JP2007139848A - 焦点検出装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点検出対象を照明している光源を正確に判定し、焦点状態を向上させることができる焦点検出装置を提供する。
【解決手段】異なる分光感度を持つ複数の受光部を具備するセンサ手段を有する焦点検出装置において、焦点検出装置が搭載される撮像装置に装着された撮像光学系から光学情報を取得し（ステップＳ１２０）、該光学情報と前記受光部の検出出力に基づき、焦点検出に用いる前記受光部の判定を行う構成（ステップＳ１６０以降の処理）にしている。
【選択図】図３

Description

本発明は、異なる分光感度を持つ受光部を持つセンサ手段を具備する焦点検出装置および該焦点検出装置を具備する撮像装置に関するものである。

従来、特許文献１に開示されるように、赤外光を用いて焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、可視光を用いて焦点検出を行う第２の焦点検出手段とを有する自動焦点カメラが知られている。このカメラは、第１の焦点検出手段使用時に、第１及び第２の焦点検出手段それぞれの焦点検出結果より、可視光で合焦させるための補正データを算出する。

また、特許文献２に開示されているように、第１、第２の感度特性を持つセンサを有し、各センサの出力の相関演算値、コントラスト、出力の大きさにより、どちらのセンサで演算を行うか判定する装置が知られている。

更に、特許文献３に開示されているように、焦点検出手段の前段に光学的フィルタを配置し、一対の像の光学的分離方向と光学的フィルタの同色方向を同一に配置している。これにより、常にコントラストの高い映像で検出することを可能にする装置が知られている。
特開２０００−１７１６８２号公報 特開２００２−２３０４４号公報 特開２００２−９０６１９号公報

上記特許文献１に開示の装置においては、焦点検出時に赤外光で焦点検出を行った時に、可視光を焦点面に合焦させるための補正量を算出している。そのため、測定時における赤外光成分の強度分布の違いにより、誤った補正値を算出してしまうことがあった。

上記特許文献２に開示の装置においては、各感度特性を持つセンサの出力の相関演算値、コントラスト、出力の大きさにより使用の可否を判定している。そのため、各センサの検出可能感度分布と検出した光束の感度分布にずれがあっても、検出可能と判定されることがあり、算出された焦点面と撮像面にずれが生じることがある。

また、上記特許文献３に開示の装置においては、複数の感度分布のセンサで検出し、コントラストの高いセンサを選択している。そのため、選択されたセンサに想定されている感度分布と実際の光源の違いがピントのずれとして発生することがある。

（発明の目的）
本発明の目的は、焦点検出対象を照明している光源を正確に判定し、焦点状態を向上させることができる焦点検出装置および撮像装置を提供しようとするものである。

本発明は、異なる分光感度を持つ複数の受光部を具備するセンサ手段を有する焦点検出装置において、当該焦点検出装置が搭載される撮像装置に装着された撮像光学系から光学情報を取得し、該光学情報と前記受光部の検出出力に基づき、焦点検出に用いる前記受光部の判定を行う焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、前記複数の受光部の検出出力を比較し、各検出出力が異なる場合には、前記撮像装置に具備される撮像素子と同一な分光感度を持つ受光部の検出出力により焦点検出演算を行う請求項１に記載の焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、前記撮像素子と同一な分光感度を持つ前記受光部の検出出力が、前記撮像素子と異なる分光感度を持つ受光部の検出出力よりも信頼性が低い場合には、前記撮像素子と異なる分光感度を持つ受光部の検出出力に前記光学情報を適応して焦点検出制御を行う請求項２に記載の焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、前記複数の受光部の検出出力を比較し、各検出出力の結果が異なる場合には、前記撮像装置に装着される撮像光学系の収差を加味して焦点検出処理を行う請求項１に記載の焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、取得した前記光学情報がのうち、色収差が所定値以下であると判定した前記撮像光学系については、各受光部の検出出力を合成して焦点検出を算出する請求項１に記載の焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、前記センサ手段が、可視光に対応した受光感度を持つ受光部と、可視光および赤外光に対応した受光感度を持つ受光部と、赤外光に対応した受光感度を持つ受光部とを持ち、各受光部の検出出力を比較することにより、焦点検出に用いる受光部の判定を行う請求項１に記載の焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、前記複数の受光部が当該撮像装置から投光された赤外光束を検出している場合には、前記受光部の判定は行わず、所定の検出処理を実行する請求項１に記載の焦点検出装置とするものである。

また、本発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の焦点検出装置を有する撮像装置とするものである。

本発明によれば、焦点状態を向上させることができる焦点検出装置または撮像装置を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下に記載の実施例に示す通りである。

図１は本発明の一実施例に係わる撮像システムの概略を示す構成図である。図１において、１００は撮像装置であり、以下の１０１〜１１６の部材を有している。１０１はファインダ光学系を構成する正立正像光学系、１０２は接眼レンズである。１０３はファインダスクリーン、１０４は撮像光束の一部をファインダ光学系に偏向するミラーである。１０５はミラー１０４を通過した撮像光束を後述する焦点検出装置に対して偏向するミラーである。１０６は撮像装置１００の撮像を司る撮像素子、１０７は撮像素子１０６を遮光するシャッタ装置、１０８は撮像装置１００の内部に収納されている内蔵ストロボである。１０９は複数の受光部（後述のラインセンサがこれに相当）により構成される複数のセンサ手段（後述のセンサがこれに相当する）を有し、公知の位相差検出方式にて焦点検出を行う焦点検出装置である。１１０は撮像装置１００の露出の測定を行う測光装置、１１１は測光装置１１０に被写体光束を結像させるレンズ、１１２は撮像装置１００の制御を司る撮像制御回路である。１１３は後述の外部ストロボ等を装着するためのアクセサリシューである。１１４は内蔵ストロボ１０８のフレネルレンズ、１１５は撮像装置１００に設けられている光学フアインダに情報を重ねて表示するファインダ表示部、１１６は撮像装置１００の外部に各種情報を表示するための外部表示部である。

２００は撮影光学系である交換式のレンズであり、以下の２０１〜２０３の部材を有している。２０１は撮像装置１００の通信部と通信を行うレンズ制御回路、２０２は撮像を行うためのレンズであり、２０３は光量調節を行う絞り装置である。

３００はレンズ２００に装着されるレンズフードであり、内部に該レンズフード３００の情報を記録するフード情報記録回路３０１を有している。

４００は照明手段である外部ストロボであり、以下の４０１〜４０６の部材を有している。４０１は外部ストロボ４００を制御する外部ストロボ制御回路、４０２は発光部、４０３は発光部４０２の光束を被写界側に反射する反射傘である。４０４は反射傘４０３で反射された光束の配光を制御するストロボパネル、４０５は撮像装置１００のアクセサリシュー１１３に装着するための取付部、４０６は外部ストロボ４００に設けられている赤外補助光部である。

図８は、本実施例の撮像装置１００に含まれる焦点検出装置１０９の構成を示す分解斜視図である。

図８において、本体ブロック１１２０は各種構成部材の位置決めを行うものであり、固定するための各種位置決め形状、及び、固定形状が備えられている。赤外カットフィルタ１０５０は、本体ブロック１１２０に位置決めされている。遮光板１０３０は、該遮光板１０３０に設けられた遮光板位置決め固定部１０３１と、本体ブロック１１２０に設けられた遮光板１０３０を位置決め固定するための遮光板位置決め固定部１１２３により本体ブロック１１２０に対して位置決めされる。そして、本体ブロック１１２０の内部に装着され、該本体ブロック１１２０に対して接着固定される。遮光板１０３０は分割フィールドレンズ１０２０を通過した各焦点検出視野の有効光束以外の不要な光束が、他の焦点検出視野の受光部に対して入射することを防止する壁１０３２、及び、壁１０３３を持っている。また、壁１０３２と壁１０３３の間には焦点検出光束を通過させるための開口部１０３４が形成されている。分割フィールドレンズ１０２０は各種調整が行われた後、本体ブロック１１２０に設けられている分割フィールドレンズ固定部１１２４により、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。

視野マスク１０１０は、一対の視野マスク位置決め用嵌合軸１０１１と、本体ブロック１１２０に設けられている視野マスク１０１０の取付面内の平面移動を規制する視野マスク位置決め嵌合穴１１２５及び視野マスク位置決め嵌合長穴１１２６からなる一対の嵌合穴により、本体ブロック１１２０に対して位置決めされている。視野マスク１０１０に設けられている一対の視野マスク固定用弾性爪部１０１２を、本体ブロック１１２０に設けられている一対の視野マスク固定用穴部１１２７に対して係合させる。これにより、視野マスク１０１０が本体ブロック１１２０に対して固定される。焦点検出ユニットをカメラに取り付けた後は、視野マスク１０１０に設けられている一対の視野マスク固定用弾性爪部１０１２と本体ブロック１１２０に設けられている一対の視野マスク固定用穴部１１２７の係合が外れた場合でも、視野マスク１０１０が本体ブロック１１２０から浮き上がることがないようにする。そのために、視野マスク１０１０には視野マスク浮き防止部１０１３が設けられている。

ここで、視野マスク浮き防止部１０１３はカメラのミラーボックスと焦点検出装置の隙間を減少させる役目も持っている。

遮光シート１１１０は、遮光シート位置決め用の一対の穴１１１１と視野マスク１０１０に設けられている不図示の一対の遮光シート位置決め用形状により位置決めされる。これにより、視野マスク１０１０と本体ブロック１１２０により挟まれ、本体ブロック１１２０に対して固定される。

ミラー１０４０は、本体ブロック１１２０に設けられている不図示のミラー位置決め固定部により位置決めされて、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。ミラー１０４０の表面には、各焦点検出視野に対する不要な光束を遮光するためのマスク形状を持つ遮光マスク部１０４１が付加されている。そして、焦点検出光束を後述の受光部に対して折り曲げる際に、遮光板１０３０とミラー１０４０の隙間を通過する不要な光束を遮光している。遮光マスク部１０４１は周辺焦点検出視野に対応する後述のラインセンサのセンサ列方向に対して略平行に形成されており、焦点検出光束の光束分割方向には遮光パターンが存在していない。したがって、パターンエッジ部での反射によるゴーストが発生しなくなっている。再結像レンズ１０７０は嵌合軸１０７１により、本体ブロック１１２０の再結像レンズ位置決め角穴１１３１と再結像レンズ位置決め長穴１１３２からなる一対の嵌合穴で位置決めされる。そして、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。多孔絞り１０６０は、再結像レンズ１０７０に設けられている嵌合軸１０７１に対応している位置決め部１０６１により、再結像レンズ１０７０に対して位置決めされる。そして、レンズ１０７０と本体ブロック１１２０に挟まれることで、本体ブロック１１２０に対して保持されている。

センサ支持部材１１００は、本体ブロック突き当て形状１１０１とセンサ支持部材支持形状１１５１により、センサ支持部材支持形状１１５１の曲率Ｒ２及びセンサ支持部材の本体ブロック突き当て形状１１０１の曲率Ｒ１を中心として揺動可能に位置決めされる。これにより、複数の軸に対する傾き調整が可能であり、センサ傾き調整など各種調整が行われた後に、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。

１０９０はセンサ手段であるところのセンサであり、該センサ１０９０は、センサホルダー１０８０に対してあらかじめ接着固定しておく事により、センサホルダー１０８０とセンサ１０９０が一体になったセンサユニットとなる。

上記センサユニットは、本体ブロック１１２０に対してセンサ支持部材１１００を介して保持し、センサ傾き調整及び位置調整などの各種調整が行われる。その後、センサ支持部材１１００に対して接着固定される。センサホルダー１０８０には、センサ支持部材１１００の接着面に、接着剤を導くための溝が形成されている。

図８にて示した焦点検出装置は一例であり、この構成に限るものではない。

図９は、上記センサ手段であるセンサ１０９０の構成を示す図であり、該センサ１０９０は複数のラインセンサにより構成されている。センサ１０９０には、各焦点検出視野に対して３つのラインセンサが具備されている。本実施例にて用いられているセンサ１０９０には、可視光の分光感度を持つセンサであるラインセンサ１０９１、可視光及び赤外光の分光感度を持つセンサであるラインセンサ１０９２、赤外光の分光感度を持つセンサであるラインセンサ１０９３が具備されている。図９においては、図示していない部分についても同様にラインセンサが形成されている。

上記図９では、３種類の異なる分光感度を持つラインセンサ１０９１〜１０９３を具備したセンサ１０９０を示したが、センサの深さ方向で異なる波長の検出を行うセンサを用いても良いし、分光感度の種類を変更してもよい。また、センサを構成するものはラインセンサに限るものでは無い。

図２は、上記撮像システムの各部（撮像装置１００、レンズ２００、レンズフード３００及び外部ストロボ４００）の回路構成を示すブロック図である。

図２において、撮像装置１００は、以下の１〜１５に示す構成要素を具備している。１は撮像装置１００の制御を司るマイクロプロセッサ、２は撮像装置１００の可動部分の駆動を行うためのモータ駆動回路である。３は被写体の輝度を測定するための測光装置（図１の測光装置１１０に相当）、４はレンズ２００の焦点状態を検出する焦点検出装置（図１の焦点検出装置１０９に相当）である。６は撮像装置１００の露光量の制御を行うシャッタ制御回路であり、図１のシャッタ装置１０７に含まれる。７は撮像装置１００に取り込む光束を制御する絞り制御回路であり、図１の絞り装置２０２を制御する。８は撮像装置１００の状態を表示する表示装置であり、図１のファインダ表示部１１５および外部表示部１１６を含む。９は内蔵ストロボ１６（図１の１０８）を制御するストロボ制御回路である。１０は撮像装置１００の設定状態を格納するための記憶回路、１１は撮像処理を行うための撮像回路、１２は撮像装置１００に装着されるレンズ２００と通信を行うためのレンズ通信回路、１３はレンズ２００以外のアクセサリと通信するための通信回路である。１４（ＳＷ１）は撮像準備動作を開始するためのスイッチ、１５（ＳＷ２）は撮像を開始するためのスイッチである。１６は内蔵ストロボであり、外部ストロボ４００の未装着時に被写体を撮像時に照明するのみでなく、焦点検出時にも、被写体を照射する補助光としての機能も持っている。

レンズ２００は、２１〜２９の構成要素を具備している。２１はレンズ２００の制御を司るマイクロプロセッサ（図１のレンズ制御回路２０１に相当）、２２はレンズ２００の設定値を保持する記憶回路、２３はレンズ２００の駆動を行うレンズ駆動回路である。２４はレンズ２００の位置検出を行うレンズ位置検出回路、２５はレンズ２００の設定されている焦点距離を検出するレンズ焦点距離検出回路である。２６は図１の絞り装置２０３に含まれ、絞りを駆動する絞り駆動回路、２７はレンズ２００に装着されている付属品を検知する付属品検知回路である。２８はレンズ２００に装着されている付属品を検知する付属品検知スイッチ、２９は撮像装置１００及びレンズ２００に装着される付属品との通信を行うためのレンズ通信回路である。

本実施例において、レンズ通信回路２９は、撮像装置１００からの制御命令を通信すると共にレンズ２００に保持されている形状情報や、レンズ２００に装着されている付属品情報、レンズ設定値などを通信するように構成されている。

外部ストロボ４００は、４１〜５１の構成要素を具備している。４１は付属品である外部ストロボの制御を司るマイクロプロセッサ（図１の外部ストロボ制御回路４０１に相当）、４２は撮像装置１００との通信を行うための通信回路、４３は外部ストロボ４００の設定値を保持する記憶回路である。４４は外部ストロボ４００が装着されている撮像装置１００及びレンズ２００の状態に合わせてストロボ照射範囲を変更する照射角変更部、４５はストロボ照射範囲の設定値を検出するストロボ照射角検出部である。４６は外部ストロボ４００の発光量を直接モニタする発光量モニタ部、４７はストロボ発光量の制御を行う発光量制御回路、４８はストロボ充電を行うストロボ充電回路である。４９は外部ストロボ４００の状態設定を行うための設定部、５０は外部ストロボ４００の設定状態を表示するための表示部、５１は外部ストロボ４００に内蔵されている赤外補助光部（図１の赤外補助光部４０６に相当）である。

本実施例において、通信回路４２は外部ストロボ４００の設定情報及び制御情報を通信するように構成されており、撮像装置１００からの指示に基づき赤外補助光部５１より赤外光が投光されるように構成されている。

レンズフード３００は、以下の６０，６１の構成要素を具備している。６０はフードに存在しているフード通信回路である。６１はフードの情報を記憶している記憶回路であり、該記憶回路６１から読み出した情報を通信回路６０に入力し、レンズ通信回路２９との通信を行う構成になっている。

次に、上記構成の撮像装置１００でのレンズ情報取得処理について、図３のフローチャートにより説明する。

図３において、まずステップＳ１００にて、撮像装置１００のメインスイッチがＯＮしているか否かの判定を行い、メインスイッチがＯＮしていないと判定した場合は、所定時間後に再度該メインスイッチの状態判定を行う。メインスイッチがＯＮしていると判定するとステップＳ１１０へ進み、撮像光学系であるレンズ２００が撮像装置１００に装着されているか否かの判定を行い、レンズ２００が装着されていないと判定した場合はメインルーチンに復帰する。

上記ステップＳ１１０にてレンズ２００が装着されていると判定した場合はステップＳ１２０へ進み、撮像装置１００とレンズ２００との間で通信を行い、レンズ情報の取得を行う。ここで、レンズ情報とは、色収差、スポット形状などである。次のステップＳ１３０では、取得したレンズ情報のうち、色収差が所定値以上であるか否かの判定を行い、色収差が所定値未満であると判定した場合はステップＳ１５０へ進み、複数ライン合成フラグを設定してステップＳ１６０へ進む。一方、色収差が所定値以上であると判定した場合はステップＳ１４０へ進み、各ライン検出フラグを設定してステップＳ１６０へ進む。

ステップＳ１６０では、各受光部（各ラインセンサ）にて像の蓄積を開始し、次のステップＳ１７０にて、各受光部から像データの読み出しを行う。そして、次のステップＳ１８０にて、複数ライン合成フラグが設定されているか否かの判定を行い、複数ライン合成フラグが設定されていると判定した場合は後述のステップＳ１９０以降の処理へ進む。また、複数ライン合成フラグが設定されておらず、各ライン検出フラグが設定されていた場合は以下のステップＳ２００以降の処理へ進む。

複数ライン合成でなく、各ライン検出フラグが設定されていると判定してステップＳ２００へ進むと、ここでは各受光部の出力に基づいてデフォーカス量演算を行い、次のステップＳ２１０にて、各受光部のデフォーカス量の差が所定値以上であるか否かの判定を行う。この結果、各受光部のデフォーカス量の差が所定値未満であると判定した場合はステップＳ２５０へ進み、各受光部の各デフォーカス量を、レンズ収差を加味して合成して、メインルーチンに復帰する。

このように、分光感度分布の異なる各受光部の各デフォーカス量を比較し、各デフォーカス量の差が所定値未満であるが異なる場合には、レンズの収差を加味（各受光部の分光感度特性とレンズ収差による焦点検出状態に補正を加えて合成）するようにしている。よって、収差の大きいレンズについても受光部の面積を拡大して、検出限界の向上を図ることが可能となる。換言すれば、焦点検出精度を低下させることなく複数の受光部出力の合成を行うことが可能になり、低輝度限界の向上を図ることができる。

また、上記ステップＳ２１０にて各受光部のデフォーカス量の差が所定値以上であると判定した場合はステップＳ２２０へ進み、撮像素子１０６と同一分光感度の検出像の信頼性がＯＫであるか否かの判定を行い、信頼性がＯＫであると判定した場合はステップＳ２４０に進み、撮像素子１０６と同一分光感度の受光部のデフォーカス量を選択して、メインルーチンに復帰する。

このように、分光感度分布の異なる各受光部の各デフォーカス量を比較し、各デフォーカス量の差が所定値以上である場合には、撮像素子１０６と同一の分光感度の受光部による制御としている。よって、光源特性の影響が撮像素子１０６、センサ１０９０に対して同様に発生する事になり、撮像素子１０６とセンサ１０９０で、ずれの無い正確な制御を行うことが可能となる。

上記ステップＳ２２０にて信頼性がＮＧであると判定した場合はステップＳ２２５へ進み、ここでは撮像素子１０６と異なる分光感度の検出像の信頼性判定を行う。ここで、撮像素子１０６と同一分光感度の検出像の信頼性が、異なる分光感度の検出像の信頼性よりも高いと判定した場合（Ｓ２２０→Ｓ２２５のＮＯ）には、各検出像の信頼性がNGであるので焦点検出不能であるとして、メインルーチンに復帰する。

一方、撮像素子１０６と同一分光感度の検出像の信頼性が、異なる分光感度の検出像の信頼性よりも低いと判定した場合はステップＳ２２５からステップＳ２３０に進む。そして、ここでは残る受光部の中で信頼性が高い（ＯＫである）受光部のデフォーカス量にレンズ情報を加味してデフォーカス量の算出を行い、メインルーチンに復帰する。

このように、撮像素子１０６と同一の感度を持つ受光部の検出結果が、異なる感度を持つ受光部の検出結果よりも信頼性が低いと判定した場合には、異なる感度を持つ受光部の検出結果にレンズ情報を適応して制御している。よって、異なる感度を持つ受光部の有効活用を図ることが可能となる。

また、上記ステップＳ１８０にて複数ライン合成フラグが設定されていると判定した場合は、上記のようにステップＳ１９０へ進む。ステップＳ１９０では、装着されているレンズ２００の色収差が所定値以下であり、各分光感度の受光部の検出結果に差異が生じないので、検出した複数の受光部の像データの合成を行う。

このように、レンズ２００より取得したレンズ情報のうち、色収差が所定値以下であると判定したレンズについては、分光感度分布の異なる各受光部を一つの受光部として扱うことが可能となり、合成することで低輝度限界の向上を可能とする。また、各受光部の出力を合成するか否かを判定することなく合成を行っているので、演算時間の短縮に寄与することにもなる。

その後はステップＳ２６０へ進み、上記ステップＳ１９０にて合成した像データよりデフォーカス量の演算を行い、メインルーチンに復帰する。

次に、上記複数の受光部の選択処理について、図４のフローチャートにより説明する。このフローチャートでは、複数のデフォーカス量の検出値より、どのデフォーカス量を使用するかの判定を示している。

図４において、まずステップＳ３００にて、像データ読み出し処理を実行し、次のステップＳ３１０に進む。ステップＳ３００にて像データの読み出しを実施する受光部は、本実施例では、（１）可視光に分光感度を持つ受光部、（２）可視光及び赤外光（可視光＋赤外光）に分光感度をもつ受光部、（３）赤外光に分光感度を持つ受光部である。

次のステップＳ３１０では、各受光部で得られた像データに対してデフォーカス演算処理を実行する。そして、次のステップＳ３２０にて、演算されたデフォーカス量から、可視光、可視光＋赤外光、赤外光の検出量の差分値を演算する。具体的には、可視光と可視光＋赤外光の差分値、赤外光と可視光＋赤外光の差分値である。

次のステップＳ３３０では、可視光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下であるか否かの判定を行い、可視光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下であると判定した場合はステップＳ３４０以降の処理へ進み、可視光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下でないと判定した場合はステップＳ４００以降の処理へ進む。

可視光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下であると判定してステップＳ３４０へ進むと、ここでは赤外光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下であるか否かの判定を行い、赤外光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下であると判定した場合はステップＳ３５０へ進む。ステップＳ３５０では、可視光、可視光＋赤外光、赤外光の各分光感度を持つ各受光部の出力を合成する。これは、各分光感度を持つ受光部の検出値の差が小さいため、各受光部の出力を合成して、低輝度限界を向上させるためである。その後はメインルーチンへ復帰する。

上記ステップＳ３５０の説明では、可視光、可視光＋赤外光、赤外光の各分光感度を持つ各受光部の出力を合成することを示したが、どの分光感度の検出結果も差が所定値以下であると判定されているため、像の合成処理を省略したい場合には、可視光を検出している受光部を選択することも可能である。

また、上記ステップＳ３４０にて赤外光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下でないと判定した場合はステップＳ３６０へ進む。ステップＳ３６０では、可視光と可視光＋赤外光の各分光感度を持つ受光部の差分値が所定値以下であり、可視光＋赤外光と赤外光の各分光感度を持つ受光部の差分値が所定値より大きいため、検出している光束は可視光であると判定されるため、焦点検出に用いる受光部を、可視光を検出している受光部に設定する。これにより、焦点検出の誤差を排除することが可能となる。

上記ステップＳ３６０の説明では、可視光を検出している受光部を設定している例を示したが、既に検出している光束は、可視光のみであると判定されているため、可視光、及び、可視光＋赤外光の受光部を合成することで、合成の処理を行う必要は増えるが、低輝度限界の向上を図ることも出来る。

また、可視光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下でないと判定した場合は上記のようにステップ３００からステップＳ４００へ進む。そして、ステップＳ４００にて、上記ステップＳ３４０と同様に、赤外光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下であるか否かの判定を行う。この結果、赤外光と可視光＋赤外光の差分値が所定値以下でないと判定した場合はステップＳ４１０へ進み、可視光と可視光＋赤外光、赤外光と可視光＋赤外光の差分値と設計値から合成比を決定する。そして、次のステップＳ４２０にて、可視光、可視光＋赤外光、赤外光を上記ステップＳ４１０で求めた合成比に基づいて合成して、メインルーチンに復帰する。

つまり、上記ステップＳ４１０，Ｓ４２０においては、可視光と可視光＋赤外光の分光感度を持つ受光部の差分値が所定値よりも大きく、可視光＋赤外光と赤外光の分光感度を持つ受光部の差分値が所定値よりも大きいため、検出している光束は可視光＋赤外光で構成されていると判定している。そして、各分光感度の受光部の検出結果の差分値と各受光部の設計値から、各受光部の合成比を求め加算することで、焦点検出のずれを無くすと共に、低輝度限界の向上を図るようにしている。

上記ステップＳ４１０，Ｓ４２０の説明では、可視光、可視光＋赤外光、赤外光の分光感度を持つ受光部の合成比を求め合成を行う例を示しているが、Ｓ４１０、Ｓ４２０の処理の代わりに、可視光を検出している受光部を選択する事も出来る。可視光を検出している受光部は、撮像素子と同一の分光感度を持つため、検出像により生じる焦点位置のずれは、撮像素子と同等に生じる。以上のことより、可視光を検出している受光部を選択することは、低輝度限界の向上が必要でない場合、合成を行う処理を省略したい場合等に有効である。

また、可視光と可視光及び赤外光の差分値が所定値以下であると判定した場合は、ステップＳ４００からステップＳ４３０へ進み、赤外光を検出している受光部を選択して、メインルーチンに復帰する。

つまり、上記ステップＳ４３０においては、可視光と可視光＋赤外光の分光感度を持つ受光部の差分値が所定値よりも大きく、可視光＋赤外光と赤外光の分光感度を持つ受光部の差分値が所定値以下である。そのため、検出している光束は赤外光であると判定している。そして、焦点検出に用いる受光部を、赤外光を検出している受光部に設定することで、焦点検出の誤差を排除するようにしている。

上記ステップＳ４３０の説明では、赤外光を検出している受光部を設定している例を示したが、既に検出している光束は、赤外光のみであると判定されているため、可視光＋赤外光、及び、赤外光の受光部を合成することで、合成の処理を行う必要は増えるが、低輝度限界の向上を図ることも出来る。

以上の処理を実行することにより、可視光、可視光＋赤外光、赤外光に対応した受光感度を持つ各受光部の検出結果を比較して焦点検出に用いる受光部の判定を行うことで光源の判定を行うことになり、これにより最適な受光部の選択を可能としている。

次に、上記構成の撮像装置１００において、補助光を投光している場合の処理について、図５のフローチャートにより説明する。

図５においては、撮像装置１００から投光される光束の判定を行っており、まずステップＳ６００にて、投光される補助光が赤外光であるか否かの判定を行う。そして、補助光が赤外補助光でないと判定した場合には、通常光の検出処理に進む。また、赤外補助光であると判定した場合はステップＳ６１０へ進み、ここでは投光される補助光の分光感度に合致した補正データが存在しているか否かの判定を行う。この結果、補正データが存在していないと判定した場合は、通常光の検出処理に進む。

一方、上記ステップＳ６１０にて補正データが存在していると判定した場合はステップＳ６２０以降の処理へ進む。

ステップＳ６２０へ進むと、補正データありのラインの抽出を行い、次のステップＳ６３０にて、抽出した受光部の蓄積制御を開始する。続くステップＳ６４０では、補助光の投光処理を行い、投光された補助光の検出を行う。そして、ステップＳ６５０にて、検出を行った受光部から検出データの読み出しを行い、次のステップＳ６６０にて、各受光部のデータの演算処理を行う。続くステップＳ６７０では、各受光部に適合している補正データを各演算データに適用して各受光部のデフォーカス量を算出する。最後に、ステップＳ６８０にて、各ラインのデフォーカス量を合成して、メインルーチンに復帰する。

以上のように、受光部が、撮像装置１００から投光された赤外光束を検出している場合には、受光部の判定は行わず、所定の検出処理を実行することにより、焦点検出時の演算処理の高速化を図ることが可能となる。

次に、上記撮像装置１００での撮像処理について、図６のフローチャートにより説明する。

図６において、まずステップＳ１０００にて、撮像装置１００のスイッチＳＷ１がオンされたか否かの判定を行い、オンされたと判定した場合はステップＳ１０１０以降の処理へ進む。一方、該スイッチＳＷ１がオンされていないと判定した場合は、メインルーチンに復帰する。

スイッチＳＷ１がオンされたとしてステップＳ１０００からステップＳ１０１０へ進むと、ここでは図３等に示した焦点検出処理を実行する。そして、次のステップＳ１０２０にて、焦点検出処理結果に基づき、撮像光学系であるレンズ２０２の駆動を行う。そして、次のステップＳ１０３０にて、レンズ２０２を駆動した後の焦点状態の検出を行い、ステップＳ１０４０へ進む。

ステップＳ１０４０では、レンズ２０２の駆動の結果、焦点が合焦状態にあるか否かの判定を行い、合焦状態ではないと判定した場合はステップＳ１０２０に戻り、再度レンズ２０２の駆動を行う。一方、合焦状態であると判定した場合はステップＳ１０５０へ進み、合焦状態の表示を行う。そして、次のステップＳ１０６０にて、撮像装置１００のスイッチＳＷ２がオンされたか否かの判定を行い、該スイッチＳＷ２がオンしていないと判定した場合はステップＳ１０６０に戻り、再度判定を行う。

上記ステップＳ１０６０にてスイッチＳＷ２がオンしていると判定した場合はステップＳ１０７０へ進み、画像取得処理を行い、メインルーチンに復帰する。

次に、上記ステップＳ１０７０での画像取得処理の詳細について、図７のフローチャートにより説明する。

図７において、まずステップＳ２０００にて、撮像光束をファインダ光学系へ向けて偏向しているミラー１０４，１０５の待避を行い、次のステップＳ２０１０にて、レンズ２００の絞り装置２０３を所定値まで駆動する。次のステップＳ２０２０では、撮像時に内蔵ストロボ１０８もしくは外部ストロボ４００の使用を行うか否かの判定を行い、いずれかのストロボを使用すると判定した場合はステップＳ２０３０へ進む。一方、ステップＳ２０２０にていずれのストロボも使用しないと判定した場合はステップＳ２０２５へ進む。

上記ステップＳ２０２０にていずれのストロボも使用しないと判定してステップＳ２０２５へ進むと、ここではシャッタ装置１０７に含まれるシャッタ部材を開放して撮像を開始し、後述のステップＳ２０８０へ進む。

一方、上記ステップＳ２０２０にてストロボを使用すると判定してステップＳ２０３０へ進むと、ここではシャッタ部材を開放して撮像を開始し、次のステップＳ２０４０にて、ストロボの調光制御を開始する。次のステップＳ２０５０では、ストロボの発光を開始し、続くステップＳ２０６０にて、ストロボ光が所定量照射されたか否かの判定を行う。この結果、所定値以下であると判定した場合は再度発光量の判定を行う。その後、ストロボ光量が所定値に達するとステップＳ２０７０へ進み、ストロボの発光を停止してステップＳ２０８０へ進む。

上記ステップＳ２０２５もしくはステップＳ２０７０からステップＳ２０８０へ進むと、シャッタ部材を閉鎖して撮像を終了する。そして、次のステップＳ２０９０にて、レンズ絞りの開放処理を行う。そして、次のステップＳ２１００にて、ミラー１０４，１０５の復帰処理を行い、続くステップＳ２１１０にて、撮影完了処理を行い、メインルーチンへ復帰する。

以上の実施例によれば、撮像装置１００に装着されたレンズ２００より取得したレンズ情報と各受光部の出力に基づき、焦点検出に用いる受光部の判定を行う構成（図３のステップＳ１６０以降の処理）にしている。よって、撮像対象を照明している光源を正確に判定でき、焦点検出を向上させることが可能となる。

また、異なる分光感度をもつ複数の受光部より取得した出力を比較し、各出力の差が所定値以上である場合には、撮像素子１０６と同一の分光感度分布を持つ受光部の出力を用いて制御（図３のステップＳ２１０→Ｓ２２０→Ｓ２４０）している。よって、ずれの無い正確な焦点検出制御を行うことが可能となる。

また、撮像素子１０６と同一の感度を持つ受光部の検出結果が、異なる感度を持つ受光部の検出結果よりも信頼性が低い場合には、後者の受光部の検出結果にレンズ情報を適応して制御する構成（図３のステップＳ２２０→Ｓ２２５→Ｓ２３０）にしている。よって、受光特性の異なる受光部の有効活用を図ることが可能となる。

また、異なる分光感度を持つ複数の受光手段の出力を比較し、その結果が異なる場合には、レンズの収差を加味して加算処理を行う構成（図３のステップＳ２１０→Ｓ２５０）にしている。よって、収差の大きいレンズについても、受光部の面積を拡大でき、検出限界の向上を図ることが可能となる。

また、撮像装置１００が取得したレンズ情報のうち、色収差が所定値以下であるとしたレンズについては、分光感度分布のことなる各ラインの出力を合成して演算する構成（図３のステップＳ１３０〜Ｓ１５０、Ｓ１８０，Ｓ１９０）にしている。よって、検出限界の向上を図ることができると共に、あらかじめ受光部出力の合成を行うか否かの判定を行っているので、検出時の判定が不要となり、演算時間の短縮を行うことが可能となる。

また、可視光、可視光＋赤外光、赤外光に対応した受光感度を持つ複数の受光部を持ち、各受光部の出力を比較することにより、検出に用いる受光部の判定を行う構成（図４）にしている。よって、光源の判定を行え、最適な受光部の選択が可能となる。

また、受光部、撮像装置１００から投光された赤外光束を検出している場合には、各受光手段の判定は行わず、所定の検出処理を実行する構成（図５）にしている。よって、検出時の演算処理の高速化を図ることが可能となる。

本発明の一実施例に係わる撮像システムを示す構成図である。 図１の撮像システムの回路構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例に係わる撮像装置でのレンズ情報取得処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係わる撮像装置において受光部選択処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係わる撮像装置において補助光を投光している場合の処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係わる撮像装置での撮像処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係わる撮像装置での画像取得処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施例に係わる撮像装置に具備される焦点検出装置の構成を示す斜視図である。 図８の焦点検出装置に具備されるセンサの構成を示す図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０６ 撮像素子
１０８ 内蔵ストロボ
１０９ 焦点検出装置
２００ レンズ
４００ 外部ストロボ
４０６ 赤外補助光部
１０９０ センサ
１０９１〜１０９３ ラインセンサ

Claims (8)

1. 異なる分光感度を持つ複数の受光部を具備するセンサ手段を有する焦点検出装置において、
   当該焦点検出装置が搭載される撮像装置に装着された撮像光学系から光学情報を取得し、該光学情報と前記受光部の検出出力に基づき、焦点検出に用いる前記受光部の判定を行うことを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記複数の受光部の検出出力を比較し、各検出出力が異なる場合には、前記撮像装置に具備される撮像素子と同一な分光感度を持つ受光部の検出出力により焦点検出演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記撮像装置に具備される撮像素子と同一な分光感度を持つ前記受光部の検出出力が、前記撮像素子と異なる分光感度を持つ受光部の検出出力よりも信頼性が低い場合には、前記撮像素子と異なる分光感度を持つ受光部の検出出力に前記光学情報を適応して焦点検出制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
4. 前記複数の受光部の検出出力を比較し、各検出出力の結果が異なる場合には、前記撮像装置に装着される撮像光学系の収差を加味して焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
5. 取得した前記光学情報のうち、色収差が所定値以下であると判定した前記撮像光学系については、各受光部の検出出力を合成して焦点検出を算出することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
6. 前記センサ手段は、可視光に対応した受光感度を持つ受光部と、可視光および赤外光に対応した受光感度を持つ受光部と、赤外光に対応した受光感度を持つ受光部とを持ち、各受光部の検出出力を比較することにより、焦点検出に用いる受光部の判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
7. 前記複数の受光部が前記撮像装置から投光された赤外光束を検出している場合には、前記受光部の判定は行わず、所定の検出処理を実行することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の焦点検出装置を具備することを特徴とする撮像装置。
   

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