JP2008040084A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像素子と位相差測距装置とに、同一の光を導くことが可能なモードを有する撮影装置で、撮像に関するパラメータ（ピントに関する情報）を自動的に調整する機能を有する電子カメラにおいて、調整のバラツキ（製造精度のバラツキ）、交換可能な撮影レンズが持っている製造誤差・調整誤差を、ユーザーが狙っている状態、つまり、より最適な状態に補正出来るようにする補正手段・方法を提供する事にある。
【解決手段】 撮像素子と位相差測距装置とに、同一の光を導くことが可能なモードを有する撮影装置において、撮像素子での表示を実行中に、撮像素子と位相差測距装置との両方での測距を行い、その差を補正量として記憶し、位相差測距装置での測距時において、補正量を使用することにより、常に適切な撮影を可能にするようにしたものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像に関するパラメータを自動的に調整する機能を有する固体撮像素子を用いた光学装置に関する。

従来、位相差AFと撮像素子によるAFとの差を検出し、その差を補正量とするようなカメラが、特開２００３−２７９８４３号に提案されている。

上記従来例では、「モニタリング動作中に所定のタイミングで前記第１のオートフォーカス制御手段と前記第２のオートフォーカス制御手段を同時もしくは所定の順番で作動させ、両者の結果に関して、前記合焦度比較手段を作動させる」というような記載があるが、レンズ交換式のカメラについて書かれたものではなく、また、位相差での焦点検出とコントラスト検出による焦点検出とが同時に行えるような構成での動作については、特に開示されていない。

一方、２種類の光路分割状態を選択可能で、モニタで撮影前画像を表示中でも、位相差検出方式による焦点調節を行うことが可能な装置が、特開２００４−２６４８３２号に提案されている。

本発明では、位相差での焦点検出と撮像素子によるコントラストによる焦点検出とが同時に行えるような構成において、撮影前の画像をモニター上で表示可能な状態（以下、ライブビューモード）時に、位相差AFと撮像素子によるAFとの差分を検出し、BP補正量を、レンズ種、ズーム位置、などに応じて記憶するものである。
特開２００３−２７９８４３号公報 特開２００４−２６４８３２号公報 特開２０００−２９２６８４号公報

従来の技術では、下記の様な問題があった。

オートフォーカス機能におけるピント調整については、カメラ本体及び撮影レンズ双方に、それぞれ製造誤差を含んでいる。そのため、電子カメラと撮影レンズを組み合わせた場合のオートフォーカスにおいて、許容量より大きなピント誤差が発生するという問題があった。また、組み合わせた場合で精度が問題ならないようにするには、カメラ、レンズ双方の製造時の許容誤差を小さくすれば良いが、それでは調整工程に求められる精度が高くなり、製造コストが増加してしまうという問題が発生する。

上記のような問題の中でオートフォーカスに絡む問題を解決するための技術が特開２０００−２９２６８４にて公開されている。これは、焦点検出手段による第一の焦点検出結果と、撮影レンズの焦点位置をステップ的に移動させながら各焦点位置での撮像画像のコントラスト検出を行い、最大のコントラスト位置を第二の焦点検出結果（いわゆるＴＶ−ＡＦとか山登りＡＦと言われている方法）とし、第一第二の焦点検出結果の差をオートフォーカスの補正値として記憶させるというものである。しかしながらこの方法では、焦点検出機能を実際の撮影に使用する手段以外に持たなければならないので、装置の構造が複雑になったり、装置の動作を司る動作プログラムの容量が大きくなり、通常撮影に使用される動作プログラムが盛り込めなくなるなどの弊害があった。

本発明が解決しようとしている課題は、撮影前画像をモニタ表示中でも、位相差検出方式による焦点調節を行うことが可能であって、撮像に関するパラメータ（ピントに関する情報）を自動的に調整する機能を有する光学装置において、調整のバラツキ（製造精度のバラツキ）、交換可能な撮影レンズが持っている製造誤差・調整誤差を、ユーザーが狙っている状態、つまり、より最適な状態に補正出来るようにする補正手段・方法を提供する事にある。

請求項１記載の発明は、
対物レンズと、該対物レンズからの光路を分割する光路分割系と、該光路分割系を介して形成された前記対物レンズによる物体像を観察するための光学ファインダーと、前記対物レンズによる物体像を撮像するための撮像素子と、
位相差による焦点検出を行う第一の焦点検出手段と、
前記撮像素子による焦点検出を行う第二の焦点検出手段と、
前記光学ファインダーと前記第一の焦点検出手段とに光路を導く第一の光路分割系と、
前記第一の焦点検出手段と前記第二の焦点検出手段とに光路を導く第二の光路分割系と、
第一の光路分割系と第二の光路分割系とを選択する選択手段と、
第一と第二の焦点検出手段の差を検出する差分検出手段と、
装着されたレンズの状態を検出するレンズ状態検出手段と、
レンズ状態検出手段の結果に基づいて、焦点検出を行う際の状態を検出する撮影状態検出手段と、
撮影状態検出手段の結果に応じて、差分検出手段の記憶を行う記憶手段とを有し、第一の焦点検出手段の制御信号に、記憶手段に記憶された補正量を加味して制御を行うものにおいて、
第二の光路分割系選択時において、撮影状態検出手段による条件に応じて、記憶手段の内容の更新を行い、第一の焦点検出手段による焦点検出は、新たに記憶した記憶手段の補正量を加味して制御を行う、ことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、
対物レンズと、該対物レンズからの光路を分割する光路分割系と、該光路分割系を介して形成された前記対物レンズによる物体像を観察するための光学ファインダーと、前記対物レンズによる物体像を撮像するための撮像素子と、
位相差による焦点検出を行う第一の焦点検出手段と、
前記撮像素子による焦点検出を行う第二の焦点検出手段と、
前記光学ファインダーと前記第一の焦点検出手段とに光路を導く第一の光路分割系と、
前記第一の焦点検出手段と前記第二の焦点検出手段とに光路を導く第二の光路分割系と、
第一の光路分割系と第二の光路分割系とを選択する選択手段と、
第一と第二の焦点検出手段の差を検出する差分検出手段と、
装着されたレンズの状態を検出するレンズ状態検出手段と、
レンズ状態検出手段の結果に基づいて、焦点検出を行う際の状態を検出する撮影状態検出手段と、
撮影状態検出手段の結果に応じて、差分検出手段の記憶を行う記憶手段とを有し、第一の焦点検出手段の制御信号に、記憶手段に記憶された補正量を加味して制御を行うものにおいて、
第二の光路分割系選択時において、撮影状態検出手段による条件に応じて、記憶手段の内容の更新を行い、第一の焦点検出手段による焦点検出は、新たに記憶した記憶手段の補正量を加味して制御を行う、ようにしたので、最適とする補正量を容易に決定出来るようになり、かつその補正量を用いて撮影を行うので、常に最良にピント補正された画像の撮影を行う事が可能となる。

請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の電子カメラにおいて、前記補正量を前記補正量記憶手段に記憶する際には、レンズＩＤ情報と前記補正量を関連付けて記憶する事とする。これによりレンズ個体が持っている性能のバラツキを良好に補正する事が可能となる。

請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の電子カメラにおいて、前記補正量を前記補正量記憶手段に記憶する際には、ズーム位置情報と前記補正量を関連付けて記憶する事とする。これによりズーム位置による性能のバラツキを良好に補正する事が可能となる。

（実施例１）
第一の実施例を図１から図１０を用いて説明する。

図１に示すように本実施形態の電子カメラ２００は、撮影レンズユニット１００が不図示のマウント機構を介して着脱可能に取り付けられる。マウント部には、電気的接点群１０７を有し、電子カメラ２００と撮影レンズユニット１００の間で通信を行い撮影レンズのレンズ１０１・絞り１０２の駆動を行う。

図示されない被写体像からの撮影光束が、撮影レンズ１０１及び光量を調節するための露出手段である絞り１０２を介して、図示する矢印方向に回動可能なクイックリターンミラー２０２に導かれる。クイックリターンミラー２０２の中央部はハーフミラーになっており、該クイックリターンミラー２０２がダウンした際に一部の光束が透過する。そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー２０２に設置されたサブミラー２０３で反射され、自動焦点調整手段であるＡＦセンサ２０４に導かれる。ＡＦセンサ２０４は図６に示すように撮影画面の複数の位置で焦点検出出来るようになっている。

一方、クイックリターンミラー２０２で反射された撮影光束は、ペンタプリズム２０１、接眼レンズ２０６を介して撮影者の目に至る。

また、クイックリターンミラー２０２がアップした際には、上記撮影レンズ１０１からの光束は、フィルタ２０９、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２０８を介して撮像素子としてのＣＭＯＳ等に代表される撮像手段であるイメージセンサ２１０に至る。上記フィルタ２０９は２つの機能を有しているもので、１つは赤外線をカットし可視光線のみをイメージセンサ２１０へ導く機能であり、もう１つは光学ローパスフィルタとしての機能である。また、フォーカルプレーンシャッタ２０８は、先幕及び後幕を有して成るもので、撮影レンズ１０１からの光束を透過、遮断を制御する遮光手段である。

なお、クイックリターンミラー２０２のアップ時には、サブミラー２０３は折り畳まれるようになっている。

また、クイックリターンミラー２０２が、逆方向に移動した際には、撮影レンズ１０１からの光束は、ハーフミラーを通してイメージセンサに導かれると共に、ＡＦセンサ２０４にも、光束が導かれるように構成され、イメージセンサによる焦点検出およびＡＦセンサによる焦点検出が同時に行えるようになる。

この構成について、図１０を用いて説明を行う。101はカメラ本体、102は内部に結像光学系103を有した取り外し可能な撮影レンズである。撮影レンズ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、機械的に接続されている。焦点距離の異なる撮影レンズに交換することによって、様々な画角の撮影画面を得ることが可能である。また、撮影レンズ102は不図示の駆動機構を有し、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や、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で、物体に対するピント合わせを行う。

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ー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ーも形成されている。

撮像素子106で捉えられた物体像はディスプレイ装置107上に表示される。ディスプレイ装置107はカメラの背面に取り付けられており、使用者は直接観察できる。ディスプレイ装置107は有機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ると消費電力が小さくかつ薄型で都合が良い。

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（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、この特長を利用し、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は光学ファインダーに結像光学系103からの光路を分割する可動型のハーフミラー、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、112はペンタプリズムである。109は光学ファインダー像を観察するためのレンズであり、実際には3つのレンズ（図101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、レンズ109はファインダー光学系を構成する。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の背後には可動型のサブミラー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に近い光束を焦点検出装置121に偏向している。サブミラー122は後述する回転軸125を中心に回転し、ハーフミラー111の動きに連動して第２の光路分割の状態と第３の光路分割の状態においてはミラーボックス下部に収納される。焦点検出装置121は位相差検出方式の焦点検出を行う。

ハーフミラー111とサブミラー122から成る光路分割系はファインダー光学系に光を導くための第1の光路分割の状態、ディスプレイ装置上に画像をリアルタイム表示したり、高速連続撮影を行うための第２の光路分割の状態、結像レンズからの光束をダイレクトに撮像素子106に導くために撮影光路から退避した第3の光路分割の状態の３通りを選択的にとることができる。

この３通りの光路分割の状態を高速で切り換えるために、ハーフミラー111を透明樹脂で構成し軽量化を図っている。また、ハーフミラー111の裏面には複屈折性を持つ高分子薄膜が貼り付けられ、画像をモニタする状態や高速連続撮影では撮像素子106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持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の光路分割の状態で、ハーフミラーの裏面と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。

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とサブミラー122の位置を変化させて、結像光学系203からの光束を直接的に撮像素子206に入射させる第３の光路分割の状態と、光学ファインダーに光路を分割する第1の光路分割の状態、さらにはハーフミラー111を透過させてから撮像素子206に入射させる第２の光路分割の状態とを切り替える。第３の光路分割の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、第１の光路分割の状態は焦点検出と光学ファインダーによる物体像観察のために、第２の光路分割の状態は焦点検出とディスプレイ用の画像信号の生成、あるいは高速連続撮影のためにそれぞれ用いられる。第２の光路分割の状態での撮像は光路分割系の機構の駆動を伴なわないため、信号処理系を高速化することで超高速連続撮影が可能となる。

第２の光路分割の状態では、ディスプレイ装置でのモニタ中でも、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。

104は可動式の閃光発光装置、113はフォーカルプレンシャッター、119はメインスイッチ、120はレリーズボタン、123はファインダーモード切り換えスイッチ、180は光学ファインダー内情報表示装置である。

再び、図１に戻り、本実施形態の電子カメラ２００は、当該電子カメラ全体の制御手段となり、制御を司るＣＰＵにより構成されるシステムコントローラ２２３を備え、後述する各部の動作を適宜制御する。

上記システムコントローラ２２３は、上記撮影レンズ１０１を光軸方向に移動してピント合わせを行うためのレンズ駆動機構１０３を制御するレンズ制御回路１０４と、上記絞り１０２を駆動するための絞り駆動機構１０５を制御する絞り制御回路１０６と、クイックリターンミラー２０２のアップダウンの駆動及びフォーカルプレーンシャッタ２０８のシャッタチャージを制御するシャッタチャージ・ミラー駆動機構２１１と、フォーカルプレーンシャッタ２０８の先幕、後幕の走行を制御するためのシャッタ制御回路２１２と、上記接眼レンズ２０６の近傍に配設された測光センサに接続された自動露出装置であり分割測光手段である測光回路２０７と、当該電子カメラ２００を制御する上で調整が必要なパラメータや電子カメラの個体識別が可能なカメラＩＤ情報や基準レンズで調整されたＡＦ補正データや自動露出補正値が記憶されている記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ２２２等が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ２２２は補正量記憶手段でもある。また，システムコントローラ２２３は、ＡＦ、ＡＥ、ホワイトバランスの段階露出撮影を制御する段階露出撮影手段である。

レンズ制御回路１０４にはレンズ固有の情報、例えば焦点距離、開放絞り、レンズ個々に割り振られるレンズＩＤという情報とシーケンスコントローラ２２３から受け取った情報を記憶するレンズ記憶手段も有している。

また、当該電子カメラ２００にはパーソナルコンピュータ（ＰＣ）に代表される外部制御装置３００が接続可能になっており、通信インターフェース回路４０を介して該パーソナルコンピュータ３００とシステムコントローラ２２３とが通信可能になされている。

上記測光回路２０７に接続される測光センサは、被写体の輝度を測定するためのセンサであり、その出力は測光回路２０７を経てシステムコントローラ２２３へ供給される。測光センサの測光部は図６のように撮影画面を分割して測光出来るように分割されている。また各測光エリア１〜３はそれぞれが測距エリア１〜３に対応している。測光回路２０７は自動露出調整手段である。

また、上記システムコントローラ２２３は、上記レンズ駆動機構１０３を制御することにより、被写体像をイメージセンサ２１０上に結像する。また、システムコントローラ２２３は、設定されたＡｖ値に基いて、絞り１０２を駆動する絞り駆動機構１０５を制御し、更に、設定されたＴｖ値に基いて、上記シャッタ制御回路２１２へ制御信号を出力する。

上記フォーカルプレーンシャッタ２０８の先幕、後幕は、駆動源がバネにより構成されており、シャッタ走行後次の動作のためにバネチャージを要する。シャッタチャージ・ミラー駆動機構２１１は、このバネチャージを制御するようになっている。また、シャッタチャージ・ミラー駆動機構２１１によりクリックリターンミラー２０２のアップ・ダウンが行われる。

また、上記システムコントローラ２２３には、画像データコントローラ２２０が接続されている。この画像データコントローラ２２０は、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）により構成される補正データサンプル手段及び補正手段であり、イメージセンサ２１０の制御、該イメージセンサ２１０から入力された画像データの補正や加工などをシステムコントローラ２２３の指令に基いて実行するものである。画像データの補正・加工の項目の中にはオートホワイトバランスも含まれている。オートホワイトバランスとは、撮影画像の中の最大輝度の部分を所定の色（白色）に補正する機能である。オートホワイトバランスは、シーケンスコントローラ２２３からの命令により補正量を変更する事が可能である。

上記画像データコントローラ２２０には、イメージセンサ２１０を駆動する際に必要なパルス信号を出力するタイミングパルス発生回路２１７と、イメージセンサ２１０と共にタイミングパルス発生回路２１７で発生されたタイミングパルスを受けて、該イメージセンサ２１０から出力される被写体像に対応したアナログ信号をデジタル信号に変換するためのＡ／Ｄコンバータ２１６と、得られた画像データ（デジタルデータ）を一時的に記憶しておくＤＲＡＭ２２１と、Ｄ／Ａコンバータ２１５及び画像圧縮回路２１９とが接続されている。

上記ＤＲＡＭ２２１は、加工や所定のフォーマットへのデータ変換が行われる前の画像データを一時的に記憶するための記憶手段として使用される。

また、上記Ｄ／Ａコンバータ２１５には、エンコーダ回路２１４を介して画像表示手段である画像表示回路２１３が接続される。更に、画像圧縮回路２１９には、記録手段である画像データ記録メディア２１８が接続される。

上記画像表示回路２１３は、イメージセンサ２１０で撮像された画像データを表示するための回路であり、一般にはカラーの液晶表示素子により構成される。

画像データコントローラ２２０は、ＤＲＡＭ２２１上の画像データを、Ｄ／Ａコンバータ２１５によりアナログ信号に変換してエンコーダ回路３１へ出力する。エンコーダ回路２１４はこのＤ／Ａコンバータ２１５の出力を、上記画像表示回路２１３を駆動する際に必要な映像信号（例えばＮＴＳＣ信号）に変換する。

上記画像圧縮回路２１９は、ＤＲＡＭ２２１に記憶された画像データの圧縮や変換（例えばＪＰＥＧ）を行うための回路である。変換された画像データは、画像データ記録メディア２１８へ格納される。この記録メディアとしては、ハードディスク、フラッシュメモリ、フロッピー（登録商標）ディスク等が使用される。

さらにシステムコントローラ２２３には、当該電子カメラの動作モードの情報や露出情報（シャッタ秒時、絞り値等）の表示を行うための動作表示回路２２５と、測光・測距などの撮影準備動作を開始させるためのレリーズＳＷ１（２３１）、撮像動作を開始させるためのレリーズＳＷ２（２３０）と、ユーザが所望の動作を当該電子カメラに実行させるべくモードを設定するモード設定ＳＷ２２９と、ＡＦセンサ２０４が持つ複数の焦点検出位置から使用する焦点検出位置を選択するための焦点検出位置選択手段である測距エリア選択ＳＷ２２８と、画像選択手段である決定ＳＷ２２７と、ブラケット量を設定するためのブラケット量設定ＳＷ２３２と、使用する測光エリアを選択する測光エリア選択ＳＷ２３５と、回転動作によりパラメータをアップダウンさせて表示する電子ダイヤルＳＷ２２６が接続されている。カウンター２３３は、各種ブラケット撮影を行う際にレリーズ回数をカウントするためのカウンターであり、シーケンスコントローラ２２３に接続される。カウンター２３３の計数値リセットはシステムコントローラ２２３により行われる。

＊デフォーカス検出の原理説明
次にデフォーカス量検出（ピント位置ズレ量検出）の原理を図７、図８を参照して説明する。図に示すように、撮像素子上にピントがあっているとき、ラインセンサ上の２像間隔はある値をとる。この値は設計上求めることができるが、実際には、部品の寸法、バラツキや組立て上の誤差によって設計値と同じとはならない。したがって、実際には測定しなければこの２像間隔（基準２像間隔Ｌｏ）を求めることは困難である。図７より明らかなように、この基準２像間隔Ｌｏより２像間隔が狭まければ、前ピンであり、Ｌｏより広ければ後ピンである。

図８はＡＦセンサモジュール５の光学系からコンデンサレンズを省いたモデルを示した図である。

図に示すように、主光線の角度をθ、セパレータレンズの倍率をβ、像の移動量をΔＬ，ΔＬ’とすると、デフォーカス量Ｌは以下の式で求まる。

ここでβｔａｎθは、ＡＦセンサモジュール５の設計上定まるパラメータである。

ΔＬ’は基準２像間隔（Ｌｏ）と現在の２像間隔（Ｌｔ）から求めることができる。

ＡＦセンサ２０４は、撮影画面の複数の位置で焦点検出できるように、上記構成を複数具備している。

オートフォーカス機能のピント調整は、あらかじめピント位置のわかっているレンズを用い、撮像素子の光軸上の位置（撮像素子の組み付け誤差）にピント位置が来るようにＡＦセンサー２０４から得られる２像間隔をＡＦピント補正パラメータとしてＥＥＰＲＯＭに記憶させるようにしている。しかし、これは電子カメラに取り付けられる撮影レンズが変わると撮影レンズ自体の製造誤差によりピント位置にバラツキが生じる。

図２を用いて、測距エリア選択シーケンスを説明する。

ステップＳ００１において、測距エリア選択ＳＷ２２８がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされていればステップＳ００２へ移行する。

ステップＳ００２では電子ダイヤルＳＷ２２６が操作されたかどうか、また操作されていれば操作方向及び操作量の検出を行う。

ステップＳ００３では、ステップＳ００２での電子ダイヤルＳＷ２２６の操作方向・操作量に応じて測距エリアを変更する。選択順序は、全部⇔測距エリア１⇔測距エリア２⇔測距エリア３⇔全部 という順序で切り替わる。

図３を用いて、撮影モード設定シーケンスを説明する。

ステップＳ１０１にて、モード設定ＳＷ２２９がＯＮしたかどうか判定する。ＯＮしていれば、ユーザーによってモード設定操作が開始されたものと判定しステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２では電子ダイヤルＳＷ２２６の操作クリック数を検出する。電子ダイヤルＳＷ２２６をＯＮ・ＯＦＦさせる不図示の電子ダイヤルをある方向に回転させると、操作クリック毎に、撮影モードを「ＴＶ」→「ＡＶ」→「Ｐ」→「ＡＦキャリブレーション」→「ＴＶ」・・・と変化させる事が出来る。また、不図示の電子ダイヤルを逆方向に回転させると、操作クリック毎に、選択モードを「ＴＶ」→「ＡＦキャリブレーション」→「Ｐ」→「ＡＶ」→「ＴＶ」・・・と変化させる事が出来る。「ＡＦキャリブレーション」は測距エリア選択シーケンスにおいて測距エリア１〜３の中から一つだけが選択されていなければ表示されず、モード選択出来ないようになっている。

ステップＳ１０３で、モード設定ＳＷ２２９がＯＦＦしたかどうか判定する。ＯＦＦしたのであれば、その時に選択されていた撮影モードに電子カメラを選択し、ステップＳ１０４で撮影モードをステップＳ１０３で選択された撮影モードに設定する。

ステップＳ１０５で、設定された撮影モードがＡＦキャリブレーションモードであるかどうか判別する。ＡＦキャリブレーションモード以外の場合、ステップＳ１１１に移行し、各撮影モードに応じた不図示の撮影シーケンスへ移行する。

ステップＳ１０６では、ブラケット量設定ＳＷ２３２がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされれば、ステップＳ１０７へ移行する。ＯＮされなければＡＦキャリブレーション撮影時のＡＦブラケット量を基準設定値ａとし、ステップＳ１１０へ移行しＡＦキャリブレーション撮影シーケンスへと移る。

ステップＳ１０７では、電子ダイヤルＳＷ２２６の操作クリック数を検出する。電子ダイヤルＳＷ２２６をＯＮ・ＯＦＦさせる不図示の電子ダイヤルを任意の方向に回転させると、ＡＦブラケットステップ量を基準値に対して操作クリック毎に、「基準値ａ×０．２５」⇔「基準値ａ×０．５」⇔「基準値ａ」⇔「基準値ａ×２」⇔「基準値ａ×４」と変化させる事が出来る。ただし、「基準値×０．２５」及び「基準値×４」をそれぞれ上限・下限値とし、それ以上の変化させようとして電子ダイヤルを操作しても無視するようになっている。

ＡＦブラケットステップ量の基準値は、絞り制御回路１０６から開放絞り値情報（ＦＮＯ）をシステムコントローラ２２３が受け取り、下記の式にて決定される。

基準値aδ＝FNO×ε
（FNOは絞り値情報、εは許容錯乱円径を示す）。

本実施例での基準値ａは、焦点深度δ＝FNO×ε と同じ値としている。本実施例においては、ε＝０．０３ｍｍとしている。

ＡＦブラケットステップ量を可変とする事で下記の事が可能となる。

大きなピント補正が必要な場合でも、ＡＦキャリブレーションをステップ量を段階的に変化（大きなステップ量から小さいステップ量へ）させて複数回実行する事で、ピント補正量を適切な値まで絞り込んで求めていく事が出来る。

ステップＳ１０８で、ブラケット量設定ＳＷ２３２がＯＦＦしたかどうか判定する。ＯＦＦしたのであれば、その時に選択されていたブラケットステップ量を選択し、ステップＳ１０９でブラケットステップ量“Ａ”をステップＳ１０８で選択されていたブラケットステップ量に設定する。

ステップＳ１１０で、ＡＦキャリブレーション撮影シーケンスへ移行する。

図４を用いて、ＡＦキャリブレーション撮影シーケンスについて説明を行う。

ＡＦキャリブレーション撮影シーケンスは、段階撮影手段であるシステムコントローラ２２３により制御される。

ステップＳ２０１でカウンター２３３のリセットを行う。

ステップＳ２０２でレリーズＳＷ１（２３１）がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされれば撮像露出を決定するステップＳ２０３とステップＳ２０５に分岐・移行する。

ステップＳ２０３では、撮影レンズ１０１を通り主ミラー２０２で反射され、ペンタプリズム２０１を通過した光束を測光回路２０７で測光する。ステップＳ２０４ではシーケンスコントローラ２２３が測光回路２０７の出力に応じて撮像時の露出量を決定する。

ステップＳ２０５では、シーケンスコントローラ２２３がＡＦセンサー２０４、焦点検出回路２０５を使い、測距を行う。

ステップＳ２０６で測距出来たかどうか判別する。測距した対象物が低コントラストの場合や暗い場合には測距出来ない事がある。測距出来なかった場合、ステップＳ２１０へ移行し、警告を行う。

ステップＳ２０７では、ステップＳ２０５で得られた測距結果に基づき、システムコントローラ２２３よりレンズ制御回路１０４にレンズ駆動量を送信し、レンズ制御回路１０４は送信されたレンズ駆動量に基づきレンズ駆動機構１０３を制御し、レンズ駆動機構１０３は撮影レンズ１０１を合焦位置へと駆動する。この時、ＡＦ補正データ（ＣＡＬデータ）を既に持っていたならば、
レンズ駆動量＝測距結果＋製造時のＡＦ補正値（調整データ）＋ＡＦ補正値（ＣＡＬデータ）
となる。

ステップＳ２０８では、ステップＳ２０７での撮影レンズ１０１の位置をＡＦ基準位置として設定し、システムコントローラ２２３は記憶する。そして、ステップＳ２０９ではシステムコントローラ２２３は画像データコントローラ２２０に対し、画像データ記録メディアにＡＦキャリブレーションの画像データを保存するフォルダの作成指示を出し、画像データコントローラ２２０は画像圧縮回路２１９を介して画像データ記録メディア２１８にＡＦキャリブレーション画像データ保存用のフォルダを作成する。

ステップＳ２１１では、レリーズＳＷ２（２３０）がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされていれば、ステップＳ２１２へ移行する。

ステップＳ２１２でピント位置ズラシ量“ＤＦ”の演算をシステムコントローラ２２３が行う。システムコントローラ２２３はカウンター２３３から現在のカウント数Ｎを受け取りピント位置ズラシ量“ＤＦ”を演算する。

ＤＦ＝Ａ×（Ｎ−４）
ステップＳ２１３では、カウンターＮを一つカウントアップする。

ステップＳ２１４では、シーケンスコントローラ２２３はステップＳ２１２で演算したピント位置ズラシ量“ＤＦ”をレンズ制御回路１０４に送信し、レンズ制御回路１０４はレンズ駆動回路１０３を制御し、撮影レンズ１０１をピント位置ズラシ量“ＤＦ”の位置までレンズ駆動を行う。

ステップＳ２１５では、システムコントローラ２２３によりシャッターチャージミラー駆動機構２１１を制御しミラーアップが行われる。

ステップＳ２１６では、ステップＳ２０４で設定された絞り値情報をシステムコントローラ２２３が絞り制御回路１０６へ送信し、絞り駆動機構１０５を駆動して、設定された絞り値まで絞り込みが行われる。

ステップＳ２１７においてシステムコントローラ２２３はフォーカルプレーンシャッタ１０を開くよう各部を制御する。さらにステップＳ２１８では、画像データコントローラ２２０（ＤＳＰ）に対してイメージセンサ２１０の積分動作を指示する。ステップＳ２１９では所定時間の間、待機する。そして積分時間が終わると、ステップＳ２２０へ移行し、フォーカルプレーンシャッタ１０を閉じる。

システムコントローラ２２３は、ステップＳ２２１において次回の動作に備えてフォーカルプレーンシャッタ２０８のチャージ動作及びミラーダウン駆動を行う。ステップＳ２２２において、絞りを開放へと駆動する。ステップＳ２２３では画像データコントローラ２２０に対してイメージセンサ２１０から画像データを取り込むように指示する。この際、イメージセンサ２１０から取り込む画像データは、ＡＦに使用された測距点を含む限定されたエリアの画像データでも良い。ステップＳ２２４では、画像データコントローラ２２０へ現在のピント位置ズラシ量“ＤＦ”送信し、レンズＩＤ情報と画像データとピント位置ズラシ量“ＤＦ”を関連付けて画像圧縮回路２１９を通し、画像データ記録メディア２１８へ記録する。

ステップＳ２２５では、カウンター“Ｎ”の値を確認する。カウンター値が所定の値になっていればＡＦキャリブレーション撮影シーケンスが完了したと判定し画像選択シーケンスへと移行する。

図５を用いて、ＡＦキャリブレーション画像選択シーケンスの説明を行う。

以下は、図１０において、第２の光路分割の状態、すなわち、ディスプレイ装置でのモニタ表示中でも、位相差検出方式による焦点調節を行うことが可能な状態になっているものとして説明を進める。

ステップＳ３０００において、選択方法の判断を行い、手動の場合には、Ｓ３０１以降へ、自動の場合には、Ｓ３００１へ進む。

ステップＳ３００１において、画像のコントラスト評価値を取り込み、ステップＳ３００２において、画像間のコントラスト評価値の比較を行い、その中での最大値となる画像を選択し、その箇所を最適の一枚とする。このような動作に関しては、例えば、特開２０００−２９２６８４号に詳述されているので、その詳細については省略する。

ステップＳ３１３において、選択された画像に関連づけられて記憶されているピント補正量をＡＦ補正量として決定する。

決定されたＡＦ補正量は、ステップＳ３１４において、焦点検出を行った測距エリアやズーム位置と関連づけて、撮影に用いたレンズのレンズＩＤとともに、記憶される。以上を、測距エリアやズーム位置を変化させて行うことで、補正量の記憶を行う。

ステップＳ３０１において、シーケンスコントローラ２２３は、画像データコントローラ２２０に対し、ＡＦキャリブレーション撮影シーケンスにて撮影されたカウンター“１”の画像データを画像表示回路２１３に表示させるよう制御する。画像データを表示する際には、通常撮影シーケンスで撮影された画像を表示する場合とは異なる画像処理を施して表示する。具体的には、通常撮影シーケンスで撮影された画像を表示する際には、見栄えを良くするためにエッジ強調を行う。しかし、ＡＦキャリブレーションモードで撮影された画像データに対しエッジ強調を行うと、本来ピントがずれているはずの画像部分がピントがあっているように見えてしまう。そのためＡＦキャリブレーションモードで撮影された画像群から最適なピントの画像を選択する際に誤ってピントがずれている画像を選択してしまう事が起こりうる。

ステップＳ３０２では、決定ＳＷ２２７がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされていれば、ステップＳ３１３へ移行する。ＯＮされなければステップＳ３０３へ移行する。

ステップＳ３０３では電子ダイヤルＳＷ２２６の操作状態を検出する。左回転されればステップＳ３０４へ、右回転されればステップＳ３０８へ移行する。

ステップＳ３０４では、カウンター“Ｎ”から−１する。ステップＳ３０５ではカウンター“Ｎ”が“０”になっていないか判別する。“Ｎ”が“０”より小さい場合は、ステップＳ３０６において、選択表示出来るＡＦキャリブレーション撮影画像データがない事を表示回路もしくはブザー２３４もしくは表示回路とブザー２３４を同時に使って警告を行い、ステップＳ３０７においてカウンター“Ｎ”を＋１する。ステップＳ３０５でカウンター“Ｎ”が“０”より大きいと判断されればステップＳ３１２へ移行する。

ステップＳ３０８では、カウンター“Ｎ”に＋１する。ステップＳ３０９ではカウンター“Ｎ”が“７”により大きくなっていないか判別する。“Ｎ”が“７”より大きい場合は、ステップＳ３１０において、選択表示出来るＡＦキャリブレーション撮影画像データがない事を表示回路もしくはブザー２３４もしくは表示回路とブザー２３４を同時に使って警告を行い、ステップＳ３１１においてカウンター“Ｎ”を−１する。ステップＳ３０９でカウンター“Ｎ”が“７”以下と判断されればステップＳ３１２へ移行する。

ステップＳ３１２では、電子ダイヤルＳＷ２２６の操作に応じて変化させられてカウンター“Ｎ”に応じたＡＦキャリブレーション画像データを画像記録メディア２１８から呼び出し、画像表示回路２１３に表示する。

ステップＳ３１３では、ステップＳ３０２において決定ＳＷ２２７がＯＮされた時のＡＦキャリブレーション画像データに関連付けて画像データ記録メディア２１８に記録されているピント位置ズラシ量“ＤＦ”をＡＦ補正量（ＣＡＬデータ）として決定し、ステップＳ３１４においてステップＳ３１３において決定されたピント位置ズラシ量“ＤＦ”を焦点検出を行った測距エリアのＡＦ補正量（ＣＡＬデータ）として、レンズ制御回路１０４が持っているレンズＩＤと共にＥＥＰＲＯＭ２２２に書き込む。

ステップＳ３１５において、ＡＦキャリブレーション画像データ全て及びＡＦキャリブレーション画像データ用フォルダを画像データ記録メディアより削除する。

図９を用いて、通常撮影シーケンスについて説明を行う。

ステップＳ４０１でレリーズＳＷ１（２３１）がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされれば撮像露出を決定するステップＳ４０２とステップＳ４０４に分岐・移行する。

ステップＳ４０２では、撮影レンズ１０１を通り主ミラー２０２で反射され、ペンタプリズム２０１を通過した光束を測光回路２０７で測光する。ステップＳ４０３ではシーケンスコントローラ２２３が測光回路２０７の出力に応じて撮像時の露出量を決定する。

ステップＳ４０４では、シーケンスコントローラ２２３がＡＦセンサー２０４、焦点検出回路２０５を使い、測距を行う。

ステップＳ４０５で測距出来たかどうか判別する。測距した対象物が低コントラストの場合や暗い場合には測距出来ない事がある。測距出来なかった場合、ステップＳ４０９へ移行し、警告を行う。

ステップ４０６では、レンズＩＤ情報をシステムコントローラ２２３が受け取り、電子カメラに取り付けられているレンズ（レンズＩＤで判別）で、かつ焦点検出に使用している測距エリアのＡＦ補正量（ＣＡＬデータ）がＥＥＰＲＯＭに記憶されているかどうか判別する。記憶されていなければ、ＡＦ補正量を焦点検出結果に加算しない。記憶されていればステップＳ４０７で測距結果にＡＦ補正量（ＣＡＬデータ）を加算し、ステップＳ４０８に移行する。ＡＦ補正データ（ＣＡＬデータ）を既に持っていたならば、レンズ駆動量は、レンズ駆動量＝測距結果＋製造時のＡＦ補正値（調整データ）＋ＡＦ補正値（ＣＡＬデータ） となる。

ステップＳ４０８では、測距結果に基づき、システムコントローラ２２３よりレンズ制御回路１０４にレンズ駆動量を送信し、レンズ制御回路１０４は送信されたレンズ駆動量に基づきレンズ駆動機構１０３を制御し、レンズ駆動機構１０３は撮影レンズ１０１を合焦位置へと駆動する。

ステップＳ４１０では、レリーズＳＷ２（２３０）がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされていれば、ステップＳ４１１へ移行する。

ステップＳ４１１では、システムコントローラ２２３によりシャッターチャージミラー駆動機構２１１を制御しミラーアップが行われる。

ステップＳ４１２では、ステップＳ２０４で設定された絞り値情報をシステムコントローラ２２３が絞り制御回路１０６へ送信し、絞り駆動機構１０５を駆動して、設定された絞り値まで絞り込みが行われる。

ステップＳ４１３においてシステムコントローラ２２３はフォーカルプレーンシャッタ１０を開くよう各部を制御する。さらにステップＳ４１４では、画像データコントローラ２２０（ＤＳＰ）に対してイメージセンサ２１０の積分動作を指示する。ステップＳ４１５では所定時間の間、待機する。そして積分時間が終わると、ステップＳ４１６へ移行し、フォーカルプレーンシャッタ１０を閉じる。

システムコントローラ２２３は、ステップＳ４１７において次回の動作に備えてフォーカルプレーンシャッタ２０８のチャージ動作及びミラーダウン駆動を行う。ステップＳ４１８において、絞りを開放へと駆動する。ステップＳ４１９では画像データコントローラ２２０に対してイメージセンサ２１０から画像データを取り込むように指示する。ステップＳ４２０では、読み出した画像データを画像圧縮回路２１９を通し、画像データ記録メディア２１８へ記録する。

上記実施例によれば、下記の効果が得られる。

撮像素子と位相差での測距装置とに、同時に光路に導くことが可能なモードを持つ撮影システムにおいて、撮像面での測距と位相差での測距との差を補正することにより、位相差でのみの測距においても、最適のピント位置を得ることが出来る。また、レンズ固有データに基づいて、補正データを記憶するようにしたので、レンズ毎に最適のピント補正値を記憶、適用することが出来る。

電子カメラのブロック図。 測距エリア選択シーケンス説明図。 第一実施例のモード設定シーケンス説明図。 ＡＦキャリブレーション撮影シーケンス説明図。 ＡＦキャリブレーション撮影画像選択シーケンス説明図。 ファインダー観察像と測距エリア、測光エリアの関係説明図。 デフォーカス量検出の原理説明図。 デフォーカス量検出の原理説明図。 第一実施例の通常撮影シーケンス説明図。 第一実施例のメカ構成図。

符号の説明

１００ 撮影レンズユニット
１０１ 撮影レンズ
１０２ 絞り
１０３ レンズ駆動機構
１０４ レンズ制御回路
１０５ 絞り駆動機構
１０６ 絞り制御回路
１０７ 電気的接点群
２００ 電子カメラ
２０１ ペンタプリズム
２０２ クイックリターンミラー
２０３ サブミラー
２０４ ＡＦセンサ
２０６ 接眼レンズ
２０７ 測光回路
２０８ フォーカルプレーンシャッタ
２０９ フィルタ
２１０ イメージセンサ
２１１ シャッタチャージ・ミラー駆動機構
２１２ シャッタ制御回路
２１３ 画像表示回路
２１４ エンコーダ回路
２１５ Ｄ／Ａコンバータ
２１６ Ａ／Ｄコンバータ
２１７ タイミングパルス発生回路
２１８ 画像データ記録メディア
２１９ 画像圧縮回路
２２０ 画像データコントローラ
２２１ ＤＲＡＭ
２２２ ＥＥＰＲＯＭ
２２３ システムコントローラ
２２４ 通信インターフェース回路
２２５ 動作表示回路
２２６ 電子ダイヤルＳＷ
２２７ 決定ＳＷ
２２８ 測距エリア選択ＳＷ
２２９ モード設定ＳＷ
２３０ レリーズＳＷ２
２３１ レリーズＳＷ１
２３２ ブラケット量設定ＳＷ
２３３ カウンター
２３５ 測光エリア選択ＳＷ
３００ 外部制御装置

Claims (3)

1. 対物レンズと、該対物レンズからの光路を分割する光路分割系と、該光路分割系を介して形成された前記対物レンズによる物体像を観察するための光学ファインダーと、前記対物レンズによる物体像を撮像するための撮像素子と、
   位相差による焦点検出を行う第一の焦点検出手段と、
   前記撮像素子による焦点検出を行う第二の焦点検出手段と、
   前記光学ファインダーと前記第一の焦点検出手段とに光路を導く第一の光路分割系と、
   前記第一の焦点検出手段と前記第二の焦点検出手段とに光路を導く第二の光路分割系と、
   第一の光路分割系と第二の光路分割系とを選択する選択手段と、
   第一と第二の焦点検出手段の差を検出する差分検出手段と、
   装着されたレンズの状態を検出するレンズ状態検出手段と、
   レンズ状態検出手段の結果に基づいて、焦点検出を行う際の状態を検出する撮影状態検出手段と、
   撮影状態検出手段の結果に応じて、差分検出手段の記憶を行う記憶手段とを有し、第一の焦点検出手段の制御信号に、記憶手段に記憶された補正量を加味して制御を行うものにおいて、
   第二の光路分割系選択時において、撮影状態検出手段による条件に応じて、記憶手段の内容の更新を行い、第一の焦点検出手段による焦点検出は、新たに記憶した記憶手段の補正量を加味して制御を行う、ことを特徴とする光学装置。
2. レンズ状態検出手段とは、レンズ固有の種類を示す情報を検出することを特徴とする請求項１の光学装置。
3. レンズ状態検出手段とは、ズームレンズにおけるレンズのズーム位置を示す情報を検出することであり、補正量をズーム位置毎に記憶することを特徴とする請求項１の光学装置。

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