JP2019128549A - Focus detector and optical apparatus equipped with focus detector - Google Patents

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和男 中川
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Abstract

To provide a focus detector with which it is possible to prevent a reduction in the accuracy of focus detection due to ghost light, and an optical apparatus equipped with the focus detector.SOLUTION: In a focus detector 207, a distance measuring beam of light from an external focus lens 101 is divided into four by a porous diaphragm 302 and formed as four subject images by a secondary image-forming lens unit 303, and an in-focus state of the focus lens 101 is detected by a control unit from the relative physical relationship of luminous energy distribution of each of the subject images that is photoelectrically converted by a focus detection sensor 400. The focus detection sensor 400 is provided with image-forming regions 401A-D within an image field range determined by a visual field mask 300 and ghost detection regions 402A-D in the periphery of the foregoing. The beam of light entering the focus detection sensor 400 is limited stepwise using an external diaphragm 105 until the occurrence of ghost light is no longer detected from the output obtained from the ghost detection regions 402A-D.SELECTED DRAWING: Figure 15

Description

本発明は、焦点検出装置および焦点検出装置を備えた光学機器に関し、特に自動焦点検出が可能な焦点検出装置および焦点検出装置を備えた光学機器に関する。   The present invention relates to a focus detection apparatus and an optical apparatus including the focus detection apparatus, and more particularly to a focus detection apparatus capable of automatic focus detection and an optical apparatus including the focus detection apparatus.

一眼レフカメラには、交換レンズ内の撮影光学系を通った光によって形成された複数の像信号の位相差から撮影光学系の焦点状態(デフォーカス値)を検出する位相差検出方式による焦点検出装置が搭載されていることが多い。このような位相差検出方式による焦点検出装置の内部には、焦点検出センサ、及び焦点検出センサに被写体像を結像させるための位相差検出専用の二次結像光学系が設けられている。このため、焦点検出装置内に含まれる構造物による反射などによって発生する不要光(以下、「ゴースト光」という。)が二次結像光学系を介して焦点検出センサに入射することにより、焦点検出の精度が低下してしまうという問題を有している。   In single-lens reflex cameras, focus detection using a phase difference detection method that detects the focus state (defocus value) of a shooting optical system from the phase difference of a plurality of image signals formed by light passing through the shooting optical system in an interchangeable lens. Devices are often mounted. A focus detection sensor and a secondary imaging optical system dedicated to phase difference detection for forming an object image on the focus detection sensor are provided inside the focus detection apparatus using such a phase difference detection method. For this reason, unnecessary light (hereinafter referred to as “ghost light”) generated by reflection or the like by a structure included in the focus detection apparatus enters the focus detection sensor via the secondary imaging optical system. There is a problem that the detection accuracy is lowered.

例えば特許文献1では、焦点検出装置で得られた被写体像から撮影光源の位置を検出したときに、その検出された撮影光源の位置と記憶手段に予め記憶される撮影光源の位置に応じたゴースト光の情報に基づきゴースト光の補正を行う技術が開示されている。また、特許文献2では、撮像素子で得られた被写体像内の輝度情報からゴースト光の発生を予測し、その予測されるゴースト光の発生態様に基づき生成された情報でゴースト光の補正を行う技術が開示されている。   For example, in Patent Document 1, when the position of the photographing light source is detected from the subject image obtained by the focus detection device, a ghost corresponding to the position of the detected photographing light source and the position of the photographing light source stored in advance in the storage means A technique for correcting ghost light based on light information is disclosed. Further, in Patent Document 2, the occurrence of ghost light is predicted from the luminance information in the subject image obtained by the imaging device, and the ghost light is corrected with the information generated based on the predicted generation mode of the ghost light. Technology is disclosed.

特開2006−184321号公報JP, 2006-184321, A 特開2006−129084号公報JP, 2006-129084, A

しかしながら、上述の特許文献1、2に開示された従来技術では、撮影光源の位置や被写体像内の輝度情報に応じて発生するゴースト光の位置、強度を予め把握しておかねばならない。その一方、ゴースト光の位置、強度は、撮影レンズや被写体との距離によっても変化するため、使用する撮影レンズ、被写体距離毎に把握しておかねばならない。また、高輝度被写体が必ずゴースト光を発生させるとは限らないため、被写体像中の高輝度体すべてに対して正確にゴースト光の発生を予測する必要がある。そのため、被写体像の分析、処理に多くの時間を費やすこととなる。さらに、ゴースト光が撮像素子や焦点検出センサの被写体像の結像する領域外に存在する場合もあるため、このような場合は、上述の特許文献1、2に開示された従来技術ではゴースト光の補正が困難である。   However, in the prior art disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, it is necessary to grasp in advance the position and intensity of ghost light generated according to the position of the photographing light source and the luminance information in the object image. On the other hand, since the position and intensity of the ghost light also change depending on the distance to the photographing lens and the subject, it is necessary to grasp for each photographing lens to be used and the subject distance. In addition, since a high brightness subject does not always generate ghost light, it is necessary to accurately predict the generation of ghost light for all high brightness bodies in the subject image. Therefore, much time is spent on analysis and processing of the subject image. Furthermore, since ghost light may exist outside the area where the subject image of the imaging device or focus detection sensor is formed, in such a case, the ghost light is used in the prior art disclosed in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2. Is difficult to correct.

係る事情に鑑み、本発明の目的は、ゴースト光による焦点検出精度の低下を防止できる焦点検出装置および焦点検出装置を備えた光学機器を提供することにある。   In view of the circumstances, an object of the present invention is to provide a focus detection device and an optical apparatus including the focus detection device that can prevent a decrease in focus detection accuracy due to ghost light.

本発明の請求項1に係る焦点検出装置は、外部にあるフォーカスレンズからの測距光束を複数の領域に分割する分割部、前記分割された測距光束のそれぞれを複数の被写体像として結像する二次結像レンズ、及び前記複数の被写体像のそれぞれの光量分布を光電変換する光電変換部を有するセンサと、前記センサに結像する像視野を決定する決定手段と、前記光電変換された光量分布の相対的な位置関係から前記フォーカスレンズの合焦状態の検出を行う制御部を有する焦点検出装置であって、前記センサには、前記決定手段により決定された前記像視野の範囲にある第一センサ領域と、前記第一センサ領域の周辺にある第二センサ領域が設けられ、前記第二センサ領域から得た出力からゴースト光の発生を検出する検出手段と、前記検出手段により前記ゴースト光の発生が検出されなくなるまで前記センサに入射する光束を段階的に制限する制限手段とを備えることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, a focus detection apparatus according to the present invention divides a distance measurement light beam from a focus lens in the outside into a plurality of regions, and forms each of the divided distance measurement light beams as a plurality of object images. A sensor having a secondary imaging lens, and a photoelectric conversion unit for photoelectrically converting the light quantity distribution of each of the plurality of subject images; determining means for determining an image field to be formed on the sensor; It is a focus detection device which has a control part which detects a focusing state of said focus lens from relative physical relationship of light volume distribution, and said sensor is in the range of said image field of vision determined by said determination means A first sensor region, a second sensor region around the first sensor region, a detection means for detecting generation of ghost light from an output obtained from the second sensor region, and the detection hand Characterized in that it comprises a limiting means for the generation of the ghost light is stepwise limit the light beam incident on the sensor until no detected by.

本発明の請求項4に係る光学機器は、前記焦点検出装置、前記フォーカスレンズ、及び前記フォーカスレンズを透過する光束を調整するための絞りを備え、前記絞りは、前記制限手段による制御により前記センサに入射する光束を段階的に制限することを特徴とする。   An optical apparatus according to a fourth aspect of the present invention includes the focus detection device, the focus lens, and a diaphragm for adjusting a light flux transmitted through the focus lens, and the diaphragm is controlled by the restriction unit to control the sensor It is characterized in that the light beam incident on the beam is limited step by step.

本発明によれば、ゴースト光による焦点検出精度の低下を防止できる。   According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in focus detection accuracy due to ghost light.

実施例1に係る焦点検出装置を備えた光学機器としての撮像装置の概略構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an imaging apparatus as an optical apparatus provided with a focus detection device according to a first embodiment. 図1における焦点検出装置の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the focus detection apparatus in FIG. 図2における視野マスクの平面図である。It is a top view of the visual field mask in FIG. 図2における多孔絞りの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the porous stop in FIG. 2; 図2における二次結像レンズユニットを焦点検出センサ側から見た図である。It is the figure which looked at the secondary imaging lens unit in FIG. 2 from the focus detection sensor side. 焦点検出センサを二次結像レンズユニット側から見た図である。It is the figure which looked at the focus detection sensor from the secondary imaging lens unit side. 焦点検出センサの測距光束を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the ranging light beam of a focus detection sensor. 撮像装置の測距動作を説明するための被写体の図である。It is a figure of a photographic subject for explaining ranging operation of an imaging device. 焦点検出センサ上に結像する被写体像を示す図である。It is a figure which shows the to-be-photographed image imaged on a focus detection sensor. 図9における各焦点検出ラインのセンサ出力波形を示す図である。It is a figure which shows the sensor output waveform of each focus detection line in FIG. 焦点検出センサにゴースト光を生じさせる光線が入射する光路を示す概略図である。It is the schematic which shows the optical path which the light ray which makes a focus detection sensor produce ghost light injects. 焦点検出センサ上に生じる各ゴースト光の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of each ghost light which arises on a focus detection sensor. 図12における焦点検出ラインおよびゴースト検出ラインのセンサ出力波形を示す図である。It is a figure which shows the sensor output waveform of the focus detection line in FIG. 12, and a ghost detection line. 実施例1に係る焦点調節処理の手順を示すフローチャートである。6 is a flowchart illustrating a procedure of focus adjustment processing according to the first embodiment. 図12の各ゴースト光が生じなくなるまで図11の状態から絞りを駆動した時の、撮影レンズの瞳外を通過した光線の光路を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating an optical path of a light beam that has passed outside the pupil of the photographing lens when the diaphragm is driven from the state of FIG. 11 until each ghost light of FIG. 12 is not generated.

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は発明の好ましい形態を示すものであり、発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, the embodiments of the present invention show preferred embodiments of the present invention and do not limit the scope of the present invention.

(実施例1)
図1は、実施例1に係る焦点検出装置を備えた光学機器としての撮像装置の概略構成を示すブロック図である。
Example 1
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus as an optical apparatus provided with a focus detection apparatus according to a first embodiment.

実施例1の撮像装置200は一眼レフカメラであり、図1に示すように、撮影レンズ100が不図示のマウント部のレンズ装着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、電気接点ユニット104が設けられている。撮像装置200は、撮影レンズ100と前記電気接点ユニット104を介して通信を行い、撮影レンズ100内のフォーカスレンズ101を制御する。なお、図1には、撮影レンズ100内のレンズとしてフォーカスレンズ101のみを示しているが、このほかに変倍レンズや固定レンズが設けられていてもよい。   An imaging apparatus 200 according to the first embodiment is a single-lens reflex camera, and as illustrated in FIG. 1, a photographing lens 100 is detachably attached via a lens mounting mechanism of a mount unit (not shown). An electrical contact unit 104 is provided in the mount portion. The imaging device 200 communicates with the photographing lens 100 via the electric contact unit 104, and controls the focus lens 101 in the photographing lens 100. In FIG. 1, only the focus lens 101 is shown as the lens in the photographing lens 100, but a variable power lens or a fixed lens may be provided in addition to this.

不図示の被写体からの光束は、撮影レンズ100内の撮影光学系(フォーカスレンズ101を含む)を介して、撮像装置200内のメインミラー201に導かれる。メインミラー201は、撮影光軸OAに対して斜めに配置されて、被写体からの光束を上方のファインダ光学系に導く第1の位置(図示した位置)と、撮影光路OA外に退避する第2の位置とに移動が可能である。   A light beam from a subject (not shown) is guided to a main mirror 201 in the imaging apparatus 200 via a photographing optical system (including a focus lens 101) in the photographing lens 100. The main mirror 201 is disposed obliquely with respect to the photographing optical axis OA, and a first position (illustrated position) for guiding the light beam from the subject to the upper viewfinder optical system and a second position for retracting outside the photographing optical path OA. It is possible to move to the position of.

メインミラー201の中央部はハーフミラーになっており、メインミラー201が第1の位置にあるときには、被写体からの光束の一部がメインミラー201のハーフミラーとなっている中央部を透過する。そして、この透過した光束は、メインミラー201の背面側に設けられたサブミラー202で反射し、測距光束として撮影光軸OA’上にある焦点検出装置207(焦点検出手段)に導かれる。焦点検出装置207の詳細な構成については後述する。   The central portion of the main mirror 201 is a half mirror, and when the main mirror 201 is at the first position, a part of the light flux from the subject passes through the central portion of the main mirror 201 which is a half mirror. Then, the transmitted light beam is reflected by the sub mirror 202 provided on the back side of the main mirror 201, and is guided to the focus detection device 207 (focus detection means) on the photographing optical axis OA 'as a distance measurement light beam. The detailed configuration of the focus detection device 207 will be described later.

一方、メインミラー201が第1の位置にあるときに、メインミラー201で反射された被写体からの光束は、撮像素子209と光学的に共役な位置に配置されたピント板203上に結像する。ピント板203にて結像した後に透過した光(被写体像)は、ペンタダハプリズム204によって正立像に変換される。正立像は、接眼レンズ205によって拡大され、撮影者はこれを観察することができる。   On the other hand, when the main mirror 201 is at the first position, the light beam from the subject reflected by the main mirror 201 forms an image on the focus plate 203 disposed at a position optically conjugate with the image sensor 209. . The light (object image) transmitted after being imaged by the focusing plate 203 is converted into an erect image by the penta-dach prism 204. The erect image is magnified by the eyepiece 205 and can be viewed by the photographer.

また、メインミラー201が第2の位置にあるときには、サブミラー202もメインミラー201に対して折り畳まれて撮影光軸OAから退避する。撮影レンズ100の撮影光学系を透過した光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ208を通過し、撮像素子209に至る。フォーカルプレーンシャッタ208は、撮像素子209に入射する光量を制限する。撮像素子209は撮影レンズ100により形成された被写体像を光電変換して画像を生成し、電気信号を出力するCCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子により構成される。   When the main mirror 201 is in the second position, the sub mirror 202 is also folded with respect to the main mirror 201 and retracted from the photographing optical axis OA. The luminous flux transmitted through the photographing optical system of the photographing lens 100 passes through a focal plane shutter 208 which is a mechanical shutter and reaches the image pickup element 209. The focal plane shutter 208 limits the amount of light incident on the imaging device 209. The imaging element 209 is configured by a photoelectric conversion element such as a CCD sensor or a CMOS sensor that photoelectrically converts an object image formed by the photographing lens 100 to generate an image and outputs an electrical signal.

カメラ制御部210は撮像装置200における各種演算や各種動作の制御を行うコントローラ(制御部)であり、CPUやMPU等により構成される。また、カメラ制御部210は電気接点ユニット104を介して撮影レンズ100内のレンズ制御部103と通信を行う。   The camera control unit 210 is a controller (control unit) that controls various calculations and various operations in the imaging device 200, and is configured of a CPU, an MPU, and the like. Also, the camera control unit 210 communicates with the lens control unit 103 in the photographing lens 100 via the electrical contact unit 104.

レンズ制御部103は、カメラ制御部210からの信号に応じて、フォーカスレンズ101を光軸方向に駆動してピント合わせを行うレンズ駆動機構102を制御する。レンズ駆動機構102は、ステッピングモータや超音波モータを駆動源として有する。更に、レンズ制御部103は、カメラ制御部210からの信号に応じて、撮影レンズ100を透過する光束を調整するための絞り105の駆動を行う絞り駆動機構106を制御する。絞り駆動機構106は、ステッピングモータなどを駆動源として有する。   The lens control unit 103 controls the lens driving mechanism 102 that performs focusing by driving the focus lens 101 in the optical axis direction in accordance with a signal from the camera control unit 210. The lens driving mechanism 102 has a stepping motor or an ultrasonic motor as a driving source. Further, the lens control unit 103 controls the diaphragm drive mechanism 106 that drives the diaphragm 105 for adjusting the light beam transmitted through the photographing lens 100 in accordance with a signal from the camera control unit 210. The aperture drive mechanism 106 has a stepping motor or the like as a drive source.

カメラ制御部210には、記憶装置であるEEPROM211が接続されている。EEPROM211には、撮像装置200を制御する上で調整が必要なパラメータや、撮像装置200の個体識別を行うためのカメラID(識別)情報、基準レンズを用いて予め調整された、撮影に関するパラメータの工場調整値等が記憶されている。   An EEPROM 211, which is a storage device, is connected to the camera control unit 210. In the EEPROM 211, parameters that need to be adjusted to control the imaging apparatus 200, camera ID (identification) information for performing individual identification of the imaging apparatus 200, and parameters related to imaging that have been adjusted in advance using a reference lens are stored. Factory adjustment values etc. are stored.

表示部212は、撮像素子209により撮像された画像データや、撮影者が設定する項目などを表示する装置であり、一般にはカラー液晶表示素子を用いて構成される。   The display unit 212 is a device that displays image data captured by the image sensor 209, items set by the photographer, and the like, and is generally configured using a color liquid crystal display element.

さらに、カメラ制御部210には、撮影者による撮像装置200への操作を検出する操作検出部213が接続されている。操作検出部213は、不図示のレリーズボタンや合焦動作開始ボタンなどの操作部材に対する撮影者の操作を検出する。また、撮影に関する設定も操作部材を介して行い、設定はEEPROM211に保存される。   Furthermore, the camera control unit 210 is connected to an operation detection unit 213 that detects an operation on the imaging device 200 by the photographer. The operation detection unit 213 detects an operation of the photographer with respect to operation members such as a release button (not shown) and a focusing operation start button. Also, settings relating to imaging are performed via the operation member, and the settings are stored in the EEPROM 211.

一方、撮影レンズ100のレンズ制御部103には、撮影レンズ100の焦点距離や開放絞り値等の性能情報、撮影レンズ100を識別するための固有の情報であるレンズID(識別)情報を記憶する記憶装置(不図示)が設けられている。またこの記憶装置は、カメラ制御部210から通信により受け取った情報も記憶する。なお、性能情報及びレンズID情報は、撮像装置200に撮影レンズ100が装着された時に行われる初期通信によりレンズ制御部103からカメラ制御部210に送信され、カメラ制御部210はこれらをEEPROM211に記憶させる。   On the other hand, the lens control unit 103 of the photographing lens 100 stores performance information such as the focal length and the aperture value of the photographing lens 100, and lens ID (identification) information which is unique information for identifying the photographing lens 100. A storage device (not shown) is provided. The storage device also stores information received from the camera control unit 210 through communication. The performance information and the lens ID information are transmitted from the lens control unit 103 to the camera control unit 210 through initial communication performed when the imaging lens 100 is attached to the imaging device 200, and the camera control unit 210 stores these in the EEPROM 211. Let

尚、撮像装置200はミラーレスカメラであってもよい。この場合、メインミラー201、ピント板203、ペンタダハプリズム204、接眼レンズ205は、撮像装置200から除かれる。また、サブミラー202はAF(自動焦点検出)モードにおいてのみ図1に示す位置に移動し、それ以外のモードにおいては撮影光路OA外に退避する。   The imaging device 200 may be a mirrorless camera. In this case, the main mirror 201, the focusing plate 203, the penta-dach prism 204, and the eyepiece lens 205 are removed from the imaging device 200. Further, the sub mirror 202 moves to the position shown in FIG. 1 only in the AF (automatic focus detection) mode, and retracts outside the photographing optical path OA in the other modes.

図2〜7を参照しつつ、実施例1の焦点検出装置207の構成について説明する。   The configuration of the focus detection device 207 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

図2は、図1における焦点検出装置207の概略断面図である。不図示であるが、図2の左端には、撮像素子209と共役な一次結像面P(撮影レンズ100の予定結像面)が存在する。すなわち焦点検出装置207には、一次結像面Pから順に、視野マスク300、フィールドレンズ301、多孔絞り302、二次結像レンズユニット303、焦点検出センサ400が配設されている。   FIG. 2 is a schematic sectional view of the focus detection apparatus 207 in FIG. Although not shown, at the left end of FIG. 2, there is a primary imaging plane P (scheduled imaging plane of the taking lens 100) conjugate with the image sensor 209. That is, in the focus detection device 207, the visual field mask 300, the field lens 301, the aperture stop 302, the secondary imaging lens unit 303, and the focus detection sensor 400 are disposed in order from the primary imaging plane P.

図3は、視野マスク300の平面図であり、図4は、多孔絞り302の平面図である。いずれも一次結像面P側から見た図である。   FIG. 3 is a plan view of the field mask 300, and FIG. 4 is a plan view of the multi-aperture stop 302. Both are views seen from the primary imaging plane P side.

また、図5は、二次結像レンズユニット303を焦点検出センサ400側から見た図であり、図6は、焦点検出センサ400を二次結像レンズユニット303側から見た図である。   5 is a view of the secondary imaging lens unit 303 viewed from the focus detection sensor 400 side, and FIG. 6 is a view of the focus detection sensor 400 viewed from the secondary imaging lens unit 303 side.

視野マスク300は薄板状の部品であり、中央に開口300Aが設けられている。開口300Aの形状が焦点検出センサ400に結像する像視野を決定する。   The field mask 300 is a thin plate-like part, and an opening 300A is provided at the center. The shape of the aperture 300 A determines the image field to be imaged on the focus detection sensor 400.

フィールドレンズ301は凸レンズであり、視野マスク300の近傍に設けられる。フィールドレンズ301は多孔絞り302の像を撮影レンズ100の射出瞳近傍に結像させる役割をもつ。   The field lens 301 is a convex lens and is provided in the vicinity of the field mask 300. The field lens 301 has a role of forming an image of the aperture stop 302 in the vicinity of the exit pupil of the photographing lens 100.

多孔絞り302は薄板状の部品であり、4か所に開口302A〜Dが設けられている。開口302A〜Dはフィールドレンズ301を介して入射する、焦点検出装置207の外部にあるフォーカスレンズ101からの測距光束を分割するものである(分割部)。本実施例では、開口302Aと開口302Bが測距光束をY方向に、開口302Cと開口302DがX方向に分割する。   The porous stop 302 is a thin plate-like part, and openings 302A to 302D are provided at four places. The openings 302A to 302D divide the distance measuring light beam that enters through the field lens 301 and is from the focus lens 101 outside the focus detection device 207 (dividing unit). In the present embodiment, the aperture 302A and the aperture 302B divide the distance measurement light beam in the Y direction, and the aperture 302C and the aperture 302D divide in the X direction.

二次結像レンズユニット303は略板状の部品であり、その焦点検出センサ400と対向する面には図2に示すように複数の凸レンズ形状を備える。これらの凸レンズ形状をそれぞれ二次結像レンズ303A〜Dと呼称する。実施例1では4つの二次結像レンズ303A〜Dが、多孔絞り302の開口302A〜Dに対応するように配置されている。二次結像レンズ303A〜Dは、撮影レンズ100によって結像された一次結像面P上の被写体像を、焦点検出センサ400上に再結像させる。多孔絞り302の開口302Aを通過した測距光束は二次結像レンズ303Aにより、焦点検出センサ400上に被写体像として結像する。多孔絞り302の開口302B〜Dを通過した測距光束も同様に、二次結像レンズ303B〜Dにより、焦点検出センサ400上に被写体像を結像させる。   The secondary imaging lens unit 303 is a substantially plate-like component, and a surface facing the focus detection sensor 400 has a plurality of convex lens shapes as shown in FIG. These convex lens shapes are respectively referred to as secondary imaging lenses 303A-D. In the first embodiment, four secondary imaging lenses 303 </ b> A to 303 </ b> D are arranged so as to correspond to the openings 302 </ b> A to 302 </ b> D of the porous diaphragm 302. The secondary imaging lenses 303 </ b> A to 303 </ b> D re-image the subject image on the primary imaging plane P formed by the photographing lens 100 on the focus detection sensor 400. The distance measuring light beam that has passed through the aperture 302A of the aperture stop 302 is focused on the focus detection sensor 400 as a subject image by the secondary imaging lens 303A. Similarly, the distance measuring light beams that have passed through the openings 302 </ b> B to 302 </ b> D of the porous diaphragm 302 are imaged on the focus detection sensor 400 by the secondary imaging lenses 303 </ b> B to 303 </ b> D.

焦点検出センサ400は、二次結像レンズ303A〜Dにより結像された被写体像を画素毎に光電変換して画像を生成し、電気信号を出力する(光電変換部)。焦点検出センサ400は、CCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子により構成されており、光電変換素子(画素)が、二次元アレイ状に配置されている。実施例1では、焦点検出センサ400の画素は被写体像が結像する範囲より広い範囲に配設されている。具体的には、焦点検出センサ400の画素は、視野マスク300による被写体像が形成される範囲にある結像領域(第一センサ領域)401A〜D、及び各結像領域401A〜Dの周辺にあるゴースト検出領域(第二センサ領域)402A〜Dに配設される。結像領域401Aと、ゴースト検出領域402Aは、同一のセンサアレイで構成される。結像領域401B〜D、ゴースト検出領域402B〜Dについても同様である。多孔絞り302の開口302Aを通過した光束は、二次結像レンズ303Aにより、焦点検出センサ400の結像領域401Aの範囲に結像する。結像領域401B〜Dも同様に多孔絞り302の開口302B〜D、二次結像レンズ303B〜Dに対応する。   The focus detection sensor 400 photoelectrically converts the subject image formed by the secondary imaging lenses 303A to 303D for each pixel, generates an image, and outputs an electrical signal (photoelectric conversion unit). The focus detection sensor 400 includes a photoelectric conversion element such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and the photoelectric conversion elements (pixels) are arranged in a two-dimensional array. In the first embodiment, the pixels of the focus detection sensor 400 are disposed in a range wider than the range in which the subject image is formed. Specifically, the pixels of the focus detection sensor 400 are formed around the imaging regions (first sensor regions) 401A to 401D in the range where the subject image is formed by the visual field mask 300 and the periphery of the imaging regions 401A to 401D. It is arranged in a certain ghost detection area (second sensor area) 402A-D. The imaging area 401A and the ghost detection area 402A are configured by the same sensor array. The same applies to the imaging regions 401B to 401D and the ghost detection regions 402B to 402D. The light beam that has passed through the aperture 302A of the aperture stop 302 is imaged in the range of the imaging region 401A of the focus detection sensor 400 by the secondary imaging lens 303A. Similarly, the imaging regions 401B-D correspond to the apertures 302B-D of the aperture stop 302 and the secondary imaging lenses 303B-D.

なお、焦点検出センサ400の画素形態は結像領域401の周辺にゴースト検出領域402が設けられるような構成であれば、実施例1のような構成に限定されない。例えばラインセンサを複数組み合わせて配置しても良い。   The pixel configuration of the focus detection sensor 400 is not limited to the configuration of the first embodiment as long as the ghost detection region 402 is provided around the imaging region 401. For example, a plurality of line sensors may be combined and disposed.

図7は、焦点検出センサ400の測距光束を示す概念図である。被写体OBJからの測距光束LAは、撮影レンズ100の瞳EPAを通過して一次結像面Pで結像している。その後、二次結像レンズ303Aにより、焦点検出センサ400の結像領域401Aの範囲に再結像する。同様に測距光束LB〜Dは、撮影レンズ100の瞳EPB〜Dを通過して一次結像面Pで結像している。その後、二次結像レンズ303B〜Dにより、焦点検出センサ400の結像領域401B〜Dの範囲に再結像する。   FIG. 7 is a conceptual view showing a distance measurement luminous flux of the focus detection sensor 400. As shown in FIG. A distance measuring beam LA from the subject OBJ passes through the pupil EPA of the photographing lens 100 and forms an image on the primary imaging plane P. Thereafter, the secondary imaging lens 303A re-forms an image in the range of the imaging region 401A of the focus detection sensor 400. Similarly, the distance measurement light beams LB to D pass through the pupils EPB to EPD of the photographing lens 100 and form an image on the primary imaging plane P. After that, the secondary imaging lenses 303 </ b> B to D re-form images in the range of the imaging regions 401 </ b> B to D of the focus detection sensor 400.

撮像装置200のような一眼レフカメラは、様々な焦点距離や開放F値の撮像光学系を有する交換レンズを撮影レンズ100として装着可能である。そのため焦点検出センサ400は撮像装置200用の全ての交換レンズで焦点検出ができるように、開放F値の大きい交換レンズ(例えばF5.6)に対応するように構成されている。実施例1においても、焦点検出センサ400が焦点検出に用いる測距光束LA〜DはF5.6光束となるように構成されている。図7に示すように、撮影レンズ100の絞り105の絞り値のデフォルト設定は開放F値であるF1.4であり、F1.4光束が通過するように構成されている。よって、測距光束LA〜Dが通過する瞳EPA〜DはF5.6光束の内側に収まっている。   A single-lens reflex camera such as the imaging device 200 can mount an interchangeable lens having imaging optical systems of various focal lengths and open f-numbers as the imaging lens 100. Therefore, the focus detection sensor 400 is configured to correspond to an interchangeable lens (for example, F5.6) having a large open F value so that focus detection can be performed with all the interchangeable lenses for the imaging apparatus 200. Also in the first embodiment, the distance measurement light beams LA to D used by the focus detection sensor 400 for focus detection are configured to be F5.6 light beams. As shown in FIG. 7, the default setting of the aperture value of the aperture 105 of the taking lens 100 is F1.4 which is an open F value, and the F1.4 light beam is configured to pass through. Therefore, the pupils EPA to D through which the distance measurement luminous fluxes LA to D pass are accommodated inside the F5.6 luminous flux.

実施例1の焦点検出装置207では、不図示の制御部が公知の二次結像位相差検出による焦点検出方式により、デフォーカス値の算出、すなわち、フォーカスレンズ101の合焦状態の検出(焦点検出)を行う。撮像装置200および撮影レンズ100を用いて、被写体を撮影するために焦点検出した場合を例として、焦点検出の原理と焦点調節の動作について図8〜10を参照しつつ説明する。   In the focus detection apparatus 207 according to the first embodiment, the control unit (not shown) calculates the defocus value, that is, detects the in-focus state of the focus lens 101 by a known focus detection method based on secondary imaging phase difference detection. Detection). The focus detection principle and focus adjustment operation will be described with reference to FIGS. 8 to 10, taking as an example a case where focus detection is performed to shoot a subject using the imaging device 200 and the imaging lens 100.

図8は、撮像装置200の測距動作を説明するための被写体の図であり、撮影レンズ100が装着された撮像装置200により撮影される被写体を示している。撮影範囲が図8の実線で示した範囲であり、焦点検出範囲500,500’は撮影者が焦点検出の対象として選択した範囲(所謂、AF測距点)である。また、破線で示した範囲300Bは、視野マスク300の開口300Aで規定される視野範囲を示しており、焦点検出センサ400には範囲300Bで規定される範囲で被写体像が結像する。   FIG. 8 is a diagram of a subject for explaining the distance measuring operation of the imaging device 200, and shows a subject photographed by the imaging device 200 to which the photographing lens 100 is attached. The shooting range is a range indicated by a solid line in FIG. 8, and the focus detection ranges 500 and 500 'are ranges (so-called AF distance measuring points) selected by the photographer as focus detection targets. Further, a range 300B indicated by a broken line indicates a field range defined by the opening 300A of the field mask 300, and an object image is formed on the focus detection sensor 400 in a range defined by the range 300B.

図9は、焦点検出センサ400上に結像する被写体像を示す図である。視野マスク300の開口300Aで規定された範囲300Bの被写体像は、多孔絞り302の開口302A〜Dと二次結像レンズ303A〜Dによって、4つの像に分割される。この結果、焦点検出センサ400上の結像領域401A〜Dには、それぞれ図9のように被写体像が結像する。   FIG. 9 is a view showing a subject image formed on the focus detection sensor 400. As shown in FIG. The subject image in the range 300B defined by the aperture 300A of the visual field mask 300 is divided into four images by the apertures 302A to 302D of the aperture stop 302 and the secondary imaging lenses 303A to 303D. As a result, subject images are formed on the imaging regions 401A to 401D on the focus detection sensor 400 as shown in FIG.

撮影者が撮像装置200の操作部材を操作して、図8の焦点検出範囲500の箇所に対して焦点検出動作の開始を指示すると、焦点検出、すなわちデフォーカス値の算出を開始する。具体的には、多孔絞り302の開口302A〜Dと二次結像レンズ303A〜Dによって像が分割された方向(以下、「相関方向」という)に関する相対的な位置関係を調べ、その位置関係からデフォーカス値を算出する。   When the photographer operates the operation member of the imaging apparatus 200 to instruct the start of the focus detection operation to the location in the focus detection range 500 in FIG. 8, focus detection, that is, calculation of the defocus value is started. Specifically, the relative positional relationship with respect to the direction in which the image is divided by the apertures 302A to 302D of the aperture stop 302 and the secondary imaging lenses 303A to 303D (hereinafter referred to as "correlation direction") is examined. The defocus value is calculated from

以下、図9の結像領域401A〜D中の、選択された焦点検出範囲500に対応する位置にある画素をそれぞれ焦点検出ライン401A―1,401B―1,401C−1,401D−1と呼称する。各焦点検出ライン401A―1,401B―1,401C−1,401D−1は相関方向と同じ方向に配置される。焦点検出ライン401A−1と焦点検出ライン401B−1はY方向が、焦点検出ライン401C−1と焦点検出ライン401D−1はX方向が相関方向である。   Hereinafter, the pixels at positions corresponding to the selected focus detection range 500 in the imaging regions 401A to D in FIG. 9 are referred to as focus detection lines 401A-1, 401B-1, 401C-1, and 401D-1, respectively. Do. The focus detection lines 401A-1, 401B-1, 401C-1, and 401D-1 are arranged in the same direction as the correlation direction. The focus detection line 401A-1 and focus detection line 401B-1 are in the Y direction, and the focus detection line 401C-1 and focus detection line 401D-1 are in the X direction.

図10は、図9における各焦点検出ライン401A―1,401B―1,401C−1,401D−1におけるセンサ出力波形を示す図である。図10のグラフの横軸は画素の位置であり図9中の矢印で示した向きの順に並べたものである。縦軸は光量を示している。   FIG. 10 is a diagram showing sensor output waveforms at each of the focus detection lines 401A-1, 401B-1, 401C-1, and 401D-1 in FIG. The horizontal axis of the graph of FIG. 10 is the position of the pixel, which is arranged in the order indicated by the arrow in FIG. The vertical axis represents the amount of light.

図10における実線で示す波形は焦点のずれが無い、デフォーカス値がゼロの状態のセンサ出力波形であり、破線で示す波形は焦点がずれた状態のセンサ出力波形である。これは一次結像面P上の像の焦点位置がずれると、瞳分割された焦点検出センサ400上に結像する像がそれぞれ相関方向で反対向きに移動するためである。   A waveform indicated by a solid line in FIG. 10 is a sensor output waveform in a state where there is no focus shift and the defocus value is zero, and a waveform indicated by a broken line is a sensor output waveform in a state where the focus is shifted. This is because, when the focal position of the image on the primary imaging plane P is shifted, the images formed on the focus detection sensor 400 divided into pupils move in opposite directions in the correlation direction.

焦点がずれている場合に出力される図10(a),(b)の破線で示す二つのセンサ出力波形は、所定の画素数だけ移動させれば一致させることが可能である。同様に、焦点がずれている場合に出力される図10(c),(d)の破線で示す二つのセンサ出力波形は、所定の画素数だけ移動させれば一致させることが可能である。   The two sensor output waveforms indicated by the broken lines in FIGS. 10A and 10B that are output when the focus is deviated can be matched if they are moved by a predetermined number of pixels. Similarly, the two sensor output waveforms indicated by the broken lines in FIGS. 10C and 10D that are output when the focus is deviated can be matched if they are moved by a predetermined number of pixels.

この所定の画素数を算出することを相関演算と呼ぶ。一般に相関演算は二つのセンサ出力波形の共通領域(和集合、積集合)を相関量として取り扱い、相関量が最小となるような所定の画素数を算出する。また、焦点検出装置207の光学系の特性が既知であるならば、この算出された所定の画素数を、一次結像面Pの移動量、すなわちデフォーカス値へ換算することができる。なお相関演算の方法はこの例に限定されず、例えば二つのセンサ出力波形の非共通領域(排他論理和に相当)を相関量としてもよい。   This calculation of the predetermined number of pixels is called correlation calculation. In general, the correlation calculation treats a common area (sum set, product set) of two sensor output waveforms as a correlation amount, and calculates a predetermined number of pixels that minimizes the correlation amount. Also, if the characteristics of the optical system of the focus detection device 207 are known, the calculated predetermined number of pixels can be converted into the amount of movement of the primary imaging plane P, that is, the defocus value. The method of correlation calculation is not limited to this example, and for example, a non-common area (corresponding to exclusive OR) of two sensor output waveforms may be used as the amount of correlation.

相関方向がY方向のセンサ出力波形(図10(a),(b))を用いた相関演算結果と、相関方向がX方向のセンサ出力波形(図10(c),(d))を用いた相関演算結果のうち、いずれの結果に基づいてデフォーカス値を決定するかは波形信頼性判定による。センサ出力波形の信頼性判定は公知の技術であり、より信頼性が高いと判断されたセンサ出力波形を用いて算出されたデフォーカス値を採用する。図10の例であれば、X方向を相関方向とする図10(c),(d)に示すセンサ出力波形に対してY方向を相関方向とする図10(a),(b)に示すセンサ出力波形は、波形の頂点位置や変曲点が明瞭であることから、波形信頼性が高いと判断される。従って、Y方向を相関方向とするセンサ出力波形を用いて算出されたデフォーカス値がここでは採用される。   The correlation calculation result using the sensor output waveform (FIGS. 10A and 10B) with the correlation direction in the Y direction and the sensor output waveform with the correlation direction in the X direction (FIGS. 10C and 10D) are used. Whether the defocus value is determined based on which of the correlation calculation results is determined depends on the waveform reliability determination. The reliability determination of the sensor output waveform is a known technique, and a defocus value calculated using the sensor output waveform determined to be more reliable is employed. In the example of FIG. 10, the X direction is the correlation direction, and the sensor output waveforms shown in FIGS. 10C and 10D are shown in FIGS. 10A and 10B where the Y direction is the correlation direction. The sensor output waveform is determined to have high waveform reliability because the peak position and the inflection point of the waveform are clear. Therefore, the defocus value calculated using the sensor output waveform which makes Y direction a correlation direction is adopted here.

以上、実施例1では得られたセンサ出力波形をそのまま用いて相関演算する例を説明したが、本発明はこの例に限らない。例えば、同一の相関方向の焦点検出ラインからの信号強度のレベル差の影響を受け難くするフィルタ処理や、特定の周波数成分を増幅させたり減衰させたりするフィルタ処理を行った後、相関演算しても良い。   As described above, the example in which the correlation calculation is performed using the obtained sensor output waveform as it is has been described in the first embodiment, but the present invention is not limited to this example. For example, after performing filter processing that makes it less susceptible to signal intensity level differences from focus detection lines in the same correlation direction, or filter processing that amplifies or attenuates specific frequency components, the correlation operation is performed. Also good.

デフォーカス値が得られれば、それに基づいてデフォーカス値をゼロとするべく撮影レンズ100のフォーカスレンズ101を駆動させることで、被写体像のピント合わせが完了する。なお、信頼性判定の過程は通常撮影者は認識せず、撮像装置200およびそのカメラ制御部210にて自動で処理される。   If the defocus value is obtained, the focus lens 101 of the photographing lens 100 is driven to make the defocus value zero based on the defocus value, thereby completing the focusing of the subject image. Note that the process of determining the reliability is not usually recognized by the photographer, and is automatically processed by the imaging device 200 and its camera control unit 210.

図11〜13を参照しつつ、焦点検出装置207において、ゴースト光が発生する原因とその影響について説明する。ゴースト光は視野マスク300で規定され、焦点検出センサ400上で結像する測距光束LA〜Dとは異なる光路で焦点検出センサ400へと入射する光線である。図2では焦点検出装置207の主たる構成要素のみを示してその構造を説明したが、実際は焦点検出装置207の光学系を折り曲げるための反射ミラーや構成要素を保持するための部材など、反射源となりうる部材を多く含む。   The cause of the generation of ghost light and the influence thereof in the focus detection device 207 will be described with reference to FIGS. The ghost light is a light beam that is defined by the field mask 300 and is incident on the focus detection sensor 400 through an optical path different from the distance measurement light beams LA to D imaged on the focus detection sensor 400. In FIG. 2, only the main components of the focus detection device 207 are shown and the structure thereof has been described. However, in actuality, it becomes a reflection source such as a reflection mirror for bending the optical system of the focus detection device 207 and a member for holding the components. It contains many possible members.

図11は、焦点検出センサ400にゴースト光を生じさせる光線403が入射する光路を示す概略図である。測距光束LA〜Bは、実際にはサブミラー202で反射して光路が折れ曲がっているが、ここでは図を簡略化してある。   FIG. 11 is a schematic view showing a light path on which a light beam 403 which causes the focus detection sensor 400 to generate ghost light is incident. The distance measuring beams LA to B are actually reflected by the sub-mirror 202 and the optical path is bent, but the drawing is simplified here.

不図示の被写体OBJからの測距光束LA〜Bは、撮影レンズ100の瞳EPA〜Bを通過し、一次結像面Pで被写体像を結像する。その後、視野マスク300、フィールドレンズ301、多孔絞り302(図11において不図示)、二次結像レンズユニット303を経由して焦点検出センサ400に被写体像を再結像する。   Ranging beams LA to B from a subject OBJ (not shown) pass through the pupils EPA to EPA B of the photographing lens 100 and form a subject image on the primary imaging plane P. Thereafter, the subject image is re-imaged on the focus detection sensor 400 via the field mask 300, the field lens 301, the porous aperture 302 (not shown in FIG. 11), and the secondary imaging lens unit 303.

一方、撮影レンズ100の瞳外を通過した光線403は、デフォルト設定である開放F値(F1.4)に設定される絞り105や、視野マスク300などで遮られることなく焦点検出装置207の内部に入射し、内部構造物600で反射する。その後、その反射した光線403は、多孔絞り302、二次結像レンズユニット303を経由して焦点検出センサ400へと入射する。このため、焦点検出センサ400上では、多孔絞り302の開口302A〜D、及び二次結像レンズ303A〜Dに対応した、光線403の4つの入射位置に後述する図12に示すゴースト光403A〜Dが生じる。   On the other hand, the light beam 403 that has passed outside the pupil of the photographic lens 100 is not blocked by the aperture 105 or the field mask 300 set to the open F value (F1.4), which is the default setting, and is not blocked by the inside of the focus detection device 207. And are reflected by the internal structure 600. Thereafter, the reflected light beam 403 enters the focus detection sensor 400 via the multi-aperture stop 302 and the secondary imaging lens unit 303. For this reason, on the focus detection sensor 400, ghost light 403A to 403A shown in FIG. 12 to be described later at four incident positions of the light beam 403 corresponding to the apertures 302A to D of the aperture stop 302 and the secondary imaging lenses 303A to 303D. D is generated.

図12は、焦点検出センサ400上に生じる各ゴースト光403A〜Dの位置関係を示す図である。実施例1では、これらのゴースト光403A〜Dのうち、ゴースト光403A,403B,403Cはゴースト検出領域402Cに入射し、ゴースト光403Dは、結像領域401Aに入射している。   FIG. 12 is a diagram showing the positional relationship of each of the ghost lights 403A to 403D generated on the focus detection sensor 400. As shown in FIG. In the first embodiment, among these ghost lights 403A to 403D, the ghost lights 403A, 403B, and 403C are incident on the ghost detection area 402C, and the ghost light 403D is incident on the imaging area 401A.

この状況において、撮影者が図8に示す焦点検出範囲500’を設定した場合、結像領域401A,B内の対応位置に焦点検出ライン401A−2,401B−2が設けられる。またゴースト光403A〜Cに対応した位置にゴースト検出ライン402C−1〜3が設けられる。   In this situation, when the photographer sets the focus detection range 500 'shown in FIG. 8, the focus detection lines 401A-2 and 401B-2 are provided at corresponding positions in the imaging regions 401A and 401B. In addition, ghost detection lines 402C-1 to 402C-3 are provided at positions corresponding to the ghost lights 403A to 403C.

図13は、図12における焦点検出ライン401A−2,401B−2およびゴースト検出ライン402C−1〜3のセンサ出力波形を示す図である。図12に示すように焦点検出ライン401B−2にはゴースト光が入射していないため、図13(b)に示す焦点検出ライン401B−2におけるセンサ出力波形は被写体像の光量分布となる。また、図12に示すようにゴースト検出ライン402C−1〜3には被写体像は結像されないため、図13(c)に示すゴースト検出ライン402C−1〜3におけるセンサ出力波形はそれぞれゴースト光403A〜Cの光量分布となる。ゴースト光403A〜Dは、いずれも光線403が反射した内部構造物600から焦点検出センサ400までに透過する部材は同一であるため、概ね同一の強度となる。   FIG. 13 is a diagram illustrating sensor output waveforms of the focus detection lines 401A-2 and 401B-2 and the ghost detection lines 402C-1 to 402C-3 in FIG. Since ghost light is not incident on the focus detection line 401B-2 as shown in FIG. 12, the sensor output waveform at the focus detection line 401B-2 shown in FIG. 13B is the light intensity distribution of the object image. In addition, as shown in FIG. 12, since no subject image is formed on the ghost detection lines 402C-1 to 402C-3, the sensor output waveforms on the ghost detection lines 402C-1 to 402C-3 shown in FIG. A light quantity distribution of ~ C. The ghost lights 403 </ b> A to 403 </ b> D have almost the same intensity because the members that are transmitted from the internal structure 600 reflected by the light beam 403 to the focus detection sensor 400 are the same.

一方、図12に示すように焦点検出ライン401A−2には被写体像の上にゴースト光403Dが入射しているため、図13(a)に示す焦点検出ライン401A−2におけるセンサ出力波形は被写体像の正確な光量分布とならない。そのため、焦点検出ライン401A−2,401B−2の二つのセンサ出力波形に基づいて相関演算を行うと、正確なデフォーカス値が得られず、被写体像に精度の高いピント合わせを行うことができない。   On the other hand, since the ghost light 403D is incident on the subject image on the focus detection line 401A-2 as shown in FIG. 12, the sensor output waveform in the focus detection line 401A-2 shown in FIG. It does not become accurate light quantity distribution of the image. Therefore, if the correlation calculation is performed based on the two sensor output waveforms of the focus detection lines 401A-2 and 401B-2, an accurate defocus value cannot be obtained, and the subject image cannot be focused with high accuracy. .

そこで本発明では、ゴースト光403Dによる誤測距を防止するため、焦点検出センサ400の結像領域401A〜Dの周囲に、ゴースト検出領域402A〜Dを設けている。焦点検出センサ400の結像領域401A〜D以外の領域は、ゴースト光が発生しなければ、光線が入射することのない領域である。従って、ゴースト検出領域402A〜Dに光線が入射している場合は、結像領域401の何処かにゴースト光が入射している可能性があると判断できる。   Therefore, in the present invention, in order to prevent erroneous distance measurement due to the ghost light 403D, ghost detection regions 402A to 402D are provided around the imaging regions 401A to D of the focus detection sensor 400. Areas other than the imaging areas 401A to 401D of the focus detection sensor 400 are areas where light rays do not enter unless ghost light is generated. Therefore, when light rays are incident on the ghost detection areas 402A to 402D, it can be determined that there is a possibility that ghost light is incident somewhere in the imaging area 401.

実施例1においては、光線403が内部構造物600で反射することにより、焦点検出範囲500’にゴースト光が発生しているが、一例であってこの条件に限定される訳ではない。特に撮影時の光源の位置が変わると、撮影レンズ100から射出する光束の角度が変わるため、瞳外からの光線403が内部構造物600に当たらなくなり、ゴースト光が発生しなくなる。即ち、焦点検出範囲500’には必ずゴースト光が発生するという訳ではない。すなわち、同一焦点検出範囲でも、撮影時の光源の位置、撮影レンズ100の内部構成など様々な条件により、ゴースト光が発生したりしなかったりする。   In the first embodiment, ghost light is generated in the focus detection range 500 ′ by the light ray 403 being reflected by the internal structure 600, but this is an example and the present invention is not limited to this condition. In particular, when the position of the light source at the time of photographing changes, the angle of the light beam emitted from the photographing lens 100 changes, so that the light beam 403 from outside the pupil does not hit the internal structure 600 and ghost light is not generated. That is, ghost light does not necessarily occur in the focus detection range 500 '. That is, even in the same focus detection range, ghost light may or may not be generated depending on various conditions such as the position of the light source at the time of photographing and the internal configuration of the photographing lens 100.

以下、図14〜15を参照しつつ、本発明における焦点調節処理の手順を説明する。なお、この焦点調節処理はカメラ制御部210にて行ってもよいし、焦点検出装置207が備える制御部により行ってもよい。   Hereinafter, the procedure of the focusing process in the present invention will be described with reference to FIGS. The focus adjustment process may be performed by the camera control unit 210 or may be performed by the control unit included in the focus detection apparatus 207.

図14は、実施例1に係る焦点調節処理の手順を示すフローチャートである。   FIG. 14 is a flowchart illustrating the procedure of the focus adjustment process according to the first embodiment.

ステップS701では、測距動作を開始する。これは撮影者が撮像装置200の特定の釦を操作し、その操作を操作検出部213が検出することで行われる。本実施例では、撮影者による焦点検出範囲500’の設定操作が操作検出部213により検出される。   In step S701, a ranging operation is started. This is performed by the photographer operating a specific button of the imaging apparatus 200 and the operation detection unit 213 detecting the operation. In the present embodiment, the operation detection unit 213 detects the setting operation of the focus detection range 500 ′ by the photographer.

ステップS702では、絞り105の絞り値である変数FNoに撮影レンズ100の開放F値を設定する。本実施例では、変数FNoの値として1.4が設定される。   In step S702, the open F-number of the photographing lens 100 is set to a variable FNo that is an aperture value of the aperture 105. In the present embodiment, 1.4 is set as the value of the variable FNo.

ステップS703では、ゴースト検出領域402A〜Dの光量蓄積を行い、出力を取得する。   In step S703, the light amounts of the ghost detection areas 402A to 402D are accumulated, and the output is acquired.

ステップS704では、ステップS703で取得したゴースト検出領域402A〜Dの出力から、ゴースト光の発生を検出する。前述の通り、ゴースト検出領域402A〜Dはゴースト光が発生しなければ光線が入射することのない領域であるため、ゴースト検出領域402A〜Dのいずれかから出力が得られた場合はゴースト光の発生を検出しステップS705へ進む。この際、発生したゴースト光(図12の例ではゴースト光403A〜C)に対応した位置にゴースト検出ライン(図12の例ではゴースト検出ライン402C−1〜3)が設けられる。一方、出力が得られない場合はゴースト光の発生は検出されないため、ステップS709へ進む。   In step S704, generation of ghost light is detected from the output of the ghost detection areas 402A to 402D acquired in step S703. As described above, since the ghost detection areas 402A to 402D are areas where light rays do not enter unless ghost light is generated, when an output is obtained from any of the ghost detection areas 402A to 402D, ghost light The occurrence is detected, and the process proceeds to step S705. At this time, ghost detection lines (ghost detection lines 402C-1 to 402C-3 in the example of FIG. 12) are provided at positions corresponding to the generated ghost lights (ghost lights 403A to C in the example of FIG. 12). On the other hand, when the output can not be obtained, the generation of ghost light is not detected, so the process proceeds to step S709.

ステップS705では、変数FNoがF5.6未満であるか否かを判定する。F5.6未満であればステップS706へ進む。前述の通り、実施例1においては焦点検出センサ400が焦点検出に用いる測距光束LA〜DはF5.6光束となるように構成されている。すなわち、絞り105の絞り値を測距光束LA〜Dの大きさを規定するF値であるF5.6以上にすると測距光束LA〜Dにケラレが発生してしまい、精度の高い測距ができなくなる可能性がある。そのため絞り105の絞り値をF5.6以上絞らないようにする。   In step S705, it is determined whether the variable FNo is less than F5.6. If it is less than F5.6, the process proceeds to step S706. As described above, in the first embodiment, the distance measurement light beams LA to D used by the focus detection sensor 400 for focus detection are configured to be F5.6 light beams. That is, if the aperture value of the aperture 105 is set to F5.6 or more, which is an F value that defines the size of the distance measuring beams LA to D, vignetting occurs in the distance measuring beams LA to D, and highly accurate distance measurement is possible. It may not be possible. Therefore, the aperture value of the aperture 105 is not set to be F5.6 or more.

ステップS706では、絞り105を1段分駆動する。ここでは絞り105の駆動を1段毎としたが、段階的に絞り105を駆動することにより、焦点検出センサ400に入射する光束を段階的に制限する構成であれば、この段数に限定されない。   In step S706, the diaphragm 105 is driven by one stage. Here, the diaphragm 105 is driven for each stage, but the number of stages is not limited as long as the diaphragm 105 is driven in stages to limit the light beam incident on the focus detection sensor 400 in stages.

ステップS707では、変数FNoを1段分カウントアップし、ステップS703に戻り、撮影レンズ100を前回より1段絞った状態でゴースト光の検出を行う。   In step S707, the variable FNo is counted up by one step, and the process returns to step S703 to detect ghost light in a state in which the photographing lens 100 is reduced by one step from the previous time.

以下、ステップS703〜S707について、図15を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, steps S703 to S707 will be specifically described with reference to FIG.

図15は、図12の各ゴースト光403A〜Dが生じなくなるまで図11の状態から絞り105を駆動した時の、撮影レンズ100の瞳外を通過した光線403の光路を示す概略図である。   FIG. 15 is a schematic diagram showing the optical path of the light beam 403 that has passed outside the pupil of the taking lens 100 when the diaphragm 105 is driven from the state of FIG. 11 until the ghost lights 403A to 403D of FIG.

図11では、撮影レンズ100の瞳外を通過した光線403が焦点検出センサ400へ入射し、図12に示すゴースト光403A〜Dを生じさせる。このような状況の場合、ステップS704でゴースト光の発生が検出される。撮影レンズ100の絞り105の初期値は開放F値(F1.4)であり、焦点検出に用いる測距光束LA〜Dの大きさを規定するF値であるF5.6未満であるので(ステップS705でYES)、ステップS706に進む。その後、絞り105を段階的に絞るたびに(ステップS706,S707)、ゴースト検出領域402A〜Dからの出力が得られなくなったか、すなわち、ゴースト光の発生が検出されなくなったかを確認する(ステップS703,S704)。尚、ステップS703の処理は、ゴースト検出ラインが設定された後は、その設定されたゴースト検出ラインの出力から、ゴースト光の発生の有無が判定される。実施例1においては図15で示すように、絞り105の絞り値をF4.0(開放F値から3段分)まで絞った場合に光線403は絞り105に遮られ、焦点検出センサ400のゴースト検出ライン402C−1〜3に入射しなくなる。即ちステップS703〜S707を3回繰り返し、4回目のステップS704でゴースト光の発生が検出されなくなる。この場合、ステップS709に進む。   In FIG. 11, the light beam 403 which has passed through the outside of the pupil of the photographing lens 100 is incident on the focus detection sensor 400 to generate ghost lights 403A to D shown in FIG. 12. In such a situation, the generation of ghost light is detected in step S704. The initial value of the aperture 105 of the photographing lens 100 is an open F value (F1.4), which is less than F5.6, which is an F value that defines the size of the ranging light beams LA to D used for focus detection (step). YES in step S705), the process proceeds to step S706. Thereafter, each time the diaphragm 105 is gradually reduced (steps S706 and S707), it is confirmed whether or not the output from the ghost detection regions 402A to 402D can be obtained, that is, whether the generation of ghost light is not detected (step S703). , S704). In step S703, after the ghost detection line is set, whether or not ghost light is generated is determined from the output of the set ghost detection line. In the first embodiment, as shown in FIG. 15, when the aperture value of the aperture 105 is reduced to F4.0 (three steps from the open F value), the light beam 403 is blocked by the aperture 105, and the ghost of the focus detection sensor 400 is detected. The light does not enter the detection lines 402C-1 to 402C-3. That is, steps S703 to S707 are repeated three times, and the generation of ghost light is not detected in the fourth step S704. In this case, the process proceeds to step S709.

図14に戻り、一方、絞り105の絞り値をF5.6まで絞ってもゴースト光の発生が検出される場合(ステップS704で有り、ステップS705でNO)、これ以上絞り105を絞ると誤測距の可能性が高くなる。この場合、ステップS708に進み、現在の撮影者の設定(焦点検出範囲500’の位置)では「測距できない」状況であることを示す測距NGメッセージを表示部212に表示して(通知手段)、本処理を終了する。   Returning to FIG. 14, on the other hand, if the generation of ghost light is detected even when the aperture value of the aperture 105 is reduced to F5.6 (Yes in step S704 and NO in step S705), erroneous measurement will result if the aperture 105 is further reduced. The possibility of distance increases. In this case, the process proceeds to step S 708, and a distance measurement NG message indicating that the distance measurement can not be performed according to the current setting of the photographer (the position of the focus detection range 500 ′) is displayed on the display unit 212 (notification means ), This process is terminated.

ステップS709では、ステップS704でゴースト光の発生が検出されなくなったことを受けて、結像領域401の光量蓄積を行い、出力を取得する。より具体的には、ステップS701で選択された焦点検出範囲500’の結像領域401A,B内の対応位置に設けられた、焦点検出ライン401A−2,401B−2におけるセンサ出力波形を取得する。   In step S709, in response to the fact that generation of ghost light is no longer detected in step S704, the amount of light in the imaging region 401 is accumulated and an output is obtained. More specifically, the sensor output waveforms at the focus detection lines 401A-2 and 401B-2 provided at corresponding positions in the imaging regions 401A and B of the focus detection range 500 'selected at step S701 are acquired. .

ステップS710では、ステップS709で取得した結像領域401の出力、より具体的にはステップS709で取得したセンサ出力波形から、相関演算を行い、デフォーカス値を算出する。   In step S710, correlation calculation is performed from the output of the imaging region 401 acquired in step S709, more specifically, the sensor output waveform acquired in step S709, to calculate a defocus value.

ステップS711では、ステップS710で算出したデフォーカス値に基づいてフォーカスレンズ101の駆動を行い、被写体像のピント合わせが完了した後、本処理を終了する。   In step S711, the focus lens 101 is driven based on the defocus value calculated in step S710, and after the focusing of the subject image is completed, the present process ends.

以上のように実施例1の構成では、ゴースト光が発生しなければ光線が入射することのないゴースト検出領域402の出力から、ゴースト光を検出する。それにより、被写体像の影響を受けずに、精度良くゴースト光の検出が可能になる。また撮影レンズ100の絞り105を絞ることにより、発生したゴースト光が無くせるか否かをリアルタイムに確認可能となる。この結果、ゴースト光発生時に絞り105をコントロールすることにより、ゴースト光を無くし、ゴースト光に影響されない精度の高い測距を行うことができる。   As described above, in the configuration of the first embodiment, ghost light is detected from the output of the ghost detection region 402 where no light beam enters unless ghost light is generated. As a result, ghost light can be accurately detected without being affected by the subject image. Further, by narrowing the diaphragm 105 of the photographing lens 100, it is possible to confirm in real time whether or not the generated ghost light can be eliminated. As a result, by controlling the aperture 105 when ghost light is generated, it is possible to eliminate ghost light and perform highly accurate distance measurement that is not affected by ghost light.

前述したように、ゴースト光の発生には撮影時の光源の位置の影響があるため、図14におけるゴースト光の発生の有無の検出とゴースト光発生時の対処を撮像装置200による撮影時に実行する。これにより、現実に即した精度の高い測距を行うことができる。   As described above, since the generation of ghost light is affected by the position of the light source at the time of shooting, the detection of the presence or absence of ghost light in FIG. . Thereby, it is possible to perform distance measurement with high accuracy in accordance with reality.

また実施例1においては、撮影者が設定した焦点検出範囲に基づき、焦点検出センサ400における4つの焦点検出ラインが設けられるがかかる構成に限定されない。例えば、結像領域401A〜Dのそれぞれに対応する複数の領域を設けておき、その中から撮像装置200が自動的に選択した領域を、4つの焦点検出ラインとして設定するようにしてもよい。この場合、例えば、ゴースト検出ラインのセンサ出力波形からゴースト光の光量分布を取得し、センサ出力波形として、かかるゴースト光の光量分布を含まず、被写体像のみの光量分布が得られる領域を焦点検出ラインとして選択するようにしてもよい。この場合、撮影レンズ100の絞り105を初期値である開放F値(F1.4)のまま精度の高い測距を行うことが可能となる。一方、この場合においても撮影レンズ100の絞り105をゴースト光の発生がなくなるまで絞ることにより、全結像領域401A〜Dでゴースト光が発生しないようにした後、波形信頼性判定などにより使用する焦点検出範囲を選択するようにしてもよい。この結果、ゴースト光に影響されない精度の高い測距を行うことができる。   In the first embodiment, four focus detection lines in the focus detection sensor 400 are provided based on the focus detection range set by the photographer, but the configuration is not limited thereto. For example, a plurality of regions corresponding to each of the imaging regions 401A to 401D may be provided, and regions automatically selected by the imaging apparatus 200 from among the regions may be set as four focus detection lines. In this case, for example, the light amount distribution of ghost light is acquired from the sensor output waveform of the ghost detection line, and the light amount distribution of such ghost light is not included as the sensor output waveform, and focus detection is performed on a region where the light amount distribution of only the subject image is obtained. It may be selected as a line. In this case, it is possible to perform highly accurate distance measurement with the aperture 105 of the photographing lens 100 being the initial F value (F1.4). On the other hand, even in this case, the stop 105 of the photographing lens 100 is narrowed until generation of ghost light disappears to prevent generation of ghost light in all the imaging regions 401A to 401D. The focus detection range may be selected. As a result, it is possible to perform distance measurement with high accuracy not affected by ghost light.

また、実施例1においては、ゴースト光の発生をなくすべく、撮影レンズ100の絞り105を段階的に絞る構成としたが、焦点検出センサ400に入射する光束を制限できる構成であれば、実施例1の構成に限定されない。例えば、視野マスク300や多孔絞り302の開口値を変動可能とし、焦点検出センサ400に入射する光束を制限するようにしてもよい。   Further, in the first embodiment, the stop 105 of the photographing lens 100 is narrowed stepwise in order to eliminate the generation of ghost light. However, if the light flux incident on the focus detection sensor 400 can be limited, the embodiment is The configuration is not limited to one. For example, the aperture values of the field mask 300 and the aperture stop 302 may be made variable, and the light flux incident on the focus detection sensor 400 may be limited.

100 撮影レンズ
101 フォーカスレンズ
105 絞り
200 撮像装置
207 焦点検出装置
210 カメラ制御部
300 視野マスク
302 多孔絞り
303 二次結像レンズユニット
400 焦点検出センサ
401 結像領域
402 ゴースト検出領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Shooting lens 101 Focus lens 105 Diaphragm 200 Imaging apparatus 207 Focus detection apparatus 210 Camera control part 300 Field mask 302 Porous diaphragm 303 Secondary imaging lens unit 400 Focus detection sensor 401 Imaging area 402 Ghost detection area

Claims (6)

外部にあるフォーカスレンズからの測距光束を複数の領域に分割する分割部、前記分割された測距光束のそれぞれを複数の被写体像として結像する二次結像レンズ、及び前記複数の被写体像のそれぞれの光量分布を光電変換する光電変換部を有するセンサと、前記センサに結像する像視野を決定する決定手段と、前記光電変換された光量分布の相対的な位置関係から前記フォーカスレンズの合焦状態の検出を行う制御部を有する焦点検出装置であって、
前記センサには、前記決定手段により決定された前記像視野の範囲にある第一センサ領域と、前記第一センサ領域の周辺にある第二センサ領域が設けられ、
前記第二センサ領域から得た出力からゴースト光の発生を検出する検出手段と、
前記検出手段により前記ゴースト光の発生が検出されなくなるまで前記センサに入射する光束を段階的に制限する制限手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
A dividing unit that divides a distance measuring light beam from an external focus lens into a plurality of regions, a secondary imaging lens that forms each of the divided distance measuring light beams as a plurality of subject images, and the plurality of subject images A sensor having a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the respective light quantity distributions, a determination unit that determines an image field formed on the sensor, and a relative positional relationship between the photoelectrically converted light quantity distributions of the focus lens. A focus detection apparatus having a control unit that detects an in-focus state, the focus detection apparatus comprising:
The sensor is provided with a first sensor region in the range of the image field determined by the determining means, and a second sensor region around the first sensor region,
Detection means for detecting the occurrence of ghost light from the output obtained from the second sensor area;
And a limiting means for stepwise limiting a light beam incident on the sensor until the generation of the ghost light is not detected by the detecting means.
前記第一センサ領域と、前記第二センサ領域は、同一のセンサアレイで構成されることを特徴とする請求項1記載の焦点検出装置。   The focus detection apparatus according to claim 1, wherein the first sensor area and the second sensor area are configured by the same sensor array. 前記検出手段により前記ゴースト光の発生が検出されなくなる前に、前記制限手段により前記センサに入射する光束が前記測距光束よりも制限された場合、測距できない状況であることを通知する通知手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の焦点検出装置。   Notification means for notifying that the distance cannot be measured when the light flux incident on the sensor is restricted by the restriction means before the detection means no longer detects the generation of the ghost light. The focus detection apparatus according to claim 1, further comprising: 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の前記焦点検出装置、前記フォーカスレンズ、及び前記フォーカスレンズを透過する光束を調整するための絞りを備え、
前記絞りは、前記制限手段による制御により前記センサに入射する光束を段階的に制限することを特徴とする光学機器。
The focus detection device according to any one of claims 1 to 3, the focus lens, and a diaphragm for adjusting a light beam transmitted through the focus lens,
The optical apparatus according to claim 1, wherein the diaphragm restricts a light flux incident on the sensor in a stepwise manner by control by the restriction unit.
撮像装置であることを特徴する請求項4記載の光学機器。   The optical apparatus according to claim 4, which is an imaging device. 前記撮像装置による撮影時に、前記検出手段による前記ゴースト光の発生の検出及び前記制限手段による前記センサに入射する光束の段階的な制限が実行されることを特徴とする請求項5記載の光学機器。   6. The optical apparatus according to claim 5, wherein the detection of the generation of the ghost light by the detection unit and the stepwise restriction of the luminous flux incident on the sensor by the restriction unit are performed at the time of photographing by the imaging device. .
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