JP4585662B2 - カメラシステム及びカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の焦点検出領域それぞれにおいて前記撮像光学系の焦点状態に関する情報を検出する焦点検出手段を有するカメラシステム及びカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、従来のレンズ交換可能なカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【０００３】
同図において、１はレンズ本体であり、内部には、一つまたは複数のレンズ群から構成され、 その全てもしくは一部を移動させることで焦点距離を変化させることが可能である撮像光学系２，該撮像光学系２の焦点距離、即ちズーム状態を検出するためのレンズ状態検出手段３７、前記撮像光学系２を構成するレンズの全てもしくは一部を移動させて焦点状態を調整するための駆動手段３，ＲＯＭのような記憶手段４、および、それらを制御するためのレンズ制御手段５を含んでいる。
【０００４】
ここで、前記レンズ状態検出手段３７は公知の方法、 例えば撮像光学系２の焦点距離を変化させる為に回転または移動する鏡筒に設けられたエンコーダ用の電極とそれに接する検出用の電極等を用いることにより、撮像光学系２の焦点距離（ズーム状態）を変化させる為に移動するレンズの移動状態または移動状態を特徴づける量を検出している。
【０００５】
６はカメラ本体であり、 内部には、主ミラー７，物体像が形成されている焦点板８，像反転用のペンタプリズム９，接眼レンズ１０を有し、 これらによりファインダ系を構成している。さらに、サブミラー１１，焦点検出手段１２，演算手段１３，カメラ制御手段１４，撮像面に配置される撮像媒体としてのフイルムを含んでいる。１６は前記レンズ本体１およびカメラ本体６に具備された接点であり、 互いに装着された状態では該接点１６を介して各種情報の通信や電源の供給が行われる。
【０００６】
図１９は、複数の焦点検出領域（以下、焦点検出点とも記す）を有する前記焦点検出手段１２の主要部分の構成を示す斜視図である。
【０００７】
同図において、１１６は視野マスクであり、中央に十字型の開口部１１６−１、両側の周辺部に縦長の開口部１１６−２，１１６−３を有している。１１７はフィールドレンズであり、 視野マスク１１６の３つの開口１１６−１，１１６−２，１１６−３に対応して、３つの部分１１７−１，１１７−２，１１７−３から成っている。１１８は絞りであり、中央部には上下左右に一対ずつ計４つの開口１１８−１ａ，１１８−１ｂ，１１８−１ｃ，１１８−１ｄを有する開口部１１８−１が、また左右の周辺部には一対の１１８−２ａ，１１８−２ｂ，１１８−３ａ，１１８−３ｂを有する２つの開口部１１８−２，１１８−３が、それぞれ設けられている。前記フィールドレンズ１１７の各領域１１７−１，１１７−２，１１７−３はそれぞれこれらの開口部１１８−１，１１８−２，１１８−３を図１に示した撮像光学系２の射出瞳付近に結像する作用を有している。
【０００８】
１１９は、４対計８つのレンズ１１９−１ａ，１１９−１ｂ，１１９−１ｃ，１１９−１ｄ，１１９−２ａ，１１９−２ｂ，１１９−３ａ，１１９−３ｂから成る２次結像系を一体化した光学部材であり、 絞り１１８の各開口に対してその後方に配置されている。１２０は、４対計８つのセンサ列１２０−１ａ，１２０−１ｂ，１２０−１ｃ，１２０−１ｄ，１２０−２ａ，１２０−２ｂ，１２０−３ａ，１２０−３ｂから成る光電変換素子であり、各２次結像系のレンズに対応してその像を受光するように配置されている。
【０００９】
図２０は、前記光電変換素子１２０上に形成される被写体像の状態を示した図である。
【００１０】
同図において、１２１−１ａ，１２１−１ｂ，１２１−１ｃ，１２１−１ｄは、視野マスク１１６の中央の開口部１１６−１及びフィールドレンズ１１７の中央部１１７−１を透過した光束が絞りの開口１１８−１ａ，１１８−１ｂ，１１８−１ｃ，１１８−１ｄで規制された後、その後方の２次結像系１１９のレンズ１１９−１ａ，１１９−１ｂ，１１９−１ｃ，１１９−１ｄによって光電変換素子１２０上に形成される像領域をそれぞれ表している。また、１２１−２ａ，１２１−２ｂは、視野マスク１１６の周辺の開口部１１６−３及びフィールドレンズ１１7 の周辺部１１７−３を透過した光束が絞り１１８の開口１１８−３ａ，１１８−３ｂによって規制された後、 その後方の２次結像系の１１９のレンズ１１９−３ａ，１１９−３ｂによって光電変換素子１２０上に形成される像領域を示している。
【００１１】
図１９に示す焦点検出手段１２の焦点検出原理は一般に位相差検出方式と呼ばれているもので、 撮像光学系２の結像点が予定焦点面の前側、即ち撮像光学系２側にある場合には一対のセンサ列上に形成される被写体像に関する光量分布が互いに近づいた状態となり、 逆に撮像光学系２の結像点が予定焦点面の後側、 即ち撮像光学系２と反対側にある場合には一対のセンサ列上に形成される被写体像に関する光量分布が互いに離れた状態となる。
【００１２】
しかも、一対のセンサ列上に形成される被写体像に関する光量分布のずれ量は撮像光学系２のデフォーカス量、即ち焦点はずれ量とある関数関係にあるのでそのずれ量を適当な演算手段で算出すると、 撮像光学系２の焦点はずれの方向と量を検出することができる。しかし、これらの焦点検出手段を一眼レフカメラのような撮影レンズが交換可能なカメラに用いる場合、焦点検出手段から直接得られる焦点はずれ量に関する焦点状態検出信号に基づいてレンズの制御を行うと、適正な焦点状態を得られないことがある。
【００１３】
その主な理由としては、 観察または撮影される像を形成する撮像光学系の光束と焦点検出手段が取り込む光束が一般に異なることがあげられる。また、 位相差検出方式の焦点検出手段においては、本来縦（光軸）方向の収差量によって決定されるべき焦点位置あるいは焦点はずれ量を横方向の収差に関連した像のずれに変換して求めているため、 撮像光学系に収差がある場合には、 収差補正の状態によってその両者に差が生じることが考えられる。
【００１４】
こうした問題を解決するために、各撮像レンズ毎に固有の補正値Ｃを用いて、例えば焦点はずれ量を表す焦点検出信号Ｄを
ＤC ＝Ｄ−Ｃ …………（１）
により補正するための補正手段を設け、 得られた補正焦点検出信号に基づいて撮像光学系の全体もしくは一部を駆動手段３により駆動し、最良結像位置をフイルム面と一致させるようにレンズを制御する。ここで、最良結像位置は軸上での空間周波数３０本／ｍｍに対するＭＴＦのピーク位置としている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図２１は、従来のレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系を示す構成図であり、その殆どのものが銀塩の一眼レフカメラのボディを流用したものであり、図１８は図２１とほぼ同様の構成になっている。但し、デジタル一眼レフカメラの場合には、撮像面１５にフィルムの代わりにＣＣＤなどの撮像素子が用いられており、さらに、該撮像素子でのサンプリングによって発生するモアレを防ぐために撮像光学系と撮像素子の間にローパスフィルタなどの光学部材４０が配置されている。
【００１６】
このようなレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラにおける焦点検出動作は、前述したような焦点検出動作と全く同じものになっている。しかし、このような焦点検出動作をデジタル一眼レフカメラにおいて行った場合、焦点検出手段へ導かれる光束は前記ローパスフィルタなどの光学部材４０や、撮像素子のカバーガラスなどの光学部材を通過しないため、撮像素子へ導かれる前記光学部材や撮像素子のカバーガラスを通過した光束とは異なる。その結果、焦点検出装置により検出される最良結像位置と撮像面側での最良結像位置にずれが生じる。
【００１７】
図２２はこれを説明する為の図であり、光軸上への結像状態を示したものであり、同図において、１４１は撮像光学系であり、１４２はローパスフィルタなどの光学部材を示している。
【００１８】
前記光学部材１４２が配置されていない場合には、前述したような焦点検出手段による焦点検出及びそれによる補正によって最良結像位置１４４が撮像面１４３と一致するようにレンズが制御される。ところが、ローパスフィルタなどの光学部材１４２が撮像光学系１４１と撮像素子との間に配置されることで、撮像面１４３へ結像するはずであった光線は該光学部材１４２の入射面および出射面において屈折するため、最良結像位置が１４４から１４５へと変化してしまう。しかし、従来の銀塩一眼レフカメラのボディを流用したデジタル一眼レフカメラシステムでは焦点検出動作においては光学部材１４２が配置されることによって起こる最良結像位置の変化を検出および補正することはできず、焦点検出手段によって検出した最良結像位置の情報を基にレンズを制御した場合には、撮像面側で撮像面と最良結像位置が一致しないということが生じてしまう。
【００１９】
上記従来技術の問題点として、光軸上へ結像する光束の最良結像位置の変化に伴う焦点検出の誤りについて記したが、光軸外へ結像する光束の焦点検出を行う際にも全く同様の問題が生じるものである。
【００２０】
（発明の目的）
本発明の目的は、複数の焦点検出領域それぞれにおいて適正な焦点状態を得ることのできるカメラシステム及びカメラを提供しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラシステムは、レンズとカメラを備えるカメラシステムにおいて、前記レンズは撮像光学系を有し、前記カメラは、撮像手段と、複数の焦点検出領域において前記撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系からの光束を前記撮像手段と前記焦点検出手段にそれぞれ入射する光束へ分割する光束分割手段と、前記光束分割手段と前記撮像手段の間に配置される光学部材と、前記光学部材に応じた結像位置の補正データを前記撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値ごとに記憶している記憶手段と、前記補正データを用いて前記焦点検出手段の焦点状態検出信号を補正する演算手段を有することを特徴としている。
【００２２】
本発明のカメラは、撮像手段と、複数の焦点検出領域において撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系からの光束を前記撮像手段と前記焦点検出手段にそれぞれ入射する光束へ分割する光束分割手段と、前記光束分割手段と前記撮像手段の間に配置される光学部材と、該光学部材に応じた結像位置の補正データを前記撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値ごとに記憶している記憶手段と、前記補正データを用いて前記複数の焦点検出領域の焦点状態検出信号を補正する演算手段とを有することを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の一形態に係るレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【００２７】
同図において、１は対物レンズとしての撮像光学系を有するレンズ本体であり、 内部には、一つまたは複数のレンズ群から構成され、その全てもしくは一部を移動させることで焦点距離を変化させることが可能である撮像光学系２，該撮像光学系２の焦点距離、即ちズーム状態を検出するためのレンズ状態検出手段３７，前記撮像光学系２を構成するレンズの全てもしくは一部を移動させて焦点状態を調整する為の駆動手段３，ＲＯＭのような記憶手段４、および、それらを制御するためのレンズ制御手段５を含んでいる。
【００２８】
ここで、前記レンズ状態検出手段３７は、公知の方法、例えば撮像光学系２の焦点距離を変化させる為に回転または移動する鏡筒に設けられたエンコーダ用の電極とそれに接する検出用の電極等を用いることにより、前記撮像光学系２の焦点距離（ズーム状態）を変化させる際に移動するレンズの移動状態または移動状態を特徴付ける量を検出している。
【００２９】
６はカメラ本体であり、内部には、主ミラー７，物体像が形成されている焦点板８，像反転用のペンタプリズム９，接眼レンズ１０を有し、これらによりファインダ系を構成している。さらに、サブミラー１１，焦点検出手段１２，カメラ制御手段１４を含んでいる。１６はレンズ本体１およびカメラ本体６に具備された接点であり、互いに装着された状態では該接点１６を介して各種情報の通信や電源の供給が行われる。１５はＣＣＤなどの撮像素子が配置される撮像面、４０は撮像素子でのサンプリングによって発生するモアレを防ぐ為に、撮像光学系２と前記撮像素子の間に配置されるローパスフィルタなどの光学部材である。４１は前記光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正するための補正データを記憶する為の記憶手段である。
【００３０】
図２は、図１に示した焦点検出手段１２の主要部分の構成を説明する為の図である。
【００３１】
同図において、１７は撮像光学系の光軸、１８は図１の撮像面１５と等価な撮像面、１９は撮像光学系２の光軸１７上に配置された図１の主ミラー７と等価な半透過性の主ミラー、２０は同様に撮像光学系２の光軸１７上に斜めに配置され、図１のサブミラーレンズ１１の機能を有する第１の反射鏡、２１は前記第１の反射鏡２０による撮像面１８に共役な近軸的結像面、２２は第２の反射鏡、２３は赤外カットフィルタである。２４は絞りであり、２つの開口２４−１，２４−２を有している。２５は２次結像系であり、絞り２４の２つの開口２４−１，２４−２に対応して配置された２つのレンズ２５−１，２５−２を有している。３６は第３の反射鏡である。２６は光電変換素子（センサ）であって、２つのエリアセンサ２６−１，２６−２を有している。
【００３２】
ここで、前記第１の反射鏡２０は曲率を有し、絞り２４の２つの開口２４−１，２４−２を撮影光学系２の射出瞳付近に投影する収束性のパワー（屈折力）を持っている。また。前記第１の反射鏡２０は必要な領域のみが光を反射するようにアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されていて、焦点検出を行う範囲を制限する視野マスクの働きを兼ねている。他の第２，第３の反射鏡２２，３６においても、光電変換素子２６上に入射する迷光を減少させるため、必要最低限の領域のみが蒸着されている。各反射鏡の反射面として機能しない領域に光吸収性の塗料等を塗布するのが良い。
【００３３】
図３は、図２に示した絞り２４の平面図である。
【００３４】
絞り２４は、横長の２つの開口２４−１，２４−２を開口幅の狭い方向に並べた構成となっている。図中、点線で示されているのは、絞り２４の開口２４−１，２４−２に対応してその後方に配置されている２次結像系２５の各光学系２５−１，２５−２である。
【００３５】
図４は、図２に示した光電変換素子２６の平面図である。
【００３６】
図４で示した２つのエリアセンサ２６−１，２６−２は、この図に示すように２次元的に画素を配列したエリアセンサを２つ並べたものである。
【００３７】
以上の構成要素を有する焦点検出系において、図２に示すように、撮像光学系２からの光束２７−１，２７−２は、主ミラー１９のハーフミラー面を透過後、第１の反射鏡２０によりほぼ主ミラー１９の傾きに沿った方向に反射され、第２の反射鏡２２によって再び方向を変えられた後、赤外カットフィルタ２３を介して絞り２４の２つの開口２４−１，２４−２を経て、２次結像系２５の各光学系２５−１，２５−２により集光され、第３の反射鏡３６を介して光電変換素子２６のエリアセンサ２６−１，２６−２上にそれぞれ到達する。
【００３８】
図２中の光束２７−１，２７−２は撮像面１８に配置される不図示の撮像素子の中央に結像する光束を示したものではあるが、他の位置に結像する光束についても同様の経路を経て、光電変換素子２６に達し、全体として、撮像素子上の所定の２次元領域に対応する被写体像に関する２つの光量の分布が光電変換素子２６の各エリアセンサ２６−１，２６−２上に形成される。
【００３９】
図１における焦点検出手段１２は、上記のようして得られた２つの被写体像に関する光量分布に対して、周知の焦点検出方法と同様の検出原理に基づき、被写体像の分離方向、即ち図４に示す２つのエリアセンサ２６−１，２６−２の上下方向の相対的位置関係を、エリアセンサ２６−１，２６−２の各位置で算出することで撮像光学系２の焦点状態を検出し、その結果を焦点はずれ量Ｄとして出力する。
【００４０】
しかしながら前述したように、直接得られる焦点はずれ量に関する焦点状態検出信号に基づいてレンズの制御を行うと、 適正な焦点状態を得られないことがある。そこで、各レンズ本体１（撮像レンズ）毎に固有の補正値をレンズ側記憶手段４に記憶させ、これを用いて最良結像位置と撮像面を一致させる為の補正を行う。さらに、前述した通り、デジタルカメラにおいては撮像素子におけるサンプリングによって発生するモアレを防ぐため、撮像素子と撮像光学系の間にローパスフィルタなどの光学部材４０が配置されており、上記焦点検出手段１２ではこの光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正することができないため、適正な焦点検出状態を得られなくなる。
【００４１】
そこで、この実施の形態では、カメラ側に上記光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正するための補正データを記憶する為の記憶手段４１を設け、該記憶手段４１の補正データを用いて複数の焦点検出点それぞれにおいて最良結像位置の変化を補正し、この補正信号に基づいて撮像光学系２を駆動し、適正な焦点状態が得られるようにする。
【００４２】
ここで、前記記憶手段４１に記憶させる補正データについて説明するために、ローパスフィルタなどの光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化について説明する。
【００４３】
図５は光軸上へ結像する光束に含まれる光線を示す図であり、８１は光学部材であるところのローパスフィルタ、８２は撮像面である。
【００４４】
光軸上へ結像する光線は、ローパスフィルタ８１が配置されていない場合には、焦点検出手段で検出された最良結像位置とレンズ本体側に記憶されている最良結像位置の補正データをもとに撮像光学系２を駆動し、最良結像位置を撮像面と一致させることによって点線で表した光路を通りＡ地点へ到達する。しかし、ローパスフィルタ８１が撮像面８２の前に配置されることで、該ローパスフィルタ８１への入射および出射面において屈折が起こり、光線は実線で表された光路を通り、Ｂ地点へ到達する。このようにして、ローパスフィルタ８１などの光学部材によって結像する光線に変化が生じるのであるが、この変化量は次のような式で表される。
【００４５】
ｘ＝ｄ｛１−（Ｎcos θ／（Ｎ2 −２sin2（θ／２））｝ ……（２）
なお、ｘは焦点検出装置およびレンズの補正データによって検出された最良結像位置からの変化量、ｄは光学部材の厚み、Ｎは光学部材の屈折率、θは光線の光学部材への入射角である。この式より、用いられる光学部材が決まっている場合には変化量ｘは光線の光学部材への入射角によって決まることがわかる。
【００４６】
ここで、光学部材へ入射する光束に含まれる光線の入射角度はＦ値が小さいほど大きく、Ｆ値が大きいものほど小さくなることから、光軸上の焦点検出点における最良結像位置はＦ値によって変化することがわかり、最良結像位置の変化を補正するためにはＦ値毎の補正データを有し、それを用いて補正を行えば良いことがわかる。
【００４７】
次に、光軸上以外の焦点検出点における光学部材によって生じる最良結像位置の変化について説明する。
【００４８】
図６は光軸以外の焦点検出点へ結像する光束を示す図である。まずはじめに、この光束の主光線について考える。
【００４９】
主光線９４は射出瞳位置９１で光軸と交わり、ローパスフィルタ９２の入射面および出射面において屈折し、Ｂ´へ到達する。ここで、光学部材であるローパスフィルタ９２が配置されていない場合の主光線の到達点Ａ´からの光軸方向の変化量は前記光軸上へ結像する光線の変化量と同様に、式（２）で表すことができる。そのため、この主光線の変化量は光線のローパスフィルタ９２への入射角度に依存することがわかる。さらに、この主光線のローパスフィルタ９２への入射角度θは次のような式で表される。
【００５０】
tan θ＝ａ／ｚ …………（３）
ここで、ａは光軸外焦点検出点の光軸からの距離であり、ｚは撮像面から射出瞳までの距離を表している。光軸外焦点検出点の光軸からの距離は、焦点検出点の配置によって決定されるものであるため、主光線のローパスフィルタ９２への入射角度θは撮像光学系の射出瞳の位置により決定されることになる。よって、主光線のずれ量は射出瞳の位置に依存することがわかる。
【００５１】
さらに、光軸外焦点検出点へ結像する光束の主光線以外の光線のずれ量については前述したものと同様に、ローパスフィルタへの光線の入射角度によって決まるものであるが、これらの光線のローパスフィルタへの入射角度は主光線のローパスフィルタへの入射角度とＦ値によって決まる。
【００５２】
以上のようなことから、光軸外焦点検出点へ結像する光束の最良結像位置の変化は、射出瞳の位置とＦ値によって決定するため、光軸外焦点検出点における最良結像位置の変化を補正するために、射出瞳位置とＦ値毎の補正データをもちいれば良いことがわかる。
【００５３】
ここで、本発明の実施の形態における補正データの例を以下に示す。
【００５４】
図７（ａ）は、図８のような光学系を用いた場合の焦点位置の補正データテーブルである。図７（ａ）のデータテーブルは、図９のような焦点検出点を有する焦点検出手段において、１００ａのように焦点検出面の中心部に位置し、光軸に結像する光束の最良結像位置を検出する焦点検出点における最良結像位置の変化を補正するための補正データテーブルである。
【００５５】
この補正データテーブルは、図１０のように撮像光学系２１１と撮像素子２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材２１３が配置されていない場合の最良結像位置（図７（ｂ））と、図８のように撮像光学系２１１と撮像素子２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材が配置された場合の、それぞれの最良結像位置（図７（ｃ））との差分をとったデータである。なお、図７（ｂ）および図７（ｃ）で示している数値は最良結像位置の近軸像面からの距離を示しており、単位はｍｍで表記している。
【００５６】
また、図１１（ａ）は、図９において、１００ｂのように光軸外焦点検出点における最良結像位置の変化を補正するための補正データテーブルである。ここで、図１１（ａ）の補正データテーブルは焦点検出面の中心からの距離が１０ｍｍである焦点検出点における補正データテーブルである。図中の数値は全て単位はｍｍであり、射出瞳位置は撮像面からの距離を示している。
【００５７】
図１１（ａ）の補正データテーブルは、図７（ａ）と同様に、図１０のように撮像光学系２１１と撮像素子２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材が配置されていない場合の最良結像位置（図１１（ｂ））と、図８のように撮像光学系２１１と２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材２１３が配置された場合の最良結像位置（図１１（ｃ））との差分をとったデータである。
【００５８】
また、射出瞳位置が異なる場合（５６ｍｍ，１１７ｍｍ，２３６ｍｍ，３５５ｍｍ，４７４ｍｍ）の各例を、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）〜図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示している。
【００５９】
なお、上記補正データを、データテーブルの近似関数で与えてもよく、その場合には、図１６に示したように、補正の近似関数から補正データを算出する為の演算手段４２を設け、該演算手段４２からの出力に基づき、適正な焦点状態を得るための撮像光学系２の駆動量を算出する。
【００６０】
以下に、前記補正テーブルを近似した近似関数を示す。
【００６１】
なお、ｘは焦点位置補正のための補正量、ＦはＦ値を示している。
【００６２】
ここで、上記近似関数はＦ値の関数として与えているが、光軸外焦点検出点における補正のための関数は射出瞳位置の関数として与えても良い。
【００６３】
以下に、射出瞳位置の関数として最良結像位置の補正データを与える場合の例を示す。
【００６４】
上式中、ｘは焦点位置補正の為の補正量、Ｚは射出瞳位置であり、撮像面からの距離で表すことにしている。
【００６５】
また、上述したように光軸外焦点検出点に対する補正データは射出瞳位置およびＦ値毎のデータとしているが、さらに厳密には、図１７（ａ），（ｂ）のように、光軸外焦点検出点へ結像する光束の広がりは、射出瞳によって決定されるが、射出瞳が点対称でないため、Ｆ値毎のデータとするよりも、少なくとも２方向以上の射出瞳の主光線からの広がりをパラメーターとした補正データにするなど、射出瞳の形状を表すものを補正データのパラメーターとして用いることがより望ましい。
【００６６】
以上の実施の形態によれば、撮像光学系と撮像素子との間に配置されるローパスフィルタなどの光学部材によって生じる焦点検出の誤りを、前記光学部材によって生じる焦点位置のずれを補正するデータとしてカメラ本体側に持たせるようにしている。
【００６７】
更に詳しくは、撮像素子と光学部材に起因して発生する最良結像位置の変化を補正する為の前記補正データを、撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値毎の補正データとしている。又は、射出瞳位置もしくはＦ値の関数の形で与え、 このように関数の形で与えた場合には、射出瞳位置およびＦ値と前記補正データから焦点検出位置を補正する為の補正量を演算するための演算手段を具備した構成にしている。そして、前記補正データを用いて補正動作を行う場合、撮像光学系の光軸中心の焦点検出点での補正の際には、Ｆ値毎の補正データを用い、前記光軸中心以外の焦点検出点での補正の際には、射出瞳位置およびＦ値毎のデータを用いるようにしている。
【００６８】
よって、前記光学部材によって生じる焦点位置のずれを、各焦点検出点それぞれにおいて良好に補正することが可能となり、適正な焦点状態を検出することが可能となる。
【００６９】
（変形例）
上記実施の形態においては、カメラ側に光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正するための補正データを記憶する為の記憶手段４１を設けているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、レンズ本体側に具備していても良い。
【００７０】
又、光学部材として、ローパスフィルタを例にしているが、赤外カットフィルタ等であっても同様に適用できるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の焦点検出領域それぞれにおいて適正な焦点状態を得ることができるカメラシステム又はカメラを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【図２】図１のカメラに具備される焦点検出系の主要部分の光学系配置図である。
【図３】図２に示す絞りやフィールドレンズを示す平面図である。
【図４】図２に示す光電変換素子の平面図である。
【図５】本発明の実施の一形態において光軸上へ結像する光束の最良結像位置の変化を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の一形態において光軸外へ結像する光束の最良結像位置の変化を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の一形態における補正データの一例を示す図である。
【図８】本発明の実施一形態の補正値を算出するために用いた撮像光学系について説明する為の図である。
【図９】本発明の実施一形態に係る焦点検出手段の焦点検出点を示す図である。
【図１０】本発明の実施一形態において補正値を算出するために用いた撮像光学系について説明する為の図である。
【図１１】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が５６ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が１１７ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が２３６ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が３５５ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が４７４ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の一形態に係るレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系の他の例を示す構成図である。
【図１７】本発明の実施の一形態において光軸外焦点検出点へ結像する光束の広がり等について説明する為の図である。
【図１８】従来の一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【図１９】図１８のカメラに具備される焦点光学系の詳細を示す斜視図である。
【図２０】図１９に示す光電変換素子上に形成される被写体像の状態を示す図である。
【図２１】従来のレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【図２２】図２１に示す光学部材は配置されることにより生じる最良結像位置の変化について説明する為の図である。
【符号の説明】
１ レンズ本体
２ 撮像光学系
４ 記憶装置
５ レンズ制御手段
６ カメラ本体
７ 主ミラー
１１ サブミラー
１２ 焦点検出手段
１３ 演算手段
１４ カメラ制御手段
１５ 撮像面
２４ 絞り
２５ 二次結像系
２６ 光電変換素子
４０ 光学部材
４１ 補正データ記憶手段
４２ 演算手段
８１ 光学部材
９１ 射出瞳位置
９２ 光学部材
１００ａ，１００ｂ 焦点検出点
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の焦点検出領域それぞれにおいて前記撮像光学系の焦点状態に関する情報を検出する焦点検出手段を有するカメラシステム及びカメラの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１８は、従来のレンズ交換可能なカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【０００３】
同図において、１はレンズ本体であり、内部には、一つまたは複数のレンズ群から構成され、 その全てもしくは一部を移動させることで焦点距離を変化させることが可能である撮像光学系２，該撮像光学系２の焦点距離、即ちズーム状態を検出するためのレンズ状態検出手段３７、前記撮像光学系２を構成するレンズの全てもしくは一部を移動させて焦点状態を調整するための駆動手段３，ＲＯＭのような記憶手段４、および、それらを制御するためのレンズ制御手段５を含んでいる。
【０００４】
ここで、前記レンズ状態検出手段３７は公知の方法、 例えば撮像光学系２の焦点距離を変化させる為に回転または移動する鏡筒に設けられたエンコーダ用の電極とそれに接する検出用の電極等を用いることにより、撮像光学系２の焦点距離（ズーム状態）を変化させる為に移動するレンズの移動状態または移動状態を特徴づける量を検出している。
【０００５】
６はカメラ本体であり、 内部には、主ミラー７，物体像が形成されている焦点板８，像反転用のペンタプリズム９，接眼レンズ１０を有し、 これらによりファインダ系を構成している。さらに、サブミラー１１，焦点検出手段１２，演算手段１３，カメラ制御手段１４，撮像面に配置される撮像媒体としてのフイルムを含んでいる。１６は前記レンズ本体１およびカメラ本体６に具備された接点であり、 互いに装着された状態では該接点１６を介して各種情報の通信や電源の供給が行われる。
【０００６】
図１９は、複数の焦点検出領域（以下、焦点検出点とも記す）を有する前記焦点検出手段１２の主要部分の構成を示す斜視図である。
【０００７】
同図において、１１６は視野マスクであり、中央に十字型の開口部１１６−１、両側の周辺部に縦長の開口部１１６−２，１１６−３を有している。１１７はフィールドレンズであり、 視野マスク１１６の３つの開口１１６−１，１１６−２，１１６−３に対応して、３つの部分１１７−１，１１７−２，１１７−３から成っている。１１８は絞りであり、中央部には上下左右に一対ずつ計４つの開口１１８−１ａ，１１８−１ｂ，１１８−１ｃ，１１８−１ｄを有する開口部１１８−１が、また左右の周辺部には一対の１１８−２ａ，１１８−２ｂ，１１８−３ａ，１１８−３ｂを有する２つの開口部１１８−２，１１８−３が、それぞれ設けられている。前記フィールドレンズ１１７の各領域１１７−１，１１７−２，１１７−３はそれぞれこれらの開口部１１８−１，１１８−２，１１８−３を図１に示した撮像光学系２の射出瞳付近に結像する作用を有している。
【０００８】
１１９は、４対計８つのレンズ１１９−１ａ，１１９−１ｂ，１１９−１ｃ，１１９−１ｄ，１１９−２ａ，１１９−２ｂ，１１９−３ａ，１１９−３ｂから成る２次結像系を一体化した光学部材であり、 絞り１１８の各開口に対してその後方に配置されている。１２０は、４対計８つのセンサ列１２０−１ａ，１２０−１ｂ，１２０−１ｃ，１２０−１ｄ，１２０−２ａ，１２０−２ｂ，１２０−３ａ，１２０−３ｂから成る光電変換素子であり、各２次結像系のレンズに対応してその像を受光するように配置されている。
【０００９】
図２０は、前記光電変換素子１２０上に形成される被写体像の状態を示した図である。
【００１０】
同図において、１２１−１ａ，１２１−１ｂ，１２１−１ｃ，１２１−１ｄは、視野マスク１１６の中央の開口部１１６−１及びフィールドレンズ１１７の中央部１１７−１を透過した光束が絞りの開口１１８−１ａ，１１８−１ｂ，１１８−１ｃ，１１８−１ｄで規制された後、その後方の２次結像系１１９のレンズ１１９−１ａ，１１９−１ｂ，１１９−１ｃ，１１９−１ｄによって光電変換素子１２０上に形成される像領域をそれぞれ表している。また、１２１−２ａ，１２１−２ｂは、視野マスク１１６の周辺の開口部１１６−３及びフィールドレンズ１１7 の周辺部１１７−３を透過した光束が絞り１１８の開口１１８−３ａ，１１８−３ｂによって規制された後、 その後方の２次結像系の１１９のレンズ１１９−３ａ，１１９−３ｂによって光電変換素子１２０上に形成される像領域を示している。
【００１１】
図１９に示す焦点検出手段１２の焦点検出原理は一般に位相差検出方式と呼ばれているもので、 撮像光学系２の結像点が予定焦点面の前側、即ち撮像光学系２側にある場合には一対のセンサ列上に形成される被写体像に関する光量分布が互いに近づいた状態となり、 逆に撮像光学系２の結像点が予定焦点面の後側、 即ち撮像光学系２と反対側にある場合には一対のセンサ列上に形成される被写体像に関する光量分布が互いに離れた状態となる。
【００１２】
しかも、一対のセンサ列上に形成される被写体像に関する光量分布のずれ量は撮像光学系２のデフォーカス量、即ち焦点はずれ量とある関数関係にあるのでそのずれ量を適当な演算手段で算出すると、 撮像光学系２の焦点はずれの方向と量を検出することができる。しかし、これらの焦点検出手段を一眼レフカメラのような撮影レンズが交換可能なカメラに用いる場合、焦点検出手段から直接得られる焦点はずれ量に関する焦点状態検出信号に基づいてレンズの制御を行うと、適正な焦点状態を得られないことがある。
【００１３】
その主な理由としては、 観察または撮影される像を形成する撮像光学系の光束と焦点検出手段が取り込む光束が一般に異なることがあげられる。また、 位相差検出方式の焦点検出手段においては、本来縦（光軸）方向の収差量によって決定されるべき焦点位置あるいは焦点はずれ量を横方向の収差に関連した像のずれに変換して求めているため、 撮像光学系に収差がある場合には、 収差補正の状態によってその両者に差が生じることが考えられる。
【００１４】
こうした問題を解決するために、各撮像レンズ毎に固有の補正値Ｃを用いて、例えば焦点はずれ量を表す焦点検出信号Ｄを
ＤC ＝Ｄ−Ｃ …………（１）
により補正するための補正手段を設け、 得られた補正焦点検出信号に基づいて撮像光学系の全体もしくは一部を駆動手段３により駆動し、最良結像位置をフイルム面と一致させるようにレンズを制御する。ここで、最良結像位置は軸上での空間周波数３０本／ｍｍに対するＭＴＦのピーク位置としている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図２１は、従来のレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系を示す構成図であり、その殆どのものが銀塩の一眼レフカメラのボディを流用したものであり、図１８は図２１とほぼ同様の構成になっている。但し、デジタル一眼レフカメラの場合には、撮像面１５にフィルムの代わりにＣＣＤなどの撮像素子が用いられており、さらに、該撮像素子でのサンプリングによって発生するモアレを防ぐために撮像光学系と撮像素子の間にローパスフィルタなどの光学部材４０が配置されている。
【００１６】
このようなレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラにおける焦点検出動作は、前述したような焦点検出動作と全く同じものになっている。しかし、このような焦点検出動作をデジタル一眼レフカメラにおいて行った場合、焦点検出手段へ導かれる光束は前記ローパスフィルタなどの光学部材４０や、撮像素子のカバーガラスなどの光学部材を通過しないため、撮像素子へ導かれる前記光学部材や撮像素子のカバーガラスを通過した光束とは異なる。その結果、焦点検出装置により検出される最良結像位置と撮像面側での最良結像位置にずれが生じる。
【００１７】
図２２はこれを説明する為の図であり、光軸上への結像状態を示したものであり、同図において、１４１は撮像光学系であり、１４２はローパスフィルタなどの光学部材を示している。
【００１８】
前記光学部材１４２が配置されていない場合には、前述したような焦点検出手段による焦点検出及びそれによる補正によって最良結像位置１４４が撮像面１４３と一致するようにレンズが制御される。ところが、ローパスフィルタなどの光学部材１４２が撮像光学系１４１と撮像素子との間に配置されることで、撮像面１４３へ結像するはずであった光線は該光学部材１４２の入射面および出射面において屈折するため、最良結像位置が１４４から１４５へと変化してしまう。しかし、従来の銀塩一眼レフカメラのボディを流用したデジタル一眼レフカメラシステムでは焦点検出動作においては光学部材１４２が配置されることによって起こる最良結像位置の変化を検出および補正することはできず、焦点検出手段によって検出した最良結像位置の情報を基にレンズを制御した場合には、撮像面側で撮像面と最良結像位置が一致しないということが生じてしまう。
【００１９】
上記従来技術の問題点として、光軸上へ結像する光束の最良結像位置の変化に伴う焦点検出の誤りについて記したが、光軸外へ結像する光束の焦点検出を行う際にも全く同様の問題が生じるものである。
【００２０】
（発明の目的）
本発明の目的は、複数の焦点検出領域それぞれにおいて適正な焦点状態を得ることのできるカメラシステム及びカメラを提供しようとするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明のカメラシステムは、レンズとカメラを備えるカメラシステムにおいて、前記レンズは撮像光学系を有し、前記カメラは、撮像手段と、複数の焦点検出領域において前記撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系からの光束を前記撮像手段と前記焦点検出手段にそれぞれ入射する光束へ分割する光束分割手段と、前記光束分割手段と前記撮像手段の間に配置される光学部材と、前記光学部材に応じた結像位置の補正データを前記撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値ごとに記憶している記憶手段と、前記補正データを用いて前記焦点検出手段の焦点状態検出信号を補正する演算手段を有することを特徴としている。
【００２２】
本発明のカメラは、撮像手段と、複数の焦点検出領域において撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系からの光束を前記撮像手段と前記焦点検出手段にそれぞれ入射する光束へ分割する光束分割手段と、前記光束分割手段と前記撮像手段の間に配置される光学部材と、該光学部材に応じた結像位置の補正データを前記撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値ごとに記憶している記憶手段と、前記補正データを用いて前記複数の焦点検出領域の焦点状態検出信号を補正する演算手段とを有することを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２６】
図１は本発明の実施の一形態に係るレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【００２７】
同図において、１は対物レンズとしての撮像光学系を有するレンズ本体であり、 内部には、一つまたは複数のレンズ群から構成され、その全てもしくは一部を移動させることで焦点距離を変化させることが可能である撮像光学系２，該撮像光学系２の焦点距離、即ちズーム状態を検出するためのレンズ状態検出手段３７，前記撮像光学系２を構成するレンズの全てもしくは一部を移動させて焦点状態を調整する為の駆動手段３，ＲＯＭのような記憶手段４、および、それらを制御するためのレンズ制御手段５を含んでいる。
【００２８】
ここで、前記レンズ状態検出手段３７は、公知の方法、例えば撮像光学系２の焦点距離を変化させる為に回転または移動する鏡筒に設けられたエンコーダ用の電極とそれに接する検出用の電極等を用いることにより、前記撮像光学系２の焦点距離（ズーム状態）を変化させる際に移動するレンズの移動状態または移動状態を特徴付ける量を検出している。
【００２９】
６はカメラ本体であり、内部には、主ミラー７，物体像が形成されている焦点板８，像反転用のペンタプリズム９，接眼レンズ１０を有し、これらによりファインダ系を構成している。さらに、サブミラー１１，焦点検出手段１２，カメラ制御手段１４を含んでいる。１６はレンズ本体１およびカメラ本体６に具備された接点であり、互いに装着された状態では該接点１６を介して各種情報の通信や電源の供給が行われる。１５はＣＣＤなどの撮像素子が配置される撮像面、４０は撮像素子でのサンプリングによって発生するモアレを防ぐ為に、撮像光学系２と前記撮像素子の間に配置されるローパスフィルタなどの光学部材である。４１は前記光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正するための補正データを記憶する為の記憶手段である。
【００３０】
図２は、図１に示した焦点検出手段１２の主要部分の構成を説明する為の図である。
【００３１】
同図において、１７は撮像光学系の光軸、１８は図１の撮像面１５と等価な撮像面、１９は撮像光学系２の光軸１７上に配置された図１の主ミラー７と等価な半透過性の主ミラー、２０は同様に撮像光学系２の光軸１７上に斜めに配置され、図１のサブミラーレンズ１１の機能を有する第１の反射鏡、２１は前記第１の反射鏡２０による撮像面１８に共役な近軸的結像面、２２は第２の反射鏡、２３は赤外カットフィルタである。２４は絞りであり、２つの開口２４−１，２４−２を有している。２５は２次結像系であり、絞り２４の２つの開口２４−１，２４−２に対応して配置された２つのレンズ２５−１，２５−２を有している。３６は第３の反射鏡である。２６は光電変換素子（センサ）であって、２つのエリアセンサ２６−１，２６−２を有している。
【００３２】
ここで、前記第１の反射鏡２０は曲率を有し、絞り２４の２つの開口２４−１，２４−２を撮影光学系２の射出瞳付近に投影する収束性のパワー（屈折力）を持っている。また。前記第１の反射鏡２０は必要な領域のみが光を反射するようにアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されていて、焦点検出を行う範囲を制限する視野マスクの働きを兼ねている。他の第２，第３の反射鏡２２，３６においても、光電変換素子２６上に入射する迷光を減少させるため、必要最低限の領域のみが蒸着されている。各反射鏡の反射面として機能しない領域に光吸収性の塗料等を塗布するのが良い。
【００３３】
図３は、図２に示した絞り２４の平面図である。
【００３４】
絞り２４は、横長の２つの開口２４−１，２４−２を開口幅の狭い方向に並べた構成となっている。図中、点線で示されているのは、絞り２４の開口２４−１，２４−２に対応してその後方に配置されている２次結像系２５の各光学系２５−１，２５−２である。
【００３５】
図４は、図２に示した光電変換素子２６の平面図である。
【００３６】
図４で示した２つのエリアセンサ２６−１，２６−２は、この図に示すように２次元的に画素を配列したエリアセンサを２つ並べたものである。
【００３７】
以上の構成要素を有する焦点検出系において、図２に示すように、撮像光学系２からの光束２７−１，２７−２は、主ミラー１９のハーフミラー面を透過後、第１の反射鏡２０によりほぼ主ミラー１９の傾きに沿った方向に反射され、第２の反射鏡２２によって再び方向を変えられた後、赤外カットフィルタ２３を介して絞り２４の２つの開口２４−１，２４−２を経て、２次結像系２５の各光学系２５−１，２５−２により集光され、第３の反射鏡３６を介して光電変換素子２６のエリアセンサ２６−１，２６−２上にそれぞれ到達する。
【００３８】
図２中の光束２７−１，２７−２は撮像面１８に配置される不図示の撮像素子の中央に結像する光束を示したものではあるが、他の位置に結像する光束についても同様の経路を経て、光電変換素子２６に達し、全体として、撮像素子上の所定の２次元領域に対応する被写体像に関する２つの光量の分布が光電変換素子２６の各エリアセンサ２６−１，２６−２上に形成される。
【００３９】
図１における焦点検出手段１２は、上記のようして得られた２つの被写体像に関する光量分布に対して、周知の焦点検出方法と同様の検出原理に基づき、被写体像の分離方向、即ち図４に示す２つのエリアセンサ２６−１，２６−２の上下方向の相対的位置関係を、エリアセンサ２６−１，２６−２の各位置で算出することで撮像光学系２の焦点状態を検出し、その結果を焦点はずれ量Ｄとして出力する。
【００４０】
しかしながら前述したように、直接得られる焦点はずれ量に関する焦点状態検出信号に基づいてレンズの制御を行うと、 適正な焦点状態を得られないことがある。そこで、各レンズ本体１（撮像レンズ）毎に固有の補正値をレンズ側記憶手段４に記憶させ、これを用いて最良結像位置と撮像面を一致させる為の補正を行う。さらに、前述した通り、デジタルカメラにおいては撮像素子におけるサンプリングによって発生するモアレを防ぐため、撮像素子と撮像光学系の間にローパスフィルタなどの光学部材４０が配置されており、上記焦点検出手段１２ではこの光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正することができないため、適正な焦点検出状態を得られなくなる。
【００４１】
そこで、この実施の形態では、カメラ側に上記光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正するための補正データを記憶する為の記憶手段４１を設け、該記憶手段４１の補正データを用いて複数の焦点検出点それぞれにおいて最良結像位置の変化を補正し、この補正信号に基づいて撮像光学系２を駆動し、適正な焦点状態が得られるようにする。
【００４２】
ここで、前記記憶手段４１に記憶させる補正データについて説明するために、ローパスフィルタなどの光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化について説明する。
【００４３】
図５は光軸上へ結像する光束に含まれる光線を示す図であり、８１は光学部材であるところのローパスフィルタ、８２は撮像面である。
【００４４】
光軸上へ結像する光線は、ローパスフィルタ８１が配置されていない場合には、焦点検出手段で検出された最良結像位置とレンズ本体側に記憶されている最良結像位置の補正データをもとに撮像光学系２を駆動し、最良結像位置を撮像面と一致させることによって点線で表した光路を通りＡ地点へ到達する。しかし、ローパスフィルタ８１が撮像面８２の前に配置されることで、該ローパスフィルタ８１への入射および出射面において屈折が起こり、光線は実線で表された光路を通り、Ｂ地点へ到達する。このようにして、ローパスフィルタ８１などの光学部材によって結像する光線に変化が生じるのであるが、この変化量は次のような式で表される。
【００４５】
ｘ＝ｄ｛１−（Ｎcos θ／（Ｎ2 −２sin2（θ／２））｝ ……（２）
なお、ｘは焦点検出装置およびレンズの補正データによって検出された最良結像位置からの変化量、ｄは光学部材の厚み、Ｎは光学部材の屈折率、θは光線の光学部材への入射角である。この式より、用いられる光学部材が決まっている場合には変化量ｘは光線の光学部材への入射角によって決まることがわかる。
【００４６】
ここで、光学部材へ入射する光束に含まれる光線の入射角度はＦ値が小さいほど大きく、Ｆ値が大きいものほど小さくなることから、光軸上の焦点検出点における最良結像位置はＦ値によって変化することがわかり、最良結像位置の変化を補正するためにはＦ値毎の補正データを有し、それを用いて補正を行えば良いことがわかる。
【００４７】
次に、光軸上以外の焦点検出点における光学部材によって生じる最良結像位置の変化について説明する。
【００４８】
図６は光軸以外の焦点検出点へ結像する光束を示す図である。まずはじめに、この光束の主光線について考える。
【００４９】
主光線９４は射出瞳位置９１で光軸と交わり、ローパスフィルタ９２の入射面および出射面において屈折し、Ｂ´へ到達する。ここで、光学部材であるローパスフィルタ９２が配置されていない場合の主光線の到達点Ａ´からの光軸方向の変化量は前記光軸上へ結像する光線の変化量と同様に、式（２）で表すことができる。そのため、この主光線の変化量は光線のローパスフィルタ９２への入射角度に依存することがわかる。さらに、この主光線のローパスフィルタ９２への入射角度θは次のような式で表される。
【００５０】
tan θ＝ａ／ｚ …………（３）
ここで、ａは光軸外焦点検出点の光軸からの距離であり、ｚは撮像面から射出瞳までの距離を表している。光軸外焦点検出点の光軸からの距離は、焦点検出点の配置によって決定されるものであるため、主光線のローパスフィルタ９２への入射角度θは撮像光学系の射出瞳の位置により決定されることになる。よって、主光線のずれ量は射出瞳の位置に依存することがわかる。
【００５１】
さらに、光軸外焦点検出点へ結像する光束の主光線以外の光線のずれ量については前述したものと同様に、ローパスフィルタへの光線の入射角度によって決まるものであるが、これらの光線のローパスフィルタへの入射角度は主光線のローパスフィルタへの入射角度とＦ値によって決まる。
【００５２】
以上のようなことから、光軸外焦点検出点へ結像する光束の最良結像位置の変化は、射出瞳の位置とＦ値によって決定するため、光軸外焦点検出点における最良結像位置の変化を補正するために、射出瞳位置とＦ値毎の補正データをもちいれば良いことがわかる。
【００５３】
ここで、本発明の実施の形態における補正データの例を以下に示す。
【００５４】
図７（ａ）は、図８のような光学系を用いた場合の焦点位置の補正データテーブルである。図７（ａ）のデータテーブルは、図９のような焦点検出点を有する焦点検出手段において、１００ａのように焦点検出面の中心部に位置し、光軸に結像する光束の最良結像位置を検出する焦点検出点における最良結像位置の変化を補正するための補正データテーブルである。
【００５５】
この補正データテーブルは、図１０のように撮像光学系２１１と撮像素子２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材２１３が配置されていない場合の最良結像位置（図７（ｂ））と、図８のように撮像光学系２１１と撮像素子２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材が配置された場合の、それぞれの最良結像位置（図７（ｃ））との差分をとったデータである。なお、図７（ｂ）および図７（ｃ）で示している数値は最良結像位置の近軸像面からの距離を示しており、単位はｍｍで表記している。
【００５６】
また、図１１（ａ）は、図９において、１００ｂのように光軸外焦点検出点における最良結像位置の変化を補正するための補正データテーブルである。ここで、図１１（ａ）の補正データテーブルは焦点検出面の中心からの距離が１０ｍｍである焦点検出点における補正データテーブルである。図中の数値は全て単位はｍｍであり、射出瞳位置は撮像面からの距離を示している。
【００５７】
図１１（ａ）の補正データテーブルは、図７（ａ）と同様に、図１０のように撮像光学系２１１と撮像素子２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材が配置されていない場合の最良結像位置（図１１（ｂ））と、図８のように撮像光学系２１１と２１２の間にローパスフィルタなどの光学部材２１３が配置された場合の最良結像位置（図１１（ｃ））との差分をとったデータである。
【００５８】
また、射出瞳位置が異なる場合（５６ｍｍ，１１７ｍｍ，２３６ｍｍ，３５５ｍｍ，４７４ｍｍ）の各例を、図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）〜図１５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示している。
【００５９】
なお、上記補正データを、データテーブルの近似関数で与えてもよく、その場合には、図１６に示したように、補正の近似関数から補正データを算出する為の演算手段４２を設け、該演算手段４２からの出力に基づき、適正な焦点状態を得るための撮像光学系２の駆動量を算出する。
【００６０】
以下に、前記補正テーブルを近似した近似関数を示す。
【００６１】
【００６２】
ここで、上記近似関数はＦ値の関数として与えているが、光軸外焦点検出点における補正のための関数は射出瞳位置の関数として与えても良い。
【００６３】
以下に、射出瞳位置の関数として最良結像位置の補正データを与える場合の例を示す。
【００６４】
【００６５】
また、上述したように光軸外焦点検出点に対する補正データは射出瞳位置およびＦ値毎のデータとしているが、さらに厳密には、図１７（ａ），（ｂ）のように、光軸外焦点検出点へ結像する光束の広がりは、射出瞳によって決定されるが、射出瞳が点対称でないため、Ｆ値毎のデータとするよりも、少なくとも２方向以上の射出瞳の主光線からの広がりをパラメーターとした補正データにするなど、射出瞳の形状を表すものを補正データのパラメーターとして用いることがより望ましい。
【００６６】
以上の実施の形態によれば、撮像光学系と撮像素子との間に配置されるローパスフィルタなどの光学部材によって生じる焦点検出の誤りを、前記光学部材によって生じる焦点位置のずれを補正するデータとしてカメラ本体側に持たせるようにしている。
【００６７】
更に詳しくは、撮像素子と光学部材に起因して発生する最良結像位置の変化を補正する為の前記補正データを、撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値毎の補正データとしている。又は、射出瞳位置もしくはＦ値の関数の形で与え、 このように関数の形で与えた場合には、射出瞳位置およびＦ値と前記補正データから焦点検出位置を補正する為の補正量を演算するための演算手段を具備した構成にしている。そして、前記補正データを用いて補正動作を行う場合、撮像光学系の光軸中心の焦点検出点での補正の際には、Ｆ値毎の補正データを用い、前記光軸中心以外の焦点検出点での補正の際には、射出瞳位置およびＦ値毎のデータを用いるようにしている。
【００６８】
よって、前記光学部材によって生じる焦点位置のずれを、各焦点検出点それぞれにおいて良好に補正することが可能となり、適正な焦点状態を検出することが可能となる。
【００６９】
（変形例）
上記実施の形態においては、カメラ側に光学部材４０によって生じる最良結像位置の変化を補正するための補正データを記憶する為の記憶手段４１を設けているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、レンズ本体側に具備していても良い。
【００７０】
又、光学部材として、ローパスフィルタを例にしているが、赤外カットフィルタ等であっても同様に適用できるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の焦点検出領域それぞれにおいて適正な焦点状態を得ることができるカメラシステム又はカメラを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係るレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【図２】図１のカメラに具備される焦点検出系の主要部分の光学系配置図である。
【図３】図２に示す絞りやフィールドレンズを示す平面図である。
【図４】図２に示す光電変換素子の平面図である。
【図５】本発明の実施の一形態において光軸上へ結像する光束の最良結像位置の変化を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の一形態において光軸外へ結像する光束の最良結像位置の変化を説明するための図である。
【図７】本発明の実施の一形態における補正データの一例を示す図である。
【図８】本発明の実施一形態の補正値を算出するために用いた撮像光学系について説明する為の図である。
【図９】本発明の実施一形態に係る焦点検出手段の焦点検出点を示す図である。
【図１０】本発明の実施一形態において補正値を算出するために用いた撮像光学系について説明する為の図である。
【図１１】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が５６ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が１１７ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が２３６ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が３５５ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の一形態において射出瞳位置が４７４ｍｍ時における補正データの一例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の一形態に係るレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系の他の例を示す構成図である。
【図１７】本発明の実施の一形態において光軸外焦点検出点へ結像する光束の広がり等について説明する為の図である。
【図１８】従来の一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【図１９】図１８のカメラに具備される焦点光学系の詳細を示す斜視図である。
【図２０】図１９に示す光電変換素子上に形成される被写体像の状態を示す図である。
【図２１】従来のレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラの焦点検出系およびファインダ系を示す構成図である。
【図２２】図２１に示す光学部材は配置されることにより生じる最良結像位置の変化について説明する為の図である。
【符号の説明】
１ レンズ本体
２ 撮像光学系
４ 記憶装置
５ レンズ制御手段
６ カメラ本体
７ 主ミラー
１１ サブミラー
１２ 焦点検出手段
１３ 演算手段
１４ カメラ制御手段
１５ 撮像面
２４ 絞り
２５ 二次結像系
２６ 光電変換素子
４０ 光学部材
４１ 補正データ記憶手段
４２ 演算手段
８１ 光学部材
９１ 射出瞳位置
９２ 光学部材
１００ａ，１００ｂ 焦点検出点
Claims (14)
- レンズと、該レンズが装着されるカメラとを備えるカメラシステムにおいて、
前記レンズは撮像光学系を有し、
前記カメラは、撮像手段と、複数の焦点検出領域において前記撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系からの光束を前記撮像手段と前記焦点検出手段にそれぞれ入射する光束へ分割する光束分割手段と、前記光束分割手段と前記撮像手段の間に配置される光学部材と、前記光学部材に応じた結像位置の補正データを前記撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値ごとに記憶している記憶手段と、前記補正データを用いて前記焦点検出手段の焦点状態検出信号を補正する演算手段を有することを特徴とするカメラシステム。 - 前記撮像光学系の光軸上の焦点検出領域における前記焦点状態検出信号の補正において、前記演算手段は、前記撮像光学系のＦ値に対応する補正データを用いることを特徴とする請求項１に記載のカメラシステム。
- 前記撮像光学系の光軸外の焦点検出領域における前記焦点状態検出信号の補正において、前記演算手段は、前記撮像光学系の射出瞳位置とＦ値に対応する補正データを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラシステム。
- 前記補正データは関数であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラシステム。
- 前記光学部材は、ローパスフィルタであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカメラシステム。
- 前記焦点検出手段は、位相差検出方式によって前記撮像光学系の焦点状態を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカメラシステム。
- 前記補正データは、前記焦点検出手段の焦点状態検出信号に対応する結像位置と、前記光束分割手段から前記光学部材を透過して前記撮像素子へ導かれる光束の結像位置との差を補正する補正データであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカメラシステム。
- 撮像光学系を含むレンズが装着されるカメラであって、撮像手段と、複数の焦点検出領域において撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、前記撮像光学系からの光束を前記撮像手段と前記焦点検出手段にそれぞれ入射する光束へ分割する光束分割手段と、前記光束分割手段と前記撮像手段の間に配置される光学部材と、該光学部材に応じた結像位置の補正データを前記撮像光学系の射出瞳位置およびＦ値ごとに記憶している記憶手段と、前記補正データを用いて前記複数の焦点検出領域の焦点状態検出信号を補正する演算手段とを有することを特徴とするカメラ。
- 前記補正データは関数であることを特徴とする請求項８に記載のカメラ。
- 前記撮像光学系の光軸上の焦点検出領域における前記焦点状態検出信号の補正において、前記演算手段は、前記撮像光学系のＦ値に対応する補正データを用いることを特徴とする請求項８又は９に記載のカメラ。
- 前記撮像光学系の光軸外の焦点検出領域における前記焦点状態検出信号の補正において、前記演算手段は、前記撮像光学系の射出瞳位置とＦ値に対応する補正データを用いることを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のカメラ。
- 前記光学部材は、ローパスフィルタであることを特徴とする請求項８乃至１１のいずれか１項に記載のカメラ。
- 前記焦点検出手段は、位相差検出方式によって前記撮像光学系の焦点状態を検出することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載のカメラ。
- 前記補正データは、前記焦点検出手段の焦点状態検出信号に対応する結像位置と、前記光束分割手段から前記光学部材を透過して前記撮像素子へ導かれる光束の結像位置との差を補正する補正データであることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載のカメラ。
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Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
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Patent Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
| JPS62229213A (ja) * | 1986-03-31 | 1987-10-08 | Nikon Corp | 撮影レンズ鏡筒およびカメラ |
| JPS63284526A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Minolta Camera Co Ltd | レンズ交換式カメラの焦点検出システム |
| JPH01277210A (ja) * | 1988-04-28 | 1989-11-07 | Canon Inc | 電子カメラの自動焦点検出装置 |
| JPH03214133A (ja) * | 1990-01-18 | 1991-09-19 | Nikon Corp | 焦点検出装置 |
| JPH06130283A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Nikon Corp | カメラの焦点検出装置及び交換レンズ |
| JPH11218673A (ja) * | 1998-01-30 | 1999-08-10 | Olympus Optical Co Ltd | カメラシステム |
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