JP4788054B2

JP4788054B2 - 焦点検出装置

Info

Publication number: JP4788054B2
Application number: JP2001092108A
Authority: JP
Inventors: 宏之岩崎; 英彦青柳
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2021-03-28
Also published as: JP2002287014A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラの焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤなどの電荷蓄積型受光素子を用いて焦点検出用の被写体像を撮像し、受光素子から出力される電荷蓄積信号に基づいて、撮影レンズによる焦点位置の調節状態を検出する焦点検出装置が知られている。上記装置の電荷蓄積型受光素子は、被写体輝度に応じて電荷蓄積時間が制御される。たとえば、特許第２８９３６８７号では、電源投入後１回目の電荷蓄積のとき、焦点検出用の電荷蓄積型受光素子と異なる測光回路による測光値に基づいて電荷蓄積時間を決定し、２回目以降の電荷蓄積のとき、焦点検出用の電荷蓄積型受光素子の前回の電荷蓄積時間と蓄積信号の出力値とに基づいて電荷蓄積時間を決定する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の装置では、測光回路による測光ダイナミックレンジが、焦点検出用の電荷蓄積型受光素子の受光ダイナミックレンジより狭いと、電源投入後１回目の電荷蓄積時間を正しく決定することができない。この結果、たとえば、被写体輝度が低くて測光回路で測光できなかった場合に、焦点検出用の電荷蓄積型受光素子に対する電荷蓄積制御ができなくなり、焦点検出動作が正しく行えないおそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による焦点検出装置は、レンズ鏡筒の撮影レンズを介して被写体の明るさを測光する測光回路と、前記測光回路による測光出力の下限を設定する下限設定部と、前記測光出力が前記下限よりも小さいか否かを判定する判定回路と、前記レンズ鏡筒と通信し前記レンズ鏡筒から前記レンズ鏡筒の特性に関する情報を取得する通信部と、前記撮影レンズを介して前記被写体からの光を受光する電荷蓄積型受光素子と、前記受光素子による蓄積電荷出力に基づいて、前記撮影レンズの焦点検出演算を行う演算回路と、前記判定回路により前記測光出力が前記下限よりも大きいと判定されたとき、前記測光出力に基づいて前記受光素子の電荷蓄積時間を設定するとともに、前記判定回路により前記測光出力が前記下限よりも小さいと判定されたとき、前記レンズ鏡筒の特性に関する情報に基づいて前記受光素子の電荷蓄積時間を設定する蓄積時間設定回路とを備え、前記レンズ鏡筒の特性に関する情報は、前記撮影レンズの開放絞り値であることを特徴とする。
【０００６】
なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施の形態によるカメラの光学系を示す図である。図１において、撮影レンズ１を通過した光束は、レリーズ前にメインミラー２によって図１の上方に折り曲げられ、拡散スクリーン３上に一旦結像する。光束はさらに、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、接眼レンズ６を通り、撮影者の目に到達する。一方、拡散スクリーン３によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、測光用プリズム７、測光用レンズ８を通り、定常光用の測光素子９上に再結像される。
【０００８】
測光素子９は、たとえば、ＳＰＤ（シリコン・フォト・ダイオード）等の受光素子が用いられる。図２は、被写界と測光領域との対応を説明する図である。測光素子９は、図２に示すように、被写界をＡ１〜Ａ５の５領域に分割して測光し、それぞれの領域における測光値を出力する。なお、５つの測光領域は、それぞれ独立して測光可能に構成されている。
【０００９】
メインミラー２はハーフミラーであり、一部の光束を透過する。メインミラー２を透過した一部の光束は、サブミラー１１によって図１の下方に折り曲げられ、視野マスク１２、フィールドレンズ１３、折り曲げミラー１４、セパレータレンズ１５を通して、ＡＦ用センサ１６へ導かれる。
【００１０】
カメラがレリーズ操作されると、メインミラー２が上方に跳ね上げられ、撮影レンズ１を通過した光束は、シャッター１７を介して感光部材１８上に結像する。
【００１１】
ＡＦ用センサ１６は、たとえば、ＣＣＤによって構成される。図３は、被写界と焦点検出領域との対応を説明する図である。ＡＦ用センサ１６は、図３に示すように、被写界中の焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３において、後述する一対の像を検出する。カメラは、焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３のいずれかの領域で検出される一対の像の間隔が所定の間隔、すなわち、撮影レンズ１が合焦状態になるまで、不図示のレンズ駆動装置によって撮影レンズ１を合焦位置に駆動する。焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３のどの領域で合焦させるかは、あらかじめカメラに設定される。この設定には、撮影者が任意の焦点検出領域を選択する手動設定と、被写体が最も近くに位置する領域をカメラが自動的に選択(至近選択)する自動設定とがある。
【００１２】
図４は、本実施の形態によるカメラの概略構成を示すブロック図である。カメラ内の制御は、全てカメラマイコン５０によって制御されている。測光・露出関連の制御について説明する。定常光測光部２１は、上述した測光素子９を備えており、図２に示したように、被写界をＡ１〜Ａ５の５領域に分割して測光する回路によって構成されている。定常光測光部２１による測光出力は、カメラマイコン５０へ出力される。撮影レンズ５１内には、レンズ内マイコン３０が設けられている。レンズ内マイコン３０は、レンズ光学系１の開放Ｆ値などの情報をカメラマイコン５０へ出力する。
【００１３】
カメラマイコン５０内の輝度算出部２３は、定常光測光部２１からの測光出力と、レンズ内マイコン３０からの開放Ｆ値などの情報とにより、各測光領域Ａ１〜Ａ５に対応する輝度値情報ＢＶ［１］〜ＢＶ［５］をそれぞれ算出する。露出演算部２７は、算出された輝度値情報ＢＶ［１］〜ＢＶ［５］に基づいて、定常光露出用の適正露出値を算出する。算出された適正露出値は、絞り値とシャッター値とに分解され、絞り１０とシャッター１７とにそれぞれ送られる。これにより、絞り１０およびシャッター１７による露出が適正に制御される。
【００１４】
オートフォーカス関連の制御について説明する。焦点検出部２２は、上述したＡＦ用センサ１６を備えている。ＡＦ用センサ１６は、蓄積時間設定部２５によって設定される蓄積時間にしたがって電荷の蓄積を行う。蓄積電荷信号は、デフォーカス演算部２６へ出力される。デフォーカス演算部２６は、図３による焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３の３領域に対応して焦点検出部２２から出力される信号出力値に基づいて、焦点検出領域で検出されている一対の像の間隔を求めることにより、レンズ光学系１のデフォーカス量、すなわち、焦点ずれ量を演算する。駆動量演算部２８は、焦点ずれ量に応じて合焦位置までのレンズ駆動量を演算し、演算結果をレンズ駆動回路２９へ出力する。レンズ駆動回路２９は、撮影レンズ５１内のレンズ光学系１を駆動する。これにより、レンズ光学系１が合焦位置へ駆動制御される。
【００１５】
図５は、焦点検出光学系の詳細を示す図である。図５において、焦点検出光学系は、撮影レンズ１、視野マスク１２、フィールドレンズ１３、セパレータレンズ１５、およびＡＦ用センサ１６を有する。ＡＦセンサ１６は、上述した焦点検出領域Ｆ２に対応して、１対のラインセンサ１６ｇおよび１６ｈを備えている。また、焦点検出領域Ｆ３に対応して、１対のラインセンサ１６ｅおよび１６ｆを備えている。さらに、縦横それぞれに検出領域を有する焦点検出領域Ｆ１に対応して、９０度異なる方向に２対のラインセンサ１６ａおよび１６ｂと、１６ｃおよび１６ｄとを備えている。各ラインセンサ対は、その電荷蓄積時間をセンサ対ごとに独立して設定することが可能に構成されている。
【００１６】
視野マスク１２によって制限された光束は、フィールドレンズ１３を介してセパレータレンズ１５によって分割され、ＡＦ用センサ１６上に結像される。ここでは、水平方向のラインセンサ対１６ａおよび１６ｂ上に結像される光束を例にあげて説明する。視野マスク１２の中央に設けられた開口１２ａによって水平方向に制限された光束は、水平方向に並べて配設されたセパレータレンズ１５ａおよび１５ｂによって２つに分割され、ラインセンサ対１６ａおよび１６ｂ上にそれぞれ結像される。
【００１７】
ラインセンサ対１６ａおよび１６ｂ上に結像された一対の被写体像は、撮影レンズ１が一次結像面よりも前（被写体側）に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に一次結像面よりも後に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。そして、ラインセンサ対１６ａおよび１６ｂ上に結像された被写体像が所定の間隔となるとき、被写体の鮮鋭像が一次結像面に位置する。したがって、この被写体像をラインセンサ対１６ａおよび１６ｂで光電変換して電気信号に換え、これらの信号を演算処理して一対の被写体像の相対距離を求めることにより、撮影レンズ１の焦点調節状態、つまりレンズ１により鮮鋭な像が形成される位置が、一次結像面に対してどの方向にどれだけ離れているか、つまり、焦点ずれ量が求められる。
【００１８】
次に、一対の被写体像の相対距離の検出動作について説明する。図６は、ラインセンサ対１６ａおよび１６ｂによる出力信号例を示す図である。図６において、横軸はラインセンサ対の画素番号であり、縦軸は出力信号レベルである。ラインセンサ対１６ａおよび１６ｂは、被写界のほぼ同じ領域の被写体像を撮像するので、両センサ１６ａおよび１６ｂから出力される信号波形はほぼ等しくなる。たとえば、両センサ１６ａおよび１６ｂによる出力が最大となる画素番号を求めると、センサ対の画素サイズから換算して一対の被写体像の間隔が求められる。これにより、焦点ずれ量を求めることができる。ここで、ラインセンサ対１６ａおよび１６ｂに対する電荷蓄積時間は、センサ対の出力信号を８ビット分解能（０〜２５５）のＡ／Ｄ変換器を用いてＡ／Ｄ変換する場合に換算して表すと、出力信号の最大値が１２８程度になるように調節される。
【００１９】
本発明は、ＡＦ用センサ１６が有する各センサ対に対する電荷蓄積時間の設定に特徴を有する。図４の蓄積時間設定部２５は、以下のようにセンサ対の電荷蓄積時間を決定する。
▲１▼電源投入後１回目の電荷蓄積の場合、輝度演算部２３による輝度情報と、撮影レンズ１の開放Ｆ値情報とを用いて、電荷蓄積時間を算出する。
▲２▼電源投入後２回目降の電荷蓄積の場合、前回の電荷蓄積時の蓄積時間と、出力信号値とを用いて、電荷蓄積時間を算出する。
【００２０】
ＡＦ用センサ１６に対する電荷蓄積時間の設定処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。図７のフローチャートによるプログラムは、カメラの不図示のレリーズスイッチが半押し操作されることにより、カメラに電源が供給されて起動する。ステップＳ１０１において、カメラマイコン５０は、レンズ内マイコン３０との間で通信を行い、撮影レンズ１の開放Ｆ値データなどを読み出してステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２において、カメラマイコン５０は、定常光測光部２１による測光出力と、開放Ｆ値とによって輝度値情報ＢＶ［１］〜ＢＶ［５］を算出してステップＳ１０３へ進む。
【００２１】
ステップＳ１０３において、カメラマイコン５０は、ＡＦ用センサ１６に対する電荷蓄積が、電源投入後１回目に行われるものか否かを判定する。電荷蓄積が１回目である場合にステップＳ１０３を肯定判定してステップＳ１０５へ進み、電荷蓄積が２回目以降である場合にステップＳ１０３を否定判定してステップＳ１０４へ進む。ステップ１０５において、カメラマイコン５０は、カウンタｉに１をセットしてステップＳ１０６に進む。
【００２２】
上述したように、ＡＦ用センサ１６は、焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３の３領域に対応するラインセンサ対に電荷を蓄積する。カウンタｉは、これら３領域の各ラインセンサ対に対して電荷蓄積時間を設定するために用いられる。
【００２３】
上述した図２において、定常光測光部２１の測光領域Ａ１〜Ａ３上に点線で示した領域は、焦点検出部２６の焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３である。すなわち、ＡＦ用センサ１６による焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３は、測光素子９による測光領域Ａ１〜Ａ３にそれぞれ対応する。そこで、たとえば、ＡＦ用センサ１６の焦点検出領域Ｆ１に対応するラインセンサ対１６ａおよび１６ｂと、ラインセンサ対１６ｃおよび１６ｄに対して電荷蓄積時間を設定する場合は、測光素子９の測光領域Ａ１による測光出力に基づいて算出された輝度値情報ＢＶ［１］を参照して電荷蓄積時間を設定する。
【００２４】
ステップ１０６において、カメラマイコン５０は、ｉ番目の焦点検出領域Ｆｉに対応する測光領域の輝度値情報が、測光下限値以下か否かを判定する。この判定はカメラマイコン５０内の判定部２４で行われる。測光下限値は、たとえば、図８のように定められている。図８において、横軸は撮影レンズ１の開放Ｆ値(ＡＶ)であり、縦軸は定常光測光部２１により測光可能な輝度限界、すなわち低輝度限界を表す。一般に、測光下限値はレンズの開放Ｆ値に応じて変化する。線８１は、輝度値情報ＢＶ［１］〜ＢＶ［３］の測光下限値を表し、線８２は、輝度値情報ＢＶ［４］〜ＢＶ［５］の測光下限値を表す。
【００２５】
カメラマイコン５０は、焦点検出領域Ｆｉに対応する輝度値情報ＢＶ［ｉ］が図８による測光下限値以下の場合に、ステップＳ１０６を肯定判定してステップＳ１０８へ進み、焦点検出領域Ｆｉに対応する輝度値情報ＢＶ［ｉ］が図８による測光下限値を超える場合に、ステップＳ１０６を否定判定してステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７へ進む場合は、測光下限値より輝度値が高く明るいので、正確な輝度値が得られていると考えられる。すなわち、定常光測光部２１による測光出力が有効とみなす。一方、ステップＳ１０８へ進む場合は、測光下限値より輝度値が低く暗いので、輝度値に誤差が生じていると考えられる。すなわち、定常光測光部２１による測光出力は有効でないとみなす。
【００２６】
ステップＳ１０７において、カメラマイコン５０は、焦点検出領域Ｆｉに対応するラインセンサ対の電荷蓄積時間Tnext[i]を次式(１)によって算出する。
【数１】
Tnext[ｉ] = Tbase / ２^(ＢＶ[ｉ]+６) （１）
ただし、Tbaseは基準となる電荷蓄積時間、ＢＶ[ｉ]は対応する測光領域の輝度値情報である。また、記号＾は累乗を表し、定数６はオフセット値である。上式(１)によれば、輝度値情報が１増すごとに、電荷蓄積時間が半分になる。
【００２７】
図９は、ラインセンサ対に電荷蓄積する場合の輝度値と最適蓄積時間との関係例を示す図である。図９において、輝度値ＢＶが−６の場合に最適蓄積時間２００ｍｓなので、この場合のTbaseは２００ｍｓとする。Tbaseの値は、焦点検出部２２の光学系やＡＦ用センサ１６の感度などに応じて、適宜調節してよい。また、ＡＦ用センサ１６によっては多段階の感度を設定可能になっているものもある。多段階の感度が設定可能な場合には、ある感度でいったんTnext[ｉ]を算出し、その後設定感度に応じて算出したTnext[ｉ]を補正すればよい。
【００２８】
カメラマイコン５０は、以上の蓄積時間算出Ｂを行うと、ステップＳ１０９へ進む。ステップＳ１０９において、カメラマイコン５０は、カウンタｉを１つ進めてステップＳ１１０へ進む。ステップＳ１１０において、カメラマイコン５０は、ｉが４を超えたか否かを判定する。ｉが４を超えると、ステップＳ１１０を肯定判定してステップＳ１１１へ進み、ｉが４を超えない場合は、ステップＳ１１０を否定判定してステップＳ１０６へ戻る。
【００２９】
ステップＳ１０８において、カメラマイコン５０は、焦点検出領域Ｆｉに対応するラインセンサ対の電荷蓄積時間Tnext[i]を以下のように算出する。すなわち、撮影レンズ１の開放Ｆ値(ＡＶ)を用いて、次式(２)、(３)によって測光下限に相当する輝度値ＢＶud[ｉ]を算出し、算出したＢＶud[ｉ]を上式(１)のＢＶ[ｉ]に代入して電荷蓄積時間Tnext[i]を算出する。測光下限相当の輝度値を算出して上式(１)に代入するのは、輝度値が測光限界以下の場合、その中で最大値(測光下限値)に基づいて電荷蓄積時間を算出しておけば、ラインセンサの出力がオーバーフローすることが防止されるからである。カメラマイコン５０は、以上の蓄積時間算出Ｃを行うと、上述したステップＳ１０９へ進む。
【数２】
ＢＶud[ｉ] = ＡＶ−３（２）
ただし、ＡＶ＞３である。
ＢＶud[ｉ] = ０（３）
ただし、ＡＶ≦３である。
【００３０】
ステップＳ１１１において、カメラマイコン５０は、焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３に対応するラインセンサ対のそれぞれに算出した電荷蓄積時間で、ＡＦ用センサ１６に電荷蓄積を行わせる。そして、電荷蓄積後の出力データを読み出してステップＳ１１２へ進む。ステップＳ１１２において、カメラマイコン５０は、読み出したデータに基づいてデフォーカス演算を行い、ステップＳ１１３へ進む。ステップＳ１１３において、カメラマイコン５０は、デフォーカス演算により得られたずれ量により、レンズ１に対する駆動量を算出してステップＳ１１４へ進む。ここで、焦点検出領域Ｆ１〜Ｆ３のいずれの領域のデフォーカス量を使用するかについては、上述したように、手動選択や至近選択など、カメラにあらかじめ設定されている。
【００３１】
ステップＳ１１４において、カメラマイコン５０は、不図示のレリーズボタンが半押し操作されているか否かを判定する。半押し操作されている場合、ステップＳ１１４を肯定判定してステップＳ１１５へ進み、半押し操作されていない場合、ステップＳ１１４を否定判定してステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１５において、カメラマイコン５０は、レンズ光学系１を合焦位置に駆動してピントを合わせる。ステップＳ１１６において、カメラマイコン５０は、不図示のレリーズボタンがさらに全押し操作されているか否かを判定する。全押し操作されている場合、ステップＳ１１６を肯定判定してステップＳ１１７へ進み、全押し操作されていない場合、ステップＳ１１６を否定判定してステップＳ１１４へ戻る。
【００３２】
ステップＳ１１７において、カメラマイコン５０は、ステップＳ１０２において算出された輝度値情報ＢＶ［１］〜ＢＶ［５］に基づく適正露出値で撮影を行い、ステップＳ１１８へ進む。ステップＳ１１８において、カメラマイコン５０は、不図示のタイマー回路がタイムアップしたか否かを判定する。タイムアップした場合は、起動後所定時間が経過したと判別してステップＳ１１８を肯定判定し、図７の処理を終了する。タイムアップしていない場合は、ステップＳ１１８を否定判定してステップＳ１０１へ戻る。
【００３３】
上述したステップＳ１０３による処理で否定判定されて進むステップＳ１０４において、カメラマイコン５０は、焦点検出領域Ｆｉに対応するラインセンサ対の電荷蓄積時間Tnext[i]を次式(４)によって算出する。
【数３】
Tnext[ｉ] = T[ｉ]・１２８／ CCDmax[ｉ] （４）
ただし、T[ｉ]は、前回の電荷蓄積時間、CCDmax[ｉ]は、当該ラインセンサ対の出力の最大値である。上式(４)によれば、被写体輝度値が前回の電荷蓄積時と等しいと仮定し、ラインセンサの出力の最大値が１２８になるように次回の電荷蓄積時間が算出される。カメラマイコン５０は、以上の蓄積時間算出Ａを行うと、上述したステップＳ１１１へ進む。
【００３４】
図８による測光下限値について補足する。図８において、撮影レンズ１の開放Ｆ値がＦ３より小さい場合に、定常光測光部２１により測光される低輝度限界は一定である。この理由を図１０を参照して説明する。図１０は、被写界輝度ＢＶと、定常光測光部２１による測光値から算出される輝度値(測光値)との関係を、撮影レンズの開放Ｆ値をパラメータにして示した図である。図１０において、開放Ｆ値がＦ５．６からＦ２．８くらいまでは、レンズが明るくなるにしたがって測光値が低輝度側に伸び、被写体輝度ＢＶと測光値との間のリニアリティが保たれる。したがって、開放Ｆ値がＦ３より大きい場合に開放Ｆ値に応じて低輝度限界を変化させる。一方、開放Ｆ値がＦ２．８より小さく明るいレンズでは、被写体輝度ＢＶと測光値との間のリニアリティが保たれず、開放Ｆ値が小さくなっても低輝度側の測光限界値は変わらない。したがって、開放Ｆ値がＦ３より小さい場合に開放Ｆ値によらず低輝度限界を同じにする。この理由は、以下に説明するように測光光学系に起因する。
【００３５】
図１の測光用プリズム７、測光用レンズ８、および測光素子９による測光光学系は、光軸から離れた拡散光を結像するように構成される。このため、撮影レンズ１による光束は十分に測光素子９上に結像されない。したがって、撮影レンズ１の開放Ｆ値がある値以下になると、開放Ｆ値の変化によらず低輝度側の測光値が一定(測光限界値)になる。また、測光素子９が有する暗電流などの特性により、測光素子９で受光される光量がある値以下になると、測光値がノイズの影響を受けやすくなる。そこで、本実施の形態では、図８のように、開放Ｆ値がＦ３より小さい場合に、開放Ｆ値によらず低輝度限界を一定とする。なお、図１０の例では、被写体輝度ＢＶと測光値との間のリニアリティが保たれなくなる例として、実際の被写体輝度ＢＶに対して測光値が高く算出される場合を示した。この他に、実際の被写体輝度ＢＶに対して測光値が低く算出される場合もある(図１０の破線参照)。いずれの場合も、実際の被写体輝度ＢＶと測光値との間のリニアリティが保たれなくなるところが、定常光測光部２１により測光される低輝度限界に相当する。
【００３６】
以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）焦点検出用に用いるラインセンサ対に対して電源投入後１回目の電荷蓄積時間を設定するとき、測光素子９により測光される輝度値が測光下限値より高い場合に、対応する測光領域の輝度値情報ＢＶ[ｉ]を用いて上式(１)により電荷蓄積時間Tnext[i]を算出するようにした。したがって、ラインセンサ対から出力される信号レベルが焦点検出演算に最適になるように、当該ラインセンサ対に対する電荷蓄積時間を設定することができる。
（２）ラインセンサ対に対して電源投入後１回目の電荷蓄積時間を設定するとき、測光素子９により測光される輝度値が測光下限値より低い場合に、撮影レンズ１の開放Ｆ値(ＡＶ)を用いて、上式(２)、(３)によって測光下限に相当する輝度値ＢＶud[ｉ]を算出し、算出したＢＶud[ｉ]を上式(１)のＢＶ[ｉ]に代入して電荷蓄積時間Tnext[i]を算出するようにした。測光限界以下となる輝度値の最大値(測光下限値)に基づいて電荷蓄積時間を算出しておくことにより、ラインセンサの出力がオーバーフローすることを防止できる。この結果、ラインセンサ対から出力される信号レベルが焦点検出演算に最適になるように、当該ラインセンサ対に対する電荷蓄積時間を設定することができる。
【００３７】
上述したステップＳ１０８の説明では、上式(２)、(３)によって測光下限に相当する輝度値ＢＶud[ｉ]を算出し、算出したＢＶud[ｉ]を上式(１)のＢＶ[ｉ]に代入して電荷蓄積時間Tnext[i]を算出するようにした。この代わりに、撮影レンズ１の開放Ｆ値(ＡＶ)から輝度値を算出しないで、電荷蓄積時間を直接算出するようにしてもよい。
【００３８】
以上の説明では、撮影レンズ１と測光用レンズ８とがそれぞれ設けられる銀塩カメラを例にあげて説明したが、撮像素子を用いて被写体像を撮像する電子カメラにも本発明を適用することができる。すなわち、焦点検出に使用する電荷蓄積型の受光素子と、焦点検出用の受光素子と異なる受光素子とを備えるものであれば、一眼レフカメラ、電子スチルカメラ、レンズシャッターカメラ、工業用カメラに対して本発明を適用することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、たとえば、被写体輝度が低くて測光できない場合にも焦点検出動作を正しく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるカメラの光学系を示す図である。
【図２】被写界と測光領域との対応を説明する図である。
【図３】被写界と焦点検出領域との対応を説明する図である。
【図４】カメラの概略構成を示すブロック図である。
【図５】焦点検出光学系の詳細を示す図である。
【図６】ラインセンサ対による出力信号例を示す図である。
【図７】ＡＦ用センサに対する電荷蓄積時間の設定処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】測光下限値を示す図である。
【図９】ラインセンサ対に電荷蓄積する場合の輝度値と最適蓄積時間との関係例を示す図である。
【図１０】被写界輝度と、測光値との関係を撮影レンズの開放Ｆ値をパラメータにして示した図である。
【符号の説明】
１…撮影レンズ、９…測光素子、
１０…絞り、１５…セパレータレンズ、
１６…ＡＦ用センサ、２１…定常光測光部、
２２…焦点検出部、２４…判定部、
２６…デフォーカス演算部、２８…駆動量演算部、
３０…レンズ内マイコン、５０…カメラマイコン、
Ａ１〜Ａ５…測光領域、Ｆ１〜Ｆ３…焦点検出領域

Claims

レンズ鏡筒の撮影レンズを介して被写体の明るさを測光する測光回路と、
前記測光回路による測光出力の下限を設定する下限設定部と、
前記測光出力が前記下限よりも小さいか否かを判定する判定回路と、
前記レンズ鏡筒と通信し前記レンズ鏡筒から前記レンズ鏡筒の特性に関する情報を取得する通信部と、
前記撮影レンズを介して前記被写体からの光を受光する電荷蓄積型受光素子と、
前記受光素子による蓄積電荷出力に基づいて、前記撮影レンズの焦点検出演算を行う演算回路と、
前記判定回路により前記測光出力が前記下限よりも大きいと判定されたとき、前記測光出力に基づいて前記受光素子の電荷蓄積時間を設定するとともに、前記判定回路により前記測光出力が前記下限よりも小さいと判定されたとき、前記レンズ鏡筒の特性に関する情報に基づいて前記受光素子の電荷蓄積時間を設定する蓄積時間設定回路とを備え、
前記レンズ鏡筒の特性に関する情報は、前記撮影レンズの開放絞り値であることを特徴とする焦点検出装置。
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記蓄積時間設定回路は、前記判定回路により前記測光出力が前記下限よりも小さいと判定された場合、前記撮影レンズの開放絞り値がＡＶ値換算で、所定の値を超えているときに当該ＡＶ値換算の値から所定の値を減算したＡＶ値に基づき前記電荷蓄積時間を設定し、前記撮影レンズの開放絞り値がＡＶ値換算で、前記所定の値以下であるときには、一定のＡＶ値に基づき前記電荷蓄積時間を設定することを特徴とする焦点検出装置。
請求項１または２に記載の焦点検出装置において、
前記蓄積時間設定回路は、起動後１回目の電荷蓄積時は、前記判定回路により前記測光出力が前記下限よりも大きいと判定された場合に前記測光回路による測光出力に応じて電荷蓄積時間を設定することを特徴とする焦点検出装置。
請求項３に記載の焦点検出装置において、
前記蓄積時間設定回路は、起動後２回目以降の電荷蓄積時は、前回に設定された電荷蓄積時間と前回の電荷蓄積時に前記受光素子で得られた出力とに応じて電荷蓄積時間を設定することを特徴とする焦点検出装置。
請求項１〜４のいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
前記下限設定部は、前記撮影レンズの開放絞り値に応じて前記下限を設定することを特徴とする焦点検出装置。
請求項１〜５のいずれか一項に記載の焦点検出装置を備えたことを特徴とするカメラ。