JP5045801B2 - 焦点検出装置、撮影レンズユニット、撮像装置およびカメラシステム - Google Patents
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Description
(2)請求項5に記載のカメラシステムは、焦点検出装置と、撮影光学系と記憶手段とを有する撮影レンズユニットとを備えるカメラシステムであって、焦点検出装置は、一対の受光素子アレイと、撮影光学系の透過光を瞳分割して得られる一対の焦点検出光束を一対の受光素子アレイに夫々導くレンズ系とを含み、一対の受光素子アレイの出力信号に基づき像ズレ量を検出する瞳分割型位相差方式の焦点検出手段と、撮影光学系において透過光を制限する複数の開口の大きさおよび位置に関する複数の開口データを取得する取得手段と、焦点検出手段のレンズ系と一対の受光素子アレイとにより決定される一対の測距瞳と撮影光学系の射出瞳との重なり部分である一対の重なり領域の重心間距離を、複数の開口データに基づいて算出する重心間距離算出手段と、一対の測距瞳のレンズ系からの測距瞳距離と、重心間距離算出手段により算出された重心間距離とに基づき、像ズレ量をデフォーカス量に変換する変換手段とを有し、重心間距離算出手段は、一対の重なり領域の各々の重心を通る直線と撮影光学系の射出瞳の外縁とが交わる2つの交点の位置を表す変数についての2次式に対して、取得手段により取得された複数の開口データと、受光素子アレイ上の焦点検出が行われる位置を表す位置データとにより求められる変数の変数値を代入することにより、重心間距離を算出し、2次式は変数と所定の定数とを含み、記憶手段は、複数の開口データと所定の定数とを記憶し、重心間距離算出手段は、重心間距離を算出する際に、記憶手段から複数の開口データと所定の定数とを読み出す、ことを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態による焦点検出装置を説明する。図1は、一実施の形態の焦点検出装置を搭載したレンズ交換式のデジタルスチルカメラの全体構成を示した断面図である。図1において、デジタルスチルカメラ201は、カメラボディ203と交換レンズ202から構成され、マウント部204により結合される。交換レンズ202は被写体像を形成するためのレンズ209、フォーカシング用レンズ210および絞り211とフォーカシング用レンズ210の駆動制御および絞り211の駆動制御を行うレンズCPU206とからなる。
第1の実施の形態においては、瞳重心距離gを多項式(3)に基づく近似計算によって算出し、式(1)に基づいてデフォーカス量defを算出した。しかし、式(1)において、ニューラルネットワークを用いた近似計算によって変換係数Kを算出しても良い。ニューラルネット演算については、例えば、特開平6−214285号公報に開示されるニューラルネットワーク構成を用いることができる。以下、第2の実施の形態として説明する。
第1の実施の形態においては、瞳重心距離gを多項式(3)に基づく近似計算によって算出し、式(1)に基づいてデフォーカス量defを算出した。しかし、後述する式(10)により変換係数Kを求めることとしても良い。以下、第3の実施の形態として説明する。
第3の実施の形態においては、変換係数Kを式(10)に基づく近似計算によって算出し、式(1)に基づいてデフォーカス量defを算出した。図12において、撮像素子212に配置された撮像画素810は、例えば赤(R)、緑(G)および青(B)のいずれかの色フィルタを有し、赤色フィルタRを有する赤撮像画素810Rと、緑色フィルタGを有する緑撮像画素810Gと、青色フィルタBを有する青撮像画素810Bとがベイヤ配列に従って配置される。図13に示すように、赤撮像画素810Rが受光する赤色光、緑撮像画素810Gが受光する緑色光および青撮像画素810Bが受光する青色光からなる3種類の単色光は波長帯域が相異なる。すなわち、赤撮像画素810Rと緑撮像画素810Gと青撮像画素810Bとはそれぞれ異なる分光感度特性を有する。図13に示すように、緑撮像画素810Gの分光感度のピーク値近傍に対応する波長帯域は、赤撮像画素810Rの分光感度のピーク値近傍に対応する波長帯域と青撮像画素810Bの分光感度のピーク値近傍に対応する波長帯域との間に挟まれた中央の波長帯域である。
Claims (6)
- 一対の受光素子アレイと、撮影光学系の透過光を瞳分割して得られる一対の焦点検出光束を前記一対の受光素子アレイに夫々導くレンズ系とを含み、前記一対の受光素子アレイの出力信号に基づき像ズレ量を検出する瞳分割型位相差方式の焦点検出手段と、
前記撮影光学系において前記透過光を制限する複数の開口の大きさおよび位置に関する複数の開口データを取得する取得手段と、
前記焦点検出手段の前記レンズ系と前記一対の受光素子アレイとにより決定される一対の測距瞳と前記撮影光学系の射出瞳との重なり部分である一対の重なり領域の重心間距離を、前記複数の開口データに基づいて算出する重心間距離算出手段と、
前記一対の測距瞳の前記レンズ系からの測距瞳距離と、前記重心間距離算出手段により算出された前記重心間距離とに基づき、前記像ズレ量をデフォーカス量に変換する変換手段とを備え、
前記重心間距離算出手段は、前記一対の重なり領域の各々の重心を通る直線と前記撮影光学系の射出瞳の外縁とが交わる2つの交点の位置を表す変数についての2次式に対して、前記取得手段により取得された前記複数の開口データと、前記受光素子アレイ上の前記焦点検出が行われる位置を表す位置データとにより求められる前記変数の変数値を代入することにより、前記重心間距離を算出す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、
前記レンズ系は、前記一対の受光素子アレイを構成する複数の受光素子の各々に対応して設けられたマイクロレンズ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、
前記レンズ系は、一対の再結像レンズであり、
前記一対の再結像レンズは、前記撮影光学系によって形成される光学像を前記一対の受光素子アレイの各々の近傍に再結像させ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と、
第1の波長帯域と第2の波長帯域と第3の波長帯域とに対応する3種類の分光感度特性を有し、前記透過光を受光して前記3種類の分光感度特性に応じた撮像信号を出力する複数の撮像用受光素子と、前記一対の受光素子アレイとを含む撮像素子と、
前記撮像素子上の前記一対の受光素子アレイ近傍の近傍領域における前記複数の撮像用受光素子の各々からの、前記3種類の分光感度特性の各々に対応した出力平均値に基づき、前記関数値算出手段によって算出された前記関数値を補正する補正手段とを備え、
前記関数値算出手段は、前記第1の波長帯域、前記第2の波長帯域および前記第3の波長帯域のうち、中央の波長帯域の光に対応する前記関数値を算出することを特徴とする撮像装置。 - 焦点検出装置と、
撮影光学系と記憶手段とを有する撮影レンズユニットとを備えるカメラシステムであって、
前記焦点検出装置は、
一対の受光素子アレイと、前記撮影光学系の透過光を瞳分割して得られる一対の焦点検出光束を前記一対の受光素子アレイに夫々導くレンズ系とを含み、前記一対の受光素子アレイの出力信号に基づき像ズレ量を検出する瞳分割型位相差方式の焦点検出手段と、
前記撮影光学系において前記透過光を制限する複数の開口の大きさおよび位置に関する複数の開口データを取得する取得手段と、
前記焦点検出手段の前記レンズ系と前記一対の受光素子アレイとにより決定される一対の測距瞳と前記撮影光学系の射出瞳との重なり部分である一対の重なり領域の重心間距離を、前記複数の開口データに基づいて算出する重心間距離算出手段と、
前記一対の測距瞳の前記レンズ系からの測距瞳距離と、前記重心間距離算出手段により算出された前記重心間距離とに基づき、前記像ズレ量をデフォーカス量に変換する変換手段とを有し、
前記重心間距離算出手段は、前記一対の重なり領域の各々の重心を通る直線と前記撮影光学系の射出瞳の外縁とが交わる2つの交点の位置を表す変数についての2次式に対して、前記取得手段により取得された前記複数の開口データと、前記受光素子アレイ上の前記焦点検出が行われる位置を表す位置データとにより求められる前記変数の変数値を代入することにより、前記重心間距離を算出し、
前記2次式は前記変数と所定の定数とを含み、
前記記憶手段は、前記複数の開口データと前記所定の定数とを記憶し、
前記重心間距離算出手段は、前記重心間距離を算出する際に、前記記憶手段から前記複数の開口データと前記所定の定数とを読み出す、
ことを特徴とするカメラシステム。 - 請求項5に記載のカメラシステムに用いられる撮影レンズユニット。
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