JP5084322B2 - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、オートフォーカスカメラの各種光源状況下でのピント精度の改善に関するものである。

一眼レフカメラ等の撮像装置には、ＴＴＬ位相差検出方式と称される焦点検出方式が採用される場合が多い。ＴＴＬ位相差検出方式では、撮像光学系からの光束を位相差検出用の光学系（以下、検出光学系という）によって２つに分割し、これら分割光束を再結像させることで一対の受光素子列上に２つの像を形成させる。そして、該２像の相対的な位置差（位相差）を検出することで、撮像光学系のデフォーカス量を得る。

一般に、撮像光学系や位相差検出用の光学系では、ｄ線（５８７ｎｍ）を中心とした４００ｎｍから６５０ｎｍの可視波長域で色収差等の諸収差の補正が行われる。このため、可視波長域以外の波長域、例えば近赤外波長域での収差が良好に補正されていることは少ない。この場合、昼光下、タングステンランプ等の色温度の低い光源下、及び蛍光灯等の色温度の高い光源下での撮像において、それぞれ可視光に対する近赤外光の相対的な割合が異なるため、異なる位相差の検出結果が得られることが多い。

一方、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子に用いられる光電変換を行うためのシリコンフォトダイオードは、一般には８００ｎｍ程度に感度ピークを持っており、長波長側は１１００ｎｍ程度まで感度を持っている。ただし、色再現性を重視するために、感度を犠牲にして上記波長の範囲外の光はフィルタ等で遮断する。

また、位相差検出用の受光センサを構成する光電変換素子（受光素子）は、同様に１１００ｎｍ程度まで感度を持っている。ただし、低輝度被写体に対してまで良好なフォーカス制御を行ったり、低輝度下では近赤外（７００ｎｍ程度）の補助光を被写体に照射したりすることを考慮して、撮像光学系よりも１００ｎｍ程度、長波長領域まで感度を有するように設計される。

ここで、図１には、各種光源の分光分布と光学系の色収差（レンズ軸上色収差）による相対的なピント位置との関係を示す。横軸は波長を、縦軸は光源からの光の相対的なエネルギ及び色収差による相対的なピント位置を示す。

図１において、蛍光灯の光には、６２０ｎｍより長波長の成分はほとんど含まれていない。これに対して、フラッドランプの光では、長波長側になるほど相対エネルギが強くなる。

一方、光学系の色収差量は波長に応じて変化し、これに応じてピント位置も変化する。そして、長波長側になるほど色収差、つまりはピントのずれ量が大きくなる。

したがって、７００ｎｍ程度の波長域に最大感度がある位相差検出用の受光センサでは、例えば、長波長成分が少ない蛍光灯を光源とする場合と、長波長成分が多いフラッドランプを光源とする場合とでは、被写体距離が同じであってもピント位置が異なる。つまり、位相差検出方式により求められたピント位置は、光源の種類に応じて補正する必要がある。

特許文献１には、分光感度特性が異なる２種類の受光素子の出力を比較して光源の種類を判定し、位相差検出方式で得られたピント位置を補正することにより、光源の種類によるピント位置ずれを解消する撮像装置が開示されている。さらに、この撮像装置では、光源の色温度検出用の受光素子（以下、光源センサという）と位相差検出用の受光素子（以下、位相差センサという）とを近接配置している。これにより、光源センサと位相差センサに被写体のほぼ同一部分からの光が照射され、ピント補正を正確に行うことが可能となる。

ただし、撮像範囲内やその近傍に強い光源がある場合、検出光学系を構成するレンズの表面や位相差センサのチップ表面等での反射によって、ゴーストやフレア等の不要光が発生してしまう。そして、このような不要光が位相差センサ上に形成されると、本来一致していることが望ましい２像の一致度が低下してしまう。このため、高精度なデフォーカス量の算出、つまりはフォーカス制御を行うことができなくなる。

この問題に対しては、ゴースト光によって変化した位相差センサからの像信号を補正する方法が、特許文献２，３にて開示されている。

これら特許文献２，３にて開示された方法では、位相差センサに対する不要光の影響の有無を判定する判定手段を設け、影響があると判定した場合には不要光成分を補正した像信号を生成し、該補正後の像信号に基づいて位相差及びデフォーカス量を求める。
特開昭６３−１６８６１３号公報 特開平５−２６４８９２号公報 特開平１０−１２２８５５号公報

しかしながら、特許文献１にて開示されているように光源センサと位相差センサとが近接配置されている場合において、不要光の影響が位相差センサに及んでいるとすると、同様の影響が光源センサにも及んでいると考えられる。つまり、光源センサによる光源の種類の判定を正確に行えない。

このため、特許文献２，３にて開示された方法を用いても、光源の種類が異なると、正確なピント補正を行えない可能性がある。

本発明は、ゴースト、フレア等の不要光による光源判定への影響を低減し、より高精度にフォーカス制御を行うことができる撮像装置を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光学系からの光束であって検出光学系により分割された光束によって形成された第１及び第２の像に応じた第１及び第２の像信号を出力する像信号出力手段と、前記第１及び第２の像信号に基づいて焦点ずれ量を算出し、該焦点ずれ量に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、互いに異なる分光感度特性を有し、前記検出光学系からの光束を受ける複数の受光部を備えた測光手段と、前記測光手段からの出力に基づいて前記焦点ずれ量の補正量を算出し、前記フォーカス制御に用いる前記焦点ずれ量を補正する補正手段と、前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより、不要光による前記測光手段の出力に対する影響の有無を判定する判定手段と、を有し、前記判定手段により不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定された場合、前記補正手段は、前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値と、前記測光手段からの出力とに基づいて前記補正量を算出し、前記制御手段は、該補正量を用いて補正された前記焦点ずれ量に基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系からの光束であって検出光学系により分割された光束によって形成された第１及び第２の像に応じた第１及び第２の像信号を出力する像信号出力手段と、前記第１及び第２の像信号に基づいて焦点ずれ量を算出し、該焦点ずれ量に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、互いに異なる分光感度特性を有し、前記検出光学系からの光束を受ける複数の受光部を備えた測光手段と、前記測光手段からの出力に基づいて前記焦点ずれ量の補正量を算出し、前記フォーカス制御に用いる前記焦点ずれ量を補正する補正手段と、前記第１及び第２の像信号の最小値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより、不要光による前記測光手段の出力に対する影響の有無を判定する判定手段と、を有し、前記第１及び第２の像信号の最小値の差が前記閾値以上の場合、前記判定手段は、不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定し、前記制御手段は、前記補正手段により補正されていない前記焦点ずれ量を用いて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての撮像装置の制御方法は、撮像光学系からの光束であって検出光学系により分割された光束によって形成された第１及び第２の像に応じた第１及び第２の像信号を得るステップと、前記第１及び第２の像信号に基づいて焦点ずれ量を算出し、該焦点ずれ量に基づいてフォーカス制御を行う制御ステップと、互いに異なる分光感度特性を有し、前記検出光学系からの光束を受ける複数の受光部を備えた測光手段からの出力を得るステップと、前記測光手段からの出力に基づいて前記焦点ずれ量の補正量を算出し、前記フォーカス制御に用いる前記焦点ずれ量を補正する補正ステップと、前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより、不要光による前記測光手段の出力に対する影響の有無を判定する判定ステップとを有し、前記判定ステップで不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定された場合、前記補正ステップにおいて、前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値と、前記測光手段からの出力とに基づいて前記補正量を算出し、前記制御ステップにおいて、該補正量を用いて補正された前記焦点ずれ量に基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、測光手段における不要光の影響を低減又は排除したフォーカス制御に用いる情報を生成することができる。したがって、光源に応じたフォーカス制御の精度をより向上させることができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図２には、本発明の実施例１であるデジタル一眼レフレックスカメラ（撮像装置）と交換レンズとしての撮像レンズとにより構成されるカメラシステムの構成を示す。

１０１はカメラ本体であり、その前面には撮像レンズ１０２が着脱可能に装着される。カメラ本体１０１と撮像レンズ１０２とは、マウント接点群１１２を介して電気的に接続される。

撮像レンズ１０２内には、複数のレンズユニット１０２ａや絞り１１３等により構成される撮像光学系１０２ｂが配置されている。絞り１１３は、カメラ内に取り込む光量を調節する。

１０３はメインミラーであり、ハーフミラーにより構成されている。１０４はサブミラーである。メインミラー１０３及びサブミラー１０４は、ファインダ観察状態では、撮像レンズ１０２からの光路上に斜めに配置される（ミラーダウン）。メインミラー１０３は、撮像レンズ１０２からの光束の一部（反射光）を反射して後述するファインダ光学系に導く。また、サブミラー１０４は、メインミラー１０３を透過した光束（透過光）を反射して後述するＡＦユニットに導く。一方、撮像状態（画像記録状態）では、メインミラー１０３及びサブミラー１０４は上記光路外に退避する（ミラーアップ）。

ＡＦユニット１０５は、サブミラー１０４からの光束を複数の光束に分割し、該複数の光束を、撮像レンズ１０２の二次結像面に配置された受光センサ１０５ｂ上に再結像させる検出光学系１０５ａを有する。検出光学系１０５ａは、例えば、サブミラー１０４からの光束を複数の光束に分割するフィールドレンズアレイや該複数の光束を再結像させる再結像（二次結像）レンズアレイを含む。

受光センサ１０５ｂ上には、上記分割光束により形成された複数の像をそれぞれ光電変換する複数のラインセンサ（受光素子列）が設けられている。該複数のラインセンサのうち互いに対をなすラインセンサは、上記複数の像のうち互いに対をなす２像のそれぞれの光量に応じた電気信号（以下、像信号という）を出力する。該２つの像信号の位相差に基づいて、撮像光学系１０２ｂのデフォーカス量を求めることができる。

ここで、ＡＦユニット１０５内に設けられた受光センサ１０５ｂの例を図３に示す。３０１と３０２は互いに対をなす第１及び第２のラインセンサであり、所定の基線長を介して配置されている。これら第１及び第２のラインセンサ３０１，３０２はそれぞれ、第１及び第２の像信号を出力する。第１及び第２のラインセンサ３０１，３０２は、像信号出力手段に相当し、言い換えれば位相差情報を得るための位相差センサを構成する。

また、３０５と３０６はそれぞれ、第１及び第２のラインセンサ３０１，３０２に近接配置された第１及び第２の測光センサ（複数の受光部）である。第１及び第２の測光センサ３０５，３０６は、上記検出光学系１０５ａから分割光束を受光し、その受光量に応じた電気信号（以下、第１及び第２の受光信号という）を出力する。これら第１及び第２の測光センサ３０５，３０６は、光源情報を得るための測光手段としての光源センサを構成する。また、第１及び第２の測光センサ３０５，３０６は、互いに異なる分光感度特性を有する。この分光感度特性については後述する。

なお、図３には、一対のラインセンサ３０１，３０２と一対の測光センサ３０５，３０６のみを示したが、ＡＦユニット１０５内に複数対のラインセンサ及び測光センサを設けてもよい。複数対のラインセンサ及び測光センサは、撮像範囲における互いに異なる検出領域での位相差情報及び光源情報を得るために用いられる。

図２において、１０８はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、撮像レンズ１０２からの光束により形成された被写体像を光電変換する。１０６はローパスフィルター、１０７はフォーカルプレーンシャッタであり、それぞれ撮像素子１０８よりも前（被写体側）に配置されている。

１０９は撮像レンズ１０２の予定結像面に配置されたピント板であり、１１０はピント板１０９からの光束を折り曲げるペンタプリズムである。また、１１４はアイピースであり、撮影者はここからピント板１０９を観察することによって、被写体像を確認することができる。ピント板１０９、ペンタプリズム１１０及びアイピース１１４により、ファインダ光学系が構成される。

１１１はＡＥユニットであり、ペンタプリズム１１０から射出した光束の一部を用いて被写体輝度の測定、つまりは測光を行う。

１１５はレリーズボタンである。該レリーズボタンで１１５が半押し操作（以下、ＳＷ１がＯＮという）されることで、ＡＥユニット１１１からの出力に基づく自動露出（ＡＥ）動作やＡＦユニット１０５からの出力に基づくオートフォーカス（ＡＦ）動作等の撮影準備動作が行われる。

また、該レリーズボタンで１１５が全押し操作（以下、ＳＷ２がＯＮという）されることで、ミラーアップが行われ、シャッタ１０７の開閉制御により撮像素子１０８が露光される。

図４には、本実施例のカメラシステムの電気的構成について説明する。なお、図２と同じ構成要素には、同じ符号を付す。

図４において、撮像レンズ１０２（レンズユニット１０２ａ及び絞り１１３を含む撮像光学系１０２ｂ）からの光束は、カメラのミラーボックス２１５内に入射する。ミラーボックス２１５には、前述したメインミラー１０３とサブミラー１０４が設けられている。ファインダ観察状態では、ミラーボックス２１５からの反射光と透過光はそれぞれ、ＡＥユニット１１１及びＡＦユニット１０５に導かれる。また、撮像状態では、ミラーボックス２１５からの射出光は、シャッタ１０７及び撮像素子１０８に向かう。

撮像光学系１０２ｂ内のフォーカスレンズ（図示せず）は、ピント調節のためにレンズ駆動部２０７によって光軸方向に駆動される。また、絞り１１３は、絞り駆動部２０５によって絞り開口径が変化するように駆動される。さらに、ミラーボックス２１５内のメインミラー１０３とサブミラー１０４は、ミラー駆動部２０４によってアップ／ダウン駆動される。また、シャッタ１０７は、シャッタ駆動部２０３によって開閉駆動される。

撮像制御部２１３は、マイクロコンピュータにより構成され、ＡＥユニット１１１からの測光情報に基づいて、露光時の絞り値及びシャッタスピードを決定し、絞り駆動部２０５とシャッタ駆動部２０３を制御する。

また、撮像制御部２１３は、位相差センサ２０１及び光源センサ２０２を含むＡＦユニット１０５からの信号（第１，第２の像信号及び第１，第２の受光信号）に基づいて、合焦状態を得るために必要なフォーカスレンズの駆動量（及び駆動方向）を決定する。そして、該駆動量情報に基づいてレンズ駆動部２０７を制御し、フォーカスレンズを移動させる。こうして、位相差検出方式によるフォーカス制御（ＡＦ制御）が行われる。なお、撮像制御部２１３は、請求項にいう判定手段及び制御手段に相当する。

ここで、フォーカスレンズの駆動量（より具体的には、後述する光源ピント補正量）を求めるためには、撮像光学系１０２ｂの色収差の情報を必要とする。このため、撮像制御部２１３は、レンズ通信部２０６を介して撮像レンズ１０２内に設けられたレンズマイクロコンピュータ２０８と通信を行う。これにより、レンズマイクロコンピュータ２０８内の不図示のメモリ（ＲＯＭテーブル）に記憶されている撮像光学系１０２ｂの色収差情報を受け取る。なお、色収差情報は、個々の撮像レンズによって異なる情報である。

また、露光時（撮像時）においては、撮像制御部２１３は、ミラー駆動部２０４を通じてミラーアップ動作を行わせ、シャッタ駆動部２０３を通じてシャッタ１０７を駆動する。これにより、決定されたシャッタスピードに応じた露光時間だけ撮像素子１０８が露光される。

撮像素子１０８からのアナログ出力信号は、Ａ／Ｄ変換部２０９によりデジタル信号に変換されて信号処理部２１０に入力される。信号処理部２１０は、該デジタル信号に対して輝度信号や色信号を形成するため等の信号処理を行い、カラー画像信号を生成する。

表示部２１１及び記録部２１２はそれぞれ、生成されたカラー画像信号を不図示の背面ディスプレイに表示したり、不図示の記録媒体（半導体メモリ、光ディスク等）に記録したりする。

ここで、第１の測光センサ３０５と第２の測光センサ３０６の分光感度特性を説明する。図５Ａには、第１の測光センサ３０５と第２の測光センサ３０６のフィルタ構造を模式的に示す。

本実施例では、前述したように、第１及び第２の測光センサ３０５，３０６は、第１及び第２のラインセンサ３０１，３０２に近接して配置され、第１及び第２のラインセンサ３０１，３０２と同じく検出光学系１０５ａからの光束を受光する。

通常のＡＦユニットにおいては、補助光を照射した場合でもＡＦ制御が行えるように、補助光の波長である７００ｎｍ程度までの光を取り込めるように、ＩＲカットフィルタが搭載されている。本実施例のＡＦユニット１０５でも、同様に、第１及び第２の測光センサ３０５，３０６の前には、共通のＩＲカットフィルタ３０４が配置されている。さらに、本実施例のＡＦユニット１０５では、第２の測光センサ３０６の前にのみ、ＩＲカットフィルタ３０４とは異なる分光特性を持ったフィルタ３０３を配置している。この結果、第１の測光センサ３０５と第２の測光センサ３０６は互いに異なる分光感度特性を持つ。

図５Ｂには、本来の第１及び第２の測光センサ３０５，３０６の分光感度特性（ｉ）と、ＩＲカットフィルター３０４の分光透過率（ii）を示す。また、第２の測光センサ３０６の前にのみ配置される（実際には受光面に塗布される）フィルタ３０３の分光透過率（iii）を示す。両測光センサ３０５，３０６は、４００ｎｍ程度以上の波長を有する光に対して本来感度を持つ。また、ＩＲカットフィルタ３０４は、７５０ｎｍ程度以上の波長を有する光をカットする。このため、ＩＲカットフィルタ３０４を含む第１の測光センサ３０５は、４００〜７５０ｎｍ程度の波長範囲の光に対して感度を持つ。また、フィルタ３０３は、６００ｎｍ程度以上の波長を有する光のみを透過する特性を持つ。このため、第２の測光センサ３０６は、波長６００〜７５０ｎｍ程度の波長範囲の光に対して感度を持つ。

次に、本実施例におけるＡＦ制御について、図６のフローチャートを用いて説明する。該ＡＦ制御は、主として撮像制御部２１３が、その内部に格納したコンピュータプログラム（フォーカス制御プログラム）に従って行われる。このことは、後述する他の実施例でも同じである。

ＳＷ１がＯＮになると、撮像制御部２１３は、ＡＦ制御をスタートさせ（ステップＳ１０１）、次にステップＳ１０２の処理を行う。

ステップＳ１０２においては、位相差センサ２０１（ラインセンサ３０１，３０２）及び光源センサ２０２（測光センサ３０５，３０６）の電荷の蓄積及び読み出しを行う。そして、位相差センサ２０１からの第１及び第２の像信号の位相差を相関演算手法を用いて求め、該位相差から撮像光学系１０２ｂのデフォーカス量を算出する。さらに、該デフォーカス量、不図示のレンズ位置検出器により得られた現在のフォーカスレンズの位置情報及びフォーカスレンズの位置敏感度情報等を用いて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズの駆動量及び駆動方向を算出する。以下、フォーカスレンズの駆動量及び駆動方向をまとめてレンズ駆動量という。ここで算出されるレンズ駆動量は、光源センサ２０２の出力を考慮しない値である。

また、フォーカスレンズの位置敏感度情報は、レンズマイクロコンピュータ２０８から通信により予め受け取る。

ここで、図７には、撮像光学系１０２ｂや検出光学系１０５ａにてゴーストやフレア等の不要光が発生した場合に第１及び第２のラインセンサ３０１，３０２から出力される第１及び第２の像信号の例を示す。ここでは、第２のラインセンサ３０２上に不要光が入射したことによって、第２の像信号が第１の像信号に対してオフセット（Diff-min）した場合を示す。なお、本実施例では、位相差情報を求めるために必要な２像以外の像（例えば、ゴースト）を形成する光や結像しない光（例えば、フレア）の総称して不要光という。

次に、ステップＳ１０３及びステップＳ１０４では、撮像制御部２１３は、ステップＳ１０２において得られた第１及び第２の像信号に基づいて、該像信号に対する不要光の影響を判定する。

具体的には、以下のように不要光の影響を判定する。位相差検出方式においては、基本的には、２つの（対の）ラインセンサから等しい形状の（すなわち一致した）２つの像信号が得られる。しかし、不要光の影響がある場合には、該２つのラインセンサに照射される光量に差が発生するため、２つの像信号の一致度が低下する。このため、本実施例では、各ラインセンサに照射される光量を表す像信号の積分値（面積）を算出し、２つの像信号の面積の差（つまりは光量の差）が所定量（閾値）以上である場合には、不要光の影響があると判定する。

ただし、デフォーカス状態においては、２つのラインセンサの視野に含まれる被写体の部分が異なるため、単純に２つの像信号の面積を計算するのではなく、２つのラインセンサの視差を考慮する必要がある。

そこで、ステップＳ１０３では、該視差の影響を低減するために、ステップＳ１０２で求めた位相差量の分だけ像信号を移動させ、２つの像信号の共通領域にて各像信号の面積を求める。この共通領域の面積を比較することで、ラインセンサの視差の影響を低減した状態で不要光の影響の有無を判定することができる。

図８には、２つの像信号の位相差量がｋ画素である場合の例を示す。第２の像信号を第１の像信号の側に位相差量分シフトさせることで得られる両者の共通領域において各像信号の面積Ｓ１，Ｓ２を求める。不要光の影響がない場合は２つの像信号の一致度が高いため、第１の像信号の面積Ｓ１と第２の像信号の面積Ｓ２はほぼ等しくなる。これに対し、不要光の影響がある場合には、面積Ｓ１，Ｓ２間に閾値以上の差が生じる。

このため、ステップＳ１０４では、面積差｜Ｓ1−Ｓ２｜が予め設定された閾値以上の場合には、不要光の影響があるとしてステップＳ１０６に進む。面積差が閾値より小さい場合は、不要光の影響はないとしてステップＳ１０５に進む。

なお、ここまでの不要光による影響の判定は、直接的には位相差センサ２０１の出力（第１及び第２の像信号）に対する影響の判定である。しかし、位相差センサ２０１に不要光の影響がある場合は、これに近接配置された光源センサ２０２にも不要光の影響が及んでいると考えられる。したがって、上記判定は、光源センサ２０２の出力に対する不要光の影響の判定であると言うことができる。

ステップＳ１０６では、撮像制御部２１３は、不要光による影響を補正するための係数を求める。一般に、不要光の影響があるラインセンサの出力は、不要光の影響がない状態よりも大きくなる。このため、図８の例のようにＳ２＞Ｓ1である場合は、第２の像信号に不要光の影響が生じていると考えられる。そして、この場合は、第２のラインセンサ３０２に近接配置された第２の測光センサ３０６にも不要光の影響が及んでいると考えられるため、第２の測光センサ３０６の出力を補正する必要がある。

第２の測光センサ３０６の出力を補正するために、本実施例では、まずステップＳ１０６では、小さい方の面積／大きい方の面積、ここではＳ1／Ｓ２を算出する。

そして、次のステップＳ１０７にて、この面積比Ｓ１／Ｓ２を、不要光の影響により出力が大きくなっている第２の測光センサ３０６の出力に乗算する。この乗算結果が、補正された第２の測光センサ３０６の出力となる。この後、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、撮像制御部２１３は、光源センサ２０２の出力から、光源の種類に応じたピント補正量である光源ピント補正量を算出する。ここでは、まず、第１の測光センサ３０５の出力をＹ1とし、第２の測光センサの出力（ステップＳ１０７からステップＳ１０５に流れてきた場合は、補正後の第２の測光センサ３０６の出力）をＹ２とする。そして、図９に示すデータテーブルから、Ｙ２／Ｙ1の値に対応するピント補正係数を読み出す。

図９のデータテーブルは、撮像制御部２１３内の不図示のメモリ（ＲＯＭ）に記憶された、光源センサ２０２の出力比Ｙ２／Ｙ１に応じたピント補正係数を示す。ピント補正係数は、カメラの製造調整時やＡＦのキャリブレーション時に使用される基準光源下におけるピント補正係数を０としたときのＹ２／Ｙ１に応じた値であり、ここでは例として、Ｙ２／Ｙ１が０.６のときのピント補正係数が０である場合を示す。

なお、ピント補正係数は、上記のようなデータテーブルからの読み出しではなく、演算式を用いた算出により取得してもよい。

また、撮像制御部２１３は、レンズマイクロコンピュータ２０８との通信を行って、レンズマイクロコンピュータ２０８内のメモリに記憶された撮像レンズ１０２の色収差情報を受け取る。そして、該色収差情報にピント補正係数を乗算して光源ピント補正量を求める。

次に、ステップＳ１０８では、撮像制御部２１３は、ステップＳ１０２で求めたレンズ駆動量にステップＳ１０５で求めた光源ピント補正量を加算して、最終的なレンズ駆動量を算出する。このレンズ駆動量が、請求項にいう「フォーカス制御に用いる情報」に相当する。

続いて、ステップＳ１０９では、撮像制御部２１３は、該レンズ駆動量の情報をレンズマイクロコンピュータ２０８に送信する。レンズマイクロコンピュータ２０８は、受け取ったレンズ駆動量に応じてフォーカスレンズを駆動する。

フォーカスレンズの駆動が完了することで、ＡＦ制御を終了する（ステップＳ１１０）。

以上説明したように、本実施例では、第１及び第２の像信号に基づいて（より具体的には、第１及び第２の像信号の面積差であって、ラインセンサが受光した光量の差を求める）ことにより、不要光による光源センサ２０２の出力に対する影響を判定する。そして、該影響があると判定した場合は、光源センサ２０２からの出力を補正し、この補正後の出力を用いてフォーカス制御に用いる情報としての最終的なレンズ駆動量の情報を生成する。これにより、光源センサ２０２が位相差センサ２０１と同じ検出光学系１０５ａからの光を受ける場合において、不要光の影響を低減した正確な光源ピント補正量を得ることができる。したがって、光源に応じたフォーカス制御の精度をより向上させることができる。

実施例１では、第１及び第２の像信号の面積比から不要光の影響の有無を判定し、影響がある場合は光源センサ２０２の出力を補正してレンズ駆動量を算出する方法について説明した。ここでは本発明の実施例２として、これとは異なるレンズ駆動量の算出方法について説明する。

なお、カメラやＡＦユニットの構成及び光源センサの分光感度特性については、実施例１と同じである。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

図１０には、本実施例におけるＡＦ制御のフローチャートを示す。

ＳＷ１がＯＮになると、撮像制御部２１３は、ＡＦ制御をスタートさせ（ステップＳ２０１）、次にステップＳ２０２の処理を行う。

ステップＳ２０２においては、位相差センサ２０１（ラインセンサ３０１，３０２）及び光源センサ２０２（測光センサ３０５，３０６）の電荷の蓄積及び読み出しを行う。そして、位相差センサ２０１からの第１及び第２の像信号の位相差を相関演算手法を用いて求め、該位相差から撮像光学系１０２ｂのデフォーカス量を算出する。さらに、該デフォーカス量、不図示のレンズ位置検出器により得られた現在のフォーカスレンズの位置情報及びフォーカスレンズの位置敏感度情報等を用いて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズの駆動量を算出する。ここで算出されるレンズ駆動量は、光源センサ２０２の出力を考慮しない値である。

ステップＳ２０３及びステップＳ２０４では、撮像制御部２１３は、ステップＳ２０２において得られた第１及び第２の像信号に基づいて、該像信号に対する不要光の影響を判定する。

具体的には、まず、ステップＳ２０３において、第１及び第２の像信号の最小値同士を引き算した値、つまりは最小値の差（以下、Diff-minという）を算出する。Diff-minは、図７を用いて実施例１で説明した、第１及び第２の像信号のオフセットに相当する。

そして、ステップＳ２０４では、Diff-minと予め設定された閾値とを比較する。Diff-minが閾値以上である場合は、不要光の影響があるとしてステップＳ２０６に進む。Diff-minが閾値より小さい場合は、不要光の影響はないとしてステップＳ２０５に進む。

なお、ここまでの不要光による影響の判定は、直接的には位相差センサ２０１の出力に対する影響の判定であるが、実施例１で説明したのと同様の理由により、該判定は、光源センサ２０２の出力に対する不要光の影響の判定であると言うことができる。

ステップＳ２０５及びＳ２０６では、光源センサ２０２の出力から算出される光源ピント補正量（補正情報）を減衰させる減衰係数を決定する。ステップＳ２０４において求めたDiff-minが大きいほど、不要光の影響は大きいと言える。このため、ステップＳ２０５及びＳ２０６では、Diff-minの大きさに応じて、図１１に示すデータテーブルから減衰係数を読み出す。

図１１のデータテーブルは、撮像制御部２１３内の不図示のメモリ（ＲＯＭ）に記憶された、Diff-minの大きさに応じた減衰係数を示す。図１１中のＤ１は、前述した不要光の影響があると判定するためのDiff-minの閾値である。また、Ｄ２は、Diff-minがこれ以上大きくなった場合は光源センサ２０２の出力を用いたレンズ駆動量の補正を行わないとするための閾値である。

ステップＳ２０５では、Diff-minがＤ１より小さく不要光の影響はないので、減衰係数として１を読み出す。一方、ステップＳ２０６では、Diff-minがＤ１以上で不要光の影響があるので、Diff-minが大きくなるほど小さい減衰係数を読み出す。こうして減衰係数を決定すると、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、撮像制御部２１３は、光源センサ２０２の出力と不要光の判定結果に応じた光源ピント補正量を決定する。具体的には、第１の測光センサ３０５の出力をＹ1とし、第２の測光センサの出力をＹ２とする。そして、図９に示すデータテーブルから、Ｙ２／Ｙ1の値に対応するピント補正係数を読み出す。

また、撮像制御部２１３は、レンズマイクロコンピュータ２０８との通信を行って、レンズマイクロコンピュータ２０８内のメモリに記憶された撮像レンズ１０２の色収差情報を受け取る。そして、該色収差情報にピント補正係数を乗算して、不要光の判定結果を反映していない仮の光源ピント補正量（補正情報）を求める。

最後に、算出された仮の光源ピント補正量に対して減衰係数を乗算し（つまりは、仮の光源ピント補正量を補正し）、最終的な光源ピント補正量とする。

次に、ステップＳ２０８では、撮像制御部２１３は、ステップＳ２０２で求めたレンズ駆動量にステップＳ２０７で求めた光源ピント補正量を加算して、最終的なレンズ駆動量を算出する。このレンズ駆動量が、請求項にいう「フォーカス制御に用いる情報」に相当する。

続いて、ステップＳ２０９では、撮像制御部２１３は、該レンズ駆動量の情報をレンズマイクロコンピュータ２０８に送信する。レンズマイクロコンピュータ２０８は、受け取ったレンズ駆動量に応じてフォーカスレンズを駆動する。

フォーカスレンズの駆動が完了することで、ＡＦ制御を終了する（ステップＳ２１０）。

以上説明したように、本実施例では、第１及び第２の像信号に基づいて（より具体的には、第１及び第２の像信号の差分を求める）ことにより、不要光による光源センサ２０２の出力に対する影響を判定する。そして、該影響があると判定した場合は、光源ピント補正量（補正情報）を補正し、この補正後の光源ピント補正量を用いてフォーカス制御に用いる情報としての最終的なレンズ駆動量の情報を生成する。これにより、光源センサ２０２が位相差センサ２０１と同じ検出光学系１０５ａからの光を受ける場合において、不要光の影響を低減した正確な光源ピント補正量を得ることができる。したがって、光源に応じたフォーカス制御の精度をより向上させることができる。

なお、本実施例では、不要光の影響の有無を判定するために、第１及び第２の像信号の最小値の差分（オフセット）であるDiff-minを用いた。しかし、前述したように、不要光の影響がある場合には、第１及び第２の像信号の一致度が低下する。一般に、第１及び第２の像信号の一致度が低下すると、これらの位相差の演算精度も低下する。このため、位相差の演算に際しては、該演算の信頼性を判定するために、第１及び第２の像信号の一致度を示すパラメータ（例えば、両像信号の対応画素ごとの差分の和）を用いることもある。このような場合には、該一致度を示すパラメータを、Diff-minの代わりに用いてもよい。

実施例２では、不要光の影響度（Diff-minの大きさ）に応じて光源ピント補正量を連続的に減衰させる場合について説明した。しかし、不要光の影響度に関する閾値を設け、この閾値に対して不要光の影響度が小さい（ない）場合と大きい場合とで、レンズ駆動量の算出に、光源センサからの出力を用いるか否かを切り換えてもよい。

図１２には、この場合のＡＦ制御のフローチャートを示す。なお、カメラやＡＦユニットの構成及び光源センサの分光感度特性については、実施例１と同じである。本実施例において、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

ＳＷ１がＯＮになると、撮像制御部２１３は、ＡＦ制御をスタートさせ（ステップＳ３０１）、次にステップＳ３０２の処理を行う。

ステップＳ３０２においては、位相差センサ２０１（ラインセンサ３０１，３０２）及び光源センサ２０２（測光センサ３０５，３０６）の電荷の蓄積及び読み出しを行う。そして、位相差センサ２０１からの第１及び第２の像信号の位相差を相関演算手法を用いて求め、該位相差から撮像光学系１０２ｂのデフォーカス量を算出する。さらに、該デフォーカス量、不図示のレンズ位置検出器により得られた現在のフォーカスレンズの位置情報及びフォーカスレンズの位置敏感度情報等を用いて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズの駆動量を算出する。ここで算出されるレンズ駆動量は、光源センサ２０２の出力を考慮しない値である。

ステップＳ３０３では、撮像制御部２１３は、不要光の影響度を示すパラメータとして、実施例２で説明したDiff-minを算出する。ここにいう不要光の影響も、実施例１，２で説明したように、直接的には位相差センサ２０１の出力に対する影響の判定であるが、光源センサ２０２の出力に対する不要光の影響の判定とみなすことができる。

次に、ステップＳ３０４では、撮像制御部２１３は、ステップＳ３０３において得られたDiff-minと予め設定された閾値とを比較する。Diff-minが閾値より小さい場合は、不要光の影響は小さい（ない）としてステップＳ３０５及びステップＳ３０６に進む。一方、Diff-minが閾値以上の場合は、不要光の影響が大きい（ある）としてステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０５では、第１の測光センサ３０５の出力をＹ1とし、第２の測光センサの出力をＹ２とする。そして、図９に示すデータテーブルから、Ｙ２／Ｙ1の値に対応するピント補正係数を読み出す。

また、撮像制御部２１３は、レンズマイクロコンピュータ２０８との通信を行って、レンズマイクロコンピュータ２０８内のメモリに記憶された撮像レンズ１０２の色収差情報を受け取る。そして、該色収差情報にピント補正係数を乗算して光源ピント補正量を求める。不要光の影響度が低いので、この光源ピント補正量を最終的な光源ピント補正量として用いる。

そして、ステップＳ３０６では、撮像制御部２１３は、ステップＳ３０２で求めたレンズ駆動量にステップＳ３０５で求めた光源ピント補正量を加算して、最終的なレンズ駆動量を算出する。このレンズ駆動量が、請求項にいう「フォーカス制御に用いる情報」に相当する。

一方、ステップＳ３０７では、不要光の影響度が高いので、光源センサ２０２からの出力を用いずに（つまりは光源ピント補正量を用いずに）、ステップＳ３０２で求めたレンズ駆動量をそのまま最終的なレンズ駆動量とする。このレンズ駆動量も、請求項にいう「フォーカス制御に用いる情報」に相当する。

こうして最終的なレンズ駆動量が求まると、次に、ステップＳ３０８では、撮像制御部２１３は、該レンズ駆動量の情報をレンズマイクロコンピュータ２０８に送信する。レンズマイクロコンピュータ２０８は、受け取ったレンズ駆動量に応じてフォーカスレンズを駆動する。

フォーカスレンズの駆動が完了することで、ＡＦ制御を終了する（ステップＳ３０９）。

以上説明したように、本実施例では、第１及び第２の像信号に基づいて（より具体的には、第１及び第２の像信号の差分を求める）ことにより、不要光による光源センサ２０２の出力に対する影響（影響度の高低）を判定する。そして、該影響がある（影響度が高い）と判定した場合は、光源センサ２０２の出力自体を用いずにフォーカス制御に用いる情報としてのレンズ駆動量の情報を生成する。また、該影響がない（影響度が低い）と判定した場合は、光源センサ２０２の出力を用いてレンズ駆動量の情報を生成する。これにより、光源センサ２０２が位相差センサ２０１と同じ検出光学系１０５ａからの光を受ける場合において、不要光の影響を低減した正確な光源ピント補正量を得ることができる。したがって、光源に応じたフォーカス制御の精度をより向上させることができる。

なお、上記各実施例では、フォーカス制御に用いる情報としてレンズ駆動量を算出する場合について説明したが、位相差に基づいて算出されるデフォーカス量をフォーカス制御に用いる情報としてもよい。つまり、光源センサに対する不要光の影響の判定結果を反映したデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量からレンズ駆動量を求めるようにしてもよい。

光源の分光分布と光学系の色収差を示す図。 本発明の実施例であるカメラと交換レンズにより構成されるカメラシステムの構成を示す概略図。 実施例におけるＡＦユニット内のラインセンサと測光センサの配置を示す図。 実施例のカメラの電気的構成を示すブロック図。 実施例における光源センサの構成を示す概略図。 実施例における光源センサの分光感度特性を示す図。 実施例１におけるＡＦ制御を示すフローチャート。 不要光の影響がある場合のラインセンサからの像信号を示す図。 不要光の影響がある場合のラインセンサの受光光量を説明する図。 実施例におけるピント補正係数の説明図。 本発明の実施例２であるカメラのＡＦ制御を示すフローチャート。 実施例２におけるピント補正量の減衰係数を説明する図。 本発明の実施例３であるカメラのＡＦ制御を示すフローチャート。

符号の説明

１０５ ＡＦユニット
１０５ａ
２０１ 位相差センサ
２０２ 光源センサ
３０１，３０２ ラインセンサ
３０３ フィルタ
３０４ ＩＲカットフィルタ
３０５，３０６ 測光センサ

Claims (5)

1. 撮像光学系からの光束であって検出光学系により分割された光束によって形成された第１及び第２の像に応じた第１及び第２の像信号を出力する像信号出力手段と、
   前記第１及び第２の像信号に基づいて焦点ずれ量を算出し、該焦点ずれ量に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、
   互いに異なる分光感度特性を有し、前記検出光学系からの光束を受ける複数の受光部を備えた測光手段と、
   前記測光手段からの出力に基づいて前記焦点ずれ量の補正量を算出し、前記フォーカス制御に用いる前記焦点ずれ量を補正する補正手段と、
   前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより、不要光による前記測光手段の出力に対する影響の有無を判定する判定手段と、を有し、
   前記判定手段により不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定された場合、前記補正手段は、前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値と、前記測光手段からの出力とに基づいて前記補正量を算出し、
   前記制御手段は、該補正量を用いて補正された前記焦点ずれ量に基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記判定手段により不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定された場合、前記補正手段は、前記第１及び第２の像信号の積分値の比に基づいて前記測光手段の出力を補正し、該補正後の出力に基づいて算出した前記補正量を用いて前記焦点ずれ量を補正することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記判定手段により不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定された場合、前記補正手段は、前記測光手段からの出力に基づいて算出した前記補正量を、前記第１及び第２の像信号の最小値の差に基づいてさらに補正し、該補正された補正量を用いて前記焦点ずれ量を補正することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 撮像光学系からの光束であって検出光学系により分割された光束によって形成された第１及び第２の像に応じた第１及び第２の像信号を出力する像信号出力手段と、
   前記第１及び第２の像信号に基づいて焦点ずれ量を算出し、該焦点ずれ量に基づいてフォーカス制御を行う制御手段と、
   互いに異なる分光感度特性を有し、前記検出光学系からの光束を受ける複数の受光部を備えた測光手段と、
   前記測光手段からの出力に基づいて前記焦点ずれ量の補正量を算出し、前記フォーカス制御に用いる前記焦点ずれ量を補正する補正手段と、
   前記第１及び第２の像信号の最小値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより、不要光による前記測光手段の出力に対する影響の有無を判定する判定手段と、を有し、
   前記第１及び第２の像信号の最小値の差が前記閾値以上の場合、前記判定手段は、不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定し、前記制御手段は、前記補正手段により補正されていない前記焦点ずれ量を用いて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置。
5. 撮像光学系からの光束であって検出光学系により分割された光束によって形成された第１及び第２の像に応じた第１及び第２の像信号を得るステップと、
   前記第１及び第２の像信号に基づいて焦点ずれ量を算出し、該焦点ずれ量に基づいてフォーカス制御を行う制御ステップと、
   互いに異なる分光感度特性を有し、前記検出光学系からの光束を受ける複数の受光部を備えた測光手段からの出力を得るステップと、
   前記測光手段からの出力に基づいて前記焦点ずれ量の補正量を算出し、前記フォーカス制御に用いる前記焦点ずれ量を補正する補正ステップと、
   前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値の差分と予め設定された閾値とを比較することにより、不要光による前記測光手段の出力に対する影響の有無を判定する判定ステップとを有し、
   前記判定ステップで不要光による前記測光手段の出力に対する影響が有ると判定された場合、前記補正ステップにおいて、前記第１及び第２の像信号の積分値又は最小値と、前記測光手段からの出力とに基づいて前記補正量を算出し、
   前記制御ステップにおいて、該補正量を用いて補正された前記焦点ずれ量に基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。