JP5171124B2 - 焦点調節装置、撮像装置および、焦点調節方法 - Google Patents

焦点調節装置、撮像装置および、焦点調節方法 Download PDF

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Description

本発明は、焦点調節装置、撮像装置および、焦点調節方法に関しており、特に電子スチルカメラおよびビデオ等に利用されるオートフォーカス技術に関する。
位相差方式の焦点検出装置では撮像レンズが色収差などの収差をもつため、異なる波長の光に対しては、結像される空中像の結像位置が異なる。
また、イメージセンサなどの光電変換部の多くは、P−N接合型フォトダイオードであり、その感度は可視領域から近赤外領域までのびている。焦点検出用の補助光源は、パワーの大きな近赤外のLEDが使用される場合があるので、焦点検出用受光素子の感度は、近赤外光まであるほうが好ましい。
しかしながら、合焦とされる撮像レンズ位置の調整が、ある波長域を中心にしてなされている場合、ある波長域よりも短波長、あるいは、長波長になるにしたがって結像位置とずれてしまう。ここで、ある波長域は、例えばD線(587nm)などが考えられる。特に、近赤外光領域では、色収差が大きく、良好に合焦とされる位置に調整されるとはいえない。例えば、昼光で照明する場合と、タングステンランプ等の色温度の低い光源で照明する場合、蛍光灯等の色温度の高い光源で照明する場合とでは、可視光に対する近赤外光の相対的な割合が異なる。従って、間違った焦点調節が行われてしまう。撮像レンズの収差によっては、焦点位置が数10ミクロンも異なり、焦点調節が正確に行えない。
そこで、この問題点を解消する為に、光源の検出を行って、焦点検出のズレを補正する必要がある。特許文献1に記載の従来例は、焦点検出用受光素子近傍に、異なる分光感度を有する受光素子を配置して、被写体を照明する光源を判別して、焦点検出結果を補正しようとするものである。
特許第2900390号公報
しかしながら従来例では、焦点検出用受光素子の近傍の固定された領域において光源検出用の信号を検出していた。このために、例えば複数の光源で照明されたようなシーンでは、主被写体とは異なる種類の光源検出信号が混入してきたりしてしまう。あるいは、夜景のように低輝度な中に、部分的に照明の輝点が存在するようなシーンでは、良好なSNの得られない低輝度な部分の光源検出信号が混入してきたりしてしまう。このような場合、光源検出結果を取り間違えたり、ばらつきが大きくなって精度が低下してしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、良好な焦点調節を行う焦点調節装置、撮像装置および焦点調節方法を提供することにある。
上述のような課題を解決するために、本発明の技術的特徴としては、被写体からの光を光電変換して得られた信号に基づき、位相差方式により撮像レンズの焦点位置からのずれ量を検出して焦点調節を行う焦点調節手段と、被写体からの異なる波長領域の光を受光して、それぞれの波長領域の光に基づく信号を出力する受光手段と、前記受光手段より出力された前記信号の比較に基づいて、前記焦点調節手段による焦点検出結果を補正する補正手段と、複数の測距点において前記焦点調節手段で検出された前記ずれ量に基づく距離分布情報に応じて、主被写体の測距点と他の測距点とをグループ化するグループ化手段とを備えた焦点調節装置であって、前記補正手段は、前記焦点検出結果の補正を行うか否かを前記受光手段より出力された信号に基づいて制御し、前記グループ化手段により主被写体にグループ化された測距点に対応する前記受光手段から出力された信号のうち、ノイズが所定値より少なく、かつ該信号の輝度分布の頻度に基づく信頼度が所定り高い号に基づいて前記焦点検出結果を補正することを特徴とする焦点調節装置である。
また、本発明の他の技術的特徴としては、被写体からの光を光電変換して得られた信号に基づき、位相差方式により撮像レンズの焦点位置からのずれ量を検出して焦点調節を行う焦点調節工程と、被写体からの異なる波長領域の光を受光して、それぞれの波長領域の光に基づく信号を出力する受光工程と、前記受光工程で出力された前記信号の比較に基づいて、前記焦点調節工程による焦点検出結果を補正する補正工程と、複数の測距点において前記焦点調節工程で検出された前記ずれ量に基づく距離分布情報に応じて、主被写体の測距点と他の測距点とをグループ化するグループ化工程を有し、前記補正工程では、前記焦点調節結果の補正を行うか否かを前記受光工程で出力された信号に基づいて制御し、前記グループ化工程により主被写体にグループ化された測距点に対応する前記受光工程で出力された信号のうち、ノイズが所定値より少なく、かつ該信号の輝度分布の頻度に基づく信頼度が所定り高い号に基づいて前記焦点検出結果を補正することを特徴とする焦点調節方法である。
本発明によれば、例えば、複数の光源が存在するような場合や夜景のように高輝度と低輝度部分の混在するような適正な光源検出結果を得にくいシーンにおいても、良好な焦点調節が可能になる。
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態を説明する。
<カメラシステムの構成>
図1は本発明の実施形態に係わる、一眼レフレックスカメラと該カメラに装着される交換式の撮像レンズとによって構成されるカメラシステムの光学配置を示す構成図である。
同図において、1はカメラ本体であり、その前面には撮像レンズ11が装着される。カメラ本体1内には、光学部品、機械部品、電気回路およびフィルム又はCCD等の撮像素子などが収納され、写真又は画像撮像が行えるようになっている。以下に、その詳細を説明する。カメラ本体1内において、2は主ミラーであり、ファインダ観察状態では撮像光路内に斜設され、撮像状態では撮像光路外に退避する。また、主ミラー2はハーフミラーとなっており、撮像光路内に斜設されているときは、後述する焦点検出光学系へ被写体からの光線の約半分を透過させる。3は、ファインダ光学系を構成する、後述のレンズ12〜14の予定結像面に配置されたピント板、4はファインダ光路変更用のペンタプリズムである。5はアイピースであり、撮像者はこの窓からピント板3を観察することで、撮像画面を観察することができる。7はファインダ観察画面内の被写体輝度測定用の測光センサ、6は被写体輝度測定用測光センサ7にピント板3を通した被写体像を結像する結像レンズである。また、31は光源検出用測光センサ、30は結像レンズ、32は被写体輝度測定用測光センサ7の分光特度を視感度に合わせる視感度補正フィルタである。8はフォーカルプレーンシャッタである。9は感光部材であり、銀塩フィルム又はCCD等の撮像素子(センサ)が用いられる。このセンサにおいては、被写体光を受光し光電変換して画像信号を生成する。25はサブミラーであり、主ミラー2とともにファインダ観察状態では撮像光路内に斜設され、撮像状態では撮像光路外に退避する。このサブミラー25は、斜設された主ミラー2を透過した光線を下方に折り曲げて、後述の焦点検出ユニットの方に導くものである。26は焦点検出ユニットであり、2次結像ミラー27、2次結像レンズ28、焦点検出ラインセンサ29や後述の焦点検出回路等から構成されている。2次結像ミラー27および2次結像レンズ28は焦点検出光学系を構成しており、撮像レンズ11の2次結像面を焦点検出ラインセンサ29上に形成している。焦点検出ラインセンサ29において、被写体からの光を受光し光電変換して信号を生成する。そして、生成された信号に基づいて合焦状態を検出することができる。焦点検出ユニット26はいわゆる位相差方式によって撮像レンズ11の焦点調節状態(合焦状態)を検出し、その検出結果を撮像レンズの焦点位置を調節する機構を制御する自動焦点調節装置へ送出する。10はカメラ本体1と撮像レンズ11との通信インターフェイスとなるレンズマウント接点群である。
次に、撮像レンズ11内について説明する。12〜14はレンズである。1群レンズ(以下、フォーカシングレンズと記す)12は光軸上を前後に移動することで撮像画面のピント位置を調整する。また、2群レンズ13は光軸上を前後に移動することで撮像レンズ11の焦点距離を変更し、撮像画面の変倍を行う。また、14は固定の3群レンズである。15は絞りである。16は駆動モータであり、自動焦点調節動作時にフォーカシングレンズ12を光軸方向に前後移動させるフォーカス駆動モータである。17は絞り15の開口径を変化させるための絞り駆動モータである。18は距離エンコーダであり、フォーカシングレンズ12に取り付けられたブラシ19が摺動することで、フォーカシングレンズ12の位置を読み取り、被写体距離に相当する信号を発生する。詳しくは、距離エンコーダ18とブラシ19および後述のレンズマイコン112は、ピント調節された後のフォーカシングレンズ12の位置を読み取り、該位置よりその時の被写体距離に換算した信号である被写体距離情報を出力する。
<カメラシステムの回路構成>
次に、図2を用いて、上記カメラシステムの回路構成について説明する。なお、図1と共通の構成要素には同じ符号を付している。
まず、カメラ本体1内の回路構成について説明する。カメラマイコン100には、焦点検出回路105、被写体輝度測定用測光センサ7、光源検出用測光センサ31、シャッタ制御回路107、モータ制御回路108および液晶表示回路111が接続されている。また、カメラマイコン100は、撮像レンズ11内に配置されたレンズマイコン112とはレンズマウント接点10を介して信号伝達を行う。焦点検出回路105は、カメラマイコン100からの信号に従って焦点検出ラインセンサ29の蓄積制御と読み出し制御を行い、それぞれの画素情報をカメラマイコン100に出力する。カメラマイコン100はこの情報をA/D変換し、位相差方式による焦点調節状態の検出を行い、レンズマイコン112と信号のやりとりを行うことによって、撮像レンズ11の焦点調節制御を行う。シャッタ制御回路107は、シャッタ先幕および後幕を走行させ、露出動作を行う。具体的には、カメラマイコン100からの信号に従ってフォーカルプレーンシャッタ8を構成するシャッタ先幕駆動マグネットMG−1およびシャッタ後幕駆動マグネットMG−2の通電制御をする。モータ制御回路108は、カメラマイコン100からの信号に従ってモータMを制御することにより、主ミラー2のアップダウンおよびシャッタチャージなどを行う。SW1は不図示のレリーズボタンの第1ストローク(半押し)操作でonし、測光、AF(オートフォーカス)を開始させるスイッチである。SW2はレリーズボタンの第2ストローク(全押し)操作でonし、シャッタ走行、すなわち露光動作を開始させるスイッチである。スイッチSW1,SW2およびその他、不図示の操作部材であるISO感度設定スイッチ、絞り設定スイッチ、シャッタ速度設定スイッチなどの各スイッチの状態信号はカメラマイコン100が読み取る。液晶表示回路111は、ファインダ内表示器24と外部表示器42をカメラマイコン100からの信号に従って制御する。
次に、撮像レンズ11内の電気回路構成について説明する。カメラ本体1と撮像レンズ11とはレンズマウント接点10を介して相互に電気的に接続される。このレンズマウント接点10は、以下の接点で構成されている。まず、接点L0は、撮像レンズ11内のフォーカス駆動モータ16および絞り駆動モータ17の電源用接点である。また、クロック用接点L2は、レンズマイコン112の電源用接点L1と、シリアルデータ通信を行うためのものである。また、データ送信用接点L3は、カメラ本体1から撮像レンズ11へのデータ送信のためのものである。また、データ送信用接点L4は、撮像レンズ11からカメラ本体1へのデータ送信のためのものである。また、モータ用グランド接点L5は、モータ用電源に対するモータ用グランドのためのものである。また、グランド接点L6は、レンズマイコン112用電源に対するグランドのためのものである。レンズマイコン112は、レンズマウント接点10を介してカメラマイコン100と接続されている。そして、カメラマイコン100からの信号に応じてフォーカシングレンズ12を駆動するフォーカス駆動モータ16および絞り15を駆動する絞り駆動モータ17を動作させる。これにより、撮像レンズ11の焦点調節と絞りを制御する。50と51は光検出器とパルス板であり、レンズマイコン112がパルス数をカウントすることによりピント調節(合焦動作)時のフォーカシングレンズ12の位置情報を得る。これにより、撮像レンズ11の焦点調節を行うことができる。18は上記した距離エンコーダであり、ここで読み取られたフォーカシングレンズ12の位置情報はレンズマイコン112に入力され、ここで被写体距離情報に変換され、カメラマイコン100に伝達される。
<焦点検出素子の測距点配置と光源検出用測光センサの配置>
図3は、本発明の一例として、焦点検出ラインセンサ29の焦点検出素子の画面上での測距点29’の配置を示した図である。図から明らかなように、45点の測距点がエリア上に配置されている。各測距点には、図の左上の測距点から、A_mnの番号を付与している。mは、垂直方向の座標を示し、nは水平方向の座標を示している。これ以上の詳細説明は、図からあきらかなので省略する。
図4は、本発明の一例として、光源検出用測光センサ31の画面上での受光領域31’の配置を示した図である。図から明らかなように、63点の領域の光源を検出可能に構成されている。また、各領域には、左上からL_mnの番号を付与してある。mは、垂直方向の座標を示し、nは水平方向の座標を示している。これ以上の詳細説明は、図からあきらかなので省略する。また、L_mnの各領域は、異なる分光感度を有する2つの受光素子により構成されており、光源の種類や光源の分光分布等の光源情報を判別可能なようになっている。具体的な構成は、例えば、特開2006−072084号公報に記載の構成で実現可能である。2種類の異なる分光感度を有する(異なる波長領域の光束を測光する)受光素子のうち、第一の受光素子は、人間の視感度特度に近い分光感度を有するセンサである。また、第二の受光素子は、焦点検出装置で問題になっている650nmから750nm程度の近赤外領域に感度を有するものである。
図5は、撮像画面に対応する測距点29’および光源検出用の受光領域31’の配置を示した図である。501の黒枠が撮像可能な領域を示している。測距点29’および受光領域31’は、撮像画面の中央領域のかなり広い範囲において密に配置されており、焦点検出、および光源検出が中央領域の広い範囲で行われていることがわかる。
図6は、本発明が適応される撮像シーンの一例を示した図である。大きな窓を背景に、室内の人物を昼間撮像しているシーンである。同図において、601の黒枠は、窓の大きさを示している。602は、人物の模式的な図である。また、603の斜線で示された部分は、室内の光源(本実施形態では蛍光灯とする)が、602の人物により遮られて、室内の壁にできた影を示している。29’は測距点を示しており、実線で示された測距点は、最終的に選択された測距点および選択された測距点に対して、所定のデフォーカス量だけずれてはいるが、許容の合焦幅に収まっている測距点を示している。破線の測距点は、許容可能な合焦幅を逸脱した測距点を示している。31’は、光源検出用測光センサの受光領域を示しており、測距点との対応関係が示されている。
<AF処理のフロー>
図7は、撮像の際のAF処理動作を示すフローチャートである。図のフローチャートを用いて、詳細な動作説明を行う。まず、カメラのレリーズスイッチが、第一のストロークまで押し下げられると、カメラ内のスイッチSW1がonして、撮像準備動作が開始する。
S701では、まず焦点検出のために焦点検出ラインセンサ29の焦点検出素子の蓄積動作が行なわれる。次に、蓄積動作が完了すると、S702に進んで、測距演算(デフォーカス量の算出)が行なわれる。ここで、A_00からA_46までのすべての測距点のデフォーカスデータが取得され、S703に進む。なお、ここでいうデフォーカス量とは合焦位置からの撮像レンズ位置のずれ量のことである。
S703では、デフォーカスデータをもとに距離分布情報が作成され、S704に進む。
S704では、前記の距離分布情報をもとに、各測距点がグループ化され、主被写体の存在するグループが判定される。次に、主被写体グループ内に含まれる測距点の中から、もっとも、主被写体を測距したと推定される測距点が、一つ選択され、デフォーカス量が決定される。
図5の撮像シーンにおいては、実線で示された、A_16、A_17、A_26、A_27、A_28、A_36、A_37、A_38、A_43、A_44、A_45、A_46、の12の測距点が、主被写体グループとして、グループ化されている。
次に、S705では、31の光源検出用測光センサのデータが、L_00からL_68領域まで取得される。取得データは、第1の受光素子の出力W_00からW_68、第二の受光素子の出力R_00からR_68の合計126種類のデータである。R_mn/W_mnの比演算を行うことにより、光源の種類を判別することが可能である。
S706では、測距点のグルーピングの結果、判定された主被写体グループが含まれる光源検出用測光センサ31のデータを抽出して、各データの信頼度判定を行い、高い信頼度の得られた光源検出結果を使って、R/Wの比演算を行う。S706の処理の詳細は、後述する。
S707では、レンズ内のレンズマイコン112から色収差情報を取得して、S708で、前記のR/Wと色収差情報を使って、デフォーカス補正量を算出して、最終的にフォーカシングレンズ12の駆動量を算出して、焦点調節動作を完了する。ここでいうR/Wと色収差情報には、光源検出用測光センサ31の出力を比較した比較結果が含まれる。
<光源検出用測光センサ出力の信頼度判定のフロー>
図8は、31の光源検出用測光センサの各データの信頼度判定を行い、最終的な光源検出データを算出するサブルーチンのフローチャートである。また、図9は、信頼度判定の判定基準に用いられる輝度およびR_mn/W_mnのヒストグラムである。図8および図9を用いて、光源検出データ算出の詳細を説明する。
S801では、L_00からL_68領域のデータから必要なデータを抽出する。主被写体グループとして、A_16、A_17、A_26、A_27、A_28、A_36、A_37、A_38、A_43、A_44、A_45、A_46、の12の測距点がグループ化されているので、それに対応する光源検出用測光センサの領域を抽出する。主被写体グループに属する光源検出用測光センサの領域は、図6から明らかなように、L_25、L_26、L_35、L_36、L_45、L_46、L_54、L_55、L_56、の9領域の光源検出用測光出力である。具体的には、この領域に対応する、第一の受光素子出力、および第二の受光素子出力をそれぞれ抽出し、S802に進む。ここで、第一の受光素子出力は、W_25、W_26、W_35、W_36、W_45、W_46、W_54、W_55、W_56である。また、第二の受光素子出力は、R_25、R_26、R_35、R_36、R_45、R_46、R_54、R_55、R_56である。そして、第一の受光素子出力と第二の受光素子出力は異なる波長領域の光を受光し信号を出力する。
S802では、信頼度判定の1つであるSNの判定(ノイズ量の判定)を行なう。これは、S801で得られた第一、第二の受光素子の出力が所定以上得られたか否かを判定するものである。このときは、分光感度の広いW_mnの出力が、所定のSN以上であるかを抽出された各W_mnにおいて順次判定する。具体的には、信号出力中のノイズの割合が所定値よりも多くないかどうかを判定する。判定の結果、所定以上のSNが得られる場合にはS803に、得られなければS804に進む。S803では、所定以上のSNが得られる領域番号mnを記憶しておき、S805に進む。
S804では、所定のSNが得られない領域番号を記憶して、この領域のデータをこのあとの処理から除外し、S805に進む。S805では、抽出されてすべての領域のSN判定が、すべて終了したか否かを判定して、すべて終了していればS806に、終了していなければS802に戻って、すべての抽出領域のSN判定を継続する。
S806では、抽出された領域のうち、SN判定後にSNが所定量以上であった領域の領域数(フロー上は、データ数と記載)が、所定数以上か否かを判定する。所定数以下の場合には、SN判定以外の信頼度判定を行わず、S820に進んで、光源検出から得られる焦点検出補正量を演算する。所定数以上の場合には、S807に進む。抽出された領域数が、所定数以下の場合には、SN判定以外の信頼度判定を行なうことが困難であるためである。例えば、そもそも抽出された領域数が、1つの場合やSN判定後領域数が、0になる場合などが考えられる。所定数に関しては、測距点と光源検出用測光センサの配置に大きく影響されるので、各カメラごとに設定されることが好ましい。本実施形態においては、おおむね4領域程度が、好ましい。
本実施形態では、抽出された、9領域のすべてSN判定が、OKであったとして以下の説明を続ける。
S807では、グループ化された測距点グループに含まれる9領域の光源検出用測光センサの輝度分布を作成して、信頼度判定を行う。具体的には、第一の受光素子出力である、W_mnの出力を使って、輝度のヒストグラムを作成し、S808に進む。図9の(a)は、このとき作成された9領域のW_mnの輝度ヒストグラムを示している。横軸は輝度、縦軸はデータ頻度を示している。輝度の刻みは、例えば、1/3段程度にとればよい。
S808では、作成された輝度ヒストグラムのもっとも頻度の高いデータを抽出して、そのデータをW_freqとして記憶し、S809に進む。また、最頻度データが存在しない場合には、中心値をW_freqとして記憶すればよい。
S809では、最頻度データW_freqに対して、抽出波長域の各データW_mnが、所定の相対差に収まっているか否かを判定する。所定の相対輝度をδLvとしたときに、
ABS(W_mn−W_freq)<δLv (1)
を計算する。ABSは、W_mn−W_freqの絶対値を示す。相対差が、δLv未満であれば、S810に進んで、このときの領域を記憶して、S812に進む。また、δLv以上であれば、S811で、この領域番号を記憶して、この領域のデータをこのあとの処理から除外し、S812に進む。S812では、抽出された全領域のデータの比較が、完了したか否かを判定して、比較が完了していなければ、S809に戻ってデータの比較を続け、完了していれば、S813に進む。δLvは、例えば人物の肌の反射率が、20〜40%程度であるので、おおむね1段程度に設定される。これ以上の輝度の相対比がある場合は、背景に影響された可能性が高くデータの信頼度が、低い可能性が高い。図9(a)のヒストグラムでは、L_25およびL_26は、おおむね最頻度データよりも2段輝度が高く、図6から、室外の明るい背景光に影響されたと考えられる。また、L_54は、室内の光源が、人物により遮られてできた影を測光している。従って、9領域のうち輝度ヒストグラムにより、L_25、L_26およびL_54が、主被写体以外に影響されたと判定され、データが除外される。S813では、輝度ヒストグラムによる信頼度判定でOKであった領域数が、所定数以上であったか否かを判定する。所定数以下であれば、S820に、そうでなければ、S814に進む。所定数は、おおむね、2程度に設定すればよい。なお、本実施形態中では、第一の受光素子出力である、W_mnの出力を使って、輝度のヒストグラムを作成した。しかしながら、第二の受光素子出力であるR_mnの出力から輝度のヒストグラムを作成して、同様に信頼度判定を行ってもよい。
本実施形では、9領域中の6領域の判定が、OKであった場合で、以下の説明を続ける。
S814では、グループ化された測距点グループに含まれる9領域の光源検出用測光センサの出力の比(R/W_mn)の分布を作成して、信頼度判定を行う。具体的には、輝度ヒストグラムによる判定で信頼度OKであった6領域の、第一の受光素子出力であるW_mn、第二の受光素子出力であるR_mnを使って、その比R/W比を領域ごとに計算して、R/Wのヒストグラムを作成し、S815に進む。図9の(b)は、このとき作成された6領域、および輝度ヒストグラムによる判定で除外された3領域のR/W_mnのヒストグラムを示している。横軸は、R/W比、縦軸は、データ頻度を示している。
S815では、作成されたR/W比のヒストグラムのもっとも頻度の高いデータを抽出して、そのデータをR/W_freqとして記憶し、S816に進む。また、最頻度データが存在しない場合には、分布の中心値をR/W_freqとして記憶すればよい。
S816では、最頻度データR/W_freqに対して、抽出領域の各データR/W_mnが、所定の相対差に収まっているか否かを判定する。所定の相対差をδR/Wとしたときに、
ABS(R/W_mn−R/W_freq)<δR/W (2)
を計算する。ABSは、R/W_mn−R/W_freqの絶対値を示す。相対差が、δR/W未満であれば、S817に進んで、このときの領域を記憶して、S819に進む。また、δR/W以上であれば、S818で、この領域番号を記憶して、この領域のデータをこのあとの処理から除外し、S819に進む。S819では、抽出された全領域のデータの比較が、完了したか否かを判定して、比較が完了していなければ、S816に戻って,データの比較を続け、完了していれば、S820に進む。δR/Wは、例えば最終的な光源検出結果により算出される焦点検出補正量が、デフォーカス換算でFδ程度収まる程度に設定すればよい。δは、おおむね合焦とみなせる許容錯乱円に設定するのがよい。これ以上の相対比がある場合は、背景に影響された可能性が高くデータの信頼度が、低い可能性が高く、データとして使わないことが望ましい。図9(b)のR/Wヒストグラムでは、輝度ヒストグラムで信頼度がないと判断された、L_25、L_26は、最頻度データよりもR/W比が高くなった。つまり、輝度ヒストグラムと同様に信頼度が低いと判断された。これは、図6からもわかるように、室内の光源よりも、赤外光を多く含む、室外の背景光(例えば、太陽光)に影響されたと考えられる。また、同じく輝度ヒストグラムで信頼度がないと判断されたL_54は、輝度ヒストグラムの結果から、室内の光源が、人物により遮られてできた影を測光していると考えられる。しかし、R/W比のずれは、L_56、L_57よりも最頻度データに近い結果になっており、R/W比としては、信頼度が高い結果になっている。よって、R/Wヒストグラムにおいては、輝度ヒストグラムの結果により、比較対照には入っていないが、L_25、L_26のデータを使わないことが可能である。また、L_54は、R/W比からは、使わないことが不可能であることがわかる。本実施形態では、3つの信頼度判定の結果、L_35、L_36、L_45、L_46、L_55、L_56の6つの領域のデータ信頼度が高いことが判定できる。
S820では、3つの信頼度判定の結果、信頼度ありと判定された、領域の数を判定して、信頼度判定後のデータ数が、0であれば、S822に、1以上であれば、S821に進む。S821では、R/W比の平均値R/W_aveを算出して、このサブルーチンを抜ける。また、S822では、3つの信頼度判定の結果、信頼度のあるデータが存在しなかったため、光源補正を0、すなわち、焦点検出補正なしとして、このサブルーチンを抜ける。ただし、ここでは、補正なし、あるいは平均値としたが、信頼度の信頼度に応じて、補正に重み付けを持たせるように構成しても構わない。このときには、信頼度が高いほどその光源検出用測光センサ出力に起因する補正を大きくする。
<まとめ>
以上、説明したように、本実施形態ではグループ化された測距点に対応する光源検出センサの出力を信頼度判定基準を用いて判定した。これにより、例えば、複数の光源が存在するような場合や夜景のように高輝度と低輝度部分の混在するようなシーンにおいて、良好な光源検出の判別が可能になる。したがって、良好な焦点調節を行うことが可能となる。
なお、上述の実施形態では、光源検出用測光センサ31の出力に基づいて、光源検出用測光センサ31の出力の信頼度を判定した。しかしながら、これに限らず、例えば、被写体輝度測定用測光センサ7や焦点検出ラインセンサ29の出力に基づいて、光源検出用測光センサ31の出力の信頼度を判定してもよい。
また、上述の実施形態では、光源検出用測光出力として第一の受光素子出力、および第二の受光素子出力の2種類の波長領域の信号を出力する構成とした。しかしながら、これに限らず、異なる波長領域の光を複数(2波長以上)受光し、それぞれの波長領域における出力に基づいて焦点位置の調節の補正をしてもよい。
また、光源検出用測光センサ31の出力等から、撮影するシーンを判別して焦点調節の制御を切り換えるよう構成してもよい。例えば、複数の光源が存在する、もしくは高輝度と低輝度が混在するようなシーンであれば、上述の実施形態のように複数の測距点をグループ化し適切な受光領域を選択して焦点位置の調節の補正に用いる。一方、上記以外のシーンであれば、主被写体の測距点に対応する受光領域からの信号を用いて焦点位置の調節の補正をする。このように、場合わけして制御を切り換えることにより、より適切なピントすれ補正を行うことが可能となる。
カメラシステムを示す構成図 カメラシステムの回路構成を示すブロック図 画面上において対応する測距点の配置を示す図 画面上において対応する光源検出用センサの配置を示す図 測距点、光源検出センサの配置を示す図 撮像シーンの一例を説明する図 AF処理動作を示すメインフローチャート 光源検出データ算出動作を示すサブルーチンのフローチャート 信頼度判定のためのヒストグラムを示す図
符号の説明
1 カメラ本体
7 被写体輝度測定用測光センサ
31 光源検出用測光センサ
11 撮像レンズ
12 フォーカシングレンズ
26 焦点検出ユニット
100 カメラマイコン
112 レンズマイコン

Claims (4)

  1. 被写体からの光を光電変換して得られた信号に基づき、位相差方式により撮像レンズの焦点位置からのずれ量を検出して焦点調節を行う焦点調節手段と、
    被写体からの異なる波長領域の光を受光して、それぞれの波長領域の光に基づく信号を出力する受光手段と、
    前記受光手段より出力された前記信号の比較に基づいて、前記焦点調節手段による焦点検出結果を補正する補正手段と、
    複数の測距点において前記焦点調節手段で検出された前記ずれ量に基づく距離分布情報に応じて、主被写体の測距点と他の測距点とをグループ化するグループ化手段とを備えた焦点調節装置であって、
    前記補正手段は、前記焦点検出結果の補正を行うか否かを前記受光手段より出力された信号に基づいて制御し、前記グループ化手段により主被写体にグループ化された測距点に対応する前記受光手段から出力された信号のうち、ノイズが所定値より少なく、かつ該信号の輝度分布の頻度に基づく信頼度が所定り高い号に基づいて前記焦点検出結果を補正することを特徴とする焦点調節装置。
  2. 前記受光手段は、可視光領域に分光感度を有する第1の受光手段と、近赤外光領域に分光感度を有する第2の受光手段から成り、
    前記補正手段は、前記グループ化手段により主被写体にグループ化された測距点に対応する前記受光手段から出力された信号のうち、さらに、前記第1の受光手段からの信号と前記第2の受光手段からの信号との出力比分布の頻度に基づく信頼度が所定り高い号に基づいて前記焦点検出結果を補正することを特徴とする請求項1に記載の焦点調節装置。
  3. 請求項1又は2に記載の焦点調節装置と、前記撮像レンズを有することを特徴とする撮像装置。
  4. 被写体からの光を光電変換して得られた信号に基づき、位相差方式により撮像レンズの焦点位置からのずれ量を検出して焦点調節を行う焦点調節工程と、
    被写体からの異なる波長領域の光を受光して、それぞれの波長領域の光に基づく信号を出力する受光工程と、
    前記受光工程で出力された前記信号の比較に基づいて、前記焦点調節工程による焦点検出結果を補正する補正工程と、
    複数の測距点において前記焦点調節工程で検出された前記ずれ量に基づく距離分布情報に応じて、主被写体の測距点と他の測距点とをグループ化するグループ化工程とを有し、
    前記補正工程では、前記焦点調節結果の補正を行うか否かを前記受光工程で出力された信号に基づいて制御し、前記グループ化工程により主被写体にグループ化された測距点に対応する前記受光工程で出力された信号のうち、ノイズが所定値より少なく、かつ該信号の輝度分布の頻度に基づく信頼度が所定り高い号に基づいて前記焦点検出結果を補正することを特徴とする焦点調節方法。
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