JP5361502B2 - 焦点検出装置および方法、撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、位相差検出方式により焦点検出を行う焦点検出装置および方法、撮像装置に関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサーなどの撮像素子で撮像した被写体像をデジタルの画像データに変換してメモリカードなどの記憶媒体に保存するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラを含む撮像装置は、一般的に、レンズを介して受光した光束から被写体を測距してピントを合わせるオートフォーカス（ＡＦ）機能を備える。

従来、ＡＦ機能を提供するカメラの焦点検出装置として、いわゆる位相差検出方式の焦点検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような焦点検出装置では、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサー上に結像させ、被写体像を光電変換して得られた一対の被写体像の相対位置の変位量を求める（以下、「位相差演算」と記す）。これにより、被写体のデフォーカス量が検出され、これに基づいて撮影レンズの駆動が行われる。

また、一対のラインセンサーを複数の領域に分割して、領域毎に信号蓄積制御を行い、それぞれの領域で光電変換して得られた一対の被写体像を相関演算することで、複数の被写体に対して焦点検出を行う多点焦点検出装置が知られている（特許文献２参照）。

一方で、こうした位相差を用いた焦点検出方法において、ラインセンサーから構成される焦点検出範囲（測距範囲）内に高輝度な点光源が存在すると主被写体に対する十分なコントラストが得られず誤測距してしまうことがある。例えば、図１６（ａ）に示すように、主被写体として撮影しようとする人物に合わせた測距範囲内に点光源が存在すると、点光源に相当する位置のラインセンサーの信号が十分に蓄積され蓄積処理を打ち切る。そのため、図１６（ｂ）に示すように、主被写体に相当するラインセンサー信号では、焦点検出に十分なコントラストを得ることができなくなる。こうした誤測距は、とりわけ夜景撮影時の街灯やネオンの光源によって引き起こされることが多い。

上記課題を解決するために、位相差ＡＦでの焦点検出信号において急峻な像（像が２、３画素しか出ていないような信号）を有害光として検出し、有害光の影響を受ける光電変換素子領域を除外して測距演算を行う測距装置が提案されている（特許文献３参照）。

特開平０９−０５４２４２号公報 特開２００３−２１５４４２号公報 特開２０００−１４７３６６号公報

しかしながら、上記特許文献３では、測距センサーの出力のみから急峻な像があれば点光源であると判定し除去するため、本来は点光源ではなく線形の被写体を捉えていたとしても誤って除去してしまう。

また、上記特許文献３では、点光源を検出するために焦点検出処理と焦点検出範囲の再設定を繰り返し行わなければならないため、合焦速度を低下させてしまう可能性がある。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、焦点検出時の点光源を精度良く検出し、合焦速度の低下を抑えた、点光源による位相差ＡＦの誤測距を回避することができる焦点検出装置および方法、撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、被写体像の光電変換を行うラインセンサーを備え、測距点に対応する前記ラインセンサーにおける焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御して測距情報を取得する測距手段と、複数の領域に分割された受光面を有し、各分割領域の輝度レベルを取得する測光手段と、前記測光手段の受光面上の第１の分割領域とその周辺の第２の分割領域の輝度レベルを比較することにより、点光源の含まれる領域を検出する点光源検出手段と、前記測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、前記点光源検出手段により検出された点光源の含まれる領域と対応する範囲を除外するように前記焦点検出範囲を変更し、変更した当該焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記測距手段に前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御させて測距情報の取得を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の焦点検出装置は、被写体像の光電変換を行うラインセンサーを備え、測距点に対応する前記ラインセンサーにおける焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御して測距情報を取得する測距手段と、複数の画素で構成された受光面を有する受光手段と、前記ラインセンサーから出力された信号に基づいて急峻な像があるかを判定する判定手段と、前記判定手段により急峻な像であると判定された場合、当該信号を出力したラインセンサーに対応する前記受光手段の受光面上の第１の画素とその周辺の第２の画素との輝度レベルを比較することにより、点光源であるか否かを判定する点光源判定手段と、前記測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、前記点光源判定手段により点光源と判定された画素の位置と対応する範囲を除外するように前記焦点検出範囲を変更し、変更した当該焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記測距手段に前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御させて測距情報の取得を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、焦点検出時の点光源を精度良く検出し、合焦速度の低下を抑えた、点光源による位相差ＡＦの誤測距を回避することができる。

本発明の実施形態に係る焦点検出装置を備えた撮像装置の概略構成を示す図である。 図１の焦点検出ユニットを含む焦点検出装置の概略構成を示す図である。 測距ユニットを構成する測距センサーの概略構成を示す図である。 図１のカメラにおけるＡＥ処理及びＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。 複数の領域に分割された測光センサーの受光面の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。 ファインダー上の測距点、測距センサー受光面、測光センサー受光面の対応状況を説明するための図である。 図６のステップＳ５１４，Ｓ５２３における測距設定変更処理の詳細を示すフローチャートである。 図８のステップＳ７１１における点光源包含領域の判定方法の具体例を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。 図１０におけるステップＳ９１３の点光源判定処理の詳細を示すフローチャートである。 点光源判定処理を説明するための測光センサー面の一例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態における焦点検出装置の概略構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態における点光源判定処理の詳細を示すフローチャートである。 （ａ）は点光源発生時の状況を示す概要図、（ｂ）および（ｃ）は測距センサ信号の出力を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る焦点検出装置を備えた撮像装置の概略構成を示す図である。

図１において、本実施形態における撮像装置は、レンズ交換式の一眼レフカメラ（以下、単に「カメラ」と称する）１００である。カメラ１００は、カメラ本体３０と、当該カメラ本体３０に脱着可能に構成された撮影レンズユニット２０とで構成される。撮影レンズユニット２０とカメラ本体３０は、図中央の点線で示したマウントを介して接続される。

撮影レンズユニット２０は、撮影レンズ２１と、絞り２２と、レンズ側ＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）１と、レンズ駆動ユニット２と、絞り駆動ユニット３と、繰り出し位置検出ユニット４と、光学情報テーブル５とを備える。

レンズ側ＭＰＵ１は、撮影レンズユニット２０の動作に関する全ての演算及び制御を行う。レンズ駆動ユニット２は、レンズ側ＭＰＵ１による制御に応じて撮影レンズ２１を駆動する駆動部である。絞り駆動ユニット３は、レンズ側ＭＰＵ１による制御に応じて絞り２２を駆動する駆動部である。繰り出し位置検出ユニット４は、レンズ鏡筒の繰り出し位置を検出する検出部である。光学情報テーブル５は、自動焦点調節に必要な光学情報であり、不図示のメモリ等に記憶されている。

カメラ本体３０は、カメラ側ＭＰＵ６と、焦点検出ユニット７と、シャッター駆動ユニット８と、ダイヤルユニット１０と、測光ユニット１１とを備える。また、カメラ本体３０は、メインミラー１２と、サブミラー１３と、ピント板１４と、ペンタミラー１５と、ファインダー１６と、撮像素子（イメージセンサー）１５０１と、スイッチＳＷ１＿１８と、スイッチＳＷ２＿１９とを備える。

カメラ側ＭＰＵ６は、カメラ本体３０の動作に関する全ての演算及び制御を行う。また、カメラ側ＭＰＵ６は、マウントの信号線を介してレンズ側ＭＰＵ１に接続され、レンズ側ＭＰＵ１からレンズ位置情報を取得したり、レンズ駆動及び交換レンズ毎に固有の光学情報を取得したりする。

また、カメラ側ＭＰＵ６には、カメラ本体３０の動作を制御するためのプログラムが格納されたＲＯＭ（不図示）、変数を記憶するＲＡＭ（不図示）、各種パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能メモリ）（不図示）が内蔵されている。ＲＯＭに格納されたプログラムにより、後述の焦点検出処理が実行される。

焦点検出ユニット７は、後述する測距（ＡＦ）センサーを備え、測距動作を行うと共に、位相差検出方式により焦点検出を行う。焦点検出ユニット７は、測距センサーからの信号読み出し完了をカメラ側ＭＰＵ６に通知する。シャッター駆動ユニット８は、不図示のシャッターを駆動するための駆動部である。ダイヤルユニット１０は、カメラ１００の諸設定を変更するための操作部であり、例えば、連続撮影速度（連写速度）やシャッター速度、絞り値、撮影モード等の切り替え等を行うことができる。

測光ユニット１１は、後述する測光センサーを備え、不図示のレリーズボタンへの半押し操作に応じて、ペンタミラー１５からの光束に基づき測光センサー（不図示）を介して測光処理を行う。これらはいずれもカメラ側ＭＰＵ６に接続されている。測光センサーは、フォトダイオード等の光電変換素子及びその信号処理回路等からなり、被写体の輝度レベルに関する信号出力を行い、その出力信号はカメラ側ＭＰＵ６に入力される。

メインミラー１２は、撮影レンズユニット２０を介して入射された光束のほとんどを上方へ折り返し、ピント板１４上に被写体像を結像させる機能を有する。ピント板１４上の被写体像はペンタミラー１５により正立正像に変換反射されてファインダー１６へ導かれる。これにより、光学ファインダーとして機能する。ペンタミラー１５を透過した一部の光は、測光ユニット１１へ導かれる。

また、メインミラー１２は、入射された光束の一部を透過させ、透過した光がサブミラー１３を介して焦点検出ユニット７へと導かれる。そして、カメラ１００が撮影状態になると、メインミラー１２及びサブミラー１３が退避して、撮影レンズユニット２０を介して入射される被写体からの光束がイメージセンサー１５０１に結像される。

スイッチＳＷ１＿１８は、不図示のレリーズボタンの第１ストローク操作（半押し）によりＯＮするスイッチである。スイッチＳＷ２＿１９は、不図示のレリーズボタンの第２ストローク操作（全押し）によりＯＮするスイッチである。

次に、焦点検出ユニット７の構成について図２及び図３を用いて説明する。

図２は、図１の焦点検出ユニット７の概略構成を示す図である。図３は、焦点検出ユニット７を構成する測距ユニットに含まれる測距センサーの概略構成を示す図である。

撮影レンズユニット２０からの入射光の一部は、メインミラー１２を透過し、後方のサブミラー１３で下方へ曲げられ、測距ユニット１５１０へ導かれる。測距ユニット（測距手段）１５１０は、視野マスク１５０２、赤外線カットフィルタ１５０３、フィールドレンズ１５０４、絞り１５０５、二次結像レンズ１５０６、測距センサー１５０７、複数の反射ミラー１５０８ａ〜１５０８ｃで構成される。

焦点検出用の測距センサー１５０７は、フォトダイオード等の光電変換素子及びその信号処理回路等からなり、被写体までの距離或いはデフォーカス量に関する信号出力（これらを測距情報という）を行い、その出力信号はカメラ側ＭＰＵ６に入力される。

図３において、測距センサー１５０７の受光面１６０１上には、複数のラインセンサー１６０２〜１６１１が配置されている。

視野マスク１５０２は、画面内の焦点検出領域（測距点）を決定するための遮光部材である。視野マスク１５０２は、図３に示す複数のラインセンサー１６０２〜１６１１の配置に対応して、中央に十字型の開口部と両側に縦長の複数の開口部と上下に横長の開口部を備える。

二次結像レンズ１５０６は、視野マスク１５０２等を透過した後、反射ミラー１５０８ａ等で反射された入射光を測距センサー１５０７のラインセンサー（図３のラインセンサー１６０２〜１６１１）上に結像させるためのレンズである。二次結像レンズ１５０６からの光束は、ラインセンサー１６０２などで受光されて光電変換される。これにより、撮影レンズユニット２０の測距点の焦点状態を検出することができる。なお、本実施形態では、中央測距点で焦点検出する場合には、縦横２方向のラインセンサーから検出結果の信頼性の高い方を採用する。

カメラ側ＭＰＵ６は、点光源検出部（点光源検出手段）１５１１、合焦部（合焦手段）１５１２、及び測距制御変更部（測距制御変更手段）１５１３を有する。

点光源検出部１５１１は、測光ユニット１１若しくはイメージセンサー１５０１の情報と測距ユニット１５１０の情報とから点光源を検出する。合焦部１５１２は、測距ユニット１５１０の測距結果から被写体を特定し、レンズ駆動などを含む合焦処理を行う。測距制御変更部１５１３は、点光源検出部１５１１による点光源の検出結果に応じて測距ユニット１５１０の動作（測距方法）を変更する。

なお、点光源検出部１５１１、合焦部１５１２、及び測距制御変更部１５１３は、ハードウェアで構成されても、ソフトウェアで構成されてもよい。ソフトウェアで構成された場合には、カメラ側ＭＰＵ６内のＲＯＭに記録されたプログラムがＣＰＵにより読み出されて実行されるものとする。

次に、図１のカメラ１００におけるＡＥ処理及びＡＦ処理の概略を図４を用いて説明する。

図４は、図１のカメラ１００におけるＡＥ処理及びＡＦ処理の流れを示すフローチャートである。

図４において、カメラ１００の電源がＯＮ（ステップＳ３０１）されると、ＡＥ処理及びＡＦ処理に関するプログラムがカメラ側ＭＰＵ６により不図示のメモリから読み込まれる。

次に、スイッチＳＷ１＿１８の状態検知がなされ（ステップＳ３０２）、スイッチＳＷ１＿１８がＯＦＦのときには、ＲＡＭ（不図示）に記憶された制御用の全フラグがクリア（全フラグ←０）され（ステップＳ３０５）、ステップＳ３０２へ戻る。スイッチＳＷ１＿１８の状態検知は、スイッチＳＷ１＿１８がＯＮされるか電源スイッチがＯＦＦされるまで繰り返し実行され、スイッチＳＷ１＿１８がＯＮされるとステップＳ３０３へ移行する。

ステップＳ３０３では、ＡＥ制御（ＡＥ処理）が実行される。ＡＥ処理では、カメラ１００のモード設定や測光センサーの駆動・信号読み出しなどが行われると共に、露光制御演算や表示などが行われる。具体的には、カメラ側ＭＰＵ６は、図５の４０１に示すように、測光センサーの受光面に対して３５分割された各ブロック（領域）から輝度情報（輝度レベル）を取得する。そして、取得した各ブロックの輝度レベルが比較され、所定の閾値以上あるか否かが判定される（高輝度ブロック判定）。例えば、図５では、ブロック４０２の輝度レベルが、該ブロック４０２と隣接するブロック４０３の輝度レベルと所定の閾値以上の差分がある状況を示している。この場合、ブロック４０２内に点光源が存在するとして、該ブロック４０２を点光源包含領域として決定する。この点光源包含領域の情報は、後述するＡＦ制御（ＡＦ処理）にて使用される。点光源包含領域の情報とは、上記の高輝度ブロック判定により得られた測光センサーでのブロック分割領域に対応する、ＡＦラインセンサーの受光面における画素領域である。なお、高輝度ブロック判定のための閾値は、カメラ側ＭＰＵ６内のＥＥＰＲＯＭ（不図示）に格納されている。

ステップＳ３０４では、ＡＦ処理（位相差ＡＦ処理）が実行される。この位相差ＡＦ処理では、測距センサー１５０７の駆動・信号読み出しなどが行われると共に、焦点検出処理及び合焦処理が行われる。詳細については後述する。

そして、スイッチＳＷ１＿１８がＯＮされている限り、ステップＳ３０３のＡＥ処理とステップＳ３０４のＡＦ処理が繰り返し実行される。

次に、焦点検出処理において、測光センサーから出力される情報を用いて点光源の有無を検出し、その情報に基づいて焦点検出を行い、点光源による誤測距を回避する方法について説明する。

図６は、本発明の第１の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。

図４のステップＳ３０４でＡＦ処理が開始されると、カメラ側ＭＰＵ６は、図６の位相差ＡＦ処理を開始する。ステップＳ５０２では、カメラ側ＭＰＵ６は、現在のカメラ１００の設定が任意測距点選択モードであるかどうかを判定する。この結果、カメラ１００の設定が任意測距点選択モードであればステップＳ５１１へ移行し、任意測距点選択モードでなく、自動測距点選択モードであればステップＳ５２１へ移行する。任意測距点選択モードとは、ファインダー上に複数配置された測距点の内のいずれかをユーザーが選択して図３に示した測距点に対応したラインセンサーを用いて測距処理を行う動作モードである。

ステップＳ５１１では、カメラ側ＭＰＵ６は、任意選択されている測距点に対応したラインセンサーが配置された測距センサーの受光面の位置を取得する。そして、取得した測距センサーの受光面の位置に対応する測光センサー受光面の分割領域（ブロック）を特定する。

ステップＳ５１２では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ５１１で特定した測光センサー受光面の分割領域（ブロック）から点光源包含領域があるかどうかを判定する。ここで、ステップＳ５１１，Ｓ５１２の処理内容について、測距点選択状況と測距センサーの受光面、測光センサーの受光面との関係を図７（ａ）〜図７（ｄ）を用いて説明する。

図７（ａ）の６０１はファインダー１６に表示する測距点の選択状況を示しており、ユーザーは、表示された９つの測距点６０２〜６１０）から任意の測距点を選択することができる。以下、動作説明のために、ユーザーにより中央の測距点６０２が選択されているものとする。

図７（ｂ）の６１１は、図７（ａ）に示す９つの測距点に対応する測距センサーの受光面上のラインセンサーの位置を示している。例えば、図７（ａ）の測距点６０２に対応するラインセンサーは、横方向のパターンをもつ被写体を検出する６１２と、縦方向のパターンをもつ被写体を検出する６１３である。同様に、図７（ａ）の各測距点６０３〜６１０に対応するラインセンサーが存在する。

図７（ｃ）〜図７（ｅ）の６２１は測光センサーの受光面（測光センサー面）であり、図５に示した測光センサーの受光面（測光センサー面）と同じである。

本実施形態では、選択された測距点に対応した領域を含む測光センサー面の分割領域に点光源が有るかどうかを検出する。図７（ｃ）に示す一例では、ラインセンサー６１２，６１３を含む５つの分割領域６２２（斜線部）が検出対象となる。

図７（ｄ）は、５つの分割領域６２２の分割領域の内の１つの分割領域６３１（斜線部）が点光源包含領域であるかどうかを判定する場合を示している。このとき、分割領域６３１の輝度レベルと分割領域６３１の周辺（分割領域６３１と隣接する分割領域）の各分割領域６３２（縦線部）の輝度レベルとを比較して所定の閾値以上の輝度差があれば、分割領域６３１が点光源包含領域と判定される。この判定処理をラインセンサー６１２，６１３を含む５つの分割領域に対して繰り返し行う。

以上の点光源包含領域の判定処理を終えると、カメラ側ＭＰＵ６は、点光源包含領域の有無を判定する（ステップＳ５１３）。そして、点光源包含領域があれば、測距制御変更部１５１３が、点光源包含領域と判定された分割領域に対応するラインセンサーでの測距設定変更処理を行う（ステップＳ５１４）。この測距設定変更処理の詳細については後述する。

次に、ステップＳ５１５では、カメラ側ＭＰＵ６は、選択された測距点に対応するラインセンサーでの測距処理を行い、焦点検出ユニット７から出力される測距信号から合焦に用いるラインセンサーを選択する。 ステップＳ５１６では、ステップＳ５１５にて選択されたラインセンサーにて焦点検出を行った後、その結果に応じたレンズ駆動を含む合焦処理を行い、リターンする。当該合焦処理については公知の合焦処理が行われる。

一方、ステップＳ５２１では、カメラ側ＭＰＵ６は、測光センサー受光面の全ての分割領域（ブロック）について点光源包含領域があるかどうかを判定する。本ステップでは、まず測光センサー受光面の全ての分割領域（ブロック）での測光値（輝度レベル）の読み出しを行い、その平均値を算出する。そして、その平均値に対して所定の閾値以上の差分がある分割領域を点光源包含領域と判定する。その結果、図７（ｅ）の分割領域６４１，６４２のような複数の点光源包含領域が判定され得る。ここでステップＳ５１２における点光源包含領域の判定方法と異なる方法で判定しているのは、点光源包含領域の判定処理を軽減させるためである。

次に、ステップＳ５２２では、カメラ側ＭＰＵ６は、点光源包含領域の有無を判定する。そして、例えば、図７（ｅ）の分割領域６４１，６４２に示すような点光源包含領域があれば、測距制御変更部１５１３が分割領域６４１，６４２に対応するラインセンサーでの測距設定変更処理を行う（ステップＳ５２３）。この測距設定変更処理の詳細については後述する。

次に、ステップＳ５２４では、カメラ側ＭＰＵ６は、全てのラインセンサーでの測距処理を行い、焦点検出ユニット７から出力される測距信号から合焦に用いるラインセンサーを選択する。

ステップＳ５２５では、ステップＳ５２４にて選択されたラインセンサーにて焦点検出を行った後、その結果に応じたレンズ駆動を含む合焦処理を行い、リターンする。

次に、図６のステップＳ５１４，Ｓ５２３における測距設定変更処理の詳細について図８及び図９（ａ）、図９（ｂ）を用いて説明する。

図８は、図６のステップＳ５１４，Ｓ５２３における測距設定変更処理の詳細を示すフローチャートである。

図８において、ステップＳ７０２では、カメラ側ＭＰＵ６（内の測距制御変更部１５１３）は、ステップＳ５１２またはステップＳ５２１で検出された点光源包含領域に対応する測距センサーの受光面上の全ての分割領域を取得する。なお、以下に説明するステップＳ７１０〜Ｓ７１５の処理について、選択中または全ての測距点に対応する全てのラインセンサーについて繰り返し行われる。

ステップＳ７１０では、カメラ側ＭＰＵ６は、処理対象のラインセンサーのうちで有効なラインセンサーの有無を判定するための検出フラグ（Ｆｌａｇ＿Ｄｅｔｅｃｔ）をクリア（Ｆｌａｇ＿Ｄｅｔｅｃｔ←０）する。

ステップＳ７１１では、カメラ側ＭＰＵ６は、処理対象のラインセンサーの領域が、点光源包含領域に含まれるかどうかを判定する。図８のステップＳ７１１における点光源包含領域の判定方法の具体例を図９（ａ）及び図９（ｂ）を用いて説明する。

図９（ａ）及び図９（ｂ）において、８１０は処理対象のラインセンサーの領域であり、８１１は点光源包含領域である。

図９（ａ）では、ラインセンサー８１０の検出領域の一部と点光源包含領域８１１とが重なっている状態であるが、この場合には、ラインセンサー８１０が点光源包含領域８１１に含まれていないと判定される。そして、このとき、ステップＳ７１３で後述するが、ラインセンサー８１０の領域であり、点光源包含領域８１１に含まれない範囲８１２にＡＧＣ範囲を設定する。ＡＧＣ範囲とは、ラインセンサーの出力を増幅制御する範囲であり、一定のセンサー信号出力が得られるように制御を行う。

一方、図９（ｂ）では、ラインセンサー８１０の領域全体が分割領域２つ分の点光源包含領域８１１に重なっている状態であることから、ラインセンサー８１０が点光源包含領域８１１（分割領域２つ分）に含まれていると判定する。ＡＦ用ラインセンサーは広くデフォーカス検出範囲を得るために測光センサー分割領域に対して比較的大きめの領域を占める。ここでは、ＡＦ用ラインセンサーが測光センサー分割領域２つ分に含まれるサイズで配置されているものとする。

ステップＳ７１１では、カメラ側ＭＰＵ６は、点光源包含領域が処理対象のラインセンサーの領域を包含するか否かを判定し、包含していれば、ステップＳ７１２へ移行する。一方、包含していなければ、カメラ側ＭＰＵ６は、処理中のラインセンサーの検出領域から点光源包含領域と重なりあった部分を除外した範囲にＡＧＣ範囲（８１２）を設定する（ステップＳ７１３）。そして、検出フラグ（Ｆｌａｇ＿Ｄｅｔｅｃｔ）に１をセットする（ステップＳ７１４）。

ステップＳ７１５では、カメラ側ＭＰＵ６は、選択された測距点または全ての測距点に対応する全てのラインセンサーについて処理したかどうかを判定し、全てのラインセンサーについて処理したときにはループ処理を抜ける。

ステップＳ７２０では、カメラ側ＭＰＵ６は、検出フラグ（Ｆｌａｇ＿Ｄｅｔｅｃｔ）に１がセットされているかどうかを判定する。その結果、検出フラグに０がセットされていれば、焦点検出ＮＧとして（ステップＳ７２１）、本処理（図６のＡＦ処理）を終了する。一方、検出フラグに１がセットされていれば、いずれかのラインセンサーでの測距が可能であるとして、リターンする。ステップＳ５１４で任意測距点選択モードで動作中に図８に示す測距設定変更処理を実行する場合には、選択測距点に対応する全てのラインセンサー領域が点光源包含領域に含まれてしまう可能性がある。このとき検出フラグ（Ｆｌａｇ＿Ｄｅｔｅｃｔ）は０としてリターンする。

上記第１の実施形態によれば、焦点検出処理において、測光ユニット１１から出力された輝度情報から点光源包含領域の位置を特定し、ラインセンサーの焦点検出範囲（測距範囲）から点光源包含領域と重複する範囲を除外して測距を行うように制御する。これにより、図１６（ｂ）のように点光源によってコントラストが得られなかった場合においても、図１６（ｃ）のように主被写体のコントラストを得ることが可能となり、点光源による誤測距を回避することができる。この結果、焦点検出時の点光源を精度良く検出し、合焦速度の低下を抑えた、点光源による位相差ＡＦの誤測距を回避することができる。

また、上記第１の実施形態によれば、測光センサーの信号情報に基づいて点光源の判定を行うことで、線形の被写体を点光源として誤って除いてしまうという課題を解決することができる。

さらに、上記第１の実施形態によれば、測光センサー受光面上の点光源包含領域と、選択された測距点に対応するラインセンサーの測距範囲との重複範囲を除外して焦点検出処理を行う。これにより、点光源検出領域のため複数回の焦点検出処理を行う必要がなく、合焦速度の低下を抑えることができる。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、焦点検出処理において、測光センサー受光面の分割領域から点光源包含領域を検出し、測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、点光源包含領域と重複する範囲を除外して測距を行う方法について説明した。

本発明の第２の実施形態では、測距センサー上の複数のラインセンサーの出力信号から急峻な像があるか判定し、その急峻な像の像面位置から対応する測光センサー受光面の分割領域を取得して、点光源包含領域かどうかを判定する測距方法について説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。また、本第２の実施形態におけるカメラ１００のＡＥ処理及びＡＦ処理の流れ（図４）、高輝度ブロック判定方法（図５）については、上記第１の実施形態と同様なので、それらの説明を割愛する。

図１０は、本発明の第２の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。

ステップＳ９０２では、カメラ側ＭＰＵ６は、測距処理を開始してラインセンサーの信号の蓄積を開始させる。現在のカメラ１００の設定が任意測距点選択モードであれば、選択された測距点に対応するラインセンサーへの信号の蓄積を行う。一方、設定が自動測距点選択モードであれば、全てのラインセンサーへの信号の蓄積を行う。測距センサーは蓄積型センサーが用いられ、輝度レベルに応じて蓄積時間が変化する。所定の蓄積が終了すると、カメラ側ＭＰＵ６が像信号の読出しを行う。

ステップＳ９１０では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ９０２で蓄積開始させたラインセンサーで蓄積を完了したラインがあるかどうかを判定する。なお、一定時間以上経過した場合または一定量の信号が蓄積された場合にはタイムアウトとして、ラインセンサーへの信号蓄積を強制的に終了させてもよい。

ステップＳ９１１では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ９１０で蓄積完了したラインセンサーから信号の読み出しを行う。次に、ステップＳ９１２では、カメラ側ＭＰＵ６は、読み出したラインセンサーの信号（出力信号）を解析して急峻な像が存在するかどうかを判定する。ここで急峻な像と判定される出力信号とは、例えば、図１６（ｂ）に示すような前後の数画素の出力と比較して非常に大きな出力値を持つ出力信号である。一般的に街灯などの点光源の像は非常に明るいが画素としては少ないため、このように急峻な像が出力されるからである。こうした急峻な像が存在すると判定したときは、ステップＳ９１３に移行し、存在しないと判定されたときは、ステップＳ９２０に移行する。

ステップＳ９１３では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ９１２で検出した急峻な像が点光源によるものであるかどうかを判定する（点光源判定処理）。この点光源判定処理の詳細については後述する。その結果、カメラ側ＭＰＵ６は、点光源であるかどうかを判定し（ステップＳ９１４）、点光源でなければ、測距処理では回避する必要の無い線形状の被写体を撮影していることになるので、ステップＳ９２０へ移行する。一方、点光源であった場合には、カメラ側ＭＰＵ６は、測距設定の変更を行う（ステップＳ９１５）。ここでは、図６のステップＳ５１４と同様の処理により処理対象のラインセンサーの検出領域から、上述の急峻な像に相当する範囲を除外した範囲に焦点検出範囲を再設定する（ステップＳ９１５）。そして、ステップＳ９１６では、当該ラインセンサーへの信号の再蓄積を開始させる。

ステップＳ９２０では、カメラ側ＭＰＵ６は、ラインセンサーから読み出した出力信号から位相差ＡＦにおける像のデフォーカス量、信頼性などの情報を取得する。ステップＳ９２１では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ９０２で信号の蓄積を開始させたラインセンサーの全てから信号の読み出しが完了したかどうかを判定する。

ステップＳ９２２では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ９２０で取得した情報に基づいてラインセンサーの選択を行う。そして、ステップＳ９２３では、カメラ側ＭＰＵ６は、選択したラインセンサーによる合焦処理を行い、リターンする。

次に、図１０のステップＳ９１３における点光源判定処理の詳細について図１１及び図１２を用いて説明する。

図１１は、図１０におけるステップＳ９１３の点光源判定処理の詳細を示すフローチャートである。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、点光源判定処理を説明するための測光センサー面の一例を示す図である。

図１１において、ステップＳ１００２では、カメラ側ＭＰＵ６は、図１０のステップＳ９１２で急峻な像と判定された信号を出力したラインセンサーの受光面における画素位置を取得する。

ステップＳ１００３では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ１００２で取得した急峻な像の画素位置に対応する測光センサー受光面の分割領域を取得する。そして、ステップＳ１００４では、カメラ側ＭＰＵ６は、取得した分割領域が点光源包含領域であるかどうかを判定する。ここで、急峻な像の像面位置が、複数の測光センサー受光面の分割領域に跨ることがある。例えば、図１２（ａ）に示すように、領域１１０１は急峻な像の画素位置、領域１１０２（斜線部）が対応する測光センサー受光面の分割領域である。この場合には、図１２（ｂ）のように、領域１１０２の測光値（輝度レベル）の平均値と、その周辺の領域１１０３（横線部）の測光値（輝度レベル）の平均値との輝度差が所定の閾値以上あれば点光源包含領域と判定される。

そして、ステップＳ１００５では、カメラ側ＭＰＵ６は、取得した分割領域が点光源包含領域であるかどうかの判定を行い、点光源包含領域であると判定したときは、急峻な像が点光源によるものと判定して（ステップＳ１００６）、リターンする。一方、点光源包含領域でないと判定したときは、急峻な像が点光源によるものではないと判定して（ステップＳ１００７）、リターンする。なお、ステップＳ１００６，１００７では、カメラ側ＭＰＵ６は、例えば、判定結果をフラグ等により記憶するとよい。

上記第２の実施形態によれば、測距センサー上の複数のラインセンサーの出力信号から急峻な像があるか判定し、その急峻な像の像面位置から対応する測光センサー受光面の分割領域を取得して、点光源包含領域かどうかを判定する。そして、図９（ｃ）に示すように、例えば、ラインセンサー８１０の焦点検出範囲から点光源包含領域８１１と重複する急峻な像を有する領域８１３を除外して焦点検出範囲（測距範囲）を再設定する。これにより、測光センサーの分割粒度が粗い場合でも点光源包含領域として除去する範囲を上記第１の実施形態よりも適切に除去することができる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態では、測光センサー受光面の分割領域から点光源包含領域を検出した場合、測距センサーによる焦点検出を行う優先度を下げることで点光源による誤測距を回避する方法について説明する。なお、上記第１及び第２の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。また、本第３の実施形態におけるカメラ１００のＡＥ処理及びＡＦ処理の流れ（図４）、高輝度ブロック判定方法（図５）については、上記第１の実施形態と同様なので、それらの説明を割愛する。また、点光源判定は、上記第１の実施形態（図６のステップＳ５１１，Ｓ５１２）または第２の実施形態（図１１）のいずれの方法であってもよい。

図１３は、本発明の第３の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャートである。なお、図１３のフローチャートでは、ステップＳ１２１５，Ｓ１２２２以外のステップについては、図１０のフローチャートと同じステップ番号を付してそれらの説明を省略する。

図１３のステップＳ９１４において、点光源があると判定されたときは、ステップＳ１２１５へ移行する。ステップＳ１２１５では、カメラ側ＭＰＵ６は、処理対処のラインセンサーの選択優先度を下げる。例えば、ラインセンサー毎に選択優先度用のフラグをＲＡＭに設け、点光源の有無を該フラグのＯＮ／ＯＦＦで判定するようにしてもよいし、ステップＳ１２１２で検出した急峻な像、すなわち点光源の領域の大きさによって段階的に優先度を下げるようにしてもよい。

ステップＳ１２２２では、カメラ側ＭＰＵ６は、ステップＳ９２０で取得した各ラインセンサーのデフォーカス量や信頼性、ステップＳ１２１５で下げられた選択優先度に基づいてラインセンサーの選択を行う。このラインセンサーの選択方法の一例を図３を用いて説明する。

図３において、ラインセンサー１６０３，１６０４は、測距センサーの受光面１６０１上で下部、右下部に配置されたラインセンサーである。これら各ラインセンサーにて点光源が検出されなければ、通常のＡＦ処理として近点の被写体を検出したラインセンサーが選択される。

一方、ラインセンサー１６０４で点光源が検出された場合、例えば、ラインセンサー１６０３が選択される。これは、ラインセンサー１６０４のデフォーカス量が小さく近点の被写体が検出されたとしても、点光源による選択優先度に基づいて次に近点の被写体を検出しているラインとして選択されるからである。

このように、点光源を検出したラインセンサーの選択優先度を下げる。これにより、点光源を検出したラインセンサー以外のラインセンサーが合焦に十分な被写体を検出できず、点光源による誤測距の可能性があるとしても、被写体を検出できた他のラインセンサーにて合焦を成功させることができる。

上記第３の実施形態によれば、ラインセンサーの焦点検出範囲内に急峻な像を有する領域が含まれる場合には、そのラインセンサーを選択する優先度を下げるように設定する。これにより、複数のラインセンサーでの測距したときの信頼性が向上し、かつ点光源を検出したラインセンサーがあったとしても点光源の影響により誤測距して合焦してしまうことを回避することができる。

また、点光源を検出したラインセンサー以外のラインセンサーが合焦に十分な被写体を検出できなかったとしても、点光源による誤測距の可能性はあるとしても、被写体を検出できているラインセンサーにて合焦を成功させることができる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態では、焦点検出処理において、イメージセンサーから取得した色温度情報を解析して点光源の検出を行い、点光源の有無を判定する点光源検出方法について説明する。なお、上記第１〜第３の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。また、本第４の実施形態におけるカメラ１００のＡＥ処理及びＡＦ処理の流れ（図４）、高輝度ブロック判定方法（図５）については、上記第１の実施形態と同様なので、それらの説明を割愛する。

図１４は、本発明の第４の実施形態における焦点検出装置の概略構成を示す図である。

図１４において、１３０１はイメージセンサーであり、受光した光束の輝度情報（輝度レベル）や色温度情報を取得する。１３０２はペリクルミラーで構成され、メインミラー１２を透過した光束を位相差ＡＦ処理部１３０３とイメージセンサー１３０１に同時に導く。位相差ＡＦ処理部１３０３は、測距センサーの駆動・信号読み出しなどの位相差ＡＦ処理を行う。

１３０４は撮像面情報取得部であり、位相差ＡＦ処理部１３０３からの測距ライン領域情報を受信し、対応する領域での点光源判定を行う。測距ライン領域情報とは、図７（ａ）に示す測距点配置で選択された測距点に対応する図７（ｂ）に示す測距センサーの撮像面に対応する画素位置情報である。

図１５は、本発明の第４の実施形態における点光源判定処理の詳細を示すフローチャートである。なお、本第４の実施形態におけるＡＦ処理は、図１０又は図１３に示す処理と同様であり、これらの処理と異なる点光源判定処理について図１５を用いて説明する。

図１５において、ステップＳ１４０２では、カメラ側ＭＰＵ６は、図１０のステップＳ９１２で急峻な像と判定された信号を出力したラインセンサーの受光面における画素位置を取得する。

ステップＳ１４０３では、カメラ側ＭＰＵ６内の撮像面情報取得部１３０４は、ペリクルミラー１３０２を介して位相差ＡＦ処理部１３０３と等価な光束を受光するイメージセンサー１３０１から撮像面上の画素情報を取得する。取得する画素情報としては、輝度情報あるいは特開平０８−１１６５５０号公報に記載された色温度情報などである。

ステップＳ１４０４では、カメラ側ＭＰＵ６内の撮像面情報取得部１３０４は、ステップＳ１４０２で取得した像面位置に対応する画素の輝度レベルを取得し、当該輝度レベルが周辺の画素に対して十分に大きいか否かを判定する。これにより、点光源であるか否かが判定される。なお、画素から取得する情報には、輝度レベルだけではなく、色温度であってもよい。そして、カメラ側ＭＰＵ６は、取得した画素の位置が点光源画素であるかの判定を行うことで（ステップＳ１４０５）、点光源によるものか否かの判定を行い（ステップＳ１４０６，Ｓ１４０７）、リターンする。なお、点光源回避方法については、上記第２の実施形態と同様であるので、その説明を割愛する。

上記第４の実施形態によれば、測距センサー上の複数のラインセンサーの出力信号から急峻な像があるか判定し、その急峻な像の像面位置に対応するイメージセンサーの画素位置から画素情報（例えば、輝度レベル等）を取得して、点光源かどうかを判定する。そして、ラインセンサーの焦点検出範囲から、急峻な像を有する領域を除外して焦点検出範囲（測距範囲）を再設定する。これにより、測距センサー上での点光源位置を適切に判定し、誤測距要因を除去した測距処理が可能となる。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、次のものを用いることができる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、前述した実施形態の機能が実現可能な構成としては次の場合も本発明に含まれる。即ち、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

１ レンズ側ＭＰＵ
６ カメラ側ＭＰＵ
７ 焦点検出ユニット
１１ 測光ユニット
２０ 撮影レンズユニット
３０ カメラ本体
１００ カメラ
１５１０ 測距ユニット
１５１１ 点光源検出部
１５１２ 合焦部
１５１３ 測距制御変更部
１６０２〜１６１１ ラインセンサー

Claims (7)

1. 被写体像の光電変換を行うラインセンサーを備え、測距点に対応する前記ラインセンサーにおける焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御して測距情報を取得する測距手段と、
   複数の領域に分割された受光面を有し、各分割領域の輝度レベルを取得する測光手段と、
   前記測光手段の受光面上の第１の分割領域とその周辺の第２の分割領域の輝度レベルを比較することにより、点光源の含まれる領域を検出する点光源検出手段と、
   前記測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、前記点光源検出手段により検出された点光源の含まれる領域と対応する範囲を除外するように前記焦点検出範囲を変更し、変更した当該焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記測距手段に前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御させて測距情報の取得を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記ラインセンサーから出力された信号に基づいて急峻な像があるかを判定する判定手段をさらに備え、
   前記点光源検出手段は、前記判定手段により急峻な像であると判定された場合、当該信号を出力したラインセンサーに対応する前記測光手段の受光面上の分割領域とその周辺の分割領域との輝度レベルを比較することにより、点光源の含まれる領域を検出することを特徴とする請求項１記載の焦点検出装置。
3. 前記点光源検出手段により点光源の含まれる領域が検出された場合、当該領域に対応するラインセンサーの優先度を下げて、前記測距手段に他のラインセンサーにより測距情報の取得を行わせることを特徴とする請求項１または２記載の焦点検出装置。
4. 被写体像の光電変換を行うラインセンサーを備え、測距点に対応する前記ラインセンサーにおける焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御して測距情報を取得する測距手段と、
   複数の画素で構成された受光面を有する受光手段と、
   前記ラインセンサーから出力された信号に基づいて急峻な像があるかを判定する判定手段と、
   前記判定手段により急峻な像であると判定された場合、当該信号を出力したラインセンサーに対応する前記受光手段の受光面上の第１の画素とその周辺の第２の画素との輝度レベルを比較することにより、点光源であるか否かを判定する点光源判定手段と、
   前記測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、前記点光源判定手段により点光源と判定された画素の位置と対応する範囲を除外するように前記焦点検出範囲を変更し、変更した当該焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記測距手段に前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御させて測距情報の取得を行わせる制御手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
5. 被写体像の光電変換を行うラインセンサーと、複数の領域に分割された受光面を有する測光手段とを備えた焦点検出装置における焦点検出方法であって、
   測距点に対応する前記ラインセンサーにおける焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御して測距情報を取得する測距工程と、
   前記測光手段の各分割領域の輝度レベルを取得する測光工程と、
   前記受光面の第１の分割領域とその周辺の第２の分割領域の輝度レベルを比較することにより、点光源の含まれる領域を検出する点光源検出工程とを有し、
   前記測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、前記点光源検出工程にて検出された点光源の含まれる領域と対応する範囲を除外するように焦点検出範囲を変更し、変更した当該焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記測距工程にて前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御させて測距情報の取得を行わせることを特徴とする焦点検出方法。
6. 被写体像の光電変換を行うラインセンサーと、複数の画素で構成された受光面を有する受光手段とを備えた焦点検出装置における焦点検出方法であって、
   測距点に対応する前記ラインセンサーにおける焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御して測距情報を取得する測距工程と、
   前記ラインセンサーから出力された信号に基づいて急峻な像があるかを判定する判定工程と、
   前記判定工程にて急峻な像であると判定された場合、当該信号を出力したラインセンサーに対応する前記受光手段の前記受光面上の第１の画素とその周辺の第２の画素との輝度レベルを比較することにより、点光源であるか否かを判定する点光源判定工程とを有し、
   前記測距点に対応するラインセンサーの焦点検出範囲から、前記点光源判定工程にて点光源と判定された画素の位置と対応する範囲を除外するように焦点検出範囲を変更し、変更した当該焦点検出範囲から所定の信号出力が得られるように前記測距工程にて前記ラインセンサーの電荷蓄積を制御させて測距情報の取得を行わせることを特徴とする焦点検出方法。
7. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点検出装置を備えることを特徴とする撮像装置。