JP5366724B2 - 焦点検出装置および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、一眼レフカメラ等の撮像装置に用いられる焦点検出装置に関する。

一眼レフカメラでは、撮影光学系を通った光束を用いて形成された一対の物体像を受光センサで光電変換して得られた一対の像信号の位相差に基づいて該撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式による焦点検出装置が用いられることが多い。そして、このような焦点検出装置においては焦点検出領域（焦点検出視野）の数が増加する傾向にあり、撮影範囲の周辺部にも焦点検出領域が配置され、該周辺部の被写体にもピントを合わせられるようになってきている。

例えば、特許文献１には、多数の焦点検出領域を千鳥状又は格子状に密に配置するために、受光センサ上にセンサ画素の位置が異なる３タイプのセンサ列を組み合わせて配置した焦点検出装置が開示されている。また、特許文献２には、一対の物体像を光電変換する受光センサ上において光電変換部（センサ領域）を移動させることが可能な焦点検出装置が開示されている。

特開平１１−０１４８９６号公報 特許第３２９４６３６号公報

これらいずれの特許文献に開示された焦点検出装置でも、多数の焦点検出領域での焦点検出を行うことが可能である。しかしながら、特許文献１にて開示された焦点検出装置において、受光センサを大型化することなくさらに焦点検出領域を増加させる場合には、各センサ列を微細化してセンサ列の数を増加させる必要がある。この結果、受光センサに関する回路構成が複雑かつ大規模化する。しかも、センサ列を微細化することにより、製造プロセスの難易度が高くなる。また、１つのセンサ画素当りの面積が小さくなることによる低輝度性能の低下や、センサ列の長さが短くなることによる検出可能な位相差量の減少といったデメリットも生じる。

一方、特許文献２にて開示された焦点検出領域では、受光センサを大型化しないかぎりセンサ領域を移動させることができる範囲が決まっているため、受光センサを大型化することなく焦点検出領域を増加させることは難しい。

本発明は、受光センサを大型化しなくても焦点検出領域の数を増加させることが可能な焦点検出装置およびこれを備えた撮像装置を提供する。

本発明の一側面としての焦点検出装置は、撮影光学系を通った光束を用いて一対の物体像を形成する再結像光学系と、該一対の物体像を光電変換する光電変換部を備えた受光センサとを有する。再結像光学系は、移動又は変形することで光束の光路を変化させる光学素子を含む。該光学素子を、撮影範囲のうち第１の焦点検出領域からの光束を光電変換部に導く第１の状態と、第１の焦点検出領域とは異なる第２の焦点検出領域からの光束を光電変換部に導く第２の状態とに移動又は変形させる駆動手段と、該光学素子が第１の状態にあるときに受光センサに設けられた複数の光電変換部のそれぞれからの出力値が所定出力値範囲内に収まるように各出力値を補正するための第１の補正値と、該光学素子が第２の状態にあるときに複数の光電変換部のそれぞれからの出力値が所定出力値範囲内に収まるように各出力値を補正するための第２の補正値との差が所定許容差範囲内となるように、該光学素子を移動又は変形させる補正手段と、を有することを特徴とする。

なお、上記焦点検出装置と、光電変換部からの出力を用いて撮影光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像系とを有する撮像装置も本発明の他の一側面を構成する。

本発明では、再結像光学系に含まれる光学素子を第１の状態と第２の状態との間で移動又は変形させることで、第１の焦点検出領域からの光束と第２の焦点検出領域からの光束とを同一の光電変換部に導く。これにより、同一の光電変換部を用いて少なくとも２つの焦点検出領域での焦点検出を行うことが可能となる。したがって、本発明によれば、受光センサ上の光電変換部の数を増やしたり受光センサを大型化したりすることなく、焦点検出領域の数を増加させることができる。

本発明の実施例１であるカメラの概略構成を示す側面図。 上記カメラに設けられた焦点検出ユニットの絞りの正面図。 上記焦点検出ユニットの受光センサの正面図。 上記焦点検出ユニットによる焦点検出の原理を示す概略図。 上記カメラにおける焦点検出領域の配置示す図。 上記受光センサにおける光電変換部（ラインセンサ）の配置を示す正面図。 上記焦点検出ユニットの再結像光学系の構成を示す分解斜視図。 上記再結像光学系に含まれる反射鏡を駆動する圧電素子駆動部の概略構成を示す図。 上記反射鏡の回転位置と受光センサへの光束の入射位置とを示す斜視図。 実施例１における焦点検出領域でのセンサ出力を補正する処理を示すフローチャート。 実施例１のカメラにおけるＡＦ制御を示すフローチャート。 本発明の実施例２である焦点検出ユニットにおける焦点検出領域の分割例を示す正面図。 実施例２にて用いられる反射鏡を示す正面図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１である一眼レフデジタルカメラ（撮像装置）の構成を示している。

１０１は交換レンズ内に設けられた撮影光学系であり、Ｏは撮影光学系１０１の光軸である。１はＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の光学変換素子により構成される撮像素子（イメージセンサ）と、該撮像素子１の前面に配置され、赤外線カットフィルタおよびローパスフィルタとして機能する光学フィルタとを含む撮像部である。

２は撮影光学系１０１の光軸Ｏ上に配置され、ハーフミラーにより構成される主ミラーである。主ミラー２は、後述するファインダ光学系を通して被写体像を観察する際には、撮影光学系１０１を通って撮像ユニット１に向かう光束の光路（撮影光路）内に斜めに配置される。また、主ミラー２は、撮影時には、撮影光路よりも上方に退避する。

１０２は焦点板である。焦点板１０２上には、撮影光学系１０１から入射して主ミラー２で反射した光束による被写体像が形成される。１０３はペンタプリズム、１０４は接眼レンズであり、焦点板１０２上に形成された被写体像を観察するためのファインダ光学系を構成する。

３は主ミラー２の背後に配置され、主ミラー２を透過した光束を焦点検出ユニット（焦点検出装置）に導くサブミラーである。４はサブミラー３からの光束の一次結像面を示す。

焦点検出ユニットは、以下を含む。５はサブミラー３から一次結像面を経て進んできた光束を再結像させる第１のフィールドレンズである。６は第１のフィールドレンズ５を通過した光束を反射する固定反射鏡であり、７は固定反射鏡６で反射した光束の赤外成分をカットする赤外カットフィルタである。

８は２つの開口８−１，８−２を有し、赤外カットフィルタ７を通過した光束を２つに分割する絞りである。９は絞り８の２つの開口８−１，８−２に対応して配置された２つのレンズ９−１，９−２を有する第２のフィールドレンズである。１０は第２のフィールドレンズ９の２つのレンズ９−１，９−２を通過した２つの光束を反射する反射部材および光学素子としての可動反射鏡である。

１１はそれぞれ複数のラインセンサ（光電変換部）を含む２つのエリアセンサを有する受光センサである。一次結像面４から受光センサ１１まで光束を導く光学系（第１のフィールドレンズ５、固定反射鏡６、赤外カットフィルタ７、絞り８、第２のフィールドレンズ９および可動反射鏡１０）を再結像光学系と称する。

サブミラー３は、焦点検出に必要な光反射領域のみにアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されていて、撮影範囲（撮影画角）のうち焦点検出を行う範囲を制限する視野マスクの働きを有する。固定反射鏡６および可動反射鏡１０においても、受光センサ１１上に入射する迷光を減少させるために、焦点検出に必要な光反射領域のみに金属膜が蒸着されている。各反射鏡における光反射領域以外の領域には、光吸収性の塗料が塗布されたり、遮光部材を近接して設けたりする等の反射防止処理が施されている。

図２には、絞り８を示している。絞り８には、横長の２つの開口８−１，８−２がそれらの開口幅が狭い方向（撮影範囲の上下方向）に並ぶように形成されている。図中には、点線で、開口８−１，８−２に対応して設けられた、第２のフィールドレンズ９のレンズ９−１，９−２を示している。

図３には、受光センサ１１を示している。受光センサ１１上には、２つのエリアセンサ１１Ａ，１１Ｂが撮影範囲の上下方向に並ぶように配置されている。図６に示すように、各エリアセンサ内（図にはエリアセンサ１１Ａを示す）には、撮影範囲の上下方向に延びる複数のラインセンサ１４ａ，１４ｂが２次元的に配置されている。各ラインセンサは、複数の光電変換用の画素が上下方向に並ぶことにより構成されている。

受光センサ１１は、マイクロコンピュータ１２に接続されており、マイクロコンピュータ１２によって電荷蓄積等の焦点検出に必要な動作が制御される。また、マイクロコンピュータ１２は、受光センサ１１からの出力を用いて焦点検出処理を行う焦点検出処理回路としても機能する。マイクロコンピュータ１２は、ＣＰＵと、ＣＰＵで実行されるコンピュータプログラムおよび各種データを格納するＲＯＭと、ＣＰＵのワークエリアとして使用されたり各種データを格納したりするＲＡＭを含み、制御手段や補正手段としても機能する。

次に、図４を用いて、本実施例の焦点検出ユニットで行う位相差検出方式による焦点検出の原理について説明する。図４には、図１に示した焦点検出ユニットの構成要素を一直線上に並べて示している。

被写体（物体）Ｘからの光束は、撮影光学系１０１を通って１次結像面４にて結像し、さらに上述した再結像光学系によって受光センサ１１上にて再結像する。３０は可動反射鏡１０を移動（回動）させる駆動手段としての圧電アクチュエータである。

再結像光学系は、撮影光学系１０１の射出瞳を形成する光束を２つの光束ＯＰ１，ＯＰ２に分割し、該２つの光束ＯＰ１，ＯＰ２に一対の物体像であるＡ像とＢ像をそれぞれ、受光センサ１１の２つのエリアセンサ１１Ａ，１１Ｂ上に形成させる。これにより、撮影光学系１０１の焦点状態を、撮影範囲内の任意の１又は複数の焦点検出領域で検出可能となる。なお、図４中の光束ＯＰ１，ＯＰ２は、一次結像面４の中央位置にて結像する光束であるが、他の位置に結像する光束についても同様の経路を経て受光センサ１１に到達する。

図５には、本実施例のカメラにおいて、撮影範囲（ファインダ観察視野）１３内に設けられた複数の焦点検出領域１３ａ，１３ｂを示している。なお、１３ｃで示す領域も焦点検出領域であるが、これについては後述する。

撮影範囲１３内の複数の焦点検出領域１３ａ，１３ｂのうちある１つの焦点検出領域からの分割光束により形成されたＡ像とＢ像は、エリアセンサ１１Ａ，１１Ｂに含まれる当該焦点検出領域に対応する一対のラインセンサに導かれる。そして、その一対のラインセンサによって光電変換され、一対の像信号が受光センサ１１から出力される。そして、マイクロコンピュータ１２は、該一対の像信号について相関演算を行い、これらの位相差を算出し、該位相差に基づいて撮影光学系１０１のデフォーカス量を算出する。

さらに、マイクロコンピュータ１２は、該デフォーカス量に応じて合焦状態を得るためのフォーカスレンズ（撮影光学系１０１内に含まれる）の駆動量を算出する。そして、該駆動量の情報を交換レンズに送信する。交換レンズは、受信した駆動量だけフォーカスレンズを移動させるように、交換レンズ内に設けられた不図示のフォーカスアクチュエータを制御する。これにより、位相差検出方式での焦点検出とフォーカス制御とを含む位相差ＡＦが行われる。

図５において、１３ｃは第２の焦点検出領域に相当する焦点検出領域である。焦点検出領域１３ｃは、焦点検出領域１３ａ，１３ｂからの各光束（各一対の分割光束）がエリアセンサ１１Ａ，１１Ｂのラインセンサ１４ａ，１４ｂに導かれる状態から、可動反射鏡１０を圧電アクチュエータ３０によって移動（回動）させることで生成される。本実施例では、焦点検出領域１３ｂが第１の焦点検出領域に相当する。

焦点検出領域１３ｃからの一対の分割光束は、可動反射鏡１０が回動する前において焦点検出領域１３ｂからの一対の分割光束が導かれたラインセンサ１４ａ，１４ｂと同一のラインセンサに導かれる。これについては、より詳しく後述する。

本実施例では、使用者およびマイクロコンピュータ１２は、焦点検出領域１３ａ，１３ｂと焦点検出領域１３ｃの中から任意に、焦点検出およびフォーカス制御の対象となる領域を選択することができる。

図７には、再結像光学系のより具体的な構成例を示している。図１中に示した構成要素には、図１と同符号を付している。

２１は固定反射鏡６を保持する第１保持枠である。２０は赤外カットフィルタ７、絞り８、第２のフィールドレンズ９および可動反射鏡１０を保持する第２保持枠である。２２は受光センサ１１を保持するセンサ保持枠である。

可動反射鏡１０は、第２保持枠２０によって回動可能に保持されている。第２保持枠２０には、可動反射鏡１０を回動させる圧電アクチュエータ３０と、該圧電アクチュエータ３０の軸方向の伸縮動作を可動反射鏡１０の回動運動に変換する駆動レバー３０ａとが取り付けられている。

図８（ａ），（ｂ）には、圧電アクチュエータ３０と駆動レバー３０ａとにより構成される駆動機構によって可動反射鏡１０が回動される様子を示している。圧電アクチュエータ３０は、圧電セラミックスシートと電極層とが交互に積層された積層型圧電アクチュエータであり、電圧を印加することで圧電セラミックスシートと電極層の積層方向に微小量だけ伸縮する。圧電アクチュエータ３０の微小変位は、回動する駆動レバー３０ａの先端に連結された連結部１０ａを介して可動反射鏡１０に伝達され、これを回動させる。可動反射鏡１０は、Ａ像とＢ像の中心を結んだ線分を軸として回動する。

また、圧電アクチュエータ３０の微小変位は、駆動レバー３０ａによって増幅されて可動反射鏡１０を回動させる。これにより、可動反射鏡１０を、焦点検出領域１３ａ，１３ｂからの各光束（分割光束）をラインセンサ１４ａ，１４ｂに導く第１の状態と、焦点検出領域１３ｃからの光束をラインセンサ１４ｂに導く第２の状態との間で確実に回動させることができる。

なお、可動反射鏡１０の駆動方法はこれに限らず、モータ等の他のアクチュエータを用いた方法でもよい。

図９には、可動反射鏡１０が第１の状態と第２の状態に回動したときに受光センサ１１に導かれる光束を示している。１０ａは第１の状態での可動反射鏡１０の位置（第１の位置）を示し、１０ｂは第２の状態での可動反射鏡１０の位置（第２の位置）を示す。

可動反射鏡１０が第１の位置１０ａにあるとき、焦点検出領域１３ａからの光束は再結像光学系内で２つの光束１３Ａａ，１３Ｂａに分割された後、可動反射鏡１０で反射されてそれぞれエリアセンサ１１Ａ，１１Ｂ内のラインセンサ１４Ａａ，１４Ｂａに導かれる。また、焦点検出領域１３ｂからの光束は、２つの光束１３Ａｂ，１３Ｂｂに分割された後、可動反射鏡１０で反射されてそれぞれエリアセンサ１１Ａ，１１Ｂ内のラインセンサ１４Ａｂ，１４Ｂｂに導かれる。このとき、焦点検出領域１３ｃからの光束であって２つに分割された光束１３Ａｃ，１３Ｂｃは、エリアセンサ１１Ａ，１１Ｂには導かれない。このため、焦点検出領域１３ｃでは焦点検出を行うことはできない。

しかし、可動反射鏡１０が第２の位置１０ｂに回動すると、焦点検出領域１３ｃからの光束１３Ａｃ，１３Ｂｃは、可動反射鏡１０が第１の位置１０にあるときに焦点検出領域１３ｂに対応していたラインセンサと同一のラインセンサ１４Ａｂ，１４Ｂｂに導かれる。これにより、焦点検出領域１３ｃでの焦点検出を行うことが可能となる。このことは、焦点検出領域１３ｂが焦点検出領域１３ｃの位置にシフトしたことと等価である。

このように、本実施例では、再結像光学系の可動反射鏡１０を移動（回動）させることで、受光センサ１１上のラインセンサ（光電変換部）の数を増やすことなく、選択可能な焦点検出領域の数を増やすことができる。すなわち、ラインセンサ１４Ａａ，１４Ｂａ，１４Ａｂ，１４Ｂｂとは別にラインセンサを設けることなく、本実施例では、焦点検出領域１３ｃを増やすことができる。

なお、本実施例では、可動反射鏡１０を第１および第２の位置（第１および第２の状態）１０ａ，１０ｂ間で移動させて互いに異なる焦点検出領域からの光束を同一のラインセンサに導く場合について説明した。これは２つの位置１０ａ，１０ｂにある可動反射鏡１０から同一のラインセンサに導く光束の差を少なくし、反射鏡１０２の回転を高速に行うのに有効である。

ところで、本実施例では、可動反射鏡１０が第１の状態にあるときは、焦点検出領域１３ａからの光束はエリアセンサ内でラインセンサに導かれるが、可動反射鏡１０が第２の状態に回動すると、焦点検出領域１３ａからの光束はラインセンサに導かれない。このラインセンサに導かれない光束が隣り合うラインセンサの間に入射すると、その光束がこれらラインセンサでの出力に影響を及ぼす可能性がある。このため、ラインセンサの出力を補正することが必要となる。以下、ラインセンサの出力の補正方法について説明する。

複数のラインセンサ上での光量分布の不均一性や非対象性、シェーディング現象を考慮して、各ラインセンサ（センサ画素）の出力に補正値を加算して、得られる各ラインセンサの出力が均一となるようにする。補正値のデータは、ラインセンサ毎（センサ画素毎）に予めメモリに記憶しておけばよい。また、補正値は、可動反射鏡１０が第１の状態にあるとき用の補正値と可動反射鏡１０が第２の状態にあるとき用の補正値とをそれぞれ用意するのが好ましい。このような補正を行うことにより、どの焦点検出領域が選択された場合でもラインセンサ出力を利用した焦点検出を正確に行うことができ、合焦状態を得るまでの速度や合焦精度を高めることができる。

次に、図１０のフローチャートを用いて、ラインセンサの出力の補正処理の具体例について説明する。可動反射鏡１０が第１の状態にあるときに光束がラインセンサに導かれる焦点検出領域を「領域１」とし、可動反射鏡１０が第２の状態にあるときに光束がラインセンサに導かれる焦点検出領域を「領域２」とする。「Ｓ」は、ステップの意味である。

まず、カメラを製造および調整する工程において、同一距離にあるチャートの像を撮影する状態にセットして、補正を開始する（Ｓ１００）。キャリブレーションモードが設定されると（Ｓ１０１）、フォーカスレンズを移動させて（Ｓ１０２）、領域１での焦点検出を行う（Ｓ１０３）。合焦状態が検出されると、領域１に対応するラインセンサを構成する各センサ画素の出力値の補正を行い、該センサ画素からの出力値が均一となる（所定出力値範囲内に収まる）補正値を領域１用の補正値（第１の補正値）として記憶する（Ｓ１０４）。

次に、可動反射鏡１０を第２の状態に回動させて（Ｓ１０５）、領域２に対応するラインセンサの各センサ画素のデータを読み取り、該センサ画素からの出力値が均一となる（所定出力値範囲に収まる）補正値を領域２用の補正値（第２の補正値）とする（Ｓ１０６）。このとき、領域１用の補正値に対して、領域２用の補正値が所定のしきい値内（所定許容差範囲内）であるか否かを判定する（Ｓ１０７）。しきい値を超えた場合には、光束が適切に入射していないことが考えられるため、領域１用の補正値に対して領域２用の補正値が所定のしきい値内になるまで可動反射鏡１０の回動位置を調節する（Ｓ１０８）。

領域２用の補正値が所定のしきい値内になった後に、最終的に得られた領域２用の補正値を記憶して（Ｓ１０９）、本処理を終了する。

図１に示した焦点検出用の光路を構成する各部品の形状や製造誤差以外にも、領域１と領域２の切り替えによって生じる光路差や入射角差によって各ラインセンサの出力が変動することが考えられる。しかし、このようにＡＦユニット毎に補正を行うことにより、領域１，２の切り替えによる焦点検出誤差を極力抑えることが可能となる。

また、ラインセンサからの出力に対する電気的な補正だけでなく、可動反射鏡１０の位置を補正することで、領域１と領域２での焦点検出精度を合わせることが可能となる。

なお、カメラの動作モードの１つとしてキャリブレーションモードを設け、使用者が所定の手順に従って各領域での補正値を取得し、該補正値をメモリに記録するようにしてもよい。

図１１のフローチャートには、本実施例のカメラにおける焦点検出およびフォーカス制御を含むＡＦの制御について説明する。

ＡＦ制御がスタートすると（Ｓ２００）、まず、領域１と領域２のうちどちらの焦点検出領域が選択されているかを判別する（Ｓ２０１）。領域１が選択されている場合は、領域１での補正値を取得し（Ｓ２０２−１）、選択された領域１に対応するラインセンサからの出力（一対の像信号）を得る（Ｓ２０３−１）。そして、一対の像信号の位相差からデフォーカス量を求め、該デフォーカス量が合焦範囲に含まれているか否かを判定する（Ｓ２０４−１）。デフォーカス量が合焦範囲外であるときは、デフォーカス量から求められた駆動量のフォーカスレンズ駆動を行い（Ｓ２０５−１）、再び焦点検出（Ｓ２０３−１）を行う。一方、デフォーカス量が合焦範囲内であるときは、合焦状態であるとしてＡＦ制御を終了する（Ｓ２０６）。

領域２が選択された場合も同様に、領域２での補正値を取得し（Ｓ２０２−２）、領域２に対応するラインセンサからの出力（一対の像信号）を得る（Ｓ２０３−２）。そして、デフォーカス量を求め、該デフォーカス量が合焦範囲に含まれているか否かを判定する（Ｓ２０４−２）。デフォーカス量が合焦範囲外であるときは、デフォーカス量から求められた駆動量のフォーカスレンズ駆動を行い（Ｓ２０５−２）、再び焦点検出（Ｓ２０３−２）を行う。一方、デフォーカス量が合焦範囲内であるときは、合焦状態であるとしてＡＦ制御を終了する（Ｓ２０６）。

本実施例のように焦点検出領域の一部で焦点検出を行える状態と行えない状態とを有する場合、動体に対する予測精度が低下したり、選択される焦点検出領域が変わるごとに可動反射鏡１０を駆動するという煩雑な制御が必要になったりする可能性がある。したがって、ＡＦ制御状態となったときに可動反射鏡１０を常に高速動作させ、領域１および領域２の両方に対応するラインセンサ出力を時系列的に読み込み、どちらの領域での焦点検出情報も同一撮影シーケンス内で得られるようにしてもよい。

本実施例では、領域１と領域２を切り替える方法として、受光センサ１１の直前に配置された可動反射鏡１０を撮影範囲の上下方向（短辺方向）に対応する軸回りで回動させ、焦点検出領域を撮影範囲の水平方向（長辺方向）に増加させる方法を示した。しかし、可動反射鏡１０を撮影範囲の水平方向に対応する軸回りで回動させて、焦点検出領域を撮影範囲の上下方向に増加させるようにしてもよい。

次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、実施例１とは異なる焦点検出領域の配置例について説明する。焦点検出領域の配置以外の構成や動作は、基本的に実施例１と同じであり、共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

本実施例では、図１２に示すように、複数の焦点検出領域を、一点鎖線で囲まれていない第１の焦点検出領域グループと、一点鎖線で囲まれた４つの第２の焦点検出領域グループ１５とに分ける。第２の焦点検出領域グループ１５では、焦点検出領域１５ａからの光束が受光センサ（ラインセンサ）に導かれる状態から、後述する反射鏡１６の可動部が回動することで、焦点検出領域１５ｂからの光束が受光センサに導かれる状態にシフトする。使用者又はマイクロコンピュータ１２は、第２の焦点検出領域グループ１５において、焦点検出領域１５ａと焦点検出領域１５ｂを選択することが可能となる。

図１２に示すように、選択可能な焦点検出領域が、撮影範囲のより外縁側に広がることで、撮影時に撮影範囲の外縁に近い領域にＡＦによりピントを合わせることができ、撮影の自由度を増すことができる。

図１３には、反射部材としての反射鏡１６の構成を示す。この反射鏡１６は、実施例１で説明した再結像光学系内の可動反射鏡１０に代えて使用される。反射鏡１６は、Ａ像を受光センサ１１のエリアセンサ１１Ａに導くＡ像反射部１６ａと、Ｂ像をエリアセンサ１１Ｂに導くＢ像反射部１６ｂとを有する。１６Ａ，１６ＢはそれぞれＡ像反射部１６ａとＢ像反射部１６ｂのうち４箇所に部分的に設けられた可動反射部であり、一点鎖線で示した軸回りで回動可能な反射面を構成する。

可動反射部１６Ａ，１６Ｂは、焦点検出領域１５ａからの光束（Ａ，Ｂ像）が受光センサ１１のエリアセンサ１１Ａ，１１Ｂにおけるラインセンサに導かれる第１の状態と、焦点検出領域１５ｂからの光束がラインセンサに導かれる第２の状態とに回動可能である。各可動反射部１６Ａ，１６Ｂの軸方向両端は、反射鏡１６の固定反射部に対して、弾性的にねじれが可能な連結部によって連結されている。

このように構成された反射鏡１６において、可動反射部１６Ａ，１６Ｂの裏面には、図示はしないが、磁性体からなる可動コアが固定されている。また、反射鏡１６を保持する不図示のベース部材における可動コアと対向する位置には、コイルを巻き付けた固定コアが固定されている。

コイルに通電すると、可動コアと固定コアとの間に生じる磁力による吸引力又は反発力によって各可動反射面を回動させることができる。可動コア、コイルおよび固定コアにより駆動手段としてのアクチュエータが構成される。

Ａ像反射部１６ａおよびＢ像反射部１６ｂのそれぞれに４つずつ設けられた可動反射部は互いに独立して回動可能である。これにより、４つの第２の焦点検出領域グループ１５のうち一部のグループでは焦点検出領域１５ｂを設定し、他のグループでは焦点検出領域１５ａを設定するというように、様々な焦点検出領域の配置を選択することが可能となる。

本実施例でも、ラインセンサ出力の補正処理を実施例１と同様に行うのが好ましい。

また、本実施例では、実施例１のように反射鏡（可動反射鏡１０）の全体を回動させるのではなく、反射鏡１６のうち焦点検出領域の切り替えに関係する部分のみを回動させる。これにより、回動部が小さくなり、該回動部の駆動精度を向上させたり、駆動速度を高速化したりすることが可能となる。このように、本発明の実施例には、反射部材の少なくとも一部を移動させることで光路を変化させる構成が含まれる。

また、ＭＥＭＳ技術を用いて製造された微小ミラーを任意の方向に回動させるようにして、選択可能な焦点検出領域を任意の方向に増やすようにしてもよい。これにより、焦点検出領域の選択の自由度を高めることができる。

上記各実施例では、反射部材を回動（移動）させて受光センサ上における光束を導く位置、つまりは受光センサに向かう光束の光路を変化させる場合について説明したが、電気や熱等による反射部材の変形を利用して光路を変化させてもよい。

さらに、上記各実施例では、反射面によって光束が反射される方向を変えて受光センサ上に向かう光路を変化させる場合について説明したが、他の方法で光路を変化させてもよい。例えば、再結像光学系内に熱や電気によって移動又は変形する光学素子を設け、該光学素子の移動又は変形によって光路を変化させてもよい。変形する光学素子としては、電圧を印加することで屈折面が任意の形状に変形する液体レンズ等がある。変形する光学素子を用いる場合は、図１０にて説明したキャリブレーションモードでは、該光学素子の変形状態を補正する。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

受光センサを大型化しなくても焦点検出領域の数を増加させることが可能な焦点検出装置および撮像装置を提供できる。

１ 撮像素子
４ 一次結像面
５ 第１のフィールドレンズ
６ 固定反射鏡
８ 絞り
９ 第２のフィールドレンズ
１０ 可動反射鏡
１１ 受光センサ
１２ マイクロコンピュータ
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ 焦点検出領域
１４ａ，１４ｂ ラインセンサ
３０ 圧電アクチュエータ
１０１ 撮影光学系

Claims (3)

1. 撮影光学系を通った光束を用いて一対の物体像を形成する再結像光学系と、
   前記一対の物体像を光電変換する光電変換部を備えた受光センサとを有する焦点検出装置であって、
   前記再結像光学系は、移動又は変形することで前記光束の光路を変化させる光学素子を含み、
   該光学素子を、撮影範囲のうち第１の焦点検出領域からの前記光束を前記光電変換部に導く第１の状態と、前記第１の焦点検出領域とは異なる第２の焦点検出領域からの前記光束を前記光電変換部に導く第２の状態とに移動又は変形させる駆動手段と、
   前記光学素子が前記第１の状態にあるときに前記受光センサに設けられた複数の前記光電変換部のそれぞれからの出力値が所定出力値範囲内に収まるように各出力値を補正するための第１の補正値と、前記光学素子が前記第２の状態にあるときに前記複数の光電変換部のそれぞれからの出力値が前記所定出力値範囲内に収まるように各出力値を補正するための第２の補正値との差が所定許容差範囲内となるように、前記光学素子を移動又は変形させる補正手段と、を有することを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記光学素子は反射部材であり、
   該反射部材の少なくとも一部を前記駆動手段によって前記第１の状態と前記第２の状態とに移動又は変形させることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 請求項１または２に記載の焦点検出装置と、
   前記光電変換部からの出力を用いて前記撮影光学系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段と、
   前記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像部とを有することを特徴とする撮像装置。