JP6428845B2 - Imaging device - Google Patents

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本発明は、撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus.

従来、結像光学系の収差特性に基づいて焦点検出結果や撮影画像を補正し、収差の影響を低減する撮像装置が知られている。また、結像光学系の収差特性を測定する測定装置としては、複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、複数のマイクロレンズのそれぞれに対して複数の受光素子を設けて光束を受光する受光素子アレイとを設けた測定装置が知られている(特許文献1参照)。この測定装置では、受光素子アレイにより、測定対象の結像光学系の異なる部分瞳を介して受光し、この受光信号に基づいて収差を測定するようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an imaging apparatus that corrects a focus detection result or a captured image based on aberration characteristics of an imaging optical system to reduce the influence of aberration. In addition, as a measuring device for measuring the aberration characteristics of the imaging optical system, a microlens array in which a plurality of microlenses are arranged, and a plurality of light receiving elements are provided for each of the plurality of microlenses to receive light beams. A measuring apparatus provided with an element array is known (see Patent Document 1). In this measuring apparatus, the light receiving element array receives light through different partial pupils of the imaging optical system to be measured, and measures aberration based on the received light signal.

特開2010−60362号公報JP 2010-60362 A

ところで、上述した従来の測定装置では、結像光学系がマイクロレンズよりも明るいレンズである場合、すなわち結像光学系のF値がマイクロレンズのF値よりも小さい場合には、隣接するマイクロレンズ同士で、マイクロレンズを透過した光束のクロストークが発生してしまう。そのため、正常な受光信号を得ることができないので、結像光学系の収差を測定することができないという問題があった。   By the way, in the conventional measuring apparatus described above, when the imaging optical system is a lens brighter than the microlens, that is, when the F value of the imaging optical system is smaller than the F value of the microlens, the adjacent microlens Crosstalk of light beams that have passed through the microlens occurs between the two. Therefore, a normal light reception signal cannot be obtained, and there is a problem that the aberration of the imaging optical system cannot be measured.

本発明の第1の態様によると、撮像装置は、着脱可能な交換レンズの有する結像光学系を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、複数のマイクロレンズの各々に対応して当該マイクロレンズの後側に配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、交換レンズに記憶された第1収差情報を取得する収差取得部と、受光素子アレイの出力信号に基づいて、結像光学系の収差に関する第2収差情報を検出する収差検出部と、を備える。   According to the first aspect of the present invention, the imaging apparatus includes a plurality of microlenses arranged two-dimensionally so that a light beam transmitted through an imaging optical system of a removable interchangeable lens is incident, and a plurality of microlenses A light receiving element array having a plurality of light receiving elements arranged on the rear side of the micro lens corresponding to each of the above, an aberration acquisition unit for acquiring first aberration information stored in the interchangeable lens, and an output of the light receiving element array And an aberration detector that detects second aberration information related to the aberration of the imaging optical system based on the signal.

本発明によれば、結像光学系のF値がマイクロレンズのF値よりも小さい場合でも、収差の測定を行うことができる。   According to the present invention, aberration can be measured even when the F value of the imaging optical system is smaller than the F value of the microlens.

本発明の第1の実施の形態による撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the imaging device by the 1st Embodiment of this invention. 焦点検出ユニットの斜視図である。It is a perspective view of a focus detection unit. 結像光学系および焦点検出ユニットの模式図である。It is a schematic diagram of an imaging optical system and a focus detection unit. マスク部材を説明する図である。It is a figure explaining a mask member. 副撮像素子に形成される被写体像を説明する図である。It is a figure explaining the to-be-photographed image formed in a sub imaging device. 本発明の第2の実施の形態による撮像装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the imaging device by the 2nd Embodiment of this invention. 変形例1におけるマスク部材を説明する図である。It is a figure explaining the mask member in the modification 1. 変形例2において副撮像素子に形成される被写体像を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for describing a subject image formed on a sub image sensor in Modification 2.

(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態による撮像装置の構成を示す図である。撮像装置1は、カメラボディ20と、レンズマウント9を介してカメラボディ20に着脱可能なレンズ鏡筒10とから成る。レンズ鏡筒10は、被写体像を所定の予定焦点面に結像させる結像光学系11と、結像光学系11への入射光量を調節する絞り12を有している。なお、図1では結像光学系11を1枚のレンズとして模式的に示しているが、結像光学系11は実際には、結像光学系11の焦点状態を調節するフォーカシングレンズを含む複数のレンズで構成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The imaging device 1 includes a camera body 20 and a lens barrel 10 that can be attached to and detached from the camera body 20 via a lens mount 9. The lens barrel 10 includes an imaging optical system 11 that forms a subject image on a predetermined planned focal plane, and a diaphragm 12 that adjusts the amount of light incident on the imaging optical system 11. In FIG. 1, the imaging optical system 11 is schematically shown as a single lens. However, the imaging optical system 11 actually includes a plurality of focusing lenses that adjust the focus state of the imaging optical system 11. It is made up of lenses.

更に、カメラボディ20内の、結像光学系11の光軸L上には、結像光学系11を通過した被写体光を二方向に分岐させるペリクルミラー21が設けられている。カメラボディ20内には更に、結像光学系11により結像された被写体像を撮像する主撮像素子22と焦点検出ユニット30とが設けられている。ペリクルミラー21は、分岐させた被写体光の一方を主撮像素子22に、他方を焦点検出ユニット30に向かわせる。焦点検出ユニット30は、マイクロレンズアレイ31、および副撮像素子32を有する。焦点検出ユニット30の構造については後に詳述する。   Further, a pellicle mirror 21 is provided on the optical axis L of the imaging optical system 11 in the camera body 20 to branch the subject light that has passed through the imaging optical system 11 in two directions. In the camera body 20, a main imaging element 22 and a focus detection unit 30 that capture a subject image formed by the imaging optical system 11 are further provided. The pellicle mirror 21 directs one of the branched subject light toward the main image sensor 22 and the other toward the focus detection unit 30. The focus detection unit 30 includes a microlens array 31 and a sub imaging element 32. The structure of the focus detection unit 30 will be described in detail later.

主撮像素子22は、例えばCCDやCMOS等の固体撮像素子であり、その撮像面が結像光学系11の第1予定焦点面5aに位置するよう配置されている。他方、焦点検出ユニット30が有するマイクロレンズアレイ31は、結像光学系11の第2予定焦点面5b(第1予定焦点面5aと共役な面)の近傍に配置されている。なお、図1では図示を省略しているが、主撮像素子22の撮像面、およびマイクロレンズアレイ31の各前面には、赤外線カットフィルター等が設けられている。   The main image pickup device 22 is a solid-state image pickup device such as a CCD or a CMOS, for example, and is arranged such that its image pickup surface is positioned on the first planned focal plane 5a of the imaging optical system 11. On the other hand, the microlens array 31 included in the focus detection unit 30 is disposed in the vicinity of the second planned focal plane 5b (a plane conjugate with the first planned focal plane 5a) of the imaging optical system 11. Although not shown in FIG. 1, an infrared cut filter or the like is provided on the imaging surface of the main imaging element 22 and each front surface of the microlens array 31.

更に、カメラボディ20内の、結像光学系11の光軸L上には、ペリクルミラー21と結像光学系11との間に、結像光学系11を通過した被写体光の一部を遮光するためのマスク部材33が設けられている。マスク部材33は、例えば、光軸方向(x方向)の厚みが薄い平板状の部材である。カメラボディ20内には更に、マスク部材33を駆動させるマスク部材駆動装置34が設けられている。マスク部材33およびマスク部材駆動装置34については後に詳述する。   Further, on the optical axis L of the imaging optical system 11 in the camera body 20, part of the subject light that has passed through the imaging optical system 11 is shielded between the pellicle mirror 21 and the imaging optical system 11. A mask member 33 is provided. The mask member 33 is, for example, a flat plate member having a thin thickness in the optical axis direction (x direction). A mask member driving device 34 that drives the mask member 33 is further provided in the camera body 20. The mask member 33 and the mask member driving device 34 will be described in detail later.

カメラボディ20は更に、いわゆる電子ビューファインダー(EVF)を構成する電子ビューファインダーユニット40、接眼レンズ42、および背面モニター41を有している。電子ビューファインダーユニット40は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスを内蔵しており、主撮像素子22や副撮像素子32により撮像された画像等をこの表示デバイスに表示させることが可能である。ユーザは接眼レンズ42を通して、この表示デバイスに表示される画像等を視認する。以下の説明では、電子ビューファインダーユニット40の表示デバイスに画像や文字等を表示することを、単に「ファインダーに表示する」と表記する。背面モニター41は、カメラボディ20の背面に設けられた液晶ディスプレイ等の表示デバイスであり、電子ビューファインダーユニット40と同様に、画像等を表示することができる。   The camera body 20 further includes an electronic viewfinder unit 40, an eyepiece lens 42, and a rear monitor 41 constituting a so-called electronic viewfinder (EVF). The electronic viewfinder unit 40 has a built-in display device such as a liquid crystal display, and can display an image captured by the main image sensor 22 and the sub image sensor 32 on the display device. The user visually recognizes an image or the like displayed on the display device through the eyepiece 42. In the following description, displaying an image, a character, or the like on the display device of the electronic viewfinder unit 40 is simply referred to as “display on the viewfinder”. The rear monitor 41 is a display device such as a liquid crystal display provided on the rear surface of the camera body 20, and can display an image or the like, similar to the electronic viewfinder unit 40.

カメラボディ20は、以上で述べた各部を制御する制御装置23を更に備えている。制御装置23はマイクロプロセッサやその周辺回路等から構成されており、図示しない記憶媒体(例えばフラッシュメモリなど)に予め記憶されている制御プログラムを読み込んで実行することにより、上述した各部を制御する。例えば制御装置23は、主撮像素子22または副撮像素子32のいずれかの撮像素子の出力に基づいて、被写体像の画像データ(いわゆるスルー画)をファインダーや背面モニター41に表示する。なお制御装置23を、この制御プログラムと同等の機能を有する電子回路により構成することも可能である。   The camera body 20 further includes a control device 23 that controls each unit described above. The control device 23 is composed of a microprocessor and its peripheral circuits, and controls each unit described above by reading and executing a control program stored in advance in a storage medium (not shown) such as a flash memory. For example, the control device 23 displays image data of a subject image (a so-called through image) on the viewfinder or the rear monitor 41 based on the output of either the main image sensor 22 or the sub image sensor 32. Note that the control device 23 can also be configured by an electronic circuit having a function equivalent to this control program.

(焦点検出ユニットの構成)
次に、図2を用いて、焦点検出ユニット30の詳細を説明する。図2は焦点検出ユニット30の斜視図である。図2に示すように、焦点検出ユニット30内には、ペリクルミラー21側から見て、マイクロレンズアレイ31、副撮像素子32の順に、これらの各部材が平行に配置されている。マイクロレンズアレイ31は、正レンズであるマイクロレンズ35を複数有している。各マイクロレンズ35は、円形状の球面レンズから4辺を落とした形状に形成され、光軸Lの方向から見て略正方形形状でなる。複数のマイクロレンズ35は、マイクロレンズアレイ31のペリクルミラー21側の面に、二次元状の正方配列から45度傾いた配置で設けられている。
(Configuration of focus detection unit)
Next, details of the focus detection unit 30 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view of the focus detection unit 30. As shown in FIG. 2, these members are arranged in parallel in the focus detection unit 30 in the order of the microlens array 31 and the sub imaging element 32 as viewed from the pellicle mirror 21 side. The microlens array 31 has a plurality of microlenses 35 that are positive lenses. Each microlens 35 is formed in a shape obtained by dropping four sides from a circular spherical lens, and has a substantially square shape when viewed from the direction of the optical axis L. The plurality of microlenses 35 are provided on the surface of the microlens array 31 on the pellicle mirror 21 side so as to be inclined by 45 degrees from the two-dimensional square array.

副撮像素子32は、撮像面がマイクロレンズアレイ31に相対するように配置されている。副撮像素子32の撮像面には、略正方形の受光素子(光電変換素子)が正方配列されており、その撮像面の大きさは、少なくとも主撮像素子22による撮像範囲の全域をカバーする大きさである。一つの受光素子は一つのマイクロレンズ35より小さく形成され、一つのマイクロレンズ35を垂直に投影した範囲には複数の受光素子が含まれている。   The sub imaging element 32 is arranged so that the imaging surface faces the microlens array 31. A substantially square light receiving element (photoelectric conversion element) is squarely arranged on the imaging surface of the sub imaging element 32, and the size of the imaging surface covers at least the entire imaging range of the main imaging element 22. It is. One light receiving element is formed to be smaller than one micro lens 35, and a plurality of light receiving elements are included in a range in which one micro lens 35 is vertically projected.

なお、図2に示すマイクロレンズアレイ31は、便宜上200個のマイクロレンズ35を有するかのように描写されているが、実際にはより多くのマイクロレンズ35を有している。同様に、副撮像素子32が有する受光素子も、実際には図2に示す数より多くが存在する。   The microlens array 31 shown in FIG. 2 is depicted as having 200 microlenses 35 for convenience, but actually has more microlenses 35. Similarly, the number of light receiving elements included in the sub imaging element 32 is actually larger than the number shown in FIG.

通常、マイクロレンズアレイ31と副撮像素子32との間隔は、おおよそマイクロレンズアレイ31を構成する各マイクロレンズ35の焦点位置近傍に副撮像素子32の撮像面があるように定められるが、図1および図2では説明のため実際よりも広く描いている。   Usually, the interval between the microlens array 31 and the sub-image pickup device 32 is determined so that the image pickup surface of the sub-image pickup device 32 is approximately in the vicinity of the focal position of each microlens 35 constituting the microlens array 31. FIG. And in FIG. 2, it is drawn wider than actual for description.

なお、マイクロレンズアレイ31は、その前側主面が第2予定焦点面5bに一致するように配置してもよい。ただし、マイクロレンズアレイ31の前側主面を第2予定焦点面5bに一致させると、マイクロレンズ35同士の間に被写体像のコントラストがあるような場合にその部分が不感帯となってしまう。本実施形態では、マイクロレンズアレイ31の前側主面と第2予定焦点面5bとをずらして配置することにより、そのような不感帯の発生を回避させている。   Note that the microlens array 31 may be arranged such that the front main surface thereof coincides with the second planned focal plane 5b. However, if the front main surface of the microlens array 31 is made coincident with the second planned focal plane 5b, that portion becomes a dead zone when there is a contrast of the subject image between the microlenses 35. In the present embodiment, such a dead zone is avoided by shifting the front main surface of the microlens array 31 and the second planned focal plane 5b.

(レンズ鏡筒の種類の説明)
ところで、カメラボディ20のレンズマウント9に装着可能なレンズ鏡筒10には、(1)カメラボディ20からフォーカスレンズの駆動制御が可能か否か、(2)カメラボディ20から撮影F値(絞り値)の制御が可能か否か、(3)カメラボディ20から結像光学系11の収差特性を表す収差情報が取得可能か否か、等により複数の種類が存在する。制御装置23は、カメラボディ20に装着されたレンズ鏡筒10が、これらの種類のうちどの種類に該当するレンズ鏡筒10かを判断し、レンズ鏡筒10の制御内容を変更する。以下、各々の種類における制御装置23の制御内容について説明する。
(Description of lens barrel types)
By the way, the lens barrel 10 that can be mounted on the lens mount 9 of the camera body 20 includes (1) whether or not the focus control of the camera body 20 can be controlled, and (2) the photographing F value (aperture) from the camera body 20. There are a plurality of types depending on whether (value) is controllable, (3) whether aberration information representing the aberration characteristics of the imaging optical system 11 can be acquired from the camera body 20, and the like. The control device 23 determines which type of lens barrel 10 the lens barrel 10 attached to the camera body 20 corresponds to, and changes the control content of the lens barrel 10. Hereinafter, the control content of the control device 23 in each type will be described.

(1)カメラボディ20からフォーカスレンズの駆動制御が可能か否か
フォーカスレンズの駆動制御をカメラボディ20側から行うことができる場合、制御装置23はいわゆるオートフォーカス制御を行う。例えばカメラボディ20の動作モードを静止画撮影モードに設定した後、ユーザがレリーズスイッチを半押しする等の所定の撮影準備操作を行うと、制御装置23は焦点検出ユニット30を用いて結像光学系11の焦点検出を行い、検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動させピント調節を行う。
(1) Whether focus lens drive control can be performed from the camera body 20 When the drive control of the focus lens can be performed from the camera body 20 side, the control device 23 performs so-called autofocus control. For example, after the operation mode of the camera body 20 is set to the still image shooting mode, when the user performs a predetermined shooting preparation operation such as half-pressing the release switch, the control device 23 uses the focus detection unit 30 to form the imaging optics. The focus of the system 11 is detected, and the focus lens is driven based on the detection result to adjust the focus.

他方、フォーカスレンズの駆動制御をカメラボディ20側から行うことができない場合、制御装置23はピント調節の代わりに、検出結果に関する情報をファインダーや背面モニター41に表示する。例えば、ピントが合っているか否か、前ピンか後ピンか、どれくらいピントが合っていないか、等を表すアイコンやインジケータを表示する。   On the other hand, when the drive control of the focus lens cannot be performed from the camera body 20 side, the control device 23 displays information on the detection result on the viewfinder and the rear monitor 41 instead of the focus adjustment. For example, icons and indicators are displayed that indicate whether the subject is in focus, whether it is the front or rear pin, how much is out of focus, and the like.

(2)カメラボディ20から撮影F値の制御が可能か否か
撮影F値の制御をカメラボディ20側から行うことができる場合、すなわち露光時における絞り12の開口径をカメラボディ20から制御可能である場合、制御装置23はカメラボディ20に設けられた不図示の操作部材により撮影F値の入力を受け付ける。また、後述する種々の制御において、絞り12の開口径を制御する必要がある場合、制御装置23は絞り12の開口径を自動的に制御する。
(2) Whether or not the photographing F value can be controlled from the camera body 20 When the photographing F value can be controlled from the camera body 20 side, that is, the aperture diameter of the diaphragm 12 at the time of exposure can be controlled from the camera body 20 In this case, the control device 23 receives an input of the photographing F value by an operation member (not shown) provided in the camera body 20. Further, in various controls described later, when it is necessary to control the aperture diameter of the diaphragm 12, the control device 23 automatically controls the aperture diameter of the diaphragm 12.

他方、撮影F値の制御をカメラボディ20側から行うことができない場合、撮影F値はレンズ鏡筒10に設けられた不図示の操作部材(例えば絞り環など)により設定される。後述する種々の制御において、絞り12の開口径を制御する必要がある場合、制御装置23はファインダーや背面モニター41に所定のメッセージを表示し、上記の操作部材を操作してF値を所定の値に設定するようユーザに促す。   On the other hand, when the shooting F value cannot be controlled from the camera body 20 side, the shooting F value is set by an operation member (not shown) provided on the lens barrel 10 (for example, an aperture ring). When it is necessary to control the aperture diameter of the diaphragm 12 in various controls to be described later, the control device 23 displays a predetermined message on the viewfinder and the rear monitor 41, and operates the operation member to set the F value to a predetermined value. Prompt the user to set the value.

(3)カメラボディ20から結像光学系11の収差情報が取得可能か否か
レンズ鏡筒10の中には、結像光学系11の収差特性を表す収差情報をカメラボディ20に送信可能なものが存在する。このようなレンズ鏡筒10は、例えば収差情報が予め格納されている不図示の記憶媒体を備え、カメラボディ20からの指示に応じてこの記憶媒体から収差情報を読み出してカメラボディ20に送信する。この種のレンズ鏡筒10が装着された場合、制御装置23は予めレンズ鏡筒10からこの収差情報を受信しておき、少なくともレンズ鏡筒10が装着されている間、この収差情報を不図示のメモリ等に記憶する。そして、焦点検出の際に、この収差情報を用いて焦点検出結果を補正し、焦点検出の精度を高める。
(3) Whether aberration information of the imaging optical system 11 can be acquired from the camera body 20 In the lens barrel 10, aberration information representing the aberration characteristics of the imaging optical system 11 can be transmitted to the camera body 20 Things exist. Such a lens barrel 10 includes, for example, a storage medium (not shown) in which aberration information is stored in advance. In response to an instruction from the camera body 20, the aberration information is read from the storage medium and transmitted to the camera body 20. . When this type of lens barrel 10 is mounted, the control device 23 receives the aberration information from the lens barrel 10 in advance, and this aberration information is not shown at least while the lens barrel 10 is mounted. It memorizes in the memory etc. At the time of focus detection, the aberration detection information is used to correct the focus detection result, thereby improving the focus detection accuracy.

他方、カメラボディ20に対して収差情報を送信可能でないレンズ鏡筒10が装着された場合、カメラボディ20の動作モードとして、結像光学系11の収差を測定する収差測定モードを設定することが可能となる。ユーザは、撮影に先立ってこの収差測定モードを設定し、結像光学系11の収差を測定して収差情報を作成しておくことにより、収差情報を送信可能なレンズ鏡筒10と同様に、高精度な焦点検出を行うことができる。   On the other hand, when the lens barrel 10 that cannot transmit aberration information to the camera body 20 is attached, an aberration measurement mode for measuring the aberration of the imaging optical system 11 can be set as the operation mode of the camera body 20. It becomes possible. The user sets this aberration measurement mode prior to shooting, measures the aberration of the imaging optical system 11 and prepares aberration information, so that the lens barrel 10 capable of transmitting aberration information is similar to the lens barrel 10 capable of transmitting aberration information. High-precision focus detection can be performed.

(収差の演算方法の説明)
ここで、本実施形態の収差測定モードにおける収差の演算方法について説明する。図3は、結像光学系11および焦点検出ユニット30の模式図である。なお、図3では、焦点検出ユニット30の中心部分(結像光学系11の光軸L付近)のみを拡大して図示している。
(Explanation of aberration calculation method)
Here, an aberration calculation method in the aberration measurement mode of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic diagram of the imaging optical system 11 and the focus detection unit 30. In FIG. 3, only the central portion of the focus detection unit 30 (near the optical axis L of the imaging optical system 11) is shown in an enlarged manner.

図3(a)に示すように、結像光学系11上の部分瞳13a〜13hからの光束は、それぞれ各マイクロレンズ35n1〜35n5に入射し、副撮像素子32へと入射する。なお、マイクロレンズ35n1を透過した部分瞳13a〜13hからの光束を受光する受光素子が出力した信号を、図3ではそれぞれa(1)、…、h(1)と表記している。その他のマイクロレンズ35n2〜35n5に対応する出力信号についても、同様に表記している。   As shown in FIG. 3A, the light beams from the partial pupils 13a to 13h on the imaging optical system 11 are incident on the microlenses 35n1 to 35n5, respectively, and are incident on the sub imaging element 32. Note that signals output from the light receiving elements that receive the light beams from the partial pupils 13a to 13h that have passed through the microlens 35n1 are denoted as a (1),..., H (1) in FIG. The output signals corresponding to the other microlenses 35n2 to 35n5 are also indicated in the same manner.

また、以下、部分瞳13aから出射した光束による受光信号から成る信号列を、{a(i)}(i=1,2,…)と表記する。他の部分瞳13a〜13hについても同様に、例えば部分瞳13bを通過した光束による受光信号から成る信号列を{b(i)}(i=1,2,…)のように表す。   Further, hereinafter, a signal sequence including a light reception signal by a light beam emitted from the partial pupil 13a is denoted as {a (i)} (i = 1, 2,...). Similarly, for the other partial pupils 13a to 13h, for example, a signal sequence including a light reception signal by a light beam that has passed through the partial pupil 13b is represented as {b (i)} (i = 1, 2,...).

物点からの光束のうち結像光学系11の各部分瞳13a〜13hに入射した光束が、像面において、射出瞳の中心を通った光即ち主光線とは異なる位置に入射する場合がある。これら各部分瞳13a〜13hを通過した光束の像面上の入射位置の主光線の入射位置からのずれ量が、横収差である。横収差の分布から本発明が補正の対象とする縦収差の分布へは周知の方法で変換できる。制御装置23は、撮影範囲のうち、例えば、光軸L(撮影範囲の中央)から撮影範囲の右端までの領域に配列されているマイクロレンズ35を対象として、収差を測定する。これらのマイクロレンズ35の並びに対応する受光素子から読み出された、各部分瞳13a〜13hを通過した光束による信号列{a(i)}〜{h(i)}の各々と、光軸L上の部分瞳を通過した光束による受光信号から成る基準信号列とから、部分瞳13a〜13hの像ずれ量Sa〜Shをそれぞれ演算する。以下、上記の基準信号列を{x(i)}と表記して、像ずれ量Saの演算方法を説明する。   Of the luminous flux from the object point, the luminous flux incident on the partial pupils 13a to 13h of the imaging optical system 11 may be incident on the image plane at a position different from the light passing through the center of the exit pupil, that is, the principal ray. . The amount of deviation of the incident position on the image plane of the light beam that has passed through each of these partial pupils 13a to 13h from the incident position of the principal ray is lateral aberration. The distribution of lateral aberration can be converted to the distribution of longitudinal aberration targeted by the present invention by a known method. For example, the control device 23 measures the aberration with respect to the microlens 35 arranged in the region from the optical axis L (the center of the imaging range) to the right end of the imaging range in the imaging range. Each of the signal trains {a (i)} to {h (i)} by the light beams that have passed through the partial pupils 13a to 13h and read from the corresponding light receiving elements of the microlenses 35, and the optical axis L The image shift amounts Sa to Sh of the partial pupils 13a to 13h are respectively calculated from the reference signal sequence made up of the light reception signals by the light beams that have passed through the upper partial pupil. Hereinafter, a method of calculating the image shift amount Sa will be described by expressing the above reference signal sequence as {x (i)}.

制御装置23はまず、信号列{a(i)}、{x(i)}の相関量C(N)を次式(1)により算出する。
C(N)=Σ|a(i)−x(j)| …(1)
First, the control device 23 calculates the correlation amount C (N) of the signal sequences {a (i)} and {x (i)} by the following equation (1).
C (N) = Σ | a (i) −x (j) | (1)

上式(1)において、j−i=Nであり、Nはシフト数である。また、Σはiに関する所定範囲の総和演算を表す。制御装置23は次に、上式(1)により離散的に求められた相関量C(N)から次式(2)、(3)により、精緻なシフト量Eを求める。ここで、相関量C(N)の極小値をC0とし、そのときのシフト量NをN0とおく。また、シフト量(N0−1)における相関量をCr、シフト量(N0+1)における相関量をCfとする。制御装置23は、次式(4)により、最終的な像ずれ量Saを求める。
DL=(Cr−Cf)/2 …(2)
E=max{(Cf−C0),(Cr−C0)} …(3)
Sa=N0+DL/E …(4)
制御装置23は同様の手順で部分瞳13b〜13hにそれぞれ対応する像ずれ量Sb〜Shを演算する。制御装置23は、この像ずれ量Sa〜Shを収差情報として扱う。
In the above equation (1), j−i = N, and N is the number of shifts. Further, Σ represents a total calculation of a predetermined range related to i. Next, the control device 23 obtains a precise shift amount E by the following equations (2) and (3) from the correlation amount C (N) obtained discretely by the above equation (1). Here, the minimum value of the correlation amount C (N) is C0, and the shift amount N at that time is N0. The correlation amount at the shift amount (N0-1) is Cr, and the correlation amount at the shift amount (N0 + 1) is Cf. The control device 23 obtains the final image shift amount Sa by the following equation (4).
DL = (Cr−Cf) / 2 (2)
E = max {(Cf−C0), (Cr−C0)} (3)
Sa = N0 + DL / E (4)
The control device 23 calculates image shift amounts Sb to Sh corresponding to the partial pupils 13b to 13h, respectively, in the same procedure. The control device 23 treats the image shift amounts Sa to Sh as aberration information.

ところで、結像光学系11がマイクロレンズ35よりも明るいレンズである(結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい)場合には、隣り合うマイクロレンズ35同士で副撮像素子32に入射する光束が重複して(すなわちクロストークが発生して)しまう。図3(b)は、この状態を説明する図である。図3(b)では、結像光学系11上の部分瞳14a〜14pからの光束が、それぞれ各マイクロレンズ35n1〜35n5に入射し、副撮像素子32へと入射する。図3(b)に示す状態では、例えば、部分瞳14bを通ってマイクロレンズ35n2を透過した光束r1が、マイクロレンズ35n3を垂直に投影した範囲に含まれる受光素子pに入射してしまう。受光素子pには、例えば、部分瞳14jを通ってマイクロレンズ35n3を透過した光束r2も入射する。したがって、結像光学系11の各部分瞳14a〜14pを通って副撮像素子32に入射した光束の検出を正しく行うことができないので、結像光学系11の収差を測定することができない。   By the way, when the imaging optical system 11 is a brighter lens than the microlens 35 (F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35), sub-imaging is performed between the adjacent microlenses 35. The light beams incident on the element 32 overlap (that is, crosstalk occurs). FIG. 3B is a diagram for explaining this state. In FIG. 3B, light beams from the partial pupils 14 a to 14 p on the imaging optical system 11 are incident on the micro lenses 35 n 1 to 35 n 5 and incident on the sub imaging element 32. In the state shown in FIG. 3B, for example, the light beam r1 transmitted through the microlens 35n2 through the partial pupil 14b enters the light receiving element p included in the range in which the microlens 35n3 is vertically projected. For example, the light beam r2 that has passed through the microlens 35n3 through the partial pupil 14j also enters the light receiving element p. Therefore, since the light beam that has entered the sub-imaging element 32 through the partial pupils 14a to 14p of the imaging optical system 11 cannot be detected correctly, the aberration of the imaging optical system 11 cannot be measured.

そこで、本実施形態の撮像装置1では、結像光学系11からの被写体光を一部遮光するマスク部材33を用いることで、結像光学系11がマイクロレンズ35よりも明るいレンズである(結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい)場合にも、結像光学系11の収差測定を行えるようになっている。以下、このマスク部材33を用いた収差測定について説明する。   In view of this, in the imaging apparatus 1 of the present embodiment, the imaging optical system 11 is a lens brighter than the microlens 35 by using the mask member 33 that partially shields the subject light from the imaging optical system 11. Even when the F value of the image optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35), the aberration measurement of the imaging optical system 11 can be performed. Hereinafter, aberration measurement using the mask member 33 will be described.

(マスク部材の構成)
図4は、マスク部材33をレンズ鏡筒10側(被写体側)から見た模式図である。マスク部材33は、結像光学系11からの入射光を遮光する遮光部36aと、入射光を透過する透明部36bとを有する。
(Configuration of mask member)
FIG. 4 is a schematic view of the mask member 33 viewed from the lens barrel 10 side (subject side). The mask member 33 includes a light shielding part 36a that shields incident light from the imaging optical system 11 and a transparent part 36b that transmits the incident light.

遮光部36aは、略八角形部分の下側に長方形部分が連結されたような形状でなる。この長方形部分に、マスク部材駆動装置34との接続部37が設けられている。マスク部材33は、マスク部材駆動装置34により、接続部37を中心としてyz平面上で回転可能に構成される。また、マスク部材33の接続部37は、マスク部材駆動装置34により、yz平面上で上下に移動可能に構成される。   The light shielding portion 36a has a shape in which a rectangular portion is connected to the lower side of a substantially octagonal portion. A connecting portion 37 to the mask member driving device 34 is provided in the rectangular portion. The mask member 33 is configured to be rotatable on the yz plane about the connection portion 37 by the mask member driving device 34. Further, the connecting portion 37 of the mask member 33 is configured to be movable up and down on the yz plane by the mask member driving device 34.

透明部36bは、遮光部36aの略八角形部分の内部を略円形状に繰り抜いた形状でなる。即ち、透明部36bの周囲は、遮光部36aとなっている。なお、本撮像装置1では、透明部36bは極薄い透明材で成るか、または素通し即ち空気層である。   The transparent portion 36b has a shape in which the inside of the substantially octagonal portion of the light shielding portion 36a is pulled out into a substantially circular shape. That is, the periphery of the transparent portion 36b is a light shielding portion 36a. In the imaging apparatus 1, the transparent portion 36b is made of an extremely thin transparent material, or is a transparent or air layer.

マスク部材33は、収差測定用の第1位置、第2位置、第3位置および第4位置と、撮影時用の退避位置との5つの位置に駆動可能に構成されている。マスク部材駆動装置34は、制御装置23の制御に応じて、マスク部材33を結像光学系11の光軸Lに対して垂直な面(yz平面)上で駆動させ、マスク部材33を第1位置〜第5位置、および退避位置のいずれかに駆動させる。図4(a)の実線で示す位置が第1位置であり、図4(a)の二点鎖線で示す位置が第2位置である。図4(b)の実線で示す位置が第3位置であり、図4(b)の二点鎖線で示す位置が第4位置である。退避位置(不図示)は、マスク部材33が結像光学系11からの光束を一切遮光しない位置である。   The mask member 33 is configured to be driven to five positions, ie, a first position for aberration measurement, a second position, a third position, and a fourth position, and a retracted position for photographing. The mask member driving device 34 drives the mask member 33 on a surface (yz plane) perpendicular to the optical axis L of the imaging optical system 11 according to the control of the control device 23, and the mask member 33 is moved to the first. It is driven to any one of the position to the fifth position and the retracted position. The position indicated by the solid line in FIG. 4A is the first position, and the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 4A is the second position. The position indicated by the solid line in FIG. 4B is the third position, and the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 4B is the fourth position. The retracted position (not shown) is a position where the mask member 33 does not block the light beam from the imaging optical system 11 at all.

図4(a)に示すように、第1位置とは、マスク部材33の透明部36bの中心Oが、光軸Lよりも図中左方向(z方向)にずれている位置であり、マスク部材33が、光軸Lに対して左方向に偏心した絞りを形成する位置である。第2位置とは、透明部36bの中心Oが、光軸Lよりも図中右方向(z方向)にずれている位置であり、マスク部材33が、光軸Lに対して右方向に偏心した絞りを形成する位置である。なお、第1位置と第2位置において、透明部36bは、光軸Lに対して左右対称な位置にある。   As shown in FIG. 4A, the first position is a position where the center O of the transparent portion 36b of the mask member 33 is shifted from the optical axis L in the left direction (z direction) in the figure. The member 33 is a position where a diaphragm decentered leftward with respect to the optical axis L is formed. The second position is a position where the center O of the transparent portion 36b is shifted in the right direction (z direction) in the drawing from the optical axis L, and the mask member 33 is decentered in the right direction with respect to the optical axis L. This is the position where the aperture is formed. In addition, in the 1st position and the 2nd position, the transparent part 36b exists in the left-right symmetric position with respect to the optical axis L. FIG.

マスク部材33が第1位置にある場合、マスク部材33の遮光部36aにより、結像光学系11を通過した被写体光束14の右側部分がけられ、被写体光束14の光軸Lを含む中央領域から左側外周部分までを含む一部分のみがマスク部材33の透明部36bを通過して焦点検出ユニット30に入射する。すなわち、マスク部材33は、結像光学系11を通過した被写体光束14の断面を、光軸Lを含み、且つ光軸Lに対して左側に偏った形状に制限する。   When the mask member 33 is in the first position, the right portion of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 is drawn by the light-shielding portion 36a of the mask member 33, and leftward from the central region including the optical axis L of the subject light beam 14 Only a portion including the outer peripheral portion passes through the transparent portion 36 b of the mask member 33 and enters the focus detection unit 30. That is, the mask member 33 limits the cross section of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 to a shape that includes the optical axis L and is biased to the left with respect to the optical axis L.

マスク部材33が第2位置にある場合、マスク部材33の遮光部36aにより、結像光学系11を通過した被写体光束14の左側部分がけられ、被写体光束11Lの光軸Lを含む中央領域から右側外周部分までを含む一部分のみがマスク部材33の透明部36bを通過して焦点検出ユニット30に入射する。すなわち、マスク部材33は、結像光学系11を通過した被写体光束14の断面を、光軸Lを含み、且つ光軸Lに対して右側に偏った形状に制限する。   When the mask member 33 is in the second position, the left portion of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 is drawn by the light-shielding portion 36a of the mask member 33, and the right side from the central region including the optical axis L of the subject light beam 11L. Only a portion including the outer peripheral portion passes through the transparent portion 36 b of the mask member 33 and enters the focus detection unit 30. That is, the mask member 33 restricts the cross section of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 to a shape that includes the optical axis L and is biased to the right with respect to the optical axis L.

図4(b)に示すように、第3位置とは、マスク部材33の透明部36bの中心Oが、光軸Lよりも図中上方向(y方向)にずれている位置であり、マスク部材33が、光軸Lに対して上方向に偏心した絞りを形成する位置である。第4位置とは、透明部36bの中心Oが、光軸Lよりも図中下方向(y方向)にずれている位置であり、マスク部材33が、光軸Lに対して下方向に偏心した絞りを形成する位置である。第3位置と第4位置とにおいて、透明部36bは、光軸Lに対して上下対称な位置にある。   As shown in FIG. 4B, the third position is a position where the center O of the transparent portion 36b of the mask member 33 is displaced in the upward direction (y direction) in the figure from the optical axis L, and the mask The member 33 is a position where a diaphragm decentered upward with respect to the optical axis L is formed. The fourth position is a position where the center O of the transparent portion 36b is displaced in the downward direction (y direction) in the drawing from the optical axis L, and the mask member 33 is decentered downward with respect to the optical axis L. This is the position where the aperture is formed. In the third position and the fourth position, the transparent portion 36b is in a vertically symmetrical position with respect to the optical axis L.

マスク部材33が第3位置にある場合、マスク部材33の遮光部36aにより、結像光学系11を通過した被写体光束14の下側部分がけられ、被写体光束14の光軸Lを含む中央領域から上側外周部分までを含む一部分のみがマスク部材33の透明部36bを通過して焦点検出ユニット30に入射する。すなわち、マスク部材33は、結像光学系11を通過した被写体光束14の断面を、光軸Lを含み、且つ光軸Lに対して上側に偏った形状に制限する。   When the mask member 33 is in the third position, the lower portion of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 is drawn by the light shielding portion 36a of the mask member 33, and from the central region including the optical axis L of the subject light beam 14 Only a portion including the upper outer peripheral portion passes through the transparent portion 36 b of the mask member 33 and enters the focus detection unit 30. That is, the mask member 33 limits the cross section of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 to a shape that includes the optical axis L and is biased upward with respect to the optical axis L.

マスク部材33が第4位置にある場合、マスク部材33の遮光部36aにより、結像光学系11を通過した被写体光束14の上側部分がけられ、被写体光束14の光軸Lを含む中央領域から下側外周部分までを含む一部分のみがマスク部材33の透明部36bを通過して焦点検出ユニット30に入射する。すなわち、マスク部材33は、結像光学系11を通過した被写体光束14の断面を、光軸Lを含み、且つ光軸Lに対して下側に偏った形状に制限する。   When the mask member 33 is in the fourth position, the upper portion of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 is drawn by the light-shielding portion 36a of the mask member 33, and is below the center region including the optical axis L of the subject light beam 14. Only a portion including the side outer peripheral portion passes through the transparent portion 36 b of the mask member 33 and enters the focus detection unit 30. That is, the mask member 33 limits the cross section of the subject light beam 14 that has passed through the imaging optical system 11 to a shape that includes the optical axis L and is biased downward with respect to the optical axis L.

なお、図4(a)に示すように、第1位置と第2位置との切り替えは、接続部37を中心としてマスク部材33をyz平面上で所定量回転させることにより行う。また、図4(b)に示すように、第3位置と第4位置との切り替えは、マスク部材33の接続部37をyz平面上で所定量上下に移動させることにより行う。また、第1位置または第2位置から第3位置または第4位置への切り替え、またはその逆の切り替えは、接続部37を中心としてマスク部材33をyz平面上で所定量回転させ、且つマスク部材33の接続部37をyz平面上で所定量上下に移動させればよい。また、第1〜第4位置から退避位置への切り替えは、接続部37を中心としてマスク部材33をyz平面上で所定量回転させるようにすればよい。   As shown in FIG. 4A, switching between the first position and the second position is performed by rotating the mask member 33 by a predetermined amount on the yz plane with the connecting portion 37 as the center. Further, as shown in FIG. 4B, switching between the third position and the fourth position is performed by moving the connecting portion 37 of the mask member 33 up and down a predetermined amount on the yz plane. The switching from the first position or the second position to the third position or the fourth position, or vice versa, is performed by rotating the mask member 33 by a predetermined amount on the yz plane with the connecting portion 37 as the center. The 33 connecting portions 37 may be moved up and down by a predetermined amount on the yz plane. Further, the switching from the first to fourth positions to the retracted position may be performed by rotating the mask member 33 by a predetermined amount on the yz plane with the connecting portion 37 as the center.

図5は、Y方向から見たマイクロレンズ35と副撮像素子32に形成される被写体像とを重ねて描いた図である。図5では、結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい状態を示す。なお、この種の焦点検出ユニット30では、副撮像素子32の受光素子が結像光学系11の射出瞳に投影されるのが理想であるが、実際は、結像光学系11の射出瞳、つまり、像側からみた絞り像の見かけ位置は結像光学系11により異なるのが普通であるのでいつも上記理想の状態にすることはできない。また、副撮像素子32の一つの受光素子の幅に相当するF値は極めて大きく、像面が一致しなくても射出瞳上でのその受光素子の像はあまりボケないので、実用上上記理想の状態にできなくても問題ない。図5では図示の都合上、絞り像が鮮鋭であるように描いているが、上記の理由により実際は若干のボケを伴った像である。また、マスク部材33の像についても、副撮像素子32の受光素子と同様で実際はいくらかボケているが、図5では図示の都合上、鮮鋭であるように描いている。   FIG. 5 is a diagram in which the microlens 35 and the subject image formed on the sub-imaging device 32 as viewed from the Y direction are overlaid. FIG. 5 shows a state where the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35. In this type of focus detection unit 30, it is ideal that the light receiving element of the sub-imaging element 32 is projected onto the exit pupil of the imaging optical system 11, but actually the exit pupil of the imaging optical system 11, that is, Since the apparent position of the aperture image as viewed from the image side usually differs depending on the imaging optical system 11, the ideal state cannot always be obtained. Further, the F value corresponding to the width of one light receiving element of the sub image pickup element 32 is extremely large, and the image of the light receiving element on the exit pupil is not so blurred even if the image planes do not match. There is no problem even if it can not be in the state of. In FIG. 5, for convenience of illustration, the aperture image is drawn so as to be sharp, but for the reason described above, the image is actually slightly blurred. Further, the image of the mask member 33 is also somewhat blurred in the same manner as the light receiving element of the sub-imaging element 32, but in FIG. 5, it is drawn so as to be sharp for convenience of illustration.

図5(a)に示すように、マスク部材33が退避位置にある場合、結像光学系11を通過した被写体光束による被写体像(絞り像)Im1が、各マイクロレンズ35によって、副撮像素子32上に形成される。この被写体像Im1は、各マイクロレンズ35において、マイクロレンズ35を垂直に投影した範囲よりも広い円形状に形成されるため、図5(b)に示すように、隣り合うマイクロレンズ35同士で一部重なってしまう。この重なり部分における受光素子からの出力は、収差測定に用いることができない。なお、図5(b)では、被写体像Im1の中心(すなわち光軸L)近傍では、被写体像Im1同士の重なりが発生していないため、この部分の受光素子からの出力を用いることはできるが、結像光学系11の瞳の中央領域に対応する収差しか測定できず、結像光学系11の瞳の外周部分に近い領域に対応する収差を測定することはできない。   As shown in FIG. 5A, when the mask member 33 is in the retracted position, a subject image (aperture image) Im1 by a subject light beam that has passed through the imaging optical system 11 is sub-imaging element 32 by each microlens 35. Formed on top. Since the subject image Im1 is formed in each microlens 35 in a circular shape wider than the range in which the microlens 35 is vertically projected, as shown in FIG. It will overlap. The output from the light receiving element in this overlapping portion cannot be used for aberration measurement. In FIG. 5B, there is no overlap between the subject images Im1 in the vicinity of the center of the subject image Im1 (that is, the optical axis L), so the output from the light receiving element in this part can be used. Only the aberration corresponding to the central region of the pupil of the imaging optical system 11 can be measured, and the aberration corresponding to the region near the outer peripheral portion of the pupil of the imaging optical system 11 cannot be measured.

一方、マスク部材33が第1位置にある場合、結像光学系11を通過し、且つマスク部材33の透明部36bを通過した被写体光束による被写体像(マスク部材33の像)Im2が、各マイクロレンズ35によって、副撮像素子32上に形成される。各マイクロレンズ35において、結像光学系11を通過し、且つマスク部材33の透明部36bを通過した被写体光束と、副撮像素子32に入射する光束との対応関係は、結像光学系11の光軸Lを対称軸として上下左右を反転したものとなる。したがって、被写体像Im2は、第1位置にあるマスク部材33により制限された被写体光束14の形状(図4(a))を上下左右に反転させた形状となっており、図5(a)に示すように、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1の中央領域から右側外周部分までを含む一部分のみの形状でなる。   On the other hand, when the mask member 33 is in the first position, the subject image (image of the mask member 33) Im2 by the subject light flux that has passed through the imaging optical system 11 and has passed through the transparent portion 36b of the mask member 33 is represented by each micro The lens 35 is formed on the sub imaging device 32. In each microlens 35, the correspondence between the subject light flux that has passed through the imaging optical system 11 and passed through the transparent portion 36 b of the mask member 33 and the light flux incident on the sub-imaging device 32 is as follows. The optical axis L is an axis of symmetry and the image is inverted vertically and horizontally. Accordingly, the subject image Im2 has a shape obtained by inverting the shape of the subject light beam 14 (FIG. 4A) restricted by the mask member 33 at the first position vertically and horizontally, as shown in FIG. As shown in the figure, the mask member 33 has a shape only including a part from the center region of the subject image Im1 to the right outer periphery when the mask member 33 is in the retracted position.

したがって、図5(c)に示すように、マスク部材33が第1位置にある場合における被写体像Im2は、隣り合うマイクロレンズ35同士で重複する部分が、マスク部材33が退避位置にある場合に比べて狭くなっている。この被写体像Im2が、隣り合うマイクロレンズ35同士で重複していない部分を、収差測定に用いることができる。例えば、被写体像Im2が形成された範囲のうち、光軸L上にある受光素子pOから右側外周部分に近い受光素子pRまでの受光素子による受光信号を、収差測定に用いることができる。光軸L上にある受光素子pOは、結像光学系11の瞳の中央領域を通った光束を受光し、右側外周部分に近い受光素子pRは、結像光学系11の瞳の左側外周部分に近い領域を通った光束を受光する。したがって、結像光学系11の光軸Lから左側の部分瞳に対応する収差を演算することができる。   Therefore, as shown in FIG. 5C, when the mask member 33 is at the first position, the subject image Im2 has a portion where the adjacent microlenses 35 overlap with each other when the mask member 33 is at the retracted position. It is narrower than that. A portion where the subject image Im2 does not overlap between adjacent microlenses 35 can be used for aberration measurement. For example, in the range where the subject image Im2 is formed, a light reception signal by the light receiving element from the light receiving element pO on the optical axis L to the light receiving element pR near the right outer peripheral part can be used for aberration measurement. The light receiving element pO on the optical axis L receives the light beam that has passed through the central region of the pupil of the imaging optical system 11, and the light receiving element pR near the right outer peripheral part is the left outer peripheral part of the pupil of the imaging optical system 11. The light beam that has passed through the region close to is received. Therefore, the aberration corresponding to the left partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 can be calculated.

一方、マスク部材33が第2位置にある場合、図5(d)に示すように、被写体光束による像Im2は、マスク部材33が第1位置にある場合の被写体像Im2を反転させた形状となっており、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1の中央領域から左側外周部分までを含む一部分のみの形状でなる。そのため、例えば、被写体像Im2が形成された範囲のうち、光軸L上にある受光素子pOから左側外周部分に近い受光素子pLまでの受光素子による受光信号を、収差測定に用いることができる。これにより、結像光学系11の光軸Lから右側の部分瞳に対応する収差を演算することができる。   On the other hand, when the mask member 33 is at the second position, as shown in FIG. 5D, the image Im2 by the subject light flux has a shape obtained by inverting the subject image Im2 when the mask member 33 is at the first position. Thus, the mask member 33 has a shape that includes only a part including the center region of the subject image Im1 to the left outer peripheral portion when the mask member 33 is in the retracted position. Therefore, for example, in the range where the subject image Im2 is formed, a light reception signal by the light receiving element from the light receiving element pO on the optical axis L to the light receiving element pL near the left outer peripheral part can be used for aberration measurement. Thereby, the aberration corresponding to the right partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 can be calculated.

したがって、マスク部材33を第1位置と第2位置とに駆動して、それぞれ収差演算を行うことにより、結像光学系11の横方向(z方向)についての収差を測定することができる。   Therefore, the aberration in the lateral direction (z direction) of the imaging optical system 11 can be measured by driving the mask member 33 to the first position and the second position and performing aberration calculations respectively.

なお、マスク部材33が第3位置または第4位置にある場合の被写体像Im2は、マスク部材33が第1位置または第4位置にある場合の被写体像Im2を90度回転させた形状であるため、図示を省略する。   The subject image Im2 when the mask member 33 is at the third position or the fourth position has a shape obtained by rotating the subject image Im2 when the mask member 33 is at the first position or the fourth position by 90 degrees. The illustration is omitted.

マスク部材33が第3位置にある場合の被写体像Im2は、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1の中央領域から下側外周部分までを含む一部分のみの形状でなる。そのため、例えば、被写体像Im2が形成された範囲のうち、光軸L上の受光素子から下側外周部分に近い受光素子までの受光素子による受光信号を、収差測定に用いることができる。これにより、結像光学系11の光軸Lから上側の部分瞳に対応する収差を演算することができる。   When the mask member 33 is in the third position, the subject image Im2 has a shape that includes only a portion including the center region of the subject image Im1 and the lower outer peripheral portion when the mask member 33 is in the retracted position. Therefore, for example, in the range where the subject image Im2 is formed, a light reception signal by the light receiving element from the light receiving element on the optical axis L to the light receiving element near the lower outer peripheral portion can be used for aberration measurement. Thereby, the aberration corresponding to the upper partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 can be calculated.

また、マスク部材33が第4位置にある場合の被写体像Im2は、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1の中央領域から上側外周部分までを含む一部分のみの形状でなる。そのため、例えば、被写体像Im2が形成された範囲のうち、光軸L上の受光素子から上側外周部分に近い受光素子までの受光素子による受光信号を、収差測定に用いることができる。これにより、結像光学系11の光軸Lから下側の部分瞳に対応する収差を演算することができる。   Further, the subject image Im2 when the mask member 33 is at the fourth position has a shape of only a part including the central region to the upper outer peripheral portion of the subject image Im1 when the mask member 33 is at the retracted position. Therefore, for example, in the range where the subject image Im2 is formed, a light reception signal by the light receiving element from the light receiving element on the optical axis L to the light receiving element near the upper outer peripheral portion can be used for aberration measurement. Thereby, the aberration corresponding to the partial pupil below the optical axis L of the imaging optical system 11 can be calculated.

したがって、マスク部材33を第3位置と第4位置とに駆動して、それぞれ収差演算を行うことにより、結像光学系11の縦方向(y方向)についての収差を測定することができる。   Therefore, by driving the mask member 33 to the third position and the fourth position and performing aberration calculations, the aberration in the longitudinal direction (y direction) of the imaging optical system 11 can be measured.

以上のように、結像光学系11がマイクロレンズ35よりも明るいレンズである(結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい)場合であっても、マスク部材33を第1〜第4位置にそれぞれ駆動することで収差測定を行うことができる。   As described above, even when the imaging optical system 11 is a brighter lens than the microlens 35 (the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35), the mask member 33 is removed. Aberration measurement can be performed by driving to the first to fourth positions.

(収差測定処理の説明)
次に、本実施形態において実行する収差測定処理の流れについて説明する。制御装置23は、例えばモードダイヤル等の操作部材により、ユーザがカメラボディ20の動作モードを収差測定モードに設定すると、収差測定処理を開始する。
(Description of aberration measurement processing)
Next, the flow of aberration measurement processing executed in the present embodiment will be described. When the user sets the operation mode of the camera body 20 to the aberration measurement mode using an operation member such as a mode dial, for example, the control device 23 starts the aberration measurement process.

制御装置23はまず、マスク部材駆動装置34を制御し、マスク部材33を第1位置に駆動させる。また制御装置23は、レンズ鏡筒10の撮影F値を開放F値に設定する。なお、ここでは、レンズ鏡筒10の開放F値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい場合を想定する。そして制御装置23は、背面モニター41に、所定の縦縞パターンチャートを用意することを促す表示を行う。   First, the control device 23 controls the mask member driving device 34 to drive the mask member 33 to the first position. Further, the control device 23 sets the photographing F value of the lens barrel 10 to the open F value. Here, it is assumed that the open F value of the lens barrel 10 is smaller than the F value of the microlens 35. Then, the control device 23 performs a display prompting the rear monitor 41 to prepare a predetermined vertical stripe pattern chart.

なお、前述した通り、レンズ鏡筒10が撮影F値をカメラボディ20から設定できない種類(例えば、撮影F値を手動で操作する絞り環によってのみ設定できる機構のレンズ鏡筒等)である場合には、制御装置23は撮影F値を開放F値に設定する代わりに、背面モニター41へ開放F値を設定するよう促すメッセージを表示する。   As described above, when the lens barrel 10 is of a type in which the photographing F value cannot be set from the camera body 20 (for example, a lens barrel having a mechanism in which the photographing F value can be set only by a manually operated aperture ring). Instead of setting the photographing F value to the open F value, the control device 23 displays a message prompting the rear monitor 41 to set the open F value.

ここでユーザは、所定の縦縞パターンチャートを用意して画角に収め、ファインダーに表示されたいわゆるスルー画を観察しながら手動操作で、チャートにピントを合せ、レリーズ操作等の所定の操作を行う。制御装置23は、この所定操作が為されたことを検出すると、副撮像素子32に撮像を行わせ、各受光素子からの出力を不図示のメモリへ一時的に記憶する。制御装置23は、この副撮像素子32の出力に基づいて、上述したように、結像光学系11の光軸Lから左側の部分瞳に対応する収差を演算し、演算結果を不図示のメモリへ一時的に記憶する。   Here, the user prepares a predetermined vertical stripe pattern chart, puts it in the angle of view, manually observes a so-called through image displayed on the viewfinder, focuses the chart manually, and performs a predetermined operation such as a release operation. . When detecting that this predetermined operation has been performed, the control device 23 causes the sub image sensor 32 to perform imaging, and temporarily stores the output from each light receiving element in a memory (not shown). Based on the output of the sub-imaging device 32, the control device 23 calculates the aberration corresponding to the left partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11, as described above, and stores the calculation result in a memory (not shown). Memorize temporarily.

また、制御装置23はマスク部材33を第2位置に駆動させて、副撮像素子32に撮像を行わせ、各受光素子からの出力を不図示のメモリへ一時的に記憶する。そして、制御装置23は、この副撮像素子32の出力に基づいて、上述したように、結像光学系11の光軸Lから右側の部分瞳に対応する収差を演算し、演算結果を不図示のメモリへ一時的に記憶する。   Further, the control device 23 drives the mask member 33 to the second position, causes the sub imaging element 32 to perform imaging, and temporarily stores the output from each light receiving element in a memory (not shown). Based on the output of the sub-imaging device 32, the control device 23 calculates the aberration corresponding to the right partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 as described above, and the calculation result is not shown. Temporarily store in the memory.

次に、制御装置23は、マスク部材33を第3位置に駆動させる。そして、制御装置23は、所定の横縞パターンチャートを用意することを促す表示を行う。ここでユーザは、所定の横縞パターンチャートを用意して画角に収め、手動で焦点合わせをし、レリーズ操作等の所定の操作を行う。制御装置23は、この所定操作が為されたことを検出すると、副撮像素子32に撮像を行わせ、各受光素子からの出力を不図示のメモリへ一時的に記憶する。そして、制御装置23は、この副撮像素子32の出力に基づいて、上述したように、結像光学系11の光軸Lから上側の部分瞳に対応する収差を演算し、演算結果を不図示のメモリへ一時的に記憶する。   Next, the control device 23 drives the mask member 33 to the third position. Then, the control device 23 performs a display prompting to prepare a predetermined horizontal stripe pattern chart. Here, the user prepares a predetermined horizontal stripe pattern chart, puts it in the angle of view, manually focuses, and performs a predetermined operation such as a release operation. When detecting that this predetermined operation has been performed, the control device 23 causes the sub image sensor 32 to perform imaging, and temporarily stores the output from each light receiving element in a memory (not shown). Based on the output of the sub-imaging device 32, the control device 23 calculates the aberration corresponding to the upper partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 as described above, and the calculation result is not shown. Temporarily store in the memory.

また、制御装置23はマスク部材33を第4位置に駆動させて、副撮像素子32に撮像を行わせ、各受光素子からの出力を不図示のメモリへ一時的に記憶する。そして、制御装置23は、この副撮像素子32の出力に基づいて、上述したように、結像光学系11の光軸Lから下側の部分瞳に対応する収差を演算し、演算結果を不図示のメモリへ一時的に記憶する。   In addition, the control device 23 drives the mask member 33 to the fourth position, causes the sub imaging element 32 to perform imaging, and temporarily stores the output from each light receiving element in a memory (not shown). Then, based on the output of the sub-imaging device 32, the control device 23 calculates the aberration corresponding to the partial pupil below the optical axis L of the imaging optical system 11, as described above, and the calculation result is invalid. Temporarily store in the illustrated memory.

このようにして、制御装置23は、縦横それぞれのパターンについて結像光学系11の収差を測定すると、例えばレンズ鏡筒10の名称やモデル名などのレンズ鏡筒10を特定する情報と共に、測定結果を不図示のメモリに記憶する。なお、レンズ鏡筒10がいわゆるズームレンズであった場合には、収差は焦点検出や撮影が行われるズーム位置ごとに測定する必要がある。そこで制御装置23は、収差の測定結果および上記の「レンズ鏡筒10を特定する情報」と共に、測定時のズーム位置やその他の収差に影響を及ぼすレンズ鏡筒10の状態に関する情報を記憶しておく。「レンズ鏡筒10を特定する情報」やズーム位置等は、ユーザに入力させてもよいし、レンズ鏡筒10から何らかの手段(例えばレンズマウント9に設けられた電気接点を介するデータ通信等)により取得してもよい。   In this way, when the control device 23 measures the aberration of the imaging optical system 11 with respect to the vertical and horizontal patterns, for example, together with information specifying the lens barrel 10 such as the name of the lens barrel 10 and the model name, the measurement result Is stored in a memory (not shown). When the lens barrel 10 is a so-called zoom lens, the aberration needs to be measured for each zoom position where focus detection or photographing is performed. Therefore, the control device 23 stores information on the state of the lens barrel 10 that affects the zoom position at the time of measurement and other aberrations, together with the measurement result of the aberration and the above-described “information for specifying the lens barrel 10”. deep. The “information for specifying the lens barrel 10”, the zoom position, and the like may be input by the user, or by some means (for example, data communication via an electrical contact provided on the lens mount 9) from the lens barrel 10. You may get it.

なお以上の例では、チャートに対してのピントあわせを、ユーザが手動で行うとしたが、これにかわり、通常の撮影時と同様に焦点検出ユニット30を用いた自動焦点合わせによってピントあわせをしてもよい。または、焦点検出ユニット30を用いて、焦点調節情報を表示して手動焦点合わせを補助してもよい。いずれの場合でも、焦点が多少ずれても収差状態は大きくは変わらないので、支障がない。   In the above example, the user manually performs the focusing on the chart. Instead, the focusing is performed by the automatic focusing using the focus detection unit 30 as in the normal shooting. May be. Alternatively, the focus detection unit 30 may be used to display focus adjustment information to assist manual focusing. In either case, there is no problem because the aberration state does not change greatly even if the focus is slightly deviated.

また、以上の例では、結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい場合を想定して、マスク部材33を第1〜第4位置にそれぞれ駆動して、収差を測定するようにした。しかしながら、結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値以上である場合には、隣り合うマイクロレンズ35同士でクロストークが発生しない。そこで、そのような場合には、マスク部材33を第1〜第4位置にそれぞれ駆動して収差測定を行うのではなく、マスク部材33を退避位置に駆動し、受光信号を1回だけ読み出して、収差測定を行うようにしてもよい。   Further, in the above example, assuming that the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35, the mask member 33 is driven to the first to fourth positions, and the aberration is measured. I tried to do it. However, when the F value of the imaging optical system 11 is greater than or equal to the F value of the microlens 35, no crosstalk occurs between the adjacent microlenses 35. Therefore, in such a case, instead of driving the mask member 33 to the first to fourth positions to measure the aberration, the mask member 33 is driven to the retracted position and the received light signal is read out only once. Aberration measurement may be performed.

(焦点検出動作の説明)
次に、本実施形態における焦点検出動作について説明する。ユーザは静止画の撮影を行う際、例えばモードダイヤル等の操作部材により、カメラボディ20の動作モードを静止画撮影モードに設定する。制御装置23はこれに応じて、マスク部材33が退避位置以外にある場合、マスク部材33を退避位置まで駆動させる。ユーザが例えばレリーズスイッチを半押しする等の所定の撮影準備操作を行うと、制御装置23は焦点検出ユニット30を用いて結像光学系11の焦点検出を行う。以下、撮影準備操作に応じて行われる焦点検出の詳細について説明する。
(Explanation of focus detection operation)
Next, the focus detection operation in this embodiment will be described. When shooting a still image, the user sets the operation mode of the camera body 20 to the still image shooting mode using an operation member such as a mode dial, for example. In response to this, when the mask member 33 is located at a position other than the retracted position, the control device 23 drives the mask member 33 to the retracted position. When the user performs a predetermined photographing preparation operation such as pressing the release switch halfway, the control device 23 uses the focus detection unit 30 to detect the focus of the imaging optical system 11. Hereinafter, details of focus detection performed in accordance with the shooting preparation operation will be described.

なお、収差情報を送信できない種類のレンズ鏡筒10が装着されている場合、制御装置23は焦点検出を行う前(例えば静止画撮影モードが設定されたとき等)に、前述した「レンズ鏡筒10を特定する情報」でメモリを検索し、収差情報が記憶されているか否かを判定する。この「レンズ鏡筒10を特定する情報」は、例えばユーザにレンズ鏡筒10を特定するための名称等を入力させたり、あるいはレンズ鏡筒10のモデル名等をレンズ鏡筒10とのデータ通信により受信する等の方法で取得する。収差情報がメモリに記憶されていれば、制御装置23は焦点検出において、その収差情報を用いて焦点検出結果の補正を行う。これにより、収差情報を送信できない種類のレンズ鏡筒10を利用する場合であっても、事前に収差測定モードで収差情報を作成しておけば、収差情報を送信可能なレンズ鏡筒10を利用する場合と同様に、収差情報を用いた高精度な焦点検出を行うことができる。   When a lens barrel 10 of a type that cannot transmit aberration information is attached, the control device 23 performs the above-described “lens barrel” before performing focus detection (for example, when a still image shooting mode is set). The memory is searched for “information specifying 10” to determine whether aberration information is stored. The “information for specifying the lens barrel 10” is, for example, a user inputting a name or the like for specifying the lens barrel 10 or data communication with the lens barrel 10 for the model name of the lens barrel 10 or the like. It is acquired by a method such as receiving. If the aberration information is stored in the memory, the control device 23 corrects the focus detection result using the aberration information in the focus detection. Thus, even when a lens barrel 10 of a type that cannot transmit aberration information is used, if the aberration information is created in advance in the aberration measurement mode, the lens barrel 10 that can transmit aberration information is used. As in the case of performing, it is possible to perform focus detection with high accuracy using aberration information.

制御装置23は、副撮像素子32の出力を用いていわゆる位相差検出方式による焦点検出を行う。すなわち、結像光学系11の瞳面上の一対の領域を通過した一対の光束により形成される一対の被写体像の位置ずれ量に基づいて、結像光学系11の焦点調節状態をデフォーカス量の形で検出する。   The control device 23 performs focus detection by a so-called phase difference detection method using the output of the sub imaging element 32. That is, the focus adjustment state of the imaging optical system 11 is determined as the defocus amount based on the positional deviation amount of the pair of subject images formed by the pair of light beams that have passed through the pair of regions on the pupil plane of the imaging optical system 11. Detect in the form of

制御装置23は、撮影画面上に設けられた複数のフォーカスエリアからいずれかを選択し、そのフォーカスエリアに含まれる各マイクロレンズ35の中心から左に3番目の受光素子の出力を繋げた波形が表す合成像と、中心から右に3番目の受光素子の出力を繋げた波形が表す合成像との位置ずれ量に基づいてデフォーカス量を検出する。例えば、連続して配置されるマイクロレンズ35n1〜35n5について、制御装置23は各マイクロレンズの中心から左に3番目の受光素子の出力q(n1)〜q(n5)を繋げた信号列{q(i)}に対応する像と、中心から右に3番目の受光素子の出力r(n1)〜r(n5)を繋げた信号列{r(i)}に対応する像との位置ずれ量を検出する。信号列{q(i)}、{r(i)}は、第2予定焦点面5bにおける同一の像による信号出力を表しており、これら2つの信号列を比較することで、結像光学系11により第2予定焦点面5b上に結像された一対の被写体像の位置ずれ量を検出することができる。なお、一対の信号列{q(i)}、{r(i)}を、上述とは異なる位置の受光素子の出力から作成してもよい。   The control device 23 selects any one of a plurality of focus areas provided on the photographing screen, and a waveform obtained by connecting the output of the third light receiving element to the left from the center of each microlens 35 included in the focus area. The defocus amount is detected based on the amount of positional deviation between the composite image represented and the composite image represented by the waveform connecting the outputs of the third light receiving elements to the right from the center. For example, for the microlenses 35n1 to 35n5 arranged continuously, the control device 23 connects the outputs q (n1) to q (n5) of the third light receiving elements to the left from the center of each microlens {q (I)} and a positional deviation amount between the image corresponding to the signal sequence {r (i)} in which the outputs r (n1) to r (n5) of the third light receiving element are connected to the right from the center. Is detected. The signal sequences {q (i)} and {r (i)} represent signal outputs of the same image on the second planned focal plane 5b, and by comparing these two signal sequences, the imaging optical system 11, the amount of positional deviation between the pair of subject images formed on the second planned focal plane 5b can be detected. Note that the pair of signal sequences {q (i)} and {r (i)} may be created from the outputs of the light receiving elements at positions different from those described above.

次に、制御装置23による焦点検出の手順を詳細に説明する。まず副撮像素子32の出力を不図示のA/Dコンバーターによりデジタル信号に変換し、いったん不図示のメモリに記憶する。制御装置23は、このメモリから副撮像素子32の出力データを読み出し、第1信号列 {q(i)}=q(1),q(2),q(3),…と、第2信号列{r(i)}=r(1),r(2),r(3),…を作成する。制御装置23は、副撮像素子32が有する全受光素子のうち、焦点検出の対象としたい範囲から複数のマイクロレンズ35を選択し、上記の第1信号列{q(i)}および第2信号列{r(i)}を作成する。焦点検出の対象としたい範囲は、例えばユーザにいわゆるフォーカスエリアを指定させることにより決定してもよいし、予め定められた範囲としてもよい。   Next, the procedure of focus detection by the control device 23 will be described in detail. First, the output of the sub-imaging device 32 is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) and temporarily stored in a memory (not shown). The control device 23 reads the output data of the sub-imaging device 32 from the memory, and the first signal sequence {q (i)} = q (1), q (2), q (3),. Create a sequence {r (i)} = r (1), r (2), r (3),. The control device 23 selects a plurality of microlenses 35 from a range to be targeted for focus detection among all the light receiving elements of the sub-imaging element 32, and the first signal sequence {q (i)} and the second signal are selected. Create a sequence {r (i)}. The range desired to be the focus detection target may be determined, for example, by allowing the user to specify a so-called focus area, or may be a predetermined range.

制御装置23は、こうして得られた第1信号列{q(i)}と第2信号列 {r(i)}に基づいて、周知の方法により像ずれ演算を行い、デフォーカス量を算出する。一対の信号列{q(i)}、 {r(i)}からデフォーカス量を算出する方法はよく知られており、まず第1信号列{q(i)}と第2信号列{r(i)}(i=1,2,3,・・・)から対応する一対の像の相関量C(N)を求める。
C(N)=Σ|q(i)−r(j)| …(5)
上式(5)において、j−i=Nであり、Nはシフト数である。また、Σはiに関する所定範囲の総和演算を表す。
Based on the first signal sequence {q (i)} and the second signal sequence {r (i)} thus obtained, the control device 23 performs an image shift calculation by a well-known method and calculates a defocus amount. . A method for calculating a defocus amount from a pair of signal sequences {q (i)} and {r (i)} is well known. First, a first signal sequence {q (i)} and a second signal sequence {r (I)} The correlation amount C (N) of the corresponding pair of images is obtained from (i = 1, 2, 3,...).
C (N) = Σ | q (i) −r (j) | (5)
In the above equation (5), j−i = N, and N is the number of shifts. Further, Σ represents a total calculation of a predetermined range related to i.

制御装置23は次に、上式(5)により離散的に求められた相関量C(N)から次のようにしてシフト量を求める。ここで、相関量C(N)の中でシフト量N=N0のときに極小値を与える相関量をC0とし、シフト量(N0−1)における相関量をCr、シフト量(N0+1)における相関量をCfとする。制御装置23は、相関量Cr、C0、Cfの並びから精密なシフト量Naを求める。
DL=(Cr−Cf)/2 …(6)
E=max {(Cf−C0),(Cr−C0)} …(7)
Na=N0+DL/E …(8)
Next, the control device 23 obtains the shift amount as follows from the correlation amount C (N) obtained discretely by the above equation (5). Here, among the correlation amounts C (N), the correlation amount giving a minimum value when the shift amount N = N0 is C0, the correlation amount in the shift amount (N0-1) is Cr, and the correlation in the shift amount (N0 + 1). Let the amount be Cf. The control device 23 obtains a precise shift amount Na from the arrangement of the correlation amounts Cr, C0, Cf.
DL = (Cr−Cf) / 2 (6)
E = max {(Cf−C0), (Cr−C0)} (7)
Na = N0 + DL / E (8)

制御装置23は、ここで求めたシフト量Naに、焦点検出面の位置に応じた補正量(定数CONST)を加え、焦点検出面上での像ズレ量Δn=Na+CONSTを算出する。さらに、像ズレ量Δnに対し、検出開角に依存した定数Kfを乗じることにより、収差補正前のデフォーカス量Dfを算出する。
Df=Kf・Δn …(9)
The control device 23 adds a correction amount (constant CONST) according to the position of the focus detection surface to the shift amount Na obtained here, and calculates an image shift amount Δn = Na + CONST on the focus detection surface. Further, the defocus amount Df before aberration correction is calculated by multiplying the image shift amount Δn by a constant Kf depending on the detection opening angle.
Df = Kf · Δn (9)

そして、制御装置23はこのデフォーカス量Dfに対し、収差情報に基づく補正を行い、収差の影響が補正されたより正確なデフォーカス量を算出する。具体的には、まず焦点検出に用いた一対の瞳(例えば、信号列{q(i)}に対応する瞳と、信号列{r(i)}に対応する瞳)から、それら一対の瞳の各重心位置の開きを表すF値を求め、そのF値に対応する最良像面位置を収差情報から決定する。そして、撮影F値に対応する最良像面位置を同様に収差情報から決定する。最後に、それら2つの最良像面位置の差分に応じた量だけデフォーカス量Dfを補正する。なお、上記の演算に対応するデータが収差情報に含まれていない場合には、近接する他のF値の情報から適宜補間を行えばよい。   Then, the control device 23 corrects the defocus amount Df based on the aberration information, and calculates a more accurate defocus amount in which the influence of the aberration is corrected. Specifically, first, a pair of pupils used for focus detection (for example, a pupil corresponding to the signal sequence {q (i)} and a pupil corresponding to the signal sequence {r (i)}) are used. An F value representing the opening of each center of gravity position is obtained, and the best image plane position corresponding to the F value is determined from the aberration information. Then, the best image plane position corresponding to the photographing F value is similarly determined from the aberration information. Finally, the defocus amount Df is corrected by an amount corresponding to the difference between the two best image plane positions. When data corresponding to the above calculation is not included in the aberration information, interpolation may be appropriately performed from information on other adjacent F values.

制御装置23は、算出したデフォーカス量に応じた量だけ結像光学系11のフォーカスレンズを駆動させ、ピント調節を行ったり、あるいはファインダーや背面モニター41に前ピンや後ピンなど現在の焦点状態を表示し、ユーザによる手動焦点調節を支援したりする。   The control device 23 drives the focus lens of the imaging optical system 11 by an amount corresponding to the calculated defocus amount, performs focus adjustment, or causes the finder or rear monitor 41 to display the current focus state such as a front pin or a rear pin. To support manual focus adjustment by the user.

なお、焦点検出時に結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい(結像光学系11の方がマイクロレンズ35よりも明るい)場合、隣り合うマイクロレンズ35の間でクロストークが発生してしまい、正常な焦点検出を行うことができない。そこで本実施形態の制御装置23は、焦点検出時にレンズ鏡筒10の絞り12をマイクロレンズ35のF値以上に制御することで、このようなクロストークが発生しないようにする。また、カメラボディ20から撮影F値の制御が行えないレンズ鏡筒10を装着していた場合には、制御装置23は例えば背面モニター41にメッセージを表示する等の方法により、F値を手動でマイクロレンズ35のF値以上にするようユーザに促す。   If the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35 at the time of focus detection (the imaging optical system 11 is brighter than the microlens 35), crossing between adjacent microlenses 35 Talk occurs and normal focus detection cannot be performed. Therefore, the control device 23 of the present embodiment controls the diaphragm 12 of the lens barrel 10 to be equal to or higher than the F value of the microlens 35 at the time of focus detection, so that such crosstalk does not occur. In addition, when the lens barrel 10 that cannot control the photographing F value from the camera body 20 is attached, the control device 23 manually sets the F value by displaying a message on the rear monitor 41, for example. The user is prompted to set the F value of the microlens 35 or higher.

その後、ユーザにより例えばレリーズスイッチが全押しされる等の所定の撮影操作が行われると、制御装置23はレンズ鏡筒10の絞り12を設定された撮影時のF値にあわせて主撮像素子22により被写体像を撮像し、画像データを作成して不図示の記憶媒体(例えばメモリカード等)に記憶する。または、カメラボディ20から撮影F値の制御が行えないレンズ鏡筒10を装着していた場合には、そのまま撮像する。この場合、上記撮影操作に先立ち撮影者は手動で所望の絞りに設定することを前提としている。   Thereafter, when a predetermined photographing operation is performed by the user, for example, the release switch is fully pressed, the control device 23 adjusts the aperture 12 of the lens barrel 10 according to the set F value at the time of photographing. The subject image is picked up by the above, image data is created and stored in a storage medium (not shown) (for example, a memory card). Alternatively, when the lens barrel 10 that cannot control the photographing F value from the camera body 20 is attached, the image is taken as it is. In this case, it is assumed that the photographer manually sets a desired aperture prior to the photographing operation.

上述した第1の実施の形態による撮像装置1によれば、次の作用効果が得られる。
(1)撮像装置1は、結像光学系11を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズ35と、複数のマイクロレンズ35の各々に対応して当該マイクロレンズ35の後側に配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイ32と、結像光学系11を透過した光束の一部を遮蔽することにより、結像光学系11を透過した光束の断面を、結像光学系11の光軸Lに対して偏よった形状に制限する遮蔽状態(第1〜第4位置)と、結像光学系11を透過した光束を遮蔽せずに通過させる通過状態(退避位置)とを切り替え可能なマスク部材33と、開放F値の結像光学系11を透過し、且つ上記遮蔽状態のマスク部材33により一部が遮蔽された光束に対応する受光素子アレイ32の出力信号に基づいて、結像光学系11の収差に関する収差情報を検出する制御装置23と、を備える。これにより、結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい場合(すなわち、結像光学系11がマイクロレンズ35よりも明るいレンズである場合)でも、収差の測定を行うことができる。また、撮像装置1自体で収差を測定することができるので、収差を測定するための専用の機械を用いる必要がなく、また操作が簡単である。
According to the imaging apparatus 1 according to the first embodiment described above, the following operational effects are obtained.
(1) The imaging apparatus 1 includes a plurality of microlenses 35 that are two-dimensionally arranged so that a light beam that has passed through the imaging optical system 11 is incident thereon, and the microlens 35 corresponding to each of the plurality of microlenses 35. The light-receiving element array 32 having a plurality of light-receiving elements arranged on the rear side and a part of the light beam that has passed through the imaging optical system 11 are shielded, whereby the cross-section of the light beam that has passed through the imaging optical system 11 is A shielding state (first to fourth positions) that restricts the imaging optical system 11 to a shape that is deviated with respect to the optical axis L, and a passing state that allows the light beam that has passed through the imaging optical system 11 to pass through without being blocked ( Of the light receiving element array 32 corresponding to the light beam that is transmitted through the imaging optical system 11 having an open F value and partially blocked by the mask member 33 in the shielding state. Imaging optics based on output signal And a control unit 23 for detecting the aberration information about the 11 aberrations, the. Thereby, even when the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35 (that is, when the imaging optical system 11 is a brighter lens than the microlens 35), the aberration is measured. Can do. In addition, since the imaging apparatus 1 itself can measure aberrations, it is not necessary to use a dedicated machine for measuring aberrations, and the operation is simple.

(2)上記(1)の撮像装置1において、焦点検出用の所定F値の結像光学系11を透過した光束に対応する受光素子アレイ32の出力信号に基づいて、結像光学系11の焦点調節状態を検出する制御装置23と、検出した結像光学系11の焦点調節状態を、上記収差情報と撮影F値とに基づき補正する制御装置23と、を備える。これにより、収差情報を通信できないレンズでも、焦点検出を精度よく行うことができる。また、収差検出と焦点検出とで、マイクロレンズ35および受光素子アレイ32を兼用するので、それぞれに専用の部品を設ける必要がなく、コストを抑えることができる。 (2) In the imaging device 1 of the above (1), based on the output signal of the light receiving element array 32 corresponding to the light beam transmitted through the imaging optical system 11 having a predetermined F value for focus detection, the imaging optical system 11 A control device 23 that detects the focus adjustment state, and a control device 23 that corrects the detected focus adjustment state of the imaging optical system 11 based on the aberration information and the photographing F value. As a result, focus detection can be performed accurately even with a lens that cannot communicate aberration information. In addition, since the aberration detection and the focus detection are shared by the microlens 35 and the light receiving element array 32, it is not necessary to provide dedicated parts for each, and the cost can be reduced.

(3)上記(1)または(2)の撮像装置1において、マスク部材33は、遮蔽状態として、第1の遮蔽状態(第1位置または第3位置)および第2の遮蔽状態(第2位置または第4位置)に切替え可能であり、第1の遮蔽状態と第2の遮蔽状態とでは、結像光学系11を透過した光束の断面を、結像光学系11の光軸Lを含み、且つ前記光軸に対して偏よった互いに異なる形状に制限することを特徴とする。また、マスク部材33は、第1の遮蔽状態(第1位置または第3位置)では、結像光学系11を透過した光束の断面を、当該断面の外周の第1部分(左側部分または上側部分)から光軸Lまでを含む形状に制限し、第2の遮蔽状態(第2位置または第4位置)では、結像光学系11を透過した光束の断面を、当該断面の外周の第2部分(右側部分または下側部分)から光軸Lまでを含む形状に制限し、第1部分(左側部分または上側部分)と第2部分(右側部分または下側部分)とは、光軸Lに対して対称な位置であることを特徴とする。これにより、結像光学系11の所定方向(横方向または縦方向)における収差を測定することができる。 (3) In the imaging device 1 of the above (1) or (2), the mask member 33 has a first shielding state (first position or third position) and a second shielding state (second position) as a shielding state. Or the fourth position), and in the first shielding state and the second shielding state, the cross section of the light beam transmitted through the imaging optical system 11 includes the optical axis L of the imaging optical system 11, In addition, the shape is limited to different shapes that are different from each other with respect to the optical axis. Further, in the first shielding state (first position or third position), the mask member 33 displays the cross section of the light beam transmitted through the imaging optical system 11 as the first portion (left side portion or upper portion) of the outer periphery of the cross section. ) To the shape including the optical axis L, and in the second shielding state (the second position or the fourth position), the cross section of the light beam transmitted through the imaging optical system 11 is set to the second portion on the outer periphery of the cross section. The first part (left part or upper part) and the second part (right part or lower part) are limited with respect to the optical axis L. And symmetrical positions. Thereby, the aberration in the predetermined direction (horizontal direction or vertical direction) of the imaging optical system 11 can be measured.

(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態による撮像装置2の構成を示す図である。なお、以下の説明において、第1の実施の形態と同様の各部については、第1の実施の形態と同一の符号を付して説明を省略する。撮像装置2は、レンズ鏡筒10と、カメラボディ120と、レンズ鏡筒10およびカメラボディ120の間に装着される中間アダプタ130とからなる。カメラボディ120は、第1の実施の形態のカメラボディ20と比較して、ペリクルミラー21および焦点検出ユニット30を有していない点で異なるが、この他の構成は同一である。すなわち、カメラボディ120は、被写体光を反射する部材をもたない、メタルバックの比較的短いカメラボディである。
(Second Embodiment)
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the imaging apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention. In the following description, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. The imaging device 2 includes a lens barrel 10, a camera body 120, and an intermediate adapter 130 that is mounted between the lens barrel 10 and the camera body 120. The camera body 120 differs from the camera body 20 of the first embodiment in that it does not have the pellicle mirror 21 and the focus detection unit 30, but the other configurations are the same. That is, the camera body 120 is a camera body having a relatively short metal back and no member that reflects the subject light.

中間アダプタ130は、カメラボディ120よりもメタルバックの長いレンズ鏡筒10をカメラボディ120に装着するためのアダプタである。中間アダプタ130は、ボディ側マウント131を介してカメラボディ120に装着されると共に、レンズ側マウント132を介してレンズ鏡筒10に装着される。中間アダプタ130内の、結像光学系11の光軸L上には、結像光学系11を通過した被写体光を二方向に分岐させるペリクルミラー21が設けられている。中間アダプタ130内には更に、焦点検出ユニット30が設けられている。ペリクルミラー21は、分岐させた被写体光の一方をカメラボディ120の主撮像素子22に、他方を焦点検出ユニット30に向かわせる。焦点検出ユニット30の構成は、第1の実施の形態と同様である。   The intermediate adapter 130 is an adapter for mounting the lens barrel 10 having a longer metal back than the camera body 120 to the camera body 120. The intermediate adapter 130 is attached to the camera body 120 via the body side mount 131 and attached to the lens barrel 10 via the lens side mount 132. On the optical axis L of the imaging optical system 11 in the intermediate adapter 130, a pellicle mirror 21 that branches the subject light that has passed through the imaging optical system 11 in two directions is provided. A focus detection unit 30 is further provided in the intermediate adapter 130. The pellicle mirror 21 directs one of the branched subject lights toward the main image sensor 22 of the camera body 120 and the other toward the focus detection unit 30. The configuration of the focus detection unit 30 is the same as that of the first embodiment.

更に、中間アダプタ130内の、結像光学系11の光軸L上には、ペリクルミラー21よりも結像光学系11側に、結像光学系11を通過した被写体光の一部を遮光するためのマスク部材33が設けられている。中間アダプタ130内には更に、マスク部材33を駆動させるマスク部材駆動装置34が設けられている。マスク部材33およびマスク部材駆動装置34の構成は、第1の実施の形態と同様である。   Further, on the optical axis L of the imaging optical system 11 in the intermediate adapter 130, a part of subject light that has passed through the imaging optical system 11 is shielded from the pellicle mirror 21 to the imaging optical system 11 side. A mask member 33 is provided. A mask member driving device 34 for driving the mask member 33 is further provided in the intermediate adapter 130. The configurations of the mask member 33 and the mask member driving device 34 are the same as those in the first embodiment.

中間アダプタ130は、中間アダプタ130内の各部を制御するアダプタ制御装置133を更に備えている。アダプタ制御装置133は、カメラボディ120内の制御装置23とボディ側マウント131を介して電気的に接続され、各種通信を行う。アダプタ制御装置133は、カメラボディ120から収差測定モードに設定された旨が通知されると、第1の実施の形態と同様にして、収差測定処理を実行する。またアダプタ制御装置133は、カメラボディ120から所定の撮影準備操作が行われた旨が通知されると、第1の実施の形態と同様にして、収差情報に基づく焦点検出処理を実行する。   The intermediate adapter 130 further includes an adapter control device 133 that controls each unit in the intermediate adapter 130. The adapter control device 133 is electrically connected to the control device 23 in the camera body 120 via the body side mount 131 and performs various communications. When notified from the camera body 120 that the aberration measurement mode has been set, the adapter control device 133 executes the aberration measurement process in the same manner as in the first embodiment. In addition, when notified from the camera body 120 that a predetermined photographing preparation operation has been performed, the adapter control device 133 executes focus detection processing based on aberration information in the same manner as in the first embodiment.

上述した第2の実施の形態による中間アダプタ130によれば、次の作用効果が得られる。
中間アダプタ130は、結像光学系11を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズ35と、複数のマイクロレンズ35の各々に対応して当該マイクロレンズ35の後側に配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイ32と、結像光学系11を透過した光束の一部を遮蔽することにより、結像光学系11を透過した光束の断面を、結像光学系11の光軸Lに対して偏よった形状に制限する遮蔽状態(第1〜第4位置)と、結像光学系11を透過した光束を遮蔽せずに通過させる通過状態(退避位置)とを切り替え可能なマスク部材33と、開放F値の結像光学系11を透過し、且つ上記遮蔽状態のマスク部材33により一部が遮蔽された光束に対応する受光素子アレイ32の出力信号に基づいて、結像光学系11の収差に関する収差情報を検出するアダプタ制御装置133と、を備える。また、中間アダプタ130は、焦点検出用の所定F値の結像光学系11を透過した光束に対応する受光素子アレイ32の出力信号に基づいて、結像光学系11の焦点調節状態を検出するアダプタ制御装置133と、検出した結像光学系11の焦点調節状態を、上記収差情報と撮影F値とに基づき補正するアダプタ制御装置133と、を備える。このように、第2の実施の形態による中間アダプタ130によれば、第1の実施の形態と同様に収差測定および焦点検出を行うことができるので、第1の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
According to the intermediate adapter 130 according to the second embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
The intermediate adapter 130 includes a plurality of microlenses 35 that are two-dimensionally arranged so that a light beam that has passed through the imaging optical system 11 enters, and a rear side of the microlens 35 corresponding to each of the plurality of microlenses 35. The light-receiving element array 32 having a plurality of light-receiving elements arranged in the light-receiving element array 32 and a part of the light beam that has passed through the imaging optical system 11 are shielded so that the cross section of the light beam that has passed through the imaging optical system 11 A shielding state (first to fourth positions) limited to a shape deviated with respect to the optical axis L of the system 11 and a passing state (retraction position) in which the light beam transmitted through the imaging optical system 11 passes without being shielded. To the output signal of the light receiving element array 32 corresponding to the light beam that is transmitted through the imaging optical system 11 having an open F value and partially blocked by the mask member 33 in the shielding state. Based on the imaging light Comprising an adapter control unit 133 for detecting the aberration information on the aberration of the system 11. Further, the intermediate adapter 130 detects the focus adjustment state of the imaging optical system 11 based on the output signal of the light receiving element array 32 corresponding to the light beam transmitted through the imaging optical system 11 having a predetermined F value for focus detection. An adapter controller 133 and an adapter controller 133 that corrects the detected focus adjustment state of the imaging optical system 11 based on the aberration information and the imaging F value. As described above, according to the intermediate adapter 130 according to the second embodiment, aberration measurement and focus detection can be performed in the same manner as in the first embodiment. Therefore, the same operational effects as those in the first embodiment can be performed. Is obtained.

(変形例1)
上述した実施の形態において、更に、マスク部材33を焦点検出用の第5位置に駆動可能とするようにしてもよい。図7に示すように、第5位置は、マスク部材33の透明部36bの中心Oが、結像光学系11の光軸Lと一致する位置である。すなわち、マスク部材33の透明部36bが光軸Lに対して上下左右対称な形状である。マスク部材33を第5位置に駆動することにより、結像光学系11を通過した被写体光束14を絞り込むことができるようになっている。
(Modification 1)
In the embodiment described above, the mask member 33 may be driven to the fifth position for focus detection. As shown in FIG. 7, the fifth position is a position where the center O of the transparent portion 36 b of the mask member 33 coincides with the optical axis L of the imaging optical system 11. That is, the transparent portion 36b of the mask member 33 is symmetrical with respect to the optical axis L. By driving the mask member 33 to the fifth position, the subject luminous flux 14 that has passed through the imaging optical system 11 can be narrowed down.

焦点検出時に結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい(結像光学系11の方がマイクロレンズ35よりも明るい)場合、隣り合うマイクロレンズ35の間でクロストークが発生してしまい、正常な焦点検出を行うことができない。そこで変形例1の制御装置23は、焦点検出時において、マスク部材駆動装置34を制御し、マスク部材33を第5位置に駆動させる。マスク部材33の透明部36bの大きさは、例えば、マイクロレンズ35と同じF値である結像光学系11からの被写体光束の径よりも小さい大きさであるとする。これにより、第5位置にあるマスク部材33よって結像光学系11を通過した被写体光束が絞られるため、隣り合うマイクロレンズ35の間でクロストークが発生するのを防止することができる。   When the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35 at the time of focus detection (the imaging optical system 11 is brighter than the microlens 35), crosstalk occurs between adjacent microlenses 35. Therefore, normal focus detection cannot be performed. Therefore, the control device 23 of Modification 1 controls the mask member driving device 34 to drive the mask member 33 to the fifth position during focus detection. The size of the transparent portion 36b of the mask member 33 is assumed to be smaller than the diameter of the subject light beam from the imaging optical system 11 having the same F value as the microlens 35, for example. As a result, the subject light flux that has passed through the imaging optical system 11 is narrowed by the mask member 33 at the fifth position, so that it is possible to prevent crosstalk from occurring between the adjacent microlenses 35.

なお、必ずしも、マスク部材33の透明部36bの大きさが、マイクロレンズ35と同じF値である結像光学系11からの被写体光束の径よりも小さくなくてもよい。少なくとも焦点検出を行う受光素子において、クロストークが発生しないような大きさであればよい。   Note that the size of the transparent portion 36b of the mask member 33 is not necessarily smaller than the diameter of the subject light beam from the imaging optical system 11 having the same F value as that of the micro lens 35. It is sufficient that the cross-talk does not occur at least in the light receiving element that performs focus detection.

また、図7では、マスク部材33が、結像光学系11を透過した被写体光束の断面を、光軸Lに対して上下左右に対称な形状に制限する例について示しているが、必ずしも上下左右に対称な形状でなくてもよい。焦点検出が可能であればよく、少なくとも、マスク部材33が第1〜第4位置にある場合よりも光軸Lに対して偏りが少ない形状であればよい。   FIG. 7 shows an example in which the mask member 33 limits the cross section of the subject light beam transmitted through the imaging optical system 11 to a symmetrical shape in the vertical and horizontal directions with respect to the optical axis L. The shape may not be symmetrical. It suffices if focus detection is possible, and at least a shape with less deviation with respect to the optical axis L than the case where the mask member 33 is in the first to fourth positions is sufficient.

以上説明したように、変形例1において、マスク部材33は、さらに焦点検出用の遮蔽状態(第5位置)に切替え可能であり、第5位置は、結像光学系11を透過した光束の断面を、結像光学系11の光軸Lを含み、且つ光軸Lに対して第1〜第4位置よりも偏りが少ない形状に制限し、制御装置23は、撮影F値の結像光学系11を透過し、且つ第5位置のマスク部材33により一部が遮蔽された光束に対応する受光素子アレイ32の出力信号に基づいて、結像光学系11の焦点調節状態を検出する。これにより、自動で結像光学系11を通過した被写体光束を絞った状態にして、隣り合うマイクロレンズ35の間でのクロストークを防止することができる。したがって、例えば、カメラボディ20から撮影F値の制御が行えないレンズ鏡筒10を装着していた場合にも、ユーザに手動でF値の調整を行わせることなく、自動で正常な焦点検出を行うことができる。   As described above, in the first modification, the mask member 33 can be further switched to the focus detection shielding state (fifth position), and the fifth position is a cross-section of the light beam transmitted through the imaging optical system 11. Is limited to a shape that includes the optical axis L of the imaging optical system 11 and is less biased than the first to fourth positions with respect to the optical axis L. 11, the focus adjustment state of the imaging optical system 11 is detected based on the output signal of the light receiving element array 32 corresponding to the light beam that has passed through 11 and is partially shielded by the mask member 33 at the fifth position. As a result, the subject luminous flux that has passed through the imaging optical system 11 is automatically reduced, and crosstalk between adjacent microlenses 35 can be prevented. Therefore, for example, even when the lens barrel 10 that cannot control the photographing F value from the camera body 20 is mounted, normal focus detection is automatically performed without causing the user to manually adjust the F value. It can be carried out.

(変形例2)
マイクロレンズ35の配列は、図2に示したものに限定されない。例えば、図8に示すように、マイクロレンズ35が略六角形に形成されたハニカム配置のマイクロレンズアレイ31を利用してもよい。図8は、変形例2において、図5と同様に、結像光学系11のF値がマイクロレンズ35のF値よりも小さい状態での、副撮像素子32に形成される被写体像を模式的に示す図である。上述した実施の形態と同様に、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1は、図8(a)に示すように、マイクロレンズ35を垂直に投影した範囲よりも広い円形状に形成されるため、隣り合うマイクロレンズ35同士で一部重なってしまう。
(Modification 2)
The arrangement of the microlenses 35 is not limited to that shown in FIG. For example, as shown in FIG. 8, a microlens array 31 having a honeycomb arrangement in which microlenses 35 are formed in a substantially hexagonal shape may be used. FIG. 8 is a schematic diagram of a subject image formed on the sub-imaging device 32 in the modified example 2 in a state where the F value of the imaging optical system 11 is smaller than the F value of the microlens 35, as in FIG. 5. FIG. Similar to the above-described embodiment, the subject image Im1 when the mask member 33 is in the retracted position is formed in a circular shape wider than the range in which the microlens 35 is vertically projected, as shown in FIG. Therefore, the adjacent microlenses 35 partially overlap each other.

一方、マスク部材33が第1位置にある場合の被写体像Im2は、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1の中央領域から右側外周部分までを含む一部分のみの形状でなる。そのため、図8(b)に示すように、例えば、被写体像Im2が形成された範囲のうち、光軸L上にある受光素子pOから右側外周部分に近い受光素子pRまでの受光素子による受光信号を、収差測定に用いることができる。これにより、結像光学系11の光軸Lから左側の部分瞳に対応する収差を演算することができる。   On the other hand, the subject image Im2 when the mask member 33 is at the first position has a shape of only a part including the center region to the right outer peripheral portion of the subject image Im1 when the mask member 33 is at the retracted position. Therefore, as shown in FIG. 8B, for example, in the range where the subject image Im2 is formed, the light receiving signal by the light receiving element from the light receiving element pO on the optical axis L to the light receiving element pR near the right outer peripheral portion. Can be used for aberration measurement. Thereby, the aberration corresponding to the left partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 can be calculated.

また、マスク部材33が第2位置にある場合の被写体像Im2は、図8(c)に示すように、マスク部材33が第1位置にある場合の被写体像Im2を反転させた形状となっており、マスク部材33が退避位置にある場合の被写体像Im1の中央領域から左側外周部分までを含む一部分のみの形状でなる。そのため、例えば、被写体像Im2が形成された範囲のうち、光軸L上にある受光素子pOから左側外周部分に近い受光素子pLまでの受光素子による受光信号を、収差測定に用いることができる。これにより、結像光学系11の光軸Lから右側の部分瞳に対応する収差を演算することができる。   Further, as shown in FIG. 8C, the subject image Im2 when the mask member 33 is at the second position has a shape obtained by inverting the subject image Im2 when the mask member 33 is at the first position. In addition, the mask member 33 has a shape including only a part including the center area of the subject image Im1 to the left outer peripheral portion when the mask member 33 is in the retracted position. Therefore, for example, in the range where the subject image Im2 is formed, a light reception signal by the light receiving element from the light receiving element pO on the optical axis L to the light receiving element pL near the left outer peripheral part can be used for aberration measurement. Thereby, the aberration corresponding to the right partial pupil from the optical axis L of the imaging optical system 11 can be calculated.

したがって、上述した実施の形態と同様に、マスク部材33を第1位置と第2位置とに駆動して、それぞれ収差演算を行うことにより、結像光学系11の横方向(z方向)についての収差を測定することができる。   Therefore, similarly to the above-described embodiment, the mask member 33 is driven to the first position and the second position, and the aberration calculation is performed, so that the horizontal direction (z direction) of the imaging optical system 11 is calculated. Aberration can be measured.

また、変形例2において、横方向(z方向)に対して±60度の方向について、結像光学系11の収差を測定するようにしてもよい。この場合、マスク部材33の透明部36bが横方向(z方向)に対して±60度の方向に偏心するように、マスク部材33を駆動して収差を測定すればよい。   In the second modification, the aberration of the imaging optical system 11 may be measured in the direction of ± 60 degrees with respect to the lateral direction (z direction). In this case, the aberration may be measured by driving the mask member 33 so that the transparent portion 36b of the mask member 33 is decentered in the direction of ± 60 degrees with respect to the lateral direction (z direction).

(変形例3)
上述した実施の形態では、マスク部材33の透明部36bの形状が円形状である例について説明したが、これに限らなくてよく、例えば多角形形状などであってもよい。マスク部材33の透明部36bの形状は、撮影光路に挿入された場合に、マイクロレンズアレイ31による副撮像素子32の受光素子の逆投影像を考慮すると、光軸L上にある受光素子の像と絞り開口の一方向の最外周部に近い受光素子の像をいずれもけらず、かつ、隣接するマイクロレンズ35からその最外周部に近い受光素子に注ぐ光を遮る形状であればいい。
(Modification 3)
In the above-described embodiment, the example in which the shape of the transparent portion 36b of the mask member 33 is circular has been described. However, the shape is not limited thereto, and may be, for example, a polygonal shape. The shape of the transparent portion 36b of the mask member 33 is the image of the light receiving element on the optical axis L when the back projection image of the light receiving element of the sub imaging element 32 by the microlens array 31 is taken into account when inserted into the photographing optical path. And any shape of the light-receiving element close to the outermost peripheral part in one direction of the aperture opening, and any shape that blocks light poured from the adjacent microlens 35 to the light-receiving element close to the outermost peripheral part may be used.

また、上述した実施の形態では、マスク部材33の透明部36bの形状が固定である例について説明したが、例えば、マスク部材33を複数の部材で構成し、透明部36bの形状や大きさが可変であるように構成してもよい。   In the above-described embodiment, the example in which the shape of the transparent portion 36b of the mask member 33 is fixed has been described. For example, the mask member 33 is composed of a plurality of members, and the shape and size of the transparent portion 36b are the same. It may be configured to be variable.

(変形例4)
上述したカメラボディ20の代わりに、一般的な一眼レフレックスカメラに近い構成を有するカメラボディにおいて、上述したマスク部材33とマスク部材駆動装置34を設けるようにしてもよい。この場合、マスク部材33は、クイックリターンミラーの前に設けるようにしてもよいし、サブミラーの反射面の前に設けるようにしてもよい。
(Modification 4)
Instead of the camera body 20 described above, the above-described mask member 33 and mask member driving device 34 may be provided in a camera body having a configuration close to a general single-lens reflex camera. In this case, the mask member 33 may be provided in front of the quick return mirror, or may be provided in front of the reflection surface of the sub mirror.

また、変形例4の場合、焦点検出ユニットへは、クイックリターンミラーがダウン位置にある状態でサブミラーを介して被写体光が入射される。サブミラーは、例えば、ほぼ撮像範囲の幅いっぱいをカバーする横長形状であり、焦点検出ユニットも撮像範囲の横方向いっぱいをカバーする。この場合には、撮像範囲の縦方向の像高の高いところの収差は測れず、また結像光学系11の縦方向の周辺部を通った光による収差測定もできないなどの制約がある。しかし、結像光学系11が光軸Lを軸とした回転対称であるとした仮定のもとで、測定しうる収差から収差の補正値を割り出すことができる。このようにして割り出した収差の補正値を用いることで、収差の補正がない場合よりも正確な焦点検出を行うことができる。   In the case of the fourth modification, subject light is incident on the focus detection unit through the sub mirror while the quick return mirror is in the down position. The sub mirror has, for example, a horizontally long shape that covers almost the entire width of the imaging range, and the focus detection unit also covers the entire horizontal range of the imaging range. In this case, there are restrictions such that the aberration at a high image height in the vertical direction of the imaging range cannot be measured, and the aberration measurement by the light passing through the peripheral portion in the vertical direction of the imaging optical system 11 cannot be performed. However, under the assumption that the imaging optical system 11 is rotationally symmetric about the optical axis L, an aberration correction value can be determined from the measurable aberration. By using the aberration correction value determined in this way, more accurate focus detection can be performed than when no aberration correction is performed.

(変形例5)
上述した実施の形態では、マスク部材33を第1〜第4位置に駆動することにより、透明部36b(すなわち絞り)を上下左右にそれぞれ偏心させて収差測定を行う例について説明したが、これに限らず、より多くの方向について透明部36bを偏心させて、より精密に収差を測定するようにしてもよい。また、逆に、マスク部材33を第1位置および第2位置にのみ駆動させて(すなわち、左右方向にのみ透明部36bを偏心させて)、収差測定を行うようにしてもよい。直接測定できない必要な部分の必要な方向の収差情報については、収差が回転対称であるなどの仮定の元で割り出すようにすればよい。
(Modification 5)
In the above-described embodiment, the example in which the aberration measurement is performed by driving the mask member 33 to the first to fourth positions to decenter the transparent portion 36b (that is, the diaphragm) vertically and horizontally has been described. However, the aberration may be measured more precisely by decentering the transparent portion 36b in more directions. Conversely, aberration measurement may be performed by driving the mask member 33 only to the first position and the second position (that is, by decentering the transparent portion 36b only in the left-right direction). The aberration information in the necessary direction of the necessary part that cannot be directly measured may be determined based on the assumption that the aberration is rotationally symmetric.

(変形例6)
ペリクルミラー21に代えて、ホログラム素子を形成したペリクルフィルムを設けてもよい。ホログラム素子により特定波長の光束の反射角度を変化させられるので、ペリクルミラー21と同様の構成を、ペリクルミラー21よりも浅い角度で実現することができる。この場合、撮像には特定波長の光束のみ欠けた被写体光を用いることになるが、ごく狭い波長域の光が欠けるだけなので、通常の撮像にはほとんど影響はない。これによりフランジバックを短くできるので、例えば中間アダプタ等を介してレンズ鏡筒10を装着する場合に、より多様な種類のレンズ鏡筒10に対応することが可能となる。
(Modification 6)
Instead of the pellicle mirror 21, a pellicle film on which a hologram element is formed may be provided. Since the reflection angle of the light beam having a specific wavelength can be changed by the hologram element, the same configuration as the pellicle mirror 21 can be realized at a shallower angle than the pellicle mirror 21. In this case, although subject light lacking only a light beam having a specific wavelength is used for imaging, there is almost no effect on normal imaging because only light in a very narrow wavelength range is missing. Accordingly, since the flange back can be shortened, for example, when the lens barrel 10 is mounted via an intermediate adapter or the like, it is possible to cope with various types of lens barrels 10.

(変形例7)
収差測定の場合と同様に、マスク部材33の駆動を伴う焦点検出を行ってもよい。すなわち、マスク部材33を第1位置に駆動して得た受光信号と、第2位置に駆動して得た受光信号とから、デフォーカス量を演算するようにしてもよい。ただし前述の通り、例えば移動する被写体を撮影する場合など、2つの受光信号の基となる被写体像が異なる場合にはデフォーカス量を正しく検出できないので、ユーザが指定した場合のみマスク部材33の駆動を伴う焦点検出を行うようにすることが望ましい。例えば、ユーザが固定的な被写体を撮影する場合には上記の焦点検出を行うモードを選択し、それ以外の場合には第1の実施形態で説明した焦点検出を行うモードを選択するように撮像装置を構成する。
(Modification 7)
Similarly to the case of aberration measurement, focus detection with driving of the mask member 33 may be performed. That is, the defocus amount may be calculated from the light reception signal obtained by driving the mask member 33 to the first position and the light reception signal obtained by driving the mask member 33 to the second position. However, as described above, the defocus amount cannot be detected correctly when the subject images that are the basis of the two light reception signals are different, for example, when a moving subject is photographed, so that the mask member 33 is driven only when designated by the user. It is desirable to perform focus detection involving For example, when the user shoots a fixed subject, the above-described focus detection mode is selected, and in other cases, the focus detection mode described in the first embodiment is selected. Configure the device.

(変形例8)
マスク部材駆動装置34によりマスク部材33を駆動させる代わりに、遮光部36aおよび透明部36bを液晶により構成して、マイクロレンズ35からの光束の遮光と透過とを切り替えてもよい。
(Modification 8)
Instead of driving the mask member 33 by the mask member driving device 34, the light shielding portion 36a and the transparent portion 36b may be configured by liquid crystal to switch between shielding and transmitting the light beam from the microlens 35.

(変形例9)
収差情報は、上述した像ずれ量Sa〜Sp以外の情報であってもよい。例えば、デフォーカス量を補正する演算の途中で表れる中間データであってもよい。その他、最終的に焦点検出結果から収差の影響を軽減可能なデータであれば、どのような形式のデータであってもよい。
(Modification 9)
The aberration information may be information other than the image shift amounts Sa to Sp described above. For example, it may be intermediate data that appears during the calculation for correcting the defocus amount. In addition, any data format may be used as long as the data can finally reduce the influence of aberration from the focus detection result.

(変形例10)
収差測定時のF値を、上述した各実施形態のように開放F値にしない場合であっても、本発明を適用することが可能である。ただし、この場合には、絞り12により遮光される箇所(より光軸Lから遠い部分瞳)の収差を測定することはできない。
(Modification 10)
The present invention can be applied even when the F value at the time of aberration measurement is not set to the open F value as in each of the above-described embodiments. However, in this case, it is not possible to measure the aberration at a location shielded by the diaphragm 12 (a partial pupil farther from the optical axis L).

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。   As long as the characteristics of the present invention are not impaired, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and other forms conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention. .

1、2…撮像装置、10…レンズ鏡筒、11…結像光学系、12…絞り、20、120…カメラボディ、21…ペリクルミラー、22…主撮像素子、23…制御装置、30…焦点検出ユニット、31…マイクロレンズアレイ、32…副撮像素子、33…マスク部材、34…マスク部材駆動装置、35…マイクロレンズ、36a…遮光部、36b…透明部、40…電子ビューファインダーユニット、41…背面モニター、42…接眼レンズ、130…中間アダプタ、133…アダプタ制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Imaging device, 10 ... Lens barrel, 11 ... Imaging optical system, 12 ... Aperture, 20, 120 ... Camera body, 21 ... Pellicle mirror, 22 ... Main imaging device, 23 ... Control device, 30 ... Focus Detection unit, 31 ... micro lens array, 32 ... sub-imaging device, 33 ... mask member, 34 ... mask member driving device, 35 ... micro lens, 36a ... light-shielding part, 36b ... transparent part, 40 ... electronic viewfinder unit, 41 ... rear monitor, 42 ... eyepiece, 130 ... intermediate adapter, 133 ... adapter controller

Claims (5)

着脱可能な交換レンズの有する結像光学系を透過した光束が入射するよう二次元状に配置された複数のマイクロレンズと、
前記複数のマイクロレンズの各々に対応して当該マイクロレンズの後側に配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイと、
前記交換レンズに記憶された第1収差情報を取得する収差取得部と、
前記受光素子アレイの出力信号に基づいて、前記結像光学系の収差に関する第2収差情報を検出する収差検出部と、
を備える撮像装置。
A plurality of microlenses arranged two-dimensionally so that a light beam transmitted through an imaging optical system of a removable interchangeable lens is incident;
A light receiving element array having a plurality of light receiving elements arranged on the rear side of the micro lens corresponding to each of the plurality of micro lenses;
An aberration acquisition unit for acquiring first aberration information stored in the interchangeable lens;
An aberration detector for detecting second aberration information related to the aberration of the imaging optical system based on an output signal of the light receiving element array;
An imaging apparatus comprising:
請求項1に記載の撮像装置において、
前記収差取得部が前記第1収差情報を取得できない場合、前記収差検出部による前記第2収差情報の検出が行われる収差測定モードの設定が可能となる撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
An imaging apparatus capable of setting an aberration measurement mode in which the second aberration information is detected by the aberration detection unit when the aberration acquisition unit cannot acquire the first aberration information.
請求項1に記載の撮像装置において、
操作部材をさらに備え、
前記操作部材が操作されることによって、前記収差検出部による前記第2収差情報の検出を行う撮像装置。
The imaging device according to claim 1,
An operation member,
An imaging apparatus that detects the second aberration information by the aberration detector by operating the operation member.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記結像光学系を透過した光束の一部を遮蔽することにより、前記結像光学系を透過した光束の断面を、前記結像光学系の光軸に対して偏よった形状に制限する遮蔽状態と、前記結像光学系を透過した光束を遮蔽せずに通過させる通過状態とを切り替える遮蔽部と、
前記遮蔽部を駆動する駆動部とをさらに備え、
前記収差検出部による前記第2収差情報の検出が行われる場合に、前記駆動部は前記遮蔽部を前記遮蔽状態になるように駆動し、
前記収差検出部は、前記遮蔽状態の前記遮蔽部により一部が遮蔽された前記結像光学系を透過した光束に対応する前記受光素子アレイの出力信号に基づいて、前記結像光学系の収差に関する前記第2収差情報を検出する撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 3,
Shielding by limiting a part of the light beam transmitted through the imaging optical system to a shape biased with respect to the optical axis of the imaging optical system by shielding a part of the light beam transmitted through the imaging optical system. A shielding unit that switches between a state and a passing state that allows the light beam that has passed through the imaging optical system to pass through without being shielded;
A drive unit that drives the shielding unit;
When the second aberration information is detected by the aberration detection unit, the driving unit drives the shielding unit to be in the shielding state,
The aberration detector is configured to detect an aberration of the imaging optical system based on an output signal of the light receiving element array corresponding to a light beam transmitted through the imaging optical system partially shielded by the shielding unit in the shielding state. An imaging device for detecting the second aberration information relating to.
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記結像光学系を透過した光束を受光し画像信号を出力する撮像素子と、
前記第1収差情報または前記第2収差情報に基づいて、焦点検出結果を補正する焦点検出部とをさらに備える撮像装置。
In the imaging device according to any one of claims 1 to 4,
An image sensor that receives a light beam transmitted through the imaging optical system and outputs an image signal;
An imaging apparatus further comprising: a focus detection unit that corrects a focus detection result based on the first aberration information or the second aberration information.
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