JPH10161012A - Focus detector and image pickup device having focus detecting function - Google Patents

Focus detector and image pickup device having focus detecting function

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JPH10161012A
JPH10161012A JP8322820A JP32282096A JPH10161012A JP H10161012 A JPH10161012 A JP H10161012A JP 8322820 A JP8322820 A JP 8322820A JP 32282096 A JP32282096 A JP 32282096A JP H10161012 A JPH10161012 A JP H10161012A
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JP
Japan
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image
focus detection
imaging
displacement
focus
Prior art date
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Pending
Application number
JP8322820A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Utagawa
健 歌川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To directly detect a focusing state on an image pickup scene by providing a focus detecting means for detecting the focusing state of an image pickup optical system based on displacement detected by a displacement detecting means. SOLUTION: The image pickup optical system 1 forms light from a subject into an image. An optical element 2 is arranged on the image space side of the optical system 1 and divides the image space by dividing the light to transmitted light and reflected light in accordance with incident light. Plural image pickup means 3a and 3b are individually arranged in every image space divided into plural by the optical element 2, and an optical image divided and formed in every image space is picked up. The displacement detecting means 4 fetches image information from the means 3a and 3b and detects the displacement between the respective pieces of image information. The focus detecting means 5 detects the focusing state of the optical system 1 based on the displacement detected by the detecting means 4. Thus, the focusing state on the image pickup surfaces of the means 3a and 3b is directly detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影光学系の焦点
調節状態を検出する焦点検出装置、およびその焦点検出
機能と併せて撮像機能を兼ね備えた撮像装置に関する。
特に、従来の瞳分割位相差検出方式との相違点は、焦点
検出用の仮想面(一次結像面など)を撮像面と別個に設
けることなく、撮像面上において直接的に焦点検出が行
われる点である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device for detecting a focus adjustment state of a photographing optical system, and an imaging device having an imaging function in addition to the focus detection function.
In particular, the difference from the conventional pupil division phase difference detection method is that focus detection is performed directly on the imaging surface without providing a virtual surface for focus detection (such as a primary imaging surface) separately from the imaging surface. It is a point that is done.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、カメラその他の光学機器には、焦
点調節状態を検出するために、瞳分割位相差検出方式の
焦点検出装置が搭載されている。図23は、この種の焦
点検出装置を搭載した電子カメラを示す図である。図2
3において、カメラボディ61の前面には鏡筒62が取
り付けられ、この鏡筒62の内部には撮影光学系63が
配置される。
2. Description of the Related Art Conventionally, cameras and other optical apparatuses are equipped with a focus detection device of a pupil division phase difference detection system for detecting a focus adjustment state. FIG. 23 is a diagram showing an electronic camera equipped with this type of focus detection device. FIG.
In 3, a lens barrel 62 is attached to the front of a camera body 61, and a photographing optical system 63 is disposed inside the lens barrel 62.

【0003】撮影光学系63の光軸上には、メインミラ
ー64およびサブミラー65が順に配置され、メインミ
ラー64の反射方向に沿ってマット面およびペンタプリ
ズムなどが配置される。一方、サブミラー65の反射方
向には焦点検出部66が配置され、この焦点検出部66
の出力は、A/D変換部67を介してマイクロプロセッ
サ68に接続される。
A main mirror 64 and a sub-mirror 65 are sequentially arranged on the optical axis of the photographing optical system 63, and a mat surface, a pentaprism, and the like are arranged along the reflection direction of the main mirror 64. On the other hand, a focus detection unit 66 is disposed in the reflection direction of the sub mirror 65, and the focus detection unit 66
Is connected to a microprocessor 68 via an A / D converter 67.

【0004】また、サブミラー65の後方には、CCD
撮像素子などからなる撮像部70が配置され、撮像部7
0は、ミラーアップ状態において被写体像の撮像を行
う。図24は、焦点検出部66の内部構成を示す分解斜
視図である。図24において、焦点検出部66の上面に
は、レンズホルダ部71が設けられ、レンズホルダ部7
1にコンデンサレンズ72が嵌合される。
A CCD is provided behind the sub mirror 65.
An image pickup unit 70 including an image pickup device is arranged, and the image pickup unit 7 is provided.
0 captures a subject image in the mirror-up state. FIG. 24 is an exploded perspective view showing the internal configuration of the focus detection unit 66. In FIG. 24, a lens holder 71 is provided on the upper surface of the focus detector 66, and the lens holder 7 is provided.
1 is fitted with a condenser lens 72.

【0005】このコンデンサレンズ72の上面には、視
野を制限する視野マスク73と、赤外光を遮る赤外カッ
トフィルタ74とが配置される。また、コンデンサレン
ズ72の直下にはミラー75が斜めに配置され、ミラー
75の反射軸に沿って、絞り板77,レンズ板78およ
びイメージセンサ79が順に配置される。イメージセン
サ79の出力は、A/D変換部67を介してマイクロプ
ロセッサ68に接続される。
[0005] On the upper surface of the condenser lens 72, a field mask 73 for limiting the field of view and an infrared cut filter 74 for blocking infrared light are arranged. A mirror 75 is disposed obliquely directly below the condenser lens 72, and an aperture plate 77, a lens plate 78, and an image sensor 79 are sequentially disposed along the reflection axis of the mirror 75. The output of the image sensor 79 is connected to the microprocessor 68 via the A / D converter 67.

【0006】さらに、上述の絞り板77には、左右対称
な開口部からなる絞りマスク77a,77bが穿孔さ
れ、また、レンズ板78には、左右対称な結像レンズか
らなるセパレータレンズ78a,78bが一体に成形さ
れる。以下、これらの図に基づいて、従来の焦点検出動
作を説明する。まず、ミラーダウン状態において、焦点
検出部66は、サブミラー65の反射光を受光する。
The aperture plate 77 is provided with aperture masks 77a and 77b each having a symmetrical opening, and the lens plate 78 is provided with separator lenses 78a and 78b each having a symmetrical imaging lens. Are integrally formed. Hereinafter, a conventional focus detection operation will be described with reference to these drawings. First, in the mirror-down state, the focus detection unit 66 receives light reflected by the sub-mirror 65.

【0007】この受光光束は、撮像面と光学的に等価な
仮想面(以下、この面を「一次結像面」という)の近傍
において一旦結像する。視野マスク73は、この光像の
余分な部分を遮蔽して、焦点検出エリア内の光像のみを
抜き出す。この焦点検出エリア内の光像は、一次結像面
を通過して再び分散し、コンデンサレンズ72を介して
絞りマスク77a,77bに到達する。
The received light beam forms an image once near a virtual plane optically equivalent to the imaging plane (hereinafter, this plane is referred to as a “primary imaging plane”). The field mask 73 shields an unnecessary portion of the light image and extracts only the light image in the focus detection area. The light image in this focus detection area passes through the primary imaging plane, is dispersed again, and reaches the aperture masks 77a and 77b via the condenser lens 72.

【0008】絞りマスク77a,77bでは、これらの
光束を瞳分割して、左右対称な分割光束を形成する。こ
れらの分割光束は、セパレータレンズ78a,78bを
介して個別にアオリ結像され、イメージセンサ79の撮
像面に、一組の光像を形成する。ここで、イメージセン
サ79は、これら一組の光像を光電変換する。マイクロ
プロセッサ68は、イメージセンサ79の光電出力を取
り込む。
In the stop masks 77a and 77b, these light beams are pupil-divided to form symmetrical split light beams. These split light beams are individually tilted and imaged through the separator lenses 78a and 78b, and form a set of light images on the imaging surface of the image sensor 79. Here, the image sensor 79 photoelectrically converts the set of light images. The microprocessor 68 captures the photoelectric output of the image sensor 79.

【0009】マイクロプロセッサ68は、この光電出力
に対して公知の相関演算を行い、一組の光像の像間隔を
検出する。この像間隔に基づいて、一次結像面と光像と
のズレ量が算出される。マイクロプロセッサ68は、こ
のズレ量に換算係数を乗ずることにより、撮像面と光像
とのズレ量(以下、「デフォーカス量」という)を間接
的に算出する。
The microprocessor 68 performs a well-known correlation operation on the photoelectric output to detect the image interval of a set of light images. Based on this image interval, the amount of deviation between the primary image plane and the optical image is calculated. The microprocessor 68 indirectly calculates the amount of deviation between the imaging surface and the optical image (hereinafter, referred to as “defocus amount”) by multiplying the amount of deviation by a conversion coefficient.

【0010】一方、図示しないレリーズ釦が全押しされ
ると、メインミラー64およびサブミラー65が跳ね上
げられ、撮影光学系63の通過光束が、撮像部70の撮
像面に直接到達して、被写体像を形成する。撮像部70
は、この被写体像の光電変換を行って、図示しない画像
記録部や表示部へ画像信号を出力する。
On the other hand, when the release button (not shown) is fully pressed, the main mirror 64 and the sub-mirror 65 are flipped up, and the light beam passing through the photographing optical system 63 directly reaches the image pickup surface of the image pickup section 70, and To form Imaging unit 70
Performs photoelectric conversion of the subject image and outputs an image signal to an image recording unit and a display unit (not shown).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の焦点
検出装置では、焦点検出用の一次結像面を撮影光路と別
に設定する。この一次結像面に関して焦点検出を行うこ
とにより、撮像面上の焦点調節状態(例えば、デフォー
カス量など)を間接的に推測していた。そのため、焦点
検出部66もしくは撮像部70の取り付け誤差や、取り
付け位置の経年変化などが発生して、撮像面と一次結像
面との位置関係が僅かでもずれると、焦点検出精度が低
下してしまうという問題点があった。
By the way, in the conventional focus detecting device, the primary image forming plane for focus detection is set separately from the photographing optical path. By performing focus detection on the primary imaging plane, a focus adjustment state (for example, a defocus amount or the like) on the imaging plane is indirectly estimated. Therefore, if a mounting error of the focus detection unit 66 or the imaging unit 70 or a secular change of the mounting position occurs and the positional relationship between the imaging surface and the primary imaging surface is slightly shifted, the focus detection accuracy is reduced. There was a problem that it would.

【0012】また、従来の焦点検出装置は、ミラーアッ
プ時に撮影光束を受光することができない。そのため、
撮影が行われる瞬間の焦点調節状態を直に検出できない
という問題点があった。その結果、レリーズタイムラグ
の期間に合焦状態がずれてしまうという問題点があっ
た。
Further, the conventional focus detection device cannot receive the photographing light beam when the mirror is raised. for that reason,
There has been a problem that the focus adjustment state at the moment of photographing cannot be directly detected. As a result, there is a problem that the in-focus state shifts during the release time lag.

【0013】さらに、一般的な電子カメラでは、撮像部
70として、1/2〜1/3インチ程度の撮像素子が使
用される。このような電子カメラは、35mmの銀塩カ
メラなどに比べて撮影画面が数倍小さく、画素ピッチも
10μm程度あるいはそれ以下と細かいため、撮像面上
における許容錯乱円の径が小さくなる。そのため、この
ような電子カメラの光学系に35mmカメラ用の焦点検
出部をそのまま使用すると、焦点検出精度が不足し、合
焦精度が不十分になるおそれがあった。
Further, in a general electronic camera, an image pickup device of about 1/2 to 1/3 inch is used as the image pickup section 70. Such an electronic camera has a photographing screen several times smaller than a 35 mm silver halide camera or the like, and has a small pixel pitch of about 10 μm or less, so that the diameter of the permissible circle of confusion on the imaging surface is small. Therefore, if a focus detection unit for a 35 mm camera is used as it is in the optical system of such an electronic camera, the focus detection accuracy may be insufficient and the focus accuracy may be insufficient.

【0014】また、従来の焦点検出装置において、複数
の焦点検出エリアについて焦点検出を行う場合には、焦
点検出部66の内部光路に相当する光路を焦点検出エリ
アの数だけ設ける必要があった。そのため、この種の焦
点検出装置では、装置が大型化するという問題点があっ
た。さらに、従来の焦点検出装置では、焦点検出エリア
が構造的に固定される。そのため、焦点検出エリアの位
置を連続的に可変する場合には、焦点検出部を機械的に
移動する必要があった。このような装置では、焦点検出
部の駆動機構などを別途備えなければならず、装置が大
型化するという問題点があった。さらに、焦点検出部の
移動に際して、撮像面と一次結像面との位置関係を一定
に保つことが非常に困難であるという問題点もあった。
In the conventional focus detection device, when performing focus detection for a plurality of focus detection areas, it is necessary to provide optical paths corresponding to the internal optical paths of the focus detection section 66 by the number of focus detection areas. Therefore, in this type of focus detection device, there is a problem that the size of the device is increased. Further, in the conventional focus detection device, the focus detection area is structurally fixed. Therefore, when continuously changing the position of the focus detection area, it was necessary to mechanically move the focus detection unit. In such an apparatus, a drive mechanism for the focus detection unit and the like must be separately provided, and there is a problem that the apparatus is increased in size. Further, there is also a problem that it is very difficult to keep the positional relationship between the imaging plane and the primary imaging plane constant when the focus detection unit moves.

【0015】そこで、請求項1,2に記載の発明では、
上述の問題点を解決するために、撮像面上の焦点調節状
態を直に検出することができる焦点検出装置を提供する
ことを目的とする。請求項3に記載の発明では、請求項
1の目的と併せて、撮影画面の隅々の焦点調節状態を検
出することができる焦点検出装置を提供することを目的
とする。
Therefore, according to the first and second aspects of the present invention,
In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a focus detection device capable of directly detecting a focus adjustment state on an imaging surface. A third aspect of the present invention is to provide a focus detection device capable of detecting a focus adjustment state at every corner of a shooting screen, in addition to the object of the first aspect.

【0016】請求項4に記載の発明では、請求項1の目
的と併せて、特定の被写体の焦点調節状態を検出するこ
とができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
請求項5に記載の発明は、請求項4の目的と併せて、焦
点調節状態の検出対象を自在に変更することができる焦
点検出装置を提供することを目的とする。請求項6に記
載の発明は、請求項1の目的と併せて、カラー用の撮像
素子を使用する場合に好適な焦点検出装置を提供するこ
とを目的とする。
A fourth object of the present invention is to provide, in addition to the object of the first embodiment, a focus detecting device capable of detecting a focus adjustment state of a specific subject.
A fifth object of the present invention is to provide a focus detecting device capable of freely changing a detection target of a focus adjustment state, in addition to the object of the fourth object. An object of the invention described in claim 6 is to provide a focus detection device suitable for using a color imaging element, in addition to the object of claim 1.

【0017】請求項7に記載の発明は、請求項6の目的
と併せて、カラー用の撮像素子を使用した場合に、より
高精度に焦点調節状態を検出することができる焦点検出
装置を提供することを目的とする。請求項8に記載の発
明は、請求項1の目的と併せて、空間画素ずらしが施さ
れた撮像素子を使用する場合に好適な焦点検出装置を提
供することを目的とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the object of the sixth aspect, there is provided a focus detection device capable of detecting a focus adjustment state with higher accuracy when a color image pickup device is used. The purpose is to do. An object of the invention described in claim 8 is to provide a focus detection device suitable for using an image pickup device in which spatial pixels are shifted, in addition to the object of claim 1.

【0018】請求項9に記載の発明は、請求項1の目的
と併せて、撮影画面の高解像度化もしくは高S/N化も
しくは大画面化を容易に実現することができる撮像装置
を提供することを目的とする。請求項10に記載の発明
は、請求項9の目的と併せて、撮像装置の電荷蓄積時間
を適正に決定することができる撮像装置を提供すること
を目的とする。
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the object of the first aspect, there is provided an imaging apparatus capable of easily realizing a high resolution, a high S / N, or a large screen of a photographing screen. The purpose is to: A further object of the present invention is to provide, in addition to the object of the ninth aspect, an imaging device capable of appropriately determining the charge accumulation time of the imaging device.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に記載
の発明に対応する原理ブロック図である。以下、図1に
対応付けて、課題を解決するための手段を説明する。請
求項1に記載の発明は、被写体からの光を結像する撮影
光学系1と、撮影光学系1の像空間側に配置され、光を
入射角に応じ透過光と反射光とに分けて像空間を分割す
る光学素子2と、光学素子2により複数に分割された像
空間ごとに個別配置され、像空間ごとに分割形成される
光像を撮像する複数の撮像手段3a,3bと、複数の撮
像手段3a,3bから画像情報を取り込んで該画像情報
の間の変位を検出する変位検出手段4と、変位検出手段
4により検出された変位に基づいて、撮影光学系1の焦
点調節状態を検出する焦点検出手段5とを備えたことを
特徴とする。
FIG. 1 is a block diagram showing the principle corresponding to the first aspect of the present invention. Hereinafter, means for solving the problem will be described with reference to FIG. According to the first aspect of the present invention, a photographing optical system 1 for forming an image of light from a subject and an image space side of the photographing optical system 1 which divides light into transmitted light and reflected light according to an incident angle. An optical element 2 for dividing an image space, a plurality of image pickup means 3a and 3b individually arranged for each of the plurality of image spaces divided by the optical element 2, and for picking up an optical image divided and formed for each image space; A displacement detecting means 4 for taking in image information from the imaging means 3a and 3b and detecting a displacement between the image information, and a focusing state of the photographing optical system 1 based on the displacement detected by the displacement detecting means 4. And a focus detection means 5 for detecting.

【0020】図2は、請求項2に記載の発明を説明する
図である。請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の
撮像装置において、光学素子2が、撮影光学系1の光路
上に空隙6cを有する光学プリズム6であり、該空隙6
cは、光路に対し傾斜したプリズム断面6a,6bのす
きまに形成される空隙であることを特徴とする。
FIG. 2 is a diagram for explaining the second aspect of the present invention. According to a second aspect of the present invention, in the imaging device according to the first aspect, the optical element 2 is an optical prism 6 having a gap 6c on an optical path of the photographing optical system 1, and the gap 6
c is a gap formed in the gap between the prism cross sections 6a and 6b inclined with respect to the optical path.

【0021】図3は、請求項3に記載の発明を説明する
図である。請求項3に記載の発明は、請求項1または請
求項2に記載の焦点検出装置において、撮影光学系1
は、像空間側をほぼテレセントリック系とする光学系で
あることを特徴とする。なお、ここでの撮影光学系1
は、厳密な意味でのテレセントリック系を形成する光学
系に限定されず、撮影画面の大きさに比べて射出瞳が十
分に離れた撮影光学系であっても実質的に構わない。例
えば、35mmカメラ用の撮影レンズを用いて、1/2
インチ程度の撮像素子に光像を形成するケースなども含
まれる。
FIG. 3 is a diagram for explaining the third aspect of the present invention. According to a third aspect of the present invention, in the focus detection device according to the first or second aspect, the imaging optical system 1 is provided.
Is characterized in that the optical system is an optical system in which the image space side is substantially telecentric. The photographing optical system 1 here
Is not limited to an optical system that forms a telecentric system in a strict sense, and an imaging optical system whose exit pupil is sufficiently separated from the size of the imaging screen may be substantially used. For example, using a shooting lens for a 35 mm camera,
A case where an optical image is formed on an image sensor of about inches is also included.

【0022】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請
求項3のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
変位検出手段4は、撮像手段3a,3bの撮影画面内に
設けられた焦点検出エリアに検出範囲を限定して、画像
情報の変位を検出することを特徴とする。図4は、請求
項5に記載の発明を説明する図である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the focus detection apparatus according to any one of the first to third aspects,
The displacement detection means 4 is characterized in that the detection range is limited to a focus detection area provided in the photographing screen of the imaging means 3a, 3b, and the displacement of the image information is detected. FIG. 4 is a diagram for explaining the invention described in claim 5.

【0023】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の焦点検出装置において、外部入力により、焦点検出エ
リアを選択もしくは移動もしくは縮小拡大する操作手段
7を備えたことを特徴とする。請求項6に記載の発明
は、請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の焦点
検出装置において、撮像手段3a,3bの撮像面上に
は、所定の表色系における色フィルタが混合して配列さ
れてなり、変位検出手段4は、画像情報の予め定められ
た色成分を抽出もしくは合成し、その色成分について変
位を検出することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the focus detecting apparatus of the fourth aspect, there is provided an operating means 7 for selecting, moving or reducing / enlarging the focus detection area by an external input. According to a sixth aspect of the present invention, in the focus detection device according to any one of the first to fifth aspects, a color filter in a predetermined color system is provided on the imaging surfaces of the imaging units 3a and 3b. The displacement detecting means 4 is characterized by extracting or synthesizing a predetermined color component of the image information and detecting the displacement of the color component.

【0024】請求項7に記載の発明は、請求項6に記載
の焦点検出装置において、撮像手段3a,3bは、色フ
ィルタの少なくとも一色が、縦方向もしくは横方向もし
くは斜め方向に連続して配列されてなり、変位検出手段
4は、一色の連続方向に沿って、画像情報の変位を検出
することを特徴とする。図5は、請求項8に記載の発明
に対応する原理ブロック図である。
According to a seventh aspect of the present invention, in the focus detection device of the sixth aspect, the image pickup means 3a and 3b are arranged such that at least one of the color filters is continuously arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction. The displacement detecting means 4 detects the displacement of the image information along the continuous direction of one color. FIG. 5 is a principle block diagram corresponding to the invention described in claim 8.

【0025】請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請
求項7のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
複数の撮像手段3a,3bは、撮像面上の画素配置に空
間画素ずらしが施されてなり、変位検出手段4は、空間
画素ずらしによる画像情報の位置ズレを、画素単位の重
み付け加算により補正する画素補正手段4aと、画素補
正手段4aにより補正された画像情報の間の変位を検出
する検出手段4bとを備えてなることを特徴とする。
According to a eighth aspect of the present invention, in the focus detection apparatus according to any one of the first to seventh aspects,
The plurality of imaging units 3a and 3b are configured such that spatial pixel shifting is performed on the pixel arrangement on the imaging surface, and the displacement detecting unit 4 corrects the positional shift of the image information due to the spatial pixel shifting by weighting addition in pixel units. It is characterized by comprising a pixel correcting means 4a and a detecting means 4b for detecting a displacement between the image information corrected by the pixel correcting means 4a.

【0026】図6は、請求項9に記載の発明に対応する
原理ブロック図である。請求項9に記載の発明は、請求
項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の焦点検出装置
を具備してなる撮像装置において、複数の撮像手段3
a,3bにより光電変換された画像情報を、分割前の像
空間の位置関係に従って合成し、被写体像の画像情報を
得る画像合成手段8を備えたことを特徴とする。
FIG. 6 is a block diagram showing the principle corresponding to the ninth aspect of the present invention. According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus including the focus detection device according to any one of the first to eighth aspects, wherein the plurality of imaging means 3 are provided.
An image synthesizing means 8 for synthesizing image information photoelectrically converted by a and 3b in accordance with a positional relationship in an image space before division to obtain image information of a subject image is provided.

【0027】請求項10に記載の発明は、請求項9に記
載の撮像装置において、撮像手段3a,3bは、焦点検
出時と撮影時の状態遷移に伴って、光電荷を蓄積する電
荷蓄積時間を変更することを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the imaging apparatus of the ninth aspect, the imaging means 3a, 3b is a charge accumulation time for accumulating photocharges in accordance with a state transition between focus detection and photographing. Is changed.

【0028】(作用)請求項1にかかわる焦点検出装置
では、光学素子2が、撮影光学系1の像空間側に配置さ
れる。この光学素子2は、光の入射角に応じて光を反射
光と透過光とに振り分ける。
(Function) In the focus detecting device according to the first aspect, the optical element 2 is arranged on the image space side of the photographing optical system 1. The optical element 2 divides light into reflected light and transmitted light according to the incident angle of the light.

【0029】このような光学素子2の光学作用により、
撮影光学系1の像空間が部分的に向きを変え、像空間が
複数に分割される。撮像手段3a,3bは、複数に分割
された像空間ごとに個別配置され、像空間ごとに形成さ
れる光像を撮像する。ここで、撮影画面上の各点に収束
する光束群を考える。このような光束群の一部が、光学
素子2を介して完全な光束形状のまま分けられる場合を
仮定する。これらの光束群は、振り分け先の一方の像空
間において収束して、光像の一部分をそのまま形成す
る。
By the optical action of the optical element 2 as described above,
The image space of the photographing optical system 1 partially changes direction, and the image space is divided into a plurality. The imaging units 3a and 3b are individually arranged for each of a plurality of divided image spaces, and capture an optical image formed for each image space. Here, a group of light beams converging on each point on the photographing screen is considered. It is assumed that a part of such a light beam group is divided via the optical element 2 while maintaining a complete light beam shape. These light flux groups converge in one image space to which the light is to be distributed, and form a part of the light image as it is.

【0030】一方、それ以外の光束群は、光束断面が入
射角に応じて分断(瞳分割)される光束群となる。これ
らの光束群は、振り分け先の像空間ごとに光像を複数形
成する。したがって、本来一つであるべき光像が、複数
の像空間にまたがって形成される。以下、このように光
像が重複して形成される領域を「重複域」という。(な
お、ここでは、重複域が撮影画面の一部に形成される場
合について説明しているが、本発明としては、撮影画面
の全域が重複域となっても構わない。) 図7〜9は、各焦点調節状態における重複域の点像を示
す図である。
On the other hand, the other light beam group is a light beam group in which the light beam cross section is divided (pupil division) according to the incident angle. These light flux groups form a plurality of light images for each image space to which the light is to be distributed. Therefore, an optical image that should originally be one is formed over a plurality of image spaces. Hereinafter, the region where the optical images are formed so as to overlap is referred to as “overlap region”. (Although the case where the overlapping area is formed in a part of the shooting screen is described here, the entire area of the shooting screen may be the overlapping area in the present invention.) FIG. 3 is a diagram showing a point image of an overlapping area in each focus adjustment state.

【0031】合焦状態では、図7(a)〜(c)に示す
ように、一点に収束すべき光束が、光学素子2を介して
重複域β1,β2に分配される。これらの重複域β1,
β2では、分配後の光束がそれぞれに収束するため、点
像が個々に形成される。また、後ピン状態では、図8
(a)〜(c)に示すように、円状のボケ像を形成すべ
き光束が、光学素子2を介して、重複域β1,β2に分
配される。これらの重複域β1,β2では、分配後の光
束断面がボケ像として表れるため、半円状のボケ像が形
成される。
In the focused state, as shown in FIGS. 7A to 7C, a light beam to be converged at one point is distributed to the overlapping areas β1 and β2 via the optical element 2. These overlapping areas β1,
At β2, the light flux after distribution converges on each, so that point images are individually formed. In the rear focus state, FIG.
As shown in (a) to (c), a light beam to form a circular blurred image is distributed to the overlapping areas β1 and β2 via the optical element 2. In these overlapping areas β1 and β2, since the cross section of the light beam after distribution appears as a blurred image, a semicircular blurred image is formed.

【0032】さらに、前ピン状態では、図9(a)〜
(c)に示すように、円状のボケ像を形成すべき光束
が、光学素子2を介して、重複域β1,β2に分配され
る。これらの重複域β1,β2では、分配後の光束断面
がボケ像として表れるため、半円状のボケ像が形成され
る。
Further, in the front focus state, FIGS.
As shown in (c), a light beam to form a circular blurred image is distributed to overlapping areas β1 and β2 via the optical element 2. In these overlapping areas β1 and β2, since the cross section of the light beam after distribution appears as a blurred image, a semicircular blurred image is formed.

【0033】なお、前ピン状態では、撮像手段3a,3
bに到達する前に光束が一旦収束して、ボケ像の左右
(もしくは上下)が反転するため、後ピン状態とは反対
向きに半円状のボケ像が形成される。図10は、これら
のボケ形状を各焦点調節状態ごとに説明した図である。
合焦状態では、図10(a)に示すように、重複域β
1,β2において光像が同様に形成されるため、光像の
相対的な変位がゼロとなる。
In the front focus state, the image pickup means 3a, 3
Before arriving at b, the light flux is once converged, and the left and right (or up and down) of the blurred image is reversed, so that a semicircular blurred image is formed in the opposite direction to the back focus state. FIG. 10 is a diagram illustrating these blur shapes for each focus adjustment state.
In the focused state, as shown in FIG.
Since the optical image is similarly formed at 1, β2, the relative displacement of the optical image becomes zero.

【0034】また、後ピン状態では、図10(b)に示
すように、重複域β1,β2ごとに半円状のボケ像が偏
って形成されるため、光像の重心変位(図10中のρ)
が生じる。さらに、前ピン状態では、図10(c)に示
すように、重複域β1,β2ごとに半円状のボケ像が偏
って形成されるため、光像の重心変位(図10中の−
ρ)が生じる。
In the back focus state, as shown in FIG. 10B, a semicircular blurred image is formed in each of the overlapping areas β1 and β2, so that the displacement of the center of gravity of the light image (FIG. Ρ)
Occurs. Further, in the front focus state, as shown in FIG. 10C, a semicircular blurred image is formed in each of the overlapping areas β1 and β2, so that the displacement of the center of gravity of the optical image (− in FIG. 10).
ρ) occurs.

【0035】ここで、後ピン状態と前ピン状態では、ボ
ケ形状の向きが反対向きになるため、光像の重心変位は
正負が逆の値となる。変位検出手段4は、このような光
像の変位を検出する。焦点検出手段5では、この変位の
符号に基づいて、後ピン状態か前ピン状態かを判定でき
る。また、変位の大きさから、合焦状態からのズレ量
(例えば、デフォーカス量)を検出することもできる。
Here, in the rear focus state and the front focus state, since the direction of the blur shape is opposite, the displacement of the center of gravity of the optical image has the opposite value in the positive and negative directions. The displacement detecting means 4 detects such a displacement of the light image. The focus detecting means 5 can determine whether the camera is in the rear focus state or the front focus state based on the sign of the displacement. In addition, the amount of displacement from the in-focus state (for example, the amount of defocus) can be detected from the magnitude of the displacement.

【0036】以上説明した作用により、本発明は、撮像
手段3a,3bの撮像面の焦点調節状態を直接的に検出
することが可能となる。したがって、焦点検出部および
撮像部の取り付け誤差などの誤差要因が介在しないの
で、高い焦点検出精度を得ることができる。なお、撮像
面の手前にミラーボックスを配置する場合は、従来通り
にメインミラーの一部に光透過部を設ければ、ミラーダ
ウン状態のまま、焦点検出が可能となる。
According to the operation described above, the present invention makes it possible to directly detect the focus adjustment state of the imaging surfaces of the imaging means 3a and 3b. Accordingly, since there is no error factor such as a mounting error between the focus detection unit and the imaging unit, a high focus detection accuracy can be obtained. When a mirror box is arranged in front of the imaging surface, if a light transmission portion is provided in a part of the main mirror as in the related art, focus detection can be performed while the mirror is in the down state.

【0037】さらに、ミラーアップ状態においても、焦
点検出面である撮像面で撮影光束を受光できるので、撮
影が行われる瞬間の焦点調節状態を直接的に検出するこ
とができる。また、撮像手段3a,3bの解像度で、焦
点検出用の画像情報が取り込まれるので、適正な精度で
焦点調節状態を検出することができる。
Further, even in the mirror-up state, the imaging light beam can be received on the imaging surface which is the focus detection surface, so that the focus adjustment state at the moment when the imaging is performed can be directly detected. Further, since the image information for focus detection is taken in at the resolution of the imaging means 3a, 3b, the focus adjustment state can be detected with appropriate accuracy.

【0038】請求項2にかかわる焦点検出装置には、光
学素子2として、空隙6cを有する光学プリズム6が配
置される。ここで、光学プリズム6と空隙6c内の媒質
との相対屈折率をndとすると、空隙6cにおける全反
射の臨界角φは、下式(1)で算出される。 臨界角φ=sin-1(1/nd) ・・・(1) この臨界角φより大きな角度で入射する光は、プリズム
断面6aにおいて全反射される(図2中のA)。
In the focus detecting device according to the second aspect, an optical prism 6 having a gap 6c is arranged as the optical element 2. Here, assuming that the relative refractive index between the optical prism 6 and the medium in the gap 6c is nd, the critical angle φ of total reflection in the gap 6c is calculated by the following equation (1). Critical angle φ = sin −1 (1 / nd) (1) Light incident at an angle larger than this critical angle φ is totally reflected at prism cross section 6a (A in FIG. 2).

【0039】一方、臨界角φより小さな角度で入射する
光は、その大部分(例えば、96%以上)がプリズム断
面6aを透過して、屈折光となる。この屈折光は、プリ
ズム断面6bに到達して逆方向に屈折され、元の進行方
向へ進む(図2中のB)。このような光学作用により、
光学プリズム6は、臨界角φを境界にして光を反射光と
透過光とに分けることができる。
On the other hand, most of the light (for example, 96% or more) incident at an angle smaller than the critical angle φ is transmitted through the prism cross section 6a and becomes refracted light. This refracted light reaches the prism cross section 6b and is refracted in the opposite direction, and travels in the original traveling direction (B in FIG. 2). By such an optical action,
The optical prism 6 can divide light into reflected light and transmitted light with the critical angle φ as a boundary.

【0040】なお、全反射を生じる条件は、上記の相対
屈折率ndが「1」以上であればよいので、空隙6c内
の媒質は空気や真空に限定されるものではない。請求項
3にかかわる焦点検出装置では、撮影光学系1の光学作
用により、像空間側にほぼテレセントリック系を形成す
る。ここで、ほぼテレセントリック系とは、射出光束の
主光線(図3中のPr)が、像空間側において一様にほ
ぼ平行する光学系である。
The condition for generating total reflection is that the relative refractive index nd is "1" or more, so that the medium in the gap 6c is not limited to air or vacuum. In the focus detecting device according to the third aspect, a telecentric system is formed substantially on the image space side by the optical action of the photographing optical system 1. Here, the substantially telecentric system is an optical system in which the principal ray (Pr in FIG. 3) of the emitted light beam is uniformly and substantially parallel on the image space side.

【0041】このような光学系としては、撮影画面の大
きさに比べて射出瞳が十分離れているものであればよ
い。例えば、35mmカメラ用の交換レンズを用いて、
撮像素子の小型受光面に光像を結像するような光学系で
もよい。このような撮影光学系1では、撮影画面に到達
する全ての主光線Prが、ほぼ同一の入射角で光学素子
2に入射する。そのため、口径蝕などの影響を除けば、
撮影画面の全域にわたって光学素子2による瞳分割がほ
ぼ均一に生じる。その結果、図3に示すように、撮影画
面のほぼ全域にわたって重複域が形成される。
As such an optical system, it is sufficient that the exit pupil is sufficiently separated from the size of the photographing screen. For example, using an interchangeable lens for a 35 mm camera,
An optical system that forms an optical image on the small light receiving surface of the image sensor may be used. In such a photographing optical system 1, all the principal rays Pr reaching the photographing screen enter the optical element 2 at almost the same incident angle. Therefore, except for the effects of vignetting,
Pupil division by the optical element 2 occurs almost uniformly over the entire area of the photographing screen. As a result, as shown in FIG. 3, an overlapping area is formed over almost the entire area of the photographing screen.

【0042】通常、請求項1の構成では、撮影画面の一
部が重複域となる。この重複域において焦点検出が可能
となるため、焦点検出領域は、撮影画面の一部に限定さ
れる。しかしながら、請求項3の構成では、ほぼテレセ
ントリック系を像空間側に構成することにより、重複域
が撮影画面のほぼ全域まで拡大する。その結果、撮影画
面の隅々にまでわたって焦点調節状態を検出することが
可能となる。
Normally, in the structure of the first aspect, a part of the photographing screen is an overlapping area. Since focus detection can be performed in this overlapping area, the focus detection area is limited to a part of the shooting screen. However, in the configuration of the third aspect, by forming the telecentric system substantially on the image space side, the overlapping area is expanded to almost the entire area of the photographing screen. As a result, it is possible to detect the focus adjustment state all over the shooting screen.

【0043】請求項4にかかわる焦点検出装置では、変
位検出手段4が、重複域内に設けられた焦点検出エリア
に検出範囲を限定して、画像情報の変位を検出する。こ
のような作用により、重複域全体を焦点検出の対象とす
ることなく、特定の被写体を焦点検出の対象として絞る
ことができる。したがって、重複域が広くなった場合に
も狭い範囲を狙って厳密に焦点検出を行うことが可能と
なる。
In the focus detecting device according to the fourth aspect, the displacement detecting means 4 detects the displacement of the image information by limiting the detection range to the focus detecting area provided in the overlapping area. By such an operation, a specific subject can be narrowed down as a focus detection target without making the entire overlap area a focus detection target. Therefore, even when the overlapping area is widened, it is possible to strictly perform focus detection while aiming at a narrow range.

【0044】請求項5にかかわる焦点検出装置では、焦
点検出エリアを選択もしくは移動もしくは縮小拡大する
操作手段7を備える。このような作用により、撮影対象
が画面中央から外れているケースにおいても、焦点検出
エリアを適宜に選択もしくは移動することにより、狙っ
た被写体を焦点検出の対象とすることができる。
The focus detecting device according to the fifth aspect is provided with an operating means 7 for selecting, moving or reducing / enlarging the focus detecting area. By such an operation, even when the photographing target is out of the center of the screen, the target subject can be the focus detection target by appropriately selecting or moving the focus detection area.

【0045】また、重複域の広さは、撮影光学系1の種
類や開放F値などによって変化する。したがって、開放
F値などの外部入力に対応して、焦点検出エリアを縮小
拡大することにより、適正な焦点検出エリアを常に確保
することが可能となる。
The width of the overlapping area varies depending on the type of the photographing optical system 1, the open F value, and the like. Therefore, it is possible to always secure an appropriate focus detection area by reducing and enlarging the focus detection area in response to an external input such as an open F value.

【0046】請求項6にかかわる焦点検出装置では、撮
像手段3a,3bの撮像面に、所定の表色系(例えば、
RGB表色系,YIQ表色系,補色表色系など)の色フ
ィルタが画素単位に混合配列される。このような場合、
異なる色成分を比較して、光像の変位を検出することは
できない。
In the focus detecting device according to the sixth aspect, a predetermined color system (for example,
Color filters of an RGB color system, a YIQ color system, a complementary color system, etc.) are mixed and arranged in pixel units. In such a case,
The displacement of the light image cannot be detected by comparing different color components.

【0047】そこで、変位検出手段4は、特定の色成分
を抽出もしくは合成して、焦点検出用の画像情報を生成
する。この画像情報は、単色からなる輝度パターンとな
るので、光像の変位を確実に検出することができる。請
求項7にかかわる焦点検出装置では、色フィルタの少な
くとも一色を、縦方向もしくは横方向もしくは斜め方向
に連続して配列する。
Accordingly, the displacement detecting means 4 extracts or combines specific color components to generate image information for focus detection. Since this image information is a luminance pattern composed of a single color, the displacement of the optical image can be reliably detected. In the focus detection device according to the seventh aspect, at least one color of the color filters is continuously arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction.

【0048】このように色フィルタを配列することによ
り、一色の連続方向については、等価的にラインセンサ
が構成される。変位検出手段4は、この連続方向に沿っ
て、画像情報の変位を検出する。このような作用によ
り、連続方向の画素密度の精度で、画像情報の変位を正
確に検出することが可能となる。
By arranging the color filters in this way, a line sensor is equivalently constructed in the continuous direction of one color. The displacement detecting means 4 detects the displacement of the image information along this continuous direction. By such an operation, it is possible to accurately detect the displacement of the image information with the accuracy of the pixel density in the continuous direction.

【0049】請求項8にかかわる焦点検出装置では、複
数の撮像手段3a,3bの画素配置に空間画素ずらしが
施される。一方、画素補正手段4aは、この空間画素ず
らしによる画像情報の位置ズレを、画素単位の重み付け
加算により補正する。検出手段4bは、このように補正
された画像情報の間の変位を検出する。
In the focus detecting device according to the eighth aspect, the pixel arrangement of the plurality of imaging means 3a and 3b is shifted by spatial pixels. On the other hand, the pixel correction means 4a corrects the positional shift of the image information due to the spatial pixel shift by weighted addition in pixel units. The detecting means 4b detects the displacement between the image information thus corrected.

【0050】したがって、空間画素ずらしによる画像情
報の位置ズレにかかわらずに、焦点検出を行うことが可
能となる。請求項9にかかわる撮像装置では、請求項1
乃至8のいずれか1項に記載の焦点検出装置と、画像合
成手段8とを具備して構成する。
Therefore, it is possible to perform focus detection irrespective of the positional shift of the image information due to the spatial pixel shift. In the imaging apparatus according to claim 9, claim 1 is
9. A focus detection device according to any one of (1) to (8), and an image synthesizing unit 8.

【0051】この画像合成手段8は、焦点検出装置内の
複数の撮像手段3a,3bから光電出力をそれぞれ取り
込む。画像合成手段8は、これらの画像情報を、分割前
の像空間の位置関係に従って合成し、被写体像の画像情
報を合成する。このような構成により、焦点検出機能を
有する撮像装置が容易に実現できる。
The image synthesizing means 8 takes in the photoelectric outputs from the plurality of imaging means 3a and 3b in the focus detecting device. The image synthesizing means 8 synthesizes these pieces of image information according to the positional relationship in the image space before division, and synthesizes image information of the subject image. With such a configuration, an imaging device having a focus detection function can be easily realized.

【0052】請求項10にかかわる撮像装置では、焦点
検出時と撮影時とにおいて、撮像手段3a,3bが電荷
蓄積時間を変更する。通常、焦点検出時の画像情報に白
つぶれや黒つぶれが生じると、画像パターンの違いが判
別できなくなるため、焦点検出に支障が生じる。また、
撮影時の電荷蓄積時間は、撮影意図や適正露出値などに
応じて手動もしくは自動で決定されるべきものである。
In the image pickup apparatus according to the tenth aspect, the image pickup means 3a and 3b change the charge accumulation time between the time of focus detection and the time of photographing. Normally, when the underexposure or underexposure occurs in the image information at the time of focus detection, it becomes impossible to determine the difference between the image patterns, and thus the focus detection is hindered. Also,
The charge accumulation time at the time of photographing should be manually or automatically determined according to the photographing intention, an appropriate exposure value, and the like.

【0053】この例のような事情のため、焦点検出時と
撮影時の状態遷移に伴って、電荷蓄積時間を決定する方
式などを切り換えることによって、どちらの状態につい
ても適正な電荷蓄積を実施することが可能となる。
In such a situation as described above, the method of determining the charge storage time is switched according to the state transition between the time of focus detection and the time of photographing, so that proper charge storage is performed in either state. It becomes possible.

【0054】[0054]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
おける実施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0055】図11は、請求項1〜9に対応する実施形
態を示す図である。図12は、本実施形態における光学
プリズム14の構成を示す説明図である。これらの図に
おいて、撮像装置11に撮影レンズ12が取り付けら
れ、撮影レンズ12の物側焦点の近傍に絞り13が配置
される。また、撮影レンズ12の像空間側には、光学プ
リズム14が配置される。
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment corresponding to the first to ninth aspects. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the optical prism 14 according to the present embodiment. In these figures, a photographing lens 12 is attached to an image pickup apparatus 11, and an aperture 13 is arranged near an object-side focal point of the photographing lens 12. On the image space side of the taking lens 12, an optical prism 14 is arranged.

【0056】この光学プリズム14は、立方体を斜めに
分断した形状の光学ガラスからなる。これらの光学ガラ
スの間に、可視波長の数倍以上の厚さをもつ金属薄片1
4dを挟むことにより、プリズム断面に挟まれた空隙1
4cを形成する。なお、光学ガラスの材料として一般的
な硼砂クラウンガラス(BK7)を用いると、空隙14
cとの相対屈折率ndは、1.52程度となる。この場
合、空隙14cにおける全反射の臨界角φは、41°程
度になる。
The optical prism 14 is made of optical glass having a shape obtained by diagonally dividing a cube. Between these optical glasses, a metal flake 1 having a thickness several times the visible wavelength or more is placed.
4d, the gap 1 between the prism cross sections
4c is formed. When a general borax crown glass (BK7) is used as the material of the optical glass, the gap 14
The relative refractive index nd with c is about 1.52. In this case, the critical angle φ of total reflection in the gap 14c is about 41 °.

【0057】この空隙14cによる光反射方向に撮像素
子15aが配置され、光透過方向に撮像素子15bが配
置される。これらの撮像素子15a,15bは、空隙1
4cを挟んで鏡映関係の位置に配置される。なお、臨界
角φと空隙14cの傾斜角とを変更することにより、透
過光量と反射光量との比率を自在に調節することが可能
となる。例えば、透過光量と反射光量とをほぼ等しくす
る場合には、「空隙14cと撮影レンズ12の主平面と
のなす角度」と臨界角φとを等しく設定すればよい。こ
のように空隙14cの傾斜角が変更される場合も、空隙
14cを挟んで鏡映関係を保つように光学プリズム14
の底面および側面を形成し、それぞれの面に撮像素子1
5a,15bを配置すればよい。
The image sensor 15a is arranged in the direction of light reflection by the space 14c, and the image sensor 15b is arranged in the direction of light transmission. These imaging devices 15a and 15b
4c is disposed at a mirror-related position with respect to 4c. The ratio between the amount of transmitted light and the amount of reflected light can be freely adjusted by changing the critical angle φ and the inclination angle of the gap 14c. For example, when the transmitted light amount and the reflected light amount are made substantially equal, the “angle formed by the gap 14c and the main plane of the photographing lens 12” and the critical angle φ may be set to be equal. Thus, even when the inclination angle of the gap 14c is changed, the optical prism 14 is maintained so as to maintain the mirror relationship with the gap 14c interposed therebetween.
Are formed on the bottom and side surfaces, and the image sensor 1
What is necessary is just to arrange | position 5a, 15b.

【0058】このように配置された撮像素子15aの出
力は、第1記憶部16aを介して画素補間部17および
エリア抽出部18に接続される。また、撮像素子15b
の出力は、第2記憶部16bを介して画素補間部17お
よびエリア抽出部18に接続される。画素補間部17の
出力は、画像合成部19および画像記憶部20を介して
出力制御部21に接続され、出力制御部21の出力は、
画像出力端子22および表示部23に接続される。
The output of the image sensor 15a arranged as described above is connected to the pixel interpolation unit 17 and the area extraction unit 18 via the first storage unit 16a. Also, the image sensor 15b
Is connected to the pixel interpolation unit 17 and the area extraction unit 18 via the second storage unit 16b. The output of the pixel interpolation unit 17 is connected to the output control unit 21 via the image synthesis unit 19 and the image storage unit 20, and the output of the output control unit 21 is
It is connected to the image output terminal 22 and the display unit 23.

【0059】一方、エリア抽出部18の出力は、重み付
け加算部24および像シフト演算部25を介して焦点検
出演算部26に接続される。焦点検出演算部26の出力
は、焦点制御部27およびレリーズ制御部30に接続さ
れる。この焦点制御部27は、焦点駆動機構28を介し
て撮影レンズ12および絞り13を前後に駆動する。こ
の焦点制御部27は、このような焦点制御の動作が完了
すると、合焦LED(図示せず)を点灯する。
On the other hand, the output of the area extraction unit 18 is connected to a focus detection calculation unit 26 via a weighting addition unit 24 and an image shift calculation unit 25. An output of the focus detection calculation unit 26 is connected to a focus control unit 27 and a release control unit 30. The focus control unit 27 drives the photographing lens 12 and the aperture 13 forward and backward via a focus driving mechanism 28. When the focus control operation is completed, the focus control unit 27 turns on a focusing LED (not shown).

【0060】また、撮像装置11の筐体には、レリーズ
釦29が設けられ、このレリーズ釦29のスイッチ出力
は、エリア抽出部18およびレリーズ制御部30に接続
される。レリーズ制御部30の出力は、撮像素子15a
および撮像素子15bに個別に接続される。このレリー
ズ制御部30は、焦点検出時において、撮像素子15
a,15bの電子シャッタを繰り返し駆動する。これら
の電子シャッタの電荷蓄積時間は、前回分の画像情報を
基準にして画像の白つぶれおよび黒つぶれを最小とする
時間に逐次制御される。
A release button 29 is provided on the housing of the imaging device 11, and a switch output of the release button 29 is connected to the area extraction unit 18 and the release control unit 30. The output of the release control unit 30 is
And the image sensor 15b. The release control unit 30 controls the imaging device 15 during focus detection.
The electronic shutters a and 15b are repeatedly driven. The charge storage time of these electronic shutters is sequentially controlled to a time that minimizes the loss of white and black of the image based on the image information of the previous time.

【0061】一方、撮影時においては、手動設定された
露出値や、露出制御部(図示せず)などにより自動決定
された露出値に応じて、電子シャッタの電荷蓄積時間が
決定される。また、撮像装置11の筐体には、焦点検出
エリアの手動選択を行うためのポインティングデバイス
であるエリア選択部31が設けられ、エリア選択部31
の出力は、エリア抽出部18に接続される。
On the other hand, at the time of photographing, the charge accumulation time of the electronic shutter is determined according to the exposure value set manually or the exposure value automatically determined by an exposure control unit (not shown). The housing of the imaging device 11 is provided with an area selector 31 which is a pointing device for manually selecting a focus detection area.
Is connected to the area extracting unit 18.

【0062】なお、請求項1に記載の発明と本実施形態
との対応関係については、撮影光学系1は撮影レンズ1
2に対応し、光学素子2は光学プリズム14に対応し、
撮像手段3a,3bは撮像素子15a,15bおよびレ
リーズ制御部30に対応し、変位検出手段4は像シフト
演算部25に対応し、焦点検出手段5は焦点検出演算部
26に対応する。
Incidentally, as for the correspondence between the invention described in claim 1 and the present embodiment, the photographing optical system 1
2, the optical element 2 corresponds to the optical prism 14,
The imaging units 3a and 3b correspond to the imaging devices 15a and 15b and the release control unit 30, the displacement detection unit 4 corresponds to the image shift calculation unit 25, and the focus detection unit 5 corresponds to the focus detection calculation unit 26.

【0063】請求項2に記載の発明と本実施形態との対
応関係については、光学プリズム6は光学プリズム14
に対応し、空隙6cは空隙14cに対応する。請求項3
に記載の発明と本実施形態との対応関係については、撮
影光学系1は撮影レンズ12および絞り13に対応す
る。
As for the correspondence between the invention described in claim 2 and the present embodiment, the optical prism 6 is
, And the gap 6c corresponds to the gap 14c. Claim 3
The imaging optical system 1 corresponds to the imaging lens 12 and the aperture 13.

【0064】請求項4に記載の発明と本実施形態との対
応関係については、変位検出手段4は、エリア抽出部1
8および像シフト演算部25に対応する。請求項5に記
載の発明と本実施形態との対応関係については、操作手
段7はエリア選択部31に対応する。請求項6,7に記
載の発明と本実施形態との対応関係については、変位検
出手段4は、エリア抽出部18および像シフト演算部2
5に対応する。
The correspondence between the invention described in claim 4 and the present embodiment is as follows.
8 and the image shift calculator 25. Regarding the correspondence between the invention described in claim 5 and the present embodiment, the operation unit 7 corresponds to the area selection unit 31. Regarding the correspondence between the invention described in claims 6 and 7 and the present embodiment, the displacement detecting means 4 includes the area extracting section 18 and the image shift calculating section 2.
Corresponding to 5.

【0065】請求項8に記載の発明と本実施形態との対
応関係については、画素補正手段4aは重み付け加算部
24に対応し、検出手段4bは像シフト演算部25に対
応する。請求項9,10に記載の発明と本実施形態との
対応関係については、画像合成手段8は、画素補間部1
7および画像合成部19に対応する。
As for the correspondence between the invention described in claim 8 and the present embodiment, the pixel correction means 4a corresponds to the weighting addition section 24, and the detection means 4b corresponds to the image shift calculation section 25. Regarding the correspondence between the present invention described in claims 9 and 10 and the present embodiment, the image synthesizing means 8
7 and the image synthesizing unit 19.

【0066】図13および図14は、本実施形態の動作
を示す流れ図である。以下、これらの図を用いて本実施
形態の動作を説明する。絞り13は、撮影レンズ12の
物側焦点の近傍に配置される。そのため、この絞り13
(入射瞳)を通過する光束群の主光線は、いずれも撮影
レンズ12の物側焦点を通過する。このような主光線が
撮影レンズ12を通過することにより、像空間側の主光
線は全て平行する。
FIGS. 13 and 14 are flowcharts showing the operation of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the present embodiment will be described with reference to these drawings. The aperture 13 is arranged near the object-side focal point of the taking lens 12. Therefore, this aperture 13
All the principal rays of the light beam group passing through the (entrance pupil) pass through the object-side focal point of the photographing lens 12. When such a principal ray passes through the photographing lens 12, all the principal rays on the image space side are parallel.

【0067】以上のような光学作用により、図11に示
すように、撮影レンズ12の像空間側にはテレセントリ
ック系が形成される。このようなテレセントリック系で
は、光束群は一様な入射角で空隙14cに到達する。空
隙14cは、これらの一様な光束群を、全反射角φ(例
えば41°)を境界にして、反射光と透過光とに二分す
る。
By the above optical action, a telecentric system is formed on the image space side of the taking lens 12, as shown in FIG. In such a telecentric system, the light beam group reaches the air gap 14c at a uniform incident angle. The air gap 14c bisects these uniform light flux groups into reflected light and transmitted light with the total reflection angle φ (for example, 41 °) as a boundary.

【0068】ここで、反射光は、撮像素子15aの撮像
面に到達して光像を形成する。他方の透過光は、撮像素
子15bの撮像面に到達して光像を形成する。この状態
で、レリーズ釦29が半押しされると(ステップS
1)、レリーズ制御部30は、撮像素子15a,15b
の撮像面上の不要な光電荷を一旦排除して、光電荷の蓄
積を開始させる(ステップS2)。
Here, the reflected light reaches the image pickup surface of the image pickup device 15a to form a light image. The other transmitted light reaches the imaging surface of the imaging element 15b and forms an optical image. In this state, when the release button 29 is half-pressed (step S
1), the release control unit 30 includes the imaging devices 15a and 15b
Unnecessary photocharges on the imaging surface are once removed to start accumulation of photocharges (step S2).

【0069】ここで、焦点検出時の電荷蓄積時間が経過
すると(ステップS3)、レリーズ制御部30からの指
令により、撮像素子15a,15bは一組の画像情報を
個々に出力する。なお、この焦点検出時の電荷蓄積時間
は、1回目には初期設定値を使用し、2回目以降は前回
分の画像情報を基準にして画像の白つぶれや黒つぶれを
起こさない時間に逐次制御される。
Here, when the charge accumulation time at the time of focus detection has elapsed (step S3), the imaging devices 15a and 15b individually output a set of image information according to a command from the release control unit 30. Note that the charge accumulation time at the time of focus detection uses the initial setting value for the first time, and the second and subsequent times are sequentially controlled based on the image information for the previous time to a time at which no white or black loss occurs in the image. Is done.

【0070】一般に、空隙14cにおける光束の分割比
が等分ではないため、一組の画像情報の平均輝度レベル
は僅かにずれる。そこで、第1記憶部16aおよび第2
記憶部16bは、この平均輝度レベルのズレを分割比に
応じて利得補正し、補正後の画像情報をそれぞれ記憶す
る(ステップS4)。なお、空隙14cの傾斜角などを
適当に設定して光束の分割比を等分に設定している場合
には、ここでの利得補正を省くことができる。
Generally, since the division ratio of the light beam in the air gap 14c is not equal, the average luminance level of a set of image information is slightly shifted. Therefore, the first storage unit 16a and the second
The storage unit 16b performs gain correction on the deviation of the average luminance level according to the division ratio, and stores the corrected image information (step S4). In addition, when the inclination angle of the air gap 14c and the like are set appropriately and the division ratio of the light beam is set to be equal, the gain correction here can be omitted.

【0071】さらに、第1記憶部16a内では、鏡像状
態で撮像された画像情報を元に戻すために、画像情報の
左右が反転される(ステップS5)。ここで、エリア抽
出部18は、エリア選択部31の出力を取り込み、手動
選択された焦点検出エリアを検知する。図15(a)
は、焦点検出エリアの配置例を示す図である。この配置
例では、焦点検出エリア(図中のP)が撮影画面(図中
のS)内で縦5×横3に配置される。これらの焦点検出
エリアPの中の一つが、エリア選択部31を介して手動
選択される。
Further, in the first storage section 16a, the image information is reversed left and right in order to restore the image information captured in the mirror image state (step S5). Here, the area extracting unit 18 captures the output of the area selecting unit 31 and detects the manually selected focus detection area. FIG. 15 (a)
FIG. 4 is a diagram showing an example of the arrangement of focus detection areas. In this arrangement example, the focus detection areas (P in the figure) are arranged 5 × 3 in the photographing screen (S in the figure). One of these focus detection areas P is manually selected via the area selector 31.

【0072】エリア抽出部18は、選択された焦点検出
エリアP内の画素列(図中のQ)を第1記憶部16aお
よび第2記憶部16bからそれぞれ読み出す(ステップ
S6)。なお、この画素列Qを、図15(b)に示すよ
うに、焦点検出エリアPからはみ出すように設定しても
よい。次に、エリア抽出部18は、これらの画素列から
特定の色成分を抽出する(ステップS7)。
The area extracting section 18 reads out the pixel rows (Q in the drawing) in the selected focus detection area P from the first storage section 16a and the second storage section 16b, respectively (step S6). The pixel row Q may be set so as to protrude from the focus detection area P as shown in FIG. Next, the area extracting unit 18 extracts a specific color component from these pixel rows (Step S7).

【0073】この抽出方式は、撮像素子15a,15b
の色フィルタ配列に応じて、例えば次のように決定す
る。図16(a),(b)では、特定の色成分が連続的
に配列されている。像シフト演算部25は、この連続方
向の画素値をそのまま抽出する。このような抽出動作に
より、撮像素子15a,15bの画素密度の精度で色成
分を抽出することができる。
This extraction method is based on the image pickup devices 15a, 15b
For example, the following is determined according to the color filter arrangement of In FIGS. 16A and 16B, specific color components are continuously arranged. The image shift calculator 25 extracts the pixel values in the continuous direction as they are. By such an extraction operation, a color component can be extracted with the accuracy of the pixel density of the imaging devices 15a and 15b.

【0074】ただし、この場合、上記特定の色成分の配
列方向とデフォーカスによる像ずれの方向とを一致させ
るために、光学プリズム14による瞳分割方向と平行し
て特定の色成分を配列することが好ましい。また、図1
6(c)では、デフォーカスによる像ずれ方向に対して
特定の色成分が一定間隔ごとに配置されている場合を示
す。像シフト演算部25は、この特定の色成分を一定間
隔ごとに間引いて抽出する。
However, in this case, in order to make the arrangement direction of the specific color component coincide with the direction of image shift due to defocus, the specific color component is arranged in parallel with the pupil division direction by the optical prism 14. Is preferred. FIG.
FIG. 6C shows a case where specific color components are arranged at regular intervals in the direction of image shift due to defocus. The image shift calculator 25 extracts the specific color component by thinning it out at regular intervals.

【0075】さらに、図16(d)では、色フィルタ配
列を2×2の小ブロックに分け、その小ブロック内の色
成分(同一の色成分、または異なる色成分)を合成する
ことにより、特定の色成分を得る。また、図17(e)
では、色フィルタ配列を3×2の小ブロックに分ける。
このとき、小ブロックは左右の小ブロックと半分ずつ重
複し、かつ段違いに並ぶように分けられる。この小ブロ
ック内の色成分(同一の色成分、または異なる色成分)
を合成することにより、特定の色成分を得る。
Further, in FIG. 16D, the color filter array is divided into 2 × 2 small blocks, and the color components (the same color components or different color components) in the small blocks are combined to specify the color filter array. Is obtained. FIG. 17 (e)
Then, the color filter array is divided into 3 × 2 small blocks.
At this time, the small blocks are divided so as to overlap the left and right small blocks by half and to be arranged in a stepped manner. Color components in this small block (same color components or different color components)
Are combined to obtain a specific color component.

【0076】次に、重み付け加算部24は、両方の画素
列の画素位置が一致しない場合に対処して、画素列に対
して重み付け加算を施す(ステップS8)。このような
重み付け加算の方式は、撮像素子15a,15bの画素
配置に従って、例えば次のように決定される。図18
(α)では、撮像素子15a,15bの画素配置が許容
範囲内で一致する。そこで、画素列が一列からなる場合
は、図18(β)に示すように、画素配置の一致した画
素列をそのまま選択する。また、画素列が複数列からな
る場合は、図18(γ)に示すように、各列に一様な重
み付けを行う。なお、中央列(ハ)の重みを大きくし、
周辺部(ロ),(ニ)の重みを小さくしてもよい。
Next, the weighting and adding unit 24 performs weighting addition on the pixel columns in response to the case where the pixel positions of both pixel columns do not match (step S8). The method of such weighted addition is determined, for example, as follows according to the pixel arrangement of the imaging elements 15a and 15b. FIG.
In (α), the pixel arrangements of the imaging elements 15a and 15b match within an allowable range. Therefore, when the pixel row is composed of one row, as shown in FIG. 18 (β), the pixel row having the same pixel arrangement is selected as it is. When the pixel column is composed of a plurality of columns, uniform weighting is performed on each column as shown in FIG. In addition, the weight of the central row (c) is increased,
The weights of the peripheral portions (b) and (d) may be reduced.

【0077】図19(α)では、撮像素子15a,15
bに空間画素ずらしを施すために、画素配置がy方向に
1/2画素ほどずれる。そこで、画素列が一列からなる
場合は、図19(β)に示すように、y方向に最もズレ
の少ない画素列を選択する。また、画素列が複数列から
なる場合は、図19(γ)に示すように、各列に係数a
〜fの重みを付けて加算する。この係数a〜fとして
は、例えば、次のような値を使用する。
In FIG. 19 (a), the image pickup devices 15a, 15
In order to apply a spatial pixel shift to b, the pixel arrangement is shifted by about 画素 pixel in the y direction. Therefore, when the pixel row is composed of one row, as shown in FIG. 19 (β), a pixel row with the least deviation in the y direction is selected. When the pixel column is composed of a plurality of columns, as shown in FIG.
Ff are added. As the coefficients a to f, for example, the following values are used.

【0078】 a=1/2 b=1 c=1/2 d=1 e=1 f=0 図20(α)では、撮像素子15a,15bの画素配置
が許容範囲内で一致し、かつ光学プリズム14による瞳
分割方向が、画素配置の斜め方向と平行する。そこで、
画素列が一列からなる場合は、図20(β)に示すよう
に、斜め方向の画素列をそのまま選択する。また、画素
列が複数列からなる場合は、図20(γ)に示すよう
に、斜め方向の各列に対し適当な重み付けを行う。
A = 1/2 b = 1 c = 1/2 d = 1 e = 1 f = 0 In FIG. 20 (a), the pixel arrangements of the imaging elements 15 a and 15 b match within an allowable range, and The pupil division direction by the prism 14 is parallel to the oblique direction of the pixel arrangement. Therefore,
When the pixel row is composed of one row, as shown in FIG. 20 (β), the pixel row in the oblique direction is selected as it is. When the pixel column is composed of a plurality of columns, as shown in FIG. 20 (γ), appropriate weighting is performed on each column in the oblique direction.

【0079】また、図20(α)に示す画素配置に対し
て、図21に示すような重み付けを実施してもよい。像
シフト演算部25は、このような処理が施された一組の
画素列について、例えば、次に示すような相関演算を行
う。まず、一方の画素列を所定間隔ずつずらしながら、
他方の画素列との差分を求め、その差分の絶対値の総和
を求める。
Further, the pixel arrangement shown in FIG. 20 (α) may be weighted as shown in FIG. The image shift operation unit 25 performs, for example, the following correlation operation on a set of pixel rows subjected to such processing. First, while shifting one pixel row by a predetermined interval,
A difference from the other pixel row is obtained, and a sum of absolute values of the difference is obtained.

【0080】この総和が最小となる所定間隔の値をサン
プルピッチ以下の精度で内挿法により算出することによ
り、一組の画素列の重心変位量ρを算出する(ステップ
S9)。焦点検出演算部26は、この重心変位量ρの符
号に基づいて、次のようにピント位置を判定することが
できる。すなわち、図10(b)に示したように、重心
変位量ρが正符号となる場合は、後ピン状態と判定でき
る。
The value of the predetermined interval at which the sum is minimized is calculated by the interpolation method with an accuracy equal to or less than the sample pitch, thereby calculating the displacement ρ of the center of gravity of a set of pixel rows (step S9). The focus detection calculation section 26 can determine the focus position as follows based on the sign of the displacement ρ of the center of gravity. That is, as shown in FIG. 10B, when the displacement ρ of the center of gravity has a positive sign, it can be determined that the back focus state.

【0081】また、図10(a)に示したように、重心
変位量ρがゼロとなる場合は、合焦状態と判定できる。
さらに、図10(c)に示したように、重心変位量ρが
負符号となる場合は、前ピン状態と判定できる。次に、
焦点検出演算部26は、この重心変位量ρに応じて、 DF=ρ・K ・・・(2) を算出し、デフォーカス量DFを求める(ステップS1
0)。
As shown in FIG. 10 (a), when the displacement ρ of the center of gravity becomes zero, it can be determined that the object is in focus.
Further, as shown in FIG. 10C, when the displacement ρ of the center of gravity is a negative sign, it can be determined that the front focus state. next,
The focus detection calculation unit 26 calculates DF = ρ · K (2) according to the center-of-gravity displacement amount ρ to obtain the defocus amount DF (step S1).
0).

【0082】ここで、係数Kの値は、分割された射出瞳
の重心を撮影画面の中央部から見込む角度をω(ラジア
ン)としたときに、 K≒1/ω ・・・(3) 上式で表される値である。ただし、実際のKの値は、実
測や光路シュミレーションなどに基づいて決定される。
Here, the value of the coefficient K is given by: K ≒ 1 / ω (3) where ω (radian) is the angle at which the center of gravity of the divided exit pupil is viewed from the center of the photographing screen. It is a value represented by an expression. However, the actual value of K is determined based on actual measurement, optical path simulation, and the like.

【0083】さらに、分割された射出瞳の重心変位量ρ
は、撮影レンズ12の絞り量などに依存する。そのた
め、絞り値などが変化する場合には、絞り値などに依存
して係数Kの値を決定するテーブルや式を予め用意する
ことにより、絞り値に応じた適正な係数Kを決定しても
よい。
Further, the displacement ρ of the center of gravity of the divided exit pupil
Depends on the aperture amount of the taking lens 12 and the like. Therefore, when the aperture value or the like changes, an appropriate coefficient K according to the aperture value may be determined by preparing a table or an expression for determining the value of the coefficient K depending on the aperture value or the like in advance. Good.

【0084】また、厳密には、係数Kの値は重心変位量
ρの関数となる。そこで、公知の位相差検出方式におけ
る演算式を転用することにより、係数Kを重心変位量ρ
によって補正してもよい。ここで、デフォーカス量DF
が所定の閾値を上回ると(ステップS11)、焦点制御
部27は、このデフォーカス量DFに基づいて撮影レン
ズ12を前後に繰り出し、焦点制御を実行する(ステッ
プS12)。このような焦点制御をステップS2に戻っ
て繰り返す。
Strictly speaking, the value of the coefficient K is a function of the displacement ρ of the center of gravity. Therefore, by diverting the operation formula in the known phase difference detection method, the coefficient K can be changed to the displacement ρ
May be corrected. Here, the defocus amount DF
Exceeds a predetermined threshold (step S11), the focus control unit 27 moves the photographing lens 12 forward and backward based on the defocus amount DF, and executes focus control (step S12). Such focus control is returned to step S2 and repeated.

【0085】一方、デフォーカス量DFが所定の閾値以
下の場合(ステップS11)、焦点制御部27は、合焦
LEDを点灯する(ステップS13)。この状態で、レ
リーズ釦29が全押しされると(ステップS14)、レ
リーズ制御部30は、撮像素子15a,15bの撮像面
上の不要な光電荷を一旦排除して、光電荷の蓄積を開始
させる(ステップS15)。
On the other hand, when the defocus amount DF is equal to or smaller than the predetermined threshold value (step S11), the focus control section 27 turns on the focusing LED (step S13). In this state, when the release button 29 is fully pressed (step S14), the release control unit 30 once eliminates unnecessary photocharges on the imaging surfaces of the imaging elements 15a and 15b, and starts accumulation of photocharges. (Step S15).

【0086】ここで、撮影時の電荷蓄積時間が経過する
と(ステップS16)、レリーズ制御部30からの指令
により、撮像素子15a,15bは一組の画像情報を個
々に出力する。なお、レリーズ制御部30は、この撮影
時の電荷蓄積時間を、手動設定による露出値や、露出制
御部などにより自動設定される露出値に基づいて決定す
る。
Here, when the charge accumulation time during photographing has elapsed (step S16), the imaging devices 15a and 15b individually output a set of image information according to a command from the release control unit 30. The release control unit 30 determines the charge accumulation time at the time of photographing based on an exposure value set manually or an exposure value automatically set by the exposure control unit or the like.

【0087】一般に、空隙14cにおける光束の分割比
が等分ではないため、一組の画像情報の平均輝度レベル
は僅かにずれる。そこで、第1記憶部16aおよび第2
記憶部16bは、この平均輝度レベルのズレを分割比に
応じて利得補正し、補正後の画像情報をそれぞれ記憶す
る(ステップS17)。さらに、第1記憶部16a内で
は、鏡像状態で撮像された画像情報を元に戻すために、
画像情報の左右が反転される(ステップS18)。
Generally, since the division ratio of the light beam in the air gap 14c is not equal, the average luminance level of a set of image information is slightly shifted. Therefore, the first storage unit 16a and the second
The storage unit 16b performs gain correction on the deviation of the average luminance level according to the division ratio, and stores the corrected image information (step S17). Further, in the first storage unit 16a, in order to restore image information captured in a mirror image state,
The left and right of the image information is reversed (step S18).

【0088】この状態で、画素補間部17は、画像情報
の合成処理を下記のように開始する。図22は、合成処
理のデータフローを説明する図である。ここでは、縦横
2方向に空間画素ずらしが施されている場合を仮定して
合成処理の動作を説明する。なお、カラー用の撮像素子
については、下記と同様の処理を各原色ごとに実施す
る。
In this state, the pixel interpolation unit 17 starts the process of synthesizing the image information as follows. FIG. 22 is a diagram illustrating the data flow of the combining process. Here, the operation of the combining process will be described on the assumption that spatial pixels are shifted in two directions in the vertical and horizontal directions. Note that the same processing as described below is performed for each primary color for the color image sensor.

【0089】まず、画素補間部17は、一方の画像情報
の各画素(a11〜a33)に対し、補間用のオペレー
タをかけて画素補間を行い、各画素の縦横および斜めに
位置する画素(イ)を求める。また、画素補間部17
は、他方の画像情報の各画素(b11〜b33)に対し
も同様の画素補間を行い、各画素の縦横および斜めに位
置する画素(ロ)を求める(ステップS19)。
First, the pixel interpolation unit 17 performs pixel interpolation by applying an interpolation operator to each of the pixels (a11 to a33) of one of the pieces of image information, and obtains a pixel (a) that is positioned vertically and horizontally and obliquely to each pixel. ). In addition, the pixel interpolation unit 17
Performs similar pixel interpolation for each pixel (b11 to b33) of the other image information, and obtains a pixel (b) vertically and horizontally and diagonally positioned for each pixel (step S19).

【0090】次に、画像合成部19は、補間後の画像情
報を対応画素ごとに加算して、画像記憶部20に記憶す
る(ステップS20)。出力制御部21は、画像記憶部
20から合成後の画像情報を読み出し、外部に逐次出力
する(ステップS21)。以上説明した動作により、焦
点検出機能および焦点調節機能を備えた撮像装置が実現
される。
Next, the image synthesizing unit 19 adds the interpolated image information for each corresponding pixel, and stores it in the image storage unit 20 (step S20). The output control unit 21 reads out the combined image information from the image storage unit 20 and sequentially outputs it to the outside (Step S21). By the operation described above, an imaging device having a focus detection function and a focus adjustment function is realized.

【0091】特に、本実施形態においては、撮像素子1
5a,15bの撮像面におけるデフォーカス量を直接的
に検出する。したがって、焦点検出部および撮像部の取
り付け誤差や取り付け位置の経年変化といった従来の誤
差要因が一切介在せず、高い焦点検出精度を得ることが
できる。また、撮影が行われる瞬間の焦点調節状態を直
接的に検出することができるので、レリーズタイムラグ
の期間に合焦状態が外れるという不具合を確実に解消す
ることができる。
Particularly, in the present embodiment, the image pickup device 1
The amount of defocus on the imaging surfaces 5a and 15b is directly detected. Therefore, high focus detection accuracy can be obtained without any conventional error factors such as mounting errors of the focus detection unit and the imaging unit and aging of the mounting position. In addition, since the focus adjustment state at the moment of photographing can be directly detected, it is possible to reliably solve the problem that the focus state is lost during the release time lag.

【0092】さらに、撮像素子15a,15bの解像度
に従って、焦点検出用の画像情報が取り込まれるので、
撮影画質に応じた適正な精度で焦点調節状態を検出する
ことができる。また、外部操作により、焦点検出エリア
を選択するので、撮影対象が画面中央から外れているケ
ースにおいても、狙った被写体にピントを合わせること
ができる。
Further, image information for focus detection is taken in according to the resolution of the imaging elements 15a and 15b.
The focus adjustment state can be detected with appropriate accuracy according to the image quality. In addition, since the focus detection area is selected by an external operation, it is possible to focus on the target subject even when the shooting target is out of the center of the screen.

【0093】さらに、特定の色成分を抽出して、焦点検
出用の画像情報を生成するので、カラー画像の変位を確
実に検出することができる。また、複数の撮像素子15
a,15bを組み合わせて、1つの撮影画面を撮像する
ので、撮影画面の解像度を容易に高めることができる。
したがって、高精細な画像情報を出力する撮像装置11
を容易に実現することができる。
Further, since a specific color component is extracted and image information for focus detection is generated, displacement of a color image can be reliably detected. In addition, a plurality of image sensors 15
Since one imaging screen is imaged by combining a and 15b, the resolution of the imaging screen can be easily increased.
Therefore, the imaging device 11 that outputs high-definition image information
Can be easily realized.

【0094】なお、上述した実施形態では、合成中の画
像情報を一時的に記憶するために、画像記憶部20を設
けているが、本発明は、その構成に限定されるものでは
ない。例えば、画像記憶部20を無くして、合成中の画
像情報をメモリーカードその他の外部記憶媒体に直接記
憶するようにしてもよい。また、上述した実施形態で
は、空隙14c内の媒質として空気や真空を使用してい
るが、この構成に限定されるものではない。一般的に
は、光学プリズムと空隙との相対屈折率が「1」以上で
あれば、空隙において全反射を生じる。したがって、こ
の条件を満たす媒質であれば空隙内に入れることができ
る。
In the above-described embodiment, the image storage unit 20 is provided to temporarily store the image information being combined, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the image storage unit 20 may be omitted, and the image information being combined may be directly stored in a memory card or other external storage medium. In the above-described embodiment, air or vacuum is used as a medium in the gap 14c, but the present invention is not limited to this configuration. Generally, if the relative refractive index between the optical prism and the gap is “1” or more, total reflection occurs in the gap. Therefore, any medium that satisfies this condition can be placed in the gap.

【0095】さらに、上述した実施形態では、空隙14
cを斜め45°に設置しているが、この構成に限定され
るものではない。例えば、撮影レンズの主平面と空隙と
のなす角度を41°程度としてもよい。このような構成
では、撮影レンズの光軸に平行な入射光線を境に、光を
反射光と透過光とにほぼ等分することができる。また、
反射光量と透過光量とが等しくなるような空隙14cの
傾斜角を、実測に基づいて決定してもよい。このような
構成により、一組の画像情報の平均輝度レベルを等しく
揃えることができる。
Further, in the above-described embodiment, the gap 14
Although c is set at an angle of 45 °, the present invention is not limited to this configuration. For example, the angle between the main plane of the taking lens and the gap may be about 41 °. In such a configuration, the light can be almost equally divided into the reflected light and the transmitted light with the incident light parallel to the optical axis of the taking lens as a boundary. Also,
The inclination angle of the air gap 14c such that the amount of reflected light and the amount of transmitted light are equal may be determined based on actual measurement. With such a configuration, the average luminance levels of a set of image information can be equalized.

【0096】さらに、上述した実施形態では、光学プリ
ズム14の相対屈折率を1.52程度としているが、こ
の構成に限定されるものではない。例えば、光学プリズ
ム14の相対屈折率を1.41程度にすると、全反射の
臨界角φを丁度45°にすることができる。このような
構成では、撮影レンズの光軸に平行な入射光線を境に、
光を反射光と透過光とに等分することができる。したが
って、一組の画像情報の平均輝度レベルを等しく揃える
ことができる。
Further, in the above-described embodiment, the relative refractive index of the optical prism 14 is set to about 1.52, but the present invention is not limited to this configuration. For example, when the relative refractive index of the optical prism 14 is about 1.41, the critical angle φ of total reflection can be made exactly 45 °. In such a configuration, an incident light beam parallel to the optical axis of the photographing lens is used as a boundary.
Light can be divided equally into reflected light and transmitted light. Therefore, the average luminance levels of a set of image information can be equalized.

【0097】また、上述した実施形態では、電子シャッ
タにより撮像素子15a,15bの電荷蓄積時間を制御
しているが、この構成に限定されるものではない。例え
ば、機械式シャッタなどを使用して電荷蓄積時間を制御
してもよい。さらに、上述した実施形態では、合焦優先
モード(合焦状態の到達を待ってから撮影を開始する)
の動作について述べているが、この構成に限定されるも
のではない。例えば、シャッタ優先モード(合焦の如何
を問わず、レリーズの全押しを検知して撮影を開始す
る)の動作を行なってもよいし、両モードを外部選択部
材により手動選択できるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the charge storage time of the imaging devices 15a and 15b is controlled by the electronic shutter. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the charge accumulation time may be controlled using a mechanical shutter or the like. Further, in the above-described embodiment, the focus priority mode (the photographing is started after the focus state is reached)
Is described, but the present invention is not limited to this configuration. For example, an operation of a shutter priority mode (detecting full release of the release and starting shooting regardless of focusing) may be performed, or both modes may be manually selected by an external selection member. Good.

【0098】[0098]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明では、撮像手段の撮像面の焦点調節状態を直に検出
する。そのため、実際の撮影画面の焦点調節状態を、一
次結像面などの仮想面を介さずに、直接知ることが可能
となる。このように撮像面上で焦点検出が行われるの
で、焦点検出部および撮像部の取り付け誤差により焦点
検出精度が低下するという従来の不具合を解消すること
ができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the focus adjustment state of the imaging surface of the imaging means is directly detected. Therefore, it is possible to directly know the actual focus adjustment state of the shooting screen without going through a virtual plane such as a primary imaging plane. Since focus detection is performed on the imaging surface in this manner, it is possible to solve the conventional problem that focus detection accuracy is reduced due to an error in mounting the focus detection unit and the imaging unit.

【0099】また、焦点検出部および撮像部の取り付け
位置の経年変化により、焦点検出精度が徐々に低下する
という不具合も解消することができる。特に、撮影が行
われる瞬間の焦点調節状態を直接知ることが可能とな
る。そのため、撮影が行われる瞬間の焦点検出値に基づ
いて、焦点制御を行うことにより、レリーズタイムラグ
の期間に合焦状態が外れるという不具合を解消すること
ができる。
Further, it is possible to solve the problem that the focus detection accuracy is gradually reduced due to aging of the mounting position of the focus detection unit and the imaging unit. In particular, it is possible to directly know the focus adjustment state at the moment when shooting is performed. Therefore, by performing the focus control based on the focus detection value at the moment when the photographing is performed, it is possible to solve the problem that the focus state is lost during the release time lag.

【0100】さらに、撮像手段の解像度に従って、焦点
検出用の画像情報が取り込まれるので、撮影画質に応じ
た適正な精度で、焦点調節状態を検出することができ
る。したがって、撮像手段のチップサイズなどに応じ
て、焦点検出部の設計変更を行う必要が特になくなる。
請求項2に記載の発明では、光学素子として、斜め向き
の空隙を有する光学プリズムを配置する。この空隙の光
学作用により、撮影光学系からの入射光を、入射角に応
じて反射光または透過光に分けることができる。
Further, since the image information for focus detection is taken in according to the resolution of the image pickup means, it is possible to detect the focus adjustment state with appropriate accuracy according to the image quality. Therefore, it is not particularly necessary to change the design of the focus detection unit according to the chip size of the imaging unit.
According to the second aspect of the present invention, an optical prism having an oblique gap is disposed as the optical element. By the optical action of this gap, incident light from the imaging optical system can be divided into reflected light or transmitted light according to the incident angle.

【0101】請求項3に記載の発明では、像空間側に実
質的にテレセントリックな系を形成するので、像空間側
の全ての主光線は、ほぼ同じ入射角で光学素子に入射す
る。そのため、口径蝕などの影響を除けば、撮影画面の
全域にわたって光学素子による瞳分割がほぼ均一に生じ
る。したがって、実質的にテレセントリックな系を像空
間側に構成することにより、撮影画面のほぼ全域まで重
複域を広げることができる。その結果、撮影画面の隅々
の焦点調節状態を検出することが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, since a substantially telecentric system is formed on the image space side, all principal rays on the image space side enter the optical element at substantially the same incident angle. Therefore, excluding the influence of vignetting and the like, pupil division by the optical element occurs almost uniformly over the entire area of the photographing screen. Therefore, by forming a substantially telecentric system on the image space side, the overlapping area can be extended to almost the entire area of the photographing screen. As a result, it is possible to detect the focus adjustment state at every corner of the shooting screen.

【0102】請求項4に記載の発明では、重複域の一部
分を焦点検出エリアとするので、特定の被写体について
焦点検出を行うことができる。したがって、被写体の一
部分などのような狭い範囲を狙って、厳密に焦点検出を
行うことが可能となる。請求項5に記載の発明では、焦
点検出エリアを適宜に選択もしくは移動もしくは縮小拡
大できるので、狙った被写体を焦点検出の対象として自
在に捉えることができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since a part of the overlapping area is used as the focus detection area, focus detection can be performed for a specific subject. Therefore, it is possible to strictly perform focus detection while aiming at a narrow range such as a part of a subject. According to the fifth aspect of the present invention, since the focus detection area can be appropriately selected, moved, or reduced / enlarged, the target subject can be freely captured as a focus detection target.

【0103】また、請求項5に記載の発明では、重複域
内であれば焦点検出エリアを自在に設定することができ
る。したがって、従来の瞳分割位相差検出方式のように
焦点検出エリアの数だけ焦点検出用の光路を設置する必
要が特になく、多数の焦点検出エリアを設けた場合に
も、装置が大型化するおそれがほとんどない。
According to the fifth aspect of the present invention, the focus detection area can be set freely within the overlapping area. Therefore, unlike the conventional pupil division phase difference detection method, it is not particularly necessary to set the number of focus detection optical paths equal to the number of focus detection areas. Even when a large number of focus detection areas are provided, the apparatus may become large. There is almost no.

【0104】さらに、重複域内では、焦点検出エリアの
位置を連続的に移動することができる。したがって、従
来のように、焦点検出部を機械的に移動するための駆動
機構を設ける必要が特になく、装置が大型化するおそれ
がない。請求項6に記載の発明では、特定の色成分を抽
出もしくは合成して、焦点検出用の画像情報を生成す
る。したがって、カラー用の撮像素子を使用する場合に
も、光像の変位を確実に検出することができる。
Further, the position of the focus detection area can be continuously moved within the overlapping area. Therefore, unlike the related art, it is not particularly necessary to provide a drive mechanism for mechanically moving the focus detection unit, and there is no possibility that the apparatus is increased in size. According to the invention described in claim 6, specific color components are extracted or combined to generate image information for focus detection. Therefore, even when the color image pickup device is used, the displacement of the light image can be reliably detected.

【0105】請求項7に記載の発明では、色フィルタの
少なくとも一色を連続配列することにより、単色のライ
ンセンサを等価的に構成する。この連続方向に沿って画
像情報の変位を検出するので、連続方向の画素密度の精
度で、画像情報の変位を検出することが可能となる。請
求項8に記載の発明では、空間画素ずらしによる画像情
報の位置ズレを、画素単位の重み付け加算により補正す
る。そのため、空間画素ずらしが施された撮像手段を使
用する場合にも、光像の変位を確実に検出することがで
きる。
According to the seventh aspect of the present invention, a single-color line sensor is equivalently constructed by arranging at least one color of a color filter continuously. Since the displacement of the image information is detected along the continuous direction, it is possible to detect the displacement of the image information with the accuracy of the pixel density in the continuous direction. According to the eighth aspect of the invention, the positional shift of the image information due to the spatial pixel shift is corrected by weighted addition in pixel units. For this reason, even when using an imaging unit in which the spatial pixels are shifted, the displacement of the optical image can be reliably detected.

【0106】請求項9に記載の発明では、複数の撮像手
段により撮像された画像情報を合成する。ここで、複数
の撮像手段に空間画素ずらしが施されている場合、単体
の撮像手段を使用する場合に比較して、撮影画面の解像
度を高めることができる。また、複数の撮像手段に空間
画素ずらしが施されていない場合、対応画素ごとに画像
情報を加算する際に、複数の撮像手段において非相関に
生じる雑音成分が信号成分に比べて低減される。したが
って、単体の撮像手段を使用する場合に比較して画像情
報のS/Nを高めることができる。
According to the ninth aspect of the present invention, image information taken by a plurality of image pickup means is synthesized. Here, when a plurality of imaging units are shifted in spatial pixels, the resolution of a shooting screen can be increased as compared with a case where a single imaging unit is used. Further, when the plurality of imaging units are not subjected to the spatial pixel shift, when adding the image information for each corresponding pixel, the noise component generated in the plurality of imaging units in a non-correlation manner is reduced as compared with the signal component. Therefore, the S / N of the image information can be increased as compared with the case where a single imaging unit is used.

【0107】さらに、重複域を画面の一部に限定した場
合、単体の撮像手段を使用する場合に比較して、撮影画
面を左右(または上下)に拡大することができる。請求
項10に記載の発明では、焦点検出時と撮影時の状態遷
移に伴って、撮像手段の電荷蓄積時間を変更する。
Further, when the overlapping area is limited to a part of the screen, the photographing screen can be enlarged right and left (or up and down) as compared with the case where a single image pickup means is used. According to the tenth aspect of the present invention, the charge accumulation time of the imaging unit is changed in accordance with the state transition between the time of focus detection and the time of shooting.

【0108】例えば、焦点検出時の電荷蓄積時間を「画
像情報に白つぶれや黒つぶれが生じない時間」に設定
し、撮影時の電荷蓄積時間を「撮影意図や適正露出値な
どにより決定される時間」に設定する。この例のよう
に、焦点検出時と撮影時との異なる個々の事情に柔軟に
対応してそれぞれに適正な電荷蓄積を実施することが可
能となる。
For example, the charge accumulation time at the time of focus detection is set to “the time during which no blackout or blackout occurs in the image information”, and the charge accumulation time at the time of photographing is determined by “photographing intention, proper exposure value, and the like. Time ". As in this example, it is possible to flexibly cope with different circumstances at the time of focus detection and at the time of shooting, and to appropriately carry out charge accumulation.

【0109】以上述べたように、本発明を適用した電子
カメラシステムなどでは、撮像面上の焦点調節状態を直
接的に検出することが可能となる。したがって、撮影さ
れる実際の被写体像に即応して、緊密に合焦制御を行う
カメラシステムを容易に実現することができる。
As described above, in an electronic camera system or the like to which the present invention is applied, it is possible to directly detect a focus adjustment state on an imaging surface. Therefore, it is possible to easily realize a camera system that performs close focusing control immediately in response to an actual subject image to be captured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に記載の発明に対応する原理ブロック
図である。
FIG. 1 is a principle block diagram corresponding to the invention described in claim 1;

【図2】請求項2に記載の発明を説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the invention described in claim 2;

【図3】請求項3に記載の発明を説明する図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the invention described in claim 3;

【図4】請求項5に記載の発明を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the invention described in claim 5;

【図5】請求項8に記載の発明に対応する原理ブロック
図である。
FIG. 5 is a principle block diagram corresponding to the invention described in claim 8;

【図6】請求項9に記載の発明に対応する原理ブロック
図である。
FIG. 6 is a principle block diagram corresponding to the invention described in claim 9;

【図7】合焦状態における重複域の点像を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a point image of an overlapping area in a focused state.

【図8】後ピン状態における重複域の点像を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a point image of an overlapping area in a back focus state.

【図9】前ピン状態における重複域の点像を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a point image of an overlapping area in a front focus state.

【図10】重複域におけるボケ形状を説明する図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating a blur shape in an overlapping area.

【図11】請求項1〜9に対応する実施形態を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment corresponding to claims 1 to 9;

【図12】本実施形態における光学プリズム14の構成
を示す斜視図である。
FIG. 12 is a perspective view illustrating a configuration of an optical prism 14 according to the present embodiment.

【図13】本実施形態の動作を示す流れ図である。FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the present embodiment.

【図14】本実施形態の動作を示す流れ図(続き)であ
る。
FIG. 14 is a flowchart (continued) showing the operation of the present embodiment.

【図15】焦点検出エリアの配置例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an arrangement of a focus detection area.

【図16】色成分の選択を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating selection of a color component.

【図17】色成分の選択を説明する図である。FIG. 17 is a diagram illustrating selection of a color component.

【図18】画素配置に応じた重み付け加算の演算例を示
す図である。
FIG. 18 is a diagram illustrating a calculation example of weighted addition according to a pixel arrangement.

【図19】画素配置に応じた重み付け加算の演算例を示
す図である。
FIG. 19 is a diagram illustrating a calculation example of weighted addition according to a pixel arrangement.

【図20】画素配置に応じた重み付け加算の演算例を示
す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating a calculation example of weighted addition according to a pixel arrangement.

【図21】画素配置に応じた重み付け加算の演算例を示
す図である。
FIG. 21 is a diagram illustrating a calculation example of weighted addition according to a pixel arrangement.

【図22】合成処理のデータフローを説明する図であ
る。
FIG. 22 is a diagram for explaining a data flow of a combining process.

【図23】従来例を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing a conventional example.

【図24】従来の焦点検出部を示す分解斜視図である。FIG. 24 is an exploded perspective view showing a conventional focus detection unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮影光学系 2 光学素子 3a,3b 撮像手段 4 変位検出手段 4a 画素補正手段 4b 検出手段 5 焦点検出手段 6 光学プリズム 6a,6b プリズム断面 6c 空隙 7 操作手段 8 画像合成手段 11 撮像装置 12 撮影レンズ 13 絞り 14 光学プリズム 14c 空隙 14d 金属薄膜 15a 撮像素子 15b 撮像素子 16a 第1記憶部 16b 第2記憶部 17 画素補間部 18 エリア抽出部 19 画像合成部 20 画像記憶部 21 出力制御部 22 画像出力端子 23 表示部 24 重み付け加算部 25 像シフト演算部 26 焦点検出演算部 27 焦点制御部 28 焦点駆動機構 29 レリーズ釦 30 レリーズ制御部 31 エリア選択部 Reference Signs List 1 shooting optical system 2 optical element 3a, 3b imaging means 4 displacement detection means 4a pixel correction means 4b detection means 5 focus detection means 6 optical prism 6a, 6b prism section 6c air gap 7 operation means 8 image synthesis means 11 imaging device 12 imaging lens Reference Signs List 13 aperture 14 optical prism 14c air gap 14d metal thin film 15a imaging device 15b imaging device 16a first storage unit 16b second storage unit 17 pixel interpolation unit 18 area extraction unit 19 image synthesis unit 20 image storage unit 21 output control unit 22 image output terminal Reference Signs List 23 display unit 24 weighting addition unit 25 image shift calculation unit 26 focus detection calculation unit 27 focus control unit 28 focus drive mechanism 29 release button 30 release control unit 31 area selection unit

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被写体からの光を結像する撮影光学系
と、 前記撮影光学系の像空間側に配置され、光を入射角に応
じ透過光と反射光とに分けて、前記像空間を分割する光
学素子と、 前記光学素子により複数に分割された像空間ごとに個別
配置され、像空間ごとに分割形成される光像を撮像する
複数の撮像手段と、 前記複数の撮像手段から画像情報を取り込み、該画像情
報の間の変位を検出する変位検出手段と、 前記変位検出手段により検出された変位に基づいて、前
記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と
を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
1. An imaging optical system that forms an image of light from a subject, disposed on an image space side of the imaging optical system, and divides light into transmitted light and reflected light in accordance with an incident angle to form the image space. An optical element to be divided; a plurality of image pickup units which are individually arranged for each of the image spaces divided by the optical element, and which pick up an optical image divided and formed for each image space; and image information from the plurality of image pickup units. And a displacement detecting means for detecting a displacement between the image information, and a focus detecting means for detecting a focus adjustment state of the photographing optical system based on the displacement detected by the displacement detecting means. A focus detection device.
【請求項2】 請求項1に記載の撮像装置において、 前記光学素子は、 前記撮影光学系の光路上に空隙を有する光学プリズムで
あり、該空隙は、前記光路に対し傾斜したプリズム断面
のすきまに形成される空隙であることを特徴とする焦点
検出装置。
2. The imaging device according to claim 1, wherein the optical element is an optical prism having a gap on an optical path of the photographing optical system, and the gap has a prism cross section inclined with respect to the optical path. A focus detection device, characterized in that the space is formed in a gap.
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の焦点検
出装置において、 前記撮影光学系は、像空間側をほぼテレセントリック系
とする光学系であることを特徴とする撮像装置。
3. An image pickup apparatus according to claim 1, wherein said photographing optical system is an optical system having an image space side substantially telecentric.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれか1項に
記載の焦点検出装置において、 前記変位検出手段は、 前記撮像手段の撮影画面内に設けられた焦点検出エリア
に検出範囲を限定して、前記画像情報の変位を検出する
ことを特徴とする焦点検出装置。
4. The focus detection device according to claim 1, wherein the displacement detection unit limits a detection range to a focus detection area provided in a shooting screen of the imaging unit. A focus detection device for detecting a displacement of the image information.
【請求項5】 請求項4に記載の焦点検出装置におい
て、 外部入力により、前記焦点検出エリアを選択もしくは移
動もしくは縮小拡大する操作手段を備えたことを特徴と
する焦点検出装置。
5. The focus detection device according to claim 4, further comprising an operation unit for selecting, moving, or reducing or enlarging the focus detection area by an external input.
【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれか1項に
記載の焦点検出装置において、 前記撮像手段は、 撮像面上の画素単位に、所定の表色系における色フィル
タが混合して配列されてなり、 前記変位検出手段は、 前記画像情報の予め定められた色成分を抽出もしくは合
成し、その色成分について変位を検出することを特徴と
する焦点検出装置。
6. The focus detection device according to claim 1, wherein the imaging unit is configured to mix a color filter in a predetermined color system for each pixel on an imaging surface. A focus detection device, wherein the displacement detection means extracts or synthesizes a predetermined color component of the image information and detects a displacement of the color component.
【請求項7】 請求項6に記載の焦点検出装置におい
て、 前記撮像手段は、 前記色フィルタの少なくとも一色が、縦方向もしくは横
方向もしくは斜め方向に連続して配列されてなり、 前記変位検出手段は、 前記一色の連続方向に沿って、前記画像情報の変位を検
出することを特徴とする焦点検出装置。
7. The focus detection device according to claim 6, wherein the imaging unit is configured such that at least one color of the color filter is continuously arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction, and the displacement detection unit. The focus detection device detects a displacement of the image information along the continuous direction of the one color.
【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれか1項に
記載の焦点検出装置において、 前記複数の撮像手段は、 撮像面上の画素配置に空間画素ずらしが施されてなり、 前記変位検出手段は、 前記空間画素ずらしによる画像情報の位置ズレを、画素
単位の重み付け加算により補正する画素補正手段と、 前記画素補正手段により補正された画像情報の間の変位
を検出する検出手段とを備えてなることを特徴とする焦
点検出装置。
8. The focus detection device according to claim 1, wherein the plurality of imaging units are configured such that a pixel arrangement on an imaging surface is shifted by a spatial pixel, and the displacement is The detecting unit includes a pixel correcting unit that corrects a position shift of image information due to the spatial pixel shift by weighted addition in pixel units, and a detecting unit that detects a displacement between the image information corrected by the pixel correcting unit. A focus detection device, comprising:
【請求項9】 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に
記載の焦点検出装置を具備してなる撮像装置において、 前記複数の撮像手段により光電変換された画像情報を、
分割前の像空間の位置関係に従って合成し、被写体像の
画像情報を得る画像合成手段を備えたことを特徴とする
撮像装置。
9. An imaging device comprising the focus detection device according to claim 1, wherein the image information photoelectrically converted by the plurality of imaging units is
An image pickup apparatus, comprising: an image synthesizing unit that synthesizes images according to a positional relationship in an image space before division to obtain image information of a subject image.
【請求項10】 請求項9に記載の撮像装置において、 前記撮像手段は、 焦点検出時と撮影時の状態遷移に伴って、光電荷の蓄積
を行う電荷蓄積時間を変更することを特徴とする撮像装
置。
10. The imaging apparatus according to claim 9, wherein the imaging unit changes a charge accumulation time for accumulating photocharges in accordance with a state transition between focus detection and photographing. Imaging device.
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