JPH1020182A - Focus detector and image pickup device provided with focus detecting function - Google Patents

Focus detector and image pickup device provided with focus detecting function

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JPH1020182A
JPH1020182A JP8174810A JP17481096A JPH1020182A JP H1020182 A JPH1020182 A JP H1020182A JP 8174810 A JP8174810 A JP 8174810A JP 17481096 A JP17481096 A JP 17481096A JP H1020182 A JPH1020182 A JP H1020182A
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JP
Japan
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image
focus detection
focus
displacement
detection device
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Application number
JP8174810A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Utagawa
健 歌川
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a lowering of focus detecting accuracy caused by an attaching error of a focus detection part and an image pickup part by directly noticing the actual focusing state of a photographic image plane without through a virtual surface such as a primary image-formation surface in order to detect the focusing state of an image pickup surface. SOLUTION: An optical element 1 is arranged on the image space side of a photographing optical system Z and deflects light passing a part of the image space by using reflecting and refracting action. The direction of the image space of the optical system Z is partially changed by the element 1 and the image space is divided. Image pickup elements 2a and 2b are arranged individually in every image space so as to pick up an optical image. A part of a luminous flux group is distributed through the element 1 while keeping perfect luminous flux shape. The luminous flux group is converged in every divided image space and forms the partial image of the optical image. Meanwhile, the remaining luminous flux group is the one that luminous flux cross section extends over the divided part of the image space and a part of the luminous flux cross section is deflected by the element 1. As a result, the luminous flux group converged at one light spot is distributed in the image space and a boundary part is formed as an overlapped area.

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 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.

【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、位相差検出方式の焦点検
出装置が搭載されている。図20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20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 devices are equipped with a phase difference detection type focus detection device for detecting a focus adjustment state. FIG. 20 is a diagram showing an electronic camera equipped with this type of focus detection device. 20, a lens barrel 62 is attached to the front of a camera body 61, and a photographing optical system 63 is arranged 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21は、焦点検出部66の内部構成を示す分解斜
視図である。図21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. 21 is an exploded perspective view showing the internal configuration of the focus detection unit 66. 21, a lens holder 71 is provided on the upper surface of the focus detection unit 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の受
光面に、一組の光像を形成する。
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 tilt-formed via the separator lenses 78a and 78b, and form a set of light images on the light receiving surface of the image sensor 79.

【0009】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。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。
Here, the image sensor 79 photoelectrically converts the set of light images. The microprocessor 68
The photoelectric output of the image sensor 79 is captured. The microprocessor 68 performs a well-known correlation operation on the photoelectric output to detect an image interval between a pair of light images. Based on this image interval, the amount of deviation between the primary image plane and the optical image is calculated.

【0010】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。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。
The microprocessor 68 indirectly calculates a shift amount (hereinafter, referred to as "defocus amount") between the imaging surface and the optical image by multiplying the shift amount by a conversion coefficient. 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,
The light beam passing through the imaging optical system 63 directly reaches the imaging surface of the imaging unit 70, and forms a subject image.

【0011】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。
The imaging section 70 performs photoelectric conversion of the subject image and outputs an image signal to an image recording section and a display section (not shown).

【0012】[0012]

【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。従来の焦点検出装置は、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)を間接的に検出し
ていた。
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. The conventional focus detection device indirectly detects a focus adjustment state (for example, a defocus amount or the like) on the imaging surface by performing focus detection on the primary imaging surface.

【0013】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、焦点検出精度が大幅に低下してしまうという
問題点があった。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。
For this reason, if a mounting error of the focus detecting unit 66 or the imaging unit 70 or an aging of the mounting position occurs and the positional relationship between the imaging surface and the primary image forming surface is slightly shifted, the focus detection accuracy is reduced. There has been a problem that it is greatly reduced. Further, the conventional focus detection device cannot receive the photographing light beam when the mirror is raised. For this reason, there is a problem that the focus adjustment state at the moment when the photographing is performed cannot be directly detected.

【0014】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。また、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10μ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を
小さくする必要がある。
As a result, there is a problem that the focus state shifts during the release time lag. In a general electronic camera, 1/2 to 1
An image sensor of about / inch is used. Such an electronic camera has a photographing screen several times smaller than a 35 mm silver halide camera and the like, and has a fine pixel pitch of about 10 μm or less. Therefore, it is necessary to reduce the diameter of an allowable circle of confusion on the imaging surface. .

【0015】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と
いう問題点があった。そこで、請求項1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。
Therefore, if the focus detection unit for a 35 mm camera is used as it is in the optical system of such an electronic camera, there is a problem that the focus detection accuracy becomes insufficient and the focus accuracy becomes insufficient. Therefore, an object of the present invention is to provide a focus detection device capable of directly detecting a focus adjustment state on an imaging surface in order to solve the above-described problem.

【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1の目的
と併せて、より正確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
3に記載の発明は、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調節装
置を提供することを目的とする。請求項4に記載の発明
は、請求項3の目的と併せて、焦点調節状態の検出対象
を任意に選択することができる焦点調節装置を提供する
ことを目的とする。
A second object of the present invention is to provide a focus detecting device capable of detecting a focus adjustment state more accurately, in addition to the object of the first embodiment. A third object of the present invention is to provide a focus adjustment device capable of detecting a focus adjustment state of a specific subject, in addition to the object of the first embodiment. A fourth object of the present invention is to provide a focus adjusting device capable of arbitrarily selecting an object to be detected of a focus adjusting state, in addition to the object of the third object.

【0017】請求項5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
焦点調節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5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。
A fifth object of the present invention is to provide a focus adjustment device suitable for using a color image pickup device, in addition to the object of the first embodiment. According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the object of the fifth aspect, it is possible to provide a focus detection device capable of detecting a focus adjustment state with higher accuracy when a color imaging element is used. Aim.

【0018】請求項7に記載の発明は、請求項1の目的
と併せて、像空間を分割する際に色収差がほとんど生じ
ず、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、像空間分割用
の光学素子にプリズムを使用した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 first aspect, a focus detection device capable of detecting a focus adjustment state with higher accuracy with substantially no chromatic aberration when dividing an image space. The purpose is to provide. An eighth aspect of the present invention is to provide a focus detection device using a prism as an optical element for dividing an image space, in addition to the object of the first aspect.

【0019】請求項9に記載の発明は、請求項1の目的
と併せて、像空間分割用の光学素子に偏心レンズを使用
した焦点検出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1の目的と併せて、撮影画
面の大型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。
A further object of the present invention is to provide a focus detecting device using an eccentric lens as an optical element for dividing an image space, in addition to the object of the first aspect. An object of the invention according to claim 10 is to provide an image pickup apparatus that can easily realize a large photographic screen, in addition to the object of claim 1.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】図1は、請求項1に記載
の発明を説明する図である。以下、図1に対応付けて、
解決するための手段を説明する。
FIG. 1 is a diagram for explaining the first aspect of the present invention. Hereinafter, in association with FIG.
Means for solving the problem will be described.

【0021】請求項1に記載の発明は、撮影光学系Zの
像空間側に配置され、像空間の一部範囲を通過する光を
反射もしくは屈折により偏向し、像空間を複数に分割す
る光学素子1と、光学素子1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素子2a,2bと、複数の撮
像素子2a,2bの画像情報を取り込み、これら画像情
報の間の変位を検出する変位検出手段3と、変位検出手
段3により検出された変位に基づいて、撮影光学系Zの
焦点調節状態を検出する焦点検出手段4とを備え、変位
検出手段3は、像空間の分割部分に形成される光像の重
複域において、対応する光像の間の変位を検出すること
を特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical system which is disposed on the image space side of the photographing optical system Z, deflects light passing through a partial range of the image space by reflection or refraction, and divides the image space into a plurality. A device 1; a plurality of image sensors 2a and 2b which are individually arranged for each of the plurality of image spaces divided by the optical device 1 and capture an optical image divided and formed for each image space; and a plurality of image sensors 2a and 2b And a focus detecting means 4 for detecting a focus adjustment state of the photographing optical system Z based on the displacement detected by the displacement detecting means 3. Wherein the displacement detecting means 3 detects a displacement between the corresponding light images in an overlapping area of the light images formed in the divided part of the image space.

【0022】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の焦点検出装置において、変位検出手段3は、重複域ご
との画像情報を光束の分割比率に応じて利得補正し、補
正された画像情報について変位を検出することを特徴と
する。請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の焦点
検出装置において、変位検出手段3は、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とを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the focus detection device according to the first aspect, the displacement detecting means 3 performs gain correction on the image information for each overlapping area in accordance with a division ratio of a light beam, and the corrected image information is corrected. It is characterized in that displacement is detected for image information. According to a third aspect of the present invention, in the focus detection device according to the first aspect, the displacement detection means 3 detects a displacement of image information by limiting a detection range to a focus detection area provided in an overlapping area. It is characterized by the following.

【0023】請求項4に記載の発明は、請求項3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
を備えたことを特徴とする。請求項5に記載の発明は、
請求項1に記載の焦点検出装置において、撮像素子は、
受光面の画素単位に、所定の表色系における色フィルタ
が混合配列されてなり、変位検出手段3は、画像情報の
予め定められた色成分を抽出し、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 fourth aspect of the present invention, there is provided the focus detecting device according to the third aspect, further comprising an operation means for selecting, moving, or reducing or enlarging the focus detection area by an external input. The invention according to claim 5 is
In the focus detection device according to claim 1, the imaging device includes:
A color filter in a predetermined color system is mixedly arranged for each pixel of the light receiving surface, and the displacement detecting means 3 extracts a predetermined color component of the image information and detects a displacement of the color component. It is characterized by.

【0024】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の焦点検出装置において、撮像素子は、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3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。請求項7に記載の発明は、請求項1に記載
の焦点検出装置において、光学素子1は、撮影光学系Z
の像空間に配置され、一部範囲の通過光を反射して、像
空間を部分的に鏡映する反射部材であることを特徴とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the focus detection device according to the fifth aspect, the image pickup device is configured such that at least one color of a color filter is continuously arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction. The displacement detecting means 3 detects a displacement of image information along a continuous direction of one color. According to a seventh aspect of the present invention, in the focus detection device according to the first aspect, the optical element 1 is provided with an imaging optical system Z.
And a reflecting member that reflects light passing through a partial range and partially reflects the image space.

【0025】請求項8に記載の発明は、請求項1に記載
の焦点検出装置において、光学素子1は、撮影光学系Z
の像空間に配置され、一部範囲の通過光を屈折して、像
空間を複数に分割するプリズムであることを特徴とす
る。請求項9に記載の発明は、請求項1に記載の焦点検
出装置において、光学素子1は、撮影光学系Zの光軸外
にレンズ主点を有し、一部範囲の通過光をアオリ結像し
て、像空間を複数に分割する偏心レンズであることを特
徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the focus detection apparatus according to the first aspect, the optical element 1 is provided with a photographing optical system Z.
And a prism that refracts light passing through a partial range and divides the image space into a plurality of parts. According to a ninth aspect of the present invention, in the focus detection device according to the first aspect, the optical element 1 has a lens principal point outside the optical axis of the photographing optical system Z, and tilts transmitted light in a partial range. It is an eccentric lens that forms an image and divides an image space into a plurality of parts.

【0026】請求項10に記載の発明は、請求項1乃至
9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、複数の撮像素子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。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus comprising the focus detection device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the image information photoelectrically converted by the plurality of image pickup elements is converted into The image processing apparatus further includes an image synthesizing unit that obtains image information of a subject image by synthesizing the image in accordance with the positional relationship in the image space before the division.

【0027】(作用)請求項1にかかわる焦点検出装置
では、光学素子1が、撮影光学系Zの像空間側に配置さ
れる。この光学素子1は、像空間の一部を通過する光を
反射作用もしくは屈折作用を用いて偏向する。このよう
な光学素子1の光学作用により、撮影光学系Z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。
(Function) In the focus detecting device according to the first aspect, the optical element 1 is arranged on the image space side of the photographing optical system Z. The optical element 1 deflects light that passes through a part of the image space by using a reflecting action or a refracting action. Due to the optical action of the optical element 1, the image space of the photographing optical system Z partially changes its direction, and the image space is divided into a plurality.

【0028】撮像素子2a,2bは、複数に分割された
像空間ごとに個別配置され、像空間ごとに分割形成され
る光像を撮像する。ここで、光像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は、光学素子1を
介して完全な光束形状のまま振り分けられる。これらの
光束群は、分割された像空間ごとに収束して、光像の部
分像を形成する。
The image sensors 2a and 2b are individually arranged for each of a plurality of divided image spaces, and pick up an optical image divided and formed for each image space. Here, a light beam group converging on each point of the light image is considered. A part of such a light beam group is distributed via the optical element 1 while keeping a complete light beam shape. These light flux groups converge for each divided image space to form a partial image of the light image.

【0029】一方、残りの光束群は、光束断面が像空間
の分割部分にまたがる光束群である。これらの光束群で
は、光束断面の一部分が光学素子1より偏向される。そ
の結果、本来は一つの光点に収束すべき光束群が、複数
の像空間に分配される。したがって、分割後の像空間に
は、光像の境界部分が相互にはみ出すようにして、光像
の重複域が形成される。
On the other hand, the remaining light beam group is a light beam group whose light beam cross section extends over a divided portion of the image space. In these light beam groups, a part of the light beam cross section is deflected by the optical element 1. As a result, a light flux group that should originally converge to one light spot is distributed to a plurality of image spaces. Therefore, in the divided image space, the overlapping area of the optical images is formed such that the boundary portions of the optical images protrude from each other.

【0030】図2〜4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。合焦状態では、図2(a)〜
(c)に示すように、一点に収束すべき光束が、光学素
子1を介して重複域β,β′に分配される。これらの重
複域β,β′では、分配後の光束がそれぞれに収束する
ため、点像が形成される。また、後ピン状態では、図3
(a)〜(c)に示すように、真円状のボケ像を形成す
べき光束が、光学素子1を介して、重複域β,β′に分
配される。これらの重複域β,β′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。
FIGS. 2 to 4 are views showing point images of the overlapping area in each focus adjustment state. In the in-focus state, FIG.
As shown in (c), a light beam to be converged at one point is distributed to overlapping areas β and β ′ via the optical element 1. In these overlapping areas β and β ′, the light flux after distribution converges to each other, so that a point image is formed. In the back focus state, FIG.
As shown in (a) to (c), a light beam to form a perfect circular blurred image is distributed to overlapping areas β and β ′ via the optical element 1. In these overlapping regions β and β ′, since the cross section of the light beam after distribution appears as a blurred image, a semicircular blurred image is formed.

【0031】さらに、前ピン状態では、図4(a)〜
(c)に示すように、真円状のボケ像を形成すべき光束
が、光学素子1を介して、重複域β,β′に分配され
る。これらの重複域β,β′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。なお、前ピン状態では、撮像素子2a,2b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。
Further, in the front focus state, FIGS.
As shown in (c), a light beam to form a perfect circular blurred image is distributed via the optical element 1 to the overlapping areas β and β ′. In these overlapping regions β and β ′, since the cross section of the light beam after distribution appears as a blurred image, a semicircular blurred image is formed. In the front focus state, the light flux temporarily converges before reaching the imaging devices 2a and 2b, and the left and right (or up and down) of the blurred image is inverted. An image is formed.

【0032】図5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5(a)
に示すように、重複域β,β′の光像が形成されるた
め、光像の相対的な変位がゼロとなる。また、後ピン状
態では、図5(b)に示すように、重複域β,β′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5中のφ)が生じる。
FIG. 5 is a diagram illustrating these blur shapes for each focus adjustment state. In the focused state, FIG.
As shown in (1), since the optical images in the overlapping areas β and β ′ are formed, the relative displacement of the optical images becomes zero. Further, in the rear focus state, as shown in FIG. 5B, a semicircular blurred image is formed in each of the overlapping areas β and β ′, so that the displacement of the center of gravity of the optical image (φ in FIG. 5) ) Occurs.

【0033】さらに、前ピン状態では、図5(c)に示
すように、重複域β,β′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5中の−φ)が
生じる。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。
Further, in the front focus state, as shown in FIG. 5C, a semi-circular blurred image is formed in each of the overlapping areas β and β ′, so that the displacement of the center of gravity of the optical image (FIG. -Φ). Here, in the back focus state and the front focus state, the direction of the blur shape is opposite, so that the center of gravity displacement of the optical image has a positive and negative value.

【0034】変位検出手段3は、このような光像の変位
を検出する。焦点検出手段4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)を検出できる。以上説明した作用
により、本発明は、撮像面(撮像素子2a,2bの受光
面)の焦点調節状態を直接的に検出する。
The displacement detecting means 3 detects such a displacement of the light image. The focus detecting means 4 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 (for example, the amount of defocus) from the in-focus state can be detected from the magnitude of the displacement. According to the operation described above, the present invention directly detects the focus adjustment state of the imaging surface (the light receiving surfaces of the imaging elements 2a and 2b).

【0035】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。
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.

【0036】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、撮像素子2a,2b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, since the photographic light beam can be received on the imaging surface which is the focus detection surface, 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 elements 2a and 2b, the focus adjustment state can be detected with appropriate accuracy.

【0037】請求項2にかかわる焦点検出装置では、変
位検出手段3が、重複域ごとの画像情報を光束の分割比
率に応じて利得補正する。図2(a)〜(c)に示した
ように、重複域β,β′では、光束の分割比率が点像の
位置に応じて変化する。このような分割比率の変化によ
り、合焦状態では、重複域の輝度レベルが変化する。
In the focus detecting device according to the second aspect, the displacement detecting means 3 performs gain correction on the image information for each overlapping area according to the division ratio of the light beam. As shown in FIGS. 2A to 2C, in the overlapping areas β and β ′, the division ratio of the light beam changes according to the position of the point image. Due to such a change in the division ratio, the luminance level of the overlapping area changes in the focused state.

【0038】ここで、重複域β,β′の中央部に検出範
囲を限定した場合、図2(b)に示したように光束の分
割比率が等分になるため、重心変位を検出する上で特に
支障は生じない。しかし、検出範囲を広くした場合、図
2(a),(c)に示したように光束の分割比率が偏る
ために、重心変位の検出が偏ってしまう。
Here, when the detection range is limited to the center of the overlapping areas β and β ′, the division ratio of the light beam is equally divided as shown in FIG. There is no particular problem. However, when the detection range is widened, the detection of the displacement of the center of gravity is biased because the split ratio of the light beam is biased as shown in FIGS.

【0039】そこで、変位検出手段3が、光束の分割比
率に応じて重複域の輝度レベルを補正することにより、
上記のような重心変位の偏りを防止する。請求項3にか
かわる焦点検出装置では、変位検出手段3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、狭い範囲を狙って厳密に焦点検出を行うことができ
る。
Therefore, the displacement detecting means 3 corrects the luminance level of the overlapping area according to the division ratio of the light beam,
The deviation of the displacement of the center of gravity as described above is prevented. In the focus detection device according to the third aspect, the displacement detection means 3 detects the displacement of the image information by limiting the detection range to the focus detection 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, focus detection can be performed strictly in a narrow range.

【0040】請求項4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 fourth aspect is provided with operating means 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.

【0041】また、重複域の広さは、撮影光学系Zの開
放F値によって変化する。したがって、開放F値という
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
できる。請求項5にかかわる焦点検出装置では、撮像素
子の受光面に、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。
The width of the overlapping area changes depending on the open F value of the photographing optical system Z. Therefore, an appropriate focus detection area can always be ensured by reducing and expanding the focus detection area in response to an external input of the open F value. In the focus detecting device according to the fifth aspect, a predetermined color system (for example, an RGB color system,
Color filters of YIQ color system, complementary color system, etc.) are mixedly arranged in pixel units.

【0042】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。そこで、変
位検出手段3は、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。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。
In such a case, the displacement of the light image cannot be detected by comparing different color components. Thus, the displacement detecting means 3 extracts a specific color component and generates 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.

【0043】請求項6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。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
3は、この連続方向に沿って、画像情報の変位を検出す
る。
In the focus detecting device according to the sixth aspect, at least one color of the color filters is continuously arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction. By arranging the color filters in this manner, a line sensor is equivalently configured in the continuous direction of one color. The displacement detecting means 3 detects the displacement of the image information along the continuous direction.

【0044】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。請求項7にかかわる焦点検出装置では、光学
素子1として反射部材を使用する。この反射部材は、撮
影光学系Zの像空間側に配置され、一部範囲の通過光を
反射することにより、像空間を分割する。
With 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. In the focus detection device according to the seventh aspect, a reflection member is used as the optical element 1. The reflection member is arranged on the image space side of the imaging optical system Z, and divides the image space by reflecting passing light in a partial range.

【0045】通常、光学素子1に色収差が生じると、撮
像性能が悪化する上に、画像情報の変位を高精度に検出
できなくなる。しかし、請求項7の焦点検出装置では、
光学素子1が反射作用を使用するので、色収差がほとん
ど生じない。したがって、撮像性能が向上すると共に、
画像情報の変位を高精度に検出することができる。
Normally, when chromatic aberration occurs in the optical element 1, the imaging performance deteriorates and the displacement of image information cannot be detected with high accuracy. However, in the focus detection device of claim 7,
Since the optical element 1 uses a reflection action, chromatic aberration hardly occurs. Therefore, while improving the imaging performance,
Displacement of image information can be detected with high accuracy.

【0046】請求項8にかかわる焦点検出装置では、光
学素子1としてプリズムを使用する。このプリズムは、
撮影光学系Zの像空間側に配置され、一部範囲の通過光
を屈折することにより、像空間を分割する。請求項9に
かかわる焦点検出装置では、光学素子1として偏心レン
ズを使用する。この偏心レンズは、撮影光学系Zの像空
間側に配置され、一部範囲の通過光をアオリ結像するこ
とにより、像空間を分割する。
In the focus detecting device according to the eighth aspect, a prism is used as the optical element 1. This prism is
It is arranged on the image space side of the photographing optical system Z, and refracts passing light in a partial range to divide the image space. In the focus detecting device according to the ninth aspect, an eccentric lens is used as the optical element 1. The eccentric lens is arranged on the image space side of the photographing optical system Z, and divides the image space by tilting the transmitted light in a partial range.

【0047】請求項10にかかわる撮像装置は、請求項
1乃至9のいずれか1項に記載の焦点検出装置と、画像
合成手段とを具備して構成する。この画像合成手段は、
焦点検出装置内の複数の撮像素子から光電出力をそれぞ
れ取り込む。画像合成手段は、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。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an imaging apparatus including the focus detecting device according to any one of the first to ninth aspects, and an image synthesizing unit. This image combining means
Photoelectric outputs are taken from a plurality of image sensors in the focus detection device. The image combining means combines these pieces of image information according to the positional relationship in the image space before division, and combines the image information of the subject image.

【0048】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。
With such a configuration, an imaging device having a focus detection function can be easily realized.

【0049】[0049]

【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。図6は、請求項1〜7,
10に対応する実施形態を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG.
It is a figure which shows embodiment corresponding to 10.

【0050】図7は、本実施形態における反射部材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に撮影光学系12が取り付けられ、撮影光学系
12の光軸上に、絞り13および反射部材14が順に配
置される。この反射部材14は、光学ガラスや透明樹脂
などからなる直方体状の透明ブロック14sと、この透
明ブロック14s内部の左半分を斜め向きに横切る鏡映
面14aとから構成される。
FIG. 7 shows the reflecting member 14 in this embodiment.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the configuration of FIG. In these drawings, a photographing optical system 12 is attached to an imaging device 11, and an aperture 13 and a reflecting member 14 are sequentially arranged on the optical axis of the photographing optical system 12. The reflecting member 14 includes a rectangular parallelepiped transparent block 14s made of optical glass, transparent resin, or the like, and a mirror surface 14a obliquely crossing the left half inside the transparent block 14s.

【0051】なお、このような反射部材14は、例え
ば、次のように製造される。まず、透明部材14sを
「斜めに分断された形状」に分けて成形する。その後、
一方の断面の半分に鏡映面14aを形成して、両方の断
面を貼り合わせる。このように形成された反射部材14
の反射方向に撮像素子15aが配置され、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にはレリーズ釦11aが接続される。
The reflecting member 14 is manufactured, for example, as follows. First, the transparent member 14s is formed by being divided into “obliquely divided shapes”. afterwards,
A mirrored surface 14a is formed on half of one cross section, and both cross sections are bonded together. The reflecting member 14 thus formed
The image sensor 15a is arranged in the reflection direction, and the image sensor 15b is arranged in the transmission direction. These imaging devices 15a,
A release button 11a is connected to 15b.

【0052】これらの撮像素子15a,15bは次の位
置関係を満足するように配置される。 (1)撮像素子15bの受光面は、撮影光軸上に予め設
定された仮想的な撮影画面上に配置され、受光面の右端
は、撮影画面の右枠に一致する。一方、受光面の左端
は、「開放絞り状態における撮影光学系12の射出瞳が
鏡映面14aに全て隠れる位置」に達する。
These image sensors 15a and 15b are arranged so as to satisfy the following positional relationship. (1) The light receiving surface of the image sensor 15b is arranged on a virtual shooting screen preset on the shooting optical axis, and the right end of the light receiving surface coincides with the right frame of the shooting screen. On the other hand, the left end of the light receiving surface reaches “a position where the exit pupil of the imaging optical system 12 in the open aperture state is completely hidden by the mirror surface 14a”.

【0053】(2)鏡映面14aによる「撮像素子15
aの受光面」の鏡像は、上述の撮影画面上に位置し、そ
の鏡像の左端は、撮影画面の左枠に一致する。一方、そ
の鏡像の右端は、「上述の射出瞳が鏡映面14aに隠れ
ない位置」に達する。このように配置された撮像素子1
5aの出力は、第1記憶部16aを介して画像合成部1
7に接続され、一方の撮像素子15bの出力は、第2記
憶部16bを介して画像合成部17に接続される。
(2) The "image pickup device 15" by the mirror surface 14a
The mirror image of the “light receiving surface a” is located on the above-described photographing screen, and the left end of the mirror image coincides with the left frame of the photographing screen. On the other hand, the right end of the mirror image reaches “a position where the above-described exit pupil is not hidden by the mirror surface 14a”. Image sensor 1 arranged in this way
The output of the image synthesizing unit 1 is output via the first storage unit 16a.
7, and the output of one image sensor 15b is connected to the image synthesizing unit 17 via the second storage unit 16b.

【0054】画像合成部17の出力は、合成画像記憶部
17aを介して出力制御部18に接続され、出力制御部
18の出力は、表示部19および画像出力端子20に接
続される。また、第1記憶部16aおよび第2記憶部1
6bの出力は、像シフト演算部21を介して、焦点検出
演算部22に接続される。焦点検出演算部22の出力
は、表示部19および画像合成部17に接続されると共
に、焦点制御を行う合焦駆動部に接続される。
The output of the image synthesizing unit 17 is connected to an output control unit 18 via a synthesized image storage unit 17a, and the output of the output control unit 18 is connected to a display unit 19 and an image output terminal 20. Further, the first storage unit 16a and the second storage unit 1
The output of 6b is connected to a focus detection calculation unit 22 via an image shift calculation unit 21. The output of the focus detection calculation unit 22 is connected to the display unit 19 and the image synthesis unit 17 and to a focus drive unit that performs focus control.

【0055】撮像装置11の筐体には、焦点検出エリア
を手動選択するための操作部材であるエリア選択釦21
aが配置され、このエリア選択釦21aの出力は、表示
部19および像シフト演算部21に接続される。なお、
請求項1〜7に記載の発明と本実施形態との対応関係に
ついては、像空間の一部範囲は鏡映面14aに対応し、
光学素子1は反射部材14に対応し、複数の撮像素子は
撮像素子15a,15bに対応し、変位検出手段3は像
シフト演算部21に対応し、焦点検出手段4は焦点検出
演算部22に対応する。
An area selection button 21 which is an operation member for manually selecting a focus detection area is provided on the housing of the imaging device 11.
The output of the area selection button 21a is connected to the display unit 19 and the image shift calculation unit 21. In addition,
Regarding the correspondence between the invention described in claims 1 to 7 and the present embodiment, a partial range of the image space corresponds to the mirror surface 14a,
The optical element 1 corresponds to the reflection member 14, the plurality of imaging elements correspond to the imaging elements 15a and 15b, the displacement detecting means 3 corresponds to the image shift calculating section 21, and the focus detecting means 4 corresponds to the focus detecting calculating section 22. Corresponding.

【0056】請求項10に記載の発明と本実施形態との
対応関係については、上記の対応関係に加えて、画像合
成手段が画像合成部17に対応する。図8は、本実施形
態の動作を示す流れ図である。以下、これらの図に基づ
いて、第1の実施形態の動作を説明する。まず、レリー
ズ釦11aが押されると(ステップS1)、撮像素子1
5a,15bにおいて、光電荷の蓄積が開始される(ス
テップS2)。
As for the correspondence between the invention described in claim 10 and the present embodiment, in addition to the above-mentioned correspondence, an image combining means corresponds to the image combining section 17. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the present embodiment. Hereinafter, the operation of the first embodiment will be described based on these drawings. First, when the release button 11a is pressed (step S1), the image sensor 1
At 5a and 15b, accumulation of photocharge is started (step S2).

【0057】この状態で、所定の露光時間が経過すると
(ステップS3)、撮像素子15a,15bから光電荷
が順次に転送され、第1記憶部16aおよび第2記憶部
16bにそれぞれ記憶される(ステップS4)。ここ
で、第1記憶部16aは、撮像素子15aの光像が鏡映
像なので、画像情報の左右を反転して記憶する(ステッ
プS5)。
In this state, when a predetermined exposure time has elapsed (step S3), photocharges are sequentially transferred from the image pickup devices 15a and 15b, and are stored in the first storage unit 16a and the second storage unit 16b, respectively (step S3). Step S4). Here, since the optical image of the image sensor 15a is a mirror image, the first storage unit 16a stores the image information by reversing the left and right of the image information (step S5).

【0058】次に、像シフト演算部21は、エリア選択
釦21a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9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、3つの焦点検出エリアP
1〜P3が、分割光像の重複域β,β′内において縦方
向に配列される。
Next, the image shift calculation section 21 takes in the output of the area selection button 21a and detects the manually selected focus detection area. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the arrangement of the focus detection areas. In this arrangement example, three focus detection areas P
1 to P3 are arranged in the vertical direction in the overlapping areas β and β ′ of the divided light images.

【0059】像シフト演算部21は、選択された焦点検
出エリア内の画像情報を、第1記憶部16aおよび第2
記憶部16bから個別に取り込む(ステップS6)。こ
こで、重複域β,β′の光像には、光束の分割比率に従
って、図10に示すような輝度変動が生じる。そこで、
像シフト演算部21は、取り込まれた一組の画像情報に
ついて、光束の分割比率に応じた利得補正を施す(ステ
ップS7)。
The image shift operation section 21 stores the image information in the selected focus detection area in the first storage section 16a and the second storage section 16a.
The data is individually fetched from the storage unit 16b (step S6). Here, in the light images in the overlapping areas β and β ′, a luminance variation as shown in FIG. 10 occurs according to the division ratio of the light flux. Therefore,
The image shift operation unit 21 performs gain correction on the captured set of image information in accordance with the division ratio of the light beam (step S7).

【0060】次に、像シフト演算部21は、一組の画像
情報から特定の色成分を抽出する(ステップS8)。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、次のように決定する。例えば、図11
(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21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。
Next, the image shift calculator 21 extracts a specific color component from a set of image information (step S8). This extraction method is determined as follows according to the color filter arrangement of the imaging elements 15a and 15b. For example, FIG.
In (a) and (b), specific color components are continuously arranged. The image shift calculator 21 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.

【0061】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
るためには、例えば、図14の分割瞳の境界線の方向と
直交する方向に特定の色成分を配列する必要がある。ま
た、図11(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21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 the image shift due to defocus, for example, it is necessary to specify the direction orthogonal to the direction of the boundary line of the split pupil in FIG. Need to be arranged. FIG. 11C shows a case where specific color components are arranged at regular intervals in the image shift direction due to defocus. The image shift calculator 21 extracts the specific color component by thinning it out at regular intervals.

【0062】さらに、図11(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)を混合する
ことにより、特定の色成分を抽出する。また、図12
(e)では、色フィルタ配列を4×2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)を混合することにより、特定の色成分を
抽出する。
Further, in FIG. 11D, 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 mixed to specify the color filter array. Is extracted. FIG.
In (e), a specific color component is extracted by dividing the color filter array into 4 × 2 small blocks and mixing the color components (the same color component or different color components) in the small block.

【0063】さらに、図12(f)では、色フィルタ配
列を2×2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するように分け
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)を混合することにより、特定の色成分を
抽出する。このような動作により、高密度で画素列を抽
出し、焦点検出精度を高めることができる。
Further, in FIG. 12F, the color filter array is divided into 2 × 2 small blocks. At this time, the small block is divided so as to overlap the left and right small blocks by half. A specific color component is extracted by mixing the color components (the same color component or different color components) in the small block. By such an operation, a pixel row can be extracted at a high density, and the focus detection accuracy can be improved.

【0064】また、図12(g)では、色フィルタ配列
を4×2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するように分ける。
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)を混合することにより、特定の色成分を抽出
する。このような動作により、高密度で画素列を抽出
し、焦点検出精度を高めることができる。
In FIG. 12G, the color filter array is divided into 4 × 2 small blocks. At this time, the small block is divided so as to overlap the left and right small blocks by half.
A specific color component is extracted by mixing the color components (the same color component or different color components) in the small block. By such an operation, a pixel row can be extracted at a high density, and the focus detection accuracy can be improved.

【0065】図13は、上記のように前処理された一組
の画像情報を示す図である。ここで、像シフト演算部2
1は、これら一組の画像情報について、例えば、次に示
すような相関演算を行う。まず、一方の画像情報を左右
に所定間隔だけずらしながら、他方の画像情報との差分
を求め、その差分の絶対値の総和を求める。
FIG. 13 is a diagram showing a set of image information preprocessed as described above. Here, the image shift operation unit 2
1 performs, for example, the following correlation operation on the set of image information. First, one image information is shifted left and right by a predetermined interval, a difference from the other image information is obtained, and a sum of absolute values of the difference is obtained.

【0066】この総和が最小となる所定間隔の値を算出
することにより、一組の画像情報の重心変位φを算出す
る(ステップS9)。焦点検出演算部22は、この重心
変位φ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、重心変位φが正符号とな
る場合は、図13(a)に示すように、後ピン状態と判
定できる。
By calculating the value of the predetermined interval that minimizes the sum, the center-of-gravity displacement φ of one set of image information is calculated (step S9). The focus detection calculation unit 22 can determine the focus position based on the sign of the center-of-gravity displacement φ as follows. That is, when the center-of-gravity displacement φ has a positive sign, as shown in FIG.

【0067】また、重心変位φがゼロとなる場合は、図
13(b)に示すように、合焦状態と判定できる。さら
に、重心変位φが負符号となる場合は、図13(c)に
示すように、前ピン状態と判定できる。次に、焦点検出
演算部22は、この重心変位φに応じて、 DF=φ/K ・・・(1) を算出し、デフォーカス量DFを求める(ステップS1
0)。
When the displacement φ of the center of gravity becomes zero, it can be determined that the object is in focus, as shown in FIG. Further, when the center-of-gravity displacement φ has a negative sign, it can be determined that the front focus state has been reached, as shown in FIG. Next, the focus detection calculation unit 22 calculates DF = φ / K (1) according to the center-of-gravity displacement φ to obtain the defocus amount DF (step S1).
0).

【0068】ここで、係数Kの値は、焦点検出エリアの
中央部から分割瞳の重心(図14の重心O,O′)を見
込む角度をθとしたときに、 K≒1/θ ・・・(2) (2)式で表される値である。ただし、実際のKの値
は、実測に基づいて決定される。さらに厳密なKの値
は、重心変位φの関数となるため、テーブル処理などに
より決定される。
Here, the value of the coefficient K is K ≒ 1 / θ when an angle at which the center of gravity of the split pupil (the center of gravity O, O ′ in FIG. 14) is viewed from the center of the focus detection area is θ. -(2) This is a value represented by equation (2). However, the actual value of K is determined based on actual measurement. Since the exact value of K is a function of the center of gravity displacement φ, it is determined by a table process or the like.

【0069】この状態で、デフォーカス量DFが所定の
閾値を上回ると(ステップS11)、合焦駆動部は、こ
のデフォーカス量DFに基づいて撮影光学系12を前後
に繰り出し、焦点制御を実行する(ステップS12)。
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)、画像合成部17は、合焦状態と判断し
て、画像情報の合成処理を開始する。
In this state, when the defocus amount DF exceeds a predetermined threshold value (step S11), the focusing drive unit moves the photographing optical system 12 back and forth based on the defocus amount DF to execute focus control. (Step S12).
On the other hand, when the defocus amount DF is equal to or smaller than the predetermined threshold (step S11), the image synthesizing unit 17 determines that the image is in focus and starts the image information synthesizing process.

【0070】図15は、分割撮像された画像情報を示す
図である。図16は、画像合成を説明する図である。以
下、これらの図を用いて、画像合成部17の動作を説明
する。図15に示すように、撮像素子15aおよび撮像
素子15bにより撮像される画像情報は、分割光像が重
複しない区域α,γと、分割光像が重複する区域β,
β′とに区分できる。
FIG. 15 is a diagram showing image information obtained by divisional imaging. FIG. 16 is a diagram illustrating image composition. Hereinafter, the operation of the image synthesizing unit 17 will be described with reference to these drawings. As shown in FIG. 15, the image information captured by the image sensor 15a and the image sensor 15b includes areas α and γ where the split light images do not overlap, and areas β and γ where the split light images overlap.
β '.

【0071】まず、画像合成部17は、記憶部16a,
16bから、区域α,γの画素を読み出して、 C(i,j)=A(i,j) (ただし、1≦i≦6,1≦j≦4)・・・(6) C(i,j+4)=B(i,j) (ただし、1≦i≦6,3≦j≦6)・・・(7) に従って画素を再配列して、合成画像記憶部17aに記
憶する(ステップS13)。
First, the image synthesizing unit 17 includes a storage unit 16a,
16 (b), the pixels in the sections α and γ are read out, and C (i, j) = A (i, j) (1 ≦ i ≦ 6, 1 ≦ j ≦ 4) (6) C (i, j) , j + 4) = B (i, j) (where 1 ≦ i ≦ 6, 3 ≦ j ≦ 6) (7) The pixels are rearranged in accordance with the following equation (7) and stored in the combined image storage unit 17a ( Step S13).

【0072】次に、重複域β,β′の画素を読み出し C(i,j)=A(i,j)+B(i,j-4) (ただし、1≦i≦6,5≦j≦6) ・・・(8) に従って加算し、合成画像記憶部17aに記憶する(ス
テップS14)。出力制御部18は、合成画像記憶部1
7a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S15)。
Next, the pixels in the overlapping areas β and β 'are read out and C (i, j) = A (i, j) + B (i, j-4) (where 1≤i≤6,5≤j≤ 6) Add according to (8) and store in the combined image storage unit 17a (step S14). The output control unit 18 controls the combined image storage unit 1
The combined image information is read from 7a and sequentially output to the outside (step S15).

【0073】以上説明した動作により、本実施形態で
は、撮像素子15a,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ことができる。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。
According to the operation described above, in the present embodiment, the defocus amount on the imaging surface of the imaging elements 15a and 15b can be 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.

【0074】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。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。
Further, since the focus adjustment state at the moment of photographing can be directly detected, it is possible to surely eliminate the problem that the focus state is lost during the release time lag. Further, the imaging devices 15a and 15b
Since the image information for focus detection is taken in according to the resolution of (1), the focus adjustment state can be detected with appropriate accuracy according to the image quality.

【0075】また、輝度変動を取り除いた画像情報につ
いて重心変位を検出するので、重心変位を偏ることなく
正確に検出することができる。さらに、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, since the displacement of the center of gravity is detected for the image information from which the luminance fluctuation has been removed, the displacement of the center of gravity can be accurately detected without bias. Further, since the focus detection area is selected by an external operation, even when the shooting target is out of the center of the screen, it is possible to focus on the target subject.

【0076】また、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、撮影画面を左右に区切
って撮像を行うので、個々の撮像素子15a,15bの
チップサイズを小さくすることができる。したがって、
大型の撮像素子を単体で使用する必要がなく、撮像素子
にかかる部品コストを格段に下げることができる。
Further, since a specific color component is extracted to generate image information for focus detection, displacement of a color image can be reliably detected. In addition, since imaging is performed by dividing the photographing screen into left and right, the chip size of each of the imaging elements 15a and 15b can be reduced. Therefore,
It is not necessary to use a large-sized image sensor alone, and the cost of parts for the image sensor can be significantly reduced.

【0077】さらに、複数の撮像素子15a,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。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、合成画像記憶
部17a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、合成画像記憶部17a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。
Further, since a single photographing screen is photographed by combining a plurality of image pickup devices 15a and 15b, the resolution of the photographing screen can be easily increased. Therefore,
The imaging device 11 that outputs high-definition image information can be easily realized. In the above-described embodiment, the combined image storage unit 17a is provided to temporarily store image information being combined, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the image information being combined may be directly stored in a memory card or another external storage medium without the combined image storage unit 17a.

【0078】さらに、上述した実施形態では、静止画像
の撮像について述べたが、本発明はそれに限定されるも
のではない。特に、本発明における画像情報の合成処理
は、画像情報の転送処理および加算処理からなる単純な
処理なので、合成処理を実時間で行うことができる。し
たがって、画像合成を実時間で行うことにより、動画像
の撮像が可能となる。
Further, in the above-described embodiment, the description has been given of the still image capturing, but the present invention is not limited to this. In particular, the image information synthesizing process according to the present invention is a simple process including the image information transfer process and the addition process, so that the synthesizing process can be performed in real time. Therefore, by performing image synthesis in real time, a moving image can be captured.

【0079】また、上述した実施形態では、像空間を2
分割する場合について述べたが、本発明はそれに限定さ
れるものではない。像空間を3つ以上に複数分割し、少
なくとも1つの重複域について焦点検出を行なってもよ
い。なお、上述した実施形態では、像空間分割用の光学
素子1として、反射部材14を使用しているが、本発明
はこの構成に限定されるものではない。一般的には、像
空間の一部を反射もしくは屈折により分割する光学素子
であればよい。
In the above embodiment, the image space is 2
Although the case of division has been described, the present invention is not limited to this. The image space may be divided into three or more parts and focus detection may be performed on at least one overlapping area. In the above-described embodiment, the reflection member 14 is used as the optical element 1 for image space division, but the present invention is not limited to this configuration. Generally, any optical element that divides a part of the image space by reflection or refraction may be used.

【0080】以下、像空間分割用の光学素子1につい
て、別の構成例を列挙する。図17は、反射部材34の
構成例を示す図である。この反射部材34は、光学ガラ
スや透明樹脂などからなる透明ブロック34sと、この
透明ブロック34sの下面側に配された鏡映面34a,
34bとから構成される。2つの鏡映面34a,34b
の反射方向には、撮像素子35a,35bが互いに対向
して配置される。
In the following, another example of the configuration of the optical element 1 for image space division will be listed. FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration example of the reflection member 34. The reflection member 34 includes a transparent block 34s made of optical glass, transparent resin, or the like, and a reflection surface 34a disposed on the lower surface side of the transparent block 34s.
34b. Two mirror surfaces 34a, 34b
The imaging devices 35a and 35b are arranged to face each other in the reflection direction of.

【0081】なお、鏡映面34a,34bは、透明ブロ
ック34sの断面部が全反射条件を満たすならば、鏡面
処理の必要はない。このような構成の反射部材34で
は、分割後の光路が対称に配置されるので、個々の撮像
素子35a,35bに到達するまでの光学作用を等しく
することができる。したがって、分割撮像された個々の
画像情報において、明るさや像倍率などの光学特性を高
精度に揃えることができる。
The mirror surfaces 34a and 34b need not be mirror-finished if the cross section of the transparent block 34s satisfies the condition of total reflection. In the reflecting member 34 having such a configuration, the optical paths after the division are symmetrically arranged, so that the optical actions until reaching the individual imaging elements 35a and 35b can be equalized. Therefore, optical characteristics such as brightness and image magnification can be aligned with high precision in each piece of image information obtained by divisional imaging.

【0082】図18は、請求項8に対応するプリズム4
3の構成例を示す図である。このプリズム43は、光学
ガラスや透明樹脂を切妻屋根状に形成し、その凹面が撮
影光学系42に向かって配置される。このプリズム43
の後方には、撮像素子44a,44bが並設される。こ
のような構成のプリズム43においても、分割後の光路
が対称に配置されるので、個々の撮像素子44a,44
bに到達するまでの光学作用を等しくすることができ
る。したがって、分割撮像された個々の画像情報におい
て、明るさや像倍率などの光学特性を高精度に揃えるこ
とができる。
FIG. 18 shows a prism 4 according to the eighth aspect.
3 is a diagram illustrating a configuration example of FIG. The prism 43 is formed of an optical glass or transparent resin in a gable roof shape, and the concave surface thereof is disposed toward the photographing optical system 42. This prism 43
The image sensors 44a and 44b are arranged side by side. Also in the prism 43 having such a configuration, the optical paths after division are arranged symmetrically, so that the individual imaging elements 44a and 44
The optical action up to the point b can be equalized. Therefore, optical characteristics such as brightness and image magnification can be aligned with high precision in each piece of image information obtained by divisional imaging.

【0083】図19は、請求項9に対応する偏心レンズ
56a,56bを示す図である。この偏心レンズ56
a,56bは、撮影光学系55の光軸を挟んだ対称位置
に、主点が配置されてなる複合レンズである。この偏心
レンズ56a,56bの後方には、撮像素子57a,5
7bが並設される。
FIG. 19 is a view showing eccentric lenses 56a and 56b according to the ninth aspect. This eccentric lens 56
Reference numerals a and 56b denote compound lenses having principal points disposed at symmetric positions with respect to the optical axis of the photographing optical system 55. Behind these eccentric lenses 56a and 56b, image sensors 57a and 5
7b are juxtaposed.

【0084】このような構成の偏心レンズ56a,56
bにおいても、分割後の光路が対称に配置されるので、
個々の撮像素子57a,57bに到達するまでの光学作
用を等しくすることができる。したがって、分割撮像さ
れた個々の画像情報において、明るさや像倍率などの光
学特性を高精度に揃えることができる。
The eccentric lenses 56a, 56 having such a configuration
Also in b, since the optical paths after division are arranged symmetrically,
It is possible to equalize the optical action until reaching the individual imaging elements 57a and 57b. Therefore, optical characteristics such as brightness and image magnification can be aligned with high precision in each piece of image information obtained by divisional imaging.

【0085】[0085]

【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、撮像面(複数の撮像素子の受光面)の焦点調
節状態を検出する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the focus adjustment state of the imaging surface (the light receiving surfaces of the plurality of imaging elements) is detected.

【0086】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完全に解
消することができる。
Therefore, it is possible to directly know the actual focus adjustment state of the photographing screen without going through a virtual plane such as a primary imaging plane. Since the focus detection is performed on the imaging surface in this manner, the conventional disadvantage that the focus detection accuracy is reduced due to the mounting error of the focus detection unit and the imaging unit can be completely solved.

【0087】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
という不具合も回避することができる。したがって、本
発明では、高い焦点検出精度を長期間にわたって安定的
に得ることが可能となる。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完全に解消することができ
る。
Further, it is possible to avoid the problem that the focus detection accuracy is gradually reduced due to the aging of the mounting position of the focus detection unit and the imaging unit. Therefore, in the present invention, high focus detection accuracy can be stably obtained over a long period of time. In particular, it is possible to directly know the focus adjustment state at the moment when shooting is performed. for that reason,
By performing the focus control based on the focus detection value at the moment when the photographing is performed, it is possible to completely eliminate the problem that the focus state is lost during the release time lag.

【0088】さらに、撮像素子の解像度に従って、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、撮像素子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一切なくなる。
Further, since the image information for focus detection is taken in according to the resolution of the image pickup device, the focus adjustment state can be detected with appropriate accuracy according to the image quality of the photographed image. Therefore, there is no need to change the design of the focus detection unit according to the chip size of the image sensor.

【0089】請求項2に記載の発明では、重複域ごとの
画像情報を利得補正して、重複域の輝度変動を取り除
く。このように輝度変動を取り除いた画像情報について
変位を検出するので、変位の検出値は偏らない。したが
って、焦点調節状態をより正確に検出することが可能と
なる。
According to the second aspect of the present invention, the image information for each overlapping area is gain-corrected to remove the luminance fluctuation in the overlapping area. Since the displacement is detected with respect to the image information from which the luminance fluctuation has been removed, the detected value of the displacement is not biased. Therefore, the focus adjustment state can be detected more accurately.

【0090】請求項3に記載の発明では、重複域内に焦
点検出エリアを設けるので、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
ことができる。請求項4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確実に捉え
ることができる。
According to the third aspect of the present invention, since the focus detection area is provided in the overlapping area, the focus can be detected 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 fourth aspect of the present invention, since the focus detection area can be appropriately selected, moved, or reduced / enlarged, the target object can be reliably recognized as a focus detection target.

【0091】また、重複域の広さは、撮影光学系Zの開
放F値などによって変化する。したがって、開放F値と
いう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の大きさを常に確
保することが可能となる。請求項5に記載の発明では、
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。したがって、カラー用の撮像素子を使用する場合
に、光像の変位を確実に検出することができる。
The width of the overlapping area changes depending on the open F value of the photographing optical system Z and the like. Therefore, it is possible to always secure an appropriate size of the focus detection area by reducing and expanding the focus detection area in response to an external input of the open F value. In the invention according to claim 5,
By extracting a specific color component, image information for focus detection is generated. Therefore, when using a color image sensor, displacement of an optical image can be reliably detected.

【0092】請求項6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7に記載の発明では、光学素子として反射部材を使
用するので、色収差がほとんど生じない。したがって、
被写体像の結像性能を向上させつつ、焦点検出精度を高
めることができる。
According to the sixth aspect of the present invention, a monochromatic line sensor is equivalently configured 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 seventh aspect of the present invention, since the reflecting member is used as the optical element, chromatic aberration hardly occurs. Therefore,
The focus detection accuracy can be improved while improving the imaging performance of the subject image.

【0093】請求項8に記載の発明では、光学素子とし
てプリズムを使用するので、画像情報は鏡映されず、画
像情報の左右を反転するなどの処理を一切省くことがで
きる。請求項9に記載の発明では、光学素子として偏心
レンズを使用するので、画像情報は鏡映されず、画像情
報の左右を反転するなどの処理を一切省くことができ
る。
According to the eighth aspect of the present invention, since the prism is used as the optical element, the image information is not mirrored, and the processing of inverting the image information left and right can be omitted at all. According to the ninth aspect of the present invention, since an eccentric lens is used as the optical element, the image information is not reflected, and processing such as inverting the image information from side to side can be omitted at all.

【0094】請求項10に記載の発明では、複数の撮像
素子により撮像された画像情報を合成する。したがっ
て、個々の撮像素子について、チップサイズを小さくす
ることができる。通常、チップサイズが1/2になる
と、製造上の歩留まりは高くなる。そのため、撮像素子
を必要量だけ確保することが容易になり、撮像素子にか
かる部品コストを格段に下げることができる。
According to the tenth aspect, image information captured by a plurality of image sensors is synthesized. Therefore, the chip size of each image sensor can be reduced. Usually, when the chip size is reduced to 1 /, the production yield is increased. Therefore, it is easy to secure the required number of image sensors, and the cost of parts required for the image sensors can be significantly reduced.

【0095】さらに、複数の撮像素子を組み合わせて、
1つの撮影画面を構成するので、撮影画面の大型化を容
易に実現することができる。また、単体の撮像素子を使
用する場合に比べ、複数の撮像素子を組み合わせるの
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、大画面かつ高精細な画像情報を出力する撮像
装置を容易に実現することができる。
Further, by combining a plurality of image pickup devices,
Since one photographing screen is configured, the enlargement of the photographing screen can be easily realized. Further, as compared with a case where a single image sensor is used, a plurality of image sensors are combined, so that the resolution of a shooting screen can be easily increased. Therefore, it is possible to easily realize an imaging device that outputs large-screen and high-definition image information.

【0096】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 the electronic camera system to which the present invention is applied, it is possible to directly detect the focus adjustment state on the 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に記載の発明を説明する図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the invention described in claim 1;

【図2】合焦状態における重複域の点像を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a point image of an overlapping area in a focused state.

【図3】後ピン状態における重複域の点像を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a point image of an overlapping area in a back focus state.

【図4】前ピン状態における重複域の点像を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a point image of an overlapping area in a front focus state.

【図5】重複域におけるボケ形状を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a blur shape in an overlapping area.

【図6】請求項1〜7,10に対応する実施形態を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment corresponding to claims 1 to 7 and 10;

【図7】本実施形態における反射部材14の構成を示す
説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a reflection member 14 in the present embodiment.

【図8】本実施形態の動作を示す流れ図である。FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the present embodiment.

【図9】焦点検出エリアの配置例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an arrangement of a focus detection area.

【図10】焦点検出エリア内の輝度変動とその利得補正
を示す説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing luminance fluctuation in a focus detection area and gain correction thereof.

【図11】色成分の選択を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating selection of a color component.

【図12】色成分の選択を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating selection of a color component.

【図13】焦点検出用に抽出された一組の画像情報を示
す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a set of image information extracted for focus detection.

【図14】分割瞳の重心開度θを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing the center-of-gravity opening θ of the split pupil.

【図15】分割撮像された画像情報を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing image information obtained by divisional imaging.

【図16】画像合成を説明する図である。FIG. 16 is a diagram illustrating image composition.

【図17】反射部材の構成例を示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of a reflection member.

【図18】プリズムの構成例(請求項8に対応する)を
示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a configuration example (corresponding to claim 8) of a prism.

【図19】偏心レンズの構成例(請求項9に対応する)
を示す説明図である。
FIG. 19 shows a configuration example of an eccentric lens (corresponding to claim 9).
FIG.

【図20】従来例を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing a conventional example.

【図21】従来の焦点検出部66を示す分解斜視図であ
る。
FIG. 21 is an exploded perspective view showing a conventional focus detection unit 66.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光学素子 2a,2b 撮像素子 3 変位検出手段 4 焦点検出手段 11 撮像装置 11a レリーズ釦 12 撮影光学系 13 絞り 14 反射部材 14a 鏡映面 14s 透明ブロック 15a 撮像素子 15b 撮像素子 16a 第1記憶部 16b 第2記憶部 17 画像合成部 17a 合成画像記憶部 18 出力制御部 19 表示部 20 画像出力端子 21 像シフト演算部 21a エリア選択釦 22 焦点検出演算部 34 反射部材 34a,34b 鏡映面 34s 透明ブロック 42 撮影光学系 43 プリズム 44a,44b 撮像素子 55 撮影光学系 56a,56b 偏心レンズ 57a,57b 撮像素子 61 カメラボディ 62 鏡筒 63 撮影光学系 64 メインミラー 65 サブミラー 66 焦点検出部 67 A/D変換部 68 マイクロプロセッサ 70 撮像部 71 レンズホルダ部 72 コンデンサレンズ 73 視野マスク 74 赤外カットフィルタ 75 ミラー 77 絞り板 77a,77b 絞りマスク 78 レンズ板 78a,78b セパレータレンズ 79 イメージセンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical element 2a, 2b Imaging element 3 Displacement detection means 4 Focus detection means 11 Imaging device 11a Release button 12 Imaging optical system 13 Aperture 14 Reflection member 14a Mirror surface 14s Transparent block 15a Image sensor 15b Image sensor 16a 1st storage part 16b Second storage unit 17 Image synthesis unit 17a Synthetic image storage unit 18 Output control unit 19 Display unit 20 Image output terminal 21 Image shift operation unit 21a Area selection button 22 Focus detection operation unit 34 Reflecting members 34a, 34b Mirror surface 34s Transparent block 42 imaging optical system 43 prism 44a, 44b imaging device 55 imaging optical system 56a, 56b eccentric lens 57a, 57b imaging device 61 camera body 62 lens barrel 63 shooting optical system 64 main mirror 65 sub mirror 66 focus detection unit 67 A / D conversion unit 68 Microprocessor Reference Signs List 70 imaging unit 71 lens holder unit 72 condenser lens 73 field mask 74 infrared cut filter 75 mirror 77 aperture plate 77a, 77b aperture mask 78 lens plate 78a, 78b separator lens 79 image sensor

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮影光学系の像空間側に配置され、前記
像空間の一部範囲を通過する光を反射もしくは屈折によ
り偏向し、前記像空間を複数に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
複数の撮像素子と、 前記複数の撮像素子の画像情報を取り込み、これら画像
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、 前記変位検出手段は、 像空間の分割部分に形成される光像の重複域において、
対応する光像の間の変位を検出することを特徴とする焦
点検出装置。
1. An optical element disposed on an image space side of a photographing optical system and deflecting light passing through a partial range of the image space by reflection or refraction to divide the image space into a plurality of optical elements; A plurality of image sensors that are individually arranged for each of the plurality of divided image spaces, and capture an optical image that is divided and formed for each image space, and capture image information of the plurality of image sensors. A displacement detecting unit that detects a displacement; and a focus detecting unit that detects a focus adjustment state of the imaging optical system based on the displacement detected by the displacement detecting unit. In the overlapping area of the light image formed in the part,
A focus detection device for detecting a displacement between corresponding light images.
【請求項2】 請求項1に記載の焦点検出装置におい
て、 前記変位検出手段は、 前記重複域ごとの画像情報を光束の分割比率に応じて利
得補正し、補正された画像情報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。
2. The focus detection device according to claim 1, wherein the displacement detection unit performs gain correction on the image information for each of the overlapping areas in accordance with a division ratio of a light beam, and detects a displacement on the corrected image information. A focus detection device.
【請求項3】 請求項1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、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。
3. The focus detection device according to claim 1, wherein the displacement detection unit detects a displacement of the image information by limiting a detection range to a focus detection area provided in the overlapping area. A focus detection device.
【請求項4】 請求項3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。
4. The focus detection device according to claim 3, further comprising an operation unit for selecting, moving, or reducing or enlarging the focus detection area by an external input.
【請求項5】 請求項1に記載の焦点検出装置におい
て、 前記撮像素子は、 受光面上の画素単位に、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。
5. The focus detection device according to claim 1, wherein the image pickup device is configured by mixing and arranging color filters in a predetermined color system for each pixel on a light receiving surface. A focus detection device for extracting a predetermined color component of the image information and detecting a displacement of the color component.
【請求項6】 請求項5に記載の焦点検出装置におい
て、 前記撮像素子は、 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。
6. The focus detection device according to claim 5, wherein the image pickup device has at least one color of the color filter continuously arranged in a vertical direction, a horizontal direction, or an oblique direction. The focus detection device detects a displacement of the image information along the continuous direction of the one color.
【請求項7】 請求項1に記載の焦点検出装置におい
て、 前記光学素子は、 前記撮影光学系の像空間に配置され、前記一部範囲の通
過光を反射して、像空間を部分的に鏡映する反射部材で
あることを特徴とする焦点検出装置。
7. The focus detection device according to claim 1, wherein the optical element is disposed in an image space of the photographing optical system, and reflects light passing through the partial range to partially cover the image space. A focus detection device, which is a reflection member for reflecting.
【請求項8】 請求項1に記載の焦点検出装置におい
て、 前記光学素子は、 前記撮影光学系の像空間に配置され、前記一部範囲の通
過光を屈折して、像空間を複数に分割するプリズムであ
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 optical element is disposed in an image space of the photographing optical system, and refracts light passing through the partial range to divide the image space into a plurality. A focus detection device, comprising:
【請求項9】 請求項1に記載の焦点検出装置におい
て、 前記光学素子は、 前記撮影光学系の光軸外にレンズ主点を有し、前記一部
範囲の通過光をアオリ結像して、像空間を複数に分割す
る偏心レンズであることを特徴とする焦点検出装置。
9. The focus detection device according to claim 1, wherein the optical element has a lens principal point outside an optical axis of the imaging optical system, and forms a tilt image of the light passing through the partial range. And a decentering lens for dividing an image space into a plurality of parts.
【請求項10】 請求項1乃至9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、 前記複数の撮像素子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。
10. An imaging device comprising the focus detection device according to claim 1, wherein the image information photoelectrically converted by the plurality of imaging elements 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.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016524539A (en) * 2013-05-29 2016-08-18 トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトTrumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Apparatus and method for determining the focal position of a high energy beam

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016524539A (en) * 2013-05-29 2016-08-18 トルンプフ ヴェルクツォイクマシーネン ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフトTrumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Apparatus and method for determining the focal position of a high energy beam
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