(57)【要約】【課題】  カメラシステムに用いられるレンズ装置の個体差によって発生する焦点検出誤差を低減する。【解決手段】  撮影光学系（１）と、該撮影光学系における複数の光束通過領域（５１Ｔ〜５４Ｂ）に対して、該各領域を通過する光束の結像位置に関する情報を記憶した記憶手段（２２）とを有することを特徴とするレンズ装置。【選択図】  図８
2006091474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系と、
該撮影光学系における複数の光束通過領域に対して、該各領域を通過する光束の結像位置に関する情報を記憶した記憶手段とを有することを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
該レンズ装置が装着されたカメラに設けられた、前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段に関する情報を取得し、前記複数の光束通過領域のうち前記焦点検出手段に対応する領域に対する前記結像位置に関する情報を前記カメラに送信するレンズ制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記複数の光束通過領域は、前記撮影光学系の光軸に対する距離および前記光軸回りでの周方向位置のうち少なくとも一方が異なる領域であることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
撮影光学系を有するレンズ装置の装着が可能なカメラであって、
前記撮影光学系からの光束を用いて該撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
該焦点検出手段の出力に基づいて前記撮影光学系のフォーカス制御を行うカメラ制御手段とを有し、
前記カメラ制御手段は、前記レンズ装置から前記撮影光学系における前記焦点検出手段に対応した前記光束通過領域を通過する光束の結像位置に関する情報を取得し、該情報と前記焦点検出手段の出力とに基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とするカメラ。
【請求項５】
前記焦点検出手段は、互いに異なる前記光束通過領域からの光束を用いる複数対の受光部を有し、
前記複数対の受光部のそれぞれに対応した前記情報と前記焦点検出手段の出力とに基づいて前記フォーカス制御を行うことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
請求項１から３のいずれか１つに記載のレンズ装置と、
請求項４又は５に記載のカメラとを有することを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系を有するレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影光学系に入射した光の一部を用いて、被写体に対する焦点を検出する焦点検出手段を備えたカメラが知られている。この種のカメラでは、撮影光学系の残存収差等の影響を受けて射出瞳から射出する光束毎に結像位置が異なるため、焦点検出精度を悪くするおそれがある。
【０００３】
この問題点を解決したカメラが種々提案されており、その従来例を以下に示す。
【０００４】
第１の従来例では、焦点検出光学系において焦点検出の際に使用する光束の結像位置と撮影光学系の最良結像位置との相違に着目して、撮影レンズの組み立て完了状態において測定され、主として撮影光学系の残存球面収差及び残存色収差で決定される最良結像位置に関する情報を撮影レンズ内に記憶させておき、これを用いて焦点検出結果を補正している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、第２の従来例では、撮影光学系の２つの異なるＦ値に対応する最良結像位置情報をレンズ内に記憶させておき、カメラの焦点検出光学系の仕様変更等に伴って、焦点検出のために使用する光束が変化した際に適切となる補正量をこれら２つの情報を元に演算している(例えば、特許文献２参照)。
【０００６】
この焦点検出光学系は、光軸から比較的離れた光束を焦点検出に用いると、一対の被写体像の相対位置のずれが、焦点ずれ量に対して大きくなるため、焦点検出精度を高めることができるという利点を有している。したがって、例えば、Ｆ値の明るいレンズを用いた場合のように高い焦点検出精度が要求されたときに、特に有効な焦点検出光学系である。
【０００７】
さらに、第３の従来例では、撮影画面内の複数位置の各々に対して独立に焦点検出する複数の焦点検出装置を有しており、各焦点検出装置に対応して撮影レンズの収差に関する情報を撮影レンズ内に記憶させておき、これらの情報に基づいて焦点検出結果を補正している（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
撮影画面内の複数位置に到達する被写体光束は、特許文献３に記載されているように撮影レンズの球面収差、非点収差及び像面湾曲によって最良結像位置が少しずつ異なるのが一般的であり、焦点検出結果に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、撮影画面を複数領域に分割して、この分割された領域ごとの収差に関する情報をレンズ装置に記憶させることにより、画面中心において焦点検出光学系によって検出される焦点位置と最良結像位置との差を補正するのと同様に、画面の中心以外の焦点検出位置において検出される焦点位置とこの部分の最良結像位置との差を独立に補正できるようにしている。
【特許文献１】特公平６−１６１３１号公報（第４頁）
【特許文献２】特公平７−８９１７０号公報（第５頁）
【特許文献３】特開昭６２−１８９４１５号公報（第６頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
レンズ装置が着脱可能に装着されるカメラシステムにおいては、装着する撮影レンズ毎に残存収差が異なる。そのため、焦点検出に用いる光束の結像位置と最良結像位置との間のずれ量は撮影レンズ毎に異なる。第１の従来例の説明において述べたように、このずれ量は、同じ種類のレンズ装置であっても製造時のばらつきによって異なる場合があり、レンズ装置ごとに測定を行わないと適切な補正をすることができない。
【００１０】
また、上記第１の従来例においては言及していないが、製造工程に起因して、非対称性の収差が残存している場合もあり、上記従来例の構成ではこの課題に対応することは困難である。
【００１１】
カメラの焦点検出装置では、予定焦点面に特定の２つの方向から入射する光束を取り出して二次結像光学系に入射せしめて２つの被写体像を形成し、これら二像のずれ量から撮影光学系の焦点ずれ量を算出している。このとき二次結像光学系に入射する光束は、カメラ内の焦点検出光学系の光学部材の配置やカメラの焦点検出装置の設計仕様によって変化するのはもちろんだが、この他にもカメラの製造ばらつきによって焦点検出光学系の光軸と撮影レンズの光軸とが光学的に一致しないことによっても変化する。
【００１２】
上記第２の従来例では、カメラの焦点検出装置の仕様変更を想定して、レンズ装置にＦ値の異なる２つの状態における最良結像位置に関する情報を記憶させることにより、この問題に対応しようとしている。
【００１３】
しかし、カメラの焦点検出装置がF値の小さな光束の焦点検出に対応していなければ、実質的に使用する光束とは対応しない補正量を保持することになるため、高精度の補正を行うことは困難であった。
【００１４】
また、撮影画面内のさまざまな領域において焦点検出するために、上述のような焦点検出光学系を複数有する焦点検出装置を用いている。このような焦点検出装置では、撮影レンズの予定焦点面上の光軸上以外に存在する焦点検出領域に入射する光束に着目した場合に、類似の新たなる課題が注目される。
【００１５】
上記第３の従来例では、焦点検出装置が実質的に使用する光束とは異なる光束に関する情報となる場合があるため、上記と同様に焦点検出精度を高くすることが困難である。
【００１６】
予定焦点面の光軸上以外の位置に焦点検出領域を持つように構成された焦点検出装置においても、やはり予定焦点面に特定の２つの方向から入射する光束を取り出して二次結像光学系に入射せしめて２つの被写体像を形成し、これら二像のずれ量から撮影光学系の焦点ずれ量を算出している。しかし、このとき撮影光学系の射出瞳から射出する光束のうち特定の２方向は、カメラ内の焦点検出光学系を構成する光学部材の配置によって規定されることになり、この光束を撮影光学系の射出瞳上の領域に換算した位置は撮影光学系の射出瞳位置から予定焦点面までの距離に応じてさまざまに変化することになる。
【００１７】
極端に射出瞳位置から予定焦点面までの距離が異なる撮影光学系を装着した場合には焦点検出光学系に光束が入射しない場合も想定されるが、高精度の焦点検出を実現するためには、このように射出瞳面内の位置の変化に対応した補正を行うことも必要となる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本願発明のレンズ装置の第１の構成は、撮影光学系と、撮影光学系における複数の光束通過領域に対して、各領域を通過する光束の結像位置に関する情報を記憶した記憶手段とを有することを特徴とする。
【００１９】
また、本願発明のカメラの第１の構成は、撮影光学系を有するレンズ装置の装着が可能なカメラであって、撮影光学系からの光束を用いて撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、焦点検出手段の出力に基づいて撮影光学系のフォーカス制御を行うカメラ制御手段とを有し、カメラ制御手段は、レンズ装置から撮影光学系における焦点検出手段に対応した光束通過領域を通過する光束の結像位置に関する情報を取得し、情報と焦点検出手段の出力とに基づいてフォーカス制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本願発明のレンズ装置及びカメラの第１の構成によれば、主として撮影光学系の設計、製造上のばらつきによる焦点検出誤差を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１は、ＯＶＦ（Optical View Finder）モードにおける、本発明の実施例であるカメラシステムの断面図である。同図において、５０はカメラ６０に対して着脱可能に装着されるレンズ装置であり、撮影レンズ１を保持している。２はハーフミラーによって構成された主ミラーである。
３は主ミラー２に対して折り畳み動作可能な焦点検出用のサブミラー、４は集光レンズ、５は視野絞り、６は赤外カットフィルタ、７は開口絞り、８は２次結像レンズユニット、９は焦点検出用の受光素子であり、これらの光学部材によって焦点検出ユニット（焦点検出手段）が構成される。
【００２２】
また、１０は焦点板、１１はペンダハプリズム、１２は接眼レンズである。
【００２３】
１３は光学フィルター、１４は撮影レンズ１に入射した光を電気信号に変換する撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子）である。
【００２４】
２１はカメラ全体の制御を司るカメラ制御回路（カメラ制御手段）、２２はレンズ情報を記憶させるメモリ（記憶手段）、２３はレンズ駆動用のモータ（例えば、ステッピングモータ、振動波モータ）、２４はレンズ装置全体の制御を司るレンズ制御回路（レンズ制御手段）である。
【００２５】
ここで、メモリ２２には、レンズ情報として、例えば、撮影レンズ１の最良結像位置に関する情報、焦点検出ユニットから出力される焦点位置とのずれに関する情報が記憶されている。レンズ制御回路２４は、カメラ制御回路２１と通信して、カメラの焦点検出ユニットに応じた情報をカメラ６０に送信するが、詳細については後述する。
【００２６】
撮影の前段階（撮影準備段階）において、本実施例のカメラシステムでは、撮影レンズ１に入射した光が、主ミラー２を透過して、サブミラー３で反射された後に集光レンズ４によって２次結像レンズ８の開口方向に集光される。そして、赤外カットフィルタ６によって可視光成分だけを選択的に透過させた後に、２次結像レンズユニット８によって焦点検出用の受光素子９の受光面に再結像させる構成となっている。
【００２７】
ここで、焦点検出用の受光素子９には、撮影レンズ１の予定焦点面近傍に配置された視野絞り５と、２次結像レンズ８の開口近傍に配置された開口絞り７とによって光束を制限され、撮影画面の特定領域に関し、撮影レンズ１の射出瞳の一対となる特定位置を通過した光束のみが抽出されて結像される。
【００２８】
本実施例の焦点検出ユニットでは、このようにして焦点検出用の受光素子９上に形成された一対の被写体像の相対位置ずれ情報を算出することによって焦点検出を行うものである。
【００２９】
一方、主ミラー２によって反射された光束は、撮像素子１４と光学的に共役な位置に配置された焦点板１０上に結像し、この焦点板１０で拡散透過した被写体像は、ペンダハプリズム１１によって正立像に変換される。この正立像は、接眼レンズ１２を介して観察できるようになっている。
【００３０】
そして、焦点検出結果に基づいて焦点調節動作が行われた後、撮影動作が開始されると、主ミラー２及びサブミラー３が、撮影光路外に退避して、被写体像が撮像素子１４上に結像して画像信号に変換される。
【００３１】
図２は、本発明の実施例である焦点検出ユニットの図であり、図３は本発明の実施例である焦点検出ユニットの斜視図である。これらの図において、開口絞り７には、第１の開口部７Ａと、この第１の開口部７Ａと対をなす第２の開口部７Ｂと、第３の開口部７Ｃと、この第３の開口部７Ｃと対をなす第４の開口部７Ｄが形成されている。
【００３２】
これらの開口部７Ａ〜７Ｄは、２次結像レンズユニット８に形成された第１のレンズ部８Ａ、この第１のレンズ部８Ａと対をなす第２のレンズ部８Ｂ、第３のレンズ部及びこの第３のレンズ部と対をなす第４のレンズ部（第３及び第４のレンズ部は不図示）に対して入射する光の光量を制限している。
【００３３】
２次結像レンズ８は、焦点検出用の受光素子９の受光面に第１の開口部７Ａ〜第４の開口部７Ｄを通過した被写体光を結像させ、第１の受光素子列９Ａと第２の受光素子列９Ｂ、第３の受光素子列（不図示）と第４の受光素子列（不図示）から被写体像に対応する１次元輝度信号を出力する構成となっている。
【００３４】
そして、焦点検出信号は、第１の受光素子列９Ａと第２の受光素子列９Ｂ、あるいは第３の受光素子列と第４の受光素子列９Ｄの受光面に形成された像の相対位置ずれ量から生成される。このとき各受光素子列からの出力信号の生成に使用される光束はそれぞれ、撮影レンズ１の領域１Ａ〜領域１Ｄ（光束通過領域）から射出して、集光レンズ４近傍の予定焦点面上の位置Ｘに向かう光束となっている。ここで位置Ｘは、撮像面の中の焦点検出領域に相当している。
【００３５】
本実施例では、撮像面上の位置Ｘの近傍領域の焦点検出に際して、撮影レンズ１の射出瞳上の領域１Ａ、１Ｂを通過する光束によって形成される第１組の被写体像の位置ずれの測定と、撮影レンズ１の射出瞳上の領域１Ｃ、１Ｄを通過する光束によって形成される第２組の被写体像の位置ずれの測定という２つの位置ずれ情報を用いる構成として、２方向の輝度信号を形成し、検出誤差の少ない焦点検出ユニットを実現している。
【００３６】
この際、撮影レンズ１の領域１Ａ〜１Ｄから射出した光束によって、４つの被写体像が各受光素子列９Ａ〜９Ｄの受光面に形成されるが、この被写体像が形成される位置は、１Ａ〜１Ｄを通過する光束の最良結像位置に応じて変化する。
【００３７】
これら４つの領域１Ａ〜１Ｄを通過する光束の最良結像位置は、撮影レンズ１が無収差レンズであれば常に一定であり、また領域１Ａ〜１Ｄから撮影レンズ１の光軸までの距離が等しい場合、回転対称な撮影光学系では、すべて一定の補正値で補正することができる。
【００３８】
しかしながら、例えば領域１Ａ、１Ｂが、光軸から比較的近い位置に配置され、領域１Ｃ、１Ｄが、光軸から比較的遠い位置に配置される場合には、領域１Ａ、１Ｂを通過する光束の最良結像位置と、領域１Ｃ、１Ｄを通過する光束の最良結像位置とは一般に異なるため、これらの焦点検出結果を補正することが必要となる。
【００３９】
さらに、一般に工場の生産ラインで製造した撮影レンズ１には、片ぼけとも呼ばれる非対称性の像面湾曲やコマ収差が製造ばらつきによって発生し、残存している。このため、領域１Ａ、１Ｂと、領域１Ｃ、１Ｄとが光軸に対して対称な位置に配置されていたとしても、こられの領域を通過した光束の最良結像位置が異なっているという現象も発生する。
【００４０】
そこで、本実施例では、撮影レンズ１の射出瞳を複数の領域に分割して、各領域から射出される光束毎の最良結像位置に関する情報を予めレンズ装置５０内のメモリ２２に記憶させている。
【００４１】
そして、カメラの焦点検出ユニットが使用する光束が図３のようになっている場合には、図３の撮影レンズ１の４つの領域１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄから射出する光束に対応する光束の最良結像位置情報を選択的に使用して焦点検出結果を補正するようにしている。
【００４２】
図４に撮影レンズ１の透過波面の干渉測定データの例を示す。図４（ａ）はその鳥瞰図、図４（ｂ）はその干渉縞を示す。図４に示す撮影レンズでは、撮影レンズの射出瞳の中心付近を通過した光束と周辺付近を通過した光束とでは位相がずれでおり、中心付近を通過した光束と周辺付近を通過した光束とでは、最良結像位置が異なることを示している。
【００４３】
中心付近と周辺の差のみであれば、上述の第１の従来例等で説明される球面収差の残存によるものとみなすこともできるが、図４からは容易に非対称の収差を観測することができる。
【００４４】
これは主としてこの撮影レンズ１を構成する部品が非対称性を持って組み立てられることに起因しており、通常の製造工程ではこれを無くすことは困難である。
【００４５】
いま、図４に示される光学性能を持った撮影レンズがカメラに装着され、焦点検出ユニットによる焦点検出動作が開始されたとする。図３の各光束通過領域１Ａ〜１Ｄを通過する光束が受光素子９の受光面で受光されて焦点検出が行われるため、各領域１Ａ〜１Ｄを通過する光束の最良結像位置からのずれ量が焦点検出結果に直接的な影響を与えることとなる。
【００４６】
したがって、このような撮影レンズを装着した際にも、さまざまな仕様の焦点検出ユニットが搭載された複数のカメラに対して常に高精度の焦点検出を可能とするためには、図４に示す撮影レンズ１の射出瞳面を複数の光束通過領域に分割し、各光束通過領域を通過する光束毎の最良結像位置に関する情報をレンズ装置５０に記憶させておく必要がある。
【００４７】
図５に図４（ｂ）に示す撮影レンズ透過波面に射出瞳の分割パターンを重ねた例を示す。図５において、５１Ｔ〜５４Ｔは撮影レンズ１の射出瞳上部領域に配置され、光軸からの距離が異なる４つの領域を示しており、５１Ｂ〜５４Ｂは撮影レンズ１の射出瞳下部領域に配置され、光軸からの距離が異なる４つの領域を示しており、５１Ｒ〜５４Ｒは撮影レンズ１の射出瞳右側領域に配置され、光軸からの距離が異なる４つの領域を示しており、５１Ｌ〜５４Ｌは撮影レンズ１の射出瞳左側領域に配置され、光軸からの距離が異なる４つの領域を示している。なお、図４の領域１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、領域５３Ｂ、５３Ｔ、５３Ｌ、５３Ｒに対応している。
【００４８】
このように、本実施例では、光軸に対する上下及び左右の位置と光軸からの距離とに応じて、撮影レンズ１を１６の領域５１Ｔ〜５４Ｌに分割し、各領域５１Ｔ〜５４Ｌを通過する光束の最良結像位置に関する情報をメモリ２２に記憶させている。この最良結像位置に関する情報は、図６に示すように各領域５１Ｔ〜５４Ｌ固有の情報であり、この情報を用いて後述するデフォーカス量が演算される。
【００４９】
そして、本実施例では、図４（ｂ）に示す領域１Ａ〜１Ｄを通過する光束を使用する焦点検出ユニットにおいて、焦点検出結果を出力する際、装着された撮影レンズ固有の補正情報として、この焦点検出ユニットで使用する光束に対応した領域５３Ｔ、５３Ｂ、５３Ｒ、５３Ｌを通過する光束の最良結像位置情報を選択的に使用するようにしている。このように、最良結像位置情報を選択することにより、焦点検出ユニットの検出精度をより一層高めることができる。
【００５０】
次に、図７を参照して、最良結像位置に関する情報をカメラ６０に送信する手順について説明する。ここで、図７は、レンズ装着時に最良結像位置に関する情報をカメラ６０に送信する手順を示したフローチャートであり、右側のフローチャートがカメラ側で実行される制御手順を示し、左側のフローチャートがレンズ側で実行される制御手順を示している。なお、カメラ側の制御は、カメラ制御回路２１によって実行され、レンズ側の制御は、レンズ制御回路２４によって実行される。
【００５１】
カメラ側では、まずステップＳ１０１にて（図面では、「Ｓ」と省略する、以下同様）、不図示の電源スイッチが操作されることにより、カメラの電源がオンされたかどうかを判定し、電源がオンされていると判定した場合には、ステップＳ１０２に進む。
【００５２】
ステップＳ１０２では、レンズ装置５０に通信要求信号を送信し、ステップＳ１０３では、レンズ装置５０からカメラ６０の焦点検出ユニットに関する情報の送信要求があったかどうかを判定する。送信要求がなかった場合には、その他の処理を実行する。
【００５３】
送信要求があった場合には、ステップＳ１０４に進み、焦点検出ユニットに関する情報をレンズ装置５０に送信する。ステップＳ１０５では、レンズ装置５０から送信される最良結像位置情報を受信したかどうかを判定し、受信したと判定した場合には、ステップＳ１０６にてカメラ制御回路２１に設けられた不図示の内部メモリにこれを記憶する。
【００５４】
他方、レンズ側では、まずステップＳ２０１にて、カメラ６０から通信要求があったかどうかを判定し、通信要求があった場合には、ステップＳ２０２に進む。ステップＳ２０２では、カメラ６０に通信して、焦点検出ユニットに関する情報の送信を要求する。
【００５５】
ステップＳ２０３では、カメラ側から送信された焦点検出ユニットに関する情報を受信したかどうかを判定し、受信したと判定した場合には、ステップＳ２０４に進み、焦点検出ユニットに関する情報を解析（例えば、焦点検出ユニットで使用する光束に対応した領域（撮影レンズ１において光束が通過する領域）の特定）する。そして、ステップＳ２０５にて、解析結果に応じた最良結像位置情報をカメラ６０に送信する。
【００５６】
次に、図８を参照して、焦点検出動作を含むカメラシステムの撮影準備動作について説明する。ここで、図８はカメラシステムの撮影準備動作の手順を示したフローチャートであり、右側のフローチャートがカメラ側で実行される制御手順を示し、左側のフローチャートがレンズ側で実行される制御手順を示している。なお、カメラ側の動作制御は、カメラ制御回路２１によって実行され、レンズ側の動作制御は、レンズ制御回路２４によって実行される。
【００５７】
カメラ側では、まずステップＳ３０１にて、不図示のＳＷ１がオンされたかどうかを判定し、オンされた場合には、ステップＳ３０２に進み、位相差検出方式による焦点検出動作が開始される。なお、ＳＷ１がオンされることにより、測光動作も開始されるが、本実施例では詳細な説明を省略する。ステップＳ３０３では、カメラ制御回路２１に組み込まれた不図示の内部メモリに記憶された補正データとしての最良結像位置情報を読み出し、ステップＳ３０４に進む。
【００５８】
ステップＳ３０４では、位相差検出方式による焦点検出結果を、メモリ２２から読み出した最良結像位置情報を用いて補正し、デフォーカス量を演算する。そして、ステップＳ３０５にて、演算されたフォーカス量に基づき撮影レンズ１を構成するフォーカスレンズの駆動量を演算する。このフォーカスレンズ駆動量は、ステップＳ３０６にてレンズ装置５０に送信される。
【００５９】
ステップＳ３０７では、撮影レンズ１が被写体に対して合焦しているかどうかを判定し、合焦していない場合にはステップＳ３０２に戻り、合焦している場合にはステップＳ３０８に進む。
【００６０】
ステップＳ３０８では、不図示のＳＷ２がオンされたかどうかを判定し、オンされた場合には、ステップＳ３０９に進み撮影動作を開始する。
【００６１】
他方、レンズ側では、まずステップＳ４０１にて、カメラ側から送信されたフォーカスレンズ駆動量を受信したかどうかを判定し、受信した場合には、ステップＳ４０２に進む。ステップＳ４０２では、受信したフォーカスレンズ駆動量をモータ２３の駆動量に換算する。
【００６２】
そして、ステップＳ４０３では、ステップＳ４０２で求めた駆動量に基づきモータ２３を駆動して、フォーカスレンズを移動させる。
【００６３】
なお、上述の焦点検出動作、デフォーカス量およびフォーカスレンズ駆動量の演算、レンズ装置への送信が特許請求の範囲に記載するフォーカス制御の具体例である。
【００６４】
上述のように位相差検出方式を用いた焦点検出ユニットを改良することにより、撮影光学系の設計や製造上のばらつき、カメラの焦点検出ユニットの設計や製造上のばらつきを考慮して、焦点検出精度を向上させることができる。
【００６５】
すなわち、撮影レンズ１から射出する光束を複数に分割して光束毎の最良結像位置に関する複数の情報を用いて、焦点検出結果を補正しているため、焦点検出精度が高いカメラシステムを提供することができる。
【００６６】
本実施例の図２及び図３に示した焦点検出ユニットでは、この４つの光束通過領域５３Ｔ、５３Ｂ、５３Ｒ、５３Ｌの最良結像位置情報を使用する構成としている。本実施例以外の焦点検出ユニットを具備したカメラを用いる場合、より光軸から離れた領域を通過する光束を用いて検出精度の高い焦点検出を行うために、光束通過領域５３Ｔ、５３Ｂ、５３Ｒ、５３Ｌよりも光軸から離れた光束通過領域５２Ｔ、５２Ｂ、５２Ｒ、５２Ｌを通過する光束の最良結像位置情報を使用してもよい。
【００６７】
また、より光軸に近い領域を通過する光束を用いて、例えば開放Ｆ値の暗い撮影レンズにも対応した汎用性の高い焦点検出を行う場合には、光束通過領域５３Ｔ、５３Ｂ、５３Ｒ、５３Ｌよりも光軸に近い光束通過領域５４Ｔ、５４Ｂ、５４Ｒ、５４Ｌを通過する光束の最良結像位置情報を使用してもよい。
【００６８】
なお、本実施例では、光軸から最も離れた位置に配置される光束通過領域５１Ｔ、５２Ｔ、５３Ｔ、５４Ｔを通過する光束の最良結像位置情報についても、メモリ２２に記憶させているが、図５に示すようにこれらの光束通過領域５１Ｔ、５２Ｔ、５３Ｔ、５４Ｔを通過する光束は実質的に存在しない。したがって、このような領域を通過する光束を使用する焦点検出ユニットを有するカメラにレンズ装置が装着された際に、誤信号が発生する恐れがある。
【００６９】
そこで本実施例では、このような撮影レンズを有するレンズ装置においては、これらの領域（５１Ｔ、５２Ｔ、５３Ｔ、５４Ｔ）を通過する光束がほとんど存在しないことを示す情報をメモリ２２に記憶させておき、領域５１Ｔ〜５４Ｔを通過する光束を使用する焦点検出ユニットを有するカメラに、レンズ装置が装着されたときに、例えば焦点検出不能信号を出力するように構成している。
【００７０】
以上の説明においては、撮影画面の中央部に到達する被写体光を焦点検出光学系に導く構成を想定し、光軸に対して上下方向、及び左右方向の一次元の被写体輝度情報を取り出して焦点検出を行う焦点検出ユニットについて説明したが、もちろん撮影画面の中央部以外の所定位置に到達する被写体光に対して焦点検出を行なう焦点検出ユニットに対しても本願発明は適用することができる。
【００７１】
なお、特に画面中心から大きく離れた位置においては射出瞳形状が回転対称ではなくなるため、上述の光束非通過領域が増えることになる。画面中心から大きく離れた位置において、焦点検出ユニットに十分な光束が到達しているか否かについては、撮影レンズの射出瞳位置、射出瞳径及び軸外光束に発生する口径食の発生状態によって変化するため正確な判定は困難となる。しかし、本実施例のように画面上の位置と、これに対応した光束毎の情報をレンズ装置に記憶させておくことにより、高精度の焦点検出が可能か否かの判定がしやすくなる。
【００７２】
本実施例の図５における領域５１Ｔ、５２Ｔ、５３Ｔ、・・・・は、撮影レンズの光軸に対して上下左右の位置と光軸からの距離に応じて領域わけしていたが、情報の保持方法としては、射出瞳位置に関する情報を別途保持した上で、射出瞳面における光軸からの距離と上下左右の位置に関する情報とを併せて記憶させておけば、カメラ制御回路２４で必要な情報を選択して使用することが可能となる。
【００７３】
カメラの焦点検出ユニットで使用する光束は、焦点検出ユニットの設計、あるいはその製造状態によって決定され、予定焦点位置に特定の方向から集光する光束となっているため、装着された撮影レンズの射出瞳位置に関する情報と、射出瞳位置において光軸から上下左右に所定の距離だけ離れた領域に関する情報とがレンズ装置に記憶されていれば、その焦点検出ユニットに使用する光束に対応してデータを選択することは容易である。
【００７４】
本発明実施例の図５における領域５１Ｔ、５２Ｔ、５３Ｔ、・・・・の領域の定義は、上記のような定義の他により直接的にデータの保持方法として、焦点面に到達する光束をその入射方向毎に分割して保持するという手法もある。このような保持形態とするとカメラの焦点検出に使用する光束に関する情報を取得するのに当たり、カメラのＣＰＵで射出瞳位置情報等を用いた演算をすることが不要となり、より好ましい実施形となる。
【００７５】
交換可能な撮影レンズを使用可能としたカメラシステムにおいては、図９（a）に示されるように射出瞳Ｐから撮像面Ｆまでの距離の比較的長いレンズや、図９（ｂ）に示されるようにこの距離の比較的短いレンズを撮影レンズとして装着することができる。同図の（a）及び（b）に図示するレンズは同じＦ値を持った例を示したものであって、撮像面Ｆの光軸上の１点から見れば同様の方向から撮影光束が到達し、撮像面Ｆの光軸外の点から見れば異なる方向から撮影光束が到達するという関係になっている。このため予定焦点面付近で結像する光束を再結像させて焦点検出を行う光学系において高精度の焦点検出を実施するためには、撮影レンズの残存収差に関して実際に焦点検出に関与する光束についての情報を使用することが肝要となる。
【００７６】
そこで撮影レンズの射出瞳位置の情報と射出瞳面内の位置毎の光束に関する情報を撮影レンズのＲＯＭ内に保持させるものを本発明の実施例としている訳だが、このときのデータを撮像面に到達する光束の入射方向毎に保持するという手法も考えられる。図１０、図１１に２つの手法の相違の説明図を示し、これらの図は、図９と同様の例を示している。
【００７７】
図１０において（ａ）はデータを射出瞳位置と射出瞳面内での位置毎に保持する場合の説明図であって、射出瞳位置Ｔ１と射出瞳面内の位置Ｈ１を規定するとこの部分に存在する領域Ｄ１が特定され、さらに撮像面Ｆの光軸上の１点を特定したとき領域Ｄ１から射出する光束が特定され、この光束に関する情報を予め保持しておくという構成とする。
【００７８】
一方、図１０において（ｂ）は（ａ）に示される領域から撮像面Ｆの光軸上の１点に到達する光束を特定するのに、撮像面Ｆの光軸上の１点と、ここ到達する光束の方向θを規定するという構成とする。（ｂ）に示したような光束の特定方法を使用すると、撮像面Ｆの光軸上の１点に到達する光束という見方では、図１０の領域Ｄ１から射出する光束と図１１の領域Ｄ２から射出する光束は同方向から入射する光束として扱われることになる。もちろん、撮像面Ｆの光軸外の点に到達する光束に関しては、領域Ｄ１、およびＤ２から射出する光束は異なる方向から入射する光束として扱われることになる。
【００７９】
このように撮像面Ｆ上の所定位置に到達する光束に関してその光束の入射方向毎に光束に関するデータを保持するようにすれば、射出瞳位置と射出瞳面内での位置を用いた演算を行うことなく焦点検出光学系において実際に使用する光束に関する情報を直接的に取得可能となる。
【００８０】
なお、第４図に示される透過波面は、撮像面の光軸上の１点に到達する光束についてその入射方向毎の光束に関する位相差情報を示すデータとなっている。
（実施例２）
実施例１では、撮影レンズ１の射出瞳全域を複数の領域に分割して領域毎の最良結像位置情報を記憶させているが、カメラの焦点検出ユニットの設計バリエーションを限定するとともに、撮影レンズの射出瞳面内で実質的に使用する可能性のある領域を通過する光束についての最良結像位置情報を記憶させるようにしてもよい。
【００８１】
例えば、図１２に示すように撮影レンズの射出瞳面のうち、８つの特定領域６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄ、６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄを通過する光束の最良結像位置情報をメモリ２２に記憶させておく。この特定領域６１Ａ、６１Ｂ、６１Ｃ、６１Ｄは光軸から比較的離れた領域を通過する光束に対応しており、特定領域６２Ａ、６２Ｂ、６２Ｃ、６２Ｄは光軸に近い領域を通過する光束に対応している。
【００８２】
また、特定領域６１Ａと６１Ｂ、特定領域６２Ａと６２Ｂを通過する光束を使用して上下方向の被写体一次元被写体像を形成し、特定領域６１Ｃと６１Ｄ、特定領域６２Ｃと６２Ｄを通過する光束を使用して左右方向の一次元被写体像を形成して焦点検出を行っている点で、実施例１と同様である。
【００８３】
以上説明したように本実施例では、撮影レンズの射出面の特定領域毎に通過する光束の最良結像位置情報をメモリ２２に記憶しておき、そこからカメラの焦点検出ユニットの特性によって決定され、焦点検出に使用する光束の最良結像位置情報を選択的に取得し、これを用いて焦点検出結果を補正している。その結果、検出精度の高い焦点検出ユニットを備えたカメラシステムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例のカメラシステムの断面図である。
【図２】実施例の焦点検出ユニットの展開図である。
【図３】実施例の焦点検出ユニットの斜視図である。
【図４】撮影レンズの透過波面の観測結果の例と焦点検出に使用する光束の説明図。
【図５】実施例１の射出瞳の分割例である。
【図６】各領域を透過する光束の最良結像位置に関する情報の具体例である。
【図７】最良結像位置に関する情報をカメラに送信する手順を示したフローチャートである。
【図８】焦点検出動作を含む撮影準備動作の手順を示したフローチャートである。
【図９】撮影レンズを透過した光と撮像面との位置関係を示した図である。
【図１０】撮影レンズを透過した光と撮像面との位置関係を示した図である。
【図１１】撮影レンズを透過した光と撮像面との位置関係を示した図である。
【図１２】実施例２の射出瞳の分割例である。
【符号の説明】
【００８５】
１  撮影レンズ
２  主ミラー
３  サブミラー
４  集光レンズ
５  視野絞り
６  赤外カットフィルタ
７  開口絞り
８  ２次結像レンズ
９  焦点検出用の受光素子
１０  焦点板
１１  ペンダハプリズム
１２  接眼レンズ
１３  光学フィルター
１４  撮像素子
２１  カメラ制御回路
２２  メモリ
２３  モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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