(57)【要約】【課題】  種々の撮影環境において適切な焦点の検出を行うことができる焦点検出装置及び焦点検出方法を提供する。【解決手段】  被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、を有する焦点検出装置において、画素アレイを、被写体像の位相差に基づく第１のデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画し、波長検出領域で得られた信号から補正値を演算し、焦点検出領域で得られた信号から演算した第１のデフォーカス量を補正値に基づいて補正する。【選択図】  図１
2006065070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、
前記撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、
を有し、
前記画素アレイは、被写体像の位相差に基づく第１のデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画されていることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記波長検出領域で得られた信号から補正値を演算し、前記焦点検出領域で得られた信号から演算した第１のデフォーカス量を前記補正値に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記焦点検出領域は、撮影画面における複数の測距点に対応して複数設けられており、
前記波長検出領域は、少なくとも、測距点の周辺又は測距点と測距点との隙間に対応して設けられていることを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記複数の焦点検出領域における焦点検出の結果に基づいて、前記複数の焦点検出領域のうちから主被写体の位置に対応する主被写体焦点検出領域を決定し、
前記主被写体焦点検出領域で得られた被写体像の位相差に基づいて、前記第１のデフォーカス量を求め、
前記波長検出領域のうちで前記主被写体焦点検出領域の周辺に位置する周辺波長検出領域で得られた信号から前記補正値を求めることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記周辺波長検出領域で得られた被写体像の位相差に基づいて、第２のデフォーカス量を求め、
前記周辺波長検出領域のうちで前記第１のデフォーカス量と前記第２のデフォーカス量との差が予め設定された値以下となる特定波長検出領域を選択し、
前記特定波長検出領域で得られた信号から前記補正値を求めることを特徴とする請求項４に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記主被写体焦点検出領域で得られた被写体像のコントラスト位置情報に基づいて、前記周辺波長検出領域のうちで前記被写体像の位置に対応する特定波長検出領域を選択し、
前記特定波長検出領域で得られた信号から前記補正値を求めることを特徴とする請求項４に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記焦点検出領域と前記波長検出領域とは、互いに連続して配置された複数の画素から構成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
前記焦点検出領域における蓄積動作と前記波長検出領域における蓄積動作とが互いに同時に行うことが可能なように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の焦点検出装置。
【請求項９】
前記焦点検出領域における信号出力動作と前記波長検出領域における信号出力動作とが互いに連続して行うことが可能なように構成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の焦点検出装置。
【請求項１０】
被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、前記撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、を有し、前記画素アレイが、被写体像の位相差に基づくデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画されている焦点検出装置を用いた焦点検出方法であって、
前記焦点検出領域で得られた信号からデフォーカス量を演算するステップと、
前記波長検出領域で得られた信号から補正値を演算するステップと、
前記デフォーカス量を前記補正値に基づいて補正するステップと、
を有することを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１１】
被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、前記撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、を有し、前記画素アレイが、被写体像の位相差に基づくデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画されている焦点検出装置を制御するプログラムであって、
コンピュータに、
前記焦点検出領域で得られた信号からデフォーカス量を演算する手順と、
前記波長検出領域で得られた信号から補正値を演算する手順と、
前記デフォーカス量を前記補正値に基づいて補正する手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出精度の向上を図った焦点検出装置及び焦点検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラの自動焦点検出装置として、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、一対のラインセンサ上に結像させ、被写体像を光電変換して得られた一対の被写体像の相対位置の変位量を求めることにより、被写体のデフォーカス量を検出して、これに基づいて撮影レンズの駆動を行う焦点検出装置が知られている（例えば、特許文献１）。このような焦点検出の方式は、位相差検出方式ともよばれる。
【０００３】
但し、このような焦点検出装置では、撮影レンズや焦点検出装置における光学系の色収差により、異なる波長の光に対して異なった焦点検出をする。例えば、太陽光の下での被写体に最適なピントが得られるように調整されているカメラでは、太陽光より多くの赤外波長成分を含んでいるタングステンランプやフラッドランプなどで被写体を照明して撮影した場合や、赤外成分をほとんど含まない蛍光灯で被写体を照明した場合に、被写体の合焦位置に誤差が生じてしまう。また、太陽光の下の被写体であっても、被写体自体の色（赤や青など）の違いにより、被写体での反射光波長が異なるので、やはり合焦位置に誤差が生じる。
【０００４】
そこで、焦点検出用のラインセンサの端に被写体からの光波長検出用の画素を配置し、各波長における焦点誤差を補正するように構成された焦点検出装置も知られている（例えば、特許文献２）。
【０００５】
また、焦点検出用のラインセンサと被写体の波長検出用センサとを被写体上に焦点検出光学系で投影した場合に、ラインセンサと波長検出用センサとが重なるように、ラインセンサと波長検出用センサとを１つのチップ上に配置した焦点検出装置も知られている（例えば、特許文献３）。
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載の焦点検出装置では、焦点検出を行った被写体とは別の被写体に対して波長検出を行う場合があり、このような場合、正確な波長検出を行うことができず、誤った色収差補正を行ってしまうという問題が生じる。
【０００７】
また、特許文献３に記載の焦点検出装置では、例えば、図１４に示す例のように、波長検出範囲に対して被写体が小さい場合は、被写体だけでなく、被写体の背景にも波長検出範囲がかかってしまい、被写体の背景からの光波長のために被写体の波長検出に誤差が生じ、誤った色収差補正を行ってしまうという問題が生じる。
【０００８】
【特許文献１】特開平０９−０５４２４２号公報（第９頁、図３）
【特許文献２】特開平０９−１２７４０８号公報（第１８頁、図１０）
【特許文献３】特開平０２−１３２４０７号公報（第８頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、種々の撮影環境において適切な焦点の検出を行うことができる焦点検出装置及び焦点検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、特許文献２に記載の焦点検出装置では、焦点検出用のラインセンサの端に数画素の波長用検出用画素を配置しているものの、被写体の焦点検出を行う領域と波長検出を行う領域とが一致しないために、上述のような誤った色収差補正が行われることを見出した。また、本願発明者は、特許文献３に記載の焦点検出装置では、被写体の焦点検出を行う領域と波長検出を行う領域とが一致しているものの、被写体の波長検出センサが、焦点検出用のラインセンサのように複数の画素アレイで構成されていないために、波長検出領域の平均値しか検出できず、誤った色収差補正が行われることを見出した。
【００１１】
そして、本願発明者がこれらの不具合を解消させるべく、更に鋭意検討を重ねた結果、以下の諸態様に想到した。
【００１２】
本願の第１の発明に係る焦点検出装置は、被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、前記撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、を有し、前記画素アレイは、被写体像の位相差に基づく第１のデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画されていることを特徴とする。
【００１３】
本願の第２の発明に係る焦点検出方法は、被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、前記撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、を有し、前記画素アレイが、被写体像の位相差に基づくデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画されている焦点検出装置を用いた焦点検出方法であって、前記焦点検出領域で得られた信号からデフォーカス量を演算するステップと、前記波長検出領域で得られた信号から補正値を演算するステップと、前記デフォーカス量を前記補正値に基づいて補正するステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本願の第３の発明に係るプログラムは、被写体像を結像させる焦点調節可能な撮影レンズと、前記撮影レンズを通過する一対の光束を受光し、光電変換する画素アレイと、を有し、前記画素アレイが、被写体像の位相差に基づくデフォーカス量の検出用の焦点検出領域と、互いに隣接する画素毎に異なる透過波長特性をもつフィルタを実装した波長検出領域と、に区画されている焦点検出装置を制御するプログラムであって、コンピュータに、前記焦点検出領域で得られた信号からデフォーカス量を演算する手順と、前記波長検出領域で得られた信号から補正値を演算する手順と、前記デフォーカス量を前記補正値に基づいて補正する手順と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、波長検出領域の画素アレイには画素ごとにフィルタが設けられているので、撮影画面内の被写体の位置や大きさに応じて波長検出領域の大きさを適切に調節することができる。即ち、被写体の範囲のみに対応する波長の検出及び色収差による焦点誤差の補正を行うことができる。従って、被写体の色や照明光に影響されることなく、適切に焦点を検出することができる。
【００１６】
また、焦点検出領域を、撮影画面における複数の測距点に対応して複数設け、波長検出領域を、少なくとも、測距点の周辺又は測距点と測距点との隙間に対応して設ければ、複数の測距点を備えた多点焦点検出装置として用いることができる。例えば、複数の被写体が存在する場合でも、被写体の色や照明光に影響されることなく、適切に焦点を検出することができる。
【００１７】
また、波長検出領域で検出した第１のデフォーカス量と焦点検出領域で検出した第２のデフォーカス量とを比較し、この結果に基づいて補正値を求めるように構成すれば、波長検出領域が確実に被写体を捕らえているかを判定することができる。従って、被写体の波長を検出する精度をより向上させることができる。
【００１８】
また、１つの測距点内における被写体の微妙な位置に合わせて波長検出領域を決定し、その範囲だけで波長を検出するように構成しても、被写体の波長を検出する精度をより向上させることができる。従って、例えば、小さな被写体の撮影を行う場合でも、適切に焦点を検出することができる。
【００１９】
更に、被写体の焦点検出動作と波長検出動作とを同時に行うことができるように構成すれば、焦点検出及び波長検出に要する時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る焦点検出装置を備えたカメラの構成を示すブロック図である。また、図２は、カメラの光学的な構成を示す図である。
【００２１】
本実施形態においては、カメラ用マイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵと記載する）１００に、カメラの各種操作スイッチ群１１４を検知するための信号入力回路１０４、レンズ通信回路１０５、撮像センサ１０６、ＡＥ（Automatic Exposure）センサ１０７、シャッタマグネット１１８ａ及び１１８ｂを制御するためのシャッタ制御回路１０８並びにＡＦ（Auto Focus）センサ１０１が接続されている。
【００２２】
カメラの動作はスイッチ群１１４の設定で決定される。ＡＦセンサ１０１には、焦点検出用画素アレイ１１１及び波長検出用画素アレイ１２１が設けられている。焦点検出用画素アレイ１１１及び波長検出用画素アレイ１２１の詳細については、後述する。
【００２３】
ＣＰＵ１００は、ＡＦセンサ１０１を制御することにより、焦点検出用画素アレイ１１１で得られた被写体のコントラスト分布からデフォーカス量を検出する。また、ＣＰＵ１００は、ＡＦセンサ１０１を制御することにより、波長検出用画素アレイ１２１から得られた赤外波長成分を含めた被写体の波長分布に基づき、上述のデフォーカス量の補正を行い、撮影レンズ（図２参照）の焦点位置の制御を行う。この焦点位置の制御に際して、ＣＰＵ１００は、レンズ通信回路１０５を介して信号１１５の伝達を行う。
【００２４】
更に、ＣＰＵ１００は、ＡＥセンサ１０７を制御することにより、被写体の輝度を検出し、撮影レンズ（図２参照）の絞り値及びシャッタスピードを決定する。そして、レンズ通信回路１０５を介して絞り値を制御すると共に、シャッタ制御回路１０８を介してマグネット１１８ａ及び１１８ｂの通電時間を制御することによりシャッタスピードを調節し、更に、撮像センサ１０６を制御することにより撮影動作を行う。
【００２５】
ＣＰＵ１００内には、図示しないが、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ、変数を記憶するためのＲＡＭ、諸パラメータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能メモリ）が内蔵されている。
【００２６】
カメラには、図２に示すように、撮影レンズ２００を介して入射した被写体からの光束の大部分を上方に反射するクイックリターンミラー２０５が設けられ、この反射された光束はファインダスクリーン２０３上に結像する。カメラのユーザはこの像をペンタプリズム２０１及び接眼レンズ２０２を介してファインダ５０（図５参照）から観察することとなる。
【００２７】
また、撮影光束の一部はクイックリターンミラー２０５を透過し、後方のサブミラー２０６で下方へ曲げられて、視野マスク２０７、フィールドレンズ２１１、絞り２０８及び二次結像レンズ２０９を経てＡＦセンサ１０１上に結像する。この像を光電変換して得られる像信号を処理することで、撮影レンズ２００の焦点状態を検出することできる。
【００２８】
撮影に際しては、クイックリターンミラー２０５が跳ね上がり、全光束が撮像センサ１０６上に結像され、被写体像の露光が行われる。
【００２９】
図３は、焦点検出系の詳細な構成を示す図である。サブミラー２０６で反射された被写体からの光束は視野マスク２０７の近傍に一旦結像する。視野マスク２０７は画面内の焦点検出領域（測距点）以外の余分な光を遮光するための部材である。また、フィールドレンズ２１１は、絞り２０８の各開口部を撮影レンズ２００の射出瞳付近に結像する作用を有している。絞り２０８の後方には二次結像レンズ２０９が配置されている。二次結像レンズ２０９は２対で計４つのレンズから構成され、各レンズが絞り２０８の各開口部に対応している。そして、視野マスク２０７、フィールドレンズ２１１、絞り２０８及び二次結像レンズ２０９を通過した各光束は、ＡＦセンサ１０１上の２対４つの画素アレイに結像する。
【００３０】
ここで、ＡＦセンサ１０１上の画素アレイ（焦点検出用画素アレイ１１１及び波長検出用画素アレイ１２１）と画面内の測距点との関係について、図４、図５、図６、図７ａ及び図７ｂを参照しながら説明する。
【００３１】
図４は、ＡＦセンサ１０１の画素アレイの配置及び配列を示す図である。横視野での撮影用の画素アレイ４０１ａ及び４０１ｂが縦方向に５ライン並んで配置されている。また、縦視野での撮影用の画素アレイ４０２ａ及び４０２ｂが横方向９ラインに並んで配置されている。即ち、画素アレイ４０１ａ及び４０１ｂには５本のラインセンサが設けられ、画素アレイ４０２ａ及び４０２ｂには９本のラインセンサが設けられている。
【００３２】
図５は、ファインダ５０内に表示される測距点の配置及び配列を示す図である。ファインダ５０内には測距点５０１から測距点５１３までの１３個の測距点が配置されており、１３個の異なる複数の被写体について焦点検出が可能になっている。
【００３３】
図６は、画素アレイ４０１ａの一部分を示す図である。また、図７ａは、画素アレイ４０１ａ及び４０１ｂによる視野を示す図（画素アレイ４０１ａ及び４０１ｂにおける焦点検出領域及び波長検出領域と測距点との対応関係を示す図）であり、図７ｂは、画素アレイ４０２ａ及び４０２ｂによる視野を示す図（画素アレイ４０２ａ及び４０２ｂにおける焦点検出領域及び波長検出領域と測距点との対応関係を示す図）である。図６には、図７ａ中の二点鎖線で囲まれた領域を示してある。図６、図７ａ及び図７ｂに示すように、各画素アレイには、被写体の焦点状態を検出する焦点検出用画素アレイ１１１と、被写体からの光波長を検出する波長検出用画素アレイ１２１が設けられている。そして、例えば画素アレイ４０１ａでは、測距点５０６、測距点５０７及び測距点５０８に対応した領域が焦点検出用画素アレイ１１１として設定され、この焦点検出用画素アレイ１１１の周辺及び隙間の領域が波長検出用画素アレイ１２１として設定されている。波長検出用画素アレイ１２１には、画素毎に透過波長域の異なるフィルタが画素表面に実装されている。本実施形態では、例えば、図１１に示すような、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）及びＩＲ（赤外）の４つの透過波長特性をもつフィルタが用いられている。
【００３４】
画素アレイ４０１ａの他の部分や、画素アレイ４０１ｂ、４０２ａ及び４０２ｂについても、図６と同様に、測距点に対応した領域に焦点検出用画素アレイ１１１が配置され、各焦点検出用画素アレイ１１１の周辺及び隙間に波長検出用画素アレイ１２１が隙間なく配置されている。
【００３５】
次に、上述のように構成された焦点検出装置の動作について、図８及び図９に示すフローチャートを参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態においては、後述のように、一般的な位相差検出方法を採用し、画面内の互いに異なる複数の領域の焦点状態を検出する。
【００３６】
スイッチ群１１４の操作による焦点検出の開始信号を受信したら、ＡＦセンサ１０１による焦点検出動作を行う。
【００３７】
ステップＳ８０１では、ＣＰＵ１００がＡＦセンサ１０１を制御し、ＡＦセンサ１０１が焦点検出用画素アレイ１１１及び波長検出用画素アレイ１２１に同時に信号を蓄積し始める。
【００３８】
ステップＳ８０２では、ＡＦセンサ１０１の内部回路（図示せず）が焦点検出用画素アレイ１１１及び波長検出用画素アレイ１２１に蓄積した信号レベルをモニターし、信号が所定レベルに到達するまで、蓄積動作を継続する。
【００３９】
信号が所定レベルに達したらステップＳ８０３の動作へ移行し、ステップＳ８０３では、ＡＦセンサ１０１の内部回路が蓄積動作を停止し、蓄積終了信号をＣＰＵ１００に送信する。
【００４０】
ステップＳ８０４では、ＣＰＵ１００は、蓄積終了信号を受信すると、ＡＦセンサ１０１から各画素の信号の読み出し動作を行う。この信号読み出し動作では、焦点検出用画素アレイ１１１からの信号も波長検出用画素アレイ１２１からの信号も同時に読み出す。
【００４１】
ステップＳ８０５では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０４で読み出した信号から測距点５０１〜測距点５１３に対応する各焦点検出領域の信号を抜き出して焦点検出を行う。この焦点検出に際しては、例えば周知の位相差検出に基づく方法を採用することができる。
【００４２】
ステップＳ８０６では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０５で演算した測距点５０１〜測距点５１３に対応した各焦点検出の結果に基づいて、カメラから最も近くに存在する被写体を主被写体位置として決定し、この主被写体位置に対応して検出したデフォーカス量を第１のデフォーカス量としてＲＡＭ（図示せず）に記憶させる。なお、主被写体位置を決定する方法として他の方法を採用してもよい。
【００４３】
ステップＳ８０７では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０６で決定した主被写体位置に対応する焦点検出領域の周辺に存在する波長検出領域を、ｎ個の画素からなる複数の小領域に概念的に分割し、これらの小領域の集合を第１の波長検出領域群として選択する。例えば、測距点５０７に対応する焦点検出領域を主被写体位置と決定した場合には、図１２に示すように、この焦点検出領域を取り囲む１０個の小領域（波長検出領域Ｃ１〜波長検出領域Ｃ１０）の集合を第１の波長検出領域群として選択する。なお、図１２には、画素アレイ４０１ａ又は４０１ｂに対応する横視野のみを示してある。
【００４４】
ステップＳ８０８では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０７で選択した第１の波長検出領域群から１個又は複数個の小領域からなる第２の波長検出領域群を選択する。この選択の方法については後述する。
【００４５】
ステップＳ８０９では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０８で選択した第２の波長検出領域群の信号により被写体の重心波長の演算を行う。この被写体の重心波長の演算は、例えば下記数式１により行う。但し、ＳCは被写体の重心波長、ＳRは第２の波長検出領域群のＲ画素信号の積分値、ＳGはＧ画素信号の積分値、ＳBはＢ画素信号の積分値、ＳIRはＩＲ画素信号の積分値、ａはＲ画素の感度補正係数、ｂはＧ画素の感度補正係数、ｃはＢ画素の感度補正係数、ｄはＩＲ画素の感度補正係数である。
【００４６】
【数１】
2006065070.tif 000003
【００４７】
ステップＳ８１０では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０９において求めた被写体の重心波長から補正値を演算して、ステップＳ８０６でＲＡＭに記憶させて第１のデフォーカス量の補正を行う。なお、重心波長と補正量との関係は、例えば、予め測定しておき、ＣＰＵ１００内の記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ又はＥＥＰＲＯＭ等）に記憶させておく。即ち、例えば、図１３に示すように、色収差による補正値を多項式近似しておき、予めその係数をＣＰＵ１００内の記憶装置に記憶しておく。このように、記憶装置内に記憶させておくことにより、ステップＳ８０９で求めた被写体の重心波長及び多項式係数から容易に補正値を演算することができる。
【００４８】
ステップＳ８１１では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８１０で求めた補正後のデフォーカス量に基づいて、レンズ通信回路１０５を介して撮影レンズ２００のフォーカスレンズの駆動制御を行い、一連の焦点検出動作を終了する。
【００４９】
ここで、ステップＳ８０８における第２の波長検出領域群の選択方法について、図９に示すサブルーチンフローチャートを参照しながら説明する。
【００５０】
先ず、ステップＳ９０１において、ステップＳ８０７で選択した第１の波長検出領域群に含まれる１個の小領域（波長検出領域Ｃ１〜波長検出領域Ｃ１０のいずれか１個の小領域）からの波長信号であるＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの各画素信号を、被写体像信号である輝度信号に変換する。上述のように、第１の波長検出領域群に含まれる各小領域（波長検出領域Ｃ１〜波長検出領域Ｃ１０）はｎ個の画素から構成されている。そして、この変換では、図１５に示すように、互いに隣接している４種のＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの画素信号を互いに加算することにより、輝度信号を得る。例えば、１画素目から順にＲ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの順でフィルタが実装された画素が配列している場合、先ず、波長検出領域Ｃ１の１番目の画素信号（Ｒ）、２番目の画素信号（Ｇ）、３番目の画素信号（Ｂ）及び４番目の画素信号（ＩＲ）の加算信号を１画素目の輝度信号とする。次に、２番目の画素信号（Ｇ）、３番目の画素信号（Ｂ）、４番目の画素信号（ＩＲ）及び５番目の画素信号（Ｒ）の加算信号を２画素目の輝度信号とする。この処理を繰り返すことにより、波長信号から輝度信号への変換を行うのである。従って、波長検出領域Ｃ１のｎ番目の画素信号をＳｎ、輝度変換により得られるｎ番目の画素の輝度信号をＳｎ’とすると、下記数式２が成り立つ。
【００５１】
【数２】
2006065070.tif 000004
【００５２】
ステップＳ９０２では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ９０１で求めた輝度信号に基づいて焦点検出を行う。この焦点検出に際しては、例えば周知の位相差検出に基づく方法を採用することができる。この焦点検出の結果として得られたデフォーカス量を第２のデフォーカス量とする。
【００５３】
ステップＳ９０３では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ９０２で求めた第２のデフォーカス量とステップＳ８０６で求めた第１のデフォーカス量との差が予め設定しておいた所定値以下であるか否かを判定する。第１のデフォーカス量と第２のデフォーカス量との差が小さければ、ステップＳ８０６で決定した主被写体位置と焦点検出を行った小領域（波長検出領域）の被写体の位置とのずれが小さく、この差が大きければ、これらの位置のずれが大きいといえる。従って、この所定値を適切に設定しておけば、第１のデフォーカス量と第２のデフォーカス量との差が所定値以下の場合には、ステップＳ８０６で決定した主被写体位置と焦点検出を行った小領域（波長検出領域）の被写体の位置とが一致していると判断することができ、第１のデフォーカス量と第２のデフォーカス量の差が所定値より大きい場合には、ステップＳ８０６で決定した主被写体位置と焦点検出を行った小領域（波長検出領域）の被写体の位置とが相違していると判断することができる。
【００５４】
そして、両デフォーカス量の差が所定値以下であればステップＳ９０４へ移行し、ステップＳ９０４では、ＣＰＵ１００が、この焦点検出を行った小領域（波長検出領域）を第１のデフォーカス量の補正を行うための特定波長検出領域として選択する。その後、ステップＳ９０５へ移行する。第２の波長検出領域群は、このような特定波長検出領域の集合である。
【００５５】
一方、この差が所定値より大きければステップＳ９０５へ移行し、ステップＳ９０５では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０７で選択した第１の波長検出領域群に含まれる全ての小領域について、ステップＳ９０１〜ステップＳ９０４の処理を実行したか否かを判定する。
【００５６】
そして、第１の波長検出領域群に含まれる全ての小領域について、ステップＳ９０１〜ステップＳ９０４の処理を終了していれば、サブルーチン動作を終了してメインルーチンのステップＳ８０９へ戻る。一方、全ての小領域についての処理を終了していなければ、ステップＳ９０６で第１の波長検出領域群のうちで焦点検出した領域とは別の小領域を選択し、ステップＳ９０１〜ステップＳ９０４の処理を実行する。従って、第２の波長検出領域群は、１個又は複数個の特定波長検出領域から構成されることとなる。
【００５７】
このように、本実施形態では、測距点に対応した部分の画素アレイを焦点検出領域として使用し、測距点の周辺や測距点と測距点との間の隙間を波長検出領域として使用しているので、各測距点の被写体について個別に波長検出を行うことができる。
【００５８】
また、主被写体の存在する測距点の近傍に位置する波長検出領域（第１の波長検出領域群）を選択し、更に、第１の波長検出領域群の中から、被写体距離近傍に位置する第２の波長検出領域群を選択することで、より正確に被写体の波長検出を行うことが可能である。
【００５９】
更に、ラインセンサを焦点検出領域と波長検出領域とに分割しているので、焦点検出のための信号蓄積及び信号読み出し動作と波長検出のための信号蓄積及び信号読み出し動作とを同時に行うことが可能である。
【００６０】
なお、上述の動作の説明は、横視野で撮影を行う場合のものであるが、縦視野で撮影を行う場合には、画素アレイ４０２ａ及び４０２ｂを用いて同様のアルゴリズムの処理を行えばよい。
【００６１】
次に、第２の波長検出領域群を選択する他の方法について、図１０に示すサブルーチンフローチャートを参照しながら説明する。
【００６２】
この方法では、先ず、ステップＳ１００１で、ＣＰＵ１００が、ステップＳ８０６で決定した主被写体位置の焦点検出領域におけるコントラスト位置を検出する。図１６（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、被写体の焦点検出領域で得られたコントラストと被写体位置との関係を示す模式図である。図１６（ａ）に、被写体が焦点検出領域の中央付近に位置している場合のコントラストを示し、図１６（ｂ）に、被写体が焦点検出領域の左側付近に位置している場合のコントラストを示し、図１６（ｃ）に、被写体が焦点検出領域の右側付近に位置している場合のコントラストを示してある。振幅の大きなコントラストが被写体位置に応じて移動している。
【００６３】
ステップＳ１００２では、ＣＰＵ１００が、ステップＳ１００１で検出した焦点検出領域での振幅の大きなコントラスト位置の判定を行う。コントラスト位置が中央の場合はステップＳ１００３へ、コントラスト位置が左側の場合はステップＳ１００４へ、コントラスト位置が右側の場合はステップＳ１００５へ移行する。
【００６４】
ステップＳ１００３では、被写体に対応するコントラスト位置が焦点検出領域に対して中央部分に位置しているので、例えば、図１２に示すように、測距点５０７に対応する焦点検出領域を主被写体位置と決定した場合には、第１の波長検出領域群の中央部分に位置している小領域（波長検出領域）Ｃ２、Ｃ３、Ｃ７及びＣ８を第２の波長検出領域群を構成する特定波長検出領域として選択し、サブルーチン動作を終了してメインルーチンであるステップＳ８０９へ戻る。
【００６５】
ステップＳ１００４では、被写体に対応するコントラスト位置が焦点検出領域に対して左側に位置しているので、例えば、図１２に示すように、測距点５０７に対応する焦点検出領域を主被写体位置と決定した場合には、第１の波長検出領域群の左側に位置している小領域（波長検出領域）Ｃ１、Ｃ２、Ｃ８、Ｃ９及びＣ１０を第２の波長検出領域群を構成する特定波長検出領域として選択し、サブルーチン動作を終了してメインルーチンであるステップＳ８０９へ戻る。
【００６６】
ステップＳ１００５では、被写体に対応するコントラスト位置が焦点検出領域に対して右側に位置しているので、例えば、図１２に示すように、測距点５０７に対応する焦点検出領域を主被写体位置と決定した場合には、第１の波長検出領域群の右側に位置している小領域（波長検出領域）Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ６及びＣ７を第２の波長検出領域群を構成する特定波長検出領域として選択し、サブルーチン動作を終了してメインルーチンであるステップＳ８０９へ戻る。
【００６７】
このような図１０に示すサブルーチンフローチャートに基づく選択方法では、主被写体が小さく、測距点に対してずれて位置している場合でも、焦点検出領域のコントラスト位置情報により、被写体の位置ずれに応じた特定波長検出領域（第２の波長検出領域群）を選択することができる。従って、被写体背景からの光による誤検出することなく、正確に被写体だけの波長検出が可能である。
【００６８】
なお、本発明の実施形態は、例えばコンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施形態に係る焦点検出装置を備えたカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】カメラの光学的な構成を示す図である。
【図３】焦点検出系の詳細な構成を示す図である。
【図４】ＡＦセンサ１０１の画素アレイの配置及び配列を示す図である。
【図５】ファインダ５０内に表示される測距点の配置及び配列を示す図である。
【図６】画素アレイ４０１ａの一部分を示す図である。
【図７ａ】画素アレイ４０１ａ及び４０１ｂによる視野を示す図である。
【図７ｂ】画素アレイ４０２ａ及び４０２ｂによる視野を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る焦点検出装置の動作（メインルーチン）を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係る焦点検出装置の動作（サブルーチン）を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施形態に係る焦点検出装置の動作（他のサブルーチン）を示すフローチャートである。
【図１１】フィルタの透過波長特性を示すグラフである。
【図１２】第１の波長検出領域群を示す図である。
【図１３】重心波長と補正量との関係を示すグラフである。
【図１４】従来の焦点検出装置における波長検出範囲を示す模式図である。
【図１５】波長信号を輝度信号へ変換する方法を示す模式図である。
【図１６】被写体の焦点検出領域で得られたコントラストと被写体位置との関係を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７０】
１００：カメラ用ＣＰＵ
１０１：ＡＦセンサ
１０４：信号入力回路
１０５：レンズ通信回路
１０６：撮像センサ
１０７：ＡＥセンサ
１０８：シャッタ制御回路
１１１：焦点検出用画素アレイ
１１４：スイッチ群
１１５：レンズ通信信号
１１８ａ、１１８ｂ：シャッタマグネット
１２１：波長検出用画素アレイ
４０１ａ、４０１ｂ、４０２ａ、４０２ｂ：画素アレイ
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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