(57)【要約】【課題】レンズに色収差がある場合、焦点検出装置の検出する焦点位置と撮像装置に必要な焦点位置が異なる不具合を生じてしまう。【解決手段】被写体光の分光強度分布を判定する分光強度分布判定装置をと、撮影レンズを通過した被写体光を受光する焦点検出装置と、分光強度分布判定装置の判定結果に基づいて撮影レンズの波長別のピントに関する情報および焦点検出装置とカラー撮像装置の分光分布感度情報からピント調節量のズレを補正する補正値を演算しその補正値により補正被写体像の色に応じてＡＦピント補正値を変更する手段を有し、合焦精度を向上する。【選択図】        図５
2006135513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズとカラー撮像装置と被写体光の分光強度分布を判定する分光強度分布判定装置を具備することの出来るカメラであって、前記撮影レンズを通過した被写体光を受光する焦点検出装置と、分光強度分布判定装置の判定結果に基づいて撮影レンズの波長別のピントに関する情報および焦点検出装置と、カラー撮像装置の分光分布感度情報からピント調節量のズレを補正する補正値を演算し、その補正値により補正する補正手段とを有し、前記焦点検出装置の出力に基づいて前記撮影レンズの焦点調節状態を検出した結果を前記補正手段により補正した値に基づいて前記撮影レンズを駆動するレンズ駆動手段とを具備したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
分光強度分布判定装置は分光強度分布測定装置であり、測定された分光強度分布に基づいて補正値の演算を行うことを特徴する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
分光強度分布判定装置は光源種類判別装置であり、判別された光源の種類によりあらかじめ記憶された分光分布強度を選択し補正値の演算に用いることを特徴する請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点検出装置、特にレンズ等が有する色収差によるピントの検出誤差を良好に補正することを可能とする焦点検出装置に係る撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズを透過した被写体からの一部の光束を受光することにより、焦点位置を検出する焦点検出装置では、撮影レンズが有する残存収差によって撮影ピントズレ量と異なるピントズレ検出結果となる場合がある。このような場合でも撮像素子が受光する波長の分光感度と、焦点検出装置が受光する波長の分光感度が一致していれば、波長に依存した収差による影響は少なくなり、撮像素子で得られる画像は、そのときの被写体波長に応じて、ほぼピントの合った画像となるが、同一波長域における撮影ピントと検出ピントの差を勘案した補正値で補正をすることでより正確なピントを得ることが出来る。
【０００３】
しかしながら、一般に撮像素子の分光感度分布と焦点検出装置の分光感度分布は同一のものではない。一般に撮像素子はカラー画像を取り込むことを目的として微細なシリコンフォトダイオードに３色のカラーフィルターが設置され被写体からの光を受光する。一方焦点検出装置では画像をカラー画像として取り込む必要がないため色フィルターを施すことなく可視領域及び可視領域以外の波長に対して感度を有する受光素子によって構成されている。
【特許文献１】特開２０００−２６６９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような装置では、レンズに色収差がある場合、焦点検出装置の検出する焦点位置と撮像装置に必要な焦点位置が異なる不具合を生じてしまう。例えば、赤色と青色で焦点位置の異なる撮影レンズでの撮影を考える。
【０００５】
焦点検出装置では主に赤色を受光し、撮像装置は赤色、青色均等な感度を有するとすれば、焦点検出装置の検出結果に従い焦点調節を行えば赤色の合焦位置に撮影レンズは調整されるが、撮像装置は青色にも感度を持つため、そちらに焦点の重心が移動しピントのボケた写真となる。
【０００６】
本来であれば赤色，緑色、青色の感度の割合（分光感度分布）に応じた焦点位置に焦点は調整されるべきものである。また撮影レンズでは撮影に供される波長域の収差補正のみが良好になされている場合が多く、例えば赤外域のように焦点検出系にのみ供される波長域にたいしては、残存する種々の収差により基準波長との検出ピント差が大変大きくなる傾向にあり、撮像装置の分光感度と焦点検出分光感度が異なることは自動焦点調節装置にとって大きな問題となっている。
【０００７】
この色収差と焦点検出誤差の発生との関係について詳細に説明する。
【０００８】
図１は、被写体を照明する各種光源の相対分光分布と波長との関係を示す。縦軸は相対分光分布を示し、横軸は波長を示す。グラフＡは螢光灯の光、グラフＢはタングステンランプ、グラフＣは日中太陽の光をそれぞれ示す。
【０００９】
図２は、焦点検出装置受光素子の分光感度を示す。同図の実線で示すＡＦセンサーＡの感度はＡＦセンサー単体のものであり、波長７００ｎｍ近辺をピークとして赤外まで感度を有している。同図点線で示すＡＦセンサーＢのグラフはＡＦセンサーＡで示したものに赤外カットフィルターを組み合わせた総合分光感度を示している。
【００１０】
図３は撮像素子の分光感度分布を示している。撮像素子ではカラー情報を得るため可視域をＢ，Ｇ，Ｒの領域に３分割している。
【００１１】
図４は撮影レンズの色収差と波長の関係を示す。同図の縦軸は基準と成る波長の合焦位置に対するピントのズレ量を示し、横軸は波長を示している。同図の実線は焦点検出系（ＡＦ）の検出する基準波長に対するピント位置であり、点線は撮影像の基準波長に対するピント位置である。一般に焦点検出系の取り込む光束は撮影光束の一部であるため撮影レンズに残存する各種の収差により撮影光束全体で決まる焦点位置と若干の差を生じることがある。
【００１２】
図２、図３から分かるように、撮像素子の分光感度と焦点検出装置の分光感度が異なるため、焦点検出装置の検出結果と撮影焦点位置は被写体の分光分布により異なることになる。色収差やその他の残存収差が小さなレンズであれば図４のグラフ中にある二つのデータは一致し、分光分布によらず焦点検出装置の検出結果と撮影焦点位置差は小さいものとなるが、望遠レンズのように比較的色収差の大きなレンズではその差が大きくなる場合がある。
【００１３】
本発明は、検出可能な波長領域や撮像素子の分光感度分布を制限することなく、撮影レンズの残存収差による焦点検出誤差を除去する撮像装置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】
【００１４】
本発明は、撮影レンズとカラー撮像装置と被写体光の分光強度分布を判定する分光強度分布判定装置を具備することの出来るカメラであって、前記撮影レンズを通過した被写体光を受光する焦点検出装置と、分光強度分布判定装置の判定結果に基づいて撮影レンズの波長別のピントに関する情報および焦点検出装置とカラー撮像装置の分光分布感度情報からピント調節量のズレを補正する補正値を演算し、その補正値により補正する補正手段とを有し、前記焦点検出装置の出力に基づいて前記撮影レンズの焦点調節状態を検出した結果を前記補正手段により補正した値に基づいて前記撮影レンズを駆動するレンズ駆動手段とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、レンズ固有の収差に起因するピントズレ補正値を最小限必要なデータを記憶することにより、波長毎に演算し正確なピント調節を可能とした。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１７】
本発明の実施による撮像装置の主要部概略を図５に示す。１は撮影レンズであり２のカメラ本体から着脱が可能である。３は撮影光学系で４の焦点調節装置により焦点位置の調整を行う事が出来る。４の焦点調節装置は５のマイクロコンピュータにより制御される。６は記憶装置であり撮影レンズ１に固有の情報が記憶されている。６に記憶される固有情報は基準波長に対する各波長の撮影ピント差に関する情報、基準波長に対する各波長における焦点検出位置の差に関する情報、焦点調節装置の駆動敏感度に関する情報、レンズＦ値、焦点距離などがある。６に記憶された情報の一部は７の接点を介してカメラ本体のマイクロコンピュータ１４に転送される。
【００１８】
２はカメラ本体であり接点７を介して情報の伝達を行うと共にレンズ１と物理的な接触による着脱が可能な機構を有している。被写体からの光束は撮影レンズ３により撮像素子１６上へ結像する。撮影レンズ３から撮像素子１６へ至る光束は途中に配置された挿退出可能なハーフミラー８により、その光束の一部が焦点版９へ導かれる。透過した一方の光束は反射ミラー１２により焦点検出装置１３へと導光される。
【００１９】
カメラ内のマイクロコンピュータ１４は、焦点検出装置１３の出力からピントズレ量を計算する。その際、記憶装置１５に記憶された撮像素子１６および焦点検出装置の分光感度分布や、レンズ１から送られるレンズ色収差に関する情報、また被写体からレンズ３を通過してくる光束の分光分布を判定する分光強度分布判定装置１７の出力を元に検出したピントズレ量に対する補正量を計算し補正した値でレンズ１のマイコンにフォーカス変位量を指示する。
【００２０】
ハーフミラー８により焦点板９へ導かれた光束は拡散作用を受け、像反転作用を有するペンタダハプリズム１０を介して接眼レンズ１１によって撮影者にファインダー像の観察を可能なものとし、また分光強度分布判定手段１７へも一部の光束が入射する。
【００２１】
分光強度分布判定手段の一例を図６、図７を用いて説明する。図６の１７−１は結像レンズでありピント板上に出来た撮影レンズ３による像をセンサー１７−２へ結像する作用を有している。センサー１７−２は図７で示すように分割された多数の受光素子からなりそれぞれにカラーフィルターが装着されている。このカラーフィルターは撮像素子などに用いるＲＧＢなど三色のものでも良いし、より細かく波長分割されたものでもよい。いずれにせよ異なる特性のカラーフィルター毎の出力強度比から入射した光束の分光強度が分かる。
【００２２】
この分光強度分布の波長分解能力は、カラーフィルターの特性の数に依存、すなわち透過する波長の種類に依存する。波長を細かく分割することによりより細かな波長毎のピント補正計算が可能となるが、ＲＧＢの三点で行ったとしても従来に比して焦点調節の正確さは増す。また撮像素子と焦点検出系の感度分布か極端に異なる波長域（例えば近赤外領域）の強度分布測定が出来ることが望ましい。
【００２３】
このような領域では感度を持つ一方のピントにだけ影響を与えるため被写体の分光強度分布によっては補正値が大きくなる可能があるためである。少ない分光強度比からより細かな分光強度比を得るため、あらかじめ記憶した光源データから分光強度比を推定する方法も考えられる。
【００２４】
図１で示したように光源の種類によりその分光分布強度比は特徴的である。得られた少ない強度比のデータが可視域で大きくばらつく場合離散的な分光分布を持つ蛍光灯であると想定したり、長波長側で強度比が大きくなる場合はフラッドランプと想定するなど、少ない強度比から光源の特定を行う事は容易である。光源の特定が出来れば光源の分光強度比に関するデータを記憶装置１５に用意しておくことにより補正値の演算に使用できる。
【００２５】
次に一連の動作を図８のフローに沿って説明する。番号は図５に示したものと一致している。レンズ１がカメラ２に装着された時点で、補正値演算や合焦動作に必要な情報が接点７を介してレンズ２からカメラ１へ伝達される。補正値演算に必要なレンズデータとしては図４に示す色収差に関する情報、すなわち基準波長に対する波長毎の撮影焦点位置のズレ量と、基準波長に対する波長毎の検出焦点位置のズレ量である。このとき撮影焦点位置のズレ量と検出焦点位置のズレ量の差が少ないレンズであればどちらか一方をカメラに伝達すればよい。
【００２６】
ここで波長毎の撮影焦点位置のズレ量をＰ（λ）、波長毎の検出焦点位置のズレ量ＡＦＰ（λ）と定義する。
【００２７】
ステップ１０１で撮影者の操作によりレリーズ動作が行われる。ステップ１０２で被写体の分光強度比の測定が行われる。次にステップ１０３で合焦位置補正情報の演算が行われる。ステップ１０３の合焦位置補正演算について説明する。
【００２８】
最終的な焦点調節動作を行うピントのズレ量を  Ｐ
焦点検出系により検出されるピントのズレ量  ＡＦ
演算にて得られる合焦位置補正量を          ＢＰ  とし、
次の式を満足するものとする                Ｐ＝ＡＦ＋ＢＰ  ・・・（１）式
【００２９】
これは検出されるピントズレ量に補正値を加えることにより正しいピントズレ量が得られその量だけフォーカス駆動を行う事で合焦が得られることを意味している。
【００３０】
ステップ１０３ではこの  ＢＰ  をマイクロコンピュータ１４で計算する。
【００３１】
補正値ＢＰは以下の式で得ることが出来る。
【００３２】
2006135513.tif 000003
【００３３】
ここで
ＥＳ（λ）：撮像素子の分光感度分布（カメラ２の記憶装置１５に記憶されている）
ＥＡＦ（λ）：焦点検出系の分光感度分布（カメラ２の記憶装置１５に記憶されている）
Ｐ（λ）：撮影レンズの基準波長に対する波長毎の焦点位置ズレ量（レンズ１の記憶装置６に記憶されている）
ＡＦＰ（λ）：撮影レンズの基準波長に対する波長毎の焦点検出位置ズレ量（レンズ１の記憶装置６に記憶されている）
Ｓ（λ）：被写体の分光強度分布（ステップ１０２にて決定される）
【００３４】
ここでは数列の総和をとる範囲を可視域の波長をカバー示す３５０ｎｍ〜８００ｎｍとしたが、もちろんこの範囲は撮影に使用する波長領域に応じて変化させればよい。感度分布やピントズレ量の値は波長λを変数として各関数を表現し必要な波長での値を計算しても良いし、有限な個数のデータを波長毎に記憶しておいてもよい。
【００３５】
いずれにせよ、ステップ１０２で検出可能な分光強度分布の波長ポイントを基に計算することになる。ステップ１０２で検出した波長の分光強度分布をそのままＳ（λ）として使用するのではなく、その分光強度比から光源を判別し補正値計算を行うのであれば、より多くのポイントでの計算が可能になる。
【００３６】
（２）式は撮像素子と焦点検出系のセンサー分光感度比率に応じたピントズレ補正値の各波長に対する寄与分を演算し波長λの関数の形で表している。これはレンズ１がカメラ２に装着された時点で計算可能なため、レリーズ動作１０１の前に行う事が可能である。計算に用いるレンズ情報がレンズのズーミングやフォーカシングで変化するのであれば変化した時点で逐次計算しても良い。
【００３７】
（３）式では被写体光束の分光強度分布に応じた補正値を（２）式で得られた値から算出している。
【００３８】
次にステップ１０４で焦点検出動作を行って焦点検出系１３の検出するピントズレ量を測定する。ステップ１０５ではステップ１０４の結果をステップ１０３で算出した補正値で補正するため（１）式に基づき撮影ピントのズレ量をマイクロコンピュータ１４で演算し、レンズのマイクロコンピュータ５に伝達する。ステップ１０６ではステップ１０５で演算されたピントズレ量に基づきピント調節を行い合焦させる。ステップ１０７で撮像素子への露光を行う。その際ミラー８，１２は退出する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】各種光源の相対分光強度分布を示すグラフ
【図２】焦点検出系の分光感度分布を示すグラフ
【図３】撮像素子のカラーフィルターを含めた分光感度分布を示すグラフ
【図４】撮影系、焦点検出系の残存集さにより発生する基準波長に対するピントズレ量を示すグラフ
【図５】本発明実施のカメラ主要部概略図
【図６】分光強度分布測定装置の概略図
【図７】分光強度分布測定装置に用いるセンサー概念図
【図８】本発明の実施フローチャート
【符号の説明】
【００４０】
１  レンズ
２  カメラ
５、１４  マイクロコンピュータ
６、１５  記憶手段
１７  分光強度分布測定手段
【図１】
2006135513.tif 000004
【図２】
2006135513.tif 000005
【図３】
2006135513.tif 000006
【図４】
2006135513.tif 000007
【図５】
2006135513.tif 000008
【図６】
2006135513.tif 000009
【図８】
2006135513.tif 000010
【図７】
2006135513.tif 000011