(57)【要約】【課題】ハーフミラーでファインダー光学系と撮像素子に光束を分割する撮像装置において、撮像素子を用いたＡＦの誤差を低減することを可能にした焦点検出手段を有する撮像装置を提供すること。【解決手段】被写体像を結像する結像光学系の第一の瞳領域を通過する光束を受光する第一の画素群と前記第一の瞳領域と異なる第二の瞳領域を通過する光束を受光する第二の画素群とを有する撮像手段と、該結像光学系と該撮像手段が含まれる光路中に挿抜可能なハーフミラーと、該第一および該第二の画素群からの画素出力の少なくともいずれか一方に対して補正を行うことで補正画素出力を生成し、該補正画素出力を用いて焦点検出をする焦点検出手段とを有し、該ハーフミラーを光路中に挿入しているかどうかで該補正を変えること特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像する結像光学系の第一の瞳領域を通過する光束を受光する第一の画素群と前記第一の瞳領域と異なる第二の瞳領域を通過する光束を受光する第二の画素群とを有する撮像手段と、
該結像光学系と該撮像手段が含まれる光路中に挿抜可能なハーフミラーと、 
該第一および該第二の画素群からの画素出力の少なくともいずれか一方に対して補正を行うことで補正画素出力を生成し、該補正画素出力を用いて焦点検出をする焦点検出手段とを有し、
該ハーフミラーを光路中に挿入しているかどうかで該補正を変えること特徴とする焦点検出手段を有する撮像装置。
【請求項２】
該光学素子を挿入しているときに用いる画素出力の補正に関する情報と該光学素子非挿入時に用いる補正に関する情報の両方を記憶する記憶手段を持つことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
該補正に関する情報は撮像素子上の座標の関数の係数であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点検出手段に関し、特にハーフミラーを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハーフミラーを備えた一眼レフカメラにおいて、ハーフミラーでファインダー光学系と撮像素子に被写体像を分配する撮像装置が知られている（特許文献１参照）。この方式によると、ハーフミラーでファインダー光学系に光束を反射しているため、ファインダー光学系で明るく高精細な被写体像を観察でき、同時に撮像素子上にも被写体像を形成することができる。これにより常時ＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢを行うことができる。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−８１５２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のような撮像装置システムでは、図４の様にハーフミラー４が挿入している時、図５の様にハーフミラー４が退避している時の両方で撮像素子に光を導くことができる。これによりハーフミラーの状態に関わらず撮像素子で撮像面位相差ＡＦを行うことができる。
図７はハーフミラー４が退避しているときの光路図と挿入されているときの光路図を重ねたものである。矢印２００はレンズを示し、長方形はハーフミラー４を示している。
【０００５】
ハーフミラー４がレンズ２００の光束中に挿入されると、ハーフミラーは有限の大きさを持っているので、撮像光束の幅はハーフミラー４によって制限される。これにより撮像素子に入射する光量が変化する。撮像面位相差ＡＦは撮像光学系の射出瞳の一部を通過した光束と、射出瞳の異なる領域を通過した光束を用いることにより行う。それぞれをＡｉｎ、Ａｏｕｔ（図７の２００の中心を通る光線の上側でハーフミラー挿入時と退避時の光束）Ｂｉｎ、Ｂｏｕｔ（図７の２００の中心を通る光線の下側でハーフミラー挿入時と退避時の光束）とする。
【０００６】
像面位相差ＡＦはＡｉｎとＢｉｎがＡｏｕｔとＢｏｕｔが対となった光束を用いて行う。ハーフミラー４による撮像光束の制限は対になった二光束に均等には起こらず、二つの光束のより撮像光学系光軸から離れている側の光束を特に制限する。ここでは上側が光軸から離れているので、ＡｉｎがＡｏｕｔに対して大きく制限されてケラレる。これによりＡｏｕｔに対してＡｉｎの光量が低下する。しかしＢｉｎとＢｏｕｔは変わらない。
【０００７】
そのため、対となる二つの光束の光量のバランスがハーフミラー４の挿入時と退避時で変化する。位相差方式のＡＦでは対となる光束の光量に差が生じると精度が低減する。そのため、位相差ＡＦや撮像面位相差ＡＦの光束ケラレに対策している発明は既に存在する。
【０００８】
しかし従来はハーフミラーが挿入されている状態もしくは退避している状態いずれかにのみ対応し、両方の光束ケラレには対応できない。いずれか一方のケラレ補正方法をそのままもう一方にも適用すると、ケラレ補正に誤差が生じ撮像面位相差ＡＦによる焦点検出は誤差が生じてしまう。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、ハーフミラーでファインダー光学系と撮像素子に光束を分割する撮像装置において、撮像素子を用いたＡＦの誤差を低減することを可能にした焦点検出手段およびそれを有する撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
被写体像を結像する結像光学系の第一の瞳領域を通過する光束を受光する第一の画素群と前記第一の瞳領域と異なる第二の瞳領域を通過する光束を受光する第二の画素群とを有する撮像手段と、該結像光学系と該撮像手段が含まれる光路中に挿抜可能なハーフミラーと、該第一および該第二の画素群からの画素出力の少なくともいずれか一方に対して補正を行うことで補正画素出力を生成し、該補正画素出力を用いて焦点検出をする焦点検出手段とを有し、該ハーフミラーを光路中に挿入しているかどうかで該補正を変えること特徴とする焦点検出手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ハーフミラーでファインダー光学系と撮像素子に光束を分割する撮像装置において、撮像素子を用いたＡＦの誤差を低減することを可能にした焦点検出手段およびそれを有する撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に最適な実施例の形態を示す図である。
【図２】本発明に最適な実施例のフローチャートを示す図である。
【図３】本発明の実施例における光量比のテーブルを示す図である。
【図４】ハーフミラーが挿入しているときの撮像装置を示した図である。
【図５】ハーフミラーが退避しているときの撮像装置を示した図である。
【図６】ハーフミラーが退避しているときと挿入しているときの撮像素子上での像高と光量関係を示した図である。
【図７】ハーフミラー退避時と挿入時の光束の差特にケラレの差について説明した図である。
【図８】撮像面位相差ＡＦを行うための撮像素子の画素構造の一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
以下、図１を参照して、本発明の実施例による焦点検出手段を有する撮像装置について説明する。
この撮像装置は、カメラ装置１と、着脱可能な被写体光像を形成するための撮影光学系３を含むレンズ装置２からなる。レンズ装置２装着時の撮像光学系３の光路上には、クイックリターンミラー等でなる可動式の反射ミラーたるハーフミラー４が配設されていて、このハーフミラー４が光路中にあって光束を反射しているときには、その反射光束はファインダー光学系５に入射するようになっている。
【００１４】
ハーフミラー４は、その少なくとも一部に半透過反射部が構成されていて、光路中に位置する場合でも被写体光束の一部を透過させるようになっている。ファインダー光学系５は、上記撮影光学系２の焦点面に配設されているフォーカシングスクリーン６と、このフォーカシングスクリーン６に結像した被写体像を正立正像に変換するペンタプリズム７と、このペンタプリズム７を射出した像を拡大して撮影者の眼に投影するための接眼レンズ８とを有して構成されている。
【００１５】
ハーフミラー４を透過した光束の光路上、または該ハーフミラー４が光路中から退避した際の光束の光路上の上記撮影光学系２の焦点面位置には、被写体光像を光電変換して電気信号として出力する撮像素子９が配設されている。撮像素子９が有する画素は図８のような構造をしている。マイクロレンズ３０３の下にカラーフィルタ３０４を有し、さらにその下部にはフォトダイオードからなる受光素子部３００を有する。受光素子部３００は３０１と３０２の二つに分離しており、撮像光学系３の互いに異なった射出瞳領域を通過した光束をそれぞれのフォトダイオード３０１と３０２で受光する。
【００１６】
この撮像素子９の出力は、Ａ／Ｄ変換器（不図示）によりデジタル信号に変換されるようになっている。このデジタル信号を用いて焦点検出手段で被写体までの距離を算出する。焦点位置を調節する必要があると判断した場合には、撮像光学系３を駆動させることにより焦点位置を適切な位置に調整させる。
【００１７】
図２に、本発明における焦点検出のフローチャートを示す。
【００１８】
ｓ１では、撮像素子９から撮像面ＡＦに用いる一対のデジタル信号を取得する。ｓ２では、ハーフミラー４が光路中から退避しているかどうかの情報を取得し、これをケラレ補正値記憶手段（ＡＦ回路１０１中にあり不図示）に出力する。ｓ１１で、ハーフミラー４の状態に関する情報を取得したケラレ補正値記憶手段は、ｓ１２でハーフミラー４が退避しているときはミラーアップ時用補正値を出力し、 ハーフミラー４が退避していないときはｓ１３でミラーダウン時用補正値を出力する。
【００１９】
ｓ３で焦点検出手段はケラレ補正値をケラレ補正値記憶手段から取得する。ｓ４で焦点検出手段は、ｓ３で取得したケラレ補正値を用いて、ｓ１で取得した一対のデジタル信号を補正する。
【００２０】
以下で具体的な補正方法について説明する。図６は撮像素子９上の撮像素子中心を通る紙面鉛直方向の像高と光量比の関係を示した図である。図６（ａ）はハーフミラー４退避時、図６（ｂ）はハーフミラー４挿入時の均一輝度面を被写体としたときの中心に対する光量比と像高の関係を示している。実線の光量比はフォトダイオード３０１で、破線の光量比はフォトダイオード３０２で受光した光である。像高が正のときは実線、負のときは点線がけられている。この光量比の値Ｌ（ｘ、ｙ）をケラレ補正値記憶手段に記憶させておき、その逆数１／Ｌ（ｘ、ｙ）をｓ１で得られた光量Ｋ（ｘ、ｙ）に乗算することで光量の補正を行う。よってｓ３で得られる補正後の光量Ｋ‘（ｘ、ｙ）は、
【００２１】
【数１】
2018005144.tif 000003
【００２２】
となる。
【００２３】
Ｌ（ｘ、ｙ）の取得方法としては、図３のように撮像素子９上の座標と光量の関係の表をハーフミラー４の挿入時、退避時用それぞれを記憶させてもよい。または図６（ａ）（ｂ）のケラレが発生している部分を像高の関数でフィッティングし、その係数をハーフミラー４が退避している時と挿入されているとき両方記憶してもよい。
【００２４】
ミラー挿入時
【００２５】
【数２】
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【００２６】
ミラー退避時
【００２７】
【数３】
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【００２８】
記憶するのは１／Ｌ（ｘ、ｙ）でもよい。ｓ５ではｓ４で補正した一対の光量分布からデフォーカス量に換算をする。ｓ６ではｓ５で算出されたデフォーカス量に応じて撮像光学系９を駆動し、合焦を行う。
【００２９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３０】
１  カメラ装置、２  レンズ装置、３  撮像光学系、４  ハーフミラー、
５  ファインダー光学系、９  撮像素子、１０１  ＡＦ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018005144.tif 000008
【図４】
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【図５】
2018005144.tif 000010
【図６】
2018005144.tif 000011
【図７】
2018005144.tif 000012
【図８】
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