(57)【要約】【課題】被写体からの光（光源）に対応して、撮像光学系の焦点状態を高精度に検出することができる焦点検出装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】被写体によって反射された光を一対の受光素子アレイにより受光し、前記一対の受光素子アレイからの信号の位相差を求め、前記位相差に応じて焦点調節駆動をするための焦点情報を検出する焦点検出手段と、前記一対の信号を得る際の前記受光素子アレイにおける領域を決定する決定手段と、前記受光素子アレイと同一の光束に含まれる光を受光して、所定の分光感度の信号を出力するエリア受光素子と、前記決定手段により決定された受光素子アレイの領域に対応した前記エリア受光素子の領域を選択する選択手段と、前記選択手段により選択されたエリア受光素子の領域からの出力に基づいて、前記焦点検出手段による焦点情報を補正する補正手段とを有することを特徴とする焦点検出装置を提供する。【選択図】図１
2007132967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体によって反射された光を一対の受光素子アレイにより受光し、前記一対の受光素子アレイからの信号の位相差を求め、前記位相差に応じて焦点調節駆動をするための焦点情報を検出する焦点検出手段と、
前記一対の信号を得る際の前記受光素子アレイにおける領域を決定する決定手段と、
前記受光素子アレイと同一の光束に含まれる光を受光して、所定の分光感度の信号を出力するエリア受光素子と、
前記決定手段により決定された受光素子アレイの領域に対応した前記エリア受光素子の領域を選択する選択手段と、
前記選択手段により選択されたエリア受光素子の領域からの出力に基づいて、前記焦点検出手段による焦点情報を補正する補正手段とを有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記エリア受光素子は、複数の所定分光感度を有するフィルターがそれぞれ配置された複数の受光素子で構成され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】
前記複数のフィルターは、所定の色温度を有する光源の光を受光した際に、各々のフィルターが配置されたエリア受光素子の領域からの出力がフィルターごとに同一もしくは略同一となるように配置され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】
前記受光素子アレイは信号の最大値と最小値の差分が所定値に達したか否かに応じて信号出力され、前記エリア受光素子は最大値が所定値に達したか否かに応じて信号出力されることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項記載の焦点検出装置。
【請求項５】
撮像光学系を介して被写体像を撮像する撮像装置であって、
請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の焦点検出装置と、
前記焦点検出装置で得られた焦点情報に基づいて、前記撮像光学系を駆動して前記被写体像を撮像し画像信号を出力する撮像素子と、
前記画像信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器から出力された信号を記録手段を制御する記録制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
被写体によって反射された光を一対の受光素子アレイにより受光し、前記一対の受光素子アレイからの信号の位相差を求め、前記位相差に応じて焦点調節駆動をするための焦点情報を検出する焦点検出ステップと、
前記一対の信号を得る際の前記受光素子アレイにおける領域を決定する決定ステップと、
前記受光素子アレイと同一の光束に含まれる光を受光して、所定の分光感度の信号を出力するエリア受光素子の領域を、前記決定ステップで決定された受光素子アレイにおける領域に応じて選択する選択ステップと、
前記選択ステップで選択されたエリア受光素子の領域からの出力に基づいて、前記焦点情報を補正する補正ステップとを有することを特徴とする焦点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、撮像装置に係り、特に、撮像光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラに代表される撮像装置の撮像レンズの焦点状態を検出する際に、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）位相差方式を利用した焦点検出装置が従来から使用されている。ＴＴＬ位相差方式は、撮像レンズの瞳を一対の領域に分割して、分割された瞳領域を通過する光束が形成する一対の像の相対的な位置変化を検出することで、撮像レンズの焦点状態を検出する。
【０００３】
図１１は、従来の焦点検出装置１０００の構成を示す概略断面図である。図１１において、フィールドレンズ１０１０は、撮像レンズＩＬの射出瞳を一対の２次結像レンズ１０２０の瞳面に結像させる。これにより、２次結像レンズ１０２０に入射する光束は、撮像レンズＩＬの射出瞳上において等しい面積の異なる位置の領域から射出されたものとなる。２次結像レンズ１０２０は、撮像レンズＩＬがフィールドレンズ１０１０近傍に結像した空中像を、一対の受光素子（光電変換素子）１０３０上に再結像する。
【０００４】
図１２は、受光素子１０３０上に結像される像の相対的な位置変化を説明するための図である。図１２（ａ）は、撮像レンズＩＬが合焦状態にある（即ち、撮像レンズＩＬの結像点が予定結像面にある）場合を示している。図１２（ｂ）は、撮像レンズＩＬが前ピンである（即ち、撮像レンズＩＬの結像点が予定結像面の前段にある）場合を示している。図１２（ｃ）は、撮像レンズＩＬが後ピンである（即ち、撮像レンズＩＬの結像点が予定結像面の後段にある）場合を示している。図１２（ａ）の合焦状態の結像位置を中心として、図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）では、像の相対位置が互いに逆方向に移動している。即ち、合焦状態の結像位置を基準として、相対的に移動する像の移動方向及び相対位置のずれ量を検出することにより、撮像レンズＩＬの焦点ずれの方向及びデフォーカス量（焦点ずれ量）を検出することができる。
【０００５】
撮像レンズは、一般に、色収差などの収差を含んでおり、光の波長が異なると、フィールドレンズの近傍に結像される空中像の結像位置が変化してしまう。そこで、撮像レンズは、４００ｎｍ乃至７００ｎｍの可視光領域において、種々の収差を補正するように構成されている。しかし、焦点検出用受光素子は、一般に、可視光領域から近赤外領域までの感度を有するＰ−Ｎ接合型フォトダイオードであるため、上述の焦点検出装置は、正確な焦点状態を検出することができない。赤外光領域では、撮像レンズの色収差が良好に補正されていないため、被写体を太陽光で照明する場合と、色温度の低い光源で照明する場合、又は、色温度の高い光源で照明する場合とでは、可視光に対する近赤外光の相対的な割合が異なる。これにより、フィールドレンズの近傍に結像される空中像の結像位置が変化してしまうからである。そこで、被写体を照明する光源を判別し、判別した光源に応じて焦点検出誤差を補正する必要がある。これらの技術に関しては、従来から幾つか提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。なお、近赤外領域の感度を有さない焦点検出用受光素子を用いることも考えられるが、焦点検出用の補助光源にはパワーの大きな近赤外光のＬＥＤが使用されるため、焦点検出用受光素子の感度は近赤外領域まで有することが好ましい。
【０００６】
図１３は、特許文献１が提案するＴＴＬ位相差方式の焦点検出装置に用いられるイメージセンサーチップ１１００を示す概略平面図である。図１３において、１１１０乃至１１４０は、不要な光束を遮断するための図示しない十字型の視野マスクによって形成される視野マスク像である。ＰＸ１及びＰＸ２は、視野マスク像１１１０及び１１２０のＸ軸方向の矩形領域に配置されるイメージセンサーアレイである。ＰＹ１及びＰＹ２は、視野マスク像１１３０及び１１４０のＹ軸方向の矩形領域に配置されるイメージセンサーアレイである。従って、イメージセンサーアレイＰＸ１及びＰＸ２、イメージセンサーアレイＰＹ１及びＰＹ２に形成される像信号のずれ量を検出することで、撮像レンズのデフォーカス量を検出することができる。
【０００７】
一方、視野マスク像１１１０のＹ軸方向の矩形領域のうちＸ軸よりも上の領域にはカラーセンサーＣＹ１が配置され、視野マスク像１１２０のＹ軸方向の矩形領域のうちＸ軸よりも下の領域にはカラーセンサーＣＹ２が配置される。また、視野マスク像１１３０のＸ軸方向の矩形領域のうちＹ軸よりも左の領域にはカラーセンサーＣＸ１が配置され、視野マスク像１１４０のＸ軸方向の矩形領域のうちＹ軸よりも右の領域にはカラーセンサーＣＸ２が配置される。換言すれば、カラーセンサーＣＸ１及びＣＸ２、及び、カラーセンサーＣＹ１及びＣＹ２は、対物レンズの光軸ＯＡに対して点対称に配置される。これにより、撮像レンズの１次結像面上において、図１４に示すように、像ＩＰＸと、像ＩＰＹと、カラーセンサーＣＸ１及びＣＸ２の投影像ＩＣＸ１及びＩＣＸ２と、カラーセンサーＣＹ１及びＣＹ２の投影像ＩＣＹ１及びＩＣＹ２とが結像する。なお、像ＩＰＸは、イメージセンサーアレイＰＸ１の投影像とイメージセンサーアレイＰＸ２の投影像とが重なることで形成される。像ＩＰＹは、イメージセンサーアレイＰＹ１の投影像とイメージセンサーアレイＰＹ２の投影像とが重なることで形成される。カラーセンサーＣＸ１及びＣＸ２の投影像ＩＣＸ１及びＩＣＸ２は水平方向の焦点検出領域内（ＩＰＸ）に結像され、カラーセンサーＣＹ１及びＣＹ２の投影像ＩＣＹ１及びＩＣＹ２は垂直方向の焦点検出領域内（ＩＰＹ）に結像される。従って、従来ように焦点検出領域と赤外光検出領域とがずれないと特許文献１に記載されている。ここで、図１４は、撮像レンズの１次結像面上における投影像の位置関係を示す図である。
【０００８】
図１５は、カラーセンサーＣ（カラーセンサーＣは、カラーセンサーＣＸ１、ＣＸ２、ＣＹ１及びＣＹ２を総括するものとする。）の構成を示す概略断面図である。カラーセンサーＣは、図１５（ａ）に示すように、分光感度特性の異なる２種類のフォトセンサーＭ１及びＭ２を複数個並設して構成される。フォトセンサーＭ１及びＭ２は、図１５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＰＮ接合構造のフォトダイオードである。フォトセンサーＭ２は、フォトセンサーＭ１に比べてＰ層が深くなっている。従って、フォトセンサーＭ２は、図１６に示すように、フォトセンサーＭ１よりも長波長側（赤外光側）での感度が高くなっている。これにより、フォトセンサーＭ１及びＭ２に入射する光が、図１７に示すように、７００ｎｍ以上の波長成分を含まない光（Ｌ１）の場合には、フォトセンサーＭ１とフォトセンサーＭ２との出力の差は小さく、その比は１に近い値となる。ここで、図１６は、フォトセンサーに入射する光の波長と相対感度との関係を示すグラフである。図１７は、フォトセンサーに入射する光の波長と相対出力との関係を示すグラフである。
【０００９】
一方、フォトセンサーＭ１及びＭ２に入射する光が、７００ｎｍ以上の赤外光成分を多く含む光（Ｌ２）の場合には、フォトセンサーＭ２の出力がフォトセンサーＭ１の出力よりも大きくなり、その比は１から離れた値となる。そこで、フォトセンサーＭ１の出力の総和ΣＭ１とフォトセンサーＭ２の出力の総和ΣＭ２との比をとれば、カラーセンサーＣに入射する光に含まれている赤外光の割合を検出することができる。なお、図１５に示すように、複数個のフォトセンサーＭ１及びＭ２を交互に並べてカラーセンサーＣを形成することにより、カラーセンサーＣに入射する被写体のパターンに起因する影響を低減している。カラーセンサーＣを、図１８に示すように、１つづつのフォトセンサーＭ１及びＭ２で構成すると、斜めに傾いた明暗パターンの光束が入射する場合、フォトセンサーＭ２に入射する光量がフォトセンサーＭ１に入射する光量よりも多くなる。従って、入射する光が赤外光をほとんど含まない光であったとしてもフォトセンサーＭ１の出力とフォトセンサーＭ２の出力とに差が生じ、その比があたかも赤外光を多く含んだ光源であるかのような値となり、誤った判定がなされてしまう。そこで、特許文献１では、複数のフォトセンサーＭ１及びＭ２を交互に並べてカラーセンサーＣを構成し、複数のフォトセンサーＭ１の出力の総和ΣＭ１と複数のフォトセンサーＭ２の出力の総和ΣＭ２との比を求めている。これにより、被写体のパターンに起因する影響を低減することができる。ここで、図１８は、斜めに傾いた明暗パターンの光束が入射する場合のフォトセンサーＭ１及びＭ２を示す図である。
【００１０】
図１９は、特許文献２が提案する焦点検出用の検出モジュール１２００を示す概略斜視図である。図１９において、フォトセンサアレイ１２１０及び１２２０は、図１１に示す受光素子（光電変換素子）１０３０に対応する。一対の色温度検出用フォトダイオード１２３０及び１２４０は、略平行に隣接して並んでいる。焦点検出モジュール１２００は、図示しない２つの再結像レンズによって、フォトセンサアレイ１２１０及び１２２０、及び、色温度検出用フォトダイオード１２３０及び１２４０の上に被写体像が形成されるように構成されている。
【００１１】
図２０は、検出モジュール１２００に用いられるフォトセンサアレイ、赤外カットフィルター、色温度検出用フォトダイオード及び色温度検出用フォトダイオードの上に形成される色素フィルターの分光感度特性を示している。なお、赤外カットフィルターは、フォトセンサアレイに入射する赤外光をカットする。
図２０において、ＰＤは、フォトセンサアレイ及び色温度検出用フォトダイオードに用いられるフォトダイオードの分光感度特性を示している。ＩＲは、赤外カットフィルターの分光感度特性を示している。ＹＦは、黄色色素フィルターの分光感度特性を示している。ＲＦは、色温度検出用フォトダイオードに用いられる赤色色素フィルターの分光感度特性を示している。
【００１２】
色温度検出用フォトダイオード１２３０及び１２４０の分光感度特性は、分光感度特性ＰＤに色素フィルターの分光感度特性ＹＦ又はＲＦをそれぞれかけたものになる。従って、分光感度特性の異なる色温度検出用フォトダイオード１２３０及び１２４０ｂの出力の比から異なる色温度の光源を検出し、焦点検出結果を補正することができる。
【特許文献１】特許第２９００３９０号
【特許文献２】特許第２５５５６８１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上述したように、特許文献１は、分光感度の異なる２種類のフォトダイオードを用いて赤外光の有無を検出し、光源の色温度に起因する主点検出誤差を補正している。また、分光感度の異なるフォトダイオードを交互に配置し、光が斜めに入射するような場合の誤検出を極力少なくするように構成されている。
【００１４】
また、特許文献２は、異なる構造のフォトダイオードを使用し、分光感度特性に違いをもたせるのではなく、２つのペアになったフォトダイオード上に異なる分光感度特性を有する色素フィルターを配置している。これにより、２つのフォトダイオードの分光感度特性を異ならせることができ、その出力比を検出することによって光源の色温度を検出し、検出された分光感度特性に応じて焦点検出結果を補正している。
【００１５】
しかしながら、特許文献１は、図１１から明らかなように、光源検出用の受光素子は交互に配置されてはいるが、焦点検出方向（基線長）に対して垂直方向に配置されているのみである。従って、被写体と背景の色温度が異なるような場合、例えば、被写体は蛍光灯で照明され、背景に室外の風景などがあるような複雑な構図では、被写体からはみ出た光源検出用センサーに背景光が入射することを防止することができない。換言すれば、焦点検出用センサーで検出した被写体位置の光源とは異なる背景光が入射し、実際に焦点検出用センサーに入射している光源の種類を誤検出してしまう。これにより、焦点検出結果を補正できなかったり、過補正したり、或いは、逆方向に補正をしてしまったりすることが発生してしまう。
【００１６】
また、特許文献２は、特許文献１と同様に、斜めの被写体に対する課題を解決するものであり、例えば、異なる分光感度のセンサーを交互に配置することを開示していない。従って、被写体の状況（斜めなど）や複数の光源が混在する場合での撮影において、検出精度が落ちることが予想される。また、光源検出用センサーが受光素子の同一方向（即ち、線対称）に配置されているため、視差によって誤検出する可能性があり、かかる誤検出を検出することは、このような線対称の配置では容易ではない。
【００１７】
そこで、本発明は、被写体からの光（光源）に対応して、撮像光学系の焦点状態を高精度に検出することができる焦点検出装置及び撮像装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の技術的特徴としては、被写体によって反射された光を一対の受光素子アレイにより受光し、前記一対の受光素子アレイからの信号の位相差を求め、前記位相差に応じて焦点調節駆動をするための焦点情報を検出する焦点検出ステップと、前記一対の信号を得る際の前記受光素子アレイにおける領域を決定する決定ステップと、前記受光素子アレイと同一の光束に含まれる光を受光して、所定の分光感度の信号を出力するエリア受光素子の領域を、前記決定ステップで決定された受光素子アレイにおける領域に応じて選択する選択ステップと、前記選択ステップで選択されたエリア受光素子の領域からの出力に基づいて、前記焦点情報を補正する補正ステップとを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、撮像光学系の焦点状態を高精度に検出することができる焦点検出装置及び方法、並びに、撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して、本発明の一側面としての撮像装置について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。図１は、本発明の撮像装置１の構成を示す概略断面図である。
【００２２】
撮像装置１は、被写体からの光を、撮像レンズを介して撮像素子に結像し、被写体を撮像する撮像装置であり、本実施形態では、デジタルスチルカメラとして具現化される。
【００２３】
撮像装置１は、図１に示すように、撮像レンズ１０と、主ミラー２０と、ファインダー光学系３０と、サブミラー４０と、撮像素子５０と、焦点検出装置６０と、補助光手段７０と、制御部８０とを有する。なお、主ミラー２０、ファインダー光学系３０、サブミラー４０、撮像素子５０、焦点検出装置６０、補助光手段７０及び制御部８０は、カメラ本体を構成し、図示しないマウント部を介して撮像レンズ１０を着脱可能とする。従って、撮像レンズ１０は、必ずしも撮像装置１の構成要素となるわけではない。
【００２４】
撮像レンズ１０は、被写体を撮像するための交換型の撮像レンズであり、焦点調整レンズなどの撮像光学系を備えている。撮像レンズ１０は、後述する制御部８０によって、焦点調整レンズを介して焦点（状態）が調整される。
【００２５】
主ミラー２０は、半透過性を有するミラーで構成され、撮像レンズ１０を透過した光の一部を反射して後述する焦点板３２に導光すると共に、撮像レンズ１０を透過した光の一部を透過して後述するサブミラー４０に導光する。主ミラー２０は、撮像光路上への挿脱が可能なように構成され、ファインダー観察時には撮像光路上の所定の位置に配置され、撮像時には撮像光路外に退避する。
【００２６】
ファインダー光学系３０は、撮像する被写体を観察するための光学系であり、本実施形態では、焦点板３２と、ペンタプリズム３４と、接眼レンズ３６とを有する。換言すれば、ファインダー光学系３０は、撮像される被写体の画像を擬似的にユーザーに提供する。
【００２７】
焦点板３２は、主ミラー２０で反射された撮像レンズ１０からの光（被写体像）を拡散してペンタプリズム３４に射出する。ペンタプリズム３４は、互いに４５度の２つの反射面と、入射光と射出光に直角の２つの屈折面を含み、焦点板３２で拡散された光を反射し、接眼レンズ３６に導光する。接眼レンズ３６は、アイピースとも呼ばれ、ファインダー光学系３０において、最終的に像を結ぶ機能を有する。接眼レンズ３６は、例えば、光像を拡大する。
【００２８】
サブミラー４０は、主ミラー２０を透過した光を反射し、焦点検出装置６０に導光する。サブミラー４０は、撮像光路上への挿脱が可能なように構成され、ファインダー観察時には撮像光路上の所定の位置に配置され、撮像時には撮像光路外に退避する。
【００２９】
撮像素子５０は、規則的に配列された画素を有し、撮像レンズ１０によって結像される被写体からの光を受光し、画像信号に変換する（光電変換）機能を有する。撮像素子５０は、例えば、受光した光を画像毎に電気信号に変換し、その受光量に応じた電荷をそれぞれ蓄積して、その電荷を読み出すタイプのエリア（２次元）センサーで構成される。また、撮像素子５０は、ＣＭＯＳセンサーやＣＣＤで構成される。なお、撮像素子５０からの出力信号は、図示しないＡ/Ｄ変換器や画像処理回路にて所定の処理が施されて画像データとなる。そして、かかる画像データは、制御部８０に含まれる記録制御手段により図示しない記録手段である半導体メモリ、光ディスク及び磁気テープ等の記録媒体に記録される。
【００３０】
焦点検出装置６０は、ＴＴＬ位相差方式を利用して、撮像レンズ１０の焦点状態を検出する。つまり、まず被写体によって反射された光を一対の受光素子アレイにより受光する。そして、一対の受光素子アレイからの信号を相対的にシフトして、一対の受光素子アレイからの信号の相関量の変移から位相差を求め、位相差に応じて焦点調節駆動をするための焦点情報を検出する。具体的には、焦点検出装置６０は、サブミラー４０で反射された撮像レンズ１０からの光束を分割して少なくとも一対の像を形成し、かかる一対の像を光電変換して得られる信号に基づいて、撮像レンズ１０の焦点状態を検出する。焦点検出装置６０は、本実施形態では、フィールドレンズと、２次結像レンズと、図２乃至図６を参照して後述する受光素子６００とを有する。なお、フィールドレンズ及び２次結像レンズは、図１１に示すフィールドレンズ及び２次結像レンズと同様な機能及び動作を示すため、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３１】
図２は、焦点検出装置６０の受光素子６００の配置を示す概略平面図である。図２（ａ）は、半導体基板上の受光素子６００の配置を示している。図２（ｂ）は、焦点検出装置６０の１次結像面上の受光素子６００の配置を示している。図２（ａ）において、６１０Ａ及び６１０Ｂは、焦点検出用の受光素子アレイであり、フォトダイオードを１次元的に配置して構成される。受光素子アレイ６１０Ａは、Ａ像（基準部）を示している。受光素子アレイ６１０Ｂは、Ｂ像（参照部）を示している。焦点検出装置６０は、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂに形成される被写体像の間隔を検出することによって、撮像レンズ１０のデフォーカス量を検出することが可能である。
【００３２】
６２０Ａ及び６２０Ｂは、光源の種類を判別するための受光素子群であり、フォトダイオードを２次元的に配置して構成される。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂは、本実施形態では、３行×１２列に配置されている。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂにおいて、列方向の長さは、焦点検出用のＡ像（受光素子アレイ６１０Ａ）及びＢ像（受光素子アレイ６１０Ｂ）の焦点検出方向の長さに略等しく配置されている。また、行方向の長さは、焦点検出用のフォトダイオードの焦点検出方向に対して、垂直方向の長さに等しく設定されている。
【００３３】
図２（ａ）に示すＲ、Ｇ、Ｂ及びＩＲは、光源検出用の受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの上に形成されているカラーフィルターの種類（それぞれが異なる分光感度を持つフィルターである）を表している。詳細には、Ｒは赤色領域、Ｇは緑色領域、Ｂは青色領域、ＩＲは近赤外領域を、それぞれ透過するフィルターが形成されていることを示している。本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＩＲのカラーフィルターが配置される画素の数は、図２に示すように、略均等に配置されている。但し、Ｒ、Ｇ、Ｂ及びＩＲのカラーフィルターの感度は、フィルター及びフォトダイオードの分光感度特性によって異なる。従って、例えば、所定の光源（太陽光）などで各カラーフィルター（各画素）の総出力ΣＲ、ΣＧ、ΣＢ及びΣＩＲが等しくなるように、画素の割合を決めるのが好ましい。
【００３４】
受光素子群（Ａ像カラーフィルター部）６２０Ａ及び受光素子群（Ｂ像カラーフィルター部）６２０Ｂは、受光素子アレイ（Ａ像）６１０Ａ及び受光素子アレイ（Ｂ像）６１０Ｂの中心に対して、点対称に配置される。これは、誤検出を防止するためである。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂは、１次結像面上において、図２（ｂ）に示すように、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの上下に投影される。従って、視差の違いによって、受光素子群６２０Ａ又は６２０Ｂが、被写体から外れて背景光を受光した場合、受光素子群６２０Ａ又は６２０Ｂの出力の違いを検出することによって、誤検出を検知し防止することが可能となる。特に、焦点検出用の受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂに対しての受光素子アレイ（本実施形態では、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂ）の視差が生じる場合には、かかる配置は、有効に機能（誤検出防止）する。
【００３５】
図３は、焦点検出装置６０の受光素子６００の全体を示す概略ブロック図である。図２において、６３０は、ＡＦリニア回路ブロックである。ＡＦリニア回路ブロック６３０は、フォトダイオードアレイ及び信号処理回路で構成され、本実施形態では、Ａ像部と、Ｂ像部とを有する。
【００３６】
Ａ像部及びＢ像部は、一対のフォトダイオードアレイ（受光素子アレイ）及び光電変換回路、及び、一対のエリア上に配置されたフォトダイオード群（受光素子群）及び光電変換回路で構成される。換言すれば、Ａ像部は、受光素子アレイ６１０Ａ及び受光素子群６２０Ａを、Ｂ像部は、光素子アレイ６１０Ｂ及び受光素子群６２０Ｂを有する。
【００３７】
受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの配置は、図２を参照して説明したとおりである。また、光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂは、それぞれ、物体からの反射光を受光するフォトダイオード、かかるフォトダイオードの蓄積電荷を電圧に変換するアンプなどから構成される。
【００３８】
位相差方式の焦点検出装置においては、被写体からの反射光が、視差を有する一対の受光光学系によって、それぞれフォトダイオード上に結像される。かかる被写体像のずれ量から、被写体までの距離（焦点）、或いは、撮像レンズ１０のデフォーカス量を検出することができる。本実施形態では、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの像のずれ量から、撮像レンズ１０のデフォーカス量を検出することができる。
【００３９】
６４０は、アナログ回路ブロックであり、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路６４１と、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路６４２と、信号増幅回路６４３と、基準電圧発生回路６４４と、中間電圧発生回路６４５とを有する。
【００４０】
ＡＧＣ回路６４１は、ＡＦリニア回路ブロック６３０からの像信号に基づいて、Ａ像部及びＢ像部の受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの蓄積時間を制御する。ＡＧＣ回路６４２は、ＡＦリニア回路ブロック６３０からの像信号に基づいて、Ａ像部及びＢ像部の受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの蓄積時間を制御する。信号増幅回路６４３は、ＡＦリニア回路ブロック６３０からの（受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂ）像信号を所定の増幅率で増幅し、外部に出力する。基準電圧発生回路６４４及び中間電圧発生回路６４５は、ＡＦリニア回路ブロック６３０の信号処理回路などのバイアス電圧や各種のクランプ電圧を与える。
【００４１】
なお、信号増幅回路６４３は、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの出力を外部に出力する場合には、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの最小値出力を所定電圧にクランプして出力する機能を有する。また、信号増幅回路６４３は、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの出力を外部に出力する場合には、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの遮光画素素子の出力を所定電圧にクランプして出力する機能を有する。
【００４２】
６５０は、デジタル回路ブロックであり、Ｉ／Ｏ回路６５２と、ＴＧ（タイミングジェネレーター）回路６５４とを有する。Ｉ／Ｏ回路６５２は、受光素子６００を制御する制御部（マイクロコンピューター）８０に接続する。ＴＧ回路６５４は、ＡＦリニア回路ブロック６１０の駆動タイミングを発生する。
【００４３】
図４は、ＡＦリニア回路ブロック６３０を詳細に示すブロック図である。なお、図４では、Ａ像部及びＢ像部の受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂのみを図示している。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂに関しては、後述する。本実施形態では、受光素子アレイ６１０Ａを基準部とし、受光素子アレイ６１０Ｂを参照部とする。
【００４４】
ＡＦリニア回路ブロック６３０（受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ）は、フォトダイオード６１１Ａ及び６１１Ｂを有する、また、光電変換アンプアレイ（センサアンプアレイ）６１２Ａ及び６１２Ｂも有する。また、ノイズ除去アレイ６１３Ａ及び６１３Ｂも有する。ＡＦリニア回路ブロック６３０は、更に、最大値検出回路アレイ６１４Ａ及び６１４Ｂと、信号出力回路アレイ６１５Ａ及び６１５Ｂと、最小値検出回路アレイ６１６Ａ及び６１６Ｂと、シフトレジスタ６１７Ａ及び６１７Ｂとを有する。
【００４５】
フォトダイオード６１１Ａ及び６１１Ｂは、被写体からの反射光を受光する可視光のフォトダイオードである。光電変換アンプアレイ６１２Ａ及び６１２Ｂは、フォトダイオード６１１Ａ及び６１１Ｂの蓄積電荷を受ける。ノイズ除去アレイ６１３Ａ及び６１３Ｂは、光電変換アンプアレイ６１２Ａ及び６１２Ｂの出力を受けて、光電変換アンプアレイ６１２Ａ及び６１２Ｂの出力に含まれる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除去する。
【００４６】
最大値検出回路アレイ６１４Ａ及び６１４Ｂは、像信号の最大値を検出し、かかる最大値をＡＧＣ回路６４１に出力する。信号出力回路アレイ６１５Ａ及び６１５Ｂは、像信号出力を信号増幅回路６４３に出力する。最小値検出回路アレイ６１６Ａ及び６１６Ｂは、像信号の最小値を検出し、かかる最小値をＡＧＣ回路６４１に出力する。シフトレジスタ６１７Ａ及び６１７Ｂは、信号出力回路アレイ６１５Ａ及び６１５Ｂの出力を、信号増幅回路６４３に順次出力する。
【００４７】
焦点検出装置６０に用いられるＡＧＣ回路６４１は、Ａ像部及びＢ像部の最大値出力及び最小値出力に基づいて、その差が所定の値になるように蓄積時間を制御する。換言すれば、ＡＧＣ回路６４１は、被写体のコントラストに差があっても、常に良好なコントラスト出力が得られるように、ＡＧＣ制御を行う。また、上述したように、信号増幅回路６４３は、最小値出力の値を所定電圧にクランプし、最大値及び最小値の値が最大に得られるように出力制御される。
【００４８】
図５は、ＡＦリニア回路ブロック６３０の詳細を示すブロック図である。なお、図５では、Ａ像部及びＢ像部の受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂのみを図示している。本実施形態では、受光素子群６２０Ａを基準部とし、受光素子群６２０Ｂを参照部とする。
【００４９】
ＡＦリニア回路ブロック６３０（受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂ）は、フォトダイオードアレイ６２１Ａ及び６２１Ｂと、光電変換アンプアレイ６２２Ａ及び６２２Ｂと、ノイズ除去アレイ６２３Ａ及び６２３Ｂとを有する。ＡＦリニア回路ブロック６３０は、更に、最大値検出回路アレイ６２４Ａ及び６２４Ｂと、信号出力回路アレイ６２５Ａ及び６２５Ｂと、シフトレジスタ６２６Ａ及び６２６Ｂとを有する。
【００５０】
フォトダイオードアレイ６２１Ａ及び６２１Ｂは、被写体からの反射光を受光する。光電変換アンプアレイ６２２Ａ及び６２２Ｂは、フォトダイオード６２１Ａ及び６２１Ｂの蓄積電荷を受ける。ノイズ除去アレイ６２３Ａ及び６２３Ｂは、光電変換アンプアレイ６２２Ａ及び６２２Ｂの出力を受けて、光電変換アンプアレイ６２２Ａ及び６２２Ｂの出力に含まれる固定パターンノイズ（ＦＰＮ）を除去する。
【００５１】
最大値検出回路アレイ６２４Ａ及び６２４Ｂは、像信号の最大値を検出し、かかる最大値をＡＧＣ回路６４２に出力する。信号出力回路アレイ６２５Ａ及び６２５Ｂは、像信号出力を信号増幅回路６４３に出力する。シフトレジスタ６１６Ａ及び６１６Ｂは、信号出力回路アレイ６２５Ａ及び６２５Ｂの出力を、信号増幅回路６４３に順次出力する。
【００５２】
光源検出用の受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂは、焦点検出用の受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂとは異なる。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂは、最大値検出回路アレイ６２４Ａ及び６２４Ｂ（最大値検出手段）の出力が所定値に達した時点で蓄積を完了し、その出力の比を演算する。従って、焦点検出用の受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂのように、被写体のコントラストが最大になるように、ＡＧＣ回路６４２を介して制御する必要がないため、最小値検出手段を必要としない。また、上述したように、信号増幅回路６４３は、遮光画素の出力を所定電圧にクランプし、かかるクランプ電圧を基準として出力し、各受光素子の蓄積電圧の絶対値の比較が可能なように構成される。
【００５３】
図６は、焦点検出装置６０に用いられるフォトダイオード、赤外カットフィルター及び光源検出用の受光素子に用いられるカラーフィルターの分光感度特性を示すグラフである。図６は、横軸に波長を、縦軸に相対分光感度を採用している。
【００５４】
図６において、ＳＳ１は、焦点検出用及び光源検出用の受光素子に用いられるフォトダイオードの分光感度特性を示しており、かかるダイオードは、４００ｎｍ乃至１１００ｎｍの波長に対して感度を有する。ＳＳ２は、赤外カットフィルターの分光感度特性を示しており、かかる赤外カットフィルターは、４００ｎｍ乃至７４０ｎｍの波長の光を透過し、それ以外の波長の光をカットする特性を有する。
【００５５】
フィルム又はＣＣＤなどの固体撮像素子を用いたカメラは、一般に、７００ｎｍ以上の近赤外の波長の光を用いることがない。一方、焦点検出装置６０は、一般に、大きな発光エネルギーを有する近赤外の発光ダイオードを焦点検出用の補助光源として用いることが多い。従って、かかる発光ダイオードの光を有効利用するために、７４０ｎｍ程度までの波長の光（近赤外）を透過するようにするのが望ましい。そこで、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの感度特性は、フォトダイオードの分光感度特性ＳＳ１と赤外カットフィルターの分光感度特性ＳＳ２との積で表される特性を有する。
【００５６】
図６において、ＳＳ３乃至ＳＳ６は、光源検出用の受光素子群に形成されるカラーフィルターの分光感度特性を示している。詳細には、ＳＳ３は、青色領域の波長の光を透過するカラーフィルターの分光感度特性を示している。ＳＳ４は、緑色領域の波長の光を透過するカラーフィルターの分光感度特性を示している。ＳＳ５は、赤色領域の波長の光を透過するカラーフィルターの分光感度特性を示している。ＳＳ６は、近赤外領域の波長の光を透過するカラーフィルターの分光感度特性を示している。これらのカラーフィルターは、図２に示す受光素子群６２０Ａ及び６２０ＢのＲ、Ｇ、Ｂ及びＩＲの画素部分に対応している。また、光源検出用の受光素子の最終的な分光感度特性は、分光感度特性ＳＳ１及びＳＳ２と、それぞれの受光素子上に形成されるカラーフィルターの分光感度特性との積になる。可視光領域で４種類の異なる分光感度特性を有する受光素子を構成することによって、光源の種類を検出することができる。
【００５７】
図１に戻って、補助光手段７０は、撮像時の被写体の明るさが不足している場合に、被写体に補助光を投光し、被写体の明るさを確保する機能を有する。補助光手段７０は、本実施形態では、発光エネルギーの大きな近赤外光のＬＥＤで構成される。
【００５８】
制御部８０は、焦点検出装置６０が検出した撮像レンズ１０の焦点ずれの方向及びデフォーカス量に基づいて、撮像レンズ１０が有する焦点調整レンズの駆動量を算出する。更に、制御部８０は、焦点調整レンズの駆動量の算出結果を図示しない撮像レンズ制御部に送信する。撮像レンズ制御部は、制御部８０からの焦点調整レンズの駆動量に基づいて、モーター等を介して焦点調整レンズを駆動する。
【００５９】
制御部８０は、本実施形態では、焦点検出装置６０を制御する。なお、本実施形態では、制御部８０は、撮像装置１に設けられているが、以下に説明する焦点検出動作に必要な機能を独立させて、焦点検出装置６０に設けてもよい。
【００６０】
ここで、図７乃至図１０を参照して、焦点検出装置６０の焦点検出動作（制御部８０による焦点検出装置６０の制御）について説明する。図７は、焦点検出装置６０による焦点検出を説明するためのフローチャートである。
【００６１】
図７を参照するに、図３に示す受光素子６００（受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂ）の蓄積動作を開始する（ステップ７０１）。本実施形態では、まず、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの蓄積動作が終了しているか判断する（ステップ７０２）。受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの蓄積動作が終了していれば蓄積時間を記録する（ステップ７０３）と共に、像信号の読み出しを行う（ステップ７０７）。
【００６２】
次いで、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの像信号の読み出しが終了しているか判断する（ステップ７０８）。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの像信号の読み出しが終了していなければ、ステップ７０２と同様に、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの蓄積動作が終了したかどうか判断する（ステップ７０４）。受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの蓄積動作が終了していれば蓄積時間を記録する（ステップ７０３）と共に、像信号の読み出しを行う（ステップ７０７）。一方、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの蓄積動作が終了していなければ、受光素子６００の蓄積動作が開始されてから所定時間が経過しているかどうか判断する（ステップ７０５）。所定時間が経過していなければ、受光素子６００の蓄積動作を継続してステップ７０２に戻り、所定時間が経過していれば、受光素子６００の蓄積動作を強制停止する（ステップ７０６）。
【００６３】
ステップ７０７の像信号の読み出しが終了すると、ステップ７０３で記録された蓄積時間及びステップ７０７で読み出された像信号（出力）を基に、受光素子６００の信号量を算出する（ステップ７０９）。具体的には、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの信号量、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの像信号の最大値と最小値との差分、即ち、被写体のコントラスト情報を算出する。なお、信号量は、所定の蓄積時間に換算した出力電圧を算出する。
【００６４】
次に、ステップ７０９で算出した被写体のコントラスト情報（コントラストの値）を所定の値と比較する（ステップ７１０）。なお、所定の値は、例えば、焦点検出演算時に必要な信頼性が得られる値に設定される。所定の値よりもコントラストの値が小さい場合は、被写体が白い壁などのようなコントラストのないもの、又は、被写体が低コントラストなものと判別できる。ここで、低コントラストとは、焦点検出演算を行って信頼性の判定（即ち、像の一致度の検証）を行わなくても十分な精度の得られないコントラストである。
【００６５】
ステップ７０９において、被写体のコントラストの値が所定の値よりも大きければ、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの像信号出力から公知の相関演算を行い、焦点ずれの方向及びデフォーカス量（焦点情報）を算出する（ステップ７１１）。この際、演算に使用される画素数は、撮像レンズ１０の焦点距離や絞り値やフォーカス位置などの撮像条件によって適宜決定する。例えば、短焦点の撮像レンズ１０の場合は、大きなデフォーカス検出は必要ではないため、演算画素数は少なく設定される。また、長焦点の撮像レンズ１０の場合は、大きなデフォーカス検出が必要なため、演算画素数は多く設定される。このように焦点情報の演算の際には、相関を演算するのに適当な受光素子アレイの領域が選択される。
【００６６】
次いで、ステップ７１１で算出した焦点情報の２つの視野像の一致度などから信頼性を判定する（ステップ７１２）。信頼性がＮＧの場合には、焦点検出ができなかった（ステップ７１３）ものとして、後述するように、補助光による焦点検出（ステップ７１４）を行う。信頼性がＯＫの場合には、ステップ７１１で算出された焦点ずれの方向及びデフォーカス量から最適な焦点調整レンズの繰り出し量（駆動量）及び方向を算出する（ステップ７１５）。
【００６７】
次に、被写体の光源を検出する（ステップ７１６）。ここで、図８を参照して、被写体の光源の検出について詳細に説明する。図８は、ステップ７１６の被写体の光源検出を説明するためのフローチャートである。まず、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの演算画素数を決定する（ステップ８０１）。具体的には、ステップ７１１において焦点検出の演算に使用された画素数に応じて決定され、焦点検出の演算に使用された画素数と同じ程度の長さに設定される。焦点検出と演出画素の長さを一致させることによって、余分な背景光などの影響を排除することができる。
【００６８】
次に、可視部、Ｒ、Ｇ、Ｂ、ＩＲの画素から得られた画像信号のそれぞれの和を演算し、以下に示す数式１に基づいて、可視光に対する赤外光の割合αを求める（ステップ８０２）。
【００６９】
【数１】
2007132967.tif 000003
【００７０】
次いで、ステップ８０２で得られた赤外光の割合αに基づいて、光源を検出（判別）する（ステップ８０３）。具体的には、ステップ８０２で得られた赤外光の割合αと所定の閾値ＴＨ１及びＴＨ２と比較する。なお、閾値ＴＨ１は、本実施形態では、閾値ＴＨ２よりも小さい値とする（即ち、閾値ＴＨ１＜閾値ＴＨ２）。
【００７１】
赤外光の割合α＜閾値ＴＨ１の場合は、赤外光成分がほとんど含まれていない光源（例えば、蛍光灯）と判別する（ステップ８０４）。そして、赤外光成分が含まれない光源の分光に応じて、焦点情報の補正値を算出する（ステップ８０５）。
【００７２】
赤外光の割合α＞閾値ＴＨ２の場合は、赤外光成分が多く含まれている光源（例えば、太陽光）と判別する（ステップ８０６）。そして、赤外光成分が所定量以上含まれている光源に応じて、焦点情報の補正値を算出する（ステップ８０７）。但し、一般的には、赤外光成分が所定量以上含まれている光源（太陽光）が焦点検出の基準となるため、補正値は「０」となる。
【００７３】
閾値ＴＨ１＜赤外光の割合α＜閾値ＴＨ２の場合は、赤外光成分が所定量含まれている光源（例えば、太陽光と蛍光灯、或いは、赤外光が多く含まれるタングステン光と蛍光灯が混合した場合）と判断する（ステップ８０８）。そして、赤外光の割合αに応じて、焦点情報の補正値を算出する（ステップ８０９）。
【００７４】
図７に戻って、このようにして検出（判別）された光源（即ち、焦点情報の補正値）に基づいて、ステップ７１５で算出した焦点調整レンズの繰り出し量を補正し（ステップ７１７）、焦点検出動作を終了する。
【００７５】
ここで、焦点調整レンズの繰り出し量の補正について説明する。図９に示すように、横軸を光源の色温度（即ち、赤外光成分の割合）、縦軸を位置とすると、光源の色温度によって受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂ、及び、受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂからの焦点位置の算出結果が変化する。
例えば、光源の色温度が低い、即ち、赤外光成分が増加すると、算出結果は前ピンを示す。また、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂと受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂとの間の算出結果の誤差は、色温度が低いほど大きくなる。従って、ステップ７１５で算出した焦点調整レンズの駆動量は、Δ＝β×δで補正することができる。ここで、Δは焦点調整レンズの駆動量を補正する補正量、δは受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの算出結果と受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂの算出結果との差分、βは撮像レンズ１０の色収差によって変動する値である。また、焦点の算出結果の差分δから色温度を推測することが可能であるが、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂからの信号量と受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂからの信号量との割合Ｐから推測することも可能である。即ち、Ｐの値が小さくなるほど色温度が高く、大きくなるほど色温度が低いと推測される。従って、Ｐの値が小さい場合は、焦点調整レンズの繰り出し量の補正を小さく、Ｐの値が大きい場合は、焦点調整レンズの繰り出し量の補正を大きくすればよい。
【００７６】
一方、ステップ７０９において、被写体のコントラストの値が所定の値よりも小さければ、焦点検出ができなかった（ステップ７１３）ものとして、後述するように、補助光による焦点検出（ステップ７１４）を行う。
【００７７】
以下、図１０を参照して、補助光による焦点検出動作について説明する。図１０は、図７のステップ７１４の補助光による焦点検出を説明するためのフローチャートである。まず、補助光手段７０を用いて、被写体に向けて補助光を投光し（ステップ９０１）、受光素子６００の蓄積動作を開始する（ステップ９０２）。この際、補助光による（即ち、光源の波長が既知の近赤外である）焦点検出であるため、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂのみを蓄積させればよい。
【００７８】
次いで、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの蓄積動作がどうか判断する（ステップ９０３）。受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの蓄積動作が終了していれば、蓄積時間を記録する（ステップ９０４）と共に、像信号の読み出しを行う（ステップ９０５）。一方、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの蓄積動作が終了していなければ、蓄積動作が開始されてから所定時間が経過しているかどうか判断する（ステップ９０６）。所定時間が経過していなければ、蓄積動作を継続してステップ９０３に戻り、所定時間が経過していれば、蓄積動作を強制停止する（ステップ９０７）。
【００７９】
受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの像信号の読み出しが終了すると、ステップ９０４で記録された蓄積時間及びステップ９０５で読み出された像信号（出力）を基に、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの信号量を算出する（ステップ９０８）。なお、信号量は、所定の蓄積時間に換算した出力電圧を算出する。
【００８０】
次いで、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの像信号出力から公知の相関演算を行い、焦点ずれの方向及びデフォーカス量（焦点情報）を算出する（ステップ９０９）。更に、算出した焦点情報の信号量、コントラスト及び２つの視野の一致度などから信頼性を判定する（ステップ９１０）。信頼性がＮＧの場合には、焦点検出できなかった（ステップ９１１）ものとして、焦点検出動作を終了する。一方、信頼性がＯＫの場合には、ステップ９０９で算出された焦点ずれの方向及びデフォーカス量から、補助光下（即ち、近赤外の波長）で最適な焦点調整レンズの繰り出し量（駆動量）及び方向を算出し（ステップ９１２）、焦点検出動作を終了する。
【００８１】
上述したように、本実施形態の焦点検出装置６０は、ＴＴＬ位相差方式の受光手段に用いられる受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ｂの近傍に分光感度の異なる受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂを配置している。従って、焦点検出装置６０を利用した焦点検出は、受光素子アレイ６１０Ａ及び６１０Ａと受光素子群６２０Ａ及び６２０Ｂとの出力比を算出することによって、異なる分光感度を有する光源を検出（判別）することができる。かかる検出結果に基づいて、焦点情報を補正することにより、光源の種類や複数種類の光源が混在した場合でも、正確に焦点位置を検出することができる。
【００８２】
撮像装置１の動作について説明する。ファインダー観察時において、撮像レンズ１０を透過した光は、主ミラー２０で反射され、焦点板３２に結像し、ペンタプリズム３４及び接眼レンズ３６を介して観察される。また、主ミラー２０を透過した光は、サブミラー４０で反射され、焦点検出装置６０に入射する。焦点検出装置６０は、上述したように、受光素子６１０上に一対又は複数対の像を形成し、撮像レンズ１０の焦点状態を検出する。かかる検出結果に基づいて、制御部８０及び図示しない撮像レンズ側制御部は、撮像レンズ１０内に含まれるフォーカスレンズを駆動して、合焦状態を得る。
【００８３】
一方、撮像時（記録用画像の取得時）においては、主ミラー２０及びサブミラー４０は、撮像光路上から退避し、撮像レンズ１０により形成された被写体像は、撮像素子５０で撮像される。撮像装置１は、焦点検出装置６０によって、複数の光源が混在するような場合であっても、撮像レンズ１０の焦点を高精度に検出すると共に、かかる検出結果に基づいて、撮像レンズ１０のフォーカス合わせをすることができるため、高品位な画像を撮像することができる。
【００８４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の一側面としての撮像装置の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す焦点検出装置の受光素子の配置を示す概略平面図である。
【図３】図１に示す焦点検出装置の受光素子の全体を示す概略ブロック図である。
【図４】図３に示すＡＦリニア回路ブロックを詳細に示すブロック図である。
【図５】図３に示すＡＦリニア回路ブロックを詳細に示すブロック図である。
【図６】図１に示す焦点検出装置の受光素子及びカラーフィルターの分光感度特性を示すグラフである。
【図７】図１に示す焦点検出装置による焦点検出を説明するためのフローチャートである。
【図８】図７に示すステップ７１６の被写体の光源検出を説明するためのフローチャートである。
【図９】焦点調整レンズの駆動量の補正について説明するための図である。
【図１０】図７のステップ９２０の補助光による焦点検出を説明するためのフローチャートである。
【図１１】従来の焦点検出装置の構成を示す概略断面図である。
【図１２】図１１に示す受光素子上に結像される像の相対的な位置変化を説明するための図である。
【図１３】従来のＴＴＬ位相差方式の焦点検出装置に用いられるイメージセンサーチップを示す概略平面図である。
【図１４】撮像レンズの１次結像面上における投影像の位置関係を示す図である。
【図１５】図１３に示すカラーセンサーの構成を示す概略断面図である。
【図１６】フォトセンサーに入射する光の波長と相対感度との関係を示すグラフである。
【図１７】フォトセンサーに入射する光の波長と相対出力との関係を示すグラフである。
【図１８】斜めに傾いた明暗パターンの光束が入射する場合のフォトセンサーを示す図である。
【図１９】従来の焦点検出用の光電変換素子を示す概略斜視図である。
【図２０】図１９に示す検出モジュールに用いられるフォトセンサアレイ、赤外カットフィルター、色温度検出用フォトダイオード及び色温度検出用フォトダイオードの上に形成される色素フィルターの分光感度特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８６】
１                      撮像装置
１０                    撮像レンズ
５０                    撮像素子
６０                    焦点検出装置
７０                    補助光手段
８０                    制御部
６００                  受光素子
６１０Ａ及び６１０Ｂ    受光素子アレイ
６２０Ａ及び６２０Ｂ    受光素子群
６３０                  ＡＦリニア回路ブロック
６４０                  アナログ回路ブロック
６４１及び６４２        ＡＧＣ回路
６４３                  信号増幅回路
６４４                  基準電圧発生回路
６４５                  中間電圧発生回路
６５０                  デジタル回路ブロック
６５２                  Ｉ／Ｏ回路
６５４                  ＴＧ回路
【図１１】
2007132967.tif 000004
【図１５】
2007132967.tif 000005
【図１】
2007132967.tif 000006
【図２】
2007132967.tif 000007
【図３】
2007132967.tif 000008
【図４】
2007132967.tif 000009
【図５】
2007132967.tif 000010
【図６】
2007132967.tif 000011
【図７】
2007132967.tif 000012
【図８】
2007132967.tif 000013
【図９】
2007132967.tif 000014
【図１０】
2007132967.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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