(57)【要約】【課題】光路分割光学系の各状態での特性を加味した焦点検出処理を行うことにより、いずれの状態でも高精度の焦点検出が行えるようにする。【解決手段】撮像装置１００は、撮影光学系の焦点状態に応じた信号を出力する焦点検出ユニット１０９と、撮影光学系からの光束を透過させて焦点検出ユニットに導く第１の状態、および撮影光学系からの光束を反射して焦点検出ユニットに導く第２の状態に切り換え可能な光路分割光学系１０４，１０５と、焦点検出ユニットからの信号に基づいて焦点検出処理を行う処理手段１１２とを有する。処理手段は、各状態での光路分割光学系の波長に関わる特性情報を用いて焦点検出処理を行う。【選択図】図１
2007140305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の焦点状態に応じた信号を出力する焦点検出ユニットと、
前記撮影光学系からの光束を透過させて前記焦点検出ユニットに導く第１の状態、および前記撮影光学系からの光束を反射して前記焦点検出ユニットに導く第２の状態に切り換え可能な光路分割光学系と、
前記焦点検出ユニットからの信号に基づいて焦点検出処理を行う処理手段とを有し、
前記処理手段は、前記各状態での前記光路分割光学系の波長に関わる特性情報を用いて焦点検出処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記光路分割光学系は、光を反射および透過するハーフミラーを含み、
前記第１および第２の状態での前記光路分割光学系の特性情報はそれぞれ、前記ハーフミラーの分光透過率および分光反射率であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記処理手段は、前記撮影光学系の波長に関わる特性情報を用いて焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記処理手段は、前記焦点検出ユニットの波長に関わる特性情報を用いて焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
該撮像装置は、被写体像を光電変換する撮像素子を有し、
前記処理手段は、前記撮像素子の波長に関わる特性情報を用いて焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記処理手段は、前記特性情報を用いて、前記焦点検出ユニットからの信号に基づいて得られる焦点検出結果を補正することを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記処理手段は、被写体の色特性に関する情報を用いて焦点検出処理を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項８】
該撮像装置は、光学ファインダと、被写体像を光電変換する撮像素子とを有し、
前記光路分割光学系は、前記第１の状態において前記撮影光学系からの光束を前記焦点検出ユニットおよび前記光学ファインダに導き、前記第２の状態において前記撮影光学系からの光束を前記焦点検出ユニットおよび前記撮像素子に導くことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１つに記載の撮像装置と、
前記撮影光学系を備え、該撮像装置に着脱可能に装着されるレンズ装置とを有することを特徴とする撮影システム。
【請求項１０】
撮影光学系の焦点状態に応じた信号を出力する焦点検出ユニットと、前記撮影光学系からの光束を透過して前記焦点検出ユニットに導く第１の状態、および前記撮影光学系からの光束を反射して前記焦点検出ユニットに導く第２の状態に切り換え可能な光路分割光学系とを有する撮像装置における焦点検出方法であって、
前記各状態での前記光路分割光学系の波長に関わる特性情報を取得するステップと、
前記焦点検出ユニットからの信号および前記特性情報を用いて焦点検出処理を行う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、撮影光学系からの光束を透過させて焦点検出ユニットに導く第１の状態と反射して焦点検出ユニットに導く第２の状態とに切り換え可能な光路分割光学系を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、撮影光学系からの光束を、ハーフミラーを透過させ、サブミラーで反射して焦点検出ユニットに導く第１の状態と、ハーフミラーで反射して焦点検出ユニットに導く第２の状態とに切り換え可能な撮像装置を提案している（特許文献１，２参照）。該撮像装置において、焦点検出は、焦点検出ユニット（センサ）に設けられた一対の画素列上に形成された物体像の間隔が撮影光学系の焦点状態に応じて変化することを利用する位相差検出方式にて行われる。
【０００３】
また、特許文献１には、第１の状態におけるサブミラーの位置と第２の状態におけるハーフミラーの位置とが機構の精度上、完全に一致させることが難しいため、第１の状態と第２の状態とで焦点状態の判別を変更する構成が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２６４８３２号公報（段落００２３〜００５０、図１〜７等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にて提案されている撮像装置では、第１の状態と第２の状態での焦点検出に関して、以下のように不十分な点がある。
【０００５】
撮影光学系（対物レンズ）は、撮像に用いる光束の波長範囲で焦点が合うように設計されているが、実際の対物レンズには色収差が存在する。このため、対物レンズの焦点位置は、該対物レンズに入射する光束の波長により変化する。したがって、ある波長範囲で合焦が得られたフォーカス位置（合焦位置）であっても、他の波長範囲では合焦が得られないという場合が発生する。また、対物レンズに存在する色収差は、撮像装置に装着可能な対物レンズの種類ごとに異なる。
【０００６】
さらに、焦点検出ユニットに光束を導くハーフミラーの透過特性や反射特性、およびサブミラーの反射特性も入射波長によって変化する。このため、対物レンズに入射する光束の波長範囲が同じであっても、第１の状態と第２の状態とで合焦位置に差が生じる。
【０００７】
本発明は、光路分割光学系の各状態での特性を加味した焦点検出処理を行うことにより、いずれの状態でも高精度の焦点検出が行えるようにした撮像装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系の焦点状態に応じた信号を出力する焦点検出ユニットと、撮影光学系からの光束を透過させて焦点検出ユニットに導く第１の状態、および撮影光学系からの光束を反射して焦点検出ユニットに導く第２の状態に切り換え可能な光路分割光学系と、焦点検出ユニットからの信号に基づいて焦点検出処理を行う処理手段とを有する。そして、処理手段は、各状態での光路分割光学系の波長に関わる特性情報を用いて焦点検出処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の側面としての焦点検出方法は、各状態での光路分割光学系の波長に関わる特性情報を取得するステップと、焦点検出ユニットからの信号および上記特性情報を用いて焦点検出処理を行うステップとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光路分割光学系の状態による波長特性の変化にかかわらず、高精度の焦点検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１には、本発明の実施例１である撮像装置の構成を示す。図１において、１００は撮像装置である。１０１はファインダ光学系を構成する正立正像光学系であり、１０２は接眼レンズ、１０３はファインダスクリーンである。
【００１３】
１０４は撮像光束をファインダ光学系に偏向するメインハーフミラー（以下、メインミラーという）であり、１０５は撮像光束を後述する焦点検出ユニットに偏向するサブミラーである。メインミラー１０４とサブミラー１０５とによって光路分割光学系が構成される。１０６はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子であり、１０７は撮像素子１０６の露光を制御するフォーカルプレーンシャッタである。
【００１４】
１０８は撮像装置１００に備えられた内蔵フラッシュユニットである。
【００１５】
１０９は焦点検出ユニットである。焦点検出ユニット１０９は、少なくとも一対の画素列（ラインセンサ）を有し、該一対のラインセンサは撮影光学系からの光束によって形成された一対の像を光電変換して信号を出力する。
【００１６】
１１０は被写体輝度を測定する測光センサであり、１１１は測光センサ１１０に被写体からの光束を結像させる測光レンズである。
【００１７】
１１２は撮像装置１００の各種動作の制御を司るカメラマイクロプロセッサである。１１３は外部フラッシュ装置４００等を装着するためのアクセサリシューである。１１４は内蔵フラッシュユニットに設けられたフレネルレンズである。
【００１８】
１１５は、光学ファインダを覗いた観察者に対して各種情報を表示するファインダ表示ユニットである。１１６は撮像装置１００の外面に設けられた外部表示ユニットであり、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として機能する。１１７は撮像素子１０６の前面に配置されたローパスフィルタである。
【００１９】
２００は撮像装置１００に対して着脱が可能な交換レンズであり、以下に交換レンズ２００の構成について説明する。
【００２０】
２０１は交換レンズ２００の各種動作の制御を司るレンズマイクロプロセッサであり、通信接点を介してカメラマイクロプロセッサ１１２と通信を行う。２０２は撮影光学系を構成するレンズであり、２０３は光量調節を行う絞りである。なお、図１では、レンズを１枚しか記載していないが、実際には撮影光学系は複数枚のレンズにより構成されている。
【００２１】
外部フラッシュ装置４００において、４０１は該外部フラッシュ装置４００の動作を制御するフラッシュマイクロプロセッサである。４０２はキセノン管等の放電発光管であり、４０３は発光管４０２のから発せられた光束を被写体に向けて反射する反射傘である。４０４は反射傘４０３で反射された光束の配光を制御するフラッシュパネルである。４０５は撮像装置１００のアクセサリシュー１１３に装着するための装着部材である。
【００２２】
本実施例においては、撮像装置１００（カメラマイクロプロセッサ１１２）は、交換レンズ２００（レンズマイクロプロセッサ２０１）および外部フラッシュ装置４００（フラッシュマイクロプロセッサ４０１）と通信を行う。これにより、交換レンズ２００および外部フラッシュ装置４００が保有する情報を使用して制御を行う。
【００２３】
図２には、本実施例の撮像装置１００、交換レンズ２００および外部フラッシュ装置４００の電気的構成を示す。
【００２４】
撮像装置１００において、１１２は前述したカメラマイクロプロセッサであり、２は撮像装置１００の可動部の駆動を行うためのモータ駆動回路である。３は被写体の輝度を測定する測光回路であり、前述した測光センサ１１０を含んでいる。
【００２５】
４は前述した焦点検出ユニット１０９に含まれ、ラインセンサからの出力から撮影光学系の焦点状態を示す信号を生成する焦点検出回路である。６はシャッタ１０７の動作を制御するシャッタ制御回路であり、７は絞り２０３の動作を制御する絞り制御回路である。
【００２６】
８は外部表示ユニット１１６を駆動する表示回路であり、９は内蔵フラッシュ１１４を制御するストロボ制御回路である。１０は撮像装置１００の各種設定状態を示す情報を格納するための記憶回路であり、１１は撮像処理を行うための撮像回路である。１２は交換レンズ２００と通信を行うレンズ通信回路である。１３は交換レンズ以外のアクセサリとの通信を行う通信回路である。
【００２７】
１４は撮像装置１００における撮像準備動作（測光および焦点検出動作）を開始させるために操作されるスイッチ（ＳＷ１）である。１５は撮像動作（ここでは、撮像素子１０６の露光による静止画や動画の取得とその画像の記録媒体への記録動作）を開始させるために操作されるスイッチ（ＳＷ２）である。記録媒体としては、撮像装置１００に対して着脱が可能な半導体メモリ、光ディスク等があげられる。
【００２８】
１６は外部通信回路であり、パーソナルコンピュータ等の外部装置と通信して、データの授受を行う。
【００２９】
交換レンズ２００において、２１は前述したレンズマイクロプロセッサ２０１であり、２２は交換レンズ２００における各種設定値を保持する記憶回路である。２３は撮影光学系に含まれるフォーカスレンズ（図示せず）を駆動するレンズ駆動回路である。２４は該フォーカスレンズの位置を検出するレンズ位置検出回路であり、２５はズーム可能な撮影光学系の焦点距離を検出するレンズ焦点距離検出回路である。
【００３０】
２６は絞り２０３を駆動する絞り駆動回路である。２７は付属品検出スイッチ２８を介して交換レンズ２００に装着された付属品を検知する付属品検知回路である。２９は撮像装置１００のレンズ通信回路１２との通信を行うための通信回路である。
【００３１】
本実施例において、通信回路２９は、撮像装置１００からの制御命令を受信する。また、交換レンズ２００内の不図示のメモリに保持されているレンズ識別情報や、交換レンズ２００に装着されている付属品の情報や、記憶回路２２に保持されている設定値などを撮像装置１００に送信する。
【００３２】
外部フラッシュ装置４００において、４１は前述したフラッシュマイクロプロセッサである。４２は撮像装置１００の通信回路１３との通信を行う通信回路である。通信回路４２は、外部フラッシュ装置４００の設定情報を撮像装置１００に送信したり、撮像装置１００からの制御情報を受信したりする
４３は外部フラッシュ装置４００の各種設定値を保持する記憶回路である。４４は撮影光学系のズーム状態に応じてフラッシュ光の照射範囲を変更する照射角変更回路である。４５は照射範囲の設定値を検出するストロボ照射角検出回路である。
【００３３】
４６はフラッシュ発光量を直接モニタする発光量モニタ回路であり、４７はフラッシュ発光量の制御を行う発光量制御回路である。
【００３４】
４８は外部フラッシュ装置４００に設けられたメインコンデンサ（図示せず）の充電を行うフラッシュ充電回路であり、４９は外部フラッシュ装置４００の動作設定を行うための設定回路である。５０は外部フラッシュ装置４００の設定状態を表示するための表示回路である。
【００３５】
図３は、光学ファインダ（ＯＶＦ）状態に設定されている撮像装置１００の構成を示す。図４は、電子ファインダ（ＥＶＦ）状態に設定されている撮像装置１００の構成を示す。また、図５は、撮像状態に設定されている撮像装置１００の構成を示す。
【００３６】
図３に示したＯＶＦ状態においては、撮影光学系から撮像装置１００の内部に取り込まれた光束の一部は、メインミラー１０４により反射され、正立正像光学系１０１および接眼レンズ１０２を介して撮影者の眼に導かれる。これにより、被写体像の観察が可能となる。また、メインミラー１０４を透過した光束は、サブミラー１０５で偏向された後、焦点検出ユニット１０９に導かれる。
【００３７】
図４に示したＥＶＦ状態においては、撮影光学系から撮像装置１００の内部に取り込まれた光束の一部は、メインミラー１０４によって反射されて焦点検出ユニット１０９に導かれる。また、メインミラー１０４を透過した光束は、ローパスフィルタ１１７を透過した後、撮像素子１０６に入射する。そして、撮像素子１０６を用いて生成された被写体画像はＥＶＦ画像として外部表示ユニット１１６に表示される。また、この状態において、動画の記録を行うことも可能である。なお、サブミラー１０５は光路外に退避している。
【００３８】
図５に示した撮像状態においては、撮影光学系から撮像装置１００の内部に取り込まれた光束は、ローパスフィルタ１１７を透過して撮像素子１０６に向かう。シャッタ１０７が開閉動作することにより、撮像素子１０６が露光され、静止画像が取得される。なお、メインミラー１０４およびサブミラー１０５は光路外に退避している。
【００３９】
図６から図１６のフローチャートには、本実施例の撮像装置１００の動作シーケンスを示す。これらの動作シーケンスは、図２に示したカメラマイクロプロセッサ１１２内に格納されたソフトウェア（コンピュータプログラム）に従って実行される。このことは、後述する他の実施例でも同様である。
【００４０】
まず図６は、図４に示したＥＶＦ状態（ＥＶＦモード）から撮像に至るまでの動作を示すフローチャートである。図６のステップ（以下、Ｓと略す）１００において、外部表示ユニット１１６にＥＶＦ画像を表示する背面モニタモードが終了したか否かを判定する。背面モニタモードが終了していると判定した場合は、不図示のメインルーチンに復帰する。また、Ｓ１００において、背面モニタモードが継続していると判定した場合には、次のＳ１１０に移行する。
【００４１】
Ｓ１１０では、背面モニタ表示処理を実行し、次のＳ１２０に移行する。Ｓ１２０では、撮像装置１００のレリーズ準備スイッチであるＳＷ１がオンしているが否かを判定する。ＳＷ１がオンしていないと判定した場合は、Ｓ１００に戻る。また、ＳＷ１がオンしていると判定した場合には、次のＳ１３０に移行する。
【００４２】
Ｓ１３０では、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出処理を実行する。そして、次のＳ１４０に移行する。Ｓ１４０では、Ｓ１３０にて検出した焦点状態に基づいてフォーカスレンズを駆動し、次のＳ１５０に移行する。
【００４３】
Ｓ１５０では、Ｓ１４０にて行ったフォーカスレンズ駆動後に再度の焦点検出処理を行い、次のＳ１６０に移行する。
【００４４】
Ｓ１６０では、Ｓ１５０で検出した焦点状態が合焦状態か否かを判定する。合焦状態でないと判定した場合には、Ｓ１４０に戻り、再度フォーカスレンズ駆動を行った後、Ｓ１５０にて焦点検出処理を行う。また、合焦状態であると判定した場合には、次のＳ１７０に移行する。
【００４５】
Ｓ１７０では、測光動作を行い、次のＳ１７５に移行する。
【００４６】
Ｓ１７５では、ＳＷ１がオンしているが否かを判定する。ＳＷ１がオンしていないと判定した場合には、Ｓ１００に戻る。また、ＳＷ１がオンしていると判定した場合には、次のＳ１７７に移行する。
【００４７】
Ｓ１７７では、背面モニタ表示処理を実行し、次のＳ１７７に移行する。
【００４８】
Ｓ１８０では、撮像装置１００のレリーズ開始スイッチであるＳＷ２がオンしているか否かを判定する。ＳＷ２がオフであると判定した場合は、次のＳ１９０に移行する。また、ＳＷ２がオンであると判定した場合には、次のＳ２００に移行する。
【００４９】
Ｓ１９０では、撮像装置の焦点調節モードの判定を行う。焦点調節モードが、焦点調節状態が合焦後に保持されるＯＮＥ ＳＨＯＴモードであると判定した場合には、Ｓ１７０に戻る。また、焦点調節モードが、焦点調節を連続して行うＳＥＲＶＯモードであると判定した場合には、Ｓ１２０に戻る。
【００５０】
Ｓ２００では、図４に示す位置から図５に示す位置へのメインミラー１０４の駆動（ミラーアップ動作）を開始する。そして、次のＳ２１０に移行する。
【００５１】
Ｓ２１０では、ミラーアップ動作が完了したか否かを判定する。ミラーアップ動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２１０でミラーアップ動作の完了判定を行う。また、ミラーアップ動作が完了したと判定した場合には、次のＳ２３０に移行する。
【００５２】
Ｓ２３０では、シャッタ１０７を閉じる露光準備動作を行い、次のＳ２４０に移行する。
【００５３】
Ｓ２４０では、シャッタ１０７の露光準備動作が完了したか否かを判定する。露光準備動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２３０で露光準備動作の完了判定を行う。また、露光準備動作が完了したと判定した場合には、次のＳ２５０に移行する。
【００５４】
Ｓ２５０では、シャッタ１０７のチャージ機構がモータによって所定量駆動されたか否かを判定する。所定量の駆動が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２５０で判定を行う。また、所定量の駆動が完了したと判定した場合には、次のＳ２６０に移行する。Ｓ２６０においては、チャージ機構のモータ駆動を停止して、次のＳ２７０に移行する。
【００５５】
Ｓ２７０では、絞り２０３の制御が完了したか否かを判定する。絞り制御が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２７０で絞り制御の完了判定を行う。絞り制御が完了したと判定した場合には、次のＳ２８０に移行する。
【００５６】
Ｓ２８０では、撮像素子１０６の初期化を実行し、次のＳ２９０に移行する。
【００５７】
Ｓ２９０では、シャッタ１０７の開閉制御を実行し、撮像素子１０６を露光する。そして、次のＳ３００に移行する。
【００５８】
Ｓ３００では、露光された撮像素子１０６から、光電変換によって蓄積された電荷（露光画像）の読み出しを行い、次のＳ３１０に移行する。
【００５９】
Ｓ３１０では、シャッタ１０７を開放し、次のＳ３３０に移行する。
【００６０】
Ｓ３３０では、メインミラー１０４の図４に示す位置への駆動（ミラーダウン動作）を開始し、次のＳ３４０に移行する。
【００６１】
Ｓ３４０では、ミラーダウン動作が完了したか否かを判定する。ミラーダウン動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ３４０でミラーダウン動作の完了判定を行う。ミラーダウン動作が完了したと判定した場合には、次のＳ３５０に移行する。
【００６２】
Ｓ３５０では、絞り２０３の開放動作を開始し、次のＳ３６０に移行する。
【００６３】
Ｓ３６０では、絞り開放動作が完了したか否かを判定する。絞り開放動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ３６０で絞り開放動作の完了判定を行う。絞り開放動作が完了したと判定した場合には、次のＳ３７０に移行する。
【００６４】
Ｓ３７０では、外部表示ユニット１１６に撮影画像を所定時間の間表示し、前述したＳ１９０に戻る。
【００６５】
図７には、図６のＳ１１０，１７７にて実行される背面モニタ表示処理のフローチャートを示している。
【００６６】
背面モニタ表示処理が開始されると、Ｓ５００において、撮像素子１０６による物体像の光電変換処理および電荷蓄積（画像蓄積）が実行される。そして、次のＳ５１０に移行する。
【００６７】
Ｓ５１０では、撮像素子１０６にて蓄積された電荷（画像データ）の読み出しを行い、次のＳ５２０に移行する。
【００６８】
Ｓ５２０では、読み出された画像データに基づいて背面モニタである外部表示ユニット１１６に表示するＥＶＦ画像の構築処理を実行し、次のＳ５３０に移行する。
【００６９】
Ｓ５３０では、構築されたＥＶＦ画像を外部表示ユニット１１６に表示する。そして、図６のＳ１２０又はＳ１８０に進む。
【００７０】
図８には、図６のＳ１３０，１５０で行われる焦点検出処理のフローチャートを示している。図８において、焦点検出処理が開始されると、Ｓ５７０では、撮像装置１００の状態（ＯＶＦモードとＥＶＦモード）に対応した焦点調節基準位置を設定する。これについては後述する。そして、次のＳ５８０に移行する。
【００７１】
Ｓ５８０では、補正値算出処理を実行し、次のＳ５９０に移行する。
【００７２】
Ｓ５９０では、Ｓ５８０にて算出した補正値を用いて焦点検出結果（焦点検出位置）の補正を行う。これにより、ＥＶＦ状態での補正後の焦点検出結果ＤＥＰ、ＯＶＦ状態での補正後の焦点検出結果ＤＯＰ、およびＥＶＦ状態でのファインダ画像に対する補正後の焦点検出結果ＤＨＰを得る。この補正演算については後述する。
【００７３】
Ｓ６００では、焦点検出ユニット１０９のラインセンサにより物体像の光電変換および電荷蓄積を行い、次のＳ６１０に移行する。
【００７４】
Ｓ６１０では、蓄積された電荷（像信号）の読み出しを行い、次のＳ６２０に移行する。
【００７５】
Ｓ６２０では、読み出した像信号に対して相関演算処理を実行し、撮影光学系の焦点状態を算出する。そして、図６のＳ１４０又はＳ１６０に進む。
【００７６】
次に、焦点調節基準位置について、図９および図１０を用いて説明する。図９には、図３に示したＯＶＦ状態でのミラー１０４，１０５を示す。図１０は、図４に示したＥＶＦ状態でのメインミラー１０４を示す。
【００７７】
まず、図９および図１０にて用いる変数について、以下に示す。
【００７８】
Ａ  ：ＯＶＦ状態でのハーフミラー１０４の反射面から撮像素子１０６の受光面（撮像面）までの距離
θ１：ＯＶＦ状態でのハーフミラー１０４への光線の入射角
θ３：ＥＶＦ状態でのハーフミラー１０４、およびＯＶＦ状態でのサブミラー１０５への光線の入射角
ｔ  ：ハーフミラー１０４の厚み
ｎ  ：ハーフミラー１０４の屈折率
焦点検出ユニット１０９のセンサ面は、撮像面と等価な面である一次結像面に配置されているとする。この場合、ＯＶＦ状態とＥＶＦ状態での光路長は、以下の式で示される。
【００７９】
図９に示すＯＶＦ状態でのハーフミラー１０４の入射面から焦点検出ユニット（センサ面）までの光路長ＯＶＬは、以下の式（１−１）で示される。
【００８０】
【数１】
2007140305.tif 000003
【００８１】
また、ＥＶＦ状態でのハーフミラー１０４の入射面（反射面）から焦点検出ユニット（センサ面）までの光路長ＥＶＬは、以下の式（１−３）で示される。
【００８２】
【数２】
2007140305.tif 000004
【００８３】
さらに、ＥＶＦ状態での撮像面からＯＶＦ状態でのハーフミラー１０４の入射面までの光路長ＨＶＬは、以下の式（１−４）で示される。
【００８４】
【数３】
2007140305.tif 000005
【００８５】
ここで、Ａ＝２３mm、θ１＝４５°、θ３＝３５°、ｔ＝０．５５mm、ｎ＝１．５２３とすると、式（１−１）、式（１−３）および式（１−４）より、
ＯＶＬ＝２２．８０６mm
ＥＶＬ＝２３．２４１mm
ＨＶＬ＝２２．８０８mm
となる。このため、基準であるＡ＝２３に対する差分値
ΔＯＶＬ＝−０．１９４mm
ΔＥＶＬ＝０．２４１mm
ΔＨＶＬ＝−０．１９２mm
を予め焦点調節基準位置に設定する。ただし、機構製造上の誤差がある場合には、これを含めた値を焦点調節基準位置として設定する。
【００８６】
図１１および図１２のフローチャートにはそれぞれ、図６のＳ２３０にて実行されるシャッタ露光準備動作およびＳ３１０で実行されるシャッタ開放動作のシーケンスを示す。図１１および図１２は、シャッタ１０７がＥＭ（電磁マグネット）釈放タイプである場合のシーケンスを示す。
【００８７】
ここで、ＥＭ釈放タイプのシャッタは、先幕と後幕をシャッタ走行準備状態にて電磁力により吸着保持し、所定時間間隔で保持力を消失させることにより該先幕と後幕を走行させる。
【００８８】
図１１において、シャッタ露光準備動作が開始されると、Ｓ１０００では、シャッタチャージを開始する。そして、次のＳ１０１０に移行する。
【００８９】
Ｓ１０１０では、シャッタチャージが完了したか否かを判定する。シャッタチャージが完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ１０１０にてシャッタチャージの判定を行う。シャッタチャージが完了したと判定した場合には、次のＳ１０２０に移行する。
【００９０】
Ｓ１０２０では、先幕および後幕を吸着保持し、次のＳ１０３０に移行する。
【００９１】
Ｓ１０３０では、シャッタチャージ動作を解除して、次のＳ１０４０に移行する。
【００９２】
Ｓ１０４０では、先幕および後幕が走行準備状態に保持されているか否かを判定する。先幕または後幕が走行準備状態に保持されていないと判定した場合には、Ｓ１０００に戻る。また、先幕および後幕が走行準備状態であると判定した場合には、シャッタ露光準備を完了して、図６のＳ２４０に進む。
【００９３】
図１２において、シャッタ開放動作が開始されると、Ｓ１０５０では、シャッタチャージ動作を開始して、次のＳ１０６０に移行する。
【００９４】
Ｓ１０６０では、シャッタチャージ動作が完了したか否かを判定する。シャッタチャージが完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ１０６０にてシャッタチャージ完了判定を行う。シャッタチャージが完了したと判定した場合には、次のＳ１０７０に移行する。
【００９５】
Ｓ１０７０では、後幕の保持動作を行い、次のＳ１０８０に移行する。ここでの後幕保持動作は、電磁気的に後幕を保持してもよいし、後幕保持機構を設けて保持してもよい。
【００９６】
Ｓ１０８０では、シャッタチャージ動作を解除し、次のＳ１０８５に移行する。
【００９７】
Ｓ１０８５では、シャッタ開放検知処理を実行し、次のＳ１０９０に移行する。
【００９８】
Ｓ１０９０では、シャッタ１０７が開放状態か否かを判定する。開放状態でないと判定した場合には、Ｓ１０５０に復帰して、再度シャッタ開放動作を実行する。シャッタ１０７が開放状態であると判定した場合には、図６のＳ３３０に進む。
【００９９】
図１３および図１４には、シャッタ１０７がチャージ状態で開放状態となるタイプである場合のシャッタ露光準備動作およびシャッタ開放動作のシーケンスを示す。ここでのシャッタは、シャッタチャージ動作によって先幕・後幕の駆動機構のチャージと後幕の走行準備位置への復帰動作を行う。そして、シャッタチャージ解除動作により、先幕を走行準備位置に復帰させる。
【０１００】
図１３において、シャッタ露光準備動作が開始されると、Ｓ１１００では、シャッタチャージ解除動作を開始し、次のＳ１１１０に移行する。
【０１０１】
Ｓ１１１０では、シャッタチャージ解除動作が完了したか否かを判定する。シャッタチャージ解除動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ１１１０にてシャッタチャージ解除動作の完了判定を行う。シャッタチャージ解除動作が完了したと判定した場合には、次のＳ１１２０に移行する。
【０１０２】
Ｓ１１２０では、先幕がチャージ位置に復帰しているか否かを判定する。先幕がチャージ位置に復帰したと判定した場合には、シャッタ１０７は開放状態に設定されたため、図６のＳ２４０に進む。また、先幕がチャージ位置に復帰していないと判定した場合には、次のＳ１１３０に移行する。
【０１０３】
Ｓ１１３０では、シャッタチャージ動作を開始し、次のＳ１１４０に移行する。
【０１０４】
Ｓ１１４０では、シャッタチャージ動作が完了しているか否かを判定する。シャッタチャージ動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ１１４０にてシャッタチャージ動作の完了判定を行う。シャッタチャージ動作が完了したと判定した場合には、Ｓ１１００に戻り、再度、シャッタチャージ解除動作を実行する。
【０１０５】
図１４において、シャッタ開放動作が開始されると、Ｓ１１５０では、シャッタチャージ動作を開始して次のＳ１１６０に移行する。
【０１０６】
Ｓ１１６０では、シャッタチャージ動作が完了したか否かを判定する。シャッタチャージ動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ１１６０にてシャッタチャージ動作の完了判定を行う。シャッタチャージ動作が完了したと判定した場合には、次のＳ１１７０に移行する。
【０１０７】
Ｓ１１７０では、シャッタ開放検知処理を実行し、次のＳ１１８０に移行する。
【０１０８】
Ｓ１１８０では、シャッタ１０７が開放状態に設定されているか否かを判定する。開放状態でないと判定した場合には、Ｓ１１５０に戻り、再度シャッタチャージ動作を実行する。また、開放状態に設定されていると判定した場合には、図６のＳ３３０に進む。
【０１０９】
なお、図１１〜１４にて説明したシャッタは例にすぎず、この構成以外のシャッタを用いてもよい。
【０１１０】
図１５には、図３に示したＯＶＦ状態（ＯＶＦモード）から撮像に至るまでの動作を示すフローチャートである。
【０１１１】
図１５において、Ｓ２１００では、ファインダモードの判定を行う。ＥＶＦモードであると判定した場合には、図６に示したＥＶＦ撮像ルーチンに移行する。また、ＯＶＦモードであると判定した場合には、次のＳ２１２０に移行する。
【０１１２】
Ｓ２１２０では、撮像装置１００のレリーズ準備スイッチであるＳＷ１がオンしているが否かを判定する。ＳＷ１がオンしていないと判定した場合には、Ｓ２１００に戻り、ファインダモードの判定を再度行う。また、ＳＷ１がオンしていると判定した場合には、次のＳ２１３０に移行する。
【０１１３】
Ｓ２１３０では、焦点検出処理を実行し、次のＳ２１４０に移行する。ここでの焦点検出処理は、先に図８を用いて説明した処理と同じである。
【０１１４】
Ｓ２１４０では、Ｓ２１３０にて検出した焦点状態に基づいてフォーカスレンズを駆動し、次のＳ２１５０に移行する。
【０１１５】
Ｓ２１５０では、再度、焦点検出処理を実行し、Ｓ２１４０にて行ったレンズ駆動後の焦点状態を検出する。そして、次のＳ２１６０に移行する。
【０１１６】
Ｓ２１６０では、Ｓ２１５０で検出した焦点状態が合焦状態か否かを判定する。合焦状態ではないと判定した場合には、Ｓ２１４０に戻り、Ｓ２１５０にて検出した焦点状態に基づいてフォーカスレンズを駆動する。合焦状態であると判定した場合には、次のＳ２１７０に移行する。
【０１１７】
Ｓ２１７０では、測光動作を行い、次のＳ２１７５に移行する。
【０１１８】
Ｓ２１７５では、再度ＳＷ１がオンしているが否かを判定する。ＳＷ１かオンしていないと判定した場合には、Ｓ２１００に戻り、ファインダモードの判定を行う。ＳＷ１がオンしていると判定した場合には、次のＳ２１８０に移行する。
【０１１９】
Ｓ２１８０では、撮像装置１００のレリーズ開始スイッチであるＳＷ２がオンしているか否かを判定する。ＳＷ２がオフであると判定した場合には、次のＳ２１９０に移行する。また、ＳＷ２がオンしていると判定した場合には、次のＳ２２００に移行する。
【０１２０】
Ｓ２１９０では、焦点調節モードを判定する。焦点調節モードがＯＮＥ ＳＨＯＴモードであると判定した場合には、Ｓ２１７０に戻る。焦点調節モードがＳＥＲＶＯモードであると判定した場合には、Ｓ２１２０に戻る。
【０１２１】
Ｓ２２００では、図３に示す位置から図５に示す位置までのメインミラー１０４およびサブミラー１０５の駆動を開始し、次のＳ２２１０に移行する。
【０１２２】
Ｓ２２１０では、ミラー駆動が完了したか否かを判定する。ミラー駆動が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２２１０にてミラー駆動の完了判定を行う。ミラー駆動が完了したと判定した場合には、次のＳ２２３０に移行する。
【０１２３】
Ｓ２２３０では、シャッタ露光準備動作を実行し、次のＳ２２４０に移行する。ここでのシャッタ露光準備動作は、図１１および図１３にて説明した動作と同じである。
【０１２４】
Ｓ２２４０では、シャッタ露光準備が完了したか否かを判定する。露光準備が完了していないと判定した場合には、再度、シャッタ１０７の露光準備の完了判定を行う。露光準備が完了したと判定した場合には、次のＳ２２５０に移行する。
【０１２５】
Ｓ２２５０では、シャッタ１０７のチャージ機構がモータによって所定量駆動されたか否かを判定する。所定量の駆動が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２２５０で判定を行う。また、所定量の駆動が完了したと判定した場合には、次のＳ２２６０に移行する。
【０１２６】
Ｓ２２６０においては、チャージ機構のモータ駆動を停止して、次のＳ２２７０に移行する。
【０１２７】
Ｓ２２７０では、絞り２０３の制御が完了したか否かを判定する。絞り制御が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２２７０で絞り制御の完了判定を行う。絞り制御が完了したと判定した場合には、次のＳ２２８０に移行する。
【０１２８】
Ｓ２２８０では、撮像素子１０６の初期化を実行し、次のＳ２２９０に移行する。
【０１２９】
Ｓ２２９０では、シャッタ１０７の開閉制御を実行し、撮像素子１０６を露光する。そして、次のＳ２３００に移行する。
【０１３０】
Ｓ２３００では、露光された撮像素子１０６から、光電変換によって蓄積された電荷（露光画像）の読み出しを行い、次のＳ２３１０に移行する。
【０１３１】
Ｓ２３１０では、シャッタ１０７を開放し、次のＳ２３３０に移行する。ここでのシャッタ開放動作は、図１２および図１４にて説明した動作と同じである。
【０１３２】
Ｓ２３３０では、メインミラー１０４およびサブミラー１０５の図３に示す位置への復帰駆動（ミラーダウン動作）を開始し、次のＳ２３４０に移行する。
【０１３３】
Ｓ２３４０では、ミラーダウン動作が完了したか否かを判定する。ミラーダウン動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２３４０でミラーダウン動作の完了判定を行う。ミラーダウン動作が完了したと判定した場合には、次のＳ２３５０に移行する。
【０１３４】
Ｓ２３５０では、絞り２０３の開放動作を開始し、次のＳ２３６０に移行する。
【０１３５】
Ｓ２３６０では、絞り開放動作が完了したか否かを判定する。絞り開放動作が完了していないと判定した場合には、再度、Ｓ２３６０で絞り開放動作の完了判定を行う。絞り開放動作が完了したと判定した場合には、次のＳ２３７０に移行する。
【０１３６】
Ｓ２３７０では、外部表示ユニット１１６に撮影画像を所定時間の間表示し、前述したＳ２１９０に戻る。
【０１３７】
なお、以上説明した撮像装置１００の動作シーケンスは例にすぎず、本発明の撮像装置の動作シーケンスはこれに限定されない。
【０１３８】
図１６は、撮像装置１００の状態を検出し、該状態に応じた焦点検出結果の補正値を演算する処理のフローチャートであり、図８のＳ５８０にて実行される。図１６で示される補正値の演算は、撮像装置１００の動作中に適宜実行される。
【０１３９】
実行タイミングとしては、
・ＳＷ１のＯＮ時
・フォーカスレンズの駆動時
・焦点検出時
・レンズ交換時
・撮像装置のモード切り換え時
等があげられる。
【０１４０】
図１６において、まず、Ｓ３０００にて、撮像素子１０６の波長特性データを読み出す。次に、Ｓ３００５では、ローパスフィルタ１１７の波長による透過率特性データを読み出し、次のＳ３０１０に移行する。
【０１４１】
Ｓ３０１０では、撮影光学系の波長によるピント特性データを取得して、次のＳ３０１１に移行する。撮影光学系のデータ取得は、レンズマイクロプロセッサ２０１とカメラマイクロプロセッサ１１２との通信により行われる。またこの際、データ取得時の撮影光学系の状態（ズーム位置やフォーカス位置、絞り位置等）が撮像装置１００に対して送信される。
【０１４２】
Ｓ３０１１では、撮影光学系の特性データの取得が完了したか否かを判定する。特性データの取得が完了していると判定した場合には、Ｓ３０１２に移行する。特性データの取得が不可能であったと判定した場合には、Ｓ３０１５に移行する。
【０１４３】
Ｓ３０１２では、撮影光学系から取得した特性データを採用することを決定し、Ｓ３０３５に移行する。
【０１４４】
Ｓ３０１５では、撮像装置１００の内部に利用可能な撮影光学系の特性データが存在しているか否かを判定する。内部の特性データが利用できると判定した場合には、Ｓ３０１６に移行する。内部に利用できる特性データが存在しないと判定した場合には、Ｓ３０１７に移行する。
【０１４５】
Ｓ３０１６では、撮影光学系の特性データとして、撮像装置１００の内部の特性データを採用することを決定し、次のＳ３０３５に移行する。
【０１４６】
Ｓ３０１７では、交換レンズ２００および撮像装置１００のどちらにも利用可能な特性データが存在していないため、警告表示を行う。
【０１４７】
ここで、撮像装置１００内に保持されている撮影光学系の特性データは、予め記憶されているデータでもよいし、外部装置により更新可能なデータであってもよい。
【０１４８】
Ｓ３０３５では、焦点検出ユニット１０９の波長特性データを読み出し、次のＳ３０４０に移行する。
【０１４９】
Ｓ３０００からＳ３０３５にて取得した各種特性データは、撮像装置１００の状態に依存しない特性データであり、常に取得されるデータである。
【０１５０】
Ｓ３０４０では、撮像装置１００の状態を判定する。ＯＶＦモードであると判定した場合には、Ｓ３０５０に移行する。ＥＶＦモードであると判定した場合には、後述するＳ３１００に移行する。
【０１５１】
Ｓ３０５０では、撮影光学系により取り込まれた光束を光学ファインダと焦点検出ユニット１０９に分割するハーフミラー１０４の分光透過率特性データを取得する。そして、次のＳ３０６０に移行する。
【０１５２】
Ｓ３０６０では、ハーフミラー１０４を透過した光束を焦点検出ユニット１０９に向けて偏向するサブミラー１０５の分光反射率特性データを取得する。
【０１５３】
Ｓ３０７０では、ＯＶＦ状態での補正値ＯＰを算出し、図８のＳ５９０に進む。
【０１５４】
Ｓ３１００では、撮影光学系により取り込まれた光束を反射して焦点検出ユニット１０９に導くハーフミラー１０４の分光反射率特性データを取得する。そして、次のＳ３１１０に移行する。
【０１５５】
Ｓ３１１０では、ＥＶＦ状態での補正値ＥＰおよびＥＶＦ状態でのファインダ画像に対する補正値をＨＰを算出し、図８のＳ５９０に進む。
【０１５６】
次に、上述した補正値の算出について説明する。光束の波長および各種特性データが以下の関数にて表されるとする。
【０１５７】
ｘは、撮影光学系からの光束（撮影光束）の波長を示している。ＨＴ（ｘ）は、ハーフミラー１０４を透過する光束の各波長における透過率を示す分光透過率である。ＨＲ（ｘ）は、ハーフミラー１０４にて反射される光束の各波長における反射率を示す分光反射率である。ＳＲ（ｘ）は、サブミラー１０５にて反射される光束の反射率を示す分光反射率である。
【０１５８】
ＡＦ（ｘ）は、焦点検出ユニット１０９に取り込まれた光束の各波長における焦点位置を示す波長特性である。ＡＦ（ｘ）は、焦点検出ユニット１０９のセンサ自体の特性に加え、焦点検出ユニット１０９を構成する光学系であるフィルタ等の特性も含んでいる。
【０１５９】
ＳＮ（ｘ）は、撮像素子１０６にて検出される光束の各波長の焦点位置への関与の割合を示している。ＬＰ（ｘ）は、撮影光学系と撮像素子１０６の間の光路内に配置されているローパスフィルタ１１７の各波長の透過率特性を示している。
【０１６０】
ＬＮ（ｘ）は、撮影光学系の各波長における焦点位置を示している。
【０１６１】
上記定義を再度列挙する。
【０１６２】
波長                                      ｘ
撮影光学系の各波長でのピント特性          ＬＮ（ｘ）
ハーフミラーの分光透過率                  ＨＴ（ｘ）
ハーフミラーの分光反射率                  ＨＲ（ｘ）
サブミラーの分光反射率                    ＳＲ（ｘ）
焦点検出ユニットの波長特性                ＡＦ（ｘ）
撮像素子の波長特性                        ＳＮ（ｘ）
ローパスフィルタ(ＬＰＦ)の波長特性      ＬＰ（ｘ）
各種特性値のデータは、数式又はテーブル形式で保持される。
【０１６３】
各波長における補正係数は、以下の様になる。焦点検出状態での焦点位置に関与するのは、焦点検出ユニット１０９の波長特性、ハーフミラー１０４の分光透過率特性、ハーフミラー１０４の分光反射率特性、およびサブミラー１０５の分光反射率特性である。このため、ＥＶＦ状態での補正係数は、以下の式（２−１）で表される。
【０１６４】
【数４】
2007140305.tif 000006
【０１６５】
また、ＯＶＦ状態での補正係数は、以下の式（２−２）で表される。
【０１６６】
【数５】
2007140305.tif 000007
【０１６７】
また、各波長ｘにおける焦点位置は、上記補正係数および撮影光学系のピント特性値より、以下の式（２−３），（２−４）により示される。
【０１６８】
ＥＶＦ状態での焦点位置
【０１６９】
【数６】
2007140305.tif 000008
【０１７０】
ＯＶＦ状態での焦点位置
【０１７１】
【数７】
2007140305.tif 000009
【０１７２】
上記補正係数および焦点位置を、波長にて積分した値をそれぞれ、
【０１７３】
【数８】
2007140305.tif 000010
【０１７４】
とする。この場合、撮像装置がＥＶＦ状態およびＯＶＦ状態にあるときの焦点検出位置は、以下の式（２−９）、式（２−１０）で表される。
【０１７５】
ＥＶＦ状態では、
【０１７６】
【数９】
2007140305.tif 000011
【０１７７】
ＯＶＦ状態では、
【０１７８】
【数１０】
2007140305.tif 000012
【０１７９】
また、撮像装置の撮像状態において焦点位置に関与するのは、撮影光学系のピント特性、ＬＰＦ１１７の波長特性、撮像素子１０６の波長特性、被写体を照明している光源の特性および被写体像の色特性である。このため、撮像状態でのピント位置は、以下の式（２−１１）で表される。
【０１８０】
【数１１】
2007140305.tif 000013
【０１８１】
また、ＥＶＦ状態での撮像素子１０６による画像取得に関与するのは、撮影光学系のピント特性、ハーフミラー１０４の透過特性、ＬＰＦ１１７の波長特性、撮像素子１０６の波長特性、光源特性および被写体像の色特性である。このため、ＥＶＦ状態での画像取得時のピント位置は、以下の式（２−１２）で表される。
【０１８２】
【数１２】
2007140305.tif 000014
【０１８３】
したがって、ＥＶＦ状態およびＯＶＦ状態のそれぞれでの撮像に対するピント補正値をＥＰ，ＯＰとすると、これらは以下の式（２−１３），（２−１４）で表される。
【０１８４】
ＥＶＦ状態では、
【０１８５】
【数１３】
2007140305.tif 000015
【０１８６】
ＯＶＦ状態では、
【０１８７】
【数１４】
2007140305.tif 000016
【０１８８】
また、ＥＶＦ状態でのファインダ画像に対する補正値をＨＰとすると、以下の式（２−１５）で表される。
【０１８９】
【数１５】
2007140305.tif 000017
【０１９０】
上記ピント補正値ＥＰ又はＯＰを焦点検出処理に使用し、補正後の焦点検出結果を用いて合焦判定を行うことにより、撮像素子１０６にて取得する画像のピントずれが補正される。
【０１９１】
ここで、焦点検出ユニット１０９により検出された焦点状態の検出値をＤＡＦとし、各状態での補正量ＥＰ、ＯＰ、ＨＰを適応した合焦状態までの補正後の焦点検出結果をＤＥＰ、ＤＯＰ、ＤＨＰとする。これらは以下の式（２−１６），（２−１７），（２−１８）にて表される。以下の式において、前ピン状態は負で表している。
【０１９２】
ＥＶＦ状態での補正後の焦点検出結果では、
【０１９３】
【数１６】
2007140305.tif 000018
【０１９４】
ＯＶＦ状態での補正後の焦点検出結果では、
【０１９５】
【数１７】
2007140305.tif 000019
【０１９６】
ＥＶＦ状態でのファインダ画像に対する補正後の焦点検出結果では、
【０１９７】
【数１８】
2007140305.tif 000020
【０１９８】
上記補正後の焦点検出結果にて、レンズの駆動および合焦判定をすることにより、各状態でのピンずれを排除した焦点調節が行われる。
【０１９９】
上記式では、光束の波長ｘの範囲をαｎｍ〜βｎｍとしており、撮像装置の特性に合わせて波長の範囲を設定することが可能である。一般的な撮像装置では、３５０ｎｍ〜８００ｎｍ程度の範囲を考えればよい。
【０２００】
上記特性値のうち、複数の特性値をまとめて新たな特性値としてもよい。また、不要な特性値は考慮しなくてもよい。
【０２０１】
以下に、上記補正値の算出に用いる各種特性値の例および補正値の算出結果を示す。図１７には、撮影光学系の波長特性ＬＮ（ｘ）を例示している。図１８には、ＬＰＦ１１７の波長特性ＬＰ（ｘ）を例示している。図１９には、撮像素子１０６の波長特性ＳＮ（ｘ）を例示している。図２０には、焦点検出ユニット１０９の波長特性ＡＦ（ｘ）を例示している。図２１には、ハーフミラー１０４の分光透過率ＨＴ（ｘ）を例示している。図２２には、ハーフミラー１０４の分光反射率ＨＲ（ｘ）を例示している。図２３には、サブミラー１０５の分光反射率ＳＲ（ｘ）を例示している。
【０２０２】
図１７〜図２３にて示した特性値を用いて、補正値の演算を行う。ＥＶＦ状態での焦点検出位置ＦＥ、ＯＶＦ状態の焦点検出位置ＦＯおよび撮像時のピント位置ＦＦはそれぞれ、式（２−９），（２−１０），（２−１１）および（２−１２）より、
ＦＥ＝５３．０３μm
ＦＯ＝８７．６８μm
ＦＦ＝９．９８μm
ＦＨ＝１２．４４μm
となる。ピント補正値は、式（２−１３），（２−１４），（２−１５）より、
ＥＰ＝４３．０５μm
ＯＰ＝７７．７０μm
ＨＰ＝４０．５９μm
となる。
【０２０３】
ここで、焦点検出ユニット１０９にて検出された焦点状態が５００μm前ピン状態(ＤＡＦ＝−５００)であるとすると、補正後の焦点検出結果は、式(２−１６)，（２−１７），（２−１８）より、
ＤＥＰ＝−５４３．０５μm
ＤＯＰ＝−５７７．７０μm
ＤＨＰ＝−５４０．５９μm
となる。
【０２０４】
このように、焦点検出補正値を算出して焦点検出処理および焦点調節制御に適用することにより、撮像装置および撮影光学系の波長に関する特性の変化によるピントずれを排除することができる。
【実施例２】
【０２０５】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例における撮像装置の基本構成は実施例１と同じである。また、撮像動作等における実施例１と同じ部分についての説明は省略する。
【０２０６】
図２４には、図８に示したＳ５８０にて行われる処理であって、撮像装置の状態を検出し、該状態に応じた焦点検出結果の補正値を演算する処理のフローチャートを示している。
【０２０７】
実施例１における図１６と同様に、図２４で示される補正値の演算は、撮像装置の動作中に適宜実行される。
【０２０８】
図２４の補正値演算では、図１６の補正値演算に対して、被写界の光源特性および被写体の色特性が追加されている。
【０２０９】
図２４において、Ｓ４０００では、撮像素子１０６の波長特性データを読み出す。そして、次のＳ４００５に移行する。
【０２１０】
Ｓ４００５では、ローパスフィルタ１１７の波長による透過率特性データを読み出し、次のＳ４０１０に移行する。
【０２１１】
Ｓ４０１０では、撮影光学系の波長によるピント特性データを取得して、次のＳ４０１１に移行する。撮影光学系のデータ取得は、レンズマイクロプロセッサ２０１とカメラマイクロプロセッサ１１２との通信により行われる。またこの際、データ取得時の撮影光学系の状態（ズーム位置やフォーカス位置、絞り位置等）が撮像装置１００に対して送信される。
【０２１２】
Ｓ４０１１では、撮影光学系の特性データの取得が完了したか否かを判定する。特性データの取得が完了していると判定した場合には、Ｓ４０１２に移行する。特性データの取得が不可能であったと判定した場合には、Ｓ４０１５に移行する。
【０２１３】
Ｓ４０１２では、撮影光学系から取得した特性データを採用することを決定し、Ｓ４０２０に移行する。
【０２１４】
Ｓ４０１５では、撮像装置１００の内部に利用可能な撮影光学系の特性データが存在しているか否かを判定する。内部の特性データが利用できると判定した場合には、Ｓ４０１６に移行する。内部に利用できる特性データが存在しないと判定した場合には、Ｓ４０１７に移行する。
【０２１５】
Ｓ４０１６では、撮影光学系の特性データとして、撮像装置１００の内部の特性データを採用することを決定し、次のＳ４０２０に移行する。
【０２１６】
Ｓ４０１７では、交換レンズ２００および撮像装置１００のどちらにも利用可能な特性データが存在していないため、警告表示を行う。
【０２１７】
ここで、撮像装置１００内に保持されている撮影光学系の特性データは、予め記憶されているデータでもよいし、外部装置により更新可能なデータであってもよい。
【０２１８】
Ｓ４０２０では、被写界の光源データの取得手段を選択する。被写界の光源データは、撮像装置１００に搭載されている測光センサ１１０や撮像素子１０６などにより被写界の画像を取得することにより求めることができる。そして、次のＳ４０２１に移行する。
【０２１９】
Ｓ４０２１では、被写界の光源データの取得領域の設定を行い、次のＳ４０２２に移行する。
【０２２０】
Ｓ４０２２では、撮像装置１００に備えられているフラッシュユニット１０８又は撮像装置１００に装着された外部フラッシュ装置４００を使用するか否かを判定する。これらのフラッシュを使用しない又はフラッシュが存在しないと判定した場合には、Ｓ４０２３に移行する。また、フラッシュを使用すると判定した場合には、Ｓ４０２５に移行する。
【０２２１】
Ｓ４０２３では、焦点検出時に用いる領域の被写界の光源データを取得し、次のＳ４０２４に移行する。
【０２２２】
Ｓ４０２４では、撮像領域全体の被写界の光源データを取得し、次のＳ４０３０に移行する。
【０２２３】
Ｓ４０２５では、撮像装置１００が焦点検出時に補助光を使用するか否かを判定する。補助光を使用すると判定した場合には、Ｓ４０２６に移行する。補助光を使用しないと判定した場合には、Ｓ４０２８に移行する。補助光としては、特定パターンを投影する赤外光を用いたり、フラッシュ光を用いたりすることができる。
【０２２４】
Ｓ４０２６では、焦点検出時に補助光の特性データを使用すると設定し、次のＳ４０２７に移行する。
【０２２５】
Ｓ４０２７では、撮像時に撮像装置１００に備えられているフラッシュユニット１０８又は撮像装置１００に装着された外部フラッシュ装置４００を使用するか否かを判定する。フラッシュを使用すると判定した場合には、Ｓ４０２９に移行する。フラッシュを使用しないと判定した場合には、Ｓ４０２４に移行する。
【０２２６】
Ｓ４０２８では、焦点検出時に用いる領域の被写界の光源データを取得し、次のＳ４０２９に移行する。
【０２２７】
Ｓ４０２９では、撮像時に光源データとしてフラッシュの特性データを使用するように設定し、次のＳ４０３０に移行する。
【０２２８】
Ｓ４０３０では、被写体の色特性データを取得する。被写体の色特性データとしては、撮像時に用いる撮像画像全体から算出したものと、焦点検出時に用いる焦点検出ユニット１０９の焦点検出領域のみにて算出したものが取得される。そして、Ｓ４０３５に移行する。
【０２２９】
Ｓ４０３５では、焦点検出ユニット１０９の波長特性データを読み出し、次のＳ４０４０に移行する。
【０２３０】
Ｓ４０００からＳ４０３５にて取得した各種特性データは、撮像装置の状態に依存しない特性データであり、常に取得されるデータである。
【０２３１】
Ｓ４０４０では、撮像装置の状態を判定する。ＯＶＦモードに設定されていると判定した場合には、Ｓ４０５０に移行する。ＥＶＦモードに設定されていると判定した場合には、後述するＳ４１００に移行する。
【０２３２】
Ｓ４０５０では、撮影光学系により取り込まれた光束を光学ファインダと焦点検出ユニット１０９に分割するハーフミラー１０４の分光透過率特性データを取得する。そして、次のＳ４０６０に移行する。
【０２３３】
Ｓ４０６０では、ハーフミラー１０４を透過した光束を焦点検出ユニット１０９に向けて偏向するサブミラー１０５の分光反射率特性データを取得する。
【０２３４】
Ｓ４０７０では、ＯＶＦ状態での補正値ＯＰを算出し、図８のＳ５９０に進む。
【０２３５】
Ｓ４１００では、撮影光学系により取り込まれた光束を反射して焦点検出ユニット１０９に導くハーフミラー１０４の分光反射率特性データを取得する。そして、次のＳ４１１０に移行する。
【０２３６】
Ｓ４１１０では、ＥＶＦ状態での補正値ＥＰおよびＥＶＦ状態でのファインダ画像に対する補正値ＨＰを算出し、図８のＳ５９０に進む。
【０２３７】
次に、補正値の算出について説明する。波長および各種特性データは以下の関数にて表されるものとする。
【０２３８】
ｘは、撮影光学系からの光束（撮影光束）の波長を示している。ＨＴ（ｘ）は、ハーフミラー１０４を透過する光束の各波長における透過率を示す分光透過率である。ＨＲ（ｘ）は、ハーフミラー１０４にて反射される光束の各波長における反射率を示す分光反射率である。ＳＲ（ｘ）は、サブミラー１０５にて反射される光束の反射率を示す分光反射率である。
【０２３９】
ＡＦ（ｘ）は、焦点検出ユニット１０９に取り込まれた光束の各波長における焦点位置を示す波長特性である。ＡＦ（ｘ）は、焦点検出ユニット１０９のセンサ自体の特性に加え、焦点検出ユニット１０９を構成する光学系であるフィルタ等の特性も含んでいる。
【０２４０】
ＳＮ（ｘ）は、撮像素子１０６にて検出される光束の各波長の焦点位置への関与の割合を示している。ＬＰ（ｘ）は、撮影光学系と撮像素子１０６の間の光路内に配置されているローパスフィルタ１１７の各波長の透過率特性を示している。
【０２４１】
ＬＮ（ｘ）は、撮影光学系の各波長における焦点位置を示している。
【０２４２】
さらに、Ｃ１（ｘ），Ｃ２（ｘ）はそれぞれ、撮像時に用いる撮像画像全体から算出した被写体の色特性と、焦点検出時に用いる焦点検出ユニット１０９の焦点検出領域のみから検出した被写体の色特性を示している。また、Ｌ１（ｘ），Ｌ２（ｘ）はそれぞれ、撮像時に使用する撮像領域全体の被写界の光源特性と、焦点検出時に用いる領域の被写界の光源特性である。Ｃ１（ｘ），Ｃ２（ｘ），Ｌ１（ｘ），Ｌ２（ｘ）はいずれも、物体像の特性に関わる。
【０２４３】
上記定義を再度列挙する。
【０２４４】
波長                                      ｘ
撮影光学系の各波長でのピント特性          ＬＮ（ｘ）
ハーフミラーの分光透過率                  ＨＴ（ｘ）
ハーフミラーの分光反射率                  ＨＲ（ｘ）
サブミラーの分光反射率                    ＳＲ（ｘ）
焦点検出ユニットの波長特性                ＡＦ（ｘ）
撮像素子の波長特性                        ＳＮ（ｘ）
ローパスフィルタ(ＬＰＦ)の波長特性      ＬＰ（ｘ）
焦点検出時の被写界の光源特性              Ｌ１（ｘ）
撮像時の被写界の光源特性                  Ｌ２（ｘ）
焦点検出時の被写体の色特性                Ｃ１（ｘ）
撮像時の被写体の色特性                    Ｃ２（ｘ）
各種特性値のデータは、数式又はテーブル形式で保持される。また、Ｃ１（ｘ），Ｃ２（ｘ），Ｌ１（ｘ），Ｌ２（ｘ）については、随時、撮像装置１００にて測定することにより生成される。
【０２４５】
各波長における補正係数は以下の様になる。焦点検出状態での焦点位置に関与するのは、焦点検出ユニット１０９の波長特性、ハーフミラー１０４の分光透過率特性、ハーフミラー１０４の分光反射率特性、サブミラー１０５の分光反射率特性、光源特性および被写体像の色特性である。このため、ＥＶＦ状態での補正係数は、以下の式（３−１）で表される。
【０２４６】
【数１９】
2007140305.tif 000021
【０２４７】
また、ＯＶＦ状態での補正係数は、以下の式（３−２）で表される。
【０２４８】
【数２０】
2007140305.tif 000022
【０２４９】
また、各波長ｘにおける焦点位置は、上記補正係数および撮影光学系のピント特性値より、以下の式（３−３），（３−４）の様に表される。
【０２５０】
ＥＶＦ状態での焦点位置
【０２５１】
【数２１】
2007140305.tif 000023
【０２５２】
ＯＶＦ状態での焦点位置
【０２５３】
【数２２】
2007140305.tif 000024
【０２５４】
上記補正係数および焦点位置を、波長にて積分した値をそれぞれ、
【０２５５】
【数２３】
2007140305.tif 000025
【０２５６】
とする。この場合、撮像装置１００のＥＶＦ状態とＯＶＦ状態での焦点検出位置は、以下の式（３−９），（３−１０）で表される。
【０２５７】
ＥＶＦ状態では、
【０２５８】
【数２４】
2007140305.tif 000026
【０２５９】
ＯＶＦ状態では、
【０２６０】
【数２５】
2007140305.tif 000027
【０２６１】
また、撮像状態での焦点位置に関与するのは、撮影光学系のピント特性、ＬＰＦ１１７の波長特性、撮像素子１０６の波長特性、光源特性および被写体像の色特性である。このため、撮像時のピント位置は、以下の式（３−１１）で表される。
【０２６２】
【数２６】
2007140305.tif 000028
【０２６３】
また、ＥＶＦ状態での撮像素子１０６による画像取得に関与するのは、撮影光学系のピント特性、ハーフミラー１０４の透過率特性、ＬＰＦ１１７の波長特性、撮像素子１０６の波長特性、光源特性および被写体像の色特性である。このため、ＥＶＦ状態での画像取得のピント位置は、以下の式（３−１２）で表される。
【０２６４】
【数２７】
2007140305.tif 000029
【０２６５】
したがって、ＥＶＦ状態およびＯＶＦ状態のそれぞれでの撮像に対するピント補正値をＥＰ，ＯＰとすると、これらは以下の式（３−１３），（３−１４）で表される。
【０２６６】
ＥＶＦ状態では、
【０２６７】
【数２８】
2007140305.tif 000030
【０２６８】
ＯＶＦ状態では、
【０２６９】
【数２９】
2007140305.tif 000031
【０２７０】
また、ＥＶＦ状態での、ファインダ画像に対する補正値をＨＰとすると、以下の式（３−１５）で表される。
【０２７１】
【数３０】
2007140305.tif 000032
【０２７２】
上記ピント補正値ＥＰ又はＯＰを焦点検出処理に使用し、補正後の焦点検出結果を用いて合焦判定を行うことにより、撮像素子１０６にて取得する画像のピントずれが補正される。
【０２７３】
ここで、焦点検出ユニット１０９により検出された焦点状態の検出値をＤＡＦとし、各状態での補正量ＥＰ、ＯＰ、ＨＰを適応した合焦状態までの補正後の焦点検出結果をＤＥＰ、ＤＯＰ、ＤＨＰとする。これらは以下の式（３−１６），（３−１７），（３−１８）で表される。以下の式において、前ピン状態は負で表している。
【０２７４】
ＥＶＦ状態での補正後の焦点検出結果では、
【０２７５】
【数３１】
2007140305.tif 000033
【０２７６】
ＯＶＦ状態での補正後の焦点検出結果では、
【０２７７】
【数３２】
2007140305.tif 000034
【０２７８】
ＥＶＦ状態でのファインダ画像に対する補正後の焦点検出結果では、
【０２７９】
【数３３】
2007140305.tif 000035
【０２８０】
上記レンズ駆動量にて、レンズの駆動および合焦判定をすることにより、各状態でのピンずれを排除した焦点調節が行われる。
【０２８１】
上記式では、光束の波長ｘの範囲をαｎｍ〜βｎｍとしており、撮像装置の特性に合わせて波長の範囲を設定することが可能である。一般的な撮像装置では、３５０ｎｍ〜８００ｎｍ程度の範囲を考えればよい。
【０２８２】
また、上記特性値のうち、複数の特性値をまとめて新たな特性値としてもよい。さらに、不要な特性値は考慮しなくてもよい。
【０２８３】
以下、上記補正値算出に用いる各種特性データと補正値算出結果を例示する。ここでは、実施例１でも説明した図１７〜図２３の特性データを用いて補正値算出を行う。また、図２５および図２６は、本実施例にて追加された被写界の光源特性Ｌ１（ｘ），Ｌ２（ｘ）および被写体像の色特性Ｃ１（ｘ），Ｃ２（ｘ）を例示している。なお、本実施例では、被写界の光源特性と被写体像の色特性は、焦点検出時と撮像時とで同一である場合を示している。
【０２８４】
図１７から図２６にて示した特性値を用いて、補正値の演算を行う。ＥＶＦ状態での焦点検出位置ＦＥ、ＯＶＦ状態での焦点検出位置ＦＯおよび撮像時のピント位置ＦＦはそれぞれ、式（３−９），（３−１０），（３−１１）および（３−１２）より、
ＦＥ＝７８．６３μm
ＦＯ＝１０６．１７μm
ＦＦ＝３１．２５μm
ＦＨ＝３３．５１μm
となる。ピント補正値は、式（３−１３），（３−１４）および（３−１５）より、
ＥＰ＝４７．３８μm
ＯＰ＝７４．９２μm
ＨＰ＝４５．１２μm
となる。
【０２８５】
ここで、焦点検出ユニット１０９にて検出された焦点状態が５００μm前ピン状態(ＤＡＦ＝−５００)であるとすると、補正後の焦点検出結果は、式（３−１６），（３−１７），（３−１８）より、
ＤＥＰ＝−５４７．３８μm
ＤＯＰ＝−５７４．９２μm
ＤＨＰ＝−５４５．１２μm
となる。このように、焦点検出補正値を算出して焦点検出処理および焦点調節制御に適用することにより、撮像装置および撮影光学系の波長に関する特性の変化によるピントずれを排除することができる。しかも、被写界の特性によるピントずれも排除することができる。
【０２８６】
なお、上記各実施例では、レンズ交換タイプの撮像装置について説明したが、本発明は、レンズ一体型の撮像装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２８７】
【図１】本発明の実施例１である撮像装置の構成を示す断面図。
【図２】実施例１の撮像装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】実施例１の撮像装置のＯＶＦ状態での構成図。
【図４】実施例１の撮像装置のＥＶＦ状態での構成図。
【図５】実施例１の撮像装置の撮像状態での構成図。
【図６】実施例１の撮像装置のＥＶＦ状態からの撮像動作を示すフローチャート。
【図７】実施例１の撮像装置の背面モニタ表示処理を示すフローチャート。
【図８】実施例１の撮像装置の焦点検出処理を示すフローチャート。
【図９】実施例１の撮像装置のＯＶＦ状態でのミラー配置を示す図。
【図１０】実施例１の撮像装置のＥＶＦ状態でのミラー配置を示す図。
【図１１】実施例１の撮像装置のシャッタ準備動作を示すフローチャート。
【図１２】実施例１の撮像装置のシャッタ開放動作を示すフローチャート。
【図１３】実施例１の撮像装置のシャッタ準備動作を示すフローチャート。
【図１４】実施例１の撮像装置のシャッタ開放動作を示すフローチャート。
【図１５】実施例１の撮像装置のＯＶＦ状態からの撮像動作を示すフローチャート。
【図１６】実施例１において撮像装置の状態を検出し、補正値を演算するフローチャート。
【図１７】実施例１における撮像光学系の波長特性の一例を示す図。
【図１８】実施例１におけるＬＰＦの波長特性の一例を示す図。
【図１９】実施例１における撮像素子の波長特性の一例を示す図。
【図２０】実施例１における焦点検出ユニットの波長特性の一例を示す図。
【図２１】実施例１におけるハーフミラーの分光透過率の一例を示す図。
【図２２】実施例１におけるハーフミラーの分光反射率の一例を示す図。
【図２３】実施例１におけるサブミラーの分光反射率の一例を示す図。
【図２４】本発明の実施例２において撮像装置の状態を検出し、補正値を演算するフローチャート。
【図２５】実施例２における被写界の光源特性の一例を示す図。
【図２６】実施例２における被写体の色特性の一例を示す図。
【符号の説明】
【０２８８】
１００  撮像装置
１０４  メインミラー
１０５  サブミラー
１０６  撮像素子
１０９  焦点検出ユニット
１１０  測光センサ
１１２  カメラマイクロプロセッサ
２００  交換レンズ
２０１  レンズマイクロプロセッサ
４００  外部フラッシュ装置
【図１２】
2007140305.tif 000036
【図１】
2007140305.tif 000037
【図２】
2007140305.tif 000038
【図３】
2007140305.tif 000039
【図４】
2007140305.tif 000040
【図５】
2007140305.tif 000041
【図６】
2007140305.tif 000042
【図７】
2007140305.tif 000043
【図８】
2007140305.tif 000044
【図９】
2007140305.tif 000045
【図１０】
2007140305.tif 000046
【図１１】
2007140305.tif 000047
【図１３】
2007140305.tif 000048
【図１４】
2007140305.tif 000049
【図１５】
2007140305.tif 000050
【図１６】
2007140305.tif 000051
【図１７】
2007140305.tif 000052
【図１８】
2007140305.tif 000053
【図１９】
2007140305.tif 000054
【図２０】
2007140305.tif 000055
【図２１】
2007140305.tif 000056
【図２２】
2007140305.tif 000057
【図２３】
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【図２４】
2007140305.tif 000059
【図２５】
2007140305.tif 000060
【図２６】
2007140305.tif 000061