(57)【要約】【課題】  第1の光源色に基づく色収差の焦点位置補正値に応じて、第２の光源色に基づく色収差の焦点位置補正値を演算することを可能にした焦点検出装置を提供することである。【解決手段】  着脱可能なレンズユニットを通過した対の光束を用いた、一対の像信号の位相差に基づいて焦点ずれ量を検出する位相差焦点検出手段と、光源色に基づく色収差の焦点位置補正値を保持する記憶手段と、前記記憶手段から焦点位置補正値を取得する補正値取得手段と、合焦時の光源に応じた焦点位置補正を行う調整手段と、を有する焦点検出装置において、前記補正値取得手段により取得した、第1の光源に対する焦点位置補正値に応じて、第2の光源に対する焦点位置補正値を算出する演算手段とを有することを特徴とする構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
着脱可能なレンズユニットを通過した対の光束を用いた、一対の像信号の位相差に基づいて焦点ずれ量を検出する位相差焦点検出手段と、
光源色に基づく色収差の焦点位置補正値を保持する記憶手段と、
前記記憶手段から焦点位置補正値を取得する補正値取得手段と、
合焦時の光源に応じた焦点位置調整を行う調整手段と、
を有する焦点検出装置において、
前記補正値取得手段により取得した、第1の光源に対する焦点位置補正値に応じて、第2の光源に対する焦点位置補正値を算出する演算手段を有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
上記算出手段は、第1の光源に対する焦点位置補正値と、第1の光源の中心波長と、第2の光源の中心波長から、第２の光源に対する焦点位置補正値を算出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】
複数種類のレンズユニットを着脱可能であって、請求項２に記載の焦点検出装置を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記補正値取得手段は、装着されたレンズユニットから焦点位置補正値を取得することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
請求項２に記載の演算手段を有するレンズユニットと、請求項１に記載の焦点検出装置を有する撮像装置本体とからなることを特徴とする撮像システム。
【請求項６】
請求項２に記載の演算手段により算出される焦点位置補正値をルックアップテーブルとして有するレンズユニットと、請求項１に記載の焦点検出装置を有する撮像装置本体とからなることを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点検出装置に関し、特にオートフォーカス時の各種光源下でのピント精度の改善に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、多くの写真用カメラあるいはビデオカメラは、対物レンズ(撮影レンズ)の焦点を自動的に調節する自動焦点調節機能を内蔵している。
【０００３】
特に、厳しいピント精度が要求される一眼レフカメラには、位相差検出方式を用いた焦点検出装置が一般に用いられている。
【０００４】
位相差検出方式は、２結像レンズ（２次結像系）によって被写体像に関する一対の光量分布を光電変換素子(受光手段)の画素列（ラインセンサ列)で受け、両光量分布の相対的位置関係から対物レンズの焦点調節状態を検出する方式である。
【０００５】
位相差検出方式の焦点検出装置において、撮影レンズの収差に起因して、焦点検出装置の読み取る焦点位置と実際の撮影レンズの焦点位置（真の焦点位置）とが異なることがある。このため、これを補完するための焦点位置補正値が撮影レンズ毎に設けられている。
【０００６】
また、位相差検出方式を採用した焦点調節装置では、被写体光の波長成分に応じて色収差が発生するために、特定の光源下では焦点調節精度が劣化することが知られている。
【０００７】
このような問題に対処するために、たとえば特許文献1では被写体のコントラスト低下時に使用するLED赤外補助光を使用したときの焦点位置補正値を記憶している。
【０００８】
また特許文献2では光源色に基づく色収差の焦点位置補正値を記憶手段に記憶し、主に可視光域を測光する第1の測光手段と、主に可視光より長波長域を測光する第2の測光手段の出力差と光源色に基づく色収差の焦点位置補正値に応じて焦点調整を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭和６３−１８３１６号公報
【特許文献２】特開２００６−９８７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術で使用する焦点位置補正値は製造時の誤差により変動する。さらに製造誤差による光源色に基づく色収差の焦点位置補正値の誤差量は光源色ごとに異なることから、変動値は光源色毎に異なる。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、第1の光源色に基づく色収差の焦点位置補正値に応じて、第２の光源色に基づく色収差の焦点位置補正値を演算することを可能にした焦点検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、着脱可能なレンズユニットを通過した対の光束を用いた、一対の像信号の位相差に基づいて焦点ずれ量を検出する位相差焦点検出手段と、
光源色に基づく色収差の焦点位置補正値として保持する記憶手段と、
前記記憶手段から焦点位置補正値を取得する補正値取得手段と、
合焦時の光源に応じた焦点位置補正を行う調整手段と、
を有する焦点検出装置において、
前記補正値取得手段により取得した、第1の光源に対する焦点位置補正値に応じて、第2の光源に対する焦点位置補正値を算出する演算手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光源の種類による焦点位置ずれを高精度に抑制した焦点検出を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態にかかわる、一眼レフレックスカメラと該カメラに装着される撮影レンズとによって成るカメラシステムの概略構成図。
【図２】（Ａ）ある撮影レンズの、射出瞳面における撮影に使用する光束と焦点検出系で使用する光束（斜線）の違いイを表した概念図。（Ｂ）撮影レンズと焦点検出系の光束における焦点位置の違いを表した概念図。
【図３】ある撮影レンズの、光の波長に対するピント位置の変位を表す計算結果。
【図４】（Ａ）レンズの製造誤差により生じる波長に対するピント位置の変位を表す計算結果。（Ｂ）レンズの製造誤差により生じる波長に対するピント位置の変位を、設計値を基準として表した計算結果。
【図５】演算手段に使用するパラメータを表した説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態にかかわる、一眼レフレックスカメラと該カメラに装着される撮影レンズとによって成るオートフォーカスカメラシステムの概略構成を示す。
【００１７】
［実施例１］
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による、第２の光源に対する焦点位置補正値の算出手段について説明する。
【００１８】
図１において、着脱可能な撮影レンズ１の内部には撮影光学系２、撮影光学系を構成するレンズのすべて、もしくは一部を移動させ、焦点調整するための調整手段３、ＲＯＭ等の記憶手段４およびそれらを制御するためのレンズ制御手段５を含んでいる。
【００１９】
一方、６はカメラであり、内部には主ミラー７、焦点版８、ペンタプリズム９、接眼レンズ１０を有する。さらにサブミラー１１、位相差焦点検出手段１２、カメラ制御手段（演算手段）１３、補正値取得手段１４、撮影媒体としてフィルムまたは撮像素子１５を含んでいる。
【００２０】
撮影レンズ１およびカメラ本体６は接点１６を有し、互いに装着された状態では接点１６を介して情報の通信や電源の供給が行われる。
【００２１】
Ｌａは撮影レンズ１の光軸である。光軸Ｌａにそって入射する光束は半透過部を備える主ミラー７に達し、反射光と透過光の二つの光束に分割される。
【００２２】
反射光側には光軸Ｌａにそって焦点版８、ペンタプリズム９、接眼レンズ１０が配置され、これらの部材は焦点版８上に形成されたファインダー像の視認のためのファインダー系を構成する。
【００２３】
一方、主ミラー７の透過光側には光軸Ｌａにそって、可動のサブミラー１１、位相差焦点検出系１２が配置される。
【００２４】
自動焦点検出の際には、位相差焦点検出系１２からの出力に基づき、撮影レンズ１の内部に配置される駆動手段３により、撮影光学系を構成するレンズのすべて、もしくは一部が駆動され焦点状態が調節される。
【００２５】
位相差焦点検出手段１２は、２次結像ミラー１７、２次結像レンズ１８、焦点検出ラインセンサ１９、焦点検出回路等から構成されている。
【００２６】
この光束を用いて、被写体像に関して、２次結像レンズ１８により、水平方向、または垂直方向に２対以上を含む複数対の光量分布が形成される。
【００２７】
形成された複数対の光量分布の相対的な位置関係は複数対の焦点検出ラインセンサ１９により各々検出される。
【００２８】
位相差焦点検出系１２は焦点検出ラインセンサから２０の信号を用いて、撮影光学系２の焦点位置を検出し、その結果を焦点ずれ量として出力する。
【００２９】
本実施例は、撮影レンズ１の撮影光学系２の射出瞳１０１のうち、異なる領域１０２aと１０２ｂを通過した光束を用いて、公知の位相差検出を行っている。
【００３０】
図２（Ａ）は、撮影光学系２の射出瞳１０１における撮影光学系２が使用する光束範囲のうちの位相差焦点検出系１２で使用する光束範囲の概念図である。図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるそれぞれの光束に対応した焦点位置を示した概念図である。
【００３１】
図２（Ａ）において最大の円１０１が、撮影光学系２の射出瞳１０１を通過する全光束範囲であり、撮影光学系２で使用する光束範囲である。
【００３２】
図２（Ａ）において領域１０２aと１０２ｂは撮影光学系２の射出瞳１０１を通過する光束の中で、焦点検出系１２が使用する光束を示している。
【００３３】
図２（Ｂ）において、撮影光学系２の射出瞳１０１を通過する全光束が集光する焦点１０３と焦点検出系１２が使用する使用する光束１０２ａ、１０２ｂが集光する焦点１０４とは異なっている。このときの差分Δは撮影光学系２の収差が原因である。
【００３４】
撮影光学系には一般に球面収差が存在する。
【００３５】
このため、光軸からの高さが低い範囲の光束を使用する焦点検出系１２では、全光束を使用した撮影光学系の焦点位置と異なる位置を焦点位置（合焦検出値）であると判断してしまう。
【００３６】
この相違を解消するために、各撮影レンズやそれを用いるカメラは合焦誤差を補正するための焦点位置補正値を記憶しており、実測された合焦検出値を焦点位置補正値で補正した合焦値を用いている。
【００３７】
また、焦点検出の動作において、合焦精度を向上させるために、被写体が暗い場合、カメラ側から光を被写体に投光することがある。
【００３８】
このときに使用する光は、撮影構図への影響の回避から、可視域外の赤外光(波長６５０〜７５０ｎｍ)、例えば赤外発光ダイオードからの赤外光を使用している。
【００３９】
したがって、焦点検出系の光路中に使用する赤外カットフィルターは、撮影センサーの光入射に使用している赤外カットフィルターよりも長波長側の赤外光を透過させている。
【００４０】
撮影レンズの諸収差は、可視域（４００〜７００ｎｍ）で補正されるように設計がされている。このため、赤外域では収差が多く残存している。このため赤外域で検出された焦点位置は、可視域で選出された焦点位置と大きく異なってくる。
【００４１】
先に述べた例は赤外光についてであるが、波長ごとにこの焦点位置は異なる。
【００４２】
図３にはある撮影レンズの波長ごとの焦点位置の変位を示す。
【００４３】
図３に示したグラフの波長ごとの焦点位置はある撮影レンズの設計値から求められるグラフである。
【００４４】
しかしながら製造した個々の撮影レンズにおいては、製造誤差により波長に対する焦点位置は撮影レンズ個々によって異なる。
【００４５】
図４（Ａ）は製造誤差の異なる撮影レンズの焦点位置を示したグラフである。
【００４６】
横軸が波長であり、縦軸が各波長での焦点位置である。
【００４７】
それぞれのラインは、設計値、製造誤差レンズ１、製造誤差レンズ２の波長ごとの焦点位置を示している。
【００４８】
個々の撮影レンズの製造誤差により、波長ごとの焦点位置は基準の波長を中心に異なっており、また各波長での焦点位置誤差量も異なることが分かる。
【００４９】
図４（Ｂ）は各波長の焦点位置の設計値からの誤差量を示したグラフである。
【００５０】
それぞれのラインは図４（Ａ）の製造誤差レンズ１、製造誤差レンズ２に対応している。
横軸が波長であり、縦軸が各波長での設計値からの焦点位置誤差を表している。
【００５１】
このグラフからも、各波長の焦点位置誤差量は、基準の波長を中心にして変化しており、また各波長の誤差量が異なることが分かる。さらに各波長での焦点位置誤差量は、光源の波長と基準となる波長との差により決まることが分かる。
【００５２】
本実施例では、光源の波長と基準となる波長との差と焦点位置誤差量の関係を一次近似により求めている。
【００５３】
一次近似であることから、第２の光源に対する焦点位置補正値の誤差量を、第１の光源の焦点位置補正値の誤差量と、第１の光源の中心波長と、第２の光源の中心波長と、基準となる波長から演算することで、第２の波長の焦点位置補正値を算出している。
【００５４】
撮影レンズ１の記憶手段４には第１の光源に対する設計値の焦点位置補正値Δ１と、第２の光源に対する設計値の焦点位置補正値Δ２が記憶されている。また記憶手段４には実測された第１の光源対する焦点位置補正値Δ１ａまたは実測値と設計値の誤差δ１が記憶されている。
【００５５】
第２の光源に対する焦点位置補正値の誤差量の演算は、例えば下記数式１により行う。
【００５６】
ただし、δ２は第２の光源に対する焦点位置補正値の誤差量、δ１は第１の光源に対する、実測により求められる焦点位置補正値と設計値の焦点位置補正値の差分量、λdは基準となる波長、λ1は第１の光源の中心波長、λ2は第２の光源の中心波長である。
【００５７】
【数１】
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【００５８】
数式１で使用する波長により求まる係数は、撮影レンズ１の記憶手段４に記憶されている。この係数は第１の光源の波長と第２の光源の波長により決定される。
【００５９】
光源の違いにより、第２の光源に対する焦点位置補正値を使用して焦点調整を行う際には、カメラ本体６の演算手段７により第２の光源に対する焦点位置補正値の誤差量が算出され、この値を補正した第２の光源に対する焦点位置補正値が使用される。
【００６０】
誤差量を補正した焦点位置補正値２を使用して、合焦レンズの駆動量を算出し、撮影レンズ１の駆動装置３が合焦レンズを駆動させて合焦操作を行う。
【００６１】
本実施例において、撮影レンズ１の記憶手段４に記憶されている光源に対する焦点位置補正値は２つに限らず、２つ以上設けてもよく、すべての焦点位置補正値に対して、演算手段７で焦点位置補正値の誤差量を演算し、補正する。
【００６２】
以上のように、本実施例では、測定された第１の光源に対する焦点位置補正値の値から、第２の光源に対する焦点位置補正値の算出を行い、第２の焦点位置補正値を使用する際に、より精度の高い焦点調整が可能となる。
【００６３】
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】
【００６４】
１  撮影レンズ
２  撮影光学系
３  調整手段
４  記憶手段
５  レンズ制御手段
６  カメラ本体
７  主ミラー
１１  サブミラー
１２  位相差焦点検出手段
１３  カメラ制御手段（演算手段）
１４  補正値取得手段
１５  フィルムまたは撮像素子
１６  接点
１７  ２次結像ミラー
１８  二次結像レンズ
１９  焦点検出ラインセンサ
【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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