(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しながら、撮像素子の像面座標による光学像の色ずれを軽減することを可能にした撮像装置を提供すること。【解決手段】対物レンズによる像を異なった複数の分光特性を持つ撮像素子で撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、該対物レンズと該焦点検出手段が含まれる光路中に挿抜可能な光学素子と、該対物レンズの状態を検出する対物レンズ状態検出手段と、該対物レンズ状態検出手段で得られるレンズ状態で決定する該撮像素子の受光面内位置で異なる光量補正量に関する情報を記憶する記憶手段とを持ち、該焦点検出手段と該光量補正量を用いて該光学素子挿入時の撮影画像を補正することを特徴とすることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズによって生成される像を互いに異なった複数の波長領域に感度を持つ撮像素子で撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、
該対物レンズの光路中にある該対物レンズの光軸に対して回転非対称な光学素子と、
該対物レンズの撮像条件に関する情報を取得する手段と、
該撮像条件で決定する該対物レンズの光軸に対して非対称な光量補正係数を記憶する記憶手段とを持ち、
複数の異なった分光の該光量補正係数を用いて撮影画像を補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像状態は射出瞳距離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】
前記撮像状態はＦ値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４】
前記補正された撮影画像をもちいて、露出制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記補正された撮影画像をもちいて、焦点検出を行う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、撮像装置に関し、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4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）。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、同時に撮像素子で常時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】特開平１１−２９５８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、実際にはハーフミラーは全波長で一様ではない分光透過率を持つ。これにより、ハーフミラーが撮像光学系光路中に入っているかどうかで、撮像素子に形成される光学像の色が異なる。
【０００５】
また、ハーフミラーを透過し撮像素子に入射する光は、撮像素子の結像座標によって異なった入射角をもつ。ハーフミラーは光学薄膜で反射率を制御している。光線の入射角度が変わると、膜の中の光線の通る長さが変化するため、入射角、波長ごとに透過率が変化し、撮像素子の像面座標によって光学像の色が異なってしまう。撮影画像から色がずれてしまうと画像を用いて算出を行うＡＦ、ＡＥ、ＡＷＢが誤差を持ってしまう。
【０００６】
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しながら、撮像素子の像面座標による光学像の色ずれを軽減することを可能にした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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
対物レンズによって生成される像を互いに異なった複数の波長領域に感度を持つ撮像素子で撮像し、撮像した像に対応する画像信号を出力する撮像部と、該対物レンズの光路中にある該対物レンズの光軸に対して回転非対称な光学素子と、該対物レンズの撮像条件に関する情報を取得する手段と、該撮像条件で決定する該対物レンズの光軸に対して非対称な光量補正係数を記憶する記憶手段とを持ち、複数の異なった分光の該光量補正係数を用いて撮影画像を補正することを特徴とする撮像装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
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しながら、光学像の色ずれを補正し、光学像を用いた計測の誤差を低減することを可能にした撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に最適な実施例の形態を示す図である。
【図２】本発明の実施例におけるハーフミラーの分光透過率の一例とその入射角依存を示した図である。
【図３】本発明の実施例における撮像素子の分光感度の一例である。
【図４】本発明の実施例におけるハーフミラーを考慮した撮像素子の分光感度の一例である。
【図５】本発明の実施例における撮像素子の出力と入射角の関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例における撮像素子の出力の補正値のテーブルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
図１は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の概略図である。
【実施例】
【００１２】
以下、図１を参照して、本発明の実施例による、撮像装置について説明する。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
ファインダー光学系５は、上記撮影光学系３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。
【００１７】
ハーフミラー４を透過した光束の光路上、または該ミラー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３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。
【００１８】
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。このデジタル信号は、被写体までの距離を算出して撮像光学系３の合焦位置を決定するための合焦位置検出手段たるオートフォーカス（ＡＦ）回路１０１と、被写体の輝度を算出して露出値を決定するための露出制御手段を構成する自動露出制御（ＡＥ）回路１０２と、被写体のホワイトバランス値を算出して決定するためのホワイトバランス制御手段を構成するオートホワイトバランス（ＡＷＢ）回路１０３とに各入力され、所定のデータやプログラムライン等に基づいてこれらのＡＦ値，ＡＥ値，ＡＷＢ値を評価し、それらが適切な値であるか否かを判断して、その結果に応じて必要な補正を各回路に行わせるべく制御を行うようになっている。
【００１９】
すなわち、上記ＡＦ回路１０１から得たＡＦ値により焦点位置を調節する必要があると判断した場合には、フォーカスレンズを移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。
【００２０】
しかし、分光透過率が異なると合焦位置が異なるため、像高が異なると合焦位置が異なる。
【００２１】
また、上記ＡＥ回路１０２から得たＡＥ値により露出を調節する必要があると判断した場合には、適切な絞り量に調整させるとともに、上記撮像素子９による電荷蓄積時間を制御させることによりいわゆる素子シャッタのシャッタ時間を調整させ、あるいは撮像信号のゲインを調整させている。
【００２２】
さらに、上記ＡＷＢ回路１０３から得たＡＷＢ値によりホワイトバランスを調節する必要があると判断した場合には、各色の増幅率を異ならせる等によりカラーバランスを調整させている。
【００２３】
その際撮像素子９の画像信号を用いるが、そのまま用いれば、ハーフミラー４の分光透過率により本来の分光強度比からずれる。すると、ＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢのすべての出力値が誤差を持つ可能性がある。それを防ぐために、本実施例では、撮像装置９にハーフミラー４の透過率に関する情報を記述し、それを用いて撮像素子９から得られる画像信号情報を補正する。これにより、ハーフミラー４の分光透過率による画像信号情報の色ずれを低減することができる。
【００２４】
以下に具体的な内容を記述する。
【００２５】
図２はハーフミラー４の分光透過率の入射角依存性一例を示した図である。
【００２６】
撮像光学系３の光軸上を進んできた光は、ハーフミラーには４５°で入射するため、短点線で示された分光透過率を示す。この分光透過率をみると、ハーフミラー４では、可視光波長量域でほぼ均一な分光透過率を示している。
【００２７】
しかし、紫外、赤外領域においては通常の撮影には影響がないため、透過率は均一ではなくなっている。また、入射角が３０°になると実線、入射角が６０°になると長点線のような分光透過率を示す。入射角度が大きくなると、膜の透過距離が増加するため、分光透過率は長波長側に、入射角度が浅くなると分光透過率は短波長側にシフトする。入射角度が異なると３０°から６０°の範囲では透過率が同一波長で最大１０％以上異なり、透過光量にして２０％ほど変化する。 
【００２８】
また図３は撮像素子９の分光感度の一例である。
【００２９】
赤、緑、青に感度を持つ素子をここでは考える。この撮像素子９とハーフミラー４を用いたとき、二つをあわせた総合の分光感度は図４のようになる。ハーフミラー４の分光透過率が入射角によって図２のように変化すると、赤、緑、青の出力は図４の様に変化する。入射角が４５度より小さいと短波長側の青の出力が４５°入射のときより弱くなり、入射角が４５°より大きいと長波長側の赤の出力が４５°入射のときより弱くなる。緑の出力は今回の撮像素子９とハーフミラー４の組み合わせではあまり変化しない。
【００３０】
ここで白色の被写体を撮影したときを考える。この時の赤、緑、青の画像信号の強度比は図４のグラフを波長で積分した値の比となる。これより算出された入射角と赤、緑、青の出力の関係を示したのが図５である。このグラフは入射角４５度のときの出力を１としたときの出力と入射角の関係を示している。緑の画像信号の強度は角度によって変化はほとんどない。しかし、前述したように４５°より入射角が大きいと青の出力は小さく、赤は大きくなる。また、４５°より小さいと青が大きくなり、赤が小さくなる。
【００３１】
ここで３０°、４５°、６０°で入射したときの赤の出力をそれぞれＲ３０、Ｒ４５、Ｒ６０、３０°、４５°、６０°で入射したときの緑の出力をそれぞれＧ３０、Ｇ４５、Ｇ６０、３０°、４５°、６０°で入射したときの青の出力をそれぞれＢ３０、Ｂ４５、Ｂ６０、としたとき、３０°で入射した光は、４５°入射の光に対して赤がＲ３０／Ｒ４５倍、緑がＧ３０／Ｇ４５倍、青がＢ３０／Ｂ４５倍、となる。また６０°で入射した光は、４５°入射の光に対して赤がＲ６０／Ｒ４５倍、赤がＧ６０／Ｇ４５、青がＢ６０／Ｂ４５倍となる。これを補正するためにそれぞれの逆数をかける。すると、全ての像高において４５°入射のときと輝度値は同等になる。こうすることにより、ハーフミラー４への像高による色差を低減することができる。
【００３２】
ハーフミラー４への入射角度は焦点距離や物体距離、Ｆ値などの撮像状態が変わった場合で異なる。そこでカメラ装置１は撮影光学系３の撮像状態と像高によって異なった補正係数を用いる必要がある。図６は補正係数の一例である。ここでは瞳距離とＦ値と像高毎の補正係数テーブルを示すが、その他の撮像状態（焦点距離、物体距離など）についてのテーブルを持ってもよい。カメラ装置１とレンズ装置２が通信を行うことによって、カメラ装置１は撮像光学系３の撮像状態（瞳距離、Ｆ値）の情報を取得する。取得した撮像状態から適合する補正係数を選択する。たとえば、Ｆ２．８で瞳距離がＰ１、像高がｈ１のときは、補正係数に赤にはＲ２８＿１、青にはＢ２８＿１を使用して輝度値を補正する。また、このテーブルはレンズ装置２が所持してもよい。
【００３３】
また、データは焦点距離、瞳距離などの撮像情報と撮像素子９上の座標の関数の係数として所持してもよい。その際、カメラ装置１もしくはレンズ装置２で関数の係数、撮像状態および撮像素子９上の座標から補正係数を算出してもよい。
【００３４】
また、カメラ装置２がデータを所持する際、ハーフミラーの製造誤差による分光透過率の変動に関する情報をもってもよい。
【００３５】
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。
【００３６】
ハーフミラーを備えた撮像装置において、画像を用いた各種測定における誤差を低減することができる。
【符号の説明】
【００３７】
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
【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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【図６】
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