(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影画面上に設定された複数の焦点検出エリアについて、焦点検出データを検出する焦点検出手段と、
前記焦点検出データのうち基準とする焦点検出データとその他の焦点検出データとの差をオフセット値として記憶するオフセット記憶手段と、
外部からの操作入力に応じて、前記焦点検出手段による焦点検出データを検出するとともに、該焦点検出データに基づいて前記オフセット値を更新するオフセット更新手段と、
前記オフセット更新手段で更新されたオフセット値を用いて、前記焦点検出手段により検出される焦点検出データを較正する較正手段と、
を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記オフセット更新手段は、
撮影画面中央の焦点検出エリアにおける前記焦点検出データを基準とする
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の焦点検出装置を備えた
ことを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項３に記載のカメラにおいて、
異なる種類の撮影光学系を装着可能であり、
前記オフセット更新手段は、
前記撮影光学系に対応付けて、前記オフセット値を更新し、
前記較正手段は、較正時における前記撮影光学系に対応する前記オフセット値を選択して、前記焦点検出手段により検出される焦点検出データを較正する
ことを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項３に記載のカメラの焦点検出装置を較正するための較正方法であって、
撮影光学系の撮影光軸に対して垂直な平面、もしくは前記焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に前記撮影光学系を向け、
前記オフセット更新手段に対し前記操作入力を与える
ことを特徴とする較正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラその他の光学機器に搭載される焦点検出装置およびその較正方法に関し、特に、操作者が適宜に焦点検出データの較正を行うことができる焦点検出装置とその較正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数の焦点検出エリアについて、デフォーカス量その他の焦点検出データを検出する焦点検出装置が知られている。
この種の焦点検出装置では、撮影光学系の諸収差の影響により、個々の焦点検出エリアにおいて検出された焦点検出データは一様に揃わず、若干の検出バラツキが生じる。
【０００３】
そこで、一部の撮影光学系では、鏡筒内部にレンズ情報の記憶部を設け、この記憶部に、撮影光学系の種別ごとに固有の補正データを記憶している。
焦点検出装置側では、この補正データを撮影光学系側から読み出して、焦点検出データを較正する。
したがって、従来の焦点検出装置では、撮影光学系の種別ごとに生じる検出バラツキを適度に除去することができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、撮影光学系のレンズ情報内に記憶される補正データは、光路計算やサンプル測定などに基づいて決定されるケースが多い。したがって、補正データの値は、撮影光学系が設計通りに製造されていることを前提としている。
そのため、撮影光学系を構成するレンズ群が偏心したり傾斜すると、焦点検出データを完全に較正することができない。その結果、複数の焦点検出エリア間に検出バラツキが、残存する。
【０００５】
このような撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキは、どの構成レンズがどのように変位しているかにより、複雑かつ多様に変化する。
そのため、この種の検出バラツキを焦点検出データから厳密に除去できないという問題点があった。
さらに、撮影光学系を構成するレンズ群の取り付け位置が経年変化すると、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキがさらに拡大するという問題点もあった。
【０００６】
このような個体差に起因する検出バラツキがある程度以上に大きくなると、合焦精度が低減して最良像面が得られない。そのため、このような検出バラツキに対する厳密な較正が強く望まれていた。
そこで、請求項１に記載の焦点検出装置では、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキを焦点検出データから簡便に除去することができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
請求項２に記載の焦点検出装置では、請求項１の目的と併せて、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキを焦点検出データから正確に除去することができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
請求項４に記載のカメラ（焦点検出装置）では、請求項１の目的と併せて、複数の撮影光学系を交換使用する場合に好適な焦点検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明の焦点検出装置では、請求項１の目的と併せて、操作者が焦点検出データを意図的に補正して、独自の焦点調節を行う場合に好適な焦点検出装置を提供することを目的とする。
請求項５に記載の較正方法は、請求項３に記載のカメラ（焦点検出装置）を簡便かつ的確に較正する較正方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、撮影画面上に設定された複数の焦点検出エリアについて、焦点検出データを検出する焦点検出手段１と、焦点検出データのうち基準とする焦点検出データとその他の焦点検出データとの差をオフセット値として記憶するオフセット記憶手段２と、外部からの操作入力に応じて、焦点検出手段による焦点検出データを検出するとともに、該焦点検出データに基づいてオフセット値を更新するオフセット更新手段と、オフセット更新手段で更新されたオフセット値を用いて、焦点検出手段１により検出される焦点検出データを較正する較正手段３とを備えて構成する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、オフセット更新手段は、撮影画面中央の焦点検出エリアにおける焦点検出データを基準とすることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載のカメラは、請求項１または請求項２に記載の焦点検出装置を備えたことを特徴とする。
請求項４に記載のカメラは、請求項３に記載のカメラにおいて、異なる種類の撮影光学系を装着可能であり、オフセット更新手段は、撮影光学系に対応付けて、オフセット値を更新し、較正手段は、較正時における撮影光学系に対応するオフセット値を選択して、焦点検出手段により検出される焦点検出データを較正することを特徴とする。
図３は、請求項５に記載の発明に対応する流れ図である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のカメラを較正するための較正方法であって、撮影光学系の撮影光軸に対して垂直な平面、もしくは焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に撮影光学系を向けるステップと（図３Ｓ１，Ｓ３）、オフセット更新手段に対し操作入力を与えるステップと（図３Ｓ２，Ｓ４）を包含する。
【００１３】
（作用）
請求項１にかかわる焦点検出装置では、オフセット更新手段が、外部からの操作入力に応答して、複数箇所の焦点検出データを取り込む。
オフセット更新手段は、これらの焦点検出データの間で、基準とする焦点検出データとその他の焦点検出データとの差（オフセット値）を算出する。
【００１４】
このように算出されたオフセット値は、焦点検出データの検出バラツキを示す実測値であり、実際に使用している撮影光学系の個体差を直接反映する。
較正手段３は、これらのオフセット値を用いて、焦点検出データを較正することにより、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキを除去する。
請求項２にかかわる焦点検出装置では、基準の焦点検出データとして、撮影画面中央の焦点検出データを使用する。
【００１５】
通常、光軸外の焦点検出データは、撮影光学系の軸外収差（像面歪曲など）の影響を鋭敏に反映するため、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキが大きく生じやすい。また、同様の理由から、光軸外では、検出バラツキの経年変化が大きく生じやすい。
一方、光軸近傍の焦点検出データは、軸外収差の影響などを受けないため、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキは小さい。また、同様の理由から、光軸近傍では、検出バラツキの経年変化も小さい。
【００１６】
したがって、本発明のように、撮影画面中央（光軸近傍）の焦点検出データを基準とすると、この基準自体が大きく変化しないので、オフセット値は比較的に安定した値となる。
そのため、オフセット値の記憶時から長期間にわたって、焦点検出データを正確に較正することが可能となる。
【００１８】
また、本発明にかかわる焦点検出装置では、初期化手段が、外部からの初期化入力に応じて、オフセット更新手段に更新されたオフセット値を初期化する。
したがって、操作者は、特異な焦点検出データの較正を一時的に実行した後に、速やかにそのオフセット値を消去することが可能となる。
請求項３にかかわるカメラは、請求項１または請求項２に記載の焦点検出装置を備える。
請求項４にかかわるカメラでは、オフセット更新手段が、記憶時における撮影光学系と対応付けて、オフセット記憶手段のオフセット値を更新する。
較正手段３は、較正時における撮影光学系と対応するオフセット値を用いて、焦点検出データの較正を行う。
したがって、個々の撮影光学系に従って、焦点検出データを適正に較正することができる。
請求項５にかかわる較正方法では、まず、撮影光学系の撮影光軸に対して垂直な平面、もしくは焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に撮影光学系を向ける。
【００１９】
次に、オフセット更新手段に対し操作入力を与えることにより、この時点における検出バラツキをオフセット値として記憶する。
ここで、カメラを撮影光軸に対して垂直な平面に向けた場合、平面を基準とした通常の較正が行われる。
一方、カメラを、焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に向けた場合、操作者独自の較正を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
図４は、実施形態を示す図である。
図４において、カメラボディ１１の前面には鏡筒１２が取り付けられ、鏡筒１２の内部には撮影光学系１３が配置される。
【００２１】
撮影光学系１３の光軸上には、ミラー１４およびサブミラー１５が順に配置され、サブミラー１５の反射方向には焦点検出部１６が配置される。この焦点検出部１６の光電出力は、Ａ／Ｄ変換部１７を介してマイクロプロセッサ１８に接続される。
このマイクロプロセッサ１８のＰＷＭ（パルス幅変調）出力は、ドライブ回路を介してモータ１９に接続され、モータ１９の駆動力は、鏡筒１２内のレンズ駆動機構２０に伝達される。このレンズ駆動機構２０は、撮影光学系１３の焦点調節用レンズ群を前後に繰り出す。
【００２２】
モータ１９の駆動軸には、回転数を検出するエンコーダ２１が設置され、エンコーダ２１のパルス出力は、マイクロプロセッサ１８に接続される。
このマイクロプロセッサ１８には、レリーズ釦２２，設定釦２３，解除釦２４および記憶部２５が各々接続される。
上記の設定釦２３は、デフォーカス量の較正に使用するオフセット値を取り込む際に操作する操作部材である。
【００２３】
また、上記の解除釦２４は、これらのオフセット値を初期化する際に操作する操作部材である。
マイクロプロセッサ１８の通信端子は、レンズマウント部を介してレンズデータ記憶部２６に接続される。
図５は、焦点検出部１６の内部構成を示す分解斜視図である。
【００２４】
図５において、焦点検出部１６の上面には、レンズホルダ部５１が設けられ、レンズホルダ部５１にコンデンサレンズ５２が嵌合される。
このコンデンサレンズ５２の上面には、遮光板５３が配置され、遮光板５３には、焦点検出エリアの配置に合わせて視野マスク５３ａ〜ｅが穿孔される。この遮光板５３の上面には、赤外光を遮る赤外カットフィルタ５４が配置される。
【００２５】
また、コンデンサレンズ５２の直下にはミラー５５が斜めに配置され、ミラー５５の反射軸に沿って、絞り板５７，レンズ板５８およびイメージセンサ５９が順に配置される。イメージセンサ５９の光電出力は、Ａ／Ｄ変換部１７を介してマイクロプロセッサ１８に接続される。
さらに、上記の絞り板５７には、焦点検出エリアの配置に合わせて一対の開口部からなる絞りマスク５７ａ〜ｅがそれぞれ穿孔され、また、レンズ板５８には、焦点検出エリアの配置に合わせて一対の結像レンズからなるセパレータレンズ５８ａ〜ｅが一体に成形される。
【００２６】
また、イメージセンサ５９の受光面には、焦点検出エリアの配置に合わせて一対の受光素子列からなる受光部５９ａ〜ｅがそれぞれ形成される。
【００２７】
図６は、本実施形態の動作を説明する流れ図である。
以下、これらの図を用いて、本実施形態の動作を説明する。
【００２８】
まず、撮影光学系１３の透過光は、ミラー１４の透過部を通過した後、サブミラー１５に反射されて、焦点検出部１６内の遮光板５３近傍に結像する。
遮光板５３は、視野マスク５３ａ〜ｅを介して焦点検出エリア以外の光を遮蔽する。このようにして遮光板５３を通過した光束は、コンデンサレンズ５２およびミラー５５を介して、絞り板５７に到達する。
【００２９】
絞り板５７では、絞りマスク５７ａ〜ｅを介して光束が個別に瞳分割される。これらの分割光束は、セパレータレンズ５８ａ〜ｅを介して個別にアオリ結像され、イメージセンサ５９の受光面に複数対の光像を形成する。
このような状態において、設定釦２３が押されると（図６Ｓ１）、マイクロプロセッサ１８は、まず、レンズデータ記憶部２６とのデータ通信を行って、撮影光学系１３のＩＤデータを取得する（図６Ｓ２）。
【００３０】
次に、マイクロプロセッサ１８は、イメージセンサ５９から光電出力を順次取り込む。マイクロプロセッサ１８は、この光電出力に対して公知の相関演算を施し、焦点検出エリアごとのデフォーカス量Ｄａ〜Ｄｅを算出する（図６Ｓ３）。
ここで、マイクロプロセッサ１８は、中央部のデフォーカス量Ｄｃとその他のデフォーカス量とのオフセット値Ｍ１〜Ｍ４を次のように算出する（図６Ｓ４）。
【００３１】
Ｍ１＝Ｄａ−Ｄｃ      ・・・（１）
Ｍ２＝Ｄｂ−Ｄｃ      ・・・（２）
Ｍ３＝Ｄｄ−Ｄｃ      ・・・（３）
Ｍ４＝Ｄｅ−Ｄｃ      ・・・（４）
マイクロプロセッサ１８は、このオフセット値Ｍ１〜Ｍ４を撮影光学系１３のＩＤデータと対応付けて記憶部２５に記憶する（図６Ｓ４）。
【００３２】
上記の動作により、オフセット値Ｍ１〜Ｍ４の記憶が完了する。
この場合、操作者が、撮影光学系１３を、撮影光軸に対して垂直な平面に向けた状態で、設定釦２３を操作すると、平面を基準にしたオフセット値Ｍ１〜Ｍ４が記憶される。
一方、レリーズ釦２２が半押しされると（図６Ｓ６）、マイクロプロセッサ１８は、まず、レンズデータ記憶部２６とのデータ通信を行って、撮影光学系１３のＩＤデータを取得する（図６Ｓ７）。
【００３３】
ここで、マイクロプロセッサ１８は、このＩＤデータと対応するオフセット値を記憶部２５から読み出す（図６Ｓ８）。
次に、マイクロプロセッサ１８は、イメージセンサ５９から光電出力を順次取り込む。マイクロプロセッサ１８は、この光電出力に対して公知の相関演算を施し、焦点検出エリアごとのデフォーカス量Ｄａ〜Ｄｅを算出する（図６Ｓ９）。
【００３４】
ここで、マイクロプロセッサ１８は、デフォーカス量Ｄａ〜Ｄｅから、オフセット値Ｍ１〜Ｍ４をそれぞれ減算することにより、
Ｄａ′＝Ｄａ−Ｍ１    ・・・（５）
Ｄｂ′＝Ｄｂ−Ｍ２    ・・・（６）
Ｄｃ′＝Ｄｃ          ・・・（７）
Ｄｄ′＝Ｄｄ−Ｍ３    ・・・（８）
Ｄｅ′＝Ｄｅ−Ｍ４    ・・・（９）
を算出し、較正後のデフォーカス量Ｄａ′〜Ｄｅ′を求める（図６Ｓ１０）。
【００３５】
マイクロプロセッサ１８は、この較正後のデフォーカス量Ｄａ′〜Ｄｅ′に基づいて、公知の焦点制御を実行する（図６Ｓ１１）。
上記の動作により、デフォーカス量の較正が実行される。
さらに、解除釦２４が押されると（図６Ｓ１２）、マイクロプロセッサ１８は、記憶部２５に記憶されたオフセット値を初期化する（図６Ｓ１３）。
【００３６】
以上説明した動作により、本実施形態の焦点検出装置では、撮影光学系１３の個体差を反映したオフセット値に基づいて焦点検出データが較正される。そのため、撮影光学系１３の個体差に起因する検出バラツキを的確に較正することができる。
また、オフセット値の記憶を適時に更新することにより、検出バラツキの経年変化を確実に除去することもできる。
【００３７】
さらに、撮影画面中央の焦点検出データを基準にしてオフセット値を算出するので、比較的安定したオフセット値を得ることができる。そのため、オフセット値の記憶時から長期間にわたって、焦点検出データを正確に較正することができる。
【００３８】
また、撮影光学系１３のＩＤデータに応じてオフセット値を選択するので、撮影光学系１３に適したデータ較正を行うことができる。
なお、上述した実施形態では、撮影光軸に対して垂直な平面に撮影光学系１３を向けた状態で、オフセット値の記憶を行っているが、そのような較正方法に限定されるものではない。例えば、撮影光学系１３を、焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に向けた状態で、オフセット値の記憶を行ってもよい。このような較正方法では、操作者が撮影意図などに基づいて、焦点検出データを独自に較正することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、撮影光学系の個体差を直接反映したオフセット値を用いて、焦点検出データを較正する。
したがって、撮影光学系の個体差に起因する検出バラツキを焦点検出データから確実かつ簡便に除去することができる。
【００４０】
また、随時にオフセット値の記憶を更新することにより、検出バラツキの経年変化を確実かつ簡便に除去することができる。
請求項２に記載の発明では、撮影画面中央の焦点検出データを基準にしてオフセット値を算出する。
この撮影画面中央（光軸近傍）の焦点検出データは、軸外収差の影響を受けないため、長期間にわたって正確で安定した値となる。請求項２に記載の発明では、このように正確かつ安定した値を基準にするので、比較的安定したオフセット値を得ることができる。
【００４１】
そのため、オフセット値の記憶時から長期間にわたって、焦点検出データを正確に較正することができる。
請求項４に記載の発明では、撮影光学系に応じてオフセット値を選択し、焦点検出データの較正に使用する。
【００４２】
したがって、複数の撮影光学系を交換使用する場合、装着中の撮影光学系に適したデータ較正を行うことができる。
また、本発明では、初期化手段を備えているので、操作者が特異な焦点検出データの較正を一時的に実行した場合も、速やかにそのオフセット値を消去することができる。
【００４３】
請求項５に記載の較正方法では、撮影光軸に対して垂直な平面、もしくは焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に撮影光学系を向けた状態で、オフセット値の記憶を行う。
したがって、撮影光学系を、撮影光軸に対して垂直な平面に向けた場合には、平面を基準にした通常の較正を行うことができる。
【００４４】
一方、撮影光学系を、焦点検出データを意図的に補正する際に基準とする撮影対象に向けた場合には、操作者独自の較正を行うことができる。
以上説明したように、本発明を適用したカメラシステムでは、操作者が簡便かつ適宜に焦点検出データを較正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  原理ブロック図である。
【図２】  原理ブロック図である。
【図３】  較正方法の流れ図である。
【図４】  実施形態を示す図である。
【図５】  焦点検出部１６の内部構成を示す分解斜視図である。
【図６】  本実施形態の動作を説明する流れ図である。
【図１】
0004211064.tif 000002
【図２】
0004211064.tif 000003
【図３】
0004211064.tif 000004
【図４】
0004211064.tif 000005
【図５】
0004211064.tif 000006
【図６】
0004211064.tif 000007