JP2007233058A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 照明光源の違いによって発生するピントぼけを防止することを課題とする。
【解決手段】 撮像レンズを通過した被写体からの光を受光して焦点検出情報を出力する検出手段と、少なくとも前記検出手段により受光される光束と同一視野の光束を含む光束のうち、第１の波長域の光束よりも長波側の第２の波長域の光束を測光する測光手段と、前記測光手段の出力結果に応じて前記焦点検出情報を変更し焦点調節動作を切り換える制御手段とをすることを特徴とする光学装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は被写体光を測光する技術と、被写体に対して撮像レンズの焦点を調節する技術に関するものである。

従来より、一対の受光素子列に結像する一対の像の位置関係から測定対象の焦点を検出し、その検出結果に応じて撮像レンズを駆動し、撮像被写体像の焦点調節を行う、いわゆる位相差ＡＦ（オートフォーカス）方式の自動焦点調節装置が開示されている。

位相差ＡＦ方式の焦点調節装置では、撮像被写体を照明する光源、例えば蛍光灯や白熱灯の出す光の波長に応じて、焦点調節装置を構成する光学系の収差のために受光素子に結像する像の位置は異なってくる。そのため照明光源によっては撮像被写体像のピントがぼけるという問題が存在している。

この問題に対して特許文献１では、赤外光に対して収差補正することにより、精度の高い焦点調節を可能とする技術が開示されている。

また特許文献２は、自然光以外の人工光源下でも、合焦精度が良く、且つ安価な自動焦点調節装置を提供することを課題としている。そして、赤外光による収差を補正することにより精度の良い焦点調節を実現することが開示されている。特許文献２では、この発明を実現するためのカメラのレイアウトとして、カメラの遠隔操作を行うためのリモコン信号を受光するリモコンセンサを、被写界の赤外光を検出する測光手段としている。これにより部品点数の削減も図ることが可能となっている。
特公平１−０４５８８３号公報 特開２０００−２９２６８２号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載された技術では、赤外光を検出する受光部が撮像レンズを通過した被写体からの光の光軸中心上にない。このため、視差が発生して精度のよい測光が行えなかった。したがって、照明光源の差によるピントぼけが防げず合焦位置の補正が正確に行えなかった。また、上述した特許文献２に記載された装置においては、リモコンセンサは撮影被写界を含めた広範囲な領域の赤外光を測光していることになる。このため、実際に焦点検出を行うべき撮影被写界の領域の光について、赤外光成分が多いのか少ないのかを判定することは困難であった。このため光源の判別が正確に行えず、ピントぼけが発生してしまうことがあった。

本発明はこのような問題に鑑みなされたものであり、照明光源の違いによって発生するピントぼけを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の光学装置は、撮像レンズを通過した被写体からの光を受光して焦点検出情報を出力する検出手段と、少なくとも前記検出手段により受光される光束と同一視野の光束を含む光束のうち、第１の波長域の光束よりも長波側の第２の波長域の光束を測光する測光手段と、前記測光手段の出力結果に応じて前記焦点検出情報を変更し焦点調節動作を切り換える制御手段とをすることを特徴とする。

本発明によれば、光源の違いに起因するピントぼけを防止でき高精度の焦点調節ができる。

以下、必要に応じて図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態におけるカメラ（光学装置）の概略構成を示す図である。

同図において、１０１はＣＰＵ（中央演算処理装置）であり、カメラの動作はこのＣＰＵ１０１により制御される。

１０５は撮像レンズであり、撮影被写界光を撮像素子であるＣＣＤ１０６上に結像させている。１０２は撮像レンズからＣＣＤ１０６に到達する撮影被写界の光量を制御するシャッタである。また、撮影被写界光（被写体光）はその一部が半透過主ミラー１２１、サブミラー１２２によって、１２３、１２４、１１９からなる位相差方式焦点検出ユニットに導かれる。そして、位相差方式焦点検出ユニットにより撮像レンズ１０５で結像された被写界光のピントがＣＣＤ１０６の受光面に対してどの方向に、どれ位ずれているか、いわゆるデフォーカス量として検出することができる。ここで１２３はフィールドレンズ、１２４は２次結像レンズ、１１９は焦点検出用のＣＣＤラインセンサである。実際には図３に示すファインダ画面上３つの領域１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの焦点検出が可能となっている。ただしこれらの３つの領域は、ファインダ視野上では通常見ることはできず、後述のスーパーインポーズ表示機能により、合焦に至った焦点検出領域が光ることで被写界のピント位置を撮影者に知らしめることができる。上記検出されたデフォーカス量に対して、撮像レンズ本体のレンズ駆動敏感度（レンズ固有の制御の細かさ）を考慮し、ＣＰＵ１０１は図１の撮像レンズ駆動制御部１２５に撮像レンズの駆動させるための駆動量パルスを送る。そして、撮像レンズ駆動制御部１２５は送られてきたパルスに応じてパルスモータを駆動させ、撮像レンズ１０５を合焦位置に駆動させることで自動焦点調節を行うことができる（焦点調節手段）。

１２８は撮像レンズ１０５のＣＣＤ１０６結像面と等価の結像面に置かれたピント板（光学部材）である。ピント板１２８は、ファインダ光学系における被写体像の予定結像面近傍にあり光拡散作用を有する。そして、ピント板１２８に結像した被写界像（被写体像）をペンタプリズム１２７、接眼レンズ１２６を通じて見ることのできるＴＴＬ方式の光学ファインダ構成となっている。ここで１３０は、撮影被写界の可視光の輝度を測定する可視光測光センサである。ピント板１２８の一次結像面にはマット部（不図示）が構成されている。マット部で光軸方向以外にも拡散成分を有するようになった被写界像は、ペンタプリズム１２７、結像レンズ１ １２９、反射ミラー１３４、視感度フィルタ１３３を通じてファインダ光路外で可視光測光センサ１３０上に結像している。また、ペンタプリズム１２７は２つの反射面のなす角が９０°で作られるダハ面（ルーフミラー面）と、左右の側壁、ファインダ光の射出面により構成されている。

また可視光測光センサ１３０は、縦×横、各々３×５に分割された受光領域を有している。図３に示すようにカメラのファインダ視野（被写界領域）の主要領域を３×５の領域に分割して、人間の視感度に合わせた波長にて測光することができるように構成されている（可視光測光手段）。ただし図３の３×５の分割線は模式的に書いたものであり、実際に撮影者は見ることはできない。

一方、ピント板１２８の一次結像面であるマット部に結像した被写界光は、被写体像を観察するファインダへと導かれ、撮影者の目に到達する。よって、光学部材であるピント板１２８のマット部とペンタプリズム１２７を通った光束は、ファインダ光路中とファインダ光路外へ導かれることになる。

なお、ペンタプリズム１２７から射出された被写界光は、波長選択性光分割素子であるダイクロミラー１３２によってその赤外成分が反射され、該赤外成分を除いた可視波長成分のみがダイクロミラー１３２を透過する構成となっている。そして、ダイクロミラー１３２を透過した可視波長成分は、接眼レンズ１２６を通じて撮影者の眼にファインダ像として結像する。ダイクロミラー１３２は、ペンタプリズム１２７と接眼レンズ１２６の途中に配置されている。一方、ダイクロミラー１３２によって反射された被写界光の赤外成分は、結像レンズ２ １３７を通じて赤外光測光センサ１３１上に結像されることで被写界の赤外輝度が測定可能となる（赤外光測光手段）。赤外光測光センサ１３１は、上記可視光測光センサ１３０と全く同じセンサを用いているため、上記可視光測光手段と赤外光測光手段はほぼ同一の被写界領域に対して各々３×５個の可視光輝度情報と赤外光輝度情報を得ることが可能となる。

また、本実施の形態のカメラは、カメラの状態表示をファインダ内で行うスーパーインポーズ表示機能を有している。スーパーインポーズ用のＬＥＤアレイ１３６の光が投光レンズ１３５を通じて投光され、ダイクロミラー１３２で反射し、撮影者の眼にＬＥＤアレイ１３６のチップ発光像が結像することで、ファインダ像と同時にカメラの状態を表示することが可能である。ここでカメラの状態とは、図３のファインダ画面上３つの領域１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃにおける焦点検出状態（つまり合焦状態）を表示することである。ＬＥＤアレイ１３６は該画面上３つの領域１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃに対応して３つの発光チップを有している。ＬＥＤアレイ１３６は、撮像レンズが合焦に至った焦点検出位置に対応したＬＥＤチップが赤く光ることで撮影者にファインダ被写界上のどこにピントが合っているかを示す。つまり、スーパーインポーズ表示機能とは、被写体像と合焦状態を重ね合わせて表示する機能のことである。

図４ａはダイクロミラー１３２の表面に蒸着されているダイクロコートの分光反射率、視感度フィルタ１３３の分光透過率、及び可視光測光センサ１３０、赤外光測光センサ１３１の分光感度、ＬＥＤアレイ１３６の発光波長を示したものである。上記赤外光測光センサ１３１には、ファインダ被写界光の内、ダイクロコートで反射するほぼ７００ｎｍより長波長の光が入射することから、純粋に赤外成分のみの測光が可能となることがわかる。一方、ダイクロミラー１３２を透過したファインダ被写界光は、ほぼ７００ｎｍより短い波長の光となり、もともと視感度には影響を与えずに撮影者の眼に入り、撮影者は自然な色あいで被写界像をみることが可能である。ここで、ＬＥＤアレイ１３６の発光波長はほぼ７００ｎｍであり、その発光光の約半分がダイクロミラー１３２で反射して撮影者の眼に入ることが分かる。また可視光測光センサ１３１は、被写界光がダイクロミラー１３２を介さずに、視感度フィルタ１３３の分光透過率の特性にしたがって入射することになるので視感度に合わせた被写界輝度を測光することができる。

次に再び図１に戻ってカメラの概略構成を説明する。撮影者がレリーズＳＷ１１４（不図示）を押すと、主ミラー１２１は撮像レンズ１０５の光路外に退避する。そして、撮像レンズ１０５によって集光された被写界光はフォーカルプレーンシャッタ１０２で光量制御がなされ、ＣＣＤ１０６によって被写界像として光電変換処理表示された後、撮影済み画像として表示部１１３に表示される。１１３はＴＦＴカラー液晶からなる外部表示部である。

図２は、第１の実施の形態によるカメラの概略構成を示す電気ブロック図である。図２を用いて、カメラの構成についてさらに説明する。

同図において、１０１は前述のＣＰＵである。ＣＰＵ１０１には、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）１０９、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）１０３、データ格納手段１０４、画像処理部１０８、ＬＣＤ制御部１１１、レリーズＳＷ１１４、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７がそれぞれ接続されている。なお、ＲＯＭ１０９は制御プログラムを記憶しており、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は電源を供給するために設けられている。また、画像処理部１０８にはＣＣＤ制御部１０７、さらにＣＣＤ１０６が接続されている。ＣＣＤ１０６は有効画素数約５００万画素（２５６０×１９２０）を有している。

そしてＬＣＤ制御部１１１には表示駆動部１１２、さらに表示部１１３が接続されておいる。表示部１１３には、例えば、ＣＣＤ１０６で撮像された画像を縦横各々１／８に間引き処理された３２０×２４０の画像を表示することのできるＴＦＴカラー液晶が適用できる（表示手段）。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７には電池１１６から電源が供給されている。

ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０９内の制御プログラムに基づいて各種制御を行う。これらの制御の中には、画像処理部１０８から出力された撮影画像信号を読み込み、ＲＡＭ１０３へＤＭＡ転送を行う処理が含まれる。同様に、ＲＡＭ１０３よりＬＣＤ制御部１１１へデータをＤＭＡ転送する処理、また、画像データをＪＰＥＧ圧縮しファイル形式でデータ格納手段１０４へ格納する処理も行う。さらにＣＰＵ１０１は、ＣＣＤ１０６、ＣＣＤ制御部１０７、画像処理部１０８、ＬＣＤ制御部１１１などに対してデータ取り込み画素数やデジタル画像処理の変更指示を行う。

１１９は前述の焦点検出用の一対のラインＣＣＤセンサであり、焦点検出制御部１２０（図２に記載）はこれらラインセンサ１１９から得た電圧をＡ／Ｄ変換し、ＣＰＵ１０１に送る。またＣＰＵ１０１の指示のもとに、焦点検出制御部１２０はラインセンサ１１９の蓄積時間とＡＧＣ（オートゲインコントロール）の制御も行う。

次にＣＰＵ１０１は、焦点検出制御部１２０から送られてきた信号を処理することで、主要被写体に対する現在の焦点検出状態から主要被写体が合焦に至るためのレンズ駆動量を算出する。そして、撮像レンズ駆動部１２５に対し指示を与え、撮像レンズ駆動部１２５は該指示に基づいて撮像レンズの中の焦点調節レンズを移動させることで主被写体にピントを合わせることが可能となる。また、レリーズＳＷ１１４の操作に伴う撮像動作の指示、さらに、各素子への電源の供給をコントロールするための制御信号を、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７に対して出力する処理等も、ＣＰＵ１０１の制御の基に行われている。

ＲＡＭ１０３は画像展開エリア１０３ａ、ワークエリア１０３ｂ、ＶＲＡＭ１０３ｃ、一時退避エリア１０３ｄを備えている。画像展開エリア１０３ａは、画像処理部１０８より送られてきた撮影画像（ＹＵＶデジタル信号）やデータ格納手段１０４から読み出されたＪＰＥＧ圧縮画像データを一時的に格納するためのテンポラリバッファとして使用される。また、画像圧縮処理、解凍処理のための画像専用ワークエリアとして使用される。ワークエリア１０３ｂは各種プログラムのためのワークエリアである。ＶＲＡＭ１０３ｃは表示部１１３へ表示する表示データを格納するＶＲＡＭとして使用される。また、一時退避エリア１０３ｄは各種データを一時退避させるためのエリアである。

データ格納手段１０４は、ＣＰＵ１０１によりＪＰＥＧ圧縮された撮影画像データ、あるいはアプリケーションより参照される各種付属データ等をファイル形式で格納しておくためのフラッシュメモリである。

撮像レンズ１０５は被写界像を光学的にＣＣＤ１０５へ投影するために複数枚のレンズで構成されており、ＣＣＤ（光電変換素子）１０６は撮像レンズ１０５によって投影された撮影画像をアナログ電気信号に変換するための素子である。

ＣＣＤ制御部１０７は、タイミングジェネレータ、ＣＣＤ出力信号のノイズ除去、ゲイン処理を行うための回路、さらに、Ａ／Ｄ変換回路等を含んでいる。なお、タイミングジェネレータはＣＣＤ１０６に転送クロック信号やシャッタ信号を供給する。また、Ａ／Ｄ変換回路はアナログ信号を１０ビットデジタル信号に変換する。

また、画像処理部１０８は、ＣＣＤ制御部１０７より出力された１０ビットデジタル信号に対してガンマ変換、色空間変換、ホワイトバランス、ＡＥ、フラッシュ補正等の画像処理を行う。また、ＹＵＶ（４：２：２）フォーマットの８ビットデジタル信号出力を行う。これら、撮像レンズ１０５、ＣＣＤ１０６、ＣＣＤ制御部１０７、画像処理部１０８から撮像手段が構成されている。

ＬＣＤ制御部１１１は、画像処理部１０８から転送されたＹＵＶデジタル画像データ、あるいはデータ格納手段１０４の中の画像ファイルに対してＪＰＥＧの解凍を行ったＹＵＶデジタル画像データを受け取る。そして、ＲＧＢデジタル信号へ変換したあと表示駆動部１１２へ出力する処理を行う。表示駆動部１１２は表示部１１３を駆動するための制御を行う。これらＬＣＤコントロール部１１１、表示駆動部１１２、表示部１１３から表示手段が構成されている。

レリーズＳＷ１１４は、撮像動作の開始を指示するためのスイッチである。このレリーズＳＷ１１４は不図示のレリーズボタンの押下圧によって２段階のスイッチポジションがある。１段目のポジション（ＳＷ１ＯＮ）の検出で、ホワイトバランス、ＡＥ等のカメラ設定のロック動作が行われ、２段目のポジション（ＳＷ２ＯＮ）の検出で、被写界画像信号の取り込み動作が行われる。

またカメラの焦点調節装置の焦点補正量（焦点調節位置の補正量）を被写界光源色から判断して求めるために、ＣＰＵ１０１は可視光測光センサ１３０と赤外光測光センサ１３１に対して測光制御を行う。ここで得られた測光輝度信号はＣＰＵ１０１に取り込まれＡＤ変換された後に、ＣＰＵ１０１は後述するように被写界光源判定に用いられる。被写界光源判定に基づいて得られた焦点補正量を焦点検出ずれ量であるデフォーカス量に加味してレンズ駆動量を算出する。そして、レンズ駆動部１２５に信号を送り、撮像レンズ（焦点調節レンズを含む）１０５を駆動させる。これにより被写体は合焦状態に至る。なお、被写界光源の判定については後述する。

電池１１６はリチャーチャブルの２次電池あるいは乾電池である。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１７は、電池１１６からの電源供給を受け、昇圧、レギュレーションを行うことにより複数の電源を作り出し、ＣＰＵ１０１を初めとする各素子に必要な電圧の電源を供給している。このＤＣ／ＤＣコンバータ１１７はＣＰＵ１０１からの制御信号により、各々の電圧の供給開始、停止を制御できるようになっている。

次に図５を用いて被写界光源を判定して焦点調節量、つまり焦点調節に関する情報を補正するシステムを有するカメラの動作について説明を行う。

図５において、まず不作動状態から不図示の電源スイッチをＯＮにすると、カメラの電源がＯＮされ（ステップ＃２００）、カメラはレリーズＳＷが押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮされるまで待機する（ステップ＃２０１）。

次にレリーズＳＷが押し込まれてスイッチＳＷ１がＯＮされたことをＣＰＵ１０１が検出すると、撮像レンズの焦点検出領域の選択手段が、自動か手動かの判定を行う（ステップ＃２０２）。

ここでカメラの焦点検出領域選択モードが、手動モードに設定されている（不図示の焦点検出領域選択スイッチがＯＮの場合）ならば、任意選択が可能である。この任意選択は、撮影者が不図示のスイッチダイヤル操作で図３の焦点検出のための領域１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃの内の１個を選択することにより行われる。一方、焦点検出領域自動モードに設定されていたならば、図３の３個の焦点検出領域１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃにおけるデフォーカス量ＤＥＦ０〜ＤＥＦ２を基に、焦点検出領域自動選択サブルーチンによって前記焦点検出領域３個の内の１個を選択する。焦点検出領域自動選択のアルゴリズムとしてはいくつかの方法が考えられるが、多点ＡＦカメラでは中央焦点検出領域に重み付けを置いた近点優先アルゴリズムが有効である（ステップ＃２０３）。以上のように焦点検出領域選択モードが、手動モード、あるいは自動モードに設定されていても結果的に一つの焦点検出領域が決定される（ステップ＃２０４）。

次に前述の可視光測光センサ１３０より撮影被写界を３×５に分割された輝度情報を得た後、該輝度情報に基づいて所定の測光アルゴリズム演算に従ってカメラの露出値が算出される。一方、可視光測光と同時に赤外光測光も赤外測光センサ１３１によって行われており、赤外光におけるカメラの最適露出値が算出される。（ステップ＃２０５）。ここでの測光動作は、後述の撮像動作（実際には主ミラーアップ動作）が行われるまで連続的に行われている。

なお、可視光測光と赤外測光で得られる各々３×５の輝度情報から最適露出値算出を行うアルゴリズムは、単純な加算平均でも、上記ステップ＃２０４で決定された焦点検出領域に対応した測光領域に最大の重み付けをした演算であっても良い。

次にステップ＃２０５で得られた可視光測光によるカメラの最適露出値をＢＶａ、赤外光測光によるカメラの最適露出値をＢＶｂとする。ＣＰＵ１０１は、ＢＶａとＢＶｂの差：δｄ＝ＢＶｂ−ＢＶａを算出し、このδ値に応じて撮影被写界の光源を判断する。そして、該光源種類に応じた焦点補正量を用いて、後述の焦点検出演算で得られる焦点検出ずれ量（デフォーカス量）に補正を加える。これにより、各種光源下における最適な焦点調節を行うことが可能である。具体的には図６に示す被写界輝度判定表に基づいて上記焦点補正量が決定される。つまり、可視光測光露出値と赤外測光露出値の差であるδｄを算出した後、該δｄ値と閾値Ａとの比較により光源を判定する。δｄ値が閾値Ａよりも大きい場合は赤外光成分が非常に大きいと判断される。図４ｂをみても明らかなように赤外光成分が多い場合には、被写界光源は白熱灯である可能性が高い。よってこの場合には白熱灯であるとみなす。その際の焦点検出ずれの焦点補正量は０となる。これはカメラの工場出荷時に焦点調節機能の調整を白熱灯照明下のチャートで行っており、実際のカメラ撮影を白熱灯光源下で行う場合には焦点検出機能の誤差は発生しないので焦点検出ずれ量補正は不要となるためである。

次にδｄ値が、閾値Ａと閾値Ｂ（Ａ＞Ｂ）の間にある場合は、図４ｂをみても明らかなように、被写界光源が太陽光である可能性が高い。よってこの場合には自然光下の照明と判断され、焦点補正量αが決定される（ステップ＃２０６、２０７）。さらにδｄ値が、閾値Ｂよりも小さい場合は赤外光がほとんどないと判断される。図４ｂをみても明らかなように赤外光がほとんどない場合には、被写界光源は蛍光灯である可能性が高い。よってこの場合には蛍光灯下の照明と判断され、焦点補正量βが決定される。なお上記閾値Ａ、Ｂは撮影被写界の照明光源を正しく判定するための定数であり、カメラのＣＰＵ１０１に実装されたＥＥＰＲＯＭ（不揮発性プログラマルメモリ）に格納されている。

続いて、焦点検出用のＣＣＤラインセンサ１１９において、ステップ＃２０４で決定された焦点検出領域に対し、再度焦点検出動作が実行される（ステップ＃２０８）。焦点検出がなされると、その出力としてデフォーカス量とその方向が得られる。ここでステップ＃２０７で得られた光源種類に応じた焦点補正量を前記デフォーカス量に加算する。そして、これによって得られたデフォーカス量とカメラに装着された撮像レンズのレンズ駆動敏感度から最終的に求めるべきレンズ繰り出し量が決定される。次にレンズ駆動を行う前の状態で焦点検出用のＣＣＤラインセンサ１１９の信号に従ってＣＰＵ１０１は撮像レンズ駆動制御部１２５に信号を送って所定量撮像レンズを駆動させる（ステップ＃２０９）。

以上の動作により撮影被写界の光源種類に依存しない正確な自動焦点調節が可能となる。

撮影者は合焦表示された状態のファインダ視野を見て、撮像動作の指示をするためにレリーズスイッチを操作する。撮影者により、引き続きスイッチＳＷ１がＯＮし続けられ（ステップ＃２１０）、さらにレリーズＳＷを押し込んでスイッチＳＷ２がＯＮされたならば（ステップ＃２１１）、ＣＰＵ１００は撮像動作を行う。ここでＣＰＵ１００は、不図示のシャッタ制御部、絞り駆動部、ＣＣＤ制御部１０７にそれぞれ信号を送信して、撮像動作を行う（ステップ＃２１２）。

ステップ＃２１０にてスイッチＳＷ１がＯＦＦと判断された場合は、ステップ＃２０１に戻ってＳＷ１ＯＮ待ちの待機状態となる。またステップ＃２１１でスイッチＳＷ２がＯＮでなければステップ＃２１０に戻り、ＳＷ２ＯＮ待ちの待機状態となる。撮像動作は、まず不図示のモータ制御部を介してモータに通電がなされ主ミラー１２１がアップされる。そして、撮像レンズの絞りが絞り込まれた後、シャッタ１０２のマグネットＭＧ−１に通電がなされ、シャッタ１０２の先幕が開放される。これによりＣＣＤ１０６への被写界光の蓄積が開始される。所定のシャッタ秒時経過後、マグネットＭＧ−２に通電がなされ、シャッタ１０２の後幕が閉じられる。これによりＣＣＤ１０６への被写界光の蓄積が終了される。次にモータに再度通電がなされ、ミラーダウン、シャッタチャージが行われ一連のシャッタレリーズシーケンスの動作（撮像動作）が終了される。

一方、ステップ＃２１２の撮像動作によってＣＣＤ１０６に露光された被写界像は光電変換がなされ、画像処理部１０８にて約５００万画素（２５６０×１９２０）のデジタルデータに変換された後、ＲＡＭ１０３ａへ一時的に格納される。次に格納された２５６０×１９２０画素の全体画像デジタルデータは、表示部１１３に表示するために縦横各々１／８に間引き処理される。間引き処理された３２０×２４０画素の全体画像データに変換され、表示用のＶＲＡＭ１０３ｃに再格納され、３２０×２４０画素の全体画像データが表示部１１３に表示され、撮影者は撮影された画像の全体像を確認することができる（ステップ＃２１３）。一方、前記ＲＡＭ１０３ａに格納された２５６０×１９２０画素の全体画像デジタルデータは、ＪＰＥＧ圧縮処理された後、画像データとしてデータ格納手段１０４によってコンパクトフラッシュ（登録商標）等の記録媒体に記録される（ステップ＃２１４）。

次にカメラは再び撮影者が何らかの操作部材による入力待ちの状態となり、その間全体画像を表示し続ける。入力がなされると、表示部１１３の全体画像表示を消灯し、入力に対応した状態に遷移する（ステップ＃２１５）。

上述のように、図１のような装置の構成にすれば、可視光測光センサと赤外測光センサが各々被写界の同じ領域を測光することになり、パララックスの無い正確な測光を行うことが可能となる。

これにより、光源の違いによる合焦位置のズレを正確に補正することができ、精度の高い焦点調節が実現できる。

また、本実施の形態では、ダイクロミラー１３２の一方の面を用いて反射させた被写体光を赤外光測光センサにて受光させ、他方の面を用いて反射されたＬＥＤアレイ１３６からの発光光が観察者の眼に入るよう構成されている。このように、赤外波長成分を含む光を反射させるための光学部材としてダイクロミラー１３２を兼用して用いることにより、装置の省スペース化が図れる。

なお、上記の説明では、被写体光の赤外波長成分を測光した測光結果を基に光源の判定を行い、焦点調節情報を補正する構成とした。しかしながら、波長成分は赤外波長には限定されず、例えば、可視光の赤から赤外の波長にかけての波長成分の光束を測光し、測光結果に基づいて光源の判定を行ってもよい。同様に、可視光測光センサを、例えば、可視光よりも広い波長領域を測光できるセンサとしてもよい。このように被写体光の異なる波長成分の光束測光した結果に応じて光源の判定をすることができる。

［第２の実施の形態］
次に図７は、撮影者の視線位置を検出することが可能な視線検出手段をカメラに組み込んだ本発明の第２の実施の形態のレイアウトを示したものである。第２の実施の形態では、ファインダを覗いている撮影者の視線位置を検出することで、ファインダ被写界内の複数の焦点検出領域の中から一つを選択が可能となっている。なお、図７において、図１と同じ構成には同じ参照数字を付し、説明を省略する。

視線検出動作は、撮影者の眼球に対して、まず赤外発光ダイオード１３８によって照明がなされる。そして、その反射光（眼球像）は接眼レンズ１２６を透過し、ダイクロミラー１３２で反射され、結像レンズ３ １３９によって視線用撮像素子１４０に結像するという構成から成り立っている。

なお、視線検出のアルゴリズムそのものについては、特開平９−１４５９９０号等で詳細に開示されているので、ここでは詳細な説明は省略する。

ここで、赤外発光ダイオード１３８の発光波長は８３０ｎｍであり、その光は可視できない。しかし、図４ａのダイクロ反射率を見ても分かるように、ダイクロミラー１３２で赤外発光ダイオード１３８の光は充分に反射され視線用撮像素子１４０に充分な光量の観察者の眼球像が投影されることになる。

一方、ダイクロミラー１３２の下方には、図７をみても分かるとおり第１の実施形態同様、赤外測光手段である結像レンズ２ １３７と赤外光測光センサ１３１が配置され、被写界の赤外輝度の測定が可能となっている。

上述のように、第２の実施の形態では、観察者が被写体像を観察するファインダ光路中に設けられたダイクロミラー１３２と、ダイクロミラー１３２で反射された赤外波長成分を測光する赤外光測光センサとを有する。また、ファインダ光路外に設けられた可視波長成分を測光する可視光測光センサとを有する。さらに、ファインダを覗く観察者の眼球像を撮像し、観察者の視線位置を検出する視線用撮像素子を有する。これらの構成により、同一の光束である被写体光から赤外波長成分を含む光と可視波長成分を含む光を分離させて測光できる。もしくは、少なくとも同一視野の光束を含む光束から赤外波長成分を含む光と可視波長成分を含む光を分離させて測光できる。つまり、異なる波長成分の光束を正確に測光できる。

図７のように装置を構成にすると、可視光測光センサと赤外測光センサが各々被写界の同じ領域を測光することになり、パララックスの無い正確な測光を行うことが可能となる。また、本実施の形態では、ダイクロミラー１３２の一方の面を用いて反射させた被写体光を赤外光測光センサにて受光させ、他方の面を用いて反射させた観察者の眼球像光を視線用撮像素子にて受光させる。このように、赤外波長成分を含む光を反射させるための光学部材としてダイクロミラー１３２を兼用して用いることにより、装置の省スペース化が図れる。

なお、第１、第２の実施の形態では、可視光測光センサ１３０はピント板１２８とペンタプリズム１２７を通じて受光された光束を測光する構成としたが、この配置に限るものではない。例えば、位相差方式焦点検出ユニット内に設けても精度の良い異なる波長成分の光束の測光が行える。

また、可視光測光センサの測光結果と赤外測光センサの測光結果に基づいて、光源の判定をする構成とした。しかしながら、光源の判定では、赤外測光センサによる測光結果に基づいていればよい。例えば、赤外光量が閾値１よりも多く検出された場合には白熱光と判断することなどが考えられる。また、被写体光の赤外波長成分を測光した測光結果を基に光源の判定を行い、焦点調節情報を補正する構成とした。しかしながら、波長成分は赤外波長には限定されず、例えば、可視光の赤から赤外の波長にかけての波長成分の光束を測光し、測光結果に基づいて光源の判定を行ってもよい。

つまり、少なくとも焦点検出用のセンサで受光される光束と同一視野の光束を含む光束のうち、赤外波長成分を含む光束を測光する赤外測光センサを設け、光源の判定を行うことにより、精度の高い焦点調節を実現できる。

焦点調節機能を有するカメラの概略図である。 焦点調節機能を有するカメラの概略ブロック図である。 焦点調節機能を有するカメラのファインダ表示図である。 ａ及びｂはセンサ、光学部品、各種光源の分光特性図である。 焦点調節機能を有するカメラの撮像動作フローチャート図である。 焦点検出ずれ量の補正値算出表である。 視線検出機能を有したカメラへの適用図である。

符号の説明

１０１ ＣＰＵ
１０５ 撮像レンズ
１０６ ＣＣＤ（撮像素子）
１１１ ＬＣＤ制御部
１１２ 表示駆動部
１１３ 表示部
１１８ａ〜１１８ｃ ファインダ画面上の領域
１１９ 焦点検出用センサ
１２１ 主ミラー
１２９ 結像レンズ１
１３０ 可視光測光センサ
１３１ 赤外光測光センサ
１３２ ダイクロミラー
１３３ 視感度フィルタ
１３４ 反射ミラー
１３５ 投光レンズ
１３６ スーパーインポーズ用ＬＥＤアレイ
１３７ 結像レンズ２
１３８ 赤外発光ダイオード
１３９ 結像レンズ３
１４０ 視線用撮像素子

Claims (9)

1. 撮像レンズを通過した被写体からの光を受光して焦点検出情報を出力する検出手段と、
   少なくとも前記検出手段により受光される光束と同一視野の光束を含む光束のうち、第１の波長域の光束よりも長波側の第２の波長域の光束を測光する測光手段と、
   前記測光手段の出力結果に応じて前記焦点検出情報を変更し焦点調節動作を切り換える制御手段とをすることを特徴とする光学装置。
2. 前記第２の波長域の光束とは赤外光を含む光束であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
3. 前記第１の波長域は可視光波長域であり、前記測光手段とは異なる前記第１の波長域の光束を測光する可視光測光手段を更に有し、前記測光手段と前記可視光測光手段は、前記検出手段で受光する光束と少なくとも同一視野の光束を含む光束を測光することを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の光学装置。
4. 撮像レンズを通過した光軸の光を含む被写体からの光束の光路上にあり、前記第１の波長域の光束を透過し前記第２の波長域の光束を反射する光分割手段を更に有し、
   前記測光手段は、前記光分割手段により反射された被写体光を測光することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光学装置。
5. 前記光分割手段を透過した被写体光は接眼レンズに導かれることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
6. 前記撮像レンズを通過した被写体光と前記撮像レンズの合焦状態を示す光束とを重ね合わせて表示するための投光を行う投光手段を更に有し、
   前記投光手段により投光された合焦状態を示す光束は、前記光分割手段により反射され、前記光分割手段により透過された被写体光と重ね合わせられることを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
7. ファインダを覗く観察者の眼球像光を撮像し、当該観察者の視線位置を検出する視線検出手段を更に有し、
   前記視線検出手段は、前記光分割手段にて反射された前記観察者の眼球像光を撮像して前記観察者の視線位置を検出することを特徴とする請求項４に記載の光学装置。
8. 光拡散作用を有するピント板を更に有し、前記測光手段及び前記可視光測光手段は前記ピント板により光拡散された被写体光をそれぞれ測光することを特徴とする請求項３に記載の光学装置。
9. 前記測光手段の出力と前記可視光測光手段の出力との比較結果に応じて、前記制御手段は焦点調節動作を切り換えることを特徴とする請求項３及び請求項８に記載の光学装置。
   

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