JP2014142372A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相差方式の焦点検出ユニットによる焦点検出手段と撮像素子上に配した位相差焦点検出手段を有した撮影装置において連続撮影時においても高精度な焦点検出を行うこと。
【解決手段】撮影光学系１０１と該撮像素子１５８間に配置された可動式反射部材１５５で偏向された光路を受光する位相差方式の第１焦点検出手段と、可動式反射部材１５５が退避状態で撮影光学系の光路を受光する撮像素子１５８上の位相差方式の第２焦点検出手段と可動反射部材１５５を駆動する連続撮影機能とを有し、連続撮影時の１回目の撮影は、第１焦点検出手段を選択し、２回目以降の撮影は、第２焦点検出手段を選択して焦点検出結果を得るか、第１焦点検出手段の信頼性を評価する信頼性評価手段１６６とを有し、連続撮影時に信頼性評価結果に基づいて第１又は第２焦点検出手段を選択し、第２焦点検出手段は直前に撮影された画像信号を用いて焦点検出結果を得て、合焦動作を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影光軸外に配置された従来の位相差方式の焦点検出ユニットでの焦点検出手段及び撮像素子の一部を焦点検出画素とした位相差方式の焦点検出手段を有する一眼レフレックス方式の撮影装置に関するものである。

一眼レフレックス方式のデジタルカメラにおいては、高速連写撮影時においても被写体の光学像の観察が行えることが利点となっている。

よって過酷な環境下においても光学像の観察動作を犠牲にすることがないように、高速連写撮影時に高精度な焦点検出作動を行ってピント精度を保持することが望まれている。

近年は撮像素子上に焦点検出画素を配して位相差検知により焦点検出を行うような焦点検出手段が提案されている。

その場合には静止や動画の撮影時に撮像画素に結像した被写体像をリアルタイムに観察しながら撮影を行なうような、いわゆるライブビュー撮影を行う方式となっている。

しかしながらこの方式においては撮像素子上の被写体像を一旦電気変換して液晶パネル等表示装置に表示を行うため動きの激しい被写体の連続撮影時には出力される被写体像に遅延が生じるため撮影に支障を生じてしまうため、連続撮影時に像喪失が少ない光学的なファインダ機構が必要になる。

従来一眼レフレックス方式のカメラ機器には、撮影光路を可動である反射部材で偏向を行い、偏向させた光路上に配置された位相差焦点検出ユニットを用いて位相差検知方式焦点検出を行う方法が広く使用されている。

しかしながら撮影環境の温度や湿度変化により前記焦点検出ユニットの変形にて焦点検出精度の劣化を招いてしまう。

また偏向を行う反射部材は撮像時には撮影光路に干渉しないように退避移動を行う構造となっている。

そのため退避位置から前記した焦点検出を行うために前記の可動の反射部材を素早く静止させるためのメカ的な付き当て等による衝撃から一定時間後に安定状態になるまでは反射部材の変形や、静止位置ズレによって焦点検出評価を行う被写体光線の歪みやズレが発生して焦点検出精度が低下してしまうという問題がある。

このことは連続撮影を行う際には特に安定状態にするまでの時間余裕が無くなるため問題が大きくなってくる。

過去においては位相差検知方式焦点検出ユニットを用いた従来の焦点検出方式と撮像面のコントラスト評価方式の焦点検出方式を用いて連続撮影時に合焦の精度を向上させるような提案が特許文献１でなされている。

特許文献１は初回の撮影にはコントラスト方式の焦点検出を行って従来の位相差方式の焦点検出ユニットでのピントの差分を記憶しておく、そして連続撮影時には位相差方式の焦点検出ユニットを用いてピントの差分補正を行い合焦精度の向上を狙ったような提案がなされている。

特開２００８−７０８９０号公報

しかし初回の撮影においては、複数の異なるデフォーカス状態に設定してその被写体像のコントラスト評価によって焦点検出処理を行わなければならないために素早く連続撮影動作に切り替えることが出来ないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、光学式ファインダを有した一眼レフレックス式の撮影装置において、被写体の光学像の観察を行いつつ高速で高精度な焦点検出動作が行えるような連続撮影手段を有する撮影装置を提供することにある。

上述の目的を達成するための構成は、
撮影光学系と該撮像素子間に配置された可動式反射部材で偏向された光路を受光する位相差方式の第１焦点検出手段と、該可動式反射部材が退避状態で撮影光学系の光路を受光する撮像素子上の位相差方式の第２焦点検出手段と該可動反射部材を駆動する連続撮影機能とを有し、
該連続撮影時の１回目の撮影は、第１焦点検出手段を選択し、該連続撮影時の２回目以降の撮影は、第２焦点検出手段を選択して焦点検出結果を得るか、
撮影光学系と該撮像素子間に配置された可動式反射部材で偏向された光路を受光する位相差方式の第１焦点検出手段と、該可動式反射部材が退避状態で撮影光学系の光路を受光する撮像素子上の位相差方式の第２焦点検出手段と、
該可動反射部材を駆動する連続撮影機能と、前記第１焦点検出手段の信頼性を評価する信頼性評価手段と、を有し、該連続撮影時に該信頼性評価手段結果に基づいて該第１又は第２焦点検出手段を選択する選択手段を備え、該第２焦点検出手段は直前に撮影された画像信号を用いることを行って焦点検出結果を得て、
得られた焦点検出結果により合焦動作を行うような撮影装置を達成することである。

本発明によれば、光学式ファインダを有した一眼レフレックス式の撮影装置において、高速で高精度な焦点検出動作が行える。

本発明の撮影装置のブロック構成図である。 本発明の撮像素子のマスクを利用した方式の焦点検出用画素配列図の例である。 本発明の撮像素子の光電変換部を２分割した方式の焦点検出用画素配列図の例である。 本発明の撮像素子の光電変換部を４分割して２信号加算を行う方式の焦点検出用画素配列図の例である。 一対の焦点検出用画素の撮影光学系の入射瞳の分割受光状態を説明する図である。 相関をとる１対の焦点検出用画素群の像ズレ量を得るために相関演算を行うための電気信号波形状態を示したものである。 本発明の図１で示した撮影装置においてＡＦ信頼性評価手段に関わる周辺構成を詳細化したものである。 本発明の連続撮影時の焦点検出動作の流れ図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

図１は本発明に係るカメラの構成図で、撮影光学系ユニット１００が交換可能である撮像素子を有したカメラ本体１５０とで構成される動画及び静止画が記録可能である電子カメラを示したものである。

尚、構成が煩雑になるため例えば画像記録や表示駆動、操作部材等の本発明の撮像装置の技術説明と関わりが浅い箇所に関しては省略をおこなっている。

またカメラ本体１５０は後に述べる第１焦点検出手段である焦点検出ユニットを用いた位相差方式の焦点検出方式に加えて撮像素子を用いた第２焦点検出手段である撮像面での位相差検知方式やコントラスト評価方式の焦点検出手段を備えているとして良いものである。

同図において、１０１は撮影光学系のレンズ群、１０２は光彩絞りであり、その開口径調整は絞り径駆動手段１０６により制御がおこなわれて撮影時の光量調節を行う。

そしてこの撮影光学系の例ではレンズ群１０１がフォーカス駆動手段１０５により光軸方向に移動を行って焦点位置調節を行なうものである。

そして前記フォーカス駆動手段１０５及び絞り径駆動手段１０６はレンズ側ＣＰＵ１０４からの制御命令を受信して駆動制御を行うものであり、詳細は後述するがカメラ側伝達１６９とレンズ側伝達手段１０３間で通信されるカメラ本体１５０側からの測光、焦点検出評価に応じて制御がなされるものである。

次にカメラ本体１５０の説明を行う。ここでは焦点検出に関わる語彙をＡＦと略称している。

カメラ本体１５０は従来の撮影レンズ交換式一眼レフレックスカメラの形態を有したものであり撮影光学系ユニット１００を介した被写体光線は跳ね上げ式の反射部材１５５の駆動により偏向の有無を切り替えるものである。

反射部材１５５が跳ね上がっていない基準状態においては、前記被写体光線は偏向を行ってピント板１５４に被写体像が結像される。

そしてピント板１５４の被写体像は、接眼レンズ１５２によりペンタゴナル形状の反射プリズム１５１を介して肉視観察を行うものである。

また同時に前記被写体像は第１焦点検出手段である測光用光学ユニット１５３に取り込んで得られる変換信号を元に測光手段１５９で被写体の照度を判別する。

そして適正な露光量を決定する露光量決定手段１６０を介して撮像素子駆動手段１６１によるゲイン量を調整する信号や前記レンズユニット１００の絞り径制御のための信号を発生する。

また前記反射部材１５５は一部が半透過特性を有しており透過した光線は副反射部材１５６で偏向して焦点検出ユニット１５７に入射される。

尚１５６は反射部材１５５が跳ね上がった状態（破線で示した状態）においては連動して折り畳んだ状態になり撮像素子１５８に入射する被写体光線を妨げることを防止した構成になっている。

第１焦点検出手段である焦点検出ユニット１５７に入射された光線は、位相差の相関演算が行えるように、対となるＡＦ用の像信号は画素信号出力手段１６２を介してＡＦ信号抽出手段１６３にて抽出を行った後にＡＦ選択手段１６５に信号が伝達される。

ＡＦ選択手段１６５は前記した従来の第１焦点検出手段である焦点検出ユニットを用いた位相差方式のＡＦ方式と第２焦点検出手段である撮像素子１５８上にＡＦ画素を配置した位相差方式のＡＦ方式のどちらのＡＦ方式で焦点検出処理を行うかを判断するものである。

ＡＦ信頼性評価手段１６６は、現在環境による焦点検出精度の信頼性の評価値からＡＦ方式を選択するための情報を取得して前記ＡＦ選択手段１６５に情報を与えるものである。

調査を行う要素の例としては前記焦点検出ユニット１５７の焦点検出精度の影響を及ぼす要因となる撮影装置内の温度や湿度がある。

また加えて、連続撮影時に焦点検出ユニット１５７へ入射して焦点検出を行う被写体光線が、偏向を行う前記副反射部材１５６の位置ズレや変形を起こす可能性もある。

そのため、焦点検出評価像の光軸ズレや歪み状態の監視情報や予想情報、また焦点検出に関わる各部材の経年劣化情報も信頼性評価手段の一部と成り得るものである。

１５８はＣ−ＭＯＳセンサとその周辺回路で構成された撮像素子である。該撮像素子は、横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の受光ピクセルが正方配置され、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、２次元単板カラーセンサが用いられる。

そして詳細な構成は後述するが、上記したように撮像画素中にＡＦ画素を配置したものである。

前記反射部材１５５が跳ね上げられた状態（破線で記した状態）撮像素子１５８が被写体像を受光すると画素信号出力手段１６２にて光電変換された信号の出力を行い、次にＡＦ信号抽出手段１６３で位相差の相関演算を行うためのＡＦ信号を抽出する。

そして前記ＡＦ選択手段１６５によって上記した第１及び第２の焦点検出ＡＦ方式から使用するＡＦ方式の選択を行う。

ここでＡＦ選択の判断手段としては、連続撮影状態においては先ず第１焦点検出手段である前記焦点検出ユニット１５７を用いて焦点検出を行って合焦状態近傍へのフォーカス駆動を行い、以降の焦点検出手段は前記ＡＦ信頼性評価手段１６６からの情報により前記第１の焦点検出精度が低いと判断される場合には焦点検出精度がより高い前記第２の焦点検出方式を選択する手段がある。

また、ライブビュー動作への切替え検知によって撮像素子を用いたコントラスト評価方式や撮像面位相差方式のＡＦ機能への自動切替え設定を行う方法やユーザーによる手動設定によるものがある。

次にＲＯＭに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、焦点検出演算処理、撮影処理、画像形成処理と記録処理等の一連の動作を実行するためのカメラ側ＣＰＵ１６７を駆動する。

この際に選択されるＡＦ方式が前記焦点検出ユニット１５７を使用する際には焦点検出ユニット１５７の固有値となる規定の基線長情報を用いてデフォーカス量を算出されるデフォーカス量の情報を用いてフォーカス駆動量決定手段１７０によりフォーカスレンズの駆動量を算出する。

そしてその後、カメラ側伝達手段１７１とレンズ側伝達手段１０３を介してレンズ側ＣＰＵ１０４がフォーカス駆動手段１０５への駆動制御命令を出力して合焦のためのフォーカスレンズ駆動を行う。

以上が一連の焦点検出からフォーカス駆動を行う処理に関わるＡＦ動作ブロック構成の説明になる。

この構成によれば画面周辺部の露出量補正を行うために記憶がなされている撮影光学系の周辺光量情報１０７を基線長補正手段に共用することでデータ量の増加を防止しつつ高速な合焦速度を得るものである。

次に本発明の図１における撮像素子１５８に用いられる第２焦点検出手段である焦点検出用画素の構成と受光特性を説明する。

図２は、本発明の撮像素子の画素配列構造を示したものである。

図２中、２００形状の画素は撮像画像を形成するための画素群であり、２０１〜２０４は画素内に例えば特開２００９−２４４８６２号公報に記された公開技術等を利用して遮光構造が配された焦点検出用の画素群である。

ここで図中、Ｙ方向に一列に配置された２０２の形状の画素群は２０１の形状の画素群と同様に光電変換信号波形を位相差検知用の一対の相関演算用信号として用いて横縞パターン形状の被写体の焦点位置を検出するものである。

同様に縦縞パターン形状の被写体においては、図２中のＸ方向に一列に配置された２０３及び２０４形状の画素群を用いて前記したような出力信号波形にて相関演算を行い被写体の焦点位置を検出する。

図３は、一つのマイクロレンズに対し２つの光電変換部を配するような撮像素子の画素配列構造を示したものである。ここで上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向とする。

図３中、３００形状の画素群はＹ方向の縞パターンの被写体の焦点検出をＸ方向に並んだ３００画素群の３０２及び３０３の各電気信号を一対の相関演算用電気信号として用いるものである。

また３０１形状の画素群はＸ方向の縞パターンの被写体の焦点検出をＹ方向に並んだ３０１画素群の３０４及び３０５の各電気信号を一対の相関演算用電気信号として用いるものである。

そして撮影画像信号として用いる際には、３０２と３０３の電気信号及び３０４と３０５の電気信号をそれぞれ加算すれば良いものである。

図４は、一つのマイクロレンズに対し４つの光電変換部を配するような撮像素子の画素配列構造を示したものであり、４光電変換部の電気信号加算方式を変えることにより前記図３に関して説明を行ったような画素特性を得るものである。

ここで上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向とする。

図４中、４００形状の画素群はＹ方向の縞パターンの被写体の焦点検出する際にはＸ方向に並んだ４００画素群の４０１と４０２及び４０３と４０４の光電変換信号の加算を行って、得られた２列の電気信号波形を一対の相関演算用の電気信号として用いるものである。

またＸ方向の縞パターンの被写体の焦点検出を行う際にはＹ方向に並んだ４００画素群の４０１と４０３及び４０２と４０４の光電変換信号の加算を行って、得られた２列の電気信号波形を一対の相関演算用の電気信号として用いるものである。

上記した焦点検出のための２通りの加算方法は、撮像素子上にブロックに分けて加算方法を変えても良く、千鳥配列的に互い違いに加算を変えることで、図３で示した物と等価な画素配列構造を達成することもできる。

この際には縦縞パターンと横縞パターン被写体を同時に評価が行えるために焦点検出に際して被写体パターン方向依存をなくすことができる。

また、加算方法は撮影状態に応じてや時系列的において全画素において切り替えを行っても良いものである。

この際においては同パターン方向の被写体を焦点検出する焦点検出用画素が密な状態になるため焦点検出用画素が疎な場合に生ずる細い線分を有する被写体が合焦近傍において被写体検知が行えなくなる問題を回避することができる。

そして撮影画像用の信号として用いる際には、４０２〜４０５の電気信号を加算すれば良いものである。

このような撮像素子構造を用いることで従来は撮像面を用いる焦点検出手段はコントラスト検知方式が採用されていたが前記したような画素構造を用いることで位相差方式の焦点検出手段が行えるため高速な合焦動作が行える。

そして従来の位相差焦点検出方式のように撮影光学系を介した被写体像の一部を焦点検出専用の光学系に分離する必要が生じないため図１における跳ね上げ駆動が可能な構造の反射部材１５５及び副反射部材１５６が跳ね上がった状態においても高速な焦点検出が可能となる。

次に前記した図２〜４の画素構造による位相差方式の焦点検出手段を図５及び図６を用いて説明を行う。

図５中５００、５０４はＡ像用及びＢ像用の焦点検出用画素を示し５０１はマイクロレンズ、５０２は遮光部材、５０３は光電変換部を示している。ＥＰ０は撮影光学系の射出瞳形状を示している。

図５は、図２で示したような焦点検出画素中に光電変換部の一部を遮光するように遮光部材を配置して撮影光学系の射出瞳範囲を分割するような作用を行う構成になっているが、マイクロレンズ５０１を共用とするように焦点検出画素５００と５０３を重ね合わして光電変換部を分割して配置すれば前記図３及び図４の画素構造に対応する構成となるものである。

ＥＰａ０、ＥＰｂ０はＡ像用及びＢ像用の焦点検出用に相関を行う際に一対となって焦点検出画素に入射する瞳分割範囲を示し、このような焦点検出用画素が図２〜４で説明したように一列方向に配置され各焦点検出用画素の光電変換信号を補間して下記で説明するような一対の相関演算を行う電気信号波形と成すものである。

図６は、図５におけるＡ，Ｂ像の焦点検出用画素群の出力波形に対応したものである。
ここでＡＩ０、ＢＩ０はＡ像用及びＢ像用焦点検出用画素群の出力信号を補間合成したものであり、Ｌ０は各波形の信号強度重心位置の隔たりを相関量の代りとして示したものである。

位相差焦点検出方式ではＡ像波形とＢ像波形の相対位置をずらして互いの波形を重ね合わせ差異部分の面積量がもっとも小さくなる状態を相関が最も取れている状態として、その状態のＡ像波形に対するＢ像波形の相対的なずらし量（像ズレ量）を検出する手段を有するようにする。

そして次に前記の像ズレ量からデフォーカス量の検出を行うような処理を行う。

デフォーカス量を検出するにあたっては瞳位置における像ズレ量から前記図２〜４の説明で述べたような位相差の焦点検出撮像素子群の対となる焦点検出画素の瞳分離幅を基線長情報として撮影装置に記憶する。

そして合焦状態においては瞳位置の像ズレ量は基線長とほぼ一致するものである。一方合焦を外れた状態においての像ズレ量はデフォーカス量にほぼ比例した変化を生ずるものであり、デフォーカス量は前記像ズレ量から基線長量を除算することで求められる。

また前記Ａ像波形とＢ像波形はリアルタイムに電気信号を監視して焦点検出を行う方法外に直前に撮影された画像からＡ像とＢ像の輝度情報を抽出することで前記電気信号と同等な焦点検出用の波形情報とすることが出来るものである。

図７は本発明の撮影機器において前記撮影環境による焦点検出精度状態から判断されるＡＦ信頼性評価手段に関わる部分の説明のために図１の一部を更に詳細にしたような概略図である。

ここでは光学像を観察しつつ焦点検出ユニット１５７で焦点検出を行うような第１焦点検出手段として、反射部材１５５と副反射部材１５６が正位置に配置されているものである。

一方、撮影時とライブビュー及び撮像素子１５８を用いての撮像面位相差方式の焦点検出を行う方式の第２焦点検出手段においては、図中円弧の矢印で示すように各反射部材が跳ね上がって退避を行う配置となるものである。

図７において１０１は撮影光学系であり１０１を通過した被写体光線は光学像を反射部材１５５で偏向されてピント板１５４に結像を行いその光学像を撮影者が観察する事となる。

また反射部材１５５は中心部が半透過構成になっており透過した被写体像は副反射部材１５６により偏向されて位相差方式の焦点検出ユニット１５７へ導光され焦点検出を行う。

次に第１の検出手段に用いられる前記焦点検出ユニット１５７の詳細構造を述べる。

焦点検出ユニット１５７は、導光された光線を一部遮光して必要範囲の光線を通過させる遮光マスク１５７ａ、通過された光線の一次結像面位置の近傍に配置されており、後述するメガネレンズ１５７ｅに効率良く周辺光線を屈折させて入射を行う作用を有するフィールドレンズ１５７ｂ、ユニットを小型化するために光線の偏向を行う反射部材１５７ｃ、光線分割を行うための分割マスク１５７ｄ、撮影光学系１０１の射出瞳像を分割して位相差を検知するために一対の像信号を取得するために焦点検出センサ１５７ｆに再結像を行うためのメガネレンズ１５７ｅで構成されている。

このような焦点検出ユニット方式の位相差方式の焦点検出手段では、前記説明したように一対となる像信号の像ズレ量からデフォーカス量を算出するために像信号の歪みや位置ズレが生じるとユニットにおいてはデフォーカス量がゼロとして合焦状態であると判断されるが、図７における撮像素子１５８に結像した撮影画像は合焦状態のズレを生じてしまう問題がある。

ここで焦点検出用の像信号の劣化や位置変動原因となるものは、例１として副反射部材１５６が連写時における跳ね上げ状態から正位置に復旧するときの位置決め部材への付き当による衝撃による反射面の反射角度ズレや変形を起こした状態にて焦点検出用の像信号を取得するものである。

図中では副反射部材位置検出手段１５６ａから焦点検出環境検出手段１６６への伝達信号Ｍ１で示されている。そして衝撃力や振動状態、静止位置等の情報を取得して予め焦点検出精度が保証される範疇を外れているかどうかを検知するものである。

例２として焦点検出ユニット１５７に配置されている光学部材及び光学部材を固定しているメカ部材は温度変化により膨張や収縮変形を生じる問題がある。そのような変形により焦点検出センサ１５７ｆに結像される被写体像の結像位置ズレや歪みが生じている状態にて焦点検出用の像信号を取得するものである。

図中では焦点検出ユニット１５７の内部や近傍に配置される温度計１５７ｇから焦点検出環境検出手段１６６への伝達信号Ｍ２で示されているものである。そして予め焦点検出精度が保証される温度範囲を外れているかどうかを検知するものである。

また温度計１５７ｇは温度計の代わりに湿度計としても良く、温度情報に加えて湿度情報も用いて前記した光学部材やメカ部材の変形許容範囲を設定しても良い物である。

一方、前に説明を行った撮像素子１５８上の焦点検出素子を用いての撮像面位相差検知によって焦点検出を行うような第２焦点検出手段は、直接撮影光学系１０１の結像信号を用いて位相差検知を行うため環境変化による焦点検出精度への影響は微少である。

また撮像面位相差方式の特徴として、撮影された画像信号が残っていれば画像信号から焦点検出画素の信号を抽出して位相差検知を行う波形を生成することで焦点検出が行えることにある。

そのため１つ前の撮影画像から焦点検出を行って合焦動作を行い、次の撮影動作を行わせるようなことが可能となる。

しかしながら、連続撮影の１回目は過去の撮像面での焦点検出結果を得ることが出来ないため焦点検出を行うためだけの撮影を行うことになってしまう。

それを防止してなるべく撮影１回目の画像も合焦状態に近い画像を得るために、連続撮影の１回目だけは前記した従来の焦点検出ユニットを用いて焦点検出を行った結果の合焦を反映させることが良い。本発明では、連続撮影時の１回目の撮影は、焦点検出ユニットで焦点検出を行う第１焦点検出手段を選択し、連続撮影時の２回目以降の撮影は、撮像素子上の焦点検出素子で焦点検出を行う第２焦点検出手段を選択する。

それにより、
（１）多少合焦精度が低くとも対策を行わない場合よりも良質な画像を得る事が出来る。
（２）合焦状態に近い画像を用いて焦点検出を行う方がより焦点検出精度が向上する。
利点を生じることになるものである。

次に前記したＭ１やＭ２の焦点検出正度に関わる情報がＡＦ信頼性評価手段１６６へ伝達されることで、前記第１焦点検出手段において焦点検出精度が規定状態を満たすかの判断を行う。

そして判断を行った後にＡＦ選択手段１６５に第１及び第２焦点検出手段のどちらを用いるかの情報を与える。そして以後連続撮影時に用いられる焦点検出手段を決定する。

以上説明したように本発明によれば、被写体の光学像の観察を行いつつ高速で高精度な焦点検出動作が行えるような連続撮影手段を有する撮影装置を達成するものである。

次に本発明を用いた撮影装置で焦点検出動作を行い撮影光学系の合焦動作までの流れの例を述べる。

図８は、図１で示した撮影装置たる一眼レフ形式の撮影装置が焦点検出をおこなって合焦動作を行うまでに関する大まかな流れ図である。ここでは交換可能な撮影光学系が外されている状態を初期状態と想定している。

撮影者がカメラの電源スイッチをオン操作すると、カメラ側ＣＰＵ１６７はカメラ内の各アクチュエータや撮像素子の動作確認を行ない、メモリ内容や実行プログラムの初期化を行なうと共に、撮影準備動作を実行する。

ステップＳ１００は図１で示した撮影装置内に配置されたＡＦ信頼性評価手段１６６を用いて撮影環境による焦点検出精度の信頼性を判断するものである。

ここで述べる撮影環境とは主に図１で示す焦点検出ユニット１５７で検出される焦点検出精度の劣化原因となるカメラ本体１５０の内部温度や湿度状態を示す。

更には例えばシャッタスピード設定によって前記焦点検出ユニット１５７へ被写体像を偏向する副反射部材１５６の姿勢変化や反射面の形状変形による焦点検出精度の劣化予想も含んで良いものである。

以上説明したように本発明においては光学ファインダを有した一眼レフカメラ形式の撮影装置において、連続撮影時に観察光学像を損なわずに高精度な焦点検出を行うことが出来るものである。

以上述べた手段は、本発明のような位相差方式焦点検出用画素を有した撮像素子を用いた一眼レフカメラに応用できるものである。

１００：撮影光学系ユニット部
１０１：撮影光学系レンズ群
１０２：絞り機構
１０３：レンズ側伝達手段
１０４：レンズ側ＣＰＵ
１０５：フォーカス駆動手段
１０６：絞り径駆動手段
１０７：周辺光量情報
１０８：光学系諸情報
１５０：カメラ本体部
１５１：ペンタゴナルプリズム
１５２：接眼レンズ
１５３：測光ユニット
１５４：ピント板
１５５：反射部材
１５６：副反射部材
１５６ａ：副反射部材位置検出手段
１５７：焦点検出ユニット
１５７ａ：遮光マスク
１５７ｂ：フィールドレンズ
１５７ｃ：反射部材
１５７ｄ：分割マスク
１５７ｅ：メガネレンズ
１５７ｆ：焦点検出センサ
１５７ｇ：温度計
１５８：撮像素子
１５９：測光手段
１６０：露光量決定手段
１６１：撮像素子駆動手段
１６２：画像信号出力手段
１６３：ＡＦ信号抽出手段
１６４：ＡＦ信号出力手段
１６５：ＡＦ選択手段
１６６：ＡＦ信頼性評価手段
１６７：カメラ側ＣＰＵ
１６８：フォーカス駆動量決定手段
１６９：カメラ側伝達手段
２００：撮像画像を形成する画素群
２０１：横縞（Ｘ方向）パターン被写体の焦点検出用画素Ａ
２０２：横縞（Ｘ方向）パターン被写体の焦点検出用画素Ｂ
２０３：縦縞（Ｙ方向）パターン被写体の焦点検出用画素Ａ
２０４：縦縞（Ｙ方向）パターン被写体の焦点検出用画素Ｂ
３００：撮像画像を形成する画素群１
３０１：撮像画像を形成する画素群２
３０２：横縞（Ｘ方向）パターン被写体の焦点検出用光電変換部Ａ
３０３：横縞（Ｘ方向）パターン被写体の焦点検出用光電変換部Ｂ
３０４：縦縞（Ｙ方向）パターン被写体の焦点検出用光電変換部Ａ
３０５：縦縞（Ｙ方向）パターン被写体の焦点検出用光電変換部Ｂ
４００：撮像画像を形成する画素群
４０１：光電変換部１
４０２：光電変換部２
４０３：光電変換部３
４０４：光電変換部４
５００：中央焦点検出用撮像画素Ａ０
５０１：マイクロレンズ
５０２：遮光部材
５０３：光電変換部
５０４：焦点検出用撮像画素
ＥＰ０：撮影光学系の射出瞳範囲
ＥＰａ０：Ａ像を形成する瞳分割範囲
ＥＰｂ０：Ｂ像を形成する瞳分割範囲
Ｌ０：像ズレ量
ＡＩ０：Ａ像焦点検出用信号波形
ＢＩ０：Ｂ像焦点検出用信号波形

Claims (5)

1. 撮影光学系と該撮像素子間に配置された可動式反射部材で偏向された光路を受光する位相差方式の第１焦点検出手段と、
   該可動式反射部材が退避状態で撮影光学系の光路を受光する撮像素子上の位相差方式の第２焦点検出手段と、
   該可動反射部材を駆動する連続撮影機能と、を有し、
   該連続撮影時の１回目の撮影は、第１焦点検出手段を選択し、
   該連続撮影時の２回目以降の撮影は、第２焦点検出手段を選択すること、
   を特徴とする撮影装置。
2. 撮影光学系と該撮像素子間に配置された可動式反射部材で偏向された光路を受光する位相差方式の第１焦点検出手段と、
   該可動式反射部材が退避状態で撮影光学系の光路を受光する撮像素子上の位相差方式の第２焦点検出手段と、
   該可動反射部材を駆動する連続撮影機能と、
   前記第１焦点検出手段の信頼性を評価する信頼性評価手段と、を有し、
   該連続撮影時に該信頼性評価手段結果に基づいて該第１又は第２焦点検出手段を選択する選択手段を備え、
   該第２焦点検出手段は直前に撮影された画像信号を用いること、
   を特徴とする撮影装置。
3. 前記可動式反射部材は、可動式反射部材は反射部材１及び可動式反射部材２で構成されており、
   該反射部材１正位置にて撮影光路を光学式ファインダへの偏向を行い、
   更に該反射部材２にて撮影光路を第１焦点検出手段に偏向を行い、
   該反射部材１及び反射部材２の退避状態にて該第１焦点検出手段及び撮像手段を行う
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮影装置。
4. 前記信頼性評価手段は、撮影装置内の温度情報または湿度情報を用いることを特徴とした請求項２又は請求項３に記載の撮影装置。
5. 前記信頼性評価手段は、前記反射部材２の位置又は形状状態変化情報を用いることを特徴とした請求項３に記載の撮影装置。