JP2019053315A - 焦点調節装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の焦点状態を適切に調節することができる焦点調節装置を提供する。【解決手段】第１の分光特性を有し、光学系からの光束を受光して第１の出力値を出力する第１受光部１３７と、第１の分光特性とは異なる第２の分光特性を有し、光学系からの光束を受光して第２の出力値を出力する第２受光部１６０ｄと、光学系の焦点状態を調節する焦点調節部１７０と、第１の出力値と第２の出力値とに基づいて、第１受光部１３７では検出されず第２受光部１６０ｄで検出された光成分に応じて補正量を算出する演算部１７０と、を備え、焦点調節部１７０は、補正量に基づいて、光学系の焦点状態を調節することを特徴とする焦点調節装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関する。

従来より、光学系による像のズレ量に基づいてデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいて光学系の焦点状態を調節する焦点調節装置が知られている。このような焦点調節装置において、色収差によるピントぼけを防止するために、分光特性が異なる２つの測光センサの出力差に基づいて光源が蛍光灯であるか否かを判別し、光源が蛍光灯であると判別された場合に、デフォーカス量を、蛍光灯の色収差データに基づく一定の補正量で補正する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１３−２３１８８５号公報

しかしながら、従来技術は、光源が蛍光灯であると判断された場合に蛍光灯の色収差データに基づく一律の補正量でデフォーカス量を補正するものであるため、屋外撮影時に天候により光環境が変化する場合や光源が複数ある場合などに、受光した光の波長や光量に応じて光学系の焦点状態を適切に調節することができない場合があった。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。

[１]本発明に係る焦点調節装置は、第１の分光特性を有し、光学系からの光束を受光して第１の出力値を出力する第１受光部と、前記第１の分光特性とは異なる第２の分光特性を有し、前記光学系からの光束を受光して第２の出力値を出力する第２受光部と、前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節部と、前記第１の出力値と前記第２の出力値とに基づいて、前記第１受光部では検出されず前記第２受光部で検出された光成分に応じて補正量を算出する演算部と、を備え、前記焦点調節部は、前記補正量に基づいて、前記光学系の焦点状態を調節することを特徴とする。

[２]上記焦点調節装置に係る発明において、前記演算部は、前記第１の出力値に基づいて前記光学系による像のずれ量を算出し、前記焦点調節部は、前記ずれ量と前記補正量とに基づいて、前記光学系の焦点状態を調節するように構成することができる。

[３] 上記焦点調節装置に係る発明において、前記第１の分光特性と前記第２の分光特性とは、少なくとも近赤外光領域における受光感度が異なるように構成することができる。

[４] 上記焦点調節装置に係る発明において、前記第１の分光特性は、撮像素子の分光特性と略同一であるように構成することができる。

[５] 上記焦点調節装置に係る発明において、前記第１受光部は測光用のセンサであり、前記第２受光部は焦点検出用のセンサであるように構成することができる。

[６] 上記焦点調節装置に係る発明において、近赤外光を照射する照明装置を内蔵または着脱可能となっており、前記焦点調節部は、前記照明装置により前記近赤外光が照射された場合に、前記補正量に基づいて、前記光学系の焦点状態を調節するように構成することができる。

[７] 本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に調節することができる。

図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。 図２は、測光センサの分光特性を示すグラフである。 図３は、ラインセンサおよびその周辺部品の構成を示す概略図である。 図４は、ラインセンサの分光特性を示すグラフである。 図５は、本実施形態に係る補正量算出処理を示すフローチャートである。 図６は、本実施形態に係る焦点調節処理を示すフローチャートである。 図７は、近赤外光含有率を説明するためのグラフである。 図８は、補正量の算出方法を説明するためのグラフである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のカメラ１は、カメラ本体１００とレンズ鏡筒２００とストロボ装置３００とを備える。カメラ本体１００とレンズ鏡筒２００とは着脱可能に結合され、カメラ本体１００とストロボ装置３００とも着脱可能に結合される。

レンズ鏡筒２００には、レンズ２１１，２１２，２１３、および絞り２２０を含む撮影光学系が内蔵されている。

フォーカスレンズ２１２は、レンズ鏡筒２００の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられる。フォーカスレンズ２１２は、エンコーダ２６０によってその位置が検出されつつ、レンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。本実施形態では、フォーカスレンズ２１２の光軸Ｌ１方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、エンコーダ２６０は、レンズ鏡筒２００に対する回転筒の相対的な回転角を検出することで、フォーカスレンズ２１２の位置を求めることができる。

エンコーダ２６０で検出されたフォーカスレンズ２１２の現在位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するカメラ制御部１７０へ送出される。そして、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ２１２の駆動量が、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して送出され、これに基づいて、レンズ駆動モータ２３０は駆動する。

絞り２２０は、上記撮影光学系を通過して、カメラ本体１００に備えられた撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０に送出されることで、絞り駆動部２４０により行われる。また、カメラ本体１００に設けられた操作部１５０によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０に入力される。絞り２２０の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部２５０で現在の開口径が認識される。

また、図１に示すように、本実施形態のカメラ１は、ストロボ装置３００を備える。ストロボ装置３００にはメイン発光部３０１が設けられ、発光回路で構成されるストロボ駆動部３０２により発光駆動される。メイン発光部３０１の発光量や発光タイミングは、カメラ制御部１７０からの制御信号によって制御される。

さらに、ストロボ装置３００には、ＡＦ補助光発光部３０３が設けられ、発光回路で構成されるＡＦ補助光駆動部３０４により発光駆動される。ＡＦ補助光の発光はカメラ制御部１７０により制御される。たとえば、カメラ制御部１７０により、被写体が低輝度であると判断された場合や、被写体のコントラストが低いと判断された場合に、ＡＦ補助光を発光するための制御信号がＡＦ補助光駆動部３０４に送出され、これに基づき、ＡＦ補助光駆動部３０４によりＡＦ補助光の発光駆動が行われる。

また、本実施形態において、ＡＦ補助光発光部３０３は、赤色ＬＥＤを含む構成となっている。ＡＦ補助光発光部３０３は、たとえば６５０ｎｍ〜７４０ｎｍ付近の近赤外領域の波長の光（近赤外光）をＡＦ補助光として照射する。これにより、被写体が人物である場合に、人物にＡＦ補助光を眩しいと感じさせることを有効に防ぐことができる。

一方、カメラ本体１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出部１６０へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。

ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。

クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成される。クイックリターンミラー１２１が、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出部１６０へ導く。

したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出部１６０へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１２の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタン（不図示）を全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回動し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。

クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して観察可能になっている。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ１３５を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。

また、接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７とが設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。測光センサ１３７は、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ１３７で検出された信号は、カメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御や焦点調節に用いられる。

ここで、図２は、測光センサ１３７の分光特性を示すグラフである。本実施形態において、測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成されており、受光面の平面上に二次元的に配列された複数の画素を有している。これら複数の画素は、撮像素子１１０を構成する各画素と同様に、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。そのため、測光センサ１３７の分光特性は、撮像素子１１０と同様に、緑画素Ｇの分光特性と、赤画素Ｒの分光特性と、青画素Ｂの分光特性とを足し合わせたものとなる。一方、測光センサ１３７を構成する赤画素Ｒは、赤色の波長領域の光に対して高い感度を有するが、人間の眼では感知できない近赤外光に対する感度は低く設定されている。そのため、測光センサ１３７の分光特性では、図２に示すように、ＡＦ補助光（近赤外光）の中心波長である７３０ｎｍ付近の波長領域における受光感度は低くなっている。

図１に戻り、焦点検出部１６０は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するための装置である。焦点検出部１６０は、サブミラー１２２で反射した光束（光軸Ｌ４）の、撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な位置に受光面を有する。焦点検出部１６０は、フォーカスレンズ２１２の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を、受光面に設けられた一対のラインセンサ１６０ｄで受光することで、一対の像信号を取得する。

図３は、ラインセンサ１６０ｄとその周辺部品の構成例を示す図である。本実施形態において、焦点検出部１６０は、図３に示すように、コンデンサレンズ１６０ａと、一対の開口が形成された絞りマスク１６０ｂと、一対の再結像レンズ１６０ｃと、一対のラインセンサ１６０ｄとを有する。焦点検出部１６０は、上述したように、フォーカスレンズ２１２の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を、一対のラインセンサ１６０ｄで受光する。そして、焦点検出部１６０は、一対のラインセンサ１６０ｄで取得した一対の像信号の位相ずれを、周知の相関演算により求めることで、光学系の焦点状態を検出する。

たとえば、図２に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６０ｅで結像すると合焦状態となるが、フォーカスレンズ２１２が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６０ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラ本体１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。

なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６０ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６０ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなる。逆に、被写体像Ｐの結像点がカメラ本体１００側にずれると、一対のラインセンサ１６０ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。

すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６０ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる。すなわち、像信号に位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１２を移動させることでピントを合わせる。

具体的には、焦点検出部１６０は、一対の像信号の位相差（ずれ量）をデフォーカス量に変換し、カメラ制御部１７０に送信する。これにより、カメラ制御部１７０は、焦点検出部１６０から送信されたデフォーカス量に応じてレンズ駆動量を演算し、算出したレンズ駆動量を、レンズ制御部２５０を介してレンズ駆動モータ２３０に送信する。そして、レンズ駆動量を受信したレンズ駆動モータ２３０は、受信したレンズ駆動量に応じてフォーカスレンズ２１２を駆動させることで、フォーカスレンズ２１２の位置を調整する。

図４は、ラインセンサ１６０ｄの分光特性を示すグラフである。本実施形態では、被写体の輝度が低い場合や被写体のコントラストが低い場合に、ストロボ装置３００のＡＦ補助光発光部３０３により、近赤外光であるＡＦ補助光が被写体に対して照射される。被写体に照射されたＡＦ補助光は、被写体に反射した後に、ラインセンサ１６０ｄで受光される。これにより、被写体の輝度が低い場合や被写体のコントラストが低い場合でも、被写体にピントを合わせることが可能となる。また、本実施形態では、被写体が人物である場合に人物がＡＦ補助光を眩しく感じさせないようにするために、近赤外領域の波長の光がＡＦ補助光として照射される。そのため、本実施形態に係るラインセンサ１６０ｄの分光特性は、図４に示すように、測光センサ１３７の分光特性と比べて、近赤外領域の波長の光の検出感度が高くなるように設計されている。

図１に戻り、撮像素子１１０は、カメラ本体１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ２１１，２１２，２１３を含む撮影光学系の予定焦点面となる位置に設けられ、その前面にシャッター１１１が設けられている。この撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。

操作部１５０は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチを備えており、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。また、シャッターレリーズボタンのスイッチは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。この操作部１５０により設定されたシャッターレリーズボタンのスイッチＳＷ１，ＳＷ２および各種モードはカメラ制御部１７０へ送信される。

また、カメラ本体１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成される。カメラ制御部１７０は、レンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０から、フォーカスレンズ位置などのレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り制御信号などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。また、カメラ制御部１７０は、これらに加えて、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００の焦点調節状態、絞り調節状態などの検出など、カメラ１全体の制御を司る。

また、本実施形態において、カメラ制御部１７０は、測光センサ１３７の出力とラインセンサ１６０ｄの出力とに基づいて、光学系の焦点状態を調節する。従来では、ＡＦ補助光や太陽光などに含まれる近赤外光により色収差が生じる場合がある。色収差の影響により、撮像素子１１０よりも近赤外光の検出感度が高いラインセンサ１６０ｄで受光した像にピントの合うフォーカスレンズ位置と、ラインセンサ１６０ｄよりも近赤外光の検出感度が低い撮像素子１１０で撮像した像にピントの合うフォーカスレンズ位置とが異なってしまう。そのため、ラインセンサ１６０ｄの焦点検出結果（デフォーカス量）に基づいて光学系の焦点状態を調節した場合でも、撮像素子１１０で被写体を撮像した場合に被写体にピントが合わない場合があった。このような色収差によるピントのズレを防止するために、本実施形態に係るカメラ制御部１７０は、撮像素子１１０と同様に近赤外光の検出感度が低い測光センサ１３７の出力値と、近赤外光の検出感度が高いラインセンサ１６０ｄとの出力値に基づいて、焦点検出部１６０が求めたデフォーカス量を補正するための補正量を算出する。本実施形態に係るカメラ制御部１７０は、測光センサ１３７で検出されず、ラインセンサ１６０ｄのみで検出される近赤外光を特定し、特定した近赤外光に基づいてデフォーカス量を補正することで、補正したデフォーカス量に基づいて、光学系の焦点状態を調節する。なお、補正量の算出方法およびデフォーカス量の補正方法の詳細については後述する。

次に、図５および図６を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。なお、図５は、色収差によるピントのズレを補正するための補正量を算出する補正量算出処理を示すフローチャートである。図６は、図５に示す補正量算出処理により算出された補正量を用いて光学系の焦点状態を調節する焦点調節処理を示すフローチャートである。

まず、図５に示す補正量算出処理について説明する。なお、図５に示す補正量算出処理は、カメラ制御部１７０により、所定の時間間隔で繰り返し実行される。なお、本実施形態では、測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄとの出力値の差に基づいて補正量を算出するが、これに限定されない。測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄとの出力値の比に基づいて補正量を算出するようにしてもよい。

ステップＳ１０１では、カメラ制御部１７０により、測光センサ１３７およびラインセンサ１６０ｄの出力が取得される。そして、ステップＳ１０２では、カメラ制御部１７０により、測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄの出力値との出力差Ｄの算出が行われる。

ここで、図７（Ａ）は、測光センサ１３７の分光特性とラインセンサ１６０ｄの分光特性とを重ね合わせたグラフである。図７（Ａ）は、測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄとの分光特性の相対的な差を、測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄとの受光感度の差としてグレーで表している。測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄの分光感度の差は、測光センサ１３７では検知されずラインセンサ１６０ｄで検知される光を、検知する仮想の検知センサの分光特性を表すと考えることができる。特に、本実施形態では、測光センサ１３７は近赤外光の検知感度が低く、ラインセンサ１６０ｄは近赤外光の検知感度が高いため、測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄとの分光感度の差は、近赤外光を検知する仮想の検知センサの分光特性を表すものとみなすことができる。図７（Ｂ）は、近赤外光を検知する仮想の検知センサの分光特性を表すグラフである。

具体的に、カメラ制御部１７０は、まず、下記式（１）に基づいて、測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄの出力値との出力差Ｄを算出する。

なお、上記式（１）において、Ｌはラインセンサ１６０ｄの出力値、Ｒは測光センサ１３７を構成する赤画素の出力値、Ｇは測光センサ１３７を構成する緑画素の出力値、Ｂは測光センサ１３７を構成する青画素の出力値である。また、α，β_Ｒ，β_Ｇ，β_Ｂは、近赤外光よりも波長の短い可視光領域において、測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄの出力値とがほぼ等しい値となるように測光センサ１３７およびラインセンサ１６０ｄの出力値を調整するための係数であり、ゲインや受光時間に応じて適宜決定される。

そして、ステップＳ１０３では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０２で算出された出力差Ｄに基づいて、ラインセンサ１６０ｄで受光された光のうち近赤外光が含まれる割合が近赤外光含有率Ｉとして算出される。具体的には、カメラ制御部１７０は、下記式（２）に基づいて、近赤外光含有率Ｉを算出する。

なお、上記式（２）において、ＤはステップＳ１０２で算出された測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄの出力値との出力差であり、Ｌはラインセンサ１６０ｄの出力値である。

本実施形態では、上述したように、測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄの分光感度の差は、近赤外光を検知する仮想の検知センサの分光特性を表すものとみなすことができる。そのため、上記式（２）に示すように、ラインセンサ１６０ｄの出力値Ｌと、測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄとの出力差Ｄとの比は、ラインセンサ１６０ｄで受光した光のうち近赤外光が含まれる割合とみなすことができる。

ステップＳ１０４では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０３で算出された近赤外光含有率Ｉに基づいて、デフォーカス量を補正するための補正量の算出が行われる。ここで、図８は、色収差によるピントのずれ量の一例を示すグラフである。図８に示す例では、撮像素子１１０の緑画素により受光される波長（図８中、Ｇで示す。）を基準とし、色収差によるピントのずれ量を波長ごとに表している。たとえば、図８に示す例では、近赤外光の像にピントの合うフォーカスレンズ位置は、色収差の影響によって、撮像素子１１０の緑画素により受光される波長（図８中、Ｇで示す。）に対して、ずれ量ｄだけ至近側にずれる。この場合、フォーカスレンズ２１２をずれ量ｄだけ無限遠側に移動することで、色収差によるピントのズレを防止することができることとなる。ただし、ラインセンサ１６０ｄで受光する光には、近赤外光以外の光も含まれるため、ラインセンサ１６０ｄで受光された光に含まれる近赤外光の割合、すなわち近赤外光含有率Ｉに応じて、ずれ量ｄを補正する。これにより、色収差によるピントのズレを防止することができる。本実施形態では、デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ２１２の駆動量が決定される。カメラ制御部１７０は、近赤外光含有率Ｉに応じたずれ量（ｄ×Ｉ）をデフォーカス量に換算した量を、デフォーカス量を補正するための補正量Ａとして算出する。カメラ制御部１７０は、フォーカスレンズ２１２を近赤外光含有率Ｉに応じたずれ量（ｄ×Ｉ）だけ無限遠側に移動させることができ、色収差によるピントのズレを防止することができる。具体的には、カメラ制御部１７０は、下記式（３）に基づいて、デフォーカス量を補正するための補正量Ａを算出する。

なお、γはフォーカスレンズ位置のずれ量をデフォーカス量に換算するための係数である。

次に、図６を参照して、図５に示す補正量算出処理で算出された補正量を用いて、光学系の焦点状態を調節する焦点調節処理について説明する。図６は、焦点調節処理を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１では、カメラ制御部１７０により、シャッターレリーズボタンが半押し（第１スイッチＳＷ１がオン）されたか否かの判断が行われる。シャッターレリーズボタンが半押しされた場合は、ステップＳ２０２に進む。シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合は、ステップＳ２０１で待機する。

ステップＳ２０２では、デフォーカス量の算出が行われる。具体的には、まず、ラインセンサ１６０ｄにより電荷の蓄積が行われる。一対のラインセンサ１６０ｄで蓄積された一対の像信号が、焦点検出部１６０により読み出される。また、焦点検出部１６０は、一対の像信号の相関関係を演算することで、読み出した一対の像信号に基づくデフォーカス量を算出する。なお、算出されたデフォーカス量は、カメラ制御部１７０に出力される。

ステップＳ２０３では、カメラ制御部１７０により、図５に示す補正量算出処理において算出された補正量の取得が行われる。そして、続くステップＳ２０４では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ２０３で取得された補正量に基づいて、ステップＳ２０２で算出されたデフォーカス量を補正する補正処理が行われる。

たとえば、カメラ制御部１７０は、ステップＳ２０２で算出されたデフォーカス量がフォーカスレンズ２１２を至近側に駆動するものであり、かつ、ステップＳ２０３で取得された補正量が、図８に示すように、色収差による至近側へのピントのズレを補正するものである場合には、フォーカスレンズ２１２が色収差によるズレ量だけ無限遠側に移動するように、デフォーカス量から補正量を差し引いて、デフォーカス量を補正する。

そして、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で補正されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２の駆動が開始される。具体的には、カメラ制御部１７０は、補正後のデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を合焦位置まで駆動させるために必要なレンズ駆動量を算出する。カメラ制御部１７０は、算出したレンズ駆動量を、レンズ制御部２５０を介してレンズ駆動モータ２３０へと出力する。これにより、レンズ駆動モータ２３０は、補正後のデフォーカス量に基づくレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を合焦位置まで駆動する。

ステップＳ２０６では、カメラ制御部１７０により、光学系の焦点状態が合焦状態であるか否かの判断が行われる。本実施形態では、ステップＳ２０５でフォーカスレンズ２１２の駆動を開始した後に、フォーカスレンズ２１２を駆動させた状態でステップＳ２０６に進み、光学系の焦点状態が合焦状態であるか否かの判断が行われる。ステップＳ２０６で合焦状態ではないと判断された場合にはステップＳ２０２に戻る。ステップ２０２に戻ると、新たに算出したデフォーカス量と新たに取得した補正量とに基づいて、デフォーカス量を再び補正する。新たに補正したデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ２１２を駆動させる処理が繰り返される。そして、カメラ制御部１７０は、たとえば補正後のデフォーカス量ｄｆが所定値以下となった場合に、光学系の焦点状態が合焦状態であると判断し、フォーカスレンズ２１２の駆動を停止し、図６に示す焦点調節処理を終了する。

以上のように、本実施形態では、測光センサ１３７の出力値とラインセンサ１６０ｄの出力値との出力差Ｄに基づいて、ラインセンサ１６０ｄで受光した光に近赤外光が含まれる割合を近赤外光含有率Ｉとして算出する。そして、算出した近赤外光含有率Ｉと色収差によるピントのずれ量ｄとに基づいて補正量Ａを算出し、補正量Ａに基づいてデフォーカス量を補正する。これにより、本実施形態では、色収差によるピントのずれ量ｄを近赤外光の量に応じて適切に補正することができる。そのため本実施形態のカメラ１は、ラインセンサ１６０ｄで受光した光に、たとえばＡＦ補助光や太陽光などの近赤外光が含まれる場合でも、色収差によるピントのズレを有効に抑制することができ、光学系の焦点状態を適切に調節することが可能となる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

たとえば、上述した図５に示す補正量算出処理および図６に示す焦点調節処理を、太陽光の下で撮影を行う場面や、ＡＦ補助光を使用する場面のみに行う構成としてもよい。このような場面では、ラインセンサ１６０ｄが受光する光に近赤外光が含まれる可能性が高いため、近赤外光による色収差の影響を有効に抑制することができる。なお、カメラ制御部１７０は、たとえば「屋外モード」または「晴天モード」などの露光モードが設定されている場合に、太陽光の下で撮影を行う場面であると判断することができる。

また、上述した実施形態では、デフォーカス量を補正量Ａで補正する構成を例示したが、この構成に限定されない。たとえば、デフォーカス量を補正せずに、デフォーカス量に基づいて算出されたレンズ駆動量を、補正量Ａに基づく駆動量で補正する構成としてもよい。

さらに、上述した実施形態では、カメラ本体１００に着脱可能なストロボ装置３００を備える構成を例示したが、この構成に限定されない。たとえば、近赤外光をＡＦ補助光として照射する照射装置をカメラ本体１００に内蔵する構成としてもよい。

また、上述した実施形態では、測光センサ１３７とラインセンサ１６０ｄとの出力差に基づいて、測光センサ１３７では検出されず、ラインセンサ１６０ｄで検出される近赤外領域の光成分を抽出する構成を例示したが、この構成に限定されない。たとえば、測光センサ１３７およびラインセンサ１６０ｄに代えて、分光特性の異なる２つのセンサの出力差に基づいて、一方のセンサのみで検出される光成分を抽出することで、当該光成分による色収差に応じた補正量を求める構成としてもよい。

なお、本実施形態に係るカメラ１は、特に限定されず、例えば、一眼ミラーレスデジタルカメラ、デジタルコンパクトカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。

１…カメラ
１００…カメラ本体
１１０…撮像素子
１３７…測光センサ
１６０…焦点検出部
１６０ｄ…ラインセンサ
１７０…カメラ制御部
２００…レンズ鏡筒
２１２…フォーカスレンズ
３００…ストロボ装置
３０３…ＡＦ補助光発光部

Claims (7)

1. 第１の分光特性を有し、光学系からの光束を受光して第１の出力値を出力する第１受光部と、
   前記第１の分光特性とは異なる第２の分光特性を有し、前記光学系からの光束を受光して第２の出力値を出力する第２受光部と、
   前記光学系の焦点状態を調節する焦点調節部と、
   前記第１の出力値と前記第２の出力値とに基づいて、前記第１受光部では検出されず前記第２受光部で検出された光成分に応じて補正量を算出する演算部と、を備え、
   前記焦点調節部は、前記補正量に基づいて、前記光学系の焦点状態を調節することを特徴とする焦点調節装置。
2. 請求項１に記載の焦点調節装置であって、
   前記演算部は、前記第１の出力値に基づいて前記光学系による像のずれ量を算出し、
   前記焦点調節部は、前記ずれ量と前記補正量とに基づいて、前記光学系の焦点状態を調節することを特徴とする焦点調節装置。
3. 請求項１または２に記載の焦点調節装置であって、
   前記第１の分光特性と前記第２の分光特性とは、少なくとも近赤外光領域における受光感度が異なることを特徴とする焦点調節装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
   前記第１の分光特性は、撮像素子の分光特性と略同一であることを特徴とする焦点調節装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
   前記第１受光部は測光用のセンサであり、
   前記第２受光部は焦点検出用のセンサであることを特徴とする焦点調節装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の焦点調節装置であって、
   近赤外光を照射する照明装置を内蔵または着脱可能となっており、
   前記焦点調節部は、前記照明装置により前記近赤外光が照射された場合に、前記補正量に基づいて、前記光学系の焦点状態を調節することを特徴とする焦点調節装置。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の焦点調節装置を備える撮像装置。

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