JP4994800B2

JP4994800B2 - 受光センサ及び焦点検出装置

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Description

本発明は、焦点検出のための受光センサ、焦点検出装置及び撮像装置に関する。

位相差式の焦点検出装置により同一距離の被写体の焦点検出を行った場合、結像光学系の色収差の要因で波長毎に、焦点検出結果に差（ピントずれ）が生じるという問題があった。

このような焦点検出にずれが生じてしまう焦点検出装置に対して、従来より、光源を検知するための受光部を設けて光源の違いによる焦点検出のずれを検出し、補正する技術が提案されている。この焦点検出装置では、赤外領域の信号やそれ以外の波長領域の信号を検出し、焦点検出結果のずれ量を算出して、補正を施す（例えば、特許文献１）。

また、特許文献２においては、焦点検出を行うホトダイオードアレイの基準部と参照部に隣接させて同一チップ上に２種類の色温度検出用ホトダイオードを配置する構成の焦点検出装置が提案されている。この焦点検出装置では、ホトダイオードアレイと第１、第２の色温度検出用ホトダイオードが略同一の被写体をみる様に構成されている。

また、特許文献３においては、複数の光学系に対応させるために、複数の焦点検出受光部を配置し、焦点検出受光部に隣接してモニター受光部が配置されている焦点検出素子が開示されている。
特公平１−４５８８３号公報特許登録２５５５６８１号公報特開２００４−２７２２３８号公報

特許文献１においては、物体の像を形成する結像光学系からの光束を受光し焦点検出を行う受光部の近傍に、赤外領域の光による光電信号と、それ以外の波長の光による光電信号を取得する受光部を備えている。しかしながら、複数の焦点検出視野に対する配置については記載されていない。また、特許文献２においても、ホトダイオードアレイに隣接させて色温度検出用ホトダイオードを配置しているが、複数の焦点検出視野に対する配置については記載されていない。

また、特許文献３においては、複数の焦点検出受光部に対して、それぞれモニター受光部が配置されているものが開示されている。しかし、焦点検出装置の測距視野の多点化により、焦点検出受光部が増加し、それに比例してモニター受光部が増加しているため、センサー回路の増大を招き、これによる、センササイズの拡大を招いていた。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、制御回路の削減を図り、受光センサのチップ面積の減少、省電力化を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る受光センサは、受光された一対の光像から撮像光学系の第１のデフォーカス量を検出するために、被写体からの光束を受光する第１の焦点検出センサと第２の焦点検出センサから成る第１の焦点検出センサ対と、受光された一対の光像から前記撮像光学系の第２のデフォーカス量を検出するために、前記被写体からの光束を受光する第３の焦点検出センサと第４の焦点検出センサから成る第２の焦点検出センサ対と、光束の波長成分を検出する光検知センサとを備え、前記光検知センサは前記第１、第３の焦点検出センサ及び前記第２、第４の焦点検出センサのいずれか一方に挟まれた位置に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、センササイズの小型化、センサの消費電力の低減を図ることができる。

（実施例１）
以下に、本発明の実施例１を示す。
図１は本発明の一実施例に係わる撮像システムの概略を示す構成図である。図１において、１００は撮像装置であり、以下の１０１〜１１６の部材を有している。１０１はファインダ光学系を構成する正立正像光学系、１０２は接眼レンズである。１０３はファインダスクリーン、１０４は撮像光束の一部をファインダ光学系に偏向するミラーである。１０５はミラー１０４を通過した撮像光束を後述する焦点検出装置に対して偏向するミラーである。１０６は撮像装置１００の撮像を司る撮像素子、１０７は撮像素子１０６を遮光するシャッタ装置、１０８は撮像装置１００の内部に収納されている内蔵ストロボである。撮像素子１０６において交換レンズ２００を通過した被写体からの光束が受光され、電気信号が出力される。１０９は複数の受光部（後述のラインセンサがこれに相当）により構成される複数のセンサ手段（後述のセンサがこれに相当する）を有し、位相差検出方式にて焦点検出を行う焦点検出装置である。具体的には、交換レンズ２００に含まれるフォーカスレンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、これら２分割した光束を一組の（一対の）ラインセンサにそれぞれ受光させる。そして、その受光量に応じて出力された信号のずれ量、すなわち光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、フォーカスレンズのピントずれ量（デフォーカス量）を求める。したがって、焦点検出センサにより一度蓄積動作を行えば、フォーカスレンズを移動すべき量と方向が得られ、補正が行える。１１０は撮像装置１００の露出の測定を行う測光装置、１１１は測光装置１１０に被写体光束を結像させるレンズ、１１２は撮像装置１００の制御を司る撮像制御回路である（マイクロプロセッサともいう）。１１３は後述の外部ストロボ等を装着するためのアクセサリシューである。１１４は内蔵ストロボ１０８のフレネルレンズ、１１５は撮像装置１００に設けられている光学フアインダに情報を重ねて表示するファインダ表示部、１１６は撮像装置１００の外部に各種情報を表示するための外部表示部である。

２００は撮像光学系である交換式のレンズであり、以下の２０１〜２０３の部材を有している。２０１は撮像装置１００の通信部と通信を行うレンズ制御回路（マイクロプロセッサともいう）、２０２は撮像を行うためのレンズ（撮像光学系）であり、２０３は光量調節を行う絞り装置である。２０２のレンズはフォーカスレンズを含む。

３００は交換式レンズ２００に装着されるレンズフードであり、内部に該レンズフード３００の情報を記録するフード情報記録回路３０１を有している。

４００は照明手段である外部ストロボであり、以下の４０１〜４０６の部材を有している。４０１は外部ストロボ４００を制御する外部ストロボ制御回路（マイクロプロセッサともいう）、４０２は発光部、４０３は発光部４０２の光束を被写界側に反射する反射傘である。４０４は反射傘４０３で反射された光束の配光を制御するストロボパネル、４０５は撮像装置１００のアクセサリシュー１１３に装着するための取付部、４０６は外部ストロボ４００に設けられている赤外補助光部である。

図２は、上記撮像システムの各部（撮像装置１００、交換レンズ２００、レンズフード３００及び外部ストロボ４００）の回路構成を示すブロック図である。
図２において、撮像装置１００は、以下の１〜１５に示す構成要素を具備している。１１２は撮像装置１００の制御を司るマイクロプロセッサ（撮像制御回路）、２は撮像装置１００の可動部分の駆動を行うためのモータ駆動回路である。３は被写体の輝度を測定するための測光部（図１の測光装置１１０に含まれる）、４は交換レンズ２００の焦点状態を検出する焦点検出部（図１の焦点検出装置１０９に含まれる）である。６は撮像装置１００の露光量の制御を行うシャッタ制御回路であり、図１のシャッタ装置１０７に含まれる。７は撮像装置１００に取り込む光束を制御する絞り制御回路であり、図１の絞り装置２０２を制御する。８は撮像装置１００の状態を表示する表示装置であり、図１のファインダ表示部１１５および外部表示部１１６を含む。９は図１の内蔵ストロボ１０８を制御するストロボ制御回路である。１０は撮像装置１００の設定状態を格納するための記憶回路、１１は撮像処理を行うための撮像回路、１２は撮像装置１００に装着される交換レンズ２００と通信を行うためのレンズ通信回路、１３は交換レンズ２００以外のアクセサリと通信するための通信回路である。１４（ＳＷ１）は撮像準備動作を開始するためのスイッチ、１５（ＳＷ２）は撮像を開始するためのスイッチである。内蔵ストロボ１０８は、外部ストロボ４００の未装着時に被写体を撮像時に照明するのみでなく、焦点検出時にも、被写体を照射する補助光としての機能も持っている。

交換レンズ２００は、２１〜２９の構成要素を具備している。２０１は交換レンズ２００の制御を司るマイクロプロセッサ（レンズ制御回路）、２２は交換レンズ２００の設定値を保持する記憶回路、２３は交換レンズ２００の駆動を行うレンズ駆動回路である。２４は交換レンズ２００の位置検出を行うレンズ位置検出回路、２５は交換レンズ２００の設定されている焦点距離を検出するレンズ焦点距離検出回路である。２６は図１の絞り装置２０３に含まれ、絞りを駆動する絞り駆動回路、２７は交換レンズ２００に装着されている付属品を検知する付属品検知回路である。２８は交換レンズ２００に装着されている付属品を検知する付属品検知スイッチ、２９は撮像装置１００及び交換レンズ２００に装着される付属品との通信を行うためのレンズ通信回路である。

本実施例において、レンズ通信回路２９は、撮像装置１００からの制御命令を通信すると共に交換レンズ２００に保持されている形状情報や、交換レンズ２００に装着されている付属品情報、レンズ設定値などを通信するように構成されている。

外部ストロボ４００は、以下の構成要素を具備している。４０１は付属品である外部ストロボの制御を司るマイクロプロセッサ（外部ストロボ制御回路）、４２は撮像装置１００との通信を行うための通信回路、４３は外部ストロボ４００の設定値を保持する記憶回路である。４４は外部ストロボ４００が装着されている撮像装置１００及び交換レンズ２００の状態に合わせてストロボ照射範囲を変更する照射角変更部、４５はストロボ照射範囲の設定値を検出するストロボ照射角検出部である。４６は外部ストロボ４００の発光量を直接モニタする発光量モニタ部、４７はストロボ発光量の制御を行う発光量制御回路、４８はストロボ充電を行うストロボ充電回路である。４９は外部ストロボ４００の状態設定を行うための設定部、５０は外部ストロボ４００の設定状態を表示するための表示部、４０６は外部ストロボ４００に内蔵されている赤外補助光部である。

本実施例において、通信回路４２は外部ストロボ４００の設定情報及び制御情報を通信するように構成されており、撮像装置１００からの指示に基づき赤外補助光部４０６より赤外光が投光されるように構成されている。

レンズフード３００は、以下の６０，６１の構成要素を具備している。６０はフードに存在しているフード通信回路である。６１はフードの情報を記憶している記憶回路であり、該記憶回路６１から読み出した情報を通信回路６０に入力し、レンズ通信回路２９との通信を行う構成になっている。

図３は、本実施例の撮像装置１００に含まれる焦点検出装置１０９の構成を示す分解斜視図である。
図３において、本体ブロック１１２０は各種構成部材の位置決めを行うものであり、固定するための各種位置決め形状、及び、固定形状が備えられている。赤外カットフィルタ１０５０は、本体ブロック１１２０に位置決めされている。遮光板１０３０は、該遮光板１０３０に設けられた遮光板位置決め固定部１０３１と、本体ブロック１１２０に設けられた遮光板１０３０を位置決め固定するための遮光板位置決め固定部１１２３により本体ブロック１１２０に対して位置決めされる。そして、本体ブロック１１２０の内部に装着され、該本体ブロック１１２０に対して接着固定される。遮光板１０３０は分割フィールドレンズ１０２０を通過した各焦点検出視野の有効光束以外の不要な光束が、他の焦点検出視野の受光部に対して入射することを防止する壁１０３２、及び、壁１０３３を持っている。また、壁１０３２と壁１０３３の間には焦点検出光束を通過させるための開口部１０３４が形成されている。分割フィールドレンズ１０２０は各種調整が行われた後、本体ブロック１１２０に設けられている分割フィールドレンズ固定部１１２４により、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。

視野マスク１４５０は、一対の視野マスク位置決め用嵌合軸と、本体ブロック１１２０に設けられている視野マスク１４５０の取付面内の平面移動を規制する視野マスク位置決め嵌合穴１１２５及び視野マスク位置決め嵌合長穴１１２６からなる一対の嵌合穴により、本体ブロック１１２０に対して位置決めされている。視野マスク１４５０に設けられている一対の視野マスク固定用弾性爪部１０１２を、本体ブロック１１２０に設けられている一対の視野マスク固定用穴部１１２７に対して係合させる。これにより、視野マスク１４５０が本体ブロック１１２０に対して固定される。焦点検出ユニットをカメラに取り付けた後は、視野マスク１４５０に設けられている一対の視野マスク固定用弾性爪部１０１２と本体ブロック１１２０に設けられている一対の視野マスク固定用穴部１１２７の係合が外れた場合でも、視野マスク１４５０が本体ブロック１１２０から浮き上がることがないようにする。そのために、視野マスク１４５０には視野マスク浮き防止部１０１３が設けられている。

ここで、視野マスク浮き防止部１０１３はカメラのミラーボックスと焦点検出装置の隙間を減少させる役目も持っている。

遮光シート１１１０は、遮光シート位置決め用の一対の穴１１１１と視野マスク１４５０に設けられている不図示の一対の遮光シート位置決め用形状により位置決めされる。これにより、視野マスク１４５０と本体ブロック１１２０により挟まれ、本体ブロック１１２０に対して固定される。

ミラー１０４０は、本体ブロック１１２０に設けられている不図示のミラー位置決め固定部により位置決めされて、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。ミラー１０４０の表面には、各焦点検出視野に対する不要な光束を遮光するためのマスク形状を持つ遮光マスク部１０４１が付加されている。そして、焦点検出光束を後述の受光部に対して折り曲げる際に、遮光板１０３０とミラー１０４０の隙間を通過する不要な光束を遮光している。遮光マスク部１０４１は周辺焦点検出視野に対応する後述のラインセンサのセンサ列方向に対して略平行に形成されており、焦点検出光束の光束分割方向には遮光パターンが存在していない。したがって、パターンエッジ部での反射によるゴーストが発生しなくなっている。再結像レンズ１０７０は嵌合軸１０７１により、本体ブロック１１２０の再結像レンズ位置決め角穴１１３１と再結像レンズ位置決め長穴１１３２からなる一対の嵌合穴で位置決めされる。そして、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。多孔絞り１０６０は、再結像レンズ１０７０に設けられている嵌合軸１０７１に対応している位置決め部１０６１により、再結像レンズ１０７０に対して位置決めされる。そして、レンズ１０７０と本体ブロック１１２０に挟まれることで、本体ブロック１１２０に対して保持されている。

センサ支持部材１１００は、本体ブロック突き当て形状１１０１とセンサ支持部材支持形状１１５１により、センサ支持部材支持形状１１５１の曲率Ｒ２及びセンサ支持部材の本体ブロック突き当て形状１１０１の曲率Ｒ１を中心として揺動可能に位置決めされる。これにより、複数の軸に対する傾き調整が可能であり、センサ傾き調整など各種調整が行われた後に、本体ブロック１１２０に対して接着固定されている。

１０９０はセンサであり、該センサ１０９０は、センサホルダー１０８０に対してあらかじめ接着固定しておく事により、センサホルダー１０８０とセンサ１０９０が一体になったセンサユニットとなる。

上記センサユニットは、本体ブロック１１２０に対してセンサ支持部材１１００を介して保持し、センサ傾き調整及び位置調整などの各種調整が行われる。その後、センサ支持部材１１００に対して接着固定される。センサホルダー１０８０には、センサ支持部材１１００の接着面に、接着剤を導くための溝が形成されている。

図３にて示した焦点検出装置は一例であり、この構成に限るものではない。
以下に、本実施例の撮像装置の焦点検出装置１０９の光学関係を示す。

図４は、本実施例の焦点検出装置１０９の光学的構成である。
図４においては、焦点検出装置１０９を構成する主要な光学部材のみを示しており、分割フィールドレンズ１０２０、再結像レンズ１０７０、センサ１０９０が示されている。

分割フィールドレンズ１０２０には複数のレンズが形成されており、本実施例ではレンズ１０２１、レンズ１０２２、レンズ１０２３の３個のレンズが形成されている。

再結像レンズ１０７０には、複数の再結像レンズ１０７２ａから１０７２ｊが形成されており、それぞれの再結像レンズが撮像装置の予定結像面上に形成された被写界の像（光像）をセンサ１０９０上に再結像させている。図４では、視野マスク開口１４５１から１４５３が受光領域であるところの投影像１４０１ａから１４０５ａ、１４０１ｂから１４０５ｂとなり投影されている。

図５には、本実施例の焦点検出装置１０９を構成するセンサ１０９０の構成を示す。

図６には、本実施例の焦点検出装置１０９を構成する再結像レンズの構成を示す。

図７には、本実施例の撮像装置の予定結像面と再結像レンズ１０７０とセンサ１０９０とセンサ上に形成される再結像レンズの光像の関係を示す。

図５、図６、図７を用いて、本実施例の焦点検出装置１０９の結像関係を以下に示す。

図７においては、撮像装置の予定結像面近傍に配置されている視野マスク１４５０、再結像レンズ１０７０及びセンサ１０９０に含まれるセンサチップ１０９１が模式的に示されている。また、撮像装置の予定結像面上には、センサチップ１０９１の逆投影像が模式的に示されている。

再結像レンズ１０７０には、再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｊが形成されている。また、センサチップ１０９１の同一基板上には焦点検出センサであるラインセンサ１２０１ａ〜１２１４ａ、１２０１ｂ〜１２１４ｂ及び光源検知受光部（測光センサともいう）である環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂが形成されている。この光源検知受光部である環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂは、焦点検出センサであるラインセンサ１２０１ａ〜１２１４ａ、１２０１ｂ〜１２１４ｂの隙間を満たすように配置されている。また、光源検知受光部である環境検出受光部は、焦点検出センサであるラインセンサの相関演算方向（ラインセンサ列の方向）に他方向よりも長く配置されている。そして、図面を見ると明らかなように光源検知受光部である環境検出受光部は、焦点検出センサであるラインセンサにおいて検出された光像とほぼ同一の光像を検出するように配置されている。また、撮像光学系からの光像のうち、再結像レンズの光軸に近い光像を焦点検出センサであるラインセンサにて検出するよう受光部を配置する。そして、焦点検出センサであるラインセンサにて検出した光像よりも再結像レンズの光軸から離れた光像を光源検知受光部である環境検出受光部にて検出するよう受光部を配置する。光源検知受光部としては分光感度特性が分かれば足り、その意味において、焦点検出センサよりも光軸から離れてもよいからである。

また、センサチップ１０９１上には、視野マスク１４５０の視野マスク開口１４５１〜１４５３の再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｈによる投影像１４０１ａ〜１４０５ａ、１４０１ｂ〜１４０５ｂが形成されている。

１５０１から１５１１は、ラインセンサ１２０１ａ〜１２１４ａ、１２０１ｂ〜１２１４ｂが、視野マスク１４５０上に再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｊにより逆投影された場合の逆投影像を示しており、１５２１から１５２４は、環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂが、視野マスク１４５０上に再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｊにより逆投影された場合の逆投影像を示している。

以下に、各ラインセンサ（焦点検出センサ）、環境検出受光部（測光センサ）の関係について示す。

投影像１４０１ａ及び１４０１ｂに注目すると、視野マスク開口１４５１が、再結像レンズ１０７２ａによりセンサチップ１０９１上に投影された像が投影像１４０１ａであり、視野マスク開口１４５１が、再結像レンズ１０７２ｂによりセンサチップ１０９１上に投影された像が投影像１４０１ｂである。

センサチップ１０９１上に形成されている環境検出受光部１３０１ａは、再結像レンズ１０７２ａによりセンサチップ上に投影された投影像１４０１ａによりグループ化されたラインセンサ１２０１ａ、１２０２ａ、１２０３ａにより挟まれた状態で配置されている。

また、センサチップ１０９１上に形成されている環境検出受光部１３０１ｂは、再結像レンズ１０７２ｂによりセンサチップ上に投影された投影像１４０１ｂによりグループ化されたラインセンサ１２０１ｂ、１２０２ｂ、１２０３ｂにより挟まれた状態で配置されている。

上記投影像１４０１ａ、１４０１ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５１で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２０１ａと１２０１ｂ、ラインセンサ１２０２ａと１２０２ｂ、ラインセンサ１２０３ａと１２０３ｂの逆投影像は１５０１、１５０２、１５０３であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。また。環境検出受光部１３０１ａと１３０１ｂの逆投影像は１５２１であり、異なる分光感度特性をもっているので、環境検出受光部１３０１ａと１３０１ｂを比較演算することにより、検出領域の環境特性の検出が可能となっている。

そして、環境検出受光部１３０１ａと１３０１ｂは、ラインセンサ１２０１ａと１２０１ｂ、ラインセンサ１２０２ａと１２０２ｂ、ラインセンサ１２０３ａと１２０３ｂと隣接して配置されているので、環境検出受光部１３０１ａと１３０１ｂによる検出結果を、ラインセンサ１２０１ａと１２０１ｂ、ラインセンサ１２０２ａと１２０２ｂ、ラインセンサ１２０３ａと１２０３ｂの焦点検出結果に適用することができる。

投影像１４０２ａ及び１４０２ｂに注目すると、視野マスク開口１４５２が、再結像レンズ１０７２ｃによりセンサチップ１０９１上に投影された像が投影像１４０２ａであり、視野マスク開口１４５２が、再結像レンズ１０７２ｄによりセンサチップ１０９１上に投影された像が投影像１４０２ｂである。

センサチップ１０９１上に形成されている環境検出受光部１３０２ａは、再結像レンズ１０７２ｃによりセンサチップ上に投影された投影像１４０２ａによりグループ化されたラインセンサ１２０４ａ、１２０５ａ、１２０６ａにより挟まれた状態で配置されている。

また、センサチップ１０９１上に形成されている環境検出受光部１３０２ｂは、再結像レンズ１０７２ｄによりセンサチップ上に投影された投影像１４０２ｂによりグループ化されたラインセンサ１２０４ｂ、１２０５ｂ、１２０６ｂにより挟まれた状態で配置されている。

上記投影像１４０２ａ、１４０２ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５２で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２０４ａと１２０４ｂ、ラインセンサ１２０５ａと１２０５ｂ、ラインセンサ１２０６ａと１２０６ｂの逆投影像は１５０４、１５０５、１５０６であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。また。環境検出受光部１３０２ａと１３０２ｂの逆投影像は１５２２であり、異なる分光感度特性をもっているので、環境検出受光部１３０２ａと１３０２ｂを比較演算することにより、検出領域の環境特性の検出が可能となっている。

そして、環境検出受光部１３０２ａと１３０２ｂは、ラインセンサ１２０４ａと１２０４ｂ、ラインセンサ１２０５ａと１２０５ｂ、ラインセンサ１２０６ａと１２０６ｂと隣接して配置されているので、環境検出受光部１３０２ａと１３０２ｂによる検出結果を、ラインセンサ１２０４ａと１２０４ｂ、ラインセンサ１２０５ａと１２０５ｂ、ラインセンサ１２０６ａと１２０６ｂの焦点検出結果に適用することができる。

投影像１４０３ａ及び１４０３ｂに注目すると、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｅにて投影された像が投影像１４０３ａであり、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｆにて投影された像が投影像１４０３ｂである。

環境検出受光部１３０３ａ、１３０４ａは、再結像レンズ１０７２ｅによりセンサチップ上に投影された投影像１４０３ａによりグループ化されたラインセンサ１２０７ａ、１２０８ａ、１２０９ａに挟まれた状態で配置されている。本実施例では、環境検出受光部１３０３ａは、ラインセンサ１２０７ａ、１２０８ａに挟まれた状態で配置されており、環境検出受光部１３０４ａは、ラインセンサ１２０８ａ、１２０９ａにて挟まれた状態で配置されている。

環境検出受光部１３０３ｂ、１３０４ｂは、再結像レンズ１０７２ｆによりセンサチップ上に投影された投影像１４０３ｂによりグループ化されたラインセンサ１２０７ｂ、１２０８ｂ、１２０９ｂに挟まれた状態で配置されている。

上記投影像１４０３ａ、１４０３ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５３で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２０７ａと１２０７ｂ、ラインセンサ１２０８ａと１２０８ｂ、ラインセンサ１２０９ａと１２０９ｂの逆投影像は１５０７、１５０８、１５０９であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算することにより、撮像装置の焦点調節状態を検出している。逆投影像１５０８は撮像装置の撮像光軸上に存在しており、ラインセンサ１２０８ａと１２０８ｂは、撮像光軸上の焦点調節状態を検出している。

また、環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂの逆投影像は１５２３、１２５４であり、異なる分光感度特性をもっているので、環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂを比較演算することにより、検出領域の環境特性の検出が可能となっている。

投影像１４０３ａ、１４０３ｂにおいては、各投影像の領域に２個の環境検出受光部が配置されている。２つの環境検出受光部部１３０３ａと１３０４ａ、１３０３ｂと１３０４ｂを合成して一つの検出結果として、ラインセンサ１２０７ａと１２０７ｂ、ラインセンサ１２０８ａと１２０８ｂ、ラインセンサ１２０９ａと１２０９ｂの焦点検出結果に適用しても良い。また、各環境検出受光部の検出結果を、隣接するラインセンサの焦点検出結果に適用しても良い。

投影像１４０４ａ及び１４０４ｂに注目すると、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｇにて投影された像が投影像１４０４ａであり、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｈにて投影された像が投影像１４０４ｂである。

再結像レンズ１０７２ｇによりセンサチップ上に投影された投影像１４０４ａの検出は、ラインセンサ１２１０ａ、１２１１ａのみが行っており、再結像レンズ１０７２ｈによりセンサチップ上に投影された投影像１４０４ｂの検出は、ラインセンサ１２１０ｂ、１２１１ｂのみが行っている。

上記投影像１４０４ａ、１４０４ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５３で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２１０ａと１２１０ｂ、ラインセンサ１２１１ａと１２１１ｂの逆投影像は１５１０、１５１１であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

本実施例においては、投影像１４０４ａ及び１４０４ｂの領域に環境検出受光部は配置されていないが、投影像１４０４ａ、１４０４ｂは、前述した投影像１４０３ａ、１４０３ｂと撮像装置の予定結像面上では同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。よって、図に示した様に、逆投影像１５１０、１５１１は、逆投影像１５０８、１５２３、１５２４と重なって配置されている。

このため、ラインセンサラインセンサ１２１０ａと１２１０ｂ、ラインセンサ１２１１ａと１２１１ｂの焦点検出に対して、環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂの検出結果を適用することができる。

投影像１４０５ａ及び１４０５ｂに注目すると、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｉにて投影された像が投影像１４０５ａであり、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｊにて投影された像が投影像１４０５ｂである。

再結像レンズ１０７２ｉによりセンサチップ上に投影された投影像１４０５ａの検出は、ラインセンサ１２１２ａ、１２１３ａ、１２１４ａのみが行っており、再結像レンズ１０７２ｈによりセンサチップ上に投影された投影像１４０５ｂの検出は、ラインセンサ１２１２ｂ、１２１３ｂ、１２１４ｂのみが行っている。

上記投影像１４０５ａ、１４０５ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５３で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２１２ａと１２１２ｂ、ラインセンサ１２１３ａと１２１３ｂ、ラインセンサ１２１４ａと１２１４ｂの逆投影像は１５０９、１５１０、１５１１であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

本実施例においては、投影像１４０５ａ及び１４０５ｂの領域に環境検出受光部は配置されていないが、投影像１４０５ａ、１４０５ｂは、前述した投影像１４０３ａ、１４０３ｂと撮像装置の予定結像面上では同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

具体的には、投影像１４０５ａ及び１４０５ｂと投影像１４０３ａ、１４０３ｂは、焦点検出のための基線長が異なる像となっている。

このため、ラインセンサ１２１２ａと１２１２ｂ、ラインセンサ１２１３ａと１２１３ｂ、ラインセンサ１２１４ａと１２１４ｂの焦点検出に対して、環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂの検出結果を適用することができる。また、図面から明らかであるが、投影像１４０５ａ及び１４０５ｂの領域における基線長は、投影像１４０３ａ、１４０３ｂの領域における基線長よりも長い。なお、基線長の短い投影像１４０３ａ、１４０３ｂの領域に対応する位置に環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂを設けずに、基線長の長い投影像１４０５ａ及び１４０５ｂの領域に設けても良い。ただし、この場合は、明るいレンズにしか対応できない。

図８は、図５で示したセンサの周辺回路の一部を記載した図である。

図８において、投影像１４０１ａにてグループ化されているラインセンサ１２０１ａ、１２０２ａ、１２０３ａに対して、ラインセンサの駆動回路である周辺回路１６０１ａ、１６０２ａ、１６０３ａが付加されている。周辺回路は、画素アンプ、メモリ、蓄積制御回路などの回路から構成されている。

周辺回路１６０１ａ、１６０２ａ、１６０３ａは、それぞれ、ラインセンサ１２０１ａ、１２０２ａ、１２０３ａを基準として、環境検出受光部１３０１ａに対して逆側（反対側）に配置されており、ラインセンサ近傍から投影像の外側に配置されている。

この様に配置することで、ラインセンサ１２０１ａ、１２０２ａ、１２０３ａの間に配置した環境検出受光部１３０１ａの面積を拡大している。

投影像１４０１ｂ、１４０２ａ、１４０２ｂについては、投影像１４０１ａの周辺回路の配置と同等なため図示していない。

投影像１４０３ｂにてグループ化されているラインセンサ１２０７ｂ、１２０８ｂ、１２０９ｂに対して、ラインセンサの駆動回路である周辺回路１６０７ｂ、１６０８ｂ、１６０９ｂが付加されている。

周辺回路１６０７ｂは、ラインセンサ１２０７ｂを基準として、環境検出受光部１３０３ｂに対して逆側に配置されており、ラインセンサ近傍から投影像の外側に向けて配置されている。周辺回路１６０９ｂは、ラインセンサ１２０９ｂを基準として、環境検出受光部１３０４ｂに対して逆側に配置されており、ラインセンサ近傍から投影像の外側に向けて配置されている。周辺回路１６０８ｂは、ラインセンサ１２０８ｂの近傍には、最低限の回路のみが配置されている。

この様に配置することで、ラインセンサ１２０７ｂ、１２０８ｂ、１２０９ｂの間に配置した環境検出受光部１３０３ｂ、１３０４ｂの面積を拡大している。

投影像１４０３ａについては、投影像１４０３ｂの周辺回路の配置と同等なため図示していない。

投影像１４０４ａにてグループ化されているラインセンサ１２１０ａ、１２１１ａに対して、ラインセンサの駆動回路である周辺回路１６１０ａ、１６１１ａが付加されている。

投影像１４０４ａには、環境検出受光部が配置されていないので、周辺回路１６１０ａ、１６１１ａは、ラインセンサ１２１０ａ、１２１１ａ近傍に配置されている。

投影像１４０４ｂについては、投影像１４０４ａの周辺回路の配置と同等なため図示していない。

投影像１４０５ａにてグループ化されているラインセンサ１２１２ａ、１２１３ａ、１２１４ａに対して、ラインセンサの駆動回路である周辺回路１６１２ａ、１６１３ａ、１６１４ａが付加されている。

投影像１４０５ａには、環境検出受光部が配置されていないので、周辺回路１６１２ａ、１６１３ａ、１６１４ａは、ラインセンサ１２１２ａ、１２１３ａ、１２１４ａ近傍に配置されている。

投影像１４０５ｂについては、投影像１４０５ａの周辺回路の配置と同等なため図示していない。

本実施例では、ラインセンサにより挟まれる様に環境検出受光部を配置し、さらに、予定結像面上では環境検出受光部が各検出領域に対して一対存在する様に配置したので、ラインセンサを１４対配置していることに対して、環境検出受光部は４対配置しているだけである。

このため、環境検出受光部をラインセンサに対して専用に配置する場合と比べ、環境検出受光部の面積を拡大可能であると共に、環境検出受光部の駆動回路を減少させることが可能となり、駆動電力の削減を図ると共に、センサーチップの面積を減少させている。

図９、図１０、図１１には、本実施例のセンサチップ１０９１上に形成されている環境判定受光部（測光センサ）の特性の一例を示す。

図９、図１０、図１１は、センサ特性の例として、それぞれ、２つの異なる分光感度特性を示している。

図９において、特性１は、可視光領域に感度を持つセンサ特性を示しており、特性２は、赤外光領域に分光感度を持つセンサ特性を示している。この特性により、それぞれの環境判定受光部（測光センサ）が異なる波長域の光束を測光することとなる。

図９の特性にて、特性１、或いは、特性２のどちらかのセンサのみしか出力が得られない場合には、出力が得られたセンサの分光特性の光束のみが含まれている場合である。そして、特性１と特性２のセンサ出力の比から、被写界の環境に含まれる可視光成分と赤外光成分の比を推定することができる。

図１０において、特性１は、可視光領域から赤外光領域に感度を持つセンサ特性を示しており、特性２は、赤外光領域に分光感度を持つセンサ特性を示している。

図１０の特性にて、特性１のみセンサ出力が得られる場合は、赤外光成分が含まれていない場合であり、特性１と特性２の出力が同一の場合は、赤外光成分のみが含まれている場合である。そして、特性１と特性２のセンサ出力の比から、被写界の環境に含まれる可視光成分と赤外光成分の比を推定することができる。

図１１において、特性１は、可視光領域から赤外光領域に感度を持つセンサ特性を示しており、特性２は、可視光領域に分光感度を持つセンサ特性を示している。

図１１の特性にて、特性１と特性２の出力が同一の場合には、赤外光成分が含まれていない場合であり、特性２のみセンサー出力が得られる場合は、赤外光成分のみが含まれている場合である。そして、特性１と特性２のセンサ出力の比から、被写界の環境に含まれる可視光成分と赤外光成分の比を推定することができる。

上記、センサ特性の内、可視光領域に分光感度を持つセンサ特性を、撮像素子と同一の分光感度とすることで、撮像素子に対する光源特性のずれを検出することができる。

本実施例においては、環境検出受光部は、１３０１ａと１３０１ｂ、１３０２ａと１３０２ｂ、１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂの様に対になる受光部が撮像装置の予定結像面上で略同一な領域を検出するように構成されている。

このため環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａと１３０１ｂ〜１３０４ｂに対して図９、図１０、図１１にて示した特性１、特性２の様に異なる分光感度特性を付加し、環境検出受光部の出力を比較する事で被写界の環境を検出することができる。分光感度特性の付加は、センサに対して光学フィルタを付加することで受光部に特定の特性を持たせても良いし、センサの深さ方向で分光感度特性の異なるセンサ等をもちいて特定の波長を抽出しても良い。なお、一対のセンサに対して、一方には光学フィルタを付加し、他方には光学フィルタを付加しないことによっても互いに異なる特定の特性を持たせることができる。

図９、図１０、図１１にて示した特性はセンサー特性の例であり、この特性に限られるものではない。

上述したように、複数の焦点検出受光部に対して個数を減らした光源検知受光部を配置することにより、各光源検知受光部の面積を拡大する事が可能となり、光源検知の低輝度限界の向上が可能となる。

なお、光源検知受光部が、センサチップ１０９１上の焦点検出センサの近傍にそれぞれ対応するように、センサチップ内に複数配置されているのは、撮像画面の中でも光源が異なる（例えば、太陽光の部分と蛍光灯の部分があるなど）場合に対応するためである。光源検知受光部を焦点検出センサの近傍に配置することにより、ほぼ同じ光束を受光することが可能となるので、焦点検出センサが受光している光束の光源を検出できる。

（実施例２）
以下に、第２の実施例を示す。
実施例１と同一の項目については説明を省略する。

図１２には、本実施例の焦点検出装置１０９に含まれるセンサ１０９０の構成を示す。

図１３には、本実施例の撮像装置の予定結像面と再結像レンズ１０７０とセンサ１０９０とセンサ上に形成される再結像レンズの像の関係を示す。

図６、図１２、図１３を用いて、本実施例の焦点検出装置の結像関係を以下に示す。

図１３においては、センサチップ１０９１の基板上のラインセンサ１２０１ａ〜１２１２ａ、１２０１ｂ〜１２１２ｂ、環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂ、及び、再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｈによる投影像１４０１ａ〜１４０４ａ、１４０１ｂ〜１４０４ｂについては、図５と同一であるので説明を省略する。

環境検出受光部１３０３ｃ、１３０４ｃは、再結像レンズ１０７２ｉによりセンサチップ上に投影された投影像１４０５ａによりグループ化されたラインセンサ１２１２ａ、１２１３ａ、１２１４ａに挟まれた状態で配置されている。本実施例では、環境検出受光部１３０３ｃは、ラインセンサ１２１２ａ、１２１３ａに挟まれた状態で配置されており、環境検出受光部１３０４ｃは、ラインセンサ１２１３ａ、１２１４ａにて挟まれた状態で配置されている。

環境検出受光部１３０３ｄ、１３０４ｄは、再結像レンズ１０７２ｊによりセンサチップ上に投影された投影像１４０５ｂによりグループ化されたラインセンサ１２１２ｂ、１２１３ｂ、１２１４ｂに挟まれた状態で配置されている。

このため、ラインセンサ１２１２ａと１２１２ｂ、ラインセンサ１２１３ａと１２１３ｂ、ラインセンサ１２１４ａと１２１４ｂの逆投影像は１５０７、１５０８、１５０９であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算することにより、撮像装置の検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

また、環境検出受光部１３０３ｃと１３０３ｄ、１３０４ｃと１３０４ｄの逆投影像は１５２３、１２５４であり、異なる分光感度特性をもっているので、環境検出受光部１３０３ｃと１３０３ｄ、１３０４ｃと１３０４ｄを比較演算することにより、検出領域の環境特性の検出が可能となっている。

投影像１４０５ａ、１４０５ｂにおいては、各投影像の領域に２個の環境検出受光部が配置されている。２つの環境検出受光部部１３０３ｃと１３０４ｃ、１３０３ｄと１３０４ｄを合成して一つの検出結果として、ラインセンサ１２１２ａと１２１２ｂ、ラインセンサ１２１３ａと１２１３ｂ、ラインセンサ１２１４ａと１２１４ｂの焦点検出結果に適用しても良い。また、各環境検出受光部の検出結果を、隣接するラインセンサの焦点検出結果に適用しても良い。

また、上記投影像１４０５ａ、１４０５ｂは、投影像１４０３ａ、１４０３ｂと撮像装置の予定結像面上では略同一の領域であり、各投影像内に配置されている環境検出受光部１３０３ａから１３０３ｄ、１３０４ａから１３０４ｄは、撮像装置の予定結像面上では略同一の領域に配置されている。

このため、環境検出受光部１３０３ａから１３０３ｄ、及び、環境検出受光部１３０４ａから１３０４ｄに異なる分光感度特性を付与する。そして、４つの分光感度特性を持った環境検出受光部からの出力による検出結果を、ラインセンサ１２０７ａと１２０７ｂ、ラインセンサ１２０８ａと１２０８ｂ、ラインセンサ１２０９ａと１２０９ｂ、及び、ラインセンサ１２１２ａと１２１２ｂ、ラインセンサ１２１３ａと１２１３ｂ、ラインセンサ１２１４ａと１２１４ｂの焦点検出結果に適用しても良い。

図１４には、本実施例のセンサチップ１０９１上に形成されている環境判定受光部の特性の別の例を示す。

図１４は、センサ特性の例として、４つの異なる分光感度特性を示している。

図１４において、特性１は、青色の可視光領域に分光感度を持つセンサ特性を示しておる。また、特性２は、緑色の可視光領域に分光感度を持つセンサを示している。また、特性３は、赤色の可視光領域に分光感度を持つセンサ特性を示している。また、特性４は、赤外光領域に分光感度を持つセンサ特性を示している。

図１４の特性にて、特性１〜４のいずれかの出力のみが得られた場合には、出力が得られた成分のみが含まれている場合である。また、特性１〜３までのみ出力が得られた場合には、可視光成分のみが含まれている場合であり、特性１〜３のセンサ出力の比から詳細な特性を求めることができる。

ここで、本実施例においては、環境検出受光部は、１３０１ａと１３０１ｂ、１３０２ａと１３０２ｂ、１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂ、１３０３ｃと１３０３ｄ、１３０４ｃと１３０４ｄの様に対になる受光部が撮像装置の予定結像面上で略同一な領域を検出するように構成されている。

このため環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａと１３０１ｂ〜１３０４ｂに対して前述の図９、図１０、図１１にて示した特性１、特性２の様に異なる分光感度特性を付加し、環境検出受光部の出力を比較する事で被写界の環境を検出することができる。

また、本実施例においては、環境検出受光部は、１３０３ａから１３０３ｄ、１３０４ａから１３０４ｄの様に４つの受光部が撮像装置の予定結像面上で略同一な領域を検出するように構成されている。

このため環境検出受光部１３０３ａ〜１３０３ｄと１３０４ａ〜１３０４ｄに対しては、図１４にて示した特性１から特性４の様に異なる分光感度特性を付加し、環境検出受光部の出力を比較する事で被写界の環境を検出することができる。
図１４にて示した特性はセンサー特性の例であり、この特性に限られるものではない。

上述のように、環境検出受光部を再結像レンズによりグループ化された複数の焦点検出受光部で挟む様に配置し、環境検出受光部の面積を拡大することで、環境検出受光部の検出限界を向上することができる。

（実施例３）
以下に、第３の実施例を示す。
実施例１と同一の項目については省略する。

図１５には、本実施例の焦点検出装置１０９に含まれるセンサ１０９０の構成を示している。

図１６には、本実施例の焦点検出装置１０９に含まれる再結像レンズ１０７０の構成を示している。

図１７、図１８には、本実施例の撮像装置の予定結像面と再結像レンズ１０７０とセンサ１０９０とセンサ上に形成される再結像レンズの像の関係を示す。

図１５、図１６、図１７、図１８を用いて、本実施例の焦点検出装置の結像関係を以下に示す。

図１７、図１８においては、撮像装置の予定結像面近傍に配置されている視野マスク１４５０、再結像レンズ１０７０及びセンサ１０９０に含まれるセンサチップ１０９１が模式的に示されている。また、予定結像面上へのセンサチップ１０９１の逆投影像１５００が模式的に示されている。

再結像レンズ１０７０には、再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｔが形成されており、センサチップ１０９１にはラインセンサ１２０１ａ〜１２２２ａ、１２０１ｂ〜１２２２ｂ及び環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂが形成されている。

また、センサチップ１０９１上には、視野マスク１４５０の視野マスク開口１４５１〜１４５３の再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｔによる投影像１４０１ａ〜１４０９ａ、１４０１ｂ〜１４０９ｂが形成されている。

１５０１から１５１９は、ラインセンサ１２０１ａ〜１２２２ａ、１２０１ｂ〜１２２２ｂが、視野マスク１４５０上に再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｔにより逆投影された場合の逆投影像を示しており、１５２１から１５２４は、環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂが、視野マスク１４５０上に再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｔにより逆投影された場合の逆投影像を示している。

図１７、図１８において、センサチップ１０９１上のラインセンサ１２０１ａ〜１２１１ａ、１２０１ｂ〜１２１１ｂ、環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂ、及び、再結像レンズ１０７２ａ〜１０７２ｈによる投影像１４０１ａ〜１４０４ａ、１４０１ｂ〜１４０４ｂについては、図５と同一であるので説明を省略する。

投影像１４０６ａ及び１４０６ｂに注目すると、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｋにて投影された像が投影像１４０６ａであり、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｍにて投影された像が投影像１４０６ｂである。

再結像レンズ１０７２ｋによりセンサチップ上に投影された投影像１４０６ａの検出は、ラインセンサ１２１５ａのみが行っており、再結像レンズ１０７２ｍによりセンサチップ上に投影された投影像１４０６ｂの検出は、ラインセンサ１２１５ｂのみが行っている。

上記投影像１４０６ａ、１４０６ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５３で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２１５ａと１２１５ｂの逆投影像は１５１２であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

本実施例においては、投影像１４０６ａ及び１４０６ｂの領域に環境検出受光部は配置されていないが、投影像１４０６ａ、１４０６ｂは、前述した投影像１４０３ａ、１４０３ｂと撮像装置の予定結像面上では同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサラインセンサ１２１５ａと１２１５ｂの焦点検出に対して、環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂの検出結果を適用することができる。

投影像１４０７ａ及び１４０７ｂに注目すると、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｎにて投影された像が投影像１４０７ａであり、視野マスク開口１４５３が、再結像レンズ１０７２ｐにて投影された像が投影像１４０７ｂである。

再結像レンズ１０７２ｎによりセンサチップ上に投影された投影像１４０７ａの検出は、ラインセンサ１２１６ａのみが行っており、再結像レンズ１０７２ｐによりセンサチップ上に投影された投影像１４０７ｂの検出は、ラインセンサ１２１６ｂのみが行っている。

上記投影像１４０７ａ、１４０７ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５３で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２１６ａと１２１６ｂの逆投影像は１５１３であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

本実施例においては、投影像１４０７ａ及び１４０７ｂの領域に環境検出受光部は配置されていないが、投影像１４０７ａ、１４０７ｂは、前述した投影像１４０３ａ、１４０３ｂと撮像装置の予定結像面上では同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサラインセンサ１２１６ａと１２１６ｂの焦点検出に対して、環境検出受光部１３０３ａと１３０３ｂ、１３０４ａと１３０４ｂの検出結果を適用することができる。

投影像１４０８ａ及び１４０８ｂに注目すると、視野マスク開口１４５１が、再結像レンズ１０７２ｑにて投影された像が投影像１４０８ａであり、視野マスク開口１４５１が、再結像レンズ１０７２ｒにて投影された像が投影像１４０８ｂである。

再結像レンズ１０７２ｑによりセンサチップ上に投影された投影像１４０８ａの検出は、ラインセンサ１２１７ａ、１２１８ａ、１２１９ａのみが行っており、再結像レンズ１０７２ｒによりセンサチップ上に投影された投影像１４０８ｂの検出は、ラインセンサ１２１７ｂ、１２１８ｂ、１２１９ｂのみが行っている。

上記投影像１４０８ａ、１４０８ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５１で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２１７ａと１２１７ｂ、ラインセンサ１２１８ａと１２１８ｂ、ラインセンサ１２１９ａと１２１９ｂの逆投影像は１５１４、１５１５、１５１６であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

本実施例においては、投影像１４０８ａ及び１４０８ｂの領域に環境検出受光部は配置されていないが、投影像１４０８ａ、１４０８ｂは、前述した投影像１４０１ａ、１４０１ｂと撮像装置の予定結像面上では同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２１７ａと１２１７ｂ、ラインセンサ１２１８ａと１２１８ｂ、ラインセンサ１２１９ａと１２１９ｂの焦点検出に対して、環境検出受光部１３０１ａと１３０１ｂの検出結果を適用することができる。

投影像１４０９ａ及び１４０９ｂに注目すると、視野マスク開口１４５２が、再結像レンズ１０７２ｓにて投影された像が投影像１４０９ａであり、視野マスク開口１４５２が、再結像レンズ１０７２ｔにて投影された像が投影像１４０９ｂである。

再結像レンズ１０７２ｓによりセンサチップ上に投影された投影像１４０９ａの検出は、ラインセンサ１２２０ａ、１２２１ａ、１２２２ａのみが行っており、再結像レンズ１０７２ｔによりセンサチップ上に投影された投影像１４０９ｂの検出は、ラインセンサ１２２０ｂ、１２２１ｂ、１２２２ｂのみが行っている。

上記投影像１４０９ａ、１４０９ｂは、撮像装置の予定結像面上では視野マスク開口１４５２で示された同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２２０ａと１２２０ｂ、ラインセンサ１２２１ａと１２２１ｂ、ラインセンサ１２２２ａと１２２２ｂの逆投影像は１５１７、１５１８、１５１９であり、ラインセンサの検出像をそれぞれ比較演算する事により、撮像装置の焦点調節状態を検出している。

本実施例においては、投影像１４０９ａ及び１４０９ｂの領域に環境検出受光部は配置されていないが、投影像１４０９ａ、１４０９ｂは、前述した投影像１４０２ａ、１４０２ｂと撮像装置の予定結像面上では同一の領域であり、撮像装置の撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過した光束による像である。

このため、ラインセンサ１２２０ａと１２２０ｂ、ラインセンサ１２２１ａと１２２１ｂ、ラインセンサ１２２２ａと１２２２ｂの焦点検出に対して、環境検出受光部１３０２ａと１３０２ｂの検出結果を適用することができる。

なお、本実施例においては、実施例１にて示した物と同様に図９、図１０、図１１で示す特性例を適応することができる。

上述したように、複数の焦点検出受光部に対して個数を減らした光源検知受光部を適切な位置に配置することにより、各光源検知受光部の面積を拡大する事が可能となる。また、面積を拡大したことにより、光源検知の低輝度限界を向上させることができる。さらに、焦点検出領域に近い位置に光源検知受光部である環境検出受光部１３０１ａ〜１３０４ａ、１３０１ｂ〜１３０４ｂを配置することで、焦点検出に対して正確な補正をおこなうことができる。

なお、上記では焦点検出センサと環境検出受光部とが同一センサチップ上にある構成で説明した。この点、別センサで構成する場合においても本実施例で説明した位置に配置することで、光源検知受光部の面積を大きくしつつ、効率のよい光源検知と焦点検出を行うことができる。また、上述の実施例中では光検知センサとしての環境検出受光部は対となって存在している。そして、それぞれの出力を比較演算することにより、検出領域の環境特性の検出を可能としている。しかしながら、１つの光検知センサで、受光された光における複数の波長成分を検出して、検出領域の環境特性を検出できるように構成してもよい。この場合も、この１つの光検知センサが焦点検出センサに挟まれた位置に配置することにより光検知センサの面積を大きくしつつ、効率のよい光源検知と焦点検出を行うことができる。

本発明の一実施例である撮像装置の構成を示す図本発明の一実施例の撮像装置の電気的構成を示す図本発明の一実施例の焦点検出装置の構成を示す図本発明の一実施例の焦点検出装置の光学的構成を示す図実施例１の焦点検出装置に含まれるセンサの構成を示す図実施例１の焦点検出装置に含まれる再結像レンズを示す図実施例１の撮像装置の予定結像面と再結像レンズとセンサとセンサ上に形成される再結像レンズの像の関係を示す図図５で示したセンサの周辺回路の一部を記載した図本発明の実施例のセンサに形成されている環境判定受光部の特性の一例を示す図本発明の実施例のセンサに形成されている環境判定受光部の特性の一例を示す図本発明の実施例のセンサに形成されている環境判定受光部の特性の一例を示す図実施例２の焦点検出装置に含まれるセンサの構成を示す図実施例２の撮像装置の予定結像面と再結像レンズとセンサとセンサ上に形成される再結像レンズの像の関係を示す図実施例２のセンサに形成されている環境判定受光部の特性の別の例を示す図実施例３の焦点検出装置に含まれるセンサの構成を示す図実施例３の焦点検出装置に含まれる再結像レンズを示す図実施例３の撮像装置の予定結像面と再結像レンズとセンサとセンサ上に形成される再結像レンズの像の関係を示す図実施例３の撮像装置の予定結像面と再結像レンズとセンサとセンサ上に形成される再結像レンズの像の関係を示す図

符号の説明

１０２０分割フィールドレンズ
１０７０再結像レンズ
１０９１センサチップ
１２０１〜１２０４ラインセンサ
１３０１〜１３０４環境検出受光部
１４０１〜１４０５投影像

Claims

受光された一対の光像から撮像光学系の第１のデフォーカス量を検出するために、被写体からの光束を受光する第１の焦点検出センサと第２の焦点検出センサから成る第１の焦点検出センサ対と、
受光された一対の光像から前記撮像光学系の第２のデフォーカス量を検出するために、前記被写体からの光束を受光する第３の焦点検出センサと第４の焦点検出センサから成る第２の焦点検出センサ対と、
光束の波長成分を検出する光検知センサとを備え、
前記光検知センサは前記第１、第３の焦点検出センサ及び前記第２、第４の焦点検出センサのいずれか一方に挟まれた位置に配置されていることを特徴とする受光センサ。
前記光検知センサとは異なる第２の光検知センサを有し、前記第２の光検知センサは前記第１、第３の焦点検出センサ及び前記第２、第４の焦点検出センサのうち前記光検知センサを挟んでいる焦点検出センサとは異なる焦点検出センサに挟まれた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサからの出力は、前記第１、第２のデフォーカス量を補正するために用いられることを特徴とする請求項２に記載の受光センサ。
前記光検知センサ又は前記第２の光検知センサの少なくとも一方には特定の分光感度特性の光学フィルタが備えられていることを特徴とする請求項２又は３に記載の受光センサ。
前記光検知センサ又は前記第２の光検知センサの一方の分光感度の特性は他方よりも赤外光領域に分光感度をもつ特性であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサは、前記第１〜第４の焦点検出センサと同一のフィールドレンズを通過した光像を検出することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサは、前記第１〜第４の焦点検出センサにおいて検出された光像とほぼ同一の光像を検出することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記撮像光学系の光軸に近い光像を前記第１〜第４の焦点検出センサにて検出し、前記第１〜第４の焦点検出センサにて検出した光像よりも前記撮像光学系の光軸から離れた光像を前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサにて検出することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記撮像光学系により予定結像面に形成される光像のうち前記第１、第２の焦点検出センサと同一の領域を異なる基線長にて検出する、第５の焦点検出センサと第６の焦点検出センサから成る第３の焦点検出センサ対を更に有し、前記異なる前記第１、２の焦点検出センサと前記第５、６の焦点検出センサのいずれか一方の基線長の光像を検出するように前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサを配置することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサにおける基線長は、前記第５、第６の焦点検出センサにおける基線長よりも短いことを特徴とする請求項９に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサは、前記第１〜第４の焦点検出センサよりも受光部の面積が大きいことを特徴とする請求項２乃至１０のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサは、前記第１〜第４の焦点検出センサの隙間を満たすように配置されることを特徴とする請求項２乃至１１のいずれか１項に記載の受光センサ。
受光された一対の光像から撮像光学系の第３のデフォーカス量を検出するために、被写体からの光束を受光する第７の焦点検出センサと第８の焦点検出センサを更に有し、
前記第１〜第４の焦点検出センサと、前記第７、第８の焦点検出センサの少なくとも各１つずつは、予定結像面に形成される光像の一部が重なるよう配置されることを特徴とする請求項２乃至１２のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサは、前記第１〜４の焦点検出センサの受光部の相関演算方向に長く配置されていることを特徴とする請求項２乃至１３のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記第１〜第４の焦点検出センサの周辺回路の少なくとも一部は、焦点検出センサに関して隣接する前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサとは反対側に配置されていることを特徴とする請求項２乃至１４のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記周辺回路は、光像を再結像する前記撮像光学系の投影像の外側に配置されることを特徴とする請求項１５に記載の受光センサ。
同一の受光領域に属する前記第１〜第４の焦点検出センサの周辺回路のうち一部が少なくともいずれかに関して前記光検知センサとは反対側に配置されることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の受光センサ。
前記周辺回路の一部は、少なくとも画素アンプ又はメモリのいずれか一方を含むことを特徴とする請求項１７に記載の受光センサ。
前記第１〜第４の焦点検出センサ及び前記光検知センサ及び前記第２の光検知センサは同一基板上に配置されていることを特徴とする請求項２乃至１８のいずれか１項に記載の受光センサ。
前記第１、第２の焦点検出センサで受光された一対の光像から第１のデフォーカス量と、前記第３、第４の焦点検出センサで受光された一対の光像から第２のデフォーカス量とを検出する焦点検出手段と、請求項２乃至１９のいずれか１項に記載の受光センサとを備えたことを特徴とする焦点検出装置。
請求項２０に記載の焦点検出装置の出力に基づいて焦点調節された状態での入射光を受光する撮像手段を備えた撮像装置。