JP5020651B2 - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、フォーカス制御を行う撮像装置に関し、さらに詳しくは、光源の判別結果に応じてフォーカス制御を行う撮像装置に関する。

デジタル一眼レフカメラ等の撮像装置のＡＦ（オートフォーカス）方式として、いわゆるＴＴＬ（Through The Lens）位相差検出方式がある。ＴＴＬ位相差検出方式を採用したカメラでは、撮影レンズから入射した光をミラー等の光分離部材で分離し、透過光を撮像系に反射光を焦点検出系に導く。このように、ＴＴＬ位相差検出方式のカメラでは、撮像系と焦点検出系とが別々に設けられている。このため、以下の問題が生じる。

撮像系の分光感度特性は、一般的な銀塩フィルムの場合では、人間の目の特性に合わせた色再現性を持たせるために、通常４００〜６５０ｎｍ程度の光に対してもっとも感度を有している。

一方、撮像系に用いられるＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を構成するシリコンフォトダイオードは、一般的には８００ｎｍ程度に感度ピークを持っており、長波長側は１１００ｎｍ程度まで感度を持っている。ただし、色再現性を重視するために、感度を多少犠牲にして上記周波数範囲外の波長の光はフィルタで遮断する。

また、位相差検出方式による焦点検出を行うセンサとしての光電変換素子は、一般に１１００ｎｍ程度まで感度を持っている。ただし、低輝度被写体に対しても焦点検出が行え、また低輝度下でカメラから近赤外域（７００ｎｍ程度）のＡＦ補助光を被写体に照射して正確な焦点検出が行えるように、１１００ｎｍよりさらに１００ｎｍ程度、長波長領域まで感度を有する場合が多い。

図９には、各種光源と撮像素子と補助光の分光感度を示す。横軸は波長を示す。また、縦軸は相対的エネルギー又はレンズの色収差による相対的なピント位置を示す。同図において、Ｃは撮影レンズの色収差、Ｂ，Ｇ，Ｒは原色型撮像素子の青画素、緑画素及び赤画素のそれぞれの分光感度を示す。Ｆは蛍光灯、Ｌはフラッドランプ、Ａは前述した補助光の分光感度を示す。

同図より、蛍光灯の波長成分としては、６２０ｎｍより長い波長成分はほとんど含まれていないが、フラッドランプは長波長側になるほど相対感度が強くなることが分かる。
一方、レンズの色収差Ｃは、波長に応じてピント位置が変わり、長波長側になると焦点距離が伸びる。

したがって、７００ｎｍに最大感度がある焦点検出センサを用いる場合には、長波長成分の少ない蛍光灯とフラッドランプでは、検出するピント位置が異なることになり、結果として撮像素子上でのピントもずれてしまう。

このように光源の分光感度に応じて焦点検出系による検出ピント位置がずれるという問題に対して、該ピント位置を補正するカメラが特許文献１により開示されている。

このカメラでは、分光感度の異なる２種類のセンサの出力を比較して光源の種類を判別し、ピント位置の補正を行うことにより、光源の分光特性によるピントずれを補正する。
また、特許文献２では、交換レンズの色収差量がレンズ内メモリに格納されており、光源の種類の判別結果に基づいて、所定の係数をレンズ色収差量に乗じてデフォーカス補正量を求める方法が開示されている。
特開２０００−２７５５１２号公報(段落００４１〜０１１０、図３〜１０等) 特開昭６２−１７４７１０号公報(６頁左上欄２行〜７頁左上欄３行、図９等)

しかしながら、上記特許文献１および２にて開示されている自動焦点カメラでは、ＡＦ補助光を照射中に光源の種類を判別した場合に、間違ったピント補正を行ってしまうという問題が生じる。

ＡＦ補助光を照射した場合の分光波長によるピント位置のずれについて、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、ＡＦ補助光のコントラストパターンとＡＦ視野の位置との関係を示した図である。図１１は、図１０のＡＦ補助光を照射した場合のＡＦセンサで得られた画素情報を示した図である。横軸は画素位置を、縦軸は画素の信号強度を示している。また、ここでは、被写体のコントラストがなく、環境光のみによる画素情報のコントラストはないもととしている。環境光とは、カメラ側からの照明光以外の光であるものとする。

ＡＦ補助光は環境光の上に所定のコントラストパターン光を照射するため、ＡＦ補助光により、画素情報にコントラストが形成される。このコントラストを基にＡＦを行う。つまり、被写体コントラストがない或いは小さい場合は、ＡＦ補助光によるコントラストを基にデフォーカス量の検出を行うため、ＡＦ補助光のみの波長によるピントずれが発生する。

したがって、上記のように被写体コントラストがない或いは被写体コントラストが小さい場合で、かつＡＦ補助光を照射する場合は、光源の種類判別は環境光を除いたＡＦ補助光のみの波長を基に補正を行う必要がある。

しかしながら、上記特許文献１および２にて開示されている自動焦点カメラでは、ＡＦ補助光を照射したときの光源判別動作まで考慮されていない。また、ＡＦ補助光の照射中に光源の種類を判別した場合に、ＡＦ補助光だけでなく環境光も混合された光源を判別し、間違ったピント補正を行ってしまう。

本発明は、ＡＦ補助光を含む各種光源下において精度の高いＡＦ制御が可能な撮像装置、撮像システム及び撮像装置の制御方法を提供する。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮影光学系を備えた交換レンズを着脱可能であって、被写体に対して光を照射する投光手段と、撮影光学系を通過した光から生成した画素情報に基づいて、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、光源に関する情報を検出する光源検出手段と、撮影光学系のフォーカス制御に用いる情報を生成する制御手段とを有する。制御手段は、画素情報に基づいて焦点状態の検出結果の信頼性を判定し、投光手段を点灯せずに焦点検出を行った結果、焦点状態の検出結果の信頼性が所定値以上である第１の場合、交換レンズより撮影光学系の色収差量に関する情報を取得し、焦点状態の検出結果と撮影光学系の色収差量に関する情報と光源に関する情報とに基づいてフォーカス制御に用いる情報を生成し、焦点状態の検出結果の信頼性が所定値より小さい第２の場合、投光手段を点灯して焦点検出を行い、投光手段を点灯した状態で検出した焦点状態の検出結果の信頼性が所定値以上であれば、交換レンズより撮影光学系の色収差量に関する情報を取得し、光源に関する情報を用いずに、投光手段を点灯した状態で検出した焦点状態の検出結果と撮影光学系の色収差量に関する情報と投光手段から照射される光の波長に応じた補正情報とに基づいてフォーカス制御に用いる情報を生成することを特徴とする。

なお、上記撮像装置と、該撮像装置に着脱可能な交換レンズとを有する撮像システムも本発明の他の側面を構成する。

また、本発明の他の側面は、撮影光学系を備えた交換レンズを着脱可能であって、被写体に対して光を照射する投光手段と、撮影光学系を通過した光から生成した画素情報に基づいて、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、光源に関する情報を検出する光源検出手段とを有する撮像装置の制御方法であって、投光手段を点灯せずに焦点検出を行う第１の焦点検出ステップと、投光手段を点灯して焦点検出を行う第２の焦点検出ステップと、画素情報に基づいて、焦点検出手段によって検出された焦点状態の検出結果の信頼性を算出する信頼性算出ステップと、交換レンズより撮影光学系の色収差量に関する情報を取得する取得ステップとを有する。信頼性算出ステップにおいて第１の焦点検出ステップで検出した焦点状態の検出結果の信頼性を算出し、信頼性が所定値以上である高い第１の場合、取得ステップを実行し、焦点状態の検出結果と取得ステップで取得した撮影光学系の色収差量に関する情報と光源に関する情報とに基づいてフォーカス制御に用いる情報を生成する。また、信頼性が所定値より小さい第２の場合、第２の焦点検出ステップを実行し、信頼性算出ステップにおいて第２の焦点検出ステップで検出した焦点状態の検出結果の信頼性を算出し、信頼性が所定値以上であれば、取得ステップを実行し、光源に関する情報を用いずに、第２の焦点検出ステップで検出した焦点状態の検出結果と取得ステップで取得した撮影光学系の色収差量に関する情報と投光手段から照射される光の波長に応じた補正情報とに基づいてフォーカス制御に用いる情報を生成することを特徴とする。

本発明によれば、投光手段からの光を被写体に照射して焦点検出を行う場合には、光源に関する情報の検出結果を用いたフォーカス制御に関する情報の生成を行わず、投光光の波長に応じた補正情報を用いてフォーカス制御に関する情報を生成する。このため、環境光に影響されることなく適正なフォーカス制御を行うことができる。したがって、ＡＦ補助光等の投光光を含む各種光源下でのピントずれを少なくすることができる。

以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である一眼レフレックスカメラシステム（撮像システム）を示している。該カメラシステムは、一眼レフカメラ（撮像装置）１と、該カメラ１に着脱可能に装着される交換レンズ（レンズ装置）１１とによって構成される。

同図において、カメラ１内には、光学部品、機械部品、電気回路及び撮像素子（又はフィルム）等が収納され、画像（又は写真）撮影を行うことができる。

２は主ミラーであり、ファインダ観察状態では撮影光路内に斜めに配置され、撮影状態では撮影光路外に退避する。また、主ミラー２はハーフミラーとなっており、撮影光路内に配置されているときは、後述する焦点検出光学系へ被写体からの光線の約半分を透過させる。

３はピント板であり、ファインダ光学系の一部を構成し、後述する撮影光学系の予定結像面に配置されている。４はファインダ光路変更用のペンタプリズムである。５はアイピースであり、撮影者はこの窓からピント板３を観察することで、被写体像を観察することができる。
６と７はファインダ観察画面内の被写体輝度を測定するための第１の結像レンズと測光センサである。３０と３１はファインダ観察画面内の被写体輝度を測定するための第２の結像レンズと光源検出センサである。

８はフォーカルプレンシャッタである。９は撮像素子であり、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサにより構成される。２５はサブミラーであり、主ミラー２とともにファインダ観察状態では撮影光路内に斜めに配置され、撮影状態では撮影光路外に退避する。このサブミラー２５は、撮影光路内に配置された主ミラー２を透過した光束を下方に折り曲げて、後述の焦点検出ユニットに導く。

２６は焦点検出ユニットであり、２次結像ミラー２７、２次結像レンズ２８、焦点検出センサ２９から構成されている。２次結像ミラー２７及び２次結像レンズ２８は焦点検出光学系を構成し、撮影光学系の２次結像面を焦点検出センサ２９上に形成している。この焦点検出ユニット２６は、いわゆる位相差検出方式によって撮影光学系の焦点状態（位相差を持った画素情報）を検出し、その検出結果を後述するカメラマイクロコンピュータに送る。

３２と３３は投光手段を構成する投影レンズとＡＦ補助光源である。ＡＦ補助光源３３が点灯することで、被写体にコントラストパターンを有するＡＦ補助光を照射する。

１０はカメラ１と交換レンズ１１との通信インターフェイスとなるマウント接点群である。

１２〜１４はレンズユニットである。第１レンズユニット（以下、フォーカスレンズと記す）１２は、光軸上を移動することで焦点調節を行う。第２レンズユニット１３は、光軸上を移動することで撮影光学系の焦点距離を変更して変倍を行うものである。

１４は固定の第３レンズユニットである。１５は絞りである。１６はフォーカス駆動モータであり、ＡＦ時にフォーカスレンズ１２を光軸方向に移動させる。１７は絞り１５の開口径を変化させるための絞り駆動モータである。

１８は距離エンコーダであり、フォーカスレンズ１２に取り付けられたブラシ１９が摺動することで、該フォーカスレンズ１２の位置を読み取り、被写体距離に相当する信号を発生する。

次に、図２を用いて、上記カメラシステムの電気回路構成について説明する。なお、図１と共通の構成要素には同じ符号を付している。

まず、カメラ１内の回路構成について説明する。カメラマイクロコンピュータ１００には、焦点検出センサ２９、測光センサ７、光源検出センサ３１、シャッタ制御回路１０７、モータ制御回路１０８及び液晶表示回路１１１が接続されている。また、カメラマイクロコンピュータ１００は、交換レンズ１１内に配置されたレンズマイクロコンピュータ１５０とはマウント接点１０を介して通信を行う。

光源検出センサ３１は、分光波長の異なる２つの可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２とを有する。光源検出センサ３１は、カメラマイクロコンピュータ１００からの信号に従って可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２の電荷蓄積制御と電荷読み出し制御を行う。そして、それぞれのセンサ３１１，３１２により得られた輝度情報をカメラマイクロコンピュータ１００に出力する。

カメラマイクロコンピュータ１００は、この輝度情報をＡ／Ｄ変換し、可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２により検出した輝度値の比（輝度比）を光源に関する情報として生成する。この動作を、光源検出動作ともいう。

焦点検出センサ２９は、一対又は複数対のＣＣＤラインセンサで構成されており、カメラマイクロコンピュータ１００からの信号に従って電荷蓄積制御と電荷読み出し制御を行う。そして、それぞれのラインセンサからの画素情報（対のラインセンサ上に形成された２つの像を表す情報）をカメラマイクロコンピュータ１００に出力する。

カメラマイクロコンピュータ１００は、この画素情報をＡ／Ｄ変換し、該画素情報の位相差を検出する。さらに、該位相差に基づいて撮影光学系のデフォーカス量、すなわちフォーカス制御に用いる情報を求める。

ここで、カメラマイクロコンピュータ１００は、後に詳しく説明するように、必要に応じてデフォーカス量の光源又はＡＦ補助光に応じた補正を行う。

そして、デフォーカス量と撮影光学系のフォーカス敏感度情報等とに基づいて、合焦を得るためのフォーカスレンズ１２の駆動量（フォーカス駆動モータ１６の駆動量）を算出する。フォーカスレンズ１２の駆動量情報は、レンズマイクロコンピュータ１５０に送信される。レンズマイクロコンピュータ１５０は、受信した駆動量情報に応じてフォーカス駆動モータ１６を制御する。これにより、交換レンズ１１におけるＡＦ制御が行われ、合焦が得られる。

ＡＦ補助光源３３は、カメラマイクロコンピュータ１００からの信号に従って、被写体に対して、特定のコントラストパターンを有するＡＦ補助光の照射を行う。このコントラストパターン光より、被写体が暗い場合やコントラストがない場合でも、焦点検出を行い易くする。

シャッタ制御回路１０７は、カメラマイクロコンピュータ１００からの信号に従ってフォーカルプレンシャッタ８を構成するシャッタ先幕駆動マグネットＭＧ−１及びシャッタ後幕駆動マグネットＭＧ−２の通電制御を行う。これにより、シャッタ先幕及び後幕が走行し、撮像素子９（又はフィルム）が露光される。

モータ制御回路１０８は、カメラマイクロコンピュータ１００からの信号に従ってミラー駆動モータＭを制御する。これにより、主ミラー２のアップダウン動作とフォーカルプレンシャッタ８のチャージ動作等が行われる。

ＳＷ１は不図示のレリーズボタンの第１ストローク（半押し）操作でＯＮし、測光やＡＦを開始させるスイッチである。
ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク（全押し）操作でＯＮし、シャッタ走行、すなわち露光動作を開始させるスイッチである。カメラマイクロコンピュータ１００は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の他、不図示の操作部材であるＩＳＯ感度設定スイッチ、絞り設定スイッチ、シャッタ速度設定スイッチ等の各種スイッチの状態を読み取る。

液晶表示回路１１１は、ファインダ内表示器２４と外部表示器４２をカメラマイクロコンピュータ１００からの信号に従って制御する。

次に、交換レンズ１１内の電気回路構成について説明する。前述したように、交換レンズ１１はカメラ１とマウント接点１０を介して相互に電気的に接続される。このマウント接点１０は、交換レンズ１１内のフォーカス駆動モータ１６及び絞り駆動モータ１７の電源用接点である接点Ｌ０と、レンズマイクロコンピュータ１５０の電源用接点Ｌ１と、シリアルデータ通信を行うためのクロック用接点Ｌ２とを含む。さらに、カメラ１から交換レンズ１１へのデータ送信用接点Ｌ３と、交換レンズ１１からカメラ１へのデータ送信用接点Ｌ４と、モータ用電源に対するモータ用グランド接点Ｌ５と、レンズマイクロコンピュータ１５０用の電源に対するグランド接点Ｌ６とを含む。

レンズマイクロコンピュータ１５０は、マウント接点１０を介してカメラマイクロコンピュータ１００と接続され、カメラマイクロコンピュータ１００からの信号に応じてフォーカス駆動モータ１６及び絞り駆動モータ１７を制御する。これにより、焦点調節と光量調節が行われる。

５０と５１は光検出器とパルス板である。パルス板５１はフォーカス駆動モータ１６により回転される。パルス板５１が回転すると、光検出器５０は間欠的に検出光を受け、パルス信号を出力する。レンズマイクロコンピュータ１５０は、光検出器５０からのパルス数をカウントすることで、焦点調節時のフォーカスレンズ１２の位置情報を得る。レンズマイクロコンピュータ１５０は、フォーカスレンズ１２の位置情報がカメラマイクロコンピュータ１００から送信されたフォーカスレンズ１２の合焦のための駆動量に一致するようにフォーカス駆動モータ１６を制御する。これにより、焦点調節が行われる。

１８は前述した距離エンコーダであり、ここで読み取られたフォーカスレンズ１２の位置情報はレンズマイクロコンピュータ１５０に入力される。レンズマイクロコンピュータ１５０は、該位置情報を被写体距離情報に変換してカメラマイクロコンピュータ１００に送信する。

次に、図３を用いて、可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２の分光特性を説明する。同図において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度である。また、Ａは可視光センサ３１１の分光感度特性であり、Ｂは赤外光センサ３１２の分光感度特性である。
この図から分かるように、可視光センサ３１１は主に可視光領域の光を検出し、赤外光センサ３１２は主に近赤外光領域にピーク感度を持った長波長領域の光を検出する。

次に、本実施例のカメラシステムのＡＦ動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。このＡＦ動作は、主として制御手段としてのカメラマイクロコンピュータ１００がコンピュータプログラムに従って実行する。

図２で示したカメラ１のＳＷ１がＯＮされると、ステップ（図ではＳと略す）１０１から動作を開始する。カメラマイクロコンピュータ１００は、焦点検出センサ２９での電荷蓄積を行わせ、撮影光学系の焦点状態に応じた画素情報を生成させる。

ステップ１０２では、カメラマイクロコンピュータ１００は取得した画素情報のずれ（位相差）に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算する。

ステップ１０３では、カメラマイクロコンピュータ１００は、ステップ１０１で取得した画素情報の信頼性判定値を演算し、ステップ１０２で演算したデフォーカス量の検出結果の信頼性を判定する。ここで演算した信頼性判定値が所定以上あれば検出結果の信頼性が高いと判定し、次のステップ１０４へ移行する。一方、信頼性判定値が所定値より小さい場合は、検出結果の信頼性が低いと判定し、ステップ１０９へ移行してＡＦ補助光の照射によるＡＦ動作を行う。

ここでの信頼性判定値としては、画素情報のうち最大値と最小値を検出してその差（画素情報の振幅）を用いたり、隣接する画素信号のレベル差を積算してその積算値（画素情報のコントラスト）を用いたりすることができる。

ステップ１０４では、カメラマイクロコンピュータ１００は、レンズマイクロコンピュータ１５０に対して、その交換レンズ（撮影光学系）固有の色収差量データの送信を要求する。この要求は、図２に示すシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してレンズマイクロコンピュータ１５０に送信される。

要求を受けたレンズマイクロコンピュータ１５０は、まずその要求（通信）の内容を解析する。その要求が色収差量データの送信要求であった場合は、撮影光学系の現在の焦点距離とフォーカスレンズ位置とに応じた色収差量データをレンズマイクロコンピュータ１５０内の不図示のＲＯＭテーブルから読み出す。すなわち、色収差量データは、交換レンズの個体ごとに、焦点距離とフォーカスレンズ位置とに対応付けられて予め計測され、ＲＯＭテーブルに保存されている。レンズマイクロコンピュータ１５０は、該色収差量データをシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してカメラマイクロコンピュータ１００に返送する。

ステップ１０５及び１０６では、カメラマイクロコンピュータ１００は、光源検出センサ３１を駆動し、可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２から輝度情報を読み出す。そして、可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２からの輝度情報の比、すなわち輝度比を計算し、該輝度比（赤外光／可視光）に応じて図７に示すテーブルから、補正係数を読み出す。

ステップ１０７では、ステップ１０４で取得した色収差量データに対して、ステップ１０６で求めた補正係数を乗じて、光源補正後色収差量データとしての第１の補正量（第１の補正情報）を演算する。

そして、ステップ１０８では、ステップ１０７での乗算結果（第１の補正量）をステップ１０２で求めたデフォーカス量に加算してデフォーカス量を補正し、光源補正後のデフォーカス量（以下、光源補正後デフォーカス量という）を演算する。

なお、デフォーカス量を補正するとは、新たなデフォーカス量（ここでは、光源補正後デフォーカス量）を生成することにほかならず、この意味で、本実施例にいう補正するとは、生成すると言い換えることができる。

一方、ステップ１０９，１１０及び１１１では、カメラマイクロコンピュータ１００は、ＡＦ補助光源３３を駆動し、不図示の被写体に対してコントラストパターンを有するＡＦ補助光の照射を行う。そして、焦点検出センサ２９での電荷蓄積を行わせ、撮影光学系の焦点状態に応じた画素情報を生成させる。その後、ＡＦ補助光源３３の駆動を停止する。

ステップ１１２では、カメラマイクロコンピュータ１００は取得した画素情報のずれ（位相差）に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算する。

ステップ１１３では、ステップ１１０で取得した画素情報の信頼性判定値を演算し、ステップ１１２で演算したデフォーカス量の検出結果の信頼性を判定する。ここで演算した信頼性判定値が所定以上あれば検出結果の信頼性が高いと判定し、次のステップ１１４へ移行する。一方、信頼性判定値が所定値より小さい場合は、検出結果の信頼性が低いと判定し、ＡＦ−ＮＧとしてＡＦ動作を終了する。

ステップ１１４では、カメラマイクロコンピュータ１００は、レンズマイクロコンピュータ１５０に対して、その交換レンズ（撮影光学系）固有の色収差量データの送信を要求する。この要求は、図２に示すシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してレンズマイクロコンピュータ１５０に送信される。

要求を受けたレンズマイクロコンピュータ１５０は、まずその要求（通信）の内容を解析する。その要求が色収差量データの送信要求であった場合は、撮影光学系の現在の焦点距離とフォーカスレンズ位置とに応じた色収差量データをレンズマイクロコンピュータ１５０内の不図示のＲＯＭテーブルから読み出す。レンズマイクロコンピュータ１５０は、該色収差量データをシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してカメラマイクロコンピュータ１００に返送する。

ステップ１１５では、ステップ１１４で取得した色収差量データに対して、ＡＦ補助光の波長に応じた補正係数を乗じて、補助光補正後色収差量データとしての第２の補正量（第２の補正情報）を演算する。ここでは、ＡＦ補助光の波長を予め測定して、カメラマイクロコンピュータ１００中の不図示のＲＯＭテーブルに記憶しておく。そして、その波長に応じた補正係数テーブル（図７と同様なテーブル）から補正係数を読み出して用いることで、環境光の影響を受けずに適正な補正を行うことができる。

そして、ステップ１１６では、ステップ１１５での乗算結果（第２の補正量）をステップ１１２で求めたデフォーカス量に加算して、ＡＦ補助光による補正後のデフォーカス量（以下、補助光補正後デフォーカス量という）を生成する。そして、ステップ１１７に進む。

ステップ１１７では、ステップ１０８で演算した光源補正後デフォーカス量又はステップ１１６で演算した補助光補正後デフォーカス量が、特定の範囲内であるか否かを判別する。特定の範囲内である場合は合焦と判断し、ステップ１１９に進む。補正後デフォーカス量が上記特定の範囲より大きい場合は、ステップ１１８に進み、補正後デフォーカス量からフォーカスレンズ１２の合焦のための駆動量を演算する。そして、該駆動量情報を前述したシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してレンズマイクロコンピュータ１５０に送信する。

駆動量情報を受けたレンズマイクロコンピュータ１５０は、該駆動量情報に応じてフォーカス駆動モータ１６の駆動方向を決定してフォーカス駆動モータ１６を駆動する。処理はステップ１０１に戻り、ステップ１１７で合焦と判定されるまで前述した各ステップの動作が繰り返される。

ステップ１１９では、ＳＷ２がＯＮか否かを判定する。ＯＮの場合は、図５に示すステップ２０１に進み、撮影動作を行う。ＳＷ２がＯＦＦの場合は、ＡＦ動作の処理を終了する。

次に、図５を用いて撮影動作について説明する。前述のＡＦ動作が終了して、ＳＷ２がＯＮの場合は、カメラマイクロコンピュータ１００は、ステップ２０１において、被写体輝度を測光する測光センサ７からの測光値から被写体輝度ＢＶを求める。そして、被写体輝度ＢＶを設定されたＩＳＯ感度ＳＶと加算して露出値ＥＶを求め、該露出値ＥＶから絞り値ＡＶ及びシャッタ速度ＴＶを算出する。

ステップ２０２では、カメラマイクロコンピュータ１００は、主ミラー２をアップ動作させて撮影光路から退避させる。また、これと同時に、カメラマイクロコンピュータ１００は、レンズマイクロコンピュータ１５０に対して、絞り１５をステップ２０２で決定した絞り値ＡＶに絞り込むように命令する。レンズマイクロコンピュータ１５０は、その指令を受けて絞り駆動モータ１７を駆動する。

その後、主ミラー２が撮影光路から完全に退避すると、ステップ２０３で、カメラマイクロコンピュータ１００は、シャッタ先幕駆動マグネットＭＧ−１に通電し、フォーカルプレンシャッタ８の開放動作を開始させる。

所定のシャッタ開放時間が経過すると、ステップ２０４に進み、カメラマイクロコンピュータ１００は、シャッタ後幕駆動マグネットＭＧ−２に通電して、フォーカルプレンシャッタ８の後幕を閉じる。これにより、撮像素子９の露光が終了する。
ステップ２０５では、主ミラー２をダウン動作させて撮影光路内に配置し、撮影動作を終了する。

以上説明したように、本実施例によれば、ＡＦ補助光のようなコントラストパターン光を被写体に照射してＡＦを行う場合は、光源検出動作を禁止し、ＡＦ補助光の波長に対応した補正係数を用いてデフォーカス量を補正する。したがって、環境光に影響されることなく、適正なデフォーカス補正を行うことができる。

図６は、本発明の実施例２であるカメラシステムにおけるＡＦ動作のフローチャートである。本実施例のカメラシステムの構成は、実施例１のカメラシステムと同じである。このため、本実施例において実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付する。

図６において、カメラ１のスイッチＳＷ１がオンされると、カメラマイクロコンピュータ１００は、ステップ３０１から動作を開始する。ここでは、カメラマイクロコンピュータ１００は、焦点検出センサ２９での電荷蓄積を行わせ、撮影光学系の焦点状態に応じた画素情報を生成させる。

ステップ３０２では、カメラマイクロコンピュータ１００は取得した画素情報のずれ（位相差）に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算する。
ステップ３０３では、カメラマイクロコンピュータ１００は、ステップ３０１で取得した画素情報が有する第１のコントラスト値（第１のコントラスト情報）を演算する。ここでの第１のコントラスト値の演算方法としては、隣接する画素信号のレベル差の積分値を求め、これを第１のコントラスト値とする。

ステップ３０４では、カメラマイクロコンピュータ１００は、レンズマイクロコンピュータ１５０に対して、その交換レンズ（撮影光学系）固有の色収差量データの送信を要求する。この要求は、図２に示すシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してレンズマイクロコンピュータ１５０に送信される。

要求を受けたレンズマイクロコンピュータ１５０は、まずその要求（通信）の内容を解析する。その要求が色収差量データの送信要求であった場合は、撮影光学系の現在の焦点距離とフォーカスレンズ位置とに応じた色収差量データをレンズマイクロコンピュータ１５０内の不図示のＲＯＭテーブルから読み出す。すなわち、色収差量データは、交換レンズの個体ごとに、焦点距離とフォーカスレンズ位置とに対応付けられて予め計測され、ＲＯＭテーブルに保存されている。レンズマイクロコンピュータ１５０は、該色収差量データをシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してカメラマイクロコンピュータ１００に返送する。

ステップ３０５及びステップ３０６では、カメラマイクロコンピュータ１００は、光源検出センサ３１を駆動し、可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２から輝度情報を読み出す。そして、可視光センサ３１１及び赤外光センサ３１２からの輝度情報の比、すなわち輝度比を計算し、該輝度比（赤外光／可視光）に応じて図７に示すテーブルから、補正係数を読み出す。

ステップ３０７では、ステップ３０４で取得した色収差量データに対して、ステップ３０５で求めた補正係数を乗じて、光源補正後色収差量データとしての第１の補正量（第１の補正情報）を演算する。

ステップ３０８では、ステップ３０２で演算したデフォーカス量の検出結果の信頼性を判定する。ここではステップ３０１で取得した画素情報から信頼性判定値を演算し、その信頼性判定値が所定値以上であれば検出結果の信頼性があると判定し、次のステップ３０９へ移行する。一方、信頼性判定値が所定値より小さい場合は、検出結果の信頼性がないと判定し、ステップ３１０へ移行し、ＡＦ補助光によるＡＦ動作を行う。

ここでの信頼性判定値としては、画素情報のうち最大値と最小値を検出してその差（つまり画素情報の振幅）を用いたり、ステップ３０３で演算した第１のコントラスト値を用いたりすることができる。

ステップ３０９では、ステップ３０７で演算した第１の補正量をステップ３０２で演算したデフォーカス量に加算してデフォーカス量を補正し、光源補正後のデフォーカス量（以下、光源補正後デフォーカス量という）を演算する。そして、ステップ３１９に進む。

一方、ステップ３１０，３１１及び３１２では、カメラマイクロコンピュータ１００は、ＡＦ補助光源３３を駆動し、不図示の被写体に対してコントラストパターンを有するＡＦ補助光を照射する。そして、焦点検出センサ２９での電荷蓄積を行わせ、撮影光学系の焦点状態に応じた画素情報を生成させる。その後、ＡＦ補助光源３３の駆動を停止する。

ステップ３１３では、カメラマイクロコンピュータ１００は取得した画素情報のずれ（位相差）に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算する。

ステップ３１４では、カメラマイクロコンピュータ１００は、ステップ３１１で取得した画素情報が有する第２のコントラスト値（第２のコントラスト情報）を演算する。

ステップ３１５では、ステップ３１３で演算したデフォーカス量の検出結果の信頼性を判定する。ここではステップ３１１で取得した画素情報から信頼性判定値を演算し、その信頼性判定値が所定以上であれば検出結果の信頼性があると判定して次のステップ３１６へ移行する。一方、信頼性判定値が所定値より小さい場合は、検出結果の信頼性がないと判定し、ＡＦ−ＮＧとしてＡＦ動作を終了する。

ここでの信頼性判定値としては、画素情報のうち最大値と最小値を検出してその差（つまり画素情報の振幅）を用いたり、ステップ３１４で演算した第２のコントラスト値を用いたりすることができる。

ステップ３１６では、ステップ３０４で取得した色収差量データに対して、ＡＦ補助光の波長に応じた補正係数を乗じて、補助光補正後色収差量データとしての第２の補正量（第２の補正情報）を演算する。ここでも実施例１と同様に、ＡＦ補助光の波長を予め測定して、カメラマイクロコンピュータ１００中の不図示のＲＯＭテーブルに記憶しておく。そして、その波長に応じた補正係数テーブル（図７と同様なテーブル）から補正係数を読み出して用いる
ステップ３１７及び３１８では、ステップ３０３及び３１４で演算した第１のコントラスト値及び第２のコントラスト値を用いて、ステップ３０７及び３１６で演算した第１の補正量及び第２の補正量の重み付け量を決定する。そして、決定された重み付け量に応じて最終的にデフォーカス量補正に使用する第３の補正量（第３の補正情報）を演算する。

ここで、第３の補正量の演算方法を図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、ＡＦ補助光を照射しない場合、つまりステップ３０１の蓄積動作で得られた画素情報である。横軸は画素位置を、縦軸は画素の信号強度を示している。ＡＦ補助光を照射していないため、環境光のみのコントラストが形成される。

図８Ｂは、ＡＦ補助光を照射した場合、つまりステップ３１１の蓄積動作で得られた画素情報である。環境光で形成されたコントラストに、ＡＦ補助光のコントラストパターンによるコントラストが加算された像信号が得られる。この画素情報から検出されるデフォーカス量（補正前）は、環境光によるデフォーカス成分とＡＦ補助光によるデフォーカス成分の２つを含んでいる。そして、これらのデフォーカス成分の影響は、環境光によるコントラストとＡＦ補助光によるコントラストの比で変化する。

そこで、まずＡＦ補助光のコントラストパターンのみによる第３のコントラスト値を演算する。第３のコントラスト値は、ステップ３１４で演算した第２のコントラスト値（環境光＋ＡＦ補助光のコントラスト）からステップ３０３で演算した第１のコントラスト値（環境光のコントラスト）を差し引くことで得られる。

そして、第１のコントラスト値と第３のコントラスト値（ＡＦ補助光のみのコントラスト）との比に応じて、ステップ３０７及び３１６で演算した第１の補正量と第２の補正量との重み付け量を決定し、第３の補正量を演算する。

ここで、第１のコントラスト値をCNT1、第３のコントラスト値をCNT3、第１の補正量をCOR1、第２の補正量をCOR2とすると、第３の補正量COR3は次式で求められる。

COR3＝COR1×CNT1／（CNT1＋CNT3）＋COR2×CNT3／（CNT1＋CNT3）。

次に、ステップ３１８では、ステップ３１７で演算した第３の補正量をステップ３１３で演算したデフォーカス量に加算してデフォーカス量を補正し、ＡＦ補助光による補正後のデフォーカス量（以下、補助光補正後デフォーカス量という）を演算する。

ステップ３１９では、ステップ３０９で演算した光源補正後デフォーカス量又はステップ３１８で演算した補助光補正後デフォーカス量が、特定の範囲内であるか否かを判別する。特定の範囲内である場合は合焦と判断し、ステップ３２１に進む。補正後デフォーカス量が上記特定の範囲より大きい場合は、ステップ３２０に進み、補正後デフォーカス量からフォーカスレンズ１２の合焦のための駆動量を演算する。そして、該駆動量情報を前述したシリアル通信ラインＬＣＫ，ＬＤＯ，ＬＤＩを介してレンズマイクロコンピュータ１５０に送信する。

駆動量情報を受けたレンズマイクロコンピュータ１５０は、該駆動量情報に応じてフォーカス駆動モータ１６の駆動方向を決定してフォーカス駆動モータ１６を駆動する。処理はステップ３０１に戻り、ステップ３１９で合焦と判定されるまで前述した各ステップの動作が繰り返される。

ステップ３２１では、ＳＷ２がＯＮか否かを判定する。ＯＮの場合は、図５に示すステップ２０１に進み、撮影動作を行う。ＳＷ２がＯＦＦの場合は、ＡＦ動作の処理を終了する。

以上説明したように、本実施例によれば、ＡＦ補助光を被写体に照射してＡＦを行う場合は、光源検出動作を禁止し、ＡＦ補助光の波長に応じた補正情報とＡＦ補助光を照射しない状態での環境光源の波長に応じた補正情報とに基づいてデフォーカス量を補正する。さらに、ＡＦ補助光を照射して得られた画素情報のコントラストと、ＡＦ補助光を照射せずに得られた画素情報のコントラストとに基づいてデフォーカス量を補正する。

これにより、ＡＦ補助光によるコントラストと環境光によるコントラストの両方が存在する場合でも、適正なデフォーカス補正を行うことができる。

なお、上記各実施例では、一眼レフカメラについて説明したが、本発明は、ビデオカメラであって位相差検出方式ＡＦを行うものにも適用することができる。

本発明の実施例である一眼レフカメラシステムの構成を示す模式図。 実施例のカメラシステムにおける電気回路構成を示すブロック図。 実施例のカメラシステムに用いられる光源検知のための可視光センサと赤外光センサの分光感度特性を示す図。 実施例１のカメラシステムにおけるＡＦ動作を示すフローチャート。 実施例１のカメラシステムにおける撮像動作を示すフローチャート。 実施例２のカメラシステムにおけるＡＦ動作を示すフローチャート。 実施例のカメラシステムにおける赤外光／可視光に対する補正係数を示す図。 ＡＦ補助光の照射時における画素情報の例を示す図。 ＡＦ補助光の非照射時における画素情報の例を示す図。 光源と撮像素子と補助光の分光感度を示す図。 ＡＦ補助光のコントラストパターンとＡＦ視野の位置関係を示した図。 図１０のＡＦ補助光を照射した場合のＡＦセンサで得られた画素情報を示した図。

符号の説明

１ カメラ
３１ 光源検出センサ
１１ 交換レンズ
１２ フォーカスレンズ
２９ 焦点検出センサ
３３ ＡＦ補助光源
１００ カメラマイクロコンピュータ
１５０ レンズマイクロコンピュータ

Claims (5)

1. 撮影光学系を備えた交換レンズを着脱可能であって、
   被写体に対して光を照射する投光手段と、
   前記撮影光学系を通過した光から生成した画素情報に基づいて、前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
   光源に関する情報を検出する光源検出手段と、
   前記撮影光学系のフォーカス制御に用いる情報を生成する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記画素情報に基づいて前記焦点状態の検出結果の信頼性を判定し、前記投光手段を点灯せずに焦点検出を行った結果、前記焦点状態の検出結果の信頼性が所定値以上である第１の場合、前記交換レンズより前記撮影光学系の色収差量に関する情報を取得し、前記焦点状態の検出結果と前記撮影光学系の色収差量に関する情報と前記光源に関する情報とに基づいて前記フォーカス制御に用いる情報を生成し、
   前記焦点状態の検出結果の信頼性が前記所定値より小さい前記第２の場合、前記投光手段を点灯して焦点検出を行い、前記投光手段を点灯した状態で検出した前記焦点状態の検出結果の信頼性が所定値以上であれば、前記交換レンズより前記撮影光学系の色収差量に関する情報を取得し、前記光源に関する情報を用いずに、前記投光手段を点灯した状態で検出した前記焦点状態の検出結果と前記撮影光学系の色収差量に関する情報と前記投光手段から照射される光の波長に応じた補正情報とに基づいて前記フォーカス制御に用いる情報を生成することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、
   前記焦点状態の検出結果の信頼性が前記第１の場合、前記撮影光学系の色収差量に関する情報と前記光源に関する情報とに基づいて第１の補正情報を生成し、前記焦点状態の検出結果と前記第１の補正情報とに基づいて前記フォーカス制御に用いる情報を生成し、
   前記焦点状態の検出結果の信頼性が前記第２の場合、前記撮影光学系の色収差量に関する情報と前記投光手段から照射される光の波長とに基づいて第２の補正情報を生成し、前記投光手段を点灯した状態で検出した前記焦点状態の検出結果と前記第２の補正情報とに基づいて前記フォーカス制御に用いる情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、
   前記焦点状態の検出結果の信頼性が前記第２の場合、前記投光手段を点灯しない状態で前記焦点検出手段からの信号により得られた第１のコントラスト情報と、前記投光手段を点灯した状態で前記焦点検出手段からの信号により得られた第２のコントラスト情報と、前記第１の補正情報と、前記第２の補正情報とに基づいて第３の補正情報を算出し、
   前記投光手段を点灯した状態で検出した前記焦点状態の検出結果と前記第３の補正情報とに基づいて前記フォーカス制御に用いる情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置と、
   撮影光学系を有し、前記撮像装置に着脱可能な交換レンズとを有することを特徴とする撮像システム。
5. 撮影光学系を備えた交換レンズを着脱可能であって、被写体に対して光を照射する投光手段と、前記撮影光学系を通過した光から生成した画素情報に基づいて、撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、光源に関する情報を検出する光源検出手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
   前記投光手段を点灯せずに焦点検出を行う第１の焦点検出ステップと、
   前記投光手段を点灯して焦点検出を行う第２の焦点検出ステップと、
   前記画素情報に基づいて、前記焦点検出手段によって検出された焦点状態の検出結果の信頼性を算出する信頼性算出ステップと、
   前記交換レンズより前記撮影光学系の色収差量に関する情報を取得する取得ステップとを有し、
   前記信頼性算出ステップにおいて前記第１の焦点検出ステップで検出した焦点状態の検出結果の信頼性を算出し、
   当該信頼性が所定値以上である第１の場合、前記取得ステップを実行し、前記焦点状態の検出結果と前記取得ステップで取得した前記撮影光学系の色収差量に関する情報と前記光源に関する情報とに基づいてフォーカス制御に用いる情報を生成し、
   前記信頼性が前記所定値より小さい第２の場合、前記第２の焦点検出ステップを実行し、前記信頼性算出ステップにおいて前記第２の焦点検出ステップで検出した焦点状態の検出結果の信頼性を算出し、当該信頼性が所定値以上であれば、前記取得ステップを実行し、前記光源に関する情報を用いずに、前記第２の焦点検出ステップで検出した前記焦点状態の検出結果と前記取得ステップで取得した前記撮影光学系の色収差量に関する情報と前記投光手段から照射される光の波長に応じた補正情報とに基づいて前記フォーカス制御に用いる情報を生成することを特徴とする撮像装置の制御方法。