JPH10170816A

JPH10170816A - ピント合わせ情報検出装置及び焦点検出装置及びそれを用いたカメラ

Info

Publication number: JPH10170816A
Application number: JP32832096A
Authority: JP
Inventors: Masato Ikeda; 政人池田; Masaki Higashihara; 正樹東原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-12-09
Filing date: 1996-12-09
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】異なる瞳領域からの像を時分割で検出し、各
領域からの像の位相差検知を行ないデフォーカス量検知
を行なう焦点検出装置においては複写体と撮影光学系の
相対移動の影響を受け適正なデフォーカス検知が出来な
い。【解決手段】本発明は同一の瞳領域からの像を時分割
で検知して、この像間の位相差を求め、デフォーカス演
算に際して、該同一瞳領域からの像の位相差分の補正を
行なうことで適正なデフォーカス量を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラな
どの固体撮像素子を用いた撮像装置の焦点検出装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、一眼レフタイプの銀塩カメラで用
いられている自動合焦装置には、位相差方式の焦点検出
装置が数多く用いられている。

【０００３】図９は、位相差方式の焦点検出装置を説明
するための図である。図９において、レンズから入射し
た光は、メインミラーである４５°ミラーの後ろに取り
付けてあるサブミラーによって、装置下方に反射され、
メガネレンズと呼ばれる２次光学系のレンズにより２つ
の像に分離されて、オートフォーカス（以下、ＡＦと記
す）センサーに入射する。そのセンサーは、図１０のよ
うに２組（センサーＡ、センサーＢ）並べて配置されて
いる。また、メガネレンズは、瞳分割光学系の役割を果
たしており、メガネレンズにより分割されセンサー上に
できる２つの像は、異なる瞳を通過した光束のため、レ
ンズの繰り出し量により、像の相対位置が図１０のよう
に、合焦、前ピン、後ピンの各状態によって異なる。

【０００４】この２像の相対的なずれ量を、２組のセン
サーの出力信号の相関をとることにより計算し、このず
れ量から光学系のデフォーカス量を求め、フォーカスレ
ンズを制御して合焦を行っている。

【０００５】しかしながら、銀塩カメラ等で使用されて
いる位相差方式には焦点検出用として専用の受光素子
（センサー）が必要となり、また、撮像用光学系と焦点
検出用光学系および焦点検出用の受光素子の位置精度が
厳しく、その調整が困難であり、その分、合焦精度が低
下するという問題点がある。

【０００６】デジタルカメラなどの固体撮像装置では、
画像を得るために固体撮像素子を用いており、この撮像
素子を焦点検出用のセンサーとして兼用することが可能
である。これにより、焦点検出用として専用のセンサー
を用意する必要がなくなる。さらに、撮影光学系と焦点
検出用の光学系として同じものを使用することになり、
前述した位置精度が厳しいことから発生する、合焦精度
の低下も防止することが出来、メリットが大きい。

【０００７】前述したように、銀塩カメラの位相差方式
では、メガネレンズと呼ばれる２次光学系のレンズによ
り像を複数に分離し、焦点検出専用の複数のＡＦセンサ
ーから得られる出力信号の相関演算によりデフォーカス
量を求めている。

【０００８】デジタルカメラにおいて、ＡＦ専用の光学
系、センサを用いることなく、位相差検出方式のＡＦシ
ステムを構築するためには、撮影用の光学系に移動可能
な瞳を挿入し、この瞳を移動して、瞳領域の異なる光束
よりなる光学像を固体撮像素子上に結像させ、これによ
り得られる瞳領域の異なる光束よりなる複数の画像を、
銀塩カメラの位相差方式における焦点検出専用の複数の
ＡＦセンサーから得られる出力信号に相当するものとす
る。位相差方式が提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかし、ＡＦ専用
の光学系、ＡＦ専用のセンサーを用いることなく、位相
差検出方式のＡＦシステムを構築するために、瞳領域の
異なる複数の画像を得る際、瞳領域を時系列的に分割す
る方法を用いると、同一時刻に複数の画像の撮影を行う
ことが出来ない。このため、焦点検出用の複数の画像を
撮影している間に、被写体と光学系が相対的に移動する
場合、その移動が各画像間の像の位置ずれとなって現
れ、相関演算結果に直接影響するため、撮影中の被写体
と光学系が相対的に移動したことを加味して、被写体と
撮影光学系の相対移動を補正することが必要となる。

【００１０】そこで、本発明の目的は、撮影中に被写体
と光学系が相対的に移動した場合でも、被写体と撮影光
学系の相対移動を補正することが可能な焦点検出装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る焦点検出装置は、焦点検出用の複数の
画像を取り込む際、異なる瞳領域を通過した光束よりな
る画像を各１回ずつ取り込むのとは別に、少なくとも１
つの瞳領域に関しては、同じ瞳領域を通過した光束より
なる画像を、少なくとも２回は取り込み、被写体と撮影
光学系の相対移動を補正することを特徴とする。

【００１２】このことにより、同じ瞳領域を通過した光
束よりなる画像間では、瞳位置の違いによる画像間の相
対的な位置ずれ（デフォーカスに伴う位置ずれ）がない
ため、被写体と撮影光学系の相対位置が移動していなけ
れば、画像間の相対的な位置ずれはなく、移動していれ
ば、位置ずれが生じ、被写体と撮像光学系の相対位置が
移動しているか否かを判定することが可能となる。この
ことを利用して、被写体と撮影光学系の相対移動を補正
することが可能となる。

【００１３】請求項１に記載の発明は、光学系と、該光
学系の２つの異なる瞳領域を介した２つの像を受光する
受光部と、該２つの像の位相差に応じてフォーカス情報
を前記受光部の出力に基づいて演算する演算手段を備
え、ピント合わせのための情報を得るフォーカス状態検
出装置において、前記２つの瞳領域のうち一方の瞳領域
を介して前記受光部で受光した像に基づく受光部での出
力を異なる時間においてそれぞれ検出して異なる時間に
おける同一の瞳領域を介して受光した像の位相差に応じ
た情報を求める補正演算部を設け、該補正演算部での情
報により前記異なる瞳領域を介した像の位相差に対して
前記同一の瞳領域を介した像の位相差を補正した状態で
のフォーカス情報を前記演算手段にて演算することによ
り適正なピント合わせを行なうピント合わせ情報検出装
置を提供するものである。

【００１４】請求項３に記載の発明は、撮影光学系の撮
影光束を少なくとも２つの領域に時分割で分割し、撮影
光学系の異なる瞳領域を通過する光束よりなる像を撮像
素子に投影するための瞳位置移動手段と、該瞳位置移動
手段により少なくとも２つの異なる瞳領域を通過した光
束よりなる少なくとも２つの光学像を前記撮像素子に受
光させ、撮像素子から得られる前記光学像に基づく少な
くとも２つの出力信号を相関演算して光学系のデフォー
カスを求める焦点検出装置において、前記デフォーカス
演算に用いられる２つの光学像のうち一方の光学像を撮
像素子に受光させる瞳領域から光学像に対する撮像素子
の出力信号を異なる時間で複数回取出し、同一の瞳領域
からの光学像に対応する出力信号を得て該出力信号に基
づき補正情報を求め、前記デフォーカス演算処理に際し
て被写体と撮影光学系の相対移動による影響を補正する
ことにより適正な焦点検知を行なう焦点検出装置を提供
するものである。

【００１５】請求項７に記載の発明は、撮影用の撮像素
子と、撮影用の光学系と、この光学系の撮影光束を少な
くとも２つの領域に時系列的に分割し、撮影光学系の異
なる瞳領域を通過する光束よりなる像を前記撮像素子に
投影するための瞳位置移動手段と、該瞳位置移動手段に
より少なくとも２つの異なる瞳領域を通過した光束より
なる光学像を前記撮像素子上に結像し、その固体撮像素
子から得られる少なくとも２つの出力画像の相関演算に
より光学系のデフォーカス量を求め、このデフォーカス
量に基づいて前記光学系のフォーカス制御を行うフォー
カス制御手段を備え、前記異なる瞳領域のうち少なくて
も１つの瞳領域に関しては、同じ瞳領域で少なくとも２
回は画像を取り込み、被写体と撮影光学系の相対移動を
補正することにより適正な焦点検知を行なう焦点検出装
置を提供するものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の焦点検出装置お
よびそれを用いたカメラの一実施の形態を示す図であ
り、１ｂは撮影レンズのフォーカス用レンズ群、１ａは
撮影レンズのフォーカス用レンズ群１ｂ以外のレンズ
群、２はフォーカス用レンズ群１ｂを繰り出すためのレ
ンズ繰り出し機構で、レンズの移動を行うモータとその
ドライバー部を含んでいる、３は瞳位置移動機構を含む
シャッター絞り系、４は光学像を光電変換して映像信号
にするＣＣＤと撮像信号処理系、５はその映像信号をデ
ジタル化するＡ／Ｄ変換器、６は５で変換されたデジタ
ル映像信号の様々なデジタル信号処理を行うデジタル信
号処理部、７はカメラ全体のシステムコントロール部、
８は記録媒体やファンクションカード等と接続されるＰ
ＣＭＣＩＡ準拠のスロットとそのコントローラ部、９は
デジタル映像信号を一時記憶しておく等に使われる、例
えばＤＲＡＭ等のバッファメモリ、１０は電子ビューフ
ァインダー（ＥＶＦ）、１１はそのＥＶＦのドライバー
部、１２はドライバー部へアナログ信号を送るためのＤ
／Ａ変換器、１３はＥＶＦに表示する画像を保持し、Ｄ
／Ａ変換器へデジタル信号を出力するＶＲＡＭ、１４は
カメラのモードデータ等の表示をする外部白黒液晶（Ｅ
ＸＴ．ＬＣＤ）、１５はそのＥＸＴ．ＬＣＤの表示のた
めのコントローラやドライバ等である。

【００１７】次いで図１の実施の形態について説明す
る。ここでは本発明に直接関係する焦点検出方法と焦点
検出装置を中心に説明する。今、カメラの電源が投入さ
れており、撮影可能状態であるとする。シャッター絞り
系３は、開口の異なる数種類の撮影用絞りと、瞳時分割
位相差ＡＦを行うために、水平方向に二つの穴を開けた
瞳時分割位相差用絞り（以下ＣＣＤ等撮像信号処理系４
の側から見て、左側の穴を左側瞳、右側の穴を右側瞳と
呼ぶ）を持つ絞り円板３ａと、同心円上に設けられた各
絞りを選択するために、絞り円板３ａを回転させて光路
中に所望の絞りを挿入するためのモータ３ｄと、瞳時分
割位相差ＡＦ時に、左側瞳または右側瞳のいずれかを遮
光する遮光板３ｂ、この遮光板３ｂを動かすモータ３ｃ
とからなる。

【００１８】瞳時分割位相差ＡＦを行うため、システム
コントロール部７の指示により、絞り円板３ａを回転さ
せて光路中に瞳時分割位相差用絞りがくるようにする。
図２は、絞り円板３ａと遮光板３ｂの位置関係を示す図
で、図１と図２の破線で示す円Ａは、撮影用光学系の絞
りを開放にしたときの瞳形状を示している。まず、図２
（ａ）のように、瞳時分割位相差用絞りの右側瞳を、遮
光板３ｂので塞ぎ、撮影光学系の左側の瞳領域を通過す
る光束よりなる光学像をＣＣＤ上に結像し、画像を取り
込む。このときの左の瞳領域を通過した光束よりなるＡ
Ｆ用画像データを左画像１とする。

【００１９】次に、異なる瞳領域を通過する光束よりな
るＡＦ用画像データを得るため、モータ３ｃを駆動し、
遮光板３ｂを図２（ｂ）のように移動し、レンズの撮影
光学系の右側の瞳領域を通過する光束よりなる光学像を
ＣＣＤ上に結像し、画像を取り込む。このときの右の瞳
領域を通過した光束よりなるＡＦ用画像データを右画像
１とする。

【００２０】更に、同じ瞳領域を通過した光束よりなる
ＡＦ用画像データを取り込むため、遮光板３ｂを再び図
２（ａ）のように移動し、このとき、ＣＣＤ上に結像す
る画像を取り込む。このときの右の瞳領域を通過した光
束よりなるＡＦ用画像データを左画像２とする。

【００２１】なお、ＡＦ用画像データを取り込む際の露
出は、電子シャッター、図示しないメカシャッター、場
合によっては、瞳時分割位相差用絞りとして瞳面積が異
なるものをいくつか用意したり、補助光を用意してお
き、それらを用いて調整することにより行う。

【００２２】本例では、瞳分割位相差用絞りと撮影用絞
りを、同一の絞り円板３ａを回転することにより、選択
する構造としたが、瞳分割位相差用絞りと撮影用絞りを
別にしてもかまわない。この場合は、露出用の絞り値の
調整として、瞳時分割位相差用絞りとして瞳面積が異な
るものをいくつか用意せず、撮影用絞りを調整すること
で、絞り値を調整することが可能となる。

【００２３】ところで、ＡＦ用画像データである左画像
１、右画像１、左画像２と、その後行う本撮影までは、
できるだけ短い時間で行われることが望ましい。そこ
で、ＡＦ用画像データの取り込みのためのデータ読みだ
しは、本撮影の画像を読み出す時のように、固体撮像素
子の全画面を読みだすと読みだしに時間がかかるので、
焦点検出用に必要な画像の一部分を通常の本撮影の場合
により、高速に読みだす。

【００２４】そのような読みだし方を以下に説明する。
図３にインターライン型ＣＣＤの概略図を示す。３１が
画素、３２が垂直電荷転送素子、３３が水平電荷転送素
子、３４が出力部となっている。画素で光電変換された
信号電荷は、垂直電荷転送素子に送られ、四相駆動パル
スφＶ１、φＶ２、φＶ３およびφＶ４により水平電荷
転送素子の方向へ順に転送される。水平電荷転送素子
は、垂直電荷転送素子から転送されて来た水平一列分の
信号電荷を二相駆動パルスφＨ１およびφＨ２により出
力部に転送し、そこで電圧に変換され出力される。

【００２５】図４にＣＣＤの撮像領域の概略図を示す。
本例では、読みだし動作の高速化のため、必要な読みだ
し領域のみ通常の速さで読みだし、それ以外は高速に読
み出す掃き出し転送を行う。４１が、通常通りに読みだ
す領域、４２および４３が、それぞれ前半および後半の
高速掃き出し転送領域となっている。

【００２６】図５はＣＣＤの垂直電荷転送素子を四相駆
動とした場合に一垂直同期期間分のタイミングチャート
を示している。ＶＤが垂直同期信号で垂直ブランキング
期間をＬＯＷ電位で示し、ＨＤが水平同期信号で水平ブ
ランキング期間をＬＯＷ電位で示す。φＶ１、φＶ２、
φＶ３およびφＶ４が、垂直電荷転送素子の四相駆動パ
ルス、５１および５２が、画素で光電変換された信号電
荷を垂直電荷転送素子に転送する読みだしパルスを示し
ている。四相駆動パルスのうち５３および５４は、それ
ぞれ、図４の４２および４３の領域部分の垂直電荷転送
素子に読みだされた信号電荷を高速に転送する高速掃き
出し転送パルスを示している。このようにして必要な読
みだし領域以外を高速に掃き出すことで、部分読みだし
動作の高速化を行うことができる。

【００２７】このようにして高速読み出しをした、ＡＦ
用画像データである左画像１、右画像１、左画像２を用
いて、相関演算を行いデフォーカス量を求める。以下、
計算のアルゴリズムについて述べる。

【００２８】初めに、説明を簡単にするため、被写体と
撮影光学系の相対位置が移動していない場合を、例にあ
げて説明する。

【００２９】左の瞳領域を通過した光束よりなる画像デ
ータ（左画像）と右の瞳領域を通過した光束よりなる画
像データ（右画像）を取り込み、その２つの出力データ
の相関をとる。相関のとりかたは、“ｍａｘアルゴリズ
ム”と呼ばれるもので、左画像のデータをａ（ｉ）（但
し、ｉ＝１、２、３、…、ｎ）、右画像のデータをｂ
（ｉ）（但し、ｉ＝１、２、３、…、ｎ）とすると、相
関量ｃ（τ）は、

【００３０】

【外１】で表わされる。

【００３１】ここで、ｍａｘ〔ａ（ｉ＋τ）、ｂ
（ｉ）〕は、ａ（ｉ＋τ）、ｂ（ｉ）の大きいほうの値
で、ｍは、ｎ個ずつの出力データａ（ｉ）、ｂ（ｉ）か
ら抜き出した、相関量を計算するために用いるデータ数
で（ｍ＜ｎ）、ｉ₀ は、右画像のｎ個のデータからｍ個
のデータを抜き出す時、読み飛ばす個数である。

【００３２】実際には、まずτ＝０のときのｃ（０）を
計算する。次に、図６のように、左画像の出力データａ
（ｉ）から、右にτ＝１シフトしたｍ個のデータを抜き
出し、このデータと、右画像のデータとの相関量ｃ
（１）を計算する。このようにして、τ＝０、１、２、
…、Τまで順次相関量ｃ（τ）を順次計算する。この各
相関量ｃ（τ）のうち最小値をとるときのシフト量τ
が、左画像のデータａ（ｉ）と右画像のデータｂ（ｉ）
のずれ量に相当する。更に、ずれ量の検出精度を高める
（ずれ量τを整数の値（ｐｉｘｅｌ）ではなく、小数点
以下の値まで求める）ためには、相関量の最小値とその
前後の値を用いて、補間計算により、ずれ量を計算すれ
ばよい。

【００３３】相関演算に用いるデータとしては、複数ラ
インをデータとして用いる時は、例えば、各々対応した
ライン毎に相関演算を行い、求められた相関値群の平均
を求めたり、あるいは、相関演算を行う前に複数のライ
ンデータを上下方向に平均化して１ライン分のデータと
してから相関演算を行ったりして、ずれ量を求めてもよ
い。複数ライン同士の相関演算をとることも可能であ
る。

【００３４】また、被写体の模様、コントラスト等によ
る影響、撮影条件の違いによる影響、固体撮像素子に作
り込まれている色フィルタアレイの影響、ノイズによる
影響などを軽減するため、センサーからの出力データに
フィルター処理を施した後、相関演算を行ってもよい。

【００３５】光学系によって、ずれ量と像面移動量、デ
フォーカス量との関係は決まっているので、そのずれ量
からデフォーカス量を求め、合焦に必要な繰り出し量を
求めて、光学系のフォーカス制御を行い、合焦でさせ
る。

【００３６】ここまでは、被写体と光学系の相対移動が
ない場合に、異なる瞳領域を通過した光束よりなる複数
の画像を用いて、焦点検出を行う方法について述べた。

【００３７】以下、被写体と光学系の相対移動があるか
否かの判定する方法について述べる。

【００３８】いま、説明を簡単にするため、図７のよう
に、被写体が光学系の光軸に対して、垂直な面内で等速
直線運動をする場合について考える。ＡＦ用画像データ
である左画像１、右画像１、左画像２の取り込み間隔が
短ければ、例え、被写体と光学系の相対移動が等速運動
でなくとも、特に速度変化が激しい場合を除き、等速運
動とみなすことができる。

【００３９】図８は、被写体と光学系の相対移動がない
場合（図８（ａ））と、ある場合（図８（ｂ））の、左
画像１、右画像１、左画像２のデータを表わしたもので
ある。

【００４０】被写体と光学系の相対移動があるか否かの
判別には、同じ瞳領域を通過する光束よりなる画像デー
タ、この場合、左画像１と左画像２について、前述した
被写体と撮影光学系の相対位置が移動していない場合に
おいて、左画像と右画像の相関演算を行いずれ量を求め
たのと同じ要領で、相関演算を行い、左画像１と左画像
２のずれ量τを求める。このずれ量がゼロのとき、又は
所定のしきい値範囲内のときは、相対移動がない（図８
（ａ））と判断して、左画像と右画像のずれ量を相関演
算で求めて、その値からフォーカス量を求める。

【００４１】一方、左画像１と左画像２のずれ量τがゼ
ロでないとき、又は所定のしきい値範囲内でないとき
は、相対移動がある（図８（ｂ））と判断する。今、そ
のずれ量τｍとする。今、左画像１を取り込んでから右
画像１の取り込むまでの時間と、右画像１を取り込んで
から左画像２の取り込むまでの時間とが等しければ、被
写体が光学系の光軸に対して、垂直な面内で等速直進運
動をしているので、左画像１を取り込んでから右画像１
の取り込むまでの間の移動による、画像上でのずれ量は
τ_m ／２となる。次に、左画像１と右画像２のずれ量τ
₀ を前記相関演算で求める。この時、このτ０には、デ
フォーカスによるずれ量と、移動によるずれ量が含まれ
ている。このため、実際のデフォーカスによるずれ量
を、求めるには移動によるずれ量を考慮して、差し引い
てやればよい。本例では、τ＝τ０−τ_m ／２がデフォ
ーカスによるずれ量となる。

【００４２】この値から合焦に必要な繰り出し量を求
め、本撮影までに要するまでの時間で、移動する量を考
慮した上、フォーカス制御を行い、合焦させ後、本撮影
を行う。

【００４３】本撮影では、絞り円板３ａを回転させて、
瞳時分割位相差用絞り光路中から退避させ、開口の異な
る数種類の撮影用絞りの中から、適正露光となる絞りを
選択して撮影を行う。そして記録のために固体撮像素子
のデータを読みだし、信号処理部６で画像信号処理を施
し、必要であれば画像データ圧縮などの処理をして、Ｐ
ＣＭＣＩＡスロット８を介して記録媒体に記録する。

【００４４】なお、この時画像データは信号処理部６で
ファインダ表示のためのビデオ処理が施され、ＶＲＡＭ
１３を経て、ＥＶＦ１０に表示される。これにより撮影
者は被写体像を確認することがでる。

【００４５】本例では、単焦点の撮影レンズを用いた場
合について述べたが、撮影レンズとしてズームレンズを
用いてもよい。

【００４６】異なる瞳領域として左と右（水平方向）で
瞳を時分割する場合について述べたが、上と下（垂直方
向）や、斜め方向に瞳時分割をしてもよく、被写体によ
りこれらを相互に切り替えたり、３つ以上の瞳時分割に
よる画像を用いて焦点検出を行ってもよい。

【００４７】また、瞳領域の切り替え順序として、実施
例では、左右左の順で行ったが、左左右、右左左の順
に、行ってもよい。また、同じ瞳領域について２回画像
の取り込みを行う例について述べたが、３回以上行え
ば、等速運動ではない相対移動についても移動変化など
を知ることが、可能となる。

【００４８】本例では、左画像１と左画像２から、相対
移動によるずれ量を求め、補正する場合について述べた
が、手振れなど速度変化が激しい場合は、左画像１と右
画像１、右画像１と左画像２のずれ量をそれぞれ求め、
その平均値をデフォーカスによるずれ量とみなせば良
い。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、３、７
に記載の本発明によれば、焦点検出用の複数の画像を取
り込む際、異なる瞳領域を通過した光束よりなる画像を
各１回ずつ取り込むのとは別に、少なくとも１つの瞳領
域に関しては、同じ瞳領域を通過した光束よりなる画像
を、少なくとも２回は取り込み、被写体と撮影光学系の
相対移動を補正することで、被写体と撮影光学系で相対
移動がある場合でも、時分割撮影における画像上での移
動を補正することができ、合焦を行うことが可能とな
る。

【００５０】請求項２、４、５、６、８に記載の本発明
によれば、請求項１、３、７の焦点検出を行なうにおけ
る処理を簡単に行なわせることが可能となる。請求項１
０、１１、１２、１３、１４に記載の本発明によれば請
求項１、３、７の焦点検出を行なう際に好適な画像取り
込みを行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る焦点検出装置を有するカメラの構
成を示すブロック図である。

【図２】図１に示した瞳位置移動機構を構成する絞り系
を示す構成図である。

【図３】インターライン型ＣＣＤの概略構成を示す構成
図である。

【図４】ＣＣＤの撮像領域を示す説明図である。

【図５】ＣＣＤの駆動動作を説明するための波形図であ
る。

【図６】相関演算動作を説明するための説明図である。

【図７】本発明の補正動作処理を説明するための説明図
である。

【図８】図７とともに本発明の補正動作処理を説明する
ための説明図である。

【図９】従来の焦点検出装置を示す構成図である。

【図１０】従来の焦点検出動作を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

１ａ撮影レンズのフォーカス用レンズ群１ｂ撮影レンズのフォーカス用レンズ群１ｂ以外のレ
ンズ群２レンズ繰り出し機構３瞳位置移動機構を含むシャッター絞り系４ＣＣＤと撮像信号処理系５Ａ／Ｄ変換器６デジタル信号処理部７システムコントロール部８ＰＣＭＣＩＡ準拠のスロットとそのコントローラ部９バッファメモリ１０電子ビューファインダー１１ＥＶＦのドライバ部１２Ｄ／Ａ変換部１３ＶＲＡＭ１４外部白黒液晶１５ＥＸＴ．ＬＣＤの表示のためのコントローラやド
ライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系と、該光学系の２つの異なる瞳領
域を介した２つの像を受光する受光部と、該２つの像の
位相差に応じてフォーカス情報を前記受光部の出力に基
づいて演算する演算手段を備え、ピント合わせのための
情報を得るフォーカス状態検出装置において、前記２つ
の瞳領域のうち一方の瞳領域を介して前記受光部で受光
した像に基づく受光部での出力を異なる時間においてそ
れぞれ検出して異なる時間における同一の瞳領域を介し
て受光した像の位相差に応じた情報を求める補正演算部
を設け、該補正演算部での情報により前記異なる瞳領域
を介した像の位相差に対して前記同一の瞳領域を介した
像の位相差を補正した状態でのフォーカス情報を前記演
算手段にて演算することを特徴とするピント合わせ情報
検出装置。
【請求項２】前記演算手段は前記異なる瞳領域を介し
た像の位相差に応じたフォーカスのずれ量に対して補正
演算部で求めた像に位相差に応じたずれ量に相応する量
を減算してフォーカス情報を得る請求項１に記載のピン
ト合わせ情報検出装置。
【請求項３】撮影光学系の撮影光束を少なくとも２つ
の領域に時分割で分割し、撮影光学系の異なる瞳領域を
通過する光束よりなる像を撮像素子に投影するための瞳
位置移動手段と、該瞳位置移動手段により少なくとも２
つの異なる瞳領域を通過した光束よりなる少なくとも２
つの光学像を前記撮像素子に受光させ、撮像素子から得
られる前記光学像に基づく少なくとも２つの出力信号を
相関演算して光学系のデフォーカスを求める焦点検出装
置において、前記デフォーカス演算に用いられる２つの
光学像のうち一方の光学像を撮像素子に受光させる瞳領
域から光学像に対する撮像素子の出力信号を異なる時間
で複数回取出し、同一の瞳領域からの光学像に対応する
出力信号を得て該出力信号に基づき補正情報を求め、前
記デフォーカス演算処理に際して被写体と撮影光学系の
相対移動による影響を補正することを特徴とする焦点検
出装置。
【請求項４】前記複数回取出された出力信号に基づき
前記２つの光学系のうち一方の光学像を撮像素子に受光
させる瞳領域を介した光学像の位相差に関する情報を前
記補正情報として検知する補正情報演算手段を設け、前
記異なる瞳領域からの光学像に基づく前記デフォーカス
に対して前記補正情報分の補正を行い前記被写体と撮影
光学系の相対移動による影響を補正したデフォーカスを
求めることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装
置。
【請求項５】前記瞳位置移動手段は撮影光路中に撮影
光束を２つの領域に分割するための開口部を有し、該開
口部を介した第１と第２の瞳領域の光束よりなる像を撮
像素子に受光させるとともに、第１の瞳領域の光束を受
光した状態での撮像素子の出力を時分割で複数回取出
し、前記補正情報を得ることを特徴とする請求項３また
は４に記載の焦点検出装置。
【請求項６】前期瞳位置移動手段は撮影に際して、前
記開口部を撮影光路から退避させることを特徴とする請
求項５に記載の焦点検出装置。
【請求項７】撮影用の撮像素子と、撮影用の光学系
と、この光学系の撮影光束を少なくとも２つの領域に時
系列的に分割し、撮影光学系の異なる瞳領域を通過する
光束よりなる像を前記撮像素子に投影するための瞳位置
移動手段と、該瞳位置移動手段により少なくとも２つの
異なる瞳領域を通過した光束よりなる光学像を前記撮像
素子上に結像し、その固体撮像素子から得られる少なく
とも２つの出力画像の相関演算により光学系のデフォー
カス量を求め、このデフォーカス量に基づいて前記光学
系のフォーカス制御を行うフォーカス制御手段を備え、
前記異なる瞳領域のうち少なくても１つの瞳領域に関し
ては、同じ瞳領域で少なくとも２回は画像を取り込み、
被写体と撮影光学系の相対移動を補正することを特徴と
する焦点検出装置。
【請求項８】前記被写体と撮影光学系の相対移動を補
正するに際して、同じ瞳領域で取り込んだ複数の画像を
用いて、被写体と撮影光学系の相対移動を補正すること
を特徴とする請求項７に記載の焦点検出装置。
【請求項９】前記被写体と撮影光学系の相対移動を補
正するに際して、同じ瞳領域で取り込んだ複数の画像を
用いて、画像の相関演算により光学系のデフォーカス量
に違いがあるか否かを求め、被写体と撮影光学系の相対
位置が移動しているか否かを判定することを特徴とする
請求項７または８に記載の焦点検出装置。
【請求項１０】前記少なくとも２つの異なる瞳領域を
通過した光束より得られる画像と、同じ瞳領域で少なく
とも２回は画像を取り込む順序として、異なる瞳領域を
通過した光束より得られる画像を取り込んだ後、既に得
られた画像と同じ瞳領域を取り込むことを特徴とする請
求項７、または８、または９に記載の焦点検出装置。
【請求項１１】前記少なくとも２つの異なる瞳領域を
通過した光束より得られる画像と、同じ瞳領域で少なく
とも２回は画像を取り込む順序として、同じ瞳領域の画
像の取り込みに関しては、少なくとも２回は連続して取
り込むことを特徴とする請求項７、または８、または９
に記載の焦点検出装置。
【請求項１２】前記少なくとも２つの異なる瞳領域を
通過した光束より得られる画像として、水平方向、また
は垂直方向、または斜め方向のいずれかの２つの瞳領域
を用いることを特徴とする請求項７、または８、または
９、または１０、または１１に記載の焦点検出装置。
【請求項１３】前記少なくとも２つの異なる瞳領域を
通過した光束より得られる画像として、水平方向、また
は垂直方向、または斜め方向のいずれかの２つの瞳領域
を用いる場合、画像を取り込む順序として、第一の瞳領
域の画像、第二の瞳領域の画像、第一の瞳領域の画像の
順で取り込むことを特徴とする請求項７、または８、ま
たは９に記載の焦点検出装置。
【請求項１４】前記少なくとも２つの異なる瞳領域を
通過した光束より得られる画像として、水平方向、また
は垂直方向、または斜め方向のいずれかの２つの瞳領域
を用いる場合、画像を取り込む順序として、第一の瞳領
域の画像、第一の瞳領域の画像、第二の瞳領域の画像の
順で取り込むことを特徴とする請求項７、または８、ま
たは９に記載の焦点検出装置。
【請求項１５】請求項７、または８、または９、また
は１０、または１１、または１２、または１３、または
１４に記載の焦点検出装置を備えたカメラ。
【請求項１６】前記光学系のデフォーカス量の違いが
ない又は違いが所定範囲内の時に前記被写体と撮影光学
系の相対移動の補正を禁止することを特徴とする請求項
９に記載の焦点検出装置。