撮像装置、発光装置、及び焦点検出方法
【課題】焦点検出において用いられる光の波長領域に合致した補助光を被写体に照射し、正確な焦点検出を行う。
【解決手段】撮像装置１００は、第１及び第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段８と、第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出手段１４と、第１及び第２の焦点検出手段のうち検出動作を行う焦点検出手段による焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段４０９，４０１を発光させる発光制御手段５０とを有する。発光制御手段は、第１の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させ、第２の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させずに第２の波長領域の補助光を発光させる。
【解決手段】撮像装置１００は、第１及び第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段８と、第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出手段１４と、第１及び第２の焦点検出手段のうち検出動作を行う焦点検出手段による焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段４０９，４０１を発光させる発光制御手段５０とを有する。発光制御手段は、第１の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させ、第２の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させずに第２の波長領域の補助光を発光させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有するデジタルカメラ等の撮像装置、その撮像装置に対して着脱可能な発光装置及び焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置におけるＡＦ方式の１つとして、位相差検出方式がある。一眼レフデジタルカメラで採用されることが多い位相差検出方式では、撮像光学系からの光束をクイックリターンミラーによって専用の（つまりは画像記録用の撮像素子とは別に設けられた）焦点検出ユニットに導く。焦点検出ユニットでは、入射した光束が複数に分割され、該複数の光束により形成された複数の像が複数の受光素子列（ラインセンサ）によって光電変換される。これらラインセンサからの信号により検出された複数の像の位相差に基づいて、撮像光学系の焦点状態（デフォーカス量）が算出される。
【０００３】
また、コンパクトデジタルカメラでも、特許文献１〜３にて開示されているように、位相差検出方式が採用される場合がある。具体的には、撮像素子の画素内に、一対又は二対の受光部を、二次元的に配列したマイクロレンズアレイ毎に設け、このマイクロレンズによって受光部を撮像光学系の瞳に投影する。そして、撮像光学系の瞳の異なる部分を通過した複数の光束による像の位相差を検出して撮像光学系のデフォーカス量を得る。撮像光学系の瞳の異なる部分を通過する光束を得るために、特許文献１及び３では、マイクロレンズより後方の受光部に対してオフセットした絞りを配置している。また、特許文献２では、マイクロレンズと受光部を互いにシフトさせている。
【特許文献１】特開平１−２１６３０６号公報
【特許文献２】特開平４−２６７２１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１５６８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撮像素子を用いた位相差検出方式では、撮像素子の高画素化によって画素自体が小さくなると、斜めからマイクロレンズに入射する光束は撮像素子の前に配置された遮光絞りに到達できなくなる。すなわち、デフォーカス量が大きいと光束の多くがけられてしまう。このため、検出できるデフォーカス範囲が小さく制限されてしまい、専用のＡＦセンサを用いる場合と同等なデフォーカス検出能力を得られない。
【０００５】
したがって、大きなデフォーカス量が発生するマクロ撮像を行う場合や、焦点距離の長い望遠レンズを用いる場合には、専用の焦点検出ユニットを用いた位相差検出方式を用いることが好ましい。そこで、専用の焦点検出ユニットを用いた位相差検出方式でのＡＦ機能と撮像素子を用いた位相差検出方式でのＡＦ機能とを選択的に使用できる撮像装置が考えられる。
【０００６】
一方、撮像素子に用いられているフォトダイオードの検出波長領域は、３００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度まで感度を持っている。ただし、人間の目の視感度特性に合わせるために、約６５０ｎｍの波長よりも長波長側の成分は、光学フィルタとしての赤外カットフィルタによって遮断している。
【０００７】
図１５には、一般的な撮像素子の分光感度特性と撮像素子の前に配置された赤外カットフィルタの分光感度特性を示している。
【０００８】
同図において、横軸は波長であり、縦軸は相対感度を示している。また、Ａは撮像素子に使われているフォトダイオードの分光感度特性を示す。さらに、Ｂは赤外カットフィルタの分光感度特性を示している。
【０００９】
また、位相差検出方式において、暗所で撮像する場合やコントラストが少ない被写体を撮像する場合に、被写体に対して補助光を照射して焦点検出を可能にすることが広く行われている。補助光の光源は、撮像装置に内蔵されたり、撮像装置に対して着脱可能なフラッシュ装置に設けられたりする。
【００１０】
補助光の光源としては、被写体である人物が眩しさを感じないように、一般的には近赤外域に発光波長を持つＬＥＤが用いられる。該ＬＥＤの発光スペクトル特性を、図１５にＣで示す。
【００１１】
図１５のＢ，Ｃの比較から分かるように、近赤外域の補助光は、赤外カットフィルタによってカットされ、撮像素子にほとんど到達しない。このため、撮像素子を用いた位相差検出方式ＡＦを行う場合に、補助光として近赤外域の光を被写体に照射しても、誤動作が生じたり、焦点検出を行うことができなかったりする。
【００１２】
本発明は、焦点検出において用いられる光の波長領域に合致した補助光を被写体に照射し、正確な焦点状態の検出（焦点検出）を行うことができる撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面としての撮像装置は、第１及び第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段と、第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出手段と、第１及び第２の焦点検出手段のうち検出動作を行う焦点検出手段による焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御手段とを有する。そして、発光制御手段は、第１の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させ、第２の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させずに第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする。
【００１４】
なお、上記撮像装置に対して着脱が可能な発光装置であって、第１の波長領域の光を発光する第１の発光部と、第２の波長領域の光を発光する第２の発光部とを有する発光装置も本発明の他の側面を構成する。
【００１５】
さらに、本発明の他の側面としての焦点検出方法は、第１及び第２の波長領域の光を用いて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出ステップと、第２の波長領域の光を用いて前記撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出ステップと、第１及び第２の焦点検出ステップのうち検出処理を実行するステップにおいて焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御ステップとを有する。そして、発光制御ステップにおいて、第１の焦点検出ステップで焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させ、第２の焦点検出ステップで焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させずに第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の焦点検出手段により検出動作を行う場合には、第１の波長領域の補助光を利用して正確な焦点検出を行うことができる。また、第２の焦点検出手段により検出動作を行う場合には、それに利用されない第１の波長領域の補助光を無駄に発光することを回避しつつ、第２の波長領域の補助光を用いた正確な焦点検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１には、それぞれ本発明の実施例である撮像装置としての一眼レフデジタルカメラ及び発光装置であるフラッシュ装置と、交換レンズとを含む撮像システムの構成を示す。
【００１９】
図１において、１００は一眼レフデジタルカメラ（以下、カメラという）であり、２００はカメラ１００に対して着脱可能な交換レンズである。また、４００はカメラ１００に対して着脱可能な発光装置としてのフラッシュ装置である。
【００２０】
カメラ１００において、１は主ミラーであり、ファインダ観察状態では、後述する撮像光学系からの光路（撮像光路）内に斜めに配置され（以下、この位置をダウン位置という）、撮像状態では撮像光路外に退避する（以下、この位置をアップ位置という）。主ミラー１はハーフミラーにより構成されており、ダウン位置では撮像光学系からの光束の一部を反射して後述するファインダ光学系に導き、他の光束を透過させる。
【００２１】
ファインダ光学系は以下のように構成されている。２はピント板であり、撮像光学系からの光束による像が形成される。４はペンタプリズムであり、５はアイピースである。ピント板２からの光束は、ペンタプリズム４で反射されてアイピース５を通して撮像者の眼に導かれる。撮像者は、アイピース５を通してピント板２を観察することで、撮像範囲内の被写体を観察することができる。
【００２２】
このようにファインダ光学系を通して被写体を観察できるモードを、以下、光学ファインダ（ＯＶＦ）モードという。
【００２３】
３はサブミラーであり、主ミラー１とともに、ファインダ観察状態では撮像光路内に斜めに配置され、撮像状態では撮像光路外に退避する。ファインダ観察状態において、主ミラー１を透過した光束は、サブミラー３で反射されて焦点検出ユニット８に導かれる。焦点検出ユニット８は、位相差検出方式での焦点検出と該焦点検出結果に基づくフォーカス制御を行うための専用のユニットである。
【００２４】
焦点検出ユニット８は、一対又は複数対のレンズ部を有する二次結像レンズ８ａと、該レンズ部により形成される一対又は複数対の像をそれぞれ光電変換する受光センサとしての一対又は複数対のラインセンサ８ｂとを有する。ラインセンサ８ｂは、図１５にＡで示す波長領域、すなわち同図にＢで示す可視波長領域と同図にＣで示す近赤外波長領域及びこれよりも長波長側の赤外波長領域の光に対する感度を有する。
【００２５】
なお、赤外波長領域（近赤外波長領域も含む）は第１の波長領域に相当し、可視波長領域は第２の波長領域に相当する。
【００２６】
６と７はそれぞれ、ファインダ光学系から一部の光束を取り込んで被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサである。測光センサ７は、その内部に対数圧縮回路を持つため、測光センサ７からの出力は対数圧縮されたものとなる。
【００２７】
９は後述する撮像素子の露出量を制御するためのフォーカルプレンシャッタである。
【００２８】
１４はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子である。撮像素子１４の前面（撮像素子１４とシャッタ９との間）には、撮像光学系から撮像素子１４に向かう光のうち赤外波長領域の成分を遮断し、可視波長領域の光を透過する赤外カットフィルタ１９が配置されている。この結果、撮像素子１４は、図１５にＢで示す可視波長領域の光に対して感度を有するが、同図にＣ及びこれより長波長側である赤外波長領域の光に対しては感度を持たないことになる。
【００２９】
１６は撮像素子１４からのアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００３０】
１８はタイミング発生回路であり、撮像素子１４、 Ａ／Ｄ変換器１６及びＤ／Ａ変換器２６にクロック信号を供給する。該タイミング発生回路１８は、メモリ制御回路２２及び後述するシステムコントローラ５０により制御される。
【００３１】
２０は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６又はメモリ制御回路２２からのデジタル撮像信号に対して、画素補間処理、色変換処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等の各種画像処理を行う。これにより、画像信号が生成される。
【００３２】
メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０及び圧縮・伸長回路３２を制御する。
【００３３】
画像処理回路２０からの画像信号又はＡ／Ｄ変換器１６からのデジタル撮像信号は、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４又はメモリ３０に書き込まれる。
【００３４】
２８はＬＣＤ等により構成される画像表示部である。画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用画像データは、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８に送られる。
【００３５】
主ミラー１及びサブミラー３がアップ位置に退避し、シャッタ９が開いた状態で、画像処理回路２０により生成されて画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用画像データが画像表示部２８で表示されることにより、電子ファインダ機能が実現される。このように電子ファインダを通じて被写体画像を観察できる状態を電子ファインダ（ＥＶＦ）モードという。
【００３６】
メモリ３０は、生成された静止画像や動画像を格納する。また、メモリ３０は、システムコントローラ５０の作業領域としても使用される。
【００３７】
３２は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長回路であり、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータを再びメモリ３０に書き込む。
【００３８】
４０はシャッタ９を制御するシャッタ制御回路、４１は主ミラー１をアップ及びダウン動作させるミラー制御回路であり、それぞれモータとその駆動回路により構成される。
【００３９】
システムコントローラ５０は、カメラ１００全体の動作を制御する。また、システムコントローラ５０は、焦点検出ユニット８の一対又は複数対のラインセンサ８ｂ上に形成された像（像信号）の位相差を検出する検出処理を行い、該位相差から撮像光学系のデフォーカス量（焦点状態）を演算する。そして、デフォーカス量から後述するフォーカシングレンズの合焦を得るための駆動量を算出する。このように、焦点検出ユニット８を用いてデフォーカス量及びフォーカスレンズ駆動量を求めるＡＦ方式を、以下、検出ユニット位相差ＡＦという。
【００４０】
また、システムコントローラ５０は、撮像素子１４に設けられたＡＦ画素（これについては後述する）上に形成された像の位相差を検出する検出処理を行い、該位相差から撮像光学系のデフォーカス量を演算する。そして、デフォーカス量からフォーカシングレンズの合焦を得るための駆動量を算出する。このように、撮像素子１４を用いてデフォーカス量及びフォーカスレンズ駆動量を求めるＡＦ方式を、以下、撮像素子位相差ＡＦという。
【００４１】
さらに、発光制御手段及び露出制御手段の一例であるシステムコントローラ５０は、フラッシュ装置４００における補助光の発光を制御したり、撮像動作時における照明光の発光を制御したりする。
【００４２】
５２はシステムコントローラ５０の動作用の定数、変数、コンピュータプログラム等のデータを記憶するメモリである。
【００４３】
５４は情報出力部であり、文字、画像、音声等を用いてカメラ１００の動作状態やメッセージ等を示す情報を出力する。情報出力部５４は、液晶表示素子やスピーカ等により構成されている。情報出力部５４は、一部の情報をファインダ光学系を介してファインダ画面内に表示する。
【００４４】
５６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、ＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。
【００４５】
６０はモードダイアルスイッチであり、電源のＯＮ／ＯＦＦ、撮像モード（静止画撮像モードや動画撮像モード）、再生モード等の各機能を切り替え設定するために操作される。
【００４６】
６２は撮像準備スイッチ（ＳＷ１）であり、不図示のシャッタボタンの第１ストローク操作（半押し）によりＯＮとなり、測光（ＡＥ処理）及びＡＦ処理等の撮像準備動作を開始させる。
【００４７】
６４は撮像スイッチ（ＳＷ２）であり、シャッタボタンの第２ストローク操作（全押し）によりＯＮとなり、撮像動作を開始させる。ここにいう撮像動作は、主ミラー１及びサブミラー３のアップ動作、シャッタ９の開閉動作、撮像素子１４からの撮像信号に基づいて画像処理回路２０にて画像信号を生成する動作、画像信号をメモリ制御回路２２を介してメモリ３０に書き込む動作を含む。また、メモリ３０から画像データを読み出して、圧縮・伸長回路３２で圧縮し、記録媒体１２０に記録する動作も含む。これら一連の撮像動作は、記録用画像の取得動作ということもできる。以下、記録用画像の取得時を、撮像動作時という。記録媒体１２０は、半導体メモリや光ディスク等により構成される。
【００４８】
６６はファインダモード設定スイッチであり、ＯＶＦモードとＥＶＦモードを選択するために操作される。ＥＶＦモードが選択されると、主ミラー１及びサブミラー３が撮像光路から退避し、シャッタ９が開かれる。そして、撮像素子１４を用いて生成された動画像が画像表示部２８にて表示される。
【００４９】
６８はクイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、取得した記録用画像を所定時間の間、画像表示部２８に表示させるか否かを選択するために操作される。
【００５０】
７０は各種ボタンやタッチパネル等を含む操作部であり、カメラ１００の機能選択や各種設定を行うためのメニュー画面を表示させたり、メニュー項目を決定したりするために操作される。
【００５１】
８０は電源制御回路であり、電池残量の検出を行う電池検出回路、電池からの電源電圧を所定の動作電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等を含む。
【００５２】
８６は電池であり、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池が使用される。８２，８４は電池８６とカメラ１００との電気的接続を行うためのコネクタである。
【００５３】
９０は記録媒体１２０との通信を行うためのインタフェースであり、９２は記録媒体１２０に接続されるコネクタである。９８はコネクタ９２に記録媒体１２０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知器である。
【００５４】
７２は通信部であり、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、無線通信等の通信機能を有する。
【００５５】
７３は通信部７２を介してカメラ１００に他の機器を接続するコネクタであり、無線通信を行う場合はアンテナが接続される。
【００５６】
記録媒体１２０には、カメラ１００との通信を行うためのインタフェース１２４と、カメラ１００との電気的接続を行うコネクタ１２６とを有する。記録部１２２には、カメラ１００から出力される圧縮画像データが書き込まれる。
【００５７】
３９９は交換レンズ２００とシステムコントローラ５０との通信を行うための通信線であり、４９９はフラッシュ装置４００とシステムコントローラ５０との通信を行うための通信線である。
【００５８】
交換レンズ２００において、２０１は光軸方向に移動してフォーカス調整を行うフォーカシングレンズ、２０２はフォーカシングレンズ２０１を光軸方向に駆動するフォーカス駆動アクチュエータである。２１１はレンズ制御マイクロコンピュータ２０６からの指令に基づいてフォーカス駆動アクチュエータ２０２を制御するフォーカス制御回路である。
【００５９】
２０７は光軸方向に移動して変倍を行うズーミングレンズ、２０８はズーミングレンズ２０７を光軸方向に駆動するズーム駆動アクチュエータである。２１２はズーム駆動アクチュエータ２０８を制御するズーム制御回路である。
【００６０】
２０３はフォーカシングレンズ２０１やズーミングレンズ２０７の位置を検出するエンコーダと該エンコーダからの出力に基づいて被写体距離を算出する被写体距離検出器である。
【００６１】
２０４は撮像素子１４に到達する光量を調節する絞りである。２５０は絞り駆動アクチュエータであり、２０５はレンズ制御マイクロコンピュータ２０６からの指令に基づいて絞り駆動アクチュエータ２５０を制御する絞り制御回路である。
【００６２】
レンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、前述したフォーカス駆動や絞り駆動等を制御するとともに、カメラ１００のシステムコントローラ５０と通信を行う。レンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、コネクタ２１０を介してカメラ１００（システムコントローラ５０に電気的に接続される。また、コネクタ２１０は、電池８６からの電源電圧を交換レンズ２００内に供給する。
【００６３】
次に、フラッシュ装置４００について図２を用いて説明する。４０１はキセノン管等により構成される第２の発光部としての光源であり、電流エネルギを発光エネルギに変換する。本実施例では、光源４０１としてキセノン管を用いている。４０２，４０３はフレネルレンズと反射板であり、それぞれキセノン管４０１からの光を効率良く被写体に向けて集光する役目を持つ。本実施例のキセノン管４０１は、撮像動作時に被写体に照明光を照射する光源であるとともに、ＡＦ時に被写体にＡＦ補助光を照射する第２の発光部としても用いられる。
【００６４】
４４８，４４５は、キセノン管４０１の発光量をモニタするために設けられた、フォトダイオード等の第１及び第２の受光素子である。第１の受光素子４４８には、キセノン管４０１から発せられた光の一部がライトガイド４０６及びグラスファイバー４０７を介して導かれる。また、第２の受光素子４４５には、キセノン管４０１から発せられた光の一部がライトガイド４０６を介して導かれる。
【００６５】
フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０は、第１の受光素子４４８からの出力に基づいて、キセノン管４０１の予備発光及び本発光での発光量を制御する。予備発光は、撮像動作時に被写体を照明する閃光を発する本発光における発光量を決定するために行われる。また、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０は、第２の受光素子４４５からの出力に基づいて、キセノン管４０１を所定の発光量で所定時間継続して発光させるフラット発光制御を行う。
【００６６】
４０９は被写体に照射されるＡＦ補助光の光源となる第１の発光部としての近赤外発光ダイオードである。近赤外発光ダイオード４０９の発光動作は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０により制御される。近赤外発光ダイオード４０９から発せられるＡＦ補助光は、第１の波長領域としての近赤外波長領域（図１５のＣで示す領域）の光である。
【００６７】
４１０はＡＦ動作時にＡＦ補助光により被写体に対して縞状のパターン像を投影するために、近赤外発光ダイオード４０９の前面に配置されたパターン原版である。４１１はパターン原版４１０を通過したＡＦ補助光を被写体に向けて投影する投影レンズである。
【００６８】
図３には、ＡＦ補助光により被写体に投影されるパターン像を示す。Ｄは被写体が存在する撮像範囲であり、Ｅは撮像範囲Ｄの一部に投影されるパターン像である。
【００６９】
４２０はカメラ１００（システムコントローラ５０）とフラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０との通信インタフェースとなる接点群である。
【００７０】
図４には、接点群４２０を介してカメラ１００に接続されるフラッシュ装置４００の電気的な構成を示している。なお、図３に示した構成要素には、図３中と同符号を付して説明に代える。
【００７１】
４２１は電池である。４２２はＤＣ−ＤＣコンバータであり、電池４２１からの電圧を数１００Ｖに昇圧する。
【００７２】
４２３は電気エネルギを蓄積するメインコンデンサである。４２４，４２５は抵抗であり、メインコンデンサ４２３の電圧を所定比に分圧する。
【００７３】
４２６はキセノン管４０１への通電電流を制限するためのコイル、４２７はキセノン管４０１の発光停止時に発生する逆起電圧を吸収するためのダイオードである。４３１はキセノン管４０１に放電を開始させるトリガ信号を発生するトリガ発生回路であり、４３２はＩＧＢＴ等の発光制御回路である。
【００７４】
４４０はデータセレクタであり、入力ポートＹ０，Ｙ１への入力の組み合わせにより、データポートＤ０，Ｄ１，Ｄ２を選択し、選択したデータポートからの信号をポートＹに出力する。
【００７５】
４４１はフラット発光の発光レベル制御するためのコンパレータであり、その出力データはデータポートＤ２に入力される。また、４４２は閃光発光の発光量を制御するためのコンパレータであり、その出力データはデータポートＤ１に入力される。
【００７６】
４４４は第２の受光素子４４５に流れる微少電流を増幅すると共に光電流を電圧に変換する測光回路であり、その出力はコンパレータ４４１に入力される。
【００７７】
４４６は第１の受光素子４４８に流れる光電流を対数圧縮するとともに、キセノン管４０１の発光量を圧縮積分する積分測光回路である。積分測光回路４４６の出力は、コンパレータ４４２に入力される。
【００７８】
フラッシュ装置４００内の上記各部の動作は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０によって制御される。
【００７９】
４５１は近赤外発光ダイオード４０９への通電をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタであり、４５２は該発光ダイオード４０９に流れる電流を制限するための抵抗である。４５３はトランジスタ４５１のベース電流を制限するための抵抗である。
【００８０】
フラッシュ装置４００内の上記各部の動作は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０によって制御される。
【００８１】
次に、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０のポート（端子）について説明する。ＣＮＴは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２２の充電を制御する制御出力ポート、ＣＬＫはカメラ１００とのシリアル通信のための同期クロック信号の入力ポートである。ＤＯは同期クロックに同期して、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０からシステムコントローラ５０にシリアルデータを転送するためのシリアル出力ポートである。ＤＩは同期クロックに同期して、システムコントローラ５０からフラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０にシリアルデータを転送するためのシリアルデータ入力ポートである。
【００８２】
ＩＮＴは積分測光回路４４６の積分動作を制御するための制御信号出力ポートであり、ＡＤ０は積分測光回路４４６の発光量を示す積分電圧を読み込むためのＡ／Ｄ入力ポートである。ＤＡ０はコンパレータ４４１，４４２のコンパレート電圧を出力するためのＤ／Ａ出力ポートである。
【００８３】
Ｙ０，Ｙ１は前述したデータセレクタ４３０への出力ポートであり、ＴＲＩＧはトリガ発生回路４３１にトリガ信号を発生させる信号を出力するトリガポートである。ＡＵＸは補助光点灯用のトランジスタ４５１を制御するための点灯ポートである。
【００８４】
図５には、撮像素子１４の受光面の一部を示している。撮像素子１４の各画素の前面には、ベイヤー配列のカラーフィルタが規則的に配置されている。Ｇは緑、Ｒは赤、Ｂは青のカラーフィルタを示す。また、受光面のうち水平方向及び垂直方向の所定画素毎に、ＡＦ用画素ＳＡ及びＳＢが配置されている。
【００８５】
図６には、ＡＦ画素ＳＡの構造を示す。また、図７には、ＡＦ画素ＳＢの構造を示す。これらの図において、上側の図はＡＦ画素を上部から見た図であり、下側の図はＡＦ画素のｂ−ｂ’断面を示す。ＡＦ画素はフィルタ層を有さず、最上部にマイクロレンズ３０１が配置される。３０２はマイクロレンズ３０１が搭載される平面を構成する平坦層である。
【００８６】
ＡＦ画素では、混色防止用の遮光メタルと同一平面上に、ＡＦ画素の光電変換エリアの中心（画素中心）から一方に偏った（オフセットした）開口部３０３ａ，３０３ｂを有する遮光層（遮光絞り）３０３を有する。遮光層３０３は、アルミ配線層で形成されている。３０４は光電変換層である。
【００８７】
ここで、ＡＦ画素ＳＡ側の遮光層３０３の開口部３０３ａとＡＦ画素ＳＢ側の遮光層３０３の開口部３０３ｂは、画素中心に対して互いに反対側にオフセットしている。これにより、ＡＦ画素ＳＡとＡＦ画素ＳＢには、撮像光学系の瞳のうち異なる部分を通った光束が入射する。３０４は光電変換層である。
【００８８】
ＡＦ画素を用いて行うＡＦ動作を、図８を用いて説明する。同図において、３１０は撮像光学系を模式的に示したものであり、３１１はＡＦ画素ＳＡを、３１２はＡＦ画素ＳＢである。ＡＦ画素ＳＡにおいては、遮光絞り３０３の右側にオフセットした開口部３０３ａを通じて、Ｌ１〜Ｌ３及びこれらの間の光束のみが光電変換部３０４に入射する。つまり、ＡＦ画素ＳＡには、撮像光学系３１０の光軸ＡＸＬよりも右側の光束のみが入射する。
【００８９】
一方、ＡＦ画素３１２においては、遮光絞り３０３の左側にオフセットした開口部３０３ｂを通じて、Ｌ４〜Ｌ６及びこれらの間の光束のみが光電変換部３０４に入射する。つまり、ＡＦ画素ＳＢには、撮像光学系３１０の光軸ＡＸＬよりも左側の光束のみが入射する。
【００９０】
以下、ＡＦ画素ＳＡに入射する光束の重心とＡＦ画素ＳＢに入射する光束の重心との間の距離をＬとする。
【００９１】
このようなＡＦ画素ＳＡ，ＳＢが多数並んだ場合の結像の状態について、図９Ａ〜図９Ｂを用いて説明する。
【００９２】
図９Ａは、フォーカシングレンズ２０１が合焦位置よりも被写体側に位置する状態、すなわち前ピン状態を示す。図９Ｂはフォーカシングレンズ２０１が合焦位置に位置する合焦状態を示す。また、図９Ｃは、フォーカシングレンズ２０１が合焦位置よりも像面側に位置する状態、すなわち後ピン状態を示す。
【００９３】
図９Ａの前ピン状態では、ＡＦ画素ＳＡ上に形成される像（Ａ像）の位置と、ＡＦ画素ＳＢ上に形成される像（Ｂ像）の位置との間の撮像素子１４上での差Ｌは負の値となり、図９Ｂの合焦状態では、上記差Ｌは０となる。また、図９Ｃの後ピン状態では、上記差Ｌは正の値となる。したがって、ＡＦ画素ＳＡ上に形成されるＡ像とＡＦ画素ＳＢ上に形成されるＢ像との間隔を測定することによって、前ピン状態、合焦状態及び後ピン状態といった焦点状態を検出することができる。
【００９４】
実際のＡＦ画素ＳＡ，ＳＢはそれぞれ、図５に示したように、撮像素子１４上に離散的に複数配置されている。このため、Ａ像は複数のＡＦ画素ＳＡからの信号を繋げて像信号として読み出し、Ｂ像は複数のＡＦ画素ＳＢからの信号を繋げて像信号として読み出す。
【００９５】
次に、図１０から図１４を用いて、本実施例の撮像システムの動作について説明する。まず、図１０及び図１１には、カメラ１００に搭載されたシステムコントローラ５０により、コンピュータプログラムに従って実行されるメインルーチンのフローチャートを示している。なお、「Ｓ」はステップを示す。また、丸囲みの文字が同じ部分は、互いに繋がっていることを示す。
【００９６】
カメラ１００におけるモードダイアルスイッチ６０による電源の投入（ＯＮ）により、システムコントローラ５０は、フラグや制御変数等を初期化する（Ｓ１０１）。
【００９７】
次に、モードダイアルスイッチ６０の設定位置を判断し（Ｓ１０２）、モードダイアルスイッチ６０が電源ＯＦＦに設定されていたときは、画像表示部２８や情報出力部５４の動作を終了する。このとき、フラグや制御変数等のパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記録する。そして、電源制御回路８０により画像表示部２８を含むカメラ１００の各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行う（Ｓ１０３）。その後、Ｓ１０２に戻る。
【００９８】
Ｓ１０２において、モードダイアルスイッチ６０が静止画撮像モード等の撮像モードに設定されていたときは、Ｓ１０４に進む。
【００９９】
Ｓ１０４では、電源制御回路８０を通じて電池８６の残容量を判断する。残容量が所定レベルよりも少ないときは、情報出力部５４を用いて表示や音声により警告を行った後（Ｓ１０６）、Ｓ１０２に戻る。また、電池８６の残容量が所定レベル以上ある場合は、記録媒体１２０の空き容量を判断する（Ｓ１０５）。空き容量が所定レベルよりも少ないときは、情報出力部５４を用いて表示や音声により警告を行った後（Ｓ１０６）、Ｓ１０２に戻る。記録媒体１２０の空き容量が所定レベル以上ある場合は、情報出力部５４にカメラ１００の各種設定状態の表示を行う（Ｓ１０７）。
【０１００】
続いて、システムコントローラ５０は、ファインダモード設定スイッチ６６の設定状態を判断し（Ｓ１０８）、ＯＶＦモードに設定されていた場合はステップ１２０に進む。ＥＶＦモードに設定されていた場合は、主ミラー１及びサブミラー３をアップ動作させ（Ｓ１１１）、シャッタ９を開き（Ｓ１１２）、画像処理回路２０に撮像素子１４からの撮像信号に基づいて画像信号を生成させる。そして、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に書き込まれた画像信号を、画像表示部２８に表示させる（Ｓ１１３）。これにより、いわゆるライブビュー表示（動画表示）が行われ、電子ファインダによる被写体観察が可能となる。
【０１０１】
次に、システムコントローラ５０は、撮像準備スイッチ（ＳＷ１）６２の状態を判断し（Ｓ１２０）、ＳＷ１がＯＦＦの場合はＳ１０２に戻る。ＳＷ１がＯＮである場合は、測光（ＡＥ）処理を行って絞り値及びシャッタ秒時を決定する（Ｓ１２１）。また、ＡＦ処理を行って、撮像光学系の焦点検出及びその結果に基づくフォーカシングレンズ２０１の駆動を行う（Ｓ１２１）。なお、測光・ＡＦ処理（Ｓ１２１）の詳細は後述する。
【０１０２】
測光・ＡＦ処理を終えると、システムコントローラ５０は、撮像スイッチ（ＳＷ２）６４の状態を判断し（Ｓ１２２）、ＳＷ２がＯＦＦであればＳ１０２に戻り、ＯＮであれば記録用画像の撮像動作のための撮像処理を実行する（Ｓ１２３）。撮像処理の詳細は後述する。
【０１０３】
撮像処理の終了後、システムコントローラ５０は、再度ＳＷ２の状態を判断し（Ｓ１２４）、ＳＷ２がＯＦＦであれば、今回取得した記録用画像を画像表示部２８に表示させる（Ｓ１２６）。これをクイックレビュー表示という。そして、所定時間（レビュー時間）の間記録用画像を表示した後（Ｓ１２７）、ステップ１０２に戻って、一連の処理を繰り返す。
【０１０４】
一方、Ｓ１２４でＳＷ２がＯＮであれば、システムコントローラ５０は、連写モードか否かを判断し（Ｓ１２５）、連写モードの場合はＳ１２１に戻る。また、連写モードではない場合は、Ｓ１２４に戻る。
【０１０５】
次に、図１２を用いて、図１１のＳ１２２における測光・ＡＦ処理のうち測光処理について説明する。
【０１０６】
Ｓ２２１において、システムコントローラ５０は、ファインダモード設定スイッチ６６により選択されているファインダモードを判断する。ＯＶＦモードが設定されている場合は、測光センサ７を用いて被写体輝度を測定し（Ｓ２２２）、撮像処理における露光量を演算する（Ｓ２２３）。
【０１０７】
一方、ファインダモードがＥＶＦモードの場合は（Ｓ２２１）、システムコントローラ５０は、撮像素子１４からの信号に基づいて生成された画像を読み込む（Ｓ２３０）。次に、画像処理回路２０に、画像全体を所定数に分割し、それぞれの分割領域での輝度値を画像信号から演算する（Ｓ２３１）。
【０１０８】
次に、Ｓ２３１で得られた輝度値が適正な露出状態を示しているか否かを判断する（Ｓ２３２）。適正でない場合は、撮像素子１４の電荷蓄積時間（電子シャッタ秒時）を変更しつつ、絞り２０４の絞り値を変更して、電子ファインダに表示される画像が適正な輝度となるように露出を制御する（Ｓ２３３）。一方、Ｓ２３１で得られた輝度値が適正である場合には、ＩＳＯ感度に基づいて撮像動作時の露光量（絞り値及びシャッタ秒時）を演算する（Ｓ２３４）。
【０１０９】
さらに、システムコントローラ５０は、画像信号からホワイトバランスが適正か否かを判断する（Ｓ２３５）。適正でない場合は、ホワイトバランス演算を行い、適切なホワイトバランスとなるようにＲＧＢ各色のゲインを制御する（Ｓ２３６）。一方、適正である場合は、Ｓ２３０に戻る。
【０１１０】
次に、図１３を用いてＡＦ処理を説明する。Ｓ３０１において、システムコントローラ５０は、ファインダモード設定スイッチ６６の設定を判断する。ＯＶＦモードが設定されている場合は、焦点検出ユニット８内のラインセンサ８ｂの電荷蓄積を行う（Ｓ３０２）。
【０１１１】
そして、所定時間の電荷蓄積にもかかわらず必要な像信号レベルが得られない場合、具体的には被写体輝度（Ｓ３０３）又は被写体のコントラスト（Ｓ３０４）が低い場合は、焦点検出が不能であるとして赤外補助光の点灯指令を出力する（Ｓ３０５）。該点灯指令は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０に送信される。
【０１１２】
補助光発光指令を受けたフラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０は、図４に示したＡＵＸ（点灯）ポートをハイレベルに設定し、トランジスタ４５１をオンにする。これにより、近赤外発光ダイオード４０９を点灯させて、被写体に対して図３に示す近赤外補助光（第１の波長領域の補助光）のパターン像を投影する（Ｓ３０５）。そして、Ｓ３０２に戻って、ラインセンサ８ｂの電荷蓄積を再度行う。
【０１１３】
Ｓ３０３，Ｓ３０４において、被写体輝度及びコントラストがともに適正である場合は、一対又は複数対のラインセンサ８ｂからの像信号の位相差を検出し、該位相差に基づいてデフォーカス量を演算する（Ｓ３０６）。
【０１１４】
次に、デフォーカス量が所定範囲内か否かを判断し（Ｓ３０７）、所定範囲外であれば、デフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ２０１の合焦状態を得るための駆動量を演算する。そして、該駆動量の情報を含む駆動命令を交換レンズ２００に対して送信する（Ｓ３０８）。
【０１１５】
上記駆動指令を受けたレンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、フォーカス制御回路２１１を介して上記駆動量に応じてフォーカス駆動アクチュエータ２０２を駆動する。そして、Ｓ３０２に戻り、焦点検出（Ｓ３０２〜Ｓ３０６）と合焦判定（Ｓ３０７）を再度行う。デフォーカス量が所定範囲内である場合は（Ｓ３０７）、ＡＦ処理を終了する。このようにして検出ユニット位相差ＡＦによる合焦状態が得られる。
【０１１６】
また、Ｓ３０１において、ファインダモード設定スイッチ６６によりＥＶＦモードが設定されている場合は、システムコントローラ５０は、Ｓ３１２にて、図１２中のＳ２３０〜Ｓ２３６のＡＥ処理とともに、複数のＡＦ画素ＳＡ，ＳＢでの電荷蓄積を行う。
【０１１７】
そして、所定時間の電荷蓄積によって必要な像信号レベルが得られない場合、具体的には被写体輝度（Ｓ３１３）又は被写体のコントラスト（Ｓ３１４）が低い場合は、焦点検出が不能であるとして可視光補助光の点灯指令を出力する（Ｓ３１５）。該点灯指令は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０に送信される。
【０１１８】
Ｓ３１５において、システムコントローラ５０は、近赤外補助光の点灯指令は出力しない。近赤外補助光は、撮像素子１４の前に配置された赤外カットフィルタ１９によりそのほとんどが遮断され、撮像素子１４にはほとんど到達しないからである。つまり、近赤外発光ダイオード４０９による発光は、電力を無駄に消費することになるので、行わない。このため、本実施例では、可視光補助光（第２の波長領域の補助光）として、キセノン管４０１から所定時間の間発せられる光を用いる。そして、キセノン管４０１を発光させながら、Ｓ３１２に戻り、再度ＡＦ画素ＳＡ，ＳＢでの電荷蓄積を行う。
【０１１９】
Ｓ３１３，Ｓ３１４において、被写体輝度及びコントラストがともに適正である場合は、ＡＦ画素ＳＡ，ＳＢからの像信号の位相差を検出し、該位相差に基づいてデフォーカス量を演算する（Ｓ３１６）。
【０１２０】
次に、デフォーカス量が所定範囲内か否かを判断し（Ｓ３１７）、所定範囲外であれば、デフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ２０１の合焦状態を得るための駆動量を演算する。そして、該駆動量の情報を含む駆動命令を交換レンズ２００に対して送信する（Ｓ３１８）。
【０１２１】
上記駆動指令を受けたレンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、フォーカス制御回路２１１を介して上記駆動量に応じてフォーカス駆動アクチュエータ２０２を駆動する。そして、Ｓ３１２に戻り、焦点検出（Ｓ３１２〜Ｓ３１６）と合焦判定（Ｓ３１７）を再度行う。デフォーカス量が所定範囲内である場合は（Ｓ３１７）、ＡＦ処理を終了する。このようにして撮像素子位相差ＡＦによる合焦状態が得られる。
【０１２２】
次に、図１４を用いて、撮像処理（Ｓ１２３）について説明する。Ｓ３３１において、ファインダモード設定スイッチ６６によりＯＶＦモードが設定されている場合は、システムコントローラ５０は、フラッシュを使用して撮像を行うフラッシュモードか否かを判定する（Ｓ３３２）。
【０１２３】
フラッシュモードの場合は、フラッシュ装置４００に対して所定光量でのプリ発光を指示する（Ｓ３３３）。キセノン管４０１によりプリ発光が行われている間に、測光センサ７により被写体からの反射光の輝度を測定し（Ｓ３３４）、該測光結果、Ｓ２３３で演算した絞り値及びＩＳＯ感度設定に基づいて本発光での発光量を演算する（Ｓ３３５）。その後、主ミラー１及びサブミラー３をアップ動作させて撮像光路外に退避させる。
【０１２４】
一方、Ｓ３３１にてＥＶＦモードが設定されている場合は、システムコントローラ５０は、フラッシュモードか否かを判定する（Ｓ３４０）。フラッシュモードの場合は、フラッシュ装置４００に対して所定光量でのプリ発光を指示する（Ｓ３４１）。キセノン管４０１によりプリ発光が行われている間に、撮像素子１４の電荷蓄積と信号読み出しを行い、Ｓ２３０と同様に、生成された画像から被写体からの反射光の輝度を測定する（Ｓ３４２）。そして、該測光結果、Ｓ２３４で演算した絞り値及びＩＳＯ感度設定に基づいて本発光での発光量を演算する（Ｓ３４３）。その後、シャッタ９を閉じる（Ｓ３４４）。
【０１２５】
続いて、ＯＶＦモード及びＥＶＦモードのいずれにおいても、システムコントローラ５０は、絞り２０４をＳ２３３又はＳ２３４で演算した絞り値に駆動する（Ｓ３４５）。その後、撮像素子１４の電荷蓄積を開始するとともに、シャッタ９を開き、撮像素子１４の露光を開始する（Ｓ３４６）。
【０１２６】
次に、システムコントローラ５０は、フラッシュモードか否かを再度判定する（Ｓ３４７）。フラッシュモードである場合には、シャッタ９の全開とタイミングを合わせて、Ｓ３３５又はＳ３４３で求めた発光量でのキセノン管４０１の本発光を行わせる（Ｓ３４８）。
【０１２７】
こうして所定のシャッタ秒時が経過すると、システムコントローラ５０は、シャッタ９を閉じ（Ｓ３４９）、撮像素子１４から撮像信号を読み出して（Ｓ３５０）、画像処理回路２０に画像を生成させる（現像）（Ｓ３５１）。さらに、生成された画像をメモリ３０に保存し、圧縮・伸長回路３２でメモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行って、該処理を終えた画像データを記録媒体１２０に書き込む。これにより、撮像処理が終了する。
【０１２８】
なお、本実施例では、検出ユニット位相差ＡＦと撮像素子位相差ＡＦとを選択可能な撮像装置について説明した。しかし、本発明の実施例は、検出ユニット位相差ＡＦと撮像素子を用いて生成された画像の高周波成分（コントラスト）のピーク値を合焦位置とするいわゆるコントラストＡＦとを選択可能とする場合を含む。コントラストは撮像素子上での被写体像の結像状態により変化するので、撮像光学系の焦点状態により変化すると言える。つまり、コントラストを検出することは、撮像光学系の焦点検出を行うことである。
【０１２９】
以上のように、本実施例によれば、焦点状態の検出動作に用いられる受光素子（焦点検出ユニット８内のラインセンサ８ｂ及び撮像素子１４）の感度特性に合致した補助光を用いる。これにより、無駄な補助光点灯や合焦判定動作を回避しつつ、高速かつ高精度なＡＦ制御を行うことができる。
【０１３０】
なお、上記実施例は例にすぎず、本発明の実施例はこれらに限定されない。各実施例の様々な変更や変形も可能である。
【０１３１】
例えば、上記実施例では、カメラに着脱可能なフラッシュ装置に補助光の光源を設けた場合について説明したが、補助光の光源はカメラに内蔵されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施例であるカメラ及びフラッシュ装置を含む撮像システムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例のフラッシュ装置の構成を示す模式図。
【図３】実施例のフラッシュ装置から被写体に投影される補助光パターン像の例を示す図。
【図４】実施例のフラッシュ装置の電気回路構成を示す図。
【図５】実施例のカメラに用いられる撮像素子の構成を示す部分拡大図。
【図６】上記撮像素子内に設けられたＡＦ画素の上面図及び側面図。
【図７】上記撮像素子内に設けられた他のＡＦ画素の上面図及び側面図。
【図８】ＡＦ画素を用いた焦点検出原理を説明する図。
【図９Ａ】ＡＦ画素を用いた焦点検出状態（前ピン状態）を説明する図。
【図９Ｂ】ＡＦ画素を用いた焦点検出状態（合焦状態）を説明する図。
【図９Ｃ】ＡＦ画素を用いた焦点検出状態（後ピン状態）を説明する図。
【図１０】実施例のカメラで行われる処理のメインルーチンを示すフローチャート。
【図１１】実施例のカメラで行われる処理のメインルーチンを示すフローチャート。
【図１２】実施例のカメラで行われる測光処理を示すフローチャート。
【図１３】実施例のカメラで行われるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図１４】実施例のカメラで行われる撮像処理を示すフローチャート。
【図１５】赤外カットフィルタと補助光の分光感度特性を示す図。
【符号の説明】
【０１３３】
１００ カメラ
８ 焦点検出ユニット
１４ 撮像素子
２０ 画像処理回路
５０ システムコントローラ
２００ 交換レンズ
２０１ フォーカシングレンズ
２０４ 絞り
４００ フラッシュ装置
４０１ キセノン管
４０９ 近赤外発光ダイオード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）機能を有するデジタルカメラ等の撮像装置、その撮像装置に対して着脱可能な発光装置及び焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置におけるＡＦ方式の１つとして、位相差検出方式がある。一眼レフデジタルカメラで採用されることが多い位相差検出方式では、撮像光学系からの光束をクイックリターンミラーによって専用の（つまりは画像記録用の撮像素子とは別に設けられた）焦点検出ユニットに導く。焦点検出ユニットでは、入射した光束が複数に分割され、該複数の光束により形成された複数の像が複数の受光素子列（ラインセンサ）によって光電変換される。これらラインセンサからの信号により検出された複数の像の位相差に基づいて、撮像光学系の焦点状態（デフォーカス量）が算出される。
【０００３】
また、コンパクトデジタルカメラでも、特許文献１〜３にて開示されているように、位相差検出方式が採用される場合がある。具体的には、撮像素子の画素内に、一対又は二対の受光部を、二次元的に配列したマイクロレンズアレイ毎に設け、このマイクロレンズによって受光部を撮像光学系の瞳に投影する。そして、撮像光学系の瞳の異なる部分を通過した複数の光束による像の位相差を検出して撮像光学系のデフォーカス量を得る。撮像光学系の瞳の異なる部分を通過する光束を得るために、特許文献１及び３では、マイクロレンズより後方の受光部に対してオフセットした絞りを配置している。また、特許文献２では、マイクロレンズと受光部を互いにシフトさせている。
【特許文献１】特開平１−２１６３０６号公報
【特許文献２】特開平４−２６７２１１号公報
【特許文献３】特開２０００−１５６８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、撮像素子を用いた位相差検出方式では、撮像素子の高画素化によって画素自体が小さくなると、斜めからマイクロレンズに入射する光束は撮像素子の前に配置された遮光絞りに到達できなくなる。すなわち、デフォーカス量が大きいと光束の多くがけられてしまう。このため、検出できるデフォーカス範囲が小さく制限されてしまい、専用のＡＦセンサを用いる場合と同等なデフォーカス検出能力を得られない。
【０００５】
したがって、大きなデフォーカス量が発生するマクロ撮像を行う場合や、焦点距離の長い望遠レンズを用いる場合には、専用の焦点検出ユニットを用いた位相差検出方式を用いることが好ましい。そこで、専用の焦点検出ユニットを用いた位相差検出方式でのＡＦ機能と撮像素子を用いた位相差検出方式でのＡＦ機能とを選択的に使用できる撮像装置が考えられる。
【０００６】
一方、撮像素子に用いられているフォトダイオードの検出波長領域は、３００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度まで感度を持っている。ただし、人間の目の視感度特性に合わせるために、約６５０ｎｍの波長よりも長波長側の成分は、光学フィルタとしての赤外カットフィルタによって遮断している。
【０００７】
図１５には、一般的な撮像素子の分光感度特性と撮像素子の前に配置された赤外カットフィルタの分光感度特性を示している。
【０００８】
同図において、横軸は波長であり、縦軸は相対感度を示している。また、Ａは撮像素子に使われているフォトダイオードの分光感度特性を示す。さらに、Ｂは赤外カットフィルタの分光感度特性を示している。
【０００９】
また、位相差検出方式において、暗所で撮像する場合やコントラストが少ない被写体を撮像する場合に、被写体に対して補助光を照射して焦点検出を可能にすることが広く行われている。補助光の光源は、撮像装置に内蔵されたり、撮像装置に対して着脱可能なフラッシュ装置に設けられたりする。
【００１０】
補助光の光源としては、被写体である人物が眩しさを感じないように、一般的には近赤外域に発光波長を持つＬＥＤが用いられる。該ＬＥＤの発光スペクトル特性を、図１５にＣで示す。
【００１１】
図１５のＢ，Ｃの比較から分かるように、近赤外域の補助光は、赤外カットフィルタによってカットされ、撮像素子にほとんど到達しない。このため、撮像素子を用いた位相差検出方式ＡＦを行う場合に、補助光として近赤外域の光を被写体に照射しても、誤動作が生じたり、焦点検出を行うことができなかったりする。
【００１２】
本発明は、焦点検出において用いられる光の波長領域に合致した補助光を被写体に照射し、正確な焦点状態の検出（焦点検出）を行うことができる撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面としての撮像装置は、第１及び第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段と、第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出手段と、第１及び第２の焦点検出手段のうち検出動作を行う焦点検出手段による焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御手段とを有する。そして、発光制御手段は、第１の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させ、第２の焦点検出手段により焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させずに第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする。
【００１４】
なお、上記撮像装置に対して着脱が可能な発光装置であって、第１の波長領域の光を発光する第１の発光部と、第２の波長領域の光を発光する第２の発光部とを有する発光装置も本発明の他の側面を構成する。
【００１５】
さらに、本発明の他の側面としての焦点検出方法は、第１及び第２の波長領域の光を用いて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出ステップと、第２の波長領域の光を用いて前記撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出ステップと、第１及び第２の焦点検出ステップのうち検出処理を実行するステップにおいて焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御ステップとを有する。そして、発光制御ステップにおいて、第１の焦点検出ステップで焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させ、第２の焦点検出ステップで焦点状態の検出が不能な場合には発光手段に第１の波長領域の補助光を発光させずに第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の焦点検出手段により検出動作を行う場合には、第１の波長領域の補助光を利用して正確な焦点検出を行うことができる。また、第２の焦点検出手段により検出動作を行う場合には、それに利用されない第１の波長領域の補助光を無駄に発光することを回避しつつ、第２の波長領域の補助光を用いた正確な焦点検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１には、それぞれ本発明の実施例である撮像装置としての一眼レフデジタルカメラ及び発光装置であるフラッシュ装置と、交換レンズとを含む撮像システムの構成を示す。
【００１９】
図１において、１００は一眼レフデジタルカメラ（以下、カメラという）であり、２００はカメラ１００に対して着脱可能な交換レンズである。また、４００はカメラ１００に対して着脱可能な発光装置としてのフラッシュ装置である。
【００２０】
カメラ１００において、１は主ミラーであり、ファインダ観察状態では、後述する撮像光学系からの光路（撮像光路）内に斜めに配置され（以下、この位置をダウン位置という）、撮像状態では撮像光路外に退避する（以下、この位置をアップ位置という）。主ミラー１はハーフミラーにより構成されており、ダウン位置では撮像光学系からの光束の一部を反射して後述するファインダ光学系に導き、他の光束を透過させる。
【００２１】
ファインダ光学系は以下のように構成されている。２はピント板であり、撮像光学系からの光束による像が形成される。４はペンタプリズムであり、５はアイピースである。ピント板２からの光束は、ペンタプリズム４で反射されてアイピース５を通して撮像者の眼に導かれる。撮像者は、アイピース５を通してピント板２を観察することで、撮像範囲内の被写体を観察することができる。
【００２２】
このようにファインダ光学系を通して被写体を観察できるモードを、以下、光学ファインダ（ＯＶＦ）モードという。
【００２３】
３はサブミラーであり、主ミラー１とともに、ファインダ観察状態では撮像光路内に斜めに配置され、撮像状態では撮像光路外に退避する。ファインダ観察状態において、主ミラー１を透過した光束は、サブミラー３で反射されて焦点検出ユニット８に導かれる。焦点検出ユニット８は、位相差検出方式での焦点検出と該焦点検出結果に基づくフォーカス制御を行うための専用のユニットである。
【００２４】
焦点検出ユニット８は、一対又は複数対のレンズ部を有する二次結像レンズ８ａと、該レンズ部により形成される一対又は複数対の像をそれぞれ光電変換する受光センサとしての一対又は複数対のラインセンサ８ｂとを有する。ラインセンサ８ｂは、図１５にＡで示す波長領域、すなわち同図にＢで示す可視波長領域と同図にＣで示す近赤外波長領域及びこれよりも長波長側の赤外波長領域の光に対する感度を有する。
【００２５】
なお、赤外波長領域（近赤外波長領域も含む）は第１の波長領域に相当し、可視波長領域は第２の波長領域に相当する。
【００２６】
６と７はそれぞれ、ファインダ光学系から一部の光束を取り込んで被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサである。測光センサ７は、その内部に対数圧縮回路を持つため、測光センサ７からの出力は対数圧縮されたものとなる。
【００２７】
９は後述する撮像素子の露出量を制御するためのフォーカルプレンシャッタである。
【００２８】
１４はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子である。撮像素子１４の前面（撮像素子１４とシャッタ９との間）には、撮像光学系から撮像素子１４に向かう光のうち赤外波長領域の成分を遮断し、可視波長領域の光を透過する赤外カットフィルタ１９が配置されている。この結果、撮像素子１４は、図１５にＢで示す可視波長領域の光に対して感度を有するが、同図にＣ及びこれより長波長側である赤外波長領域の光に対しては感度を持たないことになる。
【００２９】
１６は撮像素子１４からのアナログ撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００３０】
１８はタイミング発生回路であり、撮像素子１４、 Ａ／Ｄ変換器１６及びＤ／Ａ変換器２６にクロック信号を供給する。該タイミング発生回路１８は、メモリ制御回路２２及び後述するシステムコントローラ５０により制御される。
【００３１】
２０は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６又はメモリ制御回路２２からのデジタル撮像信号に対して、画素補間処理、色変換処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等の各種画像処理を行う。これにより、画像信号が生成される。
【００３２】
メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０及び圧縮・伸長回路３２を制御する。
【００３３】
画像処理回路２０からの画像信号又はＡ／Ｄ変換器１６からのデジタル撮像信号は、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４又はメモリ３０に書き込まれる。
【００３４】
２８はＬＣＤ等により構成される画像表示部である。画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用画像データは、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８に送られる。
【００３５】
主ミラー１及びサブミラー３がアップ位置に退避し、シャッタ９が開いた状態で、画像処理回路２０により生成されて画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用画像データが画像表示部２８で表示されることにより、電子ファインダ機能が実現される。このように電子ファインダを通じて被写体画像を観察できる状態を電子ファインダ（ＥＶＦ）モードという。
【００３６】
メモリ３０は、生成された静止画像や動画像を格納する。また、メモリ３０は、システムコントローラ５０の作業領域としても使用される。
【００３７】
３２は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長回路であり、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータを再びメモリ３０に書き込む。
【００３８】
４０はシャッタ９を制御するシャッタ制御回路、４１は主ミラー１をアップ及びダウン動作させるミラー制御回路であり、それぞれモータとその駆動回路により構成される。
【００３９】
システムコントローラ５０は、カメラ１００全体の動作を制御する。また、システムコントローラ５０は、焦点検出ユニット８の一対又は複数対のラインセンサ８ｂ上に形成された像（像信号）の位相差を検出する検出処理を行い、該位相差から撮像光学系のデフォーカス量（焦点状態）を演算する。そして、デフォーカス量から後述するフォーカシングレンズの合焦を得るための駆動量を算出する。このように、焦点検出ユニット８を用いてデフォーカス量及びフォーカスレンズ駆動量を求めるＡＦ方式を、以下、検出ユニット位相差ＡＦという。
【００４０】
また、システムコントローラ５０は、撮像素子１４に設けられたＡＦ画素（これについては後述する）上に形成された像の位相差を検出する検出処理を行い、該位相差から撮像光学系のデフォーカス量を演算する。そして、デフォーカス量からフォーカシングレンズの合焦を得るための駆動量を算出する。このように、撮像素子１４を用いてデフォーカス量及びフォーカスレンズ駆動量を求めるＡＦ方式を、以下、撮像素子位相差ＡＦという。
【００４１】
さらに、発光制御手段及び露出制御手段の一例であるシステムコントローラ５０は、フラッシュ装置４００における補助光の発光を制御したり、撮像動作時における照明光の発光を制御したりする。
【００４２】
５２はシステムコントローラ５０の動作用の定数、変数、コンピュータプログラム等のデータを記憶するメモリである。
【００４３】
５４は情報出力部であり、文字、画像、音声等を用いてカメラ１００の動作状態やメッセージ等を示す情報を出力する。情報出力部５４は、液晶表示素子やスピーカ等により構成されている。情報出力部５４は、一部の情報をファインダ光学系を介してファインダ画面内に表示する。
【００４４】
５６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、ＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。
【００４５】
６０はモードダイアルスイッチであり、電源のＯＮ／ＯＦＦ、撮像モード（静止画撮像モードや動画撮像モード）、再生モード等の各機能を切り替え設定するために操作される。
【００４６】
６２は撮像準備スイッチ（ＳＷ１）であり、不図示のシャッタボタンの第１ストローク操作（半押し）によりＯＮとなり、測光（ＡＥ処理）及びＡＦ処理等の撮像準備動作を開始させる。
【００４７】
６４は撮像スイッチ（ＳＷ２）であり、シャッタボタンの第２ストローク操作（全押し）によりＯＮとなり、撮像動作を開始させる。ここにいう撮像動作は、主ミラー１及びサブミラー３のアップ動作、シャッタ９の開閉動作、撮像素子１４からの撮像信号に基づいて画像処理回路２０にて画像信号を生成する動作、画像信号をメモリ制御回路２２を介してメモリ３０に書き込む動作を含む。また、メモリ３０から画像データを読み出して、圧縮・伸長回路３２で圧縮し、記録媒体１２０に記録する動作も含む。これら一連の撮像動作は、記録用画像の取得動作ということもできる。以下、記録用画像の取得時を、撮像動作時という。記録媒体１２０は、半導体メモリや光ディスク等により構成される。
【００４８】
６６はファインダモード設定スイッチであり、ＯＶＦモードとＥＶＦモードを選択するために操作される。ＥＶＦモードが選択されると、主ミラー１及びサブミラー３が撮像光路から退避し、シャッタ９が開かれる。そして、撮像素子１４を用いて生成された動画像が画像表示部２８にて表示される。
【００４９】
６８はクイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチであり、取得した記録用画像を所定時間の間、画像表示部２８に表示させるか否かを選択するために操作される。
【００５０】
７０は各種ボタンやタッチパネル等を含む操作部であり、カメラ１００の機能選択や各種設定を行うためのメニュー画面を表示させたり、メニュー項目を決定したりするために操作される。
【００５１】
８０は電源制御回路であり、電池残量の検出を行う電池検出回路、電池からの電源電圧を所定の動作電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等を含む。
【００５２】
８６は電池であり、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池が使用される。８２，８４は電池８６とカメラ１００との電気的接続を行うためのコネクタである。
【００５３】
９０は記録媒体１２０との通信を行うためのインタフェースであり、９２は記録媒体１２０に接続されるコネクタである。９８はコネクタ９２に記録媒体１２０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知器である。
【００５４】
７２は通信部であり、ＲＳ２３２Ｃ、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、無線通信等の通信機能を有する。
【００５５】
７３は通信部７２を介してカメラ１００に他の機器を接続するコネクタであり、無線通信を行う場合はアンテナが接続される。
【００５６】
記録媒体１２０には、カメラ１００との通信を行うためのインタフェース１２４と、カメラ１００との電気的接続を行うコネクタ１２６とを有する。記録部１２２には、カメラ１００から出力される圧縮画像データが書き込まれる。
【００５７】
３９９は交換レンズ２００とシステムコントローラ５０との通信を行うための通信線であり、４９９はフラッシュ装置４００とシステムコントローラ５０との通信を行うための通信線である。
【００５８】
交換レンズ２００において、２０１は光軸方向に移動してフォーカス調整を行うフォーカシングレンズ、２０２はフォーカシングレンズ２０１を光軸方向に駆動するフォーカス駆動アクチュエータである。２１１はレンズ制御マイクロコンピュータ２０６からの指令に基づいてフォーカス駆動アクチュエータ２０２を制御するフォーカス制御回路である。
【００５９】
２０７は光軸方向に移動して変倍を行うズーミングレンズ、２０８はズーミングレンズ２０７を光軸方向に駆動するズーム駆動アクチュエータである。２１２はズーム駆動アクチュエータ２０８を制御するズーム制御回路である。
【００６０】
２０３はフォーカシングレンズ２０１やズーミングレンズ２０７の位置を検出するエンコーダと該エンコーダからの出力に基づいて被写体距離を算出する被写体距離検出器である。
【００６１】
２０４は撮像素子１４に到達する光量を調節する絞りである。２５０は絞り駆動アクチュエータであり、２０５はレンズ制御マイクロコンピュータ２０６からの指令に基づいて絞り駆動アクチュエータ２５０を制御する絞り制御回路である。
【００６２】
レンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、前述したフォーカス駆動や絞り駆動等を制御するとともに、カメラ１００のシステムコントローラ５０と通信を行う。レンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、コネクタ２１０を介してカメラ１００（システムコントローラ５０に電気的に接続される。また、コネクタ２１０は、電池８６からの電源電圧を交換レンズ２００内に供給する。
【００６３】
次に、フラッシュ装置４００について図２を用いて説明する。４０１はキセノン管等により構成される第２の発光部としての光源であり、電流エネルギを発光エネルギに変換する。本実施例では、光源４０１としてキセノン管を用いている。４０２，４０３はフレネルレンズと反射板であり、それぞれキセノン管４０１からの光を効率良く被写体に向けて集光する役目を持つ。本実施例のキセノン管４０１は、撮像動作時に被写体に照明光を照射する光源であるとともに、ＡＦ時に被写体にＡＦ補助光を照射する第２の発光部としても用いられる。
【００６４】
４４８，４４５は、キセノン管４０１の発光量をモニタするために設けられた、フォトダイオード等の第１及び第２の受光素子である。第１の受光素子４４８には、キセノン管４０１から発せられた光の一部がライトガイド４０６及びグラスファイバー４０７を介して導かれる。また、第２の受光素子４４５には、キセノン管４０１から発せられた光の一部がライトガイド４０６を介して導かれる。
【００６５】
フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０は、第１の受光素子４４８からの出力に基づいて、キセノン管４０１の予備発光及び本発光での発光量を制御する。予備発光は、撮像動作時に被写体を照明する閃光を発する本発光における発光量を決定するために行われる。また、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０は、第２の受光素子４４５からの出力に基づいて、キセノン管４０１を所定の発光量で所定時間継続して発光させるフラット発光制御を行う。
【００６６】
４０９は被写体に照射されるＡＦ補助光の光源となる第１の発光部としての近赤外発光ダイオードである。近赤外発光ダイオード４０９の発光動作は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０により制御される。近赤外発光ダイオード４０９から発せられるＡＦ補助光は、第１の波長領域としての近赤外波長領域（図１５のＣで示す領域）の光である。
【００６７】
４１０はＡＦ動作時にＡＦ補助光により被写体に対して縞状のパターン像を投影するために、近赤外発光ダイオード４０９の前面に配置されたパターン原版である。４１１はパターン原版４１０を通過したＡＦ補助光を被写体に向けて投影する投影レンズである。
【００６８】
図３には、ＡＦ補助光により被写体に投影されるパターン像を示す。Ｄは被写体が存在する撮像範囲であり、Ｅは撮像範囲Ｄの一部に投影されるパターン像である。
【００６９】
４２０はカメラ１００（システムコントローラ５０）とフラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０との通信インタフェースとなる接点群である。
【００７０】
図４には、接点群４２０を介してカメラ１００に接続されるフラッシュ装置４００の電気的な構成を示している。なお、図３に示した構成要素には、図３中と同符号を付して説明に代える。
【００７１】
４２１は電池である。４２２はＤＣ−ＤＣコンバータであり、電池４２１からの電圧を数１００Ｖに昇圧する。
【００７２】
４２３は電気エネルギを蓄積するメインコンデンサである。４２４，４２５は抵抗であり、メインコンデンサ４２３の電圧を所定比に分圧する。
【００７３】
４２６はキセノン管４０１への通電電流を制限するためのコイル、４２７はキセノン管４０１の発光停止時に発生する逆起電圧を吸収するためのダイオードである。４３１はキセノン管４０１に放電を開始させるトリガ信号を発生するトリガ発生回路であり、４３２はＩＧＢＴ等の発光制御回路である。
【００７４】
４４０はデータセレクタであり、入力ポートＹ０，Ｙ１への入力の組み合わせにより、データポートＤ０，Ｄ１，Ｄ２を選択し、選択したデータポートからの信号をポートＹに出力する。
【００７５】
４４１はフラット発光の発光レベル制御するためのコンパレータであり、その出力データはデータポートＤ２に入力される。また、４４２は閃光発光の発光量を制御するためのコンパレータであり、その出力データはデータポートＤ１に入力される。
【００７６】
４４４は第２の受光素子４４５に流れる微少電流を増幅すると共に光電流を電圧に変換する測光回路であり、その出力はコンパレータ４４１に入力される。
【００７７】
４４６は第１の受光素子４４８に流れる光電流を対数圧縮するとともに、キセノン管４０１の発光量を圧縮積分する積分測光回路である。積分測光回路４４６の出力は、コンパレータ４４２に入力される。
【００７８】
フラッシュ装置４００内の上記各部の動作は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０によって制御される。
【００７９】
４５１は近赤外発光ダイオード４０９への通電をＯＮ／ＯＦＦするトランジスタであり、４５２は該発光ダイオード４０９に流れる電流を制限するための抵抗である。４５３はトランジスタ４５１のベース電流を制限するための抵抗である。
【００８０】
フラッシュ装置４００内の上記各部の動作は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０によって制御される。
【００８１】
次に、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０のポート（端子）について説明する。ＣＮＴは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２２の充電を制御する制御出力ポート、ＣＬＫはカメラ１００とのシリアル通信のための同期クロック信号の入力ポートである。ＤＯは同期クロックに同期して、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０からシステムコントローラ５０にシリアルデータを転送するためのシリアル出力ポートである。ＤＩは同期クロックに同期して、システムコントローラ５０からフラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０にシリアルデータを転送するためのシリアルデータ入力ポートである。
【００８２】
ＩＮＴは積分測光回路４４６の積分動作を制御するための制御信号出力ポートであり、ＡＤ０は積分測光回路４４６の発光量を示す積分電圧を読み込むためのＡ／Ｄ入力ポートである。ＤＡ０はコンパレータ４４１，４４２のコンパレート電圧を出力するためのＤ／Ａ出力ポートである。
【００８３】
Ｙ０，Ｙ１は前述したデータセレクタ４３０への出力ポートであり、ＴＲＩＧはトリガ発生回路４３１にトリガ信号を発生させる信号を出力するトリガポートである。ＡＵＸは補助光点灯用のトランジスタ４５１を制御するための点灯ポートである。
【００８４】
図５には、撮像素子１４の受光面の一部を示している。撮像素子１４の各画素の前面には、ベイヤー配列のカラーフィルタが規則的に配置されている。Ｇは緑、Ｒは赤、Ｂは青のカラーフィルタを示す。また、受光面のうち水平方向及び垂直方向の所定画素毎に、ＡＦ用画素ＳＡ及びＳＢが配置されている。
【００８５】
図６には、ＡＦ画素ＳＡの構造を示す。また、図７には、ＡＦ画素ＳＢの構造を示す。これらの図において、上側の図はＡＦ画素を上部から見た図であり、下側の図はＡＦ画素のｂ−ｂ’断面を示す。ＡＦ画素はフィルタ層を有さず、最上部にマイクロレンズ３０１が配置される。３０２はマイクロレンズ３０１が搭載される平面を構成する平坦層である。
【００８６】
ＡＦ画素では、混色防止用の遮光メタルと同一平面上に、ＡＦ画素の光電変換エリアの中心（画素中心）から一方に偏った（オフセットした）開口部３０３ａ，３０３ｂを有する遮光層（遮光絞り）３０３を有する。遮光層３０３は、アルミ配線層で形成されている。３０４は光電変換層である。
【００８７】
ここで、ＡＦ画素ＳＡ側の遮光層３０３の開口部３０３ａとＡＦ画素ＳＢ側の遮光層３０３の開口部３０３ｂは、画素中心に対して互いに反対側にオフセットしている。これにより、ＡＦ画素ＳＡとＡＦ画素ＳＢには、撮像光学系の瞳のうち異なる部分を通った光束が入射する。３０４は光電変換層である。
【００８８】
ＡＦ画素を用いて行うＡＦ動作を、図８を用いて説明する。同図において、３１０は撮像光学系を模式的に示したものであり、３１１はＡＦ画素ＳＡを、３１２はＡＦ画素ＳＢである。ＡＦ画素ＳＡにおいては、遮光絞り３０３の右側にオフセットした開口部３０３ａを通じて、Ｌ１〜Ｌ３及びこれらの間の光束のみが光電変換部３０４に入射する。つまり、ＡＦ画素ＳＡには、撮像光学系３１０の光軸ＡＸＬよりも右側の光束のみが入射する。
【００８９】
一方、ＡＦ画素３１２においては、遮光絞り３０３の左側にオフセットした開口部３０３ｂを通じて、Ｌ４〜Ｌ６及びこれらの間の光束のみが光電変換部３０４に入射する。つまり、ＡＦ画素ＳＢには、撮像光学系３１０の光軸ＡＸＬよりも左側の光束のみが入射する。
【００９０】
以下、ＡＦ画素ＳＡに入射する光束の重心とＡＦ画素ＳＢに入射する光束の重心との間の距離をＬとする。
【００９１】
このようなＡＦ画素ＳＡ，ＳＢが多数並んだ場合の結像の状態について、図９Ａ〜図９Ｂを用いて説明する。
【００９２】
図９Ａは、フォーカシングレンズ２０１が合焦位置よりも被写体側に位置する状態、すなわち前ピン状態を示す。図９Ｂはフォーカシングレンズ２０１が合焦位置に位置する合焦状態を示す。また、図９Ｃは、フォーカシングレンズ２０１が合焦位置よりも像面側に位置する状態、すなわち後ピン状態を示す。
【００９３】
図９Ａの前ピン状態では、ＡＦ画素ＳＡ上に形成される像（Ａ像）の位置と、ＡＦ画素ＳＢ上に形成される像（Ｂ像）の位置との間の撮像素子１４上での差Ｌは負の値となり、図９Ｂの合焦状態では、上記差Ｌは０となる。また、図９Ｃの後ピン状態では、上記差Ｌは正の値となる。したがって、ＡＦ画素ＳＡ上に形成されるＡ像とＡＦ画素ＳＢ上に形成されるＢ像との間隔を測定することによって、前ピン状態、合焦状態及び後ピン状態といった焦点状態を検出することができる。
【００９４】
実際のＡＦ画素ＳＡ，ＳＢはそれぞれ、図５に示したように、撮像素子１４上に離散的に複数配置されている。このため、Ａ像は複数のＡＦ画素ＳＡからの信号を繋げて像信号として読み出し、Ｂ像は複数のＡＦ画素ＳＢからの信号を繋げて像信号として読み出す。
【００９５】
次に、図１０から図１４を用いて、本実施例の撮像システムの動作について説明する。まず、図１０及び図１１には、カメラ１００に搭載されたシステムコントローラ５０により、コンピュータプログラムに従って実行されるメインルーチンのフローチャートを示している。なお、「Ｓ」はステップを示す。また、丸囲みの文字が同じ部分は、互いに繋がっていることを示す。
【００９６】
カメラ１００におけるモードダイアルスイッチ６０による電源の投入（ＯＮ）により、システムコントローラ５０は、フラグや制御変数等を初期化する（Ｓ１０１）。
【００９７】
次に、モードダイアルスイッチ６０の設定位置を判断し（Ｓ１０２）、モードダイアルスイッチ６０が電源ＯＦＦに設定されていたときは、画像表示部２８や情報出力部５４の動作を終了する。このとき、フラグや制御変数等のパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記録する。そして、電源制御回路８０により画像表示部２８を含むカメラ１００の各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行う（Ｓ１０３）。その後、Ｓ１０２に戻る。
【００９８】
Ｓ１０２において、モードダイアルスイッチ６０が静止画撮像モード等の撮像モードに設定されていたときは、Ｓ１０４に進む。
【００９９】
Ｓ１０４では、電源制御回路８０を通じて電池８６の残容量を判断する。残容量が所定レベルよりも少ないときは、情報出力部５４を用いて表示や音声により警告を行った後（Ｓ１０６）、Ｓ１０２に戻る。また、電池８６の残容量が所定レベル以上ある場合は、記録媒体１２０の空き容量を判断する（Ｓ１０５）。空き容量が所定レベルよりも少ないときは、情報出力部５４を用いて表示や音声により警告を行った後（Ｓ１０６）、Ｓ１０２に戻る。記録媒体１２０の空き容量が所定レベル以上ある場合は、情報出力部５４にカメラ１００の各種設定状態の表示を行う（Ｓ１０７）。
【０１００】
続いて、システムコントローラ５０は、ファインダモード設定スイッチ６６の設定状態を判断し（Ｓ１０８）、ＯＶＦモードに設定されていた場合はステップ１２０に進む。ＥＶＦモードに設定されていた場合は、主ミラー１及びサブミラー３をアップ動作させ（Ｓ１１１）、シャッタ９を開き（Ｓ１１２）、画像処理回路２０に撮像素子１４からの撮像信号に基づいて画像信号を生成させる。そして、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に書き込まれた画像信号を、画像表示部２８に表示させる（Ｓ１１３）。これにより、いわゆるライブビュー表示（動画表示）が行われ、電子ファインダによる被写体観察が可能となる。
【０１０１】
次に、システムコントローラ５０は、撮像準備スイッチ（ＳＷ１）６２の状態を判断し（Ｓ１２０）、ＳＷ１がＯＦＦの場合はＳ１０２に戻る。ＳＷ１がＯＮである場合は、測光（ＡＥ）処理を行って絞り値及びシャッタ秒時を決定する（Ｓ１２１）。また、ＡＦ処理を行って、撮像光学系の焦点検出及びその結果に基づくフォーカシングレンズ２０１の駆動を行う（Ｓ１２１）。なお、測光・ＡＦ処理（Ｓ１２１）の詳細は後述する。
【０１０２】
測光・ＡＦ処理を終えると、システムコントローラ５０は、撮像スイッチ（ＳＷ２）６４の状態を判断し（Ｓ１２２）、ＳＷ２がＯＦＦであればＳ１０２に戻り、ＯＮであれば記録用画像の撮像動作のための撮像処理を実行する（Ｓ１２３）。撮像処理の詳細は後述する。
【０１０３】
撮像処理の終了後、システムコントローラ５０は、再度ＳＷ２の状態を判断し（Ｓ１２４）、ＳＷ２がＯＦＦであれば、今回取得した記録用画像を画像表示部２８に表示させる（Ｓ１２６）。これをクイックレビュー表示という。そして、所定時間（レビュー時間）の間記録用画像を表示した後（Ｓ１２７）、ステップ１０２に戻って、一連の処理を繰り返す。
【０１０４】
一方、Ｓ１２４でＳＷ２がＯＮであれば、システムコントローラ５０は、連写モードか否かを判断し（Ｓ１２５）、連写モードの場合はＳ１２１に戻る。また、連写モードではない場合は、Ｓ１２４に戻る。
【０１０５】
次に、図１２を用いて、図１１のＳ１２２における測光・ＡＦ処理のうち測光処理について説明する。
【０１０６】
Ｓ２２１において、システムコントローラ５０は、ファインダモード設定スイッチ６６により選択されているファインダモードを判断する。ＯＶＦモードが設定されている場合は、測光センサ７を用いて被写体輝度を測定し（Ｓ２２２）、撮像処理における露光量を演算する（Ｓ２２３）。
【０１０７】
一方、ファインダモードがＥＶＦモードの場合は（Ｓ２２１）、システムコントローラ５０は、撮像素子１４からの信号に基づいて生成された画像を読み込む（Ｓ２３０）。次に、画像処理回路２０に、画像全体を所定数に分割し、それぞれの分割領域での輝度値を画像信号から演算する（Ｓ２３１）。
【０１０８】
次に、Ｓ２３１で得られた輝度値が適正な露出状態を示しているか否かを判断する（Ｓ２３２）。適正でない場合は、撮像素子１４の電荷蓄積時間（電子シャッタ秒時）を変更しつつ、絞り２０４の絞り値を変更して、電子ファインダに表示される画像が適正な輝度となるように露出を制御する（Ｓ２３３）。一方、Ｓ２３１で得られた輝度値が適正である場合には、ＩＳＯ感度に基づいて撮像動作時の露光量（絞り値及びシャッタ秒時）を演算する（Ｓ２３４）。
【０１０９】
さらに、システムコントローラ５０は、画像信号からホワイトバランスが適正か否かを判断する（Ｓ２３５）。適正でない場合は、ホワイトバランス演算を行い、適切なホワイトバランスとなるようにＲＧＢ各色のゲインを制御する（Ｓ２３６）。一方、適正である場合は、Ｓ２３０に戻る。
【０１１０】
次に、図１３を用いてＡＦ処理を説明する。Ｓ３０１において、システムコントローラ５０は、ファインダモード設定スイッチ６６の設定を判断する。ＯＶＦモードが設定されている場合は、焦点検出ユニット８内のラインセンサ８ｂの電荷蓄積を行う（Ｓ３０２）。
【０１１１】
そして、所定時間の電荷蓄積にもかかわらず必要な像信号レベルが得られない場合、具体的には被写体輝度（Ｓ３０３）又は被写体のコントラスト（Ｓ３０４）が低い場合は、焦点検出が不能であるとして赤外補助光の点灯指令を出力する（Ｓ３０５）。該点灯指令は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０に送信される。
【０１１２】
補助光発光指令を受けたフラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０は、図４に示したＡＵＸ（点灯）ポートをハイレベルに設定し、トランジスタ４５１をオンにする。これにより、近赤外発光ダイオード４０９を点灯させて、被写体に対して図３に示す近赤外補助光（第１の波長領域の補助光）のパターン像を投影する（Ｓ３０５）。そして、Ｓ３０２に戻って、ラインセンサ８ｂの電荷蓄積を再度行う。
【０１１３】
Ｓ３０３，Ｓ３０４において、被写体輝度及びコントラストがともに適正である場合は、一対又は複数対のラインセンサ８ｂからの像信号の位相差を検出し、該位相差に基づいてデフォーカス量を演算する（Ｓ３０６）。
【０１１４】
次に、デフォーカス量が所定範囲内か否かを判断し（Ｓ３０７）、所定範囲外であれば、デフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ２０１の合焦状態を得るための駆動量を演算する。そして、該駆動量の情報を含む駆動命令を交換レンズ２００に対して送信する（Ｓ３０８）。
【０１１５】
上記駆動指令を受けたレンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、フォーカス制御回路２１１を介して上記駆動量に応じてフォーカス駆動アクチュエータ２０２を駆動する。そして、Ｓ３０２に戻り、焦点検出（Ｓ３０２〜Ｓ３０６）と合焦判定（Ｓ３０７）を再度行う。デフォーカス量が所定範囲内である場合は（Ｓ３０７）、ＡＦ処理を終了する。このようにして検出ユニット位相差ＡＦによる合焦状態が得られる。
【０１１６】
また、Ｓ３０１において、ファインダモード設定スイッチ６６によりＥＶＦモードが設定されている場合は、システムコントローラ５０は、Ｓ３１２にて、図１２中のＳ２３０〜Ｓ２３６のＡＥ処理とともに、複数のＡＦ画素ＳＡ，ＳＢでの電荷蓄積を行う。
【０１１７】
そして、所定時間の電荷蓄積によって必要な像信号レベルが得られない場合、具体的には被写体輝度（Ｓ３１３）又は被写体のコントラスト（Ｓ３１４）が低い場合は、焦点検出が不能であるとして可視光補助光の点灯指令を出力する（Ｓ３１５）。該点灯指令は、フラッシュ制御マイクロコンピュータ４５０に送信される。
【０１１８】
Ｓ３１５において、システムコントローラ５０は、近赤外補助光の点灯指令は出力しない。近赤外補助光は、撮像素子１４の前に配置された赤外カットフィルタ１９によりそのほとんどが遮断され、撮像素子１４にはほとんど到達しないからである。つまり、近赤外発光ダイオード４０９による発光は、電力を無駄に消費することになるので、行わない。このため、本実施例では、可視光補助光（第２の波長領域の補助光）として、キセノン管４０１から所定時間の間発せられる光を用いる。そして、キセノン管４０１を発光させながら、Ｓ３１２に戻り、再度ＡＦ画素ＳＡ，ＳＢでの電荷蓄積を行う。
【０１１９】
Ｓ３１３，Ｓ３１４において、被写体輝度及びコントラストがともに適正である場合は、ＡＦ画素ＳＡ，ＳＢからの像信号の位相差を検出し、該位相差に基づいてデフォーカス量を演算する（Ｓ３１６）。
【０１２０】
次に、デフォーカス量が所定範囲内か否かを判断し（Ｓ３１７）、所定範囲外であれば、デフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ２０１の合焦状態を得るための駆動量を演算する。そして、該駆動量の情報を含む駆動命令を交換レンズ２００に対して送信する（Ｓ３１８）。
【０１２１】
上記駆動指令を受けたレンズ制御マイクロコンピュータ２０６は、フォーカス制御回路２１１を介して上記駆動量に応じてフォーカス駆動アクチュエータ２０２を駆動する。そして、Ｓ３１２に戻り、焦点検出（Ｓ３１２〜Ｓ３１６）と合焦判定（Ｓ３１７）を再度行う。デフォーカス量が所定範囲内である場合は（Ｓ３１７）、ＡＦ処理を終了する。このようにして撮像素子位相差ＡＦによる合焦状態が得られる。
【０１２２】
次に、図１４を用いて、撮像処理（Ｓ１２３）について説明する。Ｓ３３１において、ファインダモード設定スイッチ６６によりＯＶＦモードが設定されている場合は、システムコントローラ５０は、フラッシュを使用して撮像を行うフラッシュモードか否かを判定する（Ｓ３３２）。
【０１２３】
フラッシュモードの場合は、フラッシュ装置４００に対して所定光量でのプリ発光を指示する（Ｓ３３３）。キセノン管４０１によりプリ発光が行われている間に、測光センサ７により被写体からの反射光の輝度を測定し（Ｓ３３４）、該測光結果、Ｓ２３３で演算した絞り値及びＩＳＯ感度設定に基づいて本発光での発光量を演算する（Ｓ３３５）。その後、主ミラー１及びサブミラー３をアップ動作させて撮像光路外に退避させる。
【０１２４】
一方、Ｓ３３１にてＥＶＦモードが設定されている場合は、システムコントローラ５０は、フラッシュモードか否かを判定する（Ｓ３４０）。フラッシュモードの場合は、フラッシュ装置４００に対して所定光量でのプリ発光を指示する（Ｓ３４１）。キセノン管４０１によりプリ発光が行われている間に、撮像素子１４の電荷蓄積と信号読み出しを行い、Ｓ２３０と同様に、生成された画像から被写体からの反射光の輝度を測定する（Ｓ３４２）。そして、該測光結果、Ｓ２３４で演算した絞り値及びＩＳＯ感度設定に基づいて本発光での発光量を演算する（Ｓ３４３）。その後、シャッタ９を閉じる（Ｓ３４４）。
【０１２５】
続いて、ＯＶＦモード及びＥＶＦモードのいずれにおいても、システムコントローラ５０は、絞り２０４をＳ２３３又はＳ２３４で演算した絞り値に駆動する（Ｓ３４５）。その後、撮像素子１４の電荷蓄積を開始するとともに、シャッタ９を開き、撮像素子１４の露光を開始する（Ｓ３４６）。
【０１２６】
次に、システムコントローラ５０は、フラッシュモードか否かを再度判定する（Ｓ３４７）。フラッシュモードである場合には、シャッタ９の全開とタイミングを合わせて、Ｓ３３５又はＳ３４３で求めた発光量でのキセノン管４０１の本発光を行わせる（Ｓ３４８）。
【０１２７】
こうして所定のシャッタ秒時が経過すると、システムコントローラ５０は、シャッタ９を閉じ（Ｓ３４９）、撮像素子１４から撮像信号を読み出して（Ｓ３５０）、画像処理回路２０に画像を生成させる（現像）（Ｓ３５１）。さらに、生成された画像をメモリ３０に保存し、圧縮・伸長回路３２でメモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行って、該処理を終えた画像データを記録媒体１２０に書き込む。これにより、撮像処理が終了する。
【０１２８】
なお、本実施例では、検出ユニット位相差ＡＦと撮像素子位相差ＡＦとを選択可能な撮像装置について説明した。しかし、本発明の実施例は、検出ユニット位相差ＡＦと撮像素子を用いて生成された画像の高周波成分（コントラスト）のピーク値を合焦位置とするいわゆるコントラストＡＦとを選択可能とする場合を含む。コントラストは撮像素子上での被写体像の結像状態により変化するので、撮像光学系の焦点状態により変化すると言える。つまり、コントラストを検出することは、撮像光学系の焦点検出を行うことである。
【０１２９】
以上のように、本実施例によれば、焦点状態の検出動作に用いられる受光素子（焦点検出ユニット８内のラインセンサ８ｂ及び撮像素子１４）の感度特性に合致した補助光を用いる。これにより、無駄な補助光点灯や合焦判定動作を回避しつつ、高速かつ高精度なＡＦ制御を行うことができる。
【０１３０】
なお、上記実施例は例にすぎず、本発明の実施例はこれらに限定されない。各実施例の様々な変更や変形も可能である。
【０１３１】
例えば、上記実施例では、カメラに着脱可能なフラッシュ装置に補助光の光源を設けた場合について説明したが、補助光の光源はカメラに内蔵されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明の実施例であるカメラ及びフラッシュ装置を含む撮像システムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例のフラッシュ装置の構成を示す模式図。
【図３】実施例のフラッシュ装置から被写体に投影される補助光パターン像の例を示す図。
【図４】実施例のフラッシュ装置の電気回路構成を示す図。
【図５】実施例のカメラに用いられる撮像素子の構成を示す部分拡大図。
【図６】上記撮像素子内に設けられたＡＦ画素の上面図及び側面図。
【図７】上記撮像素子内に設けられた他のＡＦ画素の上面図及び側面図。
【図８】ＡＦ画素を用いた焦点検出原理を説明する図。
【図９Ａ】ＡＦ画素を用いた焦点検出状態（前ピン状態）を説明する図。
【図９Ｂ】ＡＦ画素を用いた焦点検出状態（合焦状態）を説明する図。
【図９Ｃ】ＡＦ画素を用いた焦点検出状態（後ピン状態）を説明する図。
【図１０】実施例のカメラで行われる処理のメインルーチンを示すフローチャート。
【図１１】実施例のカメラで行われる処理のメインルーチンを示すフローチャート。
【図１２】実施例のカメラで行われる測光処理を示すフローチャート。
【図１３】実施例のカメラで行われるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図１４】実施例のカメラで行われる撮像処理を示すフローチャート。
【図１５】赤外カットフィルタと補助光の分光感度特性を示す図。
【符号の説明】
【０１３３】
１００ カメラ
８ 焦点検出ユニット
１４ 撮像素子
２０ 画像処理回路
５０ システムコントローラ
２００ 交換レンズ
２０１ フォーカシングレンズ
２０４ 絞り
４００ フラッシュ装置
４０１ キセノン管
４０９ 近赤外発光ダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段と、
前記第２の波長領域の光を受けて前記撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出手段と、
前記第１及び第２の焦点検出手段のうち検出動作を行う焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御手段とを有し、
前記発光制御手段は、前記第１の焦点検出手段により前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させ、前記第２の焦点検出手段により前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させずに前記第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像光学系により形成された被写体像を光電変換して記録用画像を生成するための信号を出力する撮像素子を有し、
前記第１の焦点検出手段は、前記撮像素子とは異なる受光センサを用いて前記撮像光学系からの光により形成された複数の像の位相差を検出し、
前記第２の焦点検出手段は、前記撮像素子を用いて前記撮像光学系からの光により形成された複数の像の位相差を検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像光学系から前記撮像素子に向かう光のうち前記第１の波長領域の成分を遮断し、前記第２の波長領域の成分を透過させるフィルタを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
記録用画像の取得時に前記発光手段に前記第１の波長領域の光を発光させる露出制御手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置に対して着脱が可能であり、
前記第１の波長領域の光を発光する第１の発光部と、
前記第２の波長領域の光を発光する第２の発光部とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
第１及び第２の波長領域の光を用いて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出ステップと、
前記第２の波長領域の光を用いて前記撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出ステップと、
前記第１及び第２の焦点検出ステップのうち検出処理を実行するステップにおいて焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御ステップとを有し、
前記発光制御ステップにおいて、前記第１の焦点検出ステップで前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させ、前記第２の焦点検出ステップで前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させずに前記第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１】
第１及び第２の波長領域の光を受けて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出手段と、
前記第２の波長領域の光を受けて前記撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出手段と、
前記第１及び第２の焦点検出手段のうち検出動作を行う焦点検出手段による前記焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御手段とを有し、
前記発光制御手段は、前記第１の焦点検出手段により前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させ、前記第２の焦点検出手段により前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させずに前記第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮像光学系により形成された被写体像を光電変換して記録用画像を生成するための信号を出力する撮像素子を有し、
前記第１の焦点検出手段は、前記撮像素子とは異なる受光センサを用いて前記撮像光学系からの光により形成された複数の像の位相差を検出し、
前記第２の焦点検出手段は、前記撮像素子を用いて前記撮像光学系からの光により形成された複数の像の位相差を検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像光学系から前記撮像素子に向かう光のうち前記第１の波長領域の成分を遮断し、前記第２の波長領域の成分を透過させるフィルタを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
記録用画像の取得時に前記発光手段に前記第１の波長領域の光を発光させる露出制御手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載の撮像装置に対して着脱が可能であり、
前記第１の波長領域の光を発光する第１の発光部と、
前記第２の波長領域の光を発光する第２の発光部とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
第１及び第２の波長領域の光を用いて撮像光学系の焦点状態を検出する第１の焦点検出ステップと、
前記第２の波長領域の光を用いて前記撮像光学系の焦点状態を検出する第２の焦点検出ステップと、
前記第１及び第２の焦点検出ステップのうち検出処理を実行するステップにおいて焦点状態の検出が不能な場合に、被写体に対して補助光を照射する発光手段を発光させる発光制御ステップとを有し、
前記発光制御ステップにおいて、前記第１の焦点検出ステップで前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させ、前記第２の焦点検出ステップで前記焦点状態の検出が不能な場合には前記発光手段に前記第１の波長領域の補助光を発光させずに前記第２の波長領域の補助光を発光させることを特徴とする焦点検出方法。
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１２】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図９Ｂ】
【図９Ｃ】
【図１２】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１１】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００８−２８７１２３（Ｐ２００８−２８７１２３Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３３６４２（Ｐ２００７−１３３６４２）
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２７日（２００８．１１．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２１日（２００７．５．２１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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