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公開番号2025021919
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-14
出願番号2023126030
出願日2023-08-02
発明の名称撮像装置および焦点検出方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 7/34 20210101AFI20250206BHJP(光学)
要約【課題】光軸が撮像素子の中心にない撮像光学系を用いる際に高精度な焦点検出を行う。
【解決手段】撮像装置100は、撮像光学系の着脱が可能である。撮像装置は、撮像光学系の射出瞳のうち分割された2つの瞳領域を通過する光束を受光するように分割された光電変換部402、403を含む画素を有する撮像素子211と、光電変換部からの信号を用いて焦点検出を行う焦点検出手段218とを有する。光電変換部は、第1の方向に分割された2つの瞳領域からの光束を受光する第1の光電変換部と、第1の方向とは異なる第2の方向に分割された2つの瞳領域からの光束を受光する第2の光電変換部とを含む。焦点検出手段は、撮像素子の中心とは異なる撮像光学系の光軸の位置に関する光軸情報を取得し、該光軸情報に基づいて第1および第2の光電変換部のうち焦点検出に用いる光電変換部を選択する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
撮像光学系の着脱が可能な撮像装置であって、
前記撮像光学系の射出瞳のうち分割された２つの瞳領域を通過する光束を受光するように分割された光電変換部を含む画素を有する撮像素子と、
前記光電変換部からの信号を用いて焦点検出を行う焦点検出手段とを有し、
前記光電変換部は、第１の方向に分割された前記２つの瞳領域からの光束を受光する第１の光電変換部と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に分割された前記２つの瞳領域からの光束を受光する第２の光電変換部とを含み、
前記焦点検出手段は、前記撮像素子の中心とは異なる前記撮像光学系の光軸の位置に関する光軸情報を取得し、該光軸情報に基づいて前記第１および第２の光電変換部のうち前記焦点検出に用いる光電変換部を選択することを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記撮像素子は、前記画素として、前記第１の光電変換部を含む第１の画素と、前記第２の光電変換部を含む第２の画素とを有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】
前記焦点検出手段は、前記撮像素子の中心に対する前記撮像光学系の光軸の位置の方向に基づいて前記第１および第２の光電変換部のうち前記焦点検出に用いる光電変換部を選択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４】
前記焦点検出手段は、前記光軸情報と、前記撮像素子の中心の位置に関する情報とに基づいて前記第１および第２の光電変換部のうち前記焦点検出に用いる光電変換部を選択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５】
前記焦点検出手段は、前記第１および第２の光電変換部のそれぞれを用いた前記焦点検出の信頼性を判定し、前記光軸情報と前記信頼性とに基づいて前記第１および第２の光電変換部のうち前記焦点検出に用いる光電変換部を選択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６】
前記焦点検出手段は、前記撮像光学系の光学情報を取得し、該光学情報を用いて前記信頼性を判定することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像光学系は、並列配置された２つの光学系を有し、
前記２つの光学系はそれぞれ、前記撮像素子の中心とは異なる位置に光軸を有し、
前記光軸情報は、前記２つの光学系のそれぞれの前記光軸の位置に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像光学系は、その少なくともの一部の光軸が前記撮像素子の中心に対して異なる位置に移動する構成を有し、
前記光軸情報は、前記少なくとも一部の前記光軸の位置に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置
【請求項９】
前記撮像装置は、前記撮像素子を前記光軸に直交する方向に駆動する構成を有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１０】
撮像素子を有し、撮像光学系の着脱が可能な撮像装置であり、
前記撮像素子が、前記撮像光学系の射出瞳のうち分割された２つの瞳領域を通過する光束を受光するように分割された光電変換部を含む画素を有し、前記光電変換部は、第１の方向に分割された前記２つの瞳領域からの光束を受光する第１の光電変換部と、前記第１の方向とは異なる第２の方向に分割された前記２つの瞳領域からの光束を受光する第２の光電変換部とを含む撮像装置における焦点検出方法であって、
前記撮像素子の中心とは異なる前記撮像光学系の光軸の位置に関する光軸情報を取得するステップと、
該光軸情報に基づいて前記第１および第２の光電変換部のうち焦点検出に用いる光電変換部を選択するステップとを有することを特徴とする焦点検出方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置における焦点検出技術に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
撮像光学系の焦点検出結果（デフォーカス量）に基づいてフォーカスレンズを移動させて合焦状態を得る位相差検出方式のオートフォーカス（ＡＦ）には、撮像画像を生成するための撮像素子を焦点検出センサとして用いる撮像面位相差ＡＦがある。撮像面位相差ＡＦでは、撮像光学系の射出瞳の互いに異なる領域を通過した光束により形成される対の光学像の相対的な像ずれ量と撮像光学系に応じた補正値および変換係数とを用いてデフォーカス量を算出する。補正値や変換係数は、例えば特許文献１に開示されているように、撮像光学系から撮像素子への光の入射角度や撮像光学系による光のけられ状態を示す情報を用いて算出される。
【０００３】
また、撮像光学系には、立体視可能な互いに視差を有する２つの撮像画像を得るために、左右にて並列配置された２つの光学系を有するものがある。さらに撮像装置には、特許文献２に開示されているように、並列配置された２つの光学系より形成される２つの光学像を１つの撮像素子で撮像するものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－２６８４０３号公報
特開２０１１－２０５５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
並列配置された２つの光学系により形成される２つの光学像を１つの撮像素子で撮像する場合、２つの光学系の光軸は撮像素子の中心からずれて位置する。この場合に、１つの光学系の光軸が撮像素子の中心に位置する一般的な撮像光学系を前提とする特許文献１と同様の方法では、適切な補正値や変換係数を算出することができない。この結果、高精度なデフォーカス量が得られず、良好なＡＦを行うことができない。
【０００６】
本発明は、並列配置された２つの光学系を有する等、光軸が撮像素子の中心にない撮像光学系を用いる場合に高精度な焦点検出結果が得られるようにした撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光学系の着脱が可能である。該撮像装置は、撮像光学系の射出瞳のうち分割された２つの瞳領域を通過する光束を受光するように分割された光電変換部を含む画素を有する撮像素子と、光電変換部からの信号を用いて焦点検出を行う焦点検出手段とを有する。光電変換部は、第１の方向に分割された２つの瞳領域からの光束を受光する第１の光電変換部と、第１の方向とは異なる第２の方向に分割された２つの瞳領域からの光束を受光する第２の光電変換部とを含む。焦点検出手段は、撮像素子の中心とは異なる撮像光学系の光軸の位置に関する光軸情報を取得し、該光軸情報に基づいて第１および第２の光電変換部のうち焦点検出に用いる光電変換部を選択することを特徴とする。
【０００８】
また本発明の他の一側面としての焦点検出方法は、上記撮像装置において、撮像素子の中心とは異なる撮像光学系の光軸の位置に関する光軸情報を取得するステップと、該光軸情報に基づいて第１および第２の光電変換部のうち焦点検出に用いる光電変換部を選択するステップとを有することを特徴とする。なお、撮像装置のコンピュータに上記焦点検出方法に従う処理を実行させるプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、並列配置された２つの光学系を有する等、光軸が撮像素子の中心にない撮像光学系を用いる場合に高精度な焦点検出結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施例１のカメラの外観を示す図。
実施例１のカメラの内部構成を示す図。
実施例１におけるレンズユニットの構成を示す図。
実施例１における撮像素子の画素配列を示す図。
実施例１におけるレンズと撮像素子の瞳距離を示す図。
実施例１におけるレンズ開口と２つの光学像の強度を示す図。
実施例１におけるＡＦ処理を示すフローチャート。
実施例１において撮像素子上に形成される２つの光学像の例を示す図。
実施例１における像ずれ量とデフォーカス量との関係を示す図。
実施例１における焦点検出処理を示すフローチャート。
実施例１における撮像素子と２つの光学系の光軸との関係を示す図。
２つの光学系を用いる際の焦点検出画素の信号の強度と信号補正値の例を示す図。
シフト光学系を用いる実施例２を説明する図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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