(57)【要約】【課題】簡素な構成で、像ブレ補正の際のフォーカス駆動量の誤差を低減して合焦速度の低下を抑制することが可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、撮像光学系の第１の瞳領域を通過した光束から得られる第１の像信号と、撮像光学系の第２の瞳領域を通過した光束から得られる第２の像信号との相関量に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段（１１６）と、焦点検出の結果に基づいて、合焦制御を行うためのフォーカス駆動量を算出する算出手段（１１７）と、像ブレ補正部材の移動により像ブレ補正を行う補正手段（１１２、１１４）と、像ブレ補正部材の移動による合焦精度の変化に関する情報を取得する取得手段（１０７）とを有し、補正手段は、合焦精度の変化に関する情報を用いて像ブレ補正部材の移動制御を行い、算出手段は、像ブレ補正部材の移動制御後の焦点検出の結果に基づいて、フォーカス駆動量を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の第１の瞳領域を通過した光束から得られる第１の像信号と、前記撮像光学系の第２の瞳領域を通過した光束から得られる第２の像信号との相関量に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出の結果に基づいて、合焦制御を行うためのフォーカス駆動量を算出する算出手段と、
像ブレ補正部材の移動により像ブレ補正を行う補正手段と、
前記像ブレ補正部材の前記移動による合焦精度の変化に関する情報を取得する取得手段と、を有し、
前記補正手段は、前記情報を用いて前記像ブレ補正部材の移動制御を行い、
前記算出手段は、前記像ブレ補正部材の移動制御後の前記焦点検出の結果に基づいて、前記フォーカス駆動量を算出することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記像ブレ補正部材は、撮像素子であり、
前記情報は、前記撮像素子の入射瞳位置情報と、前記撮像光学系の射出瞳位置情報と、前記撮像素子における前記焦点検出の画素位置情報と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記像ブレ補正部材は、前記撮像光学系の像ブレ補正レンズであり、
前記情報は、撮像素子における前記焦点検出の画素位置情報と、前記像ブレ補正レンズにおける前記像ブレ補正の際の光線ケラレ情報と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記情報は、前記焦点検出の結果に基づいて取得された被写体の像ボケ量情報を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記情報に基づく前記像ブレ補正部材の前記移動制御による移動量が所定の移動量を超えていない場合、前記情報に基づく前記移動制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記焦点検出手段が前記焦点検出を行う相関方向のみを移動制御方向として、前記像ブレ補正部材を移動させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記移動制御方向に応じて、前記像ブレ補正部材の移動量を変更することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記焦点検出手段は、
第１の方向における第１の相関量および第２の方向における第２の相関量を算出し、
前記第１の相関量が前記第２の相関量よりも小さい場合、前記第１の相関量を用いて前記焦点検出を行い、
前記補正手段は、前記像ブレ補正部材を前記第１の方向に移動させてから、前記像ブレ補正を行うことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項９】
撮像素子と、
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子は、前記第１の像信号および前記第２の像信号を出力する焦点検出画素を有することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
撮像光学系の第１の瞳領域を通過した光束から得られる第１の像信号と、前記撮像光学系の第２の瞳領域を通過した光束から得られる第２の像信号との相関量に基づいて焦点検出を行う焦点検出ステップと、
前記焦点検出の結果に基づいて、合焦制御を行うためのフォーカス駆動量を算出する算出ステップと、
像ブレ補正部材の移動により像ブレ補正を行う補正ステップと、
前記像ブレ補正部材の前記移動による合焦精度の変化に関する情報を取得する取得ステップと、を有し、
前記補正ステップにおいて、前記情報を用いて前記像ブレ補正部材の移動制御を行い、
前記算出ステップにおいて、前記像ブレ補正部材の移動制御後の前記焦点検出の結果に基づいて、前記フォーカス駆動量を算出することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差検出方式の焦点検出を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、手持ち撮影における像ブレを低減させるため、像ブレ補正部材を用いて、像ブレに応じて像ブレ補正部材の移動制御を行うことで像ブレ補正をして高品位画像を取得する撮像装置が知られている。また、ライブビュー撮影において、合焦速度の高速化のため、撮像素子の撮像面に焦点検出画素を配置して位相差検出方式の焦点検出を行うことが可能な撮像装置が提案されている。このような撮像装置では、相関演算で得られる像ズレ量をフォーカス移動量に換算するための基線長情報に正確性が求められる。しかしながら、像ブレ補正部材の移動が原因で被写体の焦点状態が変化していないにも関わらず、像ズレ量が変化する場合がある。
【０００３】
特許文献１には、像ズレ量情報を用いてフォーカスを行うためにデフォーカス量に変化させる基線長情報を補正し、正確なフォーカス駆動量を得る焦点調節方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第６２１０８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように基線長情報の補正をリアルタイムに行うと、信号処理の負荷が増大する。また、情報伝達の遅延が発生すると、正確な補正ができないため、フォーカス駆動に誤動作を生じる可能性がある。また、像ブレ補正部材の移動量が大きい状態では、補正後の基線長が短くなり過ぎ、正確なフォーカス駆動量を得るのが困難となる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、簡素な構成で、像ブレ補正の際のフォーカス駆動量の誤差を低減して合焦速度の低下を抑制することが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての制御装置は、撮像光学系の第１の瞳領域を通過した光束から得られる第１の像信号と、前記撮像光学系の第２の瞳領域を通過した光束から得られる第２の像信号との相関量に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出の結果に基づいて、合焦制御を行うためのフォーカス駆動量を算出する算出手段と、像ブレ補正部材の移動により像ブレ補正を行う補正手段と、前記像ブレ補正部材の前記移動による合焦精度の変化に関する情報を取得する取得手段とを有し、前記補正手段は、前記情報を用いて前記像ブレ補正部材の移動制御を行い、前記算出手段は、前記像ブレ補正部材の移動制御後の前記焦点検出の結果に基づいて、前記フォーカス駆動量を算出する。
【０００８】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、簡素な構成で、像ブレ補正の際のフォーカス駆動量の誤差を低減して合焦速度の低下を抑制することが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態における撮像装置のブロック図である。
【図２】本実施形態における撮像素子の画素配列図である。
【図３】本実施形態における変形例としての撮像素子の画素配列図である。
【図４】本実施形態における別の変形例としての撮像素子の画素配列図である。
【図５】本実施形態における焦点検出画素の受光角度と出力信号強度との関係を示す特性グラフである。
【図６】本実施形態における１対の焦点検出用画素群の電気信号状態と焦点検出画素の受光角度範囲の像ズレ位置との関係を示す図である。
【図７】本実施形態における補正レンズ移動方式の像ブレ補正を行う撮像装置の説明図である。
【図８】図７（Ａ）〜（Ｃ）の各状態に対応する像高ＨＧＴの焦点検出画素へ入射する射出瞳の分割形状と一対の像ズレ信号における像ズレ量を示す図である。
【図９】本実施形態における撮像素子移動方式の像ブレ補正を行う撮像装置の説明図である。
【図１０】図９（Ａ）の状態における各像高の焦点検出画素の受光状態の説明図である。
【図１１】図９（Ｂ）の状態における各像高の焦点検出画素の受光状態の説明図である。
【図１２】本実施形態における像ブレ補正後の焦点検出画素の受光角度と出力信号強度との関係を示す特性グラフである。
【図１３】本実施形態における撮像素子の移動に伴う焦点検出画素へ入射する射出瞳の分割形状と一対の像ズレ信号における像ズレ量を示す図である。
【図１４】本実施形態における像ボケ量と像ブレ補正部材位置を異ならせて、基線長情報が誤差を生じた際のデフォーカス遷移状態を比較したグラフである。
【図１５】本実施形態における制御方法を示すフローチャートである。
【図１６】本実施形態における制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施形態における撮像装置の構成について説明する。図１は、撮像装置１００のブロック図である。撮像装置１００は、レンズユニット（撮像光学系）１０１を有する。ただし本発明は、レンズユニットと一体的に構成された撮像装置に限定されるものではなく、カメラ本体と、カメラ本体に着脱可能なレンズユニット（交換レンズ）とを備えて構成される撮像装置にも適用可能である。なお図１では、構成が煩雑になるため、露出調整手段、表示手段、操作部材等の本実施形態との関わりが浅い箇所に関しては省略している。
【００１３】
撮像装置１００は、大まかに、レンズユニット部分、撮像画像を取得する部分、像ブレ補正部材の駆動部分、光学情報と像ブレ補正部材の位置情報とに基づいて像ブレ補正量を制御する部分、焦点検出部分からの情報に基づいて合焦フォーカス駆動を行う部分を含む。なお、像ブレ補正部材の位置を現在の像ブレ補正部材の位置情報を用いずに無条件に移動制御を行う場合、像ブレ補正部材の位置情報の必要は無い。
【００１４】
像ブレ補正方式としては、一般的に、撮像光学系の全体または一部のレンズ群を偏心させることで像ブレ補正を行う補正レンズ群移動方式、または、撮像素子をブレに応じて移動させることで像ブレ補正を行う撮像素子移動補正方式がある。図１では、一例として撮像素子移動補正方式を示しているが、補正レンズ群移動方式においても後述の像ブレ補正部材の移動量を制御する方法が適用可能である。なお、補正レンズ群移動方式を採用する場合、図１の撮像素子駆動手段１１４を撮像素子１０４の代わりにレンズユニット１０１を構成するレンズ群の全体または一部を駆動させるようにすればよい。その際、撮像素子位置検出手段１１５を、撮像素子１０４の移動量検出の代わりに、移動する補正レンズ群の移動量を検出させることで対応可能である。
【００１５】
次に、撮像信号の流れに関して説明する。レンズユニット１０１は、露出を調整するための光彩絞り１０２、および、光軸ＯＡに沿った方向（光軸）に移動して結像位置を変化させるフォーカスレンズ群１０３を有する。レンズユニット（撮像光学系）１０１を介して形成された被写体像（光学像）は、撮像素子１０４に結像される。撮像素子１０４は、ＣＭＯＳセンサとその周辺回路とで構成された光電変換素子である。撮像素子１０４は、横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の受光ピクセルが正方配置され、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、２次元単板カラーセンサである。後述のように、撮像素子１０４には、複数の撮像画素中に焦点検出画素が配置されている。このような構成により、撮像素子１０４は、撮像光学系の第１の瞳領域を通過した光束から得られる第１の像信号と、撮像光学系の第２の瞳領域を通過した光束から得られる第２の像信号を出力する。
【００１６】
撮像素子１０４が被写体像を受光すると、撮像素子駆動手段（不図示）にて撮像素子１０４の光電変換処理を行い、撮像素子１０４は信号を出力する。画像信号抽出手段１０５は、撮像素子１０４から出力された信号を整形し、不要信号を除去して画像信号を抽出する。記録用画像生成手段１２０は、画像信号抽出手段１０５から取得した画像信号に基づいて記録用画像（観賞用画像信号）を生成する。画像信号記録手段１２１は、記録用画像生成手段１２０により生成された記録用画像（観賞用画像信号）を記録する。焦点検出範囲決定手段１１０は、画像信号抽出手段１０５から得られる撮像画素上の焦点検出信号に基づいて、焦点検出を行う領域を決定する。そして焦点検出範囲決定手段１１０は、焦点検出信号の抽出を行う撮像素子１０４の座標情報（画素位置情報）を、合焦精度変化情報取得手段１０７に伝達する。なお、焦点検出を行う領域の選択は、ユーザが任意に行っても、撮像装置１００が自動的に選択するようにしてもよい。
【００１７】
焦点検出領域が決定されると、相関信号抽出手段１１１は、焦点検出領域における相関信号を抽出する。相関演算手段１１６は、相関信号抽出手段１１１により抽出された一対の相関信号に基づいて位相差情報（像ズレ量または像ズレ量情報）を検出する。相関演算手段１１６により検出された像ズレ量は、像ボケ量検出手段１０６に伝達される。像ボケ量検出手段１０６は、像ズレ量（焦点検出の結果）から焦点検出領域での被写体の像ボケ量を判定する。
【００１８】
合焦精度変化情報取得手段１０７は、合焦精度変化情報を用いて、すなわち、焦点検出領域の座標情報と、像ボケ量情報と、入射瞳情報と、射出瞳情報とを用いて、焦点検出結果から得られるデフォーカス情報が正確であるか否かを判定する。焦点検出領域の座標情報は、撮像素子１０４における焦点検出領域の座標情報であり、像ボケ量情報は、焦点検出を行うために用いられる情報である。入射瞳位置情報は、撮像素子受光瞳情報１０８から伝達された、撮像装置１００の特性に関わる撮像素子１０４が設定している情報である。射出瞳情報は、撮像光学系射出瞳情報１０９から伝達される焦点検出状態における撮像光学系の射出瞳情報である。
【００１９】
本実施形態では、後述のように、予めデフォーカス情報の算出の際に誤差を生じさせる要因とその要因量に対して重み付けを設定する。そして合焦精度変化情報取得手段１０７は、焦点検出の際に、設定された重み付け量を取得する。像ブレ補正部材駆動量決定手段１１２は、合焦精度変化情報を用いて、像ブレ補正部材（本実施形態では撮像素子１０４）の駆動量を制御する。すなわち像ブレ補正部材駆動量決定手段１１２は、合焦速度の低下を低減させるための像ブレ補正部材の駆動範囲量を決定する。像ブレ補正部材駆動量決定手段１１２は、同時に、撮像素子位置検出手段１１５から焦点検出の際における撮像素子１０４の駆動量情報を取得する。
【００２０】
撮像素子駆動手段１１４は、像ブレ補正部材駆動量決定手段１１２により決定された駆動量情報に基づいて、すなわち撮像素子１０４の駆動量と補正を行う駆動量から制御を行う駆動量を決定して得られる駆動量を用いて、撮像素子１０４の駆動量を制御する。相関信号抽出手段１１１は、駆動量が補正された撮像素子１０４から再び得られる焦点検出用の相関信号に基づいて、焦点検出領域の信号を抽出する。そして相関演算手段１１６は、得られた相関信号を用いて像ズレ量を算出する。
【００２１】
フォーカス駆動量算出手段１１７は、得られた像ズレ量から焦点検出状態に則した基線長情報１１９を用いて、像ズレ量をデフォーカス情報に変換する。そしてフォーカス駆動量算出手段１１７は、デフォーカス情報からフォーカスレンズ群１０３の合焦駆動量を算出し、合焦駆動量をフォーカス駆動手段１１８に伝達する。フォーカス駆動手段１１８は、合焦駆動量に基づいて、フォーカスレンズ群１０３をフォーカス駆動させて合焦状態にする。
【００２２】
以上が本実施形態の撮像装置１００における焦点検出画素信号を用いて像ブレ補正部材の移動量を制御した後に再び焦点検出画素信号を用いて焦点検出結果からフォーカス駆動を行い合焦動作を終えるまで各処理の説明である。以上の構成により、像ブレ補正の際の像ブレ補正部材の移動に伴う合焦精度低下によるフォーカス速度低減を防止した合焦動作を行うことができる。
【００２３】
次に、図２乃至図４を参照して、撮像素子１０４に用いられる焦点検出用画素の構成と受光特性について説明する。図２は、撮像素子１０４（１０４ａ）の画素配列図である。図２において、画素２００は、撮像画像を形成するための複数の画素（画素群）である。画素２０１〜２０４は、複数配列された画素２００の内部において、遮光構造が配された焦点検出用の複数の画素（焦点検出画素群）である。
【００２４】
図２において、Ｙ方向に一列に配置された画素２０１、２０２は、光電変換信号波形を位相差検出用の相関演算用信号として一対の画素信号の位相差情報として用いてＹ方向の縦縞パターン形状の被写体の焦点位置を検出するために用いられる。また、Ｘ方向の横縞パターン形状の被写体に対しては、図２中のＸ方向に一列に配置された画素２０３、２０４を用いて前述のような出力信号波形にて相関演算を行い被写体の焦点位置を検出する。
【００２５】
図３は、変形例としての撮像素子１０４（１０４ｂ）の画素配列図である。図３の配列では、一つのマイクロレンズに対し２つの光電変換部を配置している。ここで、上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向とする。図３において、画素３０１は、Ｙ方向の縦縞パターンの被写体の焦点検出をＸ方向に並んだ光電変換部３０２、３０３の各光電変換信号を一対の画素信号の位相差情報として相関演算を行うために用いられる。画素３００は、Ｘ方向の横縞パターンの被写体の焦点検出をＹ方向に並んだ光電変換部３０４、３０５の各光電変換信号を一対の画素信号の位相差情報として相関演算を行うために用いられる。画素３００、３０１からの信号を撮影画像信号（撮像信号）として用いる際には、光電変換部３０２、３０３の電気信号および光電変換部３０４、３０５の電気信号をそれぞれ加算すればよい。
【００２６】
図４は、別の変形例としての撮像素子１０４（１０４ｃ）の画素配列図である。図４の配列では、一つのマイクロレンズに対し４つの光電変換部を配置している。４つの光電変換部の電気信号加算方式を変えることにより、図３に関して説明を行ったような画素特性を得ることができる。ここで、上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向とする。図４において、画素４００は、Ｘ方向の横縞パターンの被写体の焦点検出する際、Ｘ方向に並んだ光電変換部４０１、４０２と光電変換部４０３、４０４の光電変換信号を加算し、２列の光電変換信号波形を一対の画素信号の位相差情報として相関演算に用いられる。また、Ｙ方向の縦縞パターンの被写体の焦点検出を行う際、Ｙ方向に並んだ光電変換部４０１、４０３と光電変換部４０２と４０４の光電変換信号を加算し、２列の光電変換信号波形を一対の画素信号の位相差情報として相関演算に用いられる。
【００２７】
なお、図４の構成における焦点検出のための２通りの加算方法は、撮像素子１０４上にブロックに分けて加算方法を変えてもよく、千鳥配列的に互い違いに加算を変えることで、図３で示される構成と等価な画素配列構造を達成することもできる。この際、縦縞パターンと横縞パターン被写体を同時に評価するため、焦点検出に際して被写体パターン方向依存を低減する（好ましくは除去する）ことができる。また加算方法は、撮影状態に応じて、または、時系列的に全画素において切り替えを行ってもよい。この際、同パターン方向の被写体を焦点検出する焦点検出用画素が密な状態になるため、焦点検出用画素が疎な場合に生ずる細い線分を有する被写体が合焦近傍において被写体検出が行えなくなるという問題を回避することができる。なお、図４の構成において、撮影画像用の信号として用いる際には、光電変換部４０１〜４０４の電気信号を加算すればよい。
【００２８】
このような撮像素子１０４の構造を用いることで、従来の位相差焦点検出方式のように撮像光学系を介した被写体像の一部を焦点検出専用の光学系に分離する必要がない。このため、リアルタイムに撮像素子１０４が受光して画像記録を行う被写体像を監視しながらライブビュー撮影を行うことができる。その結果、従来の動画撮影においては被写体光線の分割機構無しでは行うことができなかった位相差検出方式の焦点検出手段を実現することが可能となる。
【００２９】
次に、図５を参照して、焦点検出画素の受光角度と信号出力特性との関係について説明する。図５は、個々の焦点検出画素の受光角度と信号強度との関係を示す特性グラフである。図５において、横軸は焦点検出画素の受光角度（度）、縦軸は受光角度に対する信号強度比を示している。以後、この特性を画素瞳強度分布と呼称する。ここで、図５中のＥＡ、ＥＢ曲線は、前述の一対の焦点検出画素のそれぞれの受光角度に対する信号強度特性である。Ｅは、信号強度特性ＥＡ、ＥＢが加算されて得られる撮像信号の強度特性である。個々の焦点検出画素が受光する角度範囲での信号強度の積分値が画素信号量となり、このような特性を有する焦点検出画素信号を相関方向に走査して一対の相関信号を取得するため、相関信号形状はこの画素瞳強度分布での受光角度範囲に関係がある。そして後述のように、受光角度範囲は、撮像光学系の射出瞳位置と射出瞳径の状態とにより変化する。
【００３０】
位相差検出方式の焦点検出方式では、前述のような画素構造の一対の焦点検出画素群の相関信号（以下、Ａ像、Ｂ像と呼称する）であるＡ像信号波形とＢ像信号波形とを用いて、最も信号相関が得られる相関量を求める。ここでＡ像信号波形とＢ像信号波形がずれている状態を像ズレが起きているとしてその相関量を以後は像ズレ量と呼ぶ。ここで、Ａ像信号は画素瞳強度分布図の信号強度特性ＥＡ、Ｂ像信号は信号強度特性ＥＢが積分された焦点検出画素信号をＸ方向（相関方向）に走査して得られたものである。
【００３１】
像ズレ量の求め方は、信号波形の相対位置をずらして互いの波形を重ね合わせて、波形の差異部分の面積量がもっとも小さくなる状態までの像ズレ量で定義されることが多い。また簡略的には、Ａ像信号およびＢ像信号の各々の重心位置を求め、その重心間の距離を像ズレ量とする方法もある。以降、説明を容易にするため、重心位置間距離を像ズレ量として説明を行う。
【００３２】
像ズレ量から具体的なデフォーカス状態を換算するには、基線長情報を用いて像ズレ量からデフォーカス量を算出することが一般的である。デフォーカス量を算出する際には、瞳位置における像ズレ量から図２乃至図４の説明で述べたような位相差の焦点検出撮像素子群の対となる焦点検出画素の瞳分離幅を基線長情報として撮像装置１００に記憶しておく必要がある。このとき、合焦状態では、瞳位置の像ズレ量は基線長と略一致している。一方、合焦から外れた状態において、像ズレ量はデフォーカス量に略比例した変化を生ずるものである。このため、デフォーカス量は、像ズレ量から基線長を除算することで求められる。
【００３３】
次に、図６を参照して、前述の内容に関して説明する。図６は、デフォーカス変化による相関をとる１対の焦点検出用画素群の電気信号状態と焦点検出画素の受光角度範囲の像ズレ位置との関係を示す図である。図６において、Ｐは撮像光学系の射出瞳位置、ＰＯは射出瞳距離を示す。Ａ、Ｂ、Ｃは焦点位置を示し、Ｂは撮像素子１０４の位置（合焦位置）に相当する。Ａはいわゆる前ピン状態であり、そのときのデフォーカス量はＤＥＦ１（マイナス値）である。Ｃはいわゆる後ピン状態であり、そのときのデフォーカス量はＤＥＦ２（プラス値）である。
【００３４】
以下に述べる焦点検出信号（相関信号）は、図２乃至図４を参照して説明したような焦点検出手段を有する撮像画素構造から得られるものである。射出瞳位置Ｐは、合焦位置Ｂからの距離（射出瞳距離ＰＯ）に相当する位置である。ＺＡは、前ピン状態である焦点位置Ａにおいて、焦点検出画素群の光電変換信号である一対の画素信号の位相差情報から相関を得る際に必要とする像ズレ量である。ＺＢは、合焦状態である合焦位置Ｂにおける像ズレ量であり、合焦が行われているため２つの焦点検出信号の波形は重なっており像ズレが実質的に発生していない状態である。ＺＣは後ピン状態である焦点位置Ｃにおける像ズレ量であり、像ズレ量ＺＡに対して２つの相関信号位置が入れ替わった状態になっている。
【００３５】
図６中のＲ１、Ｒ２は、焦点検出画素から撮像光学系の射出瞳距離Ｐの平面に一対の焦点検出画素の受光角度に対する焦点検出画素の信号強度特性を逆投影したものである。そして、Ｒ１、Ｒ２のそれぞれの信号強度分布からの重心位置をそれぞれ求め、その重心の隔たり量を基線長Ｌとする。基線長Ｌは、撮像光学系の絞り値情報および射出瞳距離ＰＯによって射出瞳径が変化するため、撮像光学系の絞り値情報と射出瞳距離ＰＯとによって決定される。
【００３６】
以上をまとめると、基線長Ｌ、射出瞳距離ＰＯ、および、像ズレ量ＺＡ、ＺＣは、
Ｌ：ＰＯ＝ＺＡ：ＤＥＦ１
Ｌ：ＰＯ＝ＺＣ：ＤＥＦ２
の関係がある。このためデフォーカス量は、
ＤＥＦ１＝ＺＡ・ＰＯ／Ｌ  ・・・  （Ａ）
ＤＥＦ２＝ＺＣ・ＰＯ／Ｌ  ・・・  （Ｂ）
により求められる。
【００３７】
基線長Ｌは、撮像装置１００に用いられる焦点検出画素の受光角による信号出力特性を用いることで算出される。本実施形態では、予め任意の絞り値情報で得られる円形開口と射出瞳距離ＰＯを設定した仮想的撮像光学系を用いて瞳位置で対となる分離領域にてそれぞれの重心位置計算を行い、２つの重心位置の隔たり量を基線長Ｌ（基線長情報１１９）として取得する。基線長Ｌは、撮像装置１００における焦点検出画素の受光角に対する出力信号強度が既知であれば、予め撮像光学系の絞り値情報および射出瞳距離ＰＯの値に対する基線長Ｌの関係を近似式の係数や２次元配列的に保持することができる。そして、図１に示される基線長情報１１９を撮像装置１００に記憶し、像ズレ量からデフォーカス量を算出して合焦を行う。なお、実際にステッピングモータ等でフォーカス駆動を行う際には、取得されたデフォーカス量から合焦を行う為のフォーカス駆動に必要なパルス数を換算するような定数を用いればよい。しかしながら、像ブレ補正を行う際には、移動を行う像ブレ補正部材の影響により、焦点状態が変化していないにも関わらず像ズレ量が変化する現象が生じる。以下、その現象に関して説明する。
【００３８】
近年の撮像装置では、像ブレ補正部材を移動させて像ブレを補正するような像ブレ補正手段として、以下のようなものがある。
【００３９】
（１）撮像光学系の全体または一部の像ブレ補正レンズ群を偏心移動させることにより結像位置を変化させる光学防振方式（以下、補正レンズ移動方式と呼ぶ）。
【００４０】
（２）撮像素子を像ブレ補正が行われるように移動を行う方式（以下、撮像素子移動方式と呼ぶ）。
【００４１】
（１）に関する像ズレ量変化は、主に像ブレ補正レンズ群の偏心による光学ケラレによる影響が原因となる。（２）に関する像ズレ量変化は、撮像光学系の射出瞳位置から撮像素子に入射される入射光束の主光線角度条件により設定されているマイクロレンズの撮影光軸側シフト配置が撮像素子の移動によりズレを生じることが原因となる。以下、上記の原因で像ズレ量が変化することについて詳述する。
【００４２】
まず、（１）の補正レンズ移動方式において像ズレ量が変化する現象に関して説明する。光線ケラレ状態（光線ケラレ情報）は、撮像光学系を構成するレンズ外径や遮光部材の有効径及びその配置状態により様々な状態になり得る。また、像ブレ補正レンズ群が補正移動を行うと、そのレンズ群の光線有効部が変動して光線ケラレを増大させる現象が生じる。補正レンズ群移動での光線ケラレを防止するためには補正レンズ群のレンズ群の外径をレンズ群移動時にも光線ケラレが発生しないような余裕ある寸法にすることが考えられる。しかしながら、補正レンズ群の外径を大型化すると、補正レンズ群とそれの保持部材の大型化及び駆動部材の重量増大を招く。このため、補正レンズ群を駆動するアクチュエータの大型化と消費電力が増大する。以上の理由で、像ブレ補正の際に光線ケラレが生じても、撮像光学系の小型化と像ブレ補正のメリットをより重視するため、補正レンズ群の外径を基準状態（像ブレ補正しない状態）で決定することが多い。
【００４３】
図７は、補正レンズ移動方式の像ブレ補正を行う撮像光学系の説明図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の各々は、撮像光学系の光路図、および、撮像光学系の瞳位置（絞り位置）における像高ＨＧＴで示される軸外光線の通過範囲を示している。図７において、ＰＯは、結像面ＩＰから射出瞳面までの距離（射出瞳距離）、ＳＰは虹彩絞り、ＥＰＯは射出瞳範囲を示す。ＵＲは、図７における光線束の上側の光線（以後上線と呼ぶ）ＢＲは光線束の下側の光線（以後下線と呼ぶ）であり、ＰＲは主光線で光線ＵＲと光線ＢＲとの成す角度を２分する角度で結像面ＩＰに射出する光線である。図７（Ａ）は、上下方向に対称な光線ケラレを生じた状態を示す。図７（Ｂ）は、上線ＵＲがより大きくケラレを生じた状態を示す。図７（Ｃ）は、下線ＢＲが大きくケラレを生じた状態を示す。
【００４４】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、図７（Ａ）〜（Ｃ）の各状態に対応する像高ＨＧＴの焦点検出画素へ入射する射出瞳の分割形状と一対の像ズレ信号における像ズレ量を示す図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）の各々の左図のＡＲは、図７の撮像光学系の瞳位置（絞り位置）にて座標ＨＧＴに結像する光線束の瞳形状を表している。ＳＡ、ＳＢは、同様に撮像光学系の瞳位置での図２乃至図４を参照して説明した位相差検出を行うための対となる焦点検出画素に受光し得る光線束の範囲（焦点検出画素の瞳範囲）を示す。Ｒ１、Ｒ２は、各焦点検出画素の信号強度波形を示し、水平方向Ｘは図６における上下方向に対応している。Ｌは、信号強度波形Ｒ１、Ｒ２の相関信号における像ズレ量を示す。
【００４５】
図８（Ａ）は、Ｘ方向の光線ケラレが対称な状態における光線束の瞳形状とそれに伴う像ズレ量Ｌを示す。ここで、一対の焦点検出画素における信号強度波形Ｒ１、Ｒ２は略相似な形状となり、それぞれの像ズレ位置も瞳中心位置から等しい距離となっている。このため、正確な相関演算を行うことが可能となり、疑似的な絞り値で定義される瞳径と同等なものでの基線長情報を使用して正確なデフォーカス情報を得ることができる。
【００４６】
図８（Ｂ）は、光線束の上線がより大きくケラレを生じた状態での相関信号の信号強度と像ズレ量の変化を示す。図６（Ａ）の範囲ＳＡに対して範囲ＳＢでより光線ケラレが大きく発生しているため、信号強度波形Ｒ２の相関信号のＸ方向の幅は瞳中心位置方向に短い。このため、信号強度波形Ｒ２での瞳中心からの重心位置は、信号強度波形Ｒ１の重心位置よりも短くなる。したがって、図６（Ｂ）の像ズレ量Ｌは同じデフォーカス状態であっても、図６（Ａ）の像ズレ量Ｌに対して小さくなる。
【００４７】
図８（Ｃ）は、光線束の下線に大きく光線ケラレを生じた状態での相関信号強度と像ズレ量の変化を示す。このため、図８（Ｂ）とは反対に、焦点検出画素の信号強度波形Ｒ１が信号強度波形Ｒ２よりも光線ケラレの影響で小さくなる。その結果、図８（Ｂ）とは逆に、信号強度波形Ｒ２に対して信号強度波形Ｒ１の瞳中心からの重心位置が短くなる。このため、同じデフォーカス状態であっても、図８（Ａ）の像ズレ量Ｌより小さくなる。
【００４８】
以上説明したように、補正レンズ群移動方式の像ブレ補正を行う際には、補正レンズ群の移動による光線ケラレが原因で焦点状態が変化してないにも関わらず像ズレ量が変化してしまう。
【００４９】
次に、ブレ補正部材に撮像素子を用いた撮像素子移動方式による像ズレ補正の際に発生する像ズレ量変化の現象を説明する。まず、図９を参照して、撮像光学系に像ブレが生じた際に撮像素子１０４が移動して像ブレ補正を行う状態を説明する。
【００５０】
図９は、撮像素子移動方式の像ブレ補正を行う撮像装置の説明図である。図９（Ａ）は、像ブレが生じていない状態での撮像光学系と撮像素子との位置関係を示す。図９（Ａ）において、ＡＸは撮像光学系の光軸、ＳＰは虹彩絞り、ＰＯは撮像光学系の射出瞳位置、ＥＰ０は射出瞳範囲をそれぞれ示している。ＩＳは撮像素子、ＬＳ、ＣＳ、ＲＳは撮像素子ＩＳ上の焦点検出画素に関して説明を簡略にするために撮像素子周辺の左側位置、中心位置、右側位置の代表画素として示している。図９（Ｂ）は、角度ωの像ブレが生じた場合に撮像素子ＩＳを移動量Ｍだけ移動させて像ブレ補正を行った状態を示している。図９から理解できるように、像ブレ補正状態では、代表画素ＬＳ、ＣＳ、ＲＳが受光する射出瞳範囲ＥＰＯからの光線角度が像ブレ補正前に対して変化する。
【００５１】
図１０は、図９（Ａ）の状態（像ブレ補正前）における各像高の焦点検出画素の受光状態の説明図である。焦点検出画素は、図２乃至図４を参照して説明したように、一つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有する。ここでは簡単のため、図１０中のＸ方向に焦点検出画素内の光電変換部が分割されて、Ｘ方向の複数の光電変換部Ａ（Ａ群）と複数の光電変換部Ｂ（Ｂ群）から発生する一対の相関信号から像ズレ量を検出するような焦点検出画素配列構造とする。
【００５２】
図１０において、ＡＸ、ＥＰＯは、図９（Ａ）に相当する撮像光学系の光軸と射出瞳（射出瞳範囲）をそれぞれ示している。ＳＡ、ＳＢは、光電変換部Ａおよび光電変換部Ｂが受光を行う射出瞳ＥＰＯの分割範囲（入射瞳範囲）を示し、ＬＡ、ＬＢは、焦点検出画素ＬＳの光電変換部Ａ、Ｂに垂直入射する主光線である。ＣＡ、ＣＢは、焦点検出画素ＣＳの光電変換部Ａ、Ｂの主光線である。ＲＡ、ＲＢは、焦点検出画素ＲＳの光電変換部Ａ、Ｂの主光線とする。ＭＬは、撮像素子１０４のマイクロレンズを示す。射出瞳位置が有限距離である場合、周辺のマイクロレンズは光電変換部に対して位置をずらすことで、斜め入射光線を偏向させる作用を持たせている。これにより、周辺の焦点検出画素が中心の焦点検出画素に対して入射瞳範囲ＳＡ、ＳＢからの角度か大きくなることで、光電変換画素Ａ、Ｂが受光する光線強度が低下することを防止している。
【００５３】
図１１は、図９（Ｂ）の状態における各像高の焦点検出画素の受光状態の説明図であり、像ブレ補正の際に撮像素子１０４をＸ方向に移動量Ｍだけ移動させた状態を示している。このため像ブレ補正の際には、ＬＳ、ＣＳ、ＲＳの各焦点検出画素の光電変換部Ａ、Ｂに入射する主光線ＬＡ〜ＲＢの光電変換部に入射する光線が垂直角度から変化している。
【００５４】
図１２は、像ブレ補正後の焦点検出画素の受光角度と出力信号強度との関係を示す特性グラフであり、図５に示される画素瞳強度分布に像ブレ補正部材としての撮像素子１０４の移動による受光角度範囲を示している。図１２に示されるように、撮像素子１０４が基準状態である場合、ＬＳ、ＲＳの焦点検出画素は基準状態での受光角度範囲の信号強度の積分値の信号強度を出力する。
【００５５】
一方、図９（Ｂ）のように撮像素子が移動した際には、焦点検出画素ＬＳ、ＲＳと撮像光学系の射出瞳位置が光軸と直交した相関方向（Ｘ方向）に移動するため、射出瞳から射出される光線の焦点検出画素の受光角度範囲が変化する。具体的には、撮像素子１０４が移動量Ｍだけ移動した際のＬＳとＲＳの焦点検出画素が受光する光線受光角度範囲を図１２中に破線で記している。以上のように撮像素子１０４が移動して像ブレ補正を行う際には、画素瞳強度分布特性で積分される範囲が変化するため、Ａ像とＢ像の重心間距離が変化する。これにより像ズレ量が変化する状態を、以下において説明する。
【００５６】
図１３は、撮像素子１０４の移動に伴う焦点検出画素へ入射する射出瞳の分割形状と一対の像ズレ信号における像ズレ量を示す図であり、図１０および図１１に示される焦点検出画素の受光状態において像ズレ量の変化状態を示している。図１３（Ａ）〜（Ｃ）の左図は、焦点検出画素が図９中の射出瞳位置（射出瞳距離ＰＯ）にて受光が可能な撮像光学系の射出瞳範囲を示している。ＥＰ０は、撮像光学系の射出瞳範囲を示し、撮像光学系のＦ値や光線ケラレ状態で求められる範囲である。ＳＡ、ＳＢは、光電変換部Ａ、Ｂがそれぞれ受光を行う射出瞳の分割範囲である。
【００５７】
図１３（Ａ）は、像ブレ補正前の光電変換部Ａ、Ｂに各主光線が垂直入射される撮像素子が移動していない状態を示す。図１３（Ｂ）は、図９中のＣＳ、ＲＳのような状態で焦点検出画素に入射する主光線がＸ軸のプラス方向（図中の右方向）に角度が変化する状態を示す。図１３（Ｃ）は、図９中のＣＳ、ＲＳのような状態で焦点検出画素に入射する主光線がＸ軸のマイナス方向に角度が変化する状態を示す。図１３（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の右図は、Ｘ方向における光電変換部Ａ、Ｂの信号強度を示している。なお本実施形態において、個々での信号強度は、説明の簡略化のために撮像素子１０４の各像高部分での代表的な１つの焦点検出画素で説明した。ただし、相関演算（像ズレ量検出）に用いられる一対の位相差信号は、代表画素を中心とした相関方向（本実施形態ではＸ方向）のボケ像の像広がり分の焦点検出画素列から出力される信号を走査している。
【００５８】
図１３（Ａ）〜（Ｃ）のＲＡ、ＲＢはそれぞれ、焦点検出画素の光電変換部Ａ、Ｂで走査された信号強度を示している。Ｌは、その相関演算で求められる像ズレ量を示している。図１３（Ａ）の像ズレ量に対して図１３（Ｂ）、（Ｃ）は図１３（Ａ）とは異なる基線長になっている。これは、受光角度による信号強度特性と非線形な特性であるためである。具体的には、図１２の基準状態（撮像素子１０４が移動していない状態）でのＬＳ、ＲＳ画素と撮像素子１０４が移動した状態における焦点検出画素の受光角度範囲が変化してその角度範囲での信号強度の積分値が変化を生じるためである。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に対して像ズレ量が短く（小さく）、図１３（Ｃ）は図１３（Ａ）に対して像ズレ量が長い（大きい）。
【００５９】
以上のように、焦点検出の際にデフォーカス状態は変化が生じていないにも関わらず、像ブレ補正部材の移動が原因で、焦点検出時の像ズレ量に変化が生じる現象が発生する。このため、予め撮像装置１００に記憶されている基線長情報を用いて式（Ａ）、（Ｂ）を適用すると、正確なデフォーカス量を算出することができない。このため、合焦状態とするためには、多数回の焦点検出処理とフォーカス駆動を行わなければならない現象（以下、多回数合焦と呼ぶ）が発生する。以下、多回数合焦に関して説明する。
【００６０】
図１４は、像ボケ量と像ブレ補正部材位置を異ならせて、基線長情報が誤差を生じた際のデフォーカス遷移状態を比較したグラフである。図１４において、縦軸は実際のデフォーカス量、横軸は焦点検出を行って合焦状態と見なされるデフォーカス状態（以下、見切り合焦幅という）までにフォーカス駆動される駆動回数を示している。前記の式からブレ補正状態での最適な基線長情報に対して基線長情報から取得される基線長情報が長い状態である場合、真のデフォーカス量に対してデフォーカス量が小さく検出される。そしてそのデフォーカス量情報に基づいてフォーカス駆動を行っても、見切り合焦幅内に行きつかない現象が生じる。このため、図１４の破線で示されるように、行き足らず状態のフォーカス駆動を多数回行って合焦状態とするため低速な合焦速度となる。
【００６１】
逆に、最適な基線長情報に対して短い基線長情報を用いると、検出されるデフォーカス量が前記とは逆に大きくなる。このため、前記とは逆に真のデフォーカス量に対してデフォーカス量が大きく検出されてしまう。よって、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の一点鎖線で示されるように、フォーカス駆動量のフォーカス位置は合焦となるフォーカス位置を飛び越してしまう。そして、飛び越され停止したフォーカス位置で再び焦点検出が行われ、前回の焦点検出結果に対して逆符号のデフォーカス量が検出される。
【００６２】
ここでも短い基線長情報が用いられるため再び合焦となるフォーカス位置を飛び越す現象が生じ、このようなフォーカス移動を繰り返して見切り合焦幅内にデフォーカス量が収まるまでフォーカス移動が繰り返される。このようなフォーカス駆動が生じると、被写体像のボケ変化が不自然になり且つ低速な合焦速度となる。以上がブレ補正部材の移動により生じる基線長変化による合焦速度の低下状態である。
【００６３】
前述の原因にて多回数発生する合焦回数を減ずるためには、像ブレ補正部材の位置を検出して適正な基線長情報に補正をすることが望まれる。しかしながら、基線長の補正は、特に撮像光学系が交換可能な撮像装置においては、個々の撮像光学系の仕様と焦点検出時の撮像状態、並びに撮像素子の焦点検出座標等の情報を用いるため多大な計算負荷が生じる。また、計算が行われその結果が反映されるまでには遅延が生じ、焦点検出時に必要な真の基線長情報と乖離した情報となる可能性がある。
【００６４】
簡素な手段で前述の問題を解決するには、像ブレ補正部材を焦点検出直前まで規定位置に固定保持しておいて画像記録が行われる間だけ動作させるようにすることが考えられる。しかしながら、ユーザが撮影待機状態で被写体の確認を行っている間には、像ブレ補正を行って被写体を狙い易くすることが望まれる。そこで、ユーザが撮影待機時に像ブレ補正画像の官能的品位低下を減じて、かつ合焦速度の低下を簡素な手段で防止することが望ましい。
【００６５】
次に、焦点検出の際に被写体の像ボケ量と像ブレ補正部材の基準位置からの移動量により合焦までのフォーカス移動回数が変化することを示す。図１４（Ａ）は、焦点検出の際に像ボケ状態が大きく、かつ像ブレ補正部材位置が基準位置に対して大きく移動している状態でのデフォーカス遷移状態を示している。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に対して、焦点検出の際に像ボケ量は同じであるが像ブレ補正部材移動量が小さい状態である場合の合焦状態までのデフォーカス状態履歴を示す。図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）に対して、焦点検出の際に像ブレ補正部材移動量は同じであるが像ボケ量が小さい状態である場合の合焦状態までのデフォーカス遷移状態を示す。
【００６６】
図１４（Ａ）のグラフより、多回数合焦が起きる状態は焦点検出を開始するときに被写体が大きく焦点が外れた大ボケ像であり、かつ像ブレ補正部材が大きく移動を行っている状態であることが理解される。このため、大ボケ状態であっても図１４（Ｂ）で示されるように像ブレ補正部材が規定位置に近ければ、前述のような像ブレ補正部材が原因となる像ズレ量の変化が減少されるため、既定の基線長情報を用いても合焦駆動回数を減じることができる。また、像ブレ補正部材が規定位置から乖離していても、図１４（Ｃ）に示されるようにフォーカス位置が合焦位置に近ければ、少ない合焦駆動回数で合焦判定範囲にフォーカス移動が成される。よって、予め像ブレ補正部材の移動に伴う像ズレ量変化の影響情報を取得しておけば、焦点検出の開始時に被写体のボケ状態を検出して多回数の合焦が発生しない像ブレ補正部材の制御位置情報を算出することができる。
【００６７】
ここでの像ズレ量変化の影響を与える要因の諸量を集計するのが図１を参照して説明した合焦精度変化情報取得手段１０７である。そして制御位置情報を用いて像ブレ補正部材位置を移動制御してから焦点検出を行うことにより、合焦速度の低下を防止することができる。しかしながら、急激に像ブレ補正部材位置の移動制御を行うと表示されている被写体位置が急に変動するため、ユーザが狙っていた被写体位置を補正する必要があり、かつ官能的な品位低下を招く。このような被写体位置変化と官能的な問題は、デフォーカス量が小さくなるほど被写体の先鋭度が増すため、知覚影響が大きくなる問題が生じる。その対策として、焦点検出の際に焦点検出を行う被写体の像ボケ量を検出することで、像ブレ補正部材の制御量を求め、ユーザに対する知覚問題を低減しつつ合焦回数を低減して合焦時間の低下を防止することが有効である。
【００６８】
次に、前述の知覚問題を低減しつつ合焦速度の低下を防止するため、像ブレ補正部材の制御位置情報を求める具体的な方法を以下に例を挙げて説明する。まず、像ブレ補正部材の特性に絡む要素と像ブレ補正部材の補正移動に伴う影響度に合わせて重み付けを設定する。像ブレ補正部材が補正レンズ群移動方式である場合、表１に示されるような補正レンズ群が最大移動を行った場合における光学ケラレ割合に応じて重み付け（１）を設定する。同時に、図１に示される虹彩絞り１０２の絞りこみ状態における重み付け（２）を設定し、重み付け（１）と重み付け（２）の重み付け係数を掛け算する。これにより、開放時での光線ケラレの影響と絞り込みによる光線ケラレ割合の緩和状態とを配慮した基線長変化に対する重み付けが設定された係数（５）を得る。なお本実施形態では、煩雑になるため、後述の撮像素子像高割合に対しての重み付けとしているが、撮像素子像高に対する複数の重み付け情報を予め用意するのが望ましい。
【００６９】
一方、像ブレ補正部材が撮像素子移動方式である場合、表２に示される撮像素子の受光瞳位置と撮像光学系の射出瞳位置との隔たり具合により基線長誤差の影響度を表現する。このため、基線長誤差の影響度をそれぞれ表２の（１’）と（２’）の逆数値の差分を取り、その絶対値に対して整数化倍率を掛けることで基線長誤差量に対する重み付けが設定された係数（５）を得る。
【００７０】
次に、像ブレ補正部材の種類によらない撮像装置の焦点検出状態における重み付け共通項目を表３に示す。撮像素子像高割合の重み付け（６）は、撮像素子上で焦点検出が行われる位置に対する重み付けであり、撮像素子の周辺に行くに従って重み付けを大きくする。例えば、図２に示されるような焦点検出画素構造である場合の相関方向が水平方向（図２ではＸ方向）の一方向である場合、撮像素子の水平中心（水平原点）から水平方向の距離（水平座標）の絶対値範囲で分けるようにしてもよい。
【００７１】
次に、像ボケ量の重み付け（７）は、一対の相関信号から得られる像ズレ量から判定され、像ズレ量が大きくなるほどボケ状態が大きいとして重み付けが大きくなるように設定される。ここでは、像ズレの大きさを示す単位として撮像素子の画素ピッチ幅を例としている。なお、ボケ状態をより正確に行うため、焦点検出範囲での被写体のコントラスト評価を行いその結果を加味してもよい。
【００７２】
（８）は、焦点検出の際の像ブレ補正部材が中立の規定位置に対してプラス位置かマイナス位置かにより重み付け値を選択するものである。時系列で像ブレ補正部材位置が中立位置を跨る場合があるが、その現象は像ブレ補正部材位置が中立位置に対して微少な移動状態であるとして、像ブレ補正部材を制御する動作を行わず焦点検出とフォーカス駆動を行うようにするとよい。以上にて、重み付け係数（６）、（７）、（８）が選択される。
【００７３】
次に、選択された重み付け係数から像ブレ補正部材の制御値を算出する。このため、重み付けの正規化係数を事前に取得しておく。表４は、重み付け正規化係数を取得するための項目であり、基線長変化に対する重み付け（５）が取り得る最大値（９）、撮像素子像高割合の重み付け最大値（１０）、像ボケ量の重み付けの最大値（１１）を取得しておく。次に、以上得られた各重み付け係数を用いて焦点検出時に検出されている像ブレ補正部材位置に対して合焦速度低下を防止するための像ブレ補正部材の許容できる最大位置を算出する。
【００７４】
表５は、像ブレ補正部材制御値を算出する項目である。まず、基となる像ブレ補正部材の最大移動量を（Ａ）とする。そして、焦点検出状態と撮像装置の仕様に伴う基線長変化に対する重み付け係数（５）、（６）、（７）、（８）を積算したものを（Ｂ）とする。そして重み付けの正規化のために（９）、（１０）、（１１）を積算したものを（Ｃ）として、（Ｂ）から（Ｃ）にて除算を行い（Ｄ）とする。（Ｅ）は焦点検出時の像ブレ補正部材位置のプラス位置かマイナス位置かにより計算式内での数値符号を配慮するためのものである。以上得られている（Ａ）、（Ｄ）、（Ｅ）から合焦速度低下を防止するために補正を行う像ブレ補正部材の許容位置は、以下の式（１）で導かれる。
【００７５】
（（Ａ）−（（Ａ）ｘ（Ｄ）ｘ（Ｅ）））ｘ（Ｅ）  ・・・  （１）
式（１）は、像ブレ補正部材の最大移動位置から基線長変化影響度に応じて移動量を制限するような計算構造である。焦点検出の際の像ブレ補正部材が式（１）で算出された位置よりも離れている場合、式（１）で得られる位置に補正を行ってから再び焦点検出を行ってその結果からデフォーカス量を算出してフォーカス駆動を行う。一方、焦点検出の際の像ブレ補正部材が式（１）で算出された位置よりも離れていない場合、そのまま焦点検出結果からデフォーカス量を算出してフォーカス駆動を行うようにすれば良い。
【００７６】
以上の計算処理を行うことで、ボケ状態に応じて像ブレ補正部材位置を制御して合焦速度の低下を防止することが出来る撮像装置が達成される。なお本実施形態において、前述の各重み付け係数は、計算負荷低減のためリスト方式としてプリセット値を選択することにより得られるが、各重み付けを補間算出するため多項式の係数として保持するようにしてもよい。
【００７７】
次に、図１５を参照して、本実施形態における撮像装置１００で焦点位置検出を行い撮像光学系の合焦動作までの処理の流れの一例を述べる。図１５は、本実施形態における制御方法（撮像装置１００の合焦処理）を示すフローチャートである。図１５の各ステップは、撮像装置１００の各部により実行される。
【００７８】
本実施形態では、まずステップＳ０１において、ユーザがシャッターレリーズスイッチを操作して撮像装置１００の合焦動作が開始する。ただし、焦点検出動作は撮像装置の電源が投入されたタイミングで開始することも可能であり、以下の処理がシャッターレリーズ操作前に行われていてもよい。
【００７９】
続いて、焦点検出を行うにあたり、ステップＳ０２において撮像装置１００は焦点検出位置を取得する。焦点検出位置は、撮像素子１０４における有効画素領域の中心位置からの距離座標の他に最周辺位置に対する割合を用いてもよい。ステップＳ０２にて焦点検出位置が定まった場合、その領域の一対の相関信号を抽出する。そしてステップＳ０３において、撮像装置１００は焦点検出動作を行う。ここでは、得られた相関量から像ズレ量を換算する。
【００８０】
続いてステップＳ０４において、撮像装置１００は、像ズレ量から、焦点検出を行った領域の被写体の像ボケ量を推定した像ボケ量情報を取得する。続いてステップＳ０５において、撮像装置１００は、焦点検出の際の像ブレ補正部材位置情報を取得する。続いてステップＳ０６において、撮像装置１００は、ステップＳ０４にて得られた像ボケ量と像ブレ補正部材位置が補正必要閾値よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ０６にて像ボケ量と像ブレ補正部材位置が補正必要閾値よりも小さい場合、ステップＳ１２へ移行する。一方、像ボケ量と像ブレ補正部材位置が補正必要閾値よりも大きい場合、ステップＳ０７に移行し、撮像装置１００は基線長変化要素情報（合焦精度変化情報）を取得する。基線長変化要素情報は、像ブレ補正部材の移動に伴い像ズレ量が変化する要素に関する情報である。撮像装置１００が補正レンズ群移動方式を採用している場合、補正レンズ群の移動に伴う光線ケラレ状態の情報である。一方、撮像装置１００が撮像素子移動方式を採用している場合、前述のように、撮像素子１０４が移動することにより焦点検出画素の信号強度変化影響に関わりのある撮像素子１０４の受光瞳位置と撮像光学系射出瞳位置との差異距離量が要素となる。
【００８１】
続いてステップＳ０８において、撮像装置１００は、像ブレ補正部材の最大許容位置を計算する。なお、この計算の例については後述する。続いてステップＳ０９において、撮像装置１００は、ステップＳ０８にて取得された像ブレ補正部材位置の許容位置（最大許容位置）が許容位置閾値よりも大きいか否かを判定する。許容位置が許容位置閾値よりも大きい場合、ステップＳ１０に進み、撮像装置１００は像ブレ補正部材を許容位置内に移動させる。なお、像ブレ補正部材の移動は、像ブレ補正部材の中立位置からステップＳ０８にて算出された許容位置の範囲内であればよいため、粗い精度での駆動で構わない。
【００８２】
像ブレ補正部材の移動後、ステップＳ１１において、撮像装置１００は、焦点検出動作を再び行う。そして撮像装置１００は、ステップＳ１１の焦点検出動作により得られた相関（像ズレ）情報に基づいて、焦点検出の際における撮像光学系の設定状態に応じた基線長情報を取得する。続いてステップＳ１２において、撮像装置１００は、基線長情報と相関量とに基づいてデフォーカス量に関する演算を行い、残存しているデフォーカス状態を合焦状態にするためのフォーカス駆動量（フォーカス駆動量情報）を算出する。続いてステップＳ１３において、撮像装置１００は、得られたフォーカス駆動量を用いてフォーカス駆動動作を行う。フォーカス駆動動作を行った後、ステップＳ１４において、撮像装置１００は再び焦点検出動作を行い、焦点検出動作により検出された相関量から再びデフォーカス量を検出する。
【００８３】
続いてステップＳ１５において、検出されたデフォーカス量が合焦と見なされる範疇の範囲内（合焦状態）であるか否かを判定する（合焦判定を行う）。ステップＳ１５にて合焦状態ではないと判定された場合、ステップＳ１２に戻る。そして撮像装置１００は、再び、合焦状態にするためのフォーカス駆動量算出、フォーカス駆動動作、および、焦点検出動作を行い、ステップＳ１５にて合焦状態と判定されるまでステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１５にて合焦状態であると判定された場合、撮像装置１００は、焦点検出動作を止めて静止画撮影時には画像取り込み動作等に移行する。
【００８４】
ステップＳ０９において、ステップＳ０８にて算出された像ブレ補正部材の最大許容位置が許容位置閾値よりも小さいと判定された場合、ステップＳ１２へ移行し、撮像装置１００は合焦状態になるまでステップＳ１２〜Ｓ１４の処理を繰り返す。以上、本実施形態の焦点検出から像ボケ状態に応じた像ブレ補正部材の位置制御を行って合焦までのフローについて説明した。
【００８５】
次に、図１６を参照して、図２乃至図４の説明で述べたように焦点検出画素がＸ方向とＹ方向の両方向の相関演算が可能な撮像装置に関しての処理方法を説明する。ここでは、像ブレ補正部材の移動制御量を減少するため、Ｘ、Ｙの両方向の相関結果と像ブレ補正部材の位置を検出して、像ブレ補正部材の移動制御が小さくなる方向の相関結果で合焦駆動を行う方法について説明する。
【００８６】
図１６は、本実施形態における別の制御方法を示すフローチャートである。図１６の各ステップは、撮像装置１００の各部により実行される。まずステップＳ１０１、Ｓ１０２において、図１５のステップＳ０１、Ｓ０２と同様に、撮像装置１００は、ユーザのシャッターレリーズ操作により決定される焦点検出位置を取得する。続いてステップＳ１０３において、撮像装置１００は、相関のＸ方向とＹ方向への像ブレ補正部材の移動量（移動制御量）を取得する。ここでの移動量は、像ブレ補正部材の無補正状態の規定位置からの移動量に相当する。
【００８７】
続いてステップＳ１０４において、撮像装置１００は、Ｘ方向とＹ方向の移動量を比較し、いずれの方向の移動量が小さいかを判定する。このときの比較量は、移動のプラス方向とマイナス方向に関わららないように絶対値比較すればよい。ただし、方向により像ズレ量変化の影響度が異なる場合、移動方向に対しての移動量に合焦精度変化情報である重み付けを行うようにしてもよい。ステップＳ１０４にてＸ方向における像ブレ補正部材の移動量がＹ方向の移動量よりも小さい場合、ステップＳ１０５へ移行し、撮像装置１００はＸ方向の像ブレ補正部材の移動制御を選択する。一方、Ｙ方向の移動量がＸ方向の移動量よりも小さい場合、ステップＳ１０６へ移行し、撮像装置１００はＹ方向の像ブレ補正部材の移動制御を選択する。
【００８８】
続いてステップＳ１０７において、撮像装置１００は、ステップＳ１０５またはステップＳ１０５にて選択された相関方向で焦点検出動作を行い、その相関方向において、図１５のＡに移行し、像ボケ量の検出処理以降を前述と同様に行って合焦状態とする。以上により、像ブレ補正部材の制御量（移動制御量）が減少し、移動制御時間の短縮と制御時の被写体像の移動変化量を抑制することが可能となる。
【００８９】
本実施形態によれば、像ブレを補正する際の像ブレ補正部材の移動による焦点検出変化が起因となる合焦時間の低下を簡素な処理で抑制することができる。本実施形態は、好ましくは、位相差検出方式の焦点検出用画素を有する撮像素子を備えた撮像装置に適用される。また本実施形態は、撮像光学系内のレンズ群または撮像素子を移動させて像ブレを補正する一眼レフカメラやコンパクトデジタルカメラの他に、ビデオカメラ等の撮像装置に適用可能である。
【００９０】
表６は、撮像装置１００が補正レンズ群移動補正方式を採用している場合の大ボケ状態および小ボケ状態での制御計算の例を示す。表７は、撮像装置１００が撮像素子移動補正方式を採用している場合の大ボケ状態および小ボケ状態での制御計算の例を示す。
【００９１】
このように本実施形態において、制御装置（撮像装置１００）は、焦点検出手段（相関演算手段１１６）および算出手段（フォーカス駆動量算出手段１１７）を有する。また制御装置は、補正手段（像ブレ補正部材駆動量決定手段１１２、撮像素子駆動手段１１４）および取得手段（合焦精度変化情報取得手段１０７）を有する。焦点検出手段は、撮像光学系の第１の瞳領域を通過した光束から得られる第１の像信号と、撮像光学系の第２の瞳領域を通過した光束から得られる第２の像信号との相関量に基づいて焦点検出を行う（像ズレ量を算出する）。算出手段は、焦点検出の結果に基づいて、合焦制御を行うためのフォーカス駆動量を算出する。補正手段は、像ブレ補正部材の移動により像ブレ補正を行う。取得手段は、像ブレ補正部材の移動による合焦精度の変化に関する情報（合焦精度変化情報）を取得する。補正手段は、合焦精度の変化に関する情報を用いて前記像ブレ補正部材の移動制御を行う。算出手段は、像ブレ補正部材の移動制御後の焦点検出の結果に基づいて、フォーカス駆動量を算出する。
【００９２】
好ましくは、像ブレ補正部材は撮像素子（１０４）である。合焦精度の変化に関する情報は、撮像素子の入射瞳位置情報（撮像素子受光瞳情報１０８）と撮像光学系の射出瞳位置情報（撮像光学系射出瞳情報１０９）と撮像素子における焦点検出の画素位置情報（焦点検出範囲）とを含む。また好ましくは、像ブレ補正部材は撮像光学系の像ブレ補正レンズであり、合焦精度の変化に関する情報は、撮像素子における焦点検出の画素位置情報（焦点検出範囲）と像ブレ補正レンズにおける像ブレ補正の際の光線ケラレ情報とを含む。
【００９３】
好ましくは、合焦精度の変化に関する情報は、焦点検出の結果に基づいて取得された被写体の像ボケ量情報を含む。また好ましくは、補正手段は、合焦精度の変化に関する情報に基づく像ブレ補正部材の移動制御による移動量が所定の移動量を超えていない場合、前記情報に基づく移動制御を行わない（Ｓ０６）。
【００９４】
好ましくは、補正手段は、焦点検出手段が焦点検出を行う相関方向のみを移動制御方向として、像ブレ補正部材を移動させる（Ｓ１０４〜Ｓ１０７）。より好ましくは、補正手段は、移動制御方向に応じて、像ブレ補正部材の移動量を変更する（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。より好ましくは、焦点検出手段は、第１の方向における第１の相関量および第２の方向における第２の相関量を算出し、第１の相関量が第２の相関量よりも小さい場合、第１の相関量を用いて焦点検出を行う。そして補正手段は、像ブレ補正部材を第１の方向に移動させてから、像ブレ補正を行う（Ｓ１０７）。
【００９５】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００９６】
本実施形態によれば、簡素な構成で、像ブレ補正の際のフォーカス駆動量の誤差を低減して合焦速度の低下を抑制することが可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。
【００９７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００９８】
【表１】
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【００９９】
【表２】
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【０１００】
【表３】
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【０１０１】
【表４】
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【０１０２】
【表５】
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【０１０３】
【表６】
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【０１０４】
【表７】
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【符号の説明】
【０１０５】
１００  撮像装置（制御装置）
１０７  合焦精度変化情報取得手段（取得手段）
１１２  像ブレ補正部材駆動量決定手段（補正手段）
１１４  撮像素子駆動手段（補正手段）
１１６  相関演算手段（焦点検出手段）
１１７  フォーカス駆動量算出手段（算出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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