(57)【要約】【課題】  高精度なピント補正値を、一般の被写体を用いて、ユーザへの負荷無く容易に取得できるようにすること。【解決手段】  撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子から出力された信号から取得した焦点検出信号対を用いて、合焦位置を検出する焦点検出手段と、前記複数の画素の領域を複数に分割した各分割領域について、前記焦点検出信号対を用いて前記合焦位置の補正値を求める演算手段と、前記焦点検出信号対が、前記補正値を求めるのに適しているかどうかを判定する判定手段と、前記演算手段により求めた前記補正値を記憶する記憶手段と、を有し、前記演算手段は、前記判定手段が適していないと判定した場合に、前記補正値を求める処理を行わない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号から取得した焦点検出信号対を用いて、合焦位置を検出する焦点検出手段と、
前記複数の画素の領域を複数に分割した各分割領域について、前記焦点検出信号対を用いて前記合焦位置の補正値を求める演算手段と、
前記焦点検出信号対が、前記補正値を求めるのに適しているかどうかを判定する判定手段と、
前記演算手段により求めた前記補正値を記憶する記憶手段と、を有し、
前記演算手段は、前記判定手段が適していないと判定した場合に、前記補正値を求める処理を行わないことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記焦点検出信号対を第１の周波数帯域のフィルタにより処理して、第１の信号対を出力する第１のフィルタ手段と、
前記焦点検出信号対を前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域のフィルタにより処理して、第２の信号対を出力する第２のフィルタ手段と、を更に有し、
前記焦点検出手段は、視差を有する信号対の相関量を演算する相関演算手段を含み、
前記演算手段は、前記相関演算手段により前記第１の信号対の相関量から得られた第１の合焦位置と、前記第２の信号対の相関量から得られた第２の合焦位置との差を、前記補正値として求め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】
前記焦点検出信号対の各色間の信号に色の偏りがあるか否かを判断する判断手段を更に有し、
前記判定手段は、前記第１の信号対および前記第２の信号対の形状と、前記判断手段による判断の結果に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記補正値を、前記撮影光学系のズーム倍率、フォーカス位置、絞りのＦ値の少なくともいずれかに対応させて取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の分割領域のうち、前記焦点検出手段により検出された、前記撮影光学系の焦点を合わせる分割領域の合焦位置を、当該分割領域と、前記撮影光学系のズーム倍率、フォーカス位置、絞りのＦ値の少なくともいずれかに対応する、前記記憶手段に記憶された補正値により補正する補正手段と
を更に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６】
前記撮影光学系のズーム倍率、フォーカス位置、絞りのＦ値の少なくともいずれかに対応する補正値が、前記記憶手段に記憶されているか否かを表す情報を前記分割領域ごとに記憶する第２の記憶手段を更に有することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記演算手段は、前記第２の記憶手段に記憶された情報に基づいて、前記記憶手段に前記補正値が記憶されていない分割領域の補正値を求めることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号から取得した焦点検出信号対を取得する取得手段と、
前記焦点検出信号対を、予め決められた方向に予め決められた数ずつ加算する加算手段と、
前記加算手段により加算された前記焦点検出信号対を用いて、第１の合焦位置を検出すると共に、前記第１の合焦位置を検出する際よりも前記加算手段による加算数が少ない前記焦点検出信号対を用いて、第２の合焦位置を検出する焦点検出手段と、
前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置との差を、合焦位置の補正値として求める演算手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
前記加算手段により加算された前記焦点検出信号対を第１の周波数帯域のフィルタにより処理して、第１の信号対を出力する第１のフィルタ手段と、
前記焦点検出信号対を前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域のフィルタにより処理して、第２の信号対を出力する第２のフィルタ手段と、を更に有し、
前記焦点検出手段は、視差を有する信号対の相関量を演算する相関演算手段を含み、
前記演算手段は、前記相関演算手段により前記第１の信号対の相関量から得られた第１の合焦位置と、前記第２の信号対の相関量から得られた第２の合焦位置との差を、前記補正値として求めることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第１の合焦位置に、前記撮影光学系に含まれるフォーカスレンズを駆動するように制御する制御手段を更に有し、
前記演算手段は、前記第１の合焦位置に前記フォーカスレンズが駆動された後に得られた信号に基づいて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記焦点検出手段は、前記第２の合焦位置を検出する際、前記加算手段による加算がされていない前記焦点検出信号対を用いることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む複数の画素を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
焦点検出手段が、前記撮像素子から出力された信号から取得した焦点検出信号対を用いて、合焦位置を検出する焦点検出工程と、
演算手段が、前記複数の画素の領域を複数に分割した各分割領域について、前記焦点検出信号対を用いて前記合焦位置の補正値を求める演算工程と、
判定手段が、前記演算工程を行う前に、前記焦点検出信号対が、前記補正値を求めるのに適しているかどうかを判定する判定工程と、
記憶手段が前記演算工程で求めた前記補正値を記憶する記憶工程と、を有し、
前記演算工程では、前記判定工程で適していないと判定した場合に、前記補正値を求める処理を行わないことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
第１のフィルタ手段が、前記焦点検出信号対を第１の周波数帯域のフィルタにより処理して、第１の信号対を出力する第１のフィルタ工程と、
第２のフィルタ手段が、前記焦点検出信号対を前記第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域のフィルタにより処理して、第２の信号対を出力する第２のフィルタ工程と、を更に有し、
前記焦点検出工程は、視差を有する信号対の相関量を演算する相関演算工程を含み、
前記演算工程では、前記相関演算工程で前記第１の信号対の相関量から得られた第１の合焦位置と、前記第２の信号対の相関量から得られた第２の合焦位置との差を、前記補正値として求めることを特徴とする請求項１２に記載の制御方法。
【請求項１４】
判断手段が、前記焦点検出信号対の各色間の信号に色の偏りがあるか否かを判断する判断工程を更に有し、
前記判定工程は、前記第１の信号対および前記第２の信号対の形状と、前記判断工程による判断の結果に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項１３に記載の制御方法。
【請求項１５】
撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む複数の画素を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
取得手段が、前記撮像素子から出力された信号から取得した焦点検出信号対を取得する取得工程と、
加算手段が、前記焦点検出信号対を、予め決められた方向に予め決められた数ずつ加算する加算工程と、
焦点検出手段が、前記加算工程で加算された前記焦点検出信号対を用いて、第１の合焦位置を検出すると共に、前記加算工程で加算されていない前記焦点検出信号対を用いて、第２の合焦位置を検出する焦点検出工程と、
演算手段が、前記第１の合焦位置と前記第２の合焦位置との差を、合焦位置の補正値として求める演算工程と、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１６】
コンピュータに、請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像面位相差方式の焦点検出を行う撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮影装置において、ライブビュー撮影時の合焦速度の高速化のために、コントラスト方式の焦点検出に代わり、撮像面に位相差方式の焦点検出を行うための焦点検出画素を配置した撮像素子を用いたものが存在する。以下、この方式を「撮像面位相差方式」と呼ぶ。
【０００３】
撮像面位相差方式の焦点検出では、被写体信号の高周波ノイズ成分によって焦点検出可能な被写体が限定されてしまうことを防止するために、焦点検出用の被写体信号に低周波帯域フィルタを適応することが一般的に行われている。そのため、空間周波数が高周波である被写体に対しては、撮影光学系が有する収差量により、被写体の有する空間周波数と焦点検出時の周波数との差に起因する焦点検出位置の差が生じてしまい、最良なピント位置からズレを生じる場合がある。
【０００４】
また、撮像面位相差方式の焦点検出により検出された合焦位置と、撮像した画像のピントが最も合うベストピント位置が異なってしまう別の１つの要因として、焦点検出する周波数帯域が、撮影した画像と異なることがある。焦点検出を実施する際は、演算処理負荷の低減やノイズの除去等のために、検出に用いる信号を加算して信号量を圧縮し、低域の空間周波数帯域の信号を用いて検出することが多い。一方、撮像した画像を鑑賞する際は、信号量が圧縮されていない非加算画像を鑑賞することが多いため、高域の空間周波数帯域でピント位置がズレてしまう場合がある。
【０００５】
上述した問題を解消するために、ピント補正値を撮影装置や交換可能な撮影光学装置内に持たせて、最良なピント状態とする提案（特許文献１参照）や実製品が存在する。
【０００６】
更に、任意の撮影光学系と撮影装置が組み合わさった状態で被写体やチャート像を撮影して、撮像面位相差方式とコントラスト方式によるピント位置の差を検出し、その差分をピント補正値とするキャリブレーション機能が提案がされている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−１７２１１０号公報
【特許文献２】特開２０１５−１７９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
コントラスト方式は、撮影光学系のフォーカスレンズ群を移動させながら撮影を行い、得られた画像のコントラストが最大となるピント位置を検索する方式である。そのため、特許文献２に記載されたピント補正値を取得する方法では、キャリブレーション中に撮影範囲や被写体距離が変化しないように撮影装置を固定しておく必要がある。
【０００９】
また、ピント補正値を取得するための被写体として、予め専用に用意されているチャート画像を用いるのが望ましいが、そのようなチャート画像が用意できない場合に、一般の被写体を用いてピント補正値を取得する場合には次のような問題があった。すなわち、その被写体がピント補正値を取得するための被写体として適したものであるかの判断をユーザが行わなければならないが、ユーザにとって判断が難しく、煩わしいものであった。
【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、高精度なピント補正値を、一般の被写体を用いて、ユーザへの負荷無く容易に取得できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮影光学系の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子から出力された信号から取得した焦点検出信号対を用いて、合焦位置を検出する焦点検出手段と、前記複数の画素の領域を複数に分割した各分割領域について、前記焦点検出信号対を用いて前記合焦位置の補正値を求める演算手段と、前記焦点検出信号対が、前記補正値を求めるのに適しているかどうかを判定する判定手段と、前記演算手段により求めた前記補正値を記憶する記憶手段と、を有し、前記演算手段は、前記判定手段が適していないと判定した場合に、前記補正値を求める処理を行わないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、高精度なピント補正値を、一般の被写体を用いて、ユーザへの負荷無く容易に取得できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮影装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施形態における画素配列の概略図。
【図３】実施形態における画素の概略平面図と概略断面図。
【図４】実施形態における画素と瞳分割の概略説明図。
【図５】実施形態における撮像素子と瞳分割の概略説明図。
【図６】実施形態における第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と像ずれ量の概略関係図。
【図７】実施形態における各画素を２分割した焦点検出用画素の配列の一例を示す図。
【図８】実施形態における各画素を４分割した焦点検出用画素の配列の一例を示す図。
【図９】実施形態におけるマスクを利用した焦点検出用画素の配列の一例を示す図。
【図１０】実施形態におけるマスクを利用した焦点検出用画素の配列の別の一例を示す図。
【図１１】第１の実施形態における撮影光学系で発生する球面収差量と周波数帯域におけるピント移動の関係を説明する図。
【図１２】第１の実施形態における焦点検出信号に異なる周波数帯域フィルタを適応した場合に起こるピントのずれを説明する図。
【図１３】第１の実施形態における異なる周波数帯域フィルタを適応した焦点検出信号に基づくピント補正値演算の適性を判定する方法を説明する図。
【図１４】第１の実施形態における焦点検出信号の各色の信号の振幅の一例を示す図。
【図１５】第１の実施形態におけるピント補正値の有無及びピント補正値の取得適正の評価結果の一例を示す図。
【図１６】第１の実施形態における撮影条件及び焦点検出範囲と、ピント補正値の取得状況を示すフラグ情報との関係を示す概念図。
【図１７】第１の実施形態における焦点調節処理を示すフローチャート。
【図１８】第１の実施形態におけるピント補正値演算処理を示すフローチャート。
【図１９】第２の実施形態における撮像装置の概略構成図。
【図２０】第２の実施形態における焦点検出処理を示すフローチャート。
【図２１】第２の実施形態におけるピント補正値の算出処理を示すフローチャート。
【図２２】第２の実施形態におけるフィルタ周波数帯域例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
【００１５】
＜第１の実施形態＞
［撮像装置の構成］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図である。図１において、撮影光学ユニット１には、絞り２や、光軸方向に移動することで結像位置を変化させるフォーカスレンズ群３が配置される。また、不図示ではあるが、光軸方向に移動することで撮影倍率を変化させるズームレンズを有する。絞り２は、測光部６による測光結果に基づいて、適切な露出状態となるように開口径が駆動される。なお、撮影光学ユニット１は、撮像装置１００と一体的に構成されていても、交換可能であっても良い。
【００１６】
撮影光学ユニット１を介して入射した被写体像は、入射した光量に応じて電荷を生成する、ＣＭＯＳセンサなどの画素部と、その周辺回路で構成された撮像素子４上に結像される。撮像素子４の画素部は、行列状に配置された複数の画素を含み、ベイヤ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ている。また、撮像素子４の画素中には、撮像面位相差方式の焦点検出を行うために、焦点検出画素が配置されている。なお、撮像素子４の画素の構成については、詳細に構成する。撮像素子４は、被写体像を光電変換して得られた信号を出力する。
【００１７】
画像信号抽出部５は、撮像素子４から出力された信号から不要信号を排除して、画像信号の抽出を行う。測光部６は、画像信号抽出部５で抽出された画像信号の信号強度を検知して露光量決定部７に出力する。露光量決定部７は、適切な露出状態になるように、撮像素子４における信号の増減処理に用いられるゲインと、絞り２の開口径とを決定し、ゲイン調整部８と、絞り制御部９とにそれぞれ決定したゲインと開口径とを通知する。ゲイン調整部８は、通知されたゲインとなるように撮像素子４を調整し、絞り制御部９は、通知された開口径となるように絞り２を制御する。
【００１８】
一方、画像信号抽出部５で抽出された画像信号は、焦点検出範囲決定部１２にも出力される。焦点検出範囲決定部１２では、焦点状態を検出する焦点検出範囲を決定し、相関信号抽出部１３において、画像信号抽出部５で抽出された画像信号のうち、決定された焦点検出範囲内にある焦点検出画素の焦点検出信号を取得する。そして、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４において、焦点検出信号から、焦点検出に適した周波数帯域の信号であるＡＦ周波数帯域信号を抽出する。
【００１９】
次に、相関演算部１９において、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４により処理された焦点検出信号対を用いて相関演算を行い、像ずれ量を求めて、デフォーカス量に変換する。これと並行して、合焦精度を高めるために、ピント補正値選択部２２は、ピント補正値記憶部２４から撮影状態（例えば、ズーム倍率、フォーカス位置、Ｆ値）と焦点検出範囲とに対応するピント補正値を取得する。そして、フォーカス駆動量算出部２０において、相関演算部１９で得られたデフォーカス量に変換係数をかけることで求めたフォーカス駆動量に取得したピント補正値を加え、最終的なフォーカス駆動量を算出する。フォーカス駆動部２１は、算出されたフォーカス駆動量でフォーカスレンズ群３を駆動して、撮影光学ユニット１を合焦状態にする。
【００２０】
ここで、自動的にピント補正値を取得するモードに設定されている場合には、次の処理を並行して行う。まず、ピント補正値取得判定部２６が、取得情報記憶部２５に記憶されたピント補正値の有無を示す、後述するフラグ情報を参照し、撮影状態に基づいて未だピント補正値が取得されていない焦点検出範囲の情報を取得する。そして、取得したピント補正値が取得されていない焦点検出範囲の情報と撮影状態に基づいて、ピント補正値を取得する焦点検出範囲を焦点検出範囲決定部１２に伝達する。相関信号抽出部１３では、伝達された焦点検出範囲の焦点検出信号を抽出する。
【００２１】
上記のようにして抽出された相関信号に対して、以下に述べるような信頼性判定とピント補正値を取得する処理が行われる。
【００２２】
高周波数帯域信号抽出部１５は、相関信号抽出部１３で抽出した焦点検出信号から、官能的にピント判定を行う周波数帯域信号を抽出する。具体的には、高周波数帯域信号抽出部１５では、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４で抽出する周波数帯域よりも高周波帯域の焦点検出信号を抽出するようなフィルタ処理を施す。これと並行して、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４においては、先に述べたように焦点検出に適した周波数帯域の信号を抽出する。
【００２３】
色信号強度比較部１６は、撮像素子４の画素上に配置された、例えばベイヤ配列のカラーフィルタを介して分光されるＲＧＢの信号強度を比較して、被写体色に偏りがないかどうかを判定する。
【００２４】
次に、信頼性評価部１７において、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４、高周波数帯域信号抽出部１５、色信号強度比較部１６からの情報を用いて、信頼性の評価を行う。なお、ここで行う信頼性の評価方法については、詳細に後述する。
【００２５】
ピント補正値演算実行判断部１８は、信頼性評価部１７による評価結果に基づいて、焦点検出範囲決定部１２で決定した焦点検出範囲の被写体像信号を用いてピント補正値を取得するための演算を行うかどうかを判断する。
【００２６】
ピント補正値演算実行判断部１８にて、ピント補正値を取得すると判断した場合、相関演算部１９は、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４と高周波数帯域信号抽出部１５で抽出されたそれぞれの周波数帯域の焦点検出信号それぞれについて相関演算を行う。そして、ピント補正値演算部２３は、相関演算部１９で得られた２つの相関演算結果の差分値を求め、得られた差分値をピント補正値とする。そして、得られたピント補正値をピント補正値記憶部２４に格納すると共に、そのときの撮影状態と焦点検出範囲の情報に基づいて、取得情報記憶部２５に記憶されている補正値検出情報を更新する。
【００２７】
上述した処理を、ピント補正値が取得されていない焦点検出範囲について順次行う。
【００２８】
このように記憶されたピント補正値と、そのピント補正値が適応される撮影状態及び焦点検出範囲情報を用いて、撮影時に高精度に合焦を行うことが可能となる。そして、適切なフォーカス位置及び露光状態で取り込まれた被写体像の画像信号は、画像信号抽出部５を介して記録用画像生成部１０により記録に適した画像データに変換され、画像記録部１１により固体メモリ等の記録媒体に記憶される。
【００２９】
［撮像素子］
次に、本実施形態における撮像素子４の画素の配列例について説明する。
【００３０】
図２は、本実施形態における２次元ＣＭＯＳセンサ（撮像素子）の画素（撮像画素）配列を４列×４行の範囲で、焦点検出画素配列を８列×４行の範囲で示したものである。なお、ここでは、画素部にＣＭＯＳセンサを用いた場合について説明するが、光電変換を行うデバイスであればよく、ＣＭＯＳセンサに限定されるものでは無い。
【００３１】
画素群２００は、複数色のカラーフィルタに覆われた２行×２列の画素からなり、Ｒ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが左上に、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下に、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下に配置されている。さらに、各画素は２列×１行に配列された第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２により構成されている。図２に示した４列×４行の画素（８列×４行の焦点検出画素）を面上に多数配置し、撮像画像（焦点検出信号）の取得を可能としている。
【００３２】
図２に示した撮像素子４の１つの画素２００Ｇを、撮像素子４の受光面側（＋ｚ側）から見た平面図を図３（ａ）に示し、図３（ａ）のａ−ａ断面を−ｙ側から見た断面図を図３（ｂ）に示す。図３に示すように、本実施形態の画素２００Ｇでは、各画素の受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が形成され、ｘ方向にＮＨ分割（２分割）、ｙ方向にＮＶ分割（１分割）された光電変換部３０１と光電変換部３０２が形成される。光電変換部３０１及び３０２が、それぞれ、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２に対応する。
【００３３】
光電変換部３０１及び３０２は、ｐ型層とｎ型層の間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードとしても良いし、必要に応じて、イントリンシック層を省略し、ｐｎ接合フォトダイオードとしても良い。
【００３４】
各画素には、マイクロレンズ３０５と、光電変換部３０１および３０２との間に、カラーフィルタ３０６が形成される。本実施形態においては、上述したＲ（赤）の分光感度を有するカラーフィルタ、Ｇ（緑）の分光感度を有するカラーフィルタ、Ｂ（青）の分光感度を有するカラーフィルタのいずれかが配置される。ただし、カラーフィルタの分光感度特性はＲＧＢに限定されるものではなく、また、カラーフィルタを省略しても良い。
【００３５】
図３に示した画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５により集光され、カラーフィルタ３０６で分光されたのち、光電変換部３０１および３０２で受光される。光電変換部３０１及び３０２では、受光量に応じて電子とホールが対発生し、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層（不図示）に蓄積され、一方、ホールは定電圧源（不図示）に接続されたｐ型層を通じて撮像素子４の外部へ排出される。光電変換部３０１および３０２のｎ型層（不図示）に蓄積された電子は、転送ゲートを介して、静電容量部（ＦＤ）に転送され、電圧信号に変換されて出力される。
【００３６】
なお、図２に示す画素２００Ｒ，２００Ｂも、画素２００Ｇと同様の構成を有し、画素２００Ｇと同様にして、カラーフィルタ３０６により各色に分光された光に応じた電圧信号を出力する。
【００３７】
図３に示した本実施形態における画素構造と瞳分割との対応関係を図４を参照して説明する。図４は、図３（ａ）に示した本実施形態の画素構造のａ−ａ断面を＋ｙ側から見た断面図と結像光学系の射出瞳面をに示す図である。なお、図４では、射出瞳面の座標軸と対応を取るために、断面図のｘ軸とｙ軸を図３に対して反転させている。
【００３８】
第１瞳部分領域５０１は光電変換部３０１に対応し、重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面と、マイクロレンズ３０５によって概ね共役関係になっており、光電変換部３０１で受光可能な瞳領域を表している。第１瞳部分領域５０１は、瞳面上で＋Ｘ方向に重心が偏心している。
【００３９】
また、第２瞳部分領域５０２は光電変換部３０２に対応し、重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面と、マイクロレンズ３０５によって概ね共役関係になっており、光電変換部３０２で受光可能な瞳領域を表している。第２瞳部分領域５０２は、瞳面上で−Ｘ方向に重心が偏心している。
【００４０】
また、瞳領域５００は、光電変換部３０１及び３０２を全て合わせた際に画素２００Ｇ全体で受光可能な瞳領域である。４００は、絞り２の開口（射出瞳）を表している。
【００４１】
図５は、本実施形態の撮像素子４と瞳分割との対応関係を示した概略図である。第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２の結像光学系の異なる瞳部分領域を通過した一対の光束は、撮像素子４の各画素にそれぞれ異なる角度で入射し、２×１分割された第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２で受光される。
【００４２】
上述した構成を有する撮像素子４の各画素の第１焦点検出画素２０１の受光信号を集めて第１焦点検出信号を生成し、各画素の第２焦点検出画素２０２の受光信号を集めて第２焦点検出信号を生成して焦点検出を行う。
【００４３】
また、撮像素子４の各マイクロレンズ３０５に対応する画素毎に、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２の受光信号を加算することで、有効画素数Ｎの解像度の画像信号（加算信号）を生成することができる。
【００４４】
なお、次の様な方法による読み出しを行っても良い。まず、第１焦点検出画素２０１または第２焦点検出画素２０２の信号と、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２の信号を画素内で加算した信号とを読み出す。そして、加算した信号から、第１焦点検出画素２０１または第２焦点検出画素２０２の信号を差分することで、第１焦点検出画素２０１または第２焦点検出画素２０２のもう一方の信号を得ることができる。
【００４５】
［デフォーカス量と像ずれ量の関係］
次に、本実施形態の撮像素子４により取得される第１焦点検出信号と第２焦点検出信号の像ずれ量とデフォーカス量との関係について説明する。図６は、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号のデフォーカス量と第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量との関係を示す図である。撮像面８００に本実施形態の撮像素子４が配置され、図４、図５と同様に、結像光学系の瞳領域５００が、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２に２分割される。
【００４６】
デフォーカス量ｄは、被写体の結像位置から撮像面８００までの距離を大きさ｜ｄ｜としたとき、被写体の結像位置が撮像面８００より被写体側にある前ピン状態を負（ｄ＜０）、撮像面８００より被写体の反対側にある後ピン状態を正（ｄ＞０）として定義される。被写体の結像位置が撮像面８００（合焦位置）にある焦点状態はｄ＝０である。図６で、被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）の例を示しており、被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）の例を示している。前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）を合わせて、デフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）と呼ぶ。
【００４７】
前ピン状態（ｄ＜０）では、被写体８０２からの光束のうち、第１瞳部分領域５０１を通過した被写体光は、一度、集光した後、光束の重心位置Ｇ１を中心として幅Γ１に広がり、撮像面８００でボケた像となる。第２瞳部分領域５０２を通過した被写体光についても同様であり、重心位置Ｇ２を中心として幅Γ２に広がったボケた像を形成する。ボケた像は、撮像素子４に配列された各画素を構成する第１焦点検出画素２０１および第２焦点検出画素２０２により受光され、得られた受光信号から第１焦点検出信号および第２焦点検出信号が生成される。よって、第１焦点検出信号および第２焦点検出信号は、撮像面８００上の重心位置Ｇ１およびＧ２に、被写体８０２が幅Γ１およびΓ２にボケた被写体像として記録される。被写体像のボケ幅Γ１，Γ２は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。同様に、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝光束の重心位置の差Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するのに伴い、概ね、比例して増加していく。後ピン状態（ｄ＞０）でも、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と反対となるが、同様である。
【００４８】
このように、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号から算出される像ずれ量ｐはデフォーカス量ｄと概ね比例関係にあるため、事前に求めておいた換算係数Ｋを用いることで、像ずれ量ｐからデフォーカス量ｄを求めることができる。
【００４９】
撮像面位相差方式による焦点検出では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を相対的にシフトさせて互いの波形を重ね合わせ、波形の面積を計算し、信号の一致度を表す相関量（第１評価値）とする。撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するのに伴い、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量の大きさが増加する関係性から、相関（信号の一致度）が良くなるシフト量から像ずれ量を検出する。
【００５０】
ｋ番目の第１焦点検出信号をＡ（ｋ）、第２焦点検出信号をＢ（ｋ）、焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。また、シフト処理によるシフト量をｓ１、シフト量ｓ１のシフト範囲をΓ１とすると、相関量ＣＯＲは、式（１）により算出される。
【００５１】
2020038319.tif 000003
【００５２】
シフト量ｓ１のシフト処理により、ｋ番目の第１焦点検出信号Ａ（ｋ）とｋ−ｓ１番目の第２焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ１）を対応させて減算し、シフト減算信号を生成する。生成されたシフト減算信号の絶対値を計算し、焦点検出領域に対応する範囲Ｗ内で番号ｋの和を取り、相関量ＣＯＲ（ｓ１）を算出する。必要に応じて、各行毎に算出された相関量を、シフト量毎に、複数行に亘って加算しても良い。
【００５３】
そして、相関量ＣＯＲが最も小さくなる状態が、相関が最も取れている状態であり、このときのシフト量ｓ１を像ずれ量として、デフォーカス量に変換する。
【００５４】
［他の構成例］
なお、上述した例では、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されている例を示しているが、必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行っても良い。
【００５５】
図７は、撮像素子４の別の画素配列の一例を示したものであり、ｘ方向に分割された第１の画素７００と、ｙ方向に分割された第２の画素７０１を、交互に市松模様に配置した場合を示している。各画素の構成は、分割方向が異なる以外は、上述した図２に示す画素と同様である。
【００５６】
図７に示す画素配列は、以下の特徴を有している。すなわち、ｘ方向に並ぶ第１の画素７００の第１焦点検出画素７０２の受光信号を集めて生成した第１焦点検出信号と、第２焦点検出画素７０３の受光信号を集めて生成した第２焦点検出信号は、ｙ方向の縦縞パターンの被写体の検出に適している。同様に、ｙ方向に並ぶ第２の画素７０１の第３焦点検出画素７０４の受光信号を集めて生成した第３焦点検出信号と、第４焦点検出画素７０５の受光信号を集めて生成した第４焦点検出信号は、ｘ方向の縦縞パターンの被写体の検出に適している。
【００５７】
図８は、撮像素子４の更に別の画素配列の一例を示したものであり、各画素７１０が、１つのマイクロレンズに対して４つの第１〜第４焦点検出画素７１１〜７１４を配した構成を有する。このような構成では、第１焦点検出画素７１１と第３焦点検出画素７１３、第２焦点検出画素７１２と第４焦点検出画素７１４の受光信号をそれぞれ画素内で加算して読み出すことで、図７の第１の画素７００と同様の信号を得ることができる。また、第１焦点検出画素７１１と第２焦点検出画素７１２、第３焦点検出画素７１３と第４焦点検出画素７１４の受光信号をそれぞれ画素内で加算して読み出すことで、図７の第２の画素７０１と同様の焦点検出信号を得ることができる。なお、画像信号として用いる際には、第１〜第４焦点検出画素７１１〜７１４の信号を加算すれば良い。なお、図７に示す構成を有する撮像素子４と同様に、第１〜第４焦点検出画素７１１〜７１４の一部の信号と、第１〜第４焦点検出画素７１１〜７１４を加算した信号を読み出し、差分することで、一対の信号と撮影画像用の信号を得るようにしても良い。
【００５８】
また、加算の組み合わせは、画素毎に変更することができるため、図２に示す配列と等価な画素配列としたり、千鳥配列的に互い違いに加算の組み合わせを変えることで、図７で示す配列と等価な画素配列とすることもできる。
【００５９】
さらに、加算の組み合わせは、撮影状態に応じて時系列的に、全画素において変更しても良い。その場合、同パターン方向の被写体を焦点検出する焦点検出画素が密な状態になるため、焦点検出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焦点検出できなくなる問題を回避することができる。
【００６０】
また、図２に示す撮像素子４は、それぞれの撮像画素が第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２とから構成されているが、本発明はこれに限るものではない。必要に応じて、結像光学系の第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２とを合わせた瞳領域５００を通過した光束を受光する撮像画素と、第１焦点検出画素２０１および第２焦点検出画素２０２を個別の画素構成としてもよい。その場合、撮像画素による配列の一部に、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２を部分的に配置する構成としても良い。
【００６１】
図９は、撮像素子４の画素配列の更に別の一例を示したものである。図９において、９００は、撮像画像を形成するための撮像画素であり、９０１〜９０４は画素内に、例えば特開２００９−２４４８６２号公報に記された公開技術等を利用して遮光構造が配された焦点検出画素である。第１焦点検出画素９０１と第２焦点検出画素９０２は対を成し、撮像面位相差方式の焦点検出に用いる焦点検出信号対を出力する。この焦点検出信号対は、ｙ方向の縦縞パターンの被写体のピント位置を検出するのに適している。同様に、第３焦点検出画素９０３と第４焦点検出画素９０４は対を成し、撮像面位相差方式の焦点検出に用いる焦点検出信号対を出力する。この焦点検出信号対は、ｘ方向の横縞パターンの被写体のピント位置を検出するのに適している。
【００６２】
図１０は、図９と同様に、撮像画素の一部に遮光部材を配して焦点検出画素とした画素構造の例である。図１０に示す例では、撮像画素の右半分を遮光した形状の遮光部材により覆われた第１焦点検出画素９０１と、撮像画素の左半分を遮光した形状の遮光部材に覆われた第２焦点検出画素９０２とを、ｘ方向に交互に配置している。この例では、撮像画素中の水平１行をすべて焦点検出画素に用いているが、色フィルタがベイヤ配列構造である場合は特定の色フィルタを有する画素を焦点検出画素としても良い。またこの例では、水平方向にのみ、信号をシフトして相関演算を行うため、縦縞パターンの被写体の焦点検出を行うのに適している。
【００６３】
上述したような構造の撮像素子４を用いることで、撮像素子４が受光した画像の画像記録やライブビュー表示をリアルタイムに行いながら、位相差方式の焦点検出を行うことが可能となる。
【００６４】
なお、撮像素子４の構成は、上述した構成に限られるものでは無く、撮影光学ユニット１の互いに異なる瞳領域を通過した被写体光に基づいて、視差を有する焦点検出信号対を取得可能に信号を出力する焦点検出画素を含む構成であれば良い。
【００６５】
［ピント補正値］
次に、高周波成分の焦点検出信号と低周波数成分の焦点検出信号を用いて焦点検出を行った場合に、検出されるピント位置が異なる理由について、光学系の収差状態と、帯域フィルタを介した焦点検出信号の例を用いて説明する。
【００６６】
図１１は、撮影光学ユニット１の結像状態における収差発生状態の一例を示す図である。図１１（ａ）は、光路図を示したもので、ＡＸは光学系の光軸、ＯＢＪは被写体位置、ＩＭＧは結像位置、Ｓは絞り２、Ｈは瞳高さ、Ｚは光軸方向の座標を示している。図１１（ｂ）は、中心像高における収差発生状態、図１１（ｃ）は周辺像高における収差発生状態の例を示しており、Ｈは、図１１（Ａ）における瞳高さＨの位置を通過した光線が、座標Ｚ位置に結像されることを示している。
【００６７】
光学系の結像状態において球面収差が発生することは良く知られている。球面収差は光線が光学系の瞳を通過する際の瞳の高さ（すなわち、光軸からの距離）によって、結像する位置が異なってくる現象である。球面収差により図１１（ａ）及び（ｂ）に示す理想ピント位置に対してピントズレが発生する。球面収差は中心像高と周辺像高とで特性が異なるとともに、絞りの開口径の変化により瞳高さが制限されると特性が変化する。周辺像高での球面収差は光軸の上下方向での瞳高さに対してのピント変化が非対称となりコマ収差とも呼ばれるが、上下方向での非対称性を有した球面収差と表現できるものである。
【００６８】
球面収差が大きくなると、理想ピント位置からのズレが大きくなるほどボケ量が大きくなるため、被写体像の高周波成分が失われて低周波成分が増大する。そのような周波数成分を含んだ信号を周波数帯域の異なるフィルタ処理を行った焦点検出信号を用いて焦点検出を行うと、高周波帯域フィルタ処理を行った場合と、低周波帯域フィルタ処理を行った場合とで、検出結果が異なってくる。上述したような球面収差成分は撮影光学系により異なり、また同じ撮影光学系でも、Ｆ値、ズーム倍率、フォーカス位置、像高位置等に応じてそれぞれ特性が異なる。
【００６９】
図１２は、撮影光学系を介して入射した被写体像の焦点検出信号の一方に対して、低周波帯域フィルタ処理と高周波帯域フィルタ処理をそれぞれ行った焦点検出信号を用いて焦点検出を行った場合に起こる差を説明する図である。
【００７０】
図１２（ａ）は、例えば黒地に白色の１本の線が引かれたような被写体が本来有する信号特性を示している。収差の無い撮影光学系を介した場合の理想的な焦点状態では、白黒境界は先鋭なエッジ像となる。図１２（ｂ）は、撮影光学系を介して入射する図１２（ａ）と同じ被写体像の焦点検出信号に、低周波帯域フィルタ処理を行って得られた信号を用いて、焦点検出及び焦点調節を行って、像ずれ量が無くなるフォーカス状態にした時の信号である。図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）と同じフォーカス状態で、図１２（ｂ）よりも高周波帯域のフィルタ処理を行った信号を示す。図１２（ｂ）では、合焦していると判定されるのに対し、図１２（ｃ）では、像ずれが生じていることが分かる。
【００７１】
この現象は、図１１で説明を行ったように、撮影光学系の収差の影響によるものである。理想ピント位置近傍では、被写体信号に高周波成分が存在している。しかしながら物体側にピント位置が移動すると、被写体信号に低周波成分が多く発生する。同様の理由で、周波数帯域フィルタ処理を行った焦点検出信号は、フィルタで分離された周波数帯域により焦点検出結果が異なる。本来は、できるだけ高周波帯域フィルタを用いた信号を用いて焦点検出を行うのが理想である、しかしながら、高周波信号成分は、焦点検出を行う対象の被写体の依存性が大きく、誤検出が発生する頻度が多いという問題が生じる。また、撮像素子や電気回路が発生する高周波信号ノイズを通してしまうため、ノイズ信号に対して相関評価を行って誤検出を招いてしまう。
【００７２】
そのため、被写体依存性を下げて様々な撮影シーンに対応するように位相差方式の焦点検出を行うには、相関演算に用いる信号は、例えばナイキスト周波数の１０％相当位の比較的低周波帯域のフィルタ処理を行って得るのが良い。そして理想ピント位置に近い高周波成分での焦点検出位置を低周波成分での焦点検出結果から導きだすために、異なる周波数帯域での焦点検出位置差をピント補正値とする。そして、ピント補正値を低周波帯域の信号を用いて焦点検出されたピント位置に加算することで、ピント位置を理想ピント位置近傍に設定することが可能になる。更に、ピント補正値は、収差状態が異なる各種の撮影光学系でのＦ値やズーム倍率、フォーカス位置、像高位置等の様々な光学系状態を網羅するように記憶されていることが望ましい。
【００７３】
このように、正確なピント補正値は、実際に撮影される被写体を用いて、被写体信号から異なる帯域フィルタ処理を行い、相関演算による焦点検出位置の差をピント補正値として取得することで得ることができる。しかしながら、撮影された被写体像が、焦点検出に適したものでなければ、正確なピント補正値を取得することができない。そのため、本実施形態では、被写体信号を評価して、ピント補正値を得るのに適切な特性であるかどうかを判断する。
【００７４】
［被写体像の評価］
次に、撮影された被写体像が、焦点検出に適したものであるかどうかを表する評価方法について、図１３を用いて説明する。図１３は、被写体像信号に高周波帯域フィルタ処理及び低周波処理を行ったそれぞれの信号の信頼性を判定するための方法の一例を、概略信号形状で示したものである。
【００７５】
図１３（ａ）は、図１２（ａ）に示す特性を有する被写体の焦点検出信号に対して、高周波帯域のデジタルフィルタを適応した焦点検出信号、図１３（ｄ）は、その周波数より低い周波数帯域のデジタルフィルタを適応した焦点検出信号である。図１３（ｂ）及び（ｅ）は、それぞれ図１３（ａ）及び（ｂ）に示す信号に対して、例えばフィルタ係数が［１、−１］で示されるような微分フィルタを適応した後の信号形状であり、Ｘ方向の波形強度の変化により、正値と負値が発生する。この時エッジ成分が先鋭な被写体（コントラストが高い被写体）は、微分値が急激な変化を示すため、図のＸ方向に対して山や谷形状が尖った信号形状となる。
【００７６】
図１３（ｃ）及び（ｆ）は、図１３（ｂ）及び（ｅ）の信号に対して絶対値処理を行って、負値を正値に変換したものである。この時、上述したように、コントラストが高い被写体である程、山形状がＸ方向に狭く鋭く尖った形状になるため、面積が小さくなる。従って、山形状の信号を積分し、その積分値にそれぞれ閾値を設けることで、被写体のコントラストが高いか低いかを判定することができる。例えば、図１３（ｃ）に示す信号の積分値が予め設定した第１の閾値よりも小さく、且つ、図１３（ｆ）に示す信号の積分値が、第１の閾値よりも小さい予め設定した第２の閾値よりも小さい場合に、被写体のコントラストが十分に高いと評価する。なお、このコントラスト判定方法は一例であり、図１３（ｃ）及び（ｆ）の信号の積分値の比率を取り、その値を用いて判定を行っても良い。被写体の低周波成分が多くなるほど、フィルタの周波数帯域によらず、処理後の焦点検出信号は低周波成分が多くなる。従って、例えば、比率が予め決められた閾値よりも大きい場合に、被写体のコントラストが十分に高いと評価する。
【００７７】
このように複数の周波数帯域フィルタを適応できるように、撮影光学ユニット１を介して撮像素子４に結像された非加工状態の信号（所謂ＲＡＷ画像）を保持しておき、バックグラウンドで処理を行う。保持するのは、瞳分割されたそれぞれのＲＡＷ画像信号としても良いが、図２、図７、図８で説明した画素配列では、観賞用画像の画像信号は焦点検出信号を加算したものとなる。そのため、観賞用画像のＲＡＷ信号と焦点検出信号対の一方のＲＡＷ信号を保持し、観賞用画像のＲＡＷ信号から一方の焦点検出信号のＲＡＷ信号を減算して、他方の焦点検出信号のＲＡＷ信号を取得するようにしても良い。観賞用画像は撮影した画像の状態を確認する際に必ず必要であり、また、焦点検出用のＲＡＷ画像の一方を保持しなくてもよいため、効率よくデータを保持しておくことができる。
【００７８】
図１４は、撮像素子４のカラーフィルタを介して得られる分光信号を用いて、色信号強度比較部１６が信頼性判断を行う際に用いられる信号例を示したものである。図１４において、Ｘは、撮像素子４におけるＸ方向の位置を示している。ここでは、カラーフィルタが一般的なベイヤ配列のＲＧＢ画素を介して分光された信号を、それぞれの分光信号毎に分けた状態を示している。ＲＧＢ画素それぞれの信号の振幅を比較し、各色間の振幅の差が閾値以下である場合は、被写体色に偏りが無いとして、ピント補正値を取得するために問題が無い被写体色特性であると判断する。
【００７９】
以上のようにピント補正値抽出用の被写体から得られる信号の特性を評価して、被写体がピント補正値を取得するのに適切なものであるかを判断する。そして適切な被写体と判断された場合には、ピント補正値を算出して記憶する。
【００８０】
図１５は、上述した処理を介して判断された評価結果の一例を示す図である。ここでは、図１５（ａ）に示すように、被写体として花を撮影しているものとする。図１５（ｂ）は、被写体を、短い焦点距離のレンズ（広角）または離れた位置から撮影して得られた画像を示す図であり、図１５（ｃ）は、長い焦点距離のレンズ（望遠）または近い位置から撮影して得られた画像を示す図である。
【００８１】
図１５（ｂ）及び（ｃ）において、画面を縦横それぞれ７分割した計４９の分割領域を、それぞれ焦点検出範囲とする。撮影を行うことで新たにピント補正値を取得することができる焦点検出範囲は、信頼性評価部１７が図１３〜図１４を用いて上述した評価方法を用いて決定する。太枠で囲われた焦点検出範囲は、ピント補正値が取得されていない焦点検出範囲の内、ピント補正値の取得が可能と判定された焦点検出範囲を示している。また、網掛けされた焦点検出範囲は、ピント補正値が取得されていない焦点検出範囲の内、ピント補正値の取得が不可能と判定された焦点検出範囲を示している。
【００８２】
［フラグ情報］
図１６は、取得情報記憶部２５に記憶されるピント補正値の有無を示すフラグ情報の一例を概念的に示したものである。本実施形態では、一例として、ズーム倍率を３分割（Ｚ１〜Ｚ３）、フォーカス位置を５分割（Ｆ１〜Ｆ５）し、撮像素子４の画面上において、図１５に示す様に、上下（Ｙ方向）、左右（Ｘ方向）にそれぞれ７分割、計４９領域の焦点検出範囲を配置するものとする。従って、図１６におけるＺ１〜Ｚ３は、それぞれズーム倍率の範囲を示し、Ｆ１〜Ｆ５は、それぞれフォーカス位置の範囲を示す。そして、各焦点検出範囲のピント補正値が取得済みであるかどうかを示す有無情報を、各焦点検出範囲に対応づけて記憶する。ここで、図１６における０と１は、上述した方法で取得されたピント補正値が既に記憶されているかどうかを示したものであり、０は未取得、１は取得済みを示す。例えば、取得情報記憶部２５のメモリアドレスに各焦点検出範囲を割り当てて初期状態を０とし、ピント補正値が取得された焦点検出範囲のアドレスに、フラグを立てるようにすれば良い。なお、ここでは説明が煩雑になるのを防ぐために、１つのＦ値について説明するが、図１６に示すような情報が、Ｆ値毎に用意されるものとする。また、ズーム倍率、フォーカス位置、Ｆ値をまとめて、「撮影状態」と呼ぶ。
【００８３】
以下、ズーム倍率をｚ（＝Ｚ１〜Ｚ３）、フォーカス位置をｆ（＝Ｆ１〜Ｆ５）とし、任意のズーム倍率ｚ及びフォーカス位置ｆにおける、任意のアドレス（ｘ，ｙ）の焦点検出範囲のフラグ情報を、ＦＬｚｆ（ｘ，ｙ）と記す。各焦点検出範囲のフラグ情報ＦＬｚｆ（ｘ，ｙ）は、ズーム倍率ｚとフォーカス位置ｆの変化に対応して更新される。例えば図１５（ｂ）が、図１６のズーム倍率Ｚ１、フォーカス位置Ｆ２に対応し、図１５（ｃ）が、図１６のズーム倍率Ｚ３、フォーカス位置Ｆ５に対応するものとする。この場合、図１６から分かるように、同じ焦点検出範囲であっても、ズーム倍率ｚとフォーカス位置ｆが異なるため、フラグ情報は別々に管理される。
【００８４】
なお、ピント補正値は、焦点検出範囲毎に直接的なピント補正値を持たせるのが良い。しかしながら、撮影光学系の特定条件において、ある程度の焦点検出範囲がピント補正値を有する場合には、焦点検出範囲（座標）に対する近似補間を行ってその係数を記憶するようにしても良い。その場合の近似式の一例としてはＸ，Ｙを焦点検出範囲の座標と定義して
ピント補正値 = C0+C1・X+C2・Y+C3・X・Y+C4・X2+C5・Y2
+C6・X2・Y+C7・X・Y2+C8・X2・Y2      …（２）
となるようなＣ０〜Ｃ８の係数を求める方法がある。
【００８５】
上述した式（２）により近似係数を用いた演算を行う場合、ある撮影状態において全ての焦点検出範囲のピント補正値を求めることが可能になった場合に、その撮影状態におけるフラグ情報ＦＬｚｆ（ｘ，ｙ）を全て１とすれば良い。
【００８６】
このように現在のズーム倍率ｚ、フォーカス位置ｆ、Ｆ値におけるフラグ情報を参照して、ピント補正値を取得する焦点検出範囲を自動的に特定し、その焦点検出範囲における被写体状態がピント補正値を獲得するのに問題無いかどうかを自動判定する。また、そのような処理負荷を低減させるために、無意識に撮影されて記憶された焦点検出用の信号のＲＡＷデータを用いて、撮像装置１００が撮影を行っていない時にバックグラウンド処理を行っても良い。
【００８７】
なお、撮影光学ユニット１が交換式である場合には、撮影光学ユニット１内に取得情報記憶部２５を配することにより、容易に撮影光学ユニット１毎に未検出情報を管理することができる。
【００８８】
［ピント補正値の取得手順］
次に、第１の実施形態における焦点調節処理について、図１７及び図１８のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは撮影光学系が焦点検出動作を開始した状態を初期状態と想定している。
【００８９】
先ず、撮影が開始されると、Ｓ１０１において、図１５に示す複数の焦点検出範囲のうち、焦点検出に用いる焦点検出範囲を決定する。ここでは、ユーザが任意の焦点検出範囲を指定してもよいし、被写体認識等を行うことにより自動的に決定してもよい。次に、Ｓ１０２において、撮影状態の情報を取得する。撮影状態は、具体的には、露出を決定するためのＦ値、撮影光学ユニット１のズーム倍率、その焦点検出範囲の被写体に合焦するフォーカス位置を取得する。そして、取得した撮影状態の情報を、後で参照を行うために、不図示の記憶領域に一時記憶する。
【００９０】
Ｓ１０３において、撮像面位相差方式の焦点検出を行うための焦点検出信号を取得し、得られた焦点検出信号を不図示の記憶領域に一時記憶する。なお、ここでは、焦点検出信号として、焦点検出信号対をそれぞれ記憶しても良いが、記憶容量を減少させるために、図７のような撮像素子構造の場合には、一方の焦点検出信号と、画像信号を記憶しても良い。焦点検出信号対のもう一方は、画像信号から焦点検出信号を減算することで算出することができる。
【００９１】
Ｓ１０４では、Ｓ１０３において取得した焦点検出信号のうち、Ｓ１０１で決定した焦点検出範囲の信号に対して、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４によりフィルタ処理を行う。この処理で用いる周波数帯域フィルタ特性は、上述したように、様々な被写体の焦点検出に対応できるように、比較的低周波帯域を抽出する特性としている。
【００９２】
次に、Ｓ１０５において、ピント補正値演算処理を開始する。なお、この処理は、バックグラウンドで、図１７に示す以降の処理と並行して行うことができる。
【００９３】
次にＳ１０６において、現在設定されている撮影モードが通常撮影モードであるかどうかを判別する。ここで通常撮影モードとは、ユーザがピント補正値を取得することを意識して被写体を選択して撮影を行うのでは無く、一般的な観賞用の画像を取り込むための撮影を行うモードのことである。
【００９４】
Ｓ１０６で通常撮影モードであると判定した場合はＳ１０７に進み、Ｓ１０４でフィルタ処理した、焦点検出範囲の焦点検出信号を用いて相関演算を行い、像ずれ量を取得する。一方、通常撮影モードで無い場合には、焦点調節処理を終了する。
【００９５】
Ｓ１０８では、Ｓ１０７で得られた像ずれ量から、合焦状態にするためのフォーカスレンズの駆動量を演算する。具体的には、像ずれ量から撮影光学系の基線長情報を用いてデフォーカス量を演算する。そしてフォーカスレンズ群３の光軸位置変位におけるデフォーカス変化量の関係から、変換係数を用いて、デフォーカス量が０となるようなフォーカスレンズの駆動量を求める。
【００９６】
Ｓ１０９では、ピント補正値選択部２２は、ピント補正値記憶部２４から、Ｓ１０２で取得した撮影状態で、Ｓ１０１で取得した焦点検出範囲に対応するピント補正値を取得する。そして取得したピント補正値分、Ｓ１０８で求めたフォーカスレンズの駆動量を修正し、Ｓ１１０でフォーカスレンズを駆動して、一連の動作を終える。なお、Ｓ１０９において、Ｓ１０２で取得した撮影状態における、Ｓ１０１で取得した焦点検出範囲の位置にピント補正値が無い場合には、フォーカスレンズの駆動量を修正せずにＳ１１０に進み、フォーカスレンズを駆動する。
【００９７】
次に、図１８を参照して、Ｓ１０５で行われるピント補正値演算処理の詳細について説明する。この処理は、上述したように、Ｓ１０６〜Ｓ１１０の処理と並行して行われる。
【００９８】
Ｓ１１１では、取得情報記憶部２５に記憶されているフラグ情報ＦＬｚｆ（ｘ，ｙ）に基づいて、現在の撮影状態でピント補正値が未計算、すなわち、図１３に示す様なフラグ情報において、フラグが０である焦点検出範囲を選択する。
【００９９】
Ｓ１１２では、Ｓ１０３で記憶された焦点検出信号の内、予め決められた順序に基づいて、Ｓ１１１で選択された焦点検出範囲のいずれかを選択して、選択した焦点検出範囲に含まれる焦点検出信号を読み出す。なお、ここでの順序は任意であって良いが、Ｓ１０１で決定した焦点検出範囲がＳ１１１で選択された焦点検出範囲に含まれる場合、当該焦点検出範囲を最初に選択するとよい。そして、Ｓ１１２で選択された焦点検出範囲の焦点検出信号について、以下の３つの処理を行う。なお、これらの処理は、順次行っても良いし、並行に行っても良い。
【０１００】
Ｓ１１３では、Ｓ１１２で読み出された焦点検出信号に対して、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４において、一般撮影での焦点検出に用いる周波数帯域フィルタを適応する。前述したように、ここで用いられる周波数帯域は様々な被写体状態に対応できるように比較的低周波帯域であるフィルタが用いられる。そしてＳ１１４において、Ｓ１１３で周波数帯域フィルタ処理された焦点検出信号のコントラストの評価値を求める。なお、処理中の焦点検出範囲がＳ１０１で決定された焦点検出範囲と同じである場合には、Ｓ１１３の処理を行わずにＳ１０４の処理結果を用いてもよい。
【０１０１】
一方、Ｓ１１５では、Ｓ１１２で読み出された焦点検出信号に対して、高周波数帯域信号抽出部１５において、高周波帯域フィルタを適応する。前述したように、ここで用いられる周波数帯域は、理想ピント位置近傍の撮影画像の観賞時において、最適な周波数帯域の信号を抽出するフィルタを用いる。ここでは、ＡＦ周波数帯域信号抽出部１４よりも高周波数帯域の信号を抽出するフィルタを用いる。そしてＳ１１６において、Ｓ１１５で周波数帯域フィルタ処理された焦点検出信号のコントラストを評価値を求める。
【０１０２】
また、Ｓ１１７では、色信号強度比較部１６において、焦点検出画素を覆う色フィルタを介して分光された各色の焦点検出の強度を比較評価する。
【０１０３】
Ｓ１１８において、ピント補正値演算実行判断部１８は、Ｓ１１４、Ｓ１１６、Ｓ１１７で得られた各評価値から、予め設定されている閾値との比較を行う。更に、Ｓ１１９において、Ｓ１１８の結果から、ピント補正値の演算が可能かどうかの判断を行い、可能でなければＳ１２３に進む。
【０１０４】
一方、Ｓ１１９において、ピント補正値の演算が可能と判断された場合には、Ｓ１２０において、Ｓ１１３でフィルタ処理を行ったＡＦ周波数帯域の焦点検出信号の相関演算を行う。Ｓ１２０の処理と並行して、Ｓ１２１において、Ｓ１１５でフィルタ処理を行った高周波数帯域の焦点検出信号の相関演算を行う。なお、処理中の焦点検出範囲がＳ１０１で決定された焦点検出範囲と同じである場合には、Ｓ１２０の処理を行わずにＳ１０７の演算結果を用いてもよい。
【０１０５】
Ｓ１２２において、ピント補正値演算部２３は、Ｓ１２０とＳ１２１で得られた、ＡＦ周波数帯域信号での相関結果から求めたフォーカスレンズの駆動量と高周波帯域信号での相関結果から求めたフォーカスレンズの駆動量との差であるピント補正値を算出する。そして算出したピント補正値を、ピント補正値記憶部２４に格納する。これに伴い、対応するフラグ情報ＦＬｚｆ（ｘ，ｙ）を１にする。
【０１０６】
次に、Ｓ１２３において、Ｓ１１１で取得したピント補正値未取得の焦点検出範囲の内、まだ処理を行っていない焦点検出範囲があれば、Ｓ１１２に戻って上記処理を繰り返す。また、すべての焦点検出範囲の処理が終了した場合は、処理を終了する。
【０１０７】
なお、Ｓ１２２において算出されたピント補正値を、すべてのピント補正値未取得の焦点検出範囲の処理が終了するまで一時的に記憶しておいてもよい。その場合、Ｓ１２３ですべての焦点検出範囲の処理が終了したと判断された場合に、一括してピント補正値記憶部２４に格納すると共に、対応するフラグ情報ＦＬｚｆ（ｘ，ｙ）を１にする処理を行う。
【０１０８】
また、ピント補正値記憶部２４には、初期状態ではシミュレーションでピント補正値を計算して仮のピント補正値としても良い。そして測定が行われた場合に書き換えることで、より正確なピント補正値とする。この処理はユーザ選択や撮影装置で処理負荷を低減したいと自動判断する場合には無効にしても良い。
【０１０９】
上記の通り本第１の実施形態によれば、ユーザ負荷を低減しつつ、焦点調整時に用いられる高精度なピント補正値を取得することができる。
【０１１０】
なお、上記説明では、煩雑化を防ぐために、被写体が縦縞パターンであって、相関演算やコントラスト評価を行う焦点検出信号として、撮像素子４の画素を水平方向（Ｘ方向）に走査して得られる信号を用いることを前提としている。しかしながら図７、図８、図９に示すように、焦点検出画素が縦・横両方向の縞パターンを検出可能な構成である場合は、横縞パターンの被写体に対してもピント補正値を取得することができる。
【０１１１】
その場合、図１６で説明した取得情報記憶部２５に記憶するフラグ情報、及び、ピント補正値記憶部２４に記憶するピント補正値の記憶領域を、縦・横両パターン用それぞれ用意しておけば良い。但し、縦・横両パターン用の両ピント補正値情報を記憶することで記憶容量の増加又は処理の複雑さを招くことを避けたいのであれば、縦・横両ピント補正値の平均値のみを記憶して、縦・横両パターン被写体に共通適応するようにしても良い。
【０１１２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【０１１３】
［全体構成］
図１９は、本発明の第２の実施形態における焦点検出装置を備えた撮像装置であるカメラの概略構成を示したものである。図１９において、第１レンズ群１０１は結像光学系の先端に配置され、光軸方向に進退可能に保持される。絞り兼用シャッタ１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行うほか、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。第２レンズ群１０３は、絞り兼用シャッタ１０２と一体となって光軸方向に進退し、第１レンズ群１０１の進退動作との連動により、変倍作用（ズーム機能）を実現することができる。
【０１１４】
第３レンズ群１０５（フォーカスレンズ）は、光軸方向の進退により焦点調節を行う。光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。撮像素子１０７は２次元ＣＭＯＳフォトセンサとその周辺回路からなり、結像光学系の結像面に配置され、結像光学系を介して入射する光を光電変換して、電気信号を出力する。撮像素子１０７は、例えば、図２〜図１０を参照して説明した構成を有する。
【０１１５】
ズームアクチュエータ１１１は、不図示のカム筒を回動することで、第１レンズ群１０１ないし第２レンズ群１０３を光軸方向に進退駆動し、変倍操作を行う。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ１１４は、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。
【０１１６】
撮影時の被写体照明用電子フラッシュ１１５は、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適だが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いても良い。ＡＦ補助光発光部１１６は、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影し、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。
【０１１７】
カメラ内ＣＰＵ１２１は、カメラ本体の種々の制御を司り、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。ＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶された所定のプログラムに基づいて、カメラが有する各種回路を駆動し、ＡＦ、撮影、画像処理と記録等の一連の動作を実行する。
【０１１８】
電子フラッシュ制御回路１２２は、撮影動作に同期して電子フラッシュ１１５を点灯制御する。補助光回路１２３は、焦点検出動作に同期してＡＦ補助光発光部１１６を点灯制御する。撮像素子駆動回路１２４は、撮像素子１０７の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ１２１に送信する。画像処理回路１２５は、撮像素子１０７が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮等の処理を行う。
【０１１９】
フォーカス駆動回路１２６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１０５を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。絞りシャッタ駆動回路１２８は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。ズーム駆動回路１２９は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【０１２０】
ＬＣＤ等の表示器１３１は、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。操作スイッチ群１３２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。着脱可能なフラッシュメモリ１３３は、撮影済み画像を記録する。
【０１２１】
１３１はＬＣＤ等の表示装置で、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。１３２は操作スイッチ群で、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。
【０１２２】
＜焦点検出結果の算出＞
図２０は、第２の実施形態における焦点検出処理の流れを示すフローチャートである。
【０１２３】
Ｓ２０１で、撮像素子１０７の有効画素領域の中から、焦点調節を行う焦点検出領域を設定する。そして、焦点検出領域における複数対の焦点検出画素の一方に対応する第１焦点検出信号を行毎に生成すると共に、焦点検出領域における複数対の焦点検出画素の一方に対応する第２焦点検出信号を行毎に生成する。第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を合わせて、焦点検出信号対とする。
【０１２４】
次にＳ２０２で、行毎に生成した第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を、それぞれ列方向に加算する。ＡＦ中の焦点検出では、信号量抑制のために加算処理を行うことが多く、本実施形態では列方向に同色３画素加算を行う。さらに、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためにベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行う。これら２つの加算処理を合わせてＡＦ用の画素加算処理とする。なお、画素加算数が多いほどナイキスト周波数が下がるため、検出可能な空間周波数帯域は下がる。ユーザーが記録し鑑賞する画像は一般的には非加算状態であるため、ユーザーが最適と思う空間周波数帯域と、ＡＦが検出する空間周波数帯域は異なることになる。また、例えば、図７や図９に示すように縦方向に分割した画素がある場合には、列ごとに、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を、それぞれ行方向に加算し、行方向に同色３画素加算を行えばよい。
【０１２５】
Ｓ２０３では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、それぞれ、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行う。第１焦点検出画素と第２焦点検出画素とでは、結像光学系の入射角度に対する受光感度が異なるため、検出信号の強度に差が発生する。シェーディング補正では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号にシェーディング補正処理（光学補正処理）を行い、検出信号の強度を揃える。
【０１２６】
Ｓ２０４では、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号に、それぞれフィルタ処理を施す。フィルタ処理の目的はノイズ成分の除去と検出したい空間周波数帯域信号の強調である。本第２の実施形態におけるフィルタ処理の通過帯域例を、図２２の実線で示す。図２２におけるその他のグラフは、ピークの位置が大きくなるほど、高周波帯域の信号を抽出するフィルタの例を示している。検出する空間周波数帯域は元信号のナイキスト周波数に依存し、同じフィルタであっても元信号のナイキスト周波数が高ければ、検出する周波数帯域も高くなる。
【０１２７】
Ｓ２０５では、フィルタ処理後の第１焦点検出信号と第２焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせるシフト処理を行いながら、上述した式（１）により、信号の一致度を表す相関量を算出する。
【０１２８】
Ｓ２０６では、Ｓ２０５で算出した相関量から、サブピクセル演算により、相関量が最小値となる実数値のシフト量を算出して、像ずれ量ｐ１とする。そして、像ずれ量ｐ１に、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じた変換係数Ｋをかけて、デフォーカス量（Ｄｅｆ）とする。ここで、変換係数Ｋは第１焦点検出方式における像ずれ量ｐ１から検出デフォーカス量（Ｄｅｆ）への変換係数である。
【０１２９】
［補正値の算出］
上述したように、撮像面位相差方式の焦点検出処理により得られた合焦位置と、鑑賞する画像において最もピントに合う位置が異なる１つの要因は、検出する周波数帯域が異なることにある。焦点検出を実施する際は、演算処理負荷の低減やノイズの除去等のために、検出信号を圧縮し、低域の空間周波数帯域の信号を用いて検出することが多い。一方、撮影した画像を鑑賞する際は、信号量が圧縮されていない非加算画像を鑑賞することが多いため、高域の空間周波数帯域でピントが合っていることが望ましい。そのため、焦点検出結果を撮像ベスト位置に補正するピント補正値が必要となる。
【０１３０】
本実施形態における補正値は、同一時刻に取得された焦点検出画素からの焦点検出信号対から、撮像ベスト位置と焦点検出位置を算出することを特徴とする。
【０１３１】
図２１は、第２の実施形態におけるピント補正値の算出処理を示すフローチャートである。まず、Ｓ２１１において、図２０に示す処理により先に取得した焦点検出結果に基づいて、フォーカスレンズを駆動し、合焦近傍状態とする。
【０１３２】
次にＳ２１２において、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号からなる、非加算の焦点検出信号対を取得する。そして、Ｓ２１２において得られた非加算の焦点検出信号対を用いて、後述するＳ２１３からＳ２１７の処理により、ＡＦ時と同じ空間周波数帯域で焦点検出位置を算出する。この処理と並行して、Ｓ２１８からＳ２２２の処理により、鑑賞する画像の空間周波数帯域に近い空間周波数帯域で焦点検出位置を算出する。なお、Ｓ２１３からＳ２１７の処理と、Ｓ２１８からＳ２２２の処理は、順番に行っても構わない。
【０１３３】
まず、Ｓ２１３において、非加算の焦点検出信号対に対して、Ｓ２０２におけるＡＦ時と同じ画素加算処理を行う。すなわち、ＡＦ時と同様に、列方向に同色３画素加算を行い、さらに、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためにベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行って、焦点検出信号対を求める。
【０１３４】
Ｓ２１４においては、ＡＦ時と同様の画素加算処理が行われた焦点検出信号対に対して、Ｓ２０３におけるＡＦ時と同等のシェーディング補正処理を行う。さらに、Ｓ２１５において、Ｓ２０４におけるＡＦ時と同じフィルタ処理を行う。
【０１３５】
Ｓ２１６においては、Ｓ２０５と同様に相関量を算出し、さらにはＳ２１７において、Ｓ２１６で求められた相関量から像ずれ量ｐを求め、変換係数Ｋを乗算することで像ずれ量ｐから第１デフォーカス量を求める。ここで求められた第１デフォーカス量は、ＡＦ時と同様の手順を踏んでいるため、ＡＦ時と同じデフォーカス量となる。
【０１３６】
一方、Ｓ２１８においてはＳ２１２で取得された非加算の焦点検出信号対に対して、列方向の同色３画素の加算処理は行わず、ベイヤー（ＲＧＢ）加算処理のみを行う。
【０１３７】
Ｓ２１９においては、Ｓ２１８で求められた焦点検出信号対に対してＳ２０３と同様にしてシェーディング補正処理を行う。さらにＳ２２０において、鑑賞する画像において、合焦状態を判定する空間周波数と同等の空間周波数帯域を抽出するフィルタ処理を行う。本実施形態では、Ｓ２１８で求められた焦点検出信号対のナイキスト周波数の５０％の空間周波数を抽出するフィルタ処理を行う。ここで抽出される空間周波数の帯域は、Ｓ２１５で用いるフィルタの空間周波数の帯域よりも高域である。
【０１３８】
Ｓ２２１においては、Ｓ２０５と同様の処理により相関量を算出し、さらにはＳ２２２において、Ｓ２２１で求められた相関量から像ずれ量ｐを求め、変換係数Ｋを乗算することで像ずれ量ｐから第２デフォーカス量を求める。ここで求められた第２デフォーカス量は、鑑賞する画像において合焦状態を判断する空間周波数帯域におけるデフォーカス量となる。
【０１３９】
そして、Ｓ２２３において、第１デフォーカス量と第２デフォーカス量の差分から、ピント補正値を算出する。
【０１４０】
このようにして取得したピント補正値を記憶し、実際にＡＦを行う焦点検出動作時にピント補正値を用いて補正することで、鑑賞する画像において最もピントに合う位置に、ピントを合わせることができる。
【０１４１】
なお、本実施形態では、Ｓ２１３とＳ２１８における画素加算処理の両方において、ＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号にするためにベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行っているが、本発明はこれに限られるものでは無い。例えば、Ｇ信号におけるピント補正値の算出を実施したい場合は、本実施形態における画素加算処理をＧ信号のみで実施することで、Ｇ信号を用いた場合の第１デフォーカス量及び第２デフォーカス量、及び、ピント補正値を算出することができる。
【０１４２】
なお、上述したピント補正値は最終合焦駆動時に重要となる。したがって、ピント補正値を算出する基となる焦点検出信号対は、合焦範囲内にあることが好ましい。一例としては、式（１）に示される相関量ＣＯＲが０に近いとよい。
【０１４３】
上記の通り本第２の実施形態によれば、鑑賞する画像において最もピントに合う位置に焦点を合わせることができる。
【０１４４】
なお、一対の非加算信号から、焦点検出を実施する際の信号と鑑賞用相当の信号を作成し、それぞれの信号におけるピント位置を求め、２つのピント位置差をピント補正値とする、という意味において、第１の実施形態と第２の実施形態は同一の技術である。第２の実施形態は、第１の実施形態から、ピント補正値の取得有無を判定するステップを削除した形態となっている。
【０１４５】
また、上述した第１の実施形態では、フォーカスレンズの駆動量における差をピント補正値とし、第２の実施形態では、デフォーカス量における差をピント補正値とした。このようにピント補正値は、いずれの段階で求めても良く、焦点調節時に、ピント補正値を求めた段階と同じ段階で、ピント補正値を用いた補正を行えば良い。なお、請求項においては、フォーカスレンズの駆動量及びデフォーカス量に基づいて、合焦位置を調整することから、フォーカスレンズの駆動量及びデフォーカス量を共に、合焦位置として表現する。
【０１４６】
＜他の実施形態＞
また、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。
【符号の説明】
【０１４７】
１００：撮像装置、１：撮影光学ユニット、２：絞り、３：フォーカスレンズ群、４：撮像素子、１２：焦点検出範囲決定部、１３：相関信号抽出部、１４：ＡＦ周波数帯域信号抽出部、１５：高周波数帯域信号抽出部、１６：色信号強度比較部、１７：信頼性評価部、１８：ピント補正値演算実行判断部、１９：相関演算部、２０：フォーカス駆動量算出部、２１：フォーカス駆動部、２２：ピント補正値選択部、２３：ピント補正値演算部、２４：ピント補正値記憶部、２５：取得情報記憶部、２６：ピント補正値取得判定部、１０１：第１レンズ群、１０２：絞り兼用シャッタ、１０３：第２レンズ群、１０５：第３レンズ群、１０７：撮像素子、１１１：ズームアクチュエータ、１１２：絞りシャッタアクチュエータ、１１４：フォーカスアクチュエータ、１２１：ＣＰＵ、１２４：撮像素子駆動回路、１２５：画像処理回路、１２６：フォーカス駆動回路、１２８：絞りシャッタ駆動回路、１２９：ズーム駆動回路、２００：画素群、２０１：第１焦点検出画素、２０２：第２焦点検出画素、３０１，３０２：光電変換部、３０５：マイクロレンズ、３０６：カラーフィルタ、５０１：第１瞳部分領域、５０２：第２瞳部分領域
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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