(57)【要約】【課題】位相差検出方式での焦点検出誤差を良好に補正する。【解決手段】焦点検出装置１２５，１２９は、焦点検出の結果の補正に用いられる焦点検出補正値を取得する。撮像素子１２２の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値を取得し、撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、第２合焦位置と焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値を取得する。さらに、第１補正値と第２補正値を用いて焦点検出補正値を取得する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を用いた位相差検出方式での焦点検出を行う焦点検出装置であって、
前記焦点検出の結果の補正に用いられる焦点検出補正値を取得する補正値取得手段を有し、
前記補正値取得手段は、
前記撮像素子の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と前記焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値を取得し、
前記撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、前記第２合焦位置と前記焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値を取得し、
前記第１補正値と前記第２補正値を用いて前記焦点検出補正値を取得することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記撮像素子の受光感度分布に関する条件は、前記撮像素子の画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記第１合焦位置および前記第２合焦位置は、前記撮像素子上に被写体像を形成する光学系の収差の情報を用いて算出されることを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記補正値取得手段は、前記位相差検出方式による焦点検出が行われない場合は、前記第２補正値を用いずに前記第１補正値を用いて前記第３の補正値を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記補正値取得手段は、前記第２合焦位置と前記第３合焦位置との差が前記所定値より小さい場合は前記第２補正値を用いずに前記第１補正値を用いて前記第３の補正値を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記第１補正値および前記第２補正値のうち少なくとも一方を、前記撮像素子上に被写体像を形成する光学系を有する交換レンズ装置から取得することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
撮像素子と、
請求項１から６のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、
前記第３の補正値により補正された前記焦点検出結果を用いてフォーカス制御を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
撮像素子を有する撮像装置に着脱可能な交換レンズ装置であって、
前記撮像装置は、前記撮像素子の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と位相差検出方式での焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値と、前記撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、前記第２合焦位置と前記焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値とを用いて、前記焦点検出の結果の補正に用いられる焦点検出補正値を取得し、
前記交換レンズ装置は、
前記撮像装置が前記第１補正値および前記第２補正値のうち少なくとも一方を取得するために用いられる情報を記憶した記憶手段と、
前記撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた前記情報を前記撮像装置に送信する送信手段とを有することを特徴とする交換レンズ装置。
【請求項９】
前記第１補正値および前記第２補正値のうち少なくとも一方を算出し、前記撮像装置に送信する算出手段を有することを特徴とする請求項８に記載の交換レンズ装置。
【請求項１０】
撮像素子を用いた位相差検出方式での焦点検出を行う焦点検出方法であって、
前記撮像素子の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と前記焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値を取得するステップと、
前記撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、前記第２合焦位置と前記焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値を取得するステップと、
前記第１補正値と前記第２補正値を用いて、前記焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値を取得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】
焦点検出装置または撮像装置のコンピュータに、請求項１０に記載の焦点検出方法に従う処理を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像面位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の自動焦点検出（ＡＦ）方式として、撮像素子を焦点検出用センサとして用いて位相差検出方式の焦点検出を行う撮像面位相差検出方式がある。また、位相差検出方式では、被写体からの光により形成される対の光学像を利用して焦点検出を行うため、該光学像を形成する光学系の収差が焦点検出結果に誤差を生じさせる場合がある。このため、特許文献１には、合焦状態において対の光学像の形状が光学系の収差に起因して一致しないことによる焦点検出誤差を補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７１２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、焦点検出誤差には、光学系の収差に起因して生じるものだけではなく、被写体の色、方向および空間周波数に依存して生じるものがある。また、撮像素子の種類や製造誤差によって撮像素子の入射角度ごとの受光感度、すなわち受光感度分布が異なると、光学系の収差に起因する焦点検出誤差量が異なる。このため、光学系の収差と撮像素子の受光感度分布との組合せごとに異なる焦点検出誤差に対する補正が必要となる。
【０００５】
本発明は、光学系の収差だけでなく、被写体の色、方向および空間周波数等の特性や撮像素子の受光感度分布に応じて異なる焦点検出誤差を良好に補正することが可能な焦点検出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面としての焦点検出装置は、撮像素子を用いた位相差検出方式での焦点検出を行う。該焦点検出装置は、焦点検出の結果の補正に用いられる焦点検出補正値を取得する補正値取得手段を有する。該補正値取得手段は、撮像素子の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値を取得し、撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、第２合焦位置と焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値を取得し、第１補正値と第２補正値を用いて焦点検出補正値を取得することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の他の一側面としての交換レンズ装置は、撮像素子の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と位相差検出方式での焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値と、撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、第２合焦位置と焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値とを用いて、焦点検出の結果の補正に用いられる焦点検出補正値を取得する撮像装置に装着される。該交換レンズ装置は、撮像装置が第１補正値および第２補正値のうち少なくとも一方を取得するために用いられる情報を記憶した記憶手段と、撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた上記情報を撮像装置に送信する送信手段とを有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、撮像素子を用いた位相差検出方式での焦点検出を行う方法であり、撮像素子の出力から生成される画像の特性に応じて算出される第１合焦位置と焦点検出の特性に応じて算出される第２合焦位置との差分である第１補正値を取得するステップと、撮像素子の受光感度分布に関する条件に応じた補正値であって、第２合焦位置と焦点検出の結果から算出される第３合焦位置との差分である第２補正値を取得するステップと、第１補正値と第２補正値を用いて、焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値を取得するステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
なお、焦点検出装置または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コンピュータプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、位相差検出方式での焦点検出誤差を高精度に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１としてのデジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１のカメラに用いられる撮像素子の構成を示す図。
【図３】上記撮像素子の光電変換領域と射出瞳との関係を示す図。
【図４】実施例１のカメラにおけるＴＶＡＦ部の構成を示すブロック図。
【図５】実施例１のカメラにおけるＡＦ処理を示すフローチャート。
【図６】実施例１における焦点検出補正値の算出処理を示すフローチャート。
【図７】実施例１のカメラにおける焦点検出領域を示す図。
【図８】撮像画像の合焦位置と焦点検出合焦位置との差分を算出する処理を示す図。
【図９】デフォーカスによる線像強度分布の重心ずれ量を説明する図。
【図１０】ケラレが大きい場合の対の線像強度分布を示す図。
【図１１】撮像素子の画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量によって受光感度分布が異なることを示す図。
【図１２】実施例１における受光感度条件と第２補正値との関係を示す図。
【図１３】実施例１において位相差ＡＦの焦点検出誤差の補正を説明する図。
【図１４】本発明の実施例２における焦点検出補正値の算出処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１である焦点検出装置を有する電子機器（撮像装置）としてのレンズ交換型デジタルカメラ（以下、カメラ本体という）１２０および該カメラ本体１２０に着脱可能に装着された交換レンズ装置としてのレンズユニット１００の構成を示す。カメラ本体１２０とレンズユニット１００によりカメラシステムが構成される。
【００１４】
レンズユニット１００は、図の中央の点線で示されるマウントＭを介してカメラ本体１２０に装着される。レンズユニット１００は、被写体側（図の左側）から順に第１レンズ１０１、絞り１０２、第２レンズ１０３およびフォーカスレンズ１０４を含む撮像光学系（以下、レンズ光学系という）を有する。第１レンズ１０１、第２レンズ１０３およびフォーカスレンズ１０４はそれぞれ、１つ又は複数のレンズにより構成されている。また、レンズユニット１００は、レンズ光学系を駆動および制御するレンズ駆動／制御系を有する。
【００１５】
第１レンズ１０１および第２レンズ１０３は、撮像光学系の光軸が延びる方向である光軸方向ＯＡに移動して変倍を行う。絞り１０２は、光量を調節する機能と、静止画撮像時に露出時間を制御するメカニカルシャッタとしての機能とを有する。絞り１０２と第２レンズ１０３は、変倍に際して一体となって光軸方向ＯＡに移動する。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向ＯＡに移動して撮像光学系が合焦する被写体距離（合焦距離）を変化させる、すなわち焦点調節を行う。
【００１６】
レンズ駆動／制御系は、ズームアクチュエータ１１１、絞りアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動部１１４、絞り駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６、レンズＭＰＵ１１７およびレンズメモリ１１８を有する。ズーム駆動部１１４は、ズームアクチュエータ１１１を駆動して第１レンズ１０１および第２レンズ１０３をそれぞれ光軸方向ＯＡに移動させる。絞りシャッタ駆動部１１５は、絞りアクチュエータ１１２を駆動して絞り１０２を動作させ、絞り１０２の開口径やシャッタ開閉動作を制御する。フォーカス駆動部１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を駆動してフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに移動させる。フォーカス駆動部１１６には、フォーカスアクチュエータ１１３に設けられた不図示のセンサを用いてフォーカスレンズ１０４の位置を検出する。
【００１７】
レンズＭＰＵ１１７は、カメラ本体１２０に設けられたカメラＭＰＵ１２５とマウントＭに設けられた不図示の通信接点を介してデータやコマンドの通信を行うことができる。レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求コマンドに応じて、レンズ位置情報をカメラＭＰＵ１２５に送信する。レンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡでの位置、駆動されていない状態の撮像光学系の射出瞳の光軸方向ＯＡでの位置および直径、射出瞳を通過する光束を制限するレンズ枠の光軸方向ＯＡでの位置および直径等の情報を含む。また、レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの制御コマンドに応じて、ズーム駆動部１１４、絞り駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６を制御する。これにより、ズーム制御、絞り／シャッタ制御および焦点調節（ＡＦ）制御が行われる。
レンズメモリ（記憶手段）１１８は、ＡＦ制御に必要な光学情報を予め記憶している。カメラＭＰＵ１２５は、内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されたプログラムを実行することで、レンズユニット１００の動作を制御する。
【００１８】
カメラ本体１２０は、光学ローパスフィルタ１２１および撮像素子１２２により構成されるカメラ光学系と、カメラ駆動／制御系とを有する。レンズ光学系およびカメラ光学系によりカメラシステムの撮像光学系が構成される。
【００１９】
光学ローパスフィルタ１２１は、撮像画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子１２２は、ＣＭＯＳイメージセンサとその周辺部により構成され、撮像光学系により形成された被写体像を光電変換（撮像）する。撮像素子１２２は、横方向に複数のｍ画素、縦方向に複数のｎ画素を有する。また、撮像素子１２２は、後述する瞳分割機能を有しており、撮像素子１２２の出力から生成された後述する位相差像信号を用いて位相差検出方式でのＡＦ（撮像面位相差ＡＦ：以下、単に位相差ＡＦという）を行うことが可能である。
【００２０】
カメラ駆動／制御系は、撮像素子駆動部１２３、画像処理部１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、位相差焦点検出部１２９およびＴＶＡＦ焦点検出部１３０を有する。撮像素子駆動部１２３は、撮像素子１２２の駆動を制御する。画像処理部１２４は、撮像素子１２２の出力であるアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換し、該デジタル撮像信号に対してγ変換、ホワイトバランス処理および色補間処理を行って映像信号（画像データ）を生成してカメラＭＰＵ１２５に出力する。カメラＭＰＵ１２５は、画像データを表示器１２６に表示させたりメモリ１２８に撮像画像データとして記録させたりする。また、画像処理部１２４は、必要に応じて、画像データに対して圧縮符号化処理を行う。さらに画像処理部１２４は、デジタル撮像信号から対の位相差像信号やＴＶＡＦ焦点検出部１３０で用いられるＴＶＡＦ用画像データ（ＲＡＷ画像データ）を生成する。
【００２１】
制御手段としてのカメラＭＰＵ１２５は、カメラシステム全体に必要な演算や制御を行う。カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７に対して、前述したレンズ位置情報やレンズユニット１００の固有の光学情報の要求コマンドや、ズーム、絞りおよび焦点調節の制御コマンドを送信する。カメラＭＰＵ１２５は、上記演算や制御を行うためのプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、各種パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。
【００２２】
表示器１２６は、ＬＣＤ等により構成され、上述した画像データや撮像モードその他の撮像に関する情報を表示する。画像データは、撮像前のプレビュー画像データ、ＡＦ時の合焦確認用画像データおよび撮像記録後の撮像確認用画像等を含む。操作スイッチ群１２７は、電源スイッチ、レリーズ（撮像トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮像モード選択スイッチ等を含む。メモリ１２８は、カメラ本体１２０に対して着脱可能なフラッシュメモリであり、撮像画像データを記録する。
【００２３】
位相差焦点検出部１２９は、画像処理部１２４から得られる位相差像信号を用いて位相差ＡＦでの焦点検出処理を行う。被写体からの光束は、撮像光学系の射出瞳のうち撮像素子１２２は瞳分割機能により分割された対の瞳領域を通過して撮像素子１２２上に対の位相差像（光学像）を形成する。撮像素子１２２からは、これら対の位相差像を光電変換して得られた信号を画像処理部１２４に出力する。画像処理部１２４は、この信号から対の位相差像信号を生成して、カメラＭＰＵ１２５を介して位相差焦点検出部１２９に出力する。位相差焦点検出部１２９は、対の位相差像信号に対して相関演算を行ってこれら対の位相差像信号間のずれ量（位相差：以下、像ずれ量という）を求め、該像ずれ量をカメラＭＰＵ１２５に出力する。カメラＭＰＵ１２５は、像ずれ量から撮像光学系のデフォーカス量を算出する。
【００２４】
位相差焦点検出部１２９およびカメラＭＰＵ１２５が行う位相差ＡＦについては後に詳細に説明する。また、位相差焦点検出部１２９およびカメラＭＰＵ１２５により焦点検出装置が構成される。
【００２５】
ＴＶＡＦ焦点検出部１３０は、画像処理部１２４から入力されたＴＶＡＦ用画像データから該画像データのコントラスト状態を示す焦点評価値（コントラスト評価値）を生成する。カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４を移動させて焦点評価値がピークとなる位置を探索し、その位置をＴＶＡＦ合焦位置として検出する。ＴＶＡＦは、コントラスト検出方式のＡＦ（コントラストＡＦ）とも称される。
【００２６】
このように、本実施例のカメラ本体１２０は、位相差ＡＦとＴＶＡＦ（コントラストＡＦ）の両方を行うことが可能であり、これらを選択的に使用したり組み合わせて使用したりすることができる。
【００２７】
次に、位相差焦点検出部１２９の動作について説明する。図２（Ａ）は、撮像素子１２２の画素配列を示し、レンズユニット１００側から見たＣＭＯＳイメージセンサの縦（Ｙ方向）６画素行と横（Ｘ方向）８画素列の範囲を示している。撮像素子１２２には、ベイヤー配列のカラーフィルタが設けられ、奇数行の画素には、左から順に緑（Ｇ）と赤（Ｒ）のカラーフィルタが交互に配置され、偶数行の画素には、左から順に青（Ｂ）と緑（Ｇ）のカラーフィルタが交互に配置されている。画素２１１において、符号２１１ｉを付した円はオンチップマイクロレンズ（以下、単にマイクロレンズという）を示し、マイクロレンズ２１１ｉの内側に配置された符号２１１ａ，２１１ｂを付した２つの矩形はそれぞれ光電変換部を示す。
【００２８】
撮像素子１２２は、すべての画素において光電変換部がＸ方向に２つに分割され、個々の光電変換部からの光電変換信号と、同じ画素の２つの光電変換部からの２つの光電変換信号を合成した信号（以下、合成光電変換信号ていう）とを読み出すことが可能である。合成光電変換信号から一方の光電変換部からの光電変換信号を減じることで、他方の光電変換部からの光電変換信号に相当する信号を得ることができる。個々の光電変換部からの光電変換信号は、位相差像信号を生成するために用いられたり、３Ｄ画像を構成する視差画像の生成に用いられたりする。合成光電変換信号は、通常の表示用画像データや撮像画像データ、さらにはＴＶＡＦ用画像データの生成に用いられる。
【００２９】
位相差ＡＦに用いられる対の位相差像信号について説明する。撮像素子１２２は、図２（Ａ）に示したマイクロレンズ２１１ｉと、分割された光電変換部２１１ａ，２１１ｂとによって撮像光学系の射出瞳を分割する。同一の画素行に配置された所定領域内の複数の画素２１１の光電変換部２１１ａからの光電変換信号をつなぎ合わせた信号が、対の位相差像信号のうち一方であるＡ像信号である。また、上記複数の画素２１１の光電変換部２１１ｂからの光電変換信号をつなぎ合わせた信号が、対の位相差像信号のうち他方であるＢ像信号である。各画素から光電変換部２１１ａからの光電変換信号と合成光電変換信号とが読み出される場合、光電変換部２１１ｂからの光電変換信号に相当する信号は、合成光電変換信号から光電変換部２１１ａからの光電変換信号を減じることで取得される。Ａ像およびＢ像信号は、赤、青および緑のカラーフィルタが設けられた画素からの光電変換信号を加算して生成した疑似的な輝度（Ｙ）信号である。ただし、赤、青、緑の色ごとにＡ像およびＢ像信号を生成してもよい。
【００３０】
このように生成されたＡ像およびＢ像信号の相対的な像ずれ量を相関演算により算出することで、所定領域でのデフォーカス量を取得することができる。
【００３１】
図２（Ｂ）は、撮像素子１２２の読み出し部の回路構成を示す。水平走査部１５１と垂直走査部１５３につながる各画素（光電変換部２１１ａ，２１１ｂ）の境界部には、水平走査ライン１５２ａ，１５２ｂと垂直走査ライン１５４ａ，１５４ｂとが設けられている。各光電変換部からの信号は、これら走査ラインを介して読み出される。
【００３２】
本実施例のカメラ本体１２０は、撮像素子１２２からの信号の読み出しモードとして、第１読み出しモードと第２読み出しモードを有する。第１読み出しモードは、全画素読み出しモードであり、高精細静止画を撮像するためのモードである。第１読み出しモードでは撮像素子１２２の全画素から信号が読み出される。また、第２読み出しモードは、間引き読み出しモードであり、動画記録またはプレビュー画像の表示のみを行うためのモードである。第２読み出しモードに必要な画素数は全画素数よりも少ないため、Ｘ方向とＹ方向に所定比率で間引かれた画素からの光電変換信号のみが読み出される。
【００３３】
また、撮像素子１２２から高速で読み出す必要がある場合にも、第２読み出しモードが用いられる。信号を読み出す画素をＸ方向に間引く際には、信号を加算してＳ／Ｎ比を改善させ、Ｙ方向に間引く際には間引かれる画素行からの信号を無視する。位相差ＡＦおよびＴＶＡＦは、第２読み出しモードで読み出された光電変換信号を用いて行われる。
【００３４】
図３（Ａ）は、本実施例における撮像光学系の射出瞳の位置（射出瞳面）と、像高０、すなわち像面の中央近傍に配置された撮像素子１２２の光電変換部２１１ａ，２１１ｂとの共役関係を示している。撮像素子１２２内の光電変換部２１１ａ，２１１ｂと撮像光学系の射出瞳面は、マイクロレンズ２１１ｉによって共役関係とされる。撮像光学系の射出瞳面は、一般に光量調節用の虹彩絞りが配置される面とほぼ一致する。一方、本実施例の撮像光学系は、変倍機能を有するズームレンズであるが、光学タイプによっては変倍を行うと、射出瞳の像面からの距離（射出瞳距離）や大きさが変化する。図３（Ａ）では、撮像光学系の焦点距離が広角端と望遠端の中央にある状態を示している。この状態における射出瞳距離Ｚｅｐを標準値として、マイクロレンズ２１１ｉの形状や像高（Ｘ，Ｙ座標）に応じた偏心パラメータが設定される。
【００３５】
図３（Ａ）において、レンズユニット１００は、第１レンズ１０１を保持する鏡筒部材１０１ｂと、第３レンズ１０５と、フォーカスレンズ１０４を保持する鏡筒部材１０４ｂとを含む。また、レンズユニット１００は、絞り１０２の開放時の開口径を規定する開口板１０２ａと、絞り１０２の絞り込み時の開口径を調節する絞り羽根１０２ｂとを含む。なお、撮像光学系を通過する光束に対する制限部材として作用する鏡筒部材１０１ｂ，１０４ｂ、開口板１０２ａおよび絞り羽根１０２ｂは、像面から観察した場合の光学的な虚像として示している。また、絞り１０２の近傍における合成開口を撮像光学系の射出瞳と定義し、その像面からの距離を射出瞳距離Ｚｅｐと定義している。
【００３６】
画素２１１は、像面の中央近傍に配置されており、以下、中央画素という。中央画素２１１は、その最下層から順に、光電変換部２１１ａ，２１１ｂ、配線層２１１ｅ〜２１１ｇ、カラーフィルタ２１１ｈおよびマイクロレンズ２１１ｉを有する。２つの光電変換部２１１ａ，２１１ｂは、マイクロレンズ２１１ｉによって撮像光学系の射出瞳面に投影される。言い換えれば、撮像光学系の射出瞳が、マイクロレンズ２１１ｉを介して光電変換部２１１ａ，２１１ｂの表面に投影される。
【００３７】
図３（Ｂ）は、撮像光学系の射出瞳面上における光電変換部２１１ａ，２１１ｂの投影像を示している。射出瞳面上における光電変換部２１１ａ，２１１ｂの投影像をそれぞれ、ＥＰ１ａ，ＥＰ１ｂとして示している。中央画素２１１は、２つの光電変換部２１１ａ，２１１ｂのいずれか一方からの光電変換信号と、両方からの光電変換信号の和（合成光電変換信号）とを出力することができる。合成光電変換出力は、撮像光学系の射出瞳のほぼ全体にわたる投影像ＥＰ１ａ，ＥＰ１ｂの両方の領域を通過した光束を光電変換した信号に相当する。
【００３８】
図３（Ａ）において、撮像光学系を通過する光束の最外光線をＬで示す。光束Ｌは、絞り１０２の開口板１０２ａで制限されており、投影像ＥＰ１ａ，ＥＰ１ｂは、撮像光学系でケラレがほぼ発生していない。図３（Ｂ）では、図３（Ａ）の光束ＬをＴＬで示している。ＴＬで示す円の内部に、光電変換部２１１ａ，２１１ｂの投影像ＥＰ１ａ，ＥＰ１ｂの大部分が含まれているため、ケラレはほぼ発生していない。光束Ｌは、絞り１０２の開口板１０２ａでのみ制限されているため、円ＴＬは開口板１０２ａと言い換えることができる。この際、像面の中央では、投影像ＥＰ１ａ，ＥＰ１ｂのケラレ状態は、図３（Ａ）中に一点鎖線で示す光軸について対称となり、２つの光電変換部２１１ａ，２１１ｂが受光する光量は互いに等しい。
【００３９】
位相差ＡＦを行う場合、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２から上述した２種類の出力（一方の光電変換信号および合成光電変換信号）を読み出すようにセンサ駆動部１２３を制御する。カメラＭＰＵ１２５は、画像処理部１２４に対して、撮像領域内に設定された焦点検出領域の情報を与え、該焦点検出領域内に含まれる画素の出力からＡ像およびＢ像信号を生成して位相差焦点検出部１２９に供給するよう命令する。画像処理部１２４は、この命令に従って、Ａ像およびＢ像信号を生成して位相差焦点検出部１２９に出力する。また、画像処理部１２４は、ＴＶＡＦ焦点検出部１３０に対してＲＡＷ画像データを供給する。
【００４０】
以上説明したように、撮像素子１２２は、位相差ＡＦおよびＴＶＡＦの両方における焦点検出装置の一部を構成する。なお、本実施例は、射出瞳を水平方向に２分割する（すなわち瞳分割方向が水平方向である）場合について説明したが、一部の画素について射出瞳を垂直方向に２分割してもよい。射出瞳を垂直方向に分割する（すなわち瞳分割方向が垂直方向である）ことにより、水平方向だけでなく垂直方向にコントラストを有する被写体に対する位相差ＡＦが可能となる。また、射出瞳を水平および垂直方向の両方に分割して４分割としてもよい。
【００４１】
次に、図４を用いて、ＴＶＡＦ（コントラストＡＦ）について説明する。ＴＶＡＦは、カメラＭＰＵ１２５とＴＶＡＦ焦点検出部１３０が連携してフォーカスレンズ１０４の駆動と焦点評価値の算出とを繰り返すことで実現される。前述したように、画像処理部１２４からＲＡＷ画像データがＴＶＡＦ焦点検出部１３０に入力される。ＴＶＡＦ焦点検出部１３０において、ＡＦ評価用信号処理部４０１は、ＲＡＷ画像データのベイヤー配列信号から緑（Ｇ）信号を抽出し、該Ｇ信号の低輝度成分を強調して高輝度成分を抑圧するガンマ補正処理を行うことで輝度信号Ｙを生成する。本実施例では、輝度信号ＹをＧ信号を用いて生成する場合について説明するが、赤（Ｒ）信号や青（Ｂ）信号を用いて輝度信号を生成してもよい。また、Ｒ、ＧおよびＢ信号を全て用いて輝度信号を生成してもよい。
【００４２】
カメラＭＰＵ１２５は、ＴＶＡＦ焦点検出部１３０内の領域設定部４１３に１又は複数の焦点検出領域を設定する。領域設定部４１３は、設定された焦点検出領域内の信号を選択するゲート信号を生成する。そして、このゲート信号を、ラインピーク検出部４０２、水平積分部４０３、ライン最小値検出部４０４、ラインピーク検出部４０９、垂直積分部４０６，４１０および垂直ピーク検出部４０５，４０７，４１１に入力する。また、領域設定部４１３は、焦点評価値が焦点検出領域内の輝度信号Ｙを用いて生成されるように、輝度信号Ｙが上記各部に入力されるタイミングを制御する。上記ラインピーク検出部４０２〜垂直ピーク検出部４０５，４０７，４１１は、Ｙピーク評価値、Ｙ積分評価値、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値、領域ピーク評価値および全ライン積分評価値を算出する。
【００４３】
Ｙピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正処理を受けた輝度信号Ｙは、ラインピーク検出部４０２に入力される。ラインピーク検出部４０２は、領域設定部４１３に設定された焦点検出領域内において水平ラインごとの輝度信号Ｙのピーク値であるＹラインピーク値を求める。垂直ピーク検出部４０５は、ラインピーク検出部４０２から出力された水平ラインごとのＹラインピーク値を焦点検出領域内で垂直方向にてピークホールドしてＹピーク評価値を生成する。Ｙピーク評価値は、高輝度被写体や低照度被写体の判定に有効な指標である。
【００４４】
次に、Ｙ積分評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正処理を受けた輝度信号Ｙは、水平積分部４０３に入力される。水平積分部４０３は、焦点検出領域内で水平ラインごとに輝度信号Ｙの積分値（Ｙ積分値）を求める。垂直積分部４０６は、水平積分部４０３から出力される焦点検出領域内のＹ積分値を垂直方向に積分してＹ積分評価値を生成する。Ｙ積分評価値は、焦点検出領域全体の明るさを判断する指標として用いられる。
【００４５】
次に、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正処理を受けた輝度信号Ｙは、ラインピーク検出部４０２に入力される。ラインピーク検出部４０２は、焦点検出領域内で水平ラインごとのＹラインピーク値を求める。また、ガンマ補正処理を受けた輝度信号Ｙは、ライン最小値検出部４０４に入力される。ライン最小値検出部４０４は、焦点検出領域内で水平ラインごとに輝度信号Ｙの最小値（Ｙ最小値）を検出する。水平ラインごとのＹラインピーク値およびＹ最小値は、減算器（−）に入力される。これにより、水平ラインごとの（ラインピーク値−最小値）が垂直ピーク検出部４０７に入力される。垂直ピーク検出部４０７は、焦点検出領域内で水平ラインごとの（ラインピーク値−最小値）を垂直方向でピークホールドしてＭａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値は、コントラストの高低の判定に有効な指標である。
【００４６】
次に、領域ピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正処理を受けた輝度信号ＹがＢＰＦ４０８を通過することによって、特定の周波数成分が抽出され、これにより焦点信号が生成される。この焦点信号は、ラインピーク検出部４０９に入力される。ラインピーク検出部４０９は、焦点検出領域内で水平ラインごとの焦点信号のピーク値であるラインピーク値を求める。垂直ピーク検出部４１１は、焦点検出領域内で水平ラインごとのラインピーク値をピークホールドして領域ピーク評価値を生成する。領域ピーク評価値は、焦点検出領域内で被写体が移動しても変化が少ないので、合焦状態から再度合焦位置を探索する処理に移行するかどうかを判定する再起動判定に有効な指標である。
【００４７】
次に、全ライン積分評価値の算出方法について説明する。領域ピーク評価値と同様に、ラインピーク検出部４０９は、焦点検出領域内で水平ラインごとのラインピーク値を求める。垂直積分部４１０は、焦点検出領域内で水平ラインごとのラインピーク値を垂直方向に全水平ラインについて積分して全ライン積分評価値を生成する。全ライン積分評価値は、積分の効果によってダイナミックレンジが広く、感度が高いので、主要な焦点評価値である。以下の説明において、特に断りがない限り、焦点評価値は全ライン積分評価値を意味する。
【００４８】
カメラＭＰＵ１２５内のＡＦ制御部１５１は、ＴＶＡＦ焦点検出部１３０から焦点評価値を取得するとともに、レンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４を光軸方向のうち所定方向に所定量だけ移動させる。そして、新たにＴＶＡＦ焦点検出部１３０から焦点評価値を取得し、焦点評価値が最大値となるフォーカスレンズ１０４の位置（ＴＶＡＦ合焦位置）を検出する。
【００４９】
本実施例では、焦点評価値を水平方向および垂直方向のそれぞれで算出する。これにより、被写体の水平方向および垂直方向でのコントラストを利用してＴＶＡＦを行うことができる。
【００５０】
次に、本実施例におけるＡＦ処理について説明する。本実施例では、まずカメラＭＰＵ１２５が、焦点検出領域において位相差ＡＦもしくはＴＶＡＦによる焦点検出を行って現在のフォーカスレンズ１０４の位置と合焦位置との距離であるデフォーカス量を求める。焦点検出が終わると、カメラＭＰＵ１２５は、該焦点検出の結果としてのデフォーカス量を補正するための焦点検出補正値を算出し、該焦点検出補正値を用いてデフォーカス量を補正する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、補正後のデフォーカス量に応じてレンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４をより精度が高い合焦位置に移動させるフォーカス制御を行う。
【００５１】
以上のＡＦ処理の詳細を、図５および図６のフローチャートを用いて説明する。図５は、ＡＦ処理全体の流れを、図６は図５中のステップＳ５における焦点検出補正値を算出する処理を示している。主としてカメラＭＰＵ１２５がコンピュータプログラムに従ってＡＦ処理を実行する。
【００５２】
まずステップＳ１では、カメラＭＰＵ１２５は、図７に示すように撮像画面（撮像素子１２２）上の主被写体２２０に対して焦点検出領域２１９を設定する。なお、ここで設定される焦点検出領域は、撮像画面の中央部等、予め設定された焦点検出領域でもよい。カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出領域２１９を代表する座標（ｘ１，ｙ１）を設定する。代表座標（ｘ１，ｙ１）は、例えば焦点検出領域２１９の重心位置に設定される。
【００５３】
次にステップＳ２では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出に用いる焦点検出信号を取得する。位相差ＡＦを行う場合は、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出領域２１９内の同一画素行における所定範囲に含まれる複数の画素の出力からＡ像信号およびＢ像信号を焦点検出信号として取得する。ＴＶＡＦを行う場合には、カメラＭＰＵ１２５は、ＴＶＡＦ焦点検出部１３０から焦点評価値を焦点検出信号として取得する。
【００５４】
次にステップＳ３では、カメラＭＰＵ１２５は、位相差ＡＦを行う場合はＡ像およびＢ像信号の像ずれ量を算出し、該像ずれ量から焦点検出結果としてのデフォーカス量を算出する。また、ＴＶＡＦを行う場合には、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４を移動させて焦点評価値がピークとなる位置（ＴＶＡＦ合焦位置）を検出する。
【００５５】
次にステップＳ４では、補正値取得手段としてのカメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値の算出に必要な補正値算出条件を取得する。ここにいう補正値算出条件は、フォーカスレンズ１０４の位置、ズーム状態を示す第１レンズ１０１の位置および絞り値等の撮像光学系（レンズ光学系）の状態や、焦点検出領域の位置座標（ｘ１，ｙ１）である。また、補正値算出条件は、コントラスト方向（水平、垂直：以下、単に方向という）、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）および空間周波数を含み、さらに後述する図８（Ｄ）に示す方向、色および空間周波数に対する重み付けの大きさ（重み付け係数）も含む。
【００５６】
次にステップＳ５では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値を以下のように算出する。まずカメラＭＰＵ１２５は、後述する撮像画像の特性（以下、画像特性という）に応じて算出される撮像合焦位置（第１合焦位置）と、焦点検出信号の特性（以下、焦点検出特性という）から算出される焦点検出合焦位置（第２合焦位置）との差分である第１補正値を算出する。また、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出合焦位置と、後述する位相差補正情報に応じて算出される位相差合焦位置（第３合焦位置）との差分である第２補正値を算出する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、第１補正値と第２補正値とから焦点検出補正値を算出する。また、ステップＳ５における焦点検出補正値の算出方法の詳細については後に図６を用いて説明する。
【００５７】
次にステップＳ６では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ５で算出した焦点検出補正値ＢＰを用いて以下の式（１）により焦点検出結果であるデフォーカス量ＤＥＦ＿０を補正し、補正後のデフォーカス量ＤＥＦを算出する。
【００５８】
ＤＥＦ＝ＤＥＦ＿０＋ＢＰ      （１）
そしてステップＳ７では、カメラＭＰＵ１２５は、補正後のデフォーカス量ＤＥＦに応じた合焦位置にフォーカスレンズ１０４を駆動する。
【００５９】
次にステップＳ８では、カメラＭＰＵ１２５は合焦状態が得られたか否かを判定し、合焦状態が得られていないと判定した場合はステップＳ１に戻り、合焦状態が得られたと判定した場合は本ＡＦ処理を終了する。
【００６０】
図６を用いてステップＳ５における焦点検出補正値の算出方法について説明する。ステップＳ１０１〜Ｓ１０４は撮像合焦位置と焦点検出合焦位置との差分としての第１補正値の算出に関する処理（第１工程）であり、ステップＳ１０７〜Ｓ１１０は焦点検出合焦位置と位相差合焦位置との差分としての第２補正値の算出に関する処理（第２工程）である。また、ステップ１１１は、焦点検出補正値を算出する処理（第３工程）である。
【００６１】
まずステップＳ１０１で、カメラＭＰＵ１２５は、第１補正値を取得するための情報としての撮像光学系（主としてレンズ光学系）の収差の状態を示す情報（以下、収差情報という）を、レンズメモリ１１８から送信手段としてのレンズＭＰＵ１１７を通じて取得する。本実施例での収差情報は、例えば、色、方向および空間周波数ごとの撮像光学系の結像位置に関する情報である。収差情報は、前述した撮像光学系の状態に応じて変化する。
【００６２】
図８（Ａ）および（Ｂ）を用いてレンズメモリ１１８に格納された空間周波数ごとの収差情報について説明する。図８（Ａ）は、撮像光学系のデフォーカスＭＴＦを示している。横軸はフォーカスレンズ１０４の位置を示し、縦軸はＭＴＦの強度を示している。図８（Ａ）中の４つの曲線は空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦ曲線であり、ＭＴＦ１，ＭＴＦ２，ＭＴＦ３およびＭＴＦ４の順に空間周波数が低い方から高い方に変化した場合のデフォーカスＭＴＦを示している。図８（Ｂ）に示す空間周波数Ｆ１（ｌｐ／ｍｍ）のデフォーカスＭＴＦ曲線がＭＴＦ１であり、同様に空間周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４（ｌｐ／ｍｍ）のデフォーカスＭＴＦ曲線がＭＴＦ２，ＭＴＦ３，ＭＴＦ４である。また、図８（Ａ）中のＬＰ４，ＬＰ５，ＬＰ６およびＬＰ７は、各デフォーカスＭＴＦが極大値となるフォーカスレンズ１０４の位置（以下、デフォーカスＭＴＦピーク位置という）を示している。
【００６３】
図８（Ｂ）は本実施例における収差情報を示しており、図８（Ａ）のデフォーカスＭＴＦが極大値となるフォーカスレンズ１０４の位置ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨを示している。収差情報は、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と２方向（水平および垂直方向）の６通りの組み合わせのそれぞれについて、空間周波数ｆと撮像素子１２２上での焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）を変数とした以下の式（２）で表現される。
【００６４】
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ，ｘ，ｙ）
＝（ｒｈ（０）×ｘ＋ｒｈ（１）×ｙ＋ｒｈ（２））×ｆ２
＋（ｒｈ（３）×ｘ＋ｒｈ（４）×ｙ＋ｒｈ（５））×ｆ
＋（ｒｈ（６）×ｘ＋ｒｈ（７）×ｙ＋ｒｈ（８））            （２）
ｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）は、収差情報を示す上記関数式（２）における各項の係数であり、ｎは係数のインデックスであり、０≦ｎ≦８である。本実施例では、ｒｈ（ｎ）はレンズメモリ１１８に予め記憶されており、カメラＭＰＵ１２５はレンズＭＰＵ１１７に要求してこのｒｈ（ｎ）を取得する。ただし、ｒｈ（ｎ）はカメラＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。
【００６５】
なお、式（２）は、Ｒ信号について水平（Ｈ）方向での空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦピーク位置ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨを示しているが、他の色の信号とＨ方向および垂直（Ｖ）方向との組み合わせについても同様の式で表される。
【００６６】
また、第１補正値に含まれる製造誤差を補正するために、ｒｈ（ｎ）に対する第１補正値の製造誤差補正情報ｒｈｄ（ｎ）をレンズメモリ１１８またはカメラＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶しておくことが望ましい。第１補正値の製造誤差補正を行う場合には、カメラＭＰＵ１２５は、レンズメモリ１１８またはカメラＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域からｒｈｄ（ｎ）を取得し、ｒｈ（ｎ）にｒｈｄ（ｎ）を加算することにより製造誤差補正を行う。
【００６７】
ＲとＶ（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ）、ＧとＨ（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ）、ＧとＶ（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ）、ＢとＨ（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ）およびＢとＶ（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ）のそれぞれ組み合わせに対する係数（ｒｖ，ｇｈ，ｇｖ，ｂｈ，ｂｖ）も同様に取得することができる。このように、収差情報を関数化して各項の係数を収差情報として記憶することで、レンズメモリ１１８やカメラＲＡＭ１２５ｂに記憶されるデータ量を削減しつつ、撮像光学系の状態に対応した収差情報の記憶が可能になる。
【００６８】
図８（Ｄ）は、図５中のステップＳ４で取得した補正値算出条件としての方向（Ｈ，Ｖ）、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）および空間周波数に対する重み付け係数の例を示す。図８（Ｄ）に示す重み付け係数は、撮像合焦位置および焦点検出合焦位置の算出に用いられる。
【００６９】
図６のステップＳ１０２およびステップＳ１０３では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ４で取得した図８（Ｄ）に示す重み付け係数とステップＳ１０１で取得した収差情報とから、撮像合焦位置Ｐ＿ＩＭＧおよび焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦを算出する。具体的には、まず、式（２）のｘ，ｙに焦点検出領域の位置座標（ｘ１，ｙ１）を代入する。この計算により式（２）は、以下の式（３）のような形式で表される。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）＝Ａｒｈ×ｆ２＋Ｂｒｈ×ｆ＋Ｃｒｈ      （３）
カメラＭＰＵ１２５は、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ），ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ），ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ），ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）およびＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ（ｆ）についても同様に計算する。図８（Ｂ）は、ステップＳ１で焦点検出領域の位置座標を代入した後の収差情報の例を示し、横軸は空間周波数を、縦軸はデフォーカスＭＴＦピーク位置を示す。図に示される通り、色収差が大きい場合には色ごとのデフォーカスＭＴＦ曲線が乖離し、縦横差が大きい場合にはＨ方向とＶ方向のデフォーカスＭＴＦ曲線が乖離する。このように、本実施例では、色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と方向（Ｈ，Ｖ）との組み合わせごとに、空間周波数に対応したデフォーカスＭＴＦ曲線の情報（デフォーカスＭＴＦ情報）を有する。
【００７０】
次に、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ４で取得した重み付け係数（図８（Ｄ））を用いて収差情報を重み付けする。これにより、収差情報が、焦点検出および撮像画像において評価される色と方向について重み付けされる。具体的には、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）と撮像画像用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）をそれぞれ、式（４）と式（５）を用いて算出する。Ｋ＿ＡＦは焦点検出用の重み付け係数であり、Ｋ＿ＩＭＧは撮像画像用の重み付け係数である。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）
＝Ｋ＿ＡＦ＿Ｒ×Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）
＋Ｋ＿ＡＦ＿Ｒ×Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ）
＋Ｋ＿ＡＦ＿Ｇ×Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）
＋Ｋ＿ＡＦ＿Ｇ×Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ）
＋Ｋ＿ＡＦ＿Ｂ×Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）
＋Ｋ＿ＡＦ＿Ｂ×Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ（ｆ）          （４）
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）
＝Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｒ×Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）
＋Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｒ×Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ）
＋Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｇ×Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）
＋Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｇ×Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ）
＋Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｂ×Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）
＋Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｂ×Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ（ｆ）        （５）
図８（Ｃ）は、横軸に示す離散的な空間周波数Ｆ１〜Ｆ４に対して、式（４）に代入して得られるデフォーカスＭＴＦピーク位置ＬＰ４＿ＡＦ，ＬＰ５＿ＡＦ，ＬＰ６＿ＡＦ，ＬＰ７＿ＡＦを縦軸に示している。
【００７１】
カメラＭＰＵ１２５は、撮像画像の画像特性から算出される撮像合焦位置Ｐ＿ＩＭＧと位相差ＡＦの焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦを、以下の式（６）と式（７）を用いて算出する。すなわち、式（４）と式（５）で得られた図８（Ｃ）に示す空間周波数Ｆ１〜Ｆ４のそれぞれに対する空間周波数特性（デフォーカスＭＴＦの極大値）ＭＴＦ＿Ｐ_ＡＦ（ｆ），ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）を、ステップＳ４で得られた空間周波数ごとの重み付け係数Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（ｎ），Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（ｎ）を用いて重み付け加算する。
【００７２】
Ｐ＿ＩＭＧ
＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（１）×Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（１）
＋ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（２）×Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（２）
＋ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（３）×Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（３）
＋ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（４）×Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（４）          （６）
Ｐ＿ＡＦ
＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（１）×Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（１）
＋ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（２）×Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（２）
＋ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（３）×Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（３）
＋ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（４）×Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（４）                （７）
ここで、画像特性および焦点検出特性について説明する。画像特性とは、人が撮像画像を観察してその撮像画像を評価するときの該評価に関わる特性を意味する。また、焦点検出特性は、焦点検出、つまりはＡＦ処理の評価に関わる特性を意味する。具体例を以下に示す。
図８（Ｄ）に示す方向に対する重み付け係数Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ，Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ，Ｋ＿ＩＭＧ＿ＨおよびＫ＿ＩＭＧ＿Ｖは、瞳分割方向がＨ方向のみである場合は、例えば、
Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ＝１
Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ＝０．５
と設定される。これは、ＡＦ処理によって得られた合焦位置の評価はＨ方向での収差の影響が大きく、その一方、人が撮像画像を観察する際の合焦位置の評価はＨ方向とＶ方向の収差を１：１で平均化して行うことが一般的であるためである。
【００７３】
色に対する重み付け係数Ｋ＿ＡＦ＿Ｒ，Ｋ＿ＡＦ＿Ｇ，Ｋ＿ＡＦ＿Ｂ，Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｒ，Ｋ＿ＩＭＧ＿ＧおよびＫ＿ＩＭＧ＿Ｂは、例えば、
Ｋ＿ＡＦ＿Ｒ＝０．２５
Ｋ＿ＡＦ＿Ｇ＝０．５
Ｋ＿ＡＦ＿Ｂ＝０．２５
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｒ＝０．３
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｇ＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｂ＝０．２
と設定される。これは焦点検出時にはカラーフィルタがベイヤー配列で配置された撮像素子１２２から取得した信号に基づいて合焦位置が評価されるが、撮像画像では所望のホワイトバランス係数に応じて重み付けされた各色の色収差の影響で合焦位置が変化するためである。
【００７４】
空間周波数に対する重み付け係数Ｋ＿ＡＦ＿ｆｑ（１）〜Ｋ＿ＡＦ＿ｆｑ（４）およびＫ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（１）〜Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（４）は、例えば、
ＡＦ＿ｆｑ（１）＝０．８
ＡＦ＿ｆｑ（２）＝０．２
ＡＦ＿ｆｑ（３）＝０
ＡＦ＿ｆｑ（４）＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（１）＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（２）＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（３）＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（４）＝０．５
と設定される。これは、一般に焦点検出時には合焦位置を空間周波数の低い帯域で評価し撮像画像については合焦位置を空間周波数が高い帯域で評価しているためである。
【００７５】
図６のステップＳ１０４では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値ＢＰにおいて被写体の色、方向および空間周波数に依存する成分である第１補正値ＢＰ１を、以下の式（８）により算出する。
【００７６】
ＢＰ１＝Ｐ＿ＡＦ−Ｐ＿ＩＭＧ      （８）
本実施例では、焦点検出領域の位置や色および方向に関する処理を、空間周波数に関する処理よりも先行して実行する。これは、ユーザが焦点検出領域の位置を任意に設定する場合は、その焦点検出領域の位置や色および方向を変更する頻度が低いためである。一方、空間周波数については、撮像素子の読み出しモードや焦点評価値を得るためのデジタルフィルタの選択等により変更される頻度が高い。例えば、信号のＳ／Ｎが低下する低照度環境では、デジタルフィルタの通過周波数域をより低周波数域に変更することが考えられる。本実施例では、変更の頻度が低い係数（位置や色および方向）を算出および記憶した後に、変更の頻度の高い係数（空間周波数域）を必要に応じて計算して、第１補正値を算出する。これにより、ユーザが焦点検出領域の位置を任意に設定する場合等に演算量を低減することができる。
【００７７】
次にステップＳ１０５では、第１補正値の製造誤差補正情報を撮像光学系の状態（ステート）ごとに保持し、焦点検出条件としての補正値算出条件に応じた製造誤差補正情報を取得する。そして、第１補正値に対する製造誤差補正を行う。なお、第１補正値の製造誤差補正情報を特定のステートでのみ保持し、保持していないステートに関しては、第１補正値のステート間での変化率から算出してもよい。
【００７８】
次にステップＳ１０６では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３で焦点検出を行った焦点検出方式が位相差ＡＦか否かを判定し、位相差ＡＦである場合はステップＳ１０７に進む。一方、位相差ＡＦでない場合、すなわち焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差ＡＦにより得られる位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差分である第２補正値ＢＰ２が得られない場合は、カメラＭＰＵ１２５はステップＳ１１２にて第２補正値を０（ＢＰ２＝０）としてステップＳ１１１に進む。このように焦点検出方式を判定して焦点検出補正値を算出することで、焦点検出方式に応じてデフォーカス量を高精度に補正することができる。
【００７９】
ステップＳ１０７では、カメラＭＰＵ１２５は、補正値算出条件を判定する。すなわち、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が所定値より小さいか否かを判定し、小さい場合はステップＳ１１２にて第２補正値を０（ＢＰ２＝０）としてステップＳ１１１に進む。一方、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が所定値より小さくない場合はステップＳ１０８に進む。
【００８０】
ここで、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が小さくなる条件について説明する。位相差ＡＦでは、デフォーカスによる対の線像強度分布の重心ずれ量を像ずれ量として検出し、該像ずれ量からデフォーカス量、さらには位相差合焦位置を算出する。
【００８１】
図９を用いて、デフォーカスによる線像強度分布の重心ずれ量について説明する。図９は、上記重心ずれ量と相関演算の結果である線像強度分布の位置ずれ量のうち少なくとも一方に誤差を与える収差（例えばコマ収差）および絞り１０２等による光束のケラレがない状態を示している。図９に示す状態では、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との間に差分は生じない。
【００８２】
デフォーカス位置１２０１＿Ｐ，１２０２＿Ｐは互いに異なる位置を示す。対の線像強度分布１２０１＿Ａ，１２０１＿Ｂは、デフォーカス位置１２０１＿Ｐにおいて分割された光電変換部（２１１ａ，２１１ｂ）に対応する対の線像強度分布を示す。対の線像強度分布１２０２＿Ａ，１２０２＿Ｂは、デフォーカス位置１２０２＿Ｐにおいて分割された光電変換部（２１１ａ，２１１ｂ）に対応する対の線像強度分布を示す。
【００８３】
また、重心位置１２０１＿ＧＡ，１２０１＿ＧＢは、対の線像強度分布１２０１＿Ａ，１２０１＿Ｂの重心位置を示す。重心位置１２０２＿ＧＡ，１２０２＿ＧＢは、対の線像強度分布１２０２＿Ａ，１２０２＿Ｂの重心位置を示す。さらに、重心ずれ量１２０１＿ｄｉｆＧは重心位置１２０１＿ＧＡ，１２０１＿ＧＢ間の差分を示し、重心ずれ量１２０２＿ｄｉｆＧは重心位置１２０２＿ＧＡ，１２０２＿ＧＢ間の差分を示す。また、図９に示すように、収差や絞り１０２等によるケラレがない場合には、デフォーカス量に比例して重心ずれ量１２０１＿ｄｉｆＧ，１２０２＿ｄｉｆＧが大きくなる。位相差ＡＦは、これらの重心ずれ量を取得することでデフォーカス量を算出する。
【００８４】
次に、撮像光学系の収差や絞り１０２等によるケラレが大きい場合について説明する。図１０（Ａ）は、撮像光学系の収差や絞り１０２等によるケラレが大きい場合の対の線像強度分布を示す。光電変換部２１１ａに対応する線像強度分布１３０１＿Ａを破線で示し、光電変換部２１１ｂに対応する線像強度分布１３０１＿Ｂを実線で示す。また、一点鎖線Ｇ＿Ａは線像強度分布１３０１＿Ａの重心位置を、一点鎖線Ｇ＿Ｂが線像強度分布１３０１＿Ｂの重心位置を示す。
【００８５】
図１０（Ａ）に示すように、線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂは、収差の影響を受けて各線像強度分布が片側に延びるような非対称形状となっている。このような非対称形状の線像強度分布では、その重心位置が線像強度分布が延びる側に重心ずれが生じる。
【００８６】
また、線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂは、絞り１０２等によるケラレの影響を受けて光量差が生じる。よりケラレの影響が大きい線像強度分布１３０１＿Ａの方が収差の影響も大きく受けて、その非対称度合いが大きくなる。このように非対称度合いが線像強度分布１３０１＿Ａと線像強度分布１３０１＿Ｂ間で異なることで、それぞれの重心位置Ｇ＿Ａ，Ｇ＿Ｂのずれ量が異なり、重心ずれ量の差が生じる。
【００８７】
図１０（Ｂ）に示す線像強度分布１３０１＿ＩＭＧは、線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂを足し合わせた線像強度分布であり、光電変換部２１１ａ，２１１ｂからの光電変換信号の和（合成光電変換信号）に対応した線像強度分布である。
【００８８】
図１０（Ｃ）に示す１３０２＿Ａ、１３０２＿Ｂおよび図１０（Ｄ）に示す１３０２＿ＩＭＧは、１３０１＿Ａ、１３０１＿Ｂおよび１３０１＿ＩＭＧの状態とはデフォーカス位置が異なり、破線で示す１３０２＿Ａの線像強度分と、実線で示す１３０１＿Ｂの線像強度分の重心位置が一致した状態を表している。１３０２＿ＩＭＧは、１３０１＿ＩＭＧと同様に、１３０２＿Ａおよび１３０２＿Ｂを足し合わせた線像強度分布を表している。
【００８９】
線像強度分布１３０１＿ＩＭＧと１３０２＿ＩＭＧを比較すると、互いに重心位置が異なる線像強度分布１３０１＿Ａと１３０１＿Ｂの和である線像強度分布１３０１＿ＩＭＧの方が、互いに重心位置が一致した線像強度分布１３０２＿Ａ，１３０２＿Ｂの和である線像強度分布１３０２＿ＩＭＧより分布形状がシャープである。
【００９０】
撮像画像の信号に対応する線像強度分布１３０１＿ＩＭＧ，１３０２＿ＩＭＧの形状が最もシャープである位置が、合焦位置を意味する。このため、線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂのように重心位置が互いに異なる状態が合焦状態であり、線像強度分布１３０２＿Ａ，１３０２＿Ｂのように重心位置が一致した状態は非合焦（デフォーカス）状態である。つまり、対の線像強度分布間で非対称度合いが異なり、重心ずれ量差が生じている場合には、重心位置が一致する位置が合焦位置とはならず、重心位置が異なる位置が合焦位置となる。
【００９１】
以上説明したように、線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂのような撮像光学系の収差や絞り１０２等によるケラレが大きい場合は、デフォーカスによる重心ずれ量に加えて、線像強度分布の非対称度合いに起因した重心ずれ量差が生じる。これにより、位相差ＡＦは、本来は合焦状態を検出するべきデフォーカス位置で非合焦状態を検出してしまう。
【００９２】
また、位相差ＡＦによりデフォーカス量を検出する際に用いられる相関演算においては、線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂのように形状差がある場合には検出誤差が生じる。形状差がない場合には、対の線像強度分布が完全に重なり合うところで信号の一致度を表す相関量が０となる。しかしながら、形状差がある線像強度分布１３０１＿Ａ，１３０１＿Ｂには完全に重なるところがないために、相関量が０とはならず、互いに少しずれたところで相関量が極小値となる。このように、対の線像強度分布間に形状差がある場合には検出誤差が生じる。
【００９３】
以上のことから、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が小さくなる条件は、撮像光学系の収差や絞り１０２等によるケラレが小さい場合となる。また、焦点検出領域の位置座標（ｘ１，ｙ１）が中央像高付近の場合には、撮像光学系の収差が小さく、絞り１０２等によるケラレが小さいことが一般的である。このため、焦点検出領域の位置座標（ｘ１，ｙ１）が中央像高付近であることも、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２の差が小さくなる条件である。
【００９４】
図６のステップＳ１０８では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の入射角度ごとの受光感度である受光感度分布を変化させる撮像素子１２２の条件、言い換えれば撮像素子の受光感度分布に関する条件（以下、受光感度条件という）を示す受光感度条件情報ｚをＥＥＰＲＯＭ１２５ｃから取得する。受光感度条件情報ｚは、撮像素子１２２の画素サイズ、撮像素子１２２から撮像素子１２２の入射瞳までの距離である瞳距離および瞳ずれ量を含む。瞳ずれ量は、図１１（Ｅ）中のｄｘに示すように、カメラの組立てばらつきや撮像素子の製造ばらつきの影響による瞳の重心位置のずれ量である。瞳ずれ量は、カメラ個体ごとに異なる。そして、これら画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量が異なると、レンズ枠や絞り等によってケラレることなく光が通過する領域である光線通過領域の受光感度分布が異なる。線像強度分布の形状は光線通過領域の受光感度分布に依存するため、受光感度分布が異なると、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差も異なる。
【００９５】
図１１（Ａ）〜（Ｅ）を用いて、撮像素子１２２の画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量に応じて光線通過領域の受光感度分布が異なることを説明する。図１１（Ａ）に示す受光感度分布における画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量を基準とする。この基準に対して、図１１（Ｂ）は画素サイズが異なる受光感度分布を、図１１（Ｃ）が製造誤差により瞳距離が異なる受光感度分布を、図１１（Ｄ）は設計瞳距離が異なる受光感度分布を、図１１（Ｅ）は瞳ずれ量が異なる受光感度分布をそれぞれ示す。
【００９６】
図中のＤｌは撮像光学系の射出瞳距離を示し、Ｄｓ，Ｄｓ’は撮像素子１２２の瞳距離を示す。ｄｘは撮像素子１２２の瞳ずれ量を示しており、図１１（Ａ）〜（Ｅ）の瞳ずれ量は０である。また、光線通過領域を符号１１０１〜１１０５で示す。
【００９７】
図１１（Ｂ）に示す画素サイズが図１１（Ａ）と異なる場合には、光線通過領域１１０２は図１１（Ａ）における光線通過領域１１０１と同じであるが、受光感度分布の形状が図１１（Ａ）と異なるため、光線通過領域１１０２の受光感度分布が異なる。
【００９８】
図１１（Ｃ）に示すように製造誤差により瞳距離が図１１（Ａ）と異なる場合には、受光感度分布の形状は同じであるが、瞳距離Ｄｓ’が図１１（Ａ）における瞳距離Ｄｓと異なることにより、光線通過領域１１０３は図１１（Ａ）における光線通過領域１１０１と異なる。これにより、光線通過領域１１０３の受光感度分布が図１１（Ａ）と異なる。
【００９９】
図１１（Ｄ）に示すように設計瞳距離が図１１（Ａ）と異なる場合には、受光感度分布は、瞳距離の比Ｄｓ’／Ｄｓだけスケール変換された形状となる。さらに、瞳距離Ｄｓ’がＤｓと異なることにより、光線通過領域１１０４は図１１（Ａ）における光線通過領域１１０１と異なる。このように受光感度分布の形状と光線通過領域の双方が異なることで、光線通過領域１１０４の受光感度分布が図１１（Ａ）と異なる。
【０１００】
図１１（Ｅ）に示すように瞳ずれ量が図１１（Ａ）と異なる場合には、瞳距離Ｄｓは同じであるため、光線通過領域１１０５は図１１（Ａ）の光線通過領域１１０１と同じである。しかし、瞳ずれ量ｄｘが図１１（Ａ）における０と異なることにより、受光感度分布の形状は同じでも、受光感度分布の重心位置が図１１（Ａ）に対してｄｘだけずれる。このように受光感度分布の重心位置が異なることで、光線通過領域１１０５の受光感度分布が図１１（Ａ）と異なる。
【０１０１】
次に、受光感度条件が異なると、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差分である第２補正値も異なることを、図１２を用いて説明する。図１２は、受光感度条件と第２補正値との関係を示しており、横軸は受光感度条件（情報ｚ）を、縦軸は第２補正値を示している。この図から、受光感度条件の変化に伴って第２補正値も変化することが分かる。
【０１０２】
図１２では撮像素子１２２の画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量を総称して受光感度条件としているが、画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量のそれぞれの変化に伴って第２補正値は変化する。
【０１０３】
このように、受光感度条件が異なると、光線通過領域の受光感度分布が変化し、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差分である第２補正値も異なる。このため、受光感度条件に対応する第２補正値を算出するために、ステップＳ１０８ではカメラＭＰＵ１２５は受光感度条件情報ｚを取得する。
【０１０４】
またレンズメモリ１１８は、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差分である第２補正値を焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）を変数とする関数で表す際の該関数の係数（以下、第２補正値係数という）を、フォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置（ズーム状態）および絞り値と受光感度条件ごとに記憶している。ここにいう関数と第２補正値係数については後述する。ステップＳ１０８では、レンズＭＰＵ１１７は、受光感度条情報ｚをＥＥＰＲＯＭ１２５ｃからカメラＭＰＵ１２５を通じて取得する。
【０１０５】
次にステップＳ１０９では、カメラＭＰＵ１２５は、第２補正値を取得するために用いられる情報としての位相差補正情報を取得する。位相差補正情報は、位相差ＡＦにより得られる位相差合焦位置に関する情報である。具体的には、位相差補正情報は、図５のステップＳ４で取得したフォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置（ズーム状態）および絞り値と図６のステップＳ１０８で取得した受光感度条情報ｚとに応じた第２補正値係数である。このようにレンズメモリ１１８に受光感度条件ごとの第２補正値係数を記憶しておくことで、レンズユニット１００が互いに受光感度条件が異なる様々なカメラ本体に装着された場合でも、高精度に第２補正値を算出することが可能となる。
【０１０６】
なお、レンズメモリ１１８に、それぞれ離散的なフォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置、絞り値、受光感度条件（画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量）および焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）ごとの第２補正値係数を記憶させておいてもよい。この場合、カメラＭＰＵ１２５は、レンズメモリ１１８に記憶された複数の第２補正値係数からの補間によって取得すべき第２補正値係数を算出すればよい。例えば、図１２に示すように受光感度条件（情報ｚ）に対して第２補正値が線形に変化する場合には、離散的に記憶された第２補正値係数の線形補間を行うことで、そのときの受光感度条件に対応する第２補正値係数を算出することができる。
【０１０７】
また本実施例では、それぞれ複数の受光感度条件である画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量に対応する第２補正値係数をレンズメモリ１１８に記憶させる場合について説明している。しかし、画素サイズ、瞳距離および瞳ずれ量の代表値に対応する第２補正値係数のみをレンズメモリ１１８に記憶させ、実際の受光感度条件によらず、記憶された第２補正値係数を受光感度条件に対応する第２補正値係数として用いてもよい。
【０１０８】
次にステップＳ１１０では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値ＢＰの位相差ＡＦに依存する成分である第２補正値ＢＰ２を、以下の式（９）で示す上述した関数により算出する。式（９）において、ａ００，ａ０２，ａ２０，ａ２２は、ステップＳ１０９にて取得した第２補正値係数である。
【０１０９】
ＢＰ２＝ａ００＋ａ０２ｙ２＋ａ２０ｘ２＋ａ２２ｘ２ｙ２      （９）
このように、カメラＭＰＵ１２５は、受光感度条件に対応する第２補正値係数をレンズユニット１００から取得して第２補正値ＢＰ２を算出する。これにより、受光感度分布が異なる場合においても焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差を良好に補正する（減少させる）ための第２補正値ＢＰ２を取得することができる。
【０１１０】
本実施例では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）を変数とする関数の係数である第２補正値係数を取得して該関数により第２補正値を算出する。しかし、予め像高ごとに算出されてレンズメモリ１１８に記憶された第２補正値を取得してもよい。
【０１１１】
次にステップＳ１１１では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値ＢＰを、第１補正値ＢＰ１と第２補正値ＢＰ２を用いて、以下の式（１０）により算出する。
ＢＰ＝ＢＰ１＋ＢＰ２      （１０）
この際、ステップＳ１１２で第２補正値ＢＰ２が０に設定された場合は、第２補正値ＢＰ２が用いられずに第１補正値ＢＰ１のみから焦点検出補正値ＢＰが算出されることになる。
【０１１２】
以上説明したように、本実施例では、焦点検出補正値ＢＰを、被写体の色、方向および空間周波数に依存する第１補正値ＢＰ１と、位相差ＡＦに依存する第２補正値ＢＰ２とに分けて算出する。これにより、位相差ＡＦにおけるデフォーカス量を高精度に補正することができる。
【０１１３】
図１３を用いて、第１補正値ＢＰ１と第２補正値ＢＰ２とを分けて算出することによりデフォーカス量を高精度に補正できることを説明する。図１３中のＰ＿ＩＭＧは、カメラＭＰＵ１２５がステップＳ１０２で算出した撮像合焦位置を示す。また、Ｐ＿ＡＦは、カメラＭＰＵ１２５がステップＳ１０３で算出した焦点検出合焦位置を示す。ＢＰ１はカメラＭＰＵ１２５がステップＳ１０４にて算出した第１補正値を、ＢＰ２はカメラＭＰＵ１２５がステップＳ１１２にて算出した第２補正値を、ＢＰはステップＳ１１４にて算出される焦点検出補正値をそれぞれ示す。また、ＢＰ’は、第１補正値と第２補正値とを分けずに撮像合焦位置Ｐ＿ＩＭＧでの線像強度分布に基づいて、図６に示した処理により算出した補正値を示している。δＢＰは、補正値ＢＰ’と本来算出すべき補正値との差分（ＢＰ’−ＢＰ）を示している。横軸は実ｄｅｆ（実際のデフォーカス量）を、縦軸は検出ｄｅｆ（位相差ＡＦにて検出されるデフォーカス量）を示す。
【０１１４】
図１３に示すように実ｄｅｆと検出ｄｅｆとの関係が線形でない場合は、検出したＡ像およびＢ像信号間の像ずれ量をデフォーカス量に換算して補正値ＢＰを算出する際に、実ｄｅｆと検出ｄｅｆの非線形な関係に起因して算出される補正値は、補正値ＢＰ’となり誤差δＢＰが生じる。これに対して、焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦでのＬＳＦを用いて第２補正値ＢＰ２を算出する場合には、算出する第２補正値ＢＰ２が補正値ＢＰよりも小さくなるため、実ｄｅｆと検出ｄｅｆの非線形な関係に起因した誤差の影響が小さくなる。
【０１１５】
以上説明したように、本実施例では、焦点検出補正値ＢＰを、被写体の色、方向および空間周波数に依存する第１補正値ＢＰ１と、位相差ＡＦに依存する第２補正値ＢＰ２とに分けて取得する。そして本実施例では、第２補正値ＢＰ２を、撮像素子１２２の受光感度条件に応じて算出する。これにより、位相差ＡＦにおけるデフォーカス量を高精度に補正することができる。
【実施例２】
【０１１６】
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例２は、第１補正値の取得方法と第２補正値の算出方法が実施例１と異なる。なお、本実施例におけるカメラ本体１２０およびレンズユニット１００の構成は実施例１と同じであり、実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。
【０１１７】
実施例１では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ１０１で取得した収差情報から算出した撮像合焦位置Ｐ＿ＩＭＧおよび焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦから第１補正値を算出した。これに対して、実施例２では、それぞれ予め算出した撮像合焦位置Ｐ＿ＩＭＧと焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦとの差分である第１補正値をＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶させておく。そして、カメラＭＰＵ１２５は、ＥＥＰＲＯＭ１２５ｃから図４のステップＳ４で取得したフォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置および絞り値に応じた第１補正値を読み出して取得する。
【０１１８】
また、実施例１では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）を変数とする関数における受光感度条件ごとの係数（第２補正値係数）を取得し、これを用いて第２補正値を算出した。これに対して、実施例２では、予め焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）と受光感度条件ごとの第２補正値を算出するための関数の係数（以下、これについても第２補正値係数という）とをＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶させておく。そしてカメラＭＰＵ１２５は、これらを用いて上述した関数により第２補正値を算出する。
【０１１９】
本実施例におけるＡＦ処理の基本的な流れは実施例１で図５を用いて説明したＡＦ処理と同じであるが、そのステップＳ５でカメラＭＰＵ１２５が行う焦点検出補正値の算出処理が異なる。図１４は、本実施例における焦点検出補正値の算出処理を示している。図１４のステップＳ２０１は撮像合焦位置と焦点検出合焦位置との差分である第１補正値の算出に関する処理（第１工程）であり、ステップＳ２０３〜Ｓ２０６は焦点検出合焦位置と位相差焦点検出合焦位の差分である第２補正値の算出に関する処理（第２工程）である。また、ステップ２０７は、焦点検出補正値を算出する処理（第３工程）である。
【０１２０】
ステップＳ２０１において、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ１で設定した焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）、ステップＳ４で取得したフォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置（ズーム状態）および絞り値に応じて第１補正値を取得する。本実施例では、前述したように予め記憶された第１補正値を取得するが、焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）と第１補正値を算出するための関数の係数を記憶しておき、それらを用いて第１補正値を算出してもよい。
【０１２１】
次にステップＳ２０２では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３で焦点検出を行った焦点検出方式が位相差ＡＦか否かを判定し、位相差ＡＦである場合はステップＳ２０３に進む。一方、位相差ＡＦでない場合、すなわち第２補正値ＢＰ２が得られない場合は、カメラＭＰＵ１２５はステップＳ２０８にて第２補正値を０（ＢＰ２＝０）としてステップＳ２０７に進む。このように焦点検出方式を判定して焦点検出補正値を算出することで、焦点検出方式に応じてデフォーカス量を高精度に補正することができる。
【０１２２】
ステップＳ２０３では、カメラＭＰＵ１２５は、補正値算出条件を判定する。すなわち、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が所定値より小さいか否かを判定し、小さい場合はステップＳ２０８にて第２補正値を０（ＢＰ２＝０）としてステップＳ１１１に進む。一方、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が所定値より小さくない場合はステップＳ２０４に進む。焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２との差が小さくなる条件については実施例１で説明した通りである。
【０１２３】
ステップＳ２０４では、カメラＭＰＵ１２５は、実施例１のステップＳ１０８と同様に、撮像素子の受光感度条件情報ｚを取得する。
【０１２４】
次にステップＳ２０５では、カメラＭＰＵ１２５は、位相差補正情報を取得する。実施例１のステップＳ１０９でも説明したように、位相差補正情報は、位相差ＡＦにより得られる位相差合焦位置に関する情報である。ただし本実施例における位相差補正情報は、焦点検出領域の位置座標（ｘ，ｙ）とステップＳ２０４で取得した受光感度条件情報ｚを変数とする関数の第２補正値係数であり、フォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置（ズーム状態）および絞り値に応じた係数である。カメラＭＰＵ１２５は、図５のステップＳ４で取得したフォーカスレンズ１０４の位置、第１レンズ１０１の位置（ズーム状態）および絞り値に応じた第２補正値係数をＥＥＰＲＯＭ１２５ｃから取得する。
【０１２５】
次にステップＳ２０６では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値ＢＰの位相差ＡＦに依存する成分である第２補正値ＢＰ２を、以下の式（１１）により示す関数を用いて算出する。式（１１）において、ａ００（ｚ），ａ０２（ｚ），ａ２０（ｚ）およびａ２２（ｚ）は、ステップＳ２０５にて取得した第２補正値係数である。各第２補正値係数は、受光感度条件情報ｚを変数とする関数である。
【０１２６】
ＢＰ２＝ａ００（ｚ）＋ａ０２（ｚ）ｙ２＋ａ２０（ｚ）ｘ２＋ａ２２（ｚ）ｘ２ｙ２    （１０）
このように、カメラＭＰＵ１２５は、受光感度条件情報ｚに応じた第２補正値係数を取得し、第２補正値係数から第２補正値を算出する。これにより、受光感度条件が異なる場合においても、高精度に焦点検出合焦位置Ｐ＿ＡＦと位相差合焦位置Ｐ＿ＡＦ２の差を良好に補正するための第２補正値を取得することができる。
【０１２７】
次にステップＳ２０７では、カメラＭＰＵ１２５は、実施例１と同様に、焦点検出補正値ＢＰを式（１０）を用いて算出する。この際、ステップＳ２０８で第２補正値ＢＰ２が０に設定された場合は、第２補正値ＢＰ２が用いられずに第１補正値ＢＰ１のみから焦点検出補正値ＢＰが算出されることになる。
【０１２８】
以上説明したように、本実施例でも、焦点検出補正値ＢＰを、被写体の色、方向および空間周波数に依存する第１補正値ＢＰ１と、位相差ＡＦに依存する第２補正値ＢＰ２とに分けて取得する。さらに本実施例でも、第２補正値ＢＰ２を、撮像素子１２２の受光感度条件情報に応じて算出する。これにより、位相差ＡＦにおけるデフォーカス量を高精度に補正することができる。
【０１２９】
なお、上記各実施例では、第１および第２補正値の両方をカメラＭＰＵ１２５が算出する場合について説明したが、第１および第２補正値のうち少なくとも一方をレンズＭＰＵ１１７が算出してカメラＭＰＵ１２５に送信してもよい。すなわち、カメラＭＰＵ１２５は、第１および第２補正値のうち少なくとも一方を、レンズＭＰＵ１１７から取得してもよい。
【０１３０】
上記各実施例ではレンズ交換型デジタルカメラについて説明したが、本発明の他の実施例としての撮像装置はレンズ一体型カメラやビデオカメラも含む。また、本発明の他の実施例は、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機等の電子機器に搭載される撮像装置も含む。
（その他の実施例）
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部（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【０１３１】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１２０  カメラ本体
１２２  撮像素子
１２５  カメラＭＰＵ
１２９  位相差焦点検出部
【図１】
2020003686.tif 000003
【図２】
2020003686.tif 000004
【図３】
2020003686.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020003686.tif 000009
【図８】
2020003686.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020003686.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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