(57)【要約】【課題】空間周波数により焦点位置が異なる撮影レンズにおいても精度の高いピント合わせを行うことができる焦点調整装置および焦点調整方法を提供する。【解決手段】撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得る補正値取得部と、補正値取得部により得られた補正値に基づいて撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部とを備える焦点調整装置である。【選択図】図１
2014029353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得る補正値取得部と、
該補正値取得部により得られた前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部と
を備える焦点調整装置。
【請求項２】
前記補正値は、前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置と、前記撮影レンズにおける最良像面位置との差である
請求項１に記載の焦点調整装置。
【請求項３】
前記補正値は、前記撮影レンズに関する情報に対応した値である
請求項１に記載の焦点調整装置。
【請求項４】
前記撮影レンズに関する情報は、前記撮影レンズの焦点距離、撮影距離およびＦ値である
請求項３に記載の焦点調整装置。
【請求項５】
前記補正値取得部は、前記空間周波数に基づいて、補正値を予め保持する補正値テーブルを参照することにより、前記補正値を取得する
請求項１に記載の焦点調整装置。
【請求項６】
前記補正値取得部は、さらに、前記撮影レンズに関連する情報に基づいて、補正値を予め保持する補正値テーブルを参照することにより、前記補正値を取得する
請求項５に記載の焦点調整装置。
【請求項７】
撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定する補正値判定部と、
該補正値判定部により、前記補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を得る補正値取得部と、
前記補正値取得部により得られた前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部と
を備える焦点調整装置。
【請求項８】
撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得て、
前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する
焦点調整方法。
【請求項９】
撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定し、
前記補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を取得し、
前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する
焦点調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、焦点調整装置および焦点調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置において、位相差検出用の画素を撮像素子に埋め込むことにより、高速なＡＦ（Auto Focus）を実現する手法が普及してきている。しかし、撮像素子中の位相差検出画素が埋め込まれた箇所は欠損部として扱われることとなり、画質の低下を招くという問題がある。そこで、位相差検出画素の出力をその位相差検出画素の周辺の画素からの情報を用いて算出することにより、画質の低下を防ぐ技術が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−４４６３７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、ある程度画質の低下を防ぐ技術を適用したとしても、位相差検出画素は撮像素子において離散的に配置せざるを得ない。そうすると、空間周波数が高い被写体においては十分な信号検出を行うことができず、位相差検出画素により検出された焦点位置が撮影レンズにおける最良な像面位置と異なり、ピントがずれてしまうという問題がある。
【０００５】
本技術はこのような問題点に鑑みなされたものであり、空間周波数により焦点位置が異なる撮影レンズにおいても精度の高いピント合わせを行うことができる焦点調整装置および焦点調整方法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】
【０００６】
上述した課題を解決するために、第１の技術は、撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得る補正値取得部と、補正値取得部により得られた補正値に基づいて撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部とを備える焦点調整装置である。
【０００７】
また、第２の技術は、撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定する補正値判定部と、補正値判定部により、補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を得る補正値取得部と、補正値取得部により得られた補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部とを備える焦点調整装置である。
【０００８】
また、第３の技術は、撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得て、補正値に基づいて撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整方法である。
【０００９】
さらに、第４の技術は、撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定し、補正値が所定値以上であると判定された場合に、補正値を取得し、補正値に基づいて撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本技術によれば、空間周波数により焦点位置が異なる撮影レンズにおいても精度の高いピント合わせを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本技術の第１の実施の形態に係る焦点調整装置と撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、撮像素子の構成を示す図である。
【図３】撮影レンズの各空間周波数の焦点位置と被写体像のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）との関係の一例について説明するための図である。
【図４】図４Ａは球面収差特性を示す図であり、図４Ｂは、球面収差が大きい場合における空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とのピント位置およびピント近傍光線の状態を示す図である。
【図５】図５Ａは球面収差特性を示す図であり、図５Ｂは、球面収差が小さい場合における空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とのピント位置およびピント近傍光線の状態を示す図である。
【図６】図６は、複数の空間周波数を例示して補正値について説明するための図である。
【図７】図７は、第１の実施の形態における焦点調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図８は、本技術の第２の実施の形態に係る焦点調整装置と撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、第２の実施の形態における焦点調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本技術の第３の実施の形態に係る焦点調整装置と撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、第３の実施の形態における焦点調整処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本技術の第４の実施の形態に係る焦点調整装置と撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、第４の実施の形態における焦点調整処理の流れ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】
【００１２】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
［１−２．焦点調整処理］
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
［２−２．焦点調整処理］
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
［３−２．焦点調整処理］
＜４．第４の実施の形態＞
［４−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
［４−２．焦点調整処理］
＜５．変形例＞
【００１３】
＜１．第１の実施の形態＞
［１−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
本実施の形態に係る撮像装置１００の構成について説明する。図１は撮像装置１００の全体構成を示すブロック図である。
【００１４】
撮像装置１００は、光学撮像系１０１、撮像素子１０２、前処理回路１０３、カメラ処理回路１０４、画像メモリ１０５、制御部１０６、グラフィックＩ／Ｆ（Interface）１７、表示部１０８、入力部１０９、Ｒ／Ｗ（リーダ／ライタ）１１０および記憶媒体１１１から構成されている。制御部１０６は焦点調整装置１５０として機能する。
【００１５】
光学撮像系１０１は、被写体からの光を撮像素子１０２に集光するための撮影レンズ１０１Ａ、撮影レンズ１０１Ａを移動させてフォーカス合わせやズーミングを行うための駆動機構、シャッタ機構、アイリス機構などから構成されている。これらは制御部１０６およびレンズ駆動部１５２からの制御信号に基づいて駆動される。光学撮像系１０１を介して得られた被写体の光画像は、撮像デバイスとしての撮像素子１０２上に結像される。
【００１６】
撮像素子１０２は、通常の撮像画素であるＲ（Red）画素、Ｇ（Green）画素、Ｂ（Blue）画素と、位相差検出を行う位相差検出画素とを有するものである。撮像素子１０２を構成する各画素は被写体からの入射光を光電変換して電荷量に変換して、画素信号を出力する。そして、撮像素子１０２は、最終的に画素信号からなる撮像信号を前処理回路１０３に出力する。撮像素子１０２としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などが用いられる。なお、撮像素子１０２の詳細な構成については後述する。
【００１７】
前処理回路１０３は、撮像素子１０２から出力された撮像信号に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理によりＳ／Ｎ（Signal／Noise）比を良好に保つようにサンプルホールドなどを行う。さらに、ＡＧＣ（Auto Gain Control）処理により利得を制御し、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換を行ってデジタル画像信号を出力する。
【００１８】
カメラ処理回路１０４は、前処理回路１０３からの画像信号に対して、ホワイトバランス調整処理や色補正処理、ガンマ補正処理、Ｙ／Ｃ変換処理、ＡＥ（Auto Exposure）処理などの信号処理を施す。
【００１９】
画像メモリ１０５は、揮発性メモリ、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）で構成されるバッファメモリであり、前処理回路１０３およびカメラ処理回路１０４によって所定の処理が施された画像データを一時的に蓄えておくものである。
【００２０】
制御部１０６は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから構成されている。ＲＯＭには、ＣＰＵにより読み込まれ動作されるプログラムなどが記憶されている。ＲＡＭは、ＣＰＵのワークメモリとして用いられる。ＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されたプログラムに従い様々な処理を実行してコマンドの発行を行うことによって撮像装置１００全体の制御を行う。
【００２１】
また、制御部１０６は所定のプログラムを実行することにより、焦点調整装置１５０として機能する。ただし、焦点調整装置１５０は、プログラムによって実現されるのみでなく、焦点調整装置として機能を有するハードウェアによる専用の装置として実現されてもよい。その場合、撮像装置１００がそのハードウェアとしての焦点調整装置を備えるという構成となる。
【００２２】
焦点調整装置１５０は、補正値取得部１５１と、レンズ駆動部１５２とからなる。補正値取得部１５１は、レンズ駆動部１５２による焦点調整に必要な補正値を取得するものである。補正値取得部１５１は、補正値取得のためにレンズ情報を取得する。レンズ情報は、光学撮像系１０１の撮影レンズ１０１Ａにおけるズーム（焦点距離）、フォーカス（撮影距離）、絞り（Ｆ値）である。例えば、これらの値を、撮影レンズ１０１Ａを管理するマイコン（図示せず。）などから取得する。また、補正値取得部１５１は、位相差検出画素を有する撮像素子からの位相差信号に基づいて空間周波数を取得する。さらに、補正値取得部１５１は、補正値取得のために位相差検出画素のセンサー像高を取得してもよい。
【００２３】
そして、補正値取得部１５１は、レンズ情報、空間周波数、像高に基づいて、補正値とレンズ情報、像高、空間周波数とが対応付けられた補正値テーブルを参照することにより補正値を取得する。補正値テーブルは、例えば、焦点調整装置１５０として機能する制御部１０６のＲＯＭに予め格納しておいてもよいし、別個の記憶媒体に格納しておいてもよい。また、焦点調整装置がハードウェアとして構成される場合には、そのハードウェア内の記憶媒体に補正値テーブルを格納しておくようにしてもよい。なお、補正値テーブルにおける補正値は離散的な値とし、補正値は補正値テーブルにおける値から補間計算により求めてもよい。
【００２４】
補正値は、撮像素子１０２における位相差検出画素の密度によって決定される空間周波数、位相差検出画素のセンサー像高、レンズ情報に基づいた値として予め補正値テーブルにおいて定義されている。補正値は、撮像素子により得られた焦点位置と撮影レンズ１０１Ａにおける最良像面位置との差であり、高軸方向に対する撮影レンズ１０１Ａの移動量として定義される。
【００２５】
レンズ駆動部１５２は、補正値取得部１５１により得られた補正値に基づいて、光学撮像系１０１の撮影レンズ１０１Ａに所定の制御信号を送信して撮影レンズ１０１Ａを駆動させ、撮影レンズ１０１Ａの焦点位置の調整を行うものである。レンズ駆動部１５２は、特許請求の範囲における焦点調整部に相当するものである。
【００２６】
グラフィックＩ／Ｆ１０７は、制御部１０６から供給された画像信号から、表示部１０８に表示させるための画像信号を生成して、この信号を表示部１０８に供給することにより画像を表示させる。表示部１０８は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ(Plasma Display Panel)、有機ＥＬ(Electro Luminescence)パネルなどにより構成された表示手段である。表示部１０８には、撮像中のスルー画、記憶媒体１１１に記録された画像などが表示される。
【００２７】
入力部１０９は、例えば、電源オン／オフ切り替えのための電源ボタン、撮像画像の記録の開始を指示するためのレリーズボタン、ズーム調整用の操作子、表示部１０８と一体に構成されたタッチスクリーンなどからなる。入力部１０９に対して入力がなされると、その入力に応じた制御信号が生成されて制御部１０６に出力される。そして、制御部１０６はその制御信号に対応した演算処理や制御を行う。
【００２８】
Ｒ／Ｗ２０には、撮像により生成された画像データなどを記録する記録媒体２２が接続されるインターフェースである。Ｒ／Ｗ２０は、制御部１０６から供給されたデータを記憶媒体１１１に書き込み、また、記憶媒体１１１から読み出したデータを制御部１０６に出力する。記憶媒体１１１は、例えば、ハードディスク、メモリースティック（ソニー株式会社の登録商標）、ＳＤメモリーカードなどの大容量記憶媒体である。画像は例えばＪＰＥＧなどの規格に基づいて圧縮された状態で保存される。また、保存された画像に関する情報、撮像日時などの付加情報を含むＥＸＩＦ（Exchangeable Image File Format）データもその画像に対応付けられて保存される。
【００２９】
ここで、上述した撮像装置１００における基本的な動作について説明する。画像の撮像前には、撮像素子１０２によって受光されて光電変換された信号が、順次、前処理回路１０３に供給される。前処理回路１０３では、入力信号に対してＣＤＳ処理、ＡＧＣ処理などが施され、さらに画像信号に変換される。
【００３０】
カメラ処理回路１０４は、前処理回路１０３から供給された画像信号を画質補正処理し、カメラスルー画像の信号として、制御部１０６を介してグラフィックＩ／Ｆ１０７に供給する。これにより、カメラスルー画像が表示部１０８に表示される。ユーザは表示部１０８に表示されるスルー画を見て画角合わせを行うことができる。
【００３１】
この状態で、入力部１０９のシャッタボタンが押下されると、制御部１０６は、光学撮像系１０１に制御信号を出力して、光学撮像系１０１を構成するシャッタを動作させる。これにより撮像素子１０２からは、１フレーム分の画像信号が出力される。
【００３２】
カメラ処理回路１０４は、撮像素子１１から前処理回路１０３を介して供給された１フレーム分の画像信号に画質補正処理を施し、処理後の画像信号を制御部１０６に供給する。制御部１０６は、入力された画像信号を圧縮符号化し、生成した符号化データを、Ｒ／Ｗ２０に供給する。これにより、撮像された静止画像のデータファイルが記憶媒体１１１に記憶される。
【００３３】
一方、記憶媒体１１１に記憶された画像ファイルを再生する場合には、制御部１０６は、入力部１０９からの操作入力に応じて、選択された静止画像ファイルを記憶媒体１１１からＲ／Ｗ２０を介して読み込む。読み込まれた画像ファイルは、伸張復号化処理が施される。そして、復号化された画像信号は制御部１０６を介してグラフィックＩ／Ｆ１０７に供給される。これにより、記憶媒体１１１に記憶された静止画像が表示部１０８に表示される。
【００３４】
次に、撮像素子１０２の構成について説明する。図２は、撮像素子１０２における通常画素および位相差検出画素の配列の様子を示す図である。ＲはＲ（Red）画素、ＧはＧ（Green）画素、ＢはＢ（Blue）画素と、それぞれ通常の撮像画素を示すものである。
【００３５】
また、図２において、Ｐ１が第１位相差検出画素を示し、Ｐ２が第２位相差検出画素を示すものである。位相差検出画素は、Ｐ１とＰ２とで一対となる構成となっており、撮影レンズ１０１Ａの瞳分割を行う。位相差検出画素Ｐ１およびＰ２は通常の撮像画素とは光学特性が異なるものである。なお、図２においては、Ｇ画素を位相差検出画素としている。これは、Ｇ画素がＲ画素およびＢ画素に比べて倍の数存在しているためである。ただし、位相差検出画素はＧ画素に限られるものではない。
【００３６】
撮像素子１０２は、通常画素に加え、位相差検出画素を有しており、撮像装置１００は、その位相差検出画素からの出力によりいわゆる像面位相差ＡＦ（Auto Focus）を行うことができるものである。
【００３７】
次に、図３を参照して、撮影レンズの各空間周波数の焦点位置と被写体像のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）との関係の一例について説明する。横軸は、光軸方向における焦点位置のずれを示し、横軸の中心はピント位置を示している。また、縦軸はＭＴＦを示す。そして、図３においては、空間周波数の例として３つの空間周波数が示されており、３つの線分はそれぞれ、空間周波数が高い場合、空間周波数が低い場合、空間周波数がその間である場合を示すものである。
【００３８】
ＭＴＦとは、被写体のコントラストと、光学系を通して結像する像のコントラストの比で定義され、被写体のコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として示したものであり、撮影レンズの性能を評価する指標の１つとして用いられる。
【００３９】
図３からわかるように、空間周波数が低くなるに従い、ＭＴＦピークがピント位置からずれていくこととなる。したがって、このような撮影レンズの状態では、空間周波数が低い被写体像の場合、位相差検出画素により検出された焦点位置が撮影レンズの最良な像面位置と異なってしまうこととなる。そして、この状態で撮影を行うと、ピントがずれた画像が取得されてしまう。なお、図３に示される被写体の空間周波数はあくまで例示である。
【００４０】
次に、図４および図５を参照して、球面収差とピント位置について説明する。図４Ａは球面収差特性を示す図において、球面収差が大きい場合の例を示すものである。また、図４Ｂは、球面収差が大きい場合における空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とのピント位置およびピント近傍光線の状態を示す図である。
【００４１】
球面収差とは、撮影レンズのレンズ面が球面で構成されることにより、撮影レンズで光を集めたときに光軸からの距離に応じて光線の撮影レンズへの入射角が変化し、光軸上において光が一点に集まらない現象を意味する。
【００４２】
図４Ａに示されるように球面収差が大きい場合には、図４Ｂに示されるように、空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とではピントの最良位置が異なり、さらにＭＴＦにも一致しないこととなる。すなわち、撮影レンズの球面収差により空間周波数のＭＴＦピークに差が生じている。この状態で撮影を行い画像を取得すると、ピントがずれたぼけた画像が取得されてしまう。
【００４３】
図５Ａは球面収差特性を示す図において球面収差が小さい場合の一例を示すものである。また、図５Ｂは、球面収差が小さい場合における空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とのピント位置およびピント近傍光線の状態を示す図である。
【００４４】
図５Ａに示されるように球面収差が小さい場合には、図５Ｂに示されるように、空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とではピントの最良位置に差はほとんど発生しておらず、共にＭＴＦピークがピントの最良位置に近い状態となっている。この状態で撮影を行えば、ピントが正確に合った画像を得ることができる。
【００４５】
そこで、本技術は、図４に示されるような、空間周波数が高い被写体と空間周波数が低い被写体とでＭＴＦピークが異なっている場合に、空間周波数のＭＴＦピークが一致するように撮影レンズ１０１Ａの駆動させるものである。
【００４６】
図６は、複数の空間周波数を例示して補正値について説明するための図である。撮影レンズのピントの最良位置が例えば、空間周波数約２０ｌｐ／ｍｍである場合、図６中に示される空間周波数（５ｌｐ／ｍｍ）においては、そのＭＴＦピークと、最良位置である空間周波数（約２０ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦピークには差が存在する。したがって、その差をなくすために、空間周波数（５ｌｐ／ｍｍ）においては、図６中の（１）に示されるように、空間周波数（５ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦピークと、空間周波数（約２０ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦピークとの差を補正値とすればよい。これは、離散的に配置された位相差検出画素が検出しているのが５ｌｐ／ｍｍであるからである。
【００４７】
より密に位相差検出画素を撮像素子１０２に埋め込めば空間周波数は例えば１０ｌｐ／ｍｍとなる。空間周波数（１０ｌｐ／ｍｍ）においては、図６中の（２）に示されるように、空間周波数（１０ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦピークと、空間周波数（約２０ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦピークとの差を補正値とすればよい。なお、（５ｌｐ／ｍｍ）、（１０ｌｐ／ｍｍ）は説明の便宜上用いたあくまで一例の値である。
【００４８】
補正値テーブルは、このようにして定義される補正値を予め有している。
【００４９】
［１−２．焦点調整処理］
次に、上述した、焦点調整装置１５０を備える撮像装置１００において行われる焦点調整処理について説明する。図７は焦点調整処理の流れを示すフローチャートである。なお、この処理は、例えば、ユーザが撮像装置１００のシャッタボタンに対する入力を行った際に開始される。
【００５０】
まずステップＳ１で、補正値取得部１５１は、光学撮像系１０１から撮影レンズ１０１Ａに関する情報であるレンズ情報を取得する。このレンズ情報は、ズーム（焦点距離）、フォーカス（撮影距離）、絞り（Ｆ値）である。次にステップＳ２で、補正値取得部１５１は、位相差検出画素を有する撮像素子１０２から位相差信号を取得する。
【００５１】
次にステップＳ３で、補正値取得部１５１は補正値を取得する。補正値の取得は、ステップＳ１で取得したレンズ情報、ステップＳ２で取得した位相差信号から得られる空間周波数、像高に基づいて、補正値テーブルを参照することにより行われる。
【００５２】
次にステップＳ４で、レンズ駆動部１５２は補正値取得部１５１により取得された補正値に基づいて光学撮像系１０１の撮影レンズ１０１Ａを駆動させる。具体的には、補正値で示された値の分、撮影レンズ１０１Ａを前後に駆動させる。これにより、空間周波数により焦点位置が異なる撮影レンズにおいても、空間周波数が高い被写体、空間周波数が低い被写体共にピントがあった状態となる。すなわち、空間周波数により焦点位置が異なるレンズ状態においても、精度の高いピント合わせが可能となり、この状態で撮影を行うことにより、正確にピントが合った画像を取得することができる。
【００５３】
＜２．第２の実施の形態＞
［２−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
次に本技術の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態は、焦点調整装置が、補正値判定部２５１をさらに備え、その補正値判定部２５１により、補正値が所定の条件を満たすか否かを判定する点で第１の実施の形態と異なる。それ以外の構成は第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
図８は、第２の実施の形態に係る焦点調整装置２５０および撮像装置２００の構成を示すブロック図である。第２の実施の形態においては、焦点調整装置２５０が補正値判定部２５１を備える。補正値判定部２５１は、補正値取得部１５１により取得された補正値が所定のしきい値以上であるか否かを判定する。そして、補正値がしきい値以上である場合には、補正値取得部１５１は、補正値を取得してレンズ駆動部１５２に供給し、レンズ駆動部１５２は補正値に基づいてレンズを駆動させることにより焦点調整を行う。一方、補正値がしきい値以下である場合には、補正値取得部１５１は、補正値の取得を行わない。この場合、補正値取得部１５１は補正値の取得を行わないので、レンズ駆動部１５２も焦点調整を行わない。
【００５５】
補正値と比較するしきい値は、例えば、数マイクロメートルなどの小さい値とするとよい。これにより、補正値が焦点調整を行う必要性がない僅かな値である場合には焦点調整が行われないこととなるので、処理の負荷の軽減、動作の高速化などを実現することができる。
【００５６】
［２−２．焦点調整処理］
次に、第２の実施の形態おける処理について説明する。図９は、第２の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。なお、ステップＳ１乃至ステップＳ４は第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５７】
ステップＳ２で、補正値取得部１５１が位相差信号を取得した後、補正値判定部２５１は、ステップＳ２１で、レンズ情報および位相差信号から得られる空間周波数、像高に基づいて補正値テーブル参照し、補正値と所定のしきい値との比較判定を行う。
【００５８】
補正値がしきい値以上である場合には、次にステップＳ３で、補正値取得部１５１による補正値取得、ステップＳ４で、レンズ駆動部はレンズを駆動させることによる焦点調整を行う（ステップＳ２１のＹｅｓ）。
【００５９】
一方、補正値がしきい値以上ではない場合には、焦点調整処理は行う必要がないとして、ステップＳ３およびステップＳ４の処理は行われず終了となる（ステップＳ２１のＮｏ）。
【００６０】
上述の説明では、補正値判定部２５１が補正値としきい値との比較判定を行った後に、補正値取得部１５１が補正値の取得を行った。しかし、補正値取得部１５１が補正値を取得した後に補正値判定部２５１がその補正値取得部１５１が取得した補正値がしきい値以上であるか否かを判定するようにしてもよい。補正値判定部２５１は、補正値がしきい値以上である場合には、レンズ駆動部１５２に焦点調整を行う旨の指示を行い、補正値がしきい値以下である場合には、レンズ駆動部１５２に焦点調整を行わない旨の指示を行うようにしてもよい。このように処理を行なっても図９のフローチャートと同様の結果を得ることができる。
【００６１】
＜３．第３の実施の形態＞
［３−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
次に本技術の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態は、焦点調整装置３５０がデフォーカス量算出部３５１を備え、デフォーカスの補正を行う点で第１および第２の実施の形態と相違する。なお、その他の構成は第１の実施の形態と同様であるため詳細な説明は省略する。
【００６２】
図１０は、第３の実施の形態に係る焦点調整装置３５０および撮像装置３００の構成を示すブロック図である。焦点調整装置３５０は、補正値取得部１５１、レンズ駆動部１５２に加え、さらにデフォーカス量算出部３５１を備える。デフォーカス量算出部３５１は、位相差信号から撮影レンズ１０１Ａの焦点状態を表すデフォーカス量を算出する。そして、そのデフォーカス量をレンズ駆動部１５２に出力する。
【００６３】
［３−２．焦点調整処理］
次に、第３の実施の形態おける処理について説明する。図１１は、第３の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。なお、ステップＳ１乃至ステップＳ４は第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００６４】
ステップＳ２で、位相差検出画素を有する撮像素子により位相差信号が得られたら、次にステップＳ３１で、デフォーカス量算出部３５１は、位相差信号からデフォーカス量を算出する。そして、ステップＳ３２で、デフォーカス量に基づきデフォーカスの補正が行われる。
【００６５】
そして、第１の実施の形態と同様にステップＳ４で、レンズ駆動部１５２によって撮影レンズ１０１Ａが駆動されることにより、焦点調整処理が行われる。
【００６６】
この第３の実施の形態によれば、補正値に基づくレンズ駆動による焦点調整に加え、デフォーカスの補正も行われるので、より精度の高いピント合わせが可能となる。
【００６７】
＜４．第４の実施の形態＞
［２−１．焦点調整装置および撮像装置の構成］
次に本技術の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態は、焦点調整装置４５０が、デフォーカス量算出部４５１でデフォーカス量の算出を行う点、補正値判定部４５２で補正値が所定の条件を満たすか否かを判定する点で第１乃至第３の実施の形態と相違する。
【００６８】
図１２は、第４の実施の形態に係る焦点調整装置４５０および撮像装置４００の構成を示すブロック図である。焦点調整装置４５０は、補正値取得部１５１、レンズ駆動部１５２に加え、さらにデフォーカス量算出部４５１、補正値判定部４５２を備える。
【００６９】
デフォーカス量算出部４５１は、第３の実施の形態におけるデフォーカス量算出部と同様のものである。また、補正値判定部４５２は第２の実施の形態における補正値判定部と同様のものである。補正値と比較するしきい値は、例えば、数マイクロメートルなどの小さい値とするとよい。これ以外の焦点調整装置４５０および撮像装置４００の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００７０】
［４−２．焦点調整処理］
次に、第４の実施の形態おける処理について説明する。図１３は、第４の実施の形態における処理の流れを示すフローチャートである。なお、ステップＳ１乃至ステップＳ４は第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００７１】
ステップＳ２で、位相差検出画素を有する撮像素子１０２により位相差信号が得られたら、次にステップＳ４１で、デフォーカス量算出部４５１は、位相差信号からデフォーカス量を算出する。
【００７２】
次にステップＳ４２で、補正値判定部４５１は、レンズ情報および位相差信号から得られる空間周波数、像高に基づいて補正値テーブル参照し、補正値と所定のしきい値との比較判定を行う。
【００７３】
補正値がしきい値以上である場合には、次にステップＳ３で、補正値取得部１５１による補正値取得、ステップＳ４３で、上述のステップＳ４１で算出されたデフォーカス量に基づきデフォーカスの補正が行われる（ステップＳ４２のＹｅｓ）。
【００７４】
そしてステップＳ４で、レンズ駆動部１５２が撮影レンズ１０１Ａを駆動させることにより焦点調整を行う（ステップＳ２１のＹｅｓ）。
【００７５】
一方、補正値がしきい値以上ではない場合には、補正値の取得およびデフォーカスの補正は必要ないとして処理はステップＳ４に進む（ステップＳ４２のＮｏ）。そして、ステップＳ４２で、レンズ駆動部１５２は、補正されていないデフォーカス量のみに基づいて撮影レンズを駆動させる。
【００７６】
第４の実施の形態における処理は以上のようにして行われる。第４の実施の形態によれば、補正値に基づくレンズ駆動による焦点調整に加え、デフォーカスの補正も行われるので、より精度の高いピント合わせが可能となる。さらに、補正値が焦点調整処理を行う必要性がない僅かな値である場合には焦点調整処理が行われないこととなるので、処理の負荷の軽減、動作の高速化などを実現することができる。
【００７７】
＜５．変形例＞
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、本技術は上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。本技術は以下のような構成も取ることができる。
【００７８】
（１）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得る補正値取得部と、
該補正値取得部により得られた前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部と
を備える焦点調整装置。
【００７９】
（２）前記補正値は、前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置と、前記撮影レンズにおける最良像面位置との差である
前記（１）に記載の焦点調整装置。
【００８０】
（３）前記補正値は、前記撮影レンズに関する情報に対応した値である
前記（１）または（２）に記載の焦点調整装置。
【００８１】
（４）前記撮影レンズに関する情報は、前記撮影レンズの焦点距離、撮影距離およびＦ値である
前記（３）に記載の焦点調整装置。
【００８２】
（５）前記補正値取得部は、前記空間周波数に基づいて、補正値を予め保持する補正値テーブルを参照することにより、前記補正値を取得する
前記（１）から（４）のいずれかに記載の焦点調整装置。
【００８３】
（６）前記補正値取得部は、さらに、前記撮影レンズに関連する情報に基づいて、補正値を予め保持する補正値テーブルを参照することにより、前記補正値を取得する
前記（５）に記載の焦点調整装置。
【００８４】
（７）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定する補正値判定部と、
該補正値判定部により、前記補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を得る補正値取得部と、
前記補正値取得部により得られた前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部と
を備える焦点調整装置。
【００８５】
（８）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得て、
前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する
焦点調整方法。
【００８６】
（９）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定し、
前記補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を取得し、
前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する
焦点調整方法。
【００８７】
（１０）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得て、
前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する
焦点調整方法をコンピュータに実行させる焦点調整プログラム。
【００８８】
（１１）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子を備える撮像装置において、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定し、
前記補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を取得し、
前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する
焦点調整方法をコンピュータに実行させる焦点調整プログラム。
【００８９】
（１２）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置についての補正値を得る補正値取得部と、
該補正値取得部により得られた前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部と
を備える撮像装置。
【００９０】
（１３）撮影レンズの瞳分割を行う複数の位相差検出画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子により得られた被写体の空間周波数における焦点位置に対する補正値が所定値以上であるか否かを判定する補正値判定部と、
該補正値判定部により、前記補正値が所定値以上であると判定された場合に、前記補正値を得る補正値取得部と、
前記補正値取得部により得られた前記補正値に基づいて前記撮影レンズの焦点位置を調整する焦点調整部と
を備える撮像装置。
【符号の説明】
【００９１】
１０１Ａ・・・・・・・・・・・・・・撮影レンズ
１０２・・・・・・・・・・・・・・・撮像素子
１５１・・・・・・・・・・・・・・・補正値取得部
１５２・・・・・・・・・・・・・・・レンズ駆動部
１５０、２５０、３５０、４５０・・・焦点調整装置。
２５１、４５２・・・・・・・・・・・補正値判定部
【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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