(57)【要約】【課題】被写体の色、方向、空間周波数に依存する補正と、位相差焦点検出方式に依存する補正を分けて補正することで、位相差焦点検出方式の焦点検出誤差を高精度に補正可能な焦点検出方法を提供する。【解決手段】この焦点検出方法は、撮影光学系の収差情報を取得する取得工程（ステップＳ１０１）と、取得した収差情報から、画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置と、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置から第１補正値を算出する第１算出工程（ステップＳ１０４）と、焦点検出合焦位置と、位相差焦点検出方式で検出される位相差焦点検出合焦位置から第２補正値を算出する第２算出工程（ステップＳ１１２）と、第１の補正値と第２の補正値から焦点検出補正値を算出する第３算出工程（ステップＳ１１４）と、を有する。【選択図】図６
2018021971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系の収差情報を取得する取得工程と、
前記取得した収差情報から、画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置と、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置から第１補正値を算出する第１算出工程と、
前記焦点検出合焦位置と、位相差焦点検出方式で検出される位相差焦点検出合焦位置から第２補正値を算出する第２算出工程と、
前記第１補正値と前記第２補正値から焦点検出補正値を算出する第３算出工程と、
を有する
ことを特徴とする焦点検出方法。
【請求項２】
前記第１補正値は、前記撮像合焦位置と前記焦点検出合焦位置との差分であり、前記第２補正値は、前記焦点検出合焦位置と前記位相差焦点検出合焦位置との差分である
ことを特徴とする請求項１に記載の焦点検出方法。
【請求項３】
前記位相差焦点検出合焦位置は、前記位相差焦点検出方式で検出される前記撮影光学系の線像強度分布の位置ずれ量に基づいて算出される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出方法。
【請求項４】
前記第３算出工程では、前記位相差焦点検出方式を用いない場合には、前記第１補正値のみを用いて前記焦点検出補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の焦点検出方法。
【請求項５】
前記第３算出工程では、前記撮像合焦位置と前記位相差焦点検出合焦位置との差分が小さい場合、第１補正値のみを用いて前記焦点検出補正値を算出し、前記差分が小さくない場合、前記第１補正値と前記第２補正値から焦点検出補正値を算出する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の焦点検出方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の焦点検出方法を実行可能な焦点検出手段と、
前記焦点検出補正値によって補正された焦点検出の結果に基づいて前記撮影光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御する制御手段と、
を備える
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は焦点検出方法および撮像装置に関し、特には自動焦点検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置の自動焦点検出（ＡＦ）方式として、位相差焦点検出方式（位相差ＡＦ）が知られている。位相差ＡＦは、ビデオカメラやデジタルスチルカメラで多く用いられるＡＦであり、撮像素子が焦点検出用センサとして用いられるものが存在する。位相差ＡＦは、光学像を利用して焦点検出を行うため、光学像を結像する光学系の収差が焦点検出結果に誤差を与える場合があり、このような誤差を低減するための方法が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、合焦状態において一対の焦点検出光束が形成する一対の光学像の形状が、光学系の収差に起因して一致しなくなる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】
【０００４】
【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】
【０００５】
しかしながら、従来の方法では、被写体の色、方向、空間周波数に依存する補正と、位相差ＡＦに依存する補正をまとめて補正しているため、補正精度が十分でないことがある。また、特許文献１では、最良像面と予定焦点面との間のデフォーカス量を検知し補正している。そのため、被写体の色、方向、空間周波数に依存する補正と、位相差ＡＦに依存する補正をまとめて補正することとなり、算出される補正値が大きくなる。このことから、補正値算出誤差の影響が大きくなり、補正精度が十分でない。
【０００６】
本発明は、上記課題を鑑みて、被写体の色、方向、空間周波数に依存する補正と、位相差ＡＦに依存する補正を分けて補正することで、位相差ＡＦの焦点検出誤差を高精度に補正可能な焦点検出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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明の焦点検出方法は、撮影光学系の収差情報を取得する取得工程と、前記取得した収差情報から、画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置と、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置から第１補正値を算出する第１算出工程と、前記焦点検出合焦位置と、位相差焦点検出方式で検出される位相差焦点検出合焦位置から第２補正値を算出する第２算出工程と、前記第１の補正値と前記第２の補正値から焦点検出補正値を算出する第３算出工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、被写体の色、方向、空間周波数に依存する補正と、位相差ＡＦに依存する補正を分けて補正することにより、光学系の収差による位相差ＡＦの焦点検出誤差を精度良く補正可能な焦点検出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】撮像装置の一例としてデジタルカメラのブロック図である。
【図２】撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】光電変換領域と射出瞳との関係を示す図である。
【図４】ＴＶＡＦ部の構成を示すブロック図である。
【図５】ＡＦ動作を示すフローチャートである。
【図６】焦点検出補正値を算出する処理を示すフローチャートである。
【図７】焦点検出領域の一例を示す図である。
【図８】撮影画像の合焦位置と焦点検出合焦位置との差分の算出処理を示す図である。
【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である。
【図１０】重心ずれ量、相関演算結果の差が大きい場合の線像強度分布を示す図である。
【図１１】一対の線像強度分布の瞳ずれによるシェーディングを示す図である。
【図１２】フィルタ周波数帯域の一例を示す図である。
【図１３】像面倒れに応じて第２補正値の製造誤差が変化することを示す図である。
【図１４】像面倒れに応じて第２補正値の製造誤差が変化することを示す図である。
【図１５】像面倒れに応じて第２補正値の製造誤差が変化することを示す図である。
【図１６】位相差ＡＦの焦点検出誤差を高精度に補正できることを説明する図である。
【図１７】第２の実施形態に係る焦点検出補正値算出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】
【００１０】
以下、図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態について説明する。なお、実施形態は発明の理解と説明を容易にするため、具体的かつ特定の構成を有するが、本発明はそのような特定の構成に限定されない。例えば、以下では本発明をレンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルカメラに適用した実施形態について説明するが、本発明はレンズ交換できないタイプのデジタルカメラや、ビデオカメラに対しても適用可能である。また、カメラを備えた任意の電子機器、例えば携帯電話機、パーソナルコンピュータ（ラップトップ、タブレット、デスクトップ型など）、ゲーム機などで実施することもできる。
【００１１】
（第１実施形態）
（撮像装置の構成の説明−レンズユニット）
図１は、本実施形態に係る撮像装置の一例としてデジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。本実施形態のデジタルカメラは、レンズ交換式一眼レフカメラであり、レンズユニット１００とカメラ本体１２０とを有する。レンズユニット１００は、図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。なお、本実施形態のデジタルカメラとしてレンズ交換式一眼レフカメラを例に説明するが、これに限定することなく、例えば、レンズ一体式のカメラであってもよい。
【００１２】
レンズユニット１００は、光学系（第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ群（以下、単に「フォーカスレンズ」という）１０４）、及び駆動／制御系を有する。本実施形態において、レンズユニット１００は、フォーカスレンズ１０４を含み、被写体の光学像を形成する撮影レンズである。なお、本実施形態では、レンズユニット１００は、制御手段を構成する。
【００１３】
第１レンズ群１０１は、レンズユニット１００の被写体側の先端に配置され、光軸方向ＯＡに移動可能に保持される。絞り１０２は、撮影時の光量を調節する機能のほか、静止画撮影時には露出時間を制御するメカニカルシャッタとしても機能する。絞り１０２及び第２レンズ群１０３は、一体で光軸方向ＯＡに移動可能であり、第１レンズ群１０１と連動して移動することによりズーム機能を実現する。フォーカスレンズ１０４も光軸方向ＯＡに移動可能であり、位置に応じてレンズユニット１００が合焦する被写体距離（合焦距離）が変化する。フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置を制御することにより、レンズユニット１００の合焦距離を調節する焦点調節を行う。
【００１４】
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、ズーム駆動回路１１４、絞り絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１７、レンズメモリ１１８を有する。ズーム駆動回路１１４は、ズームアクチュエータ１１１を用いて第１レンズ群１０１や第３レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の画角を制御する。絞りシャッタ駆動回路１１５は、絞りアクチュエータ１１２を用いて絞り１０２を駆動し、絞り１０２の開口径や開閉動作を制御する。フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の合焦距離を制御する。また、フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する。
【００１５】
レンズＭＰＵ（プロセッサ）１１７は、レンズユニット１００に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを通じてカメラＭＰＵ１２５と接続され、コマンドやデータを通信する。例えば、レンズＭＰＵ１１７は、フォーカスレンズ１０４の位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。このレンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置、光学系が移動していない状態の射出瞳の光軸方向ＯＡにおける位置および直径、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸方向ＯＡにおける位置および直径などの情報を含む。また、レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求に応じて、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。レンズメモリ１１８は、自動焦点検出に必要な光学情報が予め記憶されている。カメラＭＰＵ１２５は、例えば、内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されている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。
【００１６】
（撮像装置の構成の説明−カメラ本体）
カメラ本体１２０は、光学系（光学ローパスフィルタ１２１及び撮像素子１２２）と、駆動／制御系とを有する。レンズユニット１００の第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ１０４と、カメラ本体１２０の光学ローパスフィルタ１２１は、撮影光学系を構成する。
【００１７】
光学ローパスフィルタ１２１は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子１２２は、ＣＭＯＳイメージセンサと周辺回路で構成され、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素（ｎ、ｍは２以上の整数）が配置される。本実施形態の撮像素子１２２は、瞳分割機能を有し、画像データを用いた位相差ＡＦが可能である。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２が出力する画像データから、位相差ＡＦ用のデータと、表示、記録、およびコントラスト焦点検出方式（コントラストＡＦ、ＴＶＡＦ）用の画像データを生成する。
【００１８】
駆動／制御系は、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部１２９、ＴＶＡＦ部１３０を有する。撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２の動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してカメラＭＰＵ１２５に送信する。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２が取得した画像データに対し、例えば、γ変換、ホワイトバランス調整処理、色補間処理、圧縮符号化処理など、デジタルカメラで行われる一般的な画像処理を行う。また、画像処理回路１２４は、位相差ＡＦ用の信号も生成する。
【００１９】
カメラＭＰＵ（プロセッサ）１２５は、カメラ本体１２０に係る全ての演算、制御を行い、センサ駆動回路１２３、画像処理回路１２４、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部１２９、ＴＶＡＦ部１３０を制御する。カメラＭＰＵ１２５は、マウントＭの信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続され、レンズＭＰＵ１１７とコマンドやデータを通信する。また、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７に対し、レンズ位置の取得要求や、所定の駆動量での絞り、フォーカスレンズ、ズーム駆動要求や、レンズユニット１００に固有の光学情報の取得要求などを発行する。さらに、カメラＭＰＵ１２５には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、諸パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。
【００２０】
表示器１２６は、ＬＣＤなどから構成され、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などを表示する。操作スイッチ群１２７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。本実施形態の記録手段としてのメモリ１２８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。
【００２１】
位相差ＡＦ部１２９は、画像処理回路１２４により得られる焦点検出用データを用いて位相差ＡＦで焦点検出処理を行う。より具体的には、画像処理回路１２４が、撮影光学系の一対の瞳領域を通過する光束で形成される一対の像データを焦点検出用データとして生成し、位相差ＡＦ部１２９は、この一対の像データのずれ量に基づいて焦点ずれ量を検出する。このように、本実施形態の位相差ＡＦ部１２９は、専用のＡＦセンサを用いず、撮像素子１２２の出力に基づく位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）を行う。位相差ＡＦ部１２９の動作については後で詳細に説明する。
【００２２】
ＴＶＡＦ部１３０は、画像処理回路１２４が生成するＴＶＡＦ用評価値（画像データのコントラスト情報）に基づいてコントラストＡＦの焦点検出処理を行う。コントラストＡＦの焦点検出処理は、フォーカスレンズ１０４を移動して評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を合焦位置として検出する。このように、本実施形態のデジタルカメラは、位相差ＡＦとコントラストＡＦの両方を実行可能であり、状況に応じて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。
【００２３】
（焦点検出動作の説明：位相差ＡＦ）
次に、位相差ＡＦ部１２９およびＴＶＡＦ部１３０の動作についてさらに説明する。まず、位相差ＡＦ部１２９の動作について説明する。図２（Ａ）は、本実施形態に係る撮像素子１２２の画素配列を示した図で、２次元Ｃ−ＭＯＳエリアセンサの縦（Ｙ方向）６行と横（Ｘ方向）８列の範囲を、レンズユニット１００側から観察した状態を示している。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、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、円２１１ｉは、オンチップマイクロレンズを表し、オンチップマイクロレンズの内側に配置された複数の矩形２１１ａ，２１１ｂは、それぞれ光電変換部である。
【００２４】
本実施形態の撮像素子１２２は、すべての画素の光電変換部がＸ方向に２分割され、個々の光電変換部の光電変換信号と、光電変換信号の和が独立して読み出し可能である。また、光電変換信号の和から一方の光電変換部の光電変換信号を減じることで、他方の光電変換部の光電変換信号に相当する信号を得ることができる。個々の光電変換部における光電変換信号は位相差ＡＦ用のデータとして用いたり、３Ｄ（３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）画像を構成する視差画像の生成に用いてもよい。また、光電変換信号の和は、通常の撮影画像データとして用いることができる。
【００２５】
ここで、位相差ＡＦを行う場合の画素信号について説明する。後述するように、本実施形態においては、図２（Ａ）のマイクロレンズ２１１ｉと、分割された光電変換部２１１ａ，２１１ｂで撮影光学系の射出光束を瞳分割する。そして、同一画素行に配置された所定範囲内の複数の画素２１１について、光電変換部２１１ａの出力をつなぎ合わせて編成したものをＡＦ用Ａ像、光電変換部２１１ｂの出力をつなぎ合わせて編成したものをＡＦ用Ｂ像とする。光電変換部２１１ａ、２１１ｂの出力は、カラーフィルタの単位配列に含まれる緑、赤、青、緑の出力を加算して算出した疑似的な輝度（Ｙ）信号を用いる。但し、赤、青、緑の色ごとに、ＡＦ用Ａ像、Ｂ像を編成してもよい。
【００２６】
このように生成したＡＦ用Ａ像とＢ像の相対的な像ずれ量を相関演算により検出することで、所定領域の焦点ずれ量（デフォーカス量）を検出することができる。本実施形態では、一方の光電変換部の出力と全光電変換部の出力の和を撮像素子１２２から読み出すものとする。例えば、光電変換部２１１ａの出力と、光電変換部２１１ａ，２１１ｂの出力の和とが読み出される場合、光電変換部２１１ｂの出力は、和から光電変換部２１１ａの出力を減じることで取得する。これにより、ＡＦ用Ａ像とＢ像の両方を得ることができ、位相差ＡＦが実現できる。このような撮像素子は、公知であるため、これ以上の詳細な説明は省略する。
【００２７】
図２（Ｂ）は、本実施形態の撮像素子１２２の読み出し回路の構成例を示す図である。水平走査回路１５１、垂直走査回路１５３の各画素の境界部には、水平走査ライン１５２ａ及び１５２ｂと、垂直走査ライン１５４ａ及び１５４ｂが配線され、各光電変換部は、これらの走査ラインを介して信号が外部に読み出される。
【００２８】
なお、本実施形態の撮像素子は上述の画素内の読み出し方法に加え、以下の２種類の読み出しモード（第１の読み出しモード及び第２の読み出しモード）を有する。具体的には、第１の読み出しモードは、全画素読み出しモードと称するもので、高精細静止画を撮像するためのモードであり、この場合、全画素の信号が読み出される。
【００２９】
第２の読み出しモードは、間引き読み出しモードと称するもので、動画記録、もしく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。この場合に必要な画素数は、全画素よりも少ないため、画素群は、Ｘ方向及びＹ方向ともに所定比率に間引いた画素のみ読み出す。また、高速に読み出す必要がある場合にも、同様に間引き読み出しモードを用いる。Ｘ方向に間引く際には、信号の加算を行いＳ／Ｎの改善を図り、Ｙ方向に対する間引きは、間引かれる行の信号出力を無視する。位相差ＡＦおよびコントラストＡＦも、通常、第２の読み出しモードで読み出された信号に基づいて行われる。
【００３０】
図３は、本実施形態の撮像装置において、撮影光学系の射出瞳面と、像高ゼロ、すなわち像面中央近傍に配置された撮像素子の光電変換部の共役関係を説明する図である。撮像素子内の光電変換部と撮影光学系の射出瞳面は、オンチップマイクロレンズによって共役関係となるように設計される。そして、撮影光学系の射出瞳は、一般的に光量調節用の虹彩絞りが置かれる面とほぼ一致する。一方、本実施形態の撮影光学系は、変倍機能を有したズームレンズであるが、光学タイプによっては変倍操作を行うと、射出瞳の像面からの距離や大きさが変化する。図３では、レンズユニット１００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、オンチップマイクロレンズの形状や、像高（Ｘ，Ｙ座標）に応じた偏心パラメータの最適設計がなされる。
【００３１】
図３（Ａ）において、レンズユニット１００は、第１レンズ群１０１を保持する鏡筒部材１０１ｂ、第３レンズ群１０５、フォーカスレンズ１０４を保持する鏡筒部材１０４ｂを含む。また、絞り１０２の開放時の開口径を規定する開口板１０２ａ、絞り込み時の開口径を調節するための絞り羽根１０２ｂを含む。なお、撮影光学系を通過する光束の制限部材として作用する虚像１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、及び１０４ｂは、像面から観察した場合の光学的な虚像を示している。また、絞り１０２の近傍における合成開口をレンズの射出瞳と定義し、前述したように像面からの距離をＺｅｐとしている。
【００３２】
画素２１１は、像面中央近傍に配置されており、本実施形態では、中央画素と呼ぶ。中央画素２１１は、最下層より、光電変換部２１１ａ，２１１ｂ、配線層２１１ｅ〜２１１ｇ、カラーフィルタ２１１ｈ、及びオンチップマイクロレンズ２１１ｉの各部材で構成される。そして、２つの光電変換部は、オンチップマイクロレンズ２１１ｉによって撮影光学系の射出瞳面に投影される。すなわち、撮影光学系の射出瞳が、オンチップマイクロレンズ２１１ｉを介して、光電変換部の表面に投影される。
【００３３】
図３（Ｂ）は、撮影光学系の射出瞳面上における、光電変換部の投影像を示したもので、光電変換部２１１ａ及び２１１ｂに対する投影像は、各々ＥＰ１ａ及びＥＰ１ｂとなる。また、本実施形態では、撮像素子は、２つの光電変換部２１１ａと２１１ｂのいずれか一方の出力と、両方の和の出力を得ることができる画素を有している。両方の和の出力は、撮影光学系のほぼ全瞳領域である投影像ＥＰ１ａ、ＥＰ１ｂの両方の領域を通過した光束を光電変換したものである。
【００３４】
図３（Ａ）で、撮影光学系を通過する光束の最外部をＬで示すと、光束Ｌは、絞りの開口板１０２ａで規制されており、投影像ＥＰ１ａ及びＥＰ１ｂは、撮影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、光電変換部の投影像ＥＰ１ａ、ＥＰ１ｂの大部分が含まれていることからも、ケラレがほぼ発生していないことがわかる。光束Ｌは、絞りの開口板１０２ａでのみ制限されているため、ＴＬは、１０２ａと言い換えることができる。この際、像面中央では、各投影像ＥＰ１ａ及びＥＰ１ｂのケラレ状態は、光軸に対して対称となり、各光電変換部２１１ａ及び２１１ｂが受光する光量は等しい。
【００３５】
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種類の出力を読み出すようにセンサ駆動回路１２３を制御する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、画像処理回路１２４に対して焦点検出領域の情報を与え、焦点検出領域内に含まれる画素の出力から、ＡＦ用Ａ像およびＢ像のデータを生成して位相差ＡＦ部１２９に供給するよう命令する。画像処理回路１２４は、この命令に従ってＡＦ用Ａ像およびＢ像のデータを生成して位相差ＡＦ部１２９に出力する。また、画像処理回路１２４は、ＴＶＡＦ部１３０に対してＲＡＷ画像データを供給する。
【００３６】
以上のように、撮像素子１２２は、位相差ＡＦおよびコントラストＡＦの両方について、焦点検出装置の一部を構成している。なお、本実施形態では、一例として水平方向に射出瞳を２分割する構成を説明したが、撮像素子一部の画素については、垂直方向に射出瞳を２分割する構成としてもよい。また、水平および垂直の両方向に射出瞳を分割する構成としてもよい。垂直方向に射出瞳を分割する画素を設けることにより、水平だけでなく垂直方向の被写体のコントラストに対応した位相差ＡＦが可能となる。
【００３７】
（焦点検出動作の説明：コントラストＡＦ）
次に、図４を用いて、コントラストＡＦ（ＴＶＡＦ）について説明する。コントラストＡＦは、カメラＭＰＵ１２５とＴＶＡＦ部１３０が連携してフォーカスレンズの駆動と評価値の算出を繰り返し行うことで実現される。まず、画像処理回路１２４からＲＡＷ画像データがＴＶＡＦ部１３０に入力されると、ＡＦ評価用信号処理回路４０１で、ベイヤー配列信号からの緑（Ｇ）信号の抽出と、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が施される。本実施形態では、ＴＶＡＦを緑（Ｇ）信号で行う場合を説明するが、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の全ての信号を用いてもよい。また、ＲＧＢ全色用いて輝度（Ｙ）信号を生成してもよい。ＡＦ評価用信号処理回路４０１で生成される出力信号は、用いられた信号の種類によらず、以後の説明では、輝度信号Ｙと呼ぶ。
【００３８】
なお、カメラＭＰＵ１２５から、領域設定回路４１３に焦点検出領域が設定されているものとする。領域設定回路４１３は、設定された領域内の信号を選択するゲート信号を生成する。ゲート信号は、ラインピーク検出回路４０２、水平積分回路４０３、ライン最小値検出回路４０４、ラインピーク検出回路４０９、垂直積分回路４０６、４１０、垂直ピーク検出回路４０５、４０７、４１１の各回路に入力される。また、各焦点評価値が焦点検出領域内の輝度信号Ｙで生成されるように、輝度信号Ｙが各回路に入力するタイミングが制御される。なお、領域設定回路４１３には、焦点検出領域に合わせて複数の領域が設定可能である。
【００３９】
次に、Ｙピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ラインピーク検出回路４０２へ入力され、領域設定回路４１３に設定された焦点検出領域内で水平ラインごとのＹラインピーク値が求められる。ラインピーク検出回路４０２の出力は、垂直ピーク検出回路４０５において焦点検出領域内で垂直方向にピークホールドされ、Ｙピーク評価値が生成される。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。
【００４０】
次に、Ｙ積分評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平積分回路４０３へ入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとにＹの積分値が求められる。さらに、水平積分回路４０３の出力は、垂直積分回路４０６において焦点検出領域内で垂直方向に積分されて、Ｙ積分評価値が生成される。Ｙ積分評価値は、焦点検出領域内全体の明るさを判断する指標として用いることができる。
【００４１】
次に、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ラインピーク検出回路４０２に入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとのＹラインピーク値が求められる。また、ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ライン最小値検出回路４０４に入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとに輝度信号Ｙの最小値が検出される。検出された水平ラインごとの輝度信号Ｙのラインピーク値及び最小値は、減算器に入力され、（ラインピーク値−最小値）が垂直ピーク検出回路４０７に入力される。垂直ピーク検出回路４０７は、焦点検出領域内で垂直方向にピークホールドを行い、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値は、低コントラスト・高コントラストの判定に有効な指標である。
【００４２】
次に、領域ピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ＢＰＦ４０８に通すことによって特定の周波数成分が抽出され焦点信号が生成される。この焦点信号は、ラインピーク検出回路４０９へ入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとのラインピーク値が求められる。ラインピーク値は、垂直ピーク検出回路４１１によって焦点検出領域内でピークホールドされ、領域ピーク評価値が生成される。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点を探す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。
【００４３】
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、ラインピーク検出回路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。信号がラインピーク値を垂直積分回路４１０に入力し、焦点検出領域内で垂直方向に全水平走査ライン数について積分して全ライン積分評価値を生成する。高周波全ライン積分評価値は、積分の効果でダイナミックレンジが広く、感度が高いので、主要なＡＦ評価値である。従って、本実施形態では、単に焦点評価値と記載した場合は、全ライン積分評価値を意味する。
【００４４】
カメラＭＰＵ１２５のＡＦ制御部１５１は、上述したそれぞれの焦点評価値を取得し、レンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４を光軸方向に沿って所定方向に所定量移動させる。そして、新たに得られた画像データに基づいて上述した各種の評価値を算出し、全ライン積分評価値が最大値となるフォーカスレンズ位置を検出する。本実施形態では、各種のＡＦ用評価値を水平ライン方向および垂直ライン方向で算出する。これにより、水平、垂直の直交する２方向の被写体のコントラスト情報に対して焦点検出を行うことができる。
【００４５】
（焦点検出処理の流れの説明）
次に、本実施形態のデジタルカメラにおける自動焦点検出（ＡＦ）動作について説明する。ＡＦ処理の概要を説明した後、詳細な説明を行う。本実施形態では、まず、カメラＭＰＵ１２５は、後述する焦点検出領域について、位相差ＡＦもしくはコントラストＡＦを適用して焦点ずれ量（デフォーカス量）を求める。いずれかの方法により焦点検出を終えると、カメラＭＰＵ１２５は、自動焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値を算出し、焦点検出結果を補正する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、補正後の焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズ１０４を駆動する。
【００４６】
次に、上述したＡＦ処理の詳細を、図５および図６に示すフローチャートを用いて説明する。図５は、ＡＦ処理全体のフローを、図６は図５のステップＳ５における自動焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値を算出するフローを示している。以下のＡＦ処理動作は、他の主体が明記されている場合を除き、カメラＭＰＵ１２５が主体となって実行される。また、カメラＭＰＵ１２５がレンズＭＰＵ１１７にコマンド等を送信することによってレンズユニット１００の駆動や制御を行う場合、説明を簡潔にするために動作主体をカメラＭＰＵ１２５として記載する場合がある。
【００４７】
まず、ステップＳ１で、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出領域を設定する。ここで設定される焦点検出領域２１９は、図７に示す主被写体２２０によって決められるものでもよく、予め設定された焦点検出領域でもよい。本実施形態では、焦点検出領域に対して、焦点検出領域２１９を代表する座標（ｘ１、ｙ１）を設定する。この時の代表座標（ｘ１、ｙ１）は、例えば、焦点検出領域２１９に対する重心位置に合わせてもよい。
【００４８】
次に、ステップＳ２で、カメラＭＰＵ１２５は、自動焦点検出に用いる焦点検出信号を取得する。自動焦点検出が位相差ＡＦの場合には、同一画素行に配置された所定範囲内の複数の画素２１１について、光電変換部２１１ａの出力をつなぎ合わせて編成したＡＦ用Ａ像、光電変換部２１１ｂの出力をつなぎ合わせて編成したＡＦ用Ｂ像を取得する。自動焦点検出がコントラストＡＦの場合には、画像処理回路１２４からＲＡＷ画像データをＴＶＡＦ部１３０に入力する。そして、ＡＦ評価用信号処理回路４０１で、ベイヤー配列信号からの緑（Ｇ）信号の抽出と、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が施した信号を取得する。
【００４９】
次に、ステップＳ３で、カメラＭＰＵ１２５は、上述した位相差ＡＦまたはコントラストＡＦの処理に基づいて焦点検出を行う。次に、Ｓ４で、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。焦点検出補正値は、フォーカスレンズ１０４の位置、ズーム状態を示す第１レンズ群１０１の位置、焦点検出領域の位置座標（ｘ１、ｙ１）など、撮影光学系の変化や焦点検出光学系の変化に伴い変化する。そのため、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ２で、例えば、フォーカスレンズ１０４の位置、ズーム状態を示す第１レンズ群１０１の位置、及び焦点検出領域の位置座標（ｘ１、ｙ１）などの情報を取得する。この他にも、焦点状態を評価するコントラストの方向（水平、垂直）と色（赤、緑、青）、空間周波数の各組み合わせに応じて焦点検出補正値は、変化する。そのため、後述の図８（Ｄ）に示すようなコントラストの方向（水平、垂直）と色（赤、緑、青）、空間周波数の各組み合わせに対する、重み付けの大きさなどの情報も取得する。
【００５０】
次に、ステップＳ５で、カメラＭＰＵ１２５は、自動焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値を演算する。具体的には、撮影画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置と、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分と、位相差補正情報から算出される位相差焦点検出合焦位置とから、焦点検出補正値を演算する。撮影画像の画像特性または評価特性、焦点検出手段の焦点検出特性の詳細については後述する。なお、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正量算出手段として機能する。また、ステップＳ５における焦点検出補正値算出方法の詳細については、図６を用いて後述する。
【００５１】
次に、ステップＳ６で、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ５で算出された自動焦点検出の結果を補正するための補正値（ＢＰ）を用いて以下の式により焦点検出結果ＤＥＦ＿０を補正し、補正後の焦点検出結果ＤＥＦを算出する。
ＤＥＦ＝ＤＥＦ＿０＋ＢＰ
【００５２】
次に、ステップＳ７で、カメラＭＰＵ１２５は、補正後の焦点検出結果ＤＥＦの合焦位置へフォーカスレンズ１０４を駆動する。なお、カメラＭＰＵ１２５は、制御手段として機能する。次に、ステップＳ８で、カメラＭＰＵ１２５は合焦判定を行い、合焦でないと判定された場合（ＮＯ）、ステップＳ１へ処理を進め、合焦と判定された場合（ＹＥＳ）、ＡＦ処理を終了する。
【００５３】
（焦点検出補正値算出の説明）
以下、図５を用いて上述したＡＦ処理全体のフローのステップＳ５における自動焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値の算出について図６を用いて説明する。なお、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である第１補正値の算出に関する処理であり、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１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である。
【００５４】
まず、ステップＳ１０１（取得工程）で、カメラＭＰＵ１２５は、収差情報を取得する。本実施形態での収差情報は、光学系の収差状態を表す情報であり、例えば、被写体の色、方向、空間周波数ごとの撮影光学系の結像位置に関する情報である。
【００５５】
ここで、図８（Ａ）、図８（Ｂ）を用いてレンズメモリ１１８に格納されている空間周波数収差情報について説明する。図８（Ａ）は、撮影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の位置を示しており、縦軸は、ＭＴＦの強度を示している。図８（Ａ）に描かれている４種の曲線は、空間周波数ごとのＭＴＦ曲線で、ＭＴＦ１、ＭＴＦ２、ＭＴＦ３、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を示している。空間周波数Ｆ１（ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦ曲線がＭＴＦ１と対応し、同様に、空間周波数Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４（ｌｐ／ｍｍ）とＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４が対応する。また、ＬＰ４、ＬＰ５、ＬＰ６、ＬＰ７は、各デフォーカスＭＴＦ曲線の極大値に対応するフォーカスレンズ１０４位置を示している。
【００５６】
図８（Ｂ）は、本実施形態における収差情報を示す図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置の情報ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨの式を示している。本実施形態での収差情報は、例えば、上述した色と方向との６通りの組み合わせの各々について、空間周波数ｆと撮像素子上の焦点検出領域の位置座標（ｘ１，ｙ１）を変数とした以下の式で表現される。
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））          （１）
【００５７】
なお、式（１）は、赤（Ｒ）色の信号について水平（Ｈ）方向に対応した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置の情報ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨの式を示しているが、他の組み合わせについても同様の式で表される。また、本実施形態において、ｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）は、レンズユニット１００のレンズメモリ１１８にあらかじめ記憶され、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７に要求してｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）を取得するものとする。しかし、ｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）は、カメラＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。
【００５８】
また、第１補正値の製造誤差への対応として、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する。第１補正値の製造誤差補正を行う場合には、レンズメモリ１１８またはカメラＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域よりｒｈｄ（ｎ）を取得し、ｒｈ（ｎ）にｒｈｄ（ｎ）を加算し、製造誤差補正を行う。なお、カメラＭＰＵ１２５は、本実施形態の第１製造誤差補正手段として機能する。
【００５９】
赤と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ）、緑と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ）、緑と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ）、青と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ）、青と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ）の各組み合わせにおける係数（ｒｖ，ｇｈ，ｇｖ，ｂｈ，ｂｖ）も同様に記憶、取得できる。このように、収差情報を関数化し、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のデータ量削減しつつ、撮影光学系の変化や焦点検出光学系の変化に対応した収差情報の記憶が可能になる。
【００６０】
また、図８（Ｄ）は、図５のステップＳ４で取得した補正値算出条件の焦点状態を評価するコントラストの方向（水平、垂直）と色（赤、緑、青）、空間周波数の各組み合わせに対する、重み付けの大きさに関する例を示す。図８（Ｄ）に示す条件は、撮影画像の画像特性もしくは評価特性から算出される撮像合焦位置、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置の算出に用いる重み付け係数である。
【００６１】
ここで、図６に戻って、ステップＳ１０２、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）に示す重みづけの係数と、ステップＳ１０１で取得された収差情報から、各合焦位置を算出する。つまり、撮影画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を算出する。なお、カメラＭＰＵ１２５は、本実施形態の合焦位置算出手段として機能する。具体的には、まず、式（１）のｘ，ｙに焦点検出領域の位置情報（ｘ１、ｙ１）を代入する。この計算により式（１）は、以下の式（２）のような形式で表される。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）＝Ａｒｈ×ｆ２＋Ｂｒｈ×ｆ＋Ｃｒｈ      （２）
【００６２】
カメラＭＰＵ１２５は、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）、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情報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の極大値を示すフォーカスレンズ１０４の位置（ピーク位置）である。図示の通り、色収差が大きい場合には、色ごとの曲線が乖離し、縦横差が大きい場合には、図中の水平方向と垂直方向の曲線が乖離する。このように、本実施形態では、色（ＲＧＢ）と評価方向（Ｈと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情報を有する。
【００６３】
次に、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ４で取得している補正値算出条件の合焦位置の算出に用いる重み付け係数を構成する係数（図８（Ｄ））で、収差情報を重み付けする。これにより、設定情報が、焦点検出、撮像で評価する色、方向に関して重み付けされる。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）と撮影画像用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）を、式（３）および式（４）を用いて算出する。
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）        （３）
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）        （４）
【００６４】
図８（Ｃ）には、離散的な空間周波数Ｆ１からＦ４について、式（３）に代入して得られるデフォーカスＭＴＦがピーク（極大値）となるフォーカスレンズ位置（ピーク位置）ＬＰ４＿ＡＦ、ＬＰ５＿ＡＦ、ＬＰ６＿ＡＦ、ＬＰ７＿ＡＦが縦軸に示されている。カメラＭＰＵ１２５は、撮影画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）と焦点検出手段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（５）および（６）に従って算出する。
【００６５】
焦点検出合焦位置の算出は、式（３）および式（４）で得た図８（Ｃ）で示す空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値情報と、ステップＳ４でステップＳ４で得た撮影画像やＡＦの評価帯域で重みづけ加算する。すなわち、空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値情報ＭＴＦ＿Ｐ_ＡＦ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）と、ステップＳ４で得た撮影画像やＡＦの評価帯域Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（ｎ），Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（ｎ）で重みづけ加算する。
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）  （５）
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）            （６）
【００６６】
ここで、撮影画像の画像特性または評価特性、焦点検出手段の焦点検出特性について説明する。撮影画像の画像特性または評価特性は、撮影画像を評価する際の特性、つまり人の目で見る際の評価に対する特性を意味している。焦点検出手段の焦点検出特性は、焦点検出する際の特性、つまりＡＦ処理の際に評価する特性を意味している。
【００６７】
具体的な例を以下に示す。図８（Ｄ）に示す焦点検出情報による重みづけの係数、Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ、Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖに関して、焦点検出方向が図３（Ｂ）のような瞳分割形状で水平Ｈ方向のみの場合、
Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ＝１
Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ＝０．５
と設定する。これは、ＡＦ処理によるピント位置評価は水平方向Ｈによる収差に寄与するところが大きく、人の目で見る際のピント位置評価は水平方向Ｈと垂直方法Ｖを１：１で平均した収差状態でピント位置を判断することが一般的であるためである。
【００６８】
色の重みづけ係数Ｋ＿ＡＦ＿Ｒ、Ｋ＿ＡＦ＿Ｇ、Ｋ＿ＡＦ＿Ｂ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｒ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｇ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｂに関しては、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
と設定する。これは焦点検出時には、ベイヤー配列のセンサより取得した信号に基づきピント位置を評価するが、撮像画像は所望のホワイトバランス係数によって与えられた重みづけの各色の色収差による影響でピント位置が変動することに因る。
【００６９】
空間周波数の重みづけ係数Ｋ＿ＡＦ＿ｆｑ（１）〜Ｋ＿ＡＦ＿ｆｑ（４）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（１）〜Ｋ＿ＩＭＧ＿ｆｑ（４）に関しては、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
と設定する。これは、一般的に、焦点検出時には、ピント位置を空間周波数の低い帯域で評価しており、撮像画像は、ピント位置を空間周波数の高い帯域で評価しているためである。  
【００７０】
ここで、図６に戻って、ステップＳ１０４（第１算出工程）では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値（ＢＰ）の被写体の色、方向、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（７）により算出する。
ＢＰ１＝Ｐ＿ＡＦ−Ｐ＿ＩＭＧ      （７）
【００７１】
本実施形態では、焦点検出領域の位置、評価信号の色やコントラスト方向に関する処理を、評価帯域に関する処理よりも先行して実行している。これは、撮影者が焦点検出領域の位置を設定により決定している場合、焦点検出領域の位置や、評価する色や方向に関する情報が変更される頻度が低いためである。一方で、信号の評価帯域については、撮像素子の読出しモードやＡＦ評価信号のデジタルフィルタなど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帯域をより低帯域に変更することなどが考えられる。本実施形態では、このような場合に、変更の頻度が低い係数（ピーク係数）を算出した後に記憶し、変更の頻度の高い係数（評価帯域）のみを必要に応じて計算し、第１補正値算出を行う。これにより、撮影者が焦点検出領域の位置を設定している場合などには、演算量の低減を行うことができる。
【００７２】
次に、ステップＳ１０５で、第１補正値の製造誤差補正情報をステート毎に保持し、焦点検出条件に応じた製造誤差補正情報を取得し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。
【００７３】
（焦点検出補正値算出の説明）
次に、ステップＳ１０６で、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出方式の判定を行い、ステップＳ３での焦点検出方式が位相差ＡＦの場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０７へ進み、位相差ＡＦでない場合（ＮＯ）、ステップＳ１１４に進む。つまり、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置と位相差焦点検出（位相差ＡＦ）が検出する位相差焦点検出合焦位置の差分であるＢＰ２を、ＢＰ２＝０としてステップＳ１１４へ進む。このように、焦点検出方式を判定し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ピントずれ量を高精度に補正することを可能としている。
【００７４】
次に、Ｓ１０７で、カメラＭＰＵ１２５は、補正値算出条件の判定を行う。そして、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）と位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ２）の差分が小さい条件の場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１１４へ進む。つまり、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置と位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置の差分であるＢＰ２を、ＢＰ２＝０としてステップＳ１１４へ進む。一方、小さい条件でない場合（ＮＯ）、ステップＳ１０８へ進む。
【００７５】
以下、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）と位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ２）の差分が小さい条件について説明する。位相差ＡＦは、デフォーカスによる線像強度分布の重心ずれ量を検出し、合焦位置を算出する。ここで、図９は、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ための図である。図９は、重心ずれ量、相関演算結果（線像強度分布の位置ずれ量）の少なくとも１つに差を与える収差（以下コマ収差等の収差）、絞り１０２等によるケラレがない状態である。図９に示す状態の場合、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）と位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ２）に差分が生じない。
【００７６】
デフォーカス位置１２０１＿Ｐ、１２０２＿Ｐはそれぞれ異なる位置を示す。一対の線像強度分布１２０１＿Ａ、１２０１＿Ｂは、デフォーカス位置１２０１＿Ｐにおける分割された光電変換部２１１ａ、２１１ｂに対応した一対の線像強度分布で示す。一対の線像強度分布１２０２＿Ａ、１２０２＿Ｂは、デフォーカス位置１２０２＿Ｐにおける分割された光電変換部２１１ａ、２１１ｂに対応した一対の線像強度分布を示す。また、重心位置１２０１＿ＧＡ、１２０１＿ＧＢは、一対の線像強度分布１２０１＿Ａ、１２０１＿Ｂの重心位置を示す。重心位置１２０２＿ＧＡ、１２０２＿ＧＢは、一対の線像強度分布１２０２＿Ａ、１２０２＿Ｂの重心位置示す。さらに、重心ずれ量１２０１＿ｄｉｆＧは、重心位置１２０１＿ＧＡ、１２０１＿ＧＢの差分を、重心ずれ量１２０２＿ｄｉｆＧは、重心位置１２０２＿ＧＡ、１２０２＿ＧＢの差分を示す。また、図９に示すように、コマ収差等の収差、絞り１０２等によるケラレがない場合には、デフォーカスに応じて、重心ずれ量１２０１＿ｄｉｆＧ、１２０２＿ｄｉｆＧが大きくなる。これら重心ずれ量を検出することで、位相差ＡＦはデフォーカス量を算出している。
【００７７】
次に、撮影光学系のコマ収差等の収差、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に、撮影光学系のコマ収差等の収差、絞り１０２等によるケラレが大きい場合の一対の線像強度分布を示す。図１０の点線で示す１３０１＿Ａは、光電変換部２１１ａに対応する線像強度分布を、実線で示す１３０１＿Ｂは、光電変換部２１１ｂに対応する線像強度分布を示す。また、一点鎖線Ｇ＿Ａが１３０１＿Ａの重心位置を、一点鎖線Ｇ＿Ｂが１３０１＿Ｂの重心位置を示す。図１０に示すように線像強度分布１３０１＿Ａ、１３０１＿Ｂは、光学系のコマ収差等の収差の影響を受け線像強度分布が片側に尾を引いたような非対称形状となっている。このように、線像強度分布が片側に尾を引いたような非対称形状の場合、線像強度分布の重心位置が尾を引いた側に引っ張られ、重心ずれが生じる。
【００７８】
また、線像強度分布１３０１＿Ａおよび１３０１＿Ｂは、撮影光学系の絞り１０２等によるケラレの影響を受け、線像強度分布間で光量差が生じる。そして、よりケラレの大きい線像強度分布１３０１＿Ａの方がコマ収差等の収差の影響を大きく受け、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および線像強度分布１３０１＿Ｂで異なることで、それぞれの重心位置Ｇ＿ＡおよびＧ＿Ｂのずれ量が異なり、重心ずれ量差が生じる。
【００７９】
線像強度分布１３０１＿ＩＭＧは、線像強度分布１３０１＿Ａおよび１３０１＿Ｂを足し合わせた、光電変換部２１１ａ、２１１ｂの光電変換信号の和に対応した線像強度分布を示す。デフォーカス位置が異なり、点線で示す１３０２＿Ａの線像強度分布と、実線で示す１３０１＿Ｂの線像強度分布の重心位置が一致した状態を表している。線像強度分布１３０２＿ＩＭＧは、線像強度分布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。
【００８０】
線像強度分布１３０１＿ＩＭＧと線像強度分布１３０２＿ＩＭＧ比較すると、重心位置の異なる線像強度分布の和の１３０１＿ＩＭＧの方が、重心位置が一致した線像強度分布の和の１３０２＿ＩＭＧよりも線像強度分布形状がシャープであることがわかる。撮影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、合焦位置を意味している。そのため、重心位置の異なる状態が合焦位置であり、重心位置が一致した状態は合焦位置からデフォーカスした位置であるといえる。
【００８１】
このことから、非対称度合いが一対の線像強度分布間で異なり、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。以上のように、線像強度分布１３０１＿Ａおよび１３０１＿Ｂのような撮影光学系のコマ収差等の収差、絞り１０２等によるケラレが大きい場合、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、本来合焦と検出するべきデフォーカス位置で、位相差ＡＦは、ピントずれがあると検出してしまう。
【００８２】
また、位相差ＡＦでピントずれ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および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一対の線像強度分布が完全に重なるところで、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１３０１＿Ａおよび１３０１＿Ｂのような場合には、１３０１＿Ａと１３０１＿Ｂが完全に重なるところはなく、信号の一致度を表す相関量が０とはならず、少しずれたとことで相関量が極小値をとる。このように、一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。
【００８３】
以上のことから、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）と位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ２）の差分が小さい条件は、撮影光学系のコマ収差等の収差、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、光学系のコマ収差等の収差が小さく、光学系の絞り１０２等によるケラレが小さいのが一般的である。そのため、焦点検出領域の位置座標（ｘ１、ｙ１）が中央像高付近の場合も、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）と位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ２）の差分が小さい条件といえる。
【００８４】
次に、図６に戻って、ステップＳ１０８で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差補正情報を取得する。位相差補正情報は、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置に関連する情報である。本実施形態では、ステップＳ１０３で算出した、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）における分割された光電変換部２１１ａ、２１１ｂに対応した撮影光学系の線像強度分布、ＬＳＦ＿Ａ、ＬＳＦ＿Ｂを取得する。また、撮影光学系の線像強度分布は、デフォーカス状態を示すフォーカスレンズ１０４の位置、ズーム状態を示す第１レンズ群１０１の位置、焦点検出領域の位置座標（ｘ１、ｙ１）など、撮影光学系の変化や焦点検出光学系の変化に伴い変化する。そのため、取得する線像強度分布は、ステップＳ４で取得した、補正値算出条件に基づいて決定する。
【００８５】
次に、ステップＳ１０９で、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ１０８で取得したＬＳＦ＿Ａ、ＬＳＦ＿Ｂ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。ここで、図１１に、撮像素子の周辺像高における光電変換部２１１ａの第１瞳部分領域５０１、光電変換部２１１ｂの第２瞳部分領域５０２、および結像光学系の射出瞳４００の関係を示す。瞳の水平方向をＸ軸、瞳の垂直方向をＹ軸としている。
【００８６】
図１１（Ａ）は、結像光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子の設定瞳距離Ｄｓが同じ状態を示す図である。この場合、第１瞳部分領域５０１と第２瞳部分領域５０２により、結像光学系の射出瞳４００が、概ね、均等に瞳分割される。これに対して、図１１（Ｂ）に示した結像光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより短い場合、撮像素子の周辺像高では、結像光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれを生じ、結像光学系の射出瞳４００が、不均一に瞳分割されてしまう。同様に、図１１（Ｃ）に示した結像光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより長い場合、撮像素子の周辺像高では、結像光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれを生じ、結像光学系の射出瞳４００が、不均一に瞳分割されてしまう。周辺像高で瞳分割が不均一になるのに伴い、ＬＳＦ＿Ａ、ＬＳＦ＿Ｂの強度も不均一になり、ＬＳＦ＿Ａ、ＬＳＦ＿Ｂのいずれか一方の強度が大きくなり、他方の強度が小さくなるシェーディングが生じる。
【００８７】
図６に戻って、ステップＳ１０９では、焦点検出領域の像高と、撮像レンズ（結像光学系）のＦ値、射出瞳距離に応じて、ＬＳＦ＿Ａの第１シェーディング補正係数と、ＬＳＦ＿Ｂの第２シェーディング補正係数を、それぞれ生成する。第１シェーディング補正係数をＬＳＦ＿Ａに乗算し、第２シェーディング補正係数をＬＳＦ＿Ｂに乗算して、ＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂのシェーディング補正処理（光学補正処理）を行う。
【００８８】
本実施形態では、ＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂの相関（信号の一致度）を基に、第２補正値の算出を行う。瞳ずれによるシェーディングが生じるとＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂの相関（信号の一致度）が低下する場合がある。瞳ずれによるシェーディングが生じるとＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂの相関（信号の一致度）が低下する場合がある。従って、ＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂの相関（信号の一致度）を改善し、焦点検出性能を良好とするために、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行うことが望ましい。
【００８９】
次に、ステップＳ１１０で、カメラＭＰＵ１２５は、ＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂに、フィルタ処理を行う。ここで、本実施形態のフィルタ処理の通過帯域の一例を、図１２に示す。横軸は空間周波数、縦軸はフィルタ係数を表している。本実施形態では、位相差ＡＦの焦点検出の評価帯域に応じて、焦点検出時のフィルタ処理の通過帯域を、図１２の実線または１点鎖線のように、調整するのが望ましい。
【００９０】
次に、ステップＳ１１１では、カメラＭＰＵ１２５は、フィルタ処理後のＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂ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、信号の一致度を表す相関量を算出する（相関演算）。本実施形態では、フィルタ処理後のｋ番目のＬＳＦ＿ＡをＡ（ｋ）、ＬＳＦ＿Ｂ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。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として、相関量ＣＯＲは、式（８）により算出される。
【数１】
2018021971.tif 000003
【００９１】
シフト量ｓ１のシフト処理により、ｋ番目のＡ（ｋ）とｋ−ｓ１番目のＢ（ｋ−ｓ１）を対応させ減算し、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（評価値）を、シフト量毎に、複数行に渡って加算しても良い。算出された相関量から、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を算出する。本実施形態では、像ずれ量ｐ１を、ＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂの信号の一致度を示す相関量（相関演算）に基づいて導出したが、ＬＳＦ＿ＡとＬＳＦ＿Ｂの信号の重心ずれ量に基づいて算出してもよい。
【００９２】
次に、ステップＳ１１２（第２算出工程）で、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ１１１で算出した像ずれ量ｐ１に、焦点検出領域の位置座標（ｘ１、ｙ１）と、光学系の絞り値、射出瞳距離に応じた変換係数Ｋをかけて、第２補正値（ＢＰ２）を算出する。次に、ステップＳ１１３で、第２補正値の製造誤差補正を行う。
【００９３】
本実施形態では、第２補正値の製造誤差補正情報を、撮影光学系の像面倒れ量に応じて保持した場合について説明する。なお、カメラＭＰＵ１２５は、本実施形態の第２製造誤差補正手段として機能する。ここで、図１３〜１５に撮影光学系の像面倒れに応じて第２補正値の製造誤差が変化することを説明するための図を示す。図１３（Ａ）及び図１４（Ａ）は、撮影光学系の像面倒れがない場合を示しており、図１３（Ａ）は、右側像高、図１４（Ａ）は、左側像高の様子を表している。線像強度分布１５０１＿Ａ、１５０３＿Ａは、分割された光電変換部２１１ａに対応した線像強度分布であり、線像強度分布１５０１＿Ｂ、１５０３＿Ｂは、分割された光電変換部２１１ｂに対応した線像強度分布である。
【００９４】
図１３（Ｂ）及び図１４（Ｂ）は、撮影光学系の像面倒れがある場合を示しており、図１３（Ｂ）は右側像高、図１４（Ｂ）は左側像高の様子を表している。線像強度分布１５０２＿Ａ、１５０４＿Ａは、分割された光電変換部２１１ａに対応した線像強度分布であり、線像強度分布１５０２＿Ｂ、１５０４＿Ｂは、分割された光電変換部２１１ｂに対応した線像強度分布である。横収差量１５１０は、像面倒れのない場合の横収差量を、横収差量１５１１は、像面倒れがある場合の横収差量を表している。また、重心位置１５０１＿Ｇ＿Ａ〜１５０４＿Ｇ＿Ａは、線像強度分布１５０１＿Ａ〜１５０４＿Ａの重心位置を、重心位置１５０１＿Ｇ＿Ｂ〜１５０４＿Ｇ＿Ｂは、線像強度分布１５０１＿Ｂ〜１５０４＿Ｂの重心位置を表している。
【００９５】
図１３（Ａ）と図１４（Ａ）を比較すると、線像強度分布１５０１＿Ａと線像強度分布１５０２＿Ｂ、線像強度分布１５０１＿Ｂと線像強度分布１５０２Ａが同形状であることがわかる。このように、像面倒れがない場合には、左右像高で光電変換部２１１ａ、２１１ｂそれぞれに対応する線像強度分布が入れ替わり反転するだけで、形状に違いがないことがわかる。
【００９６】
次に、図１３（Ｂ）と図１３（Ａ）を比較すると、像面の倒れにより横収差量が拡大した側を主に通過した光線により形成される線像強度分布１５０２＿Ａはより外側に尾を引く方向に形状が変化している。それに対して、横収差が減少した側を主に通過した光線により形成される線像強度分布１５０２＿Ｂは尾が小さくなる方向に形状が変化する。このことから、線像強度分布１５０２＿Ｇ＿Ａは、線像強度分布１５０１＿Ｇ＿Ａよりも外側に、線像強度分布１５０２＿Ｇ＿Ｂは、線像強度分布１５０１＿Ｇ＿Ｂよりも内側に移動する。
【００９７】
次に、図１４（Ｂ）と図１４（Ａ）を比較すると、像面の倒れにより横収差量が拡大した側を主に通過した光線により形成される線像強度分布１５０４＿Ａはより外側に尾を引く方向に形状が変化している。それに対して、横収差が減少した側を主に通過した光線により形成される線像強度分布１５０４＿Ｂは、尾が小さくなる方向に形状が変化する。このことから、線像強度分布１５０４＿Ｇ＿Ａは、線像強度分布１５０３＿Ｇ＿Ａよりも外側に、線像強度分布１５０４＿Ｇ＿Ａは、線像強度分布１５０３＿Ｇ＿Ａよりも内側に移動する。
【００９８】
図１５（Ａ）に、右側像高における像面倒れがない場合と、像面倒れがある場合の重心位置差の違いを説明するための図を示す。重心位置差δＧ１は、像面倒れがない場合の線像強度分布１５０１＿Ａと１５０１＿Ｂの重心位置差を、重心位置差δＧ２は、像面倒れがある場合の線像強度分布１５０２＿Ａと１５０２＿Ｂの重心位置差を示している。
【００９９】
図１５（Ｂ）は、左側像高における像面倒れがない場合と、像面倒れがある場合の重心ずれ量の違いを説明するための図である。重心ずれ量δＧ３は、１５０３＿Ａと１５０３＿Ｂの重心ずれ量を、重心ずれ量δＧ４は、１５０４＿Ａと１５０４＿Ｂの重心ずれ量を示している。図１５（Ａ）の通り、像面倒れにより、線像強度分布１５０１＿Ｇ＿Ａが外側へ移動し線像強度分布１５０２＿Ｇ＿Ａに、線像強度分布１５０１＿Ｇ＿Ｂが内側へ移動し線像強度分布１５０２＿Ｇ＿Ｂとなり重心ずれ量がδＧ１からδＧ２へと小さくなる。また、図１５（Ｂ）に示す通り、像面倒れにより、線像強度分布１５０３＿Ｇ＿Ａが外側へ移動し線像強度分布１５０４＿Ｇ＿Ａに、線像強度分布１５０３＿Ｇ＿Ｂが内側へ移動し線像強度分布１５０４＿Ｇ＿Ｂとなり重心ずれ量がδＧ３からδＧ４へと大きくなる。
【０１００】
以上のことから、重心ずれ量は、像面倒れに応じて変化し、片方の像高は減少し、もう片方の像高は増加することがわかる。重心ずれ量は、位相差ＡＦ起因のピントずれ量となるため、像面倒れに応じて位相差ＡＦ起因のピントずれ量は変化するといえる。従って、第２補正値の製造誤差に関する情報を、撮影光学系の像面倒れ量（Ｔ）として、レンズメモリ１１８にあらかじめ記憶しておき、第２製造誤差補正値（ＢＰ２ｄ）を、焦点検出条件に応じた像面倒れ量（Ｔ）を取得し、式（９）に従って算出する。
ＢＰ２ｄ＝ＢＰ２×Ｔ×α         （９）
ここで、αは、像面倒れ量（Ｔ）とＢＰ２からＤＥＬＴＡ＿ＢＰ２を算出するための換算係数である。以上のように、ステップＳ１１３では、算出したＢＰ２ｄを用いて、カメラＭＰＵ１２５が、ＢＰ２にＢＰ２ｄを加算し、第２製造誤差補正を行う。なお、カメラＭＰＵ１２５は、第２製造誤差補正手段として機能する。
【０１０１】
なお、本実施形態では、第２補正値の製造誤差に関する情報をステート毎に保持し、焦点検出条件に応じた製造誤差補正情報を取得し製造誤差補正値を算出した。しかしながら、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２補正値のステート間での変化率から算出してもよい。
【０１０２】
このように、被写体の色、方向、空間周波数に依存する製造誤差補正と、位相差ＡＦに依存する製造誤差補正を分けて行うことで、要因毎に製造誤差補正を実施することができ、高精度な製造誤差補正を可能としている。第１補正値（ＢＰ１）、第２補正値（ＢＰ２）を分けて算出し、要因の異なる第１補正値（ＢＰ１）、第２補正値（ＢＰ２）毎に製造誤差補正を実施できない場合、位相差ＡＦとコントラストＡＦで同製造誤差補正を行うことしかできない。これにより、片方の製造誤差補正の精度が低下してしまう。
【０１０３】
（焦点検出補正値算出）
次に、図６に戻って、ステップＳ１１４（第３算出工程）で、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値（ＢＰ）を、以下の式（１０）により算出する。
ＢＰ＝ＢＰ１＋ＢＰ２      （１０）
本実施形態では、焦点検出補正値（ＢＰ）を、被写体の色、方向、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における自動焦点検出のピントずれ量を高精度に補正することが可能となる。
【０１０４】
ここで、図１６に、第１補正値（ＢＰ１）と、第２補正値（ＢＰ２）とに分けて算出することにより高精度に補正できることを説明する図を示す。図１６の位置Ｐ＿ＩＭＧは、ステップＳ１０２で算出した撮影画像の画像特性もしくは評価特性から算出される撮像合焦位置を、位置Ｐ＿ＡＦは、ステップＳ１０３で算出した焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置を示す。また、補正値ＢＰ１は、ステップＳ１０４にて算出される第１補正値を、補正値ＢＰ２は、ステップＳ１１２にて算出される第２補正値を、補正値ＢＰは、ステップＳ１１４にて算出される焦点検出補正値を表している。また差分、ＢＰ’は、第１補正値と第２補正値とを分けずに、位置Ｐ＿ＩＭＧでの線像強度分布に基づいて、図６のフローに基づいて算出した補正値を、差分δＢＰは、本来算出したい補正値との差分（ＢＰ’−ＢＰ）を表している。横軸は設定ｄｅｆ（実際のデフォーカス量）、縦軸は検出ｄｅｆ（自動焦点検出手段にて算出されるｄｅｆ量）を示す。
【０１０５】
図１６に示すように、設定ｄｅｆと検出ｄｅｆの関係が線形でない場合、撮影画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）の位置でのＬＳＦに基づいて補正値を算出する。この場合、検出した像ずれ量をデフォーカス量に換算する際に、設定ｄｅｆと検出ｄｅｆの非線形性に起因して誤差δＢＰが生じる。それに対し、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）の位置でのＬＳＦに基づいて補正値を算出する場合には、算出する補正値が小さくなるため、設定ｄｅｆと検出ｄｅｆの非線形性に起因して誤差の影響が小さくなる。
【０１０６】
以上、本実施形態によれば、焦点検出補正値（ＢＰ）を、被写体の色、方向、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における自動焦点検出のピントずれ量を高精度に補正することが可能となる。
【０１０７】
（第２実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態との主な違いは、ステップＳ１０７で取得した位相差補正情報が線像強度分布ではなく、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置と焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分である点である。また、第１実施形態では、焦点検出補正値を第１補正値と第２補正値とに分けて算出した。しかしながら、本実施形態では、Ｐ＿ＡＦを算出する際に、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置と焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分である第２補正値（ＢＰ２）を加味して算出する。
【０１０８】
図５、図１７を参照して、本実施形態のデジタルカメラにおける自動焦点検出（ＡＦ）動作について説明する。図５の処理は、第１の実施形態と同様の処理のため割愛する。以下、第１の実施形態にて、図５を用いて説明したＡＦ処理全体のフローのステップＳ５における自動焦点検出の結果を補正するための焦点検出補正値の算出について図１７を用いて説明する。
【０１０９】
まず、ステップＳ１６０１で、カメラＭＰＵ１２５は、収差情報を取得する。ここでの収差情報は、光学系の収差状態を表す情報であり、例えば、被写体の色、方向、空間周波数ごとの撮影光学系の結像位置に関する情報である。次に、ステップＳ１６０２で、カメラＭＰＵ１２５は、位相差補正情報を取得する。位相差補正情報は、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置に関連する情報である。本実施形態では、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置と焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分を取得する。また、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置と焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分は、撮影光学系の変化や焦点検出光学系の変化に伴い変化する。すなわち、デフォーカス状態を示すフォーカスレンズ１０４の位置、ズーム状態を示す第１レンズ群１０１の位置、焦点検出領域の位置座標（ｘ１、ｙ１）など、撮影光学系の変化や焦点検出光学系の変化に伴い変化する。そのため、取得する位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置と焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分は、図５のステップＳ４で取得した、補正値算出条件に基づいて決定する。
【０１１０】
次に、ステップＳ１６０３、ステップＳ１６０４で、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ１６０１で取得した収差情報と、ステップＳ１６０２で取得した位相差補正情報から、撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）、焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を算出する。つまり、撮影画像の画像特性または評価特性から算出される撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）、焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を算出する。
【０１１１】
本実施形態では、第１の実施形態における図８（Ｄ）に示す合焦位置の算出に用いる重み付け係数を構成する係数のうち、以下の係数を設定した場合を例にして説明する。
Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ＝１
Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（１）＝１
Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（２）＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（３）＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（４）＝０
Ｋ＿ＡＦ＿Ｒ＝０
Ｋ＿ＡＦ＿Ｇ＝１
Ｋ＿ＡＦ＿Ｂ＝０
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｒ＝０．３
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｇ＝０．５
Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｂ＝０．２
【０１１２】
また、第１の実施形態における式（１）の緑（Ｇ）色の信号について水平（Ｈ）方向に対応した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置の情報ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨは式（１１）で表される。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ，ｘ，ｙ）＝（ｇｈ（０）×ｘ＋ｇｈ（１）×ｙ＋ｇｈ（２））×ｆ２＋（ｇｈ（３）×ｘ＋ｇｈ（４）×ｙ＋ｇｈ（５））×ｆ＋（ｇｈ（６）×ｘ＋ｇｈ（７）×ｙ＋ｇｈ（８））          （１１）
【０１１３】
まず、本実施形態では、緑（Ｇ）色の信号について水平（Ｈ）方向に対応した、式（１０）のｇｈ（８）項に、第２補正値（ＢＰ２）の２倍を加算する。つまり、位相差ＡＦが検出する位相差焦点検出合焦位置と焦点検出手段の焦点検出特性から算出される焦点検出合焦位置との差分である第２補正値（ＢＰ２）の２倍を加算する。加算後のＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ，ｘ，ｙ）を加算前と区別するために、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ＿ＢＰ２（ｆ，ｘ，ｙ）と表記する。加算後の式（１１）を式（１２）に示す。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ＿ＢＰ２（ｆ，ｘ，ｙ）＝（ｇｈ（０）×ｘ＋ｇｈ（１）×ｙ＋ｇｈ（２））×ｆ２＋（ｇｈ（３）×ｘ＋ｇｈ（４）×ｙ＋ｇｈ（５））×ｆ＋（ｇｈ（６）×ｘ＋ｇｈ（７）×ｙ＋（ｇｈ（８）＋ＢＰ２×２））          （１２）
【０１１４】
なお、式（１２）は、緑（Ｇ）色の信号について水平（Ｈ）方向に対応した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置の情報ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ＿ＢＰ２の式を示している。なお、赤（Ｒ）色、青（Ｂ）色の信号の水平（Ｈ）方向も同様である。赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色の信号の垂直（Ｖ）方向に関しては、第１の実施形態の式（１）同様である。
【０１１５】
また、本実施形態では、カメラＭＰＵ１２５がｇｈ（８）、ＢＰ２を取得し、式（１２）により、第２補正値（ＢＰ２）の２倍を算出した。しかしながら、レンズＭＰＵ１１７であらかじめ第２補正値（ＢＰ２）の２倍を加算したｇｈ（８）＋ＢＰ２×２をカメラＭＰＵ１２５が取得してもよい。そうすることで、レンズＭＰＵ１１７とカメラＭＰＵ１２５間の通信を削減可能となる。
【０１１６】
また、レンズユニット１００のレンズメモリ１１８に、ｇｈ（８）の代わりにｇｈ（８）＋ＢＰ２×２をｇｈ（８）＿ＢＰ２としてあらかじめ記憶しておき、カメラＭＰＵ１２５が、レンズＭＰＵ１１７に要求してｇｈ（８）＿ＢＰ２を取得してもよい。なお、ｇｈ（８）＿ＢＰ２は、カメラＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。この場合、レンズメモリ１１８またはカメラＲＡＭ１２５ｂの記憶容量を削減可能となる。
【０１１７】
次に、式（１２）のｘ，ｙに焦点検出領域の位置情報（ｘ１、ｙ１）を代入する。この計算により式（１２）は、以下の式（１３）のような形式で表される。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ＿ＢＰ２（ｆ）＝Ａｇｈ×ｆ２＋Ｂｇｈ×ｆ＋Ｃｇｈ＋ＢＰ×２  
＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）＋ＢＰ×２  （１３）
Ａｇｈ、Ｂｇｈ、Ｃｇｈは第１の実施形態と同係数を表している。ここで、カメラＭＰＵ１２５は、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ＿ＢＰ２（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ＿ＢＰ２（ｆ）についても同様に計算する。
【０１１８】
次に、カメラＭＰＵ１２５は、第１の実施形態の図５のステップＳ４で取得している補正値算出条件の合焦位置の算出に用いる重み付け係数を構成する係数（図８（Ｄ））で、収差情報を重み付けする。ただし、Ｋ＿ＡＦ＿Ｈ、Ｋ＿ＡＦ＿Ｖ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｈ、Ｋ＿ＩＭＧ＿Ｖ、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（１）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（２）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（３）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（４）は上述した値を用いる。
【０１１９】
具体的には、第１の実施形態の式（３）、式（４）に式（１３）および上述した、係数を代入する。代入して整理すると式（１４）、式（１５）となる。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ＿ＢＰ２（ｆ）＝  ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）＋ＢＰ２×２     （１４）
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ＿ＢＰ２（ｆ）＝
０．１５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）
＋０．１５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ）
＋０．２５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）
＋０．２５ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ）
＋０．２５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）
＋０．２５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ（ｆ）
＋ＢＰ２        （１５）
【０１２０】
また、第１の実施形態の式（３）、式（４）に、上述の係数を代入して整理すると式（１６）、式（１７）となる。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）＝  ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ） （１６）
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ＝
０．１５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）
＋０１５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ）
＋０．２５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）
＋０．２５ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ）
＋０．２５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）
＋０．２５×ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ（ｆ）               （１７）
【０１２１】
式（１４）、式（１５）を、式（１６）、式（１７）をもちいて整理すると式（１８）、式（１９）となる。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ＿ＢＰ２（ｆ）＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）＋ＢＰ２×２       （１８）
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ＿ＢＰ２（ｆ）＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）＋ＢＰ２      （１９）
【０１２２】
次に、カメラＭＰＵ１２５は、位相差ＡＦに依存する第２補正値（ＢＰ２）を考慮した撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）と焦点検出合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を、以下の式（２０）および（２１）に従って算出する。つまり、第２補正値（ＢＰ２）を考慮した撮影画像の画像特性もしくは評価特性から算出される撮像合焦位置（Ｐ＿ＩＭＧ）と焦点検出手段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（２０）および（２１）に従って算出する。
【０１２３】
焦点検出合焦位置の算出は、式（１４）および式（１５）で得た空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値情報と、ステップＳ４で得た撮影画像やＡＦの評価帯域で重みづけ加算する。つまり、空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値情報ＭＴＦ＿Ｐ_ＡＦ＿ＢＰ２（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ＿ＢＰ２（ｆ）と、ステップＳ４で得た撮影画像やＡＦの評価帯域Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（ｎ），Ｋ＿ＡＦ＿ＦＱ（ｎ）で重みづけ加算する。ただし、本実施例では上述した、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（１）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（２）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（３）、Ｋ＿ＩＭＧ＿ＦＱ（４）を用いて算出する。
Ｐ＿ＩＭＧ＿ＢＰ２＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ＿ＢＰ２（１）
＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（１）＋ＢＰ２                               （２０）
Ｐ＿ＡＦ＿ＢＰ２＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ＿ＢＰ２（１）
＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（１）＋ＢＰ２×２                             （２１）
【０１２４】
次に、ステップＳ１６０５で、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出補正値（ＢＰ）を、以下の式（２２）により算出する。
ＢＰ＝Ｐ＿ＡＦ＿ＢＰ２−Ｐ＿ＩＭＧ＿ＢＰ２
＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（１）−ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（１）＋ＢＰ２
＝ＢＰ１＋ＢＰ２                                          （２２）
【０１２５】
以上のように、式（１１）のｇｈ（８）項に、第２補正値（ＢＰ２）の２倍を加算し、計算することで、第１補正値（ＢＰ１）と、第２補正値（ＢＰ２）を合わせた焦点検出補正値（ＢＰ）を算出可能となる。以上、本実施形態によれば、被写体の色、方向、空間周波数に依存する補正と、位相差ＡＦに依存する補正を分けて補正することにより、光学系の収差による位相差ＡＦの焦点検出誤差を精度良く補正可能な焦点検出方法を提供できる。
【０１２６】
また、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および変更が可能である。
【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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