(57)【要約】【課題】撮影レンズや撮像素子の状態に応じて適切な補正を行うことが可能な焦点調節装置を提供する。【解決手段】撮影レンズを通過した光束を受光し光電変換して像信号を出力する撮像用画素と焦点検出用画素を有する撮像素子２１と、撮像素子に向かって射出する光束の射出角度範囲に関する情報を記憶する第１の記憶部（＃９）と、撮像素子２１の特性に関する情報を記憶する第２の記憶部（＃１５）と、第１の記憶部の出力と第２の記憶部の出力に基づいて焦点調節のための情報を算出する演算部（＃１３）。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズを通過した光束を受光し光電変換して像信号を出力する撮像用画素と焦点検出用画素を有する撮像素子と、
上記撮像素子に向かって射出する光束の射出角度範囲に関する情報を記憶する第１の記憶部と、
上記撮像素子の特性に関する情報を記憶する第２の記憶部と、
上記第１の記憶部の出力と上記第２の記憶部の出力に基づいて焦点調節のための情報を算出する演算部と、
を具備することを特徴とする焦点調節装置。
【請求項２】
上記撮像素子を上記撮影レンズの光軸と垂直な方向に移動させて手ブレを補正すると共に上記移動に関する情報を出力する防振部を有し、
上記演算部は、上記第１の記憶部の出力と上記第２の記憶部の出力と上記防振部の出力とに基づいて焦点調節のための情報を算出することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
【請求項３】
上記射出角度範囲に関する情報は、光束の入射角度と角度範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
【請求項４】
上記第１の記憶部は、上記射出角度範囲に関する情報は、上記撮影レンズの状態ごとに保持することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の焦点調節装置。
【請求項５】
上記撮影レンズはズーム機能を有し、上記撮影レンズの状態は、ズーム位置に関する情報であることを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
【請求項６】
上記撮影レンズはフォーカスレンズを有し、上記撮影レンズの状態は、上記フォーカスレンズの位置に関する情報であることを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
【請求項７】
上記撮影レンズは絞りを有し、上記撮影レンズの状態は、上記絞りの開口に関する情報であることを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
【請求項８】
上記撮像素子の特性に関する情報は、上記焦点検出用画素の斜入射特性であることを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
【請求項９】
上記撮像素子の特性に関する情報は、上記撮像素子に入射する光束の入射角範囲に対する、上記焦点検出用画素の出力に基づく位相差検出情報をデフォーカス量に変換するための変換係数であることを特徴とする請求項１または２に記載の焦点調節装置。
【請求項１０】
上記撮像素子の特性に関する情報は、斜入射特性の個体差に関する情報であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の焦点調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点調節装置に関し、詳しくは、撮像用画素と焦点検出用画素を有する撮像素子の出力に基づいて位相差ＡＦ方式により焦点調節を行う焦点調節装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像用画素の二次元配列中の一部に焦点検出用画素を配列し、撮影光学系により結像された被写体像を撮像するとともに、瞳分割位相差法により撮影光学系の焦点調節装置が知られている。この焦点調節装置の撮像素子は、撮像素子の受光面において撮影光学系の光軸と交わる点から遠ざかるにしたがって、撮影光学系の射出瞳上の異なる領域を通過した一対の焦点検出用光束の焦点検出用画素の光電変換素子への入射角が変化し、焦点検出精度が低下するという問題がある。
【０００３】
そこで、この問題を解決するために、瞳分割用のマイクロレンズと焦点検出用画素の位置を撮像素子受光面における像高に応じて位置関係を設定するようにした焦点調節装置が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２９０１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１では、焦点検出用画素の像高による誤差を低減することができる。しかし、ＡＦの特性は像高のみならず、撮影光学系の焦点距離やピント位置や絞り等の状態によって変化してしまうため、上記光学系の状態に応じて補正をすることが必要なる。さらに、手ブレ補正を行う際に、手ブレに応じて撮像素子を撮影光学系の光軸の垂直面内で駆動する、いわゆる防振機構を有している場合、撮像素子の移動による相対的な像高の変化により発生する誤差を取り除くことはできない。加えて、撮像素子のマイクロレンズは、その製作プロセス上、受光素子を構成する部分とマイクロレンズアレイを構成する部分とで相対位置ズレが発生することがあり、この影響による誤差を除くこともできないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、撮影レンズや撮像素子の状態に応じて適切な補正を行うことが可能な焦点調節装置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】
上記目的を達成するため第１の発明に係る焦点調節装置は、撮影レンズを通過した光束を受光し光電変換して像信号を出力する撮像用画素と焦点検出用画素を有する撮像素子と、上記撮像素子に向かって射出する光束の射出角度範囲に関する情報を記憶する第１の記憶部と、上記撮像素子の特性に関する情報を記憶する第２の記憶部と、上記第１の記憶部の出力と上記第２の記憶部の出力に基づいて焦点調節のための情報を算出する演算部と、を具備する。
【０００８】
第２の発明に係る焦点調節装置は、上記第１の発明において、上記撮像素子を上記撮影レンズの光軸と垂直な方向に移動させて手ブレを補正すると共に上記移動に関する情報を出力する防振部を有し、上記演算部は、上記第１の記憶部の出力と上記第２の記憶部の出力と上記防振部の出力とに基づいて焦点調節のための情報を算出する。
【０００９】
第３の発明に係る焦点調節装置は、上記第１または第２の発明において、上記射出角度範囲に関する情報は、光束の入射角度と角度範囲である。
第４の発明に係る焦点調節装置は、上記第１ないし第３の発明のいずれかであって、上記第１の記憶部は、上記射出角度範囲に関する情報は、上記撮影レンズの状態ごとに保持する。
【００１０】
第５の発明に係る焦点調節装置は、上記第４の発明において、上記撮影レンズはズーム機能を有し、上記撮影レンズの状態は、ズーム位置に関する情報である。
第６の発明に係る焦点調節装置は、上記第４の発明において、上記撮影レンズはフォーカスレンズを有し、上記撮影レンズの状態は、上記フォーカスレンズの位置に関する情報である。
【００１１】
第７の発明に係る焦点調節装置は、上記第４の発明において、上記撮影レンズは絞りを有し、上記撮影レンズの状態は、上記絞りの開口に関する情報である。
第８の発明に係る焦点調節装置は、上記第１または第２の発明において、上記撮像素子の特性に関する情報は、上記焦点検出用画素の斜入射特性である。
【００１２】
第９の発明に係る焦点調節装置は、上記第１または第２の発明において、上記撮像素子の特性に関する情報は、上記撮像素子に入射する光束の入射角範囲に対する、上記焦点検出用画素の出力に基づく位相差検出情報をデフォーカス量に変換するための変換係数である。
第１０の発明に係る焦点調節装置は、上記第１または第２の発明において、上記撮像素子の特性に関する情報は、斜入射特性の個体差に関する情報である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、撮影レンズや撮像素子の状態の変化に応じて、適切な補正を行うことが可能な焦点調節装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態において、瞳分割位相差法におけるＦ値（Ｆナンバー、ＦＮｏ）と２像の関係を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態において、焦点検出用画素の感度特性を説明する図である。
【図３】本発明の一実施形態において、光軸外の焦点検出用画素への結像光束の入射角度の状態を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態において、光軸上の焦点検出用画素について結像光束の角度範囲とＡＦ感度の関係を説明する図である。
【図５】本発明の一実施形態において、軸外の焦点検出用画素について結像光束の角度範囲とＡＦ感度の関係を説明する図である。
【図６】本発明の一実施形態において、像高Ｘの焦点検出用画素に入射される入射光束について、有効口径及び結像光束の中心方向である結像光束入射角θｃを説明する図である。
【図７】本発明の一実施形態において、軸外の像高Ｘの焦点検出用画素の感度及び結像光束の入射角度範囲と、ＡＦ感度との関係を説明する図である。
【図８】本発明の一実施形態において、防振部によって撮像素子が移動した場合の像高の影響を説明する図である。
【図９】本発明の一実施形態において、像高によるＡＦ感度を補正するためのテーブルを示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施形態に係るカメラのデフォーカス量を算出するための処理の流れを示す図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係るカメラのＡＦ感度を補正するためのテーブルを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るカメラのＡＦＫ算出処理の動作を示すフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施形態に係るカメラのＵｐ，Ｌｏインデックスサーチの動作を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の一実施形態に係るカメラのＡＦ感度を補正するためのテーブルの変形例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係るカメラのＵｐ，Ｌｏインデックス算出の動作を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の一実施形態の変形例に係るカメラのＦＮｏ変化判断の動作を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の一実施形態の変形例に係るカメラのＦＮｏ補間演算の動作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】
【００１５】
以下、図面に従って本発明を適用したデジタルカメラ（以下、「カメラ」と略記する）を用いて好ましい実施形態について説明する。本実施形態に係る具体的なカメラの構成を説明する前に、焦点検出のために使用するＡＦ感度とＡＦ感度の変化要因について、説明する。
【００１６】
図１は、瞳分割位相差法においてＦ値（Ｆナンバー）と２像間隔との関係を説明する図である。図１（ａ）はＦ値が大きい場合の例を示し、図１（ｂ）はＦ値が小さい場合の例を示している。図１は瞳分割位相差法による右光束４１Ｒ及び左光束４１Ｌが撮像面４２に入射する様子を示している。図１では原理説明のためレンズ付近の光軸上に絞りが描かれているが、実際には、撮像素子内に瞳分割のための光束分割の手段を有する。
【００１７】
瞳分割位相差法においては、被写体からの各光路を射出瞳において例えば右方向と左方向とに分割して、右方向からの光束（右光束）と左方向からの光束（左光束）とを撮像素子の撮像面（受光面）に入射させる。撮像素子に、右光束を受光する画素（以下、Ｒ画素という）と左光束を受光する画素（以下、Ｌ画素）とを構成して、右光束と左光束とをＲ画素とＬ画素の各撮像面に別々に結像させる。
【００１８】
図１において、レンズ４０を介して入射した右光束４１Ｒによる右画像４３ＲがＲ画素によって得られ、左光束４１Ｌによる左画像４３ＬがＬ画素によって得られる。これらの右画像４３Ｒと左画像４３Ｌとの撮像面４２上におけるずれ量及びずれの方向がデフォーカス量及びデフォーカス方向に対応する。右光束４１Ｒの主光線４４Ｒと左光束４１Ｌの主光線４４Ｌとの撮像面４２上における距離が２像間隔Ａ１（塗り潰し矢印）であり、２像間隔Ａ１は、撮像面４２と焦点４５までの距離（デフォーカス量）に比例する。この比例係数がＡＦ感度であり、図１（ａ）におけるＡＦ感度をα１とすると、デフォーカス量Ｄｅｆは、Ｄｅｆ＝α１×Ａ１で表すことができる。
【００１９】
２像間隔は、Ｒ画素とＬ画素の出力から得ることができるので、ＡＦ感度を求めれば、デフォーカス量を算出することができる。ＡＦ感度は、レンズや撮像素子の特性に基づくＡＦ演算パラメータから求めることができる。
【００２０】
図１（ｂ）は図１（ａ）に対してレンズ４０の有効口径を変化させた場合の例を示している。図１（ｂ）におけるデフォーカス量Ｄｅｆは図１（ａ）におけるデフォーカス量Ｄｅｆに一致した例を示している。図１（ｂ）における２像間隔をＡ２とし、ＡＦ演算パラメータから求めたＡＦ感度をα２とすると、デフォーカス量Ｄｅｆは、Ｄｅｆ＝α２×Ａ２で表すことができる。
【００２１】
図１（ａ），（ｂ）の例は、デフォーカス量Ｄｅｆが一定であっても、２像間隔はＦＮｏに応じて変化することを示している。即ち、図１の例は、ＡＦ感度はＦＮｏに応じて変化することを示しており、ＡＦ感度を求めるためのＡＦ演算パラメータとして有効口径の情報、例えばＦ値を用いることができることを示している。即ち、図１の例では、２像間隔とＦ値の情報からデフォーカス量を算出可能である。
【００２２】
しかし、Ｆ値は光軸上の光線によって定義されている。そこで、本実施形態においては、光軸外に位置する焦点検出用画素に対する光束の有効口径を表すものとして、周辺光束においてもＦＮｏ相当の値（ＣＦ値）の情報をＡＦ演算パラメータとして用いるようになっている。
【００２３】
図２は焦点検出用画素の受光感度特性を説明するための説明図である。図２（ａ）は受光面に入射する光束（結像光束）の瞳分割方向における入射角度（光線入射角θｘ）の範囲を示している。図２（ａ）に示すように、光線入射角θｘは、受光面に垂直な軸を０度として、受光面に垂直な軸と光線入射角との正負の方向の角度で表す。
【００２４】
図２（ｂ）は横軸に光線入射角θをとり縦軸に受光感度をとって、左の瞳を透過した左光束を受光するＬ画素と、右の瞳を透過した右光束を受光するＲ画素の受光感度の特性を、実線Ｌ及び破線Ｒにて夫々示している。なお、図２（ｂ）は光軸上に位置する焦点検出用画素の受光感度特性を示しており、Ｌ画素とＲ画素の受光感度特性は、光線入射角０についてほぼ左右対称となっている。
【００２５】
図３のように、軸外光束（受光面Ｘに対応する光束）は、光軸に対し傾きを持つことがある。このような軸外の焦点検出用画素を用いたＡＦ演算では光軸上の光束について使用するＡＦ感度とは異なるＡＦ感度を算出する必要がある。ＡＦ感度を算出するためには、高速の範囲を求める必要があるが、光束の幅を表す補正Ｆ値を用いただけでは適正なＡＦ感度を得ることはできず、光束の傾きを示す値も必要となる。
【００２６】
焦点検出用画素の受光感度は、瞳分割方向に角度特性を有している。本実施形態においては、結像光束の角度範囲と焦点検出用画素の角度特性とから、ＡＦ感度を演算する。即ち、本実施の形態においては、適正なＡＦ感度を得るためのＡＦ演算パラメータとして、Ｌ，Ｒ画素の感度の情報及びＬ，Ｒ画素に入射する結像光束の角度範囲に関する情報（光束の幅を表わす補正Ｆ値と光束の傾き）を用いる
【００２７】
図４及び図５は結像光束の角度範囲とＡＦ感度との関係を説明するための説明図である。図５は光軸上の焦点検出用画素について示し、図６は光軸外の焦点検出用画素について示しており、Ｌ画素とＲ画素の受光感度特性は、非対称な特性となっている。
【００２８】
図４に示すように、光軸上の焦点検出用画素には、例えば破線太線にて示す角度範囲の結像光束が入射される。この結像光束は、図４に示すように光軸に対して左右対称であり、最大の入射角と最小の入射角との角度差は、Ｆ値に対応するものである。
【００２９】
また、光軸外の焦点検出用画素における結像光束の最大の入射角と最小の入射角は、図３に示す像高Ｘに応じてシフトし、例えば図５の破線太線にて示す角度範囲となる。なお、この場合の結像光束の最大の入射角と最小の入射角の角度差は、図３では図示を省略したが正確には、補正Ｆ値に対応する。従って、補正Ｆ値と、結像光束の中心を通る光線の入射角（以下、結像光束入射角という）とを用いることで、結像光束の最大の入射角と最小の入射角の情報を得ることができる。
【００３０】
本実施形態においては、演算を簡単なものとするために、補正Ｆ値と結像光束入射角（結像光束の中心方向）の情報を用いて、焦点検出用画素に入射する光束の範囲を求め、これにより、ＡＦ感度を求める。この場合において、受光面において所定の像高に入射される結像光束の入射角度は、絞りと受光面間における光学系の収差等の影響を受けるので、光学系毎に異なる。そこで、本実施の形態においては、光学系において得られる、受光面の像高に対応する結像光束入射角の情報をＡＦ演算パラメータとする。
【００３１】
図６は像高Ｘの焦点検出用画素に入射される入射光束について、有効口径（補正Ｆ値）及び結像光束の中心方向である結像光束入射角θｃを説明するための説明図である。図６（ａ）は像高Ｘから見た瞳の角度範囲を示している。像高Ｘ方向には、結像光束は、入射角θＬからθＵの範囲に存在し、その中心が結像光束入射角θｃである。
【００３２】
更に、受光面への光線入射角は、結像光束の中心を通る光線（図６（ｂ）の破線）と光軸との交点の位置と１対１に対応する。この位置の変化の比率は、結像光線入射角θｃの変化の比率に対して比較的小さい。このため、結像光束入射角θｃの情報に代えてこの位置の情報を用いることで、比較的少ないビット数で高精度の制御が可能である。本実施の形態においては、以後この位置、即ち、結像光束の中心を通る直線が光軸と交わる位置を、補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）というものとする。なお、通常、近軸量として定義される射出瞳位置とは異なることがある。
【００３３】
なお、補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）は下記（１）式によって示すことができ、補正Ｆ値（ＣＦ値）は下記（２）式によって示すことができる。
【００３４】
【数１】
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【００３５】
このように、本実施形態においては、ＡＦ演算パラメータとして、補正Ｆ値（ＣＦ値）及び像高に応じて補正した補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）の情報を用いる。これらの情報は、光学系毎に異なる値となるので、光学系からの情報を利用する。また、結像光束入射角θｃの値によっては、補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）が無限遠になることがあるので、補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）の逆数の値をＡＦ演算パラメータとしたほうがよい。
【００３６】
本実施形態においては、カメラのレンズ側のＡＦ演算パラメータとして、像高に応じて補正した補正Ｆ値（ＣＦ値）及び像高に応じて補正した補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）の情報を用い、カメラのボディ側のＡＦ演算パラメータとして、焦点検出用画素の受光感度特性を用いる。レンズ側のＡＦ演算パラメータは、光学設計に基づいたレンズ側固有の値であり、一方ボディ側のＡＦ演算パラメータは、撮像素子の設計に基づいたボディ側固有の値である。従って、これらのＡＦ演算パラメータをレンズ側及びボディ側で夫々保持することで、レンズ側及びボディ側の種類が夫々変化した場合でも、レンズ側及びボディ側のＡＦ演算パラメータを利用することができ、高精度のＡＦ演算が可能となる。
【００３７】
図７は軸外の像高Ｘの焦点検出用画素の受光感度及び結像光束の入射角度範囲と、ＡＦ感度との関係を説明するための説明図である。実線ＬはＬ画素の受光感度を示し、破線ＲはＲ画素の受光感度を示している。図７の感度特性によって示される焦点検出用画素に、破線太線の角度範囲で結像光束が入射するものとする。即ち、図７は結像光束入射角θｃを中心に、補正Ｆ値（ＣＦ値）に対応する角度範囲だけ結像光束が入射することを示している。
【００３８】
Ｌ画素の受光量は、図７（ａ）の斜線部分にて示すことができる。また、Ｒ画素の受光量は、図７（ｂ）の斜線部分にて示すことができる。図７（ａ）の斜線領域の重心位置は左光束の入射方向に相当し、図７（ｂ）の斜線領域の重心位置は右光束の入射方向に相当するものと考えることができる。そして、これらの重心位置間の角度間隔（重心角度間隔）は、ＡＦ感度に比例すると考えられる。
【００３９】
即ち、重心角度間隔ＧＬ、ＧＲは、下記（３）、（４）式によって示すことができ、ＡＦ感度は重心角度の間隔に所定の定数Ａを乗じた下記（５）式によって示すことができる。ここで、Ｌ、Ｒ画素の受光感度特性をそれぞれｆＬ、ｆＲとする。なお、実際には、図６（ａ）の斜線部に示すように、光束はθｘ、θｙの２次元であるので、重心角度ＧＬは式（６）によって示される（重心角度ＧＲについては同様であるので省略する）。
【００４０】
【数２】
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【００４１】
なお、図７は所定像高の焦点検出用画素の受光感度特性を示しているが、像高に応じて焦点検出用画素の受光感度特性が変化する。従って、ボディ側では、各像高毎の焦点検出用画素の受光感度特性の情報を保持して利用する。
【００４２】
また、図７（ａ），（ｂ）の斜線領域の面積は、各Ｌ，Ｒ画素の受光量に相当する。同一被写体に対するＬ，Ｒ画素の受光量に差があると、Ｌ画素に基づくＬ画像とＲ画像に基づくＲ画像とが相違してしまい、２像間隔の検出が困難となってしまう。そこで、図７（ａ），（ｂ）の斜線領域の面積に応じてＬ，Ｒ画像信号を照度補正（シェーディング補正）することで、２像間隔の検出を容易にするようになっている。なお、図７（ａ）の斜線部分の面積ＳＬと図７（ｂ）の斜線部分の面積ＳＲは下記（７）、（８）式によって示すことができ、照度補正係数はたとえば下記（９）式によって示すことができる。照度補正は、この照度補正係数をＬ画素の出力に乗算することにより行われる。なお、実際には、図６（ａ）の斜線部に示すように光束はθｘ、θｙと２次元であるので、面積ＳＬは式（１０）により示される（面積ＳＲについては同様なので省略する）。
【００４３】
【数３】
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【００４４】
図８は、防振機構による撮像素子の像高の影響を説明する図である。防振機構の作動時には、光学系から見ると、像高が変化したのと同様になる。そのため、防振機構による移動分を考慮して像高を計算する。図８（ａ）は、防振機構が動作し、撮像素子２１が上方向にΔＩＳだけ移動した様子を示す。このときは、測距点は、光学系の位置を基準としてみるとΔＩＳ移動前の測距点Ｉｐから測距点Ｉａに移動する。
【００４５】
防振機構の作動時の像高補正は、測距時の防振機構による移動量ΔＩＳを求め、これから防振機構駆動時の測距像高（測距点の像高）ＩＨ’［ｄ］を、下記（１１）式より求める。
ＩＨ’＝ＩＨ＋ΔＩＳ      （１１）
ここで、ａは定数
【００４６】
上記（１１）式で求めたＩＨ’を、補正ＦＮｏ．（補正Ｆ値、ＣＦ値）およびＣＥＸＰＩを求める。
ｆ１（ＦＮｏ，ｚｏｏｍ，ＬＤ，ＩＨ）→補正ＦＮｏ（ＣＦ値）        （１２）
ｆ２（ＦＮｏ，ｚｏｏｍ，ＬＤ，ＩＨ）→ＣＥＸＰＩ                  （１３）
ここで、ｆ１、ｆ２は、撮影レンズ（撮影光束）の絞り値（ＦＮｏ）、焦点距離（ｚｏｏｍ）、レンズ位置（ＬＤ）、測距像高（ＩＨ）の関数である。また、ｆ１、ｆ２は、離散的なＦＮｏ、ｚｏｏｍ、ＬＤ等のデータの補間演算を含んでいる。
【００４７】
測距像高における補正ＦＮｏ（ＣＦ値）およびＣＥＸＰＩを求めると、測距像高に入射する光束の角度の正接を求める（図８（ｂ）参照）。
上側光線の正接ＵＰ  Ｕｐ＝ｔａｎθＵ＝１／（２＊ＣＦ値）＋ＩＨ’／｜ＣＥＸＰＩ｜  ・・・（１４）
下側光線の正接ＬＯ  ＬＯ＝ｔａｎθＬ＝１／（２＊ＣＦ値）＋ＩＨ’／｜ＣＥＸＰＩ｜  ・・・（１５）
【００４８】
また、撮像素子は、その製作プロセス上、光電変換機能を持つシリコン層と、画素に効率よく光を集めるためのマイクロレンズアレイの相対位置のズレが発生する。このズレは個体別に異なる値で発生し、位置ズレ分の影響は、撮像素子の斜入射特性全体が横ずれしたような形で表れる。本実施形態においては、撮像素子のマイクロレンズの位置ズレ分を補正する。Δθは、撮像素子製造誤差等で発生した斜入射特性の角度ズレ分の正接である。本実施形態では、ＡＦ感度演算時に用いる上側光線と下側光線の正接の値に斜入射特性の角度ズレ分の正接の値を用いて補正を行う。
上側光線の正接ＵＰ  ＵＰ＝ＵＰ−Δθ    ・・・（１６）
下側光線の正接ＬＯ  ＬＯ＝ＬＯ−Δθ    ・・・（１７）
【００４９】
本実施形態においては、ＡＦ感度は、上側光線のＵＰと下側光線ＬＯの値を用いて、図９のテーブル参照により求める。本実施形態においては、測距エリアは、図１０（ａ）に示すように、第１象限に０〜１２（網掛けのない測距エリア）の１３個の測距エリアを有している。それぞれの測距エリア毎に図１０（ｂ）に示すようなテーブルを用いて、上側光線のＵＰと下側光線ＬＯからＡＦ感度を求める。また、第２象限から第４象限（図９（ａ）の網掛けのある測距エリア）は、第１象限に使用したテーブルにおいて、同じ指示の番号を有するテーブルを使用する。
【００５０】
次に、図１０を用いて、本実施形態における構成を説明する。本実施形態に係るカメラは、主要な回路が構成されたボディ部２０と、ボディ部２０の筐体に取り付けられるレンズ部１０によって構成される。なお、レンズ部１０は、ボディ部２０に着脱自在に取り付けられる交換レンズであってもよい。
【００５１】
レンズ部１０には、光学系１１、レンズ情報取得部１２、メモリ１３、制御部１４が設けられている。光学系１１は被写体の光学像をボディ部２０の撮像素子２１の撮像面に導くようになっている。光学系１１は、図示しないレンズを有しており、制御部１４により駆動制御されて合焦するフォーカス駆動機能を備えている。また、光学系１１はズーム機能を有するものであってもよい。なお、レンズ部１０としては、単焦点の撮影レンズを有するものを採用してもよい。
【００５２】
また、光学系１１は、図示しない絞りを有しており、絞りの開口径を制御することにより、撮影レンズ中を通過する被写体光束の透過光量を制御する。また絞りの開口径が変化すると、被写体光束の入射角も変化する。
【００５３】
レンズ１０部内のレンズ情報取得部１２は、レンズ部１０内のレンズ情報、例えば、光学系のズーム位置（
Ｚｍｅｎｃ）、光学系のピント位置（被写体距離、ＩＯ）、絞り値（ＦＮｏ）を検知し、この検知したレンズ情報をボディ部２０に出力する。
【００５４】
レンズ部１０内のメモリ１３は、フラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、レンズ部１０に関する各種情報、例えば、絞り位置、絞り径、射出瞳位置、射出瞳径、フォーカスレンズ位置、像高及び方向に応じたケラレ等に関する情報を記憶する。また、メモリ１３は、ＡＦ演算パラメータとして、レンズの状態に応じた補正Ｆ値（ＣＦ値）及び補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）の情報を記憶している。メモリ１３は、焦点検出用画素の出力に基づく情報を記憶する記憶部として機能する。メモリ１３のＡＦ演算パラメータをボディ部２０に送信することで、ボディ部２０において、ＡＦ感度の情報を演算することができる。
【００５５】
制御部１４は、メモリ１３内に記憶されているプログラムに従って、ボディ２０内の制御部４０の制御命令に応じて、レンズ部１０内の各部を制御する。制御部１４は、ボディ２０との通信、光学系１１内のフォーカスレンズ制御、絞り制御等を行う。ボディ２０との通信によって、レンズ情報取得部１２が取得したレンズ情報の送信、メモリ１３内に記憶されている各種情報の送信等を行う。
【００５６】
ボディ部２０は、撮像素子２１、信号抽出部２２、画像処理部２３、表示部２４、記録部２５、防振部２６、ＡＦ感度演算部２７、本体メモリ２８、照度補正部２９、２像間隔演算部３０、レンズ制御量算出部３１、制御部４０を有する。
【００５７】
撮像素子２１は、ＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等の撮像素子であり、光学系１１による被写体像の結像位置付近に配置される。撮像素子２１は、上述した、撮像用画素、焦点検出用画素であるＬ画素およびＲ画素から構成されている。撮像素子２１は、被写体像を光電変換し、光電変換信号を信号抽出部２２に出力する。
【００５８】
信号抽出部２２は、撮像素子２１の出力から画像信号を抽出して出力する。なお、この画像信号中には、撮像用画素Ｎの出力に基づく画像信号だけでなく、Ｌ画素の出力に基づくＬ画像信号及びＲ画素の出力に基づくＲ画像信号が含まれる。信号抽出部２２は取り込んだ画像信号を画像処理部２３に出力すると共に、焦点検出用画素（Ｌ画素、Ｒ画素）の出力に基づくＬ画像信号及びＲ画像信号を照度補正部２９に出力する。
【００５９】
画像処理部２３は、信号抽出部２２からの画像信号に対して、所定の信号処理、例えば、色信号生成処理、マトリックス変換処理、その他各種の信号処理を行う。画像処理部２３は、処理後の画像信号を表示部２４に出力し、撮像画像を表示させる。また、画像処理部２３は、処理後の画像信号に対して符号化処理を施して圧縮した画像情報を記録部２５に出力し、この画像情報記録させる。
【００６０】
記録部２５としては、例えばカードインターフェースを採用することができ、記録部２５はメモリカード等に画像情報や音声情報等を記録可能である。また、記録部２５は、記録媒体に記録された画像情報及び音声情報を読み出して画像処理部２３に供給することができる。画像処理部２３は、記録部２５からの画像情報及び音声情報を復号化して、画像信号及び音声信号を得ることができる。
【００６１】
防振部２６は、ボディ２０に加えられた手ブレ等の動きをジャイロ等のセンサによって検出し、この動きを相殺するように撮像素子２１を、光学系１１の光軸と垂直な面内で駆動する（防振動作）。また、防振動作を行う際には、撮像素子２１の移動量に関する情報（図８のΔＩＳ）をＡＦ感度演算部２７に出力する。
【００６２】
ＡＦ感度演算部２７は、上述したように、デフォーカス量を算出するためのＡＦ感度を求める際に使用される。すなわち、ＡＦ感度をα、２像間隔をＡとすると、デフォーカス量Ｄｅｆは、Ｄｅｆ＝α×Ａで表すことができる。ＡＦ感度演算部２７は、防振部２６から撮像素子２１の移動量ΔＩＳ、レンズ部１０内のレンズ情報取得部１２からのレンズ情報と、メモリ１３からのレンズ情報（補正Ｆ値（ＣＦ値）及び補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ））を入力する。また、本体メモリ２８から撮像素子２１の製造時の斜入射特性の角度ズレ情報も入力する。
【００６３】
ＡＦ感度演算部２７は、これらの情報に基づいて、図８（ｂ）に示す角度θＵ、θＬを算出し、この算出した角度θＵ、θＬを用いて図９に示したテーブル参照することにより、ＡＦ感度を求める。
【００６４】
本体メモリ２８は、フラッシュメモリ等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、上述した撮像素子２１の製造時の斜入射特性の角度ズレ情報（Δθ）が記憶されている。また、本体メモリ２８には、図９（ｂ）に示したような、測距位置への光束の上光線の射出角θＵに応じたＵｐと、下光線の射出角θＬに応じたＬｏ毎にＡＦ感度が記憶されている。これらの情報以外にも、ボディ２０内の各種調整値や、制御部４０の制御用のプログラム等を記憶する。なお、レンズ部１０からのＡＦ感度演算部２７に出力される各情報は、一旦、本体メモリ２８に記憶し、必要に応じて、ＡＦ感度演算部２７に出力するようにしてもよい。
【００６５】
照度補正部２９は、信号抽出部２２からＬ画像信号およびＲ画像信号と、本体メモリ２８から斜入射特性の角度ズレ情報を入力し、角度ズレ情報を用いてＬ画像信号およびＲ画像信号に対して、照度補正を行う。撮像素子２１のマイクロレンズと焦点検出用画素の位置ズレに起因して、図４および図５に示したようなＬ画像信号とＲ画像信号の受光量のアンバランスを、この照度補正により補正する。
【００６６】
２像間隔演算部３０は、照度補正されたＬ画像信号及びＲ画像信号から、公知の演算式によって、２像間隔を求めてレンズ制御量算出部３１に出力する。
【００６７】
レンズ制御量算出部３１は、２像間隔演算部２０からの２像間隔と、ＡＦ感度演算部２７からのＡＦ感度の情報を用いて、デフォーカス量を算出する。ＡＦ感度の情報が像高に応じたものとなっているので、レンズ制御量算出部３１は、軸外の焦点検出用画素を用いて２像間隔が求められている場合でも、高精度にデフォーカス量を算出することができる。この算出されたデフォーカス量は、レンズ部１０内の制御部１４に出力され、制御部１４はこのデフォーカス量に基づいて光学系１１を制御して自動焦点調節制御を行う。
【００６８】
制御部４０はボディ部２０の各部を制御する。例えば、制御部４０は、ボディ部２０の筐体に設けられた各種スイッチ、例えば撮影モード設定等のスイッチや撮影を行うためのレリーズボタン等に対するユーザ操作を検出し、ユーザ操作に基づいて、各部を制御する。
【００６９】
次に、デフォーカス量算出のための処理の流れについて、図１１に示す処理フロー図を用いて説明する。まず、レンズ部１０内のレンズ情報取得部１２から、ズーム位置情報（Ｚｍｅｎｃ）（＃１ａ）、被写体距離情報（ＩＯ）（＃１ｂ）、絞り値情報（ＦＮｏ）（＃１ｃ）を取得し、ボディ部２０のＡＦ感度演算部２７に出力する（＃１）。
【００７０】
また、ボディ部２０内の防振部２６がＩＳ駆動量ΔＩＳ（ｘ）を取得する（＃５）。すなわち、防振部２６が防振動作を行う際には、撮像素子２１の移動量に関する情報（図８のΔＩＳ）を取得する。また、制御部４０が測距エリアを取得する（＃３）。測距エリアは、画像処理部２３によって検出された顔の位置や、また撮影者が操作部材によって指定した位置等に基づいて決定される。
【００７１】
制御部４０は、測距エリアとＩＳ駆動量ΔＩＳ（ｘ）を用いてＩＳ分像高補正を行う（＃７）。ここでは、前述した（７）式、ＩＨ’＝ＩＨ＋ΔＩＳ、に従って像高の補正を行う。すなわち、防振動作によって、決定された測距エリアに対応する撮像素子２１上のエリアが移動することから、移動先の光学上の位置を算出し、ＡＦ感度演算部２７に出力する。
【００７２】
レンズ１０内のメモリ１３には、レンズ状態に応じた補正Ｆ値（ＣＦ値）と射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）が記憶されており（＃９）、これらのデータを読み出して、ボディ部２０のＡＦ感度演算部２７に出力する。
【００７３】
ＡＦ感度演算部２７は、＃１によって取得されたレンズ部１０からのレンズ情報と、＃７において算出されたＩＳ分像高補正値と、メモリ１３に記憶されているデータを入力し、ＦＮｏとＣＥＸＰＩ値の補間演算を行う（＃１１）。ここでは、＃１において取得したズーム位置、被写体距離、絞り値、＃７において算出した像高に基づいて、メモリ１３に記憶されていた補正Ｆ値（ＣＦ値）と補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）のデータを用いて、演算に用いるＣＦ値とＣＥＸＰＩを求める。なお、メモリ１３に記憶されているデータは、とびとびであることから、補間演算する。そして、式（１４）（１５）に基づいて、図６（ｂ）および図８（ｂ）に示す測距位置への光束の上光線の射出角θＵ、下光線の射出角θＬを算出する（ｔａｎθＵ、ｔａｎθＬを算出してもよい）。
【００７４】
ボディ部２０内の本体メモリ２８には、撮像素子２１の製造時の斜入射特性の角度ズレの情報（Δθ）が記憶されていることから、ＡＦ感度演算部２７は、この角度ズレ情報Δθを用いて、θＵ＋Δθ、θＬ＋Δθを演算する。
【００７５】
ＡＦ感度演算部２７は、補正した測距位置への光束の上光線の射出角θＵ＋Δθと、下光線の射出角θＬ＋Δθを入力すると、これらの角度を用いて、本体メモリ２８に記憶されているテーブル参照によりＡＦ感度（ｄｅｆ＿ｅｌ）を求める（＃１３）。このテーブル参照については、図１４ないし図１８を用いて後述する。
【００７６】
信号抽出部２２からのＲ画素とＬ画素の画素値（＃１７）と、撮像素子の斜入射特性の角度ズレ情報（＃１５）は、照度補正部２９に出力され照度補正を行う（＃１９）。ここでは、角度ズレ情報を用いて、焦点検出用画素（ＡＦ画素）の右開口と左開口の光量差を補正する。
【００７７】
照度補正を行った焦点検出用画素の画素値は、２像間隔演算部３０に出力され、２像間隔演算を行う（＃２１）。ここでは、公知の位相差ＡＦによって、Ｒ画素列とＬ画素列の２像間隔（ＥＬ）を算出する。
【００７８】
レンズ制御量算出部３１は、＃１３で算出されたＡＦ感度ｄｅｆ＿ｅｌと、＃２１で算出された２像間隔（ＥＬ）を入力し、デフォーカス演算を行う（＃２３）。ここでは、２像間隔値（ＥＬ）が該当する測距エリアのＡＦ感度（ＺＡＦＫ）を選択し、このＡＦ感度をＥＬ値に乗算することにより、デフォーカス量を求める。なお、同一エリアでは、エリア内を複数に分割したブロックが別でも同じ係数を選択する。この演算によってデフォーカス量が求まると（＃２５）、レンズ部１０内の制御部１４に出力され、制御部１４は光学系１１内のフォーカスレンズを合焦位置に駆動制御を行う。
【００７９】
このように、本実施形態においては、像高位置に応じて焦点検出用画素の出力に基づく情報を補正する補正値を本体メモリ２８に記憶しておき、本体メモリ２８の出力と防振部２６の出力（＃５参照）と焦点検出用画素の位置に応じて焦点検出画素の出力に基づく情報を補正している（ＡＦ感度演算部２７、＃１１、１３、２３参照）。このため、例えば、防振動作によって、撮像素子２１が光学系１１の垂直な面内で移動した場合であっても、この像高に応じて情報（ＡＦ感度）を補正でき、正確なデフォーカス量を求めることができる。
【００８０】
また、本実施形態においては、レンズ部１０内のメモリ１３は、焦点検出用画素に入射する光束の入射角と角度範囲に関する情報を記憶し、またボディ部２０内の本体メモリ２８は焦点検出用画素の特性に関する情報を記憶している。このため、焦点調節のための情報（デフォーカス量）を算出するにあたって、レンズ部１０側の情報と、ボディ部２０側の情報が複雑に絡み合う場合であっても、それぞれの情報を別々に処理できることから、正確なデフォーカス量を求めることができる。
【００８１】
次に、図１２に示すフローチャートを用いて、本実施形態におけるカメラの全体制御について説明する。このフローは、制御部４０が本体メモリ２８に記憶されたプログラムに従って、レンズ部１０内の制御部１４、およびボディ部２０内の各部を制御することにより実行する。
【００８２】
カメラに電源が投入されると、制御部４０はレンズ通信を行う（Ｓ１）。ここでは、レンズ情報取得部１２からレンズ情報を取得し、またメモリ１３からレンズ情報（補正Ｆ値（ＣＦ値）及び補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ））を取得する。なお、レンズ通信は、このステップ以外にも周期的、または必要に応じて、制御部４０と制御部１４の間でなされる。
【００８３】
レンズ通信を行うと、次に、スルー画表示を行う（Ｓ３）。撮像素子２１からの画像信号に基づいて、表示部２４に撮像画像（スルー画）をライブビュー表示させる。
【００８４】
スルー画を表示すると、次にファーストレリーズか否かを判定する（Ｓ５）。ここでは、制御部４０が、レリーズ釦の半押しに連動するファーストレリーズスイッチの状態に基づいて判定する。この判定の結果、ファーストレリーズがなされていない場合には、ステップＳ１に戻る。
【００８５】
ステップＳ５における判定の結果、ファーストレリーズがなされた場合には、測距位置の光束の上光線と下光線の射出角を算出する（Ｓ７）。ここでは、ＡＦ感度演算部２７が、ズーム位置、被写体距離、絞り、ＩＳ分像高補正、メモリ１３からのデータを用いて、ＣＦ値、ＣＥＸＰＩを求め、これらの値から、測距位置への光束の上光線の射出角θＵ＋Δθ、下光線の射出角θＬ＋Δθを算出する（図１１の＃１１参照）。
【００８６】
射出角を算出すると、次に、ＡＦ感度を算出する（Ｓ９）。ここでは、ＡＦ感度演算部２７が、ステップＳ７において求めた補正した測距位置への光束の上光線の射出角θＵ＋Δθと、下光線の射出角θＬ＋Δθを用いて、本体メモリ２８に記憶されているテーブル参照（例えば、図９（ｂ））によりＡＦ感度を求める（図１１の＃１３参照）。
【００８７】
ＡＦ感度を算出すると、次に、ＡＦ用画像の読み込みを行う（Ｓ１１）。ここでは、撮像素子２１から読み出した画素値の中から信号抽出部２２によって焦点検出用画素（Ｒ画素とＬ画素）の画素値を読み込む。
【００８８】
ＡＦ用画像の読み込みを行うと、次に、照度補正を行う（Ｓ１３）。ここでは、ステップＳ１１において読み込んだ焦点検出用画素値に対して、本体メモリ２８に記憶されている撮像素子２１の製造時の斜入射の角度ズレ情報を用いて、照度補正を行う（図１１の＃１９参照）。
【００８９】
照度補正を行うと、次に、デフォーカス量算出を行う（Ｓ１５）。ここでは、２像間隔演算部３０が、照度補正した焦点検出用画素値を用いてＬ画素値とＲ画素値の２像間隔を算出する。この算出した２像間隔と、ＡＦ感度演算部２７において演算されたＡＦ感度を用いて、レンズ制御量算出部３１がデフォーカス量を算出する（図１１の＃２３参照）。
【００９０】
デフォーカス量を算出すると、次に、ピント合わせを行う（Ｓ１７）。ここでは、ステップＳ１５において算出されたデフォーカス量をレンズ部１０内の制御部１４に送信し、制御部１４がデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズを合焦位置に到達するように駆動制御する。
【００９１】
ピント合わせを行うと、次に、セカンドレリーズか否かを判定する（Ｓ１９）。ここでは、制御部４０が、レリーズ釦の全押しに連動するセカンドレリーズスイッチの状態に基づいて判定する。
【００９２】
ステップＳ１９における判定の結果、セカンドレリーズでない場合には、ステップＳ５と同様に、ファーストレリーズか否かを判定する（Ｓ２１）。ファーストレリーズであった場合には、ステップＳ１９とＳ２１における判定を繰り返す。一方、ファーストレリーズされていない場合には、レリーズ釦から指が離れ、レリーズ釦の半押しが解除された状態であり、ステップＳ１に戻る。
【００９３】
一方、ステップＳ１９における判定の結果、セカンドレリーズの場合には、撮影を行う（Ｓ２３）。撮影時点では、像高に応じて補正されたＡＦ感度を用いて焦点調節動作が完了しており、被写体にピントが合っている。撮影が開始されると、シャッタ時間の間、撮像素子２１が露光され、シャッタ時間が経過すると、撮像素子２１から画素値が読み出され、信号抽出部２２によって撮像用画素の画素値が抽出される。この抽出された画素値は画像処理部２３によって画像処理された後、記録部２４に記録される。撮影が終了すると、ステップＳ１に戻る。
【００９４】
次に、図１３ないし図１５を用いて、テーブルから目的とするＡＦ感度のサーチについて説明する。上述したように、本体メモリ２８には、図９（ｂ）に示したように、測距位置への光束の上光線の射出角θＵと、下光線の射出角θＬ毎のＡＦ感度が記憶されている。したがって、本実施形態においては、算出された射出角θＵとθＬに基づいてテーブル参照でＡＦ感度をサーチしている（図１１の＃１３、図１２のＳ９）。
【００９５】
図１３は、本体メモリ２８に記憶されているＡＦ感度のテーブルを示す。この例は、図９（ｂ）とは別の例である。このテーブルにおいて、横軸にＵＰ＝ｔａｎθＵ、縦軸にＬＯ＝ｔａｎθＬをとり、これらのＵＰ、ＬＯの交点にそれぞれ対応するＡＦ感度が記憶されている。なお、左側のＵｐ＿ｔａｂｌｅ［ｉ］および上側のＬｏ＿ｔａｂｌｅ［ｊ］は、図１４（ｂ）、図１６、図１７を用いて説明する、ＡＦ感度のサーチの変形例において使用する。
【００９６】
図１４（ａ）に示すＡＦＫ算出処理は、図１２のＡＦ感度算出（Ｓ９）の中で実行されるＡＦ感度テーブルから目的とするＡＦ感度をサーチするための処理のフローチャートである。なお、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の変形例に係るフローチャートである。
【００９７】
ＡＦＫ算出処理のフローに入ると、まず、上下光線の正接量Ｕｐ、Ｌｏの算出を行う（Ｓ３１）。ここでは、図１１の＃１１において説明したように、ＣＦ値とＣＥＸＰＩを求め、式（１４）（１５）に基づいて、光束の上光線の射出角θＵ、下光線の射出角θＬの正接量、すなわち、ｔａｎθＵ、ｔａｎθＬを算出する。
【００９８】
上下光線の正接量Ｕｐ、Ｌｏを算出すると、次に、Ｕｐ，Ｌｏインデックスサーチを行う（Ｓ３３）。ここでは、ステップＳ３１で算出したＵｐ、Ｌｏに対応するＡＦ感度をサーチする。このＵｐ，Ｌｏインデックスサーチの詳しい動作については、図１５を用いて後述する。
【００９９】
Ｕｐ、Ｌｏインデックスサーチを行うと、ＡＦＫ補間演算を行う（Ｓ３５）。図１３に示したテーブルは離散的な値しか記憶されていないことから、Ｕｐ、Ｌｏがこの値の中間にある場合に補間演算を行う。補間演算を行うと、このＡＦＫ算出処理を終了する。
【０１００】
次に、図１５を用いて、ステップＳ３３のＵｐ，Ｌｏインデックスサーチの動作について説明する。Ｕｐ，Ｌｏインデックスサーチに入ると、ステップＳ３１において算出したＵｐについて、Ｕｐ分割数分ループを行う（Ｓ４１〜Ｓ４５）。ここでは、図１３のテーブルの縦軸方向（インデックスｉ＝０〜１２７）に、インデックスｉを０から１２７まで、１つずつ加算しながら、Ｕｐ＜Ｕｐ＿ｔａｂｌｅ［ｉ］となるインデックスｉを検索する（Ｓ４３参照）。
【０１０１】
ステップＳ４３における判定の結果、Ｕｐ＜Ｕｐ＿ｔａｂｌｅ［ｉ］となると、またはステップＳ４５において、ｉ＝１２７まで検索してＵｐ分割数分ループしてＵｐ＜Ｕｐ＿ｔａｂｌｅ［ｉ］がない場合には、ｉ＝ｉ−１とする（Ｓ４７）。なお、ｉに対して１を減じているのは、Ｕｐが収まるインデックス範囲のうちで始点側のインデックスを採用するためである。
【０１０２】
ｉ＝ｉ−１とすると、次に、ステップＳ３１において算出したＬｏについて、Ｌｏ分割数分ループを行う（Ｓ４９〜Ｓ５３）。ここでは、図１３のテーブルの横軸方向（インデックスｊ＝０〜１２７）に、インデックスｊを０から１２７まで、１つずつ加算しながら、Ｌｏ＜Ｌｏ＿ｔａｂｌｅ［ｊ］となるインデックスｊを検索する（Ｓ５３参照）。
【０１０３】
ステップＳ５１における判定の結果、Ｌｏ＜Ｌｏ＿ｔａｂｌｅ［ｊ］となると、またはステップＳ５３において、ｊ＝１２７まで検索してＬｏ分割数分ループしてＬｏ＜Ｌｏ＿ｔａｂｌｅ［ｊ］がない場合には、ｊ＝ｊ−１とする（Ｓ５５）。なお、ｊに対して１を減じているのは、Ｌｏが収まるインデックス範囲のうちの始点側のインデックスを採用するためである。
【０１０４】
ステップＳ５５まで実行すると、Ｕｐ，Ｌｏインデックスサーチのフローを終了し、元のフローのステップＳ３５のＡＦＫ補間演算に進む。
【０１０５】
次に、図１４（ｂ）、図１６、図１７を用いて、ＡＦＫ算出処理の変形例について説明する。本発明の一実施形態に係るＡＦＫ算出処理においては、図１３に示すテーブルから１つ１つ値を比較しながら、目的とするＡＦ感度をサーチしていた。このため、テーブルが大きくなればなるほどサーチに時間が掛かってしまう。そこで、本変形例では、テーブルの縦軸および横軸の値を等間隔とし、算出したＵｐ，Ｌｏがテーブル上でどこに位置するかを予め算出することにより、サーチ時間を短縮するようにしている。
【０１０６】
図１６（ａ）は、Ｕｐ＿ｔａｂｌｅ［ｉ］であり、Ｕｐの値を等間隔とし（図示の例では、０．１間隔）、一番上のインデックスｉを０とし、上から順次インデックスを付与している。この例では、インデックスｉ＝４のときがＵｐの値が０．０である。また、同様に、図１６（ｂ）は、Ｌｏ＿ｔａｂｌｅ［ｊ］であり、Ｌｏの値を等間隔とし（図示の例では、０．１間隔）、一番上のインデックスｊを０とし、上から順次インデックスを付与している。この例では、インデックスｊ＝２のときがＬｏの値が０．０である。
【０１０７】
本変形例におけるＡＦＫ算出処理のフローを図１４（ｂ）に示す。この図１４（ｂ）に示すフローチャートは、図１４（ａ）に示すフローチャートにおいて、ステップＳ３３をステップＳ３４に置き換えただけであり、他のステップは同様であることから、ステップＳ３４を中心に説明する。
【０１０８】
ステップＳ３１において、上下光線の正接量Ｕｐ，Ｌｏを算出すると、次に、Ｕｐ，Ｌｏインデックスを算出する（Ｓ３４）。ここでは、Ｕｐ，Ｌｏの値が等間隔とされていることから、Ｕｐの値を、等間隔の値で除算し、Ｕｐ，Ｌｏが０となるＵｐ，Ｌｏのインデックスを加算することにより、インデックスを算出している。この結果、テーブルで対応するＡＦ感度を簡単にサーチできる。このＵｐ，Ｌｏインデックス算出の詳しい動作については、図１７を用いて説明する。ステップＳ３４において、インデックスを算出すると、ＡＦＫ補間演算を行い、この補間演算を実行すると、ＡＦＫ算出処理のフローを終了する。
【０１０９】
次に、図１７を用いて、ステップＳ３４のＵｐ，Ｌｏインデックス算出について説明する。このフローに入ると、まず、インデックスｉについて、ｉ＝Ｕｐ／０．１＋Ｕｐ＿ｚｅｒｏ＿ｉｎｄｅｘから算出する（Ｓ６１）。この式で、０．１は、Ｕｐ＿ｚｅｒｏ＿ｉｎｄｅｘは、テーブルの縦軸、すなわち、Ｕｐにおける等間隔の値である。また、Ｕｐ＿ｚｅｒｏ＿ｉｎｄｅｘは、Ｕｐの値が０となるところのインデックスである。
【０１１０】
ステップＳ６１においてインデックスｉを求めると、次に、インデックスｊについて、ｊ＝Ｕｐ／０．１＋Ｌｏ＿ｚｅｒｏ＿ｉｎｄｅｘから算出する（Ｓ６１）。この式で、０．１は、Ｌｏ＿ｚｅｒｏ＿ｉｎｄｅｘは、テーブルの横軸、すなわち、Ｌｏにおける等間隔の値である。また、Ｌｏ＿ｚｅｒｏ＿ｉｎｄｅｘは、Ｌｏの値が０となるところのインデックスである。ステップＳ６３においてインデックスｊを算出すると、元のフローに戻る。
【０１１１】
このように、本変形例においては、Ｕｐ，Ｌｏのインデックスを直接算出することから、図１５のようにＵｐ，Ｌｏのインデックスをサーチする場合に比較し、テーブル参照に掛かる時間を短縮することができる。
【０１１２】
次に、図１８および図１９を用いて、絞り値ＦＮｏに関する補間演算処理の高速化について説明する。本発明の一実施形態においては、図１１の＃１ｃにおいて取得した絞り値等を用いて、＃１１において＃９から取得したＦＮｏの補間演算を行っている。図１８および図１９に示すフローは、この補間演算を高速化するものである。
【０１１３】
図１８のＦＮｏ変化判断のフローに入ると、まず、現在のＦＮｏを取得する（Ｓ６４）。ここでは、制御部４０は、レンズ情報取得部１２から光学系１１内の絞りの絞り値ＦＮｏを取得する。
【０１１４】
現在のＦＮｏを取得すると、次に、ＦＮｏ変化判断を行う（Ｓ６５）。後述するように、前回のＦＮｏがＦＮｏ＿ｐｒｅとして記憶されているので、ＦＮｏ＝ＦＮｏ＿ｐｒｅか否かによって判定する。
【０１１５】
ステップＳ６５における判定の結果、現在と過去のＦＮｏが一致していない場合、すなわち、ＦＮｏが変化した場合には、ＦＮｏ履歴保持を行う（Ｓ６６）。ここでは、現在取得したＦＮｏをＦＮｏ＿ｐｒｅ＝ＦＮｏとして記憶する。続いて、ＦＮｏ変化フラグをセットする（Ｓ６７）。ここでは、ＦＮｏが変化したか否かを示すフラグｃｈｇ＿ｆｌｇのＦＮｏ変化ｂｉｔを１にセットする。
【０１１６】
一方、ステップＳ６３における判定の結果、現在と過去のＦＮｏが一致している場合、すなわち、ＦＮｏが変化していない場合には、ＦＮｏ変化フラグを０にリセットする（Ｓ６９）。ここでは、ＦＮｏが変化しなかったことを示すために、フラグｃｈｇ＿ｆｌｇのＦＮｏ変化ｂｉｔを０にリセットする。
【０１１７】
ステップＳ６７またはＳ６９においてＦＮｏ変化フラグをセットまたはリセットを行うと、ＦＮｏ変化判断のフローを終了する。ＦＮｏ変化判断のフローを行うと、図１９に示すＦＮｏ補間演算を行う。なお、図示していないが、上記ＦＮｏ変化判断と同様に、Ｚｍｅｎｃについても同様の判断を行い、ｃｈｇ＿ｆｌｇのＺｍｅｎｃ変化ｂｉｔをセット、リセットする。
【０１１８】
図１９に示すＦＮｏ補間演算のフローに入ると、まず、変化フラグ判断を行う（Ｓ７１）。ここでは、ステップＳ６７、Ｓ６９においてセットまたはリセットされたフラグｃｈｇ＿ｆｌｇのＦＮｏ変化ｂｉｔが０か否かを判定する。
【０１１９】
ステップＳ７１における判定の結果、変化フラグｃｈｇ＿ｆｌｇ（ＦＮｏ変化ｂｉｔ、またはＺｍｅｎ変化ｂｉｔ）＝０でない場合、すなわち絞り値ＦＮｏやＺｍｅｎｃに変化があった場合には、中間補間演算を行う（Ｓ７３）。一方、変化がない場合には中間補間演算は行わない。この中間補間演算の変動要素としては、絞り値ＦＮｏのほか、焦点距離Ｚｍｅｎｃがある。変化がない場合には、そこの補間演算結果は再使用することにより、演算にかかる時間を短縮することができる。
【０１２０】
ステップＳ７３において、中間補間演算を行うと、またはステップＳ７１における判定の結果、ｃｈｇ＿ｆｌｇ（ＦＮｏ変化ｂｉｔ）＝０であった場合には、最終補間演算を行う（Ｓ７５）。ここでは、変動要素として、ステップＳ７３における中間補間演算結果、ＩＨ（ＩＳ分像高補正値）、ＯＢＪｄｓｔ（被写体距離）がある。これらの値に基づいて、＃１１において説明したように、ＦＮｏの補間演算を求める。
【０１２１】
このように、本変形例においては、絞り値等、時間と共に変化しやすい値について、変化したか否かを判定し、変化しない場合には、中間補間演算を省略するようにしている。このため、変化がない場合には、演算に掛かる時間を短縮することができる。
【０１２２】
以上説明したように、本発明の一実施形態や変形例においては、撮影レンズ（光学系１１）を通過した光束を受光し光電変換して像信号を出力する撮像用画素と焦点検出用画素を有する撮像素子２１と、撮像素子２１を撮影レンズ（光学系１１）の光軸と垂直な方向に移動させて手ブレを補正すると共に移動に関する情報を出力する防振部２６と、像高位置に応じて焦点検出用画素の出力に基づく情報を補正する補正値を記憶する記憶部（メモリ１３、本体メモリ２８）と、記憶部の出力と防振部の出力と焦点検出用画素の位置に応じて焦点検出用画素の出力に基づく情報を補正する補正部（例えば、ＡＦ感度演算部２７）を備えている。このため、防振部２６によって、撮像素子２１が移動しても、像高の影響を除去した焦点調節を行うことができる。
【０１２３】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、補正値は、焦点検出用画素の出力に基づいて算出される位相差量をデフォーカス量に変換する変換係数を補正するための補正値である。例えば、ＡＦ感度演算部２７は、この変換係数を補正している。
【０１２４】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、補正値は、焦点検出用画素の出力について焦点検出用画素への入射光による照度分布の不均一性を補正するための補正値である（メモリ１３、本体メモリ２８参照）。例えば、メモリ１３は像高に応じて補正した補正Ｆ値（ＣＦ値）及び補正射出瞳位置（ＣＥＸＰＩ）の情報を記憶している。また、本体メモリ２８は、撮像素子２１の製造時の斜入射の角度ズレ情報（Δθ）を記憶しており、この角度ズレ情報に基づいて、焦点検出用画素への入射光による照度分布の不均一性を補正することができる。
【０１２５】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、焦点検出用画素に入射する光束の入射角と角度範囲に関する情報を記憶する第１の記憶部（例えば、メモリ１３）と、焦点検出用画素の特性に関する情報を記憶する第２の記憶部（例えば、本体メモリ２８）と、第１の記憶部の出力と第２の記憶部の出力と防振部２６の出力に基づいて焦点調節のための情報を算出する演算部（例えば、ＡＦ感度演算部２７）を備えている。第１の記憶部には、光学系に関連する情報が記憶され、一方、第２の記憶部には焦点検出素子に関連する情報が記憶されている。このため、光学系と焦点検出用素子の組合せが代わった場合でも、像高の影響を除去し、焦点調節のための情報を正確に求めることができる。
【０１２６】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、撮影レンズを含む交換レンズ（レンズ部１０）と、交換レンズが着脱可能であって撮像素子を有するカメラ本体（ボディ部２０）とを有し、第１の記憶部（例えば、メモリ１３）は交換レンズに設けられ、第２の記憶部（例えば、本体メモリ２８）はカメラ本体に設けられる。このため、異なる交換レンズを装着した場合であっても、像高の影響を除去し、焦点調節のための情報を正確に求めることができる。
【０１２７】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、第１の記憶部（例えば、メモリ１３）は、入射角および角度範囲に関する情報を交換レンズの光学的状態に対応させて記憶する。例えば、メモリ１３に記憶される図９（ｂ）および図１３に示したテーブルは、上側光線のＵＰと下側光線ＬＯの値に対応させて記憶している。このため、レンズ部１０側における光学状態の変化に応じて生じた像高の影響を除去することができる。
【０１２８】
また、本発明の一実施形態や変形例においては、第２の記憶部は、焦点検出用画素の特性に関する情報を像高に対応して記憶する。例えば、本体メモリ２８は、撮像素子２１の製造時の斜入射の角度ズレ情報を像高に応じて記憶している。このため、ボディ部２０側における撮像素子２１に起因する像高の影響を除去することができる。
【０１２９】
なお、本発明の一実施形態や変形例においては、測距位置に入射する光束の上光線と下光線については、角度に応じた正接量Ｕｐ，Ｌｏで表わしていたが、角度そのもので検知し、テーブルから求めるようにしても勿論かまわない。
【０１３０】
ＡＦ感度を算出するにあたって、ズーム位置、被写体距離、絞り、ＩＳ分像高補正値に基づいて、絞り値ＦＮｏとＣＥＸＰＩを補間演算により求め、これよりＵｐ，Ｌｏを求め、撮像素子の斜入射特性角度ズレ情報を入力し、これから、テーブル参照によってＡＦ感度を求めていた。しかし、この手順以外にも適宜入れ替えて行ってもよい。ＡＦ感度演算部２７は、図７に示すような焦点検出画素の受光感度特性上の光束入射角の範囲である斜線部に相当する領域を、ＸＹ方向の２次元的に積分してその重心角度を求め、対をなすＬとＲの焦点検出画素に関する重心角度の間隔からＡＦ感度を算出してもよい。また、複数の測距点のうちの選択された測距点（図９（ａ））の座標情報を、防振部２６による撮像素子２１の変位量で補正し、補正した座要情報に基づいてＡＦ感度を算出してもよい。また、撮像素子２１の焦点検出画素の受光感度等の特性変化分を角度換算し、射出角範囲を変更して演算を行ってＡＦ感度を算出してもよい。
【０１３１】
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォーン、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、瞳分割像面位相差法による焦点調節を行う機器であれば、本発明を適用することができる。
【０１３２】
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
【０１３３】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１３４】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１３５】
１０・・・レンズ部、１１・・・光学系、１２・・・レンズ情報取得部、１３・・・メモリ、１４・・・制御部、２０・・・ボディ部、２１・・・撮像素子、２２・・・信号抽出部、２３・・・画像処理部、２４・・・表示部、２５・・・記録部、２６・・・防振部、２７・・・ＡＦ感度演算部、２８・・・本体メモリ、２９・・・照度補正部、３０・・・２像間隔演算部、３１・・・レンズ制御量算出部、４０・・・制御部
【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９】
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