(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の像信号を用いて結像光学系のデフォーカス量を演算する演算手段を有する焦点検出装置であって、
前記結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束により形成された第１の像を光電変換して前記第１の像信号を生成する第１の画素群、および前記結像光学系の第２の瞳領域を通過した光束により形成された第２の像を光電変換して前記第２の像信号を生成する第２の画素群を有する撮像手段と、
前記第１および第２の像信号の修正処理に用いる像修正フィルタを生成する像修正フィルタ生成手段と、
前記像修正フィルタを用いて前記第１の像信号および前記第２の像信号に対する前記修正処理を行うことにより、前記演算手段で演算される第１の修正像信号および第２の修正像信号をそれぞれ生成する像修正処理手段とを有し、
前記像修正フィルタ生成手段は、前記像修正処理手段で像修正される前の前記第１の像信号および前記第２の像信号を用いて前記演算手段で演算されたデフォーカス量が所定値より小さい場合に、当該デフォーカス量が前記所定値より大きい場合よりフィルタピッチの細かい像修正フィルタを生成することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記結像光学系は、絞り値が可変である絞りを含んでおり、
前記像修正フィルタ生成手段は、前記絞り値が所定絞り値より小さい場合において、該絞り値が前記所定絞り値より大きい場合よりフィルタピッチの細かい前記像修正フィルタを生成する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】
前記フィルタピッチは、フィルタの数が多いと細かくな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】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置を有し、
前記結像光学系により形成された被写体像を前記撮像手段により光電変換し、該撮像手段からの撮像信号に基づいて画像を生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束により形成された第１の像を光電変換して第１の像信号を生成する第１の画素群、および前記結像光学系の第２の瞳領域を通過した光束により形成された第２の像を光電変換して第２の像信号を生成する第２の画素群を有する撮像手段と、前記第１および前記第２の像信号を用いて前記結像光学系のデフォーカス量を演算する演算手段と、を用いた焦点検出方法であって、
前記第１および第２の像信号の修正処理に用いる像修正フィルタを生成する像修正フィルタ生成ステップと、
前記像修正フィルタを用いて前記第１の像信号および前記第２の像信号に対する前記修正処理を行うことにより、前記演算手段で演算される第１の修正像信号および第２の修正像信号をそれぞれ生成する像修正ステップとを有し、
前記像修正フィルタ生成ステップは、前記像修正ステップで像修正される前の前記第１の像信号および前記第２の像信号を用いて前記演算手段で演算されたデフォーカス量が所定値より小さい場合に、当該デフォーカス量が前記所定値より大きい場合よりフィルタピッチの細かい像修正フィルタを生成することを特徴とする焦点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系により形成された光学像を光電変換する撮像素子からの出力信号を用いて、該結像光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置およびこれを備えたデジタルカメラ等の撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結像光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置として、各画素にマイクロレンズが形成された２次元イメージセンサ（撮像素子）を用いて、いわゆる瞳分割方式の焦点検出を行う装置が特許文献１に開示されている。特許文献１の焦点検出装置では、マイクロレンズと光電変換部の相対位置を偏位させた画素が２次元配置された撮像素子が用いられる。この焦点検出装置を備えた撮像装置では、通常の画像の撮影時にはマイクロレンズと光電変換部の相対偏位方向が異なる画素からの信号を加算することにより、画像を生成する。一方、焦点検出時には、マイクロレンズと光電変換部の相対偏位方向が異なる画素群で生成される一対の像信号に対する相関演算を行うことにより、該一対の像信号の位相差を求め、該位相差に基づいて結像光学系（撮影光学系）のデフォーカス量を算出する。
【０００３】
また、焦点検出に用いる一対の像を形成する光束が、結像光学系を構成する光学素子を保持する部材等によってケラレる場合、該一対の像に対応する一対の像信号に非対称性（像の一致度の低下）が生じてしまう。特許文献２には、撮像装置に格納された特定の像修正フィルタを、結像光学系の口径比、射出瞳位置または位相差量に応じて変形し、該変形した像修正フィルタを像信号に適用して、精度の高い焦点検出を行う焦点検出装置が開示されている。像修正フィルタの像信号に対する適用は、像修正フィルタを用いた像信号の畳み込み積分により行われるため、該像修正フィルタのピッチは、像信号のピッチと一致している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２６７２１１号公報
【特許文献２】特開平５−１２７０７４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、特許文献２の焦点検出装置では、像修正フィルタのピッチや、像信号に適用する像修正フィルタの数を、結像光学系のデフォーカス量や絞り値によらず一定としている。このため、フィルタ長が短くなる合焦位置の近傍においては、折り返し歪により正確な像修正処理が行えず、焦点検出精度が低下するという問題がある。  
【０００６】
本発明は、像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減して良好な精度で焦点検出を行えるようにした焦点検出装置およびこれを備えた撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての焦点検出装置は、第１および第２の像信号を用いて結像光学系のデフォーカス量を演算する演算手段を有する焦点検出装置であって、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束により形成された第１の像を光電変換して第１の像信号を生成する第１の画素群、および前記結像光学系の第２の瞳領域を通過した光束により形成された第２の像を光電変換して第２の像信号を生成する第２の画素群を有する撮像手段と、第１および第２の像信号の修正処理に用いる像修正フィルタを生成する像修正フィルタ生成手段と、像修正フィルタを用いて第１の像信号および前記第２の像信号に対する修正処理を行うことにより、演算手段で演算される第１の修正像信号および第２の修正像信号をそれぞれ生成する像修正処理手段とを有する。像修正フィルタ生成手段は、像修正処理手段で像修正される前の第１の像信号および第２の像信号を用いて演算手段で演算されたデフォーカス量が所定値より小さい場合に、当該デフォーカス量が該所定値より大きい場合よりフィルタピッチの細かい像修正フィルタを生成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、結像光学系の第１の瞳領域を通過した光束により形成された第１の像を光電変換して第１の像信号を生成する第１の画素群、および前記結像光学系の第２の瞳領域を通過した光束により形成された第２の像を光電変換して第２の像信号を生成する第２の画素群を有する撮像手段と、第１および第２の像信号を用いて結像光学系のデフォーカス量を演算する演算手段と、を用いた焦点検出方法である。該焦点検出方法は、第１および第２の像信号の修正処理に用いる像修正フィルタを生成する像修正フィルタ生成ステップと、像修正フィルタを用いて第１の像信号および第２の像信号に対する修正処理を行うことにより、演算手段で演算される第１の修正像信号および第２の修正像信号をそれぞれ生成する像修正ステップとを有する。そして、像修正フィルタ生成ステップは、像修正ステップで像修正される前の第１の像信号および第２の像信号を用いて演算手段で演算されたデフォーカス量が所定値より小さい場合に、該デフォーカス量が該所定値より大きい場合よりフィルタピッチの細かい像修正フィルタを生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、像信号に対する修正処理における像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減することができ、焦点検出精度を向上させることができる。そして、このような精度の高い焦点検出の結果を用いてフォーカシングを行い、さらに撮像を行うことにより、ピントが合った良好な画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１である撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】実施例１の撮像装置に用いられた撮像素子における撮像用画素の平面図と断面図。
【図３】上記撮像素子における焦点検出用画素の平面図と断面図。
【図４】上記撮像素子による瞳分割を説明する図。
【図５】上記焦点検出用画素における瞳強度分布を示す図。
【図６】上記撮像素子の中央の焦点検出用画素における瞳強度を示す図。
【図７】上記撮像素子の構成を示す回路図。
【図８】上記焦点検出用画素から得られる像信号を示す図。
【図９】実施例１における像修正フィルタ処理を説明する図。
【図１０】実施例１においてデフォーカス量に応じて像修正フィルタ数を変更する焦点検出処理を示すフローチャート。
【図１１】実施例１におけるデフォーカス状態で撮像素子に入射する光線を示す図。
【図１２】実施例１における線像分布関数を示す図。
【図１３】実施例１において大デフォーカス状態で線像分布関数から像修正フィルタを得る過程を示す図。
【図１４】実施例１において小デフォーカス状態で線像分布関数から像修正フィルタを得る過程を示す図。
【図１５】本発明の実施例２において絞り値ごとの線像分布関数から像修正フィルタを得る過程を示す図。
【図１６】実施例２において絞り値およびデフォーカス量に応じて像修正フィルタ数を変更する焦点検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】
【００１１】
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】
【００１２】
図１には、本発明の実施例である焦点検出装置を有するデジタルカメラ（撮像装置）の構成を示している。同図において、１０１は結像光学系としての撮影光学系のうち最も物体側に配置され、光軸方向に移動可能な第１レンズ群である。１０２は絞りシャッタであり、その開口径を変化させて（絞り値を可変として）光量調節を行う絞り機能と、静止画撮影時に開閉動作することで露光秒時を制御するシャッタ機能とを備える。
【００１３】
１０３は第２レンズ群である。絞りシャッタ１０２は、第２レンズ群１０３と一体となって光軸方向に移動する。第１レンズ群１０１と第２レンズ群１０２とが光軸方向に移動することで、変倍（ズーム）が行われる。
【００１４】
１０５は第３レンズ群であり、光軸方向に移動して焦点調節を行う。１０６は光学的ローパスフィルタであり、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。１０７はＣＭＯＳセンサとその周辺回路で構成された撮像素子（撮像手段）である。該撮像素子１０７は、水平方向にｍ個、垂直方向にｎ個の画素（受光素子）を有し、これらの画素に対してベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタが配置されて２次元単板カラーセンサが構成される。
【００１５】
１１１はズームアクチュエータであり、不図示のカム筒を光軸周りで回転させることで、第１レンズ群１０１および第２レンズ群１０２を光軸方向に移動させ、変倍を行わせる。
【００１６】
１１２は絞りシャッタアクチュエータであり、光量調節のために絞りシャッタ１０２の開口径を変化させるよう駆動するとともに、静止画撮影時のシャッタ駆動を行う。１１４はフォーカスアクチュエータで、あり第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させてフォーカシングを行う。
【００１７】
１１５は電子フラッシュであり、キセノン管やＬＥＤを光源として有する。１１６はＡＦ補助光発光部であり、所定の開口パターンを有したマスクの像を、投光レンズを介して被写体に投影する。これにより、暗い被写体あるいは低コントラストの被写体に対するＡＦ性能を向上させることができる。
【００１８】
１２１はコントローラとしてのカメラＣＰＵであり、カメラの種々の動作の制御を司る。カメラＣＰＵ１２１は、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータおよび通信インターフェイス回路等を有する。カメラＣＰＵ１２１は、ＲＯＭに記憶されたコンピュータプログラムに従ってカメラ内の各部の動作を制御し、撮影光学系の焦点状態の検出（焦点検出）を含むＡＦ、撮像、画像処理および記録等の一連の撮影動作を実行させる。
【００１９】
１２２は電子フラッシュ制御回路であり、電子フラッシュ１１５の点灯制御を行う。１２３は補助光駆動回路であり、ＡＦ補助光発光部１１６の点灯制御を行う。１２４は撮像素子駆動回路であり、撮像素子１０７の動作を制御するとともに、該撮像素子１０７から出力された画素信号（撮像信号）をＡ／Ｄ変換してカメラＣＰＵ１２１に送信する。１２５は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換された撮像信号に対してγ変換やカラー補間等の画像処理を行って画像信号を生成し、さらに画像信号に対してＪＰＥＧ圧縮等の処理を行う。
【００２０】
１２６はフォーカス駆動回路であり、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動し、第３レンズ群１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。１２８はシャッタ駆動回路であり、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動して絞りシャッタ１０２を動作させる。１２９はズーム駆動回路で、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【００２１】
１３１はＬＣＤ等の表示器であり、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、撮影後の確認用画像および焦点検出時の合焦状態等を表示する。１３２は操作スイッチ群であり、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。１３３は着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。
【００２２】
次に、図２および図３を用いて、撮像素子１０７上に配置された撮像用画素と焦点検出用画素の構造について説明する。本実施例の撮像素子１０７は、２行×２列の４画素における対角２箇所にＧ（緑色）の分光感度を有する画素を配置し、他の２箇所にＲ（赤色）とＢ（青色）の分光感度を有する画素をそれぞれ１個ずつ配置したベイヤー配列を採用する。そして、このようなベイヤー配列により配置された撮像用画素の中に、焦点検出用画素が分散配置されている。
【００２３】
図２には、撮像用画素の平面図と断面図を示す。同図（ａ）は撮像素子１０７の中央に位置する２行×２列の撮像用画素の平面図である。前述したように、対角２箇所に２つのＧ画素が配置され、他の２箇所にＲ画素とＢ画素が配置されている。
【００２４】
図２（ａ）の断面Ａ−Ａを同図（ｂ）に示す。ＭＬは各画素の最前面に配置されたオンチップマイクロレンズであり、ＣＦＲはＲ（Ｒｅｄ）のカラーフィルタである。ＣＦＧはＧ（Ｇｒｅｅｎ）のカラーフィルタである。ＰＤは図３で説明したＣＭＯＳセンサの光電変換部を模式的に示したものである。ＣＬはＣＭＯＳセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成するための配線層である。ＴＬは撮影光学系を模式的に示したものである。
【００２５】
ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰと光電変換部ＰＤとがマイクロレンズＭＬによって共役関係に配置され、さらに光電変換部ＰＤの有効面積が大きく設定されている。なお、図２（ｂ）では、Ｒ画素の構造を示しているが、Ｇ画素およびＢ（Ｂｌｕｅ）画素も同一の構造を有する。したがって、撮像用のＲＧＢ画素に対応した射出瞳ＥＰは大きな径を有し、被写体からの光束を効率良く取り込んで、画像信号のＳ／Ｎを向上させる。
【００２６】
図３には、撮影光学系の瞳をｘ方向に分割するための焦点検出用画素の平面図と断面図を示す。同図（ａ）は、撮像素子１０７の中央に位置する焦点検出用画素を含む２行×２列の４画素の平面図である。
【００２７】
撮像信号を得る場合に、Ｇ画素からの出力は輝度情報の主成分をなす。人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるため、Ｇ画素が欠損すると、画質劣化が認められやすい。一方、Ｒ画素もしくはＢ画素は、色情報を取得する画素であるが、人間は色情報には鈍感であるため、色情報を取得する画素は多少の欠損が生じても画質劣化に気づきにくい。そこで、本実施例では、２行×２列の４画素のうち、２つのＧ画素は撮像用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素の位置に、ある割合で焦点検出用画素を配置している。同図（ａ）において、焦点検出用画素をＳＨＡ，ＳＨＢで示す。
【００２８】
このように撮像素子１０７に分散配置された複数の焦点検出用画素ＳＨＡが第１の画素群に相当し、複数の焦点検出用画素ＳＨＢが第２の画素群に相当する。  
【００２９】
図３（ａ）の断面Ｂ−Ｂを同図（ｂ）に示す。マイクロレンズＭＬと光電変換部ＰＤは、図２（ｂ）に示した撮像用画素と同一の構造を有する。
【００３０】
本実施例においては、焦点検出用画素の信号は画像生成には用いられないため、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜（白色膜）ＣＦＷが配置される。
【００３１】
また、ｘ方向の瞳分割を行うため、配線層ＣＬの開口部はマイクロレンズＭＬの中心線に対してｘ方向に偏っている。具体的には、焦点検出用画素ＳＨＡの開口部ＯＰＨＡは−ｘ方向に偏っているため、焦点検出用画素ＳＨＡの光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬの左側（＋ｘ側）の射出瞳領域（第１の瞳領域）ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。また、焦点検出用画素ＳＨＢの開口部ＯＰＨＢは＋ｘ方向に偏っているため、焦点検出用画素ＳＨＢの光電変換部ＰＤは、撮影光学系ＴＬの右側（−ｘ側）の射出瞳領域（第２の瞳領域）ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。
【００３２】
ｘ方向に規則的に配列された複数の焦点検出用画素ＳＨＡ（第１の画素群）で取得した被写体像をＡ像（第１の像）とする。また、ｘ方向に規則的に配列された複数の焦点検出用画素ＳＨＢ（第２の画素群）で取得した被写体像をＢ像（第２の像）とする。そして、Ａ像とＢ像の相対位置関係（位相差）を検出することで、該位相差に基づいて被写体に対する撮影光学系ＴＬのデフォーカス量を演算することができる。
【００３３】
図４は、本実施例における撮像素子１０７の瞳分割の様子を示す。ＴＬは撮影光学系、１０７は撮像素子、ＯＢＪは被写体、ＩＭＧは被写体像である。
【００３４】
撮像用画素は、図２に示したように、撮影光学系ＴＬの射出瞳ＥＰの全域を通過した光束を受光する。一方、焦点検出用画素のうち図３に示した焦点検出用画素ＳＨＡは、射出瞳ＥＰのうち＋ｘ側の瞳領域ＥＰＨＡを通過した光束を受光する。同様に、焦点検出用画素ＳＨＢは、射出瞳領域ＥＰＨＢを通過した光束を受光する。そして、焦点検出用画素を、撮像素子１０７の全領域にわたって分布させることで、有効撮像エリアの全域で焦点検出が可能となる。
【００３５】
なお、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢによって撮影画面のｘ方向に輝度分布を有した被写体、例えばｙ方向の伸びる線に対しては焦点検出が可能であるが、ｙ方向に輝度分布を有する被写体、例えばｘ方向に伸びる線に対しては焦点検出不能である。本実施例では、図示はしないが、後者についても焦点検出できるように、撮影光学系ＴＬのｙ方向にも瞳分割を行う焦点検出用画素も備えている。
【００３６】
次に、Ａ像およびＢ像を形成する光束（以下、像形成光束ともいう）にケラレが生じない場合の瞳強度分布と線像分布関数について説明する。
【００３７】
光束の射出瞳面内での強度分布を、以下の説明では、単に瞳強度分布という。図５には、焦点検出用画素の瞳強度分布とその瞳強度分布から得られる線像分布関数を示している。図５（ａ）は焦点検出用画素ＳＨＡの瞳強度分布を、図５（ｂ）は焦点検出用画素ＳＨＢの瞳強度分布を示している。図５のｘ軸およびｙ軸はそれぞれ、図４のｘ軸およびｙ軸に対応している。図５では、色が濃いほど受光強度が高いことを示している。図３（ａ）では、焦点検出用画素ＳＨＡが受光する光束が通過する射出瞳領域ＥＰＨＡと、焦点検出用画素ＳＨＢが受光する光束が通過する射出瞳領域ＥＰＨＢとを分離して示した。しかし、実際には、図５に示すように、開口部ＯＰＨＡと開口部ＯＰＨＢによる回折の影響でぼけて広がり、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢが受光する光束がそれぞれ通過する射出瞳領域ＥＰＨＡ，ＥＰＨＢは一部が重なっている。
【００３８】
図５（ｃ）には、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢの線像分布関数ＬＳＦＡ，ＬＳＦＢを示している。この図は、図５（ａ）と図５（ｂ）の瞳強度分布をｙ方向に射影したものである。横軸は図５（ａ），（ｂ）のｘ軸に対応し、縦軸は線像分布関数の強度を示している。原点Ｏは、撮影光学系の光軸位置に対応している。
【００３９】
ここで、ある点光源からの光束が結像光学系の射出瞳を通過して結像面上に形成する点像の強度分布である、いわゆる点像分布関数は、該結像光学系が無収差である場合には、射出瞳形状が結像面上に縮小投影されたものと考えられる。そして、線像分布関数は、点像分布関数の射影であるので、瞳強度分布の射影が線像分布関数となる。図５（ｃ）に示すように、撮像素子の中央の焦点検出用画素では、Ａ像およびＢ像に対応する線像分布関数ＬＳＦＡ，ＬＳＦＢは、光軸に対してほぼ対称となる。つまり、線像分布関数ＬＳＦＡ，ＬＳＦＢに対応する点像の形状がほぼ一致する。また、線像分布関数ＬＳＦＡ，ＬＳＦＢは、それぞれのｘ軸方向の重心位置を中心として、ｘ軸方向にほぼ対称な形状を有する。
【００４０】
次に、像形成光束にケラレが生じた場合の瞳強度分布と線像分布関数について説明する。図６には、図５に示した瞳強度分布に対して、撮影光学系を構成するレンズ等の光学素子を保持する部材（以下、レンズ保持部材という）による像形成光束のケラレが生じた場合の瞳強度分布とその瞳強度分布から得られる線像分布関数を示している。図６（ａ）は焦点検出用画素ＳＨＡの瞳強度分布を、図６（ｂ）は焦点検出用画素ＳＨＢの瞳強度分布を示している。図６において、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢの瞳強度分布のうち、Ａｒｅａ１で表した形状の内側のみが焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢで受光される領域となる。
【００４１】
図６（ｃ）は、上記ケラレが生じた場合の焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢの線像分布関数ＬＳＦＡ’，ＬＳＦＢ’を示している。図６（ｃ）は、図５（ｃ）と同様に、図６（ａ）と図６（ｂ）の瞳強度分布をｙ方向に射影したものである。横軸は、図６（ａ），（ｂ）のｘ軸に対応し、縦軸は線像分関数の強度を表している。原点Ｏが撮影光学系の光軸位置に対応している。
【００４２】
図６（ｃ）に示すように、撮像素子の中央の焦点検出用画素では、図５（ｃ）で示したのと同様に、Ａ像およびＢ像に対応する線像分布関数ＬＳＦＡ’，ＬＳＦＢ’は、光軸に対してほぼ対称となる。しかし、図６（ａ），（ｂ）に示すように、瞳強度分布はＡｒｅａ１により一部が切り取られた状態となっている。このため、線像分布関数ＬＳＦＡ’，ＬＳＦＢ’全体では、それぞれのｘ軸方向の重心位置を中心として、ｘ軸方向に非対称形状となっている。
【００４３】
図７には、図１に示した撮像素子１０７と撮像素子駆動回路１２４における焦点検出のための構成を示している。図７では、Ａ／Ｄ変換部を省略している。
【００４４】
撮像素子１０７は、図３に示した焦点検出用画素ＳＨＡに相当する焦点検出用画素９０１ａと、焦点検出用画素ＳＨＢに相当する焦点検出用画素９０１ｂとで構成される焦点検出用画素対９０１を複数有する。また、撮像素子１０７は、撮影光学系によって形成された被写体像を光電変換するための撮像用画素を複数含む。
【００４５】
撮像素子駆動回路１２４は、合成部９０２と、連結部９０３とを含む。また、撮像素子駆動回路１２４は、複数の焦点検出用画素対９０１を含むように、撮像素子１０７の撮像面にセクション（領域）ＣＳＴを複数割り当てている。そして、撮像素子駆動回路１２４は、セクションＣＳＴの大きさ、配置、数等を適宜変更することができる。
【００４６】
合成部９０２は、撮像素子１０７に割り当てられた複数のセクションＣＳＴのそれぞれにおいて、焦点検出用画素９０１ａからの出力信号を合成して１画素信号に相当する第１の合成信号を得る処理を行う。また、合成部９０２は、各セクションＣＳＴにおいて、焦点検出用画素９０１ｂからの出力信号を合成して１画素信号に相当する第２の合成信号を得る処理を行う。
【００４７】
連結部９０３は、複数のセクションＣＳＴ間で、第１の合成信号を連結してＡ像信号に相当する第１の像信号（第１の連結信号）を得る処理と、第２の合成信号を連結してＢ像信号に相当する第２の像信号（第２の連結信号）を得る処理とを行う。このように、焦点検出用画素９０１ａ，９０１ｂのそれぞれに対して、セクション数の焦点検出用画素からの信号が連結された像信号が得られる。
【００４８】
そして、カメラＣＰＵ１２１は、第１の像信号と第２の像信号に対する相関演算を行うことによって、該第１および第２の像信号の位相差を算出し、さらに該位相差に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算する。このように、各セクション内に配置された同一方向に瞳分割を行う焦点検出用画素の出力信号を合成することにより、焦点検出用画素対９０１の１つ１つの輝度が小さい場合であっても、被写体の輝度分布を十分良好に検出することができる。
【００４９】
次に、撮像素子１０７から出力される像信号について説明する。図８には、図７に示した連結部９０３により生成された第１の像信号４３０ａおよび第２の像信号４３０ｂを示す。図８において、横軸は、連結された信号を出力した画素の並び方向を示し、縦軸は像信号の強度を示す。
【００５０】
撮影光学系がデフォーカス状態にあると、第１の像信号４３０ａは左側に、第２の像信号４３０ｂは右側にそれぞれ相対的にずれた状態となっている。これら第１および第２の像信号４３０ａ，４３０ｂのずれ量である位相差を相関演算によって算出することにより、該位相差から撮影光学系のデフォーカス量を求めることができる。
【００５１】
本実施例では、図６に示したように、像形成光束のケラレによって線像分布関数が重心に対して非対称となるので、第１の像信号と第２の像信号にも非対称性が生じる。つまり、像の一致度が低下する。本実施例で使用する位相差検出方式の焦点検出においては、像の一致度の低下（非対称性）が生じている場合、位相差を正確に算出することができない。そこで、本実施例では、得られた像信号の非対称性を補正することで、この問題を解決する。
【００５２】
ここで、像信号に非対称性が生じる理由と、非対称性の補正について説明する。被写体の光量分布をｆ（ｘ，ｙ）とし、像信号の光量分布をｇ（ｘ，ｙ）とするとき、
【００５３】
【数１】
0005676962.tif 000002
【００５４】
で示される畳み込み積分（convolution）を用いた関係が成立する。ここで、ｈ（ａ，ｂ）は、被写体の像が撮像系（撮影光学系および画像生成系）において劣化する状態を表す伝達関数であり、点像分布関数（point spread function）と呼ばれる。焦点検出に用いる一対の被写体像（像信号）の状態を知るには、点像分布関数を知る必要がある。本実施例で行われる位相差検出方式焦点検出では、一対の像信号の１次元方向に注目し、その位相差を検出するため、点像分布関数の代わりに１次元関数である線像分布関数（line spread function）を用いて焦点検出に関する撮像系を評価することができる。
【００５５】
そこで、被写体の光量分布をｆ（ｘ）とし、像信号の光量分布をｇ（ｘ）とすると、式（１）は、線像分布関数Ｌ（ａ）を用いて以下のように書き換えられる。
【００５６】
【数２】
0005676962.tif 000003
【００５７】
また、点像分布関数と線像分布関数の関係は、以下の式（３）で表すことができる。
【００５８】
【数３】
0005676962.tif 000004
【００５９】
前述したように、ある点光源からの光束が光学系の射出瞳を通過して結像面上に形成する点像の強度分布（点像分布関数）は、光学系が無収差の場合は、射出瞳形状が結像面上に縮小投影されたものと考えられる。したがって、点像分布関数ｈ（ａ，ｂ）は、瞳強度分布で置き換えることができる。
【００６０】
さらに、式（３）より、線像分布関数は、瞳強度分布の射影と考えることができる。このため、図５および図６では、瞳強度分布の射影を線像分布関数として説明してきた。したがって、式（２）より、本実施例における一対の被写体像（第１の像および第２の像）には、図６で説明した非対称な線像分布関数ＬＳＦＡ’，ＬＳＦＢ’がそれぞれ畳み込まれているため、第１の像信号および第２の像信号にも非対称性が生じている。
【００６１】
前述したように、相関演算に使用する対の像信号に非対称性が生じている場合は、焦点検出精度が低下する。焦点検出精度を向上させるためには、対の像信号の非対称性を補正して、像の一致度を上げることが有効である。
【００６２】
次に、像信号の非対称性を補正するための像修正処理について説明する。ここでは、図７に示した焦点検出用画素９０１ａの出力から得られる像信号を像信号ＩｍｇＡとし、焦点検出用画素９０１ｂの出力から得られる像信号を像信号ＩｍｇＢという。像信号ＩｍｇＡと像信号ＩｍｇＢの非対称性は、非対称な線像分布関数ＬＳＦＡ’’、ＬＳＦＢ’’が畳み込み積分されることによって生じる。
【００６３】
図９は、像修正処理としてのフィルタ処理を説明する図である。図９（ａ）〜（ｉ）において、横軸は画素の並び方向を示し、縦軸は像信号の強度を示している。
【００６４】
図９（ａ）は、被写体の光量分布をＯｂｊで表している。図９（ｂ）と図９（ｃ）は、焦点検出用画素ＳＨＡ，ＳＨＢの線像分布関数をＬＳＦＡ’’、ＬＳＦＢ’’で示している。図９（ｄ）と図９（ｅ）は、像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢを示しており、それぞれ被写体の光量分布Ｏｂｊに線像分布関数ＬＳＦＡ’’，ＬＳＦＢ’’を畳み込み積分したときの形状を示している。
【００６５】
図９（ｆ）は、像信号ＩｍｇＡ用の像修正フィルタ（以下、Ａ像用像修正フィルタという）であるＦｉｌＡを示す。図９（ｇ）は、像信号ＩｍｇＢの像修正フィルタ（以下、Ｂ像用像修正フィルタという）であるＦｉｌＢを示す。図９（ｈ）は、像信号ＩｍｇＡにＡ像用像修正フィルタＦｉｌＡを畳み込み積分して得られた修正像信号（第１の修正像信号）ＲｅＩｍｇＡを示す。図９（ｉ）は、像信号ＩｍｇＢにＢ像用像修正フィルタＦｉｌＢを畳み込み積分して得られた修正像信号（第２の修正像信号）ＲｅＩｍｇＢを示す。
【００６６】
図９（ｈ）および図９（ｉ）から分かるように、修正像信号ＲｅＩｍｇＡと修正像信号ＲｅＩｍｇＢは互いに同じ形状を有する。
【００６７】
ここで、修正像信号ＲｅＩｍｇＡと修正像信号ＲｅＩｍｇＢが互いに同じ形状を持つ原理について説明する。像信号ＩｍｇＡは、前述した式（２）により得られる。得られた像信号ＩｍｇＡにＡ像用像修正フィルタＦｉｌＡを畳み込み積分して得られる修正像ＲｅＩｍｇＡをｋ（ｘ）とすると、ｋ（ｘ）は以下のように表される。
【００６８】
【数４】
0005676962.tif 000005
【００６９】
また、修正像ＲｅＩｍｇＢについても同様に、
【００７０】
【数５】
0005676962.tif 000006
【００７１】
で表される。
【００７２】
上記式（４），（５）より、修正像ＲｅＩｍｇＡと修正像ＲｅＩｍｇＢは互いに等しくなる（つまり、同じ形状を有する）ことが分かる。そして、互いに一致した修正像ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢに対する相関演算を行うことで、これら修正像ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢの位相差を算出することができる。
【００７３】
以下、カメラＣＰＵ１２１により行われる焦点検出処理（焦点検出方法）について、図１０のフローチャートを用いて説明する。この処理は、カメラＣＰＵ１２１内のＲＯＭに格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。このことは後述する他の実施例でも同じである。カメラＣＰＵ１２１は、フィルタ生成手段、像修正処理手段および演算手段として機能する。また、焦点検出処理は、フィルタ生成ステップ、像修正ステップおよび演算ステップ等を含む。
【００７４】
ステップＳ００１では、カメラＣＰＵ１２１は、上述した像形成光束のケラレの状態を知るためのレンズ情報を取得する。
【００７５】
次に、ステップＳ００２では、カメラＣＰＵ１２１は、ユーザによって選択された又はカメラＣＰＵ１２１が自動的に設定した焦点検出領域（撮像素子１０７の有効撮像エリアのうち焦点検出を行う領域）を読み出す。そして、カメラＣＰＵ１２１は、読み出した焦点検出領域に含まれる各焦点検出用画素においてカメラＣＰＵ１２１内のＲＯＭに格納されている瞳強度分布の情報を読み出す。その後、カメラＣＰＵ１２１は、瞳強度分布情報とステップＳ００１で得られたケラレ情報とを合わせて、Ａ像とＢ像に対応する線像分布関数を算出する。
【００７６】
次に、ステップＳ００３では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ００２で得たＡ像とＢ像に対応する線像分布関数の重心を算出し、該重心間の間隔である基線長を求める。
【００７７】
次に、ステップＳ００４では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ００２で読み出した焦点検出領域に含まれる焦点検出用画素から画素信号を読み出し、像信号ＩｍｇＡおよび像信号ＩｍｇＢを生成する。  
【００７８】
次に、ステップＳ００５では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ００１で得たレンズ情報とステップＳ００２で読み出した瞳強度分布を用いて、ステップＳ００４で生成された像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢのシェーディングを予測し、シェーディング補正を行う。
【００７９】
次に、ステップＳ００６では、カメラＣＰＵ１２１は、像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢに対して、カメラＣＰＵ１２１内のＲＯＭに格納されたダーク値を用いて、ダーク補正を行う。
【００８０】
次に、ステップＳ００７では、カメラＣＰＵ１２１は、ダーク補正後の像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢに対して相関演算を行って、該ダーク補正後の像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢの位相差を求める。そして、該位相差とステップＳ００３で求めた基線長とから、撮影光学系のデフォーカス量の暫定値（以下、暫定デフォーカス量という）を算出する。
【００８１】
次に、ステップＳ００８では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ００７で算出した暫定デフォーカス量が所定値（閾値）より大きい（以上）か否かを判定する。暫定デフォーカス量が閾値より小さい場合は、カメラＣＰＵ１２１は、合焦近傍における像修正フィルタの折り返し歪を低減させる方法として初期像修正フィルタ数よりも多い複数の像修正フィルタを算出するためにステップＳ００９に進む。つまり、暫定デフォーカス量の大小に応じて、像修正フィルタの形状を変更するだけでなく、像修正フィルタの数も変更する。初期像修正フィルタの数としては、１または複数が設定される。
【００８２】
一方、暫定デフォーカス量が閾値より大きい（以上である）場合には、カメラＣＰＵ１２１は、像修正フィルタの数を初期像修正フィルタ数のままとして、ステップＳ０１０に進む。
【００８３】
ここで、暫定デフォーカス量が閾値より小さい場合に像修正フィルタ数を増やす理由について説明する。デフォーカス量が大きい場合には、フィルタ長が長くなり、像修正フィルタの形状をある程度正確に表すことができるため、像修正処理により像信号の非対称性が軽減し、精度良くデフォーカス量を算出することができる。
【００８４】
これに対して、デフォーカス量が小さい場合には、フィルタ長が短くなり、デフォーカス量が大きい場合と同じように像修正フィルタの形状を変更しただけでは、像修正フィルタの折り返し歪が生じてしまう。このため、デフォーカス量が大きい場合と同じサンプリングピッチの像修正フィルタを用いると、像修正処理において像修正フィルタの折り返し歪の影響によって像信号の非対称性を悪化させてしまい、精度良くデフォーカス量を算出することができなくなる。
【００８５】
したがって、デフォーカス量が小さい場合には像修正フィルタ数を増加させて、仮想的にフィルタのサンプリングピッチを細かくすることで、像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減する必要がある。
【００８６】
ステップＳ００９では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ００７で求めた暫定デフォーカス量に応じた像修正フィルタ数を算出する。そして、ステップＳ０１０に進み、カメラＣＰＵ１２１は、像修正フィルタ数を決定する。すなわち、像修正フィルタ数を、ステップＳ００９で算出した像修正フィルタ数または初期像修正フィルタ数に決定する。
【００８７】
ステップＳ０１１では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ０１０で決定した像修正フィルタ数の像修正フィルタを算出（生成）する。具体的には、まずステップＳ００２で算出した線像分布関数ＬＳＦＡ’，ＬＳＦＢ’の形状を、暫定デフォーカス量に応じて変化させる。そして、ステップＳ０１０で算出した像修正フィルタ数だけ像修正フィルタＦｉｌＡ，ＦｉｌＢを算出する。
【００８８】
ステップＳ０１２では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ０１１で算出した像修正フィルタを用いて、像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢの畳み込み積分を行う。これにより、像修正フィルタ数と同じ数（像修正フィルタ数が複数である場合に複数）の対の修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢを得る。
【００８９】
続いてステップＳ０１３では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ０１０で算出した各対の修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢに対する相関演算を行い、各対の修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢの位相差を算出する。そして、カメラＣＰＵ１２１は、複数の対の修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢの位相差のうち、所定のアルゴリズムによって最も信頼性が高いと判定された位相差を選択する。カメラＣＰＵ１２１は、該選択された位相差とステップＳ００３で求めた基線長とからＡＦ用の撮影光学系のデフォーカス量を算出する。以上により、一連の焦点検出処理が終了する。
【００９０】
この後、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ０１３で算出したＡＦ用のデフォーカス量に基づいて、合焦状態を得るための第３レンズ群１０５の移動方向と移動量を算出し、該算出結果に応じて第３レンズ群１０５を移動させる。すなわち、ＡＦを行う。
【００９１】
次に、上記ステップＳ０１１にて行われる像修正フィルタの算出の方法について、図１１から図１４を用いて説明する。まず、像修正フィルタの幅決定方法について、図１１を用いて説明する。
【００９２】
図１１には、デフォーカス状態で撮像素子１０７に入射する光線を示している。図１１（ａ）は前ピン状態での光線を、図１１（ｂ）は後ピン状態での光線をそれぞれ示している。Ｚａｆは、撮像素子１０７の撮像面からマイクロレンズＭＬの瞳面Ｍｅまでの距離である。Ｒａｆは、図６に示したＡｒｅａ１のｘ方向の幅である。Ｄｅｆは、デフォーカス量である。
【００９３】
前ピン状態では、図１１（ａ）に示すように、線像分布関数ＬＳＦＡ１’は瞳面Ｍｅ上でＲａｆの幅を有しており、撮像素子１０７上では幅Ｗｆに縮小されている。そして、前ピン状態では、線像分布関数ＬＳＦＡ１’は左右方向に反転した状態となっている。Ｗｆは前ピン状態ではＤｅｆが負であることを考慮して、以下の式（６）によって得られる。
【００９４】
【数６】
0005676962.tif 000007
【００９５】
この式（６）で得られたＷｆが、前ピン状態での線像分布関数、すなわち像修正フィルタの幅となる。同様に、後ピン状態での線像分布関数ＬＳＦＡ２’は、撮像素子１０７上で幅Ｗｂに縮小されている。なお、後ピン状態では、線像分布関数ＬＳＦＡ２’は左右方向に反転しない。そして、線像分布関数ＬＳＦＡ２’の幅、すなわち後ピン状態での像修正フィルタの幅Ｗｂも、式（６）により算出される。線像分布関数ＬＳＦＢ’についても同様であり、詳細な説明は省略する。
【００９６】
次に、像修正フィルタの強度が一定になるようにゲインを与えて調整する。これはステップＳ００５において像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢをシェーディング補正しているためであり、像修正後の像信号（修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢ）間で強度差が生じないように、Ａ像用およびＢ像用の像修正フィルタの強度を調整する。そして、Ａ像用およびＢ像用の像修正フィルタの重心を合わせるように波形を移動させる。これは、像修正後の像信号の重心移動を防ぐためである。このようにして像修正フィルタを算出する。
【００９７】
次に、デフォーカス量（暫定デフォーカス量）に応じて像修正フィルタ数を変更することについて、図１２から図１４を用いて説明する。
【００９８】
図１２から図１４は、デフォーカス量に応じて線像分布関数から像修正フィルタを作成する様子を示している。図１２は、像修正フィルタの元となる線像分布関数ＬＳＦを示しており、Ｗはフィルタ幅、Ｈはフィルタ強度である。図１３は、大デフォーカス量に応じて変化させた線像分布関数ＬＳＦｗと線像分布関数ＬＳＦｗをサンプリングして得られた像修正フィルタＦｉｌｗを示している。図１４は、小デフォーカス量に応じて変化させた線像分布関数ＬＳＦｎと線像分布関数ＬＳＦｎをサンプリングして得られた像修正フィルタＦｉｌｎを示している。線像分布関数ＬＳＦｎのサンプリング開始位置を、像修正フィルタ数Ｎ（ここでは例としてＮ＝３とする）と同じ回数だけ、ピッチｐずつずらしながらサンプリングした複数の像修正フィルタがＦｉｌｎｐ−Ｎである。
【００９９】
まず、大デフォーカス状態では、図１３（ａ）に示した線像分布関数ＬＳＦｗのようにフィルタ長が長くなるので、フィルタ幅はα１Ｗとなる。また、強度を調整するため高さはβ１Ｈとなる。そして、サンプリングして得られる図１３（ｂ）に示す像修正フィルタＦｉｌｗは、線像分布関数ＬＳＦｗの形状をある程度正確に表すことができる。
【０１００】
一方、小デフォーカス状態では、図１４（ａ）に示した線像分布関数ＬＳＦｎのようにフィルタ長が短くなるので、フィルタ幅はα２Ｗとなる。また、強度を一定にするため高さはβ２Ｈとなる。そして、サンプリングして得られる図１４（ｂ）に示す像修正フィルタＦｉｌｎは、フィルタ幅α２Ｗが像修正フィルタのピッチに対してきわめて狭いので、線像分布関数ＬＳＦｎの形状を正確に表すことができない。そこで、図１４（ｃ）に示すように、線像分布関数ＬＳＦｎのサンプリング開始位置をピッチｐだけずらしながらＮ回サンプリングを行い、複数の像修正フィルタを算出する。そして、この複数の像修正フィルタを用いて像修正および相関演算を行い、前述したように撮影光学系のデフォーカス量を算出する。
【０１０１】
このように、複数の像修正フィルタを用いて仮想的にフィルタピッチを細かくすることで、像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減することができる。
【０１０２】
本実施例によれば、暫定デフォーカス量の大きさに応じて像修正フィルタの形状や数を変更することで、デフォーカス量を算出するために適切な、つまりは合焦近傍においても像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減可能な像修正フィルタを生成することができる。これにより、より高精度な焦点検出を行うことができる。
【０１０３】
なお、本実施例では、複数の像修正フィルタを算出する例としてサンプリング開始位置をずらしながら複数回、像修正フィルタを算出する方法を説明した。しかし、波形の異なる複数の像修正フィルタを予め用意しておく方法等、実施例で説明した以外の方法でもよい。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【実施例２】
【０１０４】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例は、実施例１の変形例であり、本実施例の構成要素のうち実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。
【０１０５】
実施例１では、デフォーカス量（暫定値）に応じて像修正フィルタ数を変更する場合について説明した。これに対して、本実施例では、撮影光学系に含まれる絞り（絞りシャッタ１０２）の絞り値（Ｆ値）によって像修正フィルタ数を変更する。
【０１０６】
図１５には、絞り値に応じて線像分布関数ＬＳＦｆｗ，ＬＳＦｆｎから像修正フィルタＦｉｌｆｗ，Ｆｉｌｆｎを作成する様子を示している。図１５（ａ），（ｂ）のうち上側には、撮像素子１０７の中央の焦点検出用画素の瞳面上において、絞り値に応じた像形成光束のケラレ（レンズ保持部材によるケラレ）が生じた場合の瞳強度分布を示している。また、図１５（ａ），（ｂ）の中間および下側にはそれぞれ、上側の瞳強度分布から得られる線像分布関数ＬＳＦｆｗ，ＬＳＦｆｎと、該線像分布関数ＬＳＦｆｗ，ＬＳＦｆｎをサンプリングして得られる像修正フィルタＦｉｌｆｗ，Ｆｉｌｆｎを示している。
【０１０７】
図１５（ａ）に示すように絞り値が小さい場合には、像修正フィルタＦｉｌｆｗは線像ＬＳＦｆｗの非対称性を良く表すことができる。一方、図１５（ｂ）に示すように絞り値が大きい場合には、瞳強度分布のより限定的な領域を通過した光束から線像を作成する。
【０１０８】
図１５（ｂ）のように絞り値が大きい場合には、図１５（ａ）のように絞り値が小さい場合と同じサンプリングピッチでは粗すぎてしまう。このため、像修正フィルタＦｉｌｆｎは、線像ＬＳＦｆｎを正しく表現できない。また、像修正フィルタの折り返し歪も生じてしまう。したがって、絞り値によっても像修正フィルタ数を変更することで、像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減することが望ましい。
【０１０９】
図１６のフローチャートには、本実施例において、カメラＣＰＵ１２１により行われる焦点検出処理（焦点検出方法）を示している。
【０１１０】
ステップＳ００１からステップＳ００７までは、実施例１において図１０を用いて説明した処理と同じである。
【０１１１】
ステップＳ００７でダーク補正後の像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢの位相差を求めたカメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ０２０において、撮影光学系の絞り値が所定絞り値（閾値）より大きい（以上）か否かを判定する。絞り値が閾値以上であればステップＳ００８へと進み、絞り値が閾値より小さければステップＳ０２１へと進む。つまり、絞り値によって像修正フィルタ数を変更する。
【０１１２】
ステップＳ０２１では、カメラＣＰＵ１２１は、絞り値に応じて第１の像修正フィルタ数を算出する。第１の像修正フィルタ数は、初期像修正フィルタ数よりも多い複数である。そして、ステップＳ００８に進む。
【０１１３】
ステップＳ００８では、カメラＣＰＵ１２１は、実施例１で説明したステップＳ００８と同様に、ステップＳ００７で算出した暫定デフォーカス量が閾値より大きい（以上）か否かを判定する。暫定デフォーカス量が閾値以上であれば、像修正フィルタ数を初期像修正フィルタ数（１または複数）としたままステップＳ０１０に進み、暫定デフォーカス量が閾値より小さければステップＳ０２２に進む。
【０１１４】
ステップＳ０２２では、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ００７で算出した暫定デフォーカス量に応じて第２の像修正フィルタ数を算出する。第２の像修正フィルタ数は、初期像修正フィルタ数よりも多い複数である。そして、ステップＳ０１０に進む。
【０１１５】
ステップＳ０１０では、カメラＣＰＵ１２１は、像修正フィルタ数を決定する。すなわち、像修正フィルタ数を、ステップＳ０２１またはステップＳ０２２で算出した第１もしくは第２の像修正フィルタ数または初期像修正フィルタ数に決定する。ここで、ステップＳ０２１およびステップＳ０２２の両方で第１および第２の像修正フィルタ数を算出した場合は、これら像修正フィルタ数のうち多い方を選択する。
【０１１６】
以下、実施例１で説明したステップＳ０１１〜Ｓ０１３と同様に、カメラＣＰＵ１２１は、ステップＳ０１１において、ステップＳ０１０で決定した像修正フィルタ数の像修正フィルタを算出（生成）する。さらに、ステップＳ０１２で、ステップＳ０１１で算出した像修正フィルタを用いて像信号ＩｍｇＡ，ＩｍｇＢの畳み込み積分を行って、像修正フィルタ数と同じ数の対の修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢを得る。続いてステップＳ０１３で、複数の対の修正像信号ＲｅＩｍｇＡ，ＲｅＩｍｇＢの位相差を算出し、算出した複数の位相差のうち信頼性が最も高いとして選択した位相差とステップＳ００３で求めた基線長とからＡＦ用の撮影光学系のデフォーカス量を算出する。以上により、一連の焦点検出処理が終了する。
【０１１７】
本実施例によれば、絞り値の大きさに応じて像修正フィルタの形状や数を変更することで、デフォーカス量を算出するために適切な、つまりは合焦近傍においても像修正フィルタの折り返し歪の影響を低減可能な像修正フィルタを生成することができる。これにより、より高精度な焦点検出を行うことができる。
【０１１８】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
良好な焦点検出精度を有する焦点検出装置およびこれを備えた撮像装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１２０】
１０７  撮像素子
１２１  カメラＣＰＵ
ＴＬ  撮影光学系
ＥＰ  射出瞳
ＳＨＡ，ＳＨＢ  焦点検出用画素
【図５】
0005676962.tif 000008
【図６】
0005676962.tif 000009
【図１】
0005676962.tif 000010
【図２】
0005676962.tif 000011
【図３】
0005676962.tif 000012
【図４】
0005676962.tif 000013
【図７】
0005676962.tif 000014
【図８】
0005676962.tif 000015
【図９】
0005676962.tif 000016
【図１０】
0005676962.tif 000017
【図１１】
0005676962.tif 000018
【図１２】
0005676962.tif 000019
【図１３】
0005676962.tif 000020
【図１４】
0005676962.tif 000021
【図１５】
0005676962.tif 000022
【図１６】
0005676962.tif 000023