(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像して第１の撮像信号を生成する複数の画素を含む第１の撮像手段と、
前記被写体像を撮像して第２の撮像信号を生成する複数の画素を含む第２の撮像手段と、
前記第１の撮像信号から生成された第１の焦点検出信号に基づいて、前記被写体像の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
前記第２の撮像信号から生成された第２の焦点検出信号に基づいて、前記被写体像の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、
前記第２の焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて、前記第１の焦点検出手段による焦点検出の補正値を生成する補正手段を備え、
前記第１の焦点検出手段による焦点検出のキャリブレーションを行って前記補正手段が前記補正値を生成するキャリブレーションモードを有する撮像装置において、
前記第２の撮像手段に含まれる複数の画素は２次元的に配置され、かつ、２以上の光電変換部をそれぞれ有し、前記第１の撮像手段に含まれる複数の画素のそれぞれの面積は前記第２の撮像手段に含まれる画素の面積と異なり、
前記キャリブレーションモードでは、前記第２の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第２の領域の位置は、前記第１の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第１の領域に対応し、かつ、前記第１の撮像手段に含まれる画素の面積に対応して、前記第１の領域において、前記第２の撮像手段に含まれる複数の画素から出力される第２の撮像信号を加算する加算数を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正値を生成するための前記第２の焦点検出信号は、前記第２の領域の前記第２の撮像信号から、前記第１の撮像手段の撮像特性に従って生成された像信号であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の撮像手段の撮像特性は、画素の解像度および分光感度特性を含み、前記補正値を生成するための前記第２の焦点検出信号は、少なくとも前記解像度を有する像信号であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の焦点検出手段は、前記補正値を生成するための前記第２の焦点検出信号を、前記第２の領域の前記第２の撮像信号に画素加算を行うことによって生成し、加算される画素の数は前記解像度に従って決定されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２の焦点検出手段はさらに、前記加算される画素の重み付けを前記分光感度特性に従って決定し、前記重み付けを用いて前記第２の撮像信号の画素加算を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正値を記憶する記憶手段をさらに備え、前記補正値は、前記キャリブレーションモードにおいて前記第１の焦点検出手段が行う焦点検出の結果と前記第２の焦点検出手段が行う焦点検出の結果の差分であり、前記キャリブレーションモードでない動作モードで前記第１の焦点検出手段が行う焦点検出の結果は、前記第１の焦点検出信号に基づいて行う焦点検出の結果と前記記憶手段に記憶された補正値の和であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の撮像信号に基づいて、前記被写体像の光源を推定する推定手段を備え、前記光源の推定の結果に従って、前記キャリブレーションモードが行われることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記推定手段は、前記第２の撮像信号に基づいて、前記光源の分光特性および色温度のいずれかを検出することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記推定手段は、前記光源の分光特性としてＩＲ成分を含むか否かを判定することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記記憶手段は、前記補正値をレンズごとに保持することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第２の焦点検出手段が前記第２の焦点検出信号に基づいて行う焦点検出は撮像面位相差方式の焦点検出であり、前記第２の撮像手段は、各画素が複数の光電変換手段を含む画素配列を有することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
被写体像を撮像して第１の撮像信号を生成する複数の画素を含む第１の撮像手段と、前記被写体像を撮像して第２の撮像信号を生成する複数の画素を含む第２の撮像手段と、前記第１の撮像手段で生成された第１の撮像信号から生成された第１の焦点検出信号に基づいて、前記被写体像の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、前記第２の撮像手段で生成された第２の撮像信号から生成された第２の焦点検出信号に基づいて、前記被写体像の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、前記第２の焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて、前記第１の焦点検出手段による焦点検出の補正値を生成する補正手段を備え、前記第１の焦点検出手段による焦点検出のキャリブレーションを行って前記補正手段が前記補正値を生成するキャリブレーションモードを有し、前記第２の撮像手段に含まれる複数の画素は２次元的に配置され、かつ、２以上の光電変換部をそれぞれ有し、前記第１の撮像手段に含まれる複数の画素のそれぞれの面積は前記第２の撮像手段に含まれる画素の面積と異なる撮像装置の制御方法において、
前記キャリブレーションモードを設定する工程と、
前記キャリブレーションモードが設定されたときは、前記第２の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第２の領域の位置を、前記第１の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第１の領域に対応して設定する工程と、
前記第２の焦点検出手段が、前記補正値を生成するための前記第２の焦点検出信号を、前記第２の領域の前記第２の撮像信号から、前記第１の撮像手段の撮像特性に従って生成する工程と、
前記第１の撮像手段に含まれる画素の面積に対応して、前記第１の領域において、前記第２の撮像手段に含まれる複数の画素から出力される第２の撮像信号を加算する加算数を制御する工程と、
を含むことを特徴とする制御方法。
【請求項１３】
コンピュータを、請求項１から１０のいずれか１項に記載された撮像装置の各手段として機能させるプログラム。
【請求項１４】
コンピュータを、請求項１から１０のいずれか１項に記載された撮像装置の各手段として機能させるプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１５】
被写体像を撮像して第１の撮像信号を生成する複数の画素を含む第１の撮像手段と、
前記被写体像を撮像して第２の撮像信号を生成する複数の画素を含む第２の撮像手段と、
前記第１の撮像信号から生成された第１の焦点検出信号に基づいて、前記被写体像の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、
前記第２の撮像信号から生成された第２の焦点検出信号に基づいて、前記被写体像の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、
前記第２の焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて、前記第１の焦点検出手段による焦点検出の補正値を生成する補正手段を備え、
前記第１の焦点検出手段による焦点検出のキャリブレーションを行って前記補正手段が前記補正値を生成するキャリブレーションモードと、前記第２の焦点検出手段の第２の撮像信号を用いて焦点検出を行う焦点検出モードとを有する撮像装置において、
前記第２の撮像手段に含まれる複数の画素は２次元的に配置され、かつ、２以上の光電変換部をそれぞれ有し、前記第１の撮像手段に含まれる複数の画素のそれぞれの面積は前記第２の撮像手段に含まれる画素の面積と異なり、
前記キャリブレーションモードでは、前記第２の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第２の領域の位置は、前記第１の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第１の領域に対応し、
前記キャリブレーションモードと前記焦点検出モードとでは、前記第１の領域において、前記第２の撮像手段に含まれる複数の画素から出力される第２の撮像信号を加算する加算数が異な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】
本発明は撮像装置に関し、特に、ＡＦセンサと撮像面位相差ＡＦによる焦点調節機構を持つ撮像装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラなどの撮像装置は、適正なピントのために、ＡＦ（オートフォーカス）センサを用いた位相差検出方式のＡＦ機構を有している。これに加え近年、ＬＶ（ライブビュー）画面を見ながらの撮影のために撮像面でのＡＦも必要になってきた。そのため特許文献１、２のように撮像素子においてコントラストＡＦ方式によりＡＦを行う撮像装置が提供されている。
【０００３】
撮像素子でのオートフォーカスは、文字通り撮影する素子上でＡＦを行っているので誤差は理論上ない。一方、ＡＦセンサを用いたＡＦは、二次光学系を通るので撮像素子と同じ光学的な距離である保証はない。そのため工場で個体ごとに調整することになるが、残存誤差や経年劣化などにより、撮像素子の光路とＡＦセンサへの光路長にずれが出る可能性がある。
【０００４】
そのため特許文献１、２では、撮像素子上でコントラストＡＦにてピント合わせを行い、同じ被写体をＡＦセンサで再度測距を行い、両者の間のずれ量を記録しておくことによってＡＦセンサの測距のキャリブレーションを行なっている。これによって次回ＡＦセンサによる測距を行う時に、記録したずれ量を足してレンズを動かすことによって正確な焦点検出を実現しようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２８６４３８号公報
【特許文献２】特開２００９−１３９７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところがコントラストＡＦにはある程度の面積が必要であり完全にＡＦセンサと同じ場所、同じ被写体を見てキャリブレーションを行っているわけではない。またコントラスト方式は撮像素子の解像度によって行っている。従って、ＡＦセンサと素子の大きさが違うため同じ空間周波数を見ているわけではなく、測距結果に誤差がでる可能性がある。
【０００７】
また、ＡＦセンサは感度を最大限確保するためにＩＲ（赤外線）成分を多く取り入れている。一方、撮像センサは撮像のためのセンサなので、人間の目の感度に合わせて赤外線と紫外線両方の成分をカットしている。そのため同じ被写体を撮像したとしても、ＡＦセンサと撮像センサとで撮像信号の色成分信号に差があり、正確にキャリブレーションができるとは限らない。さらにＩＲ成分の多い光源であればその差はさらに大きいものとなる。
【０００８】
特許文献１、２に記載の撮像装置も同様にコントラストＡＦを用いているので、ＡＦセンサのキャリブレーションにおいて、同様の誤差が生じる可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための、本発明によれば、被写体像を撮像して第１の撮像信号を生成する第１の撮像手段と、被写体像を撮像して第２の撮像信号を生成する第２の撮像手段と、第１の撮像手段で生成された第１の撮像信号から生成された第１の焦点検出信号に基づいて被写体像の焦点検出を行う第１の焦点検出手段と、第２の撮像手段で生成された第２の撮像信号から生成された第２の焦点検出信号に基づいて、被写体像の焦点検出を行う第２の焦点検出手段と、第２の焦点検出手段による焦点検出の結果に基づいて、第１の焦点検出手段による焦点検出の補正値を生成する補正手段を備え、第１の焦点検出手段による焦点検出のキャリブレーションを行って補正手段が補正値を生成するキャリブレーションモードを有する撮像装置において、キャリブレーションモードでは、第２の焦点検出手段が焦点検出を行う被写体像の第２の領域の位置は、第１の焦点検出手段が焦点検出を行う前記被写体像の第１の領域に対応し、補正値を生成するための第２の焦点検出信号は、第２の領域の第２の撮像信号から、第１の撮像手段の撮像特性に従って生成された像信号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＡＦセンサによるＡＦと同様の像面の場所・被写体に対して、ＡＦセンサによるＡＦと近い空間周波数の被写体像を用いて、より精度の向上したＡＦセンサのキャリブレーションを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施例に係わる撮像装置の例としてのカメラの構成を示すブロック図
【図２】撮像素子における撮像面位相差方式の画素配列構成の例を示す図
【図３】本発明の第１の実施例の撮像装置における撮影動作のフローチャートを示す図
【図４】本発明の第１の実施例の撮像装置における静止画撮影動作のフローチャートを示す図
【図５】本発明の第１の実施例の撮像装置における動画撮影動作のフローチャートを示す図
【図６】本発明の第１の実施例の撮像装置における通常動作での焦点検出動作のフローチャートを示す図
【図７】ＡＦセンサに設定される焦点検出位置の例を示す図
【図８】測距位置の表示例を示す図
【図９】撮像面ＡＦの画素加算を説明するための図
【図１０】本発明の第１の実施例の撮像装置におけるキャリブレーション動作のフローチャートを示す図
【図１１】光源分光を説明するための図
【図１２】撮像素子とＡＦセンサの分光感度特性を示す図
【図１３】本発明の第１の実施例の撮像装置におけるキャリブレーション動作での焦点検出動作のフローチャートを示す図
【図１４】ＡＦセンサによる位相差方式の測距原理を説明するための図
【図１５】本発明に係わるキャリブレーションのための測距領域の例を示す図
【図１６】位相差方式において測距領域から得られる像信号の例を示す図
【図１７】相関量に基づくピントずれ量の算出を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００１３】
［第１の実施例］
図１は、本発明の第一の実施例に係わる撮像装置としてのレンズ及びカメラ本体からなるレンズ交換式カメラの構成を示すブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施例に係わる撮像装置としてのカメラは、レンズ１００及びカメラ２００から構成され、レンズ全体の動作を統括制御するレンズ制御部１０６と、カメラ全体の動作を統括するカメラ制御部２１２を有する。また、レンズ１００及びカメラ２００においては、レンズ制御部１０６とカメラ制御部２１２は、不図示の通信手段により互いに情報を通信できるように構成されている。
【００１５】
まず、レンズ１００の構成について説明する。レンズ１００は、固定レンズ１０１、絞り１０２、フォーカスレンズ１０３、絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５、レンズ駆動部１０６、レンズ操作部１０７を備えている。１０１から１０３は撮影光学系であり、１０１は固定されている第１群レンズ、１０３はフォーカスレンズである。絞り１０２は、絞り駆動部１０４によって駆動され、後述する撮像素子２０１への入射光量を制御する。フォーカスレンズ１０３はフォーカスレンズ駆動部１０５によって駆動され、後述する撮像素子２０１に結像する焦点の調節を行う。絞り駆動部１０４、フォーカスレンズ駆動部１０５はレンズ制御部１０６によって制御され、絞り１０２の開口量や、フォーカスレンズ１０３の位置を決定する。レンズ操作部１０７によってユーザの操作があった場合には、レンズ制御部１０６がユーザ操作に応じた制御を行う。レンズ制御部１０６は、後述するカメラ制御部２１２から受信した制御命令・制御情報に応じて絞り駆動部１０４やフォーカスレンズ駆動部１０５の制御を行い、また、レンズ制御情報をカメラ制御部２１２に送信する。
【００１６】
次に、カメラ２００の構成について説明する。カメラ２００はレンズ１００の撮影光学系を通過した光束から撮像信号を取得できるように構成されている。
【００１７】
レンズ側の撮影光学系を通ってきた光束は回動可能なクイックリターンミラー２５２に導かれる。クイックリターンミラー２５２の中央部はハーフミラーになっており、クイックリターンミラー２５２がダウン（図１に図示の下側に降りた状態）した際に一部の光束が透過する。そしてこの透過した光束はクイックリターンミラー２５２に設置されたサブミラー２５３で反射され、自動焦点調整手段である位相差ＡＦセンサ２５４に導かれる。ＡＦセンサ２５４は図７（ａ）に示すように、撮影画像の複数の位置で焦点検出できるようになっている。図７（ａ）は、ファインダで観察される像と設定されている測距エリアとの位置関係を示す図である。ＡＦセンサ２５４は、焦点検出回路２５５によって制御されている。一方、クイックリターンミラー２５２で反射された撮影光束は、ペンタプリズム２５１、接眼レンズ２５６を介して撮影者の目に至る。
【００１８】
クイックリターンミラー２５２がアップ（不図示だがペンタプリズム２５１側に矢印のように上昇）した際には、レンズ１００からの光束は、機械シャッタであるフォーカルプレーンシャッタ２５８、フィルタ２５９を通過する。そして撮像手段であるＣＭＯＳ等に代表される撮像素子２０１に結像する。上記フィルタ２５９は２つの機能を有しているもので、１つは赤外線や紫外線などをカットし可視光線のみを撮像素子２０１へ導く機能であり、もう１つは光学ローパスフィルタとしての機能である。また、フォーカルプレーンシャッタ２５８は、先幕及び後幕を有して構成され、レンズ１００からの光束を透過、遮断を制御する遮光手段である。
【００１９】
レンズ側の撮影光学系を通ってきた光束は撮像素子２０１の受光面上に結像し、フォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、カメラ制御部２１２の指令に従ってタイミングジェネレータ２１５から与えられる駆動パルスに従って信号電荷に応じた電圧信号として撮像素子２０１から順次読み出される。
【００２０】
撮像素子２０１は、撮像面位相差ＡＦを行うことが可能な画素配列を有し、１つの画素に２つのフォトダイオードが形成されている。図２に、そのような画素の配列例を示す。図２（ａ）は、１つの画素に１つの光電変換部（フォトダイオード）が形成されている画素配列を示す。また、図２（ｂ）は、各画素に２つの光電変換部が形成された画素配列を示す。本実施例に係わるカメラ２００の撮像素子２０１は、図２（ｂ）に示す画素配列を有し、撮像面位相差方式の焦点検出を可能としている。図中、Ｒ，Ｇｒ，Ｇｂ，Ｂはベイヤー配列に従って画素に設けられたカラーフィルタの色がレッド、グリーン、ブルーであることを示す。また、Ａ、Ｂは、位相差を有するＡ像およびＢ像の画素信号を生成するために使用される２つの光電変換部を区別するための表記である。
【００２１】
撮像素子２０１は、撮影光学系からの光束を撮像面近傍に配置されたマイクロレンズで分離し、上記２つのフォトダイオードＡ、Ｂで結像することで、撮像用とＡＦ用の２つの信号が取り出せるようになっている。２つのフォトダイオードＡ、Ｂの信号を加算した信号（Ａ＋Ｂ）が撮像信号であり、図２（ａ）の画素配列の一つの画素の出力に対応する。個々のフォトダイオードＡ、Ｂの信号（Ａ、Ｂ）は、ＡＦ用の２つの像信号（焦点検出信号）になる。ＡＦ用信号である２つの像信号に対して、後述するＡＦ信号処理部２０４で相関演算を行い、像ずれ量や各種信頼性情報を算出することで撮像面位相差方式のＡＦを可能にしている。なお、一つの画素が有する光電変換部の数は２に限るものではなく、２×２又はそれ以上であってもかまわない。
【００２２】
撮像素子２０１から読み出された撮像信号及びＡＦ用信号はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２に入力され、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、ゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２は撮像信号を画像入力コントローラ２０３に出力する。
【００２３】
画像入力コントローラ２０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ２０２から出力された撮像信号をＳＤＲＡＭ２０９に格納する、またＡＦ用信号をＡＦ信号処理部２０４に出力する。ＳＤＲＡＭ２０９に格納した画像信号は、バス２６０を介して、表示制御部２０５によって表示部２０６に表示される。また、撮像信号の記録を行うモードの時には、記録媒体制御部２０７によって記録媒体２０８に記録される。また、バス２６０を介して接続されたＲＯＭ２１０には、カメラ制御部２１２が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、フラッシュＲＯＭ２１１には、カメラ２００の動作に関するユーザ設定情報等の各種設定情報が格納されている。
【００２４】
ＡＦ信号処理部２０４はＡＦ用信号に画素加算、相関演算を行い、像ずれ量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）を算出する。算出した像ずれ量と信頼性情報はカメラ制御部２１２へ出力される。また、カメラ制御部２１２は、取得した像ずれ量や信頼性情報に基づいて、これらを算出する設定の変更をＡＦ信号処理部２０４に通知する。例えば、像ずれ量が大きい場合には相関演算を行う領域を広く設定したり、コントラスト情報に応じてバンドパスフィルタの種類を変更したりする。相関演算の詳細については、図６と図１５から図１７を用いて後述する。
【００２５】
なお、本実施例では撮像信号及び２つのＡＦ用像信号の計３つの信号を撮像素子２０１から取り出しているが、このような方法に限定されない。撮像素子２０１の負荷を考慮し、例えば撮像信号と１つのＡＦ用像信号計２つを取り出し、画像入力コントローラ２０３内で撮像信号とＡＦ用信号の差分を取ることでもう一つのＡＦ用像信号を生成するような構成にしても良い。
【００２６】
カメラ制御部２１２は、カメラ２００の各部と情報をやり取りして制御を行う。カメラ２００での処理だけでなく、カメラ操作部２１４からの入力に応じて、電源のＯＮ／ＯＦＦ、設定の変更、静止画／動画記録の開始、ＡＦ制御の開始、記録映像の確認等の、ユーザが操作したさまざまなカメラ機能を実行する。また、前述したようにレンズ１００内のレンズ制御部１０６と情報をやり取りし、レンズの制御命令・制御情報を送り、またレンズ内の情報を取得する。また後述するキャリブレーション動作の結果の測距補正量を記憶する記憶部２７０はカメラ制御部２１２の動作によって実現する。
【００２７】
図７は、カメラ２００の画面内の測距位置を示す図である。図７（ａ）は、ＡＦセンサが測距を行える枠と撮像素子２０１の撮像面内の位置との関係を示す図である。同図において、７００は撮像素子２０１が撮像できる画素領域、７０１は撮像素子２０１の画素領域内の位置でＡＦセンサが測距を行える枠の1つである。本実施例では測距できる枠を利便性から１９枠持つこととしている。
【００２８】
図７（ｂ）は、撮像素子２０１が撮像面位相差ＡＦ機能を用いて測距を行なう測距点の例を示す。同図において、７１０は撮像素子２０１が撮像できる画素領域を示し、７１１は撮像素子２０１が撮像面位相差ＡＦ機能を用いて測距できる測距位置を示す枠の1つである。本実施例では、測距できる枠を利便性から３１枠持つこととしている。撮像素子で撮影された画像は、動画モードで表示部２０６に表示される。その際に測距位置を表示する場合はこれらの枠も表示部２０６に表示される。
【００２９】
図８はファインダと液晶表示での測距位置の表示例である。図８（ａ）は接眼レンズ２５６を通して見える被写体像の全体を示す。８０１は被写体に合焦した時の測距位置の表示例である。図８（ｂ）は表示部２０６の液晶で表示される例である。８１１は被写体に合焦した時の測距位置の表示例である。
【００３０】
次に、本実施例に係わるカメラ２００の動作について、図３から図１４用いて説明する。
【００３１】
図３はカメラ２００の撮影動作のフローチャートを示す図である。本動作は、カメラ制御部２１２がＲＯＭ２１０に格納されている制御プログラムを実行してカメラの各部を制御することで実現される。
【００３２】
Ｓ３０１ではカメラの初期化処理を行い、Ｓ３１０へ進む。Ｓ３１０ではカメラ操作部２１４からキャリブレーションモードに入るよう指示されたか確認する。指示されていたらキャリブレーション処理Ｓ３１１へ、されてなければＳ３０２へ進む。
【００３３】
Ｓ３１１ではキャリブレーション処理をする。キャリブレーション処理の詳細は後述する。
【００３４】
Ｓ３０２ではカメラの撮影設定が動画撮影モードか、静止画撮影モードかの判定を行い、動画撮影モードである場合はＳ３０３へ、静止画撮影モードである場合はＳ３０４へ進む。
【００３５】
Ｓ３０３では動画撮影処理を行いＳ３０５へ進む。動画撮影処理の詳細については後述する。Ｓ３０４では静止画撮影処理を行いＳ３０５へ進む。静止画撮影処理の詳細については後述する。
【００３６】
Ｓ３０３で動画撮影処理、若しくはＳ３０４で静止画撮影処理を行った後に進むＳ３０５では、撮影処理が停止されていないかどうかを判断し、停止されていない場合はＳ３０６へ進み、停止された場合は撮影処理を終了する。撮影処理が停止されたときとは、カメラの電源が切断されたときや、カメラのユーザ設定処理、撮影画像・動画の確認のための再生処理等、撮影以外の動作が行われたときである。
【００３７】
Ｓ３０５で撮影処理が停止されていないと判断した後に進むＳ３０６では、撮影モードが変更されたかどうかを判断し、変更されている場合はＳ３０１へ戻り、変更されていない場合はＳ３１０へ戻る。撮影モードが変更されていなければ現在の撮影モードの処理を継続して行い、撮影モードが変更された場合はＳ３０１で初期化処理を行った上で変更された撮影モードの処理を行う。
【００３８】
図４を用いて、図３のＳ３０４の静止画撮影について説明する。図４は、本実施例に係わるカメラが行う静止画撮影動作のフローチャートを示す図である。
【００３９】
Ｓ４０１でカメラ操作部２１４のシャッタの半押し（ＳＷ１）がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされればＳ３０１へ移行する。ＯＮされるまではＳ４０１を繰り返して待機する。
【００４０】
Ｓ４０２では、レンズ１００を通り主ミラー２５２で反射され、ペンタプリズム２５１を通過した光束を不図示の測光回路で測光する。
【００４１】
Ｓ４０３では、カメラ制御部２１２がＡＦセンサ２５４、焦点検出回路２５５を使い、測距を行う。ＡＦセンサによる焦点検出の詳細は後述する。その際に、レンズ制御部１０６が持っているレンズ種類ごとに固有のＩＤ情報（レンズＩＤ）をカメラ制御部２１２が受け取る。カメラ制御部２１２は、カメラに取り付けられているレンズ（レンズＩＤで判別）で、かつ焦点検出に使用している測距エリアのＡＦ補正量の値がＥＥＰＲＯＭに記憶されているかどうか判別する。記憶されていなければ、ＡＦ補正値を焦点検出結果に加算しない。記憶されていれば測距結果にＡＦ補正値を加算し、Ｓ４０４に移行する。ＡＦ補正値を既に持っていたならば、レンズ駆動量は、レンズ駆動量＝測距結果＋ＡＦ補正量となる。
【００４２】
Ｓ４０４では、測距結果に基づき、カメラ制御部２１２よりレンズ制御部１０６にレンズ駆動量を送信し、レンズ制御部１０６は送信されたレンズ駆動量に基づきフォーカスレンズ駆動部１０５を制御する。これにより、フォーカスレンズ駆動部１０５は撮影レンズ１０３を合焦位置へと駆動する。
【００４３】
Ｓ４０５では、カメラ操作部２１４のシャッタの全押し（ＳＷ２）がＯＮされたかどうか判別する。ＯＮされていればＳ４０６へ移行する。ＯＮされるまではＳ４０５を繰り返して待機する。
【００４４】
Ｓ４０６では、カメラ制御部２１２がクイックリターンミラー２５２を制御しミラーアップを行なう。Ｓ４０７では、Ｓ４０２で設定された絞り値情報をカメラ制御部２１２がレンズ制御部１０６へ送信する。これによりレンズ制御部１０６が絞り駆動部１０４を駆動して、設定された絞り値まで絞り込みが行われる。
【００４５】
Ｓ４０８においてカメラ制御部２１２はフォーカルプレーンシャッタ２５８を開くよう制御する。Ｓ４０９ではフォーカルプレーンシャッタ２５８を閉じる。カメラ制御部２１２は、次回の動作に備えてフォーカルプレーンシャッタ２５８のチャージ動作を行う。
【００４６】
所定時間ののち、Ｓ４１０でカメラ制御部２１２は画像入力コントローラ２０３に対してイメージセンサ２０１の画像データを読み出す。Ｓ４１１では、カメラ制御部２１２が画像入力コントローラ２０３に対して、イメージセンサ２０１から画像データを取り込むように指示する。
【００４７】
Ｓ４１２ではカメラ制御部２１２がレンズ制御部１０６へ絞りを開放するよう指示し、絞り駆動部１０４を駆動して絞り開放を行う。
【００４８】
Ｓ４１３ではカメラ制御部２１２によりクイックリターンミラー２５２をダウン駆動する。
【００４９】
Ｓ４１４では、読み出した画像データを圧縮して記憶媒体２０８へ記録する。
【００５０】
図５を用いて、図３のＳ３０３の動画撮影について説明する。図５は、本実施例に係わるカメラが行う動画撮影動作のフローチャートを示す図である。
【００５１】
Ｓ５０１でクイックリターンミラー２５２をペンタプリズム側にアップする。Ｓ５０２フォーカルプレーンシャッタ２５８を開く。これでレンズ１００からの光束は撮像素子２０１側に常に行くようになる。
【００５２】
Ｓ５０３では、動画記録スイッチがオンされていればＳ５０４に進む。オンされていない場合は、ＬＶ表示のままＳ５０３で、カメラ操作部２１４の動画記録スイッチがオンするまで待機する。Ｓ５０４で動画情報を記録する。
【００５３】
Ｓ５０５では、焦点検出処理を行いＳ５０６に進む。これは撮像面位相差ＡＦを行うために、図１のカメラ制御部２１２及びＡＦ信号処理部２０４が行う、デフォーカス情報を取得する処理である。詳細は図６で後述する。ここでは、クイックリターンミラー２５２がアップしているため、ＡＦセンサ２５４を用いた焦点検出ができないため撮像面位相差ＡＦを行っている。
【００５４】
Ｓ５０６では、ＡＦ処理として、Ｓ５０５で検出したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動を行う。
【００５５】
Ｓ５０７で動画記録スイッチがオフとなり動画記録が終了したかを調べる。オフであればＳ５０８へ、オンのままであるならＳ５０４へ戻り動画記録を続行する。
【００５６】
Ｓ５０８で動画記録を終了し、フォーカルプレーンシャッタ２５８を閉じ、Ｓ５０９でクイックリターンミラー２５２をダウンする。
【００５７】
図６と図１５から図１７を参照して、Ｓ５０５で行われる撮像面焦点検出動作を詳細に説明する。本動作は、通常の撮影のために行われる撮像面焦点検出動作であり、後述のキャリブレーションモードにおいて撮像面焦点検出動作とは制御が異なり、別動作である。
【００５８】
図６は、本実施例に係わるカメラが撮影モードで行う撮像面焦点検出動作のフローチャートを示す図である。
【００５９】
図において、Ｓ６０１において、任意に設定した測距範囲から像信号を取得する。これについては、図１５を参照して後述する。
【００６０】
Ｓ６０２では、像信号を加算するためのｒ、ｇ、ｂ係数を演算し、Ｓ６０３で像信号を加算する。これらの処理も、図１５を参照して後述する。
【００６１】
Ｓ６０４では、像信号から相関量を算出する。これについては、図１６を参照して後述する。
【００６２】
Ｓ６０５では、Ｓ６０４より算出した相関量から相関変化量を算出し、Ｓ６０６でＳ６０５より算出した相関変化量からピントずれ量を算出する。これらについては、図１７を参照して後述する。
【００６３】
これらの処理を、測距範囲内に存在する測距領域の数だけ行い、Ｓ６０６で測距領域毎にピントずれ量をデフォーカス量に変換して焦点検出動作を終了する。
【００６４】
次に、Ｓ６０１からＳ６０３までの像信号の取得から加算までの処理を、図１５を参照して説明する。図１５は、図６の焦点検出動作で像信号を取得する測距範囲の一例を示す図である。
【００６５】
図１５（ａ）は、撮像素子２０１の画素配列（画素領域）上に設定されている測距範囲を示す図である。同図において、１５０１が画素配列である。１５０２が測距範囲であり、また１５０３が相関演算に必要なシフト領域であり、１５０４は１５０２と１５０３を合わせた領域で、相関演算を行う為に必要な領域である。図中のｐ、ｑ、ｓ、ｔはそれぞれｘ軸方向の座標を表し、ｐからｑは領域１５０４を表し、ｓからｔは測距範囲１５０２を表す。
【００６６】
本実施例では、測距範囲１５０２，シフト領域１５０３の高さが１ライン分であるとして説明する。もし図１５（ｃ）に示す領域１５１１のように複数ライン分のエリアの焦点検出を行う場合は、事前に画素を縦方向に加算して行う。相関量の加算については後述する。
【００６７】
図１５（ｂ）は、測距範囲を５つに分割した場合の測距領域を示す図である。一例として、本実施例ではこの分割された測距領域単位でピントずれ量を算出し、焦点検出を行う。同図において、１５０５から１５０９が１５０２の測距範囲を５分割したときの１つの測距領域である。本実施例では、一例として、分割した複数の測距領域の中から最も信頼できる領域の測距結果を選び、その領域で算出したピントずれ量を用いるものとする。
【００６８】
図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）の測距領域を連結した仮の測距領域を示す図である。同図において、１５１０が、１５０５から１５０９までの測距領域を連結した領域である。なお、他の例として、このように測距領域を連結した領域から算出したピントずれ量を用いても良い。
【００６９】
ここでの測距は通常撮影のための測距であるので、図７（ｂ）に示した測距枠に合わせて測距を行う。たとえば、図１５（ｃ）の領域１５１１を、図７（ｂ）の枠７１１をはじめとした測距枠に合わせて測距を行う。なお、測距領域の配置の方法、領域の広さ等は、本実施例に挙げた内容に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において他の構成としてもよい。
【００７０】
次に、図９（ａ）を参照して、通常撮影のため測距に用いる像信号Ａと像信号Ｂの算出方法について説明する。
【００７１】
図９（ａ）は、撮像素子２０１の画素配列の一部を拡大した図である。図７と同様にベイヤー配列なので、画素はレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇｂ、Ｇｒ）、ブルー（Ｂ）のいずれかのカラーフィルタを持つ素子であり、焦点検出のためのＡ像とＢ像の画素信号を得るための２つの光電変換部を有する。例えば、ＲＡ９００はレッドのＡ像画素であり、ＧｒＢ９０３はグリーンのＢ像画素であり、ＢＡ９２２はブルーのＡ像画素であり、以下同様である。
【００７２】
この光源変換部からの画素信号をそのまま像信号Ａ、Ｂとして使うと、被写体の色によってばらつきが出て後述の相関量が測距に使えなくなるため、輝度信号としてＲ，Ｇ，Ｂを加算する必要がある。
【００７３】
本実施例では、通常の撮影モードにおいては、隣接する４（２×２）つの画素からＡ，Ｂ像のそれぞれの１画素分の像信号を生成する。その際に、ＲＧＢについては特にそのままの比率で加算するので、ＲＧＢの係数ｒ、ｇ、ｂはそれぞれ１とする。後述するがＲＧＢに係数を掛けて加算に重み付けをつけたい場合はｒ、ｇ、ｂに１以外の値を設定する。さらに、撮影シーンでのホワイトバランスのために、グリーンを１倍として、レッドの係数をＷｒ、ブルーの係数をＷｂとする。これらを式で表すと以下のようになる。
【００７４】
Ａ［０］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＡ９００＋ｇ×ＧｒＡ９０２＋ｇ×ＧｂＡ９２０＋ｂ×Ｗｂ×ＢＡ９２２
Ａ［１］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＡ９０４＋ｇ×ＧｒＡ９０６＋ｇ×ＧｂＡ９２４＋ｂ×Ｗｂ×ＢＡ９２６
Ａ［２］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＡ９０８＋ｇ×ＧｒＡ９１０＋ｇ×ＧｂＡ９２８＋ｂ×Ｗｂ×ＢＡ９３０
Ａ［３］以降も同様である。
【００７５】
Ｂ［０］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＢ９０１＋ｇ×ＧｒＢ９０３＋ｇ×ＧｂＢ９２１＋ｂ×Ｗｂ×ＢＢ９２３
Ｂ［１］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＢ９０５＋ｇ×ＧｒＢ９０７＋ｇ×ＧｂＢ９２５＋ｂ×Ｗｂ×ＢＢ９２７
Ｂ［２］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＢ９０９＋ｇ×ＧｒＢ９１１＋ｇ×ＧｂＢ９２９＋ｂ×Ｗｂ×ＢＢ９３１
Ｂ［３］以降も同様である。
【００７６】
これらを図１５（ａ）の測距範囲とシフト領域を合わせた１５０４の幅だけ繰り返して、Ａ像およびＢ像の像信号を生成する。
【００７７】
図１６は、図１５で設定した測距領域から取得した像信号を示す。図において、横軸は画素位置を示し、縦軸は像信号の値を表わす。横軸上のｓからｔが測距範囲であり、ｐからｑがシフト量を踏まえた測距演算に必要な範囲である。またｘからｙは、分割した１つ分の測距領域を表す。また像信号は、図９を参照して説明した方法で算出された信号とする。
【００７８】
図１６（ａ）はシフト前の像信号を波形で表した図である。実線１６０１が像信号Ａ、破線１６０２が像信号Ｂである。１５０５から１５０９は、図１５（ｂ）に示す分割された各測距領域を表す。
【００７９】
図１６（ｂ）は、同図（ａ）のシフト前の像波形に対しプラス方向にシフトしたときの波形を示す図であり、（ｃ）は（ａ）のシフト前の像波形に対しマイナス方向にシフトしたときの波形を示す図である。相関量を算出する際には、矢印の方向にそれぞれの波形１６０１、１６０２を１ビットずつシフトする。
【００８０】
続いて相関量ＣＯＲの算出法について説明する。
【００８１】
まず、図１６（ｂ）および（ｃ）で説明した通りに、像信号Ａと像信号Ｂを１ビットずつシフトしていき、その時の像信号Ａと像信号Ｂの差の絶対値の和を算出する。この時、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図１６中のｐ−ｓ、最大シフト数は図１６中のｑ−ｔである。またｘは測距領域の開始座標、ｙは測距領域の終了座標である。これら用い、以下の式（１）によって算出することができる。
【数１】
0006468742.tif 000002
【００８２】
さらにここで縦方向に加算してもよい。先に画素を縦に加算する例を示した。それ以外の例としてここで、図１５（ｃ）の１５１０の領域についてＣＯＲ［ｉ］を算出したとして、実際に測距したい領域が１５１１であった場合、ラインごとにＣＯＲ［ｉ］を算出してそれらを加算したのち以下の処理に移ってもよい。
【００８３】
図１７（ａ）は相関量を波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関量を示す。１７０１は相関量波形で、１７０２、１７０３は極値周辺を示している。この中でも相関量が小さい方ほど、Ａ像とＢ像の一致度が高いといえる。
【００８４】
続いて相関変化量ΔＣＯＲの算出法について説明する。
【００８５】
まず、図１７（ａ）の相関量波形から、１シフト飛ばしの相関量の差から相関変化量を算出する。この時、シフト量をｉで表し、最小シフト数は図１６中のｐ−ｓ、最大シフト数は図１６中のｑ−ｔである。これら用い、以下の式（２）によって算出することができる。 
【数２】
0006468742.tif 000003
【００８６】
図１７（ｂ）は相関変化量ΔＣＯＲを波形で示した図である。グラフの横軸はシフト量を示し、縦軸は相関変化量を示す。１８０１は相関変化量波形で、１８０２、１８０３は相関変化量がプラスからマイナスになる周辺である。この１８０２より相関変化量が０となる時をゼロクロスと呼び、最もＡ像とＢ像の一致度が高く、その時のシフト量がピントずれ量となる。
【００８７】
図１７（ｃ）は図１７（ｂ）の１８０２を拡大したもので、１９０１は相関変化量波形１８０１の一部分である。これより、ピントずれ量ＰＲＤの算出法について説明する。
【００８８】
まずピントずれ量は整数部分βと小数部分αに分けられる。小数部分αは、図中の三角形ＡＢＣと三角形ＡＤＥの相似の関係から、以下の式（３）によって算出することができる。
【数３】
0006468742.tif 000004
【００８９】
続いて整数部分βは、図１７（ｃ）を参照して以下の式（４）によって算出することができる。
【数４】
0006468742.tif 000005
【００９０】
以上、αとβの和からピントずれ量ＰＲＤを算出することができる。実際にはＰＲＤ量から実際にレンズ駆動量を算出する係数をかける必要がある。この係数はカメラシステム、レンズに依存するのでここでは詳述しない。
【００９１】
次にデフォーカス量検出（ピント位置ズレ量検出）の原理を図１４（ａ）、図１４（ｂ）を参照して説明する。図１４（ａ）、図１４（ｂ）は、デフォーカス量の検出原理を説明するための図である。図に示すように、撮像素子上にピントがあっているとき、ラインセンサ上の２像の間隔はある値をとる。この値は設計上求めることができるが、実際には、部品の寸法、バラツキや組立て上の誤差によって設計値と同じとはならない。したがって、実際には測定しなければこの２像の間隔（基準２像間隔Ｌｏ）を求めることは困難である。図１４（ａ）より明らかなように、この基準２像間隔Ｌｏより２像の間隔が狭まければ、前ピンであり、Ｌｏより広ければ後ピンである。
【００９２】
図１４（ｂ）は、不図示のＡＦセンサモジュールの光学系からコンデンサレンズを省いた他の部分の構成を示す図である。
【００９３】
図に示すように、主光線の角度をθ、セパレータレンズの倍率をβ、像の移動量をΔＬ，ΔＬ’とすると、デフォーカス量ｄは以下の式（５）で求まる。
【数５】
0006468742.tif 000006
【００９４】
ここでβｔａｎθは、ＡＦセンサモジュールの設計上定まるパラメータである。ΔＬ’は基準２像間隔（Ｌｏ）と現在の２像の間隔（Ｌｔ）から求めることができる。
【００９５】
相関量ＣＯＲの実際の算出は、図１４（ａ）の受光素子の出力する像が、前述の撮像面焦点検出における図１６の１６０１と１６０２にあたるため、同様の演算で行う。相関量ＣＯＲからは、前述の撮像面位相差検出と同様にフォーカス量を算出するが、ここで後述の測距補正量記憶部２７０に記録したキャリブレーション補正量を加算して補正を行う。
【００９６】
ＡＦセンサ２５４は、撮影画面の複数の位置で焦点検出できるように、デフォーカス量検出のため、上記構成を複数具備している（図７（ａ）を参照）。
【００９７】
オートフォーカス機能のピント調整では、予めピント位置のわかっているレンズを用い、撮像素子の光軸上の位置（撮像素子の組み付け誤差）にピント位置が来るようにする。そして、ＡＦセンサ２５４から得られる２像間隔をＡＦピント補正パラメータとしてＥＥＰＲＯＭに記憶している。
【００９８】
次に、図１０を用いて、図３のＳ３１１で実行するキャリブレーション動作について説明する。
【００９９】
同図において、まずＳ１００１においてミラーアップする。次いで、Ｓ１００２においてフォーカルプレーンシャッタ２５８を開き、これでレンズからの光束は撮像素子２０１側に常に行くようにする。
【０１００】
Ｓ１００３では、カメラを動画モードにする。なお、本実施例では動画モードを設定しているが、他の動作モード、例えば静止画が撮影できる動画モードであっても良いし、いわゆるライブビューモードでもよい。
【０１０１】
Ｓ１００４では光源の推定を行う。本処理の詳細は、図１１を用いて後述する。
【０１０２】
Ｓ１００５では、Ｓ１００４で推測した光源がＩＲ成分の多い光源であるかどうかを判定する。ＩＲ成分の多い光源であれば、キャリブレーションの精度が落ちることになるのでＳ１００６に進み，そうでなければＳ１００７へ処理を移す。
【０１０３】
Ｓ１００６では、表示部２０６にキャリブレーション失敗の旨の表示をおこない、処理を終了する。また、ＩＲ成分の少ない太陽光などの光源を用いるようアドバイス表示を行ってもよい。
【０１０４】
Ｓ１００７では、キャリブレーションのための撮像面位相差ＡＦ機能を用いて焦点検出を行う。詳細は後述する。
【０１０５】
その後、Ｓ１００８で、Ｓ１００７での測距結果に従って焦点位置へレンズを動かし、Ｓ１００９でフォーカルプレーンシャッタ２５８を閉じ、Ｓ１０１０でミラーダウンを行う。
【０１０６】
次いで、Ｓ１０１１で、ＡＦセンサによる焦点検出を行う。この動作は、先に図１４を用いて説明した通りなので、ここでの説明は省略する。
【０１０７】
Ｓ１０１２では、Ｓ１０１１で測定した各測距点ごとの測距差分の情報を測距補正量記憶部２７０に記憶する。この補正量はレンズに依存する場合があるので、レンズごとに保持してもよい。
【０１０８】
図１１および１２を用いて、Ｓ１００４で行う光源推定の処理を説明する。図１１は、光源の分光特性を示す図で、図において横軸は光の波長を示し、縦軸は１で正規化された光量を示す。図１１（ａ）は白熱球やハロゲンライトなどの光源の分光特性を示す図であり、（ｂ）は太陽光の分光特性を示す図である。また、図１２はカメラおよびＡＦセンサの分光感度特性を示す図であり、横軸は光の波長を示し、縦軸は１で正規化された感度を示す。
【０１０９】
本実施例では、撮像素子２０１の出力信号から受光した光束の各色成分の光量分布を計測し、その結果から光源の分光特性を推定する。
【０１１０】
図１２（ａ）において、１２０１は、撮像素子２０１のレッド画素の分光感度特性であり、約６１０ｎｍに重心があるものとする。１２０２は、撮像素子２０１のグリーン画素の分光感度特性であり、約５３０ｎｍに重心があるものとする。１２０３は、撮像素子２０１のブルー画素の分光感度特性であり、約４５０ｎｍに重心があるものとする。１２０４は、ＡＦセンサの分光感度特性であり、約５８０ｎｍに重心があるものとする。もちろんこれらの分光は一例であり、これ以外の分光のセンサを用いてもよい。いずれにしても図１２（ａ）が示す通り、撮像素子は人間の視感度にあわせているので赤外線の感度がほとんどない。一方ＡＦセンサは、感度を重視してＩＲカットフィルタなどを挟んでいないので、赤外線の感度が高い。
【０１１１】
図１１（ａ）は、白熱球などの光源の分光特性を示し、同図が示す通り赤外の成分が非常に多く、撮像素子とＡＦセンサでの見る（撮像する）画像に大きな違いが出るといえる。他方、図１１（ｂ）に示すように、広範囲の波長に対して比較的分平らな分光特性を有する光源に対しては、後述するキャリブレーションが可能と判断する。本実施例では、図１１（ａ）のような赤外線成分の大きい分光特性を有する光源を検知した場合は、キャリブレーションを行わないようにする。
【０１１２】
図１１（ａ）の分光特性を有する光源を撮像素子で撮像すると、ＲＧＢ画素それぞれの出力は、同図に１１１０，１１１１，１１１２で示すような階段状の光量分布を示すので、このことに基づいて光源の判別が可能である。このような光源である場合は、キャリブレーションに向かない光源と判断する。
【０１１３】
一方、図１１（ｂ）の分光特性を有する光源を同じく撮像素子で撮像すると、ＲＧＢ画素それぞれ出力は、同図に１１２０，１１２１，１１２２で示すような近い値と光量分布を示すので、このことから光源の判別が可能である。このような光源の場合は、キャリブレーションが可能と判断する。
【０１１４】
なお、ＲＧＢの比率から色温度を推測してもよい。その場合、白熱球は３０００Ｋ位となりキャリブレーションに不適、太陽光の場合は５０００Ｋ位でキャリブレーションに適していると判断できる。晴天の日陰など７０００〜１００００Ｋとなればやはり不適と判断してもよい。
【０１１５】
続いて、キャリブレーションのための撮像素子２０１における撮像面焦点検出処理について、図６と図１５から図１７を用いて説明する。前述した通常の撮影モードでの撮像面焦点検出処理と異なるのは、Ａ像およびＢ像の像信号の生成処理である。
【０１１６】
まず、図１３を用いて、図１０のＳ１００７で実行する焦点検出処理について説明する。同図において、Ｓ１３０１で任意に設定した測距範囲から像信号を取得し、Ｓ１３０２で像信号を加算するための係数ｒ、ｇ、ｂを演算し、次いでＳ１３０３で像信号を加算する。これらの処理は通常撮影動作での撮像面焦点検出処理と異なるので、図１５を用いて後述する。
【０１１７】
Ｓ１３０４では、Ｓ１３０１からＳ１３０３で生成された像信号から相関量を算出する。この処理は、通常撮影と同様であり先述の通りなので、ここでの説明は省略する。
【０１１８】
Ｓ１３０５では、Ｓ１３０４で算出した相関量から相関変化量を算出する。この処理も通常撮影と同様であるのでここでの説明を省略する。
【０１１９】
Ｓ１３０６では、Ｓ１３０５より算出した相関変化量からピントずれ量を算出する。この処理も通常撮影と同様であるのでここでの説明を省略する。
【０１２０】
これらの処理を、キャリブレーションするＡＦセンサの測距点の数だけ行い、Ｓ１３０６で測距領域毎にピントずれ量をデフォーカス量に変換し、それをキャリブレーション補正量として、測距補正量記憶部２７０に記録する。この補正量は、ＡＦセンサによる測距の際に、焦点検出の演算の最後においてレンズ駆動量を求める際に測距結果に加算する。
【０１２１】
測距領域については、キャリブレーションのための測距領域として使用されるので、図７（ａ）で示した測距枠に合わせた領域として設定して測距を行う。例えば、図１５（ｃ）の１５１１を、図７（ａ）の７０１をはじめとした測距枠に合わせて測距を行う。
【０１２２】
次に、図９（ｂ）を用いて、Ｓ１３０２およびＳ１３０３で実行される、キャリブレーションでの測距用の像信号Ａと像信号Ｂの算出処理について説明する。図９（ｂ）は、図９（ａ）と同様、撮像素子２０１の画素配列の一部を拡大した図である。図９（ａ）と同様、ベイヤー配列に従った画素配列であり、各画素は焦点検出のためにＡ像とＢ像を得るための２つの光電変換部を有する。
【０１２３】
通常の測距では図９（ａ）のように４（２×２）つのベイヤー配列の画素から２つのＡ像信号、Ｂ像信号を取り出した。しかしキャリブレーションの場合は、ＡＦセンサ画素と撮像画素の大きさが違うため、被写体の違う空間周波数を観測することになり、２つのＡＦを用いて補正を行うという意味では通常の測距でのＡ像信号とＢ像信号は不適である。
【０１２４】
そのため、キャリブレーションでの測距では、画素加算により、Ａ像信号とＢ像信号の１画素の大きさをＡＦセンサの１画素の大きさに合わせる。図９（ｂ）の９５０はＡＦセンサの１画素の大きさを表す。また、後述するが、ＡＦセンサと撮像素子は分光感度特性が違うため、これを補償するためにＲＧＢの係数ｒ、ｇ、ｂを計算する。計算方法は後述する。さらに撮影シーンでのホワイトバランスのために、グリーンを１倍として、レッドの係数をＷｒ、ブルーの係数をＷｂとする。これらを式で表すと以下のように、領域９５０の画素を加算してＡＦセンサの画素と同じ大きさの画素になるようにＡ信号、Ｂ信号を生成する。もちろん使用するＡＦセンサや撮像素子の画素サイズの違いに従って、加算する画素数を変えることは言うまでもない。このように、本発明では撮像素子２０１とＡＦセンサ２５４との撮像特性(画素の解像度と分光感度特性)の違いに従って、キャリブレーションモードでの像信号の生成を制御している。これにより、ＡＦセンサによるＡＦと同様の像面の場所と被写体でのキャリブレーションが可能となる。
【０１２５】
Ａ［０］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＡ９００＋ｇ×ＧｒＡ９０２＋ｇ×ＧｂＡ９２０＋ｂ×Ｗｂ×ＢＡ９２２＋
ｒ×Ｗｒ×ＲＡ９０４＋ｇ×ＧｒＡ９０６＋ｇ×ＧｂＡ９２４＋ｂ×Ｗｂ×ＢＡ９２６＋
ｒ×Ｗｒ×ＲＡ９０８＋ｇ×ＧｒＡ９１０＋ｇ×ＧｂＡ９２８＋ｂ×Ｗｂ×ＢＡ９３０＋
・・・  以降同様
【０１２６】
Ｂ［０］＝
ｒ×Ｗｒ×ＲＢ９０１＋ｇ×ＧｒＢ９０３＋ｇ×ＧｂＢ９２１＋ｂ×Ｗｂ×ＢＢ９２３＋
ｒ×Ｗｒ×ＲＢ９０５＋ｇ×ＧｒＢ９０７＋ｇ×ＧｂＢ９２５＋ｂ×Ｗｂ×ＢＢ９２７＋
ｒ×Ｗｒ×ＲＢ９０９＋ｇ×ＧｒＢ９１１＋ｇ×ＧｂＢ９２９＋ｂ×Ｗｂ×ＢＢ９３１＋
・・・  以降同様
これらを図１５（ａ）の測距範囲とシフト領域を合わせた１５０４の幅だけ繰り返す。
【０１２７】
次に、図１２を用いて、センサ分光感度特性の違いに従った係数ｒ、ｇ、ｂの算出方法を説明する。
【０１２８】
図１２（ａ）は前述したように、カメラ２００の撮像素子２０１とＡＦセンサ２５４の分光感度特性であり、縦軸の感度は１で正規化されている。同図において、１２０１は撮像素子２０１のレッド画素の分光感度特性であり、約６１０ｎｍに重心があるものとする。１２０２は撮像素子２０１のグリーン画素の分光感度特性であり、約５３０ｎｍに重心があるものとする。１２０３は撮像素子２０１のブルー画素の分光感度特性であり、約４５０ｎｍに重心があるものとする。１２０４はＡＦセンサの分光感度特性であり、約５８０ｎｍに重心があるものとする。
【０１２９】
ここで光源は、キャリブレーションに適した太陽光などの均一な分光の光源だとすると、撮像素子２０１の分光感度特性の重心とＡＦセンサの分光感度特性との重心が合う条件として
Ｒ×６１０＋Ｇ×５３０＋Ｂ×４５０≒５８０
Ｒ＋Ｇ＋Ｂ＝１
の式を解くと、解の一つとして
Ｒ≒０．７、Ｇ≒０．２、Ｂ≒０．１
を得る。
【０１３０】
重心のためにこの演算を行ったが、レッドにマイナスゲインをかけるのは感度が無駄になるので、レッドで正規化すると
ｒ＝１、ｇ≒０．２９、ｂ≒０．１４
となる。この結果を表したのが図１２（ｂ）である。このように求められた係数を用いて画素信号の色成分の加算における重み付けを行って像信号を生成してキャリブレーションを行うと、撮像センサとＡＦセンサの分光の重心が等しいことになる。
【０１３１】
なお、ＡＦセンサによる測距にＩＲの補正をかける場合は、この補正は必要ないので
ｒ＝１、ｇ＝１、ｂ＝１
とすることもできる。このようにしてＡ増信号とＢ像信号を生成した後は、図１６、図１７を用いて既に説明したのと同様の処理で相関演算を行う。
【０１３２】
以上説明した本発明の実施例によれば、ＡＦセンサによるＡＦと同様の像面の場所・被写体でキャリブレーションを行うことが可能となり、ＡＦセンサと近い空間周波数の被写体に基づいてより精度の向上したキャリブレーションを行うことができる。
【０１３３】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給することによっても達成される。すなわち、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても本件発明の目的が達成されることは言うまでもない。
【０１３４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【０１３５】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【０１３６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(基本システム或いはオペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行うことによっても前述した実施形態の機能が実現される。この場合も本件発明に含まれることは言うまでもない。
【０１３７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づく処理も本件発明に含まれる。すなわち、機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等がプログラムコードの指示に基づき実際の処理の一部又は全部を行って前述した実施形態の機能を実現する場合も本件発明に含まれることは言うまでもない。
【０１３８】
上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【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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