(57)【要約】【課題】少ない補正用データで各画素の出力のバラツキを効率的かつ確実に補正する。【解決手段】光電変換部の前方にマイクロレンズを配置した画素を光学系の予定結像面近傍に配列した撮像素子２１２を用いて被写体像を撮像する撮像装置において、各画素の光学的なバラツキ情報を記憶する画素情報メモリ２１８を備える。【選択図】図１
2007189312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換部の前方にマイクロレンズを配置した画素を光学系の予定結像面近傍に配列した撮像素子を用いて被写体像を撮像する撮像装置において、
前記各画素の光学的なバラツキ情報を記憶する画素情報記憶手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記画素情報記憶手段に記憶されている前記各画素のバラツキ情報に基づいて、前記撮像素子の各画素の出力を補正する出力補正手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
前記光学系の射出瞳の口径情報を発生する口径情報発生手段を備え、
前記出力補正手段は、前記画素情報記憶手段の前記各画素のバラツキ情報と前記口径情報発生手段の口径情報とに基づいて前記撮像素子の各画素の出力を補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記画素の光電変換部は一対の光電変換部から構成されており、
複数の前記画素から出力される一対の出力データに基づいて前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記各画素のバラツキ情報は、前記各画素の光学的なバラツキに起因した前記マイクロレンズによる投影特性であることを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記各画素のバラツキ情報には、前記マイクロレンズによる投影方向が含まれることを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項５に記載の撮像装置において、
前記各画素のバラツキ情報には、前記マイクロレンズによる投影倍率が含まれることを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記口径情報は前記光学系の射出瞳の径および位置の情報であることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記口径情報発生手段は、前記光学系の絞り、フォーカシングレンズ位置およびズームレンズ位置に応じた口径情報を発生することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項３〜９のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記出力補正手段は、前記各画素のバラツキ情報と前記口径情報に基づいて前記各画素の光電変換部が受光する光量を演算し、この光量に応じて前記各画素の出力を補正することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像素子と前記光学系とをそれぞれ脱着可能な別個の構体に組み込むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項１３】
光電変換部の前方にマイクロレンズを配置した画素を光学系の予定結像面近傍に配列した撮像素子を用いて被写体像を撮像する撮像方法において、
前記各画素の光学的なバラツキ情報を予め記憶しておき、前記各画素のバラツキ情報に基づいて前記撮像素子の各画素の出力を補正することを特徴とする撮像方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の撮像方法において、
前記光学系の射出瞳の口径情報を入手し、前記各画素のバラツキ情報と前記口径情報とに基づいて前記撮像素子の各画素の出力を補正することを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置、撮像方法およびカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズを用いた瞳分割方式で焦点検出を行う撮像装置において、光電変換部が受光すべき焦点検出光束に光学系の口径食が発生し、一対の画像出力が不均一になることを補正するために、均一輝度面を光学系で撮像した場合の各一対の画素の出力を補正データとして記憶しておき、焦点検出時にこの補正データに応じて一対の画素出力を補正し、補正後の一対の画像出力に基づいて焦点検出を行うようにした撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特開２００２−１３１６２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の撮像装置では、均一輝度面に対する画素出力を補正用データとして画素出力を補正しているので、光学系の種類、フォーカシング状態、ズーミング状態、絞り状態などの光学系の条件に応じて膨大な補正用データを実測し、記憶しておく必要があり、現実的でない上に、補正用データを取得するときの光学系と実際に撮像するときの光学系に個体差がある場合には対応できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明は、光電変換部の前方にマイクロレンズを配置した画素を光学系の予定結像面近傍に配列した撮像素子を用いて被写体像を撮像する撮像装置において、各画素の光学的なバラツキ情報を記憶する画素情報記憶手段を備える。
（２）  請求項２の撮像装置は、画素情報記憶手段に記憶されている各画素のバラツキ情報に基づいて、撮像素子の各画素の出力を補正する出力補正手段を備える。
（３）  請求項３の撮像装置は、光学系の射出瞳の口径情報を発生する口径情報発生手段を備え、出力補正手段によって、画素情報記憶手段の各画素のバラツキ情報と口径情報発生手段の口径情報とに基づいて撮像素子の各画素の出力を補正する。
（４）  請求項４の撮像装置は、画素の光電変換部は一対の光電変換部から構成されており、複数の前記画素から出力される一対の出力データに基づいて光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備える。
（５）  請求項５の撮像装置は、各画素のバラツキ情報が、各画素の光学的なバラツキに起因したマイクロレンズによる投影特性である。
（６）  請求項６の撮像装置は、各画素のバラツキ情報には、マイクロレンズによる投影方向が含まれる。
（７）  請求項７の撮像装置は、各画素のバラツキ情報には、マイクロレンズによる投影倍率が含まれる。
（８）  請求項８の撮像装置は、口径情報は光学系の射出瞳の径および位置の情報である。
（９）  請求項９の撮像装置は、口径情報発生手段によって、光学系の絞り、フォーカシングレンズ位置およびズームレンズ位置に応じた口径情報を発生するようにしたものである。
（１０）  請求項１０の撮像装置は、出力補正手段によって、各画素のバラツキ情報と口径情報に基づいて各画素の光電変換部が受光する光量を演算し、この光量に応じて各画素の出力を補正するようにしたものである。
（１１）  請求項１１の撮像装置は、撮像素子と光学系とをそれぞれ脱着可能な別個の構体に組み込んだものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光学系の種類や使用条件に拘わらず、比較的少ない補正用データを記憶しておくだけで各画素の出力のバラツキを効率的かつ確実に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本願発明の撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した一実施の形態を説明する。図１は一実施の形態のデジタルスチルカメラの構成を示す図である。デジタルスチルカメラ２０１は、交換レンズ２０２がマウント部２０４を介してカメラボディ２０３に装着されている。
【０００８】
交換レンズ２０２にはレンズ２０９、ズーミング用レンズ２０８、フォーカシング用レンズ２１０、絞り２１１、レンズ駆動制御回路２０６などが内蔵される。レンズ駆動制御回路２０６はマイクロコンピューターを備え、マウント部２０４の電気接点２１３を介してボディ駆動制御回路２１４と通信を行い、各種情報の授受を行う。なお、レンズ駆動制御回路２０６からボディ駆動制御回路２１４へ送られる情報の中には交換レンズ２０２に関する口径情報（詳細後述）が含まれる。また、レンズ駆動制御回路２０６は、フォーカシング用レンズ２１０と絞り２１１の駆動制御を行うとともに、ズーミング用レンズ２０８、フォーカシング用レンズ２１０および絞り２１１の状態を検出する。
【０００９】
次に、カメラボディ２０３には撮像素子２１２、ボディ駆動制御回路２１４、液晶表示装置駆動回路２１５、液晶表示素子２１６、接眼レンズ２１７、画素情報メモリ２１８、画像記憶メモリカード２１９などが内蔵される。撮像素子２１２は交換レンズ２０２の予定結像面に配置され、マイクロレンズ方式の撮像用画素が二次元状に配列されるとともに、複数の焦点検出位置に対応した複数の部分にマイクロレンズ方式の焦点検出用画素列が組込まれている。なお、この撮像素子２１２については詳細を後述する。
【００１０】
ボディ駆動制御回路２１４はマイクロコンピューターを備え、デジタルスチルカメラ２０１全体の動作制御を行う。ボディ駆動制御回路２１４はまた、レンズ駆動制御回路２０６と通信を行って交換レンズ２０２の口径情報を受信するとともにデフォーカス量を送信し、撮像素子２１２からの画像信号を読み出す。さらに、レンズ駆動制御回路２１４は、口径情報と画素情報に基づいて画像信号の補正を行うとともに、交換レンズ２０２の焦点調節状態（デフォーカス量）の検出を行う。
【００１１】
画像情報メモリ２１８は例えばＥＥＰＲＯＭなどの電気的書換可能な不揮発性メモリから構成され、撮像素子２１２の画素ごとのバラツキを補正するための画素情報を記憶する。また、画像記憶メモリカード２１９はボディ駆動制御回路２１４により補正された画像を記憶する。液晶ビューファインダー（ＥＶＦ：電気的ビューファインダー）の液晶表示素子２１６には、液晶表示素子駆動回路２１５により被写体像や各種情報が表示され、撮影者は接眼レンズ２１７を通してそれらを視認することができる。
【００１２】
交換レンズ２０２を通過して撮像素子２１２上に形成された被写体像は撮像素子２１２により光電変換され、その画像出力はボディ駆動制御回路２１４へ送られる。ボディ駆動制御回路２１４はレンズ駆動制御回路２０６と交信して交換レンズ２０２の口径情報を読み出し、この口径情報と画像情報メモリ２１８に記憶されている画素情報とに基づいて各画素ごとの出力補正を行うとともに、補正した画像信号に基づいて複数の焦点検出位置に応じたデフォーカス量を算出し、デフォーカス量をレンズ駆動制御回路２０６へ送る。また、ボディ駆動制御回路２１４は補正後の画像信号を画像記憶メモリカード２１９に記憶するとともに、補正後の画像信号を液晶表示素子駆動回路２１５へ送り、液晶表示素子２１６に表示する。
【００１３】
レンズ駆動制御回路２０６は交換レンズ２０２のフォーカシング状態、ズーミング状態、絞り設定状態などに応じて口径情報を変更する。具体的には、レンズ駆動制御回路２０６はズーミング用レンズ２０８およびフォーカシング用レンズ２１０の位置と、絞り２１１の設定位置をモニターし、これらのモニター情報に応じて口径情報を演算したり、あるいは予め用意されたルックアップテーブルからモニター情報に応じた口径情報を選択する。
【００１４】
ボディ駆動制御回路２１４は、口径情報と画素情報に応じて焦点検出位置に含まれる画素の画像信号を補正した後、周知の焦点検出演算処理を施して焦点検出位置ごとに一対の像の像ズレ量を算出し、これらの像ズレ量に所定の変換係数を乗じて各焦点検出位置におけるデフォーカス量を算出し、デフォーカス量をレンズ駆動制御回路２０６へ送信する。レンズ駆動制御回路２０６はデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を算出し、レンズ駆動量に基づいてフォーカシングレンズ２１０を合焦点へ駆動する。
【００１５】
図２は一実施の形態のデジタルスチルカメラ２０１の焦点検出位置を示す。なお、焦点検出位置はこの一実施の形態に限定されない。この一実施の形態では、撮影画面３００の中央に焦点検出位置３０１を、上下周辺部に焦点検出位置３０２と３０３を、左右周辺部に焦点検出位置３０４と３０５をそれぞれ配置する。
【００１６】
図３は撮像素子２１２の詳細な構成を示す正面図である。撮像素子２１２は撮像用画素３１０を２次元状に配列するとともに、図２に示す５箇所の焦点検出位置３０１〜３０５に対応する部分に焦点検出用画素３１１を配列する。撮像用画素３１０はマイクロレンズ１０と撮像用の光電変換部１１を備え、焦点検出用画素３１１はマイクロレンズ１０と焦点検出用の一対の光電変換部１２、１３を備えている。
【００１７】
図４は撮像用画素３１０の断面図である。撮像用画素３１０では、撮像用の光電変換部１１の前方にマイクロレンズ１０を配置し、マイクロレンズ１０により光電変換部１１を前方に投影する。
【００１８】
図５は焦点検出用画素３１１の断面図である。焦点検出用画素３１１では、焦点検出用の光電変換部１２、１３の前方にマイクロレンズ１０を配置し、マイクロレンズ１０により光電変換部１２、１３を前方に投影する。
【００１９】
図６は光電変換部の投影状態を説明するための図である。なお、図では焦点検出用画素３１１を例示しているが、撮像用画素３１０についても同様である。マイクロレンズ１０により光電変換部１２、１３の中心１６が投影される方向１４は、中心１６とマイクロレンズ主点１８を結んだ直線の方向である。また、マイクロレンズ１０により光電変換部１２、１３が投影される距離は、マイクロレンズ１０の焦点距離、マイクロレンズ１０と光電変換部１２、１３との距離ｄ１、およびマイクロレンズ１０と光電変換部１２、１３との間の媒質の屈折率により決まる。
【００２０】
さらに、マイクロレンズ１０により光電変換部１２、１３が投影される倍率は、投影距離、マイクロレンズ１０と光電変換部１２、１３との距離ｄ１、およびマイクロレンズ１０と光電変換部１２、１３との間の媒質の屈折率により決まる。マイクロレンズ１０により光電変換部１２、１３が受光する光束１５は、投影方向１４に投影倍率で投影距離に投影した光電変換部１２、１３の投影像のサイズおよび位置により決まり、この投影像の範囲を通過し各マイクロレンズに向う光束１５を光電変換部１２、１３が受光する。
【００２１】
図７は撮像用画素と射出瞳の関係を説明するための図である。この図では、光軸９１上にあるマイクロレンズ５０と光電変換部５１とからなる画素と、光軸２１外にあるマイクロレンズ６０と光電変換部６１とからなる画素とを模式的に例示する。図において、９０は仮想的な射出瞳、９１は光学系の光軸、５０、６０はマイクロレンズ、５１、６１は撮像用画素の光電変換部、５７はマイクロレンズ５０による投影方向、６７はマイクロレンズ６０による投影方向、７１、８１は撮像光束、９４はマイクロレンズ５０、６０により投影された光電変換部５１、６１の領域である。
【００２２】
マイクロレンズ５０、６０は光学系の予定結像面近傍に配置されており、光軸９１上に配置されたマイクロレンズ５０によりその背後に配置された光電変換部５１の形状がマイクロレンズ５０から投影距離ｄ４だけ離間した仮想の射出瞳９０上に投影方向５７で投影され、その投影形状は領域９４を形成する。一方、光軸９１から離間して配置されたマイクロレンズ６０によりその背後に配置された光電変換部６１の形状がマイクロレンズ６０から投影距離ｄ４だけ離間した仮想の射出瞳９０上に投影方向６７で投影され、その投影形状は領域９４を形成する。すなわち、投影距離ｄ４にある仮想射出瞳９０上で各画素の光電変換部の投影形状（領域９４）が一致するように各画素の投影方向を決定する。
【００２３】
光電変換部５１は、領域９４を通過しマイクロレンズ５０へ向う焦点検出光束７１によってマイクロレンズ５０上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、光電変換部６１は、領域９４を通過しマイクロレンズ６０へ向う焦点検出光束８１によってマイクロレンズ５０上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００２４】
図８は焦点検出用画素と射出瞳の関係を説明するための図である。図において、９０は仮想の射出瞳、９１は光学系の光軸、５０、６０はマイクロレンズ、（５２、５３）と（６２、６３）は焦点検出用画素の一対の光電変換部、５７はマイクロレンズ５０による投影方向、６７はマイクロレンズ６０による投影方向、７２，７３、８２，８３は焦点検出光束、９２はマイクロレンズ５０、６０により投影された光電変換部５２、６２の領域（測距瞳）、９３はマイクロレンズ５０、６０により投影された光電変換部５３、６３の領域（測距瞳）である。
【００２５】
図８では、光軸９１上にあるマイクロレンズ５０と一対の光電変換部５２、５３とからなる画素と、光軸外にあるマイクロレンズ６０と一対の光電変換部６２、６３とからなる画素を模式的に例示する。マイクロレンズ５０、６０は光学系の予定結像面近傍に配置されており、光軸９１上に配置されたマイクロレンズ５０によりその背後に配置された一対の光電変換部５２、５３の形状が、マイクロレンズ５０から投影距離ｄ４だけ離間した仮想の射出瞳９０上に投影方向５７で投影され、その投影形状は測距瞳９２，９３を形成する。
【００２６】
一方、光軸９１から離間して配置されたマイクロレンズ６０によりその背後に配置された一対の光電変換部６２、６３の形状が、マイクロレンズ６０から投影距離ｄ４だけ離間した仮想の射出瞳９０上に投影方向６７で投影され、その投影形状は測距瞳９２、９３を形成する。すなわち、投影距離ｄ４にある仮想射出瞳９０上で各画素の光電変換部の投影形状（測距瞳９２、９３）が一致するように各画素の投影方向が決定されている。
【００２７】
光電変換部５２は、測距瞳９２を通過しマイクロレンズ５０に向う焦点検出光束７２によってマイクロレンズ５０上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、光電変換部５３は、測距瞳９３を通過しマイクロレンズ５０に向う焦点検出光束７３によってマイクロレンズ５０上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。一方、光電変換部６２は、測距瞳９２を通過しマイクロレンズ６０に向う焦点検出光束８２によってマイクロレンズ６０上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また、光電変換部６３は、測距瞳９３を通過しマイクロレンズ６０に向う焦点検出光束８３によってマイクロレンズ６０上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００２８】
上記のような焦点検出用画素をアレイ状に多数配置し、その背後に配置した一対の光電変換部の出力をまとめることによって、測距瞳９２と測距瞳９３を各々通過する焦点検出光束が画素列上に形成する一対の像の強度分布に関する情報が得られる。この情報に対して周知の像ズレ検出演算処理（相関処理、位相差検出処理）を施すことによって、いわゆる瞳分割焦点検出方式で一対の像の像ズレ量を検出することができる。さらに、像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることによって、予定結像面に対する現在の結像面（予定結像面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における結像面）の偏差（デフォーカス量）を算出することができる。
【００２９】
図９は撮像光束のケラレを説明するための図である。図において、５は予定結像面（撮像素子の配置された面）、３、４は撮像光束、４５は予定結像面５と光軸９１の交点、４６は予定結像面５上で光軸９１から離間した点、４０は仮想射出瞳面、４１、４４は仮想射出瞳面４０以外の位置にある光学系の絞りの射出瞳、６８は点４６にある画素の投影方向である。
【００３０】
撮像用画素の位置が光軸上にある場合、予定結像面５から距離ｄ４に設定された仮想射出瞳面４０上に領域９４が形成されており、光学系の射出瞳の位置がこの仮想射出瞳面４０に一致し、さらに射出瞳径が領域９４を包含するような径（形状）であれば撮像光束４にケラレは発生しない。仮想射出瞳面４０に一致した位置に光学系の射出瞳があり、射出瞳径が小さくなり領域９４を包含できなくなると、撮像光束４の一部を遮光していわゆるケラレと呼ばれる現象が発生する。
【００３１】
一般に、領域９４は光軸９１に対し対称に設定されており、射出瞳の形状も光軸９１に対し対称となるので、ケラレが発生した場合でも領域９４を通る撮像光束４のケラレ方も対称となり、光学系の射出瞳が仮想射出瞳面４０上にある場合は、光軸９１上の撮像用画素の出力は、光学系の射出瞳と領域９４とがオーバラップしている面積に比例した出力となる。また、仮想射出瞳面４０以外の位置（予定結像面６から距離ｄ５（＜ｄ４）、距離ｄ６（＞ｄ４））に光学系の射出瞳４１、４４（射出瞳径が小さい）が来た場合でも、必ず光軸対称に撮像光束４を遮光するので、光軸９１上の撮像用画素の出力は、光学系の射出瞳と撮像光束４が通過する領域とがオーバラップしている面積に比例した出力となる。
【００３２】
しかしながら、光軸上に撮像用画素の画素構成のバラツキ（マイクロレンズの曲率、光軸のずれ、マイクロレンズと受光部の距離、マイクロレンズの屈折率など）により投影方向（光軸９１に一致）が設計値からずれると、領域９４が光軸に対して非対称な位置に設定されるので、光学系の射出瞳径が小さい場合には射出瞳の位置に関わらず、光学系の射出瞳と撮像光束４が通過する領域とがオーバラップしている面積は、投影方向（光軸９１に一致）が設計値であった場合の面積と異なり、均一輝度面を撮像した時の出力レベルが相違する場合が出てくる。
【００３３】
領域９４の形状は投影倍率や投影距離のズレによっても変化する。すなわち、撮像用画素が光軸上にある場合、投影方向／投影倍率／投影距離などのバラツキによって、光学系の射出瞳と撮像光束４が通過する領域とがオーバラップしている面積は、投影倍率／投影距離が設計値であった場合の面積と異なり、均一輝度面を撮像した場合の光電変換部の出力は、投影方向／投影倍率／投影距離が設計値である場合に対してバラツクことになる。
【００３４】
撮像用画素が光軸から離れた位置４６にある場合、予定結像面５から距離ｄ４に設定された仮想射出瞳面４０上に領域９４が形成されており、光学系の射出瞳の位置がこの仮想射出瞳面４０に一致し、さらに射出瞳径が領域９４を包含するような径（形状）であれば、撮像光束３にケラレは発生しない。仮想射出瞳面４０に一致した位置に光学系の射出瞳があり、射出瞳径が小さくなり領域９４を包含できなくなると、撮像光束３の一部を遮光していわゆるケラレと呼ばれる現象が発生する。
【００３５】
一般に、領域９４は光軸９１に対し対称に設定されており、射出瞳の形状も光軸９１に対し対称となるので、ケラレが発生した場合でも領域９４を通る撮像光束３のケラレ方も対称となるので、光学系の射出瞳が仮想射出瞳面４０上にある場合は、位置４６にある撮像用画素の出力は、光学系の射出瞳と撮像光束３が通過する領域とがオーバラップしている面積に比例した出力となる。また、仮想射出瞳面４０以外の位置（予定結像面６から距離ｄ５（＜ｄ４）、距離ｄ６（＞ｄ４））に光学系の射出瞳４１、４４（射出瞳径が小さい）が来た場合は、非対称に撮像光束３を遮光するので、光学系の射出瞳と撮像光束４が通過する領域とがオーバラップしている面積は、射出瞳が仮想射出瞳面４０にある場合の面積と異なり、均一輝度面を撮像した時の出力レベルが射出瞳位置によって相違する場合がでてくる。
【００３６】
さらに、撮像用画素の画素構成のバラツキにより領域９４の投影方向６８が設計値からずれると、領域９４が光軸に対して非対称な位置に設定されるので、射出瞳径が小さい場合には射出瞳の位置に関わらず、撮像光束３のケラレが非対称になり、位置４６にある撮像用画素の出力は均一輝度面を撮像した場合に、同一の射出瞳に対して撮像用画素の画素構成が設計値である場合の出力と一致しなくなる。領域９４の形状は投影倍率や投影距離のズレによっても変化する。すなわち、撮像用の画素が光軸から離れている場合、投影方向／投影倍率／投影距離などのバラツキによって、均一輝度面を撮像した場合の光電変換部の出力は投影方向／投影倍率／投影距離などが設計値である場合の出力に対してバラツクことになる。
【００３７】
なお、撮像用画素が光軸から離れた位置にあり、光学系の射出瞳が仮想射出瞳面と一致しない場合には、撮像用画素が光軸上にある場合に比較して、撮像光束が光軸から遠ざかりケラレ易くなるので、均一輝度面を撮像した時の出力が光軸上の撮像用画素の出力より低下し、低下の程度は光軸からの距離に比例して大きくなる。これは、一般的にシェーディングと呼ばれている現象である。
【００３８】
図１０は焦点検出光束のケラレを説明するための図である。図において、５は予定結像面、６、７、８、９は焦点検出光束、４５は予定結像面５と光軸９１の交点、４６は予定結像面５上で光軸９１から離間した点、４０は仮想射出瞳面、４１、４４は仮想射出瞳面４０以外の位置にある光学系の絞りの射出瞳、６８は点４６にある画素の投影方向である。
【００３９】
焦点検出用画素の位置が光軸上にある場合、予定結像面５から距離ｄ４に設定された仮想射出瞳面４０上に測距瞳９２、９３が形成されており、光学系の射出瞳の位置がこの仮想射出瞳面４０に一致し、さらに射出瞳径が測距瞳９２、９３を包含するような径（形状）であれば、焦点検出光束８、９にケラレは発生しない。しかし、仮想射出瞳面４０に一致した位置に光学系の射出瞳があり、射出瞳径が小さくなり測距瞳９２、９３を包含できなくなると、焦点検出光束８、９の一部を遮光していわゆるケラレと呼ばれる現象が発生する。
【００４０】
一般に、測距瞳９２、９３は光軸９１に対し対称に設定されており、射出瞳の形状も光軸９１に対し対称となるので、ケラレが発生した場合でも測距瞳９２、９３を通る焦点検出光束８、９のケラレ方も対称となるので、光学系の射出瞳が仮想射出瞳面４０上にある場合は、光軸９１上の焦点検出画素の一対の出力のレベルは変化しても出力の比はケラレが生じても変化しない。また、仮想射出瞳面４０以外の位置（予定結像面６から距離ｄ５（＜ｄ４）、距離ｄ６（＞ｄ４））に光学系の射出瞳４１、４４（射出瞳径が小さい）が来た場合でも、必ず光軸対称に焦点検出光束８、９を遮光するので、光軸９１上の焦点検出画素の一対の出力のレベルは変化しても出力の比はケラレが生じても変化しない。
【００４１】
しかしながら、光軸上に焦点検出用画素があっても、画素構成のバラツキにより測距瞳の投影方向（光軸９１に一致）が設計値からずれると、測距瞳９２、９３が光軸に対して非対称な位置に設定されるので、光学系の射出瞳径が小さい場合には射出瞳の位置に関わらず、焦点検出光束８、９のケラレが非対称になり、光軸９１上の焦点検出画素の一対の出力は均一輝度面を撮像した場合に一致しなくなる。
【００４２】
一対の出力の不一致度は光学系の射出瞳径や測距瞳の形状に応じても変化する。測距瞳の形状は投影倍率や投影距離のズレによっても変化する。すなわち、焦点検出用画素が光軸上にある場合、投影方向／投影倍率／投影距離などのバラツキによって、均一輝度面を撮像した場合の一対の光電変換部の出力レベルおよび出力比がバラツクことになる。
【００４３】
焦点検出用画素が光軸からはなれた位置４６にある場合、予定結像面５から距離ｄ４に設定された仮想射出瞳面４０上に測距瞳９２、９３が形成されており、光学系の射出瞳の位置がこの仮想射出瞳面４０に一致し、さらに射出瞳径が測距瞳９２、９３を包含するような径（形状）であれば、焦点検出光束８、９にケラレが発生しない。しかし、仮想射出瞳面４０に一致した位置に光学系の射出瞳があり、射出瞳径が小さくなり測距瞳９２、９３を包含できなくなると、焦点検出光束５６、５７の一部を遮光していわゆるケラレと呼ばれる現象が発生する。
【００４４】
一般に、測距瞳９２、９３は光軸９１に対し対称に設定されており、射出瞳の形状も光軸９１に対し対称となるので、ケラレが発生した場合でも測距瞳９２、９３を通る焦点検出光束６、７のケラレ方も対称となるので、光学系の射出瞳が仮想射出瞳面４０上にある場合は、位置４６にある焦点検出画素の一対の出力のレベルは変化するが出力の比はケラレが生じても変化しない。また、仮想射出瞳面４０以外の位置（予定結像面６から距離ｄ５（＜ｄ４）、距離ｄ６（＞ｄ４））に光学系の射出瞳４１、４４（射出瞳径が小さい）が来た場合は、非対称に焦点検出光束６、７を遮光するので、位置４６にある焦点検出画素の一対の出力の比はケラレが生じることにより変化する。
【００４５】
さらに、焦点検出画素の画素構成のバラツキにより測距瞳の投影方向６８が設計値からずれると、測距瞳９２、９３が光軸に対して対称な位置に設定されないので、射出瞳径が小さい場合には射出瞳の位置に関わらず、焦点検出光束６、７のケラレが非対称になり、光軸９１上の焦点検出画素の一対の出力は均一輝度面を撮像した場合に一致しなくなる。
【００４６】
一対の出力の不一致度は光学系の射出瞳径や測距瞳の形状に応じても変化する。測距瞳の形状は投影倍率や投影距離のズレによっても変化する。すなわち、焦点検出用画素の画面上の位置が光軸から離れている場合、投影方向／投影倍率／投影距離などのバラツキによって、均一輝度面を撮像した場合の一対の光電変換部の出力および出力比がバラツクことになる。
【００４７】
図１１は投影方向のバラツキを説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と撮像用画素の光電変換部の投影領域の関係を示す。なお、光学系の射出瞳４２が仮想射出瞳面に一致しているとする。光軸上の撮像用画素から光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した領域３０（実線）は投影方向が設計値通りであれば、その中心は射出瞳４２の中心と一致している。投影方向がずれると光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した領域３１（破線）も領域３０からずれる。領域３０の外形が射出瞳４２の外形近傍にある場合には、領域３０と射出瞳４２が重なる領域の面積が領域３１と射出瞳４２が重なる領域の面積とに相違を生ずる。そのために、同一の輝度面を撮像した場合、投影方向が設計値通りの場合と投影方向に誤差がある場合で撮像画素の出力レベルに相違が生ずる。
【００４８】
投影方向の誤差情報と領域３０、領域３１のサイズ情報（光電変換部のサイズ／投影倍率／投影距離などから算出）と光学系の射出瞳４２の情報（サイズ／位置）に基づき、領域３０と射出瞳４２が重なる領域の面積と領域３１と射出瞳４２が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影方向に誤差がある場合の撮像画素の出力レベルを補正することによって、投影方向に誤差がない場合の撮像画素の出力レベルに補正することができる。
【００４９】
図１２は投影倍率のバラツキを説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と撮像用画素の光電変換部の投影領域の関係を示す。なお、光学系の射出瞳４２が仮想射出瞳面に一致しているとする。光軸上の撮像用画素から光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した領域３０（実線）は投影方向が設計値通りであれば、その中心は射出瞳４２の中心と一致している。投影倍率がずれる（図では小さくなる）と光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した領域３２（破線）のサイズが領域３０サイズから変化し、領域３０と射出瞳４２が重なる領域の面積と領域３２と射出瞳４２が重なる領域の面積とに相違を生ずる。そのために、同一の輝度面を撮像した場合、投影倍率が設計値通りの場合と投影倍率に誤差がある場合で撮像画素の出力レベルに相違が生ずる。
【００５０】
投影倍率の誤差情報と領域３０、領域３２のサイズ情報（光電変換部のサイズ／投影倍率／投影距離などから算出）と光学系の射出瞳４２の情報（サイズ／位置）に基づき、領域３０と射出瞳４２が重なる領域の面積と領域３２と射出瞳４２が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影倍率に誤差がある場合の撮像画素の出力レベルを補正することによって、投影倍率に誤差がない場合の撮像画素の出力レベルに補正することができる。
【００５１】
図１３は投影方向のバラツキを説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と焦点検出用画素の一対の光電変換部の投影領域（測距瞳）の関係を示す。なお、光学系の射出瞳４２が仮想射出瞳面に一致しているとする。光軸上の焦点検出用画素から一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した測距瞳２０、２１（実線）は投影方向が設計値通りであれば、仮想射出瞳面の中心を通る直線（図ではＹ軸）に対し線対称となる。投影方向がずれる（図においてＸ軸方向およびＹ軸方向）と一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した測距瞳２２、２３（破線）も測距瞳２０、２１からＸ軸方向およびＹ軸方向にずれる。測距瞳２０、２１の外形が射出瞳４２の外形近傍にある場合には、測距瞳２０、２１と射出瞳４２が重なる領域の面積が測距瞳２２、２３と射出瞳４２が重なる領域の面積とに相違を生ずる。そのために、同一の輝度面を焦点検出用画素で受光した場合、投影方向が設計値通りの場合と投影方向に誤差がある場合で焦点検出用画素の一対の出力の比に相違が生ずる。
【００５２】
投影方向の誤差情報（仮想射出瞳面の中心に対する、Ｘ軸／Ｙ軸方向の偏差量）と測距瞳２０、２１、測距瞳２２、２３のサイズ情報（光電変換部のサイズ／投影倍率／投影距離などから算出）と光学系の射出瞳４２の情報（サイズ／位置）に基づき、測距瞳２０、２１と射出瞳４２が重なる領域の面積と測距瞳２２、２３と射出瞳４２が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影方向に誤差がある場合の焦点検出用画素の出力レベルを補正することによって、投影方向に誤差がない場合の焦点検出用画素の出力レベル（すなわち一対の出力の比が１）に補正することができる。
【００５３】
図１４は投影方向のバラツキに対する射出瞳サイズの影響を説明するための図である。射出瞳４３の外形が小さくなると、測距瞳の投影方向の同じ偏差に対して、図１４に示すように測距瞳２０、２１と射出瞳４３が重なる領域の面積が測距瞳２２、２３と射出瞳４３が重なる領域の面積とに図１３で示した相違より大きな相違を生ずる。そのために、同一の輝度面を焦点検出用画素で受光した場合、光学系の射出瞳径が小さい場合には焦点検出用画素の一対の出力の比によりおおきな相違が生ずる。
【００５４】
図１５は投影倍率のバラツキを説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と焦点検出用画素の一対の光電変換部の投影領域（測距瞳）の関係を示す。なお、光学系の射出瞳４２が仮想射出瞳面に一致しているとする。光軸上の焦点検出用画素から一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に設計値通りの撮影倍率で投影すると測距瞳２０、２１（実線）となる。投影倍率がずれる（図では小さくなる）と一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した測距瞳２４、２５（破線）も測距瞳２０、２１よりサイズが変化し、測距瞳２０、２１と射出瞳４２とが重なる領域の面積と測距瞳２４、２５と射出瞳４２が重なる領域の面積とに相違を生ずる。そのために、同一の輝度面を焦点検出用画素で受光した場合、投影倍率が設計値通りの場合と投影倍率に誤差がある場合で焦点検出用画素の一対の出力レベルに相違が生ずる。
【００５５】
投影倍率の誤差情報と測距瞳２０、２１のサイズ情報（光電変換部のサイズ／投影倍率／投影距離などから算出）と光学系の射出瞳４２の情報（サイズ／位置）に基づき、測距瞳２０、２１と射出瞳４２が重なる領域の面積と測距瞳２４、２５と射出瞳４２が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影倍率に誤差がある場合の焦点検出用画素の出力レベルを補正することにより、投影倍率に誤差がない場合の焦点検出用画素の出力レベルに補正することができる。
【００５６】
図１６は投影方向と投影倍率のバラツキを説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と焦点検出用画素の一対の光電変換部の投影領域（測距瞳）の関係を示す。なお、光学系の射出瞳４３が仮想射出瞳面に一致しているとする。測距瞳２０、２１（実線）は光軸上の焦点検出用画素から一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に設計値通り投影方向／投影倍率で投影した場合の測距瞳の領域を示している。投影方向と投影倍率の両方が同時にずれると一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した測距瞳２６、２７（破線）も測距瞳２０、２１に対してＸ軸方向およびＹ軸方向にずれるとともに、そのサイズも変化し、測距瞳２０、２１と射出瞳４３が重なる領域の面積が測距瞳２６、２７と射出瞳４３が重なる領域の面積とに相違を生ずる。そのために、同一の輝度面を焦点検出用画素で受光した場合、投影方向および投影倍率が設計値通りの場合と投影方向および投影倍率に誤差がある場合で焦点検出用画素の一対の出力の比に相違が生ずる。
【００５７】
投影方向と投影倍率の誤差情報と測距瞳２０、２１のサイズ情報（光電変換部のサイズ／投影方向／投影倍率／投影距離などから算出）と光学系の射出瞳４３の情報（サイズ／位置）に基づき、測距瞳２０、２１と射出瞳４３が重なる領域の面積と測距瞳２６、２７と射出瞳４３が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影方向および投影倍率に誤差がある場合の焦点検出用画素の出力レベルを補正することにより、投影方向および投影倍率に誤差がない場合の焦点検出用画素の出力レベルに補正することができる。
【００５８】
図１７は画素位置および光束内の光線分布の影響を説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と撮像用画素の光電変換部の投影領域の関係を示す。なお、光学系の射出瞳４７が仮想射出瞳面に一致しているとする。光軸から離れた位置の撮像用画素から光学系の射出瞳４７を見た場合、そのときの光軸に対する角度に応じて射出瞳４７は変形（円形から楕円形）に変形する。また、光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に投影した領域３３はマイクロレンズの回折や収差により領域３３を通過する面内で一様な光線量の分布ではない（図では領域３３の内部の濃度でこれを示しており、領域３３の中心部で光線量が多い）。
【００５９】
投影方向あるいは投影倍率の誤差に応じて画素出力を補正する場合には、上記画素位置に応じた射出瞳の変形および領域内の光線量の分布を考慮する必要がある。投影方向と投影倍率の誤差情報と領域３３の情報（光電変換部のサイズ／投影方向／投影倍率／投影距離／収差／回折などから算出）と光学系の射出瞳４７の情報（サイズ／位置）と画素位置情報に基づき、投影倍率／投影距離の誤差がない場合の領域と射出瞳４７が重なる領域の面積と領域３３と射出瞳４７が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影方向および投影倍率に誤差がある場合の撮像用画素の出力レベルを補正することによって、投影方向および投影倍率に誤差がない場合の撮像用画素の出力レベルに補正することができる。
【００６０】
図１８は画素位置および光束内の光線分布の影響を説明するための図であり、仮想射出瞳面における光学系の射出瞳と焦点検出用画素の光電変換部の投影領域の関係を示す。光軸から離れた位置（画面周辺）に焦点検出用画素がある場合、光学系の絞りの射出瞳以外のレンズ外形に対応する射出瞳が焦点検出用光束を規制（遮光）する要因となり得る。光軸から離れた位置の焦点検出用画素から光学系の仮想射出瞳面を見た場合、そのときの光軸に対する角度に応じて絞り以外のレンズ外形に対応した射出瞳４８が光学系の射出瞳として作用し、射出瞳４８は複数の射出瞳形状を合成した形状となる。また、一対の光電変換部をマイクロレンズにより仮想射出瞳面に誤差を持つ投影方向や投影倍率で投影した測距瞳２８、２９はマイクロレンズの回折や収差により測距瞳２８、２９の面内において一様な光線量の分布ではない。
【００６１】
投影方向あるいは投影倍率の誤差に応じて画素出力を補正する場合には、上記画素位置に応じた射出瞳の変形および測距瞳内部の光線量の分布を考慮する必要がある。投影方向と投影倍率の誤差情報と測距瞳２８、２９の位置およびサイズおよび分布情報（光電変換部のサイズ／投影方向／投影倍率／投影距離／収差／回折などから算出）と光学系の射出瞳４８の情報（絞りおよびその他レンズのサイズ／光軸方向の位置）と画素位置情報に基づき、測距瞳情報（位置／サイズ／分布）と画素位置に応じた射出瞳情報を得るとともに、投影倍率／投影距離の誤差がない場合の測距瞳と射出瞳４８が重なる領域の面積と投影倍率／投影距離の誤差がある場合の測距瞳２８、２９と射出瞳４８が重なる領域の面積の比を算出し、その比により投影方向および投影倍率に誤差がある場合の焦点検出用画素の出力レベルを補正することによって、投影方向および投影倍率に誤差がない場合の焦点検出用画素の出力レベルに補正することができる。
【００６２】
以上の説明をまとめると、撮像用画素あるいは焦点検出用画素の出力を補正する場合には次の情報が必要となる。第１に口径情報（＝射出瞳情報）が必要である。口径情報は光学系側の構成に関わる情報であって、光学系の絞りおよびその他のレンズ外形（口径）に対応する射出瞳およびその光軸方向の位置に関する情報である。射出瞳情報は、光学系の直接的な構成情報（絞りおよびその他のレンズ外形（口径）とその光軸方向の位置）と光学特性情報（パワー配置等）とから演算で求めてもよい。口径情報が光学系の状態（フォーカシング状態／ズーミング状態／絞り設定状態）によって変化する場合は、光学系の状態を検知して対応する口径情報に変更する。口径情報は、設計値または実測値を記憶したルックアップテーブルから、検出した光学系の状態（フォーカシング状態／ズーミング状態／絞り設定状態）に応じて読み出される。
【００６３】
第２に画素情報が必要である。画素情報は撮像素子（撮像画素、焦点検出画素）の側の構成に関わる情報であって、光電変換部のマイクロレンズによる投影領域に関する情報（投影倍率／投影方向／投影距離およびその偏差、投影収差／回折度合い、光電変換部のサイズ）である。投影領域に関する情報は、画素の直接的な構成情報（マイクロレンズ曲率およびその誤差、マイクロレンズと光電変換部の光軸方向の相対的な位置関係およびその誤差、マイクロレンズと光電変換部の光軸方向と直交する面内での相対的な位置関係およびその誤差、光電変換部のサイズおよびその誤差）として保持し、演算により投影倍率／投影方向を求めるようにしてもよい。画素情報にはさらに光軸から画素までの距離とその誤差（画面内での位置およびその誤差）を含むようにしてもよい。
【００６４】
次に、画素ごとの投影方向／投影倍率／分布情報等の情報の測定方法について説明する。仮想射出瞳面で輝点を２次元的に走査した時の各画素の出力を処理することによって測定する方法がある。また、仮想射出瞳面上に所定の形状の開口を均一輝度で照明した場合の各画素の出力を処理する方法がある。例えば、仮想射出瞳面上のＸ軸またはＹ軸に対称な細いスリット開口を挿入し、その時の一対の光電変換部の出力比から、一対の測距瞳の位置ズレデータを算出する。仮想射出瞳面上のＸ軸またはＹ軸を境界として、片側を開口、もう片側を遮光した場合の画素出力の比データから投影方向を算出する。仮想射出瞳面上で開口径を変化させたときの画素出力の変化度合いから投影倍率を算出する。さらに別の測定方法として、各画素の構成要素の寸法をレーザープローブなどにより直接測定したデータを処理する方法がある。
【００６５】
画素情報の格納方法としては、まず、画素ごとに投影倍率、投影方向のデータを格納し、領域内の光量分布などの２次元的な情報は画素ごとに演算によって求める方法がある。次に、画素毎に投影倍率、投影方向のデータを格納し、領域内の光量分布などの２次元的な情報は、画素ごとに記憶するとデータ量が多量になるので、所定画素ブロックまたは全画素共通なデータとして予め演算または実測して格納しておく方法がある。
【００６６】
上記口径情報（光学系の種類および状態に応じて変化する）と画素情報（実測により記憶固定）とを組み合わせて補正情報を演算し、実使用条件においての画素出力の補正を行うことによって、少ないデータ（画素情報）で多くの条件（口径情報）に対応可能な補正を行うことができる。
【００６７】
図１９は撮像用画素出力の補正を説明するための図である。図において、横軸は画素位置を表し、縦軸は画素出力を表す。ある光学系を介して均一輝度面を撮像した場合の画素出力１０１は、投影倍率／投影方向などのバラツキにより、図のように変動している。予め測定した画素情報（投影方向／投影倍率のバラツキ）と光学系の口径情報に基づき、光量補正情報（誤差のない光軸上画素の出力を基準とした各画素の出力の逆数）を演算で求め、各画素出力に補正情報を乗ずることによって、バラツキを軽減した均一輝度に対する画素出力１０２を得ることができる。
【００６８】
図２０は焦点検出用画素出力の補正を説明するための図である。図において、横軸は画素位置を表し、縦軸は画素出力を表す。ある光学系を介して均一輝度面を撮像した場合の一対の画素出力１０３，１０４は、投影倍率／投影方向などのバラツキにより、互いに図のように変動しており一致していない。予め測定した画素情報（投影方向／投影倍率のバラツキ）と光学系の口径情報に基づき、光量補正情報（誤差のない光軸上の一対の画素の出力を基準とした各画素の一対の出力の逆数）を演算で求め、各画素の一対の出力に補正情報を乗ずることによって、バラツキを軽減した均一輝度に対する一対の画素出力１０５（図では一致して示す）を得ることができる。
【００６９】
図２１は、一実施の形態のデジタルスチルカメラ（撮像装置）の動作を示すフローチャートである。ボディ駆動制御回路２１４のマイクロコンピューターは、カメラの電源が投入されるとこの動作を繰り返し実行する。ステップ１００で電源がＯＮされるとステップ１１０へ進み、レンズ駆動制御回路２０６から口径情報を受信する。ステップ１２０で、口径情報と画素情報（画素バラツキ情報と焦点検出位置情報）に基づいて、各画素毎（撮像用画素、焦点検出用画素）に光量補正情報を演算する。ステップ１３０では、焦点検出用画素から一対の像信号を読み出し、光量補正情報で補正する。
【００７０】
次に、ステップ１４０で、各焦点検出用画素ごとに補正された一対の像信号に基づいて、周知の像ズレ検出演算処理を行って像ズレ量を求める。続くステップ１５０で像ズレ量に変換係数を乗じてデフォーカス量に変換する。ステップ１６０においてデフォーカス量に基づいて光学系が合焦状態か否かを判定する。合焦状態でないと判定した場合はステップ１７０へ進み、デフォーカス量をレンズ駆動制御回路２０６へ送信して光学系のフォーカシング用レンズ２１０を合焦位置に駆動させ、ステップ１１０へ戻って上記動作を繰り返す。
【００７１】
一方、合焦状態と判定した場合はステップ１８０へ進み、シャッターレリーズがなされたか否かを判定する。シャッターレリーズがなされていないと判定された場合はステップ１１０へ戻り、上記動作を繰り返す。シャッターレリーズがなされたと判定された場合はステップ１９０へ進み、撮像用画素から画像信号を読み出して光量補正情報で補正する。ステップ２００で補正後の画像信号を画像記憶用メモリーカード２１９に保存した後、ステップ１１０へ戻って上記動作を繰り返す。
【００７２】
このように、一実施の形態によれば、光電変換部の前方にマイクロレンズを配置した画素を光学系の予定結像面近傍に配列した撮像素子を用いて被写体像を撮像する撮像装置において、各画素の光学的なバラツキ情報を記憶しておき、記憶されている各画素のバラツキ情報に基づいて撮像素子の各画素の出力を補正するようにしたので、比較的少量の補正用データを記憶しておくだけで各画素の出力のバラツキを効率的かつ確実に補正することができる。
【００７３】
また、一実施の形態によれば、光学系の射出瞳の口径情報を入手し、各画素のバラツキ情報と口径情報とに基づいて撮像素子の各画素の出力を補正するようにしたので、光学系の種類や使用条件に拘わらず、比較的少量の補正用データを記憶しておくだけで各画素の出力のバラツキを効率的かつ確実に補正することができる。
【００７４】
さらに、一実施の形態によれば、画素の光電変換部は一対の光電変換部から構成し、複数の画素から出力される一対の出力データに基づいて光学系の焦点調節状態を検出するようにしたので、光学系の種類や使用条件に拘わらず、比較的少量の補正用データを記憶しておくだけで各画素の出力のバラツキを効率的かつ確実に補正することができ、焦点検出精度を向上させることができる。
【００７５】
なお、上述した一実施の形態では本願発明の撮像装置を交換レンズ２０２とカメラボディ２０３から構成されるデジタルスチルカメラ２０１に適用した例を示したが、本願発明の撮像装置はデジタルスチルカメラに限定されず、レンズ一体型のデジタルスチルカメラやビデオカメラ、携帯電話等に内蔵される小型カメラモジュールなどのあらゆる装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】一実施の形態のデジタルスチルカメラの構成を示す図である。
【図２】一実施の形態のデジタルスチルカメラの焦点検出位置を示す図である。
【図３】撮像素子の詳細な構成を示す正面図である。
【図４】撮像用画素の断面図である。
【図５】焦点検出用画素の断面図である。
【図６】光電変換部の投影状態を説明するための図である。
【図７】撮像用画素と射出瞳の関係を説明するための図である。
【図８】焦点検出用画素と射出瞳の関係を説明するための図である。
【図９】撮像光束のケラレを説明するための図である。
【図１０】焦点検出光束のケラレを説明するための図である。
【図１１】投影方向のバラツキを説明するための図である。
【図１２】投影倍率のバラツキを説明するための図である。
【図１３】投影方向のバラツキを説明するための図である。
【図１４】投影方向のバラツキに対する射出瞳サイズの影響を説明するための図である。
【図１５】投影倍率のバラツキを説明するための図である。
【図１６】投影方向と投影倍率のバラツキを説明するための図である。
【図１７】画素位置および光束内の光線分布の影響を説明するための図である。
【図１８】画素位置および光束内の光線分布の影響を説明するための図である。
【図１９】撮像用画素出力の補正を説明するための図である。
【図２０】焦点検出用画素出力の補正を説明するための図である。
【図２１】一実施の形態のデジタルスチルカメラ（撮像装置）の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７７】
１０  マイクロレンズ
１１、１２、１３  光電変換部
２０１  デジタルスチルカメラ
２０２  交換レンズ
２０３  カメラボディ
２０６  レンズ駆動制御回路
２０８  ズーミング用レンズ
２１０  フォーカシング用レンズ
２１１  絞り
２１２  撮像素子
２１４  ボディ駆動制御回路
２１８  画素情報メモリ
３１０  撮像用画素
３１１  焦点検出用画素
【図１】
2007189312.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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