(57)【要約】【課題】撮影光学系の射出瞳面の異なる領域を通過した一対の光束のいずれか一方に撮影光学系によるケラレが発生して撮像素子から出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生したとしても、両信号データ列の相関関係を正確に検出する。【解決手段】ボディ制御部２１４は、Ａ列の焦点検出信号列を第１補正変数ｆ［ｋ］を乗じて第２補正変数ｇ［ｋ］を加算することで得られる信号列を現在のシフト量ｋだけシフトさせた信号列と、Ｂ列の焦点検出信号列Ｂ［ｉ］との差分の二乗和が最小となる第１補正値ｆｋおよび第２補正値ｇｋを算出する演算と、各シフト量ｋごとの第１補正値ｆｋと第２補正値ｇｋとに基づいた相関量の演算とを、シフト量ｋを所定量ずつ変化させながら繰り返す。【選択図】図１
2013164452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電気信号データから構成される第１の電気信号データ列を出力する第1電気信号データ列出力手段と、
複数の電気信号データから構成される第２の電気信号データ列を出力する第２電気信号データ列出力手段と、
前記第１の電気信号データ列に第１の補正値変数を乗ずると共に第２の補正値変数を加算して第３の電気信号データ列を算出する第３電気信号データ列算出手段と、
前記第３の電気信号データ列と前記第２の電気信号データ列とを相対的に所定量ずつシフトしながら、前記第３及び第２の電気信号データ列の差分の絶対値または２乗値である差分値の和を演算する演算式について、各シフト量毎に、前記差分値の和を最小にするような、前記第１の補正値変数及び前記第２の補正値変数に対する第１の補正値及び第２の補正値を算出する補正値算出手段と、
前記第１の電気信号データ列に各シフト量毎の前記第１の補正値をそれぞれ乗ずると共に各シフト量毎の前記第２の補正値をそれぞれ加算して各シフト量毎の第４の電気信号データ列を算出する第４電気信号データ列算出手段と、
前記各シフト量毎の前記第４の電気信号データ列と前記第２の電気信号データ列との相関量を演算する相関演算手段と、を備えることを特徴とする相関演算装置。
【請求項２】
結像光学系の瞳の異なった一対の領域を通過した一対の光束を受光して、複数の電気信号データから構成される第1の電気信号データ列と、複数の電気信号データから構成される第２の電気信号データ列とをそれぞれ出力する光電変換手段と、
前記第１の電気信号データ列に第１の補正値変数を乗ずると共に第２の補正値変数を加算して第３の電気信号データ列を算出する第３電気信号データ列算出手段と、
前記第３の電気信号データ列と前記第２の電気信号データ列とを相対的に所定量ずつシフトしながら、前記第３及び第２の電気信号データ列の差分の絶対値または２乗値である差分値の和を演算する演算式について、各シフト量毎に、前記差分値の和を最小にするような、前記第１の補正値変数及び前記第２の補正値変数に対する第１の補正値及び第２の補正値を算出する補正値算出手段と、
前記第１の電気信号データ列に各シフト量毎の前記第１の補正値をそれぞれ乗ずると共に各シフト量毎の前記第２の補正値をそれぞれ加算して各シフト量毎の第４の電気信号データ列を算出する第４電気信号データ列算出手段と、
前記各シフト量毎の第４の電気信号データ列と前記第２の電気信号データ列との相関量を演算する相関演算手段と、
前記相関演算手段によって演算された相関量に基づきデフォーカス量を演算し、前記結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、を備えることを特徴とする焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は相関演算装置と、その相関演算装置を備える焦点検出装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
対象物体の光像をそれぞれ一対の光電変換素子アレイ上に形成し、それらの光電変換素子アレイから出力される一対の電気信号データ列の相関を演算する装置が知られている。たとえば、撮影光学系の射出瞳面の異なる領域を通過した一対の光束を撮像素子で受光し、撮像素子上に結像された一対の光像を一対の電気信号データ列に変換し、これらの信号データ列の相関を演算して撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３３３７２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の相関演算方法では、一対の信号データ列Ａ［１］、Ａ［２］、・・・、Ａ［Ｎ］とＢ［１］、Ｂ［２］、・・・、Ｂ［Ｎ］（Ｎはデータの個数）をシフト量ｋを変えながら比較し、単に両信号データ列の差の絶対値の総和Σ｜Ａ［ｎ］−Ｂ［ｎ+ｋ］｜を求めて両信号データ列の相関量Ｃ(ｋ)を演算しているので、例えば一対の光束のいずれか一方に撮影光学系による“ ケラレ” が発生した場合には、撮像素子から出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生し、両信号データ列の相関関係を正確に検出できなくなるという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る相関演算装置は、複数の電気信号データから構成される第1の電気信号データ列を出力する第1電気信号データ列出力手段と、複数の電気信号データから構成される第２の電気信号データ列を出力する第２電気信号データ列出力手段と、前記第１の電気信号データ列に第１の補正値変数を乗ずると共に第２の補正値変数を加算して第３の電気信号データ列を算出する第３電気信号データ列算出手段と、前記第３の電気信号データ列と前記第２の電気信号データ列とを相対的に所定量ずつシフトしながら、前記第３及び第２の電気信号データ列の差分の絶対値または２乗値である差分値の和を演算する演算式について、各シフト量毎に、前記差分値の和を最小にするような、前記第１の補正値変数及び前記第２の補正値変数に対する第１の補正値及び第２の補正値を算出する補正値算出手段と、前記第１の電気信号データ列に各シフト量毎の前記第１の補正値をそれぞれ乗ずると共に各シフト量毎の前記第２の補正値をそれぞれ加算して各シフト量毎の第４の電気信号データ列を算出する第４電気信号データ列算出手段と、前記各シフト量毎の前記第４の電気信号データ列と前記第２の電気信号データ列との相関量を演算する相関演算手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、撮影光学系の射出瞳面の異なる領域を通過した一対の光束のいずれか一方に撮影光学系によるケラレが発生して撮像素子から出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生したとしても、両信号データ列の相関関係を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態による相関演算装置および焦点検出装置を有するデジタルカメラの構成図である。
【図２】撮像素子の平面図である。
【図３】マイクロレンズを用いた瞳分割方式による焦点検出の説明図である。
【図４】画面中心から離れた焦点検出画素における瞳領域のケラレの説明図である。
【図５】相関演算の対象となる二つの焦点検出信号列の一例を示す図である。
【図６】相関演算の対象となる二つの焦点検出信号列の一例を示す図である。
【図７】相関演算処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本願発明を撮像装置としてのデジタ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カメラの構成を示す図である。一実施の形態のデジタルカメラ２０１は交換レンズ２０２とカメラボディ２０３とから構成され、交換レンズ２０２はカメラボディ２０３のマウント部２０４に装着される。
【０００９】
交換レンズ２０２は、レンズ制御部２０６、ズームレンズ２０８、結像用レンズ２０９、フォーカシングレンズ２１０、および絞り２１１を含む。レンズ制御部２０６は、マイクロコンピューターとメモリなどで構成され、フォーカシングレンズ２１０と絞り２１１の駆動制御、絞り２１１、ズームレンズ２０８およびフォーカシングレンズ２１０の状態検出、カメラボディ２０３へのレンズ情報の送信と、カメラボディ２０３からの焦点検出信号の受信、受信した焦点検出信号に基づくレンズ駆動量演算などを行う。
【００１０】
結像用レンズ２０９は、絞り２１１よりも前方（被写体側）に配置されている。ズームレンズ２０８およびフォーカシングレンズ２１０は、絞り２１１よりも後方（撮像素子２１２側）に配置されている。
【００１１】
カメラボディ２０３は、撮像素子２１２、撮像素子駆動制御部２１９、ボディ制御部２１４、液晶表示素子駆動回路２１５、液晶表示素子２１６、接眼レンズ２１７、および操作部材２１８などを含み、着脱可能なメモリーカード２２０が装着されている。撮像素子２１２は、交換レンズ２０２の予定結像面に配置されている。
【００１２】
図２は、撮像素子２１２の平面図である。撮像素子２１２は、撮像画素４０と焦点検出画素５０とを備える。撮像素子２１２には、複数の撮像画素４０が二次元状に配列されている。撮像素子２１２により撮像される撮像画面には、複数の焦点検出エリアが設定されている。撮像素子２１２の複数の焦点検出エリアの各々に対応する画素領域では、撮像画素４０の代わりに複数の焦点検出画素５０が列を成して配列されており、焦点検出画素列６０を構成している。
【００１３】
撮像画素４０は、マイクロレンズと、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、または青（Ｂ）のカラーフィルタと、光電変換部とをそれぞれ備える。撮像画素４０は、交換レンズ２０２を通過した光束を受光して、受光光束を光電変換した撮像信号をボディ制御部２１４へ送る。焦点検出画素５０は、マイクロレンズと、一対の光電変換部とをそれぞれ備える。焦点検出画素５０は、交換レンズ２０２を通過した光束を受光し、受光光束を光電変換した焦点検出信号をボディ制御部２１４へ送る。
【００１４】
ボディ制御部２１４は、マイクロコンピューターとメモリ２１４ａなどで構成される。ボディ制御部２１４は、撮像素子２１２からの撮像信号や焦点検出信号の読み出し、交換レンズ２０２による焦点調節状態の検出処理、レンズ制御部２０６からのレンズ情報の受信、レンズ制御部２０６へデフォーカス量に関する情報の送信、デジタルカメラシステム全体の動作制御などを行う。ボディ制御部２１４とレンズ制御部２０６は、マウント部２０４の電気接点部２１３を介して通信を行うように構成されている。
【００１５】
液晶表示素子駆動回路２１５は、液晶ビューファインダー（ＥＶＦ：電気的ビューファインダー）を構成する液晶表示素子２１６を駆動する。撮影者は、接眼レンズ２１７を介して液晶表示素子２１６に表示された像を観察する。カメラボディ２０３にはシャッターボタン、焦点検出エリアの設定部材などを含む操作部材２１８が設けられており、これらの操作部材２１８からの操作信号をボディ制御部２１４が検出し、検出結果に応じた動作（撮像動作、焦点検出エリアの設定動作、画像処理動作）の制御を行う。撮像素子駆動制御部２１９は、ボディ制御部２１４からの指示に応じて撮像素子２１２で必要な制御信号を生成する。メモリーカード２２０は、画像信号などを格納記憶する記憶媒体である。
【００１６】
撮像素子２１２は、撮像素子駆動制御部２１９からの制御信号によって信号蓄積および信号読出しのタイミング（フレームレート）が制御される。撮像素子２１２から読出された撮像信号および焦点検出信号は、不図示のＡ／Ｄ変換部でデジタルデータに変換されボディ制御部２１４へ送られる。ボディ制御部２１４は、フレームごとの撮像信号および焦点検出信号の信号列をメモリ２１４ａに記憶させる。ボディ制御部２１４は、メモリ２１４ａに記憶されたフレームごとの焦点検出信号列に基づいてデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量を表す情報をレンズ制御部２０６へ送る。レンズ制御部２０６は、デフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ２１０のレンズ駆動量を算出し、このレンズ駆動量に基づいてフォーカシングレンズ２１０を不図示のモータ等で駆動して合焦位置へ移動させる。
【００１７】
図３を用いて瞳分割方式による焦点検出方法を説明する。図３には、図２の焦点検出画素列６０に含まれる焦点検出画素５０の一部が図示されている。各焦点検出画素５０は、マイクロレンズ５１と一対の光電変換部５２ａと５２ｂとを備える。マイクロレンズ５１は、交換レンズ２０２（図１参照）の予定結像面Ｐ０に配置されている。デジタルカメラ２０１では、射出瞳９０が予定結像面Ｐ０から距離Ｌ１離れた位置Ｐ１に成るように設計されている。距離Ｌ１は、マイクロレンズ５１の曲率および屈折率と、焦点検出画素５０の各マイクロレンズ５１と光電変換部５２ａおよび５２ｂとの間の距離などに応じて定められる。以降、光電変換部５２ａのことを第１光電変換部５２ａと称し、光電変換部５２ｂのことを第２光電変換部５２ｂと称する。
【００１８】
射出瞳９０には、第１光電変換部５２ａの受光面に対応した瞳領域９２ａと、第２光電変換部５２ｂの受光面に対応した瞳領域９２ｂとが含まれる。瞳領域９２ａを通過した光束は、各焦点検出画素５０のマイクロレンズ５１に入射して、各焦点検出画素５０の第１光電変換部５２ａに集光される。一方、瞳領域９２ｂを通過した光束は、各焦点検出画素５０のマイクロレンズ５１に入射して、各焦点検出画素５０の第２光電変換部５２ｂに集光される。
【００１９】
第１光電変換部５２ａは、瞳領域９２ａを通過しマイクロレンズ５１へ向かう光束によってマイクロレンズ５１上に形成される像の強度に対応した焦点検出信号をそれぞれ出力する。以降、第１光電変換部５２ａの各々から出力される焦点検出信号の信号列のことをＡ列の焦点検出信号列と称する。第２光電変換部５２ｂは、瞳領域９２ｂを通過しマイクロレンズ５１へ向かう光束によってマイクロレンズ５１上に形成される像の強度に対応した焦点検出信号をそれぞれ出力する。以降、第２光電変換部５２ｂの各々から出力される焦点検出信号の信号列のことをＢ列の焦点検出信号列と称する。
【００２０】
ボディ制御部２１４は、Ａ列の焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列とに基づいて、後述する相関演算処理を行い、Ａ列の焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列の像ズレ量を検出する。この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デフォーカス量を算出する。
【００２１】
図４は、焦点検出画素５０へ入射する光束のケラレについて説明するための図である。図４には、光軸９１から離れた位置にある焦点検出画素７０が焦点検出画素５０の代表として図示されている。焦点検出画素７０の第２光電変換部５２ｂには、瞳領域９２ｂを通過した光束が入射しており、その光束は射出瞳９０より距離Ｌ２前方（被写体側）に存在する開口制限要素９８（絞り２１１と結像用レンズ２０９）によるケラレが生じていない。一方、焦点検出画素７０の第１光電変換部５２ａには、瞳領域９２ａを通過した光束が入射しており、その光束は射出瞳９０より開口制限要素９８によりケラレが生じている。焦点検出画素７０の第１光電変換部５２ａのみにケラレが生じたため、瞳領域９２ａを通過して第１光電変換部５２ａに集光される光束の光量は、瞳領域９２ｂを通過して第２光電変換部５２ｂに集光される光束の光量より少なくなる。ケラレにより第１光電変換部５２ａおよび第２光電変換部５２ｂが受光する光量がアンバランスになると、Ａ列の焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列に信号強度差が発生する。
【００２２】
図５は、ケラレが生じない場合におけるA列の焦点検出信号列とB列の焦点検出信号列の信号波形を例示したグラフである。図５では、焦点検出画素列６０中の焦点検出画素５０から出力される焦点検出信号の信号強度を縦軸に、焦点検出画素列６０中の焦点検出画素５０の焦点検出画素位置を横軸にとっている。図５の信号波形８１は、Ａ列の焦点検出信号列の信号波形例である。図５の信号波形８２は、Ｂ列の焦点検出信号列の信号波形例である。信号波形８１および信号波形８２は、以降の説明を簡単にするため、正弦波であるものとする。
【００２３】
図５の例では、交換レンズ２０２が非合焦であるものの、焦点検出画素列６０の各焦点検出画素５０へ入射する光束にケラレが生じていない。そのため、信号波形８１と信号波形８２とは、信号強度の振幅および定数成分（オフセット）が等しい。
【００２４】
従来、Ａ列の焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列の像ズレ量の検出には、次式（１）が用いられる。
Ｃ１［ｋ］＝Σ｜Ａ［ｉ＋ｋ］−Ｂ［ｉ］｜    …（１）
【００２５】
式（１）におけるｉは、焦点検出画素列６０に含まれる焦点検出画素５０の画素位置である。Ａ［ｉ］は、画素位置ｉの焦点検出画素５０の第１光電変換部５２ａから出力される焦点検出信号である。Ｂ［ｉ］は、画素位置ｉの焦点検出画素５０の第２光電変換部５２ｂから出力される焦点検出信号である。ｋは、Ａ列の焦点信号列をＢ列の焦点信号列に対して相対的にシフトさせるシフト量である。シフト量ｋは、所定のシフト範囲ｋｍｉｎ〜ｋｍａｘの間の整数とする。
【００２６】
焦点検出画素列６０に含まれる焦点検出画素数をＮとする。このとき、焦点検出信号Ａ［ｉ］の列Ａ［０］Ａ［１］・・・Ａ［Ｎ−１］は、Ａ列の焦点検出信号列を表す。そして、焦点検出信号Ｂ［ｉ］の列Ｂ［０］Ｂ［１］・・・Ｂ［Ｎ−１］は、Ｂ列の焦点検出信号列を表す。
【００２７】
従来の相関演算処理では、上式（１）の相関量Ｃ１［ｋ］を、シフト量ｋをシフト範囲ｋｍｉｎ〜ｋｍａｘの間で変化させながら演算して、相関量Ｃ１［ｋ］の演算結果が最小となるシフト量ｋｄｅｆを求める。そして、その相関量Ｃ１［ｋ］の演算結果が最小となるシフト量ｋｄｅｆに基づいて、デフォーカス量を算出する。
【００２８】
図６は、ケラレが生じた場合におけるA列の焦点検出信号列とB列の焦点検出信号列の信号波形を例示したグラフである。図６では、焦点検出画素列６０中の焦点検出画素５０から出力される焦点検出信号の信号強度を縦軸に、焦点検出画素列６０中の焦点検出画素５０の焦点検出画素位置を横軸にとっている。図６の信号波形８３は、図５の信号波形８１と同様にＡ列の焦点検出信号列の信号波形例である。信号波形８３も、説明を簡単にするため、正弦波であるものとする。
【００２９】
図６の例では、図４のように瞳領域９２ａを通過する光束にケラレが生じたため、Ａ列の焦点検出信号列の信号強度がＢ列の焦点検出信号列の信号強度よりも小さい。すなわち、信号波形８３は、信号波形８２と比べて振幅と定数成分（オフセット）が小さくなっている。この場合、従来のように単純に上式（１）により相関量Ｃ１［ｋ］を算出しても、演算結果が最小となるシフト量ｋｄｅｆを適切に求めることができない。
【００３０】
ボディ制御部２１４は、従来とは異なり、シフト量ｋだけシフトさせたＡ列の焦点検出信号Ａ［ｉ＋ｋ］の振幅と定数成分を、Ｂ列の焦点検出信号Ｂ［ｉ］の振幅と定数成分に近づくように補正した後に、次式（２）を用いて相関量を演算する。
Ｃ２［ｋ］＝Σ｜（Ａ［ｉ＋ｋ］×ｆｋ＋ｇｋ）−Ｂ［ｉ］｜    …（２）
【００３１】
上式（２）において、ｆｋは焦点検出信号Ａ［ｉ＋ｋ］の信号強度の振幅を補正するための第１補正値である。ｇｋは第１補正値ｆｋが乗じられた焦点検出信号Ａ［ｉ＋ｋ］×ｆｋの信号強度と焦点検出信号Ｂ［ｉ］の信号強度との間の信号強度の定数成分（オフセット）の差を補正するための第２補正値である。第１補正値ｆｋと第２補正値ｇｋとは、シフト量ｋごとに算出される。
【００３２】
各シフト量ｋごとの第１補正値ｆｋと第２補正値ｇｋとを適切に算出する演算方法について、最小二乗法を応用した例を説明する。まず、ボディ制御部２１４は、次式（３）を演算する。
χ２＝Σ（（Ａ［ｉ＋ｋ］×ｆ［ｋ］＋ｇ［ｋ］）−Ｂ［ｉ］）２  …（３）
【００３３】
上式（３）において、ｆ［ｋ］は、第１補正変数である。ｇ［ｋ］は、第２補正変数である。演算の結果得られるχ２は、シフト量ｋだけシフトしたＡ列の焦点検出信号列に第１補正変数ｆ［ｋ］を乗じて第２補正変数ｇ［ｋ］を加算した信号列とＢ列の焦点検出信号列との差分（残差）の二乗和であって、第１補正変数ｆ［ｋ］と第２補正変数ｇ［ｋ］とからなる関数となる。
【００３４】
次に、ボディ制御部２１４は、差分の二乗和χ２を第１補正変数ｆ［ｋ］で偏微分した∂χ２／∂ｆと、差分の二乗和χ２を第２補正変数ｇ［ｋ］で偏微分した∂χ２／∂ｇとを演算する。そして、二つの偏微分結果が共に零となるような第１補正変数ｆ［ｋ］および第２補正変数ｇ［ｋ］の値を、二つの偏微分結果に基づく二元連立方程式（４），（５）を解くことにより求める。これらの二元連立方程式（４），（５）の解が第１補正値ｆｋおよび第２補正値ｇｋとなる。
（ΣＡ［ｉ＋ｋ］２）ｆ［ｋ］＋（ΣＡ［ｉ＋ｋ］）ｇ［ｋ］−Σ（Ａ［ｉ＋ｋ］Ｂ［ｉ］）＝０  …（４）
（ΣＡ［ｉ＋ｋ］）ｆ［ｋ］＋Ｎ×ｇ［ｋ］−Σ（Ｂ［ｉ］）＝０  …（５）
【００３５】
ボディ制御部２１４は、各シフト量ｋごとに算出した第１補正値ｆｋと第２補正値ｇｋとに基づいて、各シフト量ｋごとに相関量Ｃ２［ｋ］を演算し、相関量を算出する。そして、その相関量Ｃ２［ｋ］の演算結果が最小となるシフト量ｋに基づいて、デフォーカス量を算出する。
【００３６】
図７は、ボディ制御部２１４が実行するＡ列の焦点信号列とＢ列の焦点信号列との相関演算処理のフローチャートである。ステップＳ５０１では、ボディ制御部２１４は、ボディ制御部２１４のメモリ２１４ａからＡ列の焦点信号列Ａ［０］Ａ［１］…Ａ［Ｎ−１］と、Ｂ列の焦点信号列Ｂ［０］Ｂ［１］…Ｂ［Ｎ−１］とを取得する。
【００３７】
ステップＳ５０２では、ボディ制御部２１４は、シフト量ｋを初期化する。たとえば、シフト量ｋをシフト範囲の最小値ｋｍｉｎに初期化する。
【００３８】
ステップＳ５０３では、ボディ制御部２１４は、シフト量ｋ＝ｋｍｉｎについて、上式（３）の演算結果χ２が最小となるような第１補正変数ｆ［ｋ］の値（第１補正値ｆｋ）と第２補正変数ｇ［ｋ］の値（第２補正値ｇｋ）とを算出する。
【００３９】
ステップＳ５０４では、ボディ制御部２１４は、シフト量ｋ＝ｋｍｉｎと、ステップＳ５０３の演算で算出された第１補正値ｆｋおよび第２補正値ｇｋの値を上式（２）に代入し、現在のシフト量ｋに対応した相関量Ｃ２［ｋ］を算出する。
【００４０】
ステップＳ５０５では、ボディ制御部２１４は、シフト量ｋ＝ｋｍｉｎと共にステップＳ５０４の演算で算出された相関量Ｃ２［ｋ］を、ボディ制御部２１４のメモリ２１４ａに記憶する。
【００４１】
ステップＳ５０６では、ボディ制御部２１４は、シフト量ｋ＝ｋｍｉｎに所定量Ｔを加算した値がシフト範囲の最大値ｋｍａｘより大きいか否かを判定する。ｋ＋Ｔがｋｍａｘより大きい場合はステップＳ５０８に進み、ｋ＋Ｔがｋｍａｘ以下である場合はステップＳ５０７に進む。ステップＳ５０７では、ボディ制御部２１４は、シフト量ｋの値を所定量Ｔだけ増加させて、ステップＳ５０３〜ステップＳ５０６の処理を繰り返し実行する。
【００４２】
ステップＳ５０８では、ボディ制御部２１４は、ステップＳ５０５でメモリ２１４ａに記憶された相関量Ｃ２［ｋ］の値が最小となるシフト量ｋｄｅｆを探索する。
【００４３】
ボディ制御部２１４は、ステップＳ５０８で探索したシフト量ｋｄｅｆに所定係数を乗ずることによりデフォーカス量を演算する。そして、ボディ制御部２１４は、演算したデフォーカス量に関する情報を焦点検出信号としてレンズ制御部２０６へ送信する。レンズ制御部２０６は、受信した焦点検出信号に基づいて、フォーカシングレンズ２１０のレンズ駆動量を算出する。
【００４４】
以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
デジタルカメラ２０１の撮像素子２１２は、焦点検出画素列６０に含まれる複数の第１光電変換部５２ａの焦点検出信号からＡ列の焦点検出信号列を出力し、焦点検出画素列６０に含まれる複数の第２光電変換部５２ｂの焦点検出信号からＢ列の焦点検出信号列を出力する。デジタルカメラ２０１のボディ制御部２１４は、演算式（３）を用いた演算により、Ａ列の焦点検出信号列を第１補正変数ｆ［ｋ］を乗じて第２補正変数ｇ［ｋ］を加算することで得られる信号列（Ａ［ｉ］×ｆ［ｋ］＋ｇ［ｋ］）をシフト量ｋだけシフトさせた信号列（Ａ［ｉ＋ｋ］×ｆ［ｋ］＋ｇ［ｋ］）とＢ列の焦点検出信号列Ｂ［ｉ］との差分の二乗和（χ２）が最小となる第１補正値ｆｋおよび第２補正値ｇｋを算出する（ステップＳ５０３）。ステップＳ５０３の演算は、シフト量ｋをシフト範囲ｋｍｉｎ〜ｋｍａｘの範囲内で所定量Ｔずつ変化させながら繰り返される（ステップＳ５０６，ステップＳ５０７）。Ａ列の焦点検出信号列をシフト量ｋだけシフトさせた電気信号（Ａ［ｉ＋ｋ］）に各シフト量ｋごとに算出された第１補正値ｆｋを乗じて、各シフト量ｋごとの第２補正値ｇｋを加算した焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列Ｂ［ｉ］との相関量を演算する（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０４の演算も、シフト量ｋをシフト範囲ｋｍｉｎ〜ｋｍａｘの範囲内で所定量Ｔずつ変化させながら繰り返される（ステップＳ５０６，ステップＳ５０７）。これにより、一対の光束のいずれか一方に撮影光学系によるケラレが発生して撮像素子から出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生しても、両信号データ列の相関関係を正確に検出することができる。
【００４５】
さらに、デジタルカメラ２０１のボディ制御部２１４では、ステップＳ５０４でシフト量ｋごとに算出された相関量Ｃ２［ｋ］が最小となるシフト量ｋｄｅｆを算出し、そのシフト量ｋｄｅｆに基づいてデフォーカス量を算出し、そのデフォーカス量に基づいて焦点検出信号をレンズ制御部２０６へ出力する。これにより、一対の焦点検出用光束のいずれか一方に撮影光学系によるケラレが発生して撮像素子から出力される一対の信号データ列に相対的な歪みが発生しても、交換レンズ２０２を適切に焦点調節状態にすることができる。
【００４６】
以上で説明した実施の形態は、以下のように変形して実施できる。
（変形例１）  ステップＳ５０３において第１補正値ｆｋおよび第２補正値ｇｋを算出するとき、上式（３）の代わりに下式（６）を用いてもよい。下式（６）は、Ａ列の焦点検出信号列に第１補正変数ｆ［ｋ］を乗じて第２補正変数ｇ［ｋ］を加算した信号列とＢ列の焦点検出信号列との差分の絶対値の和χを表す。
χ＝Σ｜（Ａ［ｉ＋ｋ］×ｆ［ｋ］＋ｇ［ｋ］）−Ｂ［ｉ］｜  …（６）
【００４７】
（変形例２）  Ａ列の焦点検出信号列に第１補正値ｆｋを乗じて第２補正値ｇｋを加算する補正を行うものとした。しかし、各補正値は、ｉの１次以上の補正関数でもよい。上式（２）の第１補正値ｆｋおよび第２補正値ｇｋを、１次の第１補正関数（ｐｋ×ｉ＋ｑｋ）と１次の第２補正関数（ｒｋ×ｉ＋ｓｋ）による補正に変更した補正関数Ｃ３［ｋ］を下式（７）に示す。このような相関量を用いて処理を行うことにより、Ａ列の焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列との間にシェーディングがある場合にも適切な相関量を演算することができる。
Ｃ３［ｋ］＝Σ｜｛Ａ［ｉ＋ｋ］×（ｐｋ×ｉ＋ｑｋ）＋（ｒｋ×ｉ＋ｓｋ）−Ｂ［ｉ］｜  …（７）
【００４８】
（変形例３）上式（１）〜（７）では、Ａ列の焦点検出信号列をシフト量ｋだけシフトさせたが、Ａ列の焦点検出信号列とＢ列の焦点検出信号列とを相対的にシフト量ｋだけシフトさせる式であれば上式（１）〜（７）に限定しない。たとえば、上式（１）は、下式（８）でもよい。
Ｃ４［ｋ］＝Σ｜（Ａ［ｉ＋ｋ／２］×ｆｋ＋ｇｋ）−Ｂ［ｉ−ｋ／２］｜  …（８）
【００４９】
（変形例４）  相関演算装置および焦点検出装置撮像装置を備える撮像装置は、交換レンズとカメラボディから構成されるデジタルカメラやフィルムスチルカメラに限定されない。レンズ一体型のデジタルカメラやフィルムスチルカメラやビデオカメラにも適用できる。さらに、携帯電話などに内蔵される小型カメラモジュールや監視カメラ等にも適用できる。あるいは、カメラ以外の焦点検出装置や測距装置やステレオ測距装置にも適用できる。
【００５０】
以上で説明した実施の形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り本発明はこれらの内容に限定されない。また、以上で説明した実施の形態や変形例は発明の特徴が損なわれない限り組み合わせて実行してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
５０，７０  焦点検出画素
５１  マイクロレンズ
５２ａ  第１光電変換部
５２ｂ  第２光電変換部
６０  焦点検出画素列
９０  射出瞳
９２ａ  瞳領域
９２ｂ  瞳領域
９８  開口制限要素
２０１  デジタルカメラ
２０２  交換レンズ
２０３  カメラボディ
２０６  レンズ制御部
２１０  フォーカシングレンズ
２１２  撮像素子
２１４  ボディ制御部
２１４ａ  メモリ
【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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