(57)【要約】【課題】非対称の光学ケラレが生じている場合でも高精度な焦点検出が可能な制御装置を提供する。【解決手段】制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号および第２信号を取得する信号取得手段（１６９ａ）と、焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正する補正手段（１６６）と、第１信号と第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段（１６９ｂ）とを有する。【選択図】図１
2017219791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号および第２信号を取得する信号取得手段と、
焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正する補正手段と、
前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段と、を有することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記射出瞳情報は、射出瞳距離に関する情報を含み、
前記補正手段は、前記焦点検出位置に応じた前記射出瞳距離の変化に基づいて、前記基線長情報を補正することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記基線長情報を取得する基線長取得手段を更に有し、
前記基線長取得手段は、焦点検出の際の前記撮像光学系のＦ値と、前記焦点検出位置に応じた前記射出瞳距離とに基づいて、前記基線長情報を取得することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記焦点検出位置に応じた前記射出瞳情報の変化に基づいてケラレ情報を取得するケラレ情報取得手段を更に有し、
前記補正手段は、前記ケラレ情報に基づいて前記基線長情報を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ケラレ情報取得手段は、前記射出瞳情報として、前記焦点検出位置の変化と射出瞳距離の変化との関係に基づいて、前記ケラレ情報を取得することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記ケラレ情報取得手段は、前記射出瞳情報と周辺光量比情報とを用いて前記ケラレ情報を取得することを特徴とする請求項４または５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記ケラレ情報は、瞳形状の非対称ケラレ成分に関する情報を含むことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
補正された前記基線長情報に基づいて焦点検出の信頼性を判定する判定手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項９】
補正された前記基線長情報に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項１０】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第１光電変換部および第２光電変換部を有する撮像素子と、
前記第１光電変換部および前記第２光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第１信号および第２信号を取得する信号取得手段と、
焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正する補正手段と、
前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像素子は、１つのマイクロレンズに対して前記第１光電変換部および前記第２光電変換部を有し、該マイクロレンズが２次元状に配列されていることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記補正手段は、レンズ装置に記憶されている前記射出瞳情報を用いて、前記基線長情報を補正することを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号および第２信号を取得するステップと、
焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正するステップと、
前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出するステップと、を有することを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号および第２信号を取得するステップと、
焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正するステップと、
前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出するステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のプログラムを記憶していることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相差検出方式の焦点検出を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、静止画や動画の撮影時に撮像画素に結像した被写体像をリアルタイムに観察しながら撮影を行う、いわゆるライブビュー撮影が知られている。
【０００３】
特許文献１には、ライブビュー撮影の際に高速かつ正確な焦点検出を行うため、位相差検出方法の焦点検出を行う撮像装置が開示されている。特許文献１の撮像装置は、位相差検出方式により得られた相関値と基線長情報とを用いてデフォーカス量への換算を行うための換算係数に関し、撮像光学系の光線ケラレにより生じる誤差をフィードバックすることで換算係数を校正する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５９９７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、光線ケラレが非対称な状態では、正確な基線長情報を得ることが困難であり、焦点検出精度が低下する可能性がある。
【０００６】
そこで本発明は、非対称な光学ケラレが生じている場合でも高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての制御装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号および第２信号を取得する信号取得手段と、焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正する補正手段と、前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段とを有する。
【０００８】
本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する第１光電変換部および第２光電変換部を有する撮像素子と、前記第１光電変換部および前記第２光電変換部からの出力信号のそれぞれに対応する第１信号および第２信号を取得する信号取得手段と、焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正する補正手段と、前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出する算出手段とを有する。
【０００９】
本発明の他の側面としての制御方法は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号および第２信号を取得するステップと、焦点検出位置に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正するステップと、前記第１信号と前記第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された前記基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出するステップとを有する。
【００１０】
本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。
【００１１】
本発明の他の側面としての記憶媒体は、前記プログラムを記憶している。
【００１２】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、非対称の光学ケラレが生じている場合でも高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態における撮像装置のブロック図である。
【図２】本実施形態における撮像素子の画素配列図である。
【図３】本実施形態における撮像素子の画素配列図である。
【図４】本実施形態における撮像素子の画素配列図である。
【図５】本実施形態において、焦点検出画素からの信号状態と焦点検出画素の受光角度範囲の重心位置と基線長との関係図である。
【図６】本実施形態における撮像光学系のケラレ状態と射出瞳距離との関係図である。
【図７】本実施形態において、撮像光学系の絞り位置での軸外光線の瞳形状と基線長との関係図である
【図８】本実施形態において、射出瞳距離の変化から非対称なケラレを推定して疑似Ｆ値を算出する方法の説明図である。
【図９】本実施形態における射出瞳距離および周辺光量比と像高との関係図である。
【図１０】本実施形態における焦点検出およびフォーカス制御の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、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１を参照して、本実施形態における撮像装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態における撮像装置１０（カメラ）のブロック図である。撮像装置１０は、カメラ本体１５０（撮像装置本体）とカメラ本体１５０に着脱可能なレンズ装置１００（交換レンズ、撮像光学系）とを備えたデジタルカメラシステム（動画および静止画を記録可能な電子カメラシステム）である。ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、カメラ本体とレンズとが一体的に構成された撮像装置にも適用可能である。なお図１において、本実施形態の説明に不要な箇所に関しては省略している。
【００１７】
図１において、１０１は撮像光学系のレンズ群である。１０２は絞り（光彩絞り）であり、その開口径は絞り径駆動手段１０６により調整（制御）され、撮影の際における光量調節が可能である。レンズ装置１００において、レンズ群１０１はフォーカス駆動手段１０５により光軸ＡＸに沿った方向（光軸方向）に移動し、焦点位置調節（フォーカス制御）を行う。フォーカス駆動手段１０５および絞り径駆動手段１０６は、レンズ側ＣＰＵ１０４からの制御命令を受信して駆動制御を行う。より具体的には、フォーカス駆動手段１０５および絞り径駆動手段１０６は、カメラ側伝達手段１７１とレンズ側伝達手段１０３との間で通信されるカメラ本体１５０からの焦点検出評価値および測光値に基づいて制御される。
【００１８】
レンズ装置１００は、撮像光学系のズーム位置やフォーカス位置の変化における撮像光学系の射出瞳距離の変化特性に則した射出瞳距離情報１０７と、周辺光量比の変化特性に則した周辺光量比情報１０８を記憶している。またレンズ装置１００は、絞り１０２の径の制御において設定可能なＦ値範囲情報、撮像光学系の焦点距離（ズームレンズの場合には焦点距離範囲）などの光学特性情報、および、撮像光学系の識別情報を含む光学系諸情報１０９を記憶している。射出瞳距離情報１０７、周辺光量比情報１０８、および、光学系諸情報１０９は、レンズ側伝達手段１０３とカメラ側伝達手段１７１とを介して、カメラ本体１５０に伝達される。本実施形態において、射出瞳距離情報１０７、周辺光量比情報１０８、および、光学系諸情報１０９は、レンズ装置１００の記憶手段に記憶されている。
【００１９】
カメラ本体１５０は、レンズ交換式の一眼レフレックスカメラであり、レンズ装置１００からの被写体光線は、跳ね上げ式の反射部材１５５の駆動により偏向の有無が切り替えられる。反射部材１５５が跳ね上がっていない基準状態において、被写体光線は偏向してピント板１５４に被写体像が結像される。ピント板１５４の被写体像は、接眼レンズ１５２によりペンタゴナル形状の反射プリズム１５１を介して肉視観察が可能である。同時に、被写体像は測光用光学ユニット１５３に取り込まれる。測光手段１５９は、測光用光学ユニット１５３で得られる変換信号に基づいて、ピント板１５４に結像されている被写体照度を検出し、露光量を決定する。その際、撮像光学系からピント板１５４に入射される光線角度と拡散強度特性との不整合関係から生じる減光現象や光学ケラレによりピント板１５４での被写体照度が暗くなる。このため、検出される露光量は、適正値に対して誤差を含む。そこで、撮像光学系の射出瞳距離情報１０７から光線角度情報を取得し、周辺光量比情報１０８から光学ケラレ量を取得して減光状態を予想することにより、露光量を補正する。露光量決定手段１６０は、露光量を補正して適正な露光量を決定し、撮像素子駆動手段１６１によるゲイン量を調整する信号やレンズ装置１００の絞り径制御のための信号を発生する。
【００２０】
反射部材１５５は、その一部が半透過特性を有する。反射部材１５５を透過した光線は、複反射部材１５６により偏向し、焦点検出ユニット１５７に入射される。なお複反射部材１５６は、反射部材１５５が跳ね上がった状態（破線で示した状態）では、それに連動して折り畳んだ状態になり、撮像素子１５８に入射する被写体光線を妨げることを防止する（被写体光線を撮像素子１５８に入射させる）。焦点検出ユニット１５７に入射された光線は光電変換され、ＡＦ信号出力手段１６７に出力される。ＡＦ信号出力手段１６７は、一対の画素信号の位相差情報となるＡＦ用の像信号（焦点検出信号）を抽出し、ＡＦ選択手段１６８に伝達する。
【００２１】
撮像素子１５８は、ＣＭＯＳセンサとその周辺回路で構成されたイメージセンサである。撮像素子１５８は、横方向にＭ画素、縦方向にＮ画素の受光ピクセルが正方配置され、ベイヤー配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された、２次元単板カラーセンサである。また撮像素子１５８は、後述のように、複数の撮像画素中にＡＦ画素（焦点検出画素）を配置して構成されている。本実施形態において、撮像素子１５８は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光するＡＦ画素（第１光電変換部および第２光電変換部）を有する。
【００２２】
次に、反射部材１５５が跳ね上げられた状態（破線で記した状態）において、ライブビュー状態での焦点調節動作（ＡＦ動作）について説明する。なお、前提として、焦点検出の対象となる被写体位置（焦点検出位置）が既に決定されているのものとする。
【００２３】
撮像素子１５８が被写体像を受光すると、画素信号出力手段１６２は光電変換された信号を出力する。そしてＡＦ信号抽出手段１６３は、位相差の相関演算（位相差ＡＦ）を行うための焦点検出位置におけるＡＦ信号（焦点検出信号）を抽出する。ＡＦ選択手段１６８は、焦点検出ユニット１５７を用いた位相差検出方式の焦点検出、または、撮像素子１５８を用いた位相差検出方式の焦点検出（所謂、ライブビュー状態でのＡＦ）のいずれの焦点検出処理を行うかを判定する。
【００２４】
焦点検出中（ＡＦ制御中）に適正な露出状態を得るため、露光量決定手段１６０は、画素信号出力手段１６２から出力される信号強度を調整する。そしてカメラ側ＣＰＵ１６９は、光学系諸情報１０９から伝達された、撮像光学系の取り得るＦ値に基づいて設定Ｆ値を決定する。設定Ｆ値は、カメラ側伝達手段１７１およびレンズ側伝達手段１０３を介して、レンズ装置１００の絞り径駆動手段１０６に伝達される。そして絞り径駆動手段１０６は、絞り１０２（絞り径）を変化させてＦ値を設定する。
【００２５】
ケラレ状態取得手段１６４（ケラレ情報取得手段）は、Ｆ値（Ｆ値情報）、撮像素子１５８の焦点検出画素の位置情報、および、射出瞳距離情報１０７に基づいて、撮像光学系の射出瞳距離の変化状態を取得する。そしてケラレ状態取得手段１６４は、後述のように光線ケラレ状態（光線ケラレ情報）を推定する。
【００２６】
基線長情報取得手段１６５（基線長取得手段）は、予め、撮像光学系のＦ値に応じた基線長情報を記憶している。基線長情報取得手段１６５は、ケラレ状態取得手段１６４により取得された光線ケラレ情報に基づいて、撮像光学系のＦ値を疑似的なＦ値（擬似Ｆ値）に変換し、疑似Ｆ値に応じた基線長情報を取得する。基線長補正手段１６６は、光学ケラレ状態が非対称の光学ケラレ状態であるか否かを判定し、新たな疑似Ｆ値を取得して再び基線長情報取得手段１６５から新たな基線長情報を取得する。また基線長補正手段１６６は、取得した複数の基線長情報に基づいて、精度の高い基線長情報を生成する（基線長情報を補正する）。そして基線長補正手段１６６は、補正された基線長情報をカメラ側ＣＰＵ１６９に伝達する。
【００２７】
カメラ側ＣＰＵ１６９は、記憶されている所定のプログラムに基づいて、カメラ本体１５０の各種回路を駆動し、焦点検出処理（デフォーカス量演算処理）、撮影処理、画像形成処理と記録処理などの一連の動作を実行する。本実施形態において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、信号取得手段１６９ａおよび算出手段１６９ｂを有する。これらの機能については後述する。焦点検出ユニット１５７を用いるＡＦ方式が選択された場合、焦点検出ユニット１５７に固有の基線長情報が用いられる。一方、ライブビュー時の焦点検出において、フォーカス駆動量決定手段１７０は、基線長補正手段１６６から伝達される基線長情報を用いてデフォーカス量を取得して、フォーカスレンズ駆動量を算出する。フォーカスレンズ駆動量は、カメラ側伝達手段１７１およびレンズ側伝達手段１０３を介して、レンズ側ＣＰＵ１０４へ伝達される。レンズ側ＣＰＵ１０４は、伝達されたフォーカスレンズ駆動量に基づいてフォーカス駆動手段１０５への駆動制御命令を出力し、合焦制御のためのフォーカスレンズ駆動（フォーカス制御）を行う。
【００２８】
本実施形態において、射出瞳距離情報１０７、周辺光量比情報１０８、および、光学系諸情報１０９は、レンズ装置１００の内部に設けられた記憶手段に記憶されているが、これに限定されるものではない。装着されている撮像光学系の種類の判別が可能であって、かつ、必要な情報を取得可能であれば、射出瞳距離情報１０７、周辺光量比情報１０８、および、光学系諸情報１０９の少なくとも一つを、カメラ本体１５０の内部に設けられた記憶手段に記憶してもよい。またこの構成によれば、画面周辺部の露出量補正を行うために記憶されている撮像光学系の周辺光量比情報１０８と撮像光学系の射出瞳距離情報とを基線長補正手段１６６が共用することにより、データ量の増加を防止する利点がある。
【００２９】
次に、図２乃至図４を参照して、本実施形態の撮像素子１５８に用いられる焦点検出画素の構成および受光特性について説明する。図２は、本実施形態における撮像素子１５８の画素配列図である。図２において、上下方向をＹ方向、左右方向をＸ方向とする。図３および図４に関しても同様である。
【００３０】
図２において、２００は撮像画像を形成するための画素（撮像画素）、２０１〜２０４は例えば特開２００９−２４４８６２号公報に記載されている遮光構造を有する焦点検出画素である。図２において、横縞パターン形状の被写体に関しては、Ｙ方向に一列に配置された画素２０１、２０２を用いて、画素２０１、２０２（２つの光電変換部）の出力信号波形（一対の画素信号）に基づいて位相差検出方式の相関演算を行い、被写体の焦点位置を検出する。同様に、縦縞パターン形状の被写体に関しては、図２中のＸ方向に一列に配置された画素２０３、２０４を用いて、画素２０３、２０４（２つの光電変換部）の出力信号波形に基づいて相関演算を行い、被写体の焦点位置を検出する。
【００３１】
図３は、本実施形態の変形例としての撮像素子１５８の画素配列図である。図３の撮像素子は、１つのマイクロレンズに対して２つの光電変換部（２つの副画素）を有し、画素３００、３０１が２次元状に交互に複数配列されている。図３において、画素３０１は、Ｙ方向の縞パターンの被写体の焦点検出を、Ｘ方向に並んだ副画素３０２、３０３からの信号を一対の画素信号の位相差情報として相関演算を行うため用いられる。また画素３００は、Ｘ方向の縞パターンの被写体の焦点検出をＹ方向に並んだ副画素３０４、３０５からの信号を一対の画素信号として相関演算を行うために用いられる。撮影画像信号を出力する際には、副画素３０２と副画素３０３との信号を加算し、また、副画素３０４と副画素３０５との信号を加算すればよい。
【００３２】
図４は、本実施形態の変形例としての撮像素子１５８の画素配列図である。図４の撮像素子は、１つのマイクロレンズに対して４つの光電変換部（４つの副画素）を有し、同様の構造を有する画素４００が２次元状に複数配列されている。図４の撮像素子は、４つの光電変換部からの出力信号の加算方法を変えることにより、図３の構造と同様の画素特性を得ることができる。図４において、Ｙ方向の縞パターンの被写体の焦点検出する際、Ｘ方向に並んだ副画素４０１と副画素４０２との信号を加算し、副画素４０３と副画素４０４との信号を加算し、得られた２列の加算信号波形を一対の画素信号の位相差情報として相関演算に用いる。また、Ｘ方向の縞パターンの被写体の焦点検出を行う際、Ｙ方向に並んだ副画素４０１と副画素４０３との信号を加算し、副画素４０２と副画素４０４との信号を加算し、得られた２列の加算信号波形を一対の画素信号の位相差情報として相関演算に用いる。
【００３３】
前述の焦点検出のための２通りの加算方法は、撮像素子上にブロックに分けて加算方法を変えてもよい。千鳥配列的に互い違いに加算を変えることにより、図３に示される構造と等価な画素配列構造を達成することができる。この場合、縦縞パターン被写体および横縞パターン被写体を同時に評価することができるため、焦点検出に際して被写体パターン方向依存を除去または低減することが可能である。また、加算方法は、撮影状態に応じて切り替えてもよく、また、全画素に関して時系列的に切り替えてもよい。この際、同パターン方向の被写体を焦点検出する焦点検出用画素が密な状態になるため、焦点検出画素が疎な場合に生ずる細い線分を有する被写体が合焦近傍において被写体検出できないという問題を回避することができる。撮像信号として用いる場合、副画素４０１〜４０４の信号を加算すればよい。
【００３４】
図２乃至図４のいずれかに示される撮像素子構造を用いることにより、従来の位相差検出方式のように撮像光学系を介した被写体像の一部を焦点検出専用の光学系に分離する必要が生じない。このため、リアルタイムに撮像素子が受光して画像記録を行う被写体像を監視しながらライブビュー撮影を行うことができ、従来の動画撮影においては被写体光線の分割機構無しでは行うことができなかった位相差検出方式の焦点検出が可能となる。
【００３５】
位相差検出方式の焦点検出では、前述のような画素構造の一対の焦点検出画素群の受光信号（以下Ａ像、Ｂ像と呼称する）であるＡ像信号波形とＢ像信号波形との相対位置をずらしながら互いの波形を重ね合わせる。例えば、波形の差異部分の面積量がもっとも小さくなる状態を相関が最も取れている（相関値が最も高い）状態とする。そしてその状態になるようなＡ像とＢ像との相対的なずらし量（像ズレ量）に基づいてデフォーカス量を検出（算出）することが一般的である。
【００３６】
デフォーカス量の算出の際には、瞳位置における像ズレ量から図２乃至図４を参照して説明したような一対の焦点検出画素の瞳分離幅を基線長情報として撮像装置１０に記憶しておく必要がある。このとき、合焦状態において、瞳位置の像ズレ量は基線長と略一致している。一方、非合焦状態において、像ズレ量はデフォーカス量に略比例した変化を生ずる。このため、デフォーカス量は、像ズレ量から基線長を除算することにより求められる。
【００３７】
ここで、図５を参照して、前述の内容に関して説明する。図５は、焦点検出画素からの信号状態と焦点検出画素の受光角度範囲の重心位置と基線長との関係図である。なお図５は、非対称な光線ケラレが発生していない状態を示している。図５において、Ｐは撮像光学系の射出瞳距離に対応する位置である。Ａ、Ｂ、Ｃは焦点位置を示し、Ｂは撮像素子の位置（合焦位置）に相当する。Ａはいわゆる前ピン状態であり、その際のデフォーカス量はＤＥＦ１（マイナス値）である。Ｃはいわゆる後ピン状態であり、その際のデフォーカス量はＤＥＦ２（プラス値）である。
【００３８】
以下に述べる焦点検出信号の波形は、図２乃至図４を参照して説明したような画素構造を有する撮像素子から得られる。図５において、位置Ｐは、合焦位置Ｂからの射出瞳距離ＰＯに対応する位置（絞りの位置）である。ＺＡは、前ピン状態（焦点位置Ａ）において焦点検出画素群の光電変換信号である一対の画素信号の位相差情報から相関を得る際に必要とする像ズレ量である。ＺＢは、合焦状態（合焦位置Ｂ）であり、合焦が行われているため２つの焦点検出信号の波形は互いに重なっており、像ズレが生じていない状態である。ＺＣは、後ピン状態（焦点位置Ｃ）における像ズレ量であり、像ズレ量ＺＡに対して２つの焦点検出信号の位置が入れ替わった状態を示している。
【００３９】
図５中のＲ１、Ｒ２は、焦点検出画素から撮像光学系の射出瞳距離ＰＯに対応する位置Ｐの平面に、一対の焦点検出画素の受光角度に対する信号強度特性を逆投影した信号強度分布である。信号強度分布Ｒ１、Ｒ２の重心位置をそれぞれ求め、その重心位置の隔たり量を基線長Ｌとする。射出瞳径は、撮像光学系のＦ値情報および射出瞳距離ＰＯに応じて射出瞳径が変化する。このため基線長Ｌは、撮像光学系のＦ値情報および射出瞳距離ＰＯに応じて決定される。
【００４０】
以上をまとめると、基線長Ｌ、射出瞳距離ＰＯ、および、像ズレ量ＺＡ、ＺＣは、以下の式（１−１）、（１−２）のように表される関係がある。
【００４１】
Ｌ：ＰＯ＝ＺＡ：ＤＥＦ１  …  （１−１）
Ｌ：ＰＯ＝ＺＣ：ＤＥＦ２  …  （１−２）
このため、デフォーカス量ＤＥＦ１、ＤＥＦ２は、以下の式（２−１）、（２−２）で表されるように求められる。
【００４２】
ＤＥＦ１＝ＺＡ・ＰＯ／Ｌ  …  （２−１）
ＤＥＦ２＝ＺＣ・ＰＯ／Ｌ  …  （２−２）
ここで基線長Ｌ（基線長情報）は、撮像装置に用いられる焦点検出画素の受光角による信号出力特性を用いることにより算出される。基線長情報は、像ズレ量の算出と同様に、任意のＦ値情報および射出瞳距離ＰＯを設定した仮想的撮像光学系を用いて瞳位置で対となる分離領域のそれぞれの重心位置を算出すればよい。そして、２つの重心位置の隔たり量（基線長Ｌ）を基準基線長とする。前述のように、基線長Ｌは、撮像装置の用いられる焦点検出画素の受光角に対する出力信号強度が既知である場合、予め撮像光学系のＦ値情報および射出瞳距離ＰＯに対する基線長Ｌの関係を近似式の係数や２次元配列的に保持することができる。そして、このような基線長情報を撮像装置内に記憶し、像ズレ量および基線長情報に基づいてデフォーカス量を算出して、合焦制御を行う。
【００４３】
しかしながら、周辺像高の焦点検出処理を行う際に、撮像面に結像する光線束は、像高が高くなるにつれ撮像光学系の有限なレンズ外径に起因する光線ケラレが大きく発生する。そのため、記憶された基線長情報をそのまま使用すると、正確な合焦を行うことができない可能性がある。
【００４４】
光線ケラレは、撮像光学系を構成するレンズや遮光部材の有効径とその配置状態に応じて様々な状態になり得る。理想的には、撮像光学系の絞り位置（射出瞳距離）にて光軸から像高変化方向と直交する放射状方向に対称となるような瞳形状となっていることが望ましい。そのような瞳形状であれば、周辺像高における基線長は、光線ケラレが生じた場合においても光線ケラレによって見かけ上Ｆ値が変化したものと略等価であると考えることができ、基線長の補正処理が容易となる。しかし、次に述べるように、光線ケラレが非対称な形状になると、基線長の補正が困難となる。
【００４５】
光線ケラレ状態が偏る原因として、撮像光学系の小型化やコマ収差が大きく発生するような光線の輪帯箇所を遮光する必要があるが、周辺光量はある程度確保する必要があり、そのため遮光する必要がある光線範囲が偏ってしまうためである。また、レンズ群が可動となる変倍撮像光学系においては、全ての変倍域で理想的な光線ケラレ状態を設定することが困難となる場合がある。撮像光学系の射出瞳距離は、焦点検出を行う相関方向への光学系の子午断面上での光路状態において任意像高への光線幅の中間光線とするような、所謂主光線と光軸が交差する位置である。光学ケラレが断面方向に対称である場合、撮像光学系の絞り位置が実質的に射出瞳距離となる。
【００４６】
しかしながら、断面方向に非対称な光学ケラレが発生すると、射出瞳距離が絞り位置から外れるように変化する。このような射出瞳距離の変化は、像高中心位置では理想的な撮像光学系の絞り位置として像高の変化に対して、前述のような方法で光線追跡計算を行うことで得ることができる。そして、この情報を更に必要であれば変倍位置、Ｆ値、フォーカス位置を変化させて、図１の射出瞳距離情報１０７として撮像光学系や撮像装置内に記憶させる。
【００４７】
次に、射出瞳距離情報１０７および周辺光量比情報１０８を用いて非対称な光学ケラレ状態を予測し、高精度の基線長情報を取得する方法を説明する。なお、光線ケラレに関する図は、説明を簡易にするため上下方向の光学断面図を用いるが、実際には相関方向の光学断面図として考えることとする。例えば、図２および図３におけるＸ方向が撮像素子の水平方向であるとすれば、図２の画素２０１、２０２や図３の副画素３０２、３０３のように対となる焦点検出画素を用いて相関を行う場合、光学断面は左右の水平方向として考える。一方、図２の画素２０３、２０４や図３の副画素３０４、３０５の対となる焦点検出画素を用いて相関を行う場合、光学断面は上下の垂直方向として考える。なお、以下の説明を簡略に行うため、撮像素子の軸外像高に位置する対となる焦点検出画素の瞳分離状態は、撮像光学系の射出瞳距離で理想状態となるように構成されていることを前提とする。
【００４８】
次に、図６を参照して、周辺像高へ射出する光線束の光線ケラレ状態が非対称に偏った状態の例を説明する。図６は、撮像光学系のケラレ状態と射出瞳距離との関係図である。図６中のＰＯは、結像面ＩＰから射出瞳面までの距離（射出瞳距離）である。ＵＲは図６中の光線束の上側の光線（上線）、ＢＲは光線束の下側の光線（下線）、ＰＲは主光線で上線ＵＲと下線ＢＲとの成す角度を２分する角度で結像面ＩＰに射出する光線である。
【００４９】
図６（Ａ）は、上下方向に対称な光学ケラレを生じた状態、図６（Ｂ）は上線ＵＲがより大きくケラレを生じた状態、図６（Ｃ）は下線ＢＲが大きくケラレを生じた状態をそれぞれ示している。図６（Ａ）において、撮像光学系の絞り位置で光軸と主光線ＰＲとが交わり、射出瞳距離ＰＯは結像面ＩＰから絞り位置までの距離に相当する。このとき射出瞳距離ＰＯは、光学ケラレが全く生じていない場合と略同等の射出瞳距離Ｐｏ０になっている。
【００５０】
一方、図６（Ｂ）においては、上線ＵＲが大きくケラレを生じることにより、主光線ＰＲの結像面ＩＰへの射出角度が図６（Ａ）に対してマイナス側（下側）に変化する。このため、主光線ＰＲと光軸との交差する位置は結像面ＩＰ方向に変化して射出瞳距離が短くなり、射出瞳距離Ｐｏ０とは異なる射出瞳距離Ｐｏ１となる。
【００５１】
また図６（Ｃ）において、下線ＢＲが大きくケラレを生じることにより、主光線ＰＲの結像面ＩＰへの射出角度が図６（Ａ）に対してプラス側（上側）に変化する。このため、主光線ＰＲと光軸との交差する位置は物体側方向に変化して射出瞳距離が長くなり、射出瞳距離Ｐｏ０とは異なる射出瞳距離Ｐｏ１となる。したがって、射出瞳距離情報１０７を用いて、中心像高での理想的な射出瞳距離と任意像高での射出瞳距離とを比較することにより、非対称なケラレ状態が上線ＵＲと下線ＢＲのいずれで大きく発生しているのかを推測することができる。
【００５２】
次に、図７を参照して、非対称な光学ケラレ状態における基線長の変化状態を説明する。図７は、図６の光学ケラレ状態において、撮像光学系の絞り位置での軸外光線の瞳形状と基線長との関係図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ、撮像光学系が図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の状態に対応する。図７は、瞳位置（図６の絞り位置）での像高Ｙに入射する光線束の瞳範囲と、その瞳範囲から一対の焦点検出画素に入射される光線範囲（焦点検出画素の瞳範囲）との関係から、非対称な光学ケラレによる基線長Ｌの変化状態の説明図である。図７（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のそれぞれの左図は、瞳形状を示し、右図は各焦点検出画素の受光強度と各重心位置間の基線長を示している。
【００５３】
図７中の左図のＰＵは、図６の撮像光学系の瞳位置（絞り位置）にて像高ＨＧＴに結像する光線束の瞳形状を表している。Ｓ１、Ｓ２は、同様に、撮像光学系の瞳位置での図２乃至図４を参照して説明した位相差検出を行うための対となる焦点検出画素に受光し得る光線束の範囲（焦点検出画素の瞳範囲）を示している。図７中の右図のＲ１、Ｒ２は、各焦点検出画素の信号（受光強度信号）を示し、水平方向Ｘは図６における上下方向に対応している。Ｌは基線長を示し、信号Ｒ１、Ｒ２の重心間距離を示している。
【００５４】
図７（Ａ）は、Ｘ方向の光学ケラレが対称な状態における光線束の瞳形状とそれに伴う基線長Ｌを示している。ここで一対の焦点検出画素における信号Ｒ１、Ｒ２（信号強度）は略対称な形状となり、それぞれの重心位置も瞳中心位置から等しい距離となっている。このため、基線長Ｌは、図７（Ａ）中の破線Ｆで示されるような疑似的なＦ値で定義される瞳径と同等な基線長であるとして、予めＦ値に対して撮像装置内に記憶されている基線長情報を用いることができる。このような光学ケラレの対称性の有無判定は、図６に示されるように、像高変化に対する射出瞳距離の変化情報で検知することができる。そして、対応するＦ値は、周辺光量比情報から疑似的な楕円の短辺変化に対する瞳の面積比の割合として考えることにより、瞳上の短辺を直径とする瞳径のＦ値とすればよい。
【００５５】
図７（Ｂ）は、図６（Ｂ）に示されるように光線束の上線がより大きくケラレを生じた状態での焦点検出信号の信号強度と重心位置変化を示している。図７（Ａ）の範囲Ｓ１に対して範囲Ｓ２でよりケラレが大きく発生しているため、信号Ｒ２のＸ方向幅は瞳中心位置方向に短くなっている。このため、信号Ｒ２の瞳中心からの重心位置は、信号Ｒ１の重心位置よりも短い。したがって、図７（Ｂ）の基線長Ｌは、図７（Ａ）の基線長Ｌよりも短い。また非対称な光線ケラレを発生している状態においては、光線束の瞳形状が２種類の異なる半径の円弧で囲われたような形状となる。このため、楕円形状との整合を行うと、周辺光量比情報から得られる開口面積との整合を行うと誤差を生じると同時に、各焦点検出画素の信号の重心位置が瞳中心から対称である前提のＦ値から基線長情報を取得すると基線長の誤差が大きくなってくる問題を生じる。
【００５６】
図７（Ｃ）は、図６（Ｃ）に示されるように光線束の下線に大きくケラレを生じた状態での焦点検出信号の信号強度と重心位置変化を示している。このため図７（Ｂ）とは反対に、焦点検出画素の信号Ｒ１が信号Ｒ２よりも光学ケラレの影響で小さくなる。その結果、図７（Ｂ）とは逆に信号Ｒ２に対して信号Ｒ１の瞳中心からの重心位置が短くなり、図７（Ａ）の基線長Ｌよりも短い基線長となる。
【００５７】
次に、図８を参照して、図６および図７を参照して説明したような非対称な光学ケラレが発生している状態から、その非対称な光学ケラレの発生量の推定方法について説明する。図８は、射出瞳距離の変化から非対称なケラレを推定して疑似Ｆ値を算出する方法の説明図である。
【００５８】
本実施形態において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、図１の射出瞳距離情報１０７から、焦点検出の際の撮像光学系のＦ値（Ｆ値状態）に対応する射出瞳距離情報を取得する。そしてカメラ側ＣＰＵ１６９は、取得した射出瞳距離情報と、焦点検出位置の変化（像高の変化）との関係に基づいて射出瞳距離変化状態情報を取得し、非対称な光学ケラレの発生量を推定する。
【００５９】
図８（Ａ）は、図６（Ｂ）における撮像光学系の後玉レンズの有効径による光線ケラレを要因とした非対称な光線ケラレ状態を示している。一方、図８（Ｂ）は、図６（Ｃ）における撮像光学系の前玉レンズの有効径による光線ケラレを要因とした非対称な光線ケラレ状態を示している。図８中のＨは、非対称な光線ケラレがない場合の射出瞳径、ＡＸは撮像光学系の光軸、ＩＰは結像面をそれぞれ示している。ＨＧＴは、光線が結像する像高位置、ＵＲ、ＢＲ、ＰＲはそれぞれ非対称な光線ケラレがない場合の光線束の上線、下線、主光線をそれぞれ示している。
また、主光線ＰＲと光軸ＡＸとが交差する位置を射出瞳位置（絞りの位置）として、結像面ＩＰから射出瞳位置までの距離を射出瞳距離Ｐｏ０とする。
【００６０】
図８において、ＵＲ´、ＢＲ´、ＰＲ´はそれぞれレンズ有効径により光線ケラレが発生した場合における光線束の上線、下線、主光線をそれぞれ示している。主光線ＰＲ´と光軸ＡＸとが交差する位置を、非対称な光線ケラレが発生したときの射出瞳位置として、結像面ＩＰから射出瞳位置までの距離を射出瞳距離Ｐｏ１とする。ここで、光軸ＡＸと上線ＵＲとがなす角度をＵ_ＡＮＧ、光軸ＡＸと下線ＢＲとがなす角度をＢ_ＡＮＧとする。同様に、光学ケラレが発生している場合において、光軸ＡＸと上線ＵＲ´とがなす角度をＵ´_ＡＮＧ、光軸ＡＸと下線ＢＲ´とがなす角度をＢ´_ＡＮＧとして、その主光線の角度をＰ´_ＡＮＧとする（不図示）。
【００６１】
次に、前述の諸変数値を求めて精度の高い基線長情報を取得する方法を説明する。まず、焦点検出の際の撮像光学系のＦ値をＦｎｏとすると、撮像光学系の絞り位置（理想的な射出瞳距離）での瞳の半径Ｈは、以下の式（３）のように表される。
【００６２】
Ｈ＝Ｐｏ０・ＴＡＮ(ω)  …  （３）
（ω＝ＳＩＮ−１（１／２・Ｆｎｏ））
そして、角度Ｕ＿ＡＮＧ、Ｂ＿ＡＮＧは、それぞれ、以下の式（４−１）、（４−２）のように表される。
【００６３】
Ｕ＿ＡＮＧ＝ＴＡＮ−１（（ＨＧＴ−Ｈ）／Ｐｏ０）  …  （４−１）
Ｂ＿ＡＮＧ＝ＴＡＮ−１（（ＨＧＴ＋Ｈ）／Ｐｏ０）  …  （４−２）
また、図８（Ａ）のように上線に光線ケラレが発生している場合、予め得られている射出瞳距離Ｐｏ１から、以下の式（５）の関係を得ることができる。
【００６４】
Ｙ＝Ｐｏ１・ＴＡＮ（Ｐ´_ＡＮＧ）  …  （５）
式（５）を変形すると、以下の式（６）で表されるように、光学ケラレが発生している主光線の角度Ｐ´_ＡＮＧを得ることができる。
【００６５】
Ｐ´_ＡＮＧ＝ＴＡＮ−１（ＨＧＴ／Ｐｏ１）  …  （６）
ここで、ケラレを生じている光線束の主光線角度は、上線と下線を２分する角度であるとして、主光線の角度Ｐ´_ＡＮＧは、以下の式（７）のように表される。
【００６６】
Ｐ´_ＡＮＧ＝（Ｕ´_ＡＮＧ＋Ｂ＿ＡＮＧ）／２  …  （７）
式（７）を変形すると、以下の式（８）で表されるように、光線ケラレが発生する上線と光軸とのなす角度Ｕ´_ＡＮＧを求められる。
【００６７】
Ｕ´_ＡＮＧ＝２・Ｐ´_ＡＮＧ − Ｂ_ＡＮＧ  …  （８）
そして、理想的な射出瞳とする絞り位置でのケラレを生じている方向の瞳の高さＨＵは、以下の式（９）で表されるように求めることができる。
【００６８】
ＨＵ＝ＨＧＴ−Ｐｏ０・ＴＡＮ（Ｕ´_ＡＮＧ）  …  （９）
ここで、瞳の高さＨＵを瞳の半径とするような疑似Ｆ値Ｆｎｏ´は、式（３）を変形して、以下の式（１０）のように表すことができる。
【００６９】
Ｆｎｏ´＝１／（２・ＳＩＮ（ω））  …  （１０）
そして光線角度ωは、ω＝ＡＴＡＮ（ＨＵ／Ｐｏ０）であるから、式（１０）に代入することにより、光線ケラレが生じている側の光線束の疑似Ｆ値Ｆｎｏ´は、以下の式（１１）のように表すことができる。
【００７０】
Ｆｎｏ´＝１／（２・ＳＩＮ（ＴＡＮ−１（ＨＵ／Ｐｏ０）））  …  （１１）
また、図３（Ｂ）に示されるように下線が光線ケラレを発生させている場合、Ｕ´_ＡＮＧの代わりにＢ´_ＡＮＧを用いることにより、瞳半径ＨＢを求めることができる。疑似Ｆ値Ｆｎｏ´は、瞳半径ＨＢを用いて以下の式（１２）のように表すことができる。
【００７１】
Ｆｎｏ´＝１／（２・ＳＩＮ（ＴＡＮ−１（ＨＢ／Ｐｏ０）））  …  （１２）
以上のように、ケラレがない場合の撮像光学系のＦ値と、ケラレが生じた場合の式（１１）または式（１２）で表されるような疑似Ｆ値（擬似Ｆ値情報）とを取得することができる。基線長補正手段１６６は、この２種類の疑似Ｆ値情報を用いて、図１の基線長情報取得手段１６５からそれぞれの疑似Ｆ値に対応する２つの基線長情報を取得する。そして基線長補正手段１６６は、得られた２つの基線長を平均化し、高精度の補正された基線長を生成する。カメラ側ＣＰＵ１６９は、補正された基線長を用いて、式（２−１）、式（２−２）で表される相関演算で得られる像ズレ量をデフォーカス量に変換することにより、高精度のデフォーカス量を取得することができる。
【００７２】
なお本実施形態において、光線束の片側は光線ケラレがない状態を前提として説明したが、光線ケラレが対称である場合には撮像光学系の瞳径を対称な光線ケラレで定義された疑似Ｆ値で算出すればよい。その疑似Ｆ値を取得するには、まず像高変化に対する撮像光学系の射出瞳距離変化情報により理想状態（光学ケラレのない状態）の射出瞳距離に対して、射出瞳距離変化量が規定値を越えない像高位置範囲を検出する。また、その像高範囲から焦点検出を行う像高位置に近い像高位置を判定し、予め記憶されている周辺光量比情報から判定した像高での周辺光量比を算出する。そして、算出された周辺光量比から疑似Ｆ値を求め、その擬似Ｆ値に相当する瞳半径Ｈを求めて、非対称光学ケラレ量を判定するための基準量とすることができる。
【００７３】
図９を参照して、その処理例について説明する。図９は、射出瞳距離および周辺光量比と像高との関係図である。図９では、射出瞳距離情報１０７と周辺光量比情報１０８とを用いて、像高の変化に対する射出瞳距離変化を示す射出瞳距離変化状態情報、および、像高の変化に対する周辺光量変化を示す周辺光量比変化情報をグラフ化している。
【００７４】
この情報は、射出瞳距離情報１０７および周辺光量比情報１０８としてレンズ装置１００の記憶手段に格納されているデータを用いて定義され、現在の撮像光学系が設定されているＦ値に対応する。そして、像高中心近傍での射出瞳距離を、図８における理想的な射出瞳距離Ｐｏ０とし、射出瞳距離Ｐｏ０に対して射出瞳距離変化率の閾値を仮に１０％として閾値を越えた像高範囲で基線長の精度が低下する原因となる非対称ケラレが発生すると仮定する。以下、像高２０ｍｍ位置での焦点検出処理を行うことを想定して説明する。
【００７５】
まず、カメラ側ＣＰＵ１６９は、像高変化に対する射出瞳距離変化の関係から、閾値１０％を超えるのは像高１５ｍｍの位置であると判定する。続いて、カメラ側ＣＰＵ１６９は、像高１５ｍｍにおける周辺光量比を、図９中の下グラフ図のような像高変化に対する周辺光量変化情報に基づいて判定する、そして、得られた周辺光量比から疑似Ｆ値を求める。ここで、像高２０ｍｍにおける射出瞳位置を理想状態から外れた射出瞳距離Ｐｏ１とする。射出瞳距離変化から、像高が高くなるにつれて射出瞳距離は短くなることがわかる。このため非対称な光学ケラレは、図６を参照して説明したように、光線束の上線のケラレが大きくなる状態であると判定することができる。したがって、図８（Ａ）に関して説明したような処理を行うことで、大きなケラレが生じた場合でも精度の高い基線長情報を取得することが可能となる。
【００７６】
以上は非対称な光学ケラレを生じた場合において、精度の高い基線長情報を求めて合焦を行うことを説明したが、得られた基線長情報を用いて合焦の信頼性を判定してもよい。例えば、極端な非対称な光学ケラレによる周辺光量や射出瞳距離変化傾向を見られる状況で得られた基線長が規定値よりも小さくなっている場合、式（２−１）、式（２−２）で表されるように微少な基線長の誤差で算出されるデフォーカス量が大きく変化する。そのような場合、例えば焦点検出方式をコントラスト検出方式へ変更することや、焦点検出位置を問題のない位置に変更するなどの処理方法を選択するように構成してもよい。この場合、カメラ側ＣＰＵ１６９は、補正された基線長情報に基づいて焦点検出の信頼性を判定する判定手段として機能する。
【００７７】
本実施形態によれば、撮像光学系の光線ケラレにより基線長が変化を起こすため正確なデフォーカス量を得ることができなくなるという問題に関し、撮像光学系ごとの膨大な基線長情報を有せずとも、少ない情報量で基線長を補正することができる。その結果、高精度な合焦動作が可能となる。
【００７８】
次に、図１０を参照して、本実施形態の撮像装置により焦点検出を行って撮像光学系の合焦制御（フォーカス制御）を行う処理について説明する。図１０は、本実施形態における焦点検出およびフォーカス制御のフローチャートである。ここでは、交換可能な撮像光学系（交換レンズ）が取り付けられて焦点検出動作を開始した状態を初期状態と想定している。図１０の各ステップは、主に、カメラ側ＣＰＵ１６９の指令に基づいて各部により実行される。
【００７９】
まず、ステップＳ１０１において、カメラ側ＣＰＵ１６９（信号取得手段１６９ａ）は、撮像素子１５８の複数の光電変換部からの信号（焦点検出信号）を取得する。続いてステップＳ１０２において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、焦点検出の際の撮像光学系のＦ値情報、および、焦点検出を行う撮像素子１５８上の焦点検出画素の位置情報（座標情報）を取得する。続いてステップＳ１０３において、カメラ側ＣＰＵ１６９（算出手段１６９ｂ）は、ステップＳ１０１にて取得した焦点検出信号を用いて相関演算を行い、像ズレ量を算出する。続いてステップＳ１０４において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、レンズ装置１００の記憶手段に記憶されている撮像光学系の射出瞳距離情報１０７から、ステップＳ１０２にて取得したＦ値に対応する射出瞳情報（射出瞳距離情報）を取得する。その際に、カメラ側ＣＰＵ１６９は、焦点検出位置（周辺像高）よりも撮像素子中心位置（中心像高）に近くなるような焦点検出位置における射出瞳距離情報をまとめて取得する。
【００８０】
続いてステップＳ１０５において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、ステップＳ１０２にて取得したＦ値（装着されたレンズ装置１００のＦ値）に対応する周辺光量情報（周辺光量比情報）を、ステップＳ１０４と同様に、中心像高から周辺像高までまとめて取得する。続いてステップＳ１０６において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、ステップＳ１０４にて取得した射出瞳距離情報に基づいて、射出瞳距離変化情報（射出瞳位置変化情報）を作成する。この際に、不足すると考えられる情報は、補間演算を行って補うことができる。また、射出瞳距離（射出瞳位置）の変化状態は、多項式近似式を用いてもよい。
【００８１】
続いてステップＳ１０７において、ケラレ状態取得手段１６４は、ステップＳ１０５にて取得した焦点検出位置での周辺光量比情報と、ステップＳ１０６にて取得した射出瞳距離変化情報とを用いて、ケラレ状態（光学ケラレ状態）を検出（取得）する。ケラレ状態取得手段１６４は、像高中心から射出瞳距離が所定量だけ変化していない像高範囲において、焦点検出位置（像高位置）に近い像高位置の周辺光量比から、光学ケラレ状態を検出する。そしてケラレ状態取得手段１６４は、そのケラレ状態に基づいて、疑似Ｆ値を取得する。ここで、カメラ側ＣＰＵ１６９が現在の焦点検出位置において射出瞳距離が変化している判定した場合、ケラレ状態取得手段１６４は、非対称な光学ケラレが発生していると判定する。このとき、ケラレ状態取得手段１６４は、同様に図８を参照して説明した方法を用いて、非対称な光学ケラレ（光学ケラレ量）を推定し、２つの疑似Ｆ値を取得する。
【００８２】
続いてステップＳ１０８において、基線長情報取得手段１６５は、２つの擬似Ｆ値のそれぞれに対応する第１基線長情報および第２基線長情報を取得する。なお、ケラレ状態取得手段１６４が非対称な光学ケラレがないと判定した場合、ステップＳ１０８にて１つの疑似Ｆ値から、同値である第１基線長情報および第２基線長情報を取得すればよい。続いてステップＳ１０９において、基線長補正手段１６６（補正手段）は、ステップＳ１０８にて取得した第１基線長情報と第２基線長情報とを平均化し、基線長情報を補正する。これにより、非対称な光学ケラレが生じていても高精度の基線長情報を取得することができる。
【００８３】
続いてステップＳ１１０において、カメラ側ＣＰＵ１６９（算出手段１６９ｂ）は、ステップＳ１０９にて補正された基線長情報と、ステップＳ１０３にて取得した像ズレ量と、に基づいてデフォーカス量を算出する。このとき用いられる基線長情報は、撮像光学系の非対称な光線ケラレを考慮して補正されている。このため、補正されていない基線長情報を用いて算出されるデフォーカス量よりも正確なデフォーカス量を算出することができる。
【００８４】
続いてステップＳ１１１において、カメラ側ＣＰＵ１６９は、ステップＳ１１０にて取得したデフォーカス量が撮影可能な合焦状態であると判定する規定のデフォーカス範囲内に入っているか否かを判定する。そしてカメラ側ＣＰＵ１６９は、合焦状態であると判定した場合、一連の焦点検出およびフォーカス制御（本フロー）を終了する。
【００８５】
一方、ステップＳ１１１にて合焦状態ではない（非合焦状態である）と判定された場合、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２において、カメラ側ＣＰＵ１６９（フォーカス駆動量決定手段１７０）は、ステップＳ１１０にて取得したデフォーカス量に基づいて、撮像光学系が合焦状態になるためのフォーカス駆動量を算出する。続いてステップＳ１１３において、レンズ側ＣＰＵ１０４（フォーカス駆動手段１０５）は、カメラ側ＣＰＵ１６９（フォーカス制御手段）の指令に基づいて、フォーカス駆動量を用いてフォーカス駆動を行う。すなわちカメラ側ＣＰＵ１６９は、補正された基線長情報に基づいてフォーカス制御を行う。そしてステップＳ１０１に戻り、合焦状態になるまで焦点検出およびフォーカス制御（ステップＳ１０１〜Ｓ１１１）を繰り返す。
【００８６】
このように本実施形態において、制御装置は、信号取得手段１６９ａ、補正手段（基線長補正手段１６６）、および、算出手段１６９ｂを有する。信号取得手段１６９ａは、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束に対応する第１信号（第１焦点検出信号、第１副画素信号）および第２信号（第２焦点検出信号、第２副画素信号）を取得する。補正手段（基線長補正手段１６６）は、焦点検出位置（像高）に応じた射出瞳情報に基づいて基線長情報を補正する。算出手段１６９ｂは、第１信号と第２信号との相関値から得られた像ズレ量と、補正された基線長情報と、に基づいてデフォーカス量を算出する。
【００８７】
好ましくは、射出瞳情報は、射出瞳距離に関する情報を含む。補正手段は、焦点検出位置に応じた射出瞳距離の変化に基づいて、基線長情報を補正する。より好ましくは、制御装置は、基線長情報を取得する基線長取得手段（基線長情報取得手段１６５）を有する。基線長取得手段は、焦点検出の際の撮像光学系のＦ値と、焦点検出位置に応じた射出瞳距離とに基づいて、基線長情報を取得する。
【００８８】
好ましくは、制御装置は、焦点検出位置に応じた射出瞳情報の変化に基づいてケラレ情報を取得するケラレ情報取得手段（ケラレ状態取得手段１６４）を有する。補正手段は、ケラレ情報に基づいて基線長情報を補正する。より好ましくは、ケラレ情報取得手段は、射出瞳情報として、焦点検出位置の変化と射出瞳距離の変化との関係に基づいて、ケラレ情報を取得する。また好ましくは、ケラレ情報取得手段は、射出瞳情報（射出瞳距離情報１０７）と周辺光量情報（周辺光量比情報１０８）とを用いてケラレ情報を取得する。また好ましくは、補正手段は、レンズ装置１００に記憶されている射出瞳情報を用いて、基線長情報を補正する。また好ましくは、ケラレ情報は、瞳形状の非対称ケラレ成分に関する情報を含む。
【００８９】
以上のように本実施形態では、射出瞳距離情報を用いることにより、非対称な光学ケラレが生じている場合でも高精度の基線長情報を取得することができ、高精度な焦点検出が可能となる。
【００９０】
（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００９１】
本実施形態によれば、非対称の光学ケラレが生じている場合でも高精度な焦点検出が可能な制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体を提供することができる。
【００９２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００９３】
本実施形態は、例えば、焦点検出画素を有する撮像素子を用いた一眼レフカメラやコンパクトデジタルカメラなどの撮像装置の他に、ビデオカメラなどの撮像装置にも適用可能である。また本実施形態は、例えば、位相差検出方式の焦点検出（位相差ＡＦ）とコントラスト検出方式の焦点検出（コントラストＡＦ）とを組み合わせたハイブリッドＡＦを行う撮像装置にも適用可能である。この場合、撮像装置は、撮像素子を用いたコントラスト検出方式の焦点検出を行う焦点検出手段を有する。このような撮像装置は、状況に応じて、位相差ＡＦまたはコントラストＡＦを選択的に使用し、または、これらを組み合わせて使用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１６６  基線長補正手段（補正手段）
１６９ａ  信号取得手段
１６９ｂ  算出手段
【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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