(57)【要約】【課題】画質の急激な劣化を招かないように焦点調節を行うこと【解決手段】自動焦点調節装置は、光学系１０１によって形成された被写体像を光電変換して得られる画像信号の第１の高周波成分の形状に関する情報に基づいてオフセット量ＯＦＦを設定し、フォーカスレンズ１０１ａのピーク位置Ｐ２に対応する位置から、撮像光学系の特性情報により定まる所定量ＳＡにオフセット量を加えた量だけ、フォーカスレンズを移動させるように制御するシステム制御部１１４を有する。【選択図】図４
2017003832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを駆動しながら、該フォーカスレンズを含む撮像光学系によって形成された被写体像を光電変換することによって得られる画像信号の第１の高周波成分の形状に関する情報に基づいてオフセット量を設定し、前記フォーカスレンズの第１の位置から、前記撮像光学系の特性情報により定まる所定量に前記オフセット量を加えた量だけ、前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段を有することを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項２】
前記第１の高周波成分は、そのコントラスト値を縦軸、前記フォーカスレンズの位置を横軸に表した場合、前記コントラスト値のピーク位置に対応する前記フォーカスレンズの位置に関して非対称な形状を有し、
前記制御手段は、前記フォーカスレンズを前記第１の位置から前記所定量だけ移動した場合に得られる、前記第１の高周波成分のコントラスト値の最低値よりも、前記フォーカスレンズを前記第１の位置から前記所定量に前記オフセット量を加えた量だけ移動した場合に得られる、前記第１の高周波成分のコントラスト値の最低値の方が高くなるように、前記オフセット量を設定することを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】
前記画像信号から抽出された、前記第１の高周波成分の空間周波数よりも低い空間周波数を有する第２の高周波成分のコントラスト値のピーク位置を検出する検出手段を更に有し、
前記第１の位置は、前記検出手段によって検出された前記ピーク位置に対応する前記フォーカスレンズの位置であることを特徴とする請求項１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】
前記撮像光学系は、光量を調整する絞りを含み、
前記第１の高周波成分の形状に関する情報は、前記絞りの絞り値に関する情報と被写体距離に関する情報の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】
前記絞り値、前記被写体距離および前記オフセット量の関係を記憶する記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記絞り値の情報と、前記被写体距離の情報を取得し、取得した前記絞り値と前記被写体距離の情報に対応する前記オフセット量を前記記憶手段から取得することを特徴とする請求項４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記絞り値が閾値以上の場合の前記オフセット量の絶対値を、前記絞り値が閾値よりも小さい場合の前記オフセット量の絶対値よりも大きく設定することを特徴とする請求項４または５に記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記被写体距離が閾値以上の場合の前記オフセット量の絶対値を、前記被写体距離が閾値よりも小さい場合の前記オフセット量の絶対値よりも大きく設定することを特徴とする請求項４乃至６のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項８】
前記第１の高周波成分の形状に関する情報は、前記第１の高周波成分のピーク位置におけるコントラスト値の所定の割合のコントラスト値に対応する、前記第１の高周波成分の２つの前記フォーカスレンズの位置のそれぞれと、前記第１の高周波成分の前記ピーク位置に対応する前記フォーカスレンズの位置との距離の比の情報であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項９】
前記比は、１以下の値であり、
前記制御手段は、前記比の値が閾値よりも大きい場合の前記オフセット量の絶対値を、前記比の値が閾値以下の場合の前記オフセット量の絶対値よりも大きく設定することを特徴とする請求項８に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１０】
前記所定の割合は７０％であり、前記比は０．６であることを特徴とする請求項９に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１１】
前記第１の高周波成分の形状に関する情報は、前記第１の高周波成分のピーク位置におけるコントラスト値の所定の割合のコントラスト値に対応する、前記第１の高周波成分の２つの前記フォーカスレンズの位置のそれぞれにおける接線の傾きの絶対値の情報であることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記２つの傾きの絶対値のうちの一方が第１の閾値よりも高く、他方が第２の閾値よりも低い場合の前記オフセットの絶対値よりも、前記一方が第１の閾値よりも高い第３の閾値よりも高く、前記他方が第２の閾値よりも高い第４の閾値よりも低い場合の前記オフセットの絶対値を大きく設定することを特徴とする請求項１１に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１３】
前記所定の割合は５０％、前記第１の閾値は０．１０、前記第２の閾値は０．０６、前記第３の閾値は０．２０、前記第４の閾値は０．０８であることを特徴とする請求項１２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１４】
前記所定量は、前記画像信号の画面周辺の画質を改善するための量であることを特徴とする請求項１または２に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１５】
前記第１の位置は、前記画像信号の画面中央の被写体に対する前記フォーカスレンズの合焦位置であることを特徴とする請求項１４に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１６】
前記撮像光学系は、光量を調整する絞りを含み、
前記第１の高周波成分の形状に関する情報は、前記絞りの絞り値に関する情報と被写体距離に関する情報の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１４または１５に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１７】
前記撮像光学系は、光量を調整する絞りを含み、
前記制御手段は、前記絞り値が閾値以上の場合の前記オフセット量の絶対値を、前記絞り値が閾値よりも小さい場合の前記オフセット量の絶対値よりも大きく設定することを特徴とする請求項１４または１５に記載の自動焦点調節装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７のうちいずれか１項に記載の自動焦点調節装置を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点調節装置および光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子から得られる画像信号から高域の空間周波数（高周波成分）を抽出し、そのコントラスト値をＡＦ評価値とし、ＡＦ評価値のピーク位置を合焦位置として検出する焦点検出方式は、コントラスト方式の焦点検出（コントラストＡＦ）と呼ばれている。一般に、撮像光学系の収差に起因して、被写体の空間周波数毎にＡＦ評価値のピーク位置が異なる。空間周波数が高い被写体ほどデフォーカスに敏感であり、像ボケ（画質低下）として現れ易いため、コントラストＡＦでは、できるだけ高い周波数成分を使用して合焦位置を検出することが好ましい。しかしながら、抽出される周波数成分が高くなるほどノイズの影響を受け易くなる等の理由から信頼性が低下し、これを基準にするとＡＦ精度ひいては画質が低下してしまう。
【０００３】
特許文献１は、高周波成分を抽出する複数のフィルターの中から、撮影時の照度に応じてフィルターを設定し、得られた合焦位置から、撮像光学系の特性情報によって決まる所定量だけずらした位置にフォーカスレンズを駆動する自動焦点調節装置を提案している。特許文献２は、画面中心についてはデフォーカス方向に、周辺についてはフォーカスを改善する方向にフォーカスレンズを所定量だけ駆動する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５１０６１４６号公報
【特許文献２】特許第５１６４４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年の撮像装置の小型化、薄型化、大口径化、イメージサークルの大判化、ズームレンズの高倍率化などの要求の結果、撮像光学系の収差を抑制することが困難になり、被写体の空間周波数が高いほどピーク位置の前後の非対称性が大きくなってきた。非対称性の傾斜が急激な側では、僅かなデフォーカスによりＡＦ評価値が急激に低下する。また、特許文献１、２における所定量は、撮像光学系の各レンズの製造誤差（個体誤差）や組立誤差などの誤差の影響を受ける。このため、特許文献１、２に従ってフォーカスレンズを移動する際に、非対称性の傾斜が急激な側に移動してしまうと急激な画質劣化が生じてしまう。
【０００６】
本発明は、画質の急激な劣化を招かないように焦点調節を行うことが可能な自動焦点調節装置および光学機器を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自動焦点調節装置は、フォーカスレンズを駆動しながら、該フォーカスレンズを含む撮像光学系によって形成された被写体像を光電変換することによって得られる画像信号の第１の高周波成分の形状に関する情報に基づいてオフセット量を設定し、前記フォーカスレンズの第１の位置から、前記撮像光学系の特性情報により定まる所定量に前記オフセット量を加えた量だけ、前記フォーカスレンズを移動させるように制御する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、画質の急激な劣化を招かないように焦点調節を行うことが可能な自動焦点調節装置および光学機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。（実施例１、２）
【図２】被写体の空間周波数と合焦位置の関係およびコントラストＡＦを説明するためのグラフである。
【図３】焦点調節方法における問題を説明するためのグラフである。
【図４】本発明の焦点調節方法を説明するためのグラフである。（実施例１）
【図５】本発明の焦点調節方法を説明するためのグラフである。（実施例１）
【図６】高周波成分の対称性の度合いを判断する方法を説明するためのグラフである。（実施例１）
【図７】本発明の焦点調節方法を説明するためのグラフである。（実施例２）
【図８】本発明のシステム制御部によって実行される自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートである。（実施例１）
【図９】本発明のシステム制御部によって実行される自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートである。（実施例１）
【図１０】本発明のシステム制御部によって実行される自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートである。（実施例１）
【図１１】数式１、２を説明するための図である。（実施例１）
【図１２】数式５、６を説明するための図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係る撮像装置のブロック図を示す。撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどであり、レンズ交換型でもよいし、レンズ一体型でもよい。本実施形態は動画撮影と静止画撮影の両方に適用することができる。また、本発明の光学機器は、カメラ本体（撮像装置）も交換レンズも含む。
【００１１】
１０１は、被写体像を形成する光学系（撮像光学系）であり、レンズ交換型では交換レンズ（レンズ装置）に設けられる。光学系１０１は、フォーカスレンズ１０１ａ、ズームレンズ（変倍レンズ）、像振れ補正レンズ、絞り１０１ｂなどを含む。フォーカスレンズ１０１ａは、光軸方向に移動されて焦点調節を行う。ズームレンズは、光軸方向に移動されて焦点距離を変更する。像振れ補正レンズは、光軸に直交する方向に移動されて光軸を偏心させることによって像振れを補正する。なお、「直交する方向」は光軸に直交する成分があれば足り、光軸に斜めに移動されてもよい。絞り１０１ｂは、虹彩絞りや開口絞りなどで光量を調節する。
【００１２】
１０２は、設定されたシャッタ速度で開閉し、露光を停止させるメカニカルシャッタ（メカシャッタと図示）である。１０３は、光学系１０１が形成した被写体像を光電変換する撮像素子であり、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサから構成される。
【００１３】
１０４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路（ＣＤＳと図示）である。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０４は、前段に相間二重サンプリングによってアンプ雑音とリセット雑音を除去するＣＤＳ回路、後段に出力に応じてゲインを自動調整するＡＧＣ回路を備える。１０５は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。
【００１４】
１０６は、撮像素子１０３、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０４およびＡ／Ｄ変換器１０５を動作させる信号を発生するタイミング信号発生回路である。１０７は、光学系１０１、メカニカルシャッタ１０２および撮像素子１０３の駆動回路（駆動手段）である。
【００１５】
１０８は、撮像素子１０３から得られる画像信号に必要な信号処理を行う信号処理回路（信号処理手段）である。また、信号処理回路１０８は、入力されたデジタル画像信号の高周波成分をハイパスフィルター（ＨＰＦ）等により抽出し、さらに累積加算等の演算処理を行い、高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値を算出する機能を有する。具体的には、信号処理回路１０８は、ＡＦ枠として指定された画面の一部分の領域に相当する画像信号の高周波成分を抽出し、さらに累積加算等の演算処理を行う。ノイズ成分をキャンセルするために、ＨＰＦの前にローパスフィルター（ＬＰＦ）を通すことが一般的である。従って、信号処理回路１０８は、実際には、画像信号から高周波成分を抽出するバンドパスフィルター（ＢＰＦ）として構成され、高周波成分検出手段として機能する。信号処理回路１０８は、フォーカスレンズ１０１ａを駆動しながら取得した画像信号からＢＰＦを介して抽出された画像信号の高周波成分に基づいて合焦位置を検出する検出手段として機能するが、後述するシステム制御部１１４がこの機能を有してもよい。
【００１６】
１０９は、処理された画像信号を記憶する画像メモリである。１１０は、撮像装置から取り外し可能な画像記録媒体である。１１１は、処理された画像信号を画像記録媒体１１０に記録する記録回路である。１１２は、処理された画像信号を表示する、ＬＣＤなどの画像表示部である。１１３は、画像表示部１１２に画像を表示させる表示回路である。
【００１７】
１１４は、撮像装置全体を制御するシステム制御部であり、マイクロコンピュータから構成される制御手段である。システム制御部１１４は、レンズ交換型ではカメラ本体に設けられるカメラ制御手段であり、交換レンズ（レンズ装置）のレンズ制御手段と通信することができる。
【００１８】
システム制御部１１４は、プログラム、それに必要なデータを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶手段を内蔵している。記憶手段は、光学系１０１の設計値の情報を保持している。光学系１０１の設計値の情報は、例えば、高周波成分のＡＦ評価値のピーク位置から合焦位置までのフォーカスレンズ１０１ａの移動量ＳＡに関する情報、高周波成分において傾きが急激な領域Ｄ１１がピーク位置に関してどちら側にあるかを示す情報などを含む。光学系１０１の情報は、予め記憶手段に記憶されていてもよいし、インターネットなどのネットワークを通じて取得されてもよい。
【００１９】
システム制御部１１４は、本実施形態の自動焦点調節装置を構成するが、自動焦点調節装置は信号処理回路１０８を更に含んでもよい。
【００２０】
１１５は、撮影者によって各種の操作が行われる操作部であり、操作部からの入力信号はシステム制御部１１４に送信される。操作部１１５は、モード選択スイッチ、レリーズスイッチ、ＡＦ枠設定手段などを含む。
【００２１】
モード選択スイッチは、動画モード、静止画モード、各種のシーンの撮影に適したモード、自動焦点調節（ＡＦ）モード、手動焦点調節（ＭＦ）モードなどを設定することができる。
【００２２】
レリーズスイッチは、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２を有する。第１ストロークスイッチＳＷ１はレリーズスイッチの半押しによってＯＮ状態になり、第２ストロークスイッチＳＷ２はレリーズスイッチの全押しによってＯＮ状態になる。
【００２３】
システム制御部１１４は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、不図示の測光部による被写体輝度の測定と、コントラストＡＦによる焦点検出が行われる。システム制御部１１４は、測光結果に基づいて絞り１０１ｂの絞り値や撮像素子１０３の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。システム制御部１１４は、焦点検出結果に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るためのフォーカスレンズ１０１ａの駆動量（駆動方向を含む）を決定し、駆動回路１０７を制御する。
【００２４】
なお、「コントラストＡＦ」は、光学系１０１によって形成される焦点位置と撮像素子１０３の相対位置を変化させる走査を行いながら被写体像のコントラストのピーク位置を検出する焦点検出方式をいう。コントラストＡＦでは、撮像素子１０３から得られる画像信号のコントラスト値をＡＦ評価値として使用する。また、本実施形態では、操作部１１５によってＡＦが設定されると、システム制御部１１４は、狭義のコントラストＡＦを実行するだけでなく、コントラストＡＦによって検出されたピーク位置から後述する所定量ＳＡだけフォーカスレンズ１０１ａを移動させる。この移動は、「フォーカスシフト」と呼ばれる場合もある。更に、システム制御部１１４は、ＡＦモードでは、画面中心についてはデフォーカス方向に、周辺についてはフォーカスを改善する方向にフォーカスレンズ１０１ａを所定量ＳＡ１だけ移動させる場合もある。これらの所定量は、光学系１０１の特性情報により定まる量である。
【００２５】
システム制御部１１４は、第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号の入力に応じて、絞り駆動命令を駆動回路１０７に送信し、絞り値を設定させる。更に、システム制御部１１４は、駆動回路１０７に露光開始命令を送信し、メカニカルシャッタ１０２の開放を行わせ、撮像素子１０３の露光を行わせる。
【００２６】
ＡＦ枠設定手段は、撮像素子１０３から得られる画像信号において、ＡＦを行うべき領域（ＡＦ枠）を設定する。ＡＦ枠で特定された被写体は主被写体となる。システム制御部１１４は、ＡＦ枠設定手段によって設定されたＡＦ枠に対してＡＦを実行する。
【００２７】
システム制御部１１４は、被写体距離情報（距離マップ）を取得する被写体距離情報取得手段としても機能する。距離マップは、画角中の小領域ごとの距離情報を示すマトリックス状のデータテーブルとして構成されている。ＡＦ評価値を利用した被写体距離の測定方法について説明する。まず画角に対してＭ×Ｎの測距領域を設定（撮像素子１０３から得られる画像信号を小領域に分割）し、フォーカスレンズ１０１ａを移動させながら、ＡＦ評価値を各測距領域に対して求める。ＡＦ評価値は、信号処理回路１０８から出力される他、システム制御部１１４において画像信号もしくは信号処理回路１０８の出力から演算により求めることもできる。求まったフォーカスレンズ位置に対する各測距領域のＡＦ評価値から、測距領域ごとにＡＦ評価値が極大となるフォーカスレンズ位置が求まり、これが領域ごとの被写体距離情報に相当する。
【００２８】
もちろん、被写体距離情報を取得する方法はこれに限定されず、位相差検出方式の焦点検出（位相差ＡＦ）、エッジ差分で距離を推定する方法、ＤＦＤ（ＤｅｐｔｈＦｒｏｍ Ｄｅｆｏｃｕｓ）、専用の距離測定用の測距センサを用いてもよい。撮像素子に焦点検出用画素を設けて被写体距離を測定してもよい。
【００２９】
光学系１０１は、システム制御部１１４からの制御信号により、絞り１０１ｂとレンズを駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子１０３上に結像させる。メカニカルシャッタ１０２は、システム制御部１１４からの制御信号により、必要な露光時間となるように撮像素子１０３の動作に合わせて撮像素子１０３を遮光するように駆動される。この時、撮像素子１０３が電子シャッタ機能を有する場合は、メカニカルシャッタ１０２と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。撮像素子１０３は、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する動作パルスをもとにした駆動パルスで駆動され、被写体像を光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する。撮像素子１０３からのアナログ画像信号は、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する信号により、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１０４でクロック同期性ノイズが除去され、Ａ／Ｄ変換器１０５でデジタル画像信号に変換される。
【００３０】
次に、システム制御部１１４により制御される信号処理回路１０８において、デジタル画像信号に対して、色変換、ホワイトバランス、ガンマ補正等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等を行う。画像メモリ１０９は、処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、処理されたデジタル画像信号を記憶したりするために用いられる。信号処理回路１０８で処理された画像信号や画像メモリ１０９に記憶されている画像信号は、記録回路１１１において画像記録媒体１１０に適したデータに変換されて画像記録媒体１１０に記録される。また、画像信号は、信号処理回路１０８で解像度変換処理を実施された後、表示回路１１３において画像表示部１１２に適した信号に変換されて画像表示部１１２に表示される。
【００３１】
信号処理回路１０８においては、システム制御部１１４からの制御信号により信号処理をせずにデジタル画像信号をそのまま画像メモリ１０９や記録回路に出力してもよい。また、信号処理回路１０８は、システム制御部１１４からの要求に応じて、デジタル画像信号の情報、例えば、画像の空間周波数、指定領域の平均値、圧縮画像のデータ量等の情報、あるいは、それらから抽出された情報をシステム制御部１１４に出力する。記録回路１１１は、システム制御部１１４から要求があった場合に、画像記録媒体１１０の種類や空き容量等の情報をシステム制御部１１４に出力する。
【００３２】
図２（ａ）は、ナイキスト周波数の６．７％、１３．３％、１６．７％、２６．７％、５０％、８０％でフィルターの透過率が最大となる特性を持つＢＰＦを使用した場合のＡＦ評価値が最大となる位置とベストピント位置（合焦位置）との関係を示す図である。縦軸は、コントラスト値（ＡＦ評価値）であり、横軸は、フォーカスレンズ１０１ａの位置である。同図に示すように、光学系１０１の収差に起因して、被写体の空間周波数毎にＡＦ評価値が最大となる位置（ピーク位置）が異なる。
【００３３】
異なるピーク位置を有する複数の周波数成分が存在する場合、コントラストＡＦにおいては、なるべく高い周波数成分を使用し、そのピーク位置へフォーカスレンズ１０１ａを駆動することが好ましい。これは空間周波数の高い被写体と低い被写体が混在する被写体を撮影した場合、空間周波数の低い被写体は多少合焦位置からずれていても像がボケていると感じにくいが、空間周波数の高い被写体の場合は僅かなずれでも像がボケていると感じ易いからである。
【００３４】
しかし、高い周波数成分の透過率が最大となるＢＰＦを用いた場合、ノイズ、低照度、ブレなどによって、得られるＡＦ評価値の信頼性が十分でない場合が多くピーク位置を検出しにくくなる。そこで、安定してピーク位置を検出することができる高周波成分のピーク位置から所定量ＳＡだけフォーカスレンズ１０１ａを移動することによって合焦位置を検出する。この所定量ＳＡの情報は、上述したように、システム制御部１１４の記憶手段に記憶されている。この場合、システム制御部１１４は、光学系１０１の特性情報により決まる所定量ＳＡだけピーク位置からずらした位置にフォーカスレンズ１０１ａを駆動するように駆動回路１０７を制御する。
【００３５】
なお、図２（ａ）において、安定してピーク位置を検出可能な高周波成分がナイキスト周波数６．７％に対応する高周波成分であり、合焦位置にピーク位置を有する高周波成分がナイキスト周波数８０％に対応する高周波成分であることは単なる例示である。合焦位置にピーク位置を有する被写体の空間周波数よりも安定してピーク位置を検出可能な被写体の空間周波数の方が低い。
【００３６】
所定量ＳＡは、光学系１０１の各レンズの製造誤差や組立誤差などの誤差の影響を受ける。このため、安定してピーク位置を検出可能な高周波成分のピーク位置から所定量ＳＡだけフォーカスレンズ１０１ａを移動しても正確に合焦位置を得られるとは限らない。
【００３７】
また、近年の撮像装置の小型化、薄型化、大口径化、イメージサークルの大判化、ズームレンズの高倍率化などにより、光学系１０１の収差を抑制することが困難になり、被写体の空間周波数が高いほどピーク位置の前後の非対称性が大きくなってきた。
【００３８】
図２（ｂ）は、安定してピーク位置Ｐ２を検出可能な高周波成分（第２の高周波成分）Ｃ２と、合焦位置ＦＰにピーク位置Ｐ１を有する高周波成分（第１の高周波成分）Ｃ１を示す図である。縦軸と横軸の定義は図２（ａ）と同様である。
【００３９】
高周波成分が、何れのアジムス断面においても、ピーク位置を通り、縦軸に平行な線に関して対称である場合、球面収差がない。ところが、球面収差があると、高周波成分Ｃ１に示すように、ピーク位置Ｐ１を通り、縦軸に平行な線Ｌ１に関して高周波成分の形状は非対称となる。
【００４０】
高周波成分Ｃ１においては、線Ｌ１からＡＦ評価値が０になるまでのデフォーカス量が左右で異なる。領域Ｄ１１は、そのデフォーカス量が小さく、傾斜（勾配）が急な領域であり、領域Ｄ１２は、そのデフォーカス量が大きく、傾斜がなだらかな領域である。高周波成分Ｃ２においては、球面収差が大きくても、ピーク位置Ｐ２を通り、縦軸に平行な線Ｌ２に関する非対称性は目立ちにくい。
【００４１】
高周波成分の形状が、収差によりピーク位置の前後で非対称になることは、画面周辺でも同様である。画面中心においては軸上収差である球面収差が原因であり、軸外では、３次以上の次数を有する収差であるフレア、ハロが原因である。近年要求されている開放Ｆ値が明るいレンズの絞り開放条件では、これらの収差が残存し易い。領域Ｄ１１、Ｄ１２の情報（線Ｌ１に関してどちら側にＤ１１があるかの情報）は、上述したように、システム制御部１１４の記憶手段に記憶されている。
【００４２】
図２（ｂ）では、高周波成分Ｃ２のピーク位置Ｐ２から所定量ＳＡだけフォーカスレンズ１０１ａを移動させた位置が合焦位置ＦＰとなっているが、上述したように、常にこのようになるとは限らない。
【００４３】
図３（ａ）は、所定量ＳＡが誤差−Ｅ１（Ｅ１＞０）を有し、最終的なフォーカスレンズ１０１ａの位置Ｆ１が合焦位置ＦＰに一致せず、領域Ｄ１１に位置する場合を示すグラフである。このとき、ＡＦ評価値は、ピーク位置Ｐ１のＡＦ評価値Ｖ１からＨ１だけ低下したＶ２となる。
【００４４】
図３（ｂ）は、所定量ＳＡが誤差＋Ｅ１を有し、最終的なフォーカスレンズ１０１ａの位置Ｆ２が合焦位置ＦＰに一致せず、領域Ｄ１２に位置する場合を示すグラフである。このとき、ＡＦ評価値は、ピーク位置Ｐ１のＡＦ評価値Ｖ１からＨ２だけ低下したＶ３となる。
【００４５】
図３において、縦軸と横軸の定義は、図２と同様である。図３（ｂ）に示す場合は、ＡＦ評価値の低下量Ｈ２はそれほど大きくなく、焦点調節精度ひいては画質はそれほど低下しない。これに対して、図３（ａ）に示す場合は、ＡＦ評価値の低下量Ｈ１は大きく、焦点調節精度ひいては画質が大きく低下する。
【実施例１】
【００４６】
図４は、実施例１の自動焦点調節方法を説明するためのグラフであり、縦軸と横軸の定義は、図３と同様である。横軸の右方向がフォーカスレンズ１０１ａを繰出す方向を示している。図３と同様の要素には同一の符号を付している。高周波成分Ｃ１、Ｃ２は、いずれも、画面中心（軸上）、光学系１０１の広角端、絞り開放時で距離４００ｍｍにおける高周波成分を表している。
【００４７】
図８は、システム制御部１１４によって実行される、実施例１の自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップ（工程）を表している。図８及び後述するフローチャートは、コンピュータに各ステップの機能を実行させるためのプログラムとして具現化が可能であり、非一時的なコンピュータ可読の記憶媒体に格納されてもよい。
【００４８】
まず、システム制御部１１４は、撮影者が操作部１１５を介して設定したＡＦ枠によって主被写体を決定する（Ｓ１０）。次に、システム制御部１１４は、操作部１１５の第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、不図示の測光部による被写体輝度の測定を行わせ（Ｓ１２）、測光結果に基づいて絞り１０１ｂのＦ値の情報を取得する（Ｓ１４）。また、システム制御部１１４は、Ｓ１０で決定された被写体についてコントラストＡＦを実行する（Ｓ１６）。高周波成分Ｃ１を図４に示すように測定して合焦位置ＦＰを検出することは困難であるため、コントラストＡＦでは、ピーク位置Ｐ２が検出される。実施例１では、ピーク位置Ｐ２に対応するフォーカスレンズ１０１ａの位置が第１の位置である。次に、システム制御部１１４は、Ｓ１０で決定された被写体の被写体距離の情報を取得する（Ｓ１８）。
【００４９】
実施例１では、システム制御部１１４は、所定量ＳＡにオフセット量ＯＦＦを加えた量だけピーク位置Ｐ２に対応するフォーカスレンズの位置（第１の位置）からずらした位置にフォーカスレンズ１０１ａを移動させる。これにより、フォーカスレンズ１０１ａを移動させる目標位置ＴＰにおいて、誤差Ｅ（±Ｅ１の範囲）が生じたとしても、ＡＦ評価値の低下量を最大でＨ３に抑えることができる。ＡＦ評価値の低下量Ｈ３は、図３（ａ）に示す低下量Ｈ１よりも小さいので、焦点調節精度ひいては画質の低下を抑えることができる。低下量Ｈ３は低下量Ｈ２よりも大きい。つまり、実施例１は、領域Ｄ１２におけるピーク位置Ｐ１からの最大デフォーカス量（絶対値）を大きくしている。また、本実施例では、誤差が＋Ｅ１の場合と−Ｅ１の場合の低下量を等しくしている。実施例１は、光軸上（画面中心）の焦点調節に限定されず、軸外（画面周辺）の焦点調節にも適用可能である。
【００５０】
即ち、システム制御部１１４は、フォーカスレンズ１０１ａを所定量だけ移動した場合に得られるＡＦ評価値の最低値よりも、所定量にオフセット量を加えた量だけ移動した場合に得られるＡＦ評価値の最低値の方が高くなるように、オフセット量を設定する。
【００５１】
実施例１では、システム制御部１１４は、ピーク位置Ｐ１を通る線Ｌ１に関する高周波成分Ｃ１の形状に関する情報に基づいて、所定量ＳＡに加えるオフセット量ＯＦＦを設定する。「高周波成分Ｃ１の形状に関する情報」は、後述するように、高周波成分Ｃ１の形状を決定する情報でもよいし、高周波成分Ｃ１の形状に影響を与える要因の情報であってもよい。図８では、高周波成分Ｃ１の形状に影響を与える要因であるＦ値と被写体距離の情報に基づいてオフセット量ＯＦＦを設定する。
【００５２】
システム制御部１１４は、Ｆ値が閾値ξよりも小さいかどうかを判定する（Ｓ２０）。システム制御部１１４は、絞り値が閾値以上の場合のオフセット量ＯＦＦの絶対値を、絞り値が閾値よりも小さい場合のオフセット量ＯＦＦの絶対値よりも大きく設定する。
【００５３】
Ｆ値が閾値ξよりも小さければ、システム制御部１１４は、被写体距離が閾値ηよりも小さいかどうかを判定する（Ｓ２２）。システム制御部１１４は、被写体距離が閾値ηよりも小さい場合には記憶手段を参照してオフセット量ＯＦＦを設定する（Ｓ２４）。システム制御部１１４は、被写体距離が閾値以上の場合のオフセット量ＯＦＦの絶対値を、被写体距離が閾値よりも小さい場合のオフセット量ＯＦＦの絶対値よりも大きく設定する
上述したように、被写体距離の情報とＦ値（絞り値）の情報と光学系１０１の設計値の情報と所定量ＳＡに対して設定されるオフセット量ＯＦＦの情報の関係は、予め記憶手段に記憶されている。かかる関係の形式は、テーブル、グラフ、数式など特に限定されない。システム制御部１１４は、取得した被写体距離の情報と絞り値の情報と、かかる関係の情報に基づいて必要なオフセット量ＯＦＦの情報を取得する。
【００５４】
絞り１０１ｂを、開放から絞っていくと球面収差が減少し、高周波成分Ｃ１が徐々に線Ｌ１に関して対称に近づく傾向を示す。また、高周波成分Ｃ１の対称性は被写体距離（撮影距離）にも依存する。一般に、被写体距離が長くなると、高周波成分Ｃ１の対称性は改善する。
【００５５】
図５は、Ｆ値が閾値ξ以上である場合または被写体距離が閾値η以上である場合に、ほぼ対称になった高周波成分Ｃ１を示すグラフである。この場合は、誤差Ｅ（±Ｅ１の範囲）が生じたとしても、高周波成分Ｃ１の対称性から、片側で極端にＡＦ評価値が低下することはないため、システム制御部１１４は、オフセット量ＯＦＦをゼロに設定する（Ｓ２６、Ｓ２８）。このように、高周波成分Ｃ１の対称性の度合いに基づいてオフセット量ＯＦＦを調整することによって、ピーク位置Ｐ１のＡＦ評価値Ｖ１からの低下量Ｈ４を抑えることができる。高周波成分Ｃ１の対称性が高いほどオフセット量ＯＦＦの絶対値を小さく設定してもよいが、必ずしも比例関係にする必要はない。高周波成分Ｃ１が第１の対称性を有する場合のオフセット量を、第１の対称性よりも高い第２の対称性を有する場合のオフセット量を小さく設定すれば足りる。
【００５６】
その後、システム制御部１１４は、フォーカスレンズ１０１ａをピーク位置Ｐ２から所定量ＳＡにオフセット量ＯＦＦを加えた量だけ移動させる（フォーカスシフト）（Ｓ３０）。次に、システム制御部１１４は、第２ストロークスイッチＳＷ２からのＯＮ信号の入力に応じて、絞り駆動命令を駆動回路１０７に送信し、Ｆ値を設定させる。また、システム制御部１１４は、駆動回路１０７に露光開始命令を送信し、メカニカルシャッタ１０２の開放を行わせ、撮像素子１０３の露光を行わせる（Ｓ３２）。その後、画像信号は、記録回路１１１を介して画像記録媒体１１０に記録される（Ｓ３４）。
【００５７】
次に、「高周波成分Ｃ１の形状に関する情報」が、高周波成分Ｃ１の形状を決定する情報である場合について説明する。図９は、システム制御部１１４によって実行される、実施例１の自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップ（工程）を表している。図９において、図８と同様のステップには、同様の参照符号を付している。図９では、図８と同様に、Ｓ１０〜Ｓ１６が行われるが、Ｓ１２、Ｓ１４の図示が便宜上省略されている。Ｓ１６の後で、システム制御部１１４は高周波成分Ｃ１の情報を取得する（Ｓ３６）。
【００５８】
図６（ａ）は、高周波成分Ｃ１の対称性の度合いを判断する方法の一例を説明するためのグラフである。高周波成分Ｃ１のＡＦ評価値において、ピーク位置Ｐ１におけるＡＦ評価値Ｖ１の所定の割合である７０％のＡＦ評価値Ｖ６を有する２つの位置I、IIを線Ｌ１の前後に定義する。位置Iは領域Ｄ１１に、位置IIは領域Ｄ１２に属する。位置Iのデフォーカス量（深度）をＡ、位置IIのデフォーカス量をＢ、Ａ、Ｂを正の値とする。即ち、Ａ／Ｂは、ＡＦ評価値Ｖ６に対応する高周波成分Ｃ１の２つのフォーカスレンズ１０１ａの位置のそれぞれと、ピーク位置Ｐ１に対応するフォーカスレンズ１０１ａの位置との距離の比である。本実施例では、１以下の比の値を使用しているが、１以上の比の値を使用してもよい。
【００５９】
図６（ａ）に示す高周波成分Ｃ１の情報は、システム制御部１１４の記憶手段に記憶されており、システム制御部１１４は、ＡとＢの情報を取得する（Ｓ３８）。
【００６０】
数式１に示すように、（Ａ／Ｂ）の比の値が０．６以下、好ましくは、数式２に示すように、０．４以下の場合、システム制御部１１４は、高周波成分Ｃ１が線Ｌ１に関して非対称（非線対称）であると判断し、オフセット量ＯＦＦを設定する。オフセット量ＯＦＦの符号と大きさは、ピーク位置Ｐ２からピーク位置Ｐ１への方向（符号）及び、高周波成分Ｃ１の非対称性の方向に基づいて決定される。
【００６１】
【数１】
2017003832.tif 000003
【００６２】
【数２】
2017003832.tif 000004
【００６３】
高周波成分Ｃ１は、そのピーク位置が目視官能評価における合焦位置に一致する。ＡＦ評価値がピーク位置から大きく低下する位置に合焦すると画質の劣化が許容しがたくなる。許容レベルは、ピーク位置Ｐ１のＡＦ評価値Ｖ１の７０％（所定の割合）であり、必要な焦点検出精度は、この深度範囲内にフォーカスレンズが入ることである。
【００６４】
図１１は、数式１、２の根拠を説明するための図である。図１１（ａ）は、高周波成分Ｃ１が線Ｌ１に関して対称な形状を有する場合を示している。この場合、Ａ／Ｂの値は１．０となる。
【００６５】
図１１（ｂ）（ｃ）は、球面収差が多くなって高周波成分Ｃ１が非対称な形状を有する場合を示している。この場合は、片側の深度が減少し、逆側の深度が増加する。この減少する量と、増加する量は必ずしも同じではなく、収差状態によっても異なる。しかしながら、大きく異なるわけではないので、これを同等であると考えると、深度の片側に於いて深度範囲の４３％狭くなり、逆側の深度が４３％増加したとき、図１１（ｂ）に示すように、ピーク位置Ｐ１の前後の深度の比は、数式３のようになる。この場合、片側の深度がもう一方の約２．５倍という非対称性となる。
【００６６】
【数３】
2017003832.tif 000005
【００６７】
必要なフォーカス制御精度は、ＡＦ評価値Ｖ１の７０％で定義される深度範囲に対して５０％である。そのため、数式３に示される場合、コントラストが急激に低下する側では、元の深度を１００％とすると、それが５７％に狭まり、それに対して必要な焦点検出精度が元の深度の５０％となってマージンが７％分となる。このように殆どマージンがない中では、僅かな外乱などの影響を受けるとＡＦ評価値Ｖ１の７０％を下回ることとなる。
【００６８】
図１１（ｃ）では、片側深度が２５％狭くなって、逆側の深度が２５％増加した場合を示している。このとき、ピーク位置Ｐ１の前後の深度の比は、数式４のようになり、片側の深度がもう一方の約１．６７倍という非対称性となる。
【００６９】
【数４】
2017003832.tif 000006
【００７０】
この場合、コントラストが急激に低下する側の深度は、元の７５％となり、フォーカスシステムの深度５０％に対して、２５％のマージンを有するので外乱に対する余裕が増加する。
【００７１】
虹彩絞りを絞ったり、被写体距離が１０００ｍｍを上回ったりするなどして、数式１又は２の条件を外れると、システム制御部１１４は、非対称性が許容限度内であると判断し、オフセット量ＯＦＦを０に設定し、ピーク位置Ｐ１を目標位置に設定する。ＡＦ評価値Ｖ１の７０％のＡＦ評価値Ｖ６としたのは、ＡＦ評価値としてピーク位置Ｐ１に近く、非対称性が現れにくく非対称性の検出感度が高いためである。
【００７２】
システム制御部１１４は、比の値が閾値よりも大きい場合のオフセット量ＯＦＦの絶対値を、比の値が閾値以下の場合のオフセット量ＯＦＦの絶対値よりも大きく設定する。システム制御部１１４は、まず、Ａ／Ｂが０．６以下であるかどうかを判定する（Ｓ４０）。システム制御部１１４は、Ａ／Ｂが０．６以下であれば、Ａ／Ｂが０．４以下であるかどうかを判定する（Ｓ４２）。Ａ／Ｂが０．４以下であれば、システム制御部１１４は、Ｓ２４と同様に、記憶手段を参照してオフセット量ＯＦＦを設定する（Ｓ４４）。また、Ａ／Ｂが０．４よりも大きければ、システム制御部１１４は、Ｓ２４と同様に、記憶手段を参照してオフセット量ＯＦＦを設定するが（Ｓ４６）、設定されるオフセット量の絶対値はＳ４４で設定されるオフセット量の絶対値よりも小さい。Ａ／Ｂが０．６よりも大きければ、図５と同様になるので、システム制御部１１４は、オフセット量ＯＦＦをゼロに設定する（Ｓ４８）。その後、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４が行われる。
【００７３】
次に、「高周波成分Ｃ１の形状に関する情報」が、高周波成分Ｃ１の形状を決定する情報である別の例について説明する。図１０は、システム制御部１１４によって実行される、実施例１の自動焦点調節方法を説明するためのフローチャートであり、「Ｓ」はステップ（工程）を表している。図１０において、図８、図９と同様のステップには、同様の参照符号を付している。図１０では、図８と同様に、Ｓ１０〜Ｓ１６が行われるが、便宜上、Ｓ１２、Ｓ１４の図示が省略されている。Ｓ１６の後で、Ｓ３６が行われる。
【００７４】
図６（ｂ）は、高周波成分Ｃ１の対称性の度合いを判断する方法の別の例を説明するためのグラフである。高周波成分Ｃ１のＡＦ評価値において、ピーク位置Ｐ１のＡＦ評価値Ｖ１の５０％のＡＦ評価値Ｖ７を有する位置III、IVを線Ｌ１の前後に定義する。位置IIIは領域Ｄ１１に、位置IVは領域Ｄ１２に属する。
【００７５】
位置IIIにおける接線の傾きをＣ（絶対値）、位置IVにおける接線の傾きをＤ（絶対値）とする。これらの傾きは、フォーカスレンズ１０１ａ繰り出し量の最小ステップ当たりのコントラスト値の変化量を表す。図６（ｂ）に示す高周波成分Ｃ１の情報（即ち、ＣとＤの値）は、システム制御部１１４の記憶手段に記憶されている。
【００７６】
傾きＣ及びＤの一方が第１の値を越え、傾きＣ及びＤの他方が第２の値を越えない場合、システム制御部１１４は、高周波成分Ｃ１が線Ｌ１に関して非対称（非線対称）であると判断し、オフセット量ＯＦＦを設定する。数式５に示すように、第１の値は１０％（０．１０）、第２の値は６％（０．０６）であるが、好ましくは、数式６に示すように、第１の値は２０％（０．２０）、第２の値は８％（０．０８）である。オフセット量ＯＦＦの符号と大きさは、ピーク位置Ｐ２からピーク位置Ｐ１への方向（符号）及び、高周波成分Ｃ１の非対称性の方向に基づいて決定される。これは、領域Ｄ１１にフォーカスレンズ１０１ａの最終位置が位置せずに、領域Ｄ１２にフォーカスレンズ１０１ａの最終位置が位置するようにするためのものである。
【００７７】
【数５】
2017003832.tif 000007
【００７８】
【数６】
2017003832.tif 000008
【００７９】
図１２は、数式５、６の根拠を説明するための図である。図１２（ａ）は、高周波成分Ｃ１が線Ｌ１に関して対称な形状を有する場合を示している。図１２（ｂ）（ｃ）は、球面収差が多くなって、高周波成分Ｃ１が非対称な形状を有する場合を示している。
【００８０】
傾きを利用する場合の許容レベルは、ピーク位置Ｐ１のＡＦ評価値Ｖ１の所定の割合である５０％になる。図１２（ｂ）に示すように、傾きＣ及びＤの一方が２０％を越え、傾きＣ及びＤの他方が８％を越えない場合、次式が成立する。この場合、片側の深度がもう一方の約２．５倍という非対称性となる。
【００８１】
【数７】
2017003832.tif 000009
【００８２】
必要な焦点検出精度は、ＡＦ評価値Ｖ１の５０％で定義される深度範囲に対して５０％である。そのため、数式６に示される場合、コントラストが急激に低下する側では、元の深度を１００％とすると、それが５７％に狭まり、それに対して必要な焦点検出精度が元の深度の５０％となってマージンが７％分となる。このように殆どマージンがない中では、僅かな外乱などの影響を受けるとＡＦ評価値Ｖ１の７０％を下回ることとなる。
【００８３】
図１２（ｃ）では、片側深度が２５％狭くなって、逆側の深度が２５％増加した場合を示している。このとき、ピーク前後のいずれかの傾きにおいて、傾きＣ及びＤの一方が１０％を越え、傾きＣ及びＤの他方が６％を越えない場合、次式が成立する。この場合、片側の深度がもう一方の約１．６７倍という非対称性となる。
【００８４】
【数８】
2017003832.tif 000010
【００８５】
この場合、コントラストが急激に低下する側の深度は、元の７５％となり、フォーカスシステムの深度５０％に対して、２５％のマージンを有するので外乱に対する余裕が増加する。
【００８６】
虹彩絞りを絞ったり、被写体距離が１０００ｍｍを上回ったりするなどして、数式５又は６の条件を外れると、システム制御部１１４は、非対称性が許容限度内であると判断し、オフセット量ＯＦＦを０に設定し、ピーク位置Ｐ１を目標位置に設定する。
【００８７】
より具体的には、システム制御部１１４は、数式５が成立するかどうかを判定する（Ｓ５２）。システム制御部１１４は、数式５が成立する場合、数式６が成立するかどうかを判定する（Ｓ５４）。数式６が成立する場合、システム制御部１１４は、Ｓ２４と同様に、記憶手段を参照してオフセット量ＯＦＦを設定する（Ｓ５６）。また、数式６が成立しない場合、システム制御部１１４は、Ｓ２４と同様に、記憶手段を参照してオフセット量ＯＦＦを設定するが（Ｓ５８）、設定されるオフセット量の絶対値はＳ５６で設定されるオフセット量の絶対値よりも小さい。数式５が成立しない場合、図５と同様になるので、システム制御部１１４は、オフセット量ＯＦＦをゼロに設定する（Ｓ６０）。その後、Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４が行われる。
【００８８】
図６に示す例は、所定の条件を満足するか否かで、高周波成分Ｃ１が線Ｌ１に関して対称であるかどうかを判断していたが、条件数を増やしたり、連続的にオフセットＯＦＦの値を変更したりしてもよい。
【００８９】
高周波成分Ｃ１の深度Ａ、Ｂや接線の傾きＣ、Ｄを直接測定するには時間がかかる。そこで、光学系１０１の設計値に基づき、Ｆ値、被写体距離および高周波成分Ｃ１の対称性の関係を表すデータを、実験やシミュレーションなどにより予め求めておき、システム制御部１１４の記憶手段に記憶しておく。設計値ではなく個体調整工程において、高周波成分を工具で測定してもよい。
【実施例２】
【００９０】
近年の光学設計自由度の制限から、像面の距離変動が大きくなっており、例えば、至近距離で周辺像面がアンダー方向に湾曲し易くなっている。この像面湾曲を緩和するために中心の合焦位置を所定量ＳＡ１だけシフトさせて周辺画質とバランスをとろうとした場合、シフト方向が領域Ｄ１１にあると像面湾曲を緩和する効果よりも画質劣化の問題が大きくなる。所定量ＳＡ１は、撮像光学系の特性情報により定まる量である。
【００９１】
図７は、実施例２のコントラストＡＦを説明するための図であり、像面湾曲の影響を低減するためのものである。本実施例でも、システム制御部１１４は、フォーカスレンズ１０１ａを移動させるが、このときの所定量ＳＡ１は図２に示す所定量ＳＡではない。
【００９２】
図７において、横軸はフォーカスレンズ１０１ａの位置（右方向を正とする）を表しており、合焦位置ＦＰを０に設定すればデフォーカス量にもなる。破線ＩＳは湾曲した像面を表し、一点鎖線ＯＡは、光軸（画面中心）を表している。Ｃ１は、画面中央の高周波成分を表し、Ｃ３は、画面周辺の高周波成分を表しており、両者の空間周波数は同じである。高周波成分Ｃ１は、図２に示すものと同様である。高周波成分Ｃ１、Ｃ３の縦方向はＡＦ評価値（上方向を正とする）を表している。
【００９３】
各高周波成分Ｃ１、Ｃ３において、ピーク位置を通り、縦方向に向かう直線に関して左側は、勾配が急な領域であり、右側は、勾配が緩やかな領域となっている。もちろん、これは例示であり、光学系１０１の特性によっては、右側が、勾配が急な領域であり、左側が、勾配が緩やかな領域となる場合もある。高周波成分Ｃ１とＣ３の形状は、完全に一致はしないが、類似の形状となっている。
【００９４】
近距離撮影などで像面湾曲が発生する場合などに、画面中心と周辺のフォーカス状態に差が生じ、周辺画質が低下することがある。図７では、周辺像面がデフォーカスの負方向に倒れている。現在の点線で示す合焦位置ＦＰでは、高周波成分Ｃ１のＡＦ評価値は高いが、高周波成分Ｃ３のＡＦ評価値は高くない。このような場合、システム制御部１１４は、画面中心の画質を低下させ、画面周辺の画質を改善する方向にフォーカスレンズ１０１ａを移動する。
【００９５】
高周波成分Ｃ３のＡＦ評価値を上げるために、合焦位置ＦＰからフォーカスレンズ１０１ａを高周波成分Ｃ１のピーク位置Ｐ１に対応するフォーカスレンズの位置（第１の位置）から所定量ＳＡ１だけ移動させると、実線で示すフォーカス位置Ｆ３が形成される。これにより、高周波成分Ｃ３のＡＦ評価値が上がる。しかしながら、高周波成分Ｃ１の勾配が急な領域において、ＡＦ評価値が大幅に低下し、画面中央の画質が大幅に低下する。
【００９６】
そこで、実施例２のシステム制御部１１４は、所定量ＳＡ１に移動量ＳＡ１とは逆向きのオフセット量ＯＦＦ１を加えた量だけフォーカスレンズ１０１ａをピーク位置Ｐ１から移動させる。システム制御部１１４は、フォーカスレンズを所定量だけ移動した場合に得られる画面中心のＡＦ評価値の最低値よりも、所定量にオフセット量を加えた量だけ移動した場合に得られるＡＦ評価値の最低値の方が高くなるように、オフセット量を設定する。オフセット量ＯＦＦ1の設定方法は、実施例１と同様に、Ａ／Ｂの比や傾きＣ、Ｄの絶対値を使用することができる。
【００９７】
システム制御部１１４は、絞り１０１ｂの絞り値が閾値以上の場合のオフセット量ＯＦＦ１の絶対値を、絞り値が閾値よりも小さい場合のオフセット量ＯＦＦ１の絶対値よりも大きく設定する。Ｆ値（絞り値）に応じてオフセット量ＯＦＦ１を調整するのは、球面収差はＦ値の３乗に比例するのに対し、像面湾曲はＦ値の１乗に比例するため、絞り１０１ｂを絞っていくと像面湾曲だけが残り、非対称性の影響を受けにくくなるからである。Ｆ値が小さいほど所定量ＳＡ１の絶対値を小さく設定してもよいが、必ずしも比例関係にする必要はない。システム制御部１１４は、第１のＦ値のときのフォーカスレンズ１０１ａの移動量（絶対値）が、第１の絞り値よりも大きな第２の絞り値のときのフォーカスレンズ１０１ａの移動量よりも小さくなるように、オフセット量を設定すれば足りる。また、実施例１と同様に、システム制御部１１４は、被写体距離が閾値以上の場合のオフセット量の絶対値を、被写体距離が閾値よりも小さい場合のオフセット量の絶対値よりも大きく設定してもよい。
【００９８】
更に、システム制御部１１４の記憶手段が、絞り値、被写体距離およびオフセット量の関係を記憶してもよい。そして、システム制御部１１４は、絞り値の情報と、被写体距離の情報を取得し、取得した絞り値と被写体距離の情報に対応するオフセット量を記憶手段から取得してもよい。
【００９９】
また、システム制御部１１４は、複数のプロセッサ（ＣＰＵなど）を備えてオフセット量の設定とフォーカスレンズの移動を別々のプロセッサとソフトウェアにより行ってもよいし、オフセット量の設定などを行う専用のハードウェアを備えてもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、交換レンズや撮像装置などの光学機器の用途に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１０１ａ…フォーカスレンズ、１０１ｂ…絞り、１０８…信号処理回路（検出手段）、１１４…システム制御部（制御手段）
【図２】
2017003832.tif 000011
【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図１１】
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【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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