(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系の瞳の異なる領域から出射される一対の光束を受光し、前記光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出画素を撮像面に有する撮像素子を、装置本体に組み付ける撮像装置の製造方法であって、
前記光学系の予定焦点面に所定の画像パターンを形成する第１の工程と、
前記画像パターンに対応する撮像パターンを前記撮像面で取得する第２の工程と、
前記焦点検出画素からの出力に基づいて、前記撮像面の前記予定焦点面に対するデフォーカス量を検出する第３の工程と、
検出されたデフォーカス量に基づいて、前記撮像素子の前記撮像面の前記光学系の光軸に対する傾きを調整する第４の工程と、を有する撮像装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記第３の工程では、前記焦点検出画素から出力される前記撮像パターンの前記画像パターンに対するズレ量を検出し、このズレ量に基づいて前記デフォーカス量を検出することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記第４の工程では、前記デフォーカス量に基づいて、前記撮像素子を前記光学系の光軸の方向に移動させることを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記第２の工程では、前記撮像素子から画像信号を取得し、
前記第４の工程では、前記画像信号に基づいて、前記光学系の光軸と直交する第１面内で前記撮像素子を移動させて、前記第１面内での前記撮像素子の位置を調整することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記第４の工程では、前記画像信号に基づいて、前記第１面内で前記撮像素子を回動させ、前記第１面内での前記撮像素子の水平方向あるいは垂直方向の姿勢を調整することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子は、前記撮像面の第１の位置と、この第１の位置から互いに異なる方向に離間した第２及び第３の位置の少なくとも３ヶ所に前記焦点検出画素を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項７】
撮像面の中心に配置される第１の焦点検出画素と、前記撮像面の中心から水平方向に対称に離間して配置される一対の第２の焦点検出画素と、前記撮像面の中心から垂直方向に対称に離間して配置される一対の第３の焦点検出画素を有する撮像素子を、装置本体に組み付ける撮像装置の製造方法であって、
前記撮像面で取得した、前記光学系の予定焦点面に形成された画像パターンに対応する撮像パターンのうち、前記撮像画素から前記撮像面の中心近傍の撮像データを読み出して、前記予定焦点面の中心に対する前記撮像面の中心の第１偏差量を算出し、この第１偏差量に基づいて、前記光学系の光軸と直交する第１面内で前記撮像素子を移動させ、前記撮像面の中心位置を調整する第１の工程と、
前記撮像画素から前記撮像面の像データを読み出して、前記予定焦点面に対する前記撮像面の傾き角を算出し、この傾き角に基づいて、前記第１面内で前記撮像素子を前記光軸の回りに回動させ、前記撮像面の水平垂直方向位置を調整する第２の工程と、
前記第１の焦点検出画素から前記光軸の方向における前記撮像面の中心近傍の撮像データを読み出して、前記予定焦点面の中心に対する前記撮像面の中心の第２偏差量を算出し、この第２偏差量に基づいて、前記光軸の方向に前記撮像素子を移動させ、前記撮像面の中心と前記予定焦点面の中心の光軸方向のズレを調整する第３の工程と、
前記第２の焦点検出画素から前記撮像面の像データを読み出して、前記予定焦点面に対する前記撮像面の第３偏差量を算出し、この第３偏差量に基づいて、前記撮像面の前記予定焦点面に対する水平傾き角を算出し、この水平傾き角に基づいて、前記撮像素子を前記撮像面の中心の回りに水平方向に回動させ、前記撮像面と予定焦点面の水平方向の傾きを調整する第４の工程と、
前記第３の焦点検出画素から前記撮像面の像データを読み出して、前記予定焦点面に対する前記撮像面の第４偏差量を算出し、この第４偏差量に基づいて、前記撮像面の前記予定焦点面に対する垂直傾き角を算出し、この垂直傾き角に基づいて、前記撮像素子を前記撮像面の中心の回りに垂直方向に回動させ、前記撮像面と予定焦点面の垂直方向の傾きを調整する第５の工程とを、有する撮像装置の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子が、マイクロレンズの背後に、受光部として一対の光電変換部を備えた前記焦点検出画素を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項９】
請求項７に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記撮像素子が、第１のマイクロレンズの背後に、受光部として第１の光電変換部を備えた第１の焦点検出画素と、第２のマイクロレンズの背後に、前記第１の光電変換部と対を成す第２の光電変換部を備えた第２の焦点検出画素とで構成される前記焦点検出画素を有することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の撮像装置の製造方法であって、
前記画像パターンは、水平方向に延びる第１のラインパターンと、垂直方向に延びる第２のラインパターンとが、前記光学系の光軸上で交差することを特徴とする撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子の撮像面上の複数箇所に解像度チャートを投影し、撮像画素により得られる解像度チャート画像の解像度が複数箇所において等しくなるように撮像素子の撮像面の傾き具合、すなわちアオリを調整する方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２４８４６５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、こうしたアオリ調整方法は、撮像画素を用いて解像度チャートの解像度（コントラスト）を検出しているので、基準面からの撮像面の偏差方向しか検出できず、所定の調整誤差内に納めるためには複数回に渡って調整を繰り返す必要があり、調整に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、撮像素子の高精度な位置調整を短時間に行うことができる撮像装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、本発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は本発明の理解を容易にするためだけのものであって本発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
本発明に係る撮像装置の製造方法は、光学系の瞳の異なる領域（３４１，３４２）から出射される一対の光束（ＡＢ１，ＡＢ２）を受光し、光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出画素（１１６）を撮像面（１１４）に有する撮像素子（１１１）を装置本体（１０）に組み付ける撮像装置の製造方法であって、次に示す第１〜第４の工程を有する。
【０００８】
第１の工程は、光学系の予定焦点面（ＦＰ）に所定の画像パターン（３００）を形成する。第２の工程は、画像パターン（３００）に対応する撮像パターン（４２１，４２２）を撮像面（１１４）で取得する。第３の工程は、焦点検出画素（１１６）からの出力に基づいて撮像面（１１４）の予定焦点面（ＦＰ）に対するデフォーカス量（ｄｅｆ０，ｄｅｆ２，ｄｅｆ３）を検出する。第４の工程は、検出されたデフォーカス量に基づいて撮像素子（１１１）の撮像面の前記光学系の光軸に対する傾きを調整する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像素子の高精度な位置調整を短時間に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
《第１実施形態》
図１に示すように、撮像装置の一例としての本実施形態に係るデジタルスチルカメラ１は、カメラボディ１０と交換レンズ２０から構成され、これらカメラボディ１０と交換レンズ２０はマウント部３０により機械的に着脱することができる。
【００１２】
なお説明の便宜上、同図に示すようにカメラ１を通常姿勢にしたときの光軸Ｌ方向を「Ｙ軸」、光軸Ｌに直交する軸を「Ｘ軸」及び「Ｚ軸」とし、Ｘ軸を同図の紙面に対して垂直な軸、Ｚ軸を同図の上下方向とする。そして、特に断らない限りＺ軸方向を「上下方向」、Ｘ軸方向を「左右方向」、Ｙ軸方向を「光軸方向」とも称する。
【００１３】
カメラボディ１０は、撮像素子パッケージ１１０と、ボディＣＰＵ１２０と、液晶ビューファインダを構成する液晶表示素子１３０と、液晶表示素子１３０を観察するための接眼レンズ１４０と、液晶表示素子駆動回路１５０と、撮影画像信号を格納するメモリカード１６０とを備える。
【００１４】
ボディＣＰＵ１２０は、マウント部３０に設けられた電気信号接点部３１０により後述するレンズＣＰＵ２５０と電気的に接続され、このレンズＣＰＵ２５０からレンズ情報を受信するとともに、レンズＣＰＵ２５０へデフォーカス量などのカメラボディ情報を送信する。また、ボディＣＰＵ１２０は、撮像素子１１１からの画像信号を読み出すとともに、所定の情報処理を施して液晶表示素子１３０やメモリカード１６０に出力する。また、ボディＣＰＵ１２０は、画像信号の補正や交換レンズ２０の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ全体の制御を司る。
【００１５】
また、ボディＣＰＵ１２０から液晶表示素子駆動回路１５０に対して制御信号が出力され、液晶表示素子駆動回路１５０は、この制御信号に基づいて液晶表示素子１３０を駆動する。これにより、使用者は接眼レンズ１４０を介して撮影画像を視認することができる。
【００１６】
一方、交換レンズ２０は、レンズ２１０と、ズーミング用レンズ２２０と、フォーカシング用レンズ２３０と、絞り２４０と、レンズＣＰＵ２５０とを備える。
【００１７】
レンズＣＰＵ２５０は、ズーミング用レンズ２２０とフォーカシング用レンズ２３０と絞り２４０それぞれの状態を検出し、必要に応じて上述したボディＣＰＵ１２０との間で情報通信を行いながら、フォーカシング用レンズ２３０の駆動制御や絞り２４０の駆動制御を実行する。
【００１８】
撮像素子パッケージ１１０は、位置調整機構を有するブラケット１７０を介してカメラボディ１０に装着される。
【００１９】
図２に示すように、撮像素子パッケージ１１０には、交換レンズ２０（図１参照）の予定焦点面に調整配置される撮像素子１１１が内蔵されている。撮像素子１１１は、半導体チップから構成された、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成される。この撮像素子１１１は、一端が開口したセラミック基板１１２に貼り付けられ、この開口部がカバーガラス１１３により封止されている。撮像素子１１１の一方の主面１１４が撮像面となる。
【００２０】
図３、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、撮像素子１１１は、、交換レンズ２０の予定結像面に配置されており、カメラボディ１０内での位置調整は終了している。
【００２１】
撮像素子１１１は、複数の撮像画素１１５が、矩形状の撮像面１１４（図２参照）の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列(Bayer Arrangement)されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群１１７（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群１１７を単位として、当該画素群１１７を撮像素子１１１の撮像面１１４に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子１１１が構成されている。なお、単位画素群１１７の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。
【００２２】
図５Ａに示すように、一つの撮像画素１１５は、マイクロレンズ１１５１と、光電変換部１１５２と、図示しないカラーフィルタとから構成され、図８Ａの断面図に示すように、撮像素子１１５は、撮像素子１１１の半導体回路基板１１１１の表面に光電変換部１１５２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ１１５１が形成されている。光電変換部１１５２は、マイクロレンズ１１５１により撮像光学系の射出瞳（例えばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束ＩＢを受光する。
【００２３】
なお、本実施形態のカラーフィルタは、マイクロレンズ１１５１と光電変換部１１５２との間に設けられ、緑画素Ｇと赤画素Ｒと青画素Ｂのそれぞれのカラーフィルタの分光感度は、例えば図６に示すとおりとされている。
【００２４】
図３、図４Ａ及び図４Ｂに戻り、撮像素子１１１の撮像面の中心、並びに中心から左右対称位置及び上下対称位置の５箇所には、上述した撮像画素１１５に代えて焦点検出画素１１６が配列された複数の焦点検出画素列１１４ａ〜１１４ｅが設けられている。
【００２５】
本実施形態では、撮像面１１４の中心に配置される焦点検出画素列１１４ａと、撮像面１１４の中心を通る水平線Ｌａ上でかつ撮像面１１４の中心を通る垂直線Ｌｂから左右方向に距離Ｄ１だけ離間して配置される焦点検出画素列１１４ｂ，１１４ｃとは、複数の焦点検出画素１１６が横一列に配列されて構成されている。また、撮像面１１４の中心を通る垂直線Ｌｂ上でかつ撮像面１１４の中心を通る水平線Ｌａから上下方向に距離Ｄ２だけ離間して配置される焦点検出画素列１１４ｄ，１１４ｅは、複数の焦点検出画素１１６が縦一列に配列されて構成されている。本例の焦点検出画素１１６は、ベイヤー配列された撮像画素１１５の緑画素Ｇと青画素Ｂの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。
【００２６】
なお、図３に示す焦点検出画素列１１４ｂ，１１４ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所にすることもでき、また焦点検出画素列１１４ｄ，１１４ｅの位置についても同様で、何れか一箇所にすることもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列１１４ａ〜１１４ｅの中から使用者の手動操作により所望の焦点検出画素列を選択することもできる。
【００２７】
図５Ｂに示すように、焦点検出画素１１６は、マイクロレンズ１１６１と、一対の光電変換部１１６２，１１６３とから構成され、図８Ｂの断面図に示すように、焦点検出画素１１６は、撮像素子１１１の半導体回路基板１１１１の表面に光電変換部１１６２，１１６３が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ１１６１が形成されている。一対の光電変換部１１６２，１１６３は同じ大きさで、かつマイクロレンズ１１６１の光軸に対して図３に示す焦点検出画素列１１４ａ，１１４ｄ，１１４ｅでは左右対称に、図３に示す焦点検出画素列１１４ｂ，１１４ｃでは上下対称に、ぞれぞれ配置されている。この光電変換部１１６２，１１６３は、マイクロレンズ１１６１により撮影光学系の特定の射出瞳（たとえばＦ２．８）を通過する一対の光束を受光する形状とされている。すなわち、図８Ｂに示すように、焦点検出画素１１６の一方の光電変換部１１６２は一方の光束ＡＢ１を受光する一方で、焦点検出画素１１６の他方の光電変換部１１６３は、マイクロレンズ１１６１の光軸に対して光束ＡＢ１と対称となる光束ＡＢ２を受光する。
【００２８】
なお、焦点検出画素１１６にはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。図７に焦点検出画素１１６の分光特性を示すが、相対感度は、図６に示す青画素Ｂ、緑画素Ｇ及び赤画素Ｒの各感度を加算したような分光特性とされ、また感度が現れる光波長領域は、図６に示す青画素Ｂ、緑画素Ｇ及び赤画素Ｒの感度の光波長領域を包摂した領域となっている。ただし、撮像画素１１５と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。
【００２９】
また、図５Ｂに示す焦点検出画素１１６の光電変換部１１６２，１１６３は半円形状としたが、光電変換部１１６２，１１６３の形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状にすることもできる。撮像素子１１１の中に形状の異なる光電変換部を備えた焦点検出画素列を持つ場合には、それぞれの光電変換部の形状に対応したクロストーク率を測定記憶しておき、クロストーク補正を行う焦点検出画素の光電変換部形状に応じてクロストーク率を切換えてクロストーク補正を行うことができる。
【００３０】
例えば図５Ｂに示す焦点検出画素１１６に代えて図５Ｃ及び図５Ｄに示す焦点検出画素１１６ａ，１１６ｂを用いることもできる。
【００３１】
図３及び図４Ｂに示す例では、焦点検出画素１１６として一つの画素に一対の光電変換部１１６２，１１６３を有するものを用いたのに対し、図５Ｃ及び図５Ｄに示す例では、一対の焦点検出画素１１６ａ，１１６ｂのそれぞれに対をなす光電変換部１１６２ａ，１１６２ｂを有するものを用いる。
【００３２】
一方の焦点検出画素１１６ａは、マイクロレンズ１１６１ａと、光電変換部１１６２ａから構成され、図８Ｂに示す断面図と同様に、撮像素子１１１の半導体回路基板１１１１の表面に光電変換部１１６２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ１１６１ａが形成されている。光電変換部１１６２ａはマイクロレンズ１１６１ａの光軸に対して左右対称の位置のうちの左側に配置されている。
【００３３】
これに対して、他方の焦点検出画素１１６ｂも、マイクロレンズ１１６１ｂと、光電変換部１１６２ｂから構成され、図８Ｂに示す断面図と同様に、撮像素子１１１の半導体回路基板１１１１の表面に光電変換部１１６２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ１１６１ｂが形成されている。光電変換部１１６２ｂはマイクロレンズ１１６１ｂの光軸に対して左右対称の位置のうちの右側に配置されている。
【００３４】
そして、図５Ｃに示すように、一対の焦点検出画素１１６ａ，１１６ｂは撮像素子１１１の中心から左右一列に配置される。各光電変換部１１６２ａ，１１６２ｂは、マイクロレンズ１１６１ａ，１１６１ｂにより撮影光学系の特定の射出瞳（たとえばＦ２．８）を通過する一対の光束を、これら一対の焦点検出画素１１６ａ，１１６ｂそれぞれの光電変換部１１６２ａ，１１６２ｂで受光する。焦点検出画素１１６ａの光電変換部１１６２ａは光束ＡＢ１を受光し、焦点検出画素１１６ｂの光電変換部１１６２ｂは光束ＡＢ２を受光する。
【００３５】
このように、異なる画素で構成される一対の焦点検出画素１１６ａ，１１６ｂを用いても、一対の光電変換部１１６２ａ，１１６２ｂの出力結果に基づいて、後述の瞳分割位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。これに加えて、撮像素子１１１を構成する画素からの出力読出回路の構成がシンプルになるという利点もある。
【００３６】
《瞳分割位相差検出方式》
次に、上述した焦点検出画素１１６の出力に基づいて焦点を調節する、いわゆる瞳分割位相差検出方式について説明する。
【００３７】
図９では、撮影光軸Ｌ上に配置された焦点検出画素１１６−１と、これに隣接する焦点検出画素１１６−２が、射出瞳３４の測距瞳３４１，３４２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ２−２を受光することを示す。ただし、その他の焦点検出画素についても、一対の光電変換部は一対の測距瞳３４１，３４２から照射される一対の光束を受光する。ここで、射出瞳３４とは、交換レンズ２０（図１参照）の予定焦点面に配置された焦点検出画素１１６のマイクロレンズ１１６１の前方Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３４１，３４２とは、焦点検出画素１１６のマイクロレンズ１１６１により投影された光電変換部１１６２,１１６３の像をいう。
【００３８】
なお、同図において焦点検出画素１１６−１，１１６−２の配列方向は一対の測距瞳３４１，３４２の並び方向と一致している。
【００３９】
焦点検出画素１１６のマイクロレンズ１１６１−１，１１６１−２は、交換レンズ２０の予定焦点面近傍に配置されており、光軸Ｌ上に配置されたマイクロレンズ１１６１−１により、その背後に配置された一対の光電変換部１１６２−１，１１６３−１の形状が測距瞳距離Ｄだけ離れた射出瞳３４上に投影され、その投影形状は測距瞳３４１，３４２を形成する。
【００４０】
同様に、光軸Ｌ上から離間して配置されたマイクロレンズ１１６１−２により、その背後に配置された一対の光電変換部１１６２−２，１１６３−２の形状が測距瞳距離Ｄだけ離れた射出瞳３４上に投影され、その投影形状は測距瞳３４１，３４２を形成する。
【００４１】
すなわち、測距瞳距離Ｄにある射出瞳３４上で、各焦点検出画素１１６の光電変換部１１６２，１１６３の投影形状（測距瞳３４１，３４２）が一致するように各焦点検出画素１１６の投影方向が決定されている。
【００４２】
なお、焦点検出画素１１６−１の光電変換部１１６２−１は、一方の測距瞳３４１を通過しマイクロレンズ１１６１−１に向かう一方の焦点検出光束ＡＢ１−１により、マイクロレンズ１１６１−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。これに対して、光電変換部１１６３−１は、他方の測距瞳３４２を通過しマイクロレンズ１１６１−１に向かう他方の焦点検出光束ＡＢ２−１により、マイクロレンズ１１６１−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４３】
同様に、焦点検出画素１１６−２の光電変換部１１６２−２は、一方の測距瞳３４１を通過しマイクロレンズ１１６１−２に向かう一方の焦点検出光束ＡＢ１−２により、マイクロレンズ１１６１−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。これに対して、光電変換部１１６３−２は、他方の測距瞳３４２を通過しマイクロレンズ１１６１−２に向かう他方の焦点検出光束ＡＢ２−２により、マイクロレンズ１１６１−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。
【００４４】
以上の焦点検出画素１１６を、図４Ａに示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素１１６の一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力を、測距瞳３４１と測距瞳３４２のそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３４１と測距瞳３４２のそれぞれを通過する焦点検出光束ＡＢ１，ＡＢ２が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。この強度分布データに対し、相関演算処理又は位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる瞳分割位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。
【００４５】
そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点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焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。
【００４６】
《カメラの動作例》
次に、本実施形態に係るデジタルスチルカメラ１の動作例を説明する。
【００４７】
図１０に示すように、まず、ステップＳ１００にて、本実施形態のカメラ１の電源がＯＮされていることを確認した上でステップＳ１１０に進み、撮像素子１１１の画像データをボディＣＰＵ１２０へ読み出すとともに、この画像データに間引き処理などを施したのち、液晶表示素子駆動回路１５０を介して液晶表示素子１３０に現在の撮影画像を表示させる。
【００４８】
ステップＳ１３０では、撮像素子１１１に設定された焦点検出画素列１１６ａ〜１１６ｅに設けられた焦点検出画素１１６から一対のデータを読み出す。この場合、使用者の手動操作により特定の焦点検出画素列が選択されているときは、その焦点検出画素列の焦点検出画素からのデータのみを読み出す。
【００４９】
ステップＳ１４０では、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理（相関演算処理）を行って像ズレ量を演算し、さらにこの像ズレ量をデフォーカス量に変換する。ここで、読み出された一対の像データに基づく像ズレ検出演算処理（相関演算処理）の一例を簡単に説明する。
【００５０】
焦点検出画素１１６が検出する一対の像は、測距瞳３４１，３４２が交換レンズ２０の絞り開口２４０により遮光され、光量バランスが崩れている可能性がある。したがって、本実施形態では、この光量バランスの崩れに対して像ズレ検出精度を維持できるタイプの相関演算を施す。
【００５１】
まず、焦点検出画素列から読み出された一対の像データ列をＡ１１〜Ａ１Ｍ、Ａ２１〜Ａ２Ｍ（Ｍはデータ数）とし、下記相関演算式（数式１）を行い、相関量Ｃ（ｋ）を演算する。
【００５２】
［数１］  Ｃ（ｋ）＝Σ｜Ａ１ｎ・Ａ２ｎ＋１＋ｋ−Ａ２ｎ＋ｋ・Ａ１ｎ＋１｜
なお、数式１においてΣ演算はｎについての累積演算（総和演算）を示し、ｎの範囲は、像ずらし量ｋに応じてＡ１ｎ、Ａ１ｎ＋１、Ａ２ｎ＋ｋ、Ａ２ｎ＋１＋ｋのデータが存在する範囲に限定される。また、像ずらし量ｋは整数であり、データ列のデータ間隔を単位とした相対的シフト量である。
【００５３】
数式１の演算結果は、図１１（ａ）に示すように、一対のデータの相関が高いシフト量（図１１（ａ）ではｋ＝ｋj＝２）において相関量Ｃ（ｋ）が極小（小さいほど相関度が高い）になる。
【００５４】
次に、数式２〜数式５による３点内挿の手法を用いて、連続的な相関量に対する極小値Ｃ（ｘ）を与えるシフト量ｘを求める。
【００５５】
［数２］  ｘ＝ｋj＋Ｄ／ＳＬＯＰ
［数３］  Ｃ（ｘ）＝ Ｃ（ｋj）−｜Ｄ｜
［数４］  Ｄ＝｛Ｃ（ｋj−１）−Ｃ（ｋj＋１）｝／２
［数５］  ＳＬＯＰ＝ＭＡＸ｛Ｃ（ｋj＋１）−Ｃ（ｋj），Ｃ（ｋj−１）−Ｃ（ｋj）｝
そして、数式２で算出されたシフト量ｘの信頼性があるかどうかは、以下のようにして判定する。
【００５６】
図１１（ｂ）に示すように、一対のデータの相関度が低い場合は、内挿された相関量の極小値Ｃ（ｘ）の値が大きくなる。したがって、Ｃ（ｘ）が所定の閾値以上の場合は算出されたシフト量の信頼性が低いと判定し、算出されたシフト量ｘをキャンセルする。
【００５７】
または、Ｃ（ｘ）をデータのコントラストで規格化するために、コントラストに比例した値となるＳＬＯＰでＣ（ｘ）を除した値が所定値以上の場合は、算出されたシフト量の信頼性が低いと判定し、算出されたシフト量ｘをキャンセルする。
【００５８】
または、コントラストに比例した値となるＳＬＯＰが所定値以下の場合は、被写体が低コントラストであり、算出されたシフト量の信頼性が低いと判定し、算出されたシフト量ｘをキャンセルする。
【００５９】
また、図１１（ｃ）に示すように、一対のデータの相関度が低く、シフト範囲ｋｍｉｎ〜ｋｍａｘの間で相関量Ｃ（ｋ）の落ち込みがない場合は、極小値Ｃ（ｘ）を求めることができず、このような場合は焦点検出不能と判定する。
【００６０】
なお、相関演算式としては上述した数式１に限定されず他の公知の相関式を利用することもできる。
【００６１】
算出されたシフト量ｘの信頼性があると判定された場合は、下記数式６により像ズレ量ｓｈｆｔを求める。
【００６２】
［数６］  ｓｈｆｔ＝ＰＹ・ｘ
ここに、数式６において、ＰＹは検出ピッチ（焦点検出画素のピッチ）である。
【００６３】
最後に、数式６で算出された像ズレ量ｓｈｆｔに所定の変換係数ｋを乗じてデフォーカス量ｄｅｆを求める。
【００６４】
［数７］  ｄｅｆ＝ｋ・ｓｈｆｔ
なお、変換係数ｋは、図９の一対の測距瞳３４１，３４２の重心を見込む開き角（例えば焦点検出画素１１６−２に対する場合、一対の測距瞳３４１，３４２の重心と、焦点検出画素１１６−２の光電変換部１１６２−２，１１６３−２とを結ぶ線のなす角θ）に依存しており、大凡ｋ＝１／（２＊Ｔａｎ（θ／２））の関係がある。
【００６５】
図１０のステップＳ１４０へ戻り、ステップＳ１３０で算出されたデフォーカス量の絶対値が所定値以内であるか否かを判断する。デフォーカス量の絶対値が所定値以内にあるときは合焦しているものとし、ステップＳ１５０をジャンプしてステップＳ１６０へ進む。デフォーカス量が所定値以内にないときは、ステップＳ１５０へ進み、ボディＣＰＵ１２０からレンズＣＰＵ２５０を介してレンズ駆動モータ（図示省略）へ駆動信号を送出し、フォーカシング用レンズ２３０を合焦位置へ移動させる。これと相前後してフォーカシング用レンズ２３０の合焦位置に連動した被写体距離を距離表示器（図示省略）に表示する。
【００６６】
なお、ステップＳ１４０にて焦点検出が不能であると判断された場合もこのステップＳ１５０へ進み、レンズＣＰＵ２５０にスキャン駆動命令を送信し、交換レンズ２０のフォーカシング用レンズ２３０を無限端から至近端の間でスキャン駆動させることで合焦位置を探索したのち、ステップＳ１００へ戻って上記動作を繰り返す。
【００６７】
ステップＳ１６０では、カメラボディ１０に設けられたレリーズボタン（図示省略）が押されたか否かを判断する。レリーズボタンが押されないときはステップＳ１００へ戻り、ステップＳ１００〜Ｓ１６０の処理を繰り返す。
【００６８】
ステップＳ１６０でレリーズボタンが押されたことを検出したら、ステップＳ１７０へ進み、レンズＣＰＵ２５０に対して絞り調整命令を送信し、交換レンズ２０の絞り２４０の絞り値を、使用者または自動設定された制御Ｆ値にする。この絞り制御が終了したのち、撮像素子１１１の撮像画素１１５および全ての焦点検出画素１１６から画像データを読み出す。
【００６９】
ここで、読み出された焦点検出画素１１６の画像データは白黒データであることから、ステップＳ１８０にて、焦点検出画素列１１６ａ〜１１６ｅの各焦点検出画素１１６が位置する画素データを、これら焦点検出画素１１６の周囲の撮像画素１１５の画像データに基づいて画素補間する。これにより、焦点検出画素列１１６ａ〜１１６ｅの位置におけるカラー画像データを得ることができる。
【００７０】
最後に、ステップＳ１９０にて、撮像画素１１５の画像データおよび補間された画像データをメモリカード１６０に保存する。このとき、得られた画像データを間引き処理して液晶表示素子１３０に表示させることもできる。そしてデータ保存後は、ステップＳ１１０に戻って上記動作を繰り返す。
【００７１】
《撮像素子の位置調整方法》
次に、撮像素子パッケージ１１０をカメラボディ１０（図１参照）に組み付ける方法（撮像素子１１１の位置調整方法）の一例を説明する。
【００７２】
図１２に示すように、本実施形態ではまず、交換レンズ２０（図１参照）とは別の調整用レンズ３０１を準備する。調整用レンズ３０１としては、高精度に各種収差が補正されており、形成される像面の均一性が高くなるように、すなわち画面中央と周辺の像面位置の差や同一の像高での像面位置の差等が極めて小さくなるように設計され製造されたものを用いる。
【００７３】
この調整用レンズ３０１とともに、本実施形態では調整用画像パターン３００も準備する。調整用画像パターン３００は、調整用レンズ３０１の光軸Ｌ１上で、水平方向の第１ラインパターン３２１と垂直方向の第２ラインパターン３２２が交わる態様の画像パターンを有し、この画像パターン面が光軸Ｌ１に対して垂直な面に一致するように配置されている。調整用画像パターン３００は、照明手段（図示省略）によって光線が照射され、投影される。なお、画像パターン３００は、水平方向のラインパターン３２１と垂直方向のラインパターン３２２を１本ずつ有する構成に限定されず、例えば格子状パターン／放射状パターン／同心円パターンなどであってもよい。
【００７４】
本実施形態では、カメラボディ１０には、位置調整前の撮像素子パッケージ１１０が、位置調整機構を有するブラケット１７０を介して組み込まれている。ブラケット１７０は、ネジとバネなどにより構成される周知の機械的位置調整機構（光軸方向の移動、光軸と直交する面内での移動／回転、光軸を中心とした面のアオリ等）であり、位置調整装置３０２の機械的な制御に基づいて撮像素子パッケージ１１０の位置調整を行う。
【００７５】
位置調整装置３０２は、撮像素子１１１の撮像画素１１５および焦点検出画素１１６の出力データに基づき予定焦点面ＦＰに対する撮像素子１１１の撮像面１１４の位置偏差量を検出し、検出した位置偏差量に基づきブラケット１７０を機械的に制御（ネジの送り量などの制御）し、撮像素子１１１の撮像面１１４が予定焦点面ＦＰに一致するように撮像素子パッケージ１１０の位置調整を行う。なお、色収差による誤差を減少させるために照明光の分光特性を狭帯域としてもよい。
【００７６】
なお、予定焦点面ＦＰとは、銀塩カメラの場合はフィルム面で、デジタルカメラの場合は撮像素子１１１の撮像面１１４と光学的に等価な位置にある面のことであり、装着される撮影レンズ鏡筒の撮影光学系（結像光学系）を介して入射する光束を被写体像として結像させる所定の位置に存在する。
【００７７】
本実施形態で用いるブラケット１７０は、例えば図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、撮像素子パッケージ１１０が固定される可動部１７２と、この可動部１７２の背後に配置される固定部１７３とを有する。なお、撮像素子パッケージ１１０が固定される面を「主面」とすると、図１３Ａ及び図１３Ｂに示す例では、可動部１７２の主面に撮像素子パッケージ１１０が配置されている。可動部１７２の裏面には、凹部１７２ａが形成してある。
【００７８】
固定部１７３の前記凹部１７２ａに対応する位置には、前記凹部１７２ａに対して回転可能に係合する突起部材１７４が挿入してある。突起部材１７４を回転させることにより可動部１７２の凹部１７２ａに係合させ、さらに突起部材１７４を回転させることによって可動部１７２を前後に移動させることができるようになっている。固定部１７３には、突起部材１７４とは別の固定部材１７５が挿入してある。固定部材１７５は、バネ１７６を介して、固定部１７３の背後から可動部１７２を保持する。
【００７９】
固定部１７３には、２つの位置調整部材１７７ａ，１７７ｂが挿入してある。第１の位置調整部材１７７ａは、本実施形態では、固定部１７３の前記凹部１７２ａに対応する位置から水平方向に配置してあり、バネ１７６に抗して固定部１７３の背後から可動部１７２を保持する。第２の位置調整部材１７７ｂは、本実施形態では、固定部１７３の前記凹部１７２ａに対応する位置から垂直方向に配置してあり、バネ１７６に抗して固定部１７３の背後から可動部１７２を保持する。
【００８０】
本実施形態では、これら位置調整部材１７７ａ，１７７ｂによって、可動部１７２に固定された撮像素子パッケージ１１０は、光軸方向のアオリ（傾き）調整ができるように構成されており、可動部１７２の凹部１７２ａと、位置調整部材１７７ａ，１７７ｂとで構成される三角形内に固定部材１７５が配置され、バネ１７６により可動部１７２を固定部１７３側に付勢させている。
【００８１】
以下の説明では、このようなブラケット１７０を用いて撮像素子パッケージ１１０の位置調整を行う場合を例示する。
【００８２】
図１２に戻り、まず、マウント部３０（図１参照）を介して調整用レンズ３０１をカメラボディ１０に装着する。次に、カメラボディ１０に装着された調整用レンズ３０１から所定距離離間させて、調整用画像パターン３００を配置する。照明手段（図示省略）によって調整用画像パターン３００の背後から光線を照射すると、画像パターンが調整用レンズ３０１から所定距離後方の予定焦点面ＦＰに結像される。以降、図１４に示す位置調整装置３０２の動作フローを参照して説明する。
【００８３】
図１４に示すように、ステップＳ２００にて調整が開始されると、図１５に示すように、予定焦点面ＦＰ上には調整用画像パターン３００の像（撮像パターン）が形成されており、予定焦点面ＦＰの中心４１０（光軸Ｌ１との交点）で水平方向のラインパターン像４２１と垂直方向のラインパターン像４２２が交わる。このとき、撮像面１１４上には、焦点検出画素列１１４ａ〜１１４ｅが配置されており、撮像面１１４の中心１３０と予定焦点面ＦＰの中心４１０は一致しておらず、撮像面１１４の水平／垂直方向も予定焦点面ＦＰの水平／垂直方向とは一致していない。
【００８４】
そこで本実施形態では、まず撮像面１１４の中心１３０を予定焦点面ＦＰの中心４１０と一致させる（第１のステップ）。具体的には、図１４に戻り、ステップＳ２１０にて、撮像面１１４の中心近傍の撮像画素１１５の画像データを読み出し、水平方向のラインパターン像４２１と垂直方向のラインパターン像４２２の交点の位置（予定焦点面の中心４１０）と撮像面１１４の中心１３０との偏差量（水平方向および垂直方向）を算出する。そして、該偏差量に応じて撮像素子パッケージ１１０を光軸Ｌ１と直交する面内で移動させて、図１６に示すように、撮像面１１４の中心１３０を予定焦点面ＦＰの中心４１０と一致させる。
【００８５】
次に本実施形態では、撮像面１１４の水平／垂直方向を予定焦点面ＦＰの水平／垂直方向と一致させる（第２のステップ）。具体的には、図１４に戻り、ステップＳ２２０にて、撮像画素１１５の画像データを読み出し、水平方向のラインパターン像４２１と撮像画素１１５の行方向との傾き角および垂直方向のラインパターン像４２２と撮像画素１１５の列方向との傾き角を算出する。そして、それらの平均の傾き角に応じて撮像素子パッケージ１１０を光軸Ｌ１と直交する面内で光軸を中心に回転させて、図１７に示すように、撮像面１１４の水平／垂直方向を予定焦点面ＦＰの水平／垂直方向と一致させる。
【００８６】
図１７の状態では、撮像面１１４と予定焦点面ＦＰは光軸Ｌ１と垂直な面内では中心および水平／垂直方向が一致した状態になり、水平方向のラインパターン像４２１が焦点検出画素列１１４ａ〜１１４ｃに重畳し、垂直方向のラインパターン像４２２が焦点検出エリア１１４ａ，１１４ｄ，１１４ｅに重畳する。しかしながら、光軸Ｌ１の方向においては、図１８に示すように、撮像面１１４の中心１３０と予定焦点面ＦＰの中心４１０は、デフォーカス量ｄｅｆ０だけ離間している。
【００８７】
そこで本実施形態では、次に、光軸Ｌ１の方向において、撮像面１１４の中心１３０と予定焦点面ＦＰの中心４１０の位置を一致させる（第３のステップ）。具体的には、図１４に戻り、ステップＳ２３０にて、撮像面１１４の中心にある焦点検出画素列１１４ａの焦点検出画素１１６のデータを読み出し、前述した像ズレ検出演算処理を用いて画面中心１３０におけるデフォーカス量ｄｅｆ０を算出する。そして、該デフォーカス量ｄｅｆ０に応じて撮像素子パッケージ１１０を光軸Ｌ１の方向に移動させ、図１９に示すように、光軸Ｌ１の方向において、撮像面１１４の中心１３０と予定焦点面ＦＰの中心４１０の位置を一致させる。
【００８８】
次に本実施形態では、撮像面１１４と予定焦点面ＦＰの水平方向の傾きを一致させる（第４のステップ）。具体的には、図１４に戻り、ステップＳ２４０にて、撮像面１１４の中心から水平方向に離間した焦点検出画素列１１４ｂ，１１４ｃの焦点検出画素１１６のデータを読み出し、前述した像ズレ検出演算処理を用いて焦点検出画素列１１４ｂと水平方向のラインパターン像４２１との交点１３２におけるデフォーカス量ｄｅｆ２と、焦点検出画素列１１４ｃと水平方向のラインパターン像４２１との交点１３３におけるデフォーカス量ｄｅｆ３とを、算出する。そして、該デフォーカス量ｄｅｆ２、ｄｅｆ３に基づいて予定焦点面ＦＰに対する水平方向におけるアオリ角θｈを算出する。画面中心から点１３２，１３３までの距離ｈを用いれば、θｈ＝ｃｏｓ−１（（ｄｅｆ２＋ｄｅｆ３）／（２×ｈ））となる。アオリ角θｈに応じて撮像素子パッケージ１１０を撮像素子１１１の撮像面１１４の中心１３０を中心として水平方向にアオリ調整（傾き調整）し、図２０に示すように、撮像面１１４と予定焦点面ＦＰの水平方向の傾きを一致させる。
【００８９】
次に本実施形態では、撮像面１１４と予定焦点面ＦＰの垂直方向の傾きを一致させる（第５のステップ）。具体的には、図１４に戻り、ステップＳ２５０にて、水平方向のアオリ調整と同様にして、垂直方向のアオリ調整を行う。撮像面１１４の中心から垂直方向に離間した焦点検出画素列１１４ｄ，１１４ｅの焦点検出画素１１６のデータを読み出し、前述した像ズレ検出演算処理を用いて焦点検出画素列１１４ｄと垂直方向のラインパターン像４２２の交点におけるデフォーカス量と、焦点検出画素列１１４ｅと垂直方向のラインパターン像４２２の交点におけるデフォーカス量とを、算出する。そして、該デフォーカス量に基づいて予定焦点面ＦＰに対する垂直方向におけるアオリ角を算出する。該アオリ角に応じて撮像パッケージ１１０を撮像素子１１１の撮像面１１４の中心１３０を中心として垂直方向にアオリ調整（傾き調整）し、撮像面１１４と予定焦点面ＦＰの垂直方向の傾きを一致させる。
【００９０】
そして、撮像素子１１１の撮像面１１４と予定焦点面ＦＰとが一致すると、位置調整処理を終了する（ステップＳ２６０）。
【００９１】
本実施形態では、調整誤差を更に減少させるために、ステップ２１０からステップ２５０までの調整ステップを複数回繰り返すようにしてもよい。
【００９２】
本実施形態によれば、光学系の予定焦点面ＦＰの中心４１０に撮像素子１１１の撮像面１１４の中心１３０を一致させ（第１のステップ）、次に光学系の予定焦点面ＦＰの水平垂直方向に撮像素子１１１の撮像面１１４の水平垂直方向を一致させ（第２のステップ）、次に光学系の予定焦点面ＦＰの中心４１０と撮像素子１１１の撮像面１１４の中心１３０の光軸方向のズレを一致させ（第３のステップ）、次に光学系の予定焦点面ＦＰと撮像素子１１１の撮像面１１４の水平方向の傾きを一致させ（第４のステップ）、最後に光学系の予定焦点面ＦＰと撮像素子１１１の撮像面１１４の垂直方向の傾きを一致させる（第５のステップ）。このため、光学系の基準面（予定焦点面）からの撮像素子の撮像面の偏差方向以外の偏差や傾きを検出し、所定のステップを実行するので、撮像素子パッケージ１１０、すなわち撮像素子１１１の高精度な位置調整を短時間で効率的に行うことができる。
【００９３】
《第２実施形態》
第１実施形態では、撮像素子１１１の撮像面１１４を予定焦点面ＦＰに一致させて調整を終了している。しかしながら、本実施形態では、図１４のステップＳ２５０にて撮像面１１４と予定焦点面ＦＰを一致させた後、焦点検出画素１１６の製造誤差に関する情報を測定して、測定した誤差情報をカメラボディ１０に内蔵された記憶手段（図１ではメモリカード１６０）に書き込むようにしてもよい。
【００９４】
本実施形態では、図１４のステップＳ２５０の終了後、調整用レンズ３０１に代え、図２１に示すように、撮影光軸Ｌ上に調整用絞り開口４１を有する絞り筒体４０をカメラボディ１０の前面に装着する。なお、絞り筒体４０は、調整用絞り開口４１と予定焦点面ＦＰとの距離が測距瞳距離Ｄとなるように設置する。そして、図２１の左側から撮像素子１１１に向けて照明光を照射する。
【００９５】
図５Ｂ、図８Ｂ及び図９に示すように、上述した第１実施形態では、焦点検出画素１１６は、一対の光電変換部１１６２，１１６３の形状をマイクロレンズ１１６１によって前方に投影する構造となっている。例えば製造時に、マイクロレンズ１１６１の光軸と、一対の光電変換部１１６２，１１６３の中心との位置関係が設計値から外れた場合には、図９において測距瞳３４１，３４２の中心が光軸Ｌから外れてしまい、測距瞳３４１，３４２は光軸Ｌに対して対称な位置関係にならなくなる。このような状態になると、交換レンズ２０の絞り開口により、測距瞳３４１，３４２が非対称にケラレてしまい、焦点検出精度が低下してしまう恐れがある。
【００９６】
そこでこのような誤差を測定するために、本実施形態では、上述した図２１に示す調整用絞り開口４１を有する絞り筒体４０をカメラボディ１０に取り付ける。
【００９７】
絞り開口４１には拡散板４２が取り付けられ、これにより絞り開口４１を同図の左側である前方から一様に照明する。このような状態においては、一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力は測距瞳３４１，３４２の非対称なケラレの程度に応じてレベル差を生じる。
【００９８】
予め測距瞳３４１，３４２の非対称なケラレの程度と、一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力レベル差との関係を測定しておけば、測定した一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力レベル差に基づいて測距瞳３４１，３４２の非対称なケラレの程度を検出することができる。非対称なケラレの程度は、例えば測距瞳距離Ｄａとして数値化することができる。ここで測距瞳距離Ｄａは一対の測距瞳３４１，３４２が光軸Ｌに対して対称な位置となる距離である。
【００９９】
撮像素子１１１の製造工程上、上記のような測距瞳の投影方向のバラツキは同一の撮像素子１１１においては略一定となる。
【０１００】
そこで本実施形態では、撮像素子１１１の撮像面１１４と予定焦点面ＦＰとを調整により一致させた後（図１４のステップＳ２５０の後）に、上述した調整用絞り開口４１を有するケラレ測定用の絞り筒体４０をカメラボディ１０に取り付け、一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力レベルを測定し、測定結果に基づいて測距瞳距離Ｄａを算出してメモリカード１６０に書き込むようにする。
【０１０１】
メモリカード１６０に記憶された製造誤差情報は、焦点検出時に読み出されて使用される。例えば一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力データに対して、数式１の像ズレ検出を行う前に、製造誤差情報に応じて一対の光電変換部１１６２，１１６３の出力データのレベル調整を行うことができる。また、数式７の変換係数ｋを製造誤差情報に応じて補正することによりデフォーカス量の算出精度を高めることができるメリットがある。
【０１０２】
《その他の実施形態》
なお、図３に示す焦点検出画素列１１４ａ〜１１４ｅの配置は、図示する位置にのみ限定されず、対角線方向やその他の位置に焦点検出画素列を配置することも可能である。その際に画面中心に対して対称な位置にある焦点検出画素列の組を、上述した撮像素子１１１の位置調整に用いることにより、デフォーカス量の検出誤差および光学系の偏芯などによる誤差等を低減することができる。
【０１０３】
また、上述した実施形態では、交換レンズ２０を使用するカメラシステム（デジタルスチルカメラやフィルムスチルカメラ）に関するものであるが、撮影レンズ（図示省略）がカメラボディ１０および撮像素子１１１と一体となったシステム（デジタルスチルカメラやフィルムスチルカメラやビデオカメラなど）にも適用することができる。撮影レンズがカメラボディ１０と一体となったシステムにも適用する場合には、図１２の調整用レンズ３０１の代わりに撮影レンズそのものが撮像素子１１１の位置調整に用いられる。調整の際には、撮影レンズは所定の被写体距離位置に固定され、該被写体距離の光軸上に調整用画像パターン３００が配置される。
【０１０４】
さらに本発明は、携帯電話等に内蔵される小型カメラモジュールや監視カメラやロボット用の視覚認識装置等にも適用でき、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。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】図１は本実施形態に係るデジタルスチルカメラを示すブロック図である。
【図２】図２は図１のデジタルスチルカメラに装着される撮像素子パッケージの構造例を示す断面図である。
【図３】図３は図２の撮像素子パッケージに含まれる撮像素子の撮像面における焦点検出位置を示す正面図である。
【図４Ａ】図４Ａは図３のＩＶＡ部分を拡大して焦点検出画素の配列を模式的に示す正面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは図３のＩＶＢ部分を拡大して焦点検出画素の配列を模式的に示す正面図である。
【図５Ａ】図５Ａは図４Ａに示す撮像画素の一つを拡大して示す正面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは図４Ａに示す焦点検出画素の一つを拡大して示す正面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは図４Ａに相当する他の焦点検出画素の配列を模式的に示す正面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは図５ＣのＶＤ部分を拡大して示す正面図である。
【図６】図６は図４Ａに示す３つの撮像画素それぞれの波長に対する相対感度を示す分光特性図である。
【図７】図７は図４Ａに示す焦点検出画素の波長に対する相対感度を示す分光特性図である。
【図８Ａ】図８Ａは図４Ａに示す撮像画素の一つを拡大して示す断面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは図４Ａに示す焦点検出画素の一つを拡大して示す断面図である。
【図９】図９は図４ＡのＩＸ-ＩＸ線に沿う断面図である。
【図１０】図１０は本実施形態に係るデジタルスチルカメラの動作例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は図１のカメラの焦点検出演算（デフォーカス量演算）手順を説明するためのグラフである。
【図１２】図１２は本実施形態に係る撮像素子パッケージの位置調整時における構成図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは図１２のブラケットの構成例を示す主要断面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは図１３Ａのブラケットの正面図である。
【図１４】図１４は図１２の位置調整装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１５】図１５は調整の初期状態における撮像素子の撮像面と予定焦点面の光軸と直交する面内の位置関係を示した図である。
【図１６】図１６は調整第１段階における撮像素子の撮像面と予定焦点面の光軸と直交する面内の位置関係を示した図である。
【図１７】図１７は調整第２段階における撮像素子の撮像面と予定焦点面の光軸と直交する面内の位置関係を示した図である。
【図１８】図１８は図１７の状態を光軸を含む水平断面で示した図である。
【図１９】図１９は調整第３段階における撮像素子の撮像面と予定焦点面の光軸方向の位置関係を示した図である。
【図２０】図２０は調整最終段階における撮像素子の撮像面と予定焦点面の光軸と直交する面内の位置関係を示した図である。
【図２１】図２１は本実施形態に係る撮像素子パッケージの位置調整方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…デジタルスチルカメラ（撮像装置）
１０…カメラボディ
２０…交換レンズ
１１０…撮像素子パッケージ
１７０…ブラケット（位置調整機構）
１７２…可動部；１７２ａ…凹部；１７３…固定部；１７４…突起部材
１７５…固定部材；１７６…バネ；１７７ａ，１７７ｂ…位置調整部材
１１１…撮像素子
１１１１…半導体回路基板；１１４…撮像面
１１４ａ〜１１４ｅ…焦点検出画素列；１１５…撮像画素
１１５１…マイクロレンズ；１１５２…光電変換部
１１６，１１６ａ，１１６ｂ…焦点検出画素
１１６１，１１６１ａ，１１６１ｂ…マイクロレンズ
１１６２，１１６３，１１６２ａ，１１６２ｂ…光電変換部
３００…調整用画像パターン；３０１…調整用レンズ；３０２…位置調整装置
４０…絞り筒体；４１…調整用絞り開口；４２…拡散板
ＦＰ…予定焦点面；Ｌ，Ｌ１…光軸
【図１】
0005029334.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
0005029334.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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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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