JP7086551B2

JP7086551B2 - 撮像装置及びその制御方法

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Description

本発明は、絞り値の差に応じて発生するピントずれを補正する機能を有する撮像装置に関するものである。

従来から、電子スチルカメラなどの撮像装置において、フォーカスレンズ位置を移動して被写体に焦点を合わせる方法として、撮像素子からの画像信号を用いて自動的に合焦動作を行うオートフォーカス制御（ＡＦ制御）が用いられている。ＡＦ制御の合焦動作後に絞り値が変更されると、ピントがずれてボケた画像が撮影される場合がある。

特許文献１では、上記のような絞り値の差によるピントずれを補正するために、複数の絞り値毎の補正値をカメラに書き込んでおき、撮影時の絞り値に応じて補正することで合焦精度を上げている。

特開２００５－３５２０４３号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、絞り値の差によるピントのずれを補正するための補正値を作る際に、被写体に最もピントが合うレンズ位置（以下、ベストピントと称す）を各絞り値毎にブラケット撮影して記憶しておく必要がある。その際に、ベストピントの算出の精度を上げるためには、以下（１）～（３）の点で処理時間が長くなる。
（１）ブラケット撮影のサンプリングを多くする必要がある。
（２）ベストピント（高周波成分がピークとなる位置）を算出するために多次近似する必要がある。
（３）光学的なピントずれ（レンズの収差により生じるピントずれ）を軽減するために静止画と同様の非加算の画像を読み出して、高周波の帯域でベストピントを評価する処理をする必要がある。

そのため、量産時に個体毎に補正値を作ると調整時間が伸びてしまい生産性が悪くなる。

また、レンズ括り付けの撮像装置などでは、筐体装着前のセンサの光学特性に基づいて調整しても、筐体の組み立て時に調整値がずれてしまうことがある。

そこで、本発明の目的は、より精度よく効率的に絞り値の差によるピントのずれを補正して、ＡＦの合焦精度の低下を防ぐことを目的とする。

本発明の技術的特徴として、フォーカスレンズを含む撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、位相差ＡＦ方式で、前記一対の像信号に基づいて像ずれ量を検出する焦点検出工程と、前記撮像光学系に含まれる絞りの絞り値を制御する絞り制御工程と、前記焦点検出手段により前記像ずれ量を検出する焦点検出動作の際の第１の絞り値と、前記撮像素子から取得された画像信号を記録する撮影動作の際の第２の絞り値が異なる場合、前記撮像光学系の収差により生じる光学的なピントずれを補正するための補正量と、前記所定の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と、各絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分から求められる前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置の差分とを用いて、前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との差による前記フォーカスレンズの位置の補正量を算出する算出工程を有することを特徴とする。

本発明によれば、ＡＦの合焦精度の低下を防ぐとともに、絞り値の差に応じて発生するピントずれを補正するための補正値の取得時間を短縮することができる。

撮像装置の構成を示すブロック図である。撮像素子内の画素配置図である。撮像動作を示すフローチャートである。ＡＦ動作を示すフローチャートである。焦点検出処理を示すフローチャートである。絞り値差によるピント補正の概略図である。ピント補正の記憶ステートと補間方法を示すグラフである。絞り値差によるピント補正処理を示すフローチャートである。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

●撮像装置の構成
図１は、撮像装置１０１の構成を示すブロック図である。

撮影レンズ１１１は、固定レンズ１１２、絞り１１３、フォーカスレンズ１１４等の撮像光学系を備えて構成される。絞り制御部１１５は、絞り１１３を駆動することにより、絞り１１３の開口径を調整して撮影時の光量調節を行う。フォーカス制御部１１６は、撮影レンズ１１１の光軸方向のずれ量に基づいてフォーカスレンズ１１４を駆動する駆動量を決定する。そして、フォーカスレンズ１１４を駆動することにより、焦点調節をする。フォーカス制御部１１６によるフォーカスレンズ１１４の移動制御により、自動焦点調節制御が実現される。フォーカスレンズ１１４は、焦点調節用レンズであり、図１には単レンズで簡略的に示されているが、通常複数のレンズで構成される。絞り制御部１１５や、フォーカス制御部１１６は、制御部１４１の制御指示に基づき、レンズ制御部１１７によって制御される。

これらの撮像光学系を介して入射した光束は撮像素子１２１の受光面上に結像し、撮像素子１２１に備えられた光電変換素子により電気信号に光電変換される。各光電変換素子に蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ１２２が出力する駆動パルスより、信号電荷に応じた電圧信号である画像信号として撮像素子１２１から順次読み出される。

ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３は、撮像素子１２１から読み出された画像信号及び焦点検出用信号（一対の像信号）に対し、リセットノイズを除去する為の相関二重サンプリング、センサゲインの調節、信号のデジタル化を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３は、画像信号を撮像信号処理部１２４に、撮像面の位相差ＡＦ方式の焦点検出用信号を焦点検出用信号処理部１２５にそれぞれ出力する。焦点検出用信号処理部１２５は、撮像画面内で焦点検出を行う焦点検出領域の設定や配置を行う。そして、焦点検出用信号処理部１２５は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３から出力された焦点検出用の一対の像信号に対して相関演算を行う。そして、デフォーカス量、信頼性情報（二像一致度、二像急峻度、コントラスト情報、飽和情報、キズ情報等）などの情報を算出する。

撮像信号処理部１２４は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータ１２３から出力された画像信号を、バス１３１を介してＳＤＲＡＭ１３６に格納する。ＳＤＲＡＭ１３６に格納された画像信号は、バス１３１を介して表示制御部１３２によって読み出され、表示部１３３に表示される。また、画像信号の記録を行う動作では、ＳＤＲＡＭ１３６に格納された画像信号は記録媒体制御部１３４によって記録媒体１３５に記録される。

ＲＯＭ１３７には制御部１４１が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納されており、フラッシュＲＯＭ１３８には、ユーザ設定情報等のカメラ本体１０１の動作に関する各種設定情報等が格納されている。

操作部材１３９はＡＦやＡＥ等の撮影スタンバイ動作の指示を行うための撮影準備スイッチであり（以下ＳＷ１と記す）、操作部材１４０はＳＷ１の操作後、撮影の指示を行う撮影スイッチ（以下ＳＷ２と記す）である。

制御部１４１は、焦点検出用信号処理部１２５から出力されるデフォーカス量とデフォーカス量の信頼性を基にレンズ駆動量を決定する。そしてレンズ駆動量はレンズ制御部１１７に伝達され、フォーカス制御部１１６に伝えることで自動焦点調節を実現している。また、制御部１４１は、操作者からの指示、あるいは、一時的にＳＤＲＡＭ１３６に蓄積された画像信号の大きさに基づき、撮像素子１２１の蓄積時間、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ１２３のゲインの設定値、タイミングジェネレータ１２２の設定値を決定する。

●撮像素子の構成
次に、撮像素子１２１の構成について、図２を参照しながら説明する。撮像素子１２１の画素アレイ２００を図２に示す。同図において、画素アレイ２００は、単位画素２０３を行列方向の２次元状に配した構成である。単位画素２０３は、単一マイクロレンズ２０１下に光電変換手段としてのフォトダイオード２０２ａ、２０２ｂが配置された構成をとる。この構成をとることによってフォトダイオード２０２ａ、２０２ｂは撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を受光する構成となり、同一被写体の異なる位相差を持った別々の像が入射されることになる。この同一被写体の異なる位相差を持った別々の２像をＡ像、Ｂ像と呼ぶことにし、フォトダイオード２０２ａはＡ像用光電変換部、ＰＤ２０２ｂはＢ像用光電変換部を構成するものとする。

●撮像装置の動作フロー
図３は、撮像装置の動作を説明するフローチャートである。まずステップＳ３０１において、スイッチＳＷ１の状態を判定する。スイッチＳＷ１が押されている場合（ＯＮの場合）、ステップＳ３０２へ進む。一方、スイッチＳＷ１が押されていない場合（ＯＦＦの場合）、ステップＳ３０１を繰り返す。ステップＳ３０２において、撮像信号処理部１２４の出力に基づいてＡＥ処理（自動露出処理）を行う。ステップＳ３０２のＡＥ処理は、続くＡＦ動作のために実行される。また、後述する絞り値（Ｆ値）に応じたピント補正（フォーカス位置の補正）を行うため、ステップＳ３０２において、このときの絞り値（ＡＦ用絞り値：第１の絞り値）をＳＤＲＡＭ１３６に記憶させる。

続いてステップＳ３０３において、ＡＦ動作（ＡＦ処理）を行う。ＡＦ動作中の露出条件（シャッター速度、絞り、感度）は、直前のステップＳ３０２で行われたＡＥ処理により決定される。なお、ステップＳ３０３の詳細については後述するが、Ｓ３０３のＡＦ動作では、光学的なピントずれ（レンズの収差により生じるピントずれ）を加味したピント位置（図５のＳ５１０）にフォーカスレンズを移動させている。このように、ＡＦ動作時に光学的なピントずれを加味したピント位置にフォーカスレンズを移動させることにより、ライブビュー表示（ＬＶ）中も常にピントが合っている状態を維持することができる。

続いてステップＳ３０４において、スイッチＳＷ２の状態を判定する。スイッチＳＷ２が押されている場合（ＯＮの場合）、ステップＳ３０６に進み撮影動作に移行する。一方、スイッチＳＷ２が押されていない場合（ＯＦＦの場合）、ステップＳ３０５に進む。そしてステップＳ３０５において、スイッチＳＷ１の状態を判定する。スイッチＳＷ１が押されている場合（ＯＮの場合）、ステップＳ３０４に戻る。一方、スイッチＳＷ１が押されていない場合、ステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０６において、撮影時の露出を決定する。そしてステップＳ３０７において、撮影時の絞り値（第２の絞り値）を取得する。続いてステップＳ３０８において、絞り値（ＡＦ時の絞り値と撮影時の絞り値との変化）に応じたピント補正（フォーカス位置の補正）を行う。ステップＳ３０８の詳細については後述する。

続いてステップＳ３０９において、本露光用の露出制御を行う。そしてステップＳ３１０において撮影を行い、本フローを終了する。

●ＡＦ処理の動作フロー
図４は、図３におけるＳ３０３のＡＦ動作を説明するフローチャート図である。

まず、Ｓ４０１では、焦点検出処理を行い、デフォーカス量と信頼性を検出してＳ４０２へ進む。焦点検出処理については後述する。

Ｓ４０２では、Ｓ４０１で検出した焦点検出結果の信頼性が予め設定されている信頼性閾値２よりも高いかどうかを調べ、そうであればＳ４０３へ進み、そうでなければＳ４０９へ進む。ここで信頼性閾値２は、信頼性が信頼性閾値２未満であればデフォーカス量の精度は保証できないが、被写体のピント位置が存在するであろう方向を示すデフォーカス方向は保証できるという閾値に設定しておく。

Ｓ４０３では、Ｓ４０１で検出したデフォーカス量が予め設定されているＤｅｆ量閾値２以下かどうかを調べ、そうであればＳ４０４へ進み、そうでなければＳ４０８へ進む。ここでＤｅｆ量閾値２は、デフォーカス量がＤｅｆ量閾値２以下であれば、その後にデフォーカス量に応じて所定回数（例えば３回）以内で焦点深度内にフォーカスレンズを制御することができるような値（例えば焦点深度の５倍の量）で設定する。

Ｓ４０４では、Ｓ４０１で検出した結果の信頼性が予め設定されている信頼性閾値１よりも高いかどうかを調べ、そうであればＳ４０５へ進み、そうでなければＳ４０８へ進む。ここで信頼性閾値１は、信頼性が信頼性閾値１以上であれば、デフォーカス量の精度ばらつきが所定範囲内（例えば焦点深度内）となるように設定する。また、信頼性閾値１と信頼性閾値２の関係は、信頼性閾値２＜信頼性閾値１である。

Ｓ４０５では、Ｓ４０１で検出したデフォーカス量が予め設定されているＤｅｆ量閾値１以下かどうかを調べ、そうであればＳ４０６へ進み、そうでなければＳ４０７へ進む。ここでＤｅｆ量閾値１は、検出したデフォーカス量がＤｅｆ量閾値１以下であれば、焦点深度内にフォーカスレンズが制御されているという値となるように設定する。また、Ｄｅｆ量閾値１＜Ｄｅｆ量閾値である。

Ｓ４０６では合焦状態であると判断して本フローを終了する。Ｓ４０７では、Ｓ４０１で検出したデフォーカス量だけフォーカスレンズ１１４を駆動させたあとＳ４０１へ進む。

Ｓ４０８ではＳ４０１で検出したデフォーカス量に対して所定割合だけフォーカスレンズ１１４を駆動してＳ４０１へ進む。ここでの所定割合は、デフォーカス量に対してレンズ駆動量が少なくなるように設定する（例えば８割）。また、設定するレンズ速度は、例えば１フレームの時間でちょうどレンズ駆動できる速度よりも遅くなるように設定する。これにより、検出したデフォーカス量が正しくない場合に被写体ピント位置を越えてしまうことを防ぐことができる。

Ｓ４０９では、非合焦条件を満たしたかどうかを調べ、そうであればＳ４１０へ進み、そうでなければＳ４１１へ進む。ここで非合焦条件とは合焦すべき被写体がいないと判断する条件である。例えば、非合焦条件として、フォーカスレンズ１１４の可動範囲全てにおいてレンズ駆動が完了した場合、つまりフォーカスレンズ１１４が遠側、近側の両方のレンズ端を検出して初期位置に戻った場合という条件を設定する。

Ｓ４１０では非合焦状態であると判断して本フローを終了する。Ｓ４１１では、フォーカスレンズ１１４が無限遠側または至近側のレンズ端に到達したかどうかを調べ、そうであればＳ４１２へ進み、そうでなければＳ４１３へ進む。

Ｓ４１２ではフォーカスレンズ１１４の駆動方向を反転してＳ４０１へ進む。Ｓ４１３では、フォーカスレンズ１１４を所定方向に駆動させてＳ４０１へ進む。フォーカスレンズ速度は、例えばデフォーカス量が検出できるようになった時点でピント位置を通り過ぎることのないようなレンズ速度の範囲で最も速い速度に設定する。

●焦点検出処理の動作フロー
次に図４のＳ４０１の焦点検出動作について図５を用いて説明する。まず、Ｓ５０１では、撮像素子１２１内の任意の範囲の焦点検出領域を設定してＳ５０２へ進む。Ｓ５０２では、Ｓ５０１で設定した焦点検出領域に対して撮像素子１２１から焦点検出用の一対の像信号（Ａ像、Ｂ像）を取得してＳ５０３へ進む。

Ｓ５０３では、Ｓ５０２で取得した一対の信号を垂直方向に行加算平均処理を行ったあとＳ５０４へ進む。この処理によって像信号のノイズの影響を軽減することができる。

Ｓ５０４ではＳ５０３で垂直行加算平均した信号から所定の周波数帯域の信号成分を取り出すフィルタ処理を行ったあとＳ５０５へ進む。

Ｓ５０５では、Ｓ５０４でフィルタ処理した信号から相関量を算出してＳ５０６へ進む。Ｓ５０６では、Ｓ５０５より算出した相関量から相関変化量を算出してＳ５０７へ進む。Ｓ５０７では、Ｓ５０５より算出した相関変化量から像ずれ量を算出してＳ５０８へ進む。

Ｓ５０８では、像ずれ量に変換係数を乗算してデフォーカス量に変換し、Ｓ５０９へ進む。この変換係数はズームレンズ位置、絞り値、撮像面の像高（焦点検出領域の画面内の位置）に応じて撮像装置１０１内に記憶されている。

Ｓ５０９では、Ｓ５０８で算出したデフォーカス量がどれだけ信頼できるのかを表す信頼性を評価してＳ５１０へ進む。

Ｓ５１０では、ＲＯＭ１３７に記憶された光学的なピントずれ補正量（後述する図６のＬ２－Ｌ１に相当）を使ってデフォーカス量を補正し、焦点検出処理を終了する。光学的なピントずれは焦点検出に使用する画像と使用者が得る静止画像の空間周波数との差などが原因で発生するものであり、本実施例では補正量はズームレンズ位置、絞り値、撮像面の像高、被写体までの距離に応じて、予め記憶されている。

●絞り値変化に応じた補正量の算出方法
次に、Ｓ３０８の絞り値変化に応じた補正量の算出方法について図６から図８を用いて説明する。

まず、図６を使って絞り値変化に応じた補正の概要について説明する。図６の横軸は、フォーカスレンズの位置を示しており、縦軸は６０１、６０２がＳ５０７で算出される像ずれ量の変化を、６０５、６０６が輝度信号の高周波成分の変化を示している。また、実線６０１、６０５と破線６０２、６０６はそれぞれＡＦ時の絞り値（例えば開放Ｆ）の評価値と、撮影時の絞り値（例えばＦ１６）の評価値を示している。像ずれ量が０になるポイント（６０３、６０４）（以下、ゼロクロス点と称す）は位相差方式のＡＦでピントがあったと見なす位置である。

６０５、６０６の輝度信号の高周波成分は静止画像と同じ非加算画像から取り出すため、６０５、６０６がピークとなる状態はピントが静止画像で最も合っていること（ベストピント）を意味している。そのレンズ位置（Ｌ１、Ｌ４）をフォーカスレンズのベストピント位置としている。ここで、ゼロクロス点（Ｌ２、Ｌ３）と輝度信号の高周波成分がピークとなる位置の差が、先述した光学的なピントずれである。

図７を用いて後述するが、本実施例では、個体調整時には、ブラケット撮影によって６０１、６０２、６０５、６０６を測定し、光学的な補正量（Ｌ２－Ｌ１、Ｌ３－Ｌ４）と各絞り値のゼロクロス点の差分（Ｌ３－Ｌ２）を算出する。これらの補正量はＲＯＭ１３７に保持しておく。

そして、ＡＦ動作時には像ずれ量の変化６０１のみを取得し、ＲＯＭ１３７に書き込まれている補正値を使用してピント補正を行う。

次に、図７を用いて補正量の調整方法と記憶ステートについて説明する。この記憶は、工場調整時などに行われ、撮像装置での撮像動作の際に、読み出して使用される。図７（ａ）は光学的な補正量（Ｌ２－Ｌ１、Ｌ３－Ｌ４）をＲＯＭ１３７に書き込むステートを示しており、縦軸に絞り値、横軸にズームレンズ位置を示している。本実施例では前記ステートに加え、被写体距離、撮像面の像高毎にも光学的な補正量を記憶している。

図７（ａ）の丸は、実測で光学的なピント補正量を算出するステートを示している。本実施例では、個体調整時間短縮のために、各ズームレンズ位置に対して開放絞り値のみ光学的な補正量算出のための評価値６０１、６０５（もしくは６０２、６０６）を実測している。その他の絞り値（図７（ａ）の三角）における光学的な補正量は線形補間して作成している。

図７（ａ）のバツはレンズ構造的に設定できない絞り値である。設定できない理由は、ズームステート毎に開放絞り値が異なるためである。前記の線形補間の具体的な方法は、図７（ｂ）のように最も小絞りの補正量を０と見なして開放絞り値と最小絞り値の補正量を補間して作成している。なお、光学的なピント補正量の作成方法は前記の方法に限定されず、シミュレーションなどから算出しても良い。

図７（ｃ）は各絞り値のゼロクロス差分を記録しておくステートを示している。先述したように、ゼロクロス差分は短時間で補正量を実測することができるため、丸で示しているステートを実測している。本実施例では、ＲＯＭ１３７に開放絞り値と各絞り値とのゼロクロス差分を記憶しているため、開放絞り値のステートはバツを記載している。ただし、補正量の記憶の仕方は本実施例の方法に限定せず、他の絞り値との差分でもよい。

●絞り値に応じたピント補正処理の動作フロー
以下、図８のフローチャートを用いてＳ３０８の絞り値に応じたピント補正の具体的な処理フローについて説明する。

Ｓ８０１ではＳ３０２で設定しＳＤＲＡＭ１３６に記憶したＡＦ時の絞り値とＳ３０７で取得した撮影時の絞り値を再度取得する。Ｓ８０２ではＳ８０１で取得したＡＦ時の絞り値と撮影時の絞り値に対する光学ピント補正量をＲＯＭ１３７から取得する。Ｓ８０３では前記２つの絞り値に対してゼロクロス点の差分を取得する。本実施例では予めＲＯＭ１３７に開放絞り値と各絞り値のゼロクロス点の差分Ｄｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓＯｐｅｎ（ＦＮｏ）を所有しておき、ＡＦ絞り値と撮影絞り値のゼロクロス点の差分Ｄｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓを以下の式で算出する。なお、ＦＮｏは絞り値を意味している。本実施例ではゼロクロス点の差分を絞り値、ズームレンズ位置、被写体距離、撮像面の像高に応じて記憶している。
Ｄｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓ＝Ｄｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓＯｐｅｎ（ＦＮｏ＿Ｃａｐ）－Ｄｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓＯｐｅｎ（ＦＮｏ＿ＡＦ）・・・（式１）

ＦＮｏ＿Ｃａｐは撮影時の絞り値、ＦＮｏ＿ＡＦはＡＦ時の絞り値を指す。Ｓ８０４ではＡＦ時の絞り値と撮影時の絞り値の差分によるピント補正量を算出する。絞り値差のピント補正量は、まず、ＡＦ時の絞り値の光学的ピント補正量（Ｌ２－Ｌ１）にＤｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓ（Ｌ３－Ｌ２）を加算し、撮影時の絞り値の光学的ピント補正量（Ｌ３－Ｌ４）を減算する。なお、ここでは図６の説明用に概念的に補正量の式を記載したが、実際に使用する際は所有している補正量の符号やレンズ駆動方向の符号を考慮して補正量を算出するものとする。このように処理することでＬ１からＬ４に向けて補正でき、結果的に補正量６０７と同じ量の補正量を算出することができる。

最後にＳ８０５で前記補正量をフォーカスレンズ駆動量に変換して、フォーカスレンズを駆動して終了となる。

なお、本実施例では、図３のＳ３０３においてライブビュー表示（ＬＶ）中のピント精度を考慮してＬ１に移動させる処理を行っているが、ＡＦ動作時にＬ２にフォーカスレンズを移動させて、Ｓ３０８ではＬ２からＬ４に補正するようにしても良い。この場合には、Ｄｉｆｆ＿ＺｅｒｏＣｒｏｓｓ（Ｌ３－Ｌ２）から、撮影時の絞り値の光学的ピント補正量（Ｌ３－Ｌ４）を減算すればよい。なお、ここでも図６の説明用に概念的に補正量の式を記載したが、実際に使用する際は所有している補正量の符号やレンズ駆動方向の符号を考慮して補正量を算出するものとする。

また、本実施例では、前記絞り値差によるピント補正量を撮像直前のＳ３０８で算出しているが、補正量を算出するタイミングは前記に限らず、各絞り値のゼロクロス点を実測する際に算出してＲＯＭ１３７に書き込んでも良い。

また、本実施例ではＡＦ時と撮影時の絞り値差によるピント補正を実施しているが、補正はＡＦ時に限定しない。例えば、ユーザがＬＶ画面を見ながら手動でフォーカスレンズを設定する（ＭＦ）際に、ライブビュー（ＬＶ）表示と撮影の絞り値が異なる場合は絞り値差によるピント補正を実施する。

このように、本実施例では、ＡＦ時と撮影時の各絞りにおける光学的な補正量（Ｌ２－Ｌ１、Ｌ３－Ｌ４）と、各絞り値のゼロクロス点の差分（Ｌ３－Ｌ２）を使用して絞り値差のピントずれ補正を行う。この補正量は最小２点を用いて直線近似で算出できる。このため、［発明が解決しようとする課題］で述べた（１）（２）の懸念が少ない。また、本実施例の位相差方式のＡＦは垂直の解像度は必要ないため、（３）のように垂直方向には非加算で読む必要は無い。

よって、工場調整における調整時間が伸びてしまい生産性が悪くなることを防止できる。また、レンズ括り付けの撮像装置などでは、筐体組み立て後に短時間で調整ができるため、調整値がずれてしまうことも防止できる。

（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。

また、上述した各実施形態においては、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例にして説明したが、これはこの例に限定されない。すなわち、本発明は、撮像素子が付随したあらゆるデバイスに適用してもよい。すなわち携帯電話端末や携帯型の画像ビューワ、カメラを備えるテレビ、デジタルフォトフレーム、音楽プレーヤー、ゲーム機、電子ブックリーダーなど、画像を撮像可能な装置であれば、本発明は適用可能である。

１０１撮像装置
１１１撮影レンズ
１１２固定レンズ
１１３絞り
１１４フォーカスレンズ
１１５絞り制御部
１１６フォーカス制御部
１１７レンズ制御部
１２１撮像素子
１２４撮像信号処理部
１２５焦点検出用信号処理部
１３６ＳＤＲＡＭ
１３８フラッシュＲＯＭ
１４１制御部

Claims

フォーカスレンズを含む撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な撮像素子と、
位相差ＡＦ方式で、前記一対の像信号に基づいて像ずれ量を検出する焦点検出手段と、
前記撮像光学系に含まれる絞りの絞り値を制御する絞り制御手段と、
前記撮像光学系の収差により生じる光学的なピントずれを補正するための補正量を絞り値に応じて記憶する第１の記憶手段と、
第３の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と、各絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分を記憶する第２の記憶手段と、
前記焦点検出手段により前記像ずれ量を検出する焦点検出動作の際の第１の絞り値と、前記撮像素子から取得された画像信号を記録する撮影動作の際の第２の絞り値が異なる場合、前記第２の記憶手段から取得された前記第３の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と前記第１の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分と、前記第２の記憶手段から取得された前記第３の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と前記第２の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分と、を用いて、焦点検出動作の際と撮影動作の際との像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置の差分を算出し、当該焦点検出動作の際と撮影動作の際との像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置の差分と、前記第１の記憶手段から取得された前記第１の絞り値における補正量と、前記第１の記憶手段から取得された前記第２の絞り値における補正量と、を用いて、前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との差による前記フォーカスレンズの位置の補正量を算出する算出手段を有することを特徴とする撮像装置。
前記第３の絞り値は、開放絞り値であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
フォーカスレンズを含む撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な撮像素子と、
位相差ＡＦ方式で、前記一対の像信号に基づいて像ずれ量を検出する焦点検出手段と、
前記撮像光学系に含まれる絞りの絞り値を制御する絞り制御手段と、
前記撮像光学系の収差により生じる光学的なピントずれを補正するための補正量を絞り値に応じて記憶する第１の記憶手段と、
開放絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と、各絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分を記憶する第２の記憶手段と、
前記焦点検出手段により前記像ずれ量を検出する焦点検出動作の際の第１の絞り値である開放絞り値と、前記撮像素子から取得された画像信号を記録する撮影動作の際の第２の絞り値が異なる場合、前記第１の記憶手段から取得された前記第１の絞り値における補正量と、前記第１の記憶手段から取得された前記第２の絞り値における補正量と、前記第２の記憶手段から取得された開放絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と前記第２の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分と、を用いて、前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との差による前記フォーカスレンズの位置の補正量を算出する算出手段を有することを特徴とする撮像装置。
フォーカスレンズを含む撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な撮像素子と、
位相差ＡＦ方式で、前記一対の像信号に基づいて像ずれ量を検出する焦点検出手段と、
前記撮像光学系に含まれる絞りの絞り値を制御する絞り制御手段と、
前記焦点検出手段により前記像ずれ量を検出する焦点検出動作の際の第１の絞り値と、前記撮像素子から取得された画像信号を記録する撮影動作の際の第２の絞り値が異なる場合、前記撮像光学系の収差により生じる光学的なピントずれを補正するための補正量と、所定の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と、各絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分から求められる前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置の差分とを用いて、前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との差による前記フォーカスレンズの位置の補正量を算出する算出手段を有することを特徴とする撮像装置。
前記像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換手段と、
前記フォーカスレンズの移動を制御する制御手段とを更に有し、
前記制御手段は、前記焦点検出動作において得られた前記デフォーカス量を、前記第１の記憶手段より取得された前記第１の絞り値における補正量に基づいて補正して、前記フォーカスレンズを移動させた後に、前記撮影動作において、焦点検出動作の際と撮影動作の際との像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置の差分と前記第１の記憶手段から取得された前記第２の絞り値における補正量に基づいて、前記フォーカスレンズを移動させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第１の記憶手段は、ズームレンズ位置、撮像面の像高、被写体までの距離の少なくともいずれかに応じた前記補正量を記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第２の記憶手段は、ズームレンズ位置、被写体距離、撮像面の像高の少なくともいずれかに応じた前記差分を記憶することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
フォーカスレンズを含む撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の像信号を出力することが可能な撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
位相差ＡＦ方式で、前記一対の像信号に基づいて像ずれ量を検出する焦点検出工程と、
前記撮像光学系に含まれる絞りの絞り値を制御する絞り制御工程と、
前記焦点検出工程により前記像ずれ量を検出する焦点検出動作の際の第１の絞り値と、前記撮像素子から取得された画像信号を記録する撮影動作の際の第２の絞り値が異なる場合、前記撮像光学系の収差により生じる光学的なピントずれを補正するための補正量と、所定の絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置と、各絞り値において位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置との差分から求められる前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との位相差ＡＦにおける像ずれ量がゼロとなる前記フォーカスレンズの位置の差分とを用いて、前記第１の絞り値と前記第２の絞り値との差による前記フォーカスレンズの位置の補正量を算出する算出工程を有することを特徴とする制御方法。