JP2013171251A - Focus detection device - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a focus detection device capable of accurately detecting the amount of defocus between the most satisfactory image plane and an estimated focal plane.SOLUTION: A focus detection device comprises: a photoelectric conversion device configured to generate a pair of image signals corresponding to a pair of images formed on an estimated focal plane by a pair of luminous fluxes passing through an exit pupil; image displacement amount detection means for detecting a relative amount of image displacement of the pair of images on the basis of the correlation degree of the pair of image signals; image displacement amount correction means for calculating the amount of corrected image displacement on the basis of the relative amount of image displacement and a predetermined amount of offset; defocus amount calculation means for calculating the amount of defocus by multiplying the amount of corrected image displacement and a predetermined conversion coefficient; and offset amount acquisition means for acquiring a predetermined amount of offset, which is determined in accordance with the difference in shapes between a pair of images by a pair of luminous fluxes passing through the exit pupil, resulting from the aberration of a photographing optical system.

Description

本発明は瞳分割型位相差検出方式の焦点検出装置に関する。   The present invention relates to a focus detection apparatus using a pupil division type phase difference detection method.

光学系の射出瞳を通る一対の焦点検出光束が形成する一対の像に応じた一対の像信号を生成し、この一対の像信号間の像ズレ量(位相差)を検出することによって光学系の焦点調節状態、すなわち予定焦点面と検出された像面との差であるデフォーカス量を検出する焦点検出装置、いわゆる瞳分割型位相差検出方式の焦点検出装置が知られている。   An optical system by generating a pair of image signals corresponding to a pair of images formed by a pair of focus detection light beams passing through the exit pupil of the optical system and detecting an image shift amount (phase difference) between the pair of image signals There is known a focus detection apparatus that detects a defocus amount that is a difference between the focus adjustment state of the target, that is, a planned focal plane and a detected image plane, that is, a so-called pupil division type phase difference detection type focus detection apparatus.

この種の瞳分割型位相差検出方式の焦点検出装置においては、検出される像面と撮影時の最良像面(最良ピント面)との間に誤差を生じる場合があるため、各種補正処理を行うことが提案されている。例えば、焦点検出に用いられる一対の焦点検出光束のF値(焦点検出F値)と撮影光束のF値(撮影F値)とが球面収差に起因して相違することにより生じるデフォーカス量誤差を補正する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In this type of pupil division type phase difference detection type focus detection device, an error may occur between the detected image plane and the best image plane (best focus plane) at the time of shooting. It has been proposed to do. For example, a defocus amount error caused by a difference between an F value (focus detection F value) of a pair of focus detection light beams used for focus detection and an F value (imaging F value) of a photographing light beam due to spherical aberration. A technique for correcting is known (see, for example, Patent Document 1).

特開昭57−210326号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-210326

しかしながら上記焦点検出F値と撮影F値とが相違することにより生じるデフォーカス量誤差を補正しても、なお球面収差に起因した別の誤差が残る場合があることが判明した。検討の結果、このような誤差の原因は、合焦状態において一対の焦点検出光束が形成する一対の像の形状が、光学系の収差に起因して一致しなくなるためであることが判明した。   However, it has been found that even if the defocus amount error caused by the difference between the focus detection F value and the photographing F value is corrected, another error due to spherical aberration may remain. As a result of the examination, it has been found that the cause of such an error is that the shape of the pair of images formed by the pair of focus detection light beams in the focused state becomes inconsistent due to the aberration of the optical system.

請求項1に記載の焦点検出装置は、撮影光学系の射出瞳の一対の領域を通過する一対の光束が予定焦点面上に形成する一対の像に対応した一対の像信号を、光電変換により生成する光電変換装置と、一対の像信号の相関度に基づき一対の像の相対的な像ズレ量を検出する像ズレ量検出手段と、相対的な像ズレ量と所定のオフセット量とに基づいて、補正像ズレ量を算出する像ズレ量補正手段と、補正像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることによりデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出手段と、撮影光学系の収差に起因した、撮影光学系の射出瞳の一対の領域を通過する一対の光束による一対の像の形状の相違に応じて定まる所定のオフセット量を取得するオフセット量取得手段とを備えることを特徴とする。   The focus detection apparatus according to claim 1, by photoelectric conversion, a pair of image signals corresponding to a pair of images formed on a planned focal plane by a pair of light beams passing through a pair of areas of an exit pupil of a photographing optical system. Based on the photoelectric conversion device to be generated, the image shift amount detection means for detecting the relative image shift amount of the pair of images based on the correlation between the pair of image signals, and the relative image shift amount and a predetermined offset amount Image deviation amount correction means for calculating the correction image deviation amount, defocus amount calculation means for calculating the defocus amount by multiplying the correction image deviation amount by a predetermined conversion coefficient, and the aberration of the photographing optical system. And an offset amount acquisition means for acquiring a predetermined offset amount determined according to the difference in shape of the pair of images by the pair of light beams passing through the pair of areas of the exit pupil of the photographing optical system.

本発明による焦点検出装置は、最良像面と予定焦点面との間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   The focus detection apparatus according to the present invention can accurately detect the defocus amount between the best image plane and the planned focal plane.

デジタルカメラの構成を示す横断面図である。It is a cross-sectional view which shows the structure of a digital camera. 撮影画面上における焦点検出位置を示す図である。It is a figure which shows the focus detection position on an imaging | photography screen. 撮像素子の詳細な構成を示す正面図である。It is a front view which shows the detailed structure of an image pick-up element. 撮像画素が受光する撮影光束の様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode of the imaging light beam which an imaging pixel receives. 焦点検出画素が受光する焦点検出光束の様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode of the focus detection light beam which a focus detection pixel receives. デジタルカメラの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a digital camera. 像ズレ検出演算処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an image shift detection calculation process. 撮影光束と一対の焦点検出光束とが予定焦点面近傍でどのように収束するかを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically how an imaging light beam and a pair of focus detection light beams converge in the vicinity of a planned focal plane. 撮影光束が予定焦点面上に形成する点像の分布(点像分布関数)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of distribution (point image distribution function) of the point image which an imaging light beam forms on a plan focal plane. 一対の焦点検出光束が予定焦点面上に形成する点像の分布(点像分布関数)の例を示す図である。It is a figure which shows the example of distribution (point image distribution function) of the point image which a pair of focus detection light beam forms on a plan focal plane. 撮影光学系が無収差の場合において、白黒エッジの被写体を一対の焦点検出光束で最良像面に形成した時の被写体像を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a subject image when a monochrome edge subject is formed on the best image plane with a pair of focus detection light beams when the photographing optical system has no aberration. 白黒エッジの被写体に対し、収差の大きな撮影光学系を用いた場合に、一対の焦点検出光束により最良像面に形成される被写体像を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a subject image formed on the best image plane by a pair of focus detection light beams when a photographing optical system with large aberration is used for a subject with black and white edges. 一対の点像分布を相対的に変位させて重ね合わせた様子を示す図である。It is a figure which shows a mode that a pair of point image distribution was displaced relatively and overlapped. 第1実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。FIG. 5 is a block diagram showing a processing portion related to calculation and use of an offset amount in the first embodiment. 撮影画面上における焦点検出エリアの位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the focus detection area on an imaging | photography screen. 第2実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 2nd Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram. 第3実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 3rd Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram. 第4実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 4th Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram. 第5実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 5th Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram. 第6実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 6th Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram. 第7実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 7th Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram. 第8実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。FIG. 20 is a block diagram showing a processing portion related to calculation and use of an offset amount in the eighth embodiment. 第9実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表した図である。In 9th Embodiment, it is the figure which represented the process part regarding calculation and use of offset amount with the block diagram.

<第1実施形態>
本発明の第1実施形態の焦点検出装置を含む撮像装置として、レンズ交換式のデジタルカメラを例に挙げて説明する。図1は本実施形態のデジタルカメラの構成を示す横断面図である。本実施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がマウント部204を介してカメラボディ203に装着される。カメラボディ203にはマウント部204を介して種々の撮影光学系を有する交換レンズ202が装着可能である。
<First Embodiment>
As an imaging apparatus including the focus detection apparatus according to the first embodiment of the present invention, an interchangeable lens type digital camera will be described as an example. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the digital camera of this embodiment. A digital camera 201 according to the present embodiment includes an interchangeable lens 202 and a camera body 203, and the interchangeable lens 202 is attached to the camera body 203 via a mount unit 204. An interchangeable lens 202 having various photographing optical systems can be attached to the camera body 203 via a mount unit 204.

交換レンズ202は、レンズ209、ズーミングレンズ208、フォーカシングレンズ210、絞り211、レンズ制御装置206などを有する。レンズ制御装置206は、不図示のマイクロコンピューター、メモリ、レンズ駆動制御回路などから構成される。レンズ制御装置206は、フォーカシングレンズ210の焦点調節および絞り211の開口径調節のための駆動制御、ならびにズーミングレンズ208、フォーカシングレンズ210および絞り211の状態検出などを行う。レンズ制御装置206は、後述するボディ制御装置214との通信によりレンズ情報の送信とカメラ情報(デフォーカス量や絞り値など)の受信とを行う。絞り211は、光量およびボケ量調整のために光軸中心に開口径が可変な開口を形成する。   The interchangeable lens 202 includes a lens 209, a zooming lens 208, a focusing lens 210, a diaphragm 211, a lens control device 206, and the like. The lens control device 206 includes a microcomputer (not shown), a memory, a lens drive control circuit, and the like. The lens control device 206 performs drive control for adjusting the focus of the focusing lens 210 and adjusting the aperture diameter of the aperture 211, and detecting the states of the zooming lens 208, the focusing lens 210, and the aperture 211. The lens control device 206 transmits lens information and receives camera information (defocus amount, aperture value, etc.) through communication with a body control device 214 described later. The aperture 211 forms an aperture having a variable aperture diameter at the center of the optical axis in order to adjust the amount of light and the amount of blur.

カメラボディ203は、撮像素子212、ボディ制御装置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、メモリカード219、AD変換装置221などを有している。撮像素子212には、撮像画素が行と列とで規定される二次元状配列にしたがって配置されるとともに、焦点検出位置に対応した部分に焦点検出画素が配置されている。この撮像素子212については詳細を後述する。   The camera body 203 includes an imaging element 212, a body control device 214, a liquid crystal display element driving circuit 215, a liquid crystal display element 216, an eyepiece lens 217, a memory card 219, an AD converter 221 and the like. In the imaging device 212, imaging pixels are arranged according to a two-dimensional array defined by rows and columns, and focus detection pixels are arranged at portions corresponding to the focus detection positions. Details of the image sensor 212 will be described later.

ボディ制御装置214は、マイクロコンピューター、メモリ、駆動制御回路などから構成される。ボディ制御装置214は、撮像素子212の露光制御と、撮像素子212からの画素信号の読み出しと、焦点検出画素の画素信号に基づく焦点検出演算および交換レンズ202の焦点調節とを繰り返し行うとともに、画像信号の処理、表示および記録、ならびにカメラの動作制御などを行う。また、ボディ制御装置214は、電気接点213を介してレンズ制御装置206と通信を行い、レンズ情報の受信とカメラ情報の送信とを行う。   The body control device 214 includes a microcomputer, a memory, a drive control circuit, and the like. The body control device 214 repeatedly performs exposure control of the image sensor 212, readout of the pixel signal from the image sensor 212, focus detection calculation based on the pixel signal of the focus detection pixel, and focus adjustment of the interchangeable lens 202, and an image. It performs signal processing, display and recording, and camera operation control. The body control device 214 communicates with the lens control device 206 via the electrical contact 213 to receive lens information and transmit camera information.

液晶表示素子216は電子ビューファインダー(EVF:Electronic View Finder)として機能する。液晶表示素子駆動回路215は撮像素子212から読み出された画像信号に基づきスルー画像を液晶表示素子216に表示し、撮影者は接眼レンズ217を介してスルー画像を観察することができる。メモリカード219は、撮像素子212により撮像された画像信号に基づいて生成される画像データを記憶する画像ストレージである。   The liquid crystal display element 216 functions as an electronic view finder (EVF). The liquid crystal display element driving circuit 215 displays a through image on the liquid crystal display element 216 based on the image signal read from the image sensor 212, and the photographer can observe the through image through the eyepiece 217. The memory card 219 is an image storage that stores image data generated based on an image signal captured by the image sensor 212.

AD変換装置221は、撮像素子212から出力される画素信号をAD変換してボディ制御装置214に送る。撮像素子212がAD変換装置221を内蔵する構成であってもよい。    The AD conversion device 221 performs AD conversion on the pixel signal output from the image sensor 212 and sends it to the body control device 214. The imaging device 212 may have a configuration in which the AD conversion device 221 is incorporated.

交換レンズ202を通過した光束により、撮像素子212の撮像面上に被写体像が形成される。この被写体像は撮像素子212により光電変換され、撮像画素および焦点検出画素の画素信号がボディ制御装置214へ送られる。   A subject image is formed on the imaging surface of the imaging element 212 by the light beam that has passed through the interchangeable lens 202. This subject image is photoelectrically converted by the image sensor 212, and the pixel signals of the imaging pixels and focus detection pixels are sent to the body control device 214.

ボディ制御装置214は、撮像素子212の焦点検出画素からの画素信号(焦点検出信号)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レンズ制御装置206へ送る。また、ボディ制御装置214は、撮像素子212の撮像画素の画素信号(撮像信号)を処理して画像データを生成し、メモリカード219に格納するとともに、撮像素子212から読み出されたスルー画像信号を液晶表示素子駆動回路215へ送り、スルー画像を液晶表示素子216に表示させる。さらに、ボディ制御装置214は、レンズ制御装置206へ絞り制御情報を送って絞り211の開口制御を行う。   The body control device 214 calculates the defocus amount based on the pixel signal (focus detection signal) from the focus detection pixel of the image sensor 212 and sends this defocus amount to the lens control device 206. Further, the body control device 214 processes the pixel signal (imaging signal) of the imaging pixel of the imaging element 212 to generate image data, stores the image data in the memory card 219, and reads the through image signal read from the imaging element 212. Is sent to the liquid crystal display element driving circuit 215, and a through image is displayed on the liquid crystal display element 216. Further, the body control device 214 sends aperture control information to the lens control device 206 to control the aperture of the aperture 211.

レンズ制御装置206は、フォーカシング状態、ズーミング状態、絞り設定状態、絞り開放F値などに応じてレンズ情報を更新する。具体的には、ズーミングレンズ208とフォーカシングレンズ210の位置と絞り211の絞り値とを検出し、これらのレンズ位置と絞り値とに応じてレンズ情報を演算したり、あるいは予め用意されたルックアップテーブルからレンズ位置と絞り値とに応じたレンズ情報を選択する。   The lens control device 206 updates the lens information according to the focusing state, zooming state, aperture setting state, aperture opening F value, and the like. Specifically, the positions of the zooming lens 208 and the focusing lens 210 and the aperture value of the aperture 211 are detected, and lens information is calculated according to these lens positions and aperture values, or a lookup prepared in advance. Lens information corresponding to the lens position and aperture value is selected from the table.

レンズ制御装置206は、受信したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を算出し、レンズ駆動量に応じてフォーカシングレンズ210を合焦位置へ駆動する。また、レンズ制御装置206は受信した絞り値に応じて絞り211を駆動する。   The lens control device 206 calculates a lens driving amount based on the received defocus amount, and drives the focusing lens 210 to the in-focus position according to the lens driving amount. In addition, the lens control device 206 drives the diaphragm 211 in accordance with the received diaphragm value.

図2は、撮影画面上における焦点検出位置を示す図であり、後述する撮像素子212上の焦点検出画素列による焦点検出の際に撮影画面上で像をサンプリングする領域(焦点検出エリア、焦点検出位置)の一例を示す。この例では、矩形の撮影画面100上の中央(光軸上)に焦点検出エリア101が配置される。長方形で示す焦点検出エリア101の長手方向(水平方向)に、焦点検出画素が直線的に配列される。   FIG. 2 is a diagram showing a focus detection position on the shooting screen, and an area for sampling an image on the shooting screen (focus detection area, focus detection) when focus detection is performed by a focus detection pixel array on the image sensor 212 described later. An example of (position) is shown. In this example, the focus detection area 101 is arranged at the center (on the optical axis) on the rectangular shooting screen 100. Focus detection pixels are linearly arranged in the longitudinal direction (horizontal direction) of the focus detection area 101 indicated by a rectangle.

図3は撮像素子212の詳細な構成を示す正面図であり、図2において水平方向に配置された焦点検出エリア101の近傍を拡大した画素配列の詳細を示す。撮像素子212には撮像画素310が二次元正方格子状に稠密に配列される。撮像画素310は赤画素(R)、緑画素(G)、青画素(B)からなり、ベイヤー配列の配置規則によって配置されている。図3においては撮像画素310と同一の画素サイズを有する水平方向焦点検出用の焦点検出画素315、316が交互に、本来緑画素と青画素とが連続的に配置されるべき水平方向の直線上に連続して配列される。   FIG. 3 is a front view showing a detailed configuration of the image sensor 212, and shows details of a pixel array in which the vicinity of the focus detection area 101 arranged in the horizontal direction in FIG. 2 is enlarged. Imaging pixels 310 are densely arranged on the imaging element 212 in a two-dimensional square lattice pattern. The imaging pixel 310 includes a red pixel (R), a green pixel (G), and a blue pixel (B), and is arranged according to a Bayer arrangement rule. In FIG. 3, focus detection pixels 315 and 316 for horizontal focus detection having the same pixel size as that of the imaging pixel 310 are alternately arranged on a straight line in the horizontal direction in which green pixels and blue pixels are supposed to be continuously arranged. Are arranged in succession.

撮像画素310ならびに焦点検出画素315および316の各々のマイクロレンズの形状は、元々画素サイズより大きな円形のマイクロレンズから画素サイズに対応した正方形の形状で切り出した形状をしている。   The shape of each microlens of the imaging pixel 310 and the focus detection pixels 315 and 316 is a shape obtained by cutting out a circular microlens originally larger than the pixel size into a square shape corresponding to the pixel size.

撮像画素310は、図3に示すように矩形のマイクロレンズ10、遮光マスクで受光領域を正方形に制限された光電変換部11、および色フィルタから構成される。色フィルタは赤(R)、緑(G)、青(B)の3種類からなり、それぞれの色に対応する分光感度特性を有している。撮像素子212には、各色フィルタを備えた撮像画素310がベイヤー配列されている。   As shown in FIG. 3, the imaging pixel 310 includes a rectangular microlens 10, a photoelectric conversion unit 11 in which a light receiving region is limited to a square by a light shielding mask, and a color filter. The color filters include three types of red (R), green (G), and blue (B), and have spectral sensitivity characteristics corresponding to the respective colors. In the image pickup device 212, image pickup pixels 310 having respective color filters are arranged in a Bayer array.

焦点検出画素315,316には全ての色に対して焦点検出を行うために全ての可視光を透過する白色フィルタが設けられている。その白色フィルタは、緑画素、赤画素および青画素の分光感度特性を加算したような分光感度特性を有し、高い感度を示す光波長領域は緑画素、赤画素および青画素の各々において各色フィルタが高い感度を示す光波長領域を包括している。   The focus detection pixels 315 and 316 are provided with white filters that transmit all visible light in order to perform focus detection for all colors. The white filter has a spectral sensitivity characteristic such that the spectral sensitivity characteristics of the green pixel, the red pixel, and the blue pixel are added, and the light wavelength region exhibiting high sensitivity is each color filter in each of the green pixel, the red pixel, and the blue pixel. Includes a light wavelength region exhibiting high sensitivity.

焦点検出画素315は、図3に示すように矩形のマイクロレンズ10と遮光マスクとで受光領域を正方形の左半分(正方形を垂直線で2等分した場合の左半分)に制限された光電変換部15、および白色フィルタ(不図示)とから構成される。   As shown in FIG. 3, the focus detection pixel 315 is a photoelectric conversion in which a light receiving region is limited to a left half of a square (a left half when a square is divided into two equal parts by a vertical line) using a rectangular microlens 10 and a light shielding mask. And a white filter (not shown).

また、焦点検出画素316は、図3に示すように矩形のマイクロレンズ10と遮光マスクとで受光領域を正方形の右半分(正方形を垂直線で2等分した場合の右半分)に制限された光電変換部16、および白色フィルタ(不図示)とから構成される。   Further, as shown in FIG. 3, the focus detection pixel 316 is limited to the right half of the square (right half when the square is divided into two equal parts by a vertical line) by the rectangular microlens 10 and the light shielding mask. It comprises a photoelectric conversion unit 16 and a white filter (not shown).

焦点検出画素315と焦点検出画素316とをマイクロレンズ10を重ね合わせて表示すると、遮光マスクで受光領域を正方形の半分に制限された光電変換部15および16が水平方向に並んでいる。   When the focus detection pixel 315 and the focus detection pixel 316 are displayed with the microlens 10 superimposed, the photoelectric conversion units 15 and 16 in which the light receiving area is limited to a half of a square by a light shielding mask are arranged in the horizontal direction.

また、上述した正方形の半分に制限された受光領域の部分に正方形を半分にした残りの部分を加えると、撮像画素310の受光領域と同じサイズの正方形となる。   Further, when the remaining portion obtained by halving the square is added to the portion of the light receiving region limited to the half of the square described above, a square having the same size as the light receiving region of the imaging pixel 310 is obtained.

以上のような撮像画素および焦点検出画素の構成においては、一般的な光源のもとでは、緑色の撮像画素の出力レベルと焦点検出画素の出力レベルとがほぼ等しくなり、赤色の撮像画素および青色の撮像画素の出力レベルはこれよりも小さくなる。   In the configuration of the imaging pixel and the focus detection pixel as described above, under a general light source, the output level of the green imaging pixel and the output level of the focus detection pixel are substantially equal, and the red imaging pixel and the blue color are detected. The output level of the image pickup pixel becomes smaller than this.

図4は、図3に示す撮像画素310が受光する撮影光束の様子を説明するための図であって、水平方向に配列した撮像画素配列の断面をとっている。撮像素子212上に配列された全ての撮像画素310の光電変換部11は、光電変換部11に近接して配置された遮光マスクの開口を通過した光束を受光する。遮光マスク開口の形状は、各撮像画素310のマイクロレンズ10により、マイクロレンズ10から測距瞳距離dだけ離間した撮影光学系の射出瞳90上の全撮像画素共通な領域97に投影される。   FIG. 4 is a diagram for explaining the state of the imaging light beam received by the imaging pixel 310 shown in FIG. 3, and takes a cross section of the imaging pixel array arranged in the horizontal direction. The photoelectric conversion units 11 of all the imaging pixels 310 arranged on the image sensor 212 receive the light flux that has passed through the openings of the light shielding masks arranged close to the photoelectric conversion unit 11. The shape of the light-shielding mask opening is projected by the microlens 10 of each imaging pixel 310 onto a region 97 common to all imaging pixels on the exit pupil 90 of the imaging optical system that is separated from the microlens 10 by the distance measurement pupil distance d.

従って各撮像画素の光電変換部11は、領域97と各撮像画素のマイクロレンズ10とを通過する光束71を受光し、その光束71によって各マイクロレンズ10上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   Accordingly, the photoelectric conversion unit 11 of each imaging pixel receives the light beam 71 passing through the region 97 and the microlens 10 of each imaging pixel, and corresponds to the intensity of the image formed on each microlens 10 by the light beam 71. Output a signal.

図5は、図3に示す焦点検出画素315,316が受光する焦点検出光束の様子を、図4と比較して説明するための図であって、水平方向に配列した焦点検出画素配列の断面をとっている。   FIG. 5 is a diagram for explaining the state of the focus detection light beam received by the focus detection pixels 315 and 316 shown in FIG. 3 in comparison with FIG. 4, and is a cross section of the focus detection pixel array arranged in the horizontal direction. Have taken.

撮像素子212上に配列された全ての焦点検出画素315,316の光電変換部15,16は、光電変換部15,16の各々に近接して配置された遮光マスクの開口を通過した光束を受光する。光電変換部15に近接して配置された遮光マスク開口の形状は、各焦点検出画素315のマイクロレンズ10により、マイクロレンズ10から測距瞳距離dだけ離間した射出瞳90上の、焦点検出画素315に全てに共通した領域95に投影される。同じく光電変換部16に近接して配置された遮光マスク開口の形状は、各焦点検出画素316のマイクロレンズ10により、マイクロレンズ10から測距瞳距離dだけ離間した射出瞳90上の、焦点検出画素316に全てに共通した領域96に投影される。一対の領域95,96を測距瞳と呼ぶ。   The photoelectric conversion units 15 and 16 of all the focus detection pixels 315 and 316 arranged on the image sensor 212 receive the light flux that has passed through the opening of the light shielding mask disposed in proximity to each of the photoelectric conversion units 15 and 16. To do. The shape of the light-shielding mask opening arranged close to the photoelectric conversion unit 15 is such that the focus detection pixel on the exit pupil 90 separated from the microlens 10 by the distance measurement pupil distance d by the microlens 10 of each focus detection pixel 315. 315 is projected onto a common area 95. Similarly, the shape of the light-shielding mask opening arranged close to the photoelectric conversion unit 16 is such that the focus detection on the exit pupil 90 separated from the microlens 10 by the distance measurement pupil distance d by the microlens 10 of each focus detection pixel 316. The image is projected onto an area 96 common to all the pixels 316. The pair of areas 95 and 96 is called a distance measuring pupil.

従って各焦点検出画素315の光電変換部15は、測距瞳95と各焦点検出画素315のマイクロレンズ10とを通過する光束75を受光し、その光束75によって各マイクロレンズ10上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。また各焦点検出画素316の光電変換部16は、測距瞳96と各焦点検出画素316のマイクロレンズ16とを通過する光束76を受光し、その光束76によって各マイクロレンズ10上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。   Accordingly, the photoelectric conversion unit 15 of each focus detection pixel 315 receives the light beam 75 passing through the distance measuring pupil 95 and the microlens 10 of each focus detection pixel 315 and is formed on each microlens 10 by the light beam 75. A signal corresponding to the intensity of the image is output. The photoelectric conversion unit 16 of each focus detection pixel 316 receives a light beam 76 passing through the distance measuring pupil 96 and the microlens 16 of each focus detection pixel 316 and is formed on each microlens 10 by the light beam 76. A signal corresponding to the intensity of the image is output.

一対の焦点検出画素315,316が受光する光束75,76が通過する射出瞳90上の測距瞳95および96を統合した領域は、撮像画素310が受光する光束71が通過する射出瞳90上の領域97と一致し、射出瞳90上において一対の光束75,76は光束71に対して相補的な関係になっている。   A region where the distance measuring pupils 95 and 96 on the exit pupil 90 through which the light beams 75 and 76 received by the pair of focus detection pixels 315 and 316 pass is integrated on the exit pupil 90 through which the light beam 71 received by the imaging pixel 310 passes. The pair of light beams 75 and 76 are complementary to the light beam 71 on the exit pupil 90.

上述の説明においては、遮光マスクにより光電変換部の受光領域が規制されているが、光電変換部自身の形状を遮光マスクの開口形状とすることも可能である。その場合は遮光マスクを排してもよい。   In the above description, the light receiving area of the photoelectric conversion unit is regulated by the light shielding mask, but the shape of the photoelectric conversion unit itself may be the opening shape of the light shielding mask. In that case, the shading mask may be eliminated.

要は光電変換部と測距瞳とはマイクロレンズにより光学的に共役な関係となっていることが重要である。   In short, it is important that the photoelectric conversion unit and the distance measuring pupil have an optically conjugate relationship by the microlens.

また測距瞳の位置(測距瞳距離)は、一般に撮影光学系の射出瞳距離と略同一になるように設定される。複数の交換レンズが装着される場合には、複数の交換レンズの平均的な射出瞳距離に測距瞳距離を設定する。   Further, the position of the distance measuring pupil (the distance measuring pupil distance) is generally set to be substantially the same as the exit pupil distance of the photographing optical system. When a plurality of interchangeable lenses are mounted, the distance measuring pupil distance is set to the average exit pupil distance of the plurality of interchangeable lenses.

上述した一対の焦点検出画素315,316を交互にかつ直線状に多数配置し、各焦点検出画素の光電変換部の出力を測距瞳95および測距瞳96に対応した一対の出力グループにまとめる。これにより、測距瞳95および測距瞳96をそれぞれ通過する一対の光束が水平方向の焦点検出画素配列上に形成する一対の像の強度分布に関する情報が得られる。この情報に対して後述する像ズレ検出演算処理(相関演算処理、位相差検出処理)を施すことによって、いわゆる瞳分割型位相差検出方式で一対の像の像ズレ量が検出される。さらに、像ズレ量に、一対の測距瞳の重心間隔と測距瞳距離との比例関係に応じた変換係数を用いての変換演算を行うことによって、焦点検出位置における予定結像面と瞳分割型位相差検出方式で検出される結像面との偏差、すなわちデフォーカス量が算出される。   A large number of the pair of focus detection pixels 315 and 316 described above are alternately and linearly arranged, and the outputs of the photoelectric conversion units of the focus detection pixels are collected into a pair of output groups corresponding to the distance measurement pupil 95 and the distance measurement pupil 96. . As a result, information on the intensity distribution of the pair of images formed on the horizontal focus detection pixel array by the pair of light beams passing through the distance measuring pupil 95 and the distance measuring pupil 96 can be obtained. By applying an image shift detection calculation process (correlation calculation process, phase difference detection process), which will be described later, to this information, an image shift amount of a pair of images is detected by a so-called pupil division type phase difference detection method. Further, by performing a conversion operation using a conversion coefficient corresponding to the proportional relationship between the distance between the center of gravity of the pair of distance measurement pupils and the distance measurement pupil distance to the image shift amount, the planned imaging plane and pupil at the focus detection position are calculated. The deviation from the image plane detected by the division type phase difference detection method, that is, the defocus amount is calculated.

なお図5においては理解しやすいように一対の領域95,96を明瞭な形状で示すとともに、一対の焦点検出光束75,76をコーン形状で表現し、光軸91に対して垂直な断面で光束を切り取ったとき、該断面上で光線密度は一様であるかのように説明している。しかし、実際には焦点検出画素のマイクロレンズの収差などに応じて一対の領域95,96の外形は不明瞭となる。また、光軸91に対して垂直な断面における一対の焦点検出光束75,76の光線密度は、一様ではなく、焦点検出光学系の光学特性と撮影光学系の光学特性とに応じた分布を示す。   In FIG. 5, for easy understanding, the pair of regions 95 and 96 are shown in a clear shape, the pair of focus detection light beams 75 and 76 are expressed in a cone shape, and the light beam has a cross section perpendicular to the optical axis 91. It is explained as if the light density is uniform on the cross section. However, in practice, the outer shapes of the pair of regions 95 and 96 are unclear depending on the aberration of the micro lens of the focus detection pixel. Further, the light density of the pair of focus detection light beams 75 and 76 in a cross section perpendicular to the optical axis 91 is not uniform, and has a distribution according to the optical characteristics of the focus detection optical system and the optical characteristics of the photographing optical system. Show.

図6は、本実施形態のデジタルカメラ201の動作を示すフローチャートである。ボディ制御装置214は、ステップS100でデジタルカメラ201の電源がONされるとステップS110から動作を開始する。ステップS110において、絞り変更が必要な場合は、ボディ制御装置214は、レンズ制御装置206に絞り調整指令を送って絞り調整を行わせる。それとともに、ボディ制御装置214は、撮像動作を行って撮像素子212から撮像画素310のデータを間引き読み出しし、液晶表示素子216に表示させる。続くステップS120では、ボディ制御装置214は、焦点検出画素列から一対の像に対応した一対の像信号のデータを読み出す。   FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the digital camera 201 of the present embodiment. The body control device 214 starts operation from step S110 when the power of the digital camera 201 is turned on in step S100. If it is necessary to change the aperture in step S110, the body control device 214 sends an aperture adjustment command to the lens control device 206 to cause the aperture adjustment. At the same time, the body control device 214 performs an imaging operation to thin out and read out the data of the imaging pixels 310 from the imaging element 212 and display the data on the liquid crystal display element 216. In subsequent step S120, the body control device 214 reads data of a pair of image signals corresponding to the pair of images from the focus detection pixel array.

ステップS130では、ボディ制御装置214は、読み出した一対の像信号のデータに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を行い、像ズレ量を算出する。   In step S130, the body control device 214 performs an image shift detection calculation process (correlation calculation process) based on the read data of the pair of image signals, and calculates an image shift amount.

ステップS131では、ボディ制御装置214は、レンズ制御装置206から一対の点像分布データ(一対の点像信号のデータ)を読み出し、該一対の点像分布データに対し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算出し、該像ズレ量をオフセット量とする。ステップS131でレンズ制御装置206から読み出される該一対の点像分布データの詳細については後述するが、該一対の点像分布データは、ステップS130で読み出された一対の像信号のデータが撮像された時点での撮影光学系の設定(絞りF値、フォーカシングレンズ位置、ズームレンズ位置)において合焦が達成されている状況(予定焦点面と最良像面とが一致した状況)と仮定した場合において、該状況において一対の焦点検出光束が最良像面上に形成する点像の分布関数を表す像データである。またここで言う最良像面とは、光学設計上あるいは官能評価上で最適な画像を与えるところの撮影光束が形成する像面のことである。最良像面としては、例えば、解像度が最大となる像面、点像分布が最小となる像面(最小錯乱円となる像面)、所定空間周波数のMTF(Modulation Transfer Function)が最大になる像面などがある。   In step S131, the body control device 214 reads a pair of point image distribution data (a pair of point image signal data) from the lens control device 206, and performs image shift detection calculation processing (correlation) on the pair of point image distribution data. An image shift amount is calculated by performing a calculation process, and the image shift amount is set as an offset amount. The details of the pair of point image distribution data read from the lens control device 206 in step S131 will be described later. As the pair of point image distribution data, the data of the pair of image signals read in step S130 is captured. When it is assumed that focusing has been achieved in the setting of the photographing optical system (aperture F value, focusing lens position, zoom lens position) at the time (the planned focal plane matches the best image plane) This is image data representing a distribution function of a point image formed on the best image plane by a pair of focus detection light beams in this situation. The best image plane mentioned here is an image plane formed by a photographing light beam that gives an optimum image in optical design or sensory evaluation. As the best image plane, for example, an image plane with the maximum resolution, an image plane with the smallest point image distribution (an image plane with a minimum circle of confusion), and an image with the maximum MTF (Modulation Transfer Function) at a predetermined spatial frequency. There are faces.

ステップS132では、ボディ制御装置214は、ステップS130で算出した像ズレ量からステップS131で算出したオフセット量を差引き、補正像ズレ量を算出する。詳細については後述するが、このように像ズレ量を補正することにより、一対の焦点検出光束が形成する一対の像の像ズレ量に基づいて検出される像面と最良像面との間の誤差を解消あるいは軽減することができる。   In step S132, the body control device 214 subtracts the offset amount calculated in step S131 from the image shift amount calculated in step S130 to calculate a corrected image shift amount. Although details will be described later, by correcting the image shift amount in this manner, the image plane detected between the pair of focus detection light fluxes formed based on the image shift amount of the pair of images and the best image plane are corrected. Errors can be eliminated or reduced.

ステップS135では、ボディ制御装置214は、ステップS132で算出した補正像ズレ量をデフォーカス量に変換する。ステップS140で、ボディ制御装置214は、撮影光学系の焦点調節状態が合焦近傍か否か、すなわち算出し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別する。合焦近傍でないと判別された場合は、本処理はステップS150へ進む。ステップS150では、ボディ制御装置214は、デフォーカス量をレンズ制御装置206へ送信し、図1に示す交換レンズ202のフォーカシングレンズ210を合焦位置に駆動させる。その後、本処理はステップS110へ戻って上述した動作を繰り返す。   In step S135, the body control device 214 converts the corrected image shift amount calculated in step S132 into a defocus amount. In step S140, the body control device 214 determines whether or not the focus adjustment state of the photographing optical system is close to focusing, that is, whether or not the absolute value of the calculated defocus amount is within a predetermined value. If it is determined that it is not near the in-focus state, the process proceeds to step S150. In step S150, the body control device 214 transmits the defocus amount to the lens control device 206, and drives the focusing lens 210 of the interchangeable lens 202 shown in FIG. 1 to the in-focus position. Thereafter, the process returns to step S110 to repeat the above-described operation.

なお、焦点検出不能な場合も本処理はこのステップS150へ分岐し、ボディ制御装置214は、レンズ制御装置206へスキャン駆動命令を送信し、交換レンズ202のフォーカシングレンズ210を無限遠位置から至近位置までスキャン駆動させる。その後、本処理はステップS110へ戻って上述した動作が繰り返される。   Even when focus detection is impossible, the process branches to step S150, and the body control device 214 transmits a scan drive command to the lens control device 206, and moves the focusing lens 210 of the interchangeable lens 202 from the infinity position to the closest position. Drive to scan. Thereafter, the process returns to step S110 and the above-described operation is repeated.

一方、ステップS140で撮影光学系の焦点調節状態が合焦近傍であると判別された場合は、本処理はステップS160へ進む。ステップS160において、ボディ制御装置214は、シャッターボタン(不図示)の操作によりシャッターレリーズがなされたか否かを判別し、なされていないと判別した場合は、本処理はステップS110へ戻って上述した動作が繰り返される。ステップS160において、ボディ制御装置214は、シャッターレリーズがなされたと判別した場合は、ステップS170で、撮像素子212に撮像動作を行わせ、撮像素子212の撮像画素およびすべての焦点検出画素から画像データを読み出す。   On the other hand, if it is determined in step S140 that the focus adjustment state of the photographing optical system is close to the in-focus state, the process proceeds to step S160. In step S160, the body control device 214 determines whether or not a shutter release has been performed by operating a shutter button (not shown). If it is determined that the shutter release has not been performed, the process returns to step S110 and the operation described above. Is repeated. In step S160, if the body control device 214 determines that the shutter release has been performed, in step S170, the body control device 214 causes the image pickup device 212 to perform an image pickup operation, and obtains image data from the image pickup pixels of the image pickup device 212 and all focus detection pixels. read out.

ステップS180において、ボディ制御装置214は、焦点検出画素列の各画素位置の画素データを焦点検出画素の周囲の撮像画素のデータに基づいて画素補間する。続くステップS190で、ボディ制御装置214は、撮像画素のデータおよび補間されたデータからなる画像データをメモリカード219に保存し、本処理はステップS110へ戻って上述した動作が繰り返される。   In step S180, the body control device 214 interpolates the pixel data at each pixel position in the focus detection pixel row based on the data of the imaging pixels around the focus detection pixel. In subsequent step S190, the body control device 214 saves the image data including the imaged pixel data and the interpolated data in the memory card 219, and the process returns to step S110 and the above-described operation is repeated.

次に、図6のステップS130における像ズレ検出演算処理(相関演算処理)の詳細について説明する。焦点検出画素が検出する一対の像は、測距瞳がレンズの絞り開口により不均等にけられて光量バランスが崩れている可能性があるので、光量バランス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。焦点検出画素列から読み出された一対の像信号に対応する一対のデータ列A1〜A1、A2〜A2(Mはデータ数)に対し下記式(1)の相関演算を行い、一対の像信号の相関度に対応する相関量C(k)を演算する。
C(k)=Σ|A1n・A2n+s+k−A2n+k・A1n+s| ・・・(1)
Next, details of the image shift detection calculation process (correlation calculation process) in step S130 of FIG. 6 will be described. The pair of images detected by the focus detection pixels can maintain the image displacement detection accuracy with respect to the light amount balance because the distance measurement pupils are unevenly placed by the aperture of the lens and the light amount balance may be lost. Perform a type of correlation operation. The correlation calculation of the following equation (1) is performed on a pair of data strings A1 1 to A1 M and A2 1 to A2 M (M is the number of data) corresponding to the pair of image signals read from the focus detection pixel array, A correlation amount C (k) corresponding to the degree of correlation between the pair of image signals is calculated.
C (k) = Σ | A1 n · A2 n + s + k −A2 n + k · A1 n + s | (1)

式(1)において、Σ演算は変数nについて累積される。変数nの範囲は、像ずらし量kに応じてA1、A1n+s、A2n+k、A2n+s+kのデータが存在する範囲に限定される。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。また変数sは整数であり、1,2,・・が適宜選択される。式(1)の演算結果は、図7(a)に示すように、一対のデータの相関が高いシフト量(図7(a)ではk=kj=2)において相関量C(k)が極小になる。相関量C(k)の値が小さいほど一対の像信号の相関度が高い。なお、相関演算式は式(1)に限定されず、一対のデータ列(一対の像信号)の相関度を演算するものであればどのような相関演算式を用いても良い。 In equation (1), the Σ operation is accumulated for variable n. The range of the variable n is limited to a range in which data of A1 n , A1 n + s , A2 n + k , A2 n + s + k exists according to the image shift amount k. The image shift amount k is an integer and is a relative shift amount with the data interval of the data string as a unit. The variable s is an integer, and 1, 2,. As shown in FIG. 7A, the calculation result of Expression (1) shows that the correlation amount C (k) is minimal in the shift amount where the correlation between the pair of data is high (k = kj = 2 in FIG. 7A). become. The smaller the value of the correlation amount C (k), the higher the correlation between the pair of image signals. The correlation calculation formula is not limited to the formula (1), and any correlation calculation formula may be used as long as it calculates the correlation degree of a pair of data strings (a pair of image signals).

次に、式(2)から式(5)の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。 このシフト量xが、後述する補正前の一対の像の相対的な像ズレ量に対応する。
x=kj+D/SLOP ・・・(2)
C(x)=C(kj)−|D| ・・・(3)
D={C(k−1)−C(kj+1)}/2 ・・・(4)
SLOP=MAX{C(kj+1)−C(kj),C(kj−1)−C(kj)} ・・・(5)
Next, the shift amount x that gives the minimum value C (x) with respect to the continuous correlation amount is obtained using the three-point interpolation method of Equations (2) to (5). This shift amount x corresponds to the relative image shift amount of a pair of images before correction, which will be described later.
x = kj + D / SLOP (2)
C (x) = C (kj) − | D | (3)
D = {C (k−1) −C (kj + 1)} / 2 (4)
SLOP = MAX {C (kj + 1) -C (kj), C (kj-1) -C (kj)} (5)

式(2)で算出されたずらし量xの信頼性があるかどうかは次のようにして判定される。図7(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)が所定のしきい値以上の場合は、算出されたずらし量の信頼性が低いと判定し、算出されたずらし量xをキャンセルする。あるいは、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、算出されたずらし量の信頼性が低いと判定し、算出されたずらし量xをキャンセルする。あるいはまた、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、算出されたずらし量の信頼性が低いと判定し、算出されたずらし量xをキャンセルする。   Whether or not the shift amount x calculated by the equation (2) is reliable is determined as follows. As shown in FIG. 7B, when the degree of correlation between a pair of data is low, the value of the minimal value C (x) of the interpolated correlation amount increases. Therefore, when C (x) is equal to or greater than a predetermined threshold value, it is determined that the calculated shift amount has low reliability, and the calculated shift amount x is canceled. Alternatively, in order to normalize C (x) with the contrast of data, when the value obtained by dividing C (x) by SLOP that is proportional to the contrast is equal to or greater than a predetermined value, the reliability of the calculated shift amount Is determined to be low, and the calculated shift amount x is canceled. Alternatively, when SLOP that is a value proportional to the contrast is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the subject has low contrast and the reliability of the calculated shift amount is low, and the calculated shift amount x is canceled.

図7(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。   As shown in FIG. 7C, when the correlation between the pair of data is low and there is no drop in the correlation amount C (k) between the shift ranges kmin to kmax, the minimum value C (x) is obtained. In such a case, it is determined that the focus cannot be detected.

以上が図6のステップS130における像ズレ検出演算処理であるが、ステップS131においても同様な像ズレ検出演算処理が一対の点像データに対して行われ、一対の点像データ間の像ズレ量がオフセット量Offsetとして算出され、ステップS132で補正像ズレ量(x−Offset)が算出される。すなわち、ステップS130で検出された一対の像の相対的な像ズレ量に対応するシフト量xと、ステップS131で算出されたオフセット量Offsetとに基づき、補正像ズレ量(x−Offset)が算出される。   The above is the image shift detection calculation processing in step S130 of FIG. 6, but the same image shift detection calculation processing is performed on the pair of point image data in step S131, and the image shift amount between the pair of point image data. Is calculated as an offset amount Offset, and a corrected image shift amount (x-Offset) is calculated in step S132. That is, a corrected image shift amount (x-Offset) is calculated based on the shift amount x corresponding to the relative image shift amount of the pair of images detected in step S130 and the offset amount Offset calculated in step S131. Is done.

像ズレ量xの信頼性があると判定された場合は、式(6)により補正像ズレ量は補正像ズレ量shftに換算される。
shft=PY・(x−Offset) ・・・(6)
When it is determined that the image shift amount x is reliable, the corrected image shift amount is converted into the corrected image shift amount shft according to Expression (6).
shft = PY. (x-Offset) (6)

式(6)において、PYは検出ピッチ、すなわち同一種類の焦点検出画素によるサンプリングピッチ(撮像画素のピッチの2倍)である。次に、式(6)により算出された像ズレ量に所定の変換係数kを乗じてデフォーカス量defへ変換する。
def=k・shft ・・・(7)
In Expression (6), PY is a detection pitch, that is, a sampling pitch by the same kind of focus detection pixels (twice the pitch of imaging pixels). Next, the image shift amount calculated by Expression (6) is multiplied by a predetermined conversion coefficient k to convert it to a defocus amount def.
def = k · shft (7)

式(7)で算出されたデフォーカス量は、最良像面と予定焦点面との間の偏差を正確に反映したデフォーカス量となるので、このデフォーカス量に基づいて自動焦点調節を行って撮影を行うことにより、最良画質の画像を得ることが出来る。   Since the defocus amount calculated by Expression (7) is a defocus amount that accurately reflects the deviation between the best image plane and the planned focal plane, automatic focus adjustment is performed based on this defocus amount. By taking a picture, an image with the best image quality can be obtained.

次に図6に示す動作フローにより、最良像面と予定焦点面とが一致し、最良画質の画像を得ることが出来るしくみについて詳述する。   Next, the mechanism by which the best image plane matches the planned focal plane and the image with the best image quality can be obtained by the operation flow shown in FIG. 6 will be described in detail.

いわゆる瞳分割型位相差検出方式により、一対の焦点検出光束が形成する一対の像の像ズレ量を検出し、該像ズレ量が0となるように撮影光学系を焦点調節することにより合焦状態(最良像面と予定焦点面とが一致した状態)を達成できるという焦点調節の原理は、合焦時には一対の焦点検出光束が形成する一対の像の形状が一致するということを前提としたものであり、いわば像ズレ量は焦点調節状態を表す代用特性である。従って合焦時に一対の焦点検出光束が形成する一対の像の形状が一致するという前提が崩れれば、それに応じて像ズレ量によって検出される焦点調節状態は誤差を生じる。   A so-called pupil division type phase difference detection method is used to detect the amount of image misalignment between a pair of images formed by a pair of focus detection light beams and adjust the focus of the photographic optical system so that the amount of image misalignment becomes zero. The principle of focus adjustment that can achieve a state (a state where the best image plane coincides with the planned focal plane) is based on the premise that the shapes of a pair of images formed by a pair of focus detection light beams coincide with each other at the time of focusing. In other words, the image shift amount is a substitute characteristic representing the focus adjustment state. Accordingly, if the premise that the shapes of the pair of images formed by the pair of focus detection light beams coincide with each other at the time of focusing is lost, an error occurs in the focus adjustment state detected by the image shift amount accordingly.

図8は、予定焦点面98上に最良像面が形成された場合において、図4および図5にそれぞれ示した射出瞳の領域97を通る撮影光束と射出瞳の一対の領域95,96を通過する一対の焦点検出光束とが、予定焦点面98近傍でどのように収束するかを模式的に示した図である。例えば図8において光軸91上に点光源があるとすると、点光源に対応して予定焦点面98上の光軸91上に点像が形成されることになる。   FIG. 8 shows a case where the best image plane is formed on the planned focal plane 98 and passes through a pair of areas 95 and 96 of the imaging light flux and the exit pupil passing through the exit pupil area 97 shown in FIGS. 4 and 5, respectively. It is the figure which showed typically how a pair of focus detection light beam which converges converges in the plan focal plane 98 vicinity. For example, if there is a point light source on the optical axis 91 in FIG. 8, a point image is formed on the optical axis 91 on the planned focal plane 98 corresponding to the point light source.

理想的な無収差の撮影光学系の場合は、射出瞳の領域97を通る撮影光束が形成する点像も、射出瞳の一対の領域95,96を通過する一対の焦点検出光束が形成する一対の点像も、いずれも予定焦点面98上で空間的に広がりを持たない完全な点となるとともに、射出瞳の一対の領域95,96を通過する一対の焦点検出光束が形成する一対の点像の予定焦点面98上での空間的な位置も一致する。このような無収差の撮影光学系を使用して一般の被写体を撮影する場合には、一対の焦点検出光束により最良像面に形成される一対の被写体像の形状は完全に一致するとともに、該一対の被写体像の位置も一致するので、一対の被写体像の像ズレ量が0の場合に合焦であるということが保証できる。   In the case of an ideal aberration-free photographic optical system, a point image formed by a photographic light beam passing through the exit pupil region 97 is also formed by a pair of focus detection light beams passing through a pair of regions 95 and 96 of the exit pupil. Each of the point images is a complete point that does not spatially expand on the planned focal plane 98, and a pair of points formed by a pair of focus detection light beams that pass through the pair of regions 95 and 96 of the exit pupil. The spatial position of the image on the planned focal plane 98 also coincides. When a general subject is photographed using such an aberration-free photographing optical system, the shape of the pair of subject images formed on the best image plane by the pair of focus detection light beams completely coincides with each other. Since the positions of the pair of subject images also coincide, it can be guaranteed that the pair of subject images is in focus when the image shift amount of the pair of subject images is zero.

しかしながら撮影光学系が光学的な収差を持つ場合には、射出瞳の領域97を通る撮影光束が形成する点像も、射出瞳の一対の領域95,96を通過する一対の焦点検出光束が形成する一対の点像も、いずれも予定焦点面98上で空間的に広がりを持たない完全な点になるとは限らない。   However, when the photographing optical system has optical aberration, a point image formed by the photographing light flux passing through the exit pupil region 97 is also formed by a pair of focus detection light fluxes passing through the pair of exit pupil regions 95 and 96. Neither of the pair of point images is a perfect point that does not spatially expand on the planned focal plane 98.

図9は、図8に示す状態、すなわち予定焦点面98上に最良像面が形成された状態において、撮影光束が予定焦点面98上に形成する点像の分布51(点像分布関数)の例を示しており、中心に大きなピークを持ち周辺部で対称的に裾野を引いている。一方図10は同じ状態、すなわち予定焦点面98上に最良像面が形成された状態において、一対の焦点検出光束が予定焦点面98上に形成する点像の分布(点像分布関数)の例を示しており、実線が領域95を通過する焦点検出光束が形成する点像分布55、破線が領域96を通過する焦点検出光束が形成する点像分布56を示している。なお図9、図10において横軸は予定焦点面98における水平方向の位置であり、縦軸は像の強度である。また点像分布51,55,56のピーク位置が像面中心、すなわち光軸91が予定焦点面98と交わる位置である。   FIG. 9 shows the distribution 51 of point images (point image distribution function) formed by the photographing light beam on the planned focal plane 98 in the state shown in FIG. 8, that is, in the state where the best image plane is formed on the planned focal plane 98. An example is shown, with a large peak at the center and a symmetrical bottom at the periphery. On the other hand, FIG. 10 shows an example of the distribution of point images (point image distribution function) formed by the pair of focus detection light beams on the planned focal plane 98 in the same state, that is, in the state where the best image plane is formed on the planned focal plane 98. The solid line shows the point image distribution 55 formed by the focus detection light beam passing through the region 95, and the broken line shows the point image distribution 56 formed by the focus detection light beam passing through the region 96. 9 and 10, the horizontal axis represents the horizontal position on the planned focal plane 98, and the vertical axis represents the image intensity. The peak positions of the point image distributions 51, 55, and 56 are the center of the image plane, that is, the position at which the optical axis 91 intersects the planned focal plane 98.

点像分布55,56は点像分布51と同様に中心に大きなピークを持ち周辺部で裾野を引いているが、裾野の引き方はともに非対称である。点像分布55の右側の裾野は大きいのに対し、左側の裾野はほとんどない。また点像分布56の左側の裾野は大きいのに対し、右側の裾野はほとんどない。すなわち、一対の点像分布55および56の形状は互いに相違する。また一対の焦点検出光束は撮影光束に対して相補的な関係にあり、一対の焦点検出光束を統合したものが撮影光束になるので、点像分布55と点像分布56とを加算したものが点像分布51となる。また点像が光軸上に形成された場合(図9、図10)には、点像分布51の形状は左右対称であり、点像分布55と点像分布56とは一方を左右反転した時に形状が一致する。ちなみに点像が光軸外にある場合には、像高に応じて点像分布51,55,56の形状は図9、図10に示す形状からさらに変形するので、点像分布51の形状は左右対称でなくなり、点像分布55と点像分布56とは一方を左右反転した時にも形状が一致しなくなる。   Like the point image distribution 51, the point image distributions 55 and 56 have a large peak at the center and have a base at the periphery, but the method of drawing the base is both asymmetric. While the right foot of the point image distribution 55 is large, there is almost no left foot. The left foot of the point image distribution 56 is large, while the right foot is scarce. That is, the shapes of the pair of point image distributions 55 and 56 are different from each other. Further, the pair of focus detection light beams has a complementary relationship with the photographic light beam, and the combination of the pair of focus detection light beams becomes the photographic light beam. Therefore, the sum of the point image distribution 55 and the point image distribution 56 is added. A point image distribution 51 is obtained. When the point image is formed on the optical axis (FIGS. 9 and 10), the shape of the point image distribution 51 is bilaterally symmetrical, and one of the point image distribution 55 and the point image distribution 56 is reversed left and right. Sometimes the shapes match. Incidentally, when the point image is outside the optical axis, the shape of the point image distributions 51, 55, and 56 is further deformed from the shape shown in FIGS. 9 and 10 according to the image height. The point image distribution 55 and the point image distribution 56 do not coincide with each other even when one of them is reversed left and right.

一般に撮影光学系の収差量が小さい場合あるいは良好な場合には、最良像面における点像分布51,55,56の形状において、ピーク部のサイズに比較して裾野部の広がりは小さく、一対の点像分布55,56はほとんど同一の形状となるとともに、一対の点像の位置もほとんど一致する。   In general, when the amount of aberration of the photographing optical system is small or good, in the shape of the point image distributions 51, 55, and 56 on the best image plane, the spread of the skirt portion is small compared to the size of the peak portion. The point image distributions 55 and 56 have almost the same shape, and the positions of the pair of point images are almost the same.

ところで一般に収差のある撮影光学系により形成される被写体像の分布関数は、無収差の場合に形成される被写体像の分布関数に、収差のある撮影光学系により形成される点像分布関数をコンボルーションしたものとなる。   In general, the distribution function of an object image formed by an imaging optical system with aberration is a combo of the point image distribution function formed by an imaging optical system with aberration to the distribution function of an object image formed without aberration. It will be a lucrative one.

したがって収差量が少ないあるいは良好な撮影光学系を用いて一般の被写体を撮影する場合には、一対の焦点検出光束により最良像面に形成される一対の被写体像の形状はほとんど一致するとともに、該一対の被写体像の位置も一致する。したがって、一対の被写体像の像ズレ量が0の場合に合焦であるという前提に基づいて焦点検出を行っても大きな誤差を生じない。   Therefore, when photographing a general subject using a photographing optical system having a small amount of aberration or good, the shape of the pair of subject images formed on the best image plane by the pair of focus detection light beams almost coincides with each other. The positions of the pair of subject images also coincide. Therefore, even if focus detection is performed based on the premise that focusing is performed when the image shift amount of the pair of subject images is 0, no large error occurs.

しかしながら収差量が大きい撮影光学系を用いて一般の被写体を撮影する場合には、一対の焦点検出光束により最良像面に形成される一対の被写体像の形状が一致しない。したがって、一対の被写体像の像ズレ量が0の場合に合焦であるという前提に基づいて焦点検出を行うと大きな誤差を生じてしまう。   However, when photographing a general subject using a photographing optical system having a large amount of aberration, the shape of the pair of subject images formed on the best image plane by the pair of focus detection light beams does not match. Therefore, if focus detection is performed based on the premise that the subject is in focus when the image shift amount of the pair of subject images is 0, a large error occurs.

図11は、撮影光学系が無収差の場合において、白黒エッジの被写体を一対の焦点検出光束で最良像面に形成した時の被写体像を示しており、図8の領域95を通過する焦点検出光束は被写体像65を形成し、領域96を通過する焦点検出光束は被写体像66を形成する。被写体像65のエッジ部45の位置と被写体像66のエッジ部46の位置とは一致しており、このような場合にはどのような像ズレ検出演算(相関演算)を用いても像ズレ量は0と算出される。   FIG. 11 shows a subject image when a black-and-white edge subject is formed on the best image plane with a pair of focus detection light beams when the photographing optical system has no aberration, and the focus detection that passes through the region 95 in FIG. The light beam forms a subject image 65, and the focus detection light beam passing through the region 96 forms a subject image 66. The position of the edge portion 45 of the subject image 65 and the position of the edge portion 46 of the subject image 66 coincide with each other. In such a case, the amount of image deviation can be determined by any image displacement detection calculation (correlation calculation). Is calculated as 0.

一方図12は図11と同じ白黒エッジの被写体に対し、収差の大きな撮影光学系を用いた場合に、一対の焦点検出光束により最良像面に形成される被写体像を示している。また該撮影光学系を通過した一対の焦点検出光束が最良像面に形成する一対の点像の分布が、例えば図10に示す点像分布関数55,56で表わされたとする。被写体像67は領域95を通過する焦点検出光束により形成されるエッジ像であり、無収差の場合の被写体像65に点像分布関数55をコンボルーションした像となる。被写体像68は領域96を通過する焦点検出光束により形成されるエッジ像であり、無収差の場合の被写体像66に点像分布関数56をコンボルーションした像となる。   On the other hand, FIG. 12 shows a subject image formed on the best image plane by a pair of focus detection light beams when a photographing optical system with large aberration is used for a subject with the same black and white edge as FIG. Further, it is assumed that the distribution of a pair of point images formed on the best image plane by the pair of focus detection light beams that have passed through the photographing optical system is represented by point image distribution functions 55 and 56 shown in FIG. The subject image 67 is an edge image formed by the focus detection light beam passing through the region 95, and is an image obtained by convolving the point image distribution function 55 with the subject image 65 in the case of no aberration. The subject image 68 is an edge image formed by a focus detection light beam passing through the region 96, and is an image obtained by convolving the point image distribution function 56 with the subject image 66 in the case of no aberration.

一対の被写体像67および68はもともと同じ被写体の像であるが、一対の焦点検出光束により形成される一対の点像分布が同一でないこと、すなわち一対の点像の形状が相違することにより、被写体像の形状が互いに大きく異なってきてしまう。例えば被写体像67のエッジ部47の上部41の形状と、被写体像68のエッジ部48の上部42の形状とは大きく異なる。また被写体像67のエッジ部47の下部43の形状と、被写体像68のエッジ部48の下部44の形状とは大きく異なる。最良像面が予定焦点面と一致した状態において、このように互いに形状が異なる一対の被写体像67および68に対して像ズレ検出を行っても検出される像ズレ量は0とならない。例えばこの状態において像ズレ量Δ(≠0)が算出された場合には、該像ズレ量Δに対応する像面は例えば図8の面99となってしまう。   The pair of subject images 67 and 68 are originally the same subject image, but the pair of point image distributions formed by the pair of focus detection light beams are not the same, that is, the shape of the pair of point images is different. The shapes of the images are greatly different from each other. For example, the shape of the upper portion 41 of the edge portion 47 of the subject image 67 and the shape of the upper portion 42 of the edge portion 48 of the subject image 68 are greatly different. The shape of the lower portion 43 of the edge portion 47 of the subject image 67 and the shape of the lower portion 44 of the edge portion 48 of the subject image 68 are greatly different. In the state where the best image plane coincides with the planned focal plane, the detected image shift amount does not become zero even when the image shift detection is performed on the pair of subject images 67 and 68 having different shapes. For example, when the image shift amount Δ (≠ 0) is calculated in this state, the image plane corresponding to the image shift amount Δ is, for example, a surface 99 in FIG.

このような誤差(像ズレ量Δ)を生ずる原因は、前述したように最良像面において一対の焦点検出光束により形成される一対の点像分布が同一でないこと、すなわち一対の点像の形状が相違することにある。以下のようにして、誤差(像ズレ量Δ)を、最良像面において一対の焦点検出光束により形成される一対の点像分布の形状の相違に基づいて予め算出することが可能である。   The cause of such an error (image shift amount Δ) is that, as described above, the pair of point image distributions formed by the pair of focus detection light beams on the best image plane are not the same, that is, the shape of the pair of point images is the same. There is a difference. As described below, the error (image shift amount Δ) can be calculated in advance based on the difference in the shape of the pair of point image distributions formed by the pair of focus detection light beams on the best image plane.

具体的には図10に示した最良像面における一対の焦点検出光束により形成される一対の点像分布55,56が既知であれば、該一対の点像分布55,56に対して、像ズレ検出演算を施こすことにより得られる像ズレ量を上記像ズレ量Δとみなすことができる。図10においては点像分布55,56のピーク位置が一致しているが、点像分布55,56を相対的に像ズレ量Δだけ変位させて重ね合わせると図13のようになる。なお像ズレ量Δは像ズレ量を算出する像ズレ検出演算(相関演算)の種類に応じて変化する。例えば式(1)の相関演算を用いて算出した場合の像ズレ量Δ1と式(8)の相関演算を用いて算出した場合の像ズレ量Δ2とは一致しないので、ボディ制御装置214で被写体像の像ズレ検出に使用されるものと同じ像ズレ検出演算式(相関演算式)を用いて像ズレ量Δを算出する必要がある。
C(k)=Σ|A1−A2n+k| ・・・(8)
Specifically, if the pair of point image distributions 55 and 56 formed by the pair of focus detection light beams on the best image plane shown in FIG. The image shift amount obtained by performing the shift detection calculation can be regarded as the image shift amount Δ. In FIG. 10, the peak positions of the point image distributions 55 and 56 coincide with each other, but when the point image distributions 55 and 56 are relatively displaced by an image shift amount Δ, they are superimposed as shown in FIG. Note that the image shift amount Δ varies depending on the type of image shift detection calculation (correlation calculation) for calculating the image shift amount. For example, since the image shift amount Δ1 calculated using the correlation calculation of Expression (1) does not match the image shift amount Δ2 calculated using the correlation calculation of Expression (8), the body control device 214 uses the subject. It is necessary to calculate the image shift amount Δ using the same image shift detection calculation formula (correlation calculation formula) used for image shift detection of an image.
C (k) = Σ | A1 n −A2 n + k | (8)

このようにして誤差(像ズレ量Δ)を算出することができるので、この像ズレ量Δをオフセット量として、被写体像に基づいて得られた像ズレ量から該オフセット量を差し引くことにより補正像ズレ量を算出すれば、該補正像ズレ量は最良像面と予定焦点面とが一致した場合に0になる。   Since the error (image shift amount Δ) can be calculated in this way, the corrected image is obtained by subtracting the offset amount from the image shift amount obtained based on the subject image, using the image shift amount Δ as an offset amount. If the shift amount is calculated, the corrected image shift amount becomes 0 when the best image plane matches the planned focal plane.

従って上記予定焦点面と最良像面とが一致した場合の最良像面における一対の焦点検出光束により形成される一対の点像分布55,56(図10)のデータを、予め計算して、ルックアップテーブル(点像分布データテーブル)として交換レンズのレンズ制御装置に格納しておく。予定焦点面と最良像面とが一致した場合の一対の点像分布55,56は、焦点検出光学系の光学設計情報(マイクロレンズなど)と、撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置をパラメータとした撮影光学系の光学設計情報(レンズ曲率、レンズ屈折率、レンズ相互間の面間隔、開口径等)とに基づいて予め算出される。レンズ制御装置206は、検出した絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置に基づいて該ルックアップテーブルから対応する一対の点像分布55,56のデータを選択してカメラボディ203に送出する。カメラボディ203のボディ制御装置214は、カメラボディ203から受け取った一対の点像分布55,56のデータに対して像ズレ演算処理を行って像ズレ量を算出すれば、最良像面と予定焦点面とを一致させるためのオフセット量を得ることが出来る。   Accordingly, the data of the pair of point image distributions 55 and 56 (FIG. 10) formed by the pair of focus detection light beams on the best image plane when the planned focal plane and the best image plane coincide with each other are calculated in advance, and the look It is stored in the lens control device of the interchangeable lens as an up table (point image distribution data table). A pair of point image distributions 55 and 56 when the planned focal plane and the best image plane coincide with each other include optical design information (such as a microlens) of the focus detection optical system, an aperture F value of the photographing optical system, a focus lens position, It is calculated in advance based on optical design information (lens curvature, lens refractive index, inter-lens spacing, aperture diameter, etc.) of the photographing optical system using the zoom lens position as a parameter. The lens control device 206 selects the corresponding pair of point image distributions 55 and 56 from the lookup table based on the detected aperture F value, focus lens position, and zoom lens position, and sends them to the camera body 203. The body control device 214 of the camera body 203 performs an image shift calculation process on the data of the pair of point image distributions 55 and 56 received from the camera body 203 to calculate the image shift amount, thereby obtaining the best image plane and the expected focus. An offset amount for matching the surface can be obtained.

図14は、上述した本発明の第1実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 14 is a block diagram showing a processing portion related to the calculation and use of the offset amount in the first embodiment of the present invention described above.

図14の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、点像分布データテーブル生成装置から交換レンズ202のレンズ制御装置206内部のメモリに点像分布データテーブルが書き込まれる。詳細に説明する。まず、交換レンズ202のレンズ制御装置206から、レンズ種類識別情報が、点像分布データテーブル生成装置に送られる。予め、点像分布データテーブル生成装置のメモリには、撮影光学系(各種交換レンズ)の光学設計情報と焦点検出光学系(マイクロレンズなど)の光学設計情報とが格納されている。点像分布データテーブル生成装置の制御装置が受信したレンズ種類識別情報に対応した交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報とに基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせに応じて、画面中央において、すなわち焦点検出エリア101において、最良像面と予定焦点面とが一致する状態での焦点検出画素の配列方向(水平方向)の一対の点像分布データが該制御装置によって算出される。絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせを順次変更して上記算出処理が行われ、算出された点像分布データとそれに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報とを組み合わせて点像分布データテーブルが該制御装置によって作成される。最終的に、点像分布データテーブル生成装置側で生成された点像分布データテーブルは交換レンズ202側に送られ、交換レンズ202のレンズ制御装置206内部のメモリに、点像分布データテーブルとして格納される。   In the upper diagram of FIG. 14, in the first step, that is, the manufacturing stage, the point image distribution data table is written from the point image distribution data table generation device to the memory inside the lens control device 206 of the interchangeable lens 202. This will be described in detail. First, lens type identification information is sent from the lens control device 206 of the interchangeable lens 202 to the point image distribution data table generation device. The memory of the point image distribution data table generation device stores in advance optical design information of the photographing optical system (various interchangeable lenses) and optical design information of the focus detection optical system (such as a micro lens). Based on the optical design information of the interchangeable lens and the optical design information of the focus detection optical system corresponding to the lens type identification information received by the control device of the point spread data table generation device, the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position Depending on the combination, a pair of point image distribution data in the arrangement direction (horizontal direction) of the focus detection pixels in the center of the screen, that is, in the focus detection area 101 in a state where the best image plane coincides with the planned focal plane, Calculated by the control device. The above calculation processing is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, and the calculated point image distribution data and the corresponding aperture F value, focus lens position, and zoom lens position information A point image distribution data table is created by the control device. Finally, the point image distribution data table generated on the point image distribution data table generation device side is sent to the interchangeable lens 202 side and stored as a point image distribution data table in the memory inside the lens control device 206 of the interchangeable lens 202. Is done.

図14の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズ202がカメラボディ203に装着される。交換レンズ202側には、上述したように点像分布データテーブルが格納されている。設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報に基づき、その時点の撮影光学系の状態に応じた一対の点像分布データが、レンズ制御装置206によって、点像分布データテーブルから選択され、カメラボディ203のボディ制御装置214に送られる。カメラボディ203のボディ制御装置214は、焦点検出画素データに対し、所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。また、カメラボディ203のボディ制御装置214は、交換レンズ202のレンズ制御装置206から受け取った一対の点像分布データに対して、同じ像ズレ検出演算を施してオフセット量を算出する。そして、ボディ制御装置214は、像ズレ量からオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the lower view of FIG. 14, the interchangeable lens 202 is attached to the camera body 203 in the second step, that is, in the use stage. As described above, the point image distribution data table is stored on the interchangeable lens 202 side. Based on the set aperture F value, focus lens position, and zoom lens position information, a pair of point image distribution data corresponding to the state of the photographing optical system at that time is obtained from the point image distribution data table by the lens controller 206. It is selected and sent to the body control device 214 of the camera body 203. The body control device 214 of the camera body 203 performs a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. The body control device 214 of the camera body 203 calculates the offset amount by performing the same image shift detection calculation on the pair of point image distribution data received from the lens control device 206 of the interchangeable lens 202. Then, the body control device 214 corrects the image shift amount by subtracting the offset amount from the image shift amount.

なお交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報とに基づく一対の点像分布データの算出においては、周知の光線追跡の手法が用いられ、点光源から発せれた多数の光線が撮影光学系中の一対の領域を通過して予定焦点面上のどの位置に到達するかが計算されて集計されることにより、点像分布データを得ることができる。   In calculating a pair of point image distribution data based on the optical design information of the interchangeable lens and the optical design information of the focus detection optical system, a well-known ray tracing technique is used, and a large number of light rays emitted from the point light source are used. Point image distribution data can be obtained by calculating and summing which positions on the planned focal plane pass through a pair of regions in the photographing optical system.

また上述した点像分布データテーブルにおいて、点像分布データは、図10の実線55と破線56とで表わされる波形を示す一対のデータである。点像分布データのデータ形式は、像面上の位置と強度との関係を表現できるデータ形式であればどのようなデータ形式でもよい。最も単純なデータ形式は点像分布55,56を所定のサンプリングピッチでサンプリングした時のサンプリング位置と強度とをペアリングしたデータ形式である。サンプリングピッチの情報は交換レンズ202のレンズ制御装置206からカメラボディ203のボディ制御装置214に伝達しても良いし、交換レンズ202のレンズ制御装置206とカメラボディ203のボディ制御装置214との間の取り決めにより所定値に定められていてもよい。このようなデータ形式の点像分布データを受け取ったカメラボディ203のボディ制御装置214は、該点像分布データに対し像ズレ検出演算を施して点像分布データ形式のサンプリングピッチ単位で表された像ズレ量を算出する。さらに該像ズレ量を焦点検出画素による像のサンプリングピッチ(撮像画素ピッチの2倍のピッチ)単位の像ズレ量に変換することにより、式(6)のオフセット量Offsetが算出される。   In the above-described point image distribution data table, the point image distribution data is a pair of data indicating waveforms represented by the solid line 55 and the broken line 56 in FIG. The data format of the point image distribution data may be any data format as long as it can express the relationship between the position on the image plane and the intensity. The simplest data format is a data format in which the point image distributions 55 and 56 are sampled at a predetermined sampling pitch and the sampling position and intensity are paired. The sampling pitch information may be transmitted from the lens control device 206 of the interchangeable lens 202 to the body control device 214 of the camera body 203, or between the lens control device 206 of the interchangeable lens 202 and the body control device 214 of the camera body 203. It may be set to a predetermined value by an agreement. The body control device 214 of the camera body 203 that has received the point image distribution data in such a data format performs an image shift detection operation on the point image distribution data and is expressed in sampling pitch units in the point image distribution data format. An image shift amount is calculated. Furthermore, the offset amount Offset in Expression (6) is calculated by converting the image shift amount into an image shift amount in units of an image sampling pitch (twice the imaging pixel pitch) of the focus detection pixels.

なお、交換レンズ202のレンズ制御装置206とカメラボディ203のボディ制御装置214との間で、オフセット量の補正が不要であることを表す特定データを点像分布データとして定めておくこととしてもよい。こうすることにより、カメラボディ203のボディ制御装置214は、該特定データを点像分布データとして受け取ったときには、図6のステップS131において、オフセット量算出処理をスキップしてオフセット量Offset=0とすることができる。   It should be noted that specific data indicating that the correction of the offset amount is unnecessary may be determined as the point image distribution data between the lens control device 206 of the interchangeable lens 202 and the body control device 214 of the camera body 203. . In this way, when the body control device 214 of the camera body 203 receives the specific data as point spread data, the offset amount calculation process is skipped and the offset amount Offset = 0 in step S131 of FIG. be able to.

また、点像分布データテーブル生成装置の制御装置により、レンズ種類識別情報に応じてその都度点像分布データテーブルが作成される代わりに、予め全ての種類の交換レンズ202に対する点像分布データテーブルを作成しておくこととしてもよい。このとき、点像分布データテーブル生成装置の制御装置は、レンズ種類識別情報に応じた点像分布データテーブルを選択して、交換レンズに送付する。   Further, instead of creating a point image distribution data table each time according to the lens type identification information by the control device of the point image distribution data table generation device, point image distribution data tables for all types of interchangeable lenses 202 are stored in advance. It is good also as making it. At this time, the control device of the point image distribution data table generation device selects a point image distribution data table corresponding to the lens type identification information and sends it to the interchangeable lens.

また、点像分布データテーブル生成装置の制御装置によって交換レンズ202のレンズ制御装置206に点像分布データテーブルが書き込まれる代わりに、交換レンズ202の製造時に該交換レンズ202の種類に対応した点像分布データテーブルを予め記憶したメモリデバイスが該交換レンズ202に実装されるようにしてもよい。   Further, instead of the point image distribution data table being written into the lens control device 206 of the interchangeable lens 202 by the control device of the point image distribution data table generating device, the point image corresponding to the type of the interchangeable lens 202 at the time of manufacturing the interchangeable lens 202. A memory device that stores a distribution data table in advance may be mounted on the interchangeable lens 202.

上記第1実施形態の焦点検出装置においては、画面中心に配置された焦点検出エリアで算出された像ズレ量を、交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面との間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the first embodiment, the image shift amount calculated in the focus detection area arranged at the center of the screen is accurately corrected according to the aberration characteristics of the interchangeable lens, and the best image plane of the interchangeable lens is obtained. It is possible to accurately detect the amount of defocus between the planned focal plane.

<第2実施形態>
第2実施形態は焦点検出エリアが画面中心に限らず複数の位置に存在する場合の本発明の実施形態である。
Second Embodiment
The second embodiment is an embodiment of the present invention when the focus detection areas are not limited to the center of the screen but are present at a plurality of positions.

図15は、第2実施形態の撮影画面上における焦点検出エリアの位置を示す図であり、矩形の撮影画面100上の中央(光軸上)および水平垂直方向の周辺の25カ所に焦点検出リア102が配置される。長方形で示す焦点検出エリア102の長手方向(水平方向)に、焦点検出画素が直線的に配列される。このように画面全体にわたって複数の焦点検出エリアが配置される場合には、焦点検出エリアの位置および焦点検出エリアの方向に応じて、最良像面と予定焦点面が一致する場合に一対の焦点検出光束が形成する点像分布も焦点検出エリアの位置と焦点検出エリアの方向に応じて変化するので、焦点検出エリアの位置および焦点検出エリアの方向に対応した点像分布データテーブルを用意する必要がある。   FIG. 15 is a diagram showing the position of the focus detection area on the shooting screen of the second embodiment, and the focus detection area is located at 25 locations on the center (on the optical axis) and in the horizontal and vertical directions on the rectangular shooting screen 100. 102 is arranged. Focus detection pixels are linearly arranged in the longitudinal direction (horizontal direction) of the focus detection area 102 indicated by a rectangle. When a plurality of focus detection areas are arranged over the entire screen in this way, a pair of focus detections are performed when the best image plane matches the planned focal plane according to the position of the focus detection area and the direction of the focus detection area. Since the point image distribution formed by the light flux also changes according to the position of the focus detection area and the direction of the focus detection area, it is necessary to prepare a point image distribution data table corresponding to the position of the focus detection area and the direction of the focus detection area. is there.

図16は、第2実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 16 is a block diagram showing processing portions related to calculation and use of an offset amount in the second embodiment.

図16の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、交換レンズに点像分布データテーブル生成装置から点像分布データテーブルが書き込まれる。まず交換レンズからレンズ種類識別情報が点像分布データテーブル生成装置に送られる。予め点像分布データテーブル生成装置には各種交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系(マイクロレンズなど)の光学設計情報が格納されており、受信したレンズ種類識別情報に対応した交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報に基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置に加えて像高および検出方向の組み合わせに応じて、各像高位置において最良像面と予定焦点面が一致する状態での焦点検出方向の一対の点像分布データを算出する。ここで像高とは画面中心位置から点像分布データを算出する位置までの距離のことであり、また検出方向とは該算出位置と画面中心位置を結ぶ直線を角度基準にした場合の点像分布データを算出する方向である。   In the upper diagram of FIG. 16, in the first step, that is, the manufacturing stage, the point image distribution data table is written to the interchangeable lens from the point image distribution data table generating device. First, lens type identification information is sent from the interchangeable lens to the point image distribution data table generating device. The optical design information of various interchangeable lenses and the optical design information of a focus detection optical system (such as a microlens) are stored in advance in the point image distribution data table generation device, and the optical of the interchangeable lens corresponding to the received lens type identification information. Based on the design information and the optical design information of the focus detection optical system, the best image plane and the planned focus at each image height position according to the combination of the image height and the detection direction in addition to the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position. A pair of point image distribution data in the focus detection direction in a state where the surfaces coincide is calculated. Here, the image height is the distance from the center position of the screen to the position where the point image distribution data is calculated, and the detection direction is a point image when the straight line connecting the calculated position and the screen center position is based on the angle. This is the direction in which the distribution data is calculated.

絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置、ならびに像高および焦点検出方向の組み合わせを順次変更して上記算出処理を行い、算出された点像分布データとそれに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置、ならびに像高および焦点検出方向の情報とを組み合わせて点像分布データテーブルを作成する。最終的に点像分布データテーブル生成装置側で生成された点像分布データテーブルは交換レンズ側に送られ点像分布データテーブルとして格納される。   The above calculation process is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position, and the image height and the focus detection direction, and the calculated point image distribution data, the corresponding aperture F value, and the focus lens position. The point image distribution data table is created by combining the zoom lens position and the information of the image height and the focus detection direction. The point image distribution data table finally generated on the point image distribution data table generation device side is sent to the interchangeable lens side and stored as a point image distribution data table.

図16の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。   In the lower view of FIG. 16, in the second step, that is, in the use stage, the interchangeable lens is mounted on the camera body.

カメラボディには図15に示す25カ所の焦点検出エリアの中から1つの焦点検出エリアを選択する選択手段(ユーザーによる選択操作により選択される)があり、選択された焦点検出エリアの位置情報を交換レンズに送信する。焦点検出エリアの位置情報は、画面中心位置から焦点検出エリアまでの距離、すなわち像高および焦点検出方向からなる。焦点検出方向は、焦点検出画素の配列方向を焦点検出エリアと画面中心とを結ぶ直線を基準にして測った角度で表わされる。   The camera body has a selection means (selected by a selection operation by the user) for selecting one focus detection area from the 25 focus detection areas shown in FIG. 15, and the position information of the selected focus detection area is displayed. Send to interchangeable lens. The position information of the focus detection area includes the distance from the screen center position to the focus detection area, that is, the image height and the focus detection direction. The focus detection direction is represented by an angle obtained by measuring the arrangement direction of the focus detection pixels with reference to a straight line connecting the focus detection area and the screen center.

交換レンズ側には点像分布データテーブルがあり、設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報、ならびにカメラボディから受信した像高および検出方向に基づき、その時点の撮影光学系の状態に応じた一対の点像分布データが点像分布データテーブルから選択されカメラボディに送られる。   There is a point image distribution data table on the interchangeable lens side, and based on the set aperture F value, focus lens position, zoom lens position information, and the image height and detection direction received from the camera body, the photographing optical system at that time A pair of point image distribution data corresponding to the state is selected from the point image distribution data table and sent to the camera body.

カメラボディでは選択された焦点検出エリアの焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。また交換レンズから受け取った一対の点像分布データに対して同じ像ズレ検出演算を施して選択された焦点検出エリアに対応したオフセット量を算出する。そして像ズレ量からオフセット量を差し引くことにより選択された焦点検出エリアの像ズレ量を補正する。   In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data of the selected focus detection area to calculate an image shift amount. Further, the same image shift detection calculation is performed on the pair of point image distribution data received from the interchangeable lens to calculate an offset amount corresponding to the selected focus detection area. Then, the image deviation amount of the selected focus detection area is corrected by subtracting the offset amount from the image deviation amount.

上記第2実施形態の焦点検出装置においては、焦点検出エリアが画面中心に限らず複数の位置に存在する場合でも、任意の焦点検出エリアで算出された像ズレ量を交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the second embodiment, the image shift amount calculated in an arbitrary focus detection area is determined according to the aberration characteristics of the interchangeable lens even when the focus detection area is not limited to the center of the screen and exists at a plurality of positions. Therefore, the defocus amount between the best image plane of the interchangeable lens and the planned focal plane can be accurately detected.

なお上述したように点像分布データテーブルを像高および検出方向に応じて用意するのに加えさらに、点像分布データテーブルを焦点検出画素の分光感度特性に応じるように設定しても良い。例えば2種類のカメラボディにおいてそれぞれの焦点検出画素の分光感度特性が異なる場合、例えば一方が白色フィルタの分光感度特性であって、かつ他方が緑色フィルタ(G)の分光感度特性である場合には、点像分布データテーブルを複数の分光感度特性に応じて用意し、カメラボディから交換レンズに該カメラボディの焦点検出画素の分光感度特性を送信することにより、該分光感度特性に応じた点像分布データをカメラボディが交換レンズから受け取るようにしてもよい。   In addition to preparing the point image distribution data table according to the image height and the detection direction as described above, the point image distribution data table may be set to correspond to the spectral sensitivity characteristic of the focus detection pixel. For example, when two types of camera bodies have different spectral sensitivity characteristics of the focus detection pixels, for example, when one is the spectral sensitivity characteristic of the white filter and the other is the spectral sensitivity characteristic of the green filter (G). The point image distribution data table is prepared according to a plurality of spectral sensitivity characteristics, and the point sensitivity image corresponding to the spectral sensitivity characteristics is transmitted from the camera body to the interchangeable lens by transmitting the spectral sensitivity characteristics of the focus detection pixels of the camera body. The distribution data may be received by the camera body from the interchangeable lens.

<第3実施形態>
第3実施形態は点像分布データを交換レンズの撮影光学系を通して実測することにより求める本発明の実施形態である。
<Third Embodiment>
The third embodiment is an embodiment of the present invention which is obtained by actually measuring point image distribution data through an imaging optical system of an interchangeable lens.

図17は、第3実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 17 is a block diagram showing a processing portion related to calculation and use of an offset amount in the third embodiment.

図17の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、交換レンズが調整装置(点像分布データテーブル生成装置)に取り付けられる。調整装置(点像分布データテーブル生成装置)にはカメラボディと同じ撮像素子が備えられており、レンズマウントを介して交換レンズと装着可能である。また調整装置(点像分布データテーブル生成装置)のレンズマウントから撮像素子面(予定焦点面)までの距離はカメラボディの場合と同一である。調整装置(点像分布データテーブル生成装置)に交換レンズを装着した状態において、交換レンズの撮影光学系を通して点光源の像が調整装置(点像分布データテーブル生成装置)の撮像素子上(焦点検出画素配列上)に形成される。   In the upper diagram of FIG. 17, in the first step, that is, the manufacturing stage, the interchangeable lens is attached to the adjustment device (point image distribution data table generation device). The adjustment device (point image distribution data table generation device) includes the same image sensor as the camera body, and can be attached to an interchangeable lens via a lens mount. The distance from the lens mount of the adjustment device (point image distribution data table generation device) to the imaging element surface (planned focal plane) is the same as that of the camera body. In a state where the interchangeable lens is mounted on the adjustment device (point image distribution data table generation device), the image of the point light source passes through the imaging optical system of the interchangeable lens on the image sensor (focus detection) of the adjustment device (point image distribution data table generation device). Formed on the pixel array).

このとき交換レンズから点光源までの距離は次のようにして調整される。まず点光源の代わりに所定のテストチャートを配置し、交換レンズの撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置に応じてテストチャートまでの距離を粗調整する。次に、撮像素子の撮像画素のデータに基づきテストチャートの画像品質が最良となるようにテストチャートまでの距離を微調整する。テストチャートの画像の品質が最良の状態というのは、例えば、その画像の解像度が最大、あるいはその画像のコントラストが最大といった状態を指す。これにより最良像面と予定焦点面(撮像素子面)が一致する。最後にテストチャートの距離に点光源を配置する。交換レンズの撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報は調整装置(点像分布データテーブル生成装置)側にも送られる。調整装置(点像分布データテーブル生成装置)側では、受け取った絞りF値、フォーカスレンズ位置、およびズームレンズ位置の情報と、焦点検出画素配列のデータから実測値として得られる一対の点像分布データとを関係づけて格納する。以上の処理を撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置を変更して行うことにより、調整装置(点像分布データテーブル生成装置)側で点像分布データテーブルが生成され、最終的に交換レンズ側に送られ点像分布データテーブルとして格納される。   At this time, the distance from the interchangeable lens to the point light source is adjusted as follows. First, a predetermined test chart is arranged instead of the point light source, and the distance to the test chart is roughly adjusted according to the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position of the imaging optical system of the interchangeable lens. Next, the distance to the test chart is finely adjusted based on the data of the imaging pixels of the imaging device so that the image quality of the test chart is the best. The state in which the image quality of the test chart is the best indicates, for example, a state in which the resolution of the image is maximum or the contrast of the image is maximum. As a result, the best image plane coincides with the planned focal plane (imaging element plane). Finally, a point light source is placed at the distance of the test chart. Information about the aperture F value, focus lens position, and zoom lens position of the imaging optical system of the interchangeable lens is also sent to the adjustment device (point image distribution data table generation device) side. On the adjustment device (point image distribution data table generation device) side, a pair of point image distribution data obtained as measured values from the received information on the aperture F value, focus lens position, and zoom lens position and the data of the focus detection pixel array. Are stored in relation to each other. By performing the above processing by changing the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position of the photographing optical system, a point image distribution data table is generated on the adjustment device (point image distribution data table generation device) side. Thus, it is sent to the interchangeable lens side and stored as a point image distribution data table.

図17の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。交換レンズ側の点像分布データテーブルには、予定焦点面と最良像面が一致する場合の最良像面における一対の焦点検出光束により形成される一対の点像分布データ(実測値)が格納されている。交換レンズは、逐次、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置に基づいて点像分布データテーブルから一対の点像分布データを選択してカメラボディに送出する。   In the lower diagram of FIG. 17, the interchangeable lens is attached to the camera body in the second step, that is, in the use stage. The point image distribution data table on the interchangeable lens side stores a pair of point image distribution data (actual measurement values) formed by a pair of focus detection light beams on the best image plane when the planned focal plane coincides with the best image plane. ing. The interchangeable lens sequentially selects a pair of point image distribution data from the point image distribution data table based on the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, and sends them to the camera body.

カメラボディでは焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。また交換レンズから受け取った一対の点像分布データに対して同じ像ズレ検出演算を施してオフセット量を算出する。そして像ズレ量からオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. Further, the same image shift detection calculation is performed on the pair of point image distribution data received from the interchangeable lens to calculate the offset amount. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the offset amount from the image shift amount.

上記第3実施形態の焦点検出装置においては、実測された一対の点像分布データに基づいてオフセット量が算出されるので、交換レンズの撮影光学系の収差特性に個体差が生じている場合でも、焦点検出エリアで算出された像ズレ量を交換レンズの収差特性の個体差に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the third embodiment, since the offset amount is calculated based on a pair of measured point image distribution data, even when there is an individual difference in the aberration characteristics of the imaging optical system of the interchangeable lens. Correct the amount of image deviation calculated in the focus detection area according to individual differences in the aberration characteristics of the interchangeable lens, and accurately detect the defocus amount between the best image plane of the interchangeable lens and the planned focal plane. Can do.

全ての絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせにおいて一対の点像分布データを実測するのが難しい場合は、第1実施形態と組み合わせて、代表的な絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせにおいて一対の点像分布データを実測しておき、第1実施形態における光学設計情報から計算により求められた一対の点像分布データを該実測値に基づき校正するようにしてもよい。   When it is difficult to actually measure a pair of point image distribution data in all combinations of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, in combination with the first embodiment, a representative aperture F value, focus lens position, A pair of point image distribution data is actually measured in the combination of the zoom lens positions, and the pair of point image distribution data obtained by calculation from the optical design information in the first embodiment is calibrated based on the actual measurement values. Good.

<第4実施形態>
第4実施形態は、点像分布データを交換レンズからカメラボディに送り、カメラボディ側で受信した点像分布データに対して像ズレ検出演算処理を施してオフセット量を算出する代わりに、予め交換レンズ側に点像分布データに対して像ズレ検出演算処理を施して求めたオフセット量をテーブルとして格納しておき、オフセット量を交換レンズからカメラボディに送り、カメラボディ側では焦点検出画素データに基づいて算出した像ズレ量を交換レンズから受信したオフセット量により補正する本発明の実施形態である。
<Fourth embodiment>
In the fourth embodiment, instead of calculating the offset amount by sending point spread data from the interchangeable lens to the camera body and performing image shift detection calculation processing on the point spread data received on the camera body side, it is exchanged in advance. The offset amount obtained by performing image shift detection calculation processing on the point image distribution data on the lens side is stored as a table, the offset amount is sent from the interchangeable lens to the camera body, and the focus detection pixel data is sent on the camera body side. 10 is an embodiment of the present invention in which an image shift amount calculated based on the offset amount received from an interchangeable lens is corrected.

図18は、上述した本発明の第4実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 18 is a block diagram showing a processing portion related to calculation and use of an offset amount in the above-described fourth embodiment of the present invention.

図18の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、交換レンズにオフセット量テーブル生成装置からオフセット量テーブルが書き込まれる。まず交換レンズからレンズ種類識別情報がオフセット量テーブル生成装置に送られる。予めオフセット量テーブル生成装置には各種交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系(マイクロレンズなど)の光学設計情報が格納されており、受信したレンズ種類識別情報に対応した交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報に基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせに応じて、最良像面と予定焦点面が一致する状態での焦点検出画素の配列方向の一対の点像分布データを算出する。次に算出した一対の点像分布データに対しカメラボディにおいて焦点検出画素のデータに施す像ズレ検出演算処理と同じ像ズレ検出演算処理を施し、一対の点像分布データに対応するオフセット量を算出する。   In the upper diagram of FIG. 18, in the first step, that is, in the manufacturing stage, the offset amount table is written from the offset amount table generating device to the interchangeable lens. First, lens type identification information is sent from the interchangeable lens to the offset amount table generating device. The offset table generation device stores optical design information of various interchangeable lenses and optical design information of a focus detection optical system (such as a micro lens) in advance, and the optical design information of the interchangeable lens corresponding to the received lens type identification information. And a pair of focus detection pixels in the direction in which the best image plane coincides with the planned focal plane according to the combination of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position based on the optical design information of the focus detection optical system. Is calculated. Next, the same image shift detection calculation processing as the image shift detection calculation processing performed on the focus detection pixel data in the camera body is performed on the calculated pair of point image distribution data, and the offset amount corresponding to the pair of point image distribution data is calculated. To do.

絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせを順次変更して上記算出処理を行い、算出されたオフセット量とそれに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報とを組み合わせてオフセット量テーブルを作成する。最終的にオフセット量テーブル生成装置側で生成されたオフセット量テーブルは交換レンズ側に送られオフセット量テーブルとして格納される。   The above calculation processing is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, and the calculated offset amount is combined with the corresponding information on the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position. Create an offset amount table. The offset amount table finally generated on the offset amount table generating device side is sent to the interchangeable lens side and stored as an offset amount table.

図18の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。交換レンズ側にはオフセット量テーブルがあり、設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報に基づき、その時点の撮影光学系の状態に応じたオフセット量がオフセット量テーブルから選択されカメラボディに送られる。カメラボディでは焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。そして像ズレ量から交換レンズから受け取ったオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the lower diagram of FIG. 18, the interchangeable lens is attached to the camera body in the second step, that is, in the use stage. There is an offset amount table on the interchangeable lens side, and an offset amount corresponding to the state of the photographing optical system at that time is selected from the offset amount table based on information on the set aperture F value, focus lens position, and zoom lens position. Sent to the camera body. In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the offset amount received from the interchangeable lens from the image shift amount.

なお上述したオフセット量テーブルにおいて、オフセット量のデータ形式は、像面上での像ズレ量を例えばμm単位で表したデータである。オフセット量の単位情報は交換レンズからカメラボディに伝達しても良いし、交換レンズとカメラボディ間の取り決めにより予め定められていてもよい。このような単位で定められたオフセット量を受け取ったカメラボディは、該オフセット量を焦点検出画素による像のサンプリングピッチ(撮像画素ピッチの2倍)のオフセット量に変換することにより、式(6)のオフセット量Offsetが算出される。またオフセット量テーブル生成装置はレンズ種類識別情報に応じてその都度点像分布データに基づいてオフセット量を算出してオフセット量テーブルを作成する代わりに、予め全ての交換レンズ種類に対してオフセット算出処理を予め行ってオフセット量テーブルを作成しておき、レンズ種類識別情報に応じたオフセット量テーブルを交換レンズに送付するようにしてもよい。またオフセット量テーブル生成装置から交換レンズにオフセット量テーブルを書き込む代わりに、交換レンズの製造時に該交換レンズの種類に対応したオフセット量テーブルを予め記憶したメモリデバイスを該交換レンズに実装するようにしてもよい。   In the offset amount table described above, the data format of the offset amount is data representing the amount of image shift on the image plane in units of μm, for example. The unit information of the offset amount may be transmitted from the interchangeable lens to the camera body, or may be determined in advance by an agreement between the interchangeable lens and the camera body. The camera body that has received the offset amount determined in such a unit converts the offset amount into an offset amount of the sampling pitch of the image by the focus detection pixel (twice the imaging pixel pitch). The offset amount Offset is calculated. In addition, the offset amount table generating device calculates the offset amount based on the point image distribution data each time according to the lens type identification information and creates an offset amount table in advance. May be performed in advance to create an offset amount table, and an offset amount table corresponding to the lens type identification information may be sent to the interchangeable lens. Also, instead of writing the offset amount table from the offset amount table generating device to the interchangeable lens, a memory device that pre-stores an offset amount table corresponding to the type of the interchangeable lens when the interchangeable lens is manufactured is mounted on the interchangeable lens. Also good.

上記第4実施形態の焦点検出装置においては焦点検出エリアの焦点検出画素データに基づいて算出された像ズレ量を交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the fourth embodiment, the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data in the focus detection area is accurately corrected according to the aberration characteristics of the interchangeable lens, and the best image plane of the interchangeable lens is scheduled. The defocus amount between the focal planes can be accurately detected.

<第5実施形態>
第5実施形態は、予め交換レンズ側に複数の最良像面の定義に応じたオフセット量をテーブルとして格納しておき、カメラボディが最良像面の種類を交換レンズに送り、該最良像面の種類に応じたオフセット量を交換レンズからカメラボディに送り、カメラボディ側では焦点検出画素データに基づいて算出した像ズレ量を交換レンズから受信したオフセット量により補正する本発明の実施形態である。これは最良像面の定義の仕方によって、最良像面の位置(光軸方向)が変化することに対応するためである。例えば複数の最良像面の定義として、解像度が最大となる像面、点像分布が最小となる像面(最小錯乱円となる像面)、所定空間周波数のMTF(Modulation Transfer Function)が最大になる像面などがある。いずれの定義によって最良像面が定義されるかについては、設計者もしくはユーザが決定しても良いし、被写体が、例えば風景であるか文書であるかに応じてカメラボディが自動的に決定しても良い。
<Fifth Embodiment>
In the fifth embodiment, offset values corresponding to the definitions of a plurality of best image planes are stored in advance as a table on the interchangeable lens side, and the camera body sends the best image plane type to the interchangeable lens. This is an embodiment of the present invention in which an offset amount corresponding to the type is sent from the interchangeable lens to the camera body, and on the camera body side, the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data is corrected by the offset amount received from the interchangeable lens. This is to cope with a change in the position (optical axis direction) of the best image plane depending on how the best image plane is defined. For example, as the definition of a plurality of best image planes, the image plane with the maximum resolution, the image plane with the smallest point image distribution (image plane with the minimum circle of confusion), and the MTF (Modulation Transfer Function) with a predetermined spatial frequency are maximized There are image planes. Which definition defines the best image plane may be determined by the designer or user, and the camera body is automatically determined depending on whether the subject is, for example, a landscape or a document. May be.

図19は、上述した本発明の第5実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 19 is a block diagram showing a processing portion related to calculation and use of an offset amount in the above-described fifth embodiment of the present invention.

図19の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、交換レンズにオフセット量テーブル生成装置からオフセット量テーブルが書き込まれる。まず交換レンズからレンズ種類識別情報がオフセット量テーブル生成装置に送られる。予めオフセット量テーブル生成装置には各種交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系(マイクロレンズなど)の光学設計情報が格納されており、受信したレンズ種類識別情報に対応した交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報に基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と複数の最良像面の定義の組み合わせに応じて、最良像面と予定焦点面が一致する状態での焦点検出画素の配列方向の一対の点像分布データを算出する。次に算出した一対の点像分布データに対しカメラボディにおいて焦点検出画素のデータに施す像ズレ検出演算処理と同じ像ズレ検出演算処理を施し、一対の点像分布データに対応するオフセット量を算出する。   In the upper diagram of FIG. 19, in the first step, that is, the manufacturing stage, the offset amount table is written to the interchangeable lens from the offset amount table generating device. First, lens type identification information is sent from the interchangeable lens to the offset amount table generating device. The offset table generation device stores optical design information of various interchangeable lenses and optical design information of a focus detection optical system (such as a micro lens) in advance, and the optical design information of the interchangeable lens corresponding to the received lens type identification information. In accordance with the combination of the aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position and a plurality of best image plane definitions based on the optical design information of the focus detection optical system, A pair of point image distribution data in the arrangement direction of the focus detection pixels is calculated. Next, the same image shift detection calculation processing as the image shift detection calculation processing performed on the focus detection pixel data in the camera body is performed on the calculated pair of point image distribution data, and the offset amount corresponding to the pair of point image distribution data is calculated. To do.

絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と複数の最良像面の定義の組み合わせを順次変更して上記算出処理を行い、算出されたオフセット量とそれに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と最良像面の種類情報とを組み合わせてオフセット量テーブルを作成する。最終的にオフセット量テーブル生成装置側で生成されたオフセット量テーブルは交換レンズ側に送られオフセット量テーブルとして格納される。   The above calculation process is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position and the definitions of the plurality of best image planes, and the calculated offset amount, the corresponding aperture F value, the focus lens position, the zoom An offset amount table is created by combining the lens position and the type information of the best image plane. The offset amount table finally generated on the offset amount table generating device side is sent to the interchangeable lens side and stored as an offset amount table.

図19の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。カメラボディから交換レンズにそのカメラボディで採用される最良像面の種類を選択して交換レンズに送信する。交換レンズ側にはオフセット量テーブルがあり、設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報に基づき、その時点の撮影光学系の状態と受信した最良像面の種類に応じたオフセット量がオフセット量テーブルから選択されカメラボディに送られる。カメラボディでは焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。そして像ズレ量から交換レンズから受け取ったオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the lower part of FIG. 19, the interchangeable lens is mounted on the camera body in the second step, that is, in the use stage. The type of the best image plane adopted by the camera body is selected from the camera body to the interchangeable lens and transmitted to the interchangeable lens. There is an offset amount table on the interchangeable lens side, and based on the set aperture F value, focus lens position, and zoom lens position information, the offset according to the state of the photographing optical system at that time and the type of the best image plane received The quantity is selected from the offset quantity table and sent to the camera body. In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the offset amount received from the interchangeable lens from the image shift amount.

上記第5実施形態の焦点検出装置においては、焦点検出エリアの焦点検出画素データに基づいて算出された像ズレ量を、カメラボディで採用する最良像面の定義と交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the fifth embodiment, the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data in the focus detection area is determined according to the definition of the best image plane adopted by the camera body and the aberration characteristics of the interchangeable lens. It is possible to accurately correct and accurately detect the defocus amount between the best image plane of the interchangeable lens and the planned focal plane.

<第6実施形態>
第6実施形態は、予め交換レンズ側に複数の像ズレ検出演算(相関演算)に応じたオフセット量をテーブルとして格納しておき、カメラボディが使用する像ズレ検出演算の種類を交換レンズに送り、該像ズレ検出演算の種類に応じたオフセット量を交換レンズからカメラボディに送り、カメラボディ側では焦点検出画素データに基づいて算出した像ズレ量を交換レンズから受信したオフセット量により補正する本発明の実施形態である。従来像ズレ検出演算(相関演算)には式(1)、式(8)の他にも多くの像ズレ検出演算が提案されている。一対の像の形状が一致している場合にはそれらの像ズレ検出演算によって算出される像ズレの違いはほとんどないが、図19のように一対の像の形状の不一致性が大きくなると像ズレ検出演算の違いによって、算出される像ズレ量に違いを生ずる。そのため最良像面を予定焦点面に一致させるためのオフセット量も像ズレ検出演算の種類に応じて調整する必要がある。
<Sixth Embodiment>
In the sixth embodiment, offset values corresponding to a plurality of image shift detection calculations (correlation calculations) are stored as a table on the interchangeable lens side in advance, and the type of image shift detection calculation used by the camera body is sent to the interchangeable lens. The offset amount corresponding to the type of the image shift detection calculation is sent from the interchangeable lens to the camera body, and the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data is corrected by the offset amount received from the interchangeable lens on the camera body side. It is an embodiment of the invention. In addition to the equations (1) and (8), many image displacement detection operations have been proposed for conventional image displacement detection operations (correlation operations). When the shapes of the pair of images match, there is almost no difference in image displacement calculated by the image displacement detection calculation, but when the mismatch between the shapes of the pair of images becomes large as shown in FIG. A difference in the calculated image shift amount is caused by a difference in detection calculation. Therefore, it is necessary to adjust the offset amount for matching the best image plane with the planned focal plane in accordance with the type of image shift detection calculation.

図20は、上述した本発明の第6実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 20 is a block diagram showing a processing portion related to calculation and use of an offset amount in the above-described sixth embodiment of the present invention.

図20の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、交換レンズにオフセット量テーブル生成装置からオフセット量テーブルが書き込まれる。まず交換レンズからレンズ種類識別情報がオフセット量テーブル生成装置に送られる。予めオフセット量テーブル生成装置には各種交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系(マイクロレンズなど)の光学設計情報が格納されており、受信したレンズ種類識別情報に対応した交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報に基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせに応じて、最良像面と予定焦点面が一致する状態での焦点検出画素の配列方向の一対の点像分布データを算出する。次に算出した一対の点像分布データに対し複数の像ズレ検出演算処理を施し、一対の点像分布データに対応して複数の像ズレ演算処理に対応した複数のオフセット量を算出する。   In the upper diagram of FIG. 20, in the first step, that is, in the manufacturing stage, the offset amount table is written in the interchangeable lens from the offset amount table generating device. First, lens type identification information is sent from the interchangeable lens to the offset amount table generating device. The offset table generation device stores optical design information of various interchangeable lenses and optical design information of a focus detection optical system (such as a micro lens) in advance, and the optical design information of the interchangeable lens corresponding to the received lens type identification information. And a pair of focus detection pixels in the direction in which the best image plane coincides with the planned focal plane according to the combination of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position based on the optical design information of the focus detection optical system. Is calculated. Next, a plurality of image shift detection calculation processes are performed on the calculated pair of point image distribution data, and a plurality of offset amounts corresponding to the plurality of image shift calculation processes are calculated corresponding to the pair of point image distribution data.

絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせを順次変更して上記算出処理を行い、算出されたオフセット量と、それに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と、像ズレ演算処理の種類の情報とを組み合わせてオフセット量テーブルを作成する。最終的にオフセット量テーブル生成装置側で生成されたオフセット量テーブルは交換レンズ側に送られオフセット量テーブルとして格納される。   The above calculation processing is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, and the calculated offset amount, the corresponding aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position, and the image shift calculation An offset amount table is created by combining the processing type information. The offset amount table finally generated on the offset amount table generating device side is sent to the interchangeable lens side and stored as an offset amount table.

図20の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。カメラボディから交換レンズにそのカメラボディで採用される像ズレ検出演算処理の種類識別情報を交換レンズに送信する。交換レンズ側にはオフセット量テーブルがあり、設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報に基づき、その時点の撮影光学系の状態と受信した像ズレ演算処理の種類に応じたオフセット量がオフセット量テーブルから選択されカメラボディに送られる。カメラボディでは焦点検出画素データに対し像ズレ検出演算を施して像ズレ量を算出する。そして像ズレ量から交換レンズから受け取ったオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the lower part of FIG. 20, the interchangeable lens is attached to the camera body in the second step, that is, in the use stage. The type identification information of the image shift detection calculation processing employed in the camera body is transmitted from the camera body to the interchangeable lens. There is an offset amount table on the interchangeable lens side. Based on the set aperture F value, focus lens position, and zoom lens position information, the state of the photographing optical system at that time and the type of received image shift calculation processing are selected. The offset amount is selected from the offset amount table and sent to the camera body. In the camera body, an image shift amount is calculated by performing an image shift detection operation on the focus detection pixel data. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the offset amount received from the interchangeable lens from the image shift amount.

上記第6実施形態の焦点検出装置においては、焦点検出エリアの焦点検出画素データに基づいて算出された像ズレ量を、カメラボディで採用する像ズレ検出演算処理の種類と交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the sixth embodiment, the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data in the focus detection area is converted into the type of image shift detection calculation processing employed in the camera body and the aberration characteristics of the interchangeable lens. Accordingly, the defocus amount between the best image plane of the interchangeable lens and the planned focal plane can be accurately detected.

<第7実施形態>
第7実施形態は、予め交換レンズ側に複数の焦点検出光学系に応じたオフセット量をテーブルとして格納しておき、カメラボディが焦点検出光学系の種類を交換レンズに送り、該焦点検出光学系の種類に応じたオフセット量を交換レンズからカメラボディに送り、カメラボディ側では焦点検出画素データに基づいて算出した像ズレ量を交換レンズから受信したオフセット量により補正する本発明の実施形態である。
<Seventh embodiment>
In the seventh embodiment, offset amounts corresponding to a plurality of focus detection optical systems are stored in advance on the interchangeable lens side as a table, the camera body sends the type of focus detection optical system to the interchangeable lens, and the focus detection optical system This is an embodiment of the present invention in which an offset amount corresponding to the type of lens is sent from the interchangeable lens to the camera body, and the image displacement amount calculated based on the focus detection pixel data is corrected by the offset amount received from the interchangeable lens on the camera body side. .

焦点検出光学系は、上述したように主としてマイクロレンズと光電変換部とから構成されているが、マイクロレンズの曲率、屈折率、サイズ、焦点距離などの違いに応じて光学収差や回折による収差が変化し、これに応じて一対の焦点検出光束の状態も変化する。一対の焦点検出光束の状態が変化すれば最良像面が予定焦点面に一致する場合の一対の点像分布データも変化するので、オフセット量も焦点検出光学系の種類に応じて調整する必要がある。   As described above, the focus detection optical system mainly includes a microlens and a photoelectric conversion unit. However, depending on differences in the curvature, refractive index, size, focal length, etc. of the microlens, optical aberration and aberration due to diffraction are present. In response to this, the state of the pair of focus detection light beams also changes. If the state of the pair of focus detection light fluxes changes, the pair of point image distribution data when the best image plane coincides with the planned focal plane also changes. Therefore, it is necessary to adjust the offset amount according to the type of the focus detection optical system. is there.

図21は、上述した本発明の第7実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 21 is a block diagram showing a processing part related to calculation and use of an offset amount in the above-described seventh embodiment of the present invention.

図21の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、交換レンズにオフセット量テーブル生成装置からオフセット量テーブルが書き込まれる。まず交換レンズからレンズ種類識別情報がオフセット量テーブル生成装置に送られる。予めオフセット量テーブル生成装置には各種交換レンズの光学設計情報と複数の焦点検出光学系の光学設計情報(マイクロレンズに関する情報)が格納されており、受信したレンズ種類識別情報に対応した交換レンズの光学設計情報と複数の焦点検出光学系の光学設計情報に基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と複数の焦点検出光学系の組み合わせに応じて、最良像面と予定焦点面が一致する状態での焦点検出画素の配列方向の一対の点像分布データを算出する。次に算出した一対の点像分布データに対しカメラボディにおいて焦点検出画素のデータに施す像ズレ検出演算処理と同じ像ズレ検出演算処理を施し、一対の点像分布データに対応するオフセット量を算出する。   In the upper diagram of FIG. 21, in the first step, that is, the manufacturing stage, the offset amount table is written from the offset amount table generating device to the interchangeable lens. First, lens type identification information is sent from the interchangeable lens to the offset amount table generating device. In the offset amount table generation device, optical design information of various interchangeable lenses and optical design information (information on microlenses) of a plurality of focus detection optical systems are stored in advance, and the interchangeable lens corresponding to the received lens type identification information is stored. Based on the optical design information and the optical design information of the plurality of focus detection optical systems, the best image plane matches the planned focal plane according to the combination of the aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position, and the plurality of focus detection optical systems. In this state, a pair of point image distribution data in the arrangement direction of the focus detection pixels is calculated. Next, the same image shift detection calculation processing as the image shift detection calculation processing performed on the focus detection pixel data in the camera body is performed on the calculated pair of point image distribution data, and the offset amount corresponding to the pair of point image distribution data is calculated. To do.

絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と複数の焦点検出光学系との組み合わせを順次変更して上記算出処理を行い、算出されたオフセット量と、それに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と、焦点検出光学系の種類情報とを組み合わせてオフセット量テーブルを作成する。最終的にオフセット量テーブル生成装置側で生成されたオフセット量テーブルは交換レンズ側に送られオフセット量テーブルとして格納される。   The above-mentioned calculation processing is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position and the plurality of focus detection optical systems, and the calculated offset amount, the corresponding aperture F value, the focus lens position, An offset amount table is created by combining the zoom lens position and the type information of the focus detection optical system. The offset amount table finally generated on the offset amount table generating device side is sent to the interchangeable lens side and stored as an offset amount table.

図21の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。カメラボディは、そのカメラボディで採用されている焦点検出光学系の種類に応じたオフセット量が交換レンズによって選択されるように、その焦点検出光学系の種類の情報を交換レンズに送信する。交換レンズ側にはオフセット量テーブルがあり、設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報に基づき、その時点の撮影光学系の状態と受信した焦点検出光学系の種類に応じたオフセット量がオフセット量テーブルから選択されカメラボディに送られる。カメラボディでは焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。そして像ズレ量から交換レンズから受け取ったオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the lower diagram of FIG. 21, the interchangeable lens is attached to the camera body in the second step, that is, in the use stage. The camera body transmits information on the type of the focus detection optical system to the interchangeable lens so that an offset amount corresponding to the type of the focus detection optical system employed in the camera body is selected by the interchangeable lens. There is an offset amount table on the interchangeable lens side. Based on the set aperture F value, focus lens position, and zoom lens position information, the state of the photographing optical system at that time and the type of received focus detection optical system The offset amount is selected from the offset amount table and sent to the camera body. In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the offset amount received from the interchangeable lens from the image shift amount.

上記第7実施形態の焦点検出装置においては、焦点検出エリアの焦点検出画素データに基づいて算出された像ズレ量を、カメラボディに組み込まれた焦点検出光学系の種類と交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the seventh embodiment, the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data in the focus detection area is converted into the type of focus detection optical system incorporated in the camera body and the aberration characteristics of the interchangeable lens. Accordingly, the defocus amount between the best image plane of the interchangeable lens and the planned focal plane can be accurately detected.

<第8実施形態>
第8実施形態はオフセット量を交換レンズの撮影光学系を通して実測することにより求める本発明の実施形態である。
<Eighth Embodiment>
The eighth embodiment is an embodiment of the present invention in which the offset amount is obtained by actually measuring through an imaging optical system of an interchangeable lens.

図22は、第8実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 22 is a block diagram showing processing portions related to calculation and use of an offset amount in the eighth embodiment.

図22の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階で、交換レンズが調整装置(オフセット量テーブル生成装置)に取り付けられる。調整装置(オフセット量テーブル生成装置)にはカメラボディと同じ撮像素子が備えられており、レンズマウントを介して交換レンズと装着可能である。また調整装置(オフセット量テーブル生成装置)のレンズマウントから撮像素子面(予定焦点面)までの距離はカメラボディの場合と同一である。調整装置(オフセット量テーブル生成装置)に交換レンズを装着した状態において、交換レンズの撮影光学系を通して点光源の像が調整装置(オフセット量テーブル生成装置)の撮像素子上(焦点検出画素配列上)に形成される。   In the upper diagram of FIG. 22, the interchangeable lens is attached to the adjusting device (offset amount table generating device) in the first step, that is, the manufacturing stage. The adjustment device (offset amount table generation device) includes the same image sensor as the camera body, and can be attached to an interchangeable lens via a lens mount. The distance from the lens mount of the adjusting device (offset amount table generating device) to the imaging element surface (planned focal plane) is the same as that of the camera body. In a state where the interchangeable lens is mounted on the adjustment device (offset amount table generation device), the image of the point light source passes through the imaging optical system of the interchangeable lens on the imaging device (on the focus detection pixel array) of the adjustment device (offset amount table generation device). Formed.

このとき交換レンズから点光源までの距離は次のようにして調整される。まず点光源の代わりに所定のテストチャートを配置し、交換レンズの撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置に応じてテストチャートまでの距離を粗調整する。次に、撮像素子の撮像画素のデータに基づきテストチャートの画像品質が最良となるようにテストチャートまでの距離を微調整する。これにより最良像面と予定焦点面(撮像素子面)が一致する。最後にテストチャートの距離に点光源を配置する。調整装置(オフセット量テーブル生成装置)は、この状態において焦点検出画素配列のデータから実測値として得られる一対の点像分布データに対し、カメラボディにおいて焦点検出画素のデータに施す像ズレ検出演算処理と同じ像ズレ検出演算処理を施し、一対の点像分布データに対応するオフセット量を算出する。   At this time, the distance from the interchangeable lens to the point light source is adjusted as follows. First, a predetermined test chart is arranged instead of the point light source, and the distance to the test chart is roughly adjusted according to the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position of the imaging optical system of the interchangeable lens. Next, the distance to the test chart is finely adjusted based on the data of the imaging pixels of the imaging device so that the image quality of the test chart is the best. As a result, the best image plane coincides with the planned focal plane (imaging element plane). Finally, a point light source is placed at the distance of the test chart. In this state, the adjustment device (offset amount table generation device) performs image shift detection calculation processing performed on the focus detection pixel data in the camera body with respect to a pair of point image distribution data obtained as actual measurement values from the focus detection pixel array data. The same image shift detection calculation processing is performed, and an offset amount corresponding to a pair of point image distribution data is calculated.

交換レンズの撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報は調整装置(オフセット量テーブル生成装置)側にも送られる。調整装置(オフセット量テーブル生成装置)側では受け取った絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報と実測値として得られるオフセット量を関係付けて格納する。以上の処理を撮影光学系の絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置を変更して行うことにより、調整装置(オフセット量テーブル生成装置)側でオフセット量テーブルが生成され、最終的に交換レンズ側に送られオフセット量テーブルとして格納される。   Information on the aperture F value, focus lens position, and zoom lens position of the imaging optical system of the interchangeable lens is also sent to the adjustment device (offset amount table generation device) side. On the adjustment device (offset amount table generating device) side, the received aperture F value, focus lens position, zoom lens position information and the offset amount obtained as an actual measurement value are stored in association with each other. By performing the above processing by changing the aperture F value, focus lens position, and zoom lens position of the photographing optical system, an offset amount table is generated on the adjustment device (offset amount table generating device) side, and finally an interchangeable lens. Sent to the side and stored as an offset amount table.

図22の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。交換レンズ側にはオフセット量テーブルがあり、設定された絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報に基づき、その時点の撮影光学系の状態に応じたオフセット量がオフセット量テーブルから選択されカメラボディに送られる。カメラボディでは焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。そして像ズレ量から交換レンズから受け取ったオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   In the lower diagram of FIG. 22, the interchangeable lens is attached to the camera body in the second step, that is, in the use stage. There is an offset amount table on the interchangeable lens side, and an offset amount corresponding to the state of the photographing optical system at that time is selected from the offset amount table based on information on the set aperture F value, focus lens position, and zoom lens position. Sent to the camera body. In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the offset amount received from the interchangeable lens from the image shift amount.

上記第8実施形態の焦点検出装置においては、オフセット量が実測されるので、交換レンズの撮影光学系の収差特性に個体差が生じている場合でも、焦点検出エリアで算出された像ズレ量を交換レンズの収差特性の個体差に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the eighth embodiment, since the offset amount is actually measured, the image shift amount calculated in the focus detection area is calculated even if there is an individual difference in the aberration characteristics of the imaging optical system of the interchangeable lens. The defocus amount between the best image plane of the interchangeable lens and the planned focal plane can be accurately detected by accurately correcting the aberration characteristics of the interchangeable lens according to individual differences.

全ての絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせにおいてオフセット量を実測するのが難しい場合は、第4実施形態と組み合わせて、代表的な絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせにおいてオフセット量を実測しておき、第4実施形態における光学設計情報から計算により求められたオフセット量を該実測値に基づき校正するようにしてもよい。   When it is difficult to actually measure the offset amount in all combinations of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, in combination with the fourth embodiment, the representative aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position The offset amount may be actually measured in the combination, and the offset amount obtained by calculation from the optical design information in the fourth embodiment may be calibrated based on the actually measured value.

<第9実施形態>
第9実施形態は、予めカメラボディ側に全ての交換レンズに対応したオフセット量をテーブルとして格納しておき、交換レンズからカメラボディにレンズ情報、例えばレンズ種類、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置を送り、カメラボディ側では焦点検出画素データに基づいて算出した像ズレ量を交換レンズから受信したレンズ情報に対応するオフセット量により補正する本発明の実施形態である。
<Ninth Embodiment>
In the ninth embodiment, offset amounts corresponding to all the interchangeable lenses are stored in advance as a table on the camera body side, and lens information such as lens type, aperture F value, focus lens position, zoom from the interchangeable lens to the camera body is stored. This is an embodiment of the present invention in which the lens position is sent and the image displacement amount calculated based on the focus detection pixel data is corrected on the camera body side by the offset amount corresponding to the lens information received from the interchangeable lens.

図23は、上述した本発明の第9実施形態において、オフセット量の算出および使用に関する処理部分をブロック図で表したものである。   FIG. 23 is a block diagram showing processing portions related to calculation and use of the offset amount in the above-described ninth embodiment of the present invention.

図23の上図において、第1ステップ、すなわち製造段階では、カメラボディにオフセット量テーブル生成装置からオフセット量テーブルが書き込まれる。予めオフセット量テーブル生成装置には全ての交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系(マイクロレンズなど)の光学設計情報が格納されている。オフセット量テーブル生成装置は1つの交換レンズを選択して該交換レンズの光学設計情報と焦点検出光学系の光学設計情報に基づき、絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の組み合わせに応じて、最良像面と予定焦点面が一致する状態での焦点検出画素の配列方向の一対の点像分布データを算出する。次に算出した一対の点像分布データに対しカメラボディにおいて焦点検出画素のデータに施す像ズレ検出演算処理と同じ像ズレ検出演算処理を施し、一対の点像分布データに対応するオフセット量を算出する。   In the upper diagram of FIG. 23, in the first step, that is, the manufacturing stage, the offset amount table is written in the camera body from the offset amount table generating device. The offset table generation device stores in advance optical design information for all interchangeable lenses and optical design information for a focus detection optical system (such as a microlens). The offset amount table generation device selects one interchangeable lens, and based on the optical design information of the interchangeable lens and the optical design information of the focus detection optical system, according to the combination of the aperture F value, the focus lens position, and the zoom lens position, A pair of point image distribution data in the arrangement direction of the focus detection pixels in a state where the best image plane and the planned focal plane coincide with each other is calculated. Next, the same image shift detection calculation processing as the image shift detection calculation processing performed on the focus detection pixel data in the camera body is performed on the calculated pair of point image distribution data, and the offset amount corresponding to the pair of point image distribution data is calculated. To do.

絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置と交換レンズの種類との組み合わせを順次変更して上記算出処理を行い、算出されたオフセット量とそれに対応する絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報とレンズ種類情報とを組み合わせてオフセット量テーブルを作成する。最終的にオフセット量テーブル生成装置側で生成されたオフセット量テーブルはカメラボディ側に送られオフセット量テーブルとして格納される。   The above calculation process is performed by sequentially changing the combination of the aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position, and the type of the interchangeable lens, and the calculated offset amount and the corresponding aperture F value, the focus lens position, the zoom lens position. And the lens type information are combined to create an offset amount table. The offset amount table finally generated on the offset amount table generating device side is sent to the camera body side and stored as the offset amount table.

図23の下図において、第2ステップ、すなわち使用段階において、交換レンズがカメラボディに装着される。交換レンズ側は設定されている絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報と交換レンズの種類情報をカメラボディに送る。カメラボディは受信した絞りF値、フォーカスレンズ位置、ズームレンズ位置の情報と交換レンズの種類情報とに基づき、その時点の撮影光学系の状態に応じたオフセット量をオフセット量テーブルから選択する。またカメラボディでは焦点検出画素データに対し所定の像ズレ検出演算(式(1)〜式(5))を施して像ズレ量を算出する。そして像ズレ量から上記選択されたオフセット量を差し引くことにより像ズレ量を補正する。   23, the interchangeable lens is attached to the camera body in the second step, that is, in the use stage. The interchangeable lens side sends the set aperture F value, focus lens position, zoom lens position information and interchangeable lens type information to the camera body. Based on the received aperture F value, focus lens position, zoom lens position information, and interchangeable lens type information, the camera body selects an offset amount according to the state of the photographing optical system at that time from the offset amount table. In the camera body, a predetermined image shift detection calculation (formulas (1) to (5)) is performed on the focus detection pixel data to calculate an image shift amount. Then, the image shift amount is corrected by subtracting the selected offset amount from the image shift amount.

上記第9実施形態の焦点検出装置においては焦点検出エリアの焦点検出画素データに基づいて算出された像ズレ量を交換レンズの収差特性に応じて的確に補正し、交換レンズの最良像面と予定焦点面の間のデフォーカス量を正確に検出することができる。   In the focus detection apparatus of the ninth embodiment, the image shift amount calculated based on the focus detection pixel data in the focus detection area is accurately corrected according to the aberration characteristics of the interchangeable lens, and the best image plane of the interchangeable lens is scheduled. The defocus amount between the focal planes can be accurately detected.

以上説明を行った第1実施形態〜第9実施形態において、オフセット量は一対の点像分布データに基づいて算出されるとしたが、一般的な像分布は収差がない場合の像分布に点像分布をコンボルーションしたものであるから、オフセット量を点像以外の像分布データ、例えば図12に示すようなエッジ像、線像などの像分布データに基づいて算出するようにしてもかまわない。   In the first to ninth embodiments described above, the offset amount is calculated based on a pair of point image distribution data. However, a general image distribution is a point in the image distribution when there is no aberration. Since the image distribution is convoluted, the offset amount may be calculated based on image distribution data other than the point image, for example, image distribution data such as an edge image and a line image as shown in FIG. .

以上説明を行った第1実施形態〜第9実施形態の焦点検出装置において、撮像素子212は、撮像画素310と焦点検出画素315および316とを有する光電変換装置である。しかし、本発明による焦点検出装置は、焦点検出画素315および316等の焦点検出画素のみを有する焦点検出専用の光電変換装置を含むこととしてもよい。   In the focus detection devices according to the first to ninth embodiments described above, the image sensor 212 is a photoelectric conversion device including the image pickup pixel 310 and the focus detection pixels 315 and 316. However, the focus detection device according to the present invention may include a focus detection-dedicated photoelectric conversion device having only focus detection pixels such as the focus detection pixels 315 and 316.

<その他>
なお、本発明による焦点検出装置が適用される撮像装置としては、上述したようなカメラボディに交換レンズが装着される構成のデジタルカメラに限定されない。例えばレンズ一体型のデジタルカメラあるいはビデオカメラにも本発明を適用することができる。さらには、携帯電話などに内蔵される小型カメラモジュール、監視カメラやロボット用の視覚認識装置、車載カメラなどにも適用することができる。
<Others>
The imaging apparatus to which the focus detection apparatus according to the present invention is applied is not limited to a digital camera having a configuration in which an interchangeable lens is attached to the camera body as described above. For example, the present invention can be applied to a lens-integrated digital camera or video camera. Furthermore, the present invention can be applied to a small camera module built in a mobile phone, a surveillance camera, a visual recognition device for a robot, an in-vehicle camera, and the like.

10 マイクロレンズ、11,15,16 光電変換部、
41,42 上部、43,44 下部、45,46,47,48 エッジ部、
51,55,56 点像分布、65,66,67,68 被写体像、
71,75,76 光束、90 射出瞳、91 光軸、
95,96 測距瞳、97 領域、98 予定焦点面、99 面、
100 撮影画面、101,102 焦点検出エリア、
201 デジタルカメラ、202 交換レンズ、203 カメラボディ、
204 マウント部、206 レンズ制御装置、
208 ズーミングレンズ、209 レンズ、210 フォーカシングレンズ、
211 絞り、212 撮像素子、213 電気接点、
214 ボディ制御装置、
215 液晶表示素子駆動回路、216 液晶表示素子、217 接眼レンズ、
219 メモリカード、221 AD変換装置、
310 撮像画素、315,316 焦点検出画素
10 microlens, 11, 15, 16 photoelectric conversion unit,
41, 42 upper part, 43, 44 lower part, 45, 46, 47, 48 edge part,
51, 55, 56 Point image distribution, 65, 66, 67, 68 Subject image,
71, 75, 76 luminous flux, 90 exit pupil, 91 optical axis,
95,96 Distance pupil, 97 area, 98 planned focal plane, 99 plane,
100 shooting screen, 101, 102 focus detection area,
201 digital camera, 202 interchangeable lens, 203 camera body,
204 mount unit, 206 lens control device,
208 zooming lens, 209 lens, 210 focusing lens,
211 Aperture, 212 Image sensor, 213 Electrical contact,
214 body control device,
215 liquid crystal display element driving circuit, 216 liquid crystal display element, 217 eyepiece,
219 memory card, 221 AD converter,
310 Imaging pixels, 315, 316 Focus detection pixels

Claims (10)

撮影光学系の射出瞳の一対の領域を通過する一対の光束が予定焦点面上に形成する一対の像に対応した一対の像信号を、光電変換により生成する光電変換装置と、
前記一対の像信号の相関度に基づき前記一対の像の相対的な像ズレ量を検出する像ズレ量検出手段と、
前記相対的な像ズレ量と所定のオフセット量とに基づいて、補正像ズレ量を算出する像ズレ量補正手段と、
前記補正像ズレ量に所定の変換係数を乗ずることによりデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出手段と、
前記撮影光学系の収差に起因した、前記撮影光学系の射出瞳の一対の領域を通過する一対の光束による一対の像の形状の相違に応じて定まる前記所定のオフセット量を取得するオフセット量取得手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
A photoelectric conversion device that generates, by photoelectric conversion, a pair of image signals corresponding to a pair of images formed on a planned focal plane by a pair of light beams that pass through a pair of regions of the exit pupil of the imaging optical system;
An image shift amount detection means for detecting a relative image shift amount of the pair of images based on a correlation between the pair of image signals;
An image shift amount correction means for calculating a corrected image shift amount based on the relative image shift amount and a predetermined offset amount;
Defocus amount calculation means for calculating a defocus amount by multiplying the correction image shift amount by a predetermined conversion coefficient;
Offset amount acquisition for acquiring the predetermined offset amount determined according to a difference in shape of a pair of images caused by a pair of light beams passing through a pair of exit pupil areas of the imaging optical system due to aberrations of the imaging optical system A focus detection device.
請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記オフセット量取得手段によって取得される前記所定のオフセット量は、前記形状の相違を有する前記一対の像が予め定められた最適な像であるときの該一対の像に対応する一対の像信号の相関度に基づき、前記形状の相違に応じて定まる該一対の像の相対的な像ズレ量であることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 1,
The predetermined offset amount acquired by the offset amount acquisition means is a value of a pair of image signals corresponding to the pair of images when the pair of images having the difference in shape is a predetermined optimal image. A focus detection apparatus characterized by a relative image shift amount of the pair of images determined according to the difference in shape based on the degree of correlation.
請求項2に記載の焦点検出装置において、
前記オフセット量取得手段は、
前記形状の相違を有する前記一対の像が前記予め定められた最適な像であるときに、該一対の像に対応する一対の像信号を取得する像信号取得手段と、
前記像信号取得手段によって取得された前記一対の像信号の相関度に基づき、前記形状の相違に応じて定まる該一対の像の相対的な像ズレ量を、前記所定のオフセット量として算出するオフセット量算出手段とを有することを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 2,
The offset amount acquisition means includes
Image signal acquisition means for acquiring a pair of image signals corresponding to the pair of images when the pair of images having the shape difference is the predetermined optimum image;
An offset for calculating, as the predetermined offset amount, a relative image shift amount of the pair of images determined according to the difference in shape based on the correlation between the pair of image signals acquired by the image signal acquisition unit. A focus detection apparatus comprising: a quantity calculation unit;
請求項2または3に記載の焦点検出装置において、
前記予め定められた最適な像は、前記撮影光学系の光学設計情報に応じて予め定められ、
前記オフセット量取得手段は、前記撮影光学系の前記光学設計情報に対応づけられた前記相対的な像ズレ量を、前記所定のオフセット量として取得することを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 2 or 3,
The predetermined optimum image is predetermined according to optical design information of the photographing optical system,
The focus detection apparatus characterized in that the offset amount acquisition means acquires the relative image shift amount associated with the optical design information of the photographing optical system as the predetermined offset amount.
請求項2乃至4のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記予め定められた最適な像は、前記形状の相違を有する前記一対の像の、前記撮影光学系の光軸に対する形成位置および形成方向に応じて予め定められ、
前記オフセット量取得手段は、前記形成位置および前記形成方向に対応づけられた前記相対的な像ズレ量を、前記所定のオフセット量として取得することを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to any one of claims 2 to 4,
The predetermined optimal image is predetermined according to a formation position and a formation direction of the pair of images having the shape difference with respect to the optical axis of the photographing optical system,
The focus detection apparatus, wherein the offset amount acquisition unit acquires the relative image shift amount associated with the formation position and the formation direction as the predetermined offset amount.
請求項2乃至5のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記予め定められた最適な像は、前記形状の相違を有する前記一対の像を形成する前記一対の光束を前記光電変換装置に受光させる焦点検出光学系の光学設計情報に応じて予め定められ、
前記オフセット量取得手段は、前記焦点検出光学系の前記光学設計情報に対応する前記相対的な像ズレ量を、前記所定のオフセット量として取得することを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to any one of claims 2 to 5,
The predetermined optimal image is predetermined according to optical design information of a focus detection optical system that causes the photoelectric conversion device to receive the pair of light beams forming the pair of images having the difference in shape,
The focus detection apparatus, wherein the offset amount acquisition unit acquires the relative image shift amount corresponding to the optical design information of the focus detection optical system as the predetermined offset amount.
請求項2乃至6のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記形状の相違を有する前記一対の像に対応する前記一対の像信号の前記相関度は、該一対の像信号の相関演算処理の種類に応じて変化し、
前記オフセット量取得手段は、前記相関演算処理の前記種類に対応する前記相関度に基づく前記相対的な像ズレ量を、前記所定のオフセット量として取得することを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to any one of claims 2 to 6,
The degree of correlation of the pair of image signals corresponding to the pair of images having the difference in shape changes according to the type of correlation calculation processing of the pair of image signals,
The focus detection apparatus, wherein the offset amount acquisition unit acquires the relative image shift amount based on the correlation corresponding to the type of the correlation calculation processing as the predetermined offset amount.
請求項2乃至7のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記予め定められた最適な像は、前記撮影光学系の光軸上における前記形状の相違を有する前記一対の像の像位置の変化に対して、該一対の像の解像度が最大になるときの前記像位置、該一対の像の大きさが最小になるときの前記像位置、および該一対の像信号に含まれる所定空間周波数のMTFが最大になるときの前記像位置のうちのいずれか1つであることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to any one of claims 2 to 7,
The predetermined optimal image is obtained when the resolution of the pair of images is maximized with respect to a change in the image position of the pair of images having the difference in shape on the optical axis of the photographing optical system. Any one of the image position, the image position when the size of the pair of images is minimized, and the image position when the MTF of a predetermined spatial frequency included in the pair of image signals is maximized. A focus detection device characterized by that.
請求項2乃至8のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記撮影光学系の光学設計情報を取得する光学設計情報取得手段をさらに備え、
前記予め定められた最適な像は、前記撮影光学系の光学設計情報に応じて予め定められ、
前記オフセット量取得手段は、前記光学設計情報取得手段によって取得された前記撮影光学系の前記光学設計情報に基づき、前記所定のオフセット量を取得することを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to any one of claims 2 to 8,
Further comprising optical design information acquisition means for acquiring optical design information of the photographing optical system;
The predetermined optimum image is predetermined according to optical design information of the photographing optical system,
The focus detection apparatus, wherein the offset amount acquisition unit acquires the predetermined offset amount based on the optical design information of the photographing optical system acquired by the optical design information acquisition unit.
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の焦点検出装置において、
前記所定のオフセット量が決定される際の前記形状の相違を有する前記一対の像は、一対の点像であることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The focus detection apparatus characterized in that the pair of images having the difference in shape when the predetermined offset amount is determined are a pair of point images.
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