JP2015222411A - 撮像装置およびその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差の少なくとも1つによって生じる、自動焦点検出の結果と、撮影画像のピント状態との差とを補正するための補正値を算出する(S20〜S22)。そして、補正値によって補正された自動焦点検出の結果に基づいて、撮影光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御する(S24)。
【選択図】図1A
Description
(撮像装置の構成の説明−レンズユニット)
図2は、実施形態に係る撮像装置の一例としてデジタルカメラの機能構成例を示すブロック図である。本実施形態のデジタルカメラはレンズ交換式一眼レフカメラであり、レンズユニット100とカメラ本体120とを有する。レンズユニット100は図中央の点線で示されるマウントMを介して、カメラ本体120に装着される。
カメラ本体120は、光学系(光学ローパスフィルタ121および撮像素子122)と、駆動/制御系とを有する。レンズユニット100の第1レンズ群101、絞り102、第2レンズ群103、フォーカスレンズ104と、カメラ本体120の光学ローパスフィルタ121は撮影光学系を構成する。
光学ローパスフィルタ121は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子122はCMOSイメージセンサと周辺回路で構成され、横方向m画素、縦方向n画素(n,mは2以上の整数)が配置される。本実施形態の撮像素子122は、瞳分割機能を有し、画像データを用いた位相差AFが可能である。画像処理回路124は、撮像素子122が出力する画像データから、位相差AF用のデータと、表示、記録、およびコントラストAF(TVAF)用の画像データを生成する。
このように、本実施形態のデジタルカメラは位相差AFとTVAFの両方を実行可能であり、状況に応じて選択的に使用したり、組み合わせて使用したりすることができる。
以下、位相差AF部129およびTVAF部130の動作についてさらに説明する。
最初に、位相差AF部129の動作について説明する。
図3(a)は本実施形態における撮像素子122の画素配列を示した図で、2次元C−MOSエリアセンサの縦(Y方向)6行と横(X方向)8列の範囲を、レンズユニット100側から観察した状態を示している。撮像素子122にはベイヤー配列のカラーフィルタが設けられ、奇数行の画素には、左から順に緑(G)と赤(R)のカラーフィルタが交互に、偶数行の画素には、左から順に青(B)と緑(G)のカラーフィルタが交互に配置されている。画素211において、円211iはオンチップマイクロレンズを表し、オンチップマイクロレンズの内側に配置された複数の矩形211a,211bはそれぞれ光電変換部である。
第2の読み出しモードは間引き読み出しモードと称するもので、動画記録、もしくはプレビュー画像の表示のみを行なうためのモードである。この場合に必要な画素数は全画素よりも少ないため、画素群はX方向及びY方向ともに所定比率に間引いた画素のみ読み出す。また、高速に読み出す必要がある場合にも、同様に間引き読み出しモードを用いる。X方向に間引く際には、信号の加算を行いS/Nの改善を図り、Y方向に対する間引きは、間引かれる行の信号出力を無視する。位相差AFおよびコントラストAFも、通常、第2の読み出しモードで読み出された信号に基づいて行われる。
なお、ここでは一例として水平方向に射出瞳を2分割する構成を説明したが、撮像素子一部の画素については垂直方向に射出瞳を2分割する構成としてもよい。また、水平および垂直の両方向に射出瞳を分割する構成としてもよい。垂直方向に射出瞳を分割する画素を設けることにより、水平だけでなく垂直方向の被写体のコントラストに対応した位相差AFが可能となる。
次に、図5を用いて、コントラストAF(TVAF)について説明する。コントラストAFは、カメラMPU125とTVAF部130が連携してフォーカスレンズの駆動と評価値の算出を繰り返し行うことで実現される。
図6は、撮影範囲内における焦点検出領域の例を示す図である。上述の通り、位相差AFおよびコントラストAFのいずれも、焦点検出領域に含まれる画素から得られた信号に基づいて行われる。図6において、点線で示す長方形は撮像素子122の画素が形成された撮影範囲217を示す。撮影範囲217には位相差AF用の焦点検出領域218ah、218bh、218chが設定されている。本実施形態では、位相差AF用の焦点検出領域218ah、218bh、218chを撮影範囲217の中央部と左右2箇所の計3箇所に設定している。また、TVAF用の焦点検出領域219a、219b、219cが、位相差AF用の焦点検出領域218ah、218bh、218chの1つを包含する形で設定されている。なお、図6は焦点検出領域の設定例であり、数、位置および大きさは図示したものに限定されない。
次に、図1Aおよび1Bを参照して、本実施形態のデジタルカメラにおける自動焦点検出(AF)動作について説明する。
AF処理の概要を説明した後、詳細な説明を行う。本実施形態でカメラMPU125はまず、焦点検出領域218ah、218bh、218chのそれぞれについて、位相差AFを適用して焦点ずれ量(デフォーカス量)と、デフォーカス量の信頼性とを求める。焦点検出領域218ah、218bh、218chの全てで所定の信頼性を有するデフォーカス量が得られていれば、カメラMPU125はデフォーカス量に基づいて最至近の被写体の合焦位置にフォーカスレンズ104を移動させる。
S1でカメラMPU125は焦点検出領域を設定する。ここでは、位相差AF用、コントラストAF用とも、図5に示したような3か所の焦点検出領域が設定されるものとする。
S3で、カメラMPU125は、撮像素子122を露光して画像信号を読み出し、画像処理回路124に位相差AF用の焦点検出領域218ah、218bh、218ch内の画像データに基づく位相差AF用の像信号を生成させる。また、画像処理回路124が生成したRAW画像データをTVAF部130に供給させ、TVAF部130でTVAF用の焦点検出領域219a、219b、219c内の画素データに基づく評価値を算出させる。なお、位相差AF用の像信号を生成する前に、画像処理回路124において撮影レンズのレンズ枠などによる光束のケラレによる射出瞳の非対称性を補正する処理(特開2010−117679号公報参照)を適用してもよい。TVAF部130が算出した焦点評価値は、カメラMPU125内のRAM125bに記憶される。
DEF_A=DEF_B+BP1+BP2+BP3 (1)
まず、撮影画像の鑑賞時の評価が縦横両方向のコントラスト情報を用いられるのに対し、焦点検出は1方向のコントラスト情報を用いることに起因する誤差を、縦横BP補正値(BP1)として算出する。
さらに、1方向のコントラスト情報で、緑もしくは輝度信号などのある特定の色に関して、撮影画像の鑑賞時と焦点検出時の評価帯域の差により発生する合焦位置の差を空間周波数BP補正値(BP3)として算出する。
このように、3種類の誤差を切り分けて算出することにより、演算量の低減、レンズもしくはカメラに記憶するデータ容量の低減を図っている。
なお、S9でフォーカスレンズを駆動する所定量は、撮影光学系のF値やレンズ駆動量に対する撮像面上でのピント移動量の敏感度を鑑みて定めればよい。
S9もしくはS10にてレンズ駆動を行った後、カメラMPU125は処理をS11に進め、至近判定フラグを0に設定して、図1AのS3に処理を戻す。
次に、図7から図8(b)を用いて、図1のS20で行う縦横BP補正値(BP1)の算出方法について説明する。図7は、縦横BP補正値(BP1)の算出処理の詳細を示すフローチャートである。
S100で、カメラMPU125は縦横BP補正情報を取得する。縦横BP補正情報は、水平方向(第1の方向)の合焦位置に対する垂直方向(第2の方向)の合焦位置の差分情報である。本実施形態において縦横BP補正情報はレンズユニット100のレンズメモリ118に予め記憶されており、カメラMPU125は、レンズMPU117に要求して取得するものとする。しかし、カメラRAM125bの不揮発性領域に、レンズユニットの識別情報と対応付けて記憶されていてもよい。
S101でカメラMPU125は、補正対象となっている焦点検出領域において、水平方向、垂直方向のいずれの方向に対しても信頼性のある焦点検出結果が得られているかを判定する。焦点検出結果の信頼性の判定の方法については、位相差AFについてもコントラストAFについても上述した通りである。本実施形態の位相差AFは水平方向の焦点検出しか行っていないため、水平方向、垂直方向の両方向に信頼性のある焦点検出結果が得られるのはコントラストAFである。そのため、縦横BP補正値に関する以後の説明は、コントラストAFを想定した説明を行うが、位相差AFの焦点検出を水平、垂直の両方向で行う場合も、同様の処理を行えばよい。S101で、水平方向、垂直方向のいずれの焦点検出結果も信頼性があると判定された場合、カメラMPU125は、処理をS102に進める。
BP1=BP1_B×E_vp/(E_vp+E_hp)×(+1) (2)
BP1=BP1_B×E_hp/(E_vp+E_hp)×(−1) (3)
(垂直方向にのみコントラスト情報をもつ被写体の焦点検出位置)−(水平方向にのみコントラスト情報を持つ被写体の焦点検出位置)
である。そのため、水平方向の焦点検出結果を補正する補正値BP1と垂直方向の焦点検出結果を補正する補正値BP1の符号は反対となる。S106の処理を終えるとカメラMPU125は、縦横BP補正値算出処理を終了する。
次に、図9(a)および図9を用いて、図1のS21で行う色BP補正値(BP2)の算出方法について説明する。図9(a)は、色BP補正値(BP2)の算出処理の詳細を示すフローチャートである。
S200で、カメラMPU125は色BP補正情報を取得する。色BP補正情報は、緑(G)の信号を用いて検出される合焦位置に対する他の色(赤(R)、青(B))の信号を用いて検出される合焦位置の差分情報である。本実施形態において色BP補正情報はレンズユニット100のレンズメモリ118に予め記憶されており、カメラMPU125は、レンズMPU117に要求して取得するものとするが、カメラRAM125bの不揮発性領域に記憶されていてもよい。
S201でカメラMPU125は、色BP補正値を算出する。S200で、図9(b)の1要素としてBP_R、図9(c)の1要素としてBP_Bを取得している場合、カメラMPU125は、色BP補正値BP2を以下の式(4)に従って算出する。
BP2=K_R×BP_R+K_B×BP_B (4)
次に、図10(a)から図10(c)を用いて、図1のS22で行う空間周波数BP補正値(BP3)の算出方法について説明する。図10(a)は、空間周波数BP補正値(BP3)の算出処理の詳細を示すフローチャートである。
S300で、カメラMPU125は空間周波数BP補正情報を取得する。空間周波数BP補正情報は、被写体の空間周波数ごとの撮影光学系の結像位置に関する情報である。本実施形態において空間周波数BP補正情報はレンズユニット100のレンズメモリ118に予め記憶されており、カメラMPU125は、レンズMPU117に要求して取得するものとするが、カメラRAM125bの不揮発性領域に記憶されていてもよい。
S301でカメラMPU125は、補正対象となっている焦点検出領域において、コントラストAFや位相差AFを行う際に用いられる信号の帯域を算出する。本実施形態でカメラMPU125は、被写体、撮影光学系、撮像素子のサンプリング周波数、評価に用いるデジタルフィルタの影響を鑑みて、AF評価帯域を算出する。AF評価帯域の算出方法は、後述する。
図11(a)は、被写体の空間周波数特性(I)を示している。横軸上のF1、F2,F3、F4は、図10(b)のMTF曲線(MTF1〜MTF4)と対応した空間周波数である。また、Nqは、撮像素子122の画素ピッチによりきまるナイキスト周波数を示している。F1からF4とNqについては、以後説明する図11(b)から図11(f)にも同様に示している。本実施形態では、被写体の空間周波数特性(I)は、事前に記憶した代表値を用いる。図11(a)では、被写体の空間周波数特性(I)は連続した曲線で描かれているが、空間周波数F1,F2,F3,F4に対応した離散値I(n)(1≦n≦4)を有する。
図11(c)は、光学ローパスフィルタ121の空間周波数特性(L)である。この情報は、カメラ内のRAM125bに記憶されている。図11(c)では、光学ローパスフィルタ121の空間周波数特性(L)は、連続した曲線で描かれているが、空間周波数F1,F2,F3,F4に対応した離散値L(n)(1≦n≦4)を有する。
図11(e)は、撮影画像を鑑賞する際の空間周波数ごとの感度を示す空間周波数特性(D1)とAF評価信号の処理時に用いるデジタルフィルタの空間周波数特性(D2)を示している。撮影画像を鑑賞する際の空間周波数ごとの感度は、鑑賞者の個人差や、画像サイズや鑑賞距離、明るさなどの鑑賞環境などにより影響を受ける。本実施形態では、代表的な値として、鑑賞時の空間周波数ごとの感度を設定し、記憶している。
図11(e)では、鑑賞時の空間周波数特性(D1)とデジタルフィルタの空間周波数特性(D2)は、曲線で描かれているが、空間周波数F1,F2,F3,F4に対応した離散値D1(n)、D2(n)(1≦n≦4)を有する。
W1(n)=I(n)×O(n)×L(n)×M1(n)×D1(n)(1≦n≦4) (5)
W2(n)=I(n)×O(n)×L(n)×M2(n)×D2(n)(1≦n≦4) (6)
C1(n)=MTF1(n)×W1(1)+MTF2(n)×W1(2)+MTF3(n)×W1(3)+MTF4(n)×W1(4) (7)
C2(n)=MTF1(n)×W2(1)+MTF2(n)×W2(2)+MTF3(n)×W2(3)+MTF4(n)×W2(4) (8)
BP3=P_AF−P_img (9)
式(9)により、撮影画像の合焦位置とAFで検出される合焦位置の間で発生しうる誤差を補正するための補正値を補正することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態との主な違いは、空間周波数BP補正値の算出方法が異なる点である。第1の実施形態では、撮影光学系の空間周波数ごとの特性を表す値としてデフォーカスMTF情報を用いた。しかしながら、デフォーカスMTF情報は、データ量が多く、記憶容量、演算負荷が大きくなるため、第2の実施形態では、デフォーカスMTFの極大値情報を用いて空間周波数BP補正値を算出する。これにより、レンズメモリ118もしくはRAM125bの容量を節約し、レンズ−カメラ間の通信容量の低減、カメラMPU125で行う演算負荷の低減などが実現できる。
S300でカメラMPU125は空間周波数BP補正情報を取得する。
S301、S302でカメラMPU125は、第1の実施形態と同様の処理を行う。
P_img=MTF_P(1)×W1(1)+MTF_P(2)×W1(2)+MTF_P(3)×W1(3)+MTF_P(4)×W1(4) (10)
P_AF=MTF_P(1)×W2(1)+MTF_P(2)×W2(2)+MTF_P(3)×W2(3)+MTF_P(4)×W2(4) (11)
BP3=P_AF−P_img (9)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。本実施形態も空間周波数BP補正値の算出方法が上述の実施形態と異なる。本実施形態では、空間周波数BP補正値を算出する必要性がない場合には算出しないことにより、空間周波数BP補正値の精度を低下させずに、レンズ−カメラ間の通信容量の低減やカメラMPU125で行う演算負荷を低減する。
また、同様に、撮影画像が第2の読み出しモードで読み出された信号で生成される場合にも撮影画像の評価帯域とAF評価帯域が等しくなることが想定される。このような状況は、撮影画像の記録画像サイズを小さく設定している場合などに、発生する。
S3001でカメラMPU125は、補正値の算出を行わないため、BP3に0を代入し、空間周波数BP補正値(BP3)の算出処理を終了する。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。第1の実施形態とは、各種BP補正値の算出方法が主に異なる。第1の実施形態では、縦横BP補正値、色BP補正値、空間周波数BP補正値を、各々異なる補正値として算出した。しかしながら、縦横BP補正値や色BP補正値も空間周波数に依存するため、第4の実施形態では、縦横BP補正値および色BP補正値についても空間周波数を考慮して算出する。これにより、レンズメモリ118もしくはRAM125bに必要な容量は増えるが、より高精度に補正値を算出することができる。また、BP補正値の算出における演算の順序や一時記憶する係数の情報などを変更することにより、演算量の低減を図ることができる。
図14において、第1の実施形態における焦点検出処理と同様の処理を行うものについては、図1Aと同じ参照数字を付している。図14では、図1AにおけるS20からS22がS400に、S23の処理がS401に、それぞれ置き換えられている点が異なる。S400でカメラMPU125は、方向(縦横)、色、空間周波数など、各種の誤差要因をまとめて補正するためのBP補正値(BP)を算出する。
DEF_A=DEF_B+BP (12)
S500で、カメラMPU125は、BP補正値の算出に必要なパラメータ(算出条件)を取得する。BP補正値は、第1の実施形態で説明したように、フォーカスレンズ104の位置、ズーム状態を示す第1レンズ群101の位置、焦点検出領域の位置など、撮影光学系の変化や焦点検出光学系の変化に伴い変化する。そのため、カメラMPU125は、S500で例えばフォーカスレンズ104の位置、ズーム状態を示す第1レンズ群101の位置、および、焦点検出領域の位置の情報を取得する。さらに、カメラMPU125はS500において、焦点検出に用いる信号と撮影画像に用いる信号の色や評価方向に関する設定情報を取得する。
K_AF_RH=0
K_AF_GH=1
K_AF_BH=0
K_AF_RV=0
K_AF_GV=0
K_AF_BV=0
のように定めればよい。このような設定情報により、焦点検出用の信号のデフォーカスMTFのピーク情報は、水平方向で緑色の信号の特性と同じであることを示すことができる。
K_IMG_RH=0.15
K_IMG_GH=0.29
K_IMG_BH=0.06
K_IMG_RV=0.15
K_IMG_GV=0.29
K_IMG_BV=0.06
のように定めればよい。これは、RGBの信号をY信号相当に変換するための重み付けを行い、撮影画像はY信号で評価し、水平方向、垂直方向いずれのコントラストも同等に評価することを想定して設定される値である。ただし、設定値や設定値の種類などは、これに限らない。
MTF_P_RH(f,x,y)=(rh(0)×x+rh(1)×y+rh(2))×f2+(rh(3)×x+rh(4)×y+rh(5))×f+(rh(6)×x+rh(7)×y+rh(8)) (13)
具体的には、式(13)のx,yに焦点検出領域の位置情報を代入する。この計算により式(13)は、以下の式(14)のような形式で表される。
MTF_P_RH(f)=Arh×f2+Brh×f+Crh (14)
カメラMPU125は、MTF_P_RV(f)、MTF_P_GH(f)、MTF_P_GV(f)、MTF_P_BH(f)、MTF_P_BV(f)についても同様に計算する。これらは、デフォーカスMTF中間情報に相当する。
MTF_P_AF(f)=
K_AF_RH×MTF_P_RH(f)
+K_AF_RV×MTF_P_RV(f)
+K_AF_GH×MTF_P_GH(f)
+K_AF_GV×MTF_P_GV(f)
+K_AF_BH×MTF_P_BH(f)
+K_AF_BV×MTF_P_BV(f) (15)
MTF_P_IMG(f)=
K_IMG_RH×MTF_P_RH(f)
+K_IMG_RV×MTF_P_RV(f)
+K_IMG_GH×MTF_P_GH(f)
+K_IMG_GV×MTF_P_GV(f)
+K_IMG_BH×MTF_P_BH(f)
+K_IMG_BV×MTF_P_BV(f) (16)
MTF_P_AF(f)=Aaf×f2+Baf×f+Caf (17)
MTF_P_IMG(f)=Aimg×f2+Bimg×f+Cimg (18)
P_AF=MTF_P_AF(1)×W2(1)+MTF_P_AF(2)×W2(2)+MTF_P_AF(3)×W2(3)+MTF_P_AF(4)×W2(4) (20)
BP=P_AF−P_img (21)
一方で、複数の焦点検出領域の位置に対応するBP補正値の算出を行う場合も考えられる。例えば、焦点検出時に、複数の焦点検出領域を用いた焦点検出を行う場合や、デフォーカスマップを作成するために、撮影範囲内の複数のデフォーカス量を取得したい場合などが考えらえる。
S603でカメラMPU125は、式(14)および式(16)を用いて説明したように、6種類のデフォーカスMTFのピーク情報に関して、評価信号の色、コントラスト方向に関する重み付けを行う。ただし、S503と異なり、式(14)への焦点検出領域の位置情報の代入は行わない。従って、MTF_P_RH(f,x,y)、MTF_P_RV(f,x,y)、MTF_P_GH(f,x,y)、MTF_P_GV(f,x,y)、MTF_P_BH(f,x,y)、MTF_P_BV(f,x,y)が得られる。
MTF_P_AF(f,x,y)=
K_AF_RH×MTF_P_RH(f,x,y)
+K_AF_RV×MTF_P_RV(f,x,y)
+K_AF_GH×MTF_P_GH(f,x,y)
+K_AF_GV×MTF_P_GV(f,x,y)
+K_AF_BH×MTF_P_BH(f,x,y)
+K_AF_BV×MTF_P_BV(f,x,y) (22)
MTF_P_IMG(f,x,y)=
K_IMG_RH×MTF_P_RH(f,x,y)
+K_IMG_RV×MTF_P_RV(f,x,y)
+K_IMG_GH×MTF_P_GH(f,x,y)
+K_IMG_GV×MTF_P_GV(f,x,y)
+K_IMG_BH×MTF_P_BH(f,x,y)
+K_IMG_BV×MTF_P_BV(f,x,y) (23)
P_img(x,y)=MTF_P_Img(F1,x,y)×W1(1)
+MTF_P_Img(F2,x,y)×W1(2)
+MTF_P_Img(F3,x,y)×W1(3)
+MTF_P_Img(F4,x,y)×W1(4) (24)
P_AF(x,y)=MTF_P_AF(F1,x,y)×W2(1)
+MTF_P_AF(F2,x,y)×W2(2)
+MTF_P_AF(F3,x,y)×W2(3)
+MTF_P_AF(F4,x,y)×W2(4) (25)
次に、S605でカメラMPU125は、焦点検出領域の位置に変更があるか否かを判定し、変更がない場合には処理を直接S607に進め、変更がある場合にはS606で焦点検出領域の位置情報を取得してから処理をS607に進める。
BP=P_AF(x1,y1)−P_img(x1,y1) (26)
このように構成することにより、複数の焦点検出領域の位置に対応するBP補正値の算出を行う場合に対応した演算量の低減を行うことができる。
以上のように構成することにより、色と縦横BPについても空間周波数を考慮して、BP補正値を算出することができ、より高精度な補正を行うことができる。
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。第4の実施形態とはBP補正値の算出方法が異なる。第4の実施形態では、撮影光学系から取得するBP補正情報の評価帯域の範囲と、AF評価帯域や撮影画像の評価帯域の範囲とが等しいという前提でBP補正値を算出していた。しかしながら、撮像素子の画素ピッチの微細化に伴い、評価帯域の範囲を高周波帯域側に拡張することが考えられる。また、撮影光学系の高精度化に伴いBP補正情報として有する評価帯域の範囲も高周波帯域側に拡張することが考えられる。
図18において、第4の実施形態における焦点検出処理と同様の処理を行うものについては、図15と同じ参照数字を付している。本実施形態では、BP補正値算出の処理(S507)の前に、限界帯域処理(S700)の工程を有する点で異なる。限界帯域処理では、撮像装置の評価帯域の高周波側の限界値(カメラ限界帯域)と、撮影光学系の評価帯域の高周波側の限界値(レンズ限界帯域)との大小関係を判定する。そして、大小関係に応じて、式(15)および(16)であらわされるMTF_P_AF(f)とMTF_P_IMG(f)の離散化処理を切り替える。
S701でカメラMPU125は、限界帯域情報を取得する。ここでカメラMPU125は、カメラ限界帯域情報をROM125aから取得し、レンズ限界帯域情報をレンズメモリ118から取得する。カメラ限界帯域は、主に撮像素子の画素ピッチで定まるナイキスト周波数に基づいて設定される。一方で、レンズ限界帯域には、撮影光学系のMTFの応答が閾値以上となる帯域の限界値や、測定データの信頼性のある帯域の限界値などが設定される。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (20)
- 位相差検出方式およびコントラスト方式の少なくとも一方による自動焦点検出を実行可能な撮像装置であって、
撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差の少なくとも1つによって生じる、前記自動焦点検出の結果と、撮影画像のピント状態との差とを補正するための補正値を算出する算出手段と、
前記補正値によって補正された前記自動焦点検出の結果に基づいて前記撮影光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記算出手段が、前記撮像装置に対して着脱可能に装着されているレンズユニットから前記撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差に関する情報を取得し、前記補正値を算出することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
- 前記撮影光学系を含み、前記撮像装置に対して着脱可能なレンズユニットをさらに有し、前記算出手段が前記レンズユニットに設けられることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
- 前記撮影光学系がズームレンズであり、前記算出手段が、前記撮影光学系の画角とフォーカスレンズ位置との複数の組み合わせに対して予め記憶された前記撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差に関する情報を用いて前記補正値を算出することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記算出手段は、前記非点収差によって生じる、前記自動焦点検出における焦点検出の方向による前記ピント状態の差を補正するための第1の補正値を算出することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記自動焦点検出が直交する2方向で焦点検出を行い、前記算出手段が、焦点検出結果の合計に対する一方の焦点検出結果の割合と前記非点収差に関する情報とを用いて前記第1の補正値を算出することを特徴とする請求項5記載の撮像装置。
- 前記算出手段は、前記色収差によって生じる、前記自動焦点検出に用いる信号の色のバランスと、前記撮影画像に含まれる信号の色のバランスの差による前記ピント状態の差を補正するための第2の補正値を算出することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記算出手段は、前記球面収差によって生じる、前記自動焦点検出に用いる信号の評価周波数と前記撮影画像を鑑賞する際の評価周波数の差による前記ピント状態の差を補正するための第3の補正値を算出することを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記算出手段は、
異なる複数の空間周波数に対応するMTFの極大値に対応する複数のフォーカスレンズ位置を自動焦点検出の評価帯域で重み付け加算したデフォーカスMTFの極大値に対応するフォーカスレンズ位置と、
前記複数のフォーカスレンズ位置を撮影画像を鑑賞する際の評価帯域で重み付け加算したデフォーカスMTFの極大値に対応するフォーカスレンズ位置との差を、前記第3の補正値として算出することを特徴とする請求項8記載の撮像装置。 - 前記算出手段は、
予め記憶された、異なる複数の空間周波数に対応する、デフォーカスMTFが極大値となる複数のフォーカスレンズ位置を、自動焦点検出の評価帯域で重み付け加算したフォーカスレンズ位置と、
前記予め記憶された複数のフォーカスレンズ位置を、撮影画像を鑑賞する際の評価帯域で重み付け加算したフォーカスレンズ位置との差を、前記第3の補正値として算出することを特徴とする請求項8記載の撮像装置。 - 前記算出手段は、予め定められた、前記補正値を算出しない条件が満たされる場合には、前記補正値の算出を行わないことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記非点収差によって生じる、前記自動焦点検出における焦点検出の方向による前記ピント状態の差を補正するための第1の補正値と、
前記色収差によって生じる、前記自動焦点検出に用いる信号の色のバランスと、前記撮影画像に含まれる信号の色のバランスの差による前記ピント状態の差を補正するための第2の補正値と、
が予め記憶された記憶手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記球面収差によって生じる、前記自動焦点検出に用いる信号の評価周波数と前記撮影画像を鑑賞する際の評価周波数の差による前記ピント状態の差を補正するための第3の補正値を算出し、前記第3の補正値を前記第1の補正値および前記第2の補正値と加算することにより前記補正値を算出することを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記算出手段は、
前記非点収差によって生じる、前記自動焦点検出における焦点検出の方向による前記ピント状態の差を補正するための第1の補正値を、特定の方向に限定して算出し、
次いで、前記色収差によって生じる、前記自動焦点検出に用いる信号の色のバランスと、前記撮影画像に含まれる信号の色のバランスの差による前記ピント状態の差を補正するための第2の補正値を、特定の方向に限定して算出し、
さらに、前記球面収差によって生じる、前記自動焦点検出に用いる信号の評価周波数と前記撮影画像を鑑賞する際の評価周波数の差による前記ピント状態の差を補正するための第3の補正値を、特定の方向および色に関して算出する、
ことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 位相差検出方式およびコントラスト方式の少なくとも一方による自動焦点検出を実行可能な撮像装置の制御方法であって、
算出手段が、撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差の少なくとも1つによって生じる、前記自動焦点検出の結果と、撮影画像のピント状態との差とを補正するための補正値を算出する算出工程と、
制御手段が、前記補正値によって補正された前記自動焦点検出の結果に基づいて前記撮影光学系が有するフォーカスレンズの位置を制御する制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 前記算出手段は、
前記撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差の少なくとも2つに関する情報を、異なる複数の空間周波数に対応するMTFの極大値に対応する複数のフォーカスレンズ位置の情報として有し、
異なる複数の空間周波数に対応するMTFの極大値に対応する複数のフォーカスレンズ位置を自動焦点検出の評価帯域で重み付け加算したデフォーカスMTFの極大値に対応するフォーカスレンズ位置と、前記複数のフォーカスレンズ位置を撮影画像を鑑賞する際の評価帯域で重み付け加算したデフォーカスMTFの極大値に対応するフォーカスレンズ位置との差を、前記補正値として算出することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。 - 前記異なる複数の空間周波数に対応するMTFの極大値に対応する複数のフォーカスレンズ位置の情報は、第1のパラメータと第2のパラメータとを変数とする関数として定義され、
前記撮像装置は、前記異なる複数の空間周波数に対応するMTFの極大値に対応する複数のフォーカスレンズ位置の情報と前記第1のパラメータを用いて、デフォーカスMTF中間情報を記憶する記憶手段をさらに有し、
前記算出手段は、前記デフォーカスMTF中間情報と前記第2のパラメータを用いて、前記補正値を算出することを特徴とする請求項15記載の撮像装置。 - 前記撮影光学系を通過した光束を受光する撮像素子をさらに有し、
前記第1のパラメータは、色収差と、非点収差と、前記自動焦点検出を行う領域の位置とに対応する変数であり、
前記第2のパラメータは、球面収差に対応する変数であることを特徴とする請求項16記載の撮像装置。 - 前記第1のパラメータは、色収差、非点収差、球面収差に対応する変数であり、
前記第2のパラメータは、前記自動焦点検出を行う領域の位置に対応する変数であることを特徴とする請求項16記載の撮像装置。 - 前記第1のパラメータと前記第2のパラメータを、前記自動焦点検出を行う状況に応じて変更することを特徴とする請求項16記載の撮像装置。
- 前記撮影光学系の非点収差、色収差、球面収差の少なくとも1つに対応する第1の帯域情報と、該第1の帯域情報に対応する収差情報とを記憶する第1の記憶手段と、
前記自動焦点検出に用いる信号の評価帯域に対応する第2の帯域情報を有する第2の記憶手段と、
前記第2の帯域のうち、前記第1の帯域に含まれない帯域に対応する収差情報を、前記第1の帯域情報と、該第1の帯域情報に対応する収差情報とを用いて算出する加工手段と、をさらに有することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
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