JP6484004B2 - 撮像装置およびその制御方法、および撮影光学系およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は撮像装置およびその制御方法、および撮影光学系およびその制御方法に関し、特には自動焦点検出技術に関する。

撮像装置の自動焦点検出（ＡＦ）方式として、コントラストＡＦ方式と位相差ＡＦ方式が知られている。コントラストＡＦ方式も位相差ＡＦ方式もビデオカメラやデジタルスチルカメラで多く用いられるＡＦ方式であり、撮像素子が焦点検出用センサとして用いられるものが存在する。これらのＡＦ方式は光学像を利用して焦点検出を行うため、光学像を結像する光学系の収差が焦点検出結果に誤差を与える場合があり、このような誤差を低減するための方法が提案されている。

一方、コンバータレンズ装着時のマスターレンズ光学系の収差は、コンバータレンズの倍率分、拡大されることが知られている。

特許文献１では、焦点検出用補正量をコンバータレンズの撮影倍率の二乗倍に換算すると共に、コンバータレンズの光学系の収差分の焦点検出補正量をさらに加算することで、焦点検出結果を補正する方法が開示されている。

特許第３３４５８９０号公報

しかしながら、マスターレンズの焦点検出誤差をコンバータレンズの倍率の二乗倍する特許文献１の方法では、焦点検出誤差の補正を十分に行えないという問題がある。これは、コンバータレンズの焦点検出誤差が、縦倍率分の倍率の二乗倍で換算されるだけでなく、横倍率によって焦点検出領域による特性や撮像の周波数特性にも変化を与えることによる。

また、焦点検出誤差は、本来、撮影された画像において最も良好なピント状態であると観察者が感じられる収差状態と、焦点検出結果が示す収差状態の差である。しかしながら、特許文献１記載の方法のように焦点検出誤差量を補正量の二乗倍しても、コンバータレンズ装着後の収差状態の差分値を焦点検出誤差量として正しく求めることができない。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、マスターレンズとコンバータレンズを含む光学系の収差による焦点検出誤差を精度良く補正することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた撮影光学系の自動焦点検出を実行可能であって、コンバータレンズを着脱可能な撮像装置であって、前記コンバータレンズが装着されている場合に、前記撮影光学系の収差に関連した情報であって、異なる複数の空間周波数ごとの変調伝達関数のそれぞれ１つずつの前記撮影光学系の結像位置に関する情報を、前記コンバータレンズの撮影倍率に基づいて変換する変換手段と、前記コンバータレンズが装着されていない場合には前記変換手段により変換されていない前記撮影光学系の収差に関連した情報を用いて、前記コンバータレンズが装着されている場合には前記変換手段により変換された収差に関連した情報を用いて、前記自動焦点検出の結果を取得するために用いられる信号の特性と、撮影対象画像の信号の特性との差によるピント状態の差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。

本発明によれば、マスターレンズとコンバータレンズを含む光学系の収差による焦点検出誤差を精度良く補正することができる。

実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャート。 実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャート。 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ブロック図。 実施形態における撮像素子の構成例を示す図。 実施形態における光電変換領域と射出瞳との関係を示す図。 図２のＴＶＡＦ部１３０の構成を示すブロック図。 実施形態における焦点検出領域の例を示す図。 実施形態における縦横ＢＰ補正値（ＢＰ１）算出処理のフローチャート。 実施形態における縦横ＢＰ補正値算出処理を説明するための図。 実施形態における色ＢＰ補正値（ＢＰ２）算出処理を説明するための図。 第１の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）算出処理を説明するための図。 実施形態における各種空間周波数特性を示す図。 第２の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）算出処理を説明するための図。 第３の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）算出処理を説明するためのフローチャート。 第４の実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャート。 第４の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）算出処理を説明するためのフローチャート。 第４の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）算出処理を説明するための図。 第４の実施形態の変形例におけるＢＰ補正値（ＢＰ）算出処理を説明するためのフローチャート。 第５の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）算出処理を説明するためのフローチャート。 第５の実施形態における限界帯域処理を説明するための図。 第６及び第７の実施形態に係るコンバータレンズ装着時の撮像装置の一例としてデジタルカメラのブロック図。 コンバータレンズ装着時の第６の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）算出処理を説明するためのフローチャート。 第６の実施形態におけるコンバータレンズの倍率による収差情報の変換方法を説明するためのフローチャート。 第６の実施形態におけるコンバータレンズの倍率による変換後の収差状態を説明するための図。 第６の実施形態におけるコンバータレンズの収差情報を説明するための図。 第７の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）算出処理を説明するためのフローチャート。 第７の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）算出処理を説明するための図。 第７の実施形態におけるコンバータレンズの倍率による収差情報の変換方法を説明するためのフローチャート。 第７の実施形態におけるコンバータレンズの倍率による変換後の収差状態を説明するための図。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、実施形態は発明の理解と説明を容易にするため、具体的かつ特定の構成を有するが、本発明はそのような特定の構成に限定されない。例えば、以下では本発明をレンズ交換可能な一眼レフタイプのデジタルカメラに適用した実施形態について説明するが、本発明はレンズ交換できないタイプのデジタルカメラや、ビデオカメラに対しても適用可能である。また、カメラを備えた任意の電子機器、例えば携帯電話機、パーソナルコンピュータ（ラップトップ、タブレット、デスクトップ型など）、ゲーム機などで実施することもできる。

●（第１の実施形態）

（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。

レンズユニット１００は、光学系（第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３、フォーカスレンズ群（以下、単に「フォーカスレンズ」という。）１０４）及び、駆動／制御系を有する。このようにレンズユニット１００は、フォーカスレンズ１０４を含み、被写体の光学像を形成する撮影レンズである。

第１レンズ群１０１はレンズユニット１００の先端に配置され、光軸方向ＯＡに移動可能に保持される。絞り１０２は、撮影時の光量を調節する機能のほか、静止画撮影時には露出時間を制御するメカニカルシャッタとしても機能する。絞り１０２及び第２レンズ群１０３は一体で光軸方向ＯＡに移動可能であり、第１レンズ群１０１と連動して移動することによりズーム機能を実現する。フォーカスレンズ１０４も光軸方向ＯＡに移動可能であり、位置に応じてレンズユニット１００が合焦する被写体距離（合焦距離）が変化する。フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置を制御することにより、レンズユニット１００の合焦距離を調節する焦点調節を行う。

駆動／制御系は、ズームアクチュエータ１１１、絞りアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１７、レンズメモリ１１８を有する。

ズーム駆動回路１１４は、ズームアクチュエータ１１１を用いて第１レンズ群１０１や第３レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の画角を制御する。絞り駆動回路１１５は、絞りアクチュエータ１１２を用いて絞り１０２を駆動し、絞り１０２の開口径や開閉動作を制御する。フォーカス駆動回路１１６はフォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに駆動し、レンズユニット１００の光学系の合焦距離を制御する。また、フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を用いてフォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する。

レンズＭＰＵ（プロセッサ）１１７は、レンズユニット１００に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。また、レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを通じてカメラＭＰＵ１２５と接続され、コマンドやデータを通信する。例えばレンズＭＰＵ１１７はフォーカスレンズ１０４の位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報を通知する。このレンズ位置情報は、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡにおける位置、光学系が移動していない状態の射出瞳の光軸方向ＯＡにおける位置および直径、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸方向ＯＡにおける位置および直径などの情報を含む。またレンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求に応じて、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６を制御する。レンズメモリ１１８には自動焦点検出に必要な光学情報が予め記憶されている。カメラＭＰＵ１２５は例えば内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されているプログラムを実行することで、レンズユニット１００の動作を制御する。

（撮像装置の構成の説明−カメラ本体）
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）に配置された複数の画素を含む。本実施形態の撮像素子１２２は、瞳分割機能を有しており、画像データを用いて位相差ＡＦを行うことが可能である。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。

駆動／制御系は、センサ駆動回路１２３、画像処理回路１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部１２９、ＴＶＡＦ部１３０を有する。

センサ駆動回路１２３は、撮像素子１２２の動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換して画像処理回路１２４及びカメラＭＰＵ１２５に送信する。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２が取得した画像データに対し、例えばγ変換、ホワイトバランス調整処理、色補間処理、圧縮符号化処理など、デジタルカメラで行われる一般的な画像処理を行う。

カメラＭＰＵ（プロセッサ）１２５は、カメラ本体１２０に係る全ての演算、制御を行い、センサ駆動回路１２３、画像処理回路１２４、表示器１２６、操作スイッチ群１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部１２９、ＴＶＡＦ部１３０を制御する。カメラＭＰＵ１２５はマウントＭの信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続され、レンズＭＰＵ１１７とコマンドやデータを通信する。カメラＭＰＵ１２５はレンズＭＰＵ１１７に対し、レンズ位置の取得要求や、所定の駆動量での絞り、フォーカスレンズ、ズーム駆動要求や、レンズユニット１００に固有の光学情報の取得要求などを発行する。カメラＭＰＵ１２５には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、諸パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。

表示器１２６はＬＣＤなどから構成され、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作スイッチ群１２７は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。本実施形態の記録手段としてのメモリ１２８は、着脱可能なフラッシュメモリで、撮影済み画像を記録する。

位相差ＡＦ部１２９は、画像処理回路１２４により得られる焦点検出用データを用いて位相差検出方式で焦点検出処理を行う。より具体的には、画像処理回路１２４が、撮影光学系の一対の瞳領域を通過する光束で形成される一対の像データを焦点検出用データとして生成し、位相差ＡＦ部１２９はこの一対の像データのずれ量に基づいて焦点ずれ量を検出する。このように、本実施形態の位相差ＡＦ部１２９は、専用のＡＦセンサを用いず、撮像素子１２２の出力に基づく位相差ＡＦ（撮像面位相差ＡＦ）を行う。位相差ＡＦ部１２９の動作については後で詳細に説明する。

ＴＶＡＦ部１３０は、画像処理回路１２４が生成するＴＶＡＦ用評価値（画像データのコントラスト情報）に基づいてコントラスト方式の焦点検出処理を行う。コントラスト方式の焦点検出処理では、フォーカスレンズ１０４を移動して評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を合焦位置として検出する。

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。

（焦点検出動作の説明：位相差ＡＦ）
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ＣＭＯＳ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。

本実施形態の撮像素子１２２は、すべての画素の光電変換部がＸ方向に２分割され、個々の光電変換部の光電変換信号と、光電変換信号の和が独立して読み出し可能である。また、光電変換信号の和から一方の光電変換部の光電変換信号を減じることで、他方の光電変換部の光電変換信号に相当する信号を得ることができる。個々の光電変換部における光電変換信号は位相差ＡＦ用のデータとして用いたり、３Ｄ(3-Dimensional)画像を構成する視差画像の生成に用いたりすることもできる。また、光電変換信号の和は、通常の撮影画像データとして用いることができる。

ここで、位相差ＡＦを行う場合の画素信号について説明する。後述するように、本実施形態においては、図３（ａ）のマイクロレンズ２１１ｉと、分割された光電変換部２１１ａ，２１１ｂで撮影光学系の射出光束を瞳分割する。そして、同一画素行に配置された所定範囲内の複数の画素２１１について、光電変換部２１１ａの出力をつなぎ合わせて編成したものをＡＦ用Ａ像、光電変換部２１１ｂの出力をつなぎ合わせて編成したものをＡＦ用Ｂ像とする。光電変換部２１１ａ、２１１ｂの出力は、カラーフィルタの単位配列に含まれる緑、赤、青、緑の出力を加算して算出した疑似的な輝度（Ｙ）信号を用いる。但し、赤、青、緑の色ごとに、ＡＦ用Ａ像、Ｂ像を編成してもよい。このように生成したＡＦ用Ａ像とＢ像の相対的な像ずれ量を相関演算により検出することで、所定領域の焦点ずれ量（デフォーカス量）を検出することができる。本実施形態では、一方の光電変換部の出力と全光電変換部の出力の和を撮像素子１２２から読み出すものとする。例えば光電変換部２１１ａの出力と、光電変換部２１１ａ，２１１ｂの出力の和とが読み出される場合、光電変換部２１１ｂの出力は和から光電変換部２１１ａの出力を減じることで取得する。これにより、ＡＦ用Ａ像とＢ像の両方を得ることができ、位相差ＡＦが実現できる。このような撮像素子は、特開２００４−１３４８６７号公報に開示されるように公知であるため、これ以上の詳細に関する説明は省略する。

図３（ｂ）は本実施形態の撮像素子１２２の読み出し回路の構成例を示した図である。１５１は水平走査回路、１５３は垂直走査回路である。そして各画素の境界部には、水平走査ライン１５２ａ及び１５２ｂと、垂直走査ライン１５４ａ及び１５４ｂが配線され、各光電変換部はこれらの走査ラインを介して信号が外部に読み出される。

なお、本実施形態の撮像素子は上述の画素内の読み出し方法に加え、以下の２種類の読み出しモードを有する。第１の読み出しモードは全画素読み出しモードと称するもので、高精細静止画を撮像するためのモードである。この場合は、全画素の信号が読み出される。

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、信号の加算を行って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。

図４は、本実施形態の撮像装置において、撮影光学系の射出瞳面と、像高ゼロすなわち像面中央近傍に配置された撮像素子の光電変換部の共役関係を説明する図である。撮像素子内の光電変換部と撮影光学系の射出瞳面は、オンチップマイクロレンズによって共役関係となるように設計される。そして撮影光学系の射出瞳は、一般的に光量調節用の虹彩絞りが置かれる面とほぼ一致する。一方、本実施形態の撮影光学系は変倍機能を有したズームレンズであるが、光学タイプによっては変倍操作を行うと、射出瞳の像面からの距離や大きさが変化する。図４では、レンズユニット１００の焦点距離が広角端と望遠端の中央にある状態を示している。この状態における射出瞳距離Ｚｅｐを標準値として、オンチップマイクロレンズの形状や、像高（Ｘ，Ｙ座標）に応じた偏心パラメータの最適設計がなされる。

図４（ａ）において、１０１は第１レンズ群、１０１ｂは第１レンズ群を保持する鏡筒部材、１０４はフォーカスレンズ、１０４ｂはフォーカスレンズ１０４を保持する鏡筒部材である。１０２は絞りで、１０２ａは絞り開放時の開口径を規定する開口板、１０２ｂは絞り込み時の開口径を調節するための絞り羽根である。なお、撮影光学系を通過する光束の制限部材として作用する１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、及び１０４ｂは、像面から観察した場合の光学的な虚像を示している。また、絞り１０２の近傍における合成開口をレンズの射出瞳と定義し、前述したように像面からの距離をＺｅｐとしている。

画素２１１は像面中央近傍に配置されており、本実施形態では、中央画素と呼ぶ。中央画素２１１は、最下層より、光電変換部２１１ａ，２１１ｂ、配線層２１１ｅ〜２１１ｇ、カラーフィルタ２１１ｈ、及びオンチップマイクロレンズ２１１ｉの各部材で構成される。そして２つの光電変換部はオンチップマイクロレンズ２１１ｉによって撮影光学系の射出瞳面に投影される。換言すれば、撮影光学系の射出瞳が、オンチップマイクロレンズ２１１ｉを介して、光電変換部の表面に投影される。

図４（ｂ）は、撮影光学系の射出瞳面上における、光電変換部の投影像を示したもので、光電変換部２１１ａ及び２１１ｂに対する投影像は各々ＥＰ１ａ及びＥＰ１ｂとなる。また本実施形態では、撮像素子１２２は、２つの光電変換部２１１ａと２１１ｂのいずれか一方の出力と、両方の和の出力を得ることができる画素を有している。両方の和の出力は、撮影光学系のほぼ全瞳領域である投影像ＥＰ１ａ、ＥＰ１ｂの両方の領域を通過した光束を光電変換したものである。

図４（ａ）で、撮影光学系を通過する光束の最外部をＬで示すと、光束Ｌは、絞りの開口板１０２ａで規制されており、投影像ＥＰ１ａ及びＥＰ１ｂは撮影光学系でケラレがほぼ発生していない。図４（ｂ）では、図４（ａ）の光束Ｌを、ＴＬで示している。ＴＬで示す円の内部に、光電変換部の投影像ＥＰ１ａ、ＥＰ１ｂの大部分が含まれていることからも、ケラレがほぼ発生していないことがわかる。光束Ｌは、絞りの開口板１０２ａでのみ制限されているため、ＴＬは、１０２ａと言い換えることができる。この際、像面中央では各投影像ＥＰ１ａないしＥＰ１ｂのケラレ状態は光軸に対して対称となり、各光電変換部２１１ａ及び２１１ｂが受光する光量は等しい。

位相差ＡＦを行う場合、カメラＭＰＵ１２５は撮像素子１２２から上述した２種類の出力を読み出すようにセンサ駆動回路１２３を制御する。そして、カメラＭＰＵ１２５は画像処理回路１２４に対して焦点検出領域の情報を与え、焦点検出領域内に含まれる画素の出力から、ＡＦ用Ａ像およびＢ像のデータを生成して位相差ＡＦ部１２９に供給するよう命令する。画像処理回路１２４はこの命令に従ってＡＦ用Ａ像およびＢ像のデータを生成して位相差ＡＦ部１２９に出力する。画像処理回路１２４はまた、ＴＶＡＦ部１３０に対してＲＡＷ画像データを供給する。

以上説明した様に、撮像素子１２２は位相差ＡＦおよびコントラストＡＦの両方について、焦点検出装置の一部を構成している。

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１２２の一部の画素を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。

（焦点検出動作の説明：コントラストＡＦ）
次に、図５を用いて、コントラストＡＦ（ＴＶＡＦ）について説明する。図５は、ＴＶＡＦ部１３０の構成を示すブロック図である。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１０４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。

画像処理回路１２４からＲＡＷ画像データがＴＶＡＦ部１３０に入力されると、ＡＦ評価用信号処理回路４０１で、ベイヤー配列信号からの緑（Ｇ）信号の抽出と、低輝度成分を強調して高輝度成分を抑圧するガンマ補正処理が施される。本実施形態では、ＴＶＡＦを緑（Ｇ）信号で行う場合を説明するが、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の全ての信号を用いてもよい。また、ＲＧＢ全色用いて輝度（Ｙ）信号を生成してもよい。ＡＦ評価用信号処理回路４０１で生成される出力信号は、用いられた信号の種類によらず、以後の説明では、輝度信号Ｙと呼ぶ。

なお、カメラＭＰＵ１２５から、領域設定回路４１３に焦点検出領域が設定されているものとする。領域設定回路４１３は、設定された領域内の信号を選択するゲート信号を生成する。ゲート信号は、ラインピーク検出回路４０２、水平積分回路４０３、ライン最小値検出回路４０４、ラインピーク検出回路４０９、垂直積分回路４０６、４１０、垂直ピーク検出回路４０５、４０７、４１１の各回路に入力される。また、各焦点評価値が焦点検出領域内の輝度信号Ｙで生成されるように、輝度信号Ｙが各回路に入力するタイミングが制御される。なお、領域設定回路４１３には、焦点検出領域に合わせて複数の領域が設定可能である。

Ｙピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙはラインピーク検出回路４０２へ入力され、領域設定回路４１３に設定された焦点検出領域内で水平ラインごとのＹラインピーク値が求められる。ラインピーク検出回路４０２の出力は垂直ピーク検出回路４０５において焦点検出領域内で垂直方向にピークホールドされ、Ｙピーク評価値が生成される。Ｙピーク評価値は、高輝度被写体や低照度被写体の判定に有効な指標である。

Ｙ積分評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、水平積分回路４０３へ入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとにＹの積分値が求められる。更に、水平積分回路４０３の出力は垂直積分回路４０６において焦点検出領域内で垂直方向に積分されて、Ｙ積分評価値が生成される。Ｙ積分評価値は、焦点検出領域内全体の明るさを判断する指標として用いることができる。

Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ラインピーク検出回路４０２に入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとのＹラインピーク値が求められる。また、ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ライン最小値検出回路４０４に入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとにＹの最小値が検出される。検出された水平ラインごとのＹのラインピーク値及び最小値は減算器に入力され、（ラインピーク値−最小値）が垂直ピーク検出回路４０７に入力される。垂直ピーク検出回路４０７は焦点検出領域内で垂直方向にピークホールドを行い、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値は、低コントラストおよび高コントラストの判定に有効な指標である。

領域ピーク評価値の算出方法について説明する。ガンマ補正された輝度信号Ｙは、ＢＰＦ４０８に通すことによって特定の周波数成分が抽出され焦点信号が生成される。この焦点信号はラインピーク検出回路４０９へ入力され、焦点検出領域内で水平ラインごとのラインピーク値が求められる。ラインピーク値は、垂直ピーク検出回路４１１によって焦点検出領域内でピークホールドされ、領域ピーク評価値が生成される。領域ピーク評価値は、焦点検出領域内で被写体が移動しても変化が少ないので、合焦状態から再度合焦点を探す処理に移行するかどうかを判定する再起動判定に有効な指標である。

全ライン積分評価値の算出方法について説明する。領域ピーク評価値と同様に、ラインピーク検出回路４０９は、焦点検出領域内で水平ラインごとのラインピーク値を求める。次に、ラインピーク値を垂直積分回路４１０に入力し、焦点検出領域内で垂直方向に全水平走査ライン数について積分して全ライン積分評価値を生成する。高周波全ライン積分評価値は、積分の効果でダイナミックレンジが広く、感度が高いので、主要なＡＦ評価値である。従って、本実施形態では単に焦点評価値と記載した場合は全ライン積分評価値を意味する。

カメラＭＰＵ１２５のＡＦ制御部は上述したそれぞれの焦点評価値を取得し、レンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４を光軸方向に沿って所定方向に所定量移動させる。そして、新たに得られた画像データに基づいて上述した各種の評価値を算出し、全ライン積分評価値が最大値となるフォーカスレンズ位置を検出する。

本実施形態では、図５に示すＴＶＡＦ部１３０に、水平ライン毎および垂直ライン毎に入力することにより、それぞれ各種のＡＦ用評価値を水平ライン方向および垂直ライン方向で算出する。これにより、水平、垂直の直交する２方向の被写体のコントラスト情報に対して焦点検出を行うことができる。

（焦点検出領域の説明）
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。

（焦点検出処理の流れの説明）
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。

一方、所定の信頼性を有するデフォーカス量が得られなかった焦点検出領域が存在する場合、カメラＭＰＵ１２５は、その焦点検出領域を包含するコントラストＡＦ用の焦点検出領域について焦点評価値を取得する。カメラＭＰＵ１２５は、焦点評価値の変化とフォーカスレンズ１０４の位置の関係とに基づいて、位相差ＡＦで得られたデフォーカス量に対応する被写体距離より至近側に被写体が存在するか判定する。そして、より至近側に被写体が存在すると判定された場合、焦点評価値の変化に基づく方向にフォーカスレンズ１０４を駆動する。

なお、以前に焦点評価値が得られていない場合には焦点評価値の変化量を求めることができない。その場合、カメラＭＰＵ１２５は予め決められたデフォーカス量よりも大きく、かつ所定の信頼性を有するデフォーカス量が得られた焦点検出領域が存在する場合にはその中の最至近の被写体に合焦するようにフォーカスレンズ１０４を駆動する。所定の信頼性を有するデフォーカス量が得られていない場合、及び、予め決められたデフォーカス量よりも大きなデフォーカス量が得られていない場合、カメラＭＰＵ１２５はデフォーカス量に関係の無い所定量、フォーカスレンズ１０４を駆動させる。これは、小さいデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０４を駆動した場合、次の焦点検出時に焦点評価値の変化を検出することが難しい可能性が高いからである。

いずれかの方法により焦点検出を終えると、カメラＭＰＵ１２５は各種の補正値を算出し、焦点検出結果を補正する。そして、カメラＭＰＵ１２５は補正後の焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズ１０４を駆動する。

以下、上述したＡＦ処理の詳細を、図１Ａおよび図１Ｂに示すフローチャートを用いて説明する。以下のＡＦ処理動作は、他の主体が明記されている場合を除き、カメラＭＰＵ１２５が主体となって実行される。また、カメラＭＰＵ１２５がレンズＭＰＵ１１７にコマンド等を送信することによってレンズユニット１００の駆動や制御を行う場合、説明を簡潔にするために動作主体をカメラＭＰＵ１２５として記載する場合がある。

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６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。Ｓ２において、カメラＭＰＵ１２５は、ＲＡＭ１２５ｂ内の至近判定フラグを１に設定する。

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焦点評価値を算出させる。また、ここでは、図２３（ａ）に示すように撮像面上の座標が設定されている場合に、各焦点検出領域の重心座標にあたる（ｘ，ｙ）を記憶しておく。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。

Ｓ４において、カメラＭＰＵ１２５は、信頼性のある焦点評価値のピーク（極大値）が検出されたか否かを判定する。信頼性のあるピークが検出された場合、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出処理を終えるために処理をＳ２０に進める。なお、焦点評価値のピークの信頼性の算出方法に制限はないが、例えば、特開２０１０−７８８１０号公報の図１０から図１３で説明されているような方法を用いればよい。具体的には、検出されたピークが山の頂点かどうかを、焦点評価値の最大値と最小値の差、一定値（ＳｌｏｐｅＴｈｒ）以上の傾きで傾斜している部分の長さ、および傾斜している部分の勾配をそれぞれの閾値と比較して判断する。全ての閾値を満たしていればピークは信頼性があると判定することができる。

本実施形態では、位相差ＡＦとコントラストＡＦを併用している。そのため、同一の焦点検出領域や他の焦点検出領域で、より至近側の被写体の存在が確認されている場合には、信頼性のある焦点評価値ピークが検出された際であっても、焦点検出を終えずに処理をＳ５に進めてもよい。ただし、この場合、信頼性のある焦点評価値ピークに対応するフォーカスレンズ１０４の位置を記憶しておき、Ｓ５以降の処理で信頼性のある焦点検出結果が得られなかった場合に、記憶したフォーカスレンズ１０４位置を焦点検出結果とする。

Ｓ５において、位相差ＡＦ部１２９は、焦点検出領域２１８ｃｈ、２１８ａｈ、２１８ｂｈごとに、画像処理回路１２４から供給された一対の像信号のずれ量（位相差）を算出し、位相差を予め記憶されている換算係数を用いてデフォーカス量に変換する。ここでは、算出されたデフォーカス量の信頼性も判定し、所定の信頼性を有すると判定された焦点検出領域のデフォーカス量のみを、以後のＡＦ処理で用いる。レンズ枠などによるケラレの影響により、デフォーカス量が大きくなるにつれて、一対の像信号間で検出される位相差は、より多くの誤差を含むようになる。そのため、得られたデフォーカス量が閾値より大きい場合、一対の像信号の形状の一致度が低い場合、像信号のコントラストが低い場合には、得られたデフォーカス量は所定の信頼性を有さない（信頼性が低い）と判定することができる。以下、得られたデフォーカス量が所定の信頼性を有すると判定された場合に「デフォーカス量が算出できた」と表現する。また、デフォーカス量が何らかの理由で算出できなかった場合や、デフォーカス量の信頼性が低いと判定された場合には「デフォーカス量が算出できない」と表現する。

Ｓ６でカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１で設定した位相差ＡＦ用の焦点検出領域２１８ａｈ、２１８ｂｈ、２１８ｃｈの全てでデフォーカス量が算出できたか否か調べる。全ての焦点検出領域でデフォーカス量が算出できている場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ２０に進め、算出されたデフォーカス量の中で、最も至近側にある被写体を示すデフォーカス量が算出された焦点検出領域に対して、縦横ＢＰ補正値（ＢＰ１）を算出する。ここで、最も至近側の被写体を選択する理由は、一般に、撮影者がピントを合わせたい被写体は至近側に存在することが多いためである。また、縦横ＢＰ補正値（ＢＰ１）は、水平方向の被写体のコントラストに対して焦点検出を行った場合と、垂直方向の被写体のコントラストに対して焦点検出を行った場合の焦点検出結果の差を補正する値である。

一般的な被写体は、水平方向、垂直方向ともにコントラストを有しており、撮影された画像のピント状態の評価も、水平方向、垂直方向の両方向のコントラストを鑑みてなされる。一方で、上述の位相差検出方式のＡＦのように水平方向のみの焦点検出を行う場合、水平方向の焦点検出結果と撮影画像の水平方向、垂直方向の両方向のピント状態には誤差を生じる。この誤差は、撮影光学系の非点収差などにより発生する。縦横ＢＰ補正値（ＢＰ１）は、その誤差を補正するための補正値で、選択された焦点検出領域、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の位置などを考慮して算出される。算出方法の詳細については後述する。

Ｓ２１でカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ２０で補正値算出対象となった焦点検出領域に対して、垂直方向もしくは水平方向のコントラスト情報を用いて、色ＢＰ補正値（ＢＰ２）を算出する。色ＢＰ補正値（ＢＰ２）は、撮影光学系の色収差により発生するもので、焦点検出に用いる信号の色のバランスと撮影画像もしくは現像された画像に用いる信号の色のバランスとの差により生じる。例えば、本実施形態のコントラストＡＦでは、焦点評価値を緑（Ｇ）のカラーフィルタを有する画素（緑画素）出力に基づいて生成するため、主に緑色の波長の合焦位置を検出することになる。しかし、撮影画像は、ＲＧＢ全色を用いて生成されるため、赤（Ｒ）や青（Ｂ）の合焦位置が緑（Ｇ）と異なる場合（軸上色収差が存在する場合）、焦点評価値による焦点検出結果とずれ（誤差）を生じる。その誤差を補正するための補正値が、色ＢＰ補正値（ＢＰ２）である。色ＢＰ補正値（ＢＰ２）の算出方法の詳細は、後述する。

Ｓ２２でカメラＭＰＵ１２５は、補正対象である焦点検出領域に対して、垂直方向もしくは水平方向で緑信号もしくは輝度信号Ｙのコントラスト情報を用いて、ある特定の色の空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）を算出する。空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）は、撮影光学系の主に球面収差により発生するもので、焦点検出に用いる信号の評価周波数（帯域）と撮影画像を鑑賞する際の評価周波数（帯域）の差によって発生する。上述の通り焦点検出時の画像信号は第２のモードで撮像素子から読み出されているため、出力信号が加算や間引きされている。そのため、第１の読み出しモードで読み出された全画素の信号を用いて生成される撮影画像に対して、焦点検出に用いる出力信号は評価帯域が低くなる。その評価帯域の差により発生する焦点検出のずれを補正するのが空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）である。空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）の算出方法の詳細は、後述する。

Ｓ２３でカメラＭＰＵ１２５は、算出された３種の補正値（ＢＰ１、ＢＰ２、ＢＰ３）を用いて以下の式（１）により焦点検出結果ＤＥＦ＿Ｂを補正し、補正後の焦点検出結果ＤＥＦ＿Ａを算出する。なお、焦点検出結果ＤＥＦ＿Ｂは、位相差ＡＦによる焦点検出結果を用いる場合にはデフォーカス量、コントラストＡＦによる焦点検出結果を用いる場合には焦点評価値のピークに対応するフォーカスレンズ位置と、現在のフォーカスレンズ位置との差である。
ＤＥＦ＿Ａ＝ＤＥＦ＿Ｂ＋ＢＰ１＋ＢＰ２＋ＢＰ３ …（１）

本実施形態では、焦点検出結果を補正するための補正値を３段階に分け、縦横（Ｓ２０）、色（Ｓ２１）、空間周波数（Ｓ２２）について計算する。

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。次に、縦横ＢＰの影響を切り離して、１方向のコントラスト情報において、撮影画像に用いられる信号の色と焦点検出時に用いられる信号の色による合焦位置の差を、色ＢＰ補正値（ＢＰ２）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る。

Ｓ２４でカメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７を通じてフォーカスレンズ１０４を、式（１）で算出された補正後の焦点検出結果ＤＥＦ＿Ａに基づいて駆動する。

Ｓ２５でカメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の駆動に用いたデフォーカス量を算出した焦点検出領域を表す表示（ＡＦ枠表示）を、表示器１２６で例えばライブビュー画像に重畳表示させて、ＡＦ処理を終了する。

一方、Ｓ６でデフォーカス量が算出できなかった焦点検出領域が存在した場合、カメラＭＰＵ１２５は処理を図１ＢのＳ７に進める。Ｓ７でカメラＭＰＵ１２５は、至近判定フラグが１であるか否かを判定する。至近判定フラグが１であるのは、ＡＦ動作が始まってからフォーカスレンズ駆動が一度も行われていない場合である。フォーカスレンズ駆動が行われていれば至近判定フラグは０となる。至近判定フラグが１である場合、カメラＭＰＵ１２５は、処理をＳ８に進める。

Ｓ８でカメラＭＰＵ１２５は、全ての焦点検出領域でデフォーカス量を算出できなかった場合、もしくは、算出されたデフォーカス量のうち、最も至近側の被写体の存在を示すデフォーカス量が所定の閾値Ａ以下の場合には、処理をＳ９に進める。Ｓ９でカメラＭＰＵ１２５は、至近側に予め決められた量、フォーカスレンズを駆動する。

ここでＳ８でＹｅｓの場合に、所定量のレンズ駆動を行う理由を説明する。まず、複数の焦点検出領域の中で、デフォーカス量が算出できた領域が無い場合とは、現時点では、ピント合わせを行うべき被写体が見つかっていない場合である。そのため、合焦不能であると判断する前に、全ての焦点検出領域に対して、ピント合わせを行うべき被写体の存在を確認するために、所定量のレンズ駆動を行い、後述する焦点評価値の変化を判定できるようにする。また、算出されたデフォーカス量の中で最も至近側の被写体の存在を示すデフォーカス量が所定の閾値Ａ以下の場合とは、現時点で、ほぼ合焦状態の焦点検出領域が存在している場合である。このような状況では、デフォーカス量が算出できなかった焦点検出領域に、より至近側に、現時点では検出されていない被写体がある可能性を確認するために、所定量のレンズ駆動を行い、後述する焦点評価値の変化を判定できるようにする。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。

一方で、Ｓ８でＮｏの場合、すなわち、算出されたデフォーカス量の中で最も至近側の被写体の存在を示すデフォーカス量が所定の閾値Ａより大きい場合には、Ｓ１０に進む。この場合には、デフォーカス量が算出できた焦点検出領域は存在するものの、その焦点検出領域は合焦状態ではない場合である。そのため、Ｓ１０でカメラＭＰＵ１２５は、算出されたデフォーカス量の中で最も至近側の被写体の存在を示すデフォーカス量に基づき、レンズ駆動を行う。

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。

一方、Ｓ７で、至近判定フラグが１でない（０である）場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１２に進める。Ｓ１２でカメラＭＰＵ１２５は、デフォーカス量が算出できなかった焦点検出領域に対応したＴＶＡＦ用の焦点検出領域の焦点評価値が、レンズ駆動前後で、所定の閾値Ｂ以上変化したか否かを判断する。焦点評価値は増加する場合も減少する場合もあるが、Ｓ１２では焦点評価値の変化量の絶対値が所定の閾値Ｂ以上であるか否かを判断する。

ここで、焦点評価値の変化量の絶対値が所定の閾値Ｂ以上である場合とは、デフォーカス量は算出できないものの、焦点評価値の増減により、被写体のボケ状態の変化を検出できたことを意味している。そのため、本実施形態では、位相差ＡＦによるデフォーカス量が検出できない場合でも、焦点評価値の増減に基づいて被写体の存在を判定し、ＡＦ処理を継続する。これにより、デフォーカス量が大きく、位相差ＡＦでは検出できない被写体に対して、焦点調節を行うことができる。

ここで、判定に用いられる所定の閾値Ｂは、レンズ駆動量に応じて変更する。レンズ駆動量が大きい場合は、小さい場合よりも閾値Ｂに大きい値を設定する。これは、被写体が存在する場合には、レンズ駆動量の増加に応じて、焦点評価値の変化量も増加するためである。これらのレンズ駆動量ごとの閾値Ｂは、ＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶されている。

焦点評価値の変化量の絶対値が閾値Ｂ以上である場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１３に進め、焦点評価値の変化量が閾値Ｂ以上ある焦点検出領域が、無限遠側被写体の存在を示す焦点検出領域のみであるか否かを判定する。焦点検出領域が無限遠側被写体の存在を示す場合とは、レンズ駆動の駆動方向が至近方向で焦点評価値が減少、もしくは、レンズ駆動の駆動方向が無限遠方向で焦点評価値が増加した場合である。

焦点評価値の変化量が閾値Ｂ以上である焦点検出領域が、無限遠側被写体の存在を示す焦点検出領域のみでない場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１４に進め、至近側に所定量のレンズ駆動を行う。これは、焦点評価値の変化量が閾値Ｂ以上ある焦点検出領域の中に、至近側被写体の存在を示す焦点検出領域があるためである。なお、至近側を優先する理由は上述のとおりである。

一方、Ｓ１３において、焦点評価値の変化量が閾値Ｂ以上ある焦点検出領域が、無限遠側被写体の存在を示す焦点検出領域のみである場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１５に進める。Ｓ１５でカメラＭＰＵ１２５は、デフォーカス量が算出できた焦点検出領域が存在するか否かを判定する。デフォーカス量が算出できた焦点検出領域が存在する場合（Ｓ１５でＹｅｓ）には、焦点評価値による無限遠側被写体の存在よりも、位相差ＡＦの結果を優先するため、カメラＭＰＵ１２５は、処理を図１ＡのＳ２０に進める。

デフォーカス量が算出できた焦点検出領域が存在しない場合（Ｓ１５でＮｏ）には、被写体の存在を示す情報が、焦点評価値の変化のみである。そのため、カメラＭＰＵ１２５は、焦点評価値の変化に基づいて、Ｓ１６で無限遠側に所定量のレンズ駆動を行い、処理を図１ＡのＳ３に戻す。

Ｓ１４及びＳ１６で行うレンズ駆動の所定量は、位相差ＡＦで検出可能なデフォーカス量を鑑みて決めればよい。被写体によって検出可能なデフォーカス量は異なるが、焦点検出不可能な状態からのレンズ駆動で、被写体を検出できずに通り過ぎてしまうことがないようなレンズ駆動量を予め設定しておく。

焦点評価値の変化量の絶対値が所定の閾値Ｂ未満である場合（Ｓ１２でＮｏ）、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１７に進め、デフォーカス量が算出できた焦点検出領域の有無を判定する。デフォーカス量が算出できた焦点検出領域が無い場合、カメラＭＰＵ１２５は、処理をＳ１８に進め、予め定められた定点にレンズを駆動した後、さらに処理をＳ１９に進め、表示器１２６に非合焦表示を行ってＡＦ処理を終了する。これは、デフォーカス量が算出できた焦点検出領域が無く、レンズ駆動の前後で焦点評価値の変化がある焦点検出領域も無い場合である。このような場合、被写体の存在を示す情報が全く無いため、カメラＭＰＵ１２５は合焦不能と判定してＡＦ処理を終了する。

一方、Ｓ１７で、デフォーカス量が算出できた焦点検出領域が有る場合、カメラＭＰＵ１２５は処理を図１ＡのＳ２０に進め、検出されたデフォーカス量の補正を行い（Ｓ２０〜Ｓ２３）、Ｓ２４で合焦位置へフォーカスレンズ１０４を駆動する。その後、カメラＭＰＵ１２５はＳ２５で表示器１２６に合焦表示を行い、ＡＦ処理を終了する。

（縦横ＢＰ補正値の算出方法）
次に、図７及び図８を用いて、図１Ａ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、Ｓ１で事前に設定された焦点検出領域に対応する縦横ＢＰ補正情報を取得する。縦横ＢＰ補正情報は、水平方向の合焦位置に対する垂直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、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。

図８（ａ）に、縦横ＢＰ補正情報の例を示す。ここでは、図６の中央の焦点検出領域２１９ａ、２１８ａｈに対応した縦横ＢＰ補正情報の例を示しているが、他の焦点検出領域２１９ｃ、２１８ｃｈおよび２１９ｂ、２１８ｂｈについても縦横ＢＰ補正情報を記憶している。ただし、撮影光学系の光軸を挟んで対称な位置に存在する焦点検出領域の焦点検出補正値は設計上は等しい。本実施形態において、焦点検出領域２１９ｃ、２１８ｃｈと２１９ｂ、２１８ｂｈとはこのような対象関係を満たすため、一方についてのみ縦横ＢＰ補正情報を記憶してもよい。また、焦点検出領域の位置によって補正値が大きく変化しない場合には、共通の値として記憶してもよい。

図８（ａ）に示す例では、撮影光学系のズーム位置（画角）とフォーカスレンズ位置（合焦距離）を８つのゾーンに分割し、ゾーンごとに焦点検出補正値ＢＰ１１１〜ＢＰ１８８を記憶している。分割ゾーン数が多いほど撮影光学系の第１レンズ群１０１の位置およびフォーカスレンズ１０４の位置に応じた高精度な補正値が得られる。また、縦横ＢＰ補正情報は、コントラストＡＦ、位相差ＡＦの両方に用いることができる。

このようにして、Ｓ１００でカメラＭＰＵ１２５は、補正対象となっている焦点検出結果に応じたズーム位置、フォーカスレンズ位置に対応した補正値を取得する。

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。

Ｓ１０２でカメラＭＰＵ１２５は、水平方向の焦点検出結果と垂直方向の焦点検出結果の差が、妥当であるか否かを判定する。これは、遠い距離の被写体と近い距離の被写体を焦点検出領域内に含んだ際に生じる遠近競合の問題に対応するために行う処理である。例えば、遠い被写体が水平方向にコントラストを有し、近い被写体が垂直方向にコントラストを有するような場合、撮影光学系の非点収差などにより発生する誤差よりも絶対値が大きかったり、符号が反対の焦点検出結果の差が生じたりする場合がある。カメラＭＰＵ１２５は、水平方向の焦点検出結果と垂直方向の焦点検出結果の差が予め定めた判定値Ｃより大きい場合には差が妥当でない（遠近競合している）と判定する。そして、より至近側の焦点検出結果を示す方向として水平方向もしくは垂直方向を選択し、処理をＳ１０４に進める。なお、判定値Ｃは、上述の理由から、収差などで発生しうる差を大きく超える値を一意に決めてもよいし、Ｓ１００で得られた補正情報を用いて設定してもよい。

Ｓ１０２で水平方向の焦点検出結果と垂直方向の焦点検出結果の差が妥当であると判定された場合、カメラＭＰＵ１２５は、処理をＳ１０６に進める。

一方で、Ｓ１０１で水平方向、もしくは垂直方向の一方向にのみ信頼性が有る場合や、Ｓ１０２で水平方向もしくは垂直方向の一方向のみが選択された場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１０４に進める。Ｓ１０４でカメラＭＰＵ１２５は焦点検出結果の方向選択を行う。信頼性のある焦点検出結果を算出した方向や、遠近競合判定で、より至近側にある被写体に対応した焦点検出結果を算出した方向を選択する。

次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１０５で、水平方向、垂直方向の重み付けが可能であるか否かを判定する。Ｓ１０５が実行される場合、焦点評価値の信頼性や遠近競合の観点で、水平方向、垂直方向の両方向に対して信頼性のある焦点検出結果が得られていないが、縦横ＢＰ補正値を算出するための判定を改めて行う。この理由を、図８（ｂ）を用いて、詳細に説明する。

図８（ｂ）は、選択された焦点検出領域のフォーカスレンズ１０４の位置と焦点評価値の関係例を示す図である。図中の曲線Ｅ＿ｈ、Ｅ＿ｖは、コントラストＡＦで検出された水平方向の焦点評価値と垂直方向の焦点評価値の変化を示す。また、ＬＰ１、ＬＰ２、ＬＰ３は、それぞれフォーカスレンズ位置を示す。図８（ｂ）では、水平方向の焦点評価値Ｅ＿ｈから信頼性のある焦点検出結果としてＬＰ３が得られ、垂直方向の焦点評価値Ｅ＿ｖから信頼性のある焦点検出結果としてＬＰ１が得られた場合を示している。ＬＰ１とＬＰ３とが大きく異なっているため遠近競合状態であると判定され、より至近側の焦点検出結果である水平方向の焦点検出結果ＬＰ３がＳ１０４で選択される。

このような状況で、Ｓ１０５でカメラＭＰＵ１２５は、選択されている水平方向の焦点検出結果ＬＰ３近傍に、垂直方向の焦点検出結果が存在しないか否かを判定する。図８（ｂ）のような状況ではＬＰ２が存在するため、カメラＭＰＵ１２５は、水平、垂直方向の重み付けが可能であると判定して処理をＳ１０６に進め、焦点検出結果ＬＰ３の補正値を、焦点検出結果ＬＰ２の影響を考慮に入れて算出する。

Ｓ１００において縦横ＢＰ補正情報として図８（ａ）の１要素であるＢＰ１＿Ｂを取得しており、図８（ｂ）におけるＬＰ３における水平方向の焦点評価値がＥ＿ｈｐ、ＬＰ２における垂直方向の焦点評価値がＥ＿ｖｐであるとする。この場合、Ｓ１０６でカメラＭＰＵ１２５は、焦点評価値の合計に対する、補正する方向と直交する方向における焦点評価値の割合に基づき、縦横ＢＰ補正値ＢＰ１を以下の式（２）に従って算出する。
ＢＰ１＝ＢＰ１＿Ｂ×Ｅ＿ｖｐ／（Ｅ＿ｖｐ＋Ｅ＿ｈｐ）×（＋１） …（２）

本実施形態では、水平方向の焦点検出結果に対する補正値を算出するため、式（２）を用いて補正値ＢＰ１を算出するが、垂直方向の焦点検出結果を補正する場合には、以下の式（３）で算出することができる。
ＢＰ１＝ＢＰ１＿Ｂ×Ｅ＿ｈｐ／（Ｅ＿ｖｐ＋Ｅ＿ｈｐ）×（−１） …（３）

Ｓ１０２で水平方向の焦点検出結果と垂直方向の焦点検出結果の差が妥当であると判定された場合、至近側の焦点検出結果が水平方向の検出結果であれば式（２）を、垂直方向の検出結果であれば式（３）を用いて補正値ＢＰ１を算出する。

式（２）、式（３）から自明であるように、焦点評価値が大きいという情報を、被写体に含まれるコントラスト情報が多いと判定して、縦横ＢＰ補正値（ＢＰ１）を算出する。上述の通り、縦横ＢＰ補正情報は、

（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。
一方、選択されている水平方向の焦点検出結果ＬＰ３近傍に、垂直方向の焦点検出結果が存在しないとＳ１０５で判定された場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ１０３に進める。Ｓ１０３でカメラＭＰＵ１２５は、被写体に含まれるコントラスト情報が概ね１方向のみであると判断されるため、ＢＰ１＝０とし、縦横ＢＰ補正値算出処理を終了する。

このように、本実施形態では、異なる方向における被写体のコントラスト情報に応じて補正値を算出するため、被写体のパターンに応じた高精度な補正値算出を行うことができる。なお、図８（ｂ）では、被写体が遠近競合している場合について説明したが、水平方向と垂直方向に１つずつ極大値が検出されており、片方の焦点検出結果に信頼性が無い場合も、同様の考え方で補正値を算出する。

ただし、Ｓ１０６での補正値算出方法はこれに限らない。例えば、本実施形態の位相差ＡＦのように、水平方向のみ焦点検出が行える場合には、被写体の水平方向と垂直方向のコントラストの情報量は同量であると仮定して、補正値を算出してもよい。その場合には、上述の式（２）、式（３）において、Ｅ＿ｈｐ＝Ｅ＿ｖｐ＝１を代入することにより補正値を算出することができる。このような処理を行うことにより、補正精度は落ちるが、補正値演算の負荷を減らすことができる。

上述の説明では、コントラストＡＦの焦点検出結果に対して説明したが、位相差ＡＦの焦点検出結果に対しても同様の処理を行うことが可能である。補正値算出の際の重み付けの係数として、位相差ＡＦの相関演算で算出される相関量の変化量を用いればよい。これは、被写体の明暗差が大きい場合や明暗差のあるエッジの数が多い場合など、被写体のコントラスト情報が多ければ多いほど、相関量の変化量も大きくなることを利用している。同様の関係が得られる評価値であれば、相関量の変化量に限らず、種々の評価値を用いてよい。

このように、縦横ＢＰ補正値を用いて焦点検出結果を補正することにより、被写体の方向ごとのコントラスト情報の量によらず、高精度な焦点検出を行うことができる。また、水平方向、垂直方向の補正値を図８（ａ）に示したような共通の補正情報を用いて算出しているため、方向ごとに各々の補正値を記憶する場合に比べて、補正情報の記憶容量を低減することができる。

また、方向ごとの焦点検出結果が大きく異なる場合には、これらの焦点検出結果を用いた縦横ＢＰ補正値の算出を行わないことにより、遠近競合の影響を低減することができる。さらに、遠近競合が想定される場合においても、方向ごとの焦点評価値の大小により補正値の重みづけを行うことにより、より高精度な補正を行うことができる。

（色ＢＰ補正値の算出方法）
次に、図９を用いて、図１Ａ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、Ｓ１で事前に設定された焦点検出領域に対応する色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、ＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。

分割ゾーン数が多いほど撮影光学系の第１レンズ群１０１の位置およびフォーカスレンズ１０４の位置に応じた高精度な補正値が得られる。また、色ＢＰ補正情報は、コントラストＡＦ、位相差ＡＦの両方に用いることができる。

Ｓ２００でカメラＭＰＵ１２５は、補正対象となっている焦点検出結果に応じたズーム位置、フォーカスレンズ位置に対応した補正値を取得する。図９（ｂ）および（ｃ）は、色ＢＰ補正値の例を示す。ここでは、図６の中央の焦点検出領域２１９ａ、２１８ａｈに対応した色ＢＰ補正情報の例を示しているが、他の焦点検出領域２１９ｃ、２１８ｃｈおよび２１９ｂ、２１８ｂｈについても色ＢＰ補正情報を記憶している。ただし、撮影光学系の光軸を挟んで対称な位置に存在する焦点検出領域の焦点検出補正値は設計上は等しい。本実施形態において、焦点検出領域２１９ｃ、２１８ｃｈと２１９ｂ、２１８ｂｈとはこのような対象関係を満たすため、一方についてのみ色ＢＰ補正情報を記憶してもよい。また、焦点検出領域の位置によって補正値が大きく変化しない場合には、共通の値として記憶してもよい。

Ｓ２０１でカメラＭＰＵ１２５は、色ＢＰ補正値を算出する。Ｓ２００で、図９（ｂ）からＢＰ＿Ｒ、図９（ｃ）から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）

また、Ｋ＿ＲおよびＫ＿Ｂは、各色の補正情報に対する係数である。被写体に含まれる緑（Ｇ）情報に対する赤（Ｒ）や青（Ｂ）の情報の大小関係と相関がある値で、赤い色を多く含む被写体に対しては、Ｋ＿Ｒが大きな値を取り、青い色を多く含む被写体に対しては、Ｋ＿Ｂが大きな値を取る。緑色を多く含む被写体に対しては、Ｋ＿Ｒ、Ｋ＿Ｂ共に小さい値を取る。Ｋ＿Ｒ、Ｋ＿Ｂは、被写体として代表的な分光情報に基づき、予め設定しておけばよい。被写体の分光情報を検出できる場合には、被写体の分光情報に応じてＫ＿Ｒ、Ｋ＿Ｂを設定すればよい。Ｓ２０１で色ＢＰ補正値の算出を終えると、カメラＭＰＵ１２５は、色ＢＰ補正値算出処理を終了する。

なお、本実施形態では、補正値を図８（ａ）や図９（ｂ）及び図９（ｃ）のように焦点検出領域ごとにテーブル形式で記憶するものとしたが、補正値の記憶方法については、これに限らない。例えば、図２３（ａ）に示すように、撮像素子１２２と撮影光学系の光軸との交点を原点とし、撮像装置の水平方向、垂直方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とした座標を設定し、焦点検出領域の中心座標における補正値をＸとＹの関数で求めてもよい。この場合、焦点検出補正値として記憶すべき情報量を削減することができる。

また、本実施形態では、縦横ＢＰ補正情報や色ＢＰ補正情報を用いて算出する焦点検出に用いる補正値を、被写体のパターンの持つ空間周波数情報によらないものとして算出した。そのため、記憶するべき補正情報の量を増やすことなく高精度な補正を行うことができる。しかしながら、補正値の算出方法は、これに限らない。後述する空間周波数ＢＰ補正値の算出方法と同様に、空間周波数ごとの縦横ＢＰ補正情報や色ＢＰ補正情報を用いて、被写体の空間周波数成分に合わせた補正値を算出してもよい。

（空間周波数ＢＰ補正値の算出方法）
次に、図１０を用いて、図１Ａ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、Ｓ１で事前に設定された焦点検出領域に対応する空間周波数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、ＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。

なお、本実施形態では、空間周波数ＢＰ補正情報を焦点検出領域ごとに記憶するものとしたが、補正値の記憶方法については、これに限らない。例えば、図２３（ａ）に示すように、撮像素子と撮影光学系の光軸との交点を原点とし、撮像素子１２２の水平方向、垂直方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とした座標を設定し、焦点検出領域の中心座標における補正値をＸとＹの関数で求めてもよい。この場合、焦点検出補正値として記憶すべき情報量を削減することができる。

撮影光学系のデフォーカス変調伝達関数（ＭＴＦ：Modulation Transfer Function）を示す図１０（ｂ）を用いて、空間周波数ＢＰ補正情報の例を説明する。図１０（ｂ）の横軸はフォーカスレンズ１０４の位置を、縦軸はＭＴＦの強度を示している。図１０（ｂ）に描かれている４種の曲線は、空間周波数ごとのＭＴＦ曲線で、ＭＴＦ１、ＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４の順に、空間周波数が低い方から高い方を示している。空間周波数Ｆ１（ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦ曲線がＭＴＦ１と対応し、同様に、空間周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４（ｌｐ／ｍｍ）とＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４がそれぞれ対応する。また、ＬＰ４、ＬＰ５、ＬＰ６、ＬＰ７は、各デフォーカスＭＴＦ曲線の極大値に対応するフォーカスレンズ１０４の位置を示している。なお、記憶されている空間周波数ＢＰ補正情報は図１０（ｂ）の曲線を離散的にサンプリングしたものである。一例として本実施形態では、１つのＭＴＦ曲線に対して１０個のフォーカスレンズ位置でＭＴＦデータがサンプリングされており、例えば、ＭＴＦ１に対しては、ＭＴＦ１（ｎ）（１≦ｎ≦１０）として１０個のデータを記憶している。

空間周波数ＢＰ補正情報は、縦横ＢＰ補正情報や色ＢＰ補正情報と同様、焦点検出領域の位置ごとに撮影光学系のズーム位置（画角）とフォーカスレンズ位置（合焦距離）を８つのゾーンに分割し、ゾーンごとに記憶する。分割ゾーン数が多いほど撮影光学系の第１レンズ群１０１の位置およびフォーカスレンズ１０４の位置に応じた高精度な補正値が得られる。また、空間周波数ＢＰ補正情報は、コントラストＡＦ、位相差ＡＦの両方に用いることができる。

Ｓ３００でカメラＭＰＵ１２５は、補正対象となっている焦点検出結果に応じたズーム位置、フォーカスレンズ位置に対応した補正値を取得する。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。

次に、Ｓ３０２でカメラＭＰＵ１２５は、撮影画像に用いられる信号の帯域を算出する。Ｓ３０２のＡＦ評価帯域の算出と同様にカメラＭＰＵ１２５は、被写体、撮影光学系、および撮像素子の周波数特性、撮影画像の鑑賞者の評価帯域の影響を鑑みて、撮影画像評価帯域を算出する。

ここで図１１を用いて、Ｓ３０１、Ｓ３０２で行うＡＦ評価帯域、撮影画像評価帯域の算出について説明する。図１１は、いずれも空間周波数ごとの強度を示しており、横軸に空間周波数、縦軸に強度を示している。

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決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。

また、本実施形態では、被写体の空間周波数特性として予め記憶された代表値を用いたが、焦点検出を行う被写体に応じて、用いる被写体の空間周波数特性を変更してもよい。撮影した画像信号にＦＦＴ処理などを適用することにより、被写体の空間周波数情報（パワースペクトル）を得ることができる。この場合、演算処理が増加するが、実際に焦点検出する被写体に応じた補正値を算出できるため、高精度な焦点検出が可能となる。また、より簡易的に、被写体のコントラスト情報の大小によって、予め記憶された数種の空間周波数特性を使い分けてもよい。

図１１（ｂ）は、撮影光学系の空間周波数特性（Ｏ）である。この情報は、レンズＭＰＵ１１７を通じて得てもよいし、カメラ内のＲＡＭ１２５ｂに記憶しておいてもよい。記憶する情報は、デフォーカス状態ごとの空間周波数特性でもよいし、合焦時の空間周波数特性のみでもよい。空間周波数ＢＰ補正値は合焦近傍で算出するため、合焦時の空間周波数特性を用いれば、高精度に補正を行うことができる。ただし、演算負荷は増えるものの、デフォーカス状態ごとの空間周波数特性を用いると、より高精度に焦点調節を行うことができる。どのデフォーカス状態の空間周波数特性を用いるかについては、位相差ＡＦにより得られるデフォーカス量を用いて選択すればよい。図１１（ｂ）では、撮影光学系の空間周波数特性（Ｏ）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Ｏ（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（ｄ）は、信号生成による空間周波数特性（Ｍ１，Ｍ２）である。上述の通り、本実施形態の撮像素子は２種類の読み出しモードを有する。第１の読み出しモード、すなわち全画素読み出しモードでは、Ｍ１として示すように、信号生成時に空間周波数特性が変わることはない。一方で、第２の読み出しモード、すなわち間引き読み出しモードの際には、Ｍ２で示すように信号生成時に空間周波数特性が変わる。上述の通り、Ｘ方向の間引きの際に信号の加算を行いＳ／Ｎの改善を図るため、加算によるローパス効果が発生する。図１１（ｄ）のＭ２は、第２の読み出しモードの際の信号生成時の空間周波数特性を示している。ここでは、間引きの影響は加味せず、加算によるローパス効果を示している。図１１（ｄ）では、信号生成による空間周波数特性（Ｍ１，Ｍ２）が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Ｍ１（ｎ），Ｍ２（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。一方で、第２の読み出しモードの際には、間引きの影響で、信号の周波数成分の折り返しノイズ（エイリアシング）が発生する。その影響を加味して、デジタルフィルタの空間周波数特性を示したのがＤ２である。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。

以上のように、種々の情報を、カメラ、レンズのいずれかに記憶しておくことにより、カメラＭＰＵ１２５は撮影画像の評価帯域Ｗ１やＡＦ評価帯域Ｗ２を以下の式（５），（６）に基づいて算出する。
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）

図１１（ｆ）に、撮影画像の評価帯域Ｗ１とＡＦ評価帯域Ｗ２を示す。式（５）や式（６）のような計算を行うことにより、撮影画像の合焦状態を決定する因子に対して、空間周波数毎に、どの程度の影響度合いを有するかを定量化することができる。同様に、焦点検出結果が有する誤差が、空間周波数毎に、どの程度の影響度合いを有するかを定量化することができる。

また、カメラ内に記憶する情報は、事前に計算されたＷ１やＷ２を記憶していてもよい。上述のように、補正の度に計算することにより、ＡＦ評価の際に用いるデジタルフィルタ等を変更した際に、柔軟に対応して補正値を算出できる。一方で、事前に記憶しておけば、式（５）や式（６）のような計算や各種データの記憶容量を削減することができる。

また、全ての計算を事前に終えておく必要はないため、例えば、撮影光学系と被写体の空間周波数特性のみは予め計算し、カメラ内に記憶することにより、データの記憶容量の低減や演算量の低減を行ってもよい。

図１１では、説明を簡易にするため、４つの空間周波数（Ｆ１〜Ｆ４）に対応する離散値を用いて説明した。しかし、データを有する空間周波数の数は、多いほど、撮影画像やＡＦの評価帯域の空間周波数特性を正確に再現することができ、精度のよい補正値の算出を行うことができる。一方で、重みづけを行う空間周波数を少なくすることにより、演算量を低減することができる。撮影画像の評価帯域とＡＦ評価帯域の空間周波数特性を代表する空間周波数を各々１つずつ持ち、以後の演算を行ってもよい。

図１０（ａ）に戻り、Ｓ３０３でカメラＭＰＵ１２５は、空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）を算出する。空間周波数ＢＰ補正値の算出を行うに際し、カメラＭＰＵ１２５は、まず、撮影画像のデフォーカスＭＴＦ（Ｃ１）と焦点検出信号のデフォーカスＭＴＦ（Ｃ２）を算出する。Ｃ１，Ｃ２は、Ｓ３００で得たデフォーカスＭＴＦ情報と、Ｓ３０１、Ｓ３０２で得た評価帯域Ｗ１，Ｗ２を用いて、以下の式（７）に従って算出する。
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）

このように、図１０（ｂ）で示した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦ情報を、Ｓ３０１、Ｓ３０２で算出した撮影画像やＡＦの評価帯域の重みづけに基づいて加算し、撮影画像のデフォーカスＭＴＦ（Ｃ１）とＡＦのデフォーカスＭＴＦ（Ｃ２）を得る。図１０（ｃ）に、得られた２つのデフォーカスＭＴＦであるＣ１，Ｃ２を示している。横軸はフォーカスレンズ１０４の位置で、縦軸は、空間周波数毎に重み付け加算されたＭＴＦの値となっている。カメラＭＰＵ１２５は、各々のＭＴＦ曲線の極大値位置を検出する。曲線Ｃ１の極大値と対応するフォーカスレンズ１０４の位置としてＰ＿ｉｍｇが検出される。曲線Ｃ２の極大値と対応するフォーカスレンズ１０４の位置としてＰ＿ＡＦが検出される。

Ｓ３０３でカメラＭＰＵ１２５は、空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）を以下の式（９）により算出する。
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。

上述したように撮影画像の合焦位置は、被写体、撮影光学系、および光学ローパスフィルタのそれぞれの空間周波数特性、信号生成時の空間周波数特性、鑑賞時の周波数ごとの感度を示す空間周波数特性や、撮影画像に施される画像処理などによって変化する。本実施形態では、撮影画像の生成過程に遡って空間周波数特性を算出することにより、高精度に撮影画像の合焦位置を算出することができる。例えば、撮影画像の記録サイズや、画像処理で行われる超解像処理、シャープネスなどによって、撮影画像の合焦位置を変更する。また、撮影画像の記録後に、どの程度の画像サイズや拡大率で鑑賞されるかや鑑賞する際の鑑賞距離などは、鑑賞者の評価帯域に影響を与える。そして、画像サイズが大きくなるほど、また、鑑賞距離が短くなるほど、鑑賞者の評価帯域を高周波成分に重きを置いた特性とすることで、撮影画像の合焦位置も変更される。

一方で、ＡＦが検出する合焦位置も同様に、被写体、撮影光学系、および光学ローパスフィルタそれぞれの空間周波数特性、信号生成時の空間周波数特性、ＡＦ評価に用いるデジタルフィルタ空間周波数特性などにより変化する。本実施形態では、ＡＦに用いられる信号が生成される過程に遡って空間周波数特性を算出することにより、高精度にＡＦが検出する合焦位置を算出することができる。例えば、第１の読み出しモードでＡＦを行う際にも柔軟に対応できる。その場合には、信号生成時の空間周波数特性を、第１の読み出しモードに対応した特性に変更して、重みづけ係数を算出すればよい。

また、本実施形態で説明した撮像装置は、レンズ交換式一眼レフカメラであるため、レンズユニット１００の交換が可能である。レンズユニット１００が交換された場合、レンズＭＰＵ１１７は各空間周波数に対応したデフォーカスＭＴＦ情報を、カメラ本体１２０に送信する。そして、カメラＭＰＵ１２５が、撮影画像の合焦位置やＡＦが検出する合焦位置を算出するので、交換レンズ毎に高精度な補正値の算出を行うことができる。レンズユニット１００は、デフォーカスＭＴＦ情報だけでなく、撮影光学系の空間周波数特性などの情報もカメラ本体１２０に送信してもよい。その情報の活用方法は、上述のとおりである。

また、同様に、カメラ本体１２０を交換した場合には、画素ピッチや光学ローパスフィルタの特性などが変わる場合がある。上述の通り、そのような場合でも、カメラ本体１２０の特性に合わせた補正値が算出されるため、高精度に補正を行うことができる。

上述の説明では、補正値の計算をカメラＭＰＵ１２５で行ったが、レンズＭＰＵ１１７で行ってもよい。その場合には、カメラＭＰＵ１２５から、レンズＭＰＵ１１７に対して、図１１を用いて説明した各種情報を送信し、レンズＭＰＵ１１７がデフォーカスＭＴＦ情報などを用いて補正値を算出してもよい。この場合、図１ＡのＳ２４で、カメラＭＰＵ１２５から送信された合焦位置に対して、レンズＭＰＵ１１７が補正を施して、レンズ駆動を行えばよい。

本実施形態では、焦点検出に用いる信号の特性（縦横、色、空間周波数帯域）に着目して、ＡＦ用の補正値を算出している。そのため、ＡＦの方式によらず、同様の方法で、補正値の算出を行うことができる。ＡＦ方式毎に、補正方法、補正に用いるデータを有する必要がないため、データの記憶容量、演算負荷の低減を行うことができる。

●（第２の実施形態）
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。

なお、撮像装置のブロック図（図２）、各焦点検出方式の説明図（図３から図５）、焦点検出領域の説明図（図６）、焦点検出処理および各種ＢＰ補正値算出処理のフローチャート（図１Ａ及び図１Ｂ、図７、図９（ａ））は、本実施形態においても流用する。また、空間周波数ＢＰ補正値算出処理のフローチャート（図１０（ａ））および各評価帯域の説明図（図１１）についても流用する。

本実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）の算出方法を、図１２を用いて説明する。Ｓ３００で、カメラＭＰＵ１２５は空間周波数ＢＰ補正情報を取得する。

図１２は、撮影光学系の特性である空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置を示している。図１０（ｂ）に示した離散的な空間周波数Ｆ１からＦ４について、デフォーカスＭＴＦがピーク（極大値）となるフォーカスレンズ位置ＬＰ４、ＬＰ５、ＬＰ６、ＬＰ７が縦軸に示されている。本実施形態では、このＬＰ４〜ＬＰ７を、ＭＴＦ＿Ｐ（ｎ）（１≦ｎ≦４）としてレンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに記憶する。記憶されている情報が、焦点検出領域の位置、ズーム位置やフォーカスレンズ位置に対応していることは、第１の実施形態と同様である。

第２の実施形態では、図１０（ａ）に示した空間周波数ＢＰ補正値処理のＳ３００で、カメラＭＰＵ１２５は、補正対象となっている焦点検出結果に応じたズーム位置、フォーカスレンズ位置に対応した補正値を取得する。Ｓ３０１、Ｓ３０２でカメラＭＰＵ１２５は、第１の実施形態と同様の処理を行う。

Ｓ３０３でカメラＭＰＵ１２５は、空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）を算出する。空間周波数ＢＰ補正値の算出を行うに際し、カメラＭＰＵ１２５はまず、撮影画像の合焦位置（Ｐ＿ｉｍｇ）とＡＦが検出する合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を、以下の式（１０）および（１１）に従って算出する。算出には、Ｓ３００で得たデフォーカスＭＴＦ情報ＭＴＦ＿Ｐ（ｎ）と、Ｓ３０１、Ｓ３０２で得た評価帯域Ｗ１，Ｗ２を用いる。
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）

つまり、図１２で示した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値情報ＭＴＦ＿Ｐ（ｎ）を、Ｓ３０１、Ｓ３０２で算出した撮影画像やＡＦの評価帯域Ｗ１，Ｗ２で重みづけ加算する。それにより、撮影画像の合焦位置（Ｐ＿ｉｍｇ）とＡＦが検出する合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を算出している。

次にカメラＭＰＵ１２５は、空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）を、第１の実施形態と同様に、以下の式（９）により算出する。
ＢＰ３＝Ｐ＿ＡＦ−Ｐ＿ｉｍｇ …（９）

上記の通り、第２の実施形態によれば、空間周波数ＢＰ補正値をより簡便に算出することができる。第２の実施形態では、空間周波数ＢＰ補正値の精度は第１の実施形態より若干劣るが、空間周波数ＢＰ補正値を算出するために記憶しておく情報量の削減、レンズ−カメラ間の通信量の削減、カメラＭＰＵ１２５で行う演算負荷の低減が実現できる。

●（第３の実施形態）
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。

なお、撮像装置のブロック図（図２）、各焦点検出方式の説明図（図３から図５）、焦点検出領域の説明図（図６）、焦点検出処理および各種ＢＰ補正値算出処理のフローチャート（図１Ａ及び図１Ｂ、図７、図９（ａ））は、本実施形態においても流用する。また、空間周波数ＢＰ補正値算出処理に関する図（図１０（ｂ）〜図１０（ｃ））についても流用する。

第３の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）の算出方法を、図１３のフローチャートを用いて説明する。図１３において、図１０（ａ）と同様の処理は同じ参照数字を付して重複する説明を省略する。

Ｓ３０００でカメラＭＰＵ１２５は、空間周波数ＢＰ補正値を算出する必要があるか否かを判定する。第１の実施形態で説明したことから分かる通り、撮影画像の評価帯域Ｗ１とＡＦ評価帯域Ｗ２が似ているほど、空間周波数ＢＰ補正値は小さくなる。そのため、第３の実施形態では、２つの評価帯域の差が空間周波数ＢＰ補正値を算出する必要がない程度に小さいと判定される場合には、補正値の算出を省略する。

具体的には、２つの評価帯域の差が十分小さくなる条件を満たす場合に、補正値の算出を省略する。例えば、ＡＦに用いる信号も第１の読み出しモードで読み出された信号である場合には、撮影画像の評価帯域とＡＦ評価帯域は等しくなる。さらに、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と類似の空間周波数特性のデジタルフィルタをＡＦ評価信号の処理時に用いる場合には、鑑賞時の空間周波数特性とデジタルフィルタの空間周波数特性が等しくなる。このような状況は、表示器１２６に表示する画像を拡大して表示する場合などに発生する。

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。

Ｓ３０００でカメラＭＰＵ１２５は、このような、予め定められた条件のいずれかが満たされる場合に、補正値の算出が不要と判定し、処理をＳ３００１に進める。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。

一方、Ｓ３０００で、補正値の算出が必要であると判定された場合、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ３００〜Ｓ３０３を第１の実施形態（または第２の実施形態）と同様に実施する。

このように、第３の実施形態では、空間周波数ＢＰ補正値の算出が不要と判定された場合には補正値の算出を省略するので、補正値の算出用に記憶しておくデータ量は削減できないが、補正値算出時のデータ通信量や演算負荷を低減することができる。なお、第２の実施形態と組み合わせることも可能であり、その場合は補正値の算出用に記憶しておくデータ量の削減はもちろん、補正値算出時のデータ通信量や演算負荷を一層低減することができる。

本実施形態では、空間周波数ＢＰ補正値の省略について説明したが、縦横ＢＰ補正値や色ＢＰ補正値についても不要と判定できれば省略することができる。例えば、焦点検出を垂直方向、水平方向の両方のコントラストを考慮して行う場合は、縦横ＢＰ補正値の算出を省略してもよい。また、撮影画像に用いる色信号と、焦点検出に用いる色信号が等しい場合は、色ＢＰ補正値の算出を省略してもよい。

●（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。第１の実施形態との主な違いは、各種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、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補正値も少なからず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。

なお、撮像装置のブロック図（図２）、各焦点検出方式の説明図（図３から図５）、焦点検出領域の説明図（図６）、各評価帯域の説明図（図１１）は、第４の実施形態においても共通であるため、以下の説明においても流用する。

第４の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）の算出方法を、図１４から図１６を用いて説明する。

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。

Ｓ４０１でカメラＭＰＵ１２５は、算出されたＢＰ補正値（ＢＰ）を用いて以下の式（１２）により焦点検出結果ＤＥＦ＿Ｂを補正し、補正後の焦点検出結果ＤＥＦ＿Ａを算出する。
ＤＥＦ＿Ａ＝ＤＥＦ＿Ｂ＋ＢＰ …（１２）

本実施形態では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、およびＢ（青）の３色と、縦（垂直）および横（水平）の２方向とを組み合わせた６種の空間周波数の各々のデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置の情報を用いてＢＰ補正値を算出する。これにより、色や方向（縦横）についても、空間周波数の依存性を考慮することができ、より高精度なＢＰ補正値を算出することができるため、補正精度を向上することができる。

図１５は、図１４のＳ４００におけるＢＰ補正値算出処理の詳細を示すフローチャートである。

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調節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。

図１６（ａ）に、色や評価方向に関する設定情報の例を示す。この設定情報は、焦点状態を評価するコントラストの方向（水平、垂直）と色（赤、緑、青）の各組み合わせに対する、重み付けの大きさを示す情報である。設定情報は、焦点検出用と撮影画像用とで、異なる情報を有する。例えば、水平方向で緑色の信号を用いたコントラストＡＦの結果を補正する場合、焦点検出用の設定情報を、
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。

一方、撮影画像用の設定情報は、
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。

Ｓ５０１でカメラＭＰＵ１２５は、後述するピーク係数に変更があるか否かを判定する。この判定は、事前に行われたＢＰ補正値の算出と今回のＢＰ補正値の算出における各種条件が同一の場合、ピーク係数の再算出を省略するために行っている。本実施形態でカメラＭＰＵ１２５は、焦点検出用と撮影画像用の色や評価方向に関する設定情報（図１６（ａ））と焦点検出領域の位置に変更がなければ、ピーク係数に変更なしと判定し、Ｓ５０２からＳ５０４をスキップして処理をＳ５０５に移行させる。

Ｓ５０１で、初めてピーク係数を算出する場合もしくはピーク係数の変更ありと判定された場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ５０２に進め、ＢＰ補正情報を取得する。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。上述した３色と２方向との６通りの組み合わせの各々について、空間周波数ｆと撮像素子１２２上の焦点検出領域の位置（ｘ，ｙ）を変数とした以下の式（１３）で表現される。
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）

なお、式（１３）は、赤（Ｒ）色の信号について水平（Ｈ）方向に対応した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置の情報ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨの式を示しているが、他の組み合わせについても同様の式で表される。また、本実施形態において、ｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）は、レンズユニット１００のレンズメモリ１１８にあらかじめ記憶され、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７に要求してｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）を取得するものとする。しかし、ｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）はＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。

赤と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ）、緑と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ）、緑と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ）、青と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ）、青と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ）の各組み合わせにおける係数（ｒｖ，ｇｈ，ｇｖ，ｂｈ，ｂｖ）も同様に記憶されている。

次にＳ５０３において、カメラＭＰＵ１２５は、得られたＢＰ補正情報に対して、焦点検出領域の位置や評価信号の色、コントラスト方向に関する重み付けを行う。まずカメラＭＰＵ１２５は、ＢＰ補正値を算出する際の焦点検出領域の位置についての情報を用いて、ＢＰ補正情報を計算する。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。

図１６（ｂ）は、Ｓ５０２で焦点検出領域の位置情報を代入した後のＢＰ補正情報の例を示し、横軸は空間周波数を、縦軸はデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４の位置（ピーク位置）を表している。図示の通り、色収差が大きい場合には、色ごとの曲線が乖離し、縦横差が大きい場合には、図中の水平方向と垂直方向の曲線が乖離する。このように、第４の実施形態では、色（ＲＧＢ）と評価方向（ＨとＶ）との組み合わせごとに、空間周波数に対応したデフォーカスＭＴＦ情報を有する。これにより、高精度なＢＰ補正値算出を可能とする。

次に、Ｓ５０３において、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ５００で取得している設定情報を構成する１２個の係数（図１６（ａ））を、ＢＰ補正情報を用いて重み付けする。これにより、設定情報が、焦点検出、撮像で評価する色、方向に関して重み付けされる。具体的には、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）と撮影画像用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）を、式（１５）および（１６）を用いて算出する。
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）

図１６（ｃ）に、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）とＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）の例を、図１６（ｂ）と同様の様式で示す。本実施形態では、このように、焦点検出領域の位置や評価する色や方向についての変数の計算を、空間周波数の変数に関する計算に先駆けて行う。計算の結果、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）とＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）は、以下の式（１７）および（１８）の形式で表される。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）＝Ａａｆ×ｆ²＋Ｂａｆ×ｆ＋Ｃａｆ …（１７）
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）＝Ａｉｍｇ×ｆ²＋Ｂｉｍｇ×ｆ＋Ｃｉｍｇ …（１８）

図１６（ｃ）には、離散的な空間周波数Ｆ１からＦ４について、式（１７）に代入して得られるデフォーカスＭＴＦがピーク（極大値）となるフォーカスレンズ位置（ピーク位置）ＬＰ４＿ＡＦ、ＬＰ５＿ＡＦ、ＬＰ６＿ＡＦ、ＬＰ７＿ＡＦが縦軸に示されている。

Ｓ５０４でカメラＭＰＵ１２５は、このＬＰ４＿ＡＦ〜ＬＰ７＿ＡＦを、ピーク係数ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｎ）（１≦ｎ≦４）としてレンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに記憶する。カメラＭＰＵ１２５はまた、ＬＰ４＿Ｉｍｇ〜ＬＰ７＿Ｉｍｇを、ピーク係数ＭＴＦ＿Ｐ＿Ｉｍｇ（ｎ）（１≦ｎ≦４）としてレンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに記憶し、処理をＳ５０５に進める。

次に、Ｓ５０５でカメラＭＰＵ１２５は、焦点検出用もしくは撮影画像用の信号の評価帯域に変更があるか否かを判定し、評価帯域に変更がない場合には処理をＳ５０７に進め、ＢＰ補正値を算出する。ＢＰ補正値を算出するに際し、カメラＭＰＵ１２５はまず、撮影画像の合焦位置（Ｐ＿ｉｍｇ）とＡＦが検出する合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を、第２の実施形態と同様に、以下の式（１９）および（２０）に従って算出する。算出には、第１の実施形態のＳ３０１、Ｓ３０２で得た評価帯域Ｗ１、Ｗ２を用いる。
Ｐ＿ｉｍｇ＝ＭＴＦ＿Ｐ＿Ｉｍｇ（１）×Ｗ１（１）＋ＭＴＦ＿Ｐ＿Ｉｍｇ（２）×Ｗ１（２）＋ＭＴＦ＿Ｐ＿Ｉｍｇ（３）×Ｗ１（３）＋ＭＴＦ＿Ｐ＿Ｉｍｇ（４）×Ｗ１（４） …（１９）
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）

つまり、カメラＭＰＵ１２５は、図１６（ｃ）で示した空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値情報を、第１の実施形態のＳ３０１、Ｓ３０２で算出した撮影画像やＡＦの評価帯域Ｗ１、Ｗ２で重み付け加算する。これにより、撮影画像の合焦位置（Ｐ＿ｉｍｇ）とＡＦが検出する合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）を算出している。

次にカメラＭＰＵ１２５は、ＢＰ補正値（ＢＰ）を、第１の実施形態と同様に、以下の式（２１）により算出する。
ＢＰ＝Ｐ＿ＡＦ−Ｐ＿ｉｍｇ …（２１）

一方、Ｓ５０５で評価帯域に変更があると判定された場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ５０６に進め、評価帯域情報を取得する。評価帯域情報は、第１の実施形態の撮影画像の評価帯域Ｗ１やＡＦ評価帯域Ｗ２に相当するもので、焦点検出や撮影画像の設定や状況に応じて、図１１で説明した考え方に則って算出することができる。Ｓ５０６で、評価帯域情報の取得を終えると、カメラＭＰＵ１２５はＳ５０７に処理を進めて上述の通りＢＰ補正値を算出する。

第４の実施形態では、焦点検出領域の位置、評価信号の色やコントラスト方向に関する処理を、評価帯域に関する処理よりも先行して実行している。これは、撮影者が焦点検出領域の位置を設定により決定している場合、焦点検出領域の位置や、評価する色や方向に関する情報が変更される頻度が低いためである。一方で、信号の評価帯域については、第１の実施形態の図１１で説明した通り、撮像素子の読み出しモードやＡＦ評価信号のデジタルフィルタなどにより変更される頻度が高い。例えば、信号のＳ／Ｎが低下する低照度環境では、デジタルフィルタの帯域をより低帯域に変更することなどが考えられる。第４の実施形態では、このような場合に、変更の頻度が低い係数（ピーク係数）を算出した後に記憶し、変更の頻度の高い係数（評価帯域）のみを必要に応じて計算し、ＢＰ補正値算出を行う。これにより、撮影者が焦点検出領域の位置を設定している場合などには、演算量の低減を行うことができる。

（変形例）
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。

このような場合には、評価信号の色、コントラストの方向、評価帯域に関する計算を先行して行い、焦点検出領域の位置に関する計算を、焦点検出領域の位置情報のみを変更しながら行うことにより、演算量を低減することができる。

図１７は、図１４のＳ４００におけるＢＰ補正値算出処理の別の例を示すフローチャートである。図１５と同様の処理を行う工程については、同じ参照数字を付し、重複する説明は省略する。

Ｓ６０１でカメラＭＰＵ１２５は、後述するＢＰ係数に変更があるか否かを判定する。この判定は、事前に行われたＢＰ補正値の算出と今回のＢＰ補正値の算出における各種条件が同一の場合、ＢＰ係数の再算出を省略するために行っている。本実施形態でカメラＭＰＵ１２５は、焦点検出用と撮影画像用の色や評価方向に関する設定情報（図１６（ａ））および評価帯域に関する情報（評価帯域Ｗ１，Ｗ２）に変更がなければ、ＢＰ係数に変更なしと判定し、Ｓ６０５へ処理をスキップする。

Ｓ６０１で、初めてＢＰ係数を算出する場合もしくはＢＰ係数の変更ありと判定された場合、カメラＭＰＵ１２５は処理をＳ５０２に進め、第４の実施形態と同様にＢＰ補正情報を取得して、処理をＳ６０３に進める。

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。

そして、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ５００で取得している設定情報を構成する１２個の係数（図１６（ａ））を、これらのＢＰ補正情報で重み付けする。具体的には、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ，ｘ，ｙ）と撮影画像用の空間周波数特性ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ，ｘ，ｙ）を、式（２２）および（２３）を用いて算出する。
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）

さらに、カメラＭＰＵ１２５は、式（１９）および（２０）と同様に、第１の実施形態のＳ３０１、Ｓ３０２で得た評価帯域Ｗ１、Ｗ２を用いて評価帯域の重み付けを行う。これにより、撮影画像の合焦位置（Ｐ＿ｉｍｇ）と、ＡＦが検出する合焦位置（Ｐ＿ＡＦ）とが、焦点検出領域の位置（ｘ，ｙ）を変数とした関数として、式（２４）および（２５）のように求まる。
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）

Ｓ６０４でカメラＭＰＵ１２５は、式（２４）および（２５）を構成する係数を、ＢＰ係数としてレンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに記憶する。

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。

Ｓ６０７でカメラＭＰＵ１２５は、ＢＰ補正値の算出を行う焦点検出領域の位置（ｘ１，ｙ１）を式（２４）および（２５）に代入し、以下の式（２６）に従ってＢＰ補正値（ＢＰ）を算出する。
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。

また、これらの演算処理の内容は、状態に応じて切り替えてもよい。例えば、焦点検出に用いる焦点検出領域が１つの場合は図１５に示したように処理し、複数の場合は図１７に示したように処理してもよい。

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。

●（第５の実施形態）
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。

本実施形態では、高精度にＢＰ補正値を算出するため、撮像装置と撮影光学系の各々に限界帯域情報を持たせ、各々の大小関係に応じて、補正値算出処理を切り替える。限界帯域情報を用いて評価帯域の調整を行うことにより、新旧の撮像装置や撮影光学系の組み合わせによらず、高精度にＢＰ補正値を算出することができる。

なお、撮像装置のブロック図（図２）、各焦点検出方式の説明図（図３から図５）、焦点検出領域の説明図（図６）、各評価帯域の説明図（図１１）、焦点検出処理（図１４）は、第５の実施形態においても共通であるため、以下の説明で流用する。

第５の実施形態におけるＢＰ補正値（ＢＰ）の算出方法を、図１８および図１９を用いて説明する。

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。第５の実施形態では、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）で表されるＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）とＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）の離散化処理を切り替える。

以下、図１８のＳ７００で行う限界帯域処理の詳細について、図１９（ａ）を用いて説明する。

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１２２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。

次にＳ７０２でカメラＭＰＵ１２５は、カメラ限界帯域とレンズ限界帯域の大小を比較する。カメラＭＰＵ１２５は、カメラ限界帯域の方がレンズ限界帯域よりも大きい（限界周波数が高い）場合には処理をＳ７０３に進め、カメラ限界帯域がレンズ限界帯域以下の場合には、限界帯域処理を終了する。

Ｓ７０３でカメラＭＰＵ１２５は、ピーク係数を加工する。ピーク係数の加工例を、図１９（ｂ）を用いて説明する。図１９（ｂ）は、第４の実施形態の図１６（ｃ）で示したＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）とＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）を示している。ここで、レンズ限界帯域はＦ４、カメラ限界帯域はＦ６とする。Ｎｑは、撮像素子１２２の画素ピッチにより定まるナイキスト周波数であり、カメラ限界帯域はＮｑよりも低く設定される。

ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）はＢＰ補正情報と焦点検出領域の位置、評価信号の色や評価方向の情報から算出される。図１９（ｂ）には、離散的な空間周波数Ｆ１からＦ４について、式（１７）に代入して得られるデフォーカスＭＴＦがピーク（極大値）となるフォーカスレンズ位置（ピーク位置）ＬＰ４＿ＡＦ、ＬＰ５＿ＡＦ、ＬＰ６＿ＡＦ、ＬＰ７＿ＡＦが縦軸に示されている。

レンズ限界帯域はＦ４のため、Ｆ４より高い空間周波数において、式（１７）により算出されるピーク位置の精度は保証されない。そのため、第５の実施形態では、空間周波数Ｆ５，Ｆ６に対応するピーク位置ＬＰ８＿ＡＦ、ＬＰ９＿ＡＦを、Ｆ４以下の空間周波数に対応するピーク位置の情報から算出する。簡易的には、図１９（ｂ）に示すように、空間周波数Ｆ４におけるピーク値ＬＰ７＿ＡＦを、空間周波数Ｆ５，Ｆ６に対応するピーク位置ＬＰ８＿ＡＦ、ＬＰ９＿ＡＦとしても用いることが考えられる。より高精度に算出したい場合には、Ｆ４以下の空間周波数に対応する複数のピーク位置情報（ＬＰ４＿ＡＦ、ＬＰ５＿ＡＦ、ＬＰ６＿ＡＦ、ＬＰ７＿ＡＦ）を用いて、外挿計算により求めてもよい。

ＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）についても、同様に処理することにより、空間周波数Ｆ５，Ｆ６に対応するピーク位置ＬＰ８＿Ｉｍｇ、ＬＰ９＿Ｉｍｇを算出する。図１９（ｂ）では、空間周波数Ｆ４におけるピーク値ＬＰ７＿Ｉｍｇを、空間周波数Ｆ５，Ｆ６に対応するピーク位置ＬＰ８＿Ｉｍｇ、ＬＰ９＿Ｉｍｇとしても用いる例を示している。

Ｓ７０３でカメラＭＰＵ１２５は、ピーク係数として、ＬＰ４＿ＡＦ〜ＬＰ７＿ＡＦおよびＬＰ８＿ＡＦ、ＬＰ９＿ＡＦを、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｎ）（１≦ｎ≦６）としてレンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに記憶する。同様にカメラＭＰＵ１２５は、ＬＰ４＿Ｉｍｇ〜ＬＰ７＿ＩｍｇおよびＬＰ８＿Ｉｍｇ、ＬＰ９＿Ｉｍｇを、ＭＴＦ＿Ｐ＿Ｉｍｇ（ｎ）（１≦ｎ≦６）としてレンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに記憶し、限界帯域処理を終了する。

また、カメラＭＰＵ１２５は、ＡＦ評価帯域や撮影画像評価帯域として、カメラ限界帯域である空間周波数Ｆ６以下の情報を用い、式（１９）〜（２１）と同様にしてＢＰ補正値の算出を行う。

上述の通り、Ｓ７０２でカメラ限界帯域がレンズ限界帯域以下の場合、Ｓ７０３で行うピーク係数の加工処理を行わずに限界帯域処理を終了するが、ピーク係数の加工処理を省略してよい理由について、図１９（ｃ）を用いて説明する。図１９（ｃ）は、カメラ限界帯域がレンズ限界帯域以下の場合の、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＡＦ（ｆ）とＭＴＦ＿Ｐ＿ＩＭＧ（ｆ）の例を図１９（ｂ）と同様の帯域について示している。ここでは、カメラ限界帯域がＦ４、レンズ限界帯域がＦ６であるとする。上述の通りカメラ限界帯域はナイキスト周波数Ｎｑより低く設定される。

ピーク係数の加工処理を省略する場合、カメラ限界帯域がレンズ限界帯域以下のため、撮影光学系に関するピーク位置の情報が、評価範囲に関して過剰に存在する。一方、図１１を用いて説明したＡＦ評価帯域や撮影画像評価帯域は、カメラ限界帯域以下の帯域で算出されている。本実施形態では、カメラ限界帯域がレンズ限界帯域以下の場合には、カメラ限界帯域より高い空間周波数に対応するピーク位置の情報を用いずにＢＰ補正値を算出する。カメラ限界帯域は、撮像素子１２２の画素ピッチで定まるナイキスト周波数Ｎｑより低くなるように設定されるため、カメラ限界帯域以上の情報は、画素によるサンプリングで欠落する。そのため、このような処理を行っても、ＢＰ補正値の算出精度は維持される。

第５の実施形態では、第４の実施形態に基づくピーク位置（デフォーカスＭＴＦがピークとなるフォーカスレンズ位置）の情報を用いた場合について説明したが、撮影光学系の収差情報としては、これに限らない。例えば、第１の実施形態で説明したようなデフォーカスＭＴＦ情報を用いて、対応範囲外のデフォーカスＭＴＦ形状を算出してもよい。

以上のように、第５の実施形態では、カメラ限界帯域がレンズ限界帯域よりも高い場合、自動焦点検出用および撮影画像用の空間周波数特性を表す離散的な周波数の数を、カメラ限界帯域に合わせて増やすようにする。そのため、撮像装置と撮影光学系の組み合わせによらず、高精度にＢＰ補正値の算出を行うことができる。

●（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、第１の実施形態で説明したカメラに、コンバータレンズが装着された場合の空間周波数ＢＰ補正値の算出方法について説明する。

（撮像装置の構成の説明−コンバータレンズユニット）
図２０は、第６の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。図２のブロック図に示す構成との違いは、コンバータレンズユニット６００が追加された点である。なお、図２と同様の構成には同じ参照番号を付し、説明を省略する。

コンバータレンズユニット６００は、コンバータレンズ６０１とコンバータメモリ６０２を含み、被写体の光学像を形成するレンズユニット１００の焦点距離を変更する撮影レンズである。なお、以下の説明では、コンバータレンズ６０１と区別するために、レンズユニット１００を「マスターレンズ１００」と呼ぶ。コンバータレンズユニット６００が装着されると、第１レンズ群１０１、第２レンズ群１０３とコンバータレンズ６０１により、ズーム機能を実現する。コンバータメモリ６０２には、自動焦点調整に必要な光学情報が予め記憶されている。カメラＭＰＵ１２５は、例えば内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８、コンバータメモリ６０２に記憶されているプログラムを実行することで、マスターレンズ１００の動作を制御する。

なお、各焦点検出方式の説明図（図３から図５）、焦点検出領域の説明図（図６）、各評価帯域の説明図（図１１）は、第６の実施形態においても流用する。

次に、第６の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値（ＢＰ３）の算出方法について、図２１から図２４を用いて説明する。なお、図２１において、第１の実施形態における空間周波数ＢＰ補正値の算出処理と同様の処理を行うものについては、図１０と同じ参照数字を付し、適宜説明を省略する。図１０に示す処理との違いは、図２１のＳ３０１１からＳ３０１４において、コンバータレンズ６０１のＢＰ補正情報の取得を行い、球面収差情報の修正を行ったのちに、補正値を算出するところにある。

本第６の実施形態において、Ｓ３００では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１で事前に設定された焦点検出領域の位置（ｘ，ｙ）に対応する空間周波数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、ＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。

なお、本第６の実施形態では、例えば、図２３（ａ）に示すように、撮像素子と撮影光学系の光軸との交点を原点とし、撮像素子１２２の水平方向、垂直方向をそれぞれＸ軸、Ｙ軸とした座標を設定し、焦点検出領域の中心座標における補正値をＸとＹの関数で求める。

次に、Ｓ３０１１において、レンズＭＰＵ１１７またはカメラＭＰＵ１２５は、コンバータレンズユニット６００の装着情報の取得を行う。次に、Ｓ３０１１で得られた情報から、Ｓ３０１２では、コンバータレンズユニット６００が装着されているか否かを判定する。Ｓ３０１２で、コンバータレンズユニット６００が装着されていると判定された場合にはＳ３０１３に進み、コンバータレンズ６０１の情報の取得を行う。

Ｓ３０１３において、レンズＭＰＵ１１７またはカメラＭＰＵ１２５は、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔと、コンバータレンズ６０１の球面収差情報を取得する。第６の実施形態において、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔと球面収差情報は、コンバータレンズユニット６００のコンバータメモリ６０２に予め記憶されており、レンズＭＰＵ１１７の要求によって取得するものとする。しかしながら、レンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。

次に、Ｓ３０１４では、Ｓ３００およびＳ３０１３で得られたマスターレンズ１００の球面収差情報とコンバータレンズ６０１の球面収差情報とから、球面収差情報の修正を行う。Ｓ３０１４の詳細な動作については後述する。

一方、Ｓ３０１２で、コンバータレンズユニット６００が装着されていないと判定された場合にはＳ３０１に進み、第１の実施形態において図１０を参照して説明した処理と同様の処理を行う。

次に、Ｓ３０１４で行われる球面収差情報の修正方法について、図２２から図２４を用いて説明する。

まず、Ｓ３１１０では、Ｓ３０１３で取得されたコンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに基づき、焦点検出領域の位置情報の修正を行う。これは、コンバータレンズユニット６００の装着前後で、撮像面上の同じ焦点検出領域が、マスターレンズ１００の異なる領域を通過した光束を受光するようになるために行う。

まず、コンバータレンズユニット６００の装着による、マスターレンズ１００から見た焦点検出領域の移動率を示す焦点領域倍率Ｔ１を設定する。ここで、焦点領域倍率Ｔ１は、Ｔ１＝Ｔとしても良いし、Ｔ１＝Ｔ×Ｃｏ１として、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに所定倍率Ｃｏ１を乗じた値としても良い。その場合、Ｃｏ１は、設計情報として定義された撮影倍率Ｔから、製造誤差を考慮して予め求められた値としても良い。また、コンバータメモリ６０２または、レンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに、撮影倍率Ｔまたはコンバータレンズ６０１の特性に応じた焦点検出領域の移動率を予め記憶しておき、読み出した情報を焦点領域倍率Ｔ１としても良い。

Ｓ３０１４の動作では、図１０（ｂ）に示すマスターレンズ１００のデフォーカスＭＴＦ情報を取得するための焦点検出領域の位置（ｘ，ｙ）を、１／焦点領域倍率Ｔ１倍した焦点検出領域の位置とする。例えば、コンバータレンズユニット６００装着前に図２３（ａ）に示すように撮像面上において焦点検出領域の位置（ｘ，ｙ）が設定されていたとする。コンバータレンズユニット６００を装着すると、位置（ｘ，ｙ）にある焦点検出領域に入射する光を透過するマスターレンズ１００の射出瞳の位置がシフトする。コンバータレンズユニット６００を装着していない場合に、シフトした後の射出瞳を透過した光が入射する焦点検出領域の位置を（Ｘｔ，Ｙｔ）とすると、装着前の焦点検出領域の座標（ｘ，ｙ）との関係は
（Ｘｔ，Ｙｔ）＝（ｘ／Ｔ１，ｙ／Ｔ１） …（２７）
となる。

ここでは、後述する縦収差量の換算を、コンバータレンズユニット６００の装着前後においておおよそ同じ瞳領域を通過した光束で行い、マスターレンズ１００の収差（主に非点収差）状態を同等とした状態から、倍率による換算を行う。そのため、焦点領域倍率Ｔ１による撮像面上の位置換算を行う。

次に、Ｓ３１１１において、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに基づき、フォーカスレンズ位置の座標軸変換を行う。これは、コンバータレンズユニット６００の装着前後で、同じ空間周波数の被写体を見た場合に、撮影された被写体像の空間周波数が異なるために行う。

まず、コンバータレンズユニット６００の装着による、フォーカス位置の移動率を示すフォーカス倍率Ｔ２を設定する。ここで、フォーカス倍率Ｔ２は、Ｔ２＝Ｔとしても良いし、Ｔ２＝Ｔ×Ｃｏ２として、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに所定倍率Ｃｏ２を乗じた値としても良い。その場合、Ｃｏ２は、設計情報として定義された撮影倍率Ｔから、製造誤差を考慮し、予め求められた値としても良い。また、コンバータメモリ６０２または、レンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに、撮影倍率Ｔまたはコンバータレンズ６０１の特性に応じたフォーカス位置の移動率を予め記憶しておき、読み出した情報をフォーカス倍率Ｔ２としても良い。

ここで、Ｓ３１１１でのフォーカスレンズ位置の座標変換方法を図２３（ｂ）を用いて説明する。なお、図１０（ｂ）がＳ３１１１での変換前（コンバータレンズユニット６００の装着前）のデフォーカスＭＴＦであるため、図２３（ｂ）（コンバータレンズユニット６００の装着後）と比較して説明する。

図２３（ｂ）の横軸はフォーカスレンズ１０４の位置を、縦軸はＭＴＦの強度を示している。図２３（ｂ）に描かれている４種の曲線は、空間周波数ごとのＭＴＦ曲線で、ＭＴＦ１、ＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４の順に、空間周波数が低い方から高い方を示している。空間周波数Ｆ１（ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦ曲線がＭＴＦ１と対応し、空間周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４（ｌｐ／ｍｍ）とＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４がそれぞれ対応する。また、ＬＰ４、ＬＰ５−２、ＬＰ６−２、ＬＰ７−２は、各デフォーカスＭＴＦ曲線の極大値に対応するフォーカスレンズ１０４の位置を示している。

ここでは、ＭＴＦ１からＭＴＦ４までのいずれかのＭＴＦ曲線を固定し、それ以外のＭＴＦ曲線をフォーカスレンズ位置（図２３（ｂ）の横軸）方向にシフトさせる。ここでは、ＭＴＦ１を基準とし、ＭＴＦ２からＭＴＦ４のＭＴＦ曲線をフォーカスレンズ位置方向にフォーカス倍率Ｔ２の二乗倍シフトしている。図１０（ｂ）と比べると、
ＬＰ５＿２−ＬＰ４＝（ＬＰ５−ＬＰ４）×Ｔ２² …（２８）
ＬＰ６＿２−ＬＰ４＝（ＬＰ６−ＬＰ４）×Ｔ２² …（２９）
ＬＰ７＿２−ＬＰ４＝（ＬＰ７−ＬＰ４）×Ｔ２² …（３０）
となっている。これは、コンバータレンズ６０１によって、球面収差が縦倍率方向に拡大されることによって起こる空間周波数の変化に因るものである。本動作により、縦収差量の換算を行う。

次に、Ｓ３１１２では、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに基づき、空間周波数のラベル変換を行う。

まず、コンバータレンズユニット６００の装着による、空間周波数の変換率を示す周波数倍率Ｔ３を設定する。ここで、周波数倍率Ｔ３は、Ｔ３＝Ｔとしても良いし、Ｔ３＝Ｔ×Ｃｏ３として、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに所定倍率Ｃｏ３を乗じた値としても良い。その場合、Ｃｏ３は、設計情報として定義された撮影倍率Ｔから、製造誤差を考慮し、予め求められた値としても良い。また、コンバータメモリ６０２または、レンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂに、撮影倍率Ｔまたはコンバータレンズ６０１の特性に応じた空間周波数の変換率を予め記憶しておき、読み出した情報を周波数倍率Ｔ３としても良い。

Ｓ３１１２の動作では、マスターレンズ１００の図１０（ｂ）に示すデフォーカスＭＴＦ情報を取得する空間周波数情報を、周波数倍率Ｔ３倍した空間周波数情報とする。つまり、図２３（ｂ）に描かれている４種の曲線は、空間周波数ごとのＭＴＦ曲線であり、空間周波数Ｆ１（ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦ曲線がＭＴＦ１と対応する。同様に、空間周波数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４（ｌｐ／ｍｍ）とＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４がそれぞれ対応する。

Ｓ３１１２における動作で空間周波数ラベルを付け替えた後は、空間周波数とＭＴＦ曲線の対応を、空間周波数Ｆａ（ｌｐ／ｍｍ）のＭＴＦ曲線がＭＴＦ１と対応するラベルの付け替えを行う。同様に、空間周波数Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄ（ｌｐ／ｍｍ）とＭＴＦ２、ＭＴＦ３、ＭＴＦ４がそれぞれ対応するようにラベルの付け替えを行う。すなわち、
Ｆａ＝Ｆ１×Ｔ３ …（３１）
Ｆｂ＝Ｆ２×Ｔ３ …（３２）
Ｆｃ＝Ｆ３×Ｔ３ …（３３）
Ｆｄ＝Ｆ４×Ｔ３ …（３４）
となる。これは、コンバータレンズユニット６００の装着前後で、同じ空間周波数の被写体を見た場合に、コンバータレンズユニット６００の装着時には、横倍率分だけマスターレンズ１００の高周波領域を取得した光線を撮像面上で取得することになるからである。これは、コンバータレンズユニット６００の装着前後で、同じ空間周波数の被写体を見た場合に、撮影された被写体像の空間周波数が異なることに因る。

つまり、コンバータレンズユニット６００の装着後に取得された被写体信号は、マスターレンズ１００のみの場合に比べて、横倍率分、低周波な被写体として結像する。マスターレンズ１００の高帯域の収差が、コンバータレンズユニット６００の装着時には、低周波側の収差として現れるので、周波数倍率Ｔ３による撮像光学系の空間周波数ラベルの変更を行う。

次に、Ｓ３１１３では、Ｓ３０１３で取得されたコンバータレンズ６０１の収差情報に基づき、デフォーカスＭＴＦ情報の修正を行う。ここでは、コンバータレンズ６０１の収差が小さい場合には、処理を省いても良い。例えば、撮影状態における撮影Ｆナンバーが暗い（大きい）場合には、収差も少ないと考えられるので、通信、演算処理を省いても良い。

図２４は、Ｓ３０１３で取得されるコンバータレンズ収差情報のイメージ図である。図２４は、各周波数Ｆａ・・・Ｆｎにおける各デフォーカスＭＴＦ曲線の極大値ＬＰ４、ＬＰ５＿２、ＬＰ６＿２、ＬＰ７＿２のフォーカスレンズ方向のシフト量である。Ｓ３１０１と同様に、ＭＴＦ１を基準とすると、
ＬＰ５＿３＝ＬＰ５＿２＋（Ｈｂ−Ｈａ） …（３５）
ＬＰ６＿３＝ＬＰ６＿２＋（Ｈｃ−Ｈａ） …（３６）
ＬＰ７＿３＝ＬＰ７＿２＋（Ｈｄ−Ｈａ） …（３７）
となる。Ｓ３１１３の処理後のデフォーカスＭＴＦ情報は図２３（ｃ）のようになる。コンバータレンズユニット６００の装着時には、以上のような収差情報の修正を行った後、第１の実施形態のＳ３０１以降の処理を行い、補正値を算出する。

以上のように、本第６の実施形態によれば、コンバータレンズの倍率分でマスターレンズの収差を換算し、さらにコンバータレンズの収差を加算することで、適切に収差状態の加算を行うことができる。さらに、合成された収差状態から、ＡＦ評価帯域と撮影画像評価帯域の設定を行い、差分を焦点検出量補正値とするので、より高精度に焦点検出を行うことが可能である。また、同様の収差特性は、色収差、非点収差にも表れることから、Ｓ２０、Ｓ２１における縦横ＢＰ、色ＢＰの算出においても、同様の処理を行っても良い。

●（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態について説明する。第７の実施形態では、前述の第４の実施形態に対して、コンバータレンズユニット６００が装着された場合の各種ＢＰ補正値の算出方法について説明する。

なお、撮像装置のブロック図（図２０）、各焦点検出方式の説明図（図３から図５）、焦点検出領域の説明図（図６）、各評価帯域の説明図（図１１）は、第７の実施形態においても共通であるため、以下の説明においても流用する。

次に、第７の実施形態におけるＢＰ補正値の算出方法について、図２５から図２８を用いて説明する。なお、図２５において、第４の実施形態におけるＢＰ補正値の算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、説明を省略する。図１５に示す処理との違いは、図２５のＳ５００１からＳ５００４において、コンバータレンズの収差情報の取得を行い、収差情報の修正を行ったのちに、補正値を算出するところにある。

Ｓ５００１では、レンズＭＰＵ１１７またはカメラＭＰＵ１２５は、コンバータレンズユニット６００の装着情報の取得を行う。次に、Ｓ５００１で得られた情報から、Ｓ５００２では、コンバータレンズユニット６００が装着されているか否かを判定する。Ｓ５００２で、コンバータレンズユニット６００が装着されていると判定された場合にはＳ５００３に進み、コンバータレンズ６０１の情報の取得を行う。

Ｓ５００３において、レンズＭＰＵ１１７またはカメラＭＰＵ１２５は、コンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔと、コンバータレンズ６０１のＢＰ補正情報を取得する。第７の実施形態において、コンバータレンズ６０１の撮影倍率ＴとＢＰ補正情報は、コンバータレンズユニット６００のコンバータメモリ６０２に予め記憶されており、レンズＭＰＵ１１７の要求によって取得するものとする。しかしながら、レンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されていてもよい。

コンバータレンズ６０１の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。マスターレンズ１００のみの場合と同様に、ＲＧＢ３色と縦横２方向との６通りの組み合わせの各々について、空間周波数ｆと撮像素子１２２上の焦点検出領域の位置（ｘ、ｙ）を変数とした以下の式（３８）で表現される。
ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ，ｘ，ｙ）＝（ｔ＿ｒｈ（０）×ｘ＋ｔ＿ｒｈ（１）×ｙ＋ｔ＿ｒｈ（２））×ｆ²＋（ｔ＿ｒｈ（３）×ｘ＋ｔ＿ｒｈ（４）×ｙ＋ｔ＿ｒｈ（５））×ｆ＋（ｔ＿ｒｈ（６）×ｘ＋ｔ＿ｒｈ（７）×ｙ＋ｔ＿ｒｈ（８）） …（３８）

なお、式（３８）は、赤（Ｒ）色の信号について水平（Ｈ）方向に対応した、コンバータレンズの空間周波数ごとのデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４位置のＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＲＨの式を示している。第７の実施形態において、ｔ＿ｒｈ（ｎ）（０≦ｎ≦８）は、コンバータメモリ６０２または、レンズメモリ１１８またはＲＡＭ１２５ｂの不揮発性領域に記憶されている。

同様に、赤と垂直（ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＲＶ）、緑と水平（ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＧＨ）、緑と垂直（ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＧＶ）、青と水平（ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＢＨ）、青と垂直（ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＢＶ）の各組み合わせにおける係数（ｔ＿ｒｖ、ｔ＿ｇｈ、ｔ＿ｇｖ、ｔ＿ｂｈ、ｔ＿ｂｖ）も記憶されている。

そして、Ｓ５０２の処理と同様に、ＢＰ補正値を算出する際の焦点検出領域の位置についての情報を用いて、コンバータレンズ６０１の収差情報の計算を行う。より具体的には、式（３８）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、コンバータレンズ６０１の収差情報は、以下の式（３９）により表される。
ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）＝Ｔ＿Ａｒｈ×ｆ²＋Ｔ＿Ｂｒｈ×ｆ＋Ｔ＿Ｃｒｈ …（３９）
同様に、ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＲＶ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＧＨ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＧＶ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＢＨ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＢＶ（ｆ）についても計算する。これらは、デフォーカスＭＴＦ中間情報に相当する。

図２６は、Ｓ５００３で焦点検出領域の位置情報を代入した後のコンバータレンズ６０１の収差情報を示している。横軸は空間周波数を、縦軸はデフォーカスＭＴＦの極大値を示すフォーカスレンズ１０４の位置（ピーク位置）を表している。図示の通り、色収差が大きい場合には、色ごとの曲線が乖離し、縦横差が大きい場合には、図中の水平方向と垂直方向の曲線が乖離する。このように、第７の実施形態では、色（ＲＧＢ）と評価方向（ＨとＶ）との組み合わせごとに、空間周波数に対応したコンバータレンズ６０１のデフォーカスＭＴＦ情報を有する。

次に、Ｓ５００４では、Ｓ５０２及びＳ５００３で得られたマスターレンズ１００のＢＰ補正情報とコンバータレンズ６０１の収差情報とから、収差情報の修正を行う。Ｓ５００４の詳細な動作については後述する。

一方、Ｓ５００２で、コンバータレンズユニット６００が装着されていないと判定された場合にはＳ５０３に進み、上述した第４の実施形態における図１５と同様の処理が行われることになる。

次に、Ｓ５００４で行われるＢＰ補正情報の修正方法について、図２７及び図２８を用いて説明する。

まず、Ｓ５１００では、Ｓ５００３で取得されたコンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに基づき、焦点検出領域の位置情報の修正を行う。ここでは、コンバータレンズ６０１の焦点領域倍率Ｔ１で、焦点検出領域が（Ｘｔ，Ｙｔ）に換算された位置でのマスターレンズ１００のＢＰ補正情報をＭＴＦ＿Ｐとする。具体的には、式（１３）に、式（２７）で説明したｘ＝Ｘｔ，ｙ＝Ｙｔを代入し、
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ，ｘ，ｙ）＝（ｒｈ（０）×（ｘ／Ｔ１）＋ｒｈ（１）×（ｙ／Ｔ１）＋ｒｈ（２））×ｆ²＋（ｒｈ（３）×（ｘ／Ｔ１）＋ｒｈ（４）×（ｙ／Ｔ１）＋ｒｈ（５））×ｆ＋（ｒｈ（６）×（ｘ／Ｔ１）＋ｒｈ（７）×（ｙ／Ｔ１）＋ｒｈ（８）） …（４０）
とすることで、撮像素子１２２の位置ｘでの収差特性をＸｔの収差特性と置き換える。赤と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ）、緑と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ）、緑と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ）、青と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ）、青と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ）についても、同様の処理を行う。この時のマスターレンズ１００の収差情報例を図２８（ａ）に示している。

次に、Ｓ５１０１では、Ｓ５００３で取得したコンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに基づき、フォーカスレンズ位置の座標軸変換を行う。ここでは、ＭＴＦ＿Ｐ２＿ＲＨ他６種類の収差情報のいずれかの空間周波数特性における単一周波数のピーク情報を固定し、それ以外の空間周波数特性をフォーカスレンズ位置（図２８（ｂ）縦軸）方向にシフトさせる。ここでは、ＭＴＦ＿Ｐ２＿ＧＨ（Ｆ１）を基準とし、ＭＴＦ２からＭＴＦ４のＭＴＦ曲線をフォーカスレンズ位置方向にフォーカス倍率Ｔ２の二乗倍引き延ばす。なお、フォーカス倍率Ｔ２は、第６の実施形態において説明したようにして設定する。

第７の実施形態におけるフォーカスレンズ位置の座標軸変換は、図２８では、デフォーカスＭＴＦのピーク情報である縦軸にあたる。従って、図２８（ａ）で設定されたデフォーカスＭＴＦのピーク位置ＬＰｎを、ＬＰｎ＿２の位置に、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）と基準のＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（Ｆ１）との差をコンバータレンズのフォーカス倍率Ｔ２の二乗倍した分、シフトする。以下の式（４１）により、縦収差量の換算を行うことができる。
ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）＋（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）−ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ（Ｆ１））×Ｔ２² …（４１）
赤と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ）、緑と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ）、緑と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ）、青と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ）、青と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ）についても、同様の処理を行う。

次に、Ｓ５１０２の動作では、Ｓ５００３で取得されたコンバータレンズ６０１の撮影倍率Ｔに基づき、空間周波数のラベル変換を行う。このＳ５１０３で行われる周波数倍率Ｔ３による空間周波数ラベルの付け替えは、第７の実施形態における図２８では横軸の変換にあたる。なお、周波数倍率Ｔ３は、第６の実施形態において説明したようにして設定する。

Ｓ５００４における動作で空間周波数ラベルを付け替えた後の、空間周波数をＦａ，Ｆｂ，Ｆｃ，Ｆｄ（ｌｐ／ｍｍ）とすると、付け替え前の空間周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４との対応は上述した式（３１）〜式（３４）となる。従って、ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）にｆ＝ｆ／Ｔ３を代入した式をラベルの付け替え後のＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ）とする。
ＭＴＦ＿Ｐ２＿ＲＨ（ｆ）＝ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ×Ｔ３） …（４２）
赤と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＲＶ）、緑と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＨ）、緑と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＧＶ）、青と水平（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＨ）、青と垂直（ＭＴＦ＿Ｐ＿ＢＶ）についても、同様の処理を行う。Ｓ５１０１、Ｓ５１０２の処理を終えた後の、収差情報例を図２８（ｂ）に示す。

次に、Ｓ５１０３では、Ｓ５００３で取得されたコンバータレンズ６０１の収差情報に基づき、Ｓ５１０２で求められた収差情報の修正を行う。ここでは、コンバータレンズ６０１の収差が小さい場合には、処理を省いても良い。例えば、撮影状態における撮影Ｆナンバーが暗い場合には、収差も少ないと考えられるので、通信、演算処理を省いても良い。具体的には、図２７（ｂ）で求められたＭＴＦ＿Ｐ２の関数と、Ｓ５００３で取得した図２６に示したコンバータレンズのＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐを合算する。合成後の収差情報ＭＴＦ＿Ｐ３は、以下の式（４３）で表される。
ＭＴＦ＿Ｐ３＿ＲＨ（ｆ）＝ＭＴＦ＿Ｐ２＿ＲＨ（ｆ）＋ＭＴＦ＿Ｔ＿Ｐ＿ＲＨ（ｆ） …（４３）
同様に、ＭＴＦ＿Ｐ３＿ＲＶ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ３＿ＧＨ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ３＿ＧＶ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ３＿ＢＨ（ｆ）、ＭＴＦ＿Ｐ３＿ＢＶ（ｆ）についても計算する。Ｓ５１０３の処理を終えた後の収差情報例を図２８（ｃ）に示す。

Ｓ５１０３までの動作を終えると、第７の実施形における収差情報は、空間周波数ｆ、撮像素子１２２上の焦点検出領域の位置（ｘ，ｙ）の関数となる。コンバータレンズユニット６００の装着時には、以上のような収差情報の修正を行った後、第４の実施形態で説明したＳ５０３以降の処理を行い、補正値を算出する。

以上のように、コンバータレンズの倍率分でマスターレンズの収差を換算し、さらにコンバータレンズの収差を加算することで、適切に収差状態の加算を行うことができる。

さらに、合成された収差状態から、ＡＦ評価帯域と撮影画像評価帯域の設定を行い、差分を焦点検出量補正値とするので、より高精度に焦点検出を行うことが可能である。この場合、収差情報をデフォーカスＭＴＦのピーク情報としたので、メモリへの記憶情報を更に少なくすることが可能である。

１００…レンズユニット（マスターレンズ）、１０４…フォーカスレンズ、１１３…フォーカスアクチュエータ、１１７…レンズＭＰＵ、１１８…レンズメモリ、１２０…カメラ本体、１２２…撮像素子、１２５…カメラＭＰＵ、１２９…位相差ＡＦ部、１３０…ＴＶＡＦ、６００…コンバータレンズユニット、６０１…コンバータレンズ、６０２…コンバータメモリ

Claims (20)

1. 設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた撮影光学系の自動焦点検出を実行可能であって、コンバータレンズを着脱可能な撮像装置であって、
   前記コンバータレンズが装着されている場合に、前記撮影光学系の収差に関連した情報であって、異なる複数の空間周波数ごとの変調伝達関数のそれぞれ１つずつの前記撮影光学系の結像位置に関する情報を、前記コンバータレンズの撮影倍率に基づいて変換する変換手段と、
   前記コンバータレンズが装着されていない場合には前記変換手段により変換されていない前記撮影光学系の収差に関連した情報を用いて、前記コンバータレンズが装着されている場合には前記変換手段により変換された収差に関連した情報を用いて、前記自動焦点検出の結果を取得するために用いられる信号の特性と、撮影対象画像の信号の特性との差によるピント状態の差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。
2. 前記撮影光学系の収差に関連した情報は、前記焦点検出領域、フォーカスレンズの位置、空間周波数の少なくともいずれかに対応した情報であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記変換手段は、前記コンバータレンズの撮影倍率によって生じる、前記焦点検出領域の位置の変化、フォーカス位置の変化、および空間周波数の変化の内の少なくとも１つと、前記コンバータレンズの収差とを補正するように、前記撮影光学系の収差に関する情報を変換することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記撮影光学系の収差に関連した情報は、前記撮影光学系の球面収差、非点収差および色収差に関する情報であって、異なる複数の空間周波数における変調伝達関数の極大値に対応する前記撮影光学系の結像位置の情報を、前記コンバータレンズの収差情報に基づいて変換することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記変換手段は、前記コンバータレンズが装着されていない場合の前記極大値を、該極大値と予め決められた基準の値との差を前記コンバータレンズの倍率に基づいて決められた倍率の二乗倍した分、シフトするように、前記撮影光学系の収差に関連した情報を変換することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記変換手段は、前記コンバータレンズが装着されていない場合の前記空間周波数を、該空間周波数に前記コンバータレンズの倍率に基づいて決められた倍率で乗じた空間周波数となるように、前記撮影光学系の収差に関連した情報を変換することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
7. 前記変換手段は、前記コンバータレンズが装着されていない場合の前記焦点検出領域の位置を、該焦点検出領域の位置を前記コンバータレンズの倍率に基づいて決められた値で除した位置となるように、前記撮影光学系の収差に関連した情報を変換することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
8. 前記変換手段は、前記変換された収差に関連した情報に、前記空間周波数毎に、前記コンバータレンズの収差情報を加算することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
9. 前記異なる複数の空間周波数に対応する変調伝達関数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変調伝達関数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４乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記第１のパラメータは、前記撮影光学系の色収差と、非点収差と、前記焦点検出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、前記撮影光学系の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９に記載の撮像装置。
11. 前記第１のパラメータは、前記撮影光学系の色収差と、非点収差と、球面収差とに対応する変数であり、
    前記第２のパラメータは、前記焦点検出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９に記載の撮像装置。
12. 前記変換手段は、予め定められた条件が満たされる場合には、前記収差に関連した情報の補正を行わないことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
13. 設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた撮影光学系の自動焦点検出を実行可能であって、コンバータレンズを着脱可能な撮像装置における制御方法であって、
    前記コンバータレンズが装着されている場合に、前記撮影光学系の収差に関する情報であって、異なる複数の空間周波数ごとの変調伝達関数のそれぞれ１つずつの前記撮影光学系の結像位置に関する情報を、前記コンバータレンズの撮影倍率に基づいて変換する変換工程と、
    前記コンバータレンズが装着されていない場合には前記変換工程により変換されていない前記撮影光学系の収差情報を用いて、前記自動焦点検出の結果を取得するために用いられる信号の特性と、撮影対象画像の信号の特性との差によるピント状態の差を補正するための補正値を算出する工程と、
    前記コンバータレンズが装着されている場合には前記変換工程で変換された収差情報を用いて、前記自動焦点検出の結果を取得するために用いられる信号の特性と、撮影対象画像の信号の特性との差によるピント状態の差を補正するための補正値を算出する工程と、
    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工程と、
    を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた、撮影光学系の自動焦点検出を実行可能な撮像装置、および設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた、撮影光学系の自動焦点検出を実行可能な撮像装置に装着されたコンバータレンズ、を装着することができる撮影光学系であって、
    前記コンバータレンズが装着されている場合に、前記撮影光学系の収差に関連した情報であって、異なる複数の空間周波数ごとの変調伝達関数のそれぞれ１つずつの前記撮影光学系の結像位置に関する情報を、コンバータレンズの撮影倍率に基づいて変換する変換手段と、
    前記変換された前記撮影光学系の収差に関連した情報に基づいて、前記自動焦点検出結果を補正するための補正値を算出する算出手段と、
    を有することを特徴とする撮影光学系。
15. 前記撮影光学系の収差に関連した情報は、前記焦点検出領域、フォーカスレンズの位置、空間周波数の少なくともいずれかに対応した情報であることを特徴とする請求項１４に記載の撮影光学系。
16. 前記算出手段は、前記撮影光学系の収差によって生じる、前記自動焦点検出の結果を取得するために用いられる信号の特性と、撮影対象画像の信号の特性との差によるピント状態の差を補正するための補正値を算出することを特徴とする請求項１４に記載の撮影光学系。
17. 前記撮影光学系の収差に関連した情報は、被写体の空間周波数ごとの前記撮影光学系の結像位置に関する情報であり、
    前記算出手段は、前記コンバータレンズの収差情報に基づいて修正された前記結像位置の情報を用いて、前記自動焦点検出結果を補正するための補正値を算出することを特徴とする請求項１４に記載の撮影光学系。
18. 前記変換手段は、前記コンバータレンズの撮影倍率によって生じる、前記焦点検出領域の位置の変化、フォーカス位置の変化、および空間周波数の変化の内の少なくとも１つと、前記コンバータレンズの収差とを補正するように、前記撮影光学系の収差に関連した情報を変換することを特徴とする請求項１４に記載の撮影光学系。
19. 前記変換手段は、予め定められた条件が満たされる場合には、前記収差情報の補正を行わないことを特徴とする請求項１４に記載の撮影光学系。
20. 設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた、撮影光学系の自動焦点検出を実行可能な撮像装置、および設定された焦点検出領域から得られる画像信号を用いた、撮影光学系の自動焦点検出を実行可能な撮像装置に装着されたコンバータレンズ、を装着することができる撮影光学系の制御方法であって、
    前記コンバータレンズが装着されている場合に、前記撮影光学系の収差に関連した情報であって、異なる複数の空間周波数ごとの変調伝達関数のそれぞれ１つずつの前記撮影光学系の結像位置に関する情報を、コンバータレンズの撮影倍率に基づいて変換する変換工程と、
    前記変換された前記撮影光学系の収差に関連した情報に基づいて、前記自動焦点検出結果を補正するための補正値を算出する算出工程と、
    を有することを特徴とする撮影光学系の制御方法。

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