JP2018018032A - 焦点検出装置および焦点検出方法、撮像装置、プログラム並びに記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を精度良く補正する技術を実現する。【解決手段】焦点検出装置は、撮影光学系の異なる瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の焦点検出画素を有する撮像素子における、第１の焦点検出画素から色毎の第１の焦点検出信号を取得し、第２の焦点検出画素から色毎の第２の焦点検出信号を取得する取得手段と、前記第１の焦点検出信号および前記第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、前記撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記焦点検出手段が焦点検出を行う際に用いる前記第１および第２の焦点検出信号に対して色毎に信号補正を行う第１の補正処理手段と、前記焦点検出手段が前記第１および第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行い得られた焦点ずれ量を前記撮影光学系の倍率色収差に応じて補正する第２の補正処理手段の少なくともいずれかを有する。【選択図】図４

Description

本発明は、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を補正する技術に関する。

撮影レンズの焦点状態を検出する方式の一つとして、各画素にマイクロレンズが形成された２次元の撮像素子を用いて瞳分割方式の焦点検出を行う撮像面位相差方式の自動焦点検出方法（撮像面位相差ＡＦ）が知られている。特許文献１には、瞳分割方式の焦点検出を行うために、撮像素子を構成する各画素の光電変換部が複数に分割されており、分割された光電変換部がマイクロレンズを介して撮影レンズの瞳の異なる領域を通過した光束を受光するように構成されている。

撮像面位相差ＡＦは、撮像素子に設けられた焦点検出画素から得られた一対の像信号に基づいて焦点ずれ方向（デフォーカス方向）と焦点ずれ量（デフォーカス量）を同時に検出可能であり、焦点調節動作を高速に行うことができる。一方で、撮像面位相差ＡＦは光学像を撮像して得られる像信号を用いて焦点検出を行うため、光学像を結像するレンズの収差が焦点検出結果に誤差を生じさせる場合があり、この焦点検出誤差を低減するための方法が提案されている。

特許文献２には、合焦状態において一対の焦点検出用の光束が形成する一対の光学像の形状が、光学系の収差に起因して一致しなくなることによる焦点検出誤差を補正する方法が開示されている。特許文献３には光束のケラレ状態に応じた像信号の修復が可能な撮像装置が開示されている。特許文献４には撮影レンズの状態に関する情報と、撮像素子の状態に関する情報と、像高との組み合わせに応じた補正値で焦点検出誤差を補正する方法が開示されている。

特開２００８−５２００９号公報 特開２０１３−１７１２５１公報 特開２０１０−１１７６７９公報 特開２０１４―２２２２９１公報

従来、撮像面位相差ＡＦにおいて撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差のメカニズムは詳しく知られておらず、特に焦点検出誤差が撮像素子の特性の影響を強く受けることは知られていない。また、カメラなどの製品に搭載された撮像素子の特性は、撮像素子固有の特性ばらつきと組み付け誤差により設計値とは少なからず乖離がある。そして、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差の補正値は、撮像素子の設計値を前提として算出されるため、実使用時において焦点検出誤差を精度良く補正できないことがあるという課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を精度良く補正する技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、撮影光学系の異なる瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の焦点検出画素を有する撮像素子における、第１の焦点検出画素から色毎の第１の焦点検出信号を取得し、第２の焦点検出画素から色毎の第２の焦点検出信号を取得する取得手段と、前記第１の焦点検出信号および前記第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、前記撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を補正する補正手段と、を有し、前記補正手段は、前記焦点検出手段が焦点検出を行う際に用いる前記第１および第２の焦点検出信号に対して色毎に信号補正を行う第１の補正処理手段と、前記焦点検出手段が前記第１および第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行い得られた焦点ずれ量を前記撮影光学系の倍率色収差に応じて補正する第２の補正処理手段の少なくともいずれかを有する。

本発明によれば、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を精度良く補正することができる。

本実施形態の装置構成を示すブロック図。 本実施形態の撮像素子の画素の構成を示す図。 本実施形態の撮影光学系の射出瞳面と撮像素子の光電変換部の共役関係を示す図。 実施形態１の撮像面位相差ＡＦによる焦点検出処理を示すフローチャート。 図４の色毎の信号補正フィルタ算出処理を示すフローチャート。 実施形態１の色毎の信号補正フィルタの重心合せ方法の説明図。 実施形態１における信号補正フィルタの重心合せ方法の説明図。 合焦状態での各色の焦点検出信号の信号強度を例示する図。 焦点検出信号の瞳強度分布を例示する図。 周辺像高における瞳部分領域と撮影光学系の射出瞳の関係を示す図。 本実施形態の撮像素子における焦点検出領域を例示する図。 実施形態２の撮像面位相差ＡＦによる焦点検出処理を示すフローチャート。 図１２の焦点検出結果補正値算出処理を示すフローチャート。

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正または変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成してもよい。

［実施形態１］
本実施形態では、焦点検出装置を搭載する撮像装置の一例として、コントラスト方式（ＴＶＡＦ方式）および撮像面位相差方式の自動焦点調節（オートフォーカス:ＡＦ）機能を有するレンズ交換式の一眼レフデジタルカメラにより実現した例について説明するが、レンズ交換式ではないデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、パーソナルコンピュータやその一種であるタブレット、携帯電話やその一種であるスマートフォン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ゲーム機、医療機器などに適用可能である。

＜装置構成＞図１を参照して、本実施形態の撮像装置の構成および機能について説明する。

本実施形態のデジタルカメラ（以下、カメラ）はレンズユニット１００とカメラ本体１２０とを有する。レンズユニット１００は図の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に対して着脱可能に接続される。

被写体像を結像させるレンズユニット１００は、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、フォーカスレンズ）１０４、および後述する駆動／制御系を有する。レンズユニット１００は、フォーカスレンズ１０４を含み且つ被写体の光学像を形成する撮影光学系をなす。

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に進退可能に保持される。以下では、光軸方向ＯＡをＺ方向とし、カメラから被写体側を見る方向を正方向とする。また、本実施形態において、Ｚ方向の軸の原点０は、後述するカメラ本体１２０の撮像素子１２２の位置に対応するものとする。

絞り１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う。また、絞り１０２は、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および第２レンズ群１０３は一体として光軸方向ＯＡに進退可能であり、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は、光軸方向ＯＡに進退可能であり、その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。本実施形態では、フォーカスレンズ１０４の光軸方向ＯＡの位置を制御することにより、被写体距離の検出（焦点検出）および合焦距離を調節するオートフォーカス機能を実現する。

レンズユニット１００の駆動／制御系は、駆動系としてズームアクチュエータ１１１、絞り／シャッターアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動部１１４、絞り／シャッター駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６を有する。また、駆動系を制御する制御系として、レンズＭＰＵ１１７とレンズメモリ１１８を有する。

ズームアクチュエータ１１１は、第１レンズ群１０１や第２レンズ群１０３を光軸方向ＯＡに進退駆動し、撮影光学系の画角を変更するズーム制御を行う。絞り／シャッターアクチュエータ１１２は、絞り１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、絞り１０２の開閉動作を制御して撮影時の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ１１３は、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動してオートフォーカス動作を行うと共に、フォーカスレンズ１０４の現在位置を検出する機能も有している。

ズーム駆動部１１４は、撮影者のズーム操作またはレンズＭＰＵ１１７の制御値に応じて、ズームアクチュエータ１１１を駆動する。絞り／シャッター駆動部１１５は、絞り／シャッターアクチュエータ１１２を駆動して絞り１０２の開口径または開閉動作を制御する。フォーカス駆動部１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を駆動し、フォーカスレンズ１０４を光軸方向ＯＡに進退駆動してオートフォーカス動作を行う。

レンズＭＰＵ１１７は、撮影光学系に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動部１１４、絞り／シャッター駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６、レンズメモリ１１８を制御する。レンズＭＰＵ１１７は、マウントＭを介してカメラＭＰＵ１２５との間でコマンドやデータの通信が可能に接続される。例えば、レンズＭＰＵ１１７は、フォーカスレンズ１０４の現在の位置を検出し、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、ズーム駆動部１１４、絞り／シャッター駆動部１１５、フォーカス駆動部１１６を制御する。レンズメモリ１１８には、本実施形態の撮像面位相差ＡＦに必要な光学情報が予め記憶されている。また、レンズメモリ１１８には、例えば、フォーカスレンズ１０４の位置や移動量とデフォーカス量との対応関係を示すデフォーカスマップが格納されている。なお、デフォーカスマップは、後述するように第１の焦点検出信号（ＡＦ用Ａ像）と第２の焦点検出信号（ＡＦ用Ｂ像）の各画素位置での像ずれ量を相関演算により算出し、像ずれ量をデフォーカス量に換算することで生成される。これにより、レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からデフォーカス量を所定量だけ変更する要求を受けた場合に、レンズメモリ１１８に記憶されたデフォーカスマップを参照し、所定のデフォーカス量に対応する距離だけフォーカスレンズ１０４を移動するようにフォーカスアクチュエータ１１３を制御することが可能である。カメラＭＰＵ１２５は、例えばＲＯＭ１２５ａやレンズメモリ１１８に格納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。また、レンズメモリ１１８には、本実施形態の撮影光学系の倍率色収差に関する情報等も格納されている。

カメラ本体１２０は、光学的ローパスフィルタ１２１、撮像素子１２２、後述する駆動／制御系を有する。光学的ローパスフィルタ１２１は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。

撮像素子１２２は、例えばＣＭＯＳイメージセンサとその周辺回路で構成されている。ＣＭＯＳイメージセンサは、光を受光する各画素に光電変換素子が設けられており、各画素を単位画素として複数の単位画素が二次元状に配列された画素群（撮像面）を有する。撮像素子１２２は、撮像光学系の異なる瞳領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の焦点検出画素を有し、画素ごとに独立した信号出力が可能である。これにより、撮像面位相差ＡＦによるデフォーカス量の算出が可能である。また、撮像素子１２２は、被写体の像を形成する撮影光学系の射出瞳の全域を通る光束を各画素で受光して被写体の像信号（画像信号）を生成する複数の撮像用画素を有する。

カメラ本体１２０の駆動／制御系は、撮像素子駆動部１２３、画像処理部１２４、カメラ本体１２０全体を制御するカメラＭＰＵ１２５、表示部１２６、操作スイッチ１２７、メモリ１２８、第１焦点検出部１２９、第２焦点検出部１３０を有する。撮像素子駆動部１２３は、撮像素子１２２の電荷蓄積動作を制御すると共に、撮像素子１２２から読み出した画像信号をデジタル信号に変換してカメラＭＰＵ１２５に送出する。画像処理部１２４は、撮像素子１２２から読み出された画像信号にガンマ変換、色補間、ＪＰＥＧ圧縮等の各種画像処理を行う。また、画像処理部１２４は、後述する撮像面位相差方式による焦点検出用の画像信号やコントラスト方式によるＴＶＡＦ用評価値も生成する。

カメラＭＰＵ１２５はマイクロプロセッサを有し、カメラ本体１２０に係る全ての演算、制御を行う。これにより、撮像素子駆動部１２３、画像処理部１２４、表示部１２６、操作スイッチ１２７、メモリ１２８、第１焦点検出部１２９、第２焦点検出部１３０を制御する。カメラＭＰＵ１２５はマウントＭに配置された信号線を介してレンズＭＰＵ１１７と接続されている。これにより、レンズＭＰＵ１１７に対して、レンズ位置を取得する要求を発行したり、所定の駆動量でのズーム駆動や絞り駆動やレンズ駆動の要求を発行したり、レンズユニット１００に固有の光学情報を取得する要求を発行する。

カメラＭＰＵ１２５には、カメラの動作を制御するためのプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、各種パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。カメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納されたプログラムを読み出してＲＡＭ１２５ｂに展開して実行することで、後述する焦点検出処理を実行する。また、ＥＥＰＲＯＭ１２５ｃには、後述するＲＧＢ各色の感度情報等が格納されている。

表示部１２６はＬＣＤ（液晶）パネルや有機ＥＬなどの表示デバイスを有し、カメラの各動作モードに関する各種の情報を表示する。カメラの動作モードは、例えば、静止画や動画を撮影する撮影モード、メモリ１２８に格納されている撮影済みの画像を再生する再生モードを含む。撮影モードの場合は、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画像などを表示する。また、撮影中の動画を逐次表示する。

操作スイッチ１２７は、シャッタースイッチ、電源スイッチ、ズームスイッチ、モード切替スイッチなどを含む。メモリ１２８は、カメラに着脱可能なフラッシュメモリであり、撮影済み画像を記録する。

第１焦点検出部１２９は、画像処理部１２４により得られた焦点検出用の画像信号を用いて位相差方式の焦点検出を行う（位相差ＡＦ）。具体的には、画像処理部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焦点検出用の画像信号を生成し、第１焦点検出部１２９が、一対の焦点検出用の画像信号の像ずれ量に基づいて焦点ずれ（ピントずれ）量を検出する。このように、本実施形態の第１焦点検出部１２９は、ＡＦ専用のセンサを用いず、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。

第２焦点検出部１３０は、画像処理部１２４により生成される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ＡＦ）。コントラストＡＦは、フォーカスレンズ１０４を移動させ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、公知の技術であるため、詳細な説明は省略する。

図１１（ａ）は、撮像素子１２２に設定される焦点検出領域を例示している。焦点検出領域内で撮像素子１２２から得られた画像信号に基づいて撮像面位相差ＡＦおよびコントラストＡＦが行われる。図１１において、点線で示す長方形は撮像素子１２２の撮像面１１１０を示している。撮像面１１１０内には撮像面位相差ＡＦを行う３つの横方向の焦点検出領域１１１１ａｈ、１１１１ｂｈ、１１１１ｃｈが形成されている。本実施形態では、撮像面位相差ＡＦ用の焦点検出領域を撮像面１１１０の中央部と左右２箇所の計３箇所を備える構成とした。また、３つの撮像面位相差ＡＦ用の焦点検出領域１１１１ａｈ、１１１１ｂｈ、１１１１ｃｈのそれぞれを包含する形で、コントラストＡＦを行う焦点検出領域１１２ａ、１１１２ｂ、１１１２ｃが形成されている。なお、図１１では、大きくわけて３つの領域に焦点検出領域を配置した構成を示しているが、これに限られるものではなく、任意の位置に複数の領域を配置してもよい。

このように、本実施形態のカメラには位相差方式とコントラスト方式のＡＦ機能が搭載されており、撮影状況などに応じていずれかを選択的に実行したり、両方を組み合わせて実行することができる。

＜撮像面位相差方式による焦点検出動作の説明＞次に、図２を参照して、本実施形態の第１焦点検出部１２９による焦点検出動作について説明する。

図２（ａ）は本実施形態の撮像素子１２２の画素配列を示し、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側から見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ている。本実施形態のベイヤー配列は、例えば、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Ｘ方向に交互に配置され、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Ｘ方向に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を示している。

本実施形態の撮像素子１２２は、撮影光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束を受光する第１の焦点検出画素と第２の焦点検出画素を有する。なお、本実施形態では、撮像素子の全ての画素の光電変換部はＸ方向に２分割され、分割された一方の領域の光電変換信号と２つの光電変換信号の和は独立して読み出しできるが、Ｘ方向、Ｙ方向に複数分割された構成であってもよい。また、２つの光電変換信号の和から分割された一方の領域の光電変換信号を減算することにより、もう一方の領域の光電変換信号に相当する信号を得ることができる。これらの分割された領域の光電変換信号は、後述する位相差方式の焦点検出に用いられるほか、視差情報を有した複数画像から構成される３Ｄ（３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）画像を生成することもできる。一方で、２つの光電変換信号の和は、通常の撮影画像として用いられる。

ここで、焦点検出用の画像信号（焦点検出信号）について説明する。本実施形態においては、図２（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像とし、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（Ｇ）、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）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、ＡＦ用Ｂ像を編成してもよい。このように生成したＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の相対的な像ずれ量を相関演算により求めることで、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の出力は光電変換部２１１ａ，２１１ｂの出力の和から光電変換部２１１ａの出力を減算することで取得される。このようにしてＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の両方を取得することで撮像面位相差ＡＦが実現される。なお、本実施形態の撮像素子を用いた撮像面位相差ＡＦは、例えば、特開２００４−１３４８６７号公報に開示されているように公知であるため、詳細な説明は省略する。

図２（ｂ）は本実施形態の撮像素子１２２の読み出し回路の構成を例示している。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、１５２ｂと、垂直走査ライン１５４ａ、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呼ばれ、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方向および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。撮像面位相差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。

＜撮影光学系の射出瞳面と撮像素子の光電変換部の共役関係＞次に、図３を参照して、本実施形態のカメラにおける、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について説明する。撮像素子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ズーム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ズーム操作を行うと、射出瞳の像面からの距離や大きさが変化する。図３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。射出瞳距離Ｚｅｐに合わせて設計された撮像素子１２２の設定瞳距離をＤｓとする。

図３（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、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。

図３（ａ）の画素２１１０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２１１０は、最下層より、光電変換部２１１０ａ，２１１０ｂ、配線層２１１０ｅ〜２１１０ｇ、カラーフィルタ２１１０ｈ、およびオンチップマイクロレンズ２１１０ｉ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２１１０ｉ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２１１０ｉを介して、光電変換部の表面に投影される。

図３（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、図３（ａ）の光電変換部２１１０ａ、２１１０ｂに対する投影像は各々ＥＰ１ａ、ＥＰ１ｂとなる。また本実施形態では、撮像素子は、２つの光電変換部２１１０ａと２１１０ｂ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３（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、ＥＰ１ｂは撮影光学系でケラレがほぼ発生していない。図３（ｂ）では、図３（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のけられ状態は光軸に対して対称となり、各光電変換部２１１０ａ、２１１０ｂが受光する光量は等しい。

撮像面位相差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撮像素子駆動部１２３を制御する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、画像処理部１２４に焦点検出領域に関する情報を与え、焦点検出領域内の画素の出力からＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像を生成して第１焦点検出部１２９に供給するように画像処理部１２４を制御する。画像処理部１２４はカメラＭＰＵ１２５の制御に従ってＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像を生成して第１焦点検出部１２９に出力する。

なお、本実施形態では水平方向に射出瞳を２分割する構成を例示したが、撮像素子中の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撮像面位相差ＡＦが可能となる。

上述したように、本実施形態の撮像素子１２２は画像を撮像する機能のみだけではなく焦点検出装置としての機能も有している。なお、焦点検出方法としては、射出瞳を分割した光束を受光する焦点検出画素を備えているため、撮像面位相差ＡＦを行うことが可能である。

＜撮像面位相差ＡＦ処理シーケンス＞次に、図４および図５を参照して、本実施形態の撮像面位相差ＡＦ処理について説明する。

まず、ＡＦ処理の概要を説明する。カメラＭＰＵ１２５は、後述する撮影条件でＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像を用いてデフォーカス量を取得する。これらＡＦ用Ａ像、ＡＦ用Ｂ像は、レンズの倍率色収差に応じて、本実施形態の色毎の第１の信号補正フィルタ、色毎の第２の信号補正フィルタで補正された信号である。そして、カメラＭＰＵ１２５はデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０４を駆動する。

次に、上述した撮像面位相差ＡＦ処理の詳細について、図４から図１１を用いて説明する。なお、図４および図５の処理は、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、説明を簡略化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。図１２および図１３でも同様である。

Ｓ４０１で、カメラＭＰＵ１２５は、シャッター秒時Ｔｖ、絞り値Ｆ、焦点検出領域などの撮影条件を設定する。設定される焦点検出領域は、主被写体に応じて決定されてもよいし、予め設定されていてもよい。本実施形態では、図１１（ｂ）に示すように主被写体１１１３の顔領域１１１４に対応する焦点検出領域に対して、代表する座標（ｘ１、ｙ１）を設定し、代表する座標は図１１（ａ）の焦点検出領域１１１１ｃｈの中央の座標として説明する。

Ｓ４０２で、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦに用いるＡＦ用信号を取得する。撮像素子１２２の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ＡＦ用Ａ像（ＡＦ＿Ａ（ｉ））、光電変換部２１１ｂの出力をつなぎ合わせて編成したＡＦ用Ｂ像（ＡＦ＿Ｂ（ｉ））を取得する。Ｓ４０２では、ＡＦ用像信号は撮像素子１２２からＲＧＢ毎に取得した直後の信号であり、ＲＧＢそれぞれの値を個別に有している（ＡＦ＿Ａ（ｉ）＝｛ｒＡ（ｉ）、ｇＡ（ｉ）、ｂＡ（ｉ）｝、ＡＦ＿Ｂ（ｉ）＝｛ｒＢ（ｉ）、ｇＢ（ｉ）、ｂＢ（ｉ）｝）。

Ｓ４０３で、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７との通信を行って、Ｓ４０１で設定された撮影条件（レンズの射出瞳距離、絞り値：Ｆ、像高：（ｘ１、ｙ１））から色毎信号補正を行うか否かを判定する。なお、レンズの射出瞳距離はレンズのズーム状態やフォーカス状態によって変わる。撮影条件のうち、レンズの射出瞳距離が撮像素子の設定瞳距離以上、もしくは設定絞りが所定の値未満、もしくは設定像高が所定の値未満である場合、色感度補正は行わないと判定してＳ４０６へ進む。また、撮影条件のうち、レンズの射出瞳距離が設定瞳距離未満、設定絞りが所定の値以上、かつ設定像高が所定の値以上である場合は、撮影条件を用いてレンズメモリ１１８に格納されているレンズ情報の中から撮影条件に合致した倍率色収差情報を取得する。そして、取得した倍率色収差情報を用いて、色毎信号補正を行うか否かを判定し、倍率色収差に起因する焦点検出誤差が大きく、色毎信号補正を行うと判定された場合はＳ４０４に進む。また、倍率色収差に起因する焦点検出誤差が小さく、色毎信号補正は行わないと判定された場合はＳ４０６に進む。

Ｓ４０４では、カメラＭＰＵ１２５は、色毎信号補正を行うための色毎信号補正フィルタを算出する。本実施形態では、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像に対応したＲＧＢ感度比を揃える。ここで、本実施形態の色毎信号補正フィルタ算出処理について図５から図７を用いて説明する。

Ｓ５０１で、カメラＭＰＵ１２５は、ＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶されているＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の瞳強度分布と、レンズメモリ１１８に記憶されている撮影光学系に関する情報（レンズのケラレ情報など）と合わせて、焦点検出領域１１１１ｃｈの代表値である座標（ｘ１、ｙ１）のＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像各々の色毎の第１の線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ（ｉ）と色毎の第２の線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＢ（ｉ）（ｘはＲＧＢの添え字を表す）を算出する。ここで、ｉは焦点検出範囲内のＸ座標を表す。
ＡＦ用Ａ像：ＬＳＦ＿ｒＡ（ｉ）、ＬＳＦ＿ｇＡ（ｉ）、ＬＳＦ＿ｂＡ（ｉ）
ＡＦ用Ｂ像：ＬＳＦ＿ｒＢ（ｉ）、ＬＳＦ＿ｇＢ（ｉ）、ＬＳＦ＿ｂＢ（ｉ）
ＡＦ用Ａ像、ＡＦ用Ｂ像は図８（ａ）のＲＧＢのＡ像、Ｂ像に相当する。

Ｓ５０２では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ５０１で作成したＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像各々の色毎の線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ（ｉ）をＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶されている暫定デフォーカス量に応じて、積算光量が変わらないように変形させ、暫定デフォーカス時の線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ‘（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ‘（ｉ）を算出する。

次に、Ｓ５０３からＳ５０５の処理の詳細について図６および図７を用いて説明する。Ｓ５０３では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ５０２で作成した暫定デフォーカス時の線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ‘（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ‘（ｉ）の重心Ｘ座標Ｃｏｇ＿ｘＸＡ’、Ｃｏｇ＿ｘＸＢ’を算出する（図６）。さらに、Ｓ５０２で作成した暫定デフォーカス時の線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ‘（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ‘（ｉ）をＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶されているサンプリングピッチＦｉｌ＿ｐ毎にサンプリングして得られるサンプリング線像ＬＳＦ＿ｘＡ’’（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ’’（ｉ）の重心Ｘ座標Ｃｏｇ＿ｘＸＡ’’、Ｃｏｇ＿ｘＸＢ’’を算出する。そして、これら算出した重心Ｃｏｇ＿ｘＸＡ’’、Ｃｏｇ＿ｘＸＢ’’、Ｃｏｇ＿ｘＸＡ’’、Ｃｏｇ＿ｘＸＢ’’から重心差ΔＣｏｇ＿ｘＸＡ、ΔＣｏｇ＿ｘＸＢを算出する。
ΔＣｏｇ＿ＸＡ＝｛Ｃｏｇ＿ｒＸＡ’−Ｃｏｇ＿ｒＸＡ’’、Ｃｏｇ＿ｇＸＡ’−Ｃｏｇ＿ｇＸＡ’’、Ｃｏｇ＿ｂＸＡ’−Ｃｏｇ＿ｂＸＡ’’｝
ΔＣｏｇ＿ＸＢ＝｛Ｃｏｇ＿ｒＸＢ’−Ｃｏｇ＿ｒＸＢ’’、Ｃｏｇ＿ｇＸＢ’−Ｃｏｇ＿ｇＸＢ’’、Ｃｏｇ＿ｂＸＢ’−Ｃｏｇ＿ｂＸＢ’’｝
さらに、算出した重心差ΔＣｏｇ＿ｘＸＡ、ΔＣｏｇ＿ｘＸＢを用いて、信号補正フィルタ長を算出する。算出する信号補正フィルタ長は、重心差ΔＣｏｇ＿ｘＸＡ、ΔＣｏｇ＿ｘＸＢを包含するＸ座標範囲を設定する。

Ｓ５０４では、カメラＭＰＵ１２５は、信号補正フィルタＦｉｌ＿ｘＡ（ｉ）、Ｆｉｌ＿ｘＢ（ｉ）の重心合わせ後のＸ座標Ｆｉｌ＿ｘＸＡ（ｉ）、Ｆｉｌ＿ｘＸＢ（ｉ）を算出する。これは、Ｓ５０３で算出したサンプリング線像ＬＳＦ＿ｘＡ’’（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ’’（ｉ）で共通のＸ座標ＬＳＦ＿ｘＸＡ（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＸＢ（ｉ）からＳ５０３で算出した重心差ΔＣｏｇ＿ｘＸＡ、ΔＣｏｇ＿ｘＸＢを減算して、信号補正フィルタの重心合わせ後のＸ座標Ｆｉｌ＿ｘＸＡ（ｉ）、Ｆｉｌ＿ｘＸＢ（ｉ）を算出する。

Ｓ５０５では、カメラＭＰＵ１２５は、重心合わせ後の信号補正フィルタの値Ｆｉｌ＿ｘＡ（ｉ）、Ｆｉｌ＿ｘＢ（ｉ）を算出し、色毎信号補正フィルタとするため変形させる。ここで重心合わせ後の信号補正フィルタの値Ｆｉｌ＿ｘＡ（ｉ）、Ｆｉｌ＿ｘＢ（ｉ）の算出方法について図７を用いて説明する。カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ５０３で算出されたフィルタ長における強度をＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶されている信号補正フィルタのサンプリングピッチＦｉｌ＿ｐ毎にＳ５０２で変形させた線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ‘（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ‘（ｉ）の面積を積分して算出する。このとき、信号補正フィルタのサンプリングピッチＦｉｌ＿ｐと線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ‘（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ‘（ｉ）のピッチＬＳＦ＿ｐとの大小関係で積分範囲が異なる。

図７はＦｉｌ＿ｐ＞ＬＳＦ＿ｐの場合の説明図である。この場合、算出するｊ番目の信号補正フィルタＦｉｌ＿ｘＡ（ｊ）の値はＦｉｌ＿ｘＡ（ｊ）を中心に±Ｆｉｌ＿ｐ／２の範囲にある線像分布関数ＬＳＦ＿ｘＡ‘（ｉ）、ＬＳＦ＿ｘＢ‘（ｉ）の面積を積分して算出される。そして、Ｓ５０３で算出した信号補正フィルタ長だけ面積を計算していき、重心合わせ後の信号補正フィルタＦｉｌ＿ｘＡ（ｉ）、Ｆｉｌ＿ｘＢ（ｉ）の値を算出して、色毎の第１の信号補正フィルタ、色毎の第２の信号補正フィルタとする。このようにして、色毎の第１の信号補正フィルタ、色毎の第２の信号補正フィルタを算出した後、図４のＳ４０５へ進む。

本実施形態では、焦点検出領域１１１１ｃｈの代表値である座標（ｘ１、ｙ１）のＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像に対応したＲＧＢ強度をＲ＿Ａｐ（ｒＡｐ／ｇＡｐ、１、ｂＡｐ／ｇＡｐ）およびＲ＿Ｂｐ（ｒＢｐ／ｇＢｐ、１、ｂＢｐ／ｇＢｐ）の形式として説明するが、Ｇ画素で規格化したＲ＿Ａｐ（ｒＡｐ、ｇＡｐ、ｂＡｐ）、Ｒ＿Ｂｐ（ｒＢｐ、ｇＢｐ、ｂＢｐ）の形式としてもよい。

図４に戻り、Ｓ４０５では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ４０４で算出された色毎信号補正フィルタを用いて色毎信号補正を行う。ここで、Ｓ４０５における色毎信号補正の詳細について図８を用いて説明する。図８（ａ）は色毎信号補正前のＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像のＲＧＢ強度であり、図８（ｂ）は色毎信号補正後のＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像のＲＧＢ感度である。カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ４０４で算出された色毎の第１の信号補正フィルタＦｉｌ＿ｘＡ‘（ｉ）、色毎の第２の信号補正フィルタＦｉｌ＿ｘＢ‘（ｉ）を、図８（ａ）に示すＳ４０２で取得したＡＦ用Ａ像（ＡＦ＿Ａ（ｉ））およびＡＦ用Ｂ像（ＡＦ＿Ｂ（ｉ））についてＲＧＢそれぞれに畳み込み積分を行って補正し、図８（ｂ）に示す色毎信号補正後のＡＦ用Ａ像（ＡＦ＿Ａ´（ｉ））およびＡＦ用Ｂ像（ＡＦ＿Ｂ´（ｉ））を生成する。
ＡＦ＿Ａ’（ｉ）＝｛（ＡＦ＿ｒＡ（ｉ） ＊ Ｆｉｌ＿ｒＡ），（ＡＦ＿ｇＡ（ｉ） ＊ Ｆｉｌ＿ｇＡ），（ＡＦ＿ｂＡ（ｉ） ＊ Ｆｉｌ＿ｂＡ）｝
ＡＦ＿Ｂ’（ｉ）＝｛（ＡＦ＿ｒＢ（ｉ） ＊ Ｆｉｌ＿ｒＢ），（ＡＦ＿ｇＢ（ｉ） ＊ Ｆｉｌ＿ｇＢ），（ＡＦ＿ｂＢ（ｉ） ＊ Ｆｉｌ＿ｂＢ）｝
以上のように、色毎信号補正後のＡＦ用Ａ像（第１の焦点検出信号）に対して、色毎の第２の信号補正フィルタを畳み込み積分し、色毎信号補正後のＡＦ用Ｂ像（第２の焦点検出信号）に対して、色毎の第１の信号補正フィルタを畳み込み積分することで、ＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像のＲＧＢ強度補正を行うことができる。

Ｓ４０６では、カメラＭＰＵ１２５は、画像処理部１２４により色信号補正前または色信号補正後のＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像についてベイヤー加算を行う。ここで、Ｓ４０３で色毎信号補正を行うと判定された場合、Ｓ４０５で補正されたＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像を用いる。また、Ｓ４０３で色毎信号補正は行わないと判定された場合、Ｓ４０２で取得したＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像を用いる。

Ｓ４０７では、カメラＭＰＵ１２５は、第１焦点検出部１２９によりＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに格納されているシフト量に基づいてシフト処理を行い、第１焦点検出部１２９にて公知の相関演算方法などを用いて像信号の一致度を表す像ずれ量を算出しデフォーカス量に換算する。

Ｓ４０８では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ４０７で求めたデフォーカス量に基づいて、レンズＭＰＵ１１７と通信してフォーカス駆動部１１６に制御コマンドを送出する。そして、制御コマンドに基づき、フォーカス駆動部１１６がフォーカスアクチュエータ１１３を介してフォーカスレンズ１０４を駆動させ、ＡＦ処理を終了する。

＜倍率色収差による焦点検出誤差発生のメカニズム＞次に、倍率色収差による焦点検出誤差が発生するメカニズムを説明する。倍率色収差は、波長による屈折率の違いにより、同一被写体から発せられた光が、撮像素子１２２上において色ずれを生じる現象である。

図８は、焦点検出領域を周辺像高とした場合の、合焦位置におけるＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像の各色線像分布関数を例示している。図８（ａ）は色毎信号補正を行う前の各色線像を示しており、図８（ｂ）は色毎信号補正を行った後の各色線像を示している。図８（ａ）と図８（ｂ）はいずれも、縦軸は感度で、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像それぞれにおいてＧの感度で規格化してある。横軸は倍率色収差に相当し、ＲＧＢで線像の重心位置が異なっている。同一色におけるＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の各線像重心位置は、焦点検出合焦位置においてほぼ同等である。なお、焦点検出合焦位置とはＡＦとしての正しい合焦位置であり、ＭＴＦピーク位置である。

図８（ａ）におけるＲとＧの感度を比較すると、ＡＦ用Ａ像においては、ＲはＧよりも信号強度が小さい。一方、ＡＦ用Ｂ像においては、ＲはＧよりも感度が大きい。なお、Ｂに関しては、Ｇとの比較においてはＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像でほぼ同じなっている。ＡＦ用Ａ像におけるＲＧＢ各色感度比とＡＦ用Ｂ像におけるＲＧＢ各色感度比が異なる理由は、撮像素子１２２の瞳強度分布（受光率の入射角度分布）が波長によって異なるためである。

図９はＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像のＲとＧの撮像素子１２２における瞳強度分布を示している。横軸は入射角度であり、右側が正である。縦軸は受光率に相当する信号強度であり、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の交点において規格化している。入射角度が負の場合に強度の最大値をとるのがＡＦ用Ａ像であり、入射角度が正の場合に強度の最大値をとるのがＡＦ用Ｂ像である。波長による屈折率の違いにより、ＲとＧの瞳強度分布の形状が異なる。

前述したように、設定瞳距離Ｄｓを標準値として、偏心パラメータの設計がなされているため、交点の入射角度θｃは射出瞳距離Ｚｅｐと対応している。射出瞳距離Ｚｅｐ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である。したがって、広角端もしくは望遠端にレンズユニット１００が近付くほど、焦点検出画素に入射する光の入射角度は、交点の角度から外れることとなる。

図９から入射角度に対する信号強度の変化率がＲとＧで異なるため、交点の角度から外れた領域においては、ＲとＧの信号強度比がＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像で異なることが分かる。例えば、交点よりも入射角度が負の場合、ＡＦ用Ａ像においては、ＲはＧよりも信号強度が小さい。一方、ＡＦ用Ｂ像においては、ＲはＧよりも信号強度が大きい。この場合、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像でＲとＧの信号強度比が異なる。

図１０は撮像素子の周辺像高における光電変換部２１１ａの第１瞳部分領域１００１，光電変換部２１１ｂの第２瞳部分領域１００２、および撮影光学系の射出瞳１０１１の関係を示している。図１０では、射出瞳１０１１の水平方向をＸ軸、瞳の垂直方向をＹ軸としている。

図１０（ａ）は、撮影光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子の設定瞳距離Ｄｓが同じ場合である。この場合、第１瞳部分領域１００１と第２瞳部分領域１００２により、撮影光学系の射出瞳１０１１が、略均等に瞳分割される。瞳強度分布で考えると、各像高への光線入射角度θはＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の交点の入射角度θｃにほぼ等しくなるため（θ＝θｃ）、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像におけるＲＧＢ信号強度比はほぼ等しくなる。

図１０（ｂ）は、撮影光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより短い場合である。また、図１０（ｃ）は、撮影光学系の射出瞳距離Ｄｌが撮像素子の設定瞳距離Ｄｓより長い場合である。図１０（ｂ）と図１０（ｃ）のいずれの場合も、撮像素子の周辺像高において撮影光学系の射出瞳と撮像素子の入射瞳の瞳ずれが生じ、撮影光学系の射出瞳１０１１が、不均一に瞳分割されてしまう。瞳強度分布で考えると、図１０（ｂ）、（ｃ）における光線入射角度θは、像高が高くなるほどＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の交点の入射角度θｃからずれることになる。したがって、レンズユニット１００の射出瞳距離と設定瞳距離Ｄｓのずれが大きく、像高が高くなるほど、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像におけるＲＧＢ信号強度の差は大きくなる。

なお、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の交点の入射角度θｃは、撮像素子１２２の特性のばらつきと組み付け誤差の影響を強く受ける。したがって、レンズユニット１００の状態と焦点検出領域が同一であっても、撮像素子１２２の状態によってＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像のＲＧＢ信号強度比は異なる。

撮像面位相差ＡＦでは、焦点検出画素から得られる焦点検出信号を用いて焦点検出処理を行う。前述したように、ＲＧＢのＡＦ用Ａ像、ＲＧＢのＡＦ用Ｂ像の出力を加算して算出した疑似的な輝度（Ｙ）信号の相対的な像ずれ量より焦点ずれ量（デフォーカス量）を検出する。つまり、位相差ＡＦはＡＦ用Ａ像の重心ＧａとＡＦ用Ｂ像の重心Ｇｂが一致したときに合焦と判定することになる。

図８（ａ）を用いて、輝度（Ｙ）信号に関する、ＡＦ用Ａ像の重心Ｇ（Ａ）とＡＦ用Ｂ像の重心Ｇ（Ｂ）を算出する。まず、図８（ａ）の横軸に相当するＲＧＢ各色の線像の重心位置をＸｒ、Ｘｇ、Ｘｂ［ｍｍ］とする。また、図８（ａ）の縦軸に相当するＲＧＢ各色の信号強度をＳｒ、Ｓｇ、Ｓｂとする。輝度（Ｙ）信号作成時のＲＧＢの重みづけより、重心算出時の各色寄与率Ｐｉは、下記式１により求められる。
（式１）
Ｐｒ（Ａ）＝Ｓｒ（Ａ）／（Ｓｒ（Ａ）＋２Ｓｇ（Ａ）＋Ｓｂ（Ａ））
Ｐｇ（Ａ）＝２Ｓｇ（Ａ）／（Ｓｒ（Ａ）＋２Ｓｇ（Ａ）＋Ｓｂ（Ａ））
Ｐｂ（Ａ）＝Ｓｂ（Ａ）／（Ｓｒ（Ａ）＋２Ｓｇ（Ａ）＋Ｓｂ（Ａ））
Ｐｒ（Ｂ）＝Ｓｒ（Ｂ）／（Ｓｒ（Ｂ）＋２Ｓｇ（Ｂ）＋Ｓｂ（Ｂ））
Ｐｇ（Ｂ）＝２Ｓｇ（Ｂ）／（Ｓｒ（Ｂ）＋２Ｓｇ（Ｂ）＋Ｓｂ（Ｂ））
Ｐｂ（Ｂ）＝Ｓｂ（Ｂ）／（Ｓｒ（Ｂ）＋２Ｓｇ（Ｂ）＋Ｓｂ（Ｂ））
となる。なお、（Ａ）はＡＦ用Ａ像における値を示しており、（Ｂ）はＡＦ用Ｂ像における値を示している。ＡＦ用Ａ像の重心Ｇ（Ａ）とＡＦ用Ｂ像の重心Ｇ（Ｂ）はＲＧＢの線像重心と各色寄与率Ｐｉの積和によって下記式２により求められる。
（式２）
Ｇ（Ａ）＝ΣＸｉ（Ａ）×Ｐｉ（Ａ） ただし、ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ
Ｇ（Ｂ）＝ΣＸｉ（Ｂ）×Ｐｉ（Ｂ） ただし、ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ
ΔＧ＝Ｇ（Ａ）−Ｇ（Ｂ） [ｍｍ]
となる。なお、Ｘｉ（Ａ）はＡＦ用Ａ像における線像重心であり、Ｘｉ（Ｂ）はＡＦ用Ｂ像における線像重心である。ΔＧは焦点検出合焦位置におけるＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像との重心差である。

同一色におけるＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の線像重心位置は、焦点検出合焦位置においては、ほぼ同等であり、
Ｘｉ（Ａ）＝Ｘｉ（Ｂ） ただし、ｉ＝Ｒ，Ｇ，Ｂ
として考えられるため、輝度（Ｙ）信号に関するＡＦ用Ａ像の重心Ｇ（Ａ）とＡＦ用Ｂ像の重心Ｇ（Ｂ）が一致する条件は、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の各色寄与率Ｐｉが一致することである。したがって、焦点検出領域におけるＲＧＢ信号強度比がＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像で一致すれば、ＡＦ用Ａ像の重心Ｇ（Ａ）とＡＦ用Ｂ像の重心Ｇ（Ｂ）が一致するため、撮像面位相差ＡＦの焦点検出結果は焦点検出合焦位置に一致することになる。反対に、焦点検出領域におけるＲＧＢ信号強度比がＡ像とＢ像で異なる場合は、重心Ｇ（Ａ）とＡＦ用Ｂ像の重心Ｇ（Ｂ）とで重心差が生じるため、撮像面位相差ＡＦの焦点検出結果は焦点検出合焦位置に一致せず、焦点検出誤差が発生する。

前述したように、撮像素子１２２の偏心パラメータは射出瞳距離Ｚｅｐを標準値として設計されているため、レンズユニット１００の射出瞳距離が標準値Ｚｅｐから離れるほど、Ａ像とＢ像のＲＧＢ感度比は異なりやすい。射出瞳距離のずれは像高が高いほど影響が大きいため、倍率色収差に起因する焦点検出誤差は像高が高いほど大きくなる。

以上説明したように、像高が高いほど倍率色収差により一対の焦点検出信号の重心位置がＲＧＢ各色で異なる。また、撮影光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子１２２の設定瞳距離Ｄｓが離れている場合、撮像素子１２２の特性によっては一対の焦点検出信号の強度がＲＧＢ各色で異なる。このため、ＲＧＢ各色の焦点検出信号を加算して得られる一対の焦点検出信号を用いて焦点検出を行うと焦点検出誤差が発生してしまう。

そこで、本実施形態では、撮影光学系の倍率色収差に関する情報に応じてＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像に対して、色毎の信号補正を行う色毎の第２の信号補正フィルタおよび色毎の第１の信号補正フィルタを用いることで、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を高精度に補正することができる。また、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の撮影光学系の収差等による非対称性が補正され、焦点検出誤差を高精度に補正することができる。

［実施形態２］次に、実施形態２の撮像面位相差ＡＦ処理シーケンスについて説明する。

実施形態１では、図８で説明した倍率色収差に起因する焦点検出誤差を低減するために、焦点検出前のＡＦ用像信号に対し色毎の信号補正を行っていた。これに対して、本実施形態では、撮影光学系の倍率色収差に応じて求められた倍率色収差に関する焦点ずれ量の補正値（焦点検出結果補正値）を用いて焦点検出結果としての焦点ずれ量を補正する。つまり、実施形態１とは、焦点検出処理における補正を行うタイミングが異なっている。

そして、本実施形態によれば、撮影光学系の倍率色収差に関する情報や撮像素子固有の各色感度に関する情報を用いて焦点検出誤差の補正値を算出することにより、焦点検出誤差を精度良く補正することができる。

なお、本実施形態のカメラや撮像素子の構成は、図１から図３と同様である。また、倍率色収差に起因する焦点検出誤差が発生するメカニズムは、図８や図９で説明した通りである。

まず、ＡＦ処理の概要を説明する。カメラＭＰＵ１２５は、後述する撮影条件でＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像を用いて焦点ずれ量を取得する。その後、カメラＭＰＵ１２５は、焦点ずれ量を補正するための焦点検出結果補正値を算出し、補正を行う。そして、カメラＭＰＵ１２５は、補正されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ１０４を駆動する。

次に、上述した撮像面位相差ＡＦ処理の詳細を、図１２および図１３のフローチャートを用いて説明する。なお、本実施形態では、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を補正するための補正値を用いた例を説明するが、撮影光学系の他の収差に起因する焦点検出結果補正値と組み合わせてもよい。例えば、撮影光学系の非点収差、コマ収差、球面収差等に起因する焦点検出誤差を補正するための補正値と組み合わせてもよい。また、撮像画像においてユーザが最も良好なピント状態であると感じられる焦点状態と、焦点検出結果が示す焦点状態との差を補正する補正値を組み合わせてもよい。

Ｓ１２０１では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の焦点検出領域を設定する。本実施形態では、図１１（ｂ）に示すように主被写体１１１３の顔領域１１１４に対応する焦点検出領域に対して、代表する座標（ｘ１、ｙ１）を設定し、代表する座標は図１１（ａ）の焦点検出領域１１１１ｃｈの中央の座標として説明する。

Ｓ１２０２では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦに用いるＡＦ用信号を取得する。ここでは、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、検出画素に相当する光電変換部２１１ａの出力をつなぎ合わせて編成した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ＡＦ用Ｂ像を取得する。

Ｓ１２０３では、カメラＭＰＵ１２５は、第１焦点検出部１２９により撮像面位相差ＡＦに基づいて焦点検出を行う。

Ｓ１２０４では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出結果補正値の算出に必要な算出条件を取得する。焦点検出結果補正値は、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座標（ｘ１、ｙ１）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、Ｓ１２０２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座標（ｘ１、ｙ１）などの情報を取得する。

Ｓ１２０５では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１２０４で取得した補正値算出条件におけるレンズユニット１００の倍率色収差情報と撮像素子１２２のＲＧＢ各色の感度情報から焦点検出結果補正値を算出する。Ｓ１２０５における焦点検出結果補正値算出方法の詳細については、図１３を用いて後述する。

Ｓ１２０６では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１２０５で算出された自動焦点検出の結果を補正するための補正値（ＢＰ）を用いて以下の式３により焦点検出結果ＤＥＦ＿０を補正し、補正後の焦点検出結果ＤＥＦを算出する。

ＤＥＦ＝ＤＥＦ＿０＋ＢＰ・・・（３）
Ｓ１２０７では、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７と通信し、補正後の焦点検出結果ＤＥＦの合焦位置へフォーカスレンズ１０４を駆動するための制御コマンドを、フォーカス駆動部１１６へ送出する。そして、制御コマンドに基づき、フォーカス駆動部１１６がフォーカスアクチュエータ１１３を介してフォーカスレンズ１０４を駆動させる。

Ｓ１２０８では、カメラＭＰＵ１２５は合焦判定を行い、合焦でないと判定された場合にはＳ１２０１に戻り、合焦と判定された場合には、ＡＦ処理を終了する。

＜焦点検出結果補正値算出方法の説明＞
撮像面位相差ＡＦでは、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の相対的な像ずれ量に、像ずれ量と焦点ずれ量の換算値Ｋを乗算することで焦点ずれ量（デフォーカス量）を求める。したがって、倍率色収差に起因する焦点検出誤差量は、焦点検出合焦位置における重心差ΔＧに換算値Ｋを乗算した値となる。なお、換算値Ｋの算出方法は周知であるため、本実施形態では説明を省略するが、基本的には像高が高く、レンズのＦ値が大きいほど高くなる。一般的に倍率色収差はＦ値が大きくなってもほとんど変わらないため、Ｆ値が大きくなると、Ｋの値が大きくなる分だけ、焦点検出誤差量は大きくなる。

前述したように、レンズユニット１００の射出瞳距離と設定瞳距離Ｄｓのずれが大きく、像高が高くなるほど、ＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像における各ＲＧＢ色感度比の差が大きくなる。したがって、倍率色収差に起因する焦点検出誤差量は、レンズユニット１００の射出瞳距離と設定瞳距離Ｄｓのずれが大きく高像高ほど大きくなる。

図１３は、図１２のＳ１２０５における焦点検出結果を補正するための焦点検出結果補正値の算出処理を示している。

Ｓ１３０１では、カメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１２０４で取得したレンズユニット１００の状態と焦点検出領域から焦点検出結果補正値が必要であるか否かを判定する。ここでは、例えば、レンズユニット１００による倍率色収差が基準値よりも小さく補正が必要ない場合は、焦点検出結果補正値ＢＰをゼロに設定してＳ１３０４に進む。一方、焦点検出結果補正値が必要であると判定された場合はＳ１３０２に進む。なお、Ｓ１３０１での判定処理は省略してもよい。

ステップＳ１３０２では、カメラＭＰＵ１２５は、レンズユニット１００の倍率色収差情報としてＲＧＢ各色の線像重心Ｘｒ、Ｘｇ、Ｘｂを取得する。この線像重心は焦点検出領域によって値は変化するが、本実施形態においては、焦点検出領域中心（１０ｍｍ、０ｍｍ））における線像重心とする。なお、線像重心は、ＡＦ用Ａ像およびＡＦ用Ｂ像それぞれの値を取得してもよいし、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像で同一の値としてもよい。なお、線像重心のデータはカメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに格納される。

Ｓ１３０３では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２の焦点検出領域におけるＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像のＲＧＢ各色の感度に関する情報Ｓｒ、Ｓｇ、Ｓｂを取得する。なお、本実施形態では、ＡＦ用Ａ像とＡＦ用Ｂ像の感度に関するＲＧＢ比が重要であるため、Ｇの感度で規格化した値を用いる（Ｓｇ＝１）。また、Ｄ６５光源下におけるＲＧＢ各色の感度情報は、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに格納されている。ＲＧＢ各色の感度情報は撮像素子１２２に固有の値であり、例えばカメラ本体１２０に搭載される前に測定された値が記憶される。なお、光源はＤ６５に限らない。精度の観点からは、被写体の色に応じたＡ像とＢ像のＲＧＢ各色の感度情報を取得するのが望ましいが、処理速度の観点から本実施形態ではカメラＭＰＵ１２５に格納されている特定の光源下での値が使用される。

Ｓ１３０４では、カメラＭＰＵ１２５は、焦点検出結果補正値Ｋ・ΔＧを算出する。焦点検出結果補正値は、Ｓ１３０２とＳ１３０３で取得した各色線像重心とＡ像とＢ像のＲＧＢ各色の感度情報から、上述した式１、２を用いてΔＧを算出し、像ずれ量と焦点ずれ量の換算値Ｋを乗算することで算出される。なお、換算値Ｋは、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに格納され、レンズユニット１００の状態と焦点検出領域に応じた適切な値が使用される。なお、像ずれ量と焦点ずれ量の換算値Ｋもカメラ本体１２０に搭載される撮像素子１２２に固有の値として記憶されている。

本実施形態における各パラメータを表１に例示する。重心差ΔＧに像ずれ量と焦点ずれ量の換算値Ｋを乗算して焦点検出結果補正値Ｋ・ΔＧを算出する。なお、Ｋの値は、レンズユニット１００の状態や撮像素子１２２の状態、撮像素子１２２における焦点検出領域の位置によって変化し、大きい場合には１０００程度になることもある。

なお、本実施形態では焦点検出結果補正値を焦点ずれ量としたが、像ずれ量の段階で補正を行ってもよい。

［実施形態２の変形例１］次に、実施形態２の変形例１について実施形態２と異なる点を中心に説明する。

＜倍率色収差に関する情報＞
本実施形態では、倍率色収差に関する情報として、焦点検出合焦位置におけるＲＧＢ各色の線像重心Ｘｒ、Ｘｇ、Ｘｂを、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶しているが、レンズユニット１００のレンズメモリ１１８など、他の要素に記憶してもよい。

また、実施形態２では線像重心を絶対値で示したが、倍率色収差はＲＧＢ各色の相対的な収差量が分かれば十分であるため、例えばＧを基準とした場合の差分のみ、つまり、特定の色もしくは波長を基準とした相対的な値が記憶されていればよい。なお、メモリ容量の減少を抑えるためには、パラメータは少ない方がよい。

以下の表２に示すように、本実施形態では、Ｇを基準とした時の差分量としてＸｒ、Ｘｂ、を記憶する。表２にはＸｇも示しているが、本実施形態においては、Ｘｇは常に０であるため、Ｘｇに関しては記憶しておく必要はない。

また、Ａ像とＢ像のＲＧＢ各色の感度に関する情報Ｓｒ、Ｓｇ、ＳｂもＧで規格化した値として記憶する場合は、Ｓｇは常に０であるため、記憶しておく必要はない。

本実施形態では倍率色収差に関する情報として、Ｇを基準とした場合の差分量Ｘｒ、Ｘｂ、をレンズメモリ１１８に記憶しておき、カメラＭＰＵ１２５はレンズユニット１００から倍率色収差に関する情報を取得する。本実施形態における、重心差ΔＧを表２に示すが、実施形態１と同一の結果を得られる。なお、レンズユニット１００に記憶されている倍率色収差情報は設計値でもよいが、実際のレンズ固有の値を測定し、記憶されている方が好適である。

＜撮像素子固有の各色感度に関する情報＞
本実施形態では、撮像素子固有の各色感度に関する情報として、カメラ本体１２０に搭載する前に測定した値をカメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶していたが、各色感度に関する情報は、撮像素子１２２の瞳強度分布が得られれば算出できる。そこで、カメラ本体への搭載前に撮像素子固有の各色瞳強度分布を測定し、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶させてもよい。焦点検出時におけるＡ像とＢ像の各色感度比は、各色瞳強度分布からカメラＭＰＵ１２５により算出する。

＜補正条件＞
前述したように、倍率色収差に起因する焦点検出誤差は、レンズユニット１００の射出瞳距離と設定瞳距離Ｄｓのずれが大きく、像高が高くなるほど大きくなる。また、レンズのＦ値が大きいほど大きくなる。そこで、処理速度の観点から、射出瞳距離と設定瞳距離Ｄｓの差が大きい場合にのみ、焦点検出結果の補正を行うようにしてもよい。具体的には、ズーム倍率に応じて補正を行うか否かを切り替え、広角端と望遠端の場合のみ補正を行うようにする。

［実施形態２の変形例２］次に、実施形態２の変形例２について実施形態２と異なる点を中心に説明する。

＜被写体の色に関する情報＞
本実施形態では、処理速度の観点からカメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶されている特定の光源下でのＡ像とＢ像のＲＧＢ各色の感度に関する情報を取得する構成であった。これに対して、カメラ本体１２０の画像処理部１２４で被写体の色を取得し、被写体の色を前提としたＲＧＢ各色の感度に関する情報を算出することで、焦点検出結果補正値の精度を高めることができる。

本実施形態では、撮像素子１２２の焦点検出領域のＲＧＢ強度分布から被写体の色を推定し、推定した被写体のＲＧＢ各色の強度情報とＤ６５光源下でのＲＧＢ各色の強度情報との比較から、被写体の色を前提としたＲＧＢ各色の感度比を算出する。例えば、被写体のＲとＧの強度比Ｒ／Ｇが、Ｄ６５光源下におけるＲとＧの強度の比Ｒ／Ｇと比較して０．８倍であったとする。この場合、Ｒの感度比情報Ｓｒ（Ａ）とＳｒ（Ｂ）に０．８を乗算した値が、被写体の色情報に沿ったＡ像とＢ像のＲＧＢ各色の感度比に相当する。

上述した各実施形態によれば、実施形態１の色毎信号補正処理（第１の補正処理）と、実施形態２の焦点検出結果補正処理（第２の補正処理）のうち少なくともいずれかを実行することによって、撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を精度よく補正することができる。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１００…レンズユニット、１１７…レンズＭＰＵ、１２０…カメラ本体、１２２…撮像素子、１２５…カメラＭＰＵ、１２９…第１焦点検出部（撮像面位相差方式）、１３０…第２焦点検出部（コントラスト方式）

Claims (24)

1. 撮影光学系の異なる瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の焦点検出画素を有する撮像素子における、第１の焦点検出画素から色毎の第１の焦点検出信号を取得し、第２の焦点検出画素から色毎の第２の焦点検出信号を取得する取得手段と、
   前記第１の焦点検出信号および前記第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行う焦点検出手段と、
   前記撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を補正する補正手段と、を有し、
   前記補正手段は、前記焦点検出手段が焦点検出を行う際に用いる前記第１および第２の焦点検出信号に対して色毎に信号補正を行う第１の補正処理手段と、前記焦点検出手段が前記第１および第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行い得られた焦点ずれ量を前記撮影光学系の倍率色収差に応じて補正する第２の補正処理手段の少なくともいずれかを有することを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記第１の補正処理手段は、色毎の第１の信号補正フィルタを用いて前記色毎の第１の焦点検出信号を補正し、色毎の第２の信号補正フィルタを用いて前記色毎の第２の焦点検出信号を補正し、
   前記焦点検出手段は、前記補正された第１の焦点検出信号と前記第２の焦点検出信号から像ずれ量を算出し、像ずれ量を焦点ずれ量に換算することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記第１の補正処理手段は、
   前記色毎の第１の焦点検出信号と前記色毎の第２の焦点検出信号に対応する、色毎の第１の線像分布関数と色毎の第２の線像分布関数から前記色毎の第１の信号補正フィルタと前記色毎の第２の信号補正フィルタを算出するフィルタ算出手段と、
   前記色毎の第１の焦点検出信号に前記色毎の第２の信号補正フィルタを畳み込み積分した後、加算することにより第１の焦点検出信号を算出し、前記色毎の第２の焦点検出信号に前記色毎の第１の信号補正フィルタを畳み込み積分した後、加算することにより第２の焦点検出信号を算出する信号補正手段と、を有することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
4. 前記色毎の第１および第２の信号補正フィルタは、前記撮像素子の焦点検出領域における代表値を用いて算出されることを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
5. 前記焦点検出領域における代表値は、前記焦点検出領域の中央の座標であることを特徴とする請求項４に記載の焦点検出装置。
6. 前記信号補正手段による前記色毎の信号補正を行うか否かを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
7. 前記判定手段は、前記撮影光学系の光学情報から前記色毎の信号補正を行うか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の焦点検出装置。
8. 前記光学情報は、前記撮影光学系の倍率色収差に関する情報であることを特徴とする請求項７に記載の焦点検出装置。
9. 前記判定手段は、前記撮像素子の設定瞳距離とレンズの射出瞳距離の差が所定の値以上の場合に前記色毎の信号補正を行うか否かを判定することを特徴とする請求項６に記載の焦点検出装置。
10. 前記判定手段は、像高が所定の値以上の場合に前記色毎の信号補正を行うと判定することを特徴とする請求項６に記載の焦点検出装置。
11. 前記判定手段は、前記撮影光学系の絞り値が所定の値以上の場合に前記色毎の信号補正を行うと判定することを特徴とする請求項６に記載の焦点検出装置。
12. 前記第２の補正処理手段は、
    前記第１および第２の焦点検出信号を用いて前記撮影光学系の焦点ずれ量を取得する第１の取得手段と、
    前記撮影光学系の倍率色収差に関する情報と、前記複数の焦点検出画素における前記撮像素子に固有の各色の感度に関する情報とに基づいて焦点ずれ量の補正値を取得する第２の取得手段と、を有し、
    前記補正値を用いて前記焦点ずれ量を補正することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
13. 前記第２の補正処理手段は、前記撮影光学系のレンズの倍率色収差に応じて、前記焦点ずれ量を補正するか否かを決定することを特徴とする請求項１２に記載の焦点検出装置。
14. 前記撮影光学系は、ズームレンズを含み、
    前記第２の補正処理手段は、前記ズームレンズのズーム状態に応じて、前記焦点ずれ量を補正するか否かを決定することを特徴とする請求項１３に記載の焦点検出装置。
15. 前記第２の補正処理手段は、前記ズームレンズが少なくとも望遠端もしくは広角端にある場合には前記焦点ずれ量の補正を行うことを特徴とする請求項１４に記載の焦点検出装置。
16. 前記撮影光学系の倍率色収差に関する情報は、前記撮影光学系が有する記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
17. 前記撮影光学系の倍率色収差に関する情報は、特定の色もしくは波長を基準とした相対的な値であることを特徴とする請求項１６に記載の焦点検出装置。
18. 前記撮影光学系の倍率色収差に関する情報は、前記撮影光学系に含まれるレンズに固有の倍率色収差に関する情報であることを特徴とする請求項１７に記載の焦点検出装置。
19. 前記撮像素子に固有の各色の感度に関する情報は、特定の光源下における各色の感度に関する情報であり、前記焦点検出装置が有する記憶手段に記憶されていることを特徴とする請求項１２に記載の焦点検出装置。
20. 前記撮像素子に固有の各色の感度に関する情報は、被写体の色に応じて前記焦点検出装置において算出されることを特徴とする請求項１２に記載の焦点検出装置。
21. 前記撮影光学系の異なる瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の焦点検出画素を有する撮像素子と、
    請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の焦点検出装置と、
    前記焦点検出装置による焦点検出結果を用いて前記撮影光学系の焦点状態を調節する焦点調節手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
22. 取得手段が、撮影光学系の異なる瞳部分領域をそれぞれ通過する光束を受光する複数の焦点検出画素を有する撮像素子における、第１の焦点検出画素から色毎の第１の焦点検出信号を取得し、第２の焦点検出画素から色毎の第２の焦点検出信号を取得するステップと、
    焦点検出手段が、前記第１の焦点検出信号および前記第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行うステップと、
    補正手段が、前記撮影光学系の倍率色収差に起因する焦点検出誤差を補正するステップと、を有し、
    前記補正するステップでは、前記焦点検出を行う際に用いる前記第１および第２の焦点検出信号に対して色毎に信号補正を行う第１の補正処理と、前記焦点検出手段が前記第１および第２の焦点検出信号を用いて焦点検出を行い得られた焦点ずれ量を前記撮影光学系の倍率色収差に応じて補正する第２の補正処理の少なくともいずれかを実行することを特徴とする焦点検出方法。
23. 請求項２２に記載された焦点検出方法を、コンピュータに実行させるためのプログラム。
24. 請求項２２に記載された焦点検出方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。

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