特許 6803941 撮像システム、撮像装置、レンズ装置、撮像システムの制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6803941

(24)【登録日】2020年12月3日

(45)【発行日】2020年12月23日

(54)【発明の名称】撮像システム、撮像装置、レンズ装置、撮像システムの制御方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20060101AFI20201214BHJP

   G03B 17/14 20060101ALI20201214BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20201214BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20201214BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/28 N

   G03B17/14

   G03B13/36

   H04N5/232 030

   H04N5/232 120

【請求項の数】19

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2019-62953(P2019-62953)

(22)【出願日】2019年3月28日

(62)【分割の表示】特願2015-161604(P2015-161604)の分割

【原出願日】2015年8月19日

(65)【公開番号】特開2019-109549(P2019-109549A)

(43)【公開日】2019年7月4日

【審査請求日】2019年5月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(72)【発明者】

【氏名】高梨 豪也

(72)【発明者】

【氏名】杉田 淳

【審査官】 越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−１４６０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０７９１５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／２８−７／４０

Ｇ０３Ｂ １３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

焦点調節用のレンズを有するレンズ装置と通信する通信手段と、
複数の領域における焦点検出信号を検出する検出手段と、
前記複数の領域の中から領域を選択し、選択した領域に対応する焦点検出信号に基づいて前記レンズの駆動量を算出する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記通信手段を介して第１の情報および第２の情報を取得し、前記通信手段を介して前記第１の情報および前記第２の情報に基づく、前記レンズの駆動量に対応する第３の情報を送信し、
前記第１の情報は、前記焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である
ことを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記複数の領域を複数のグループに分け、グループ単位で、前記第２の情報の取得を繰り返す
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記第２の情報の取得を繰り返している間に、前記レンズの位置が移動している
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記検出手段は、撮像面内に設定された複数の焦点検出領域における焦点検出信号を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記焦点検出信号、前記第１の情報および前記第２の情報に基づくデフォーカス量が、設定された実施範囲内である場合に、前記第３の情報は送信される
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記制御手段は、像高から算出した敏感度の補正比率を用いて前記実施範囲を設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記制御手段は、前記複数の領域について異なるタイミングで焦点検出を行う制御モードにおいて、焦点検出のタイミングごとに前記レンズ装置から前記第１の情報を取得する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記制御手段は異なるタイミングで取得された焦点検出信号と、取得した前記第１の情報と前記第２の情報とを対応づけて記憶手段に記憶し、前記複数の領域から選択した領域に対応する敏感度情報を前記記憶手段から取得する
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。

【請求項9】

前記グループは、撮像面の領域を格子状に分割されており、前記制御手段は、分割された領域ごとに焦点検出を実行する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

【請求項10】

撮像装置の制御方法であって、
焦点調節用のレンズを有するレンズ装置と通信する工程と、
複数の領域における焦点検出信号を検出する工程と、
前記レンズ装置から第１の情報および第２の情報を取得する工程と、
前記複数の領域の中から領域を選択する工程と、
選択した領域に対応する焦点検出信号に基づいて前記レンズの駆動量を算出する工程と、
前記レンズ装置に、前記第１の情報および前記第２の情報に基づく、前記レンズの駆動量に対応する第３の情報を送信する工程と、を有し、
前記第１の情報は、前記焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である
ことを特徴とする制御方法。

【請求項11】

撮像装置に装着可能なレンズ装置であって、
焦点調節用のレンズと、
前記焦点調節用のレンズの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記撮像装置と通信する通信手段と、を備え、
前記通信手段は、第１の情報および前記第１の情報の変化を示す第２の情報を送信し、前記第１の情報および第２の情報に基づく第３の情報を取得し、
前記駆動制御手段は、前記第３の情報に基づいて前記焦点調節用のレンズの駆動を制御し、
前記第１の情報は、焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である
ことを特徴とするレンズ装置。

【請求項12】

前記通信手段は、複数の領域に対応するグループ単位で、前記第２の情報の送信を繰り返す
ことを特徴とする請求項１１に記載のレンズ装置。

【請求項13】

前記第２の情報の送信を繰り返している間に、前記レンズの位置が移動している
ことを特徴とする請求項１２に記載のレンズ装置。

【請求項14】

焦点検出信号、前記第１の情報および前記第２の情報に基づくデフォーカス量が、設定された実施範囲内である場合に、前記第３の情報は取得される
ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載のレンズ装置。

【請求項15】

前記通信手段は、複数の領域について異なるタイミングで焦点検出を行う制御モードにおいて、前記撮像装置による焦点検出のタイミングごとに前記撮像装置に前記第１の情報を送信する
ことを特徴とする請求項１１に記載のレンズ装置。

【請求項16】

撮像装置に装着可能なレンズ装置の制御方法であって、
前記撮像装置と通信する工程と、
前記撮像装置に、第１の情報および前記第１の情報の変化を示す第２の情報を送信する工程と、
前記撮像装置から、前記第１の情報および第２の情報に基づく第３の情報を取得する工程と、
前記第３の情報に基づいて焦点調節用のレンズの駆動を制御する工程と、を有し、
前記第１の情報は、焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である
ことを特徴とする制御方法。

【請求項17】

レンズ装置および該レンズ装置を装着可能なカメラ本体部を備える撮像システムであって、
前記レンズ装置は、
焦点調節用のレンズと、
前記焦点調節用のレンズの駆動を制御する駆動制御手段と、
前記カメラ本体部と通信する第１の通信手段と、を備え、
前記カメラ本体部は、
前記レンズ装置と通信する第２の通信手段と、
複数の領域における焦点検出信号を検出する検出手段と、
前記複数の領域の中から領域を選択し、選択した領域に対応する焦点検出信号に基づいて前記レンズの駆動量を算出する制御手段と、を備え、
前記第１の通信手段は、第１の情報および前記第１の情報の変化を示す第２の情報を前記第２の通信手段に送信し、
前記カメラ本体部の前記制御手段は、前記第２の通信手段を介して前記第１の情報および前記第２の情報を取得し、
前記制御手段は、前記第１の情報および前記第２の情報を取得した後に、前記複数の領域の中から前記レンズの駆動の制御に用いる領域を選択し、
前記制御手段は、前記第２の通信手段を介して、前記第１の情報および前記第２の情報に基づく、前記レンズの駆動量に対応する第３の情報を送信し、
前記第１の通信手段は、前記第２の通信手段から、前記第３の情報を取得し、
前記駆動制御手段は、前記第３の情報に基づいて前記レンズの駆動を制御し、
前記第１の情報は、前記焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である
ことを特徴とする撮像システム。

【請求項18】

前記カメラ本体部の前記制御手段は、中心の像高における前記レンズの敏感度の特性に対し、多項式近似または直線近似により前記敏感度を算出する
ことを特徴とする請求項１７に記載の撮像システム。

【請求項19】

焦点調整用のレンズを有するレンズ装置および該レンズ装置を装着可能なカメラ本体部を備える撮像システムの制御方法であって、
検出手段により、複数の領域における焦点検出信号を生成する工程と、
前記カメラ本体部の制御部により、前記レンズ装置の通信手段を介して、前記焦点検出信号を前記レンズの駆動量に変換するための第１の情報および像高に対応した前記第１の情報の変化を示す第２の情報を取得する工程と、
前記第１の情報および前記第２の情報を取得した後に、前記複数の領域の中から前記レンズの駆動の制御に用いる領域を選択する工程と、
当該選択した領域の像高に対応させて、前記第１の情報および前記第２の情報から、前記レンズの駆動量に対応する第３の情報を制御信号として生成する工程と、を有し、
前記第１の情報は、前記焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である
ことを特徴とする制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ装置をカメラ本体部に装着可能な撮像システムにおける自動焦点調節（ＡＦ）の制御技術に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置でフォーカスレンズを駆動する際には、フォーカス敏感度に基づいてレンズの駆動量が決定される。フォーカス敏感度とは、撮像装置が検出したデフォーカス量を、フォーカスレンズの駆動量に変換するための係数であり、交換レンズ式のカメラシステムでは、交換レンズの光学情報に基づいて決定される。

【0003】

特許文献１には、レンズの焦点距離情報に応じてフォーカス敏感度を可変とするカメラシステムが開示されている。特許文献１の装置によれば、焦点距離に応じてフォーカス敏感度を適切に設定することができ、合焦時間を短縮できる。また特許文献２には、空間周波数等のカメラの状態に応じてピント補正データを決定することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭５９−１５１１１６号公報

【特許文献2】特開２０１４−２９３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで実際のフォーカス敏感度は、レンズの焦点距離情報だけでなく、焦点検出の位置（像高）に起因して変化する。特許文献１に開示の従来技術では、像高に起因したフォーカス敏感度の変化を考慮していない。このため、周辺像高での焦点合わせに適切なフォーカス敏感度を設定することができず、ハンチング等が発生した場合に正確な合焦制御を行えない。より正確なフォーカス敏感度を得るためには、像高ごとにフォーカス敏感度を取得する必要がある。

【0006】

一方、フォーカス敏感度情報については、カメラ本体部と交換レンズとの間でマウント端子を経由した通信により、受け渡しが行われる。特許文献２に開示の従来技術では、像高に応じて通信すべきデータが変化することを考慮していない。像高ごとに異なるデータを通信する場合には、周辺像高での焦点合わせの補正精度を高めるために通信データ量が増加する。この場合、カメラ本体部と交換レンズとの間では、限られた通信帯域内で必要なデータを送受する必要がある。
本発明の目的は、レンズ装置とカメラ本体部との通信により敏感度情報およびその補正情報を取得して焦点合わせの補正精度を高めることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一実施形態に係る撮像装置は、焦点調節用のレンズを有するレンズ装置と通信する通信手段と、複数の領域における焦点検出信号を検出する検出手段と、前記複数の領域の中から領域を選択し、選択した領域に対応する焦点検出信号に基づいて前記レンズの駆動量を算出する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記通信手段を介して第１の情報および第２の情報を取得し、前記通信手段を介して前記第１の情報および前記第２の情報に基づく、前記レンズの駆動量に対応する第３の情報を送信する。前記第１の情報は、前記焦点検出信号を前記レンズの駆動量に換算する換算情報であり、前記第２の情報は、像高に対応した前記換算情報の変化を示す、前記換算情報の補正情報であり、前記第３の情報は、前記レンズの駆動量の情報である。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、レンズ装置とカメラ本体部との通信により敏感度情報およびその補正情報を取得して焦点合わせの補正精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る撮像システムを示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る撮像素子の構成を示す概略図である。

【図3】本発明の実施形態に係る撮像素子の画素部の概略図である。

【図4】撮影レンズの射出瞳から出た光束が撮像素子に入射する様子を示す概念図である。

【図5】本発明の実施形態における多点ＡＦ（オートフォーカス）枠の説明図である。

【図6】本発明の実施形態における多点ＡＦ枠の選択処理を説明する図である。

【図7】本発明の実施形態における多点ＡＦ枠のタイミング制御を説明するタイムチャートである。

【図8】第１実施形態における多点ＡＦ時のＡＦ枠の選択および敏感度補正処理を説明するフローチャートである。

【図9】第２実施形態における多点ＡＦ時のＡＦ枠の選択および敏感度補正処理を説明するフローチャートである。

【図10】第２実施形態における敏感度比率および敏感度補正比率を説明するグラフである。

【図11】第２実施形態における敏感度補正実施範囲の設定処理を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本発明の各実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。各実施形態では、本発明に係る撮像システムの一例として交換式カメラ-レンズシステムを説明する。交換式カメラ-レンズシステムは、レンズ装置と、当該レンズ装置を装着可能なカメラ本体部から成る。焦点検出機能を有するカメラ本体部は、レンズ装置からフォーカスレンズの駆動特性情報を取得し、フォーカスレンズの駆動制御を行うための制御信号を生成してレンズ装置に送信する。

【0011】

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に関わるカメラ本体部１および交換レンズ２を含む交換式カメラ-レンズシステムの構成例を示すブロック図である。カメラ本体部１は、着脱可能な交換レンズ２と通信可能である。
カメラ本体部１内の電気回路部３は撮像素子４を備え、交換レンズ２を通過した光により形成された被写体像を電気信号に光電変換する。撮像素子４はＣＣＤ（電荷結合素子）センサやＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）センサ等であり、像高が異なる複数の焦点検出用画素を有している。

【0012】

測光部５は、撮像素子４からの出力を用いて交換レンズ２を通過した光の量（輝度）を測定し、測光結果を出力する。焦点検出部６は，撮像素子４に設けられた像高が異なる複数の焦点検出用画素の各出力を用いて、交換レンズ２の焦点外れ量（デフォーカス量）を算出する。焦点検出処理の周期は、撮像の周期（以下、ＶＤと記す）に対応するフレームレートと同期しており、カメラ本体部１と交換レンズ２との通信処理はＶＤ信号に同期して行われる。

【0013】

シャッタ制御部７は、撮像素子４の露光量を制御するために開閉動作する不図示のシャッタの動作を制御する。画像処理部８は、撮像素子４に設けられた所定画素数の撮像用画素からの出力に対して各種処理を行って画像データを生成する．各種処理には、交換レンズ２の記憶情報およびカメラ本体部１の記憶情報を用いる処理が含まれる。

【0014】

カメラ制御部９はＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリ等を備える撮像装置の制御中枢部である。カメラ制御部９は撮像装置の各構成部の動作を制御する。カメラ本体部１にはカメラ通信部１１が設けられ、交換レンズ２にはレンズ通信部２５が設けられており、カメラ制御部９は、これらの通信部を介してレンズ制御部２６との通信が可能である。カメラ制御部９は、測光部５から得た輝度に基づいて撮像時の絞り値やシャッタ秒時を算出し、絞り値を含む絞り駆動命令をレンズ制御部２６に送信する。さらにカメラ制御部９は、焦点検出情報とレンズ制御部２６から取得した情報に基づいて交換レンズ２内のフォーカスレンズ２２の合焦位置への駆動方向と駆動量を算出する。焦点検出情報とは、焦点検出部６が算出したデフォーカス量である。またレンズ制御部２６から取得される情報は、中心の像高におけるフォーカス敏感度情報およびフォーカス敏感度の像高変化係数の情報である。カメラ制御部９は、算出した駆動方向および駆動量を指示するフォーカス駆動命令の制御信号をレンズ制御部２６に送信し、撮像光学系の焦点調節制御を行う。カメラ本体部１側でのＡＦ（オートフォーカス）処理は、焦点検出動作にてデフォーカス量の演算が行われ、カメラ制御部９がフォーカス駆動命令の制御信号をレンズ制御部２６へ送信する処理である。後述する撮像面ＡＦの機能は撮像のフレームレートのタイミングで１Ｖごとに行われる。このため、フォーカス敏感度やフォーカス位置、駆動状態等の情報の通信は１Ｖごとに実行される。１Ｖは１垂直周期を表し、垂直同期信号の周期に相当する。

【0015】

レンズ装着検出部１０はスイッチや光検出器等を備え、カメラ本体部１に交換レンズ２が装着されたことを検出する。レンズ装着検出部１０は検出信号をカメラ制御部９に出力する。カメラ通信部１１はレンズ通信部２５と対をなしており、カメラ制御部９は、レンズ制御部２６が記憶している各種情報を取得する。各種情報とは、例えばフォーカス敏感度情報、および敏感度補正情報である。敏感度補正情報とは、像高によって変化するフォーカス敏感度を補正するための敏感度像高補正係数である。以下ではこれらの情報を敏感度関連情報という。カメラ制御部９は取得した情報を不図示の揮発性メモリに記憶する。

【0016】

カメラ本体部１内の制御系電源１２は、撮像素子４、測光部５、焦点検出部６、画像処理部８および表示部３３、交換レンズ２の制御系回路等に電力をそれぞれ供給する。またカメラ本体部１内の駆動系電源１３は、シャッタ制御部７、交換レンズ２の駆動系回路等に電力を供給する。

【0017】

撮像準備スイッチ（ＳＷ１）１４と、撮像開始スイッチ（ＳＷ２）１５はユーザが撮影時に使用する操作スイッチである。ＳＷ１はレリーズボタンの半押し操作によってオンとなり、ＳＷ２はレリーズボタンの全押し操作でオンとなる。ＡＦ制御ではＳＷ１およびＳＷ２の各信号をトリガーとして、それぞれ対応する処理が開始する。

【0018】

画像記録部１６は撮像された画像データを所定のフォーマット形式で記録媒体に記録する制御を行う。操作部は各種操作部材およびスイッチを備える。図１には本実施形態に関連する操作部材として、焦点検出点の選択を行うための焦点検出点変更操作部材３２を示す。表示部３３は撮像された画像の表示やカメラの各種情報の表示を行う。各種情報には、撮像面内に設定された複数の焦点検出領域を表示する表示枠等がある。

【0019】

交換レンズ２の撮像光学系は、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２、像振れ補正レンズ２３および絞り２４を備える。変倍レンズ２１は撮像光学系の光軸方向に移動して焦点距離を変化させる。フォーカスレンズ２２は撮像光学系に光軸方向に移動する焦点調節用レンズである。像振れ補正レンズ２３は撮像光学系の光軸方向に対して直交する方向に移動して手振れ等のカメラの振れによる像振れを補正する。絞り２４は、その開口径（絞り値）の可変制御により、開口径に応じて撮影光量を変化させる。

【0020】

電気回路部２０はレンズ通信部２５およびレンズ制御部２６と各駆動部を備える。各駆動部はズーム駆動部２７、フォーカス駆動部２８、振れ補正駆動部２９、絞り駆動部３０である。レンズ制御部２６は、カメラ通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラ本体部１の撮影情報や撮影状況に基づくフォーカス敏感度情報、フォーカス駆動命令等を受信する。レンズ制御部２６はフォーカス駆動命令にしたがってフォーカス駆動部２８にフォーカス駆動信号を出力する。

【0021】

フォーカス駆動部２８はステッピングモータ、振動型モータまたはボイスコイルモータ等のアクチュエータを有し、レンズ制御部２６からのフォーカス駆動信号にしたがってフォーカスレンズ２２を合焦位置へ移動させる。つまり交換レンズ２側のＡＦ処理では、フォーカス駆動命令を受信してフォーカスレンズ２２を合焦位置へ移動させるまでの処理が実行される。

【0022】

レンズ制御部２６はカメラ制御部９から取得した絞り駆動命令にしたがって、絞り駆動部３０に絞り駆動信号を出力する。絞り駆動部３０はステッピングモータ等のアクチュエータを有し、レンズ制御部２６からの絞り駆動信号にしたがって絞り２４を駆動する。

【0023】

ユーザが交換レンズ２に設けられた不図示のズーム操作リングを操作した場合、レンズ制御部２６は、操作に応じたズーム方向とズーム駆動速度で変倍レンズ２１を移動させるためのズーム駆動信号をズーム駆動部２７に出力する。ズーム駆動部２７はステッピングモータ等のアクチュエータを有し、レンズ制御部２６からのズーム駆動信号にしたがって変倍レンズ２１を駆動する。

【0024】

レンズ制御部２６は交換レンズ２に設けられた不図示の振れ検出センサ（角速度センサ、加速度センサ等）からの振れ検出信号に基づいて振れ補正駆動部２９に振れ駆動信号を出力する。振れ補正駆動部２９はボイスコイルモータ等のアクチュエータを有し、レンズ制御部２６からの振れ補正駆動信号にしたがって像振れ補正レンズ２３を駆動する。

【0025】

記憶部３１はＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュＲＯＭ等の記憶デバイスにより構成される。記憶部３１は、焦点検出結果（デフォーカス量）を補正するために用いられる焦点位置ずれ情報、フォーカス敏感度およびフォーカス敏感度像高補正係数情報を含むデータを記憶する。なお記憶部３１はレンズ制御部２６の内部に配置してもよい。レンズ制御部２６は記憶部３１から読み出した情報をレンズ通信部２５に出力し、レンズ通信部２５はカメラ通信部１１に送信する。

【0026】

次に、撮像装置の動作の概要を説明する。
ユーザが撮像準備スイッチ（ＳＷ１）１４をオン操作すると、カメラ制御部９は測光部５に測光動作を実行させ、焦点検出部６に焦点検出動作を実行させる。本実施形態では、交換レンズ２から取得する、光軸（中心の像高）の敏感度に対して、さらに光軸からの距離（像高成分）で変化する敏感度像高補正係数を取得する処理が行われる。焦点検出を行った像高成分と敏感度像高補正係数から，補正された敏感度が取得される。焦点検出結果として得られるデフォーカス量については、補正された敏感度情報を用いて、フォーカス駆動部２８へ指示すべき駆動量（パルス数）への変換処理が行われる。レンズ制御部２６はカメラ制御部９から指示された駆動量にしたがい、フォーカス駆動制御を行う。焦点検出動作とレンズ駆動が繰り返し実行されることにより、焦点ずれ量が次第に小さくなっていく。この工程では、検出されたデフォーカス量が大きい場合にフォーカスレンズ駆動と焦点検出処理を折り重ねる、いわゆるオーバーラップ駆動が行われる。後述するように本実施形態ではオーバーラップ駆動中にも、カメラ本体部１と交換レンズ２との間の通信負荷および演算負荷を低減することができる。

【0027】

ユーザが撮像開始スイッチ（ＳＷ２）１５をオン操作すると、カメラ制御部９はレンズ制御部２６に絞り２４の駆動命令を送信して撮像時の絞り値に制御し、シャッタ制御部７にシャッタ駆動を行わせて所定のシャッタ秒時で撮像素子４を露光する。またカメラ制御部９は画像処理部８に、撮像素子４の出力から記録用画像を生成させる。撮像素子４はＡＦ専用の焦点検出画素を有するので、記録用画像と併せて焦点検出信号を取得可能である。撮像素子４を用いて行う位相差検出方式のＡＦを撮像面位相差ＡＦともいう。なお撮像面位相差ＡＦに限らず、位相差検出専用のＡＦセンサを用いた焦点検出を行ってもよい。
撮影後にカメラ制御部９は画像記録部１６に指示し、半導体メモリ等の記録媒体（図示せず）に記録用画像信号を記録する。撮影された画像は静止画または動画である。例えばモード選択スイッチによって静止画撮影モードが選択されている場合には静止画が取得され、ライブビューモードや動画撮影モードが選択されていれば動画が取得される。動画撮影用の録画開始ボタンを備える撮像装置では当該ボタンの操作によって動画の記録動作が開始する。ユーザはカメラ本体部１に設けた記録画質設定スイッチを操作して記録画質を選択することができる。

【0028】

次に、本実施形態における焦点検出処理を行うための構成について説明する。
図２を参照して撮像素子４の構成を説明する。図２（Ａ）は撮像素子４の全体概略図であり、図２（Ｂ）は撮像素子４における一つの画素の概略図である。図２（Ａ）に示す撮像素子４は、二次元アレイ状に配列された複数の画素からなる画素部２０１を有する。垂直選択回路２０２は、画素部２０１の複数の行の画素信号を順に選択して読み出し回路２０３に出力する。読み出し回路２０３は、画素部２０１の画素のうち垂直選択回路２０２により選択される画素の信号を読み出す。読み出し回路２０３は、信号を蓄積するメモリ、ゲインアンプ、Ａ／Ｄ変換器等を列ごとに有する。水平選択回路２０４は、読み出し回路２０３に読み出された複数の画素信号を列ごとに順次選択する。シリアルインターフェイス（ＳＩ／Ｆ）部２０５は、外部装置で決定された各回路の動作モード等の情報を取得する。なお、図２（Ａ）に示される構成要素以外にも、垂直選択回路２０２，水平選択回路２０４，読み出し回路２０３等にタイミング信号を提供するタイミングジェネレータや、制御回路等が設けられている。

【0029】

図２（Ｂ）に示す画素２０６は、一つのマイクロレンズ２０７と、二つのフォトダイオード２０８，２０９を有する。二つのフォトダイオード（ＰＤと記す）は、撮像面位相差ＡＦを行うための光電変換部を構成する。なお、画素２０６は図２（Ｂ）に示される構成要素以外に、ＰＤの信号を読み出し回路２０３に読み出すための画素増幅アンプや、行を選択する選択スイッチ、ＰＤの信号をリセットするリセットスイッチ等を備える。

【0030】

図３は，撮像素子４における画素部２０１の概略図である。画素部２０１は二次元の画像を提供するため、多数の画素を二次元アレイ状に配列して構成される。画素３０１，３０２，３０３，３０４は、図２（Ｂ）に示す構成の画素である。ＰＤ３０１Ｌ，３０２Ｌ，３０３Ｌ，３０４Ｌはそれぞれ、図２（Ｂ）に示すＰＤ２０８に相当し、ＰＤ３０１Ｒ，３０２Ｒ，３０３Ｒ，３０４Ｒはそれぞれ、図２（Ｂ）に示すＰＤ２０９に相当する。本実施形態では２分割タイプの光電変換部を例示するが、分割方向および分割数については装置の仕様に応じて任意に変更可能である。

【0031】

図４を参照して、撮像素子４における受光の様子について説明する。図４は、撮影レンズの射出瞳から出た光束が撮像素子に入射する様子を示す概念図であり、撮像面位相差検出方式を模式的に示す。撮像素子４の一部断面４０１には、マイクロレンズ４０２（図２（Ｂ）のマイクロレンズ２０７に相当）と、カラーフィルタ４０３を示す。ＰＤ４０４，ＰＤ４０５はそれぞれ、図２（Ｂ）のＰＤ２０８，ＰＤ２０９に相当する。

【0032】

マイクロレンズ４０２を有する画素に対して、撮影レンズの射出瞳４０６から出射した光束の中心を光軸４０９で示す。射出瞳４０６から出射した光束は、光軸４０９を中心として撮像素子４に入射する。瞳部分領域４０７，４０８は撮影レンズの射出瞳４０６の一部領域である。光線４１０，４１１は瞳部分領域４０７を通過する光束の最外周の光線である。光線４１２，４１３は瞳部分領域４０８を通過する光束の最外周の光線である。射出瞳４０６から出射した光束のうち、光軸４０９を境にして上側の光束はＰＤ４０５に入射し、下側の光束はＰＤ４０４に入射する。すなわち、ＰＤ４０４とＰＤ４０５はそれぞれ、撮影レンズの射出瞳４０６にて異なる領域を通過した光束を受光する．

【0033】

図２（Ｂ）および図３では、一つのマイクロレンズに対して二つのＰＤが設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、ある画素に対しては片側のＰＤを使用し、その隣の画素に対しては反対側のＰＤを使用する構成でもよい。すなわち撮像素子の撮像面において、撮影レンズの射出瞳４０６における異なる領域を通過した光像が得られる構成であれば、撮像面位相差ＡＦが可能である。

【0034】

撮像素子４は、撮影レンズにおける異なる瞳部分領域からの光束を受光するＡライン画素およびＢライン画素を二次元アレイ状に配列して構成されている。具体的には図３にて、行３０５の画素３０１，３０２，３０３，３０４のうちでＰＤ３０１Ｌ，３０２Ｌ，３０３Ｌ，３０４Ｌの画素によりＡライン画素が構成される。またＰＤ３０１Ｒ，３０２Ｒ，３０３Ｒ，３０４Ｒの画素によりＢライン画素が構成される。Ａライン画素およびＢライン画素の各出力に関して、二像の間隔（像間隔）は合焦状態、前ピン状態、および後ピン状態のいずれであるかに応じて異なる。像間隔に対応するデフォーカス量が算出され、合焦状態となるようにフォーカスレンズ２２を移動させることによって焦点調節が行われる。すなわちフォーカスレンズ２２の移動量を、二像の像ズレ量に基づいて算出することができる。本実施形態では説明の便宜上，二像（Ａライン画素の像およびＢライン画素の像）に関し、隣接画素の並びで説明したが、実際にはカラーフィルタが同じ画素同士でＡライン画素およびＢライン画素が構成される。

【0035】

焦点検出処理では撮像光学系の異なる瞳部分領域を通過する光束により形成される像を光電変換して一対の像信号が生成される。焦点検出部６は一対の像信号の位相差（像ズレ量）に基づいてデフォーカス量を検出する。検出したデフォーカス量からフォーカス駆動量が算出され、フォーカス駆動量に応じたフォーカスレンズ２２の駆動制御が行われる。

【0036】

次に図５を参照して本実施形態における撮像面位相差ＡＦ制御にて、広範囲の像高での焦点検出を行う多点ＡＦ制御について説明する．図５は位相差検出方式による多点焦点検出枠の説明図である。撮像面内の画素領域５００は、位相差検出方式の専用画素が配置されている撮像素子４内の画素領域であり、撮影範囲を表している。位相差検出方式の専用画素５０１を、横方向および縦方向に配置することにより、各方向での被写体の位相差像信号が取得可能となっている。専用画素５０１を有する複数のラインを組み合わせた矩形領域をＡＦ枠領域５０２として定めるものとする。ＡＦ枠領域５０３は、破線の矩形枠で囲んで示す１グループを構成する領域である。図５に示す座標系５０４において、横方向の軸をＸ軸とし、縦方向の軸をＹ軸と定義する。

【0037】

ユーザが任意に指定するＡＦ枠で焦点検出を行う場合、指定されたＡＦ枠領域５０２において焦点検出処理が行われる。一方、顔検出等の被写体追尾時や多点ＡＦ時には、撮影範囲の全面を網羅するＡＦ枠の全てにおいて焦点検出処理が行われる。図５に示す例では縦方向に６分割、横方向に６分割の合計３６個のＡＦ枠にて焦点検出処理が行われる。図５に示す１から３６は、各ＡＦ枠を識別するために左上から右下にかけて付した数字である。

【0038】

ところで高画素化や、多点枠数の増加、高フレームレート化が進むにつれて、焦点検出処理を１Ｖの期間中に行うことが困難になると、撮影範囲の全面を一括して焦点検出することができない。そこで、撮影範囲を複数の範囲に分割して順次に焦点検出処理が実行される。具体的には図６に示すように、複数に分割した焦点検出領域ごとに、それぞれ焦点検出を行う処理が実行されることとなる。図６では、それぞれ４つの領域からなる９つのグループに区分けしてそれぞれの焦点検出が行われる。この場合、焦点検出処理の段階ではどのＡＦ枠を採用するかについて未だ決定されていない。そのため、カメラ制御部９はレンズ制御部２６からはフォーカス敏感度関連情報を取得する。フォーカス敏感度関連情報を用いた補正処理には各ＡＦ枠の像高位置情報が必要となるので、図５の座標系５０４を設定することで２次元の座標情報が取得される。座標系５０４の中心の像高を０とし、ＸＹ平面にて座標（Ｘ，Ｙ）として位置を表現する。

【0039】

図６に示す領域５１０（ＡＦ枠１，２，７，８参照）は、図５における位相差検出方式の専用画素５０１に相当する。点線枠で示す矩形枠５１１は、複数のＡＦ枠のグルーピングによって、１回で焦点検出処理が可能な領域を示している。矩形枠５１１から５１９によって撮影範囲が網羅され、４枠を１セットとしてグルーピングした焦点検出領域、つまり９フレームの各出力を使って繰り返し焦点検出処理が実行される。具体的には、最初の３Ｖ（１Ｖ〜３Ｖ目）の期間には、矩形枠５１１，５１２，５１３のように焦点検出領域のシフトが順次に行われ、撮像素子４の上部に相当する焦点検出が行われる。次の３Ｖ（４Ｖ〜６Ｖ目）の期間には、矩形枠５１４，５１５，５１６のように焦点検出領域のシフトが順次に行われ、撮像素子４の中央部に相当する焦点検出が行われる。さらに次の３Ｖ（７Ｖ〜９Ｖ目）の期間には、矩形枠５１７，５１８，５１９のように焦点検出領域のシフトが順次に行われ、撮像素子４の下部に相当する焦点検出が行われる。こうして１Ｖから９Ｖの期間に亘って、撮影範囲を網羅する焦点検出信号が取得される。

【0040】

次に図７を参照して多点のＡＦ枠での焦点検出のタイミングについて説明する。図７は、図６に示した９フレームを使って繰り返し焦点検出を行う場合のタイムチャートである。信号６０１は、時系列に沿った撮像の信号線の振る舞いを示している。撮像処理の開始タイミングについては、フレームレートに対応した周期、すなわちＶＤ信号の周期において、信号６０１の立下り時点で記している。平行四辺形６０２は撮像素子４の蓄積タイミングを示している。撮像素子４の蓄積制御はＶＤ信号の周期内で実施され、撮像素子の上部での蓄積はＶＤの先頭付近で行われ、撮像素子の下部での読み出しになるほど、ＶＤ信号の周期の後半で蓄積が行われる。本実施形態では撮像素子４内に位相差検出用の専用画素が配置されているので、ＡＦ用画素の蓄積タイミングがＡＦ枠の位置に左右される。以下、図６に示す９フレームの処理を、図７のタイムチャートに対応付けて説明する。

【0041】

最初の３Ｖ（１Ｖ〜３Ｖ目）では、撮像素子４の上部の領域に存在するＡＦ用画素を使用するため、「上部ブロックＡＦ蓄積」のタイミング６１０で位相差検出用信号が得られる。次の３Ｖ（４Ｖ〜６Ｖ目）では、撮像素子４の中央部に存在するＡＦ用画素を使用するため、「中央ブロックＡＦ蓄積」のタイミング６１１で位相差検出信号が得られる。さらに次の３Ｖ（７Ｖ〜９Ｖ目）では，撮像素子の下部に存在するＡＦ用画素を使用するため、「下部ブロックＡＦ蓄積」のタイミング６１２で位相差検出用信号が得られる。

【0042】

一方、カメラ制御部９がレンズ制御部２６から取得するフォーカス敏感度関連情報については、「敏感度関連情報取得（１）から（９）」で示すタイミング６２０〜６２８、すなわち信号６０１の立下り時点でそれぞれ取得される。カメラ制御部９は、各フレーム（１Ｖ〜９Ｖ）に対応する時刻情報を、取得したフォーカス敏感度関連情報と対応づけてメモリに記憶しておく。９フレームの焦点検出結果を得ることで全ＡＦ枠のデフォーカス状況が判明する。よって、「ＡＦ枠選択処理」で示す選択タイミング６２９においてＡＦ枠の選択が可能となる。ＡＦ枠の選択基準として、例えば至近側を選択することや、焦点検出の位相差検出結果の波形信頼性が高いこと等の基準があり、必要に応じて判断される。また、焦点検出の過程においてフォーカスレンズの駆動を行う、いわゆるオーバーラップ制御を行うことも可能である。その場合、焦点検出処理を行ったタイミングからＡＦ枠を決定したタイミングに至るまでの期間のレンズ駆動量を、空走量として考慮する必要がある。レンズの空走量を得るために、９フレームの各々のＶＤ信号の立下り時点に対応する「時刻記憶（１）から（９）」で示すタイミング６３０〜６３８にて、各時刻ｔ１〜ｔ９のデータがメモリに記憶される。またＡＦ枠の選択タイミング６３９では、その時点での時刻ｔ＿ｓｅｌが取得される。レンズの空走量の算出処理では、例えば２Ｖ目に設定した図６の矩形枠５１２が選択された場合、時刻ｔ２から時刻ｔ＿ｓｅｌまでの期間、フォーカスレンズが等速駆動しているとみなされる。等速運動するフォーカスレンズの移動量がレンズ空走量として算出される。そして、２Ｖ目に得られた焦点検出結果は、後述する演算式（１）から求まる正確な敏感度を用いてフォーカス駆動量に変換され、さらにレンズ空走量を差し引くことにより、合焦に必要なレンズ駆動量を求めることができる。

【0043】

次に、図８のフローチャートを参照して、本実施形態にてカメラ制御部９が行う多点ＡＦ処理について説明する。Ｓ７０１でユーザはカメラの操作部を構成する焦点検出点変更操作部材３２を用いて、焦点検出点の自動選択モードを設定する。撮像準備スイッチ（ＳＷ１）１４のオン操作により、カメラ制御部９は多点ＡＦ処理を開始する。

【0044】

Ｓ７０２では、図６に矩形枠５１１で示す領域をＡＦ枠として設定するためにカメラ制御部９が焦点検出部６に制御情報を設定する。Ｓ７０３でカメラ制御部９は、撮像のＶＤ信号を検出し、ＶＤ割り込みの有無を判定する。ＶＤ割り込みはＶＤ信号にしたがって周期的に発生する。Ｓ７０３にてＶＤ信号が検出された場合、Ｓ７０４へ遷移し、ＶＤ信号が検出されない場合にはＳ７０３の判定処理が繰り返される。

【0045】

Ｓ７０４では、カメラ制御部９がレンズ通信部２５およびカメラ通信部１１を介して，レンズ制御部２６からフォーカス敏感度関連情報を取得する。フォーカス敏感度関連情報のうちの「中心の像高における敏感度情報」はレンズ制御部２６が記憶している光学情報基づいて決定された情報である。光学情報とは、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２、および像振れ補正レンズ２３の各位置情報、並びに絞り２４の絞り値、不図示のアクセサリ装置（例えばエクステンダ）等に関する情報である。この敏感度情報は、撮像面の中心での値、つまり像高０（中心の像高）における値を示す情報である。またフォーカス敏感度関連情報のうちの「敏感度像高補正係数」は、レンズ制御部２６から取得した「中心の像高における敏感度情報」が示すフォーカス敏感度を補正する為のフォーカス敏感度補正係数である。図５のＸＹ平面における原点、つまり中心の像高の座標を（０，０）と表記する。像高座標（Ｘ，Ｙ）の敏感度Ｓ（Ｘ，Ｙ）は、下記式（１）のようにＸおよびＹの多項式で算出することができる。

【0046】

【数1】

式（１）においてＳ₀は、レンズ制御部２６から取得したフォーカス敏感度を表す。ａ₀からａ₅はフォーカス敏感度補正係数をそれぞれ表す。このように像高に応じた敏感度の変化量を表現する係数は、レンズ制御部２６からカメラ制御部９が取得するデータである。本実施形態での敏感度情報は、中心の像高におけるフォーカス敏感度の特性に対し、多項式近似により算出される情報であるが、直線近似により算出される情報でもよい。

【0047】

上記方法以外には、カメラ制御部９がレンズ制御部２６へ像高情報を指示し、レンズ制御部２６が指示された像高の敏感度情報をカメラ制御部９に送信する方法がある。しかし、この方法ではＡＦ枠の多点数の増加や、フレームレートの高速化に関し、カメラ制御部９とレンズ制御部２６との通信帯域が不足する可能性や、これらの制御部の演算負荷が増大する可能性が問題となる。よって本実施形態のようにカメラ制御部９がレンズ制御部２６からフォーカス敏感度補正係数を取得することが演算負荷の軽減にとって好適である。

【0048】

Ｓ７０５は撮像素子４内のＡＦ専用画素の蓄積が完了したか否かの判定処理である。カメラ制御部９はＡＦ専用画素の蓄積が完了した場合、Ｓ７０６に処理を進め、ＡＦ専用画素の蓄積が完了していない場合には、完了まで待機する。Ｓ７０６では、Ｓ７０２で設定されたＡＦ枠位置に相当するＡＦ専用画素の読み出しが実行され、焦点検出部６によって位相差検出での焦点検出情報が取得される。Ｓ７０７でカメラ制御部９は、Ｓ７０６で取得した焦点検出情報と、Ｓ７０４で取得した敏感度関連情報とを対応づけてメモリに記憶する。

【0049】

Ｓ７１０は、全ＡＦ枠のＡＦ専用画素での焦点検出が完了したか否かの判定処理である。カメラ制御部９は、図６の矩形枠５１１〜５１９に示す領域での焦点検出を繰り返し実施したかどうかを判定する。全ＡＦ枠の焦点検出が完了していない場合にカメラ制御部９はＳ７０２に処理を戻し、次の焦点検出領域をＡＦ枠位置に再設定して処理を続行する。また全ＡＦ枠の焦点検出が完了した場合にはＳ７１１へ移行する。

【0050】

Ｓ７１１ではＡＦ枠位置の選択処理が行われる。全ての焦点検出結果、具体的には図６の矩形枠５１１〜５１９に示す領域に亘って実施された９フレーム分の焦点検出結果から最適な焦点検出結果が選択される。最適な焦点検出結果は、ＡＦ枠の選択基準に合致する焦点検出信号の中から、カメラ制御部９が予め設定された判定基準にしたがって決定する。Ｓ７１２でカメラ制御部９は、Ｓ７１１で選択した焦点検出結果について、Ｓ７０７で記憶された焦点検出結果と対応づけられたフォーカス敏感度関連情報を取得する。つまり、取得済みの焦点検出情報とフォーカス敏感度関連情報との対応関係に基づいて、Ｓ７１１で選択した焦点検出結果に対するフォーカス敏感度関連情報が取得される。その際、必要に応じて補間演算等の処理が実行される。

【0051】

Ｓ７１３でカメラ制御部９は、Ｓ７１２で取得したフォーカス敏感度関連情報を使用して、Ｓ７１１で選択したＡＦ枠の像高位置に対して式（１）を適用して演算処理を実行する。これにより、精度よく補正されたフォーカス敏感度情報が計算される。Ｓ７１４では、Ｓ７１３で計算されたフォーカス敏感度情報を用いて、焦点検出結果からフォーカスレンズ駆動量への算出処理が行われる。すなわちカメラ制御部９は焦点検出結果であるデフォーカス量から、フォーカスレンズ２２を駆動する際のパルスカウント数を算出する。カメラ制御部９は算出したパルスカウント数を含む駆動指令をレンズ制御部２６に送信して、フォーカス駆動を要求する。Ｓ７１５で多点ＡＦ制御でのＡＦ枠位置選択処理が終了する。

【0052】

本実施形態では、例えば複数のＶＤ信号のタイミングにしたがって焦点検出結果をそれぞれ取得する場合に、過去の焦点検出結果、つまり履歴データをメモリから読み出して使用する。この場合、焦点検出結果とフォーカス敏感度関連情報とを対応づけて記憶する処理が行われる。カメラ本体部はレンズ装置から、中心の像高の敏感度情報と併せて、敏感度を像高について補正する補正係数を取得し、ＡＦ枠位置を決定してからフォーカス敏感度情報を算出する。周辺像高での焦点合わせにて、ＡＦ制御に最適な方法で焦点検出の位置に応じたフォーカス敏感度の変化量を補正することができる。本実施形態によれば、多点ＡＦの枠数が増え、フレームレートが向上した場合でも、演算処理負荷を軽減しつつ、最適な敏感度情報を適用できるので、焦点調節精度の向上を実現可能な交換式カメラ-レンズシステムを提供できる。

【0053】

なお本実施形態では、撮像面の領域を格子状に分割し、分割された焦点検出領域ごとに焦点検出を実行する制御モードとして、多点ＡＦモードを説明した。これに限らず、前記処理を、所定のゾーンごとに焦点検出を実行するゾーン領域ＡＦモードにも適用可能である。このことは後述する実施形態でも同じである。

【0054】

［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態ではカメラ制御部９が位相差検出方式のＡＦ制御を行う際、フォーカスレンズ２２の最終駆動に使用する、焦点検出結果（デフォーカス量）を判定するための駆動範囲を有する。この駆動範囲は、撮像素子４の許容錯乱円径に任意の比率を乗算した長さに相当する範囲であり、以下、「最終駆動範囲」と呼ぶことにする。カメラ制御部９は最終駆動範囲から敏感度補正の実施範囲を決定し、焦点検出結果（デフォーカス量）が実施範囲内であるか否かを判定する。焦点検出結果が実施範囲内である場合に当該焦点検出結果が最終駆動に使用される。これによって、ハンチング現象を伴わずにＡＦ制御によって合焦動作を実現可能である。なお本実施形態において、第１実施形態の場合と同様の構成要素には既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略し、主に相違点を説明する。

【0055】

図９のフローチャートを参照して、本実施形態におけるカメラ本体部側の多点ＡＦ処理を説明する。Ｓ８０１ではＡＦ枠位置選択処理が開始し、Ｓ８０２、Ｓ８０３の処理が実行される。Ｓ８０２、Ｓ８０３の各処理は、図８のＳ７０２、Ｓ７０３の各処理と同じであるための説明を省略する。

【0056】

次のＳ８０４でカメラ制御部９は、レンズ通信部２５およびカメラ通信部１１を介して、レンズ制御部２６からフォーカス敏感度関連情報を取得する。フォーカス敏感度関連情報のうちの「中心の像高における敏感度情報」が示す敏感度は、撮像面の中心での値、つまり像高０（中心の像高）における値である。Ｓ８０５、Ｓ８０６、Ｓ８０７、Ｓ８１０の各処理は、図８のＳ７０５、Ｓ７０６、Ｓ７０７、Ｓ７１０の各処理と同様である。ただし、Ｓ８０７では，Ｓ８０６で取得された焦点検出情報と，Ｓ８０４で取得された敏感度関連情報（像高０における敏感度情報）とが対応づけられてメモリに記憶される。

【0057】

Ｓ８１０にて、全ＡＦ枠の焦点検出が完了した場合、Ｓ８１１へ処理を進める。Ｓ８１１でカメラ制御部９は敏感度補正実施範囲を設定する。まずカメラ制御部９はレンズ通信部２５およびカメラ通信部１１を介して撮像光学系の焦点距離情報を取得する。次にカメラ制御部９は全ての焦点検出結果、具体的には図６の矩形枠５１１〜５１９で示す領域にて繰り返し実施した９フレーム分の焦点検出結果から、中心の像高から最も離れた位置のＡＦ枠の像高情報に基づいて敏感度補正実施範囲を計算する。計算方法については図１０を用いて後述する。

【0058】

Ｓ８１２、Ｓ８１３の各処理は、図８のＳ７１１、Ｓ７１２の各処理と同様である。ただし、Ｓ８１３では、Ｓ８１２で選択され焦点検出結果について、Ｓ８０７で記憶された、焦点検出結果と対応づけられたフォーカス敏感度関連情報（像高０における敏感度情報）が取得される。

【0059】

Ｓ８１４でカメラ制御部９は、Ｓ８１１で設定した敏感度補正実施範囲、およびＳ８１１で取得した焦点距離情報を使用して、敏感度補正処理を実施するか否かを判定する。Ｓ８１２で選択したＡＦ枠位置での焦点検出結果、およびＳ８１３で取得したフォーカス敏感度関連情報に基づいて、デフォーカス量の算出処理が行われる。カメラ制御部９は算出したデフォーカス量が、Ｓ８１１で設定した敏感度補正実施範囲内である場合に敏感度補正処理を実施すると判定する。デフォーカス量がＳ８１１で設定した敏感度補正実施範囲内でない場合には、敏感度補正処理を実施しないと判定される。判定処理の詳細については図１１を用いて後述する。またカメラ制御部９は、焦点距離が所定の閾値よりも大きい場合、敏感度補正処理を実施しないと判定する。敏感度補正処理を実施することが判定された場合、Ｓ８１５に処理を進め、敏感度補正処理を実施しないと判定された場合にはＳ８１７に遷移する。なお、敏感度補正処理の実施の判定基準に関しては、必要に応じて本実施形態の以外の判定基準を採用してもよい。

【0060】

Ｓ８１５でカメラ制御部９は、レンズ通信部２５およびカメラ通信部１１を介してレンズ制御部２６から、「敏感度像高補正係数」のデータを取得する。このデータは、中心の像高のフォーカス敏感度を補正するためのフォーカス敏感度補正係数のデータである。敏感度Ｓ（Ｘ，Ｙ）の算出は、前記式（１）を適用して行われる。Ｓ８１６、Ｓ８１７の各処理は、図８のＳ７１３、Ｓ７１４の各処理と同様である。Ｓ８１８にて多点ＡＦ処理でのＡＦ枠位置選択処理が終了する。

【0061】

次に図１０を参照して、敏感度補正実施範囲の計算方法を説明する。図１０は横軸に像高（単位：ｍｍ）をとり、縦軸に比率をとって、焦点距離Ａ，Ｂ（単位：ｍｍ）におけるそれぞれの敏感度比率および敏感度補正比率を例示したグラフである。
カメラ制御部９は、記憶している焦点距離によって変化する係数（αと記す）、および像高から敏感度補正比率を算出する。像高は、図９のＳ８１１で設定される中心の像高から最も離れたＡＦ枠の像高座標（Ｘ，Ｙ）から、下記式(２)によって求まる。像高と係数αを下記式（３）に代入することによって敏感度補正比率が得られる。
像高＝√（Ｘ²＋Ｙ²） ・・・（２）
敏感度補正比率＝１＋（像高×α） ・・・（３）

【0062】

図１０にて、実線で示すグラフ曲線９０１は焦点距離Ａｍｍにおける敏感度比率を示し、実線で示すグラフ曲線９０２は焦点距離Ｂｍｍにおける敏感度比率を示す。敏感度比率はいずれも像高ゼロで１であり、像高の増加につれて増加していく。焦点距離Ａｍｍにおける敏感度比率がグラフ曲線９０１に示す特性である場合、式（２）および式（３）から算出される敏感度補正比率を、一点鎖線のグラフ線９０３に示す。敏感度補正比率の値は像高ゼロで１であり、像高の増加につれて線形に増加する。また焦点距離Ｂｍｍにおける敏感度比率がグラフ曲線９０２に示す特性である場合、式（２）および式（３）から算出される敏感度補正比率を、一点鎖線のグラフ線９０４に示す。敏感度補正比率の値は像高ゼロで１であり、像高の増加につれて線形に増加し、その傾斜はグラフ線９０３の傾斜よりも大きい。

【0063】

カメラ制御部９は算出した敏感度補正比率、および最終駆動範囲を、下記式（４）に代入することで敏感度補正実施範囲を算出する。
敏感度補正実施範囲＝敏感度補正比率×最終駆動範囲 ・・・（４）
本実施形態では、敏感度補正比率の計算式として、像高について一次補間式で表現し、敏感度補正実施範囲の計算式を敏感度補正比率の一次式として表現したが、これらは一例であって任意の補間式および計算式を適用してもよい。また、レンズ通信部２５およびカメラ通信部１１を介してカメラ制御部９が、係数αのデータをレンズ制御部２６から取得してもよい。

【0064】

図１１を参照して、敏感度補正実施範囲の設定方法、および敏感度補正処理の実施判定について説明する。図１１はデフォーカス量と、最終駆動範囲１００１、敏感度補正実施範囲１００２、敏感度補正非実施範囲１００３の関係についての説明図である。敏感度補正実施範囲１００２は図９のＳ８１１で式（４）により計算され、最終駆動範囲１００１を中心として設定される。最終駆動範囲１００１はデフォーカス量がゼロの位置を基準とする所定の範囲であり、最終駆動範囲１００１に敏感度補正比率を乗算した範囲が敏感度補正実施範囲１００２である。カメラ制御部９はＳ８１２で選択した焦点検出結果およびＳ８１３で取得したフォーカス敏感度関連情報に基づいて算出したデフォーカス量が、敏感度補正実施範囲１００２内であるか、敏感度補正非実施範囲１００３内であるかを判定する。デフォーカス量が敏感度補正実施範囲１００２内である場合、図９のＳ８１４にて敏感度補正処理を実行すると判定され、またデフォーカス量が敏感度補正非実施範囲１００３である場合、Ｓ８１４にて敏感度補正処理を実行しないと判定される。

【0065】

本実施形態では、最終駆動範囲の付近に設定される、像高に起因したフォーカス敏感度の変化が加味された敏感度補正実施範囲においてのみ、フォーカス敏感度補正処理が実行される。本実施形態によれば、カメラ本体部とレンズ装置との通信負荷およびカメラ本体部の演算負荷をさらに軽減しつつ、焦点調節精度の向上を実現することができ、多点ＡＦの枠数の増加、およびフレームレートの高速化に対して有効である。

【符号の説明】

【0066】

１ カメラ本体部
２ 交換レンズ
４ 撮像素子
６ 焦点検出部
９ カメラ制御部
２２ フォーカスレンズ
２６ レンズ制御部
２８ フォーカス駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】