(57)【要約】【課題】クロストークの影響やクロストーク補正などで光電変換部からの信号に誤差が含まれる場合でも、信頼性の高い焦点検出結果を得ることができる撮像装置を提供する。【解決手段】異なる瞳領域を通過する光束を受光する複数の光電変換部を有する撮像素子１４を有する撮像装置を設ける。撮像装置が、第１の光電変換部と、第２の光電変換部のそれぞれから、第１の分光特性の信号と第２の分光特性の信号を取得し、第１の分光特性の信号に基づき算出される第１の相関量と、第２の分光特性の信号に基づき算出される第２の相関量とに対して重み付けを行って、第３の相関量を算出する。撮像装置は、上記第３の相関量の算出の際に、焦点検出領域の像高に応じて、第１の相関量と第２の相関量とに対する重みの大きさを制御する。【選択図】図１
2020085920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する複数の光電変換部を有する撮像素子と、
第１の瞳領域を通過する光束を受光する第１の光電変換部と、第２の瞳領域を通過する光束を受光する第２の光電変換部のそれぞれから、第１の分光特性の信号と第２の分光特性の信号を取得する取得手段と、
前記第１の分光特性の信号に基づき算出される第１の相関量と、前記第２の分光特性の信号に基づき算出される第２の相関量とに対して重み付けを行って、第３の相関量を算出する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、焦点検出領域の像高に応じて、前記第１の相関量と第２の相関量とに対する重みの大きさを制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記取得手段は、
前記第１の光電変換部から、前記第１の分光特性の第１の信号と前記第２の分光特性の第２の信号とを取得し、前記第２の光電変換部から、前記第１の分光特性の第３の信号と前記第２の分光特性の第４の信号とを取得し、
前記制御手段は、前記第１の信号と前記第３の信号とに基づいて、前記第１の相関量を算出し、前記第２の信号と前記第４の信号とに基づいて、前記第２の相関量を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記焦点検出領域の像高に閾値以上の像高が含まれる場合に、前記第１の相関量に対する重みである第１の重みを、前記第２の相関量に対する重みである第２の重みより大きくする
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記焦点検出領域の像高に閾値以上の像高が含まれる場合に、前記第１の相関量のみを用いて、前記第３の相関量を算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記焦点検出領域の像高に閾値以上の像高が含まれない場合に、前記第２の重みを前記第１の重みより大きくする
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第３の相関量に基づいて、焦点検出処理を実行する
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第３の相関量の信頼度に応じて、前記第１の相関量と第２の相関量とに対する重みを変更する
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の分光特性の波長帯域は、前記第２の分光特性の波長帯域よりも狭い
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記撮像素子は、１つのマイクロレンズに対して前記複数の光電変換部を有する画素を備える
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記画素は、分光特性の異なる複数の色のいずれかに対応するカラーフィルタを有しており、
前記取得手段は、複数の前記画素の出力を重み付けした上で加算することで、前記第１の分光特性の信号と前記第２の分光特性の信号とを取得する
ことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記取得手段は、第１の領域の画素の出力に基づいて、前記第１の分光特性の信号を取得し、第２の領域の画素の出力に基づいて、前記第２の分光特性の信号を取得する
ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する複数の光電変換部を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
第１の瞳領域を通過する光束を受光する第１の光電変換部と、第２の瞳領域を通過する光束を受光する第２の光電変換部のそれぞれから、第１の分光特性の信号と第２の分光特性の信号を取得する取得工程と、
前記第１の分光特性の信号に基づき算出される第１の相関量と、前記第２の分光特性の信号に基づき算出される第２の相関量とに対して重み付けを行って、第３の相関量を算出する制御工程と、を有し、
前記制御工程では、焦点検出領域の像高に応じて、前記第１の相関量と第２の相関量とに対する重みの大きさを制御する
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、撮像装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、２次元配置された画素の各々にマイクロレンズが形成された撮像素子を用い、瞳分割方式の焦点検出を行う撮像装置を開示している。この撮像装置は、１つのマイクロレンズを２つの光電変換部で共有する構成を有する。これにより、マイクロレンズを共有する２つの光電変換部のうち、第１の光電変換部が、撮影レンズの射出瞳内の第１の領域を出射する光束に基づく信号を出力する。また、第２の光電変換部は、撮影レンズの射出瞳内の第２の領域を出射する光束に基づく信号を出力する。撮像装置は、複数の第１の光電変換部から得られる信号列と複数の第２の光電変換部から得られる信号列との相関演算を行って、信号列の位相差（ずれ量）を算出し、位相差に基づいて、デフォーカス量を算出する。
【０００３】
また、マイクロレンズを共有する第１の光電変換部と第２の光電変換部の出力を加算することで、マイクロレンズ当たり１つの光電変換部を有する一般的な画素と同様の出力を得ることができる。したがって、１つの画素から、第１の光電変換部の出力（Ａ信号）、第２の光電変換部の出力（Ｂ信号）、および第１の光電変換部と第２の光電変換部の加算出力（Ａ＋Ｂ信号）という３種類の出力を得ることができる。特許文献１が開示する撮像装置は、一方の光電変換部の出力（例えばＡ信号）を読み出した後でＡ＋Ｂ信号を読み出し、Ｂ信号は個別に読み出しせずに、Ａ＋Ｂ信号からＡ信号を減じることで生成する。これにより、３種類の信号を２回の読み出しで取得することができる。また、特許文献２は、光電変換部の出力に対して、周囲の光電変換部からのクロストークによる影響を除去する処理をした上で、焦点検出を行う撮像装置を開示している。クロストークによる影響を除去する処理のことを、クロストーク補正という。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１８２３６０号公報
【特許文献２】特開２００９−１２２５２４号公報
【特許文献３】特開２０１４−１８７０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光電変換部の出力に対してクロストーク補正して焦点検出を行う特許文献２に記載の撮像装置では、以下のような課題がある。クロストークの発生量は、クロストークの発生原因となる画素の出力量だけでなく、入射光の角度、Ｆ値、焦点検出領域の像高、光電変換部の面積、距離などによって変化する。したがって、特許文献２が開示する撮像装置では、精度よくクロストーク補正を行うことはできず、クロストーク補正の誤差が生じので、信頼性の高い焦点検出結果を得ることは困難である。本発明は、クロストークの影響やクロストーク補正などで光電変換部からの信号に誤差が含まれる場合でも、信頼性の高い焦点検出結果を得ることができる撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態の撮像装置は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する複数の光電変換部を有する撮像素子と、第１の瞳領域を通過する光束を受光する第１の光電変換部と、第２の瞳領域を通過する光束を受光する第２の光電変換部のそれぞれから、第１の分光特性の信号と第２の分光特性の信号を取得する取得手段と、前記第１の分光特性の信号に基づき算出される第１の相関量と、前記第２の分光特性の信号に基づき算出される第２の相関量とに対して重み付けを行って、第３の相関量を算出する制御手段と、を有する。前記制御手段は、焦点検出領域の像高に応じて、前記第１の相関量と第２の相関量とに対する重みの大きさを制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の撮像装置によれば、クロストークの影響やクロストーク補正などで光電変換部からの信号に誤差が含まれる場合でも、信頼性の高い焦点検出結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】撮像素子の構成の詳細を示す図である。
【図４】撮像素子の読み出し動作に関するタイミングチャートを示す図である。
【図５】射出瞳面上における光電変換部の投影像を説明する図である。
【図６】光電変換部の分光ごとの入射角受光感度分布の特性を説明する図である。
【図７】第１の瞳領域、第２の瞳領域、第３の瞳領域の関係を説明する図である。
【図８】焦点検出領域の設定の一例を示す図である。
【図９】焦点検出領域内に配置された画素の例を示す図である。
【図１０】焦点検出領域内の画素から得られる信号に関する線像強度分布である。
【図１１】焦点検出領域内の画素から得られる信号に関する線像強度分布である。
【図１２】画素間のクロストークの一例を説明する図である。
【図１３】焦点調節動作の一例を説明するフローチャートである。
【図１４】図１３のＳ５０４、Ｓ５０４の処理を説明するフローチャートである。
【図１５】相関量算出のサブルーチンを説明する図である。
【図１６】相関量算出のサブルーチンを説明する図である。
【図１７】デフォーカス量の算出処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本実施形態の撮像装置の構成例を示す図である。
図１では、焦点検出装置を備える撮像装置として、レンズ交換式のデジタル一眼レフカメラを例にとって説明する。本発明は、位相差検出方式の焦点検出に用いる信号を生成可能な撮像素子を有する任意の電子機器に適用可能である。本発明が適用可能な電子機器は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどのカメラ、カメラ機能を有する携帯電話機、コンピュータ機器、メディアプレーヤ、ロボット機器、ゲーム機器、家電機器などを含むが、これらの機器に限定されない。
【００１０】
図１に示す撮像装置は、カメラ１００と、カメラに対して着脱可能な撮影レンズ３００とを備える。撮影レンズ３００を通過した光束は、レンズマウント１０６を通過し、メインミラー１３０により上方へ反射されて光学ファインダ１０４に入射する。光学ファインダ１０４により、撮影者は被写体光学像を観察しながら撮影できる。光学ファインダ１０４は、表示部５４の一部の機能、例えば、合焦表示、手振れ警告表示、絞り値表示、露出補正表示に関する機能を有する。
【００１１】
メインミラー１３０の一部は、半透過性のハーフミラーである。メインミラー１３０に入射する光束のうちの一部は、ハーフミラー部分を通過し、サブミラー１３１で下方へ反射されて焦点検出装置１０５へ入射する。焦点検出装置１０５は、２次撮像光学系とラインセンサを有する位相差検出方式の焦点検出装置であり、１対の像信号をＡＦ部（オートフォーカス部）４２に出力する。ＡＦ部４２は、１対の像信号に対して、位相差検出演算を行い、撮影レンズ３００のデフォーカスの量および方向を求める。システム制御部５０が、位相差検出演算の結果に基づいて、撮影レンズ３００のフォーカス制御部３４２（後述）を制御して、フォーカスレンズの駆動制御を行う。
【００１２】
撮影レンズ３００の焦点調節処理が終了して静止画撮影を行う場合、電子ファインダ表示を行う場合、動画撮影を行う場合には、システム制御部５０は、不図示のクイックリターン機構によりメインミラー１３０とサブミラー１３１を光路外に退避させる。これにより、撮影レンズ３００を通過してカメラ１００に入射する光束が、露光量を制御するためのシャッター１２を介して、撮像素子１４に入射可能になる。撮像素子１４による撮影動作終了後には、メインミラー１３０とサブミラー１３１は図示するような位置に戻る。
【００１３】
撮像素子１４は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサである。ＣＣＤは、Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅの略称である。ＣＭＯＳは、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの略称である。撮像素子１４は、光電変換部（例えば、フォトダイオード）を有する複数の画素が２次元的に配置された構成を有する。撮像素子１４は、被写体光学像に対応する電気信号を出力する。撮像素子１４で光電変換された電気信号は、Ａ／Ｄ変換器１６へ送られ、アナログ信号出力がデジタル信号（画像データ）に変換される。なお、Ａ／Ｄ変換器１６が撮像素子１４に組み込まれてもよい。
【００１４】
撮像素子１４は、少なくとも一部の画素が複数の光電変換部（第１の光電変換部と第２の光電変換部）を有する。第１の光電変換部と第２の光電変換部は、撮像光学系の互いに異なる瞳領域を通過する光束を受光する。このような構成を有する画素は、位相差検出方式の焦点検出に用いる信号を出力可能である。従って、クイックリターン機構によりメインミラー１３０とサブミラー１３１が光路外に退避し、焦点検出装置１０５に光が入射しない場合であっても、システム制御部５０は、撮像素子１４の出力を用いた位相差検出方式の焦点検出処理を実行可能である。つまり、撮像素子１４は、撮影画像を取得する機能に加え、位相差ＡＦ用の焦点検出センサの機能も有している。なお、複数の光電変換部で得られる信号を画素ごとにまとめることで通常の撮像画素の出力として利用できるため、撮像素子１４の出力（撮像画像信号）を用いてコントラストＡＦを行うこともできる。
【００１５】
タイミング発生回路１８は、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器２６にクロック信号や制御信号を供給する。タイミング発生回路１８は、メモリ制御部２２及びシステム制御部５０により制御される。システム制御部５０が、タイミング発生回路１８を制御して、複数の光電変換領域を有する画素から一部の光電変換領域の出力を読み出したり、全ての光電変換領域の出力を加算読み出ししたりするための制御信号を撮像素子１４に供給する。
【００１６】
画像処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器１６からの画像データ或いはメモリ制御部２２からの画像データに対して、画素補間処理、ホワイトバランス調整処理、色変換処理などの所定の処理を適用する。また、画像処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器１６からの画像データ（撮像素子１４の出力信号）のうち、焦点検出用信号の生成に用いられる出力信号から、位相差検出方式の焦点検出に用いる１対の信号列を生成する。１対の信号列は、システム制御部５０を介してＡＦ部４２へ送られる。ＡＦ部４２は、１対の信号列の相関演算により信号列間のずれ量（シフト量）を検出し、ずれ量を撮影レンズ３００のデフォーカス量とデフォーカス方向に変換する。ＡＦ部４２は、変換したデフォーカスの量および方向をシステム制御部５０に出力する。システム制御部５０は、撮影レンズ３００のフォーカス制御部３４２を通じてフォーカスレンズを駆動し、撮影レンズ３００の合焦距離を調節する。
【００１７】
また、画像処理部２０は、撮像素子１４から得られる、通常の画像データを生成するための信号（上述したＡ＋Ｂ信号に相当）に基づいて、コントラスト評価値を演算することができる。システム制御部５０は、撮影レンズ３００のフォーカス制御部３４２を通じてフォーカスレンズ位置を変更しながら撮像素子１４で撮影を行い、画像処理部２０で算出したコントラスト評価値の変化を調べる。そして、システム制御部５０は、フォーカスレンズを、コントラスト評価値が最大となる位置に駆動する。このように、本実施形態のカメラ１００は、コントラスト検出方式の焦点検出も可能である。従って、カメラ１００は、ライブビュー表示時や動画撮影時のようにメインミラー１３０とサブミラー１３１が光路外に退避していても、撮像素子１４から得られる信号に基づいて、位相差検出方式とコントラスト検出方式の両方の焦点検出が可能である。また、カメラ１００は、メインミラー１３０とサブミラー１３１が光路内にある通常の静止画撮影では、焦点検出装置１０５による位相差検出方式の焦点検出が可能である。このように、カメラ１００は、静止画撮影時、ライブビュー表示時、動画撮影時のどの状態においても焦点検出が可能である。
【００１８】
メモリ制御部２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理部２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮伸長部３２を制御する。そして、Ａ／Ｄ変換器１６のデータが、画像処理部２０およびメモリ制御部２２を介して、あるいはメモリ制御部２２のみを介して、画像表示メモリ２４あるいはメモリ３０に書き込まれる。画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データは、Ｄ／Ａ変換器２６を介して、液晶モニタ等を有する画像表示部２８に表示される。撮像素子１４によって撮影された動画像が画像表示部２８に逐次表示されることで、電子ファインダ機能（ライブビュー表示）を実現できる。画像表示部２８は、システム制御部５０の指示により、表示をＯＮ／ＯＦＦすることが可能である。画像表示部２８が表示をＯＦＦにした場合には、カメラ１００の電力消費を大幅に低減できる。
【００１９】
また、メモリ３０は、撮影された静止画像や動画像の一時記憶に用いられ、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を記憶するのに十分な記憶容量を備えている。これにより、連射撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３０に対して行うことができる。また、メモリ３０はシステム制御部５０の作業領域としても使用できる。圧縮伸長部３２は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する機能を有し、メモリ３０に記憶された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えた画像データをメモリ３０に書き戻す。
【００２０】
シャッター制御部３６は、測光部４６からの測光情報に基づいて、撮影レンズ３００の絞り３１２を制御する絞り制御部３４４と連携しながら、シャッター１２を制御する。インターフェース部３８とコネクタ１２２は、カメラ１００と撮影レンズ３００とを電気的に接続する。インターフェース部３８とコネクタ１２２は、カメラ１００と撮影レンズ３００との間での制御信号、状態信号、データ信号等を伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給する機能も備えている。また、インターフェース部３８とコネクタ１２２は、電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達するようにしてもよい。
【００２１】
測光部４６は、自動露出制御（ＡＥ）処理を行う。撮影レンズ３００を通過した光束を、レンズマウント１０６、メインミラー１３０、そして不図示の測光用レンズを介して、測光部４６に入射させることにより、被写体光学像の輝度を測定できる。測光部４６は、被写体輝度と露出条件とを対応付けたプログラム線図などを用いて、露出条件を決定することができる。また、測光部４６は、フラッシュ４８と連携することで、調光処理機能も有する。なお、システム制御部５０が、画像処理部２０による撮像素子１４の画像データを演算した演算結果に基づき、シャッター制御部３６と、撮影レンズ３００内の絞り制御部３４４に対してＡＥ制御を行うことも可能である。フラッシュ４８は、ＡＦ補助光の投光機能、フラッシュ調光機能も有する。
【００２２】
システム制御部５０は、例えばＣＰＵやＭＰＵなどのプログラマブルプロセッサを有し、予め記憶されたプログラムを実行することにより、撮像装置全体の動作を制御する。不揮発性のメモリ５２は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。表示部５４は、システム制御部５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する。表示部５４は、例えば液晶表示装置である。表示部５４は、カメラ１００の操作部近辺の視認し易い位置に１または複数設置され、例えばＬＣＤやＬＥＤ等の組み合わせにより構成される。表示部５４の表示内容のうち、ＬＣＤ等に表示するものとしては、記録枚数や残撮影可能枚数等の撮影枚数に関する情報や、シャッタースピード、絞り値、露出補正、フラッシュ等の撮影条件に関する情報等がある。その他、電池残量や日付・時刻等も表示される。また、表示部５４は、その一部の機能が光学ファインダ１０４内に設けられている。
【００２３】
不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリである。不揮発性メモリ５６は、例えばＥＥＰＲＯＭ等である。操作部６０、６２、６４、６６、６８及び７０は、システム制御部５０の各種の動作指示を入力するための操作部である。操作部は、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の１または複数の組み合わせで実現される。
【００２４】
モードダイアル６０は、電源オフ、オート撮影モード、マニュアル撮影モード、再生モード、ＰＣ接続モード等の各機能モードを切り替え設定できる。シャッタースイッチ（ＳＷ１）６２は、不図示のシャッターボタンが半押しされるとＯＮとなり、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作開始を指示する。シャッタースイッチ（ＳＷ２）６４は、シャッターボタンが全押しされるとＯＮとなり、撮影に関する一連の処理の動作開始を指示する。撮影に関する一連の処理とは、露光処理、現像処理及び記録処理等のことである。露光処理では、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御部２２を介してメモリ３０に画像データとして書き込む。現像処理では、画像処理部２０やメモリ制御部２２での演算を用いた現像を行う。記録処理では、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮伸長部３２で圧縮を行い、記録媒体１５０或いは１６０に画像データとして書き込む。
【００２５】
画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ６６は、画像表示部２８のＯＮ／ＯＦＦを設定するための操作部である。画像表示部２８のＯＮ／ＯＦＦの設定機能により、光学ファインダ１０４を用いて撮影を行う際に、液晶モニタ等を有する画像表示部２８への電流供給を遮断することにより、省電力を図ることができる。クイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチ６８は、撮影した画像データを撮影直後に自動再生するクイックレビュー機能を設定するための操作部である。操作部７０は、各種ボタンやタッチパネル等を有する。各種ボタンには、メニューボタン、フラッシュ設定ボタン、単写／連写／セルフタイマー切り替えボタン、露出補正ボタン等が含まれる。
【００２６】
電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等を有する。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。コネクタ８２及び８４は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、リチウムイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等を有する電源部８６をカメラ１００と接続する。
【００２７】
インターフェース９０，９４は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体との接続機能を有する。コネクタ９２，９６は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体と物理的接続を行う。記録媒体着脱検知部９８は、コネクタ９２，９６に記録媒体が装着されているかどうかを検知する。本実施形態では、撮像装置は、記録媒体を取り付けるインターフェース及びコネクタを２系統持つが、２系統に限定されない。また、撮像装置は、異なる規格のインターフェース及びコネクタを組み合わせて備えるようにしてもよい。また、インターフェース及びコネクタに、ＬＡＮカード等の各種通信カードを接続することで、コンピュータやプリンタ等の他の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。
【００２８】
通信部１１０は、有線通信、無線通信等の各種通信機能を有する。コネクタ１１２は、通信部１１０によりカメラ１００を他の機器と接続し、無線通信の場合はアンテナである。記録媒体１５０及び１６０は、メモリカードやハードディスク等である。記録媒体１５０，１６０は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部１５２，１６２、カメラ１００とのインターフェース１５４，１６４、カメラ１００と接続を行うコネクタ１５６，１６６を備えている。
【００２９】
次に、撮影レンズ３００について説明する。撮影レンズ３００は、レンズマウント３０６をカメラ１００のレンズマウント１０６に係合させることにより、カメラ１００と機械的並びに電気的に結合される。電気的な結合は、レンズマウント１０６及びレンズマウント３０６に設けられたコネクタ１２２及びコネクタ３２２によって実現される。レンズ３１１には、撮影レンズ３００の合焦距離を調節するためのフォーカスレンズが含まれる。フォーカス制御部３４２は、フォーカスレンズを光軸に沿って駆動することで、撮影レンズ３００の焦点調節を行う。フォーカス制御部３４２の動作は、調節手段としてのシステム制御部５０が、レンズシステム制御部３４６を通じて制御する。絞り３１２は、カメラ１００に入射する被写体光の量と角度を調節する。
【００３０】
コネクタ３２２及びインターフェース３３８は、撮影レンズ３００をカメラ１００のコネクタ１２２と電気的に接続する。そして、コネクタ３２２は、カメラ１００と撮影レンズ３００との間で制御信号、状態信号、データ信号等を伝え合うと共に、各種電圧の電流を供給される機能も有する。コネクタ３２２が、電気通信のみならず、光通信、音声通信等を伝達するようにしてもよい。
【００３１】
ズーム制御部３４０は、レンズ３１１の変倍レンズを駆動し、撮影レンズ３００の焦点距離（画角）を調整する。絞り制御部３４４は、測光部４６からの測光情報に基づいて、シャッター１２を制御するシャッター制御部３６と連携しながら、絞り３１２を制御する。レンズシステム制御部３４６は、例えばＣＰＵやＭＰＵなどのプログラマブルプロセッサを有し、予め記憶されたプログラムを実行することにより、撮影レンズ３００全体の動作を制御する。レンズシステム制御部３４６は、撮影レンズの動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリの機能を備えている。不揮発性メモリ３４８は、撮影レンズ固有の番号等の識別情報、管理情報、開放絞り値や最小絞り値、焦点距離等の機能情報、現在や過去の各設定値などを記憶する。本実施形態においては、不揮発性メモリ３４８には、撮影レンズ３００の状態に応じたレンズ枠情報も記憶されている。レンズ枠情報は、撮影レンズを通過する光束を決定する枠開口の半径の情報と、撮像素子１４から枠開口までの距離の情報である。絞り３１２は、撮影レンズ３００を通過する光束を決定する枠に含まれる。また、レンズを保持するレンズ枠部品の開口なども、撮影レンズ３００を通過する光束を決定する枠に該当する。また、撮影レンズを通過する光束を決定する枠は、レンズ３１１のフォーカス位置やズーム位置によって異なるので、レンズ枠情報は、レンズ３１１のフォーカス位置やズーム位置に対応して複数用意されている。そして、カメラ１００が、焦点検出手段を用いて焦点検出を行う際には、レンズ３１１のフォーカス位置とズーム位置に対応した最適なレンズ枠情報が選択され、カメラ１００にコネクタ３２２を通じて送られる。
【００３２】
図２は、撮像素子の構成例を示す図である。
図２（Ａ）は、撮像素子１４が有する複数の画素のうち、位相差検出方式の焦点検出に用いる信号を出力可能な構成を有する画素の回路構成例である。図２では、１つの画素２００に、１つのマイクロレンズを共有する複数の光電変換領域または光電変換部として、第１の光電変換部であるフォトダイオード（ＰＤ）２０１ａと、第２の光電変換部であるフォトダイオード（ＰＤ）２０１ｂが設けられている。しかし、画素２００には、より多く（例えば、４つ）のＰＤが設けられてもよい。ＰＤ２０１ａとＰＤ２０１ｂは、焦点検出画素として機能するとともに、撮像画素としても機能する。
【００３３】
転送スイッチ２０２ａ、２０２ｂ、リセットスイッチ２０５、選択スイッチ２０６は、例えばＭＯＳトランジスタを有する。以下の説明では、これらのスイッチは、Ｎ型のＭＯＳトランジスタとするが、Ｐ型のＭＯＳトランジスタであってもよいし、他のスイッチング素子であってもよい。
【００３４】
図２（Ｂ）は、撮像素子１４に２次元配列された複数の画素のうち、水平ｎ画素、垂直ｍ画素を示す。図２（Ｂ）に示す全ての画素が図２（Ａ）に示す構成を有する。各画素にはマイクロレンズ２３６が設けられ、ＰＤ２０１ａ、２０１ｂは、同一のマイクロレンズを共有する。以下では、ＰＤ２０１ａにより得られる信号をＡ信号または第１の信号、ＰＤ２０１ｂにより得られる信号をＢ信号または第２の信号と記述する。また、複数のＡ信号から生成される焦点検出用の信号列をＡ像または第１の像信号と記述する。また、複数のＢ信号から生成される焦点検出用の信号列をＢ像または第２の像信号と記述する。また、対をなすＡ像とＢ像とを、信号列対または像信号対と記述する。
【００３５】
撮像素子１４に２次元配列された画素は、分光特性の異なる複数の色のいずれかに対応するカラーフィルタを有する。本実施形態では、撮像素子１４には、Ｇｒ画素とＲ画素とが交互に配置されている行と、Ｂ画素とＧｂ画素とが交互に配列されている行とが、交互に配置されている。Ｇｒ画素とＧｂ画素は、緑（Ｇ）のカラーフィルタを有する画素である。Ｒ画素は、赤（Ｒ）のカラーフィルタを有する画素である。Ｇｒ画素の第１光電変換部をＡ−Ｇｒ、第２光電変換部をＢ−Ｇｒと記述する。つまり、Ａ−Ｇｒは、Ａ像のＧｒ画素であり、Ｂ−Ｇｒは、Ｂ像のＧｒ画素である。また、Ｒ画素の第１光電変換部をＡ−Ｒ、第２光電変換部をＢ−Ｒと記述する。つまり、Ａ−Ｒは、Ａ像のＲ画素であり、Ｂ−Ｒは、Ｂ像のＲ画素である。
【００３６】
また、Ｂ画素の第１光電変換部をＡ−Ｂ、第２光電変換部をＢ−Ｂと記述する。つまり、Ａ−Ｂは、Ａ像のＢ画素であり、Ｂ−Ｂは、Ｂ像のＢ画素である。また、Ｇｂ画素の第１光電変換部をＡ−Ｇｂ、第２光電変換部をＢ−Ｇｂと記述する。つまり、Ａ−Ｇｂは、Ａ像のＧｂ画素であり、Ｂ−Ｇｂは、Ｂ像のＧｂ画素である。また、各々の光電変換部から得られた信号についても同様の表記を行う。また、第１光電変換部の集まりを第１光電変換部群、第２光電変換部の集まりを第２光電変換部群と記述する。
【００３７】
転送スイッチ２０２ａは、ＰＤ２０１ａとフローティングディフュージョン（ＦＤ）２０３との間に接続される。また、転送スイッチ２０２ｂは、ＰＤ２０１ｂとＦＤ２０３との間に接続される。転送スイッチ２０２ａ、２０２ｂは、それぞれ、ＰＤ２０１ａ、２０１ｂで発生した電荷を共通のＦＤ２０３に転送する素子である。転送スイッチ２０２ａ、２０２ｂは、それぞれ、制御信号ＴＸ＿Ａ、ＴＸ＿Ｂによって制御される。
【００３８】
フローティングディフュージョン（ＦＤ）２０３は、ＰＤ２０１ａ、２０１ｂから転送された電荷を一時的に保持するとともに、保持した電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部（キャパシタ）として機能する。増幅部２０４は、ソースフォロワＭＯＳトランジスタである。増幅部２０４のゲートは、ＦＤ２０３に接続され、増幅部２０４のドレインは電源電位ＶＤＤを供給する共通電源２０８に接続される。増幅部２０４は、ＦＤ２０３に保持された電荷に基づく電圧信号を増幅して、画像信号として出力する。リセットスイッチ２０５は、ＦＤ２０３と共通電源２０８との間に接続される。リセットスイッチ２０５は、制御信号ＲＥＳによって制御され、ＦＤ２０３の電位を電源電位ＶＤＤにリセットする機能を有する。選択スイッチ２０６は、増幅部２０４のソースと垂直出力線２０７の間に接続される。選択スイッチ２０６は、制御信号ＳＥＬによって制御され、増幅部２０４で増幅された画像信号を垂直出力線２０７に出力する。
【００３９】
図３は、撮像素子の構成の詳細を示す図である。
撮像素子１４は、画素アレイ２３４、垂直走査回路２０９、電流源負荷２１０、読み出し回路２３５、共通出力線２２８、２２９、水平走査回路２３２及びデータ出力部２３３を有する。画素アレイ２３４に含まれる全ての画素が、図２（Ａ）に示す回路構成を有するものとする。なお、画素アレイ２３４に含まれる一部の画素が、マイクロレンズあたり１つのＰＤが設けられた構成を有してもよい。
【００４０】
画素アレイ２３４は、行列状に配置された複数の画素２００を有する。図３では、説明を簡略化するために、４行ｎ列の画素アレイ２３４を示している。しかし、画素アレイ２３４が有する画素２００の行数および列数は任意である。また、本実施形態において、撮像素子１４は、単板式カラー撮像素子であり、原色ベイヤー配列のカラーフィルタを有している。したがって、画素２００には、分光特性の異なる複数の色（赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ））のいずれかに対応するカラーフィルタが設けられている。なお、カラーフィルタを構成する色や配列に特に制限はない。また、画素アレイ２３４に含まれる一部の画素は、遮光され、オプティカルブラック（ＯＢ）領域を形成する。
【００４１】
垂直走査回路２０９は、行ごとに設けられた駆動信号線２０８を介して、各行の画素２００に、各種の制御信号を供給する。なお、図３では、説明の簡略化のために、各行の駆動信号線２０８を１本の線で表しているが、実際には複数の駆動信号線が各行に存在する。画素アレイ２３４に含まれる画素は、一列ごとに共通の垂直出力線２０７に接続される。垂直出力線２０７の各々には、電流源負荷２１０が接続される。それぞれの画素２００からの信号は、列ごとに設けられた読み出し回路２３５に垂直出力線２０７を通じて入力される。
【００４２】
水平走査回路２３２は、それぞれが１つの読み出し回路２３５に対応する制御信号ｈｓｒ（０）〜ｈｓｒ（ｎ−１）信号を出力する。制御信号ｈｓｒ（）は、ｎ個の読み出し回路２３５の１つを選択する。制御信号ｈｓｒ（）で選択された読み出し回路２３５は、共通出力線２２８、２２９を通じて、データ出力部２３３に信号を出力する。
【００４３】
次に、読み出し回路２３５の具体的な回路構成例を説明する。図３では、ｎ個の読み出し回路２３５のうち１つについての回路構成例を示しているが、他の読み出し回路２３５も同じ構成を有する。本実施形態の読み出し回路２３５は、ランプ型のＡＤ変換器を含んでいる。
【００４４】
垂直出力線２０７を通じて読み出し回路２３５に入力された信号は、クランプ容量２１１を介してオペアンプ２１３の反転入力端子に入力される。オペアンプ２１３の非反転入力端子には、基準電圧源２１２から基準電圧Ｖｒｅｆが供給される。フィードバック容量２１４〜２１６とスイッチ２１８〜２２０がオペアンプ２１３の反転入力端子と出力端子の間に接続される。オペアンプ２１３の反転入力端子と出力端子の間には、さらにスイッチ２１７が接続される。スイッチ２１７は、制御信号ＲＥＳ＿Ｃにより制御され、フィードバック容量２１４〜２１６の両端をショートさせる機能を有する。また、スイッチ２１８〜２２０は、システム制御部５０からの制御信号ＧＡＩＮ０〜ＧＡＩＮ２で制御される。
【００４５】
比較器２２１には、オペアンプ２１３の出力信号と、ランプ信号発生器２３０から出力されるランプ信号２２４とが入力される。Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２は、ノイズレベル（Ｎ信号）を保持するための記憶素子である。Ｌａｔｃｈ＿Ｓは、Ａ信号と、Ａ信号とＢ信号とが加算された信号レベル（Ａ＋Ｂ信号）を保持するための記憶素子である。比較器２２１の出力（比較結果を表す値）とカウンタ２３１の出力（カウンタ値）２２５が、Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２とＬａｔｃｈ＿Ｓ２２３のそれぞれに入力される。Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２とＬａｔｃｈ＿Ｓ２２３の動作（有効または無効）は、それぞれ、ＬＡＴＥＮ＿Ｎ、ＬＡＴＥＮ＿Ｓで制御される。Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２で保持したノイズレベルは、スイッチ２２６を介して共通出力線２２８に出力される。Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３で保持した信号レベルは、スイッチ２２７を介して共通出力線２２９に出力される。共通出力線２２８、２２９は、データ出力部２３３に接続される。
【００４６】
スイッチ２２６、２２７は、水平走査回路２３２からの制御信号ｈｓｒ（ｈ）信号で制御される。ｈは、制御信号線が接続されている読み出し回路２３５の列番号を示す。各読み出し回路２３５のＬａｔｃｈ＿Ｎ２２２、Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３に保持された信号レベルは、共通出力線２３８、２２９に順次出力され、データ出力部２３３を通じてメモリ制御部２２や画像処理部２０に出力される。各読み出し回路２３５で保持された信号レベルを順次外部に出力する動作を水平転送と呼ぶ。なお、読み出し回路に入力される制御信号（ｈｓｒ（）を除く）や、垂直走査回路２０９、水平走査回路２３２、ランプ信号発生器２３０、カウンタ２３１の制御信号は、タイミング発生回路１８やシステム制御部５０から供給される。
【００４７】
図４は、撮像素子の読み出し動作に関するタイミングチャートを示す図である。
図４を参照して、１行分の画素に対する読み出し動作について説明する。なお、各制御信号がＨ（Ｈｉｇｈ）のときに各スイッチはオンになり、Ｌ（Ｌｏｗ）のときに各スイッチはオフになるものとする。時刻ｔ１において、垂直走査回路２０９が、制御信号ＲＥＳをＨにした状態で制御信号ＴＸ＿Ａ、ＴＸ＿ＢをＬからＨにして、転送スイッチ２０２ａ、２０２ｂをオンにする。これにより、ＰＤ２０１ａ、２０１ｂに蓄積された電荷が、転送スイッチ２０２ａ、２０２ｂ、リセットスイッチ２０５を介して電源２０８に転送され、ＰＤ２０１ａ、２０１ｂはリセットされる。また、ＦＤ２０３も同様にリセットされる。時刻ｔ２において、垂直走査回路２０９が、制御信号ＴＸ＿Ａ、ＴＸ＿ＢをＬとし、転送スイッチ２０２ａ、２０２ｂをオフすると、ＰＤ２０１ａ、２０１ｂで光電荷の蓄積が開始する。
【００４８】
所定の蓄積時間が経過すると、時刻ｔ３において、垂直走査回路２０９が、制御信号ＳＥＬをＨとし、選択スイッチ２０６をオンにする。これにより、増幅部２０４のソースが垂直出力線２０７に接続される。時刻ｔ４において、垂直走査回路２０９が、制御信号ＲＥＳをＬとし、リセットスイッチ２０５をオフする。これにより、ＦＤ２０３のリセットが解除され、ＦＤ２０３のリセット信号レベルが、増幅部２０４を介して垂直出力線２０７に読み出され、読み出し回路２３５に入力される。
【００４９】
時刻ｔ５において、タイミング発生回路１８が、制御信号ＲＥＳ＿ＣをＬにする。これにより、スイッチ２１７がオンし、垂直出力線２０７に読み出されたリセット信号レベルと基準電圧Ｖｒｅｆとの差分に基づく電圧が、オペアンプ２１３から出力される。撮像素子１４には、予め、操作部１０２にて設定されたＩＳＯ感度に基づき、システム制御部５０が、制御信号ＧＡＩＮ０〜ＧＡＩＮ２のいずれか１つをＨにする設定を行う。例えば、カメラ１００が、ＩＳＯ感度１００、２００、４００のいずれかを設定可能である場合を想定する。ＩＳＯ感度１００が設定されている場合は、制御信号ＧＡＩＮ０がＨ、ＧＡＩＮ１、ＧＡＩＮ２がＬとなる。同様に、ＩＳＯ感度２００が設定されている場合は、制御信号ＧＡＩＮ１がＨとなる。ＩＳＯ感度４００が設定されている場合は、制御信号ＧＡＩＮ２がＨとなる。なお、設定感度の種類や、設定感度と制御信号との関係は、上記に限定されない。
【００５０】
オペアンプ２１３は、入力された電圧を、クランプ容量２１１と、制御信号ＧＡＩＮ０〜ＧＡＩＮ２のうち、Ｈに対応するスイッチに対応するフィードバック容量２１４〜２１６の１つとの容量比で定まる反転ゲインで増幅して出力する。この増幅により、オペアンプ２１３までの回路で発生するランダムノイズ成分も増幅される。したがって、増幅後の信号に含まれるランダムノイズの大きさは、ＩＳＯ感度に依存する。
【００５１】
次に、時刻ｔ６において、ランプ信号発生器２３０が、時間経過とともに信号レベルが線形に増加するランプ信号の出力を開始し、同時にカウンタ２３１が、リセット状態からカウントアップを開始する。また、タイミング発生回路１８が、ＬＡＴＥＮ＿ＮをＨにして、Ｌａｔｃｈ＿Ｎを有効にする。比較器２２１は、オペアンプ２１３の出力信号とランプ信号発生器２３０が出力するランプ信号とを比較する。ランプ信号レベルがオペアンプ２１３の出力信号レベルを上回ると、比較器２２１の出力が、ＬからＨに変化する（時刻ｔ７）。Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２は、ＬＡＴＥＮ＿ＮがＨの状態において、比較器２２１の出力がＬからＨに変化すると、その時点でカウンタ２３１が出力しているカウンタ値を記憶する。Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２が記憶するカウンタ値が、Ｎ信号レベルを表すデジタル値（Ｎ信号データ）に相当する。なお、ＬＡＴＥＮ＿ＳはＬであるので、Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３は無効であり、カウント値は記憶しない。その後、時刻ｔ８において、ランプ信号レベルが予め定められた値に達すると、ランプ信号発生器２３０が、ランプ信号の出力を停止し、タイミング発生回路が、ＬＡＴＥＮ＿ＮをＬにする。
【００５２】
時刻ｔ９において、垂直走査回路２０９が、制御信号ＴＸ＿ＡをＨにする。これにより、転送スイッチ２０２ａがオンし、時刻ｔ２からＰＤ２０１ａに蓄積された光電荷（Ａ信号）がＦＤ２０３へ転送される。その後、時刻ｔ１０において、垂直走査回路２０９が、制御信号ＴＸ＿ＡをＬにする。ＦＤ２０３は、転送された電荷を電位に変換し、この電位（Ａ信号レベル）が、増幅部２０４および垂直出力線２０７を介して読み出し回路２３５へ出力される。オペアンプ２１３は、垂直出力線２０７に読み出されたＡ信号レベルと、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分に基づく電圧を出力する。オペアンプ２１３の反転ゲインは、クランプ容量２１１と、フィードバック容量２１４〜２１６のいずれか１つとの比率によって定まる。
【００５３】
次に、時刻ｔ１１において、ランプ信号発生器２３０が、ランプ信号の出力を開始し、同時にカウンタ２３１が、リセット状態からカウントアップを開始する。また、タイミング発生回路１８が、ＬＡＴＥＮ＿ＳをＨにして、Ｌａｔｃｈ＿Ｓを有効にする。比較器２２１は、オペアンプ２１３の出力信号とランプ信号発生器２３０が出力するランプ信号とを比較する。ランプ信号レベルがオペアンプ２１３の出力信号レベルを上回ると、比較器２２１の出力が、ＬからＨに変化する（時刻ｔ１２）。Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３は、ＬＡＴＥＮ＿ＳがＨの状態において、比較器２２１の出力がＬからＨに変化すると、その時点でカウンタ２３１が出力しているカウンタ値を記憶する。Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３が記憶するカウンタ値が、Ａ信号レベルを表すデジタル値（Ａ信号データ）に相当する。なお、ＬＡＴＥＮ＿ＮはＬであるので、Ｌａｔｃｈ＿Ｎ２２２は無効であり、カウント値は記憶しない。その後、時刻ｔ１３において、ランプ信号レベルが予め定められた値に達すると、ランプ信号発生器２３０がランプ信号の出力を停止し、また、タイミング発生回路が、ＬＡＴＥＮ＿ＳをＬにする。
【００５４】
その後、時刻ｔ１４〜ｔ１５の間、水平走査回路２３２が、制御信号ｈｓｒ（ｈ）を順次一定期間ずつＨにする。これにより、各読み出し回路２３５のスイッチ２２６、２２７が一定期間オンし、オフに戻る。各読み出し回路２３５のＬａｔｃｈ＿Ｎ２２２、Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３に保持されたＮ信号データとＡ信号データは、共通出力線２２８、２２９へそれぞれ読み出され、データ出力部２３３に入力される。データ出力部２３３では各読み出し回路２３５から出力されたＡ信号データとＮ信号データについて、Ａ信号データからＮ信号データを減じた値を外部へ出力する。
【００５５】
時刻ｔ１６からｔ１７の間、垂直走査回路２０９が、制御信号ＴＸ＿ＡおよびＴＸ＿ＢをＨにし、転送スイッチ２０２ａ，２０２ｂをオンにする。これにより、両方のＰＤ２０１ａ、２０１ｂから光電荷がＦＤ２０３へ転送される。ＦＤ２０３は、転送された電荷を電位に変換し、この電位（Ａ＋Ｂ信号レベル）が、増幅部２０４および垂直出力線２０７を介して読み出し回路２３５へ出力される。オペアンプ２１３は、垂直出力線２０７に読み出されたＡ＋Ｂ信号レベルと、基準電圧Ｖｒｅｆとの差分に基づく電圧を出力する。
【００５６】
次に、時刻ｔ１８において、ランプ信号発生器２３０が、ランプ信号の出力を開始し、同時にカウンタ２３１が、リセット状態からカウントアップを開始する。また、タイミング発生回路１８はＬＡＴＥＮ＿ＳをＨにして、Ｌａｔｃｈ＿Ｓを有効にする。比較器２２１は、オペアンプ２１３の出力信号とランプ信号発生器２３０が出力するランプ信号とを比較する。ランプ信号レベルがオペアンプ２１３の出力信号レベルを上回ると、比較器２２１の出力がＬからＨに変化する（時刻ｔ１９）。Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３はＬＡＴＥＮ＿ＳがＨの状態において、比較器２２１の出力がＬからＨに変化すると、その時点でカウンタ２３１が出力しているカウンタ値を記憶する。Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３が記憶するカウンタ値が、Ａ＋Ｂ信号レベルを表すデジタル値（Ａ＋Ｂ信号データ）に相当する。その後時刻ｔ２０において、ランプ信号レベルが予め定められた値に達するとランプ信号発生器２３０がランプ信号の出力を停止し、またタイミング発生回路はＬＡＴＥＮ＿ＳをＬにする。
【００５７】
その後、時刻ｔ２１〜ｔ２２の間、水平走査回路２３２が、制御信号ｈｓｒ（ｈ）を順次一定期間ずつＨにする。これにより、各読み出し回路２３５のスイッチ２２６、２２７が、一定期間オンし、オフに戻る。各読み出し回路２３５のＬａｔｃｈ＿Ｎ２２２、Ｌａｔｃｈ＿Ｓ２２３に保持されたＮ信号データとＡ＋Ｂ信号データは、共通出力線２２８、２２９へそれぞれ読み出され、データ出力部２３３に入力される。データ出力部２３３では、各読み出し回路２３５から出力されたＡ＋Ｂ信号データとＮ信号データについて、Ａ＋Ｂ信号データからＮ信号データを減じた値を外部へ出力する。
【００５８】
時刻ｔ２２において、タイミング発生回路１８が、制御信号ＲＥＳ＿ＣをＨとする。時刻ｔ２３において、垂直走査回路２０９が制御信号ＲＥＳをＨとし、時刻ｔ２４において、垂直走査回路２０９が制御信号ＳＥＬをＬにすると、１行分の読み出し動作が完了する。この動作を所定の行数分繰り返すことにより、１画面分の像信号が取得される。
【００５９】
本実施形態において、カメラ１００は、静止画モードと動画モードを有する。システム制御部５０は、静止画モードが設定されている場合、撮像素子１４から全行分の画素データを読み出すように制御する。また、システム制御部５０は、動画モードが設定されている場合、撮像素子１４から、例えば３行周期（１行読んで２行飛ばす）で画素データを読み出すように制御する。このように、本実施形態では、読み出す行数が静止画モードより動画モードの方が少ない。ただし、静止画モードと動画モードにおける読み出し方法は、上記の方法に限定されない。
【００６０】
図４を参照して説明した読み出し方法により、リセットノイズが除去されたＡ信号とＡ＋Ｂ信号とを撮像素子１４から読み出すことができる。Ａ信号は焦点検出用の信号として、Ａ＋Ｂ信号は撮影画像を構成する信号として用いられる。Ａ＋Ｂ信号およびＡ信号はまた、焦点検出用のＢ信号を生成するためにも用いられる。
【００６１】
本実施形態の撮像素子１４は、全画素読み出しモードと、間引き読み出しモードの２種類の読み出しモードを有する。全画素読み出しモードは、全ての有効画素を読み出すモードであり、例えば高精細静止画を得る際に設定される。間引き読み出しモードは、全画素読み出しモードより少ない画素を読み出すモードであり、例えば動画やプレビュー用の画像のように、高精細静止画よりも解像度の低い画素を得る場合や、高速に読み出す必要がある場合に設定される。間引き読み出しモードでは、例えば、画像の縦横比を変えないように水平および垂直方向の両方で同じ割合で、画素を間引いて読み出すことができる。なお、「間引き」は、読み出し自体を行わないことだけでなく、読み出しされた信号を棄てる（無視する）構成や、読み出した複数の信号から１つの信号を生成することも含む。例えば、隣接する複数の画素から読み出した信号を平均して１つの信号を生成することで、Ｓ／Ｎを改善することができる。
【００６２】
図５は、撮影レンズの射出瞳面と光電変換部との共役関係と、射出瞳面上における光電変換部の投影像を説明する図である。
図５（Ａ）は、撮影レンズ３００の射出瞳面と、撮像素子１４の像面の中央近傍に配置された画素２００（中央画素）の光電変換部２０１ａ，２０１ｂとの共役関係を示す。撮像素子１４内の光電変換部２０１ａ、２０１ｂと撮影レンズ３００の射出瞳面は、オンチップマイクロレンズ２０１ｉによって、共役関係となるように設計される。そして、撮影レンズ３００の射出瞳面は、光量調節用の虹彩絞りが設けられる面とほぼ一致する。
【００６３】
撮影レンズ３００は、変倍機能を有したズームレンズである。ズームレンズには、変倍操作を行なうと、射出瞳の大きさや、像面から射出瞳までの距離（射出瞳距離）が変化するものがある。図５（Ａ）では、撮影レンズ３００の焦点距離が、広角端と望遠端の中央にある状態が示される。この状態における射出瞳距離Ｄｌ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（画面中心からの距離またはＸＹ座標）に応じた偏心パラメータの最適設計がなされる。
【００６４】
図５（Ａ）において、撮影レンズ３００は、第１レンズ群１０１、第１レンズ群を保持する鏡筒部材１０１ｂ、第３レンズ群１０５、および第３レンズ群を保持する鏡筒部材１０５ｂを有している。また、撮影レンズ３００は、絞り１０２と、絞り開放時の開口径を規定する開口板１０２ａ、および絞り込み時の開口径を調節するための絞り羽根１０２ｂを有している。なお、撮影レンズ３００を通過する光束ＣＬａ，ＣＬｂの制限部材１０１ｂ、１０２ａ、１０２ｂ、及び１０５ｂは、像面から観察した場合の光学的な虚像を示す。Ｌは、光束ＣＬａ，ＣＬｂの最外部である。また、絞り１０２の近傍における合成開口を撮影レンズ３００の射出瞳と定義し、像面からの距離を射出瞳距離Ｄｌとしている。
【００６５】
画素２００の最下層には、光電変換部２０１ａおよび２０１ｂが配置される。光電変換部２０１ａ、２０１ｂの上層には、配線層２０１ｅ〜２０１ｇ、カラーフィルタ２０１ｈ、及びオンチップマイクロレンズ２０１ｉが設けられる。光電変換部２０１ａ、２０１ｂは、オンチップマイクロレンズ２０１ｉによって、撮影レンズ３００の射出瞳面に投影される。換言すれば、射出瞳が、オンチップマイクロレンズ２０１ｉを介して、光電変換部２０１ａ、２０１ｂの表面に投影される。
【００６６】
図５（Ａ）は、撮影レンズ３００の射出瞳面上における、光電変換部２０１ａ、２０１ｂの投影像５０１、５０２を示す。射出瞳面における円４００は、絞り１０２の開口板１０２ａで規定される、画素２００への光束の最大入射範囲を示す。円４００は、開口板１０２ａで規定されるので、図５（Ａ）では、円４００を１０２ａとも記述している。図５（Ａ）では、中央画素を示しているので、光束のケラレは、光軸に対して対称となり、光電変換部２０１ａ及び２０１ｂは、同じ大きさの瞳領域を通過した光束を受光する。そして、円４００には、投影像５０１、５０２の大部分が含まれるので、光束のケラレはほぼ発生しない。従って、光電変換部２０１ａ、２０１ｂで光電変換された信号を加算した場合、円４００、すなわち射出瞳領域のほぼ全体を通過した光束を光電変換した結果が得られる。光電変換部２０１ａが受光する射出瞳の領域を第１の瞳領域と呼ぶ。光電変換部２０１ｂが受光する射出瞳の領域を第２の瞳領域と呼ぶ。また、第１の瞳領域と第２の瞳領域を合わせた領域を第３の瞳領域と呼ぶ。
【００６７】
図５（Ａ）に示す画素２００の構造を参照して、画素間で発生するクロストークについて説明する。隣接する画素間でのクロストークは、要因によって2 つに分類される。１つは、オンチップマイクロレンズ２０１ｉ、カラーフィルタ２０１ｈ、配線層２０１ｅ〜２０１ｇの配置や、透過光の反射、散乱などによる迷光などによって発生する、光学的クロストークである。もう１つは、各画素の光電変換部で生じた電荷が、他の画素へ移動することにより発生する電気的クロストークである。
【００６８】
光学的なクロストークに関しては、光の波長に応じて透過率、反射率、屈折などが異なるので、発生するクロストーク量（隣接画素への光の移動量）が、色毎に異なる。また、光の入射角度により、発生するクロストーク量が異なる。さらに、画素の配線層２０１ｅ〜２０１ｇの異方性に起因して、クロストークが発生する方向に関しても、異方性が生じる。
【００６９】
電気的クロストークに関しても、光の波長に応じて光電変換部に侵入する深さ（光電変換される深さ）が異なるので、発生するクロストーク量（隣接画素への電化の移動量）が、色毎に異なる。また、電気的なクロストークは、波長に加えて、画素の配線層２０１ｅ〜２０１ｇの異方性や、画素間の信号電荷に対する障壁の高さによって、クロストークの発生する方向に異方性が生じる。画素間の信号電荷に対する障壁の高さに関しては、特許文献３に開示されている。
【００７０】
本実施形態において、撮像素子１４が有する画素は、クロストークに異方性を有し、水平方向の方が、垂直方向に対して、クロストーク量が多いことを想定する。このような状況は、例えば、画素の障壁の高さや配線層が、水平方向に対して、垂直方向の方が、クロストークが生じにくいような構成になっている場合に発生する。
【００７１】
クロストークの発生量の波長や入射角度依存性や異方性がある場合に、焦点検出誤差が生じることについては、後述する。本実施形態の撮像装置によれば、クロストークの発生によらない高精度な焦点検出を実現することができる。
【００７２】
図６は、光電変換部の分光ごとの入射角受光感度分布の特性を説明する図である。
図６には、撮像素子１４の像面の中央近傍に配置された画素２００に設けられた光電変換部２０１ａ、２０１ｂの入射角強度分布を示す。光電変換部２０１ａ、２０１ｂは、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）のカラーフィルタを有する画素に対応する光電変換部であるものとする。横軸は入射角度であり、右側が正である。縦軸は受光感度に相当する信号強度であり、光電変換部２０１ａ、２０１ｂの信号強度の交点において規格化している。入射角度が負の時に強度の最大値をとるのが光電変換部２０１ａの強度分布であり、入射角度が正の時に強度の最大値をとるのが光電変換部２０１ｂの強度分布である。波長による屈折率の違いにより、ＲとＧの入射角受光感度の形状が異なる。なお、撮像素子１４条の画素に施されたカラーフィルタには、青（Ｂ）もあるが、ここでは説明を簡単にするため、省略している。但し、青の場合も、赤や緑と異なる強度分布形状となる。
【００７３】
図６に示すように、入射角度に対する信号強度の変化率が、ＲとＧとで異なる。したがって、信号強度の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、光電変換部２０１ａ、２０１ｂで異なる。例えば、信号強度の交点よりも入射角度が負の場合、光電変換部２０１ａにおいては、ＲはＧよりも信号強度が小さい。一方、光電変換部２０１ｂにおいては、ＲはＧよりも信号強度が大きい。この場合、焦点検出に用いられる対の信号で、ＲとＧの信号強度比が異なる。
【００７４】
図７は、撮像素子の周辺像高における第１の瞳領域、第２の瞳領域、第３の瞳領域の関係を説明する図である。
前述したように、光電変換部２０１ａが受光する射出瞳の領域が第１の瞳領域５０１である。光電変換部２０１ｂが受光する射出瞳の領域が第２の瞳領域５０２である。第１の瞳領域と第２の瞳領域を合わせた領域、つまり撮像光学系の射出瞳４００が、第３の瞳領域である。図７では、射出瞳４００の水平方向をＸ軸、垂直方向をＹ軸としている。
【００７５】
図７（Ａ）に示す状態では、撮像光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子の設定瞳距離Ｄｓとが同じである。この状態では、第１の瞳領域５０１と第２の瞳領域５０２により、撮像光学系の射出瞳４００が、概ね、均等に瞳分割される。入射角受光感度分布で考えると、各像高への光線入射角度θは、光電変換部２０１ａ、２０１ｂを有する画素の最も感度の高い入射角度θｃにほぼ等しくなる（θ＝θｃ）。言い換えると、図６に示した入射角受光感度分布において、どの像高においても、入射角度θｃを原点とした場合に、縦軸に対して対称な領域の光束を受光することになり、焦点検出に用いる対の信号におけるＲＧＢ信号強度比は、ほぼ等しくなる。
【００７６】
図７（Ｂ）に示す状態では、撮像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。また、図７（Ｃ）に示す状態では、撮像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。図７（Ｂ）、（Ｃ）のいずれの状態においても、撮像素子の周辺像高において、撮像光学系の射出瞳撮像素子の入射瞳の瞳ずれが生じ、撮像光学系の射出瞳４００が、不均一に瞳分割される。入射角受光感度分布で考えると、図７（Ｂ）、（Ｃ）の状態における光線入射角度θは、像高が高くなるほど光電変換部２０１ａ、２０１ｂを有する画素の最も感度の高い入射角度θｃからずれる。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、光電変換部２０１ａ、２０１ｂは、図６の入射角受光感度分布において原点から離れた入射角度の光束を受光することになる。これにより、焦点検出に用いる対の信号におけるＲＧＢ信号強度の差は大きくなる。一方で、撮像素子の中央像高においては、撮像光学系の射出瞳距離Ｄｌと撮像素子の設定瞳距離Ｄｓの関係によらず、瞳ずれが発生しないので、均一に瞳分割され、焦点検出に用いる対の信号におけるＲＧＢ信号強度の差は発生しない。本実施形態では、撮影レンズ３００の焦点距離が広角端や望遠端になった場合に、図７（Ｂ）、図７（Ｃ）の状態が起こり得る。また、撮影レンズを交換した場合なども同様の状態が起こり得る。
【００７７】
図８は、焦点検出領域の設定の一例を示す図である。
図８には、撮影範囲４００内において設定された焦点検出領域４０１、４０２が示される。焦点検出領域を対象として、撮像素子１４の出力に基づく位相差検出方式ＡＦが行われる。焦点検出領域４０１は、撮影光学系の光軸と撮像素子の交点と焦点検出領域の中心が一致する、いわゆる中央像高に設定された焦点検出領域である。焦点検出領域４０２は、焦点検出領域の中心が、撮影光学系の光軸と撮像素子の交点から離れている、いわゆる周辺像高に設定された焦点検出領域である。撮像素子１４が有する画素の出力を用いた焦点検出を行う場合、コントラスト検出方式、位相差検出方式のいずれにおいても、焦点検出領域４０１、４０２に対応する撮像素子１４の領域内に含まれる画素の出力が用いられる。したがって、焦点検出領域４０１、４０２は、撮像素子１４に設定されているとも言え、以下では説明及び理解を容易にするため、焦点検出領域４０１、４０２を撮像素子１４の画素領域として説明する。また、焦点検出領域４０１、４０２には、図２（Ａ）に示す構成の画素２００が、４行２Ｎ列配置されているものとする。なお、これは単なる例示であり、焦点検出領域の数や大きさ（含まれる画素数）は、位相差検出に支障のない範囲で適宜定めることができる。
【００７８】
図９は、焦点検出領域内に配置された画素の例を示す図である。
図９には、焦点検出領域４０１、４０２内に配置された４行２Ｎ列の画素が示される。ｉ行ｊ列目のＡＦ用Ａ像の信号を生成するために用いられる画素（ＰＤ２０１ａ）およびその出力をＡ（ｉ，ｊ）と表す。同様に、ｉ行ｊ列目のＡＦ用Ｂ像の信号を生成するために用いられる画素（ＰＤ２０１ｂ）およびその出力をＢ（ｉ，ｊ）と表す。図９に示す例では、画素領域の１行目と３行目は、赤（Ｒ）と緑（Ｇｒ）のカラーフィルタを有する画素が交互に配置されている。２行目と４行目は、緑（Ｇｂ）と青（Ｂ）のカラーフィルタを有する画素が交互に配置されている。本実施形態では、赤（Ｒ）の左右方向の隣に配置された緑の画素をＧｒとし、青（Ｂ）の左右方向の隣に配置された緑の画素をＧｂとして区別して表現する。
【００７９】
図１０は、焦点検出領域４０１内の画素から得られる信号に関する、線像強度分布を示す図である。図１１は、焦点検出領域４０２内の画素から得られる信号に関する、線像強度分布を示す図である。
図１０および図１１には、カラーフィルタの配置ごと、すなわち異なる分光特性を有する色ごとの信号強度が示される。横軸は、画素番号を示す。縦軸は、光量と対応する信号強度を示す。Ａ像とＢ像の相対的な位置関係がわかりやすいように、上下に２つのグラフを隣接させている。図１０（Ａ）、図１１（Ａ）のグラフは、Ａ像を示す。図１０（Ｂ）、図１１（Ｂ）のグラフが、Ｂ像を示す。
【００８０】
図１０（Ａ）、（Ｂ）において、赤（Ｒ）の信号は長破線、緑（Ｇｒ）の信号は、短破線、緑（Ｇｂ）の信号は、実線、青（Ｂ）の信号は、１点鎖線で示される。２つの緑の信号（Ｇｒ，Ｇｂ）は、略等しい出力が得られるので、重なって示されている。一方で、赤や青の信号に関して、緑に対してピークの高さがずれているのは、被写体の分光特性の違いに起因する。
【００８１】
また、図１０（Ａ）、（Ｂ）は、合焦近傍における信号強度を示すので、Ａ像とＢ像間で像ずれは発生しておらず、重心位置は揃っている。焦点検出領域４０１（図８）は、中央像高であるため、撮影レンズ３００によるケラレの程度なども略等しく、Ａ像とＢ像の信号の差は小さい。
【００８２】
図１１（Ａ）、（Ｂ）において、赤（Ｒ）の信号は長破線、緑（Ｇｒ）の信号は、短破線、緑（Ｇｂ）の信号は、実線、青（Ｂ）の信号は、１点鎖線で示される。図１１（Ａ）のグラフに対応するＡ像に関しては、２つの緑の信号（Ｇｒ，Ｇｂ）は、略等しい出力が得られるため、重なって示されている。一方で、赤や青の信号が、緑に対してピークの高さがずれているのは、被写体の分光特性の違いに起因する。Ａ像では、さらに、赤や青の信号の重心の画素位置がずれている。これは、撮影レンズ３００の有する倍率色収差により、色毎に異なる位置に線像が結像していることを示している。
【００８３】
図１１（Ｂ）のグラフに対応するＢ像に関して、２つの緑の信号（Ｇｒ，Ｇｂ）は、ピークの高さ、重心の画素位置ともに、異なる出力が得られていることを示す。同じ分光特性を有する緑の信号であるにも関わらず、ＧｒとＧｂで、信号出力が異なる形状になる。Ｂ像のＧｒとＧｂとでは、Ａ像とＢ像の信号強度比、撮影光学系の倍率色収差、画素間のクロストークの異方性などの影響により、出力に差が生じるからである。画素間のクロストークの異方性の影響については、図１２を参照して後述する。一方で、赤や青の信号が、緑に対してピークの高さがずれているのは、被写体の分光特性の違いに起因する。Ｂ像では、さらに、赤や青の信号の横軸方向の位置がずれている。これは、撮影レンズ３００の有する倍率色収差によって、色毎に異なる位置に線像が結像していることを示している。
【００８４】
また、図１１（Ａ）、（Ｂ）を見ると、どの色においても、Ａ像の信号に対して、Ｂ像の信号の出力が、小さくなっている。これは、撮影レンズ３００を通過したＡ像とＢ像の光束で非対称にケラレが発生していることを示している。撮影光束の入射角度に対応するＡ像信号とＢ像信号の入射角受光感度分布の違いから、Ａ像の信号に対して、Ｂ像の信号の出力が小さくなっている。
【００８５】
さらに、図１１（Ａ）、（Ｂ）を見ると、Ａ像とＢ像とで、色毎（ＲＧＢ）の強度比が異なる。Ａ像では、信号のピークが、Ｇ、Ｒ、Ｂの順に小さくなるに対して、Ｂ像では、Ｒ、Ｇ、Ｂの順に小さくなる。このことは、周辺像高の画素への入射光束の色毎の感度分布が、Ａ像とＢ像で異なることを示している。
【００８６】
図１２は、画素間のクロストークの一例を説明する図である。
図１２（Ａ）は、Ｇｒ画素に対するクロストークの発生経路を示す。図１２（Ｂ）は、Ｇｂ画素に対するクロストークの発生経路を示す。画素間のクロストークは、本来、双方向で考える必要があるが、以下では、ＧｒとＧｂとの差について説明するため、Ｇｒ画素、Ｇｂ画素に混入するクロストーク量について説明する。また、同じ画素内でのＡ像とＢ像間のクロストークについては、像ずれ量を打ち消すように働き、焦点検出誤差を生じさせる。但し、Ｇｒ画素、Ｇｂ画素ともに、Ａ像，Ｂ像間の光量比は、略等しいので、クロストーク量の比も等しく、Ｂ像のＧｒとＧｂとの差を生じさせる要因にはならないため、説明を省略する。
【００８７】
まず、図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、Ａ像のＧｒ画素とＧｂ画素の出力について説明する。図１２（Ａ）に示すとおり、Ａ−Ｇｒは、左側のＢ−Ｒからクロストーク（ＣＴ＿ｈ１）を受け取る。但し、Ｂ−Ｒの光量は、図１１に示した通り、Ａ−Ｇｒの光量に対して小さいので、クロストークによる出力変化は小さい。さらに、Ａ−Ｇｒは、上下からＡ−Ｂからのクロストーク（ＣＴ＿ｖ１）を受け取る。但し、Ａ−Ｂの光量は、図１１に示した通り、Ａ−Ｇｒに対して小さいので、クロストークによる出力変化は小さい。つまり、Ａ−Ｇｒは、図１１に対応する撮影条件では、クロストークの影響が少ない。
【００８８】
Ａ−Ｇｂは、図１２（Ｂ）に示すとおり、左側のＢ−Ｂからクロストーク（ＣＴ＿ｈ３）を受け取る。但し、Ｂ−Ｂの光量は、図１１（Ｂ）に示したとおり、Ａ−Ｇｂに対して小さいので、クロストークによる出力変化は小さい。さらに、Ａ−Ｇｂは、上下からＡ−Ｒからのクロストーク（ＣＴ＿ｖ３）を受け取る。Ａ−Ｒの光量は、図１１（Ｂ）に示したとおり、Ａ−Ｇｂに対して比較的大きい。但し、本実施形態の撮像素子１４が有する画素は、水平、垂直方向のクロストークの発生量に差があり、垂直方向の方が、クロストーク量が少ない。したがって、Ａ−Ｇｂは、図１１（Ｂ）の撮影条件では、クロストークの影響をあまり受けない。その結果、Ａ−ＧｒとＡ−Ｇｂとで、出力に大きな差が生じない。
【００８９】
次に、図１２（Ａ）、（Ｂ）を参照して、Ｂ像のＧｒ画素とＧｂ画素の出力について説明する。Ｂ−Ｇｒは、右側のＡ−Ｒからクロストーク（ＣＴ＿ｈ２）を受け取る。図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ａ−Ｒの光量は、Ｂ−Ｇｒの光量に対して大きく、クロストークによる出力変化は大きい。そのため、図１１（Ａ）のＡ像のＲの画素位置（横軸）において、Ｂ−Ｇｒは、クロストークによる出力変化が生じる。
【００９０】
さらに、Ｂ−Ｇｒは、上下からＢ−Ｂからのクロストーク（ＣＴ＿ｖ２）を受け取る。但し、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ｂ−Ｂの光量は、Ｂ−Ｇｒの光量に対して小さいので、クロストークによる出力変化は小さい。つまり、Ｂ−Ｇｒの出力は、図１１の撮影条件では、Ａ−Ｒの出力の影響によって、重心位置が変化する。
【００９１】
クロストーク量が大きく、クロストークを受けた画素の信号量が小さい場合に、画素の出力変化が大きくなる。Ｂ−Ｇｒの信号と、Ａ−ＲからＢ−Ｇｒ画素へ漏れ込んだクロストーク量（ＣＴ＿ｈ２）との比率ＣＴ＿ｈ２／Ｂ−Ｇｒを第１の比率とする。また、Ｂ−Ｇｂの信号と、Ａ−ＢからＢ−Ｇｂ画素へ漏れ込んだクロストーク量（ＣＴ＿ｈ４）との比率ＣＴ＿ｈ４／Ｂ−Ｇｂを第２の比率とする。これらの各比率が大きいほど、比率の分母に対応する画素は、クロストークの影響による重心位置の変化が大きくなる。第１の比率が第２の比率より大きい場合には、クロストークの影響に関して、Ｂ−ＧｒのほうがＢ−Ｇｂより大きい。したがって、この場合には、Ｂ−ＧｂをＢ−Ｇｒより大きい重みで重み付けして、焦点検出を行うことで、クロストークによる重心位置の変化を低減した上で、Ａ像とＢ像の像ずれ量（重心間隔）を算出できる。本実施形態では、Ｂ−ＧｒとＢ−Ｇｂとに着目して説明したが、その他の異なる画素に関しても同様である。
【００９２】
次に、Ｂ像のＧｂ画素の出力について説明する。図１２（Ｂ）に示すように、Ｂ−Ｇｂは、右側のＡ−Ｂからクロストーク（ＣＴ＿ｈ４）を受け取る。但し、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、Ａ−Ｂの光量は、Ｂ−Ｇｂの光量に対して小さいので、クロストークによる出力変化は小さい。
【００９３】
また、Ｂ−Ｇｂは、上下からＢ像のＲからのクロストーク（ＣＴ＿ｖ４）を受け取る。図１１（Ｂ）に示すように、Ｂ−Ｒの光量は、Ｂ−Ｇｂの光量に対して比較的大きい。但し、本実施形態の撮像素子１４の画素は、水平、垂直方向のクロストークの発生量に差があり、垂直方向の方が、クロストーク量が少ない。したがって、Ｂ−Ｇｂは、図１１の撮影条件では、クロストークの影響をあまり受けない。その結果、主としてＡ−Ｒからのクロストークにより、Ｂ−ＧｂよりＢ−Ｇｒの出力が大きくなり、また重心位置が左側にずれるように変化する。
【００９４】
上述のように、デフォーカスしていないにもかかわらず、クロストークの影響で、図１１（Ｂ）に示すように、Ｇｒは、Ｇｂに対して、線像強度分布の重心位置が、左側にずれている。焦点検出は、Ａ像とＢ像の像ずれ量（重心間隔）を算出することに相当するため、Ｇｒの重心位置誤差は、焦点検出誤差となってしまう。本実施形態では、システム制御部５０が、クロストークの影響が少ない第１の分光特性の相関量と、クロストークの影響を考慮しない第２の分光特性の相関量を算出し、焦点検出領域の像高に応じて相関量の重み付け加算を行う。重み付け加算は、第１の分光特性の相関量と第２の分光特性の相関量に対して重みを付けて加算することである。具体的には、システム制御部５０の制御にしたがって、ＡＦ部４２が、焦点検出領域の像高に応じて、第１の相関量と第２の相関量とに対する重みの大きさを制御する。これにより、焦点検出誤差を抑えて、高精度な焦点検出を実現することができる。相関量の算出、重み付け加算など、焦点検出方法については後述する。
【００９５】
本来、同じ出力が得られるはずのＧｒとＧｂの画素から、異なる出力が得られる要因として、下記の要因が考えられる。
・被写体の分光特性（ＲＧＢ比）
・対の光電変換部の入射角感度分布の角度依存、分光依存
・撮影光学系と焦点検出領域の像高
・撮影光学系で生じる倍率色収差
・画素間のクロストーク量（隣接方向毎）
【００９６】
上記の要因に応じて、Ｇｒ画素とＧｂ画素とから、異なる出力が得られる。したがって、それぞれの要因の寄与度を求めたり、得られた焦点検出誤差に対する影響度合いを要因ごとに求めたりすることは困難である。また、被写体の分光特性も焦点検出結果に寄与するので、事前に撮像装置がクロストーク量や焦点検出誤差を補正値として、記憶しておくことも困難である。そこで、本実施形態では、システム制御部５０は、焦点検出領域の像高にクロストークが発生しやすい周辺像高の領域が含まれる場合、クロストークの影響が少ない第１の分光特性の相関量の重みを第２の分光特性の相関量の重みよりも大きく設定する。そして、システム制御部５０は、第１の分光特性の相関量と第２の分光特性の相関量を重み付け加算して得られた相関量を用いて焦点検出を行う。
【００９７】
（焦点検出動作）
図１３は、撮像装置による焦点調節動作の一例を説明するフローチャートである。
図１３を参照して説明する処理は、メインミラー１３０とサブミラー１３１が光路外へ退避（ミラーアップ）した状態の時、具体的にはライブビュー表示時（表示用動画撮影時）もしくは動画記録時（記録用動画撮影時）において実行される。なお、図１３では、撮像素子１４の出力を用いた位相差検出方式の自動焦点検出に関して説明するが、コントラスト検出方式の自動焦点検出を行うこともできる。また、図１３を参照して説明する処理は、システム制御部５０の制御にしたがって実行される。
【００９８】
Ｓ５０１において、システム制御部５０が、焦点検出開始指示が入力されたかを判断する。システム制御部５０は、例えば、ＳＷ１（シャッタースイッチ６２）がＯＮとなった場合またはユーザによる操作部７０を用いた操作入力がされた場合に、焦点検出開始指示が入力されたと判断する。焦点検出開始指示が入力されていない場合は、処理がＳ５０１に戻る。焦点検出開始指示が入力された場合は、処理がＳ５０２に進む。なお、システム制御部５０は、焦点検出開始指示の入力に限らず、ライブビュー表示や動画記録の開始をトリガとして、処理をＳ５０２に進めてもよい。
【００９９】
Ｓ５０２において、システム制御部５０が、撮影レンズ３００のレンズ枠情報やフォーカスレンズ位置などの各種レンズ情報を、インターフェース部３８、３３８およびコネクタ１２２、３２２を介してレンズシステム制御部３４６から取得する。Ｓ５０３において、システム制御部５０が、逐次読み出されているフレーム画像データのうち、焦点検出領域内の画素データから、ＡＦ用の像信号対（焦点検出用ＲＧＢ信号）を生成するように画像処理部２０に指示する。画像処理部２０は、ＡＦ用の像信号対を生成し、ＡＦ部４２へ供給する。ＡＦ部４２は、ＡＦ用の像信号対に対して信号レベルの差を補正する処理などを行う。また、ＡＦ部４２は、ＡＦ用の像信号のピーク値（最大値）やボトム値（最小値）を検出する。画像処理部２０は、ＡＦ用の像信号対として、画素のカラーフィルタ種別（Ｒ, Ｇｒ, Ｇｂ, Ｂ）ごとに処理を行い、像信号対を生成する。
【０１００】
Ｓ５０４において、画像処理部２０が、システム制御部５０の制御にしたがって、Ｓ５０３で生成された像信号対に基づき、第１の分光特性のＡ信号と第２の分光特性のＡ信号を生成する。本実施形態では、画像処理部２０は、第１の分光特性を、クロストークの影響が少なくなるように重み付けする。また、画像処理部２０は、第２の分光特性については、クロストークの影響は考慮せず、信号のノイズを低減するように重み付けする。画像処理部２０は、例えば、画素のカラーフィルタ種別（Ｒ, Ｇｒ, Ｇｂ, Ｂ）のうち、第１の分光特性についてはＧｂのみを用いたＧｂ信号を生成する。画像処理部２０は、第２の分光特性については、Ｒ，Ｇｒ，Ｇｂ, Ｂ全てを用いて色毎の特性を有さないＹ信号を生成する。このとき、第１の分光特性（Ｇｂ）の信号は、第２の分光特性（Ｙ）の信号に比べて、クロストークの影響を受けにくくなっている。また、第１の分光特性の波長帯域は、第２の分光特性の波長帯域よりも狭くなっている。
【０１０１】
本実施形態では、焦点検出領域４０１、４０２には、図９に示すように、４行２Ｎ列の画素が配置されている。１行目と２行目のＡ信号から第１の分光特性のＡ信号が生成され、３行目と４行目のＡ信号から第２の分光特性のＡ信号が生成される。これにより、水平、垂直方向に２画素ずつ信号が加算され、２行Ｎ列のＡ信号に圧縮される。このとき、１行目は第１の分光特性（Ｇｂ）のＡ信号、２行目は第２の分光特性（Ｙ）のＡ信号となっている。すなわち、画像処理部２０は、第１の領域の画素の出力に基づいて、第１の分光特性の信号を取得し、第２の領域の画素の出力に基づいて、第２の分光特性の信号を取得する。信号の加算方法の詳細については後述する。また、この例では、１行目が第１の分光特性のＡ信号、２行目が第２の分光特性のＡ信号となるように信号を生成するが、２行とも第１の分光特性のＡ信号、または、２行とも第２の分光特性のＡ信号を生成するように信号を加算してもよい。
【０１０２】
Ｓ５０５において、画像処理部２０が、Ｓ５０４と同様の処理によって、第１の分光特性のＢ信号と第２の分光特性のＢ信号を生成する。例えば、４行の２Ｎ列の画素が配置された焦点検出領域を対象に、１行目と２行目のＢ信号から第１の分光特性（Ｇｂ）のＢ信号が生成され、３行目と４行目のＢ信号から第２の分光特性（Ｙ）のＢ信号が生成される。これにより、水平、垂直方向に２画素ずつ信号が加算され、２行Ｎ列のＢ信号に圧縮される。このとき、１行目は第１の分光特性（Ｇｂ）のＢ信号、２行目は第２の分光特性（Ｙ）のＢ信号となっている。Ｓ５０４およびＳ５０５の処理によって、第１の光電変換部と第２の光電変換部のそれぞれから、第１の分光特性の信号と第２の分光特性の信号とが取得されることとなる。
【０１０３】
Ｓ５０６において、ＡＦ部４２が、Ｓ５０４で生成された第１の分光特性のＡ信号と、Ｓ５０５で生成された第１の分光特性のＢ信号とに基づいて、第１の相関量ＣＯＲ（ｋ）を算出する。また、Ｓ５０７において、ＡＦ部４２が、Ｓ５０４で生成された第２の分光特性のＡ信号と、Ｓ５０５で生成された第２の分光特性のＢ信号とに基づいて、第２の相関量ＣＯＲ（ｋ）を算出する。続いて、Ｓ５０８において、ＡＦ部４２が、焦点検出領域の像高情報を取得する。ＡＦ部４２が取得した焦点検出領域の像高情報は、Ｓ５０９で第３の相関量ＣＯＲ（ｋ）を算出する際に用いられる。
【０１０４】
次に、Ｓ５０９において、ＡＦ部４２が、第１の相関量と第２の相関量を重み付けして、第３の相関量を算出する。第１の相関量に対して付与する第１の重みと、第２の相関量に対して付与する第２の重みについては、ＡＦ部４２は、焦点検出領域の像高が、クロストークが発生しやすい周辺像高の場合に、第１の重みのほうが第２の重みよりも大きくなるように設定する。具体的には、ＡＦ部４２は、焦点検出領域が閾値以下の像高のみを含む場合は、例えば、第１の重み：第２の重み＝０：１と設定する。また、ＡＦ部４２は、焦点検出領域が閾値以上の像高を含む場合は、例えば、第１の重み：第２の重み＝１：０と設定する。また、ＡＦ部４２は、像高に関する閾値を設けずに、焦点検出領域の像高に応じて重みを変更してもよい。焦点検出領域４０１、４０２の１行目と２行目の像信号対から第１の分光特性に応じた第１の相関量が生成され、３行目と４行目の像信号対から第２の分光特性に応じた第２の相関量が生成される。第１の相関量と第２の相関量をもとに、Ｓ５０９の処理により、１行分の第３の相関量が算出される。
【０１０５】
次に、Ｓ５１０において、ＡＦ部４２が、Ｓ５０９で算出された第３の相関量ＣＯＲ（ｋ）を最小にするシフト量ｋを像ずれ量（位相差）として検出する。そして、ＡＦ部４２が、検出した像ずれ量をデフォーカス量に変換する。ＡＦ部４２は、デフォーカス量をシステム制御部５０に出力する。そして、Ｓ５１１において、システム制御部５０が、Ｓ５１０でＡＦ部４２から得られたデフォーカス量に基づき、撮影レンズ３００のフォーカスレンズ駆動量および駆動方向を決定する。
【０１０６】
Ｓ５１２において、システム制御部５０が、インターフェース部３８、３３８、コネクタ１２２、３２２を介して、フォーカスレンズ駆動量および駆動方向の情報を撮影レンズ３００のレンズシステム制御部３４６に送信する。レンズシステム制御部３４６は、フォーカスレンズ駆動量および駆動方向の情報をフォーカス制御部３４２に送信する。フォーカス制御部３４２は、受信したレンズ駆動量と駆動方向の情報に基づいて、フォーカスレンズを駆動する。これにより、撮影レンズ３００の焦点調節が行われる。なお、焦点調節動作は、次フレーム移行の動画データが読み出された際にも継続的に実行されてもよい。また、フォーカスレンズ駆動量および駆動方向の情報は、システム制御部５０からフォーカス制御部３４２に直接送信されてもよい。
【０１０７】
（第１の分光特性、第２の分光特性のＡ信号生成のサブルーチン）
図１４は、図１３のＳ５０４、Ｓ５０４の処理を説明するフローチャートである。
図１４（Ａ）は、図１３のＳ５０４の処理を示す。画像処理部２０は、４Ｎ行分のＡ信号からＮ行分の第１の分光特性のＡ信号と、Ｎ行分の第２の分光特性のＡ信号を生成する。４Ｎ行分のＡ信号は、図９に示すように、ＲとＧｒのカラーフィルタを有する画素が交互に配置されている行と、ＧｂとＢのカラーフィルタを有する画素が交互に配置されている行が、交互に配置されている撮像素子を想定している。
【０１０８】
図１４（Ａ）のＳ５０４１において、画像処理部２０が、４Ｎ＋１行目のＡ信号と４Ｎ＋２行目のＡ信号をメモリ３０から読み出す。Ｓ５０４２において、画像処理部２０が、第１の分光特性のＡ信号となるように、４Ｎ＋１行目のＡ信号と４Ｎ＋２行目のＡ信号を２行２列ずつ画素加算していく。画像処理部２０は、例えば、Ｒ：Ｇｒ：Ｂ：Ｇｂ＝０：０：０：１となるように重み付けた上で加算を行い、Ｇｂ信号を生成する。また、このときのＲ：Ｇｒ：Ｂ：Ｇｂの比率は、クロストークの影響が小さくなるような重み付けであれば、任意の比率とすることができる。
【０１０９】
次に、Ｓ５０４３において、画像処理部２０が、４Ｎ＋３行目のＡ信号と４Ｎ＋４行目のＡ信号をメモリ３０から読み出す。Ｓ５０４４において、画像処理部２０が、第１の分光特性のＡ信号となるように、４Ｎ＋３行目のＡ信号と４Ｎ＋４行目のＡ信号を２行２列ずつ画素加算していく。画像処理部２０は、例えば、Ｒ：Ｇｒ：Ｂ：Ｇｂ＝１：１：１：１となるように重み付けを行い、色毎の特性を有さないＹ信号を生成する。Ｓ５０４５において、システム制御部５０が、４Ｎ行全ての処理が完了したかを判断する。処理が完了していない場合は、処理がＳ５０４１に戻る。４Ｎ行全ての処理が完了した場合は、図１３のＳ５０５の処理に進む。
【０１１０】
（第１の分光特性、第２の分光特性のＢ信号生成のサブルーチン）
図１４（Ｂ）は、図１３のＳ５０５の処理を示す。Ｓ５０５１において、画像処理部２０が、メモリ３０から４Ｎ＋１行目と４Ｎ＋２行目のＢ信号を読み出す。続いて、Ｓ５０５２において、画像処理部２０が、Ｎ行目のＢ信号（Ｇｂ）を生成する。Ｓ５０５３において、画像処理部２０が、メモリ３０から４Ｎ＋３行目と４Ｎ＋４行目のＢ信号を読み出す。続いて、Ｓ５０５４において、画像処理部２０が、Ｎ行目のＢ信号（Ｙ）を生成する。Ｓ５０５５は、図１４（Ａ）のＳ５０４５と同様である。
【０１１１】
（相関量算出のサブルーチン）
図１５および図１６は、相関量算出のサブルーチンを説明する図である。
図１５（Ａ）は、図１３のＳ５０６における第１の相関量の算出処理を説明するフローチャートである。
Ｓ５０６１において、ＡＦ部４２が、Ｎ行目の第１の分光特性（Ｇｂ）のＡ信号と、Ｎ行目の第１の分光特性（Ｇｂ）のＢ信号とに基づいて、第１の相関量ＣＯＲ（ｋ）を算出する。相関量ＣＯＲ（ｋ）の算出方法は、下記の通りである。位相差検出方式の焦点検出では、ＡＦ部４２は、同じ被写体に対応する部分を有する１対の像を生成し、１対の像の位相差（ずれ量）を検出する。ＡＦ部４２は、位相差をデフォーカス量および方向に変換する。所定方向（例えば水平方向）に存在する複数の画素２００のＰＤ２０１ａから得られる第１の信号に基づく信号列（Ａ像）と、ＰＤ２０１ｂから得られる第２の信号に基づく信号列（Ｂ像）とは、同じ被写体を違う視点からみた像に相当する。したがって、ＡＦ部４２が、Ａ像とＢ像の位相差を検出し、デフォーカス量および方向に変換することで、位相差検出方式の焦点検出を実現できる。そして、ＡＦ部４２が、所定方向におけるＡ像とＢ像との相対距離（シフト量）を変更しながら、個々の位置においてＡ像とＢ像との相関を表す値（相関量）を算出し、相関が最も高くなるシフト量を、Ａ像とＢ像との位相差として検出することができる。相関量は、例えば、対応信号値の差分累積値であるが、他の値を相関量として用いてもよい。
【０１１２】
例えば、Ａ像としてＡ（１，１）〜Ａ（１，Ｎ）を、Ｂ像としてＢ（１，１）〜Ｂ（１，Ｎ）を生成し、シフト量ｋを画素単位で−ｋｍａｘ≦ｋ≦ｋｍａｘの範囲で変化させるとする。個々の相対位置における相関量ＣＯＲ（ｋ）は、以下の式（１）で算出することができる。
【数１】
2020085920.tif 000003
【０１１３】
次に、Ｓ５０６２において、ＡＦ部４２が、Ｎ行全ての処理が終わったかを判断する。処理が終わっていない行がある場合は、処理がＳ５０６１に戻る。Ｎ行全ての処理が終わっている場合は、処理が図１３のＳ５０７に進む。
【０１１４】
図１５（Ｂ）は、図１３のＳ５０７における第２の相関量の算出処理を説明するフローチャートである。
Ｓ５０７１において、ＡＦ部４２は、Ｎ行目の第２分光特性（Ｙ）のＡ信号と，Ｎ行目の第２分光特性（Ｙ）のＢ信号とに基づいて、第２の相関量ＣＯＲ（ｋ）を算出する。Ｓ５０７１における第２の相関量ＣＯＲ（ｋ）の算出方法は、図１５（Ａ）のＳ５０６１における第１の相関量ＣＯＲ（ｋ）の算出方法と同様である。続いて、Ｓ５０７２において、ＡＦ部４２が、Ｎ行全ての処理が終わったかを判断する。処理が終わっていない行がある場合は、処理がＳ５０７１に戻る。Ｎ行全ての処理が終わっている場合は、処理が図１３のＳ５０８に進む。
【０１１５】
図１６は、図１３のＳ５０９における第３の相関量の算出処理を説明するフローチャートである。
Ｓ５０９１において、ＡＦ部４２が、図１３のＳ５０８で取得された焦点検出領域情報に基づいて、焦点検出領域に閾値以上の像高が含まれているかを判断する。焦点検出領域に閾値以上の像高が含まれている場合は、処理がＳ５０９２に進む。焦点検出領域に閾値以上の像高が含まれていない場合は、処理がＳ５０９３に進む。
【０１１６】
Ｓ５０９２において、ＡＦ部４２が、第１の重みを第２の重みより大きくする。例えば、ＡＦ部４２は、第１の重み：第２の重み＝１：０を設定する。焦点検出領域に周辺像高を含まれる場合に、クロストークの影響が予想される。したがって、ＡＦ部４２は、第１の重み：第２の重み＝１：０と設定することで、クロストークの影響が小さい第１の分光特性の信号のみを用いて焦点検出が行われるようにする。Ｓ５０９２の処理の後、処理がＳ５０９４に進む。
【０１１７】
Ｓ５０９３において、ＡＦ部４２が、第２の重みを第１の重みより大きくする。例えば、ＡＦ部４２は、第１の重み：第２の重み＝０：１を設定する。また、ＳＮ比が良くない場合であって、全ての行の信号を焦点検出に用いるのが好ましいときは、Ｓ５０９３において、ＡＦ部４２が、第１の重み：第２の重み＝１：１とすることで、第１の重みと第２の重みを同じ大きさに設定してもよい。この設定は、読み出した信号を全てて加算し、ノイズを低減することを目的としている。
【０１１８】
次に、Ｓ５０９４において、ＡＦ部４２が、Ｎ行目の第１の相関量とＮ行目の第２の相関量とを重み付けした上で加算することで、Ｎ行目の第３の相関量を算出する。重み付けの際には、ＡＦ部４２は、第１の相関量に対して第１の重みを付与する。また、ＡＦ部４２は、第２の相関量に対して第２の重みを付与する。
【０１１９】
次に、Ｓ５０９５において、システム制御部５０が、Ｎ行全ての処理が完了したかを判断する。処理が完了していない行がある場合は、処理がＳ５０９４に戻る。Ｎ行全ての処理が完了した場合は、処理が図１３のＳ５１０に進む。なお、ＡＦ部４２が、公知の方法を用いて、第３の相関量の信頼度を算出し、算出した信頼度の大きさに応じて、第１の重みまたは第２の重みの大きさ、あるいは、第１の重みと第２の重みとの比率を変更するようにしてもよい。
【０１２０】
（デフォーカス量算出のサブルーチン）
図１７は、図１３のＳ５１０におけるデフォーカス量の算出処理を説明するフローチャートである。
まず、Ｓ５１０１において、ＡＦ部４２が、図１３のＳ５０９で算出した第３の相関量をメモリ３０から読み出す。続いて、Ｓ５１０２において、ＡＦ部４２が、相関量の行加算判定を実行する。焦点検出領域内に複数の行が存在し、相関演算を行う場合、ＡＦ部４２が、相関量の行加算を行うと判定する。ただし、相関演算を行う行によっては、飽和などにより、信頼性の高い焦点検出結果が得られない行も存在する。したがって、相関量の行加算判定において、ＡＦ部４２は、得られたＮ行目の第３の相関量を、事前に加算されている第３の相関量に対して加算するかを判定する。具体的には、Ｓ５１０２で読み出した第３の相関量の信頼度が閾値以上である場合は、ＡＦ部４２が、第３の相関量を加算すると判定する。第３の相関量の信頼度が閾値未満である場合は、ＡＦ部４２が、第３の相関量の行加算を行なわないと判定する。
【０１２１】
Ｓ５１０３において、ＡＦ部４２が、Ｓ５１０２での判定結果を確認する。そして、判定結果が、相関量の行加算を行うことを示す場合には、処理がＳ５１０４に進む。判定結果が、相関量の行加算を行なわないことを示す場合は、処理がＳ５１０５に進む。Ｓ５１０４において、ＡＦ部４２が、事前に得ていた第３の相関量の加算結果に対して、Ｓ５１０１で得られたＮ行目の第３の相関量を加算する。
【０１２２】
次に、Ｓ５１０５において、ＡＦ部４２が、焦点検出領域内の全行について処理を完了したか（相関演算を行ったか）を判断する。処理を終えていない行がある場合は、処理がＳ５１０１に戻る。焦点検出領域内の全行について処理を完了した場合は、処理がＳ５１０６に進む。
【０１２３】
Ｓ５１０６において、ＡＦ部４２が、Ｓ５１０１乃至Ｓ５１０５の処理により得られた第３の相関量ＣＯＲ（ｋ）に基づいて、デフォーカス量を算出する。まず、ＡＦ部４２は、ＣＯＲ（ｋ）を最小にするシフト量ｋの値を求める。ここで、前述した式（１）によると、算出されるシフト量ｋは整数であるが、分解能を向上させるため、最終的に求めるシフト量ｋは実数とする。例えば、式（１）によって得られる最小値がＣＯＲ（ａ）である場合、ＡＦ部４２は、ＣＯＲ（ａ−１）、ＣＯＲ（ａ）、ＣＯＲ（ａ＋１）からの補間演算を行って、この区間での相関量を最小にする実数値のシフト量を求める。
【０１２４】
本実施形態では、ＡＦ部４２は、相関量ＣＯＲの差分値の符号が変化するシフト量ｄｋを、相関量ＣＯＲ１（ｋ）が最小となるシフト量ｋとして算出する。まず、ＡＦ部４２は、相関量の差分値ＤＣＯＲを、以下の式（２）に基づいて、算出する。
ＤＣＯＲ（ｋ）＝ＣＯＲ１（ｋ）−ＣＯＲ１（ｋ−１）・・・式（２）
そして、ＡＦ部４２は、相関量の差分値ＤＣＯＲを用いて、差分量の符号が変化するシフト量ｄｋを求める。差分量の符号が変化する直前のｋの値をｋ１、符号が変化したｋの値をｋ２（ｋ２＝ｋ１＋１）とすると、ＡＦ部４２は、シフト量ｄｋを、以下の式（３）に基づいて算出する。
ｄｋ＝ｋ１＋｜ＤＣＯＲ（ｋ１）｜／｜ＤＣＯＲ（ｋ１）−ＤＣＯＲ（ｋ２）｜
・・・式（３）
【０１２５】
以上のようにして、ＡＦ部４２は、Ａ像とＢ像の相関量が最大となるシフト量ｄｋをサブピクセル単位で算出する。なお、２つの１次元像信号の位相差を算出する方法としては、上述した方法に限らず、公知の任意の方法を用いることができる。
【０１２６】
ＡＦ部４２は、算出したシフト量ｄｋに対して、所定のデフォーカス換算係数を乗じることで、デフォーカス量Ｄｅｆに変換する。デフォーカス換算係数は、撮影時の光学条件（絞り、射出瞳距離、レンズ枠情報など）や、焦点検出領域の像高、Ａ像、Ｂ像を構成する信号のサンプリングピッチなどから求めることができる。Ｓ５１０６におけるデフォーカス量の算出が完了すると、デフォーカス量の算出処理のサブルーチンが終了し、処理が図１３のＳ５１１に進む。
【０１２７】
本実施形態の撮像装置は、クロストークの影響が少ない第１の分光特性の相関量と、クロストークの影響を考慮しない第２の分光特性の相関量に対して、焦点検出領域の像高に応じて重み付けを行って加算した結果に基づいて、焦点検出処理を実行する。これにより、クロストークの影響やクロストーク補正などで信号に誤差が含まれる場合でも、検出精度に関して信頼性の高い焦点検出結果を得ることができる。
【０１２８】
（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ー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。
【符号の説明】
【０１２９】
５０  システム制御部
１００  カメラ
３００  撮影レンズ
【図１】
2020085920.tif 000004
【図２】
2020085920.tif 000005
【図３】
2020085920.tif 000006
【図４】
2020085920.tif 000007
【図５】
2020085920.tif 000008
【図６】
2020085920.tif 000009
【図７】
2020085920.tif 000010
【図８】
2020085920.tif 000011
【図９】
2020085920.tif 000012
【図１０】
2020085920.tif 000013
【図１１】
2020085920.tif 000014
【図１２】
2020085920.tif 000015
【図１３】
2020085920.tif 000016
【図１４】
2020085920.tif 000017
【図１５】
2020085920.tif 000018
【図１６】
2020085920.tif 000019
【図１７】
2020085920.tif 000020