(57)【要約】【課題】  撮像素子を用いた高速な位相差方式焦点検出と画質の劣化の少ない撮像とを両立することができる撮像装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】  第１及び第２の画素部１０４ｂ、１０４ｃは、絞りが射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも射出瞳を通過する全光束を受光し、絞りが射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光する。そして、絞りが射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、第１及び第２の画素部１０４ｂ、１０４ｃの画像信号を用いて撮影画像を形成する。また、絞りが射出瞳の状態を第２の開口状態としている場合には、第１及び第２の画素部１０４ｂ、１０４ｃの画像信号を用いて撮影光学系の焦点検出を行う。【選択図】  図２
2006154065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系と、
複数の画素部を備え、前記撮影光学系を通過した光を受ける撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳の形状及び径を変化させる絞り手段と、
を有し、
前記複数の画素部は、少なくとも第１及び第２の画素部を含み、
前記第１及び第２の画素部は、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも前記射出瞳を通過する全光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が前記第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに前記射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光し、
前記絞り手段が前記射出瞳の状態を前記第１の開口状態としている場合には、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて撮影画像を形成し、
前記絞り手段が前記射出瞳の状態を前記第２の開口状態としている場合には、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の画素部は、前記第１及び第２の画素部の周囲に設けられ、前記撮影光学系の光軸を実質的に重心とする射出瞳を通過する光束を受光する撮像用画素部を更に含む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１及び第２の画素部は、前記撮影光学系の光軸から互いに反対方向にずれた位置を重心とする射出瞳を通過する光束を受光することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像用画素部の一部において、前記第１及び第２の画素部に近づくものほど、前記射出瞳上の重心が前記撮影光学系の光軸からずれてい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】
前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行った後に、前記射出瞳の状態を第２の開口状態にして、コントラスト方式焦点検出を行う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】
撮影光学系と、
複数の画素部を備え、前記撮影光学系を通過した光を受ける撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳の形状及び径を変化させる絞り手段と、
を有し、
前記複数の画素部は、少なくとも第１及び第２の画素部を含み、
前記第１及び第２の画素部は、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも前記射出瞳を通過する全光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が前記第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに前記射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光する撮像装置の制御方法であって、
前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第２の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行うステップと、
前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第１の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて撮影画像を形成するステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項７】
撮影光学系と、
複数の画素部を備え、前記撮影光学系を通過した光を受ける撮像素子と、
前記撮影光学系の射出瞳の形状及び径を変化させる絞り手段と、
を有し、
前記複数の画素部は、少なくとも第１及び第２の画素部を含み、
前記第１及び第２の画素部は、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも前記射出瞳を通過する全光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が前記第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに前記射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光する撮像装置の制御をコンピュータに行わせるプログラムであって、
コンピュータに、
前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第２の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行う手順と、
前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第１の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて撮影画像を形成する手順と、
を実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光学系焦点調節機能を備えたデジタルカメラ、ビデオカメラ、銀塩カメラ等の撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラなどにおける撮影光学系の焦点検出では撮像素子を利用したコントラスト検出方式の焦点検出が行われている。一般に、このようなコントラスト検出方式の焦点検出においては、撮影光学系の光軸上位置を僅かに移動させながらコントラスト評価値の極値を求めていくために、合焦するまでの焦点調節にかなりの時間を要するという問題がある。
【０００３】
そこで、一眼レフカメラなどにおいては位相差方式焦点検出を用いている。位相差方式焦点検出では撮影光学系のデフォーカス量を求めることができるので、コントラスト検出方式に比べて合焦するまでの時間を大幅に短縮することができるという利点がある。
【０００４】
このような一眼レフカメラにおいては、ハーフミラーや反射ミラーを用いて撮影光束を分岐させ焦点検出ユニットに導くことで焦点検出が行われる。そして、撮影時には、これらの光学系が退避する周知のクイックリターンミラー機構により撮影動作が行われる。ところが、このようなカメラでは焦点検出ユニットをミラーボックス下面などに設ける必要があるため、カメラが大型化してしまう。また、撮像面と異なる位置で焦点検出を行うため、製造誤差や環境変化に伴い焦点検出精度が低下するといった問題もある。
【０００５】
そこで、近年撮像面において位相差方式の焦点検出を行う撮像装置が提案されている。例えば、特許文献１（特開２０００−１５６８２３号公報）に記載されている撮像装置においては、撮像面に配置される撮像素子の画素部の一部を焦点検出用に構成することで撮像面における位相差方式焦点検出を実現している。
【０００６】
図１８は、特許文献１に記載された焦点検出用の画素部の配列を示す図である。Ｒ、Ｇ、Ｂは各画素部に形成されるカラーフィルタの色に対応し、２行×２列の４画素を１周期としたベイヤ配列となっている。そして、一部の行に画素部Ｓ１及びＳ２が並んで配置され、これが焦点検出用の画素部として機能する。
【０００７】
ここで、画素部Ｓ１及びＳ２の構成について説明する。図１９は、焦点検出用画素部Ｓ１の構造を示す図である。図１９（ａ）は上部からみた図であり、図１９（ｂ）は（ａ）中のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。この画素部Ｓ１では、光電変換層５上に、平滑層４、遮光層３及び平滑層２が順次積層され、その上にマイクロレンズ１が設けられている。従って、フィルタ層は設けられていない。また、遮光層３には、画素の光電変換エリアの中心部から一方に偏った（偏心した）開口部が形成されている。画素部Ｓ２の構成は、図１９に示す構成の左右を反転させたものである。
【０００８】
従って、画素部Ｓ１及びＳ２は、マイクロレンズ１の光学パワーと遮光層３の開口部により、互いに撮影光学系射出瞳の異なる領域を通過した光束を受光することとなる。そして、行方向に並んだ複数の画素部Ｓ１による画像信号と、同じく行方向に並んだ複数の画素部Ｓ２による画像信号を取り出し、行方向の画像信号を連結した像信号をそれぞれ形成すると、撮影光学系のデフォーカスに伴う像信号の位相差を観測できる。この位相差を相関演算手段等を用いて検出し、位相差から撮影光学系のデフォーカス量を推定することにより焦点調節が行われる。なお、このような原理における位相差方式焦点検出については、特許文献２（米国特許第４４１０８０４号明細書）等に開示されている。
【０００９】
また、特許文献１に記載の方法では、撮像時には、画素部Ｓ１及びＳ２における画像信号を周辺の画素部から補間して形成している。画素部Ｓ１及びＳ２は離散的に設けられているため、補間演算にて撮影画像を形成できるのである。このように、従来、撮像素子における撮像と位相差方式焦点検出の両立とを実現し、所期の目的を達成している。
【００１０】
しかしながら、上記従来例においては以下のような問題がある。
（１）焦点検出用の画素部では撮像時の画像信号が形成されないので画質の劣化が生じる。
（２）特に、通常の画素部と焦点検出用画素部との境界での画質の差が際立ってしまう。
（３）更に、撮影画面中の複数の位置に焦点検出領域を設定すると、画質の劣化する部分が増加してしまう。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１５６８２３号公報
【特許文献２】米国特許第４４１０８０４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、撮像素子を用いた高速な位相差方式焦点検出と画質の劣化の少ない撮像とを両立することができる撮像装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本願発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【００１４】
本発明に係る撮像装置は、撮影光学系と、複数の画素部を備え、前記撮影光学系を通過した光を受ける撮像素子と、前記撮影光学系の射出瞳の形状及び径を変化させる絞り手段と、を有し、前記複数の画素部は、少なくとも第１及び第２の画素部を含み、前記第１及び第２の画素部は、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも前記射出瞳を通過する全光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が前記第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに前記射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を前記第１の開口状態としている場合には、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて撮影画像を形成し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を前記第２の開口状態としている場合には、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る撮像装置の制御方法は、撮影光学系と、複数の画素部を備え、前記撮影光学系を通過した光を受ける撮像素子と、前記撮影光学系の射出瞳の形状及び径を変化させる絞り手段と、を有し、前記複数の画素部は、少なくとも第１及び第２の画素部を含み、前記第１及び第２の画素部は、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも前記射出瞳を通過する全光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が前記第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに前記射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光する撮像装置の制御方法であって、前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第２の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行うステップと、前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第１の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて撮影画像を形成するステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係るプログラムは、撮影光学系と、複数の画素部を備え、前記撮影光学系を通過した光を受ける撮像素子と、前記撮影光学系の射出瞳の形状及び径を変化させる絞り手段と、を有し、前記複数の画素部は、少なくとも第１及び第２の画素部を含み、前記第１及び第２の画素部は、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を第１の開口状態としている場合には、いずれも前記射出瞳を通過する全光束を受光し、前記絞り手段が前記射出瞳の状態を、少なくとも任意の１方向における径が前記第１の開口状態よりも大きい第２の開口状態としている場合には、互いに前記射出瞳の重心が相違する一部の領域を通過した光束を受光する撮像装置の制御をコンピュータに行わせるプログラムであって、コンピュータに、前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第２の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて前記撮影光学系の焦点検出を行う手順と、前記絞り手段に前記射出瞳の状態を前記第１の開口状態とさせて、前記第１及び第２の画素部の画像信号を用いて撮影画像を形成する手順と、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、画質の劣化を抑制しながら撮像素子を用いた位相差方式焦点検出を行うことができる。また、第１及び第２の画素部の周囲に撮像用画素部を設け、この撮像用画素部の射出瞳上の重心を適切に調節すれば、第１及び第２の画素部と撮像用画素部との境界近傍における画質の差をより一層緩和することができる。従って、複数の位置に焦点検出領域を設定しても画質の劣化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、第１の実施形態には、撮影光学系１０１、その光軸Ｌ上に配置された撮像素子１０３、及び、これらの間に配置され、撮像素子１０３に導かれる光量を制御する絞り１０２が設けられている。また、撮像素子１０３で得られた画像信号を処理する演算処理部１２０が設けられている。演算処理部１２０には、種々の動作プログラムを格納するＲＯＭ部、データを一時的に保管するＲＡＭ部、演算処理を行うＣＰＵ部、画像処理をおこなう画像処理部等（いずれも図示せず）が設けられている。更に、演算処理部１２０には、撮影光学系１０１のフォーカスレンズを駆動するレンズ駆動部１２１、及び絞り１０２の開口形状を駆動制御する絞り駆動部１２２が接続されている。また、演算処理部１２０には、画像を保存する記録媒体１２３用のインタフェース（図示せず）も接続されている。更に、演算処理部１２０には、撮影者のレリーズ動作によりオン／オフする焦点検出用スイッチＳＷ１及び撮像用ＳＷ２が接続されている。なお、撮影光学系１０１は複数のレンズ群で構成され、絞り１０２もこれらのレンズ群間に配置されるが、図１では、これらを簡略化して示す。
【００２１】
また、詳細は後述するが、本実施形態では、絞り１０２の開口状態が２種類に設定可能となっている。一方は、撮像用の開口状態であり、他方は焦点検出用の開口状態である。撮像用の開口状態では、最大開口時の開口形状が実質的に真円となり、焦点検出用の開口状態では、開口形状が水平方向の軸が長い楕円となる。
【００２２】
次に、撮像素子１０３の構成について説明する。図２は、第１の実施形態において撮影光学系１０１側から見たときの撮像素子１０３の構成を示す平面図である。撮像素子１０３には、撮像に使用される撮像用画素部１０４ａ、並びに、撮像だけでなく焦点検出にも使用される第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃが配列されている。各画素部に付されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）は、各画素部の上部に形成されたカラーフィルタの色を示しており、２行×２列のＲ、Ｇ、Ｇ、Ｂの規則性で配列されたベイヤ配列となっている。なお、画素部１０４ｂ及び１０４ｃについては、夫々、複数の画素部が互いに隣接して１つの領域を構成しており、これらの２つの領域が、後述のように焦点検出領域として機能する。なお、図２には、簡略化のために画素部１０４ｂ及び１０４ｃを１行ずつ示してあるが、画素部１０４ｂ及び１０４ｃは複数行ずつ設けられている。
【００２３】
なお、実際の撮像素子１０３は、例えば数百万の画素で構成されるが、図２では、簡略化のため少ない画素を示してあり、更にカラーフィルタのＲ、Ｇ、Ｂの表記についても、一部の画素のみに表記してある。
【００２４】
次に、撮像用画素部１０４ａの光学作用について説明する。図３は、図２中の一点鎖線Ｉ−Ｉ線に沿った断面図である。図３には、撮像用画素部１０４ａと撮像用の開口状態における最大の射出瞳との光学関係も示す。
【００２５】
光軸Ｌ付近の撮像用画素部１０４ａ−１の最上部にはオンチップマイクロレンズ１０６が形成され、その下側に光電変換部１０７が形成されている。マイクロレンズ１０６と光電変換部１０７との間には、図２においてＲ、Ｇ、Ｂで示したカラーフィルタ層１０８が形成されている。Ｉ−Ｉ線を含む画素部１０４ａには、Ｇ又はＢのカラーフィルタが存在する。更に、撮像用画素部１０４ａ−１には、配線層及び遮光層等（いずれも図示せず）が形成されている。
【００２６】
また、図３中の射出瞳１０５は、撮影光学系１０１の射出側の光束通過領域を示す射出瞳であり、また、撮像用の開口状態において最大の射出瞳でもある。従って、射出瞳１０５に対応する絞り１０２は、撮像時の開放Ｆナンバーに相当する。また、撮像用の開口状態では、絞り１０２の開口径は、射出瞳１０５に相当する開口径以下となる。このため、絞り１０２の開放Ｆナンバーより暗い光束が受光可能となっている。
【００２７】
このように構成された撮像用画素部１０４ａ−１では、マイクロレンズ１０６による集光作用により、光電変換部１０７は光束１０９ａを受光する。光束１０９ａは、射出瞳１０５を含むように形成され、撮影光学系１０１を通過した光束が光電変換部１０７に導かれる。
【００２８】
一方、光軸Ｌから外れた撮像用画素部１０４ａ−２にも、同様にマイクロレンズ１０６及び光電変換部１０７が設けられている。但し、マイクロレンズ１０６は、光電変換部１０７に対して光軸Ｌ側に偏心して形成されている。この偏心は、例えば、図３に示すように、射出瞳１０５の中心点Ｄと、マイクロレンズ１０６を球と仮定したとき球の中心点Ｅと、光電変換部１０７の中心点Ｆとが、１直線上に並ぶように配置することにより、実現することができる。マイクロレンズ１０６と光電変換部１０７との間に存在する各層の屈折率が一律であると仮定すると、球の中心点Ｅを通過する光線は屈折しないため、光軸Ｌから外れた撮像用画素部１０４ａ−２においても、光電変換部１０７がおおよそ射出瞳１０５を通過した光束１０９ｂを受光することが可能である。なお、マイクロレンズ１０６と光電変換部１０７との間の各層の屈折率が一律でない場合には、そのことを考慮することが好ましい。
【００２９】
従って、本実施形態では、マイクロレンズ１０６の偏心量は光電変換部１０７の像高（光軸Ｌからの距離）に応じて増加するよう設定されている。
【００３０】
なお、図２に示すような水平断面のみならず垂直断面においても同様である。また、対角方向については、このような偏心の設定はされていないが、結果として水平方向及び垂直方向の合成偏心とほぼ一致する。このため、撮像素子１０３の全撮像用画素部１０４ａが射出瞳１０５を通過した光束を受光することが可能である。そして、この射出瞳１０５は前述したように撮影時の絞り１０２の開放Ｆナンバーに相当するため、開放Ｆナンバーより暗い光束の受光が可能である。
【００３１】
次に、撮像及び焦点検出兼用画素部である第１の画素部１０４ｂにおける光学作用について説明する。図４は、図２中の一点鎖線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。但し、ＩＩ−ＩＩ線に沿った断面には、撮像用画素部１０４ａも存在するが、図４には、画素部１０４ｂが存在する領域のみを示す。また、図４には、第１の画素部１０４ｂと撮像用の開口状態における最大の射出瞳との光学関係も示す。
【００３２】
第１の画素部１０４ｂに関しては、光軸Ｌ付近の画素部１０４ｂ−１、及び光軸Ｌから外れた画素部１０４ｂ−２のいずれにおいても、最上部にオンチップマイクロレンズ１０６が形成され、その下側に光電変換部１０７が形成されている。マイクロレンズ１０６と光電変換部７との間には、カラーフィルタ層１０８が形成されている。ＩＩ−ＩＩ線を含む断面においてはＲ又はＧのカラーフィルタが存在する。更に、画素部１０４ｂ−１及び１０４ｂ−２には、配線層及び遮光層等（いずれも図示せず）が形成されている。なお、上述のように、画素部１０４ｂは複数行ずつ設けられている。そして、隣り合う２行間ではカラーフィルタの配列が相違している。
【００３３】
但し、画素部１０４ｂ−１及び１０４ｂ−２では、図３中の射出瞳１０５の中心点Ｄを右方へシフトさせ、図４中の点Ｇとしている。従って、点Ｇと、マイクロレンズ１０６を球と仮定したとき球の中心点と、光電変換部１０７の中心点とが、１直線上に並ぶように配置されている。このため、マイクロレンズ１０６は、光電変換部１０７に対して右側に偏心して形成されている。
【００３４】
このように構成された画素部１０４ｂ−１及び１０４ｂ−２では、マイクロレンズ１０６による集光作用と、マイクロレンズ１０６と光電変換部１０７の偏心とにより、夫々、射出瞳１０５を通過する光束１１０ａ及び１１０ｂを受光する。但し、光束１１０ａ及び１１０ｂは、点Ｇを中心とした光束であり、また、撮像用画素部１０４ａに入射する光束１０９ａ及び１０９ｂに比べて、射出瞳１０５の右方にシフトした光束である。なお、光束１１０ａ及び１１０ｂは、いずれも射出瞳１０５を包含しているため、絞り１０２の開放Ｆナンバーより暗い光束については、図３の画素部１０４ａと同様に受光可能である。
【００３５】
次に、第１の画素部１０４ｂと同様に撮像及び焦点検出兼用画素部である第２の画素部１０４ｃにおける光学作用について説明する。図５は、図２中の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。但し、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面には、撮像用画素部１０４ａも存在するが、図５には、画素部１０４ｃが存在する領域のみを示す。また、図５には、第２の画素部１０４ｃと撮像用の開口状態における最大の射出瞳との光学関係も示す。
【００３６】
第２の画素部１０４ｃに関しても、光軸Ｌ付近の画素部１０４ｃ−１、及び光軸Ｌから外れた画素部１０４ｃ−２のいずれにおいても、最上部にオンチップマイクロレンズ１０６が形成され、その下側に光電変換部１０７が形成されている。マイクロレンズ１０６と光電変換部７との間には、カラーフィルタ層１０８が形成されている。ＩＩＩ−ＩＩＩ線を含む断面においてはＧ又はＢのカラーフィルタが存在する。更に、画素部１０４ｃ−１及び１０４ｃ−２には、配線層及び遮光層等（いずれも図示せず）が形成されている。なお、上述のように、画素部１０４ｃは複数行ずつ設けられている。そして、隣り合う２行間ではカラーフィルタの配列が相違している。
【００３７】
但し、画素部１０４ｃ−１及び１０４ｃｂ−２では、図３中の射出瞳１０５の中心点Ｄを左方へシフトさせ、図４中の点Ｈとしている。従って、点Ｈと、マイクロレンズ１０６を球と仮定したとき球の中心点と、光電変換部１０７の中心点とが、１直線上に並ぶように配置されている。このため、マイクロレンズ１０６は、光電変換部１０７に対して左側に偏心して形成されている。
【００３８】
このように構成された画素部１０４ｃ−１及び１０４ｃ−２では、マイクロレンズ１０６による集光作用と、マイクロレンズ１０６と光電変換部１０７の偏心とにより、夫々、射出瞳１０５を通過する光束１１１ａ及び１１１ｂを受光する。但し、光束１１１ａ及び１１１ｂは、点Ｈを中心とした光束であり、また、撮像用画素部１０４ａに入射する光束１０９ａ及び１０９ｂに比べて、射出瞳１０５の左方にシフトした光束である。従って、下方へシフトしながらも、画素部１０４ｂと同様に、絞り１０２の開放Ｆナンバーより暗い光束については受光可能である。このとき、画素部１０４ｂとは逆に、射出瞳１０５の左方へシフトした領域を受光する。
【００３９】
ところで、図４又は図５において、右方又は左方へシフトした領域を受光するのは、第１の画素部１０４ｂ又は第２の画素部１０４ｃであり、撮像用画素部１０４ａは、これらの断面においても図３のような光束を受光するようになっている。図６は、図２中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図６には、撮像用画素部１０４ａが存在する領域と画素部１０４ｂが存在する領域との境界近傍を示す。
【００４０】
図６において、右端から３番目までの画素部が撮像用画素部１０４ａで、その他の画素部は第１の画素部１０４ｂである。また、図６中の直線１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ及び１１２ｄは、各光電変換部１０７の中心点及び各マイクロレンズ１０６の球中心点を通過する直線である。ここで、複数の第１の画素部１０４ｂのうちで、撮像用画素部１０４ａに最も近い画素部に注目すると、その光電変換部１０７の中心点及びマイクロレンズ１０６の球中心点を通過する直線１１２ａは、射出瞳１０５と点Ｇで交わる。そして、その１つ右方の画素部、即ち複数の撮像用画素部１０４ａのうちで画素部１０４ｂに最も近い画素部では、直線１１２ｂは射出瞳１０５と点Ｉで交わる。同様に、もう１つ右方の画素部では直線１１２ｃが点Ｊで交わり、更に１つ右方の画素部では直線１１２ｄが点Ｄで交わる。即ち、第１の画素部１０４ｂと撮像用画素部１０４ａとの境界付近においては、全ての撮像用画素部１０４ａにおいて、光電変換部１０７の中心点とマイクロレンズ１０６球中心点とを結ぶ直線が点Ｄを通過するのではなく、撮像用画素部１０４ａの射出瞳１０５上における受光光束の中心点が点Ｇから点Ｄへと徐々に戻るよう構成されている。
【００４１】
仮に、マイクロレンズ１０６の並びピッチを急激に変化させると、撮像用画素部１０４ａと第１の画素部１０４ｂとの境界部においてマイクロレンズ１０６のピッチが急激に小さくなるため、製造上、ピッチ変更箇所付近のマイクロレンズ１０６の形状が安定しない。このため、互いに隣接するマイクロレンズが結合してしまい、製造歩留まりが低下してしまう。これに対し、本実施形態のように、徐々にピッチを変化させると、このような不具合が発生しない。また、形状が安定したマイクロレンズ１０６を製造することができたとしても、境界部の画素部において出力信号に段差が生じる虞がある。これは、射出瞳１０５上における画素部の受光領域において感度分布が存在するからである。これに対し、本実施形態のように、徐々にピッチを変化させると、段差を滑らかにすることが可能となり、撮影画像においてはほとんど目立たないため、画質を劣化させることがない。
【００４２】
なお、点Ｇから点Ｄへの戻し量の変化率は、上記製造歩留まり、感度分布、点Ｇと点Ｄとの間の距離等に応じて便宜設定すればよい。本実施形態では、戻し変化量が一律である１次関数、即ち各点間距離が等しくなるように設定してある。また、点Ｇから点Ｄへ戻すために数画素を用いているが、これは図を簡略化するためであり、実際にはより多数の画素を用いてより緩やかに変化させることが好ましい。
【００４３】
また、本実施形態では、ＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面においても、撮像用画素部１０４ａと第１の画素部１０４ｃとの境界部において、同様に点Ｈから点Ｄに向けてマイクロレンズ１０６の並びピッチを徐々に戻す構成としている。更に、撮像用画素部１０４ａについては、水平方向だけでなく垂直方向についても同様に徐々に戻す構成を採用している。
【００４４】
ところで、第１の画素部１０４ｂと第２の画素部１０４ｃの図２における垂直方向の断面においては、図３の撮像用画素部１０４ａの構成と同様に、常に射出瞳１０５の中心点Ｄを受光光束の中心とするようにマイクロレンズの偏心量が設定してある。従って、画素部１０４ｂ及び１０４ｃは、図１おいて紙面垂直方向にのみ互いにずれた射出瞳１０５上の領域を受光することとなる。
【００４５】
図７は、第１の実施形態における撮像用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳１０５及び射出瞳１０５上における受光範囲を示す図である。図７に示すように、撮像用の開口状態における最大の射出瞳１０５は略円形となっている。受光範囲１１３ａが撮像用画素部１０４ａの射出瞳１０５における受光範囲であり、射出瞳１０５の中心点と受光範囲１１３ａの中心点は一致している。また、受光範囲１１３ｂが第１の画素部１０４ｂの受光範囲であり、受光範囲１１３ｃが第２の画素部１０４ｃの受光範囲であり、双方とも射出瞳１０５を含みながら互いに水平方向にのみずれた範囲となっている。従って、これらの画素部１０４ａ、１０４ｂ及び１０４ｃは、いずれも射出瞳１０５の全領域を通過した光束を受光するため、撮像が可能となっている。
【００４６】
一方、図８は、第１の実施形態における焦点検出用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳及びこの射出瞳上における受光範囲を示す図である。図８に示すように、焦点検出用の開口状態における射出瞳１１４は、射出瞳１０５射出瞳１０５を水平方向にのみ拡大した楕円形状となっている。受光範囲１１３ｂ及び１１３ｃは、図７と同様に、夫々画素部１０４ｂ及び画素部１０４ｃの受光範囲を示す。
【００４７】
このように、焦点検出用の開口状態では、射出瞳１１４が楕円形となっているため、受光範囲１１３ｂ、１１３ｃにおいて射出瞳１１４を通過する全光束が受光されるのではなく、互いに水平方向にずれた一部の光束のみが受光されることになる。即ち、第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃが互いに異なる射出瞳領域を通過した光束を受光することとなる。このとき、第１の画素部１０４ｂ、第２の１０４ｃによる射出瞳１１４の瞳分離方向は図８中の矢印Ｋが示す方向であり、撮影光学系１０１のデフォーカスに伴う像の位相ずれも矢印Ｋが示す方向、即ち水平方向となる。従って、図２に示すように、第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃを水平方向に並べて、各画素部における画像信号を行単位で読み出せば、位相ずれを観測することができ、位相差方式焦点検出を行うことが可能となるのである。
【００４８】
図９は、焦点検出領域の構成を示す図である。図９は、図２の第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃが存在する部分を拡大して示す図でもある。図９に示すように、焦点検出領域は、少なくとも４行×複数列の第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃを含んでいる。これらの画素部を行ごとに区切り、上方からライン１１５ａ、ライン１１５ｂ、ライン１１５ｃ、ライン１１５ｄとすると、ライン１１５ａ及び１１５ｂが第１の画素部１０４ｂにより構成され、ライン１１５ｃ及び１１５ｄが第２の画素部１０４ｃにより構成される。そして、ラインごとに画像信号を読み出し、画像信号を行方向に結合して像信号を形成する。このとき、像信号を色別に形成すると、１つのラインから２色分の像信号が形成されるので合計８つの像信号が得られる。また、位相差を検出するために互いに比較する像信号は、ライン１１５ａのＲ画素の像信号とライン１１５ｃのＲの像信号、ライン１１５ａのＧ画素の像信号とライン１１５ｃのＧ画素の像信号、ライン１１５ｂのＧ画素の像信号とライン１１５ｄのＧ画素の像信号、ライン１１５ｂのＢ画素の像信号とライン１１５ｄのＢ画素の像信号とする。この結果、合計で４つの位相差が検出されることになる。即ち、ベイヤ配列の最小単位（２行×２列）の画素分だけにつき、位相差を検出することになる。従って、他のカラーフィルタ配列を用いた場合にも、同様の方法で最小単位の画素分だけの位相差を検出すればよい。
【００４９】
図１０は、ライン１１５ａ及びライン１１５ｃのＧ画素により形成された像信号を示すグラフである。像信号１１６ａがライン１１５ａに対応し、像信号１１６ｂがライン１１５ｃに対応しており、これらの間に位相差が生じている。そして、この位相差を相関演算等により算出し、この位相差から撮影光学系１０１のデフォーカス量を算出することで焦点検出を行うことができる。上述のように、このような位相差は、合計で４種得られる。そこで、像信号のコントラスト成分を比較し、これらの４種のうちでコントラストの高い像信号を選択することにより、信頼性の高い位相差検出を行うことができる。そして、このように行方向に並んだ画素による焦点検出は、水平方向にコントラスト成分を有する被写体、いわゆる縦線検出を実現することができる。
【００５０】
なお、Ｇ画素により形成される像信号については、ライン１１５ａ、１１５ｃとライン１１５ｂ、１１５ｄの２組が存在するが、どちらもコントラストが良好な場合には、例えば平均値を用いてデフォーカス量を算出してもよい。
【００５１】
このようにして、撮像素子１０３を用いた位相差方式焦点検出が行われる。
【００５２】
次に、本実施形態に係る撮像装置の動作について説明する。図１１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における焦点検出に関係する動作を示すフローチャートである。
【００５３】
先ず、ステップＳ１３０において、撮影者により、焦点検出用スイッチＳＷ１がオンとされたか否かを判別する。そして、オンにされたと判断した場合、ステップＳ１３１に進む。
【００５４】
ステップＳ１３１では、絞り駆動部１２２により絞り１０２を第２の開口状態に駆動する。この結果、射出瞳は、図８に示すような焦点検出用の射出瞳１１４となる。
【００５５】
ステップＳ１３２では、撮像素子１０３の焦点検出領域、即ち画素部１０４ｂ及び１０４ｃに相当する領域における蓄積を開始し、画像信号を読み出す。なお、この場合の蓄積動作は少なくとも焦点検出領域のみを行えばよく、画像信号の読み出しも、この領域のみに対して行えばよい。従って、焦点検出領域に特化した読み出しモードを予め用意しておけば、ステップＳ１３２における動作と短時間で実行することができる。
【００５６】
ステップＳ１３３では、演算処理部１２０にて読み出した画像信号から位相差を検出し、これに基づいて焦点位置を検出する。そして、デフォーカス量を算出し、フォーカスレンズの駆動量を求める。なお、位相差検出に関する動作及び演算処理の手順は、演算処理部１２０のＲＯＭ部にプログラムとして格納しておくことが好ましい。
【００５７】
ステップＳ１３４では、撮影光学系１０１のフォーカスレンズをレンズ駆動部１２１が駆動し、焦点調節を行う。
【００５８】
ステップＳ１３５及びＳ１３６では、焦点の確認のために、ステップＳ１３２及びＳ１３３と同様の動作を行う。
【００５９】
そして、ステップＳ１３７では、ステップＳ１３６で検出した焦点位置が合焦範囲内にあるか否かを判別する。合焦範囲内にある場合には、ステップＳ１３８へ進み、合焦範囲内にない場合には、ステップＳ１３２へ戻って、再び焦点検出動作を繰り返す。即ち、ステップＳ１３５〜Ｓ１３７は、合焦判定を行うための動作である。
【００６０】
ステップＳ１３８では、撮像用スイッチＳＷ２がオンとされたか否かを判別し、オンにされたと判断した場合、ステップＳ３０９へ進む。
【００６１】
ステップＳ１３９では、絞り駆動部１２２により絞り１０２を撮像用の開口状態に駆動する。この結果、射出瞳は、図７に示すような円形の射出瞳となる。但し、このときの開口径は、別途測光により決定された露出値に基づくＦナンバーに対応したものとし、その最大径は、射出瞳１０５に相当するものである。
【００６２】
ステップＳ１４０では、露出値に基づくシャッタ時間で撮像素子１０３の全画素における蓄積動作を行い、画像信号を読み出す。そして、演算処理部１２０の画像処理部にて画像処理を施し、この結果を撮影画像として、例えば記録媒体１２３に所定のフォーマットで格納する。
【００６３】
このような第１の実施形態によれば、絞り駆動部１２２が絞り１０２の開口状態を、撮像用の開口状態又は第２の開口状態のいずれかに切り替えるだけで、撮像装置１０３における撮像と位相差方式焦点検出との両立を実現することができる。また、焦点検出に用いられる画素部１０４ｂ及び１０４ｃは、撮像用画素部１０４ａと同様に、撮像にも用いられるため、画質の劣化を予め回避することができる。
【００６４】
また、第１の実施形態に係る撮像装置を製造するに当たっては、新たに大規模な装置を導入する必要もないため、従来のものと比較してもコストの上昇は大きくない。絞り１０２としては、例えば、従来の複数枚の絞り羽根を用いることができる。
【００６５】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態にコントラスト方式焦点検出を付加したハイブリッドタイプの例である。即ち、第２実施形態においては、位相差方式でおおまかな焦点調節を行い、その後、コントラスト方式にて合焦までの焦点検出を行う。従って、位相差方式による焦点検出精度を、第１の実施形態よりもある程度低く設定することが可能である。このため、図８において射出瞳１１４と受光範囲１１３ｂとの共通領域、及び射出瞳１１４と受光範囲１１３ｃとの共通領域の重心間隔、所謂基線長を短く設定しても、高い精度で焦点検出を行うことが可能である。そして、焦点検出時の開口状態における開口径を小さくして、撮影時の開口状態における最大径に近づけることが可能となる。
【００６６】
例えば、撮影時の開放ＦナンバーがＦ４．０である場合、第１の実施形態における焦点検出用の開口状態でのＦナンバーがＦ２．８であるとすると、撮影光学系１０１に対しても、Ｆ２．８に対応する設計を行うことが必要となる。これに対し、本実施形態では、焦点検出用の開口状態でのＦナンバーをＦ３．５とすることにより、基線長が短くなっても、支障がない。このため、撮影時の開放ＦナンバーがＦ４．０に近づけることが可能となり、撮影光学系１０１の設計自由度が向上する。
【００６７】
ここで、第２の実施形態における焦点検出動作について説明する。図１２は、第２実施形態における撮影光学系１０１のフォーカスレンズの移動を示す模式図である。図１２中の横軸はフォーカスレンズの至近から無限遠までの位置を示し、左側が至近を右側が無限遠を示す。
【００６８】
先ず、始めにフォーカスレンズが任意の位置２００にあるとすると、第１の実施形態と同様の位相差方式焦点検出による結果に基づき、フォーカスレンズを矢印Ｍで示すように位置２００から位置２０１に移動させる。次に、コントラスト方式焦点検出を行うために、位置２０１を中心として左端位置２０２及び右端位置２０３間の斜線部のようなフォーカスレンズスキャン範囲を設定する。次に、フォーカスレンズを位置２０１から位置２０２へ矢印Ｎに示すようにスキャン範囲の初期位置に移動し、その後、位置２０２から位置２０３へ移動しながらコントラスト方式焦点検出の評価値を得る。次いで、評価値に基づいて合焦位置２０４を導き出し、位置２０３から位置２０４へフォーカスレンズを移動することで合焦に至る。
【００６９】
ここで、フォーカスレンズスキャン範囲は、位相差方式焦点検出の検出精度に応じて決定することが好ましい。例えば、至近から無限遠までのデフォーカス量が２．０ｍｍである場合、位相差方式焦点検出による焦点検出精度をその１／１０（０．２ｍｍ）と仮定すると、位置２０１と位置２０４との間の最大のずれは０．２ｍｍとなる。従って、位置２０１と位置２０３との間隔は、スキャン範囲内に位置２０４が少なくとも含まれるようにするためには、０．２ｍｍ以上とすることが必要となり、マージンを考慮して０．４ｍｍとする。位置２０１と位置２０２との間隔についても、同様に０．４ｍｍとなるので、スキャン範囲を±０．４ｍｍと設定できる。フォーカスレンズの移動量と撮像面上でのデフォーカス量とは１対１の関係にないが、このように、図１２の横軸をデフォーカス量に置き換えることにより、フォーカスレンズスキャン範囲を設定することができる。
【００７０】
このように、第２の実施形態では、位相差方式でおおまかな焦点検出を行い、その後、コントラスト方式にて合焦までの詳細な焦点検出を行う。次に、焦点検出の動作の詳細について、フローチャートを参照しながら説明する。図１３は、演算処理部１２０のＲＯＭ部にプログラムとして格納されている焦点検出関係の動作に関するフローチャートである。
【００７１】
先ず、ステップＳ２１０〜Ｓ２１７において、図１１中のステップＳ１３０〜Ｓ１３７と同様の処理を行う。但し、ステップＳ２１７における合焦の判断は、ステップＳ１３７における判断よりも粗いものである。これらの処理により、位相差方式によるおおまかな焦点調節が行われる。即ち、図１２における位置２０１へのフォーカスレンズの移動が行われる。
【００７２】
次に、ステップＳ２１８では、コントラスト方式焦点検出のためのスキャン範囲を設定する。
【００７３】
ステップＳ２１９では、フォーカスレンズをスキャン範囲の初期位置へレンズ駆動手段１２１により移動する。
【００７４】
ステップＳ２２０では、撮像素子１０３の焦点検出領域における蓄積を開始し、画像信号を読み出す。
【００７５】
ステップＳ２２１では、読み出した画像信号に対して、コントラスト成分を抽出する処理を施し、評価値を得る。なお、この処理は演算処理部１２０のＲＯＭ内に格納されるプログラムに基づいて行われるか、又は別途設けられた専用処理回路を用いて行われる。
【００７６】
ステップＳ２２２では、フォーカスレンズの現在位置がスキャン範囲内にあるか否かを判別する。現在位置がスキャン範囲内にあれば、ステップＳ２２３へ進む。
【００７７】
ステップＳ２２３では、スキャン範囲内において次のコントラスト方式焦点検出を行う位置へフォーカスレンズを移動する。その後、ステップＳ２２０へ戻り、ステップＳ２２０〜Ｓ２２３の処理を繰り返し、ステップＳ２２２においてスキャン範囲外となった時点でステップ２２４へ進む。つまり、ステップＳ２１８で設定した範囲内でのスキャンを全て終了すると、ステップＳ２２４へ進む。なお、スキャン範囲内における焦点検出を行う位置の間隔は、デフォーカス量でほぼ均等となるように設定され、焦点検出に要求される検出精度から決定すればよい。
【００７８】
ステップＳ２２４では、スキャン範囲内の複数位置による評価値より焦点位置を推定する。例えば、評価値がコントラストである場合、この評価値が最大となる位置を焦点位置として特定する。図１４は、スキャン範囲内におけるコントラスト方式の評価値の一例を示すグラフである。図１４において、横軸はフォーカスレンズの位置を表し、縦軸は評価値を表す。また、○が各評価値を表し、ここでは５箇所の評価値を得ている。これらの評価値を多項式近似した曲線を求め、この曲線から評価値が最大となるフォーカスレンズ位置２３０を導く。
【００７９】
ステップＳ２２５では、ステップＳ２２４で求めた位置へフォーカスレンズを駆動し、合焦の処理を完了する。
【００８０】
その後、ステップＳ２２６〜Ｓ２２８において、図１１中のステップＳ１３８〜Ｓ１４０と同様の処理を行う。
【００８１】
なお、上述のようなコントラスト方式焦点検出処理を行う際には、絞り１０２の開口状態を、Ｆナンバーが暗い撮像用の開口状態に変更するのではなく、図８に示すような射出瞳１１４に対応する焦点検出用の開口状態のままとすることが好ましい。これは、コントラスト方式の処理においては、撮影光学系１０１のＦナンバーが明るいほどデフォーカス時のボケが大きくなり、評価値の最小値と最大値との差が大きくなり、検出精度が向上するからである。
【００８２】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態の変形例であって、焦点検出領域を撮像素子１０３の中央のみならず、他に複数箇所設けた多点焦点検出としている。更に、第３の実施形態では、縦線検出及び横線検出を混在させている。
【００８３】
図１５は、第３の実施形態において撮影光学系１０１側から見たときの撮像素子１０３の構成を示す平面図である。図１５において太線で囲まれた焦点検出用画素部３０１〜３０７は、焦点検出領域に含まれる画素部である。そして、３個の焦点検出領域３０１、３０２及び３０３は、前述の第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃで構成されており、撮影光学系１０１の射出瞳を相互に水平方向にずらした光束を受光する。従って、第１の実施形態と同様に、画素部も水平方向に並べられ、この方向における像信号の位相差検出、所謂縦線検出を可能としている。
【００８４】
一方、４個の焦点検出領域３０４、３０５、３０６及び３０７は、夫々画素部１０４ｂ及び１０４ｃを反時計回り方向に回転させて構成された第３の画素部１０４ｄ及び第４の１０４ｅで構成されており、撮影光学系１０１の射出瞳を相互に垂直方向にずらした光束を受光する。従って、第３の画素部１０４ｄ及び第４の画素部１０４ｅは垂直方向に並べられ、この方向における像信号の位相差検出、所謂横線検出を可能としている。なお、図１５中で同じ模様が付された画素部は互いに同種の画素部である。
【００８５】
図１６は、第３の実施形態における撮像用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳１０５及び射出瞳１０５上における受光範囲を示す図である。受光範囲１１３ａは撮像用画素部１０４ａの受光範囲であり、その中心は射出瞳１０５と中心がほぼ一致している。受光範囲１１３ｂ及び１１３ｃは、夫々画素部１０４ｂ及び１０４ｃの受光範囲であり、受光範囲１１３ｄ及び１１３ｅは、夫々画素部１０４ｄ及び１０４ｅの受光範囲である。図１６に示すように、受光範囲１１３ｂ及び１１３ｃは互いに水平方向にずれており、受光範囲１１３ｄ及び１１３ｅは互いに垂直方向にずれており、これらにおいて夫々シフトした領域の光束が受光されるようになっている。また、各受光範囲１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ及び１１３ｄは、いずれも射出瞳１０５を包含している。
【００８６】
一方、図１７は、第３の実施形態における焦点検出用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳及びこの射出瞳上における受光範囲を示す図である。図１７に示すように、焦点検出用の開口状態における射出瞳３１０は、第１の実施形態とは異なり、楕円形ではなく、射出瞳１０５よりひと回り大きい円形となっている。そして、受光範囲１１３ｂ及び１１３ｃについては、射出瞳３１０内において互いに水平方向にずれた光束が受光されるため、矢印Ｋが示す方向においてデフォーカスに伴う位相差が発生する。また、受光範囲１１３ｄ及び１１３ｅについては、射出瞳３１０内において互いに垂直方向にずれた光束が受光されるため、矢印Ｑが示す方向においてデフォーカスに伴う位相差が発生する。
【００８７】
従って、図１５に示すように、撮像素子１０３上の焦点検出領域では、受光範囲１１３ｂ及び１１３ｃに対応した第１の画素部１０４ｂ及び第２の画素部１０４ｃが水平方向に並べられた画素列となり、縦線検出が行われる。また、受光範囲１１３ｄ及び１１３ｅに対応した第３の画素部１０４ｃ及び第４の画素部１０４ｅが垂直方向に並べられた画素列となり、横線検出が行われる。
【００８８】
このように、第３の実施形態においては、焦点検出領域が複数設けられているので、撮影画面中での広い範囲における焦点検出を実現することができる。更に、縦線検出の焦点検出領域のみならず、横線検出の焦点検出領域も設けられ、更に、中央付近においては、これらが互いに交わるような焦点検出レイアウトがとられているため、被写体のコントラスト成分の方向に依存しない焦点検出を行うことが可能となる。
【００８９】
本発明の実施形態は、例えばコンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態において撮影光学系１０１側から見たときの撮像素子１０３の構成を示す平面図である。
【図３】図２中の一点鎖線Ｉ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図４】図２中の一点鎖線ＩＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図５】図２中の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。
【図６】図２中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図７】第１の実施形態における撮像用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳１０５及び射出瞳１０５上における受光範囲を示す図である。
【図８】第１の実施形態における焦点検出用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳及びこの射出瞳上における受光範囲を示す図である。
【図９】焦点検出領域の構成を示す図である。
【図１０】ライン１１５ａ及びライン１１５ｃのＧ画素により形成された像信号を示すグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における焦点検出に関係する動作を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態における撮影光学系１０１のフォーカスレンズの移動を示す模式図である。
【図１３】演算処理部１２０のＲＯＭ部にプログラムとして格納されている焦点検出関係の動作に関するフローチャートである。
【図１４】スキャン範囲内におけるコントラスト方式の評価値の一例を示すグラフである。
【図１５】第３の実施形態において撮影光学系１０１側から見たときの撮像素子１０３の構成を示す平面図である。
【図１６】第３の実施形態における撮像用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳１０５及び射出瞳１０５上における受光範囲を示す図である。
【図１７】第３の実施形態における焦点検出用の開口状態における撮像素子１０３側から見た射出瞳及びこの射出瞳上における受光範囲を示す図である。
【図１８】特許文献１に記載された焦点検出用の画素部の配列を示す図である。
【図１９】焦点検出用画素部Ｓ１の構造を示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０１：撮影光学系
１０２：絞り
１０３：撮像素子
１２０：演算処理部
１２１：レンズ駆動部
１２２：絞り駆動部
１２３：記録媒体
１０４：画素部
１０４ａ：撮像用画素部
１０４ｂ：第１の画素部
１０４ｃ：第２の画素部
１０５：射出瞳
１０６：マイクロレンズ
１０７：光電変換部
１０８：カラーフィルタ層
【図１】
2006154065.tif 000003
【図２】
2006154065.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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