(57)【要約】【課題】  光電変換領域を複数有する画素を有する撮像素子から得られる焦点検出用の画素データ量を効果的に低減する技術の提供。【解決手段】  所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号を、光電変換領域ごとに合成した合成信号から、焦点検出用の複数の像信号を生成し、複数の像信号の相関量に基づいて焦点ずれ量を検出する。予め定められた大きさの画素ブロックが所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、画素ブロックごとに合成信号を生成する。また、画素ブロックに含まれる所定方向における画素の数が所定の数を超える場合、複数の画素ブロック列が、画素ブロックの境界位置が異なる画素ブロック列を含むように合成信号を生成する。【選択図】  図３
2015049402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点ずれ量検出装置であって、
複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成手段と、
前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成手段と、
前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出手段と、を有し、
前記合成手段が、予め定められた大きさの画素ブロックが前記所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記生成手段は、前記画素ブロック列ごとに前記複数の像信号を生成し、
前記合成手段は、前記画素ブロックに含まれる前記所定方向における画素の数が所定の数を超える場合、前記複数の画素ブロック列が、前記画素ブロックの境界位置が異なる画素ブロック列を含むように前記合成信号を生成することを特徴とする焦点ずれ量検出装置。
【請求項２】
前記画素ブロックが、前記画素に設けられたカラーフィルタの繰り返し単位を基準とした大きさを有することを特徴とする請求項１記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項３】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記カラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、前記画素ブロックに含まれる前記所定方向における画素の数が所定の数を超えるものとすることを特徴とする請求項２記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項４】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記カラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、隣接する前記画素ブロック列で前記画素ブロックの境界位置が異なるように前記合成信号を生成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項５】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記カラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、所定の複数の前記画素ブロック列ごとに前記画素ブロックの境界位置が異なるように前記合成信号を生成することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項６】
前記合成手段は、前記画素ブロックが前記カラーフィルタの繰り返し単位の２つ以上の大きさを有する場合に、前記複数の画素ブロック列における画素ブロックの境界位置の周期が、前記画素ブロックが前記繰り返し単位に等しい大きさを有する場合と同じ周期となるように前記複数の画素ブロック列における画素ブロックの境界位置を決定することを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項７】
前記検出手段は、予め定められた焦点検出領域に含まれる画素ブロック列のぞれぞれについて検出した焦点ずれ量から、前記焦点検出領域における焦点ずれ量を検出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項８】
前記検出手段は、予め定められた焦点検出領域に含まれる画素ブロック列のぞれぞれについて前記像信号の相関量を検出し、これらの相関量から前記焦点検出領域における焦点ずれ量を検出することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項９】
前記画素ブロックの大きさを設定する設定手段をさらに有し、
前記設定手段は、要求される焦点ずれ量の検出精度、前記検出手段の処理能力、ユーザ設定のいずれかに応じて前記画素ブロックの大きさを設定することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の焦点ずれ量検出装置。
【請求項１０】
前記画素を有する撮像素子と、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の焦点ずれ量検出装置と、
前記検出手段が検出した焦点ずれ量に応じて前記撮像光学系の合焦位置を制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点ずれ量検出装置の制御方法であって、
合成手段が、複数の前記画素の各々から得られる出力信号を前記光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成工程と、
生成手段が、前記合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成工程と、
検出手段が、前記複数の像信号の相関量に基づいて前記焦点ずれ量を検出する検出工程と、を有し、
前記合成工程において前記合成手段は、予め定められた大きさの画素ブロックが前記所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、前記画素ブロックごとに前記合成信号を生成し、
前記生成工程において前記生成手段は、前記画素ブロック列ごとに前記複数の像信号を生成し、
前記合成工程において前記合成手段は、前記画素ブロックに含まれる前記所定方向における画素の数が所定の数を超える場合、前記複数の画素ブロック列が、前記画素ブロックの境界位置が異なる画素ブロック列を含むように前記合成信号を生成することを特徴とする焦点ずれ量検出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点検出機能に利用可能な焦点ずれ量検出装置およびその制御方法、並びにそれらを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
結像光学系の焦点状態を検出する焦点検出装置として、各画素にマイクロレンズが形成された２次元イメージセンサ（撮像素子）を用いて、いわゆる瞳分割方式（位相差検出方式とも呼ばれる）の焦点検出を行う装置が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された焦点検出装置では、イメージセンサが有する各画素の光電変換領域が複数に分割され、該分割された光電変換領域がマイクロレンズを介して結像光学系の瞳における互いに異なる領域を通過した光束を受光する。
【０００３】
また、特許文献２には、ＣＭＯＳイメージセンサを用いて瞳分割方式の焦点検出を行う撮像装置が開示されている。特許文献２に開示された撮像装置では、ＣＭＯＳイメージセンサが有する画素のうち一部の画素（焦点検出画素）が、２つに分割された光電変換領域を有し、撮影光学系（結像光学系）の焦点状態を検出するために用いられる。１つの焦点検出画素が有する２つの光電変換領域は、マイクロレンズを介して撮影光学系の射出瞳における互いに異なる領域を通過した光束を受光する。
【０００４】
また、特許文献３では、各画素の光電変換領域が２つに分割された撮像素子を用いて瞳分割方式の焦点検出を行う場合に、１画素行について求めた相関データを連続する複数画素行分加算した結果から像ずれ量を求め、焦点検出演算時間の短縮を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５８−２４１０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１０６９９４号公報
【特許文献３】特開２０１３−７２９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような、画像を撮影するための撮像素子の出力信号を用いた瞳分割方式の焦点検出（撮像面位相差ＡＦ）を行うことで、ライブビュー撮影時に高速な焦点検出が可能であるほか、焦点検出用に別途センサを設ける必要がないという利点がある。一方で、各画素が２つの光電変換領域を有する構成では、焦点検出に用いる画素データの量をどの程度とするかを適切に決定する必要がある。
【０００７】
仮に、画面内の任意の位置での焦点検出を可能とするため、全ての画素について２つの画素データを保持する場合、画素データを保持するためのバッファ量は従来の２倍になる。また、保持するデータ量が増えれば、画素データの処理負荷も大きくなる。しかし、処理時間を増加させることは装置のレスポンス低下などユーザ体験の質を低下させる要因となるため、並列処理を行ったり、動作クロックを高めるといった方法で高速処理を実現する必要がある。バッファ量の増加、高速処理実現のための構成はいずれもコストがかかるほか、高速処理によって発生する熱の増加によって、さらなる熱対策が必要となると、さらにコストが必要となる。
【０００８】
従って、光電変換領域を複数有する画素を有する撮像素子から得られる焦点検出用の画素データ量を効果的に低減する技術が望まれており、本発明はそのような技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的は、所定方向に分割された複数の光電変換領域を有する画素の出力信号から、撮像光学系の焦点ずれ量を検出する焦点ずれ量検出装置であって、複数の画素の各々から得られる出力信号を光電変換領域ごとに合成した合成信号を生成する合成手段と、合成信号から焦点検出用の複数の像信号を生成する生成手段と、複数の像信号の相関量に基づいて焦点ずれ量を検出する検出手段と、を有し、合成手段が、予め定められた大きさの画素ブロックが所定方向に並んだ画素ブロック列の複数について、画素ブロックごとに合成信号を生成し、生成手段は、画素ブロック列ごとに複数の像信号を生成し、合成手段は、画素ブロックに含まれる所定方向における画素の数が所定の数を超える場合、複数の画素ブロック列が、画素ブロックの境界位置が異なる画素ブロック列を含むように合成信号を生成することを特徴とする焦点ずれ量検出装置によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光電変換領域を複数有する画素を有する撮像素子から得られる焦点検出用の画素データ量を効果的に低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る焦点ずれ量検出装置を備えた撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を説明するためのブロック図
【図２】実施形態における撮像素子１０１の画素配置例を説明するための図
【図３】実施形態における圧縮処理の例を説明するための模式図
【図４】焦点検出領域を模式的に示す図
【図５】実施形態における水平方向の圧縮処理の例を説明するための模式図
【図６】実施形態における垂直方向の圧縮処理の例を説明するための模式図
【図７】実施形態における位相差検出回路１０３の動作例を説明するための図
【図８】実施形態における圧縮処理の別の例を説明するための模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の例示的な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る焦点ずれ量検出装置を備えた撮像装置の一例としてのデジタルカメラの機能構成例を説明するためのブロック図である。なお、本発明はデジタル（ビデオ）カメラのように専ら撮影機能を提供する装置に限らず、撮像素子を用いた撮影機能を有する任意の機器における焦点検出（デフォーカス量の検出）に適用可能である。このような機器の一部を例示すれば、携帯電話機（スマートフォン含む）、ゲーム機、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、カーナビゲーションシステム、ドライブレコーダ、ロボットなどがある。
【００１３】
撮像光学系であるレンズユニット１００は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、絞り機能を有するシャッタ等を備え、レンズ駆動回路１１０を通じてＣＰＵ１０９が動作を制御する。撮像素子１０１は例えばＣＭＯＳイメージセンサであり、各画素が所定方向に分割された２つの光電変換領域を有する。分割像生成回路１０２は、各画素で光電変換領域ごとに得られる出力から、レンズユニット１００の焦点ずれ量を求めるための像信号を生成する。位相差検出回路１０３は、像信号に対して光学的なひずみを補正する処理および焦点ずれ量を検出する相関演算を行う。
【００１４】
信号処理回路１０４は、各画素の２つの光電変換領域の出力を１つに合成して画素信号を生成し、光学的補正処理、電気的ノイズ低減処理、デモザイク処理、ホワイトバランス調整処理などを行う。画像メモリ１０７は、信号処理回路１０４が処理した画像信号を一時的に保持する。画像処理回路１０５は、画像メモリ１０７に保持された画像信号を所定の映像データフォーマットに変換する。記録回路１０６は、画像処理回路１０５が変換した画像信号を例えば半導体メモリカードのような記録媒体に記録する。ＣＰＵ１０９はデジタルカメラの制御部であり、例えばメモリ１０８のうちの不揮発性メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、デジタルカメラの動作を実現する。ＣＰＵ１０９は、自動露出制御や自動焦点検出に必要な演算も実行する。メモリ１０８は不揮発性メモリと揮発性メモリを有し、ＣＰＵ１０９が実行するプログラムや、各種設定を保持するとともに、ＣＰＵ１０９がプログラムを実行する際のワークエリアや各種データの一時的な記憶などにも用いられる。焦点ずれ量検出装置は、分割像生成回路１０２、位相差検出回路１０３、およびＣＰＵ１０９を主な構成要素とする。
【００１５】
図２は、本実施形態における撮像素子１０１の画素配置例を説明するための図である。図２には、画素の全体的な配置と、カラーフィルタの繰り返し単位に対応する４画素分の構成を抜き出して示している。
【００１６】
図２の左側には、撮像素子１０１の画素のうち、水平方向２画素×垂直方向２画素の４画素を抜き出した画素ブロック２０１を示している。本実施形態の撮像素子１０１には原色ベイヤー配列のカラーフィルタと、各画素に１つのマイクロレンズが対応するように形成されたマイクロレンズアレイとが設けられている。また、各画素には所定方向（ここでは水平方向）に分割された２つの光電変換領域（または光電変換素子）が形成されている。この所定方向は瞳分割方向に相当する。
【００１７】
同一のマイクロレンズを共有する（すなわち、同一画素に設けられた）２つの光電変換領域のそれぞれは、マイクロレンズを通じてレンズユニット１００の射出瞳の異なる領域の光束を受光している。そのため、水平方向における複数の画素について、画素内で同じ位置に設けられた光電変換領域の出力を用いて焦点検出用の像信号を生成することができる。図２の例では、左側の光電変換領域群の出力から得られる像信号（Ａ像信号と呼ぶ）と、右側の光電変換領域群の出力から得られる像信号（Ｂ像信号と呼ぶ）とを位相差ＡＦ用の１対の像信号として生成できる。
【００１８】
例えば、Ｒ画素の光電変換領域２０２、Ｇ１画素の光電変換領域２０４を含む、Ｒ画素とＧ１画素の左側の光電変換領域群からＡ像信号が得られる。また、Ｒ画素の光電変換領域２０３、Ｇ１画素の光電変換領域２０５を含む、Ｒ画素とＧ１画素の右側の光電変換領域群からＢ像信号が得られる。Ｇ２画素、Ｂ画素のラインについても同様に、光電変換領域２０６，２０８を含む左側の光電変換領域群と、光電変換領域２０７，２０９を含む右側の光電変換領域群とからＡ像信号、Ｂ像信号が得られる。なお、後述するように、本実施形態では処理する信号量を低減するため、複数の画素における同位置の光電変換領域の出力から１つの合成信号を生成し、複数の合成信号から１つの像信号を生成する。
【００１９】
なお、同一画素に設けられた２つの光電変換領域の出力を加算することで、従前の、画素当たり１つの光電変換領域を有する撮像素子における画素信号と同様の信号出力が得られる。
すなわち、記録や表示に用いる場合、撮像素子１０１の出力信号（この時点では光電変換領域ごとの出力）のうち、同一画素に設けられた光電変換領域の出力を信号処理回路１０４で加算して１画素分の画像信号とする。その後は従来の撮像素子から得られる出力信号と同様に取り扱えば良い。信号処理回路１０４は画像信号にＡ／Ｄ変換、光学的補正処理、電気的補正処理、デモザイク処理、ホワイトバランス調整処理など、公知の信号処理を適用し、画像データを生成し、画像メモリ１０７に一旦保存する。
【００２０】
その後、出力先に応じた処理を画像処理回路１０５で適用する。例えば記録を行う場合、画像処理回路１０５は画像データを所定の記録フォーマット（MPEG2/4、JPEGなどの動画／静止画像形式）に変換し、記録回路１０６に出力する。そして、記録回路１０６は画像データを記録媒体に記録する。例えば表示を行う場合には、画像処理回路１０５が撮像装置の表示装置（不図示）の解像度に合わせて画素間引きなどを行った後、ＲＧＢ形式からＹＵＶ形式への変換を行い、表示用メモリ（不図示）に書き込む。なお、上述の通り、画素単位の信号に合成（加算）された後の処理は従来と同様であってよいため、これ以上の詳細については説明を省略し、焦点検出用の信号生成に関する動作について説明する。
【００２１】
分割像生成回路１０２へは、撮像素子１０１から光電変換領域ごとの出力が供給される。分割像生成回路１０２は、焦点検出用の像信号を生成するために処理する信号量を削減するため、光電変換領域ごとの出力信号に対して圧縮処理を適用する。
【００２２】
本実施形態における圧縮処理について、図３を用いて説明する。
図３（ａ）は撮像素子１０１が有する画素の一部について、水平２ラインに設けられた光電変換領域の配列を示している。本実施形態では、複数の画素からなる所定の画素ブロックごとに、同位置の光電変換領域群の信号を合成した合成信号を生成し、合成信号を必要に応じてさらに水平方向および垂直方向の少なくとも一方について合成して、像信号を生成する。
【００２３】
ここでは、所定の画素ブロックをカラーフィルタの繰り返し単位とした場合について説明する。本実施形態の撮像素子１０１はベイヤー配列のカラーフィルタを用いているため、図２の左側に示した画素ブロック２０１が繰り返し単位となる。従って、分割像生成回路１０２は、２×２の４画素を単位とした圧縮処理を実行する。
【００２４】
図２の例を用いれば、各画素において対応する位置に設けられた４つの光電変換領域の出力を１つに合成し、４画素からＡ像信号用、Ｂ像信号用それぞれ１つの合成信号を生成する。より具体的には、分割像生成回路１０２は、左側の光電変換領域２０２、２０４、２０６、２０８の出力を合成してＡ像信号用の１つの合成信号を、右側の光電変換領域２０３、２０５、２０７、２０９の出力を合成してＢ像信号用の１つの合成信号を生成する。合成方法に特に制限は無いが、ここでは算術平均（単純平均）とする。
【００２５】
その結果、図３（ｂ）に示すように、瞳分割方向に並んだ画素ブロック（２×２の４画素）ごとに２つの合成信号ＤＹａｎ，ＤＹｂｎ（ｎは１，２，３，...）が得られ、信号量が１／４に圧縮される。例えば位相差検出回路１０３や後段の回路の処理能力が不足する場合などには、この合成信号をさらに合成して信号量を圧縮することもできる。
【００２６】
図３（ｃ）は、図３（ｂ）の合成信号をさらに瞳分割方向（ここでは水平方向）に１／２に圧縮した例を示している。これは、水平方向におけるカラーフィルターの２繰り返し単位を所定の画素ブロックとした圧縮と同等である。すなわちＡ像信号用の合成信号として、ＤＹａ１＋ＤＹａ２を平均してＤＹＹｅａ１とし、同様にＤＹＹｅａ５まで生成している。Ｂ像信号用の合成信号も同様にして、ＤＹＹｅｂ１〜ＤＹＹｅｂ５を生成している。
【００２７】
図３（ｄ）は図３（ｃ）と同様の圧縮を行っているが、各合成信号に対応する画素ブロックの境界位置が半周期ずれるように（位相を半周期ずれるように）合成信号を生成した状態を示している。つまり、Ａ像信号用の合成信号をＤＹａ１からではなく、ＤＹａ２から２つずつ平均して生成している。Ｂ像信号用の合成信号についても同様に、ＤＹｂ２＋ＤＹｂ３を加算平均してＤＹＹｅａ１とし、ＤＹＹｅａ５まで生成している様子を示している。
【００２８】
以下、図３（ａ）〜（ｄ）に示すような、瞳分割方向と直交する方向における圧縮率が基本圧縮率である合成信号のラインを圧縮ラインと呼ぶ。圧縮ラインは、複数の画素ブロックが瞳分割方向に並んだ構成を有するため、画素ブロック列と言うこともできる。このように、瞳分割方向に基準よりも高い圧縮率で圧縮処理を適用する場合、瞳分割方向と直交する方向に隣接する複数の圧縮ラインに対し、圧縮後の合成信号に対応する画素ブロックの境界が瞳分割方向で異なる位置となるような圧縮処理を適用する。通常用いられる焦点検出領域は、圧縮処理後の合成信号が水平、垂直方向いずれも複数含まれる大きさを有するので、このような圧縮処理が可能である。
【００２９】
合成信号は像信号の生成に用いられるため、像信号のサンプルと考えることができ、圧縮処理はサンプリングの一種と考えることができる。図３（ｃ）と図３（ｄ）に示す、基準圧縮率の２倍の圧縮率の圧縮処理のサンプリング周期（または間隔）は、個々にみれば図３（ｂ）に示す基準圧縮率の圧縮処理のサンプリング周期の２倍である。しかし、サンプリングの位相（画素ブロックの境界）が半周期ずれているため、図３（ｃ）と図３（ｄ）の両方を信号を用いた場合、擬似的には基準圧縮率の圧縮処理と同等のサンプリング周期（または間隔）となる。そのため、図３（ｃ）と図３（ｄ）のいずれか１種類のみを用いた場合よりも、焦点ずれ量の検出精度を高めることができる。
【００３０】
実際にどのような圧縮率での圧縮処理を行うかは、上述の通り例えば位相差検出回路１０３や後段の回路の処理能力や処理の内容や、必要な焦点検出精度に応じて決定することができる。圧縮率が低いほど精度のよい焦点ずれ量の検出が可能である一方、信号処理量は増加する。例えば、後段の処理能力が高くない場合や、動画撮影時や連写時のように時間あたりの処理データが多くなる場合には圧縮率を高くすることができる。また、静止画よりも要求される焦点検出精度が低い動画撮影時には圧縮率を高くすることもできる。また、ＣＰＵ１０９や他の回路の現在の処理負荷が高い場合には圧縮率を高めに、低い場合には圧縮率を低めにしたり、焦点検出領域の数が多い場合には圧縮率を高めに、少ない場合には圧縮率を低めにしたりすることもできる。これら圧縮率の設定は、例えば撮影モードやユーザ設定によって固定されてもよいし、焦点検出時に動的に変更されてもよい。圧縮率の設定は例えばＣＰＵ１０９が行い、分割像生成回路１０２に通知してもよいし、分割像生成回路１０２が行ってもよい。
【００３１】
なお、ここでは便宜上まず基準圧縮率での圧縮（図３（ｂ））を行った後、必要に応じてさらなる圧縮処理（図３（ｃ），図３（ｄ））を行うものとして説明した。しかし、設定された圧縮率が基準圧縮率より高い場合、複数回の圧縮処理を行う代わりに１回の圧縮処理で最終的な合成信号を生成するようにしてもよい。
【００３２】
図４は、焦点検出領域を模式的に示した図である。ここでは、説明および理解を容易にするため、１つの焦点検出領域４０１が撮影範囲（画面）４００の中央に設定されているものとするが、複数の焦点検出領域が設定されてもよい。本実施形態において焦点検出領域４０１は、圧縮処理後の合成信号が水平方向にＭ、垂直方向にＮ含まれる大きさであるものとする。
【００３３】
ここでは、基準圧縮率を１／Ｎとした場合、水平方向に１／（２Ｎ）、垂直方向に１／（４Ｎ）の圧縮率が設定されているものとする。また、瞳分割方向（ここでは水平方向）における圧縮率が基準圧縮率より高いため、分割像生成回路１０２は、瞳分割方向に直交する方向（垂直方向）に隣接する圧縮ライン間でサンプリングの位相が異なるように圧縮処理を行う。ここでは図５に示すように、奇数番目の圧縮ラインは図３（ｃ）、偶数番目の圧縮ラインは図３（ｄ）に示す圧縮処理を行い、垂直方向に隣接する圧縮ライン間でサンプリングの位相（各合成信号に対応する画素ブロックの境界）を１８０°（半周期）ずらしている。
【００３４】
次に、図６を用いて垂直方向の圧縮処理について説明する。図６は本実施形態における垂直方向の圧縮処理を模式的に示した図であり、Ｌ１〜Ｌ４は図５に示した、瞳分割方向における圧縮処理後の合成信号を示している。
【００３５】
分割像生成回路１０２は、これらの合成信号のうち、垂直方向に隣接する４つをさらに合成して１つの合成信号を生成する。ここでの合成も算術平均であってよい。分割像生成回路１０２は、Ｌ１のＤＹＹｅａ１、Ｌ２のＤＹＹｏａ１、Ｌ３のＤＹＹｅａ１、Ｌ４のＤＹＹｏａ１、の４つの輝度データを平均してＡ像信号用の合成信号ＤＹＹｓａ１を生成する。同様に分割像生成回路１０２はＬ１のＤＹＹｅｂ１、Ｌ２のＤＹＹｏｂ１、Ｌ３のＤＹＹｅｂ１、Ｌ４のＤＹＹｏｂ１、の４つの輝度データを平均してＢ像信号用の合成信号ＤＹＹｓｂ１を生成する。分割像生成回路１０２はこの圧縮処理を水平方向の各合成信号に対して同様に適用して、Ａ像信号用のＤＹＹｓａ２〜ＤＹＹｓａ５、Ｂ像信号用のＤＹＹｓｂ２〜ＤＹＹｓｂ５を生成する。
【００３６】
このように、分割像生成回路１０２は、水平方向および垂直方向にそれぞれ信号数を減少させてから、同種の光電変換領域の出力を用いてＡ像信号、Ｂ像信号を生成する。図６の例では、ＤＹＹｓａ１〜ＤＹＹｓａＭからＡ像信号を、ＤＹＹｓｂ１〜ＤＹＹｓｂＭからＢ像信号を生成する。なお、分割像生成回路１０２は、この圧縮、像信号生成動作を撮像素子における垂直方向の８Ｎ画素ライン分繰り返すことにより、Ｎ対の像信号を生成することができる。
【００３７】
これらＮ対の像信号は位相差検出回路１０３に供給される。位相差検出回路１０３は、Ｎ対の像信号の各対について相対的にシフト量を変化させながら相関演算処理を行い、相関量とシフト量との関係を表す相関波形を生成する。
【００３８】
図７において、ＣＯＲ＿Ｌ１〜ＣＯＲ＿Ｌ４は、図５または図６におけるＬ１〜Ｌ４について、垂直方向への圧縮処理を行わない状態でそれぞれＡ像信号とＢ像信号を生成し、位相差検出回路１０３で相関波形を求めたものである。上述の通り相関波形はＡ像信号とＢ像信号との相対的なシフト量と相関量との関係を示し、縦軸が相関量を示す。ここでは、縦軸の値が小さいほど相関が高いことを示すものとする。
【００３９】
図７の最下行に示すＣＯＲ＿Ｌ１４は、ＣＯＲ＿Ｌ１〜ＣＯＲ＿Ｌ４の相関波形において、同一シフト量に対応する相関量をシフト量ごとに積算した結果を示している。この相関量ＣＯＲ＿１４において最も相関の高い（相関量の小さい）シフト量を算出することで、ノイズの影響を低減することができ、同じ被写体距離（同じ焦点ずれ量）の被写体についての焦点ずれ量を精度よく検出可能となる。
【００４０】
圧縮処理後の合成信号が圧縮ラインＬ１〜Ｌ４と同様の圧縮率である場合、焦点検出領域４０１にＮの圧縮ラインＬ１〜ＬＮが含まれるとすると、位相差検出回路１０３は４圧縮ラインごとに１つ、合計Ｎ／４のシフト量（焦点ずれ量）を算出する。位相差検出回路１０３はこのように検出したＮ／４のシフト量のうち、例えば近い値を有するものを平均して焦点検出領域４０１におけるシフトずれ量を求める。平均を取ることで、ノイズの影響をさらに抑制することができ、精度の良い検出結果を得ることができる。
【００４１】
ＣＰＵ１０９は、このようにして位相差検出回路１０３が求めた焦点ずれ量に基づいてフォーカスレンズの駆動方向と駆動量を求め、レンズ駆動回路１１０を通じてレンズユニット１００のフォーカスレンズ位置を合焦位置に移動させる。
【００４２】
なお、上述の説明では、瞳分割方向に基本圧縮率よりも高い圧縮率で圧縮する場合には、瞳分割方向に直交する方向に隣接する圧縮ライン間で、１つの合成信号に対応する画素ブロックの境界がずれるようにしていた。より具体的には、図５や図６に示すように、奇数番目の圧縮ラインと偶数番目の圧縮ラインとで、画素ブロックの境界がちょうど反周期ずれるようにしていた。
【００４３】
しかし、必ずしも隣接する圧縮ラインで画素ブロックの境界の周期がずれるようにしなくてもよい。例えば図８（ａ），（ｂ）に示すように、瞳分割方向と直交する方向に隣接する所定の複数の圧縮ラインごとに画素ブロックの境界の周期がずれるようにしてもよい。図８（ａ）は、撮影範囲８０１に設定された焦点検出領域８０２において、８圧縮ラインごとに図３（ａ）に示すタイプの圧縮処理（図では正位相と記載）と、図３（ｂ）に示すタイプの圧縮処理（図では逆位相と記載）とを切り替えるようにした例を示している。図８（ｂ）は、より小さな焦点検出領域８０３が設定されている場合の例を示し、４圧縮ラインごとに正位相タイプと逆位相タイプとを切り替えている。
【００４４】
複数の圧縮ラインごとに画素ブロックの境界の周期がずれるようにした場合、図６に示した垂直方向の圧縮処理や、図７に示した相関波形の積算は、同種の圧縮ライン群を単位として実施する。例えば、図８（ａ）の例では、８、４、または２圧縮ラインを単位として実行する。
【００４５】
このように、複数の圧縮ラインごとに画素ブロックの境界の周期がずれるようにしても、交互にずれるようにした場合に近い効果が得られ、データ量の削減を削減しつつ、ノイズの影響の抑制した精度の良い焦点ずれ量の検出が可能である。
【００４６】
なお、本実施形態では一例として、画素の光電変換領域が水平方向に瞳分割を行うように構成されている場合について説明した。しかし、上述の説明において水平方向と垂直方向を入れ替えることにより、光電変換領域が垂直方向に瞳分割を行うように構成されている場合にも対応可能であることは当業者が理解するところであろう。
【００４７】
（その他の実施形態）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【図１】
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【図２】
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【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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