(57)【要約】【課題】撮像範囲に設定される測距領域の設定可能範囲が制限されることなく、精度よく焦点調節制御を行う。【解決手段】ＣＰＵ１２１は測距領域を設定するとともに、複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、測距領域およびシフト領域を相関演算領域とし、相関演算領域において像信号をシフト処理して相関量を求め、この相関量に応じてデフォーカス量を算出して焦点調節を行う。この際、ＣＰＵは相関演算領域が第１の幅で設定可能な位置に測距領域が設定されると、シフト領域の幅を所定の幅とし、相関演算領域が第１の幅で設定できない位置に測距領域が設定されると、シフト領域の幅を所定の幅よりも小さい幅とし相関演算領域の幅を第１の幅よりも小さい第２の幅とする。【選択図】図１
2015169708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像光学の互いに異なる結像光学系の瞳領域を通過する光を受ける複数の副画素を備える画素が２次元マトリックス状に配列された撮像素子を備え、前記撮像素子の出力である画像信号に応じて焦点検出を行う撮像装置であって、
前記画像信号が示す画像においてデフォーカス量を検出する際の対象範囲を測距領域として設定するとともに、前記複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、前記測距領域および前記シフト領域を相関演算領域とする領域設定手段と、
前記相関演算領域において前記複数の副画素から出力される像信号をシフト処理して前記相関量を求め、当該相関量に応じて前記デフォーカス量を算出して当該デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点検出手段と、
前記画像において前記相関演算領域が予め定められた第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を所定の幅とし、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を前記第１の幅よりも小さい第２の幅とする制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を変更する代わりに、前記測距領域の幅を小さくして、前記相関演算領域の幅を前記第２の幅と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、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記測距領域および前記シフト領域の幅をともに小さくして、前記相関演算領域の幅を前記第２の幅と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４】
前記画像において被写体を追尾する被写体追尾モードが設定されていると、前記領域設定手段は前記被写体の位置およびサイズに応じて前記測距領域を設定し、
前記制御手段は、前記第１の幅で前記相関演算領域の設定が可能であると、前記第１の幅で前記相関演算領域を設定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】
前記制御手段は、前記被写体のサイズが所定の閾値よりも大きいか否かを判定して、前記被写体のサイズが前記閾値よりも大きいと、前記第１の幅で前記相関演算領域を設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記被写体のサイズが前記閾値以下であると、前記第２の幅で前記相関演算領域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、被写体追尾モードが設定されていないと、予め定められた位置に前記測距領域を設定して、前記第２の幅で前記相関演算領域を設定することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
結像光学の互いに異なる結像光学系の瞳領域を通過する光を受ける複数の副画素を備える画素が２次元マトリックス状に配列された撮像素子を備え、前記撮像素子の出力である画像信号に応じて焦点検出を行う撮像装置の制御方法であって、
前記画像信号が示す画像においてデフォーカス量を検出する際の対象範囲を測距領域として設定するとともに、前記複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、前記測距領域および前記シフト領域を相関演算領域とする領域設定ステップと、
前記相関演算領域において前記複数の副画素から出力される像信号をシフト処理して前記相関量を求め、当該相関量に応じて前記デフォーカス量を算出して当該デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点検出ステップと、
前記画像において前記相関演算領域が予め定められた第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を所定の幅とし、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を前記第１の幅よりも小さい第２の幅とする制御ステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項９】
結像光学の互いに異なる結像光学系の瞳領域を通過する光を受ける複数の副画素を備える画素が２次元マトリックス状に配列された撮像素子を備え、前記撮像素子の出力である画像信号に応じて焦点検出を行う撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記画像信号が示す画像においてデフォーカス量を検出する際の対象範囲を測距領域として設定するとともに、前記複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、前記測距領域および前記シフト領域を相関演算領域とする領域設定ステップと、
前記相関演算領域において前記複数の副画素から出力される像信号をシフト処理して前記相関量を求め、当該相関量に応じて前記デフォーカス量を算出して当該デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点検出ステップと、
前記画像において前記相関演算領域が予め定められた第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を所定の幅とし、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を前記第１の幅よりも小さい第２の幅とする制御ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、撮像素子の出力に応じてオートフォーカス（ＡＦ）制御を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、デジタルカメラなどの撮像装置における焦点検出手法の１つとして、撮像素子に備えられた焦点検出画素を用いて撮像面位相差検出によって焦点検出を行う手法が知られている。
【０００３】
例えば、撮像面位相差検出を行うための撮像素子として、画素の各々に備えられたマイクロレンズに対して、少なくとも一対の検出器（つまり、光電変換素子）を有する撮像素子が知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
撮像面位相差検出による測距においては、異なる瞳領域における一対の像信号を用いて、これら像信号を相対的にシフトして両者の相関値を順次算出する相関演算処理が行われる。そして、最も相関値が高いシフト量に応じて、合焦となるフォーカス位置をデフォーカス量として求めて、当該でフォーカス量に応じて焦点調節制御が行われる。
【０００５】
図１５は、従来の撮像装置における撮像面位相差検出による測距を説明するための図である。そして、図１５（ａ）は撮像範囲に配置された測距領域およびシフト領域を示す図であり、図１５（ｂ）は測距領域の設定可能範囲を示す図である。なお、以下の説明では、測距領域（Ａ）およびシフト領域（Ｂ）を合わせて相関演算領域と呼ぶ。
【０００６】
図１５（ａ）に示す例では、画面１５０１の中央部に測距領域（Ａ）１５０２が配置されている。そして、読み出しおよび相関演算が行われる領域であるシフト領域（Ｂ）１５０３が、水平方向において測距領域（Ａ）１５０２に隣接して配置されている。
【０００７】
相関演算処理においては、測距を行う測距領域（Ａ）１５０２とは別にその周辺領域をシフト領域（Ｂ）１５０３として、所定量（ここでは、シフト領域（Ｂ）１５０３の幅の２倍に相当する量）のシフト処理を行う。そして、シフト処理を行う都度、相関演算が行われて焦点調節制御のためのデフォーカス量が算出される。
【０００８】
ところで、測距領域（Ａ）１５０２の両隣りにシフト領域（Ｂ）１５０３が設定される関係上、撮像範囲である画面１５０１において測距領域（Ａ）１５０２が設定可能な設定可能範囲１５０４（図１５（ｂ）において一点鎖線で示す）は、シフト領域（Ｂ）１５０３の幅分だけ、撮像範囲の内側に制限される（図１５（ｂ）参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭５８−２４１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前述のように、従来の撮像装置においては、撮像範囲において測距領域の設定可能範囲が制限されてしまう関係上、撮像範囲のいずれにおいても相関演算処理を行うことができない。このため、従来の撮像装置においては撮像範囲の全体に亘って精度よく焦点調節制御を行うことが困難となってしまう。
【００１１】
従って、本発明の目的は、撮像範囲に設定される測距領域の設定可能範囲が制限されることなく、精度よく焦点調節制御を行うことができる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、結像光学の互いに異なる結像光学系の瞳領域を通過する光を受ける複数の副画素を備える画素が２次元マトリックス状に配列された撮像素子を備え、前記撮像素子の出力である画像信号に応じて焦点検出を行う撮像装置であって、前記画像信号が示す画像においてデフォーカス量を検出する際の対象範囲を測距領域として設定するとともに、前記複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、前記測距領域および前記シフト領域を相関演算領域とする領域設定手段と、前記相関演算領域において前記複数の副画素から出力される像信号をシフト処理して前記相関量を求め、当該相関量に応じて前記デフォーカス量を算出して当該デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点検出手段と、前記画像において前記相関演算領域が予め定められた第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を所定の幅とし、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を前記第１の幅よりも小さい第２の幅とする制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明による制御方法は、結像光学の互いに異なる結像光学系の瞳領域を通過する光を受ける複数の副画素を備える画素が２次元マトリックス状に配列された撮像素子を備え、前記撮像素子の出力である画像信号に応じて焦点検出を行う撮像装置の制御方法であって、前記画像信号が示す画像においてデフォーカス量を検出する際の対象範囲を測距領域として設定するとともに、前記複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、前記測距領域および前記シフト領域を相関演算領域とする領域設定ステップと、前記相関演算領域において前記複数の副画素から出力される像信号をシフト処理して前記相関量を求め、当該相関量に応じて前記デフォーカス量を算出して当該デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点検出ステップと、前記画像において前記相関演算領域が予め定められた第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を所定の幅とし、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を前記第１の幅よりも小さい第２の幅とする制御ステップと、を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明による制御プログラムは、結像光学の互いに異なる結像光学系の瞳領域を通過する光を受ける複数の副画素を備える画素が２次元マトリックス状に配列された撮像素子を備え、前記撮像素子の出力である画像信号に応じて焦点検出を行う撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記画像信号が示す画像においてデフォーカス量を検出する際の対象範囲を測距領域として設定するとともに、前記複数の副画素から出力される像信号についてその相関量を求める際のシフト領域を設定して、前記測距領域および前記シフト領域を相関演算領域とする領域設定ステップと、前記相関演算領域において前記複数の副画素から出力される像信号をシフト処理して前記相関量を求め、当該相関量に応じて前記デフォーカス量を算出して当該デフォーカス量に基づいて焦点調節を行う焦点検出ステップと、前記画像において前記相関演算領域が予め定められた第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を所定の幅とし、前記相関演算領域が前記第１の幅を有するサイズで設定できない位置に前記測距領域が設定されると、前記シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を前記第１の幅よりも小さい第２の幅とする制御ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、画像において相関演算領域が第１の幅を有するサイズで設定可能な位置に前記測距領域が設定されると、シフト領域の幅を所定の幅とする。そして、相関演算領域が第１の幅を有するサイズで設定できない位置に測距領域が設定されると、シフト領域の幅を前記所定の幅よりも小さい幅として前記相関演算領域の幅を第１の幅よりも小さい第２の幅とする。これによって、撮像範囲に設定される測距領域の設定可能範囲が制限されることなく、精度よく焦点調節制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す撮像素子における画素配列の一例を説明するための図である。
【図３】図２に示す画素の構成を説明するための図であり、（ａ）は受光面側からみた平面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ線の断面図である。
【図４】図３に示す画素の構造と瞳分割との対応を説明するための図である。
【図５】図３に示す撮像素子と瞳分割との関係を説明するための図である。
【図６】図２に示す撮像素子においてデフォーカス量と像ずれ量との関係を説明するための図である。
【図７】図１に示すカメラで行われる焦点検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図１に示す相関演算領域制御部によって設定される相関演算領域の一例を説明するための図であり、（ａ）は相関演算領域を第１の幅であるデフォルト幅設定とした際の相関演算領域の一例を示す図、（ｂ）は相関演算領域を第２の幅である制限幅とした際の相関演算領域の一例を示す図、（ｃ）は相関演算領域を第２の幅である制限幅とした際の相関演算領域の他の例を示す図である。
【図９】図１に示すカメラにおいて瞳ずれに起因するシェーディングを説明するための図であり、（ａ）は結像光学系の射出瞳距離と撮像素子の設定瞳距離が同一の場合のシェーディングを示す図、（ｂ）は結像光学系の射出瞳距離が撮像素子の設定瞳距離より短い場合のシェーディングを示す図、（ｃ）は結像光学系の射出瞳距離が撮像素子の設定瞳距離より長い場合のシェーディングを示す図である。
【図１０】図１に示す画像処理回路で行われるフィルタ処理を説明するための図である。
【図１１】図１に示す相関演算領域制御部によって設定される相関演算領域の他の例を説明するための図であり、（ａ）は相関演算領域を第１の幅であるデフォルト幅設定とした際の相関演算領域の一例を示す図、（ｂ）は相関演算領域を第２の幅である制限幅とした際の相関演算領域の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態によるカメラで行われる焦点検出処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態によるカメラにおいて被写体追尾モードが設定された際の相関演算領域の設定を説明するための図であり、（ａ）は相関演算領域設定の第１の例を示す図、（ｂ）は相関演算領域設定の第２の例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態によるカメラにおいて被写体追尾モードが設定された際の相関演算領域の設定を説明するための図であり、（ａ）は相関演算領域設定の第３の例を示す図、（ｂ）は相関演算領域設定の第４の例を示す図である。
【図１５】従来の撮像装置における撮像面位相差検出による測距を説明するための図であり、（ａ）は撮像範囲に配置された測距領域およびシフト領域を示す図、（ｂ）は測距領域の設定可能範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。
【００１８】
［第１の実施形態］
＜全体構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示すブロック図である。
【００１９】
図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、結像光学系を有している。結像光学系はその先端に第１のレンズ群１０１を備えており、この第１のレンズ群１０１は光軸に沿って進退可能に保持されている。第１のレンズ群１０１の後段には絞り兼用シャッタ１０２が配置されており、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を調節することによって撮影の際の光量調節が行われる。なお、絞り兼用シャッタ１０２は静止画撮影の際には露光秒時調節用シャッタとして用いられる。
【００２０】
結像光学系は、絞り兼用シャッタ１０２の後段に配置された第２のレンズ群１０３を備えている。そして、絞り兼用シャッタ１０２および第２レンズ群１０３は一体となって光軸に沿って進退される。この際、第１のレンズ群１０１の進退動作と連動して、変倍作用（ズーム機能）が行われる。
【００２１】
第２のレンズ群１０３の後段には、第３のレンズ群１０５が配置されており、第３のレンズ群１０５を光軸に沿って進退させて焦点調節が行われる。第３のレンズ群１０５の後段に配置された光学的ローパスフィルタ１０６は、撮影画像における偽色およびモアレを軽減するための光学素子である。撮像素子１０７は、例えば、２次元ＣＭＯＳフォトセンサーとその周辺回路とを備えており、結像光学系の結像面に配置される。
【００２２】
ズームアクチュエータ１１１は、カム筒（図示せず）を回動して、第１のレンズ群１１１乃至第２のレンズ群１０３を光軸に沿って進退駆動して変倍操作を行う。絞りシャッタアクチュエータ１１２は絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して、撮影の際の光量（撮影光量）を調節するとともに、静止画撮影の際の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ１１４は、第３のレンズ群１０５を光軸に沿って進退駆動して焦点調節を行う。
【００２３】
被写体照明用電子フラッシュ１１５は撮影の際に選択的に用いられる。被写体照明用電子フラッシュ１１５は、例えば、キセノン管を用いた閃光照明装置であるが、連続発光するＬＥＤを備えた照明装置を用いるようにしてもよい。ＡＦ補助光部１１６は、所定の開口パターンを有するマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影して、暗い被写体又は低コントラスト被写体に対する焦点検出を向上させるために用いられる。
【００２４】
ＣＰＵ１２１は、カメラ全体の制御を司り、図示はしないが、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、および通信インターフェイス回路などを有している。そして、ＣＰＵ１２１はＲＯＭに格納された所定のプログラムに基づいて、カメラを制御して、オートフォーカス（ＡＦ）、撮影、画像処理、および画像記録などの一連の動作を行う。
【００２５】
電子フラッシュ制御回路１２２は撮影動作に同期して被写体照明用電子フラッシュ１１５を点灯制御する。補助光駆動回路１２３は焦点検出動作に同期してＡＦ補助光部１１６を点灯制御する。撮像素子駆動回路１２４は撮像素子１０７における撮像動作を制御するとともに、撮像素子１０７の出力である画像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像信号としてＣＰＵ１２１に送る。
【００２６】
画像処理回路１２５は、撮像素子１０７の出力である画像信号について、例えば、γ変換、カラー補間、およびＪＰＥＧ圧縮などの画像処理を行う。フォーカス駆動回路１２６は、ＣＰＵ１２１で得られた焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御する。これによって、フォーカス駆動回路１２６は第３のレンズ群１０５を光軸に沿って進退駆動して焦点調節を行う。
【００２７】
絞りシャッタ駆動回路１２８は絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御する。ズーム駆動回路１２９は撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。
【００２８】
表示装置１３１は、例えば、ＬＣＤである。表示装置１３１には、カメラの撮影モードに関するモード情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、そして、焦点検出の際の合焦状態表示画像などが表示される。操作スイッチ群１３２は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、および撮影モード選択スイッチなどを備えている。フラッシュメモリ１３３はカメラに着脱可能であって、撮影済み画像を記録する。
【００２９】
図示のように、ＣＰＵ１２１の機能には、焦点検出信号生成部１２１１、相関演算領域制御部１２１２、および、焦点検出部（図示せず）が含まれている。焦点検出信号生成部１２１１は撮像素子１０７の出力である画像信号（ここでは、撮像素子駆動回路１２４から送られるデジタル画像信号）に応じて、後述の第１および第２焦点検出信号を生成する。相関演算領域制御部１２１２は、後述する相関演算領域の幅を設定する。そして、焦点検出部は後述するシフト処理を実行する。
【００３０】
＜撮像素子＞
図２は、図１に示す撮像素子１０７における画素配列の一例を説明するための図である。
【００３１】
図２に示す撮像素子１０７は２次元マトリックス状に配列された複数の画素を有している。ここでは、２次元ＣＭＯＳセンサー（撮像素子）において、その画素配列が４行×４列の範囲で示され、副画素（焦点検出画素）配列が８行×４列の範囲で示されている。図２に示す４行×４列の画素群は撮像素子面上に多数配置されており、撮像素子１０７は光学像に応じた画像信号を出力する。なお、上述のように、図示の例では、画素の各々は２つの副画素（焦点検出画素）で構成されることになる。
【００３２】
ここでは、撮像素子１０７は、例えば、画素周期Ｐが４μｍ、画素数Ｎが横５５７５列×縦３７２５行＝約２０７５万画素である。そして、焦点検出画素の列方向周期ＰＡＦが２μｍ、焦点検出画素数ＮＡＦが横１１１５０列×縦３７２５行＝約４１５０万画素である。
【００３３】
図２において、２行×２列の画素群２００は、その左上の位置にＲ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒが配置され、Ｇ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇが右上と左下に配置されている。また、Ｂ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂが右下に配置されている。さらに、画素の各々には、第１方向（ｙ方向）における第１分割数をＮ１、第２方向（ｘ方向）における第２分割数をＮ２として、Ｎ１×Ｎ２（１×２）の第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２が２次元配列されている。
【００３４】
図３は、図２に示す１つの画素２００Ｇについて説明するための図である。そして、図３（ａ）は１つの画素２００Ｇを撮像素子の受光面側（＋ｚ側）からみた平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のａ−ａ線に沿った断面を−ｙ側からみた図である。
【００３５】
図３において、画素２００Ｇは、ｙ方向にＮＶ分割（１分割）され、ｙ方向と直交するｘ方向にＮＨ分割（２分割）されて、ＮＶ１×ＮＨ（１×２）の光電変換部３０１および光電変換部３０２が形成されている。なお、光電変換部３０１および光電変換部３０２はそれぞれ図２に示す第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２に対応する。また、ここでは、他の画素についても同様にして分割されている。
【００３６】
なお、光電変換部３０１および３０２の各々は、例えば、ｐ型層とｎ型層との間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードである。そして、必要に応じて、イントリンシック層を省略してｐｎ接合フォトダイオードとするようにしてもよい。
【００３７】
さらに、画素２００Ｇには、その受光側に入射光を集光するためのマイクロレンズ（ＭＬ）３０５が形成されている。そして、マイクロレンズ３０５と光電変換部３０１および光電変換部３０２との間には、カラーフィルター３０６が形成されている。さらに、必要に応じて、副画素（つまり、焦点検出画素）毎にカラーフィルターの分光透過率を変えるようにしてもよく、さらにはカラーフィルターを省略するようにしてもよい。
【００３８】
図３に示す画素２００Ｇに入射した光は、マイクロレンズ３０５によって集光され、カラーフィルターで分光された後、光電変換部３０１および光電変換部３０２で受光される。光電変換部３０１および３０２においては、受光量に応じて電子およびホールが生成されて、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層（不図示）に蓄積される。一方、ホールは定電圧源（図示せず）に接続されたｐ型層を介して撮像素子の外に排出される。光電変換部３０１および３０２のｎ型層（不図示）に蓄積された電子は、転送ゲートを介して静電容量部（ＦＤ）に転送されて、電圧信号に変換される。
【００３９】
図４は、図３に示す画素の構造と瞳分割との対応を説明するための図である。
【００４０】
図４では、図３（ａ）に示す画素のａ−ａ線に沿った断面を＋ｙ側からみた際の結像光学系における射出瞳面が示されている。そして、射出瞳面の座標軸と対応を取るため、図３（ａ）におけるｘ軸およびｙ軸を反転させている。
【００４１】
撮像素子１０７は、結像光学系の結像面近傍に配置されており、被写体からの光束は結像光学系の射出瞳４００を通過して各画素に入射する。マイクロレンズによって、第１の瞳部分領域５０１および第２の瞳部分領域５０２は１×２分割された光電変換部３０１および光電変換部３０２（つまり、第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２）の受光面と概ね共役関係になっており、光電変換部（副画素）毎に受光可能な瞳部分領域を表している。
【００４２】
つまり、第１の瞳部分領域５０１は、その重心が−ｘ方向に偏心している光電変換部３０１の受光面と概ね共役関係になっており、第１の瞳部分領域５０１は、瞳面上で＋ｘ側に重心が偏心している。同様に、第２の瞳部分領域５０２は、その重心が＋ｘ方向に偏心している光電変換部３０２の受光面と概ね共役関係になっており、第２の瞳部分領域５０２は瞳面上で−ｘ側に重心が偏心している。
【００４３】
また、瞳領域５００は、光電変換部３０１および光電変換部３０２（第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２）を合わせた際の画素２００Ｇ全体における受光可能な瞳領域である。
【００４４】
図５は、図３に示す撮像素子１０７と瞳分割との関係を説明するための図である。
【００４５】
第１の瞳部分領域５０１および第２の瞳部分領域５０２を通過した光束は、撮像面８００を通過して撮像素子１０７の画素にそれぞれ異なる角度で入射する。そして、光束は、２×１分割された第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２で受光される。なお、図示の例では、瞳領域が水平方向に２つに瞳分割されているが、必要に応じて、垂直方向に瞳分割を行うようにしてもよい。
【００４６】
前述のように、撮像素子１０７は、第１の瞳部分領域５０１を通過する光束を受光する第１の焦点検出画素２０１を備えるとともに、第２の瞳部分領域５０２を通過する光束を受光する第２の焦点検出画素２０２を備えている。そして、撮像の際に用いられる画撮像画素は第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２から構成されている。
【００４７】
なお、撮像画素と第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０１を別として、撮像画素配列の一部分に第１の焦点検出画素２０１および第２の焦点検出画素２０２を配置するようにしてもよい。
【００４８】
ここで、撮像素子１０７に配列された画素２００Ｇ（２００Ｒ、２００Ｂ）を構成する第１の焦点検出画素２０１から取得される画像信号をＡ像（第１の焦点検出信号）とする。同様に、撮像素子１０７に配列された画素２００Ｇ（２００Ｒ、２００Ｂ）を構成する第２の焦点検出画素２０２から取得される画像信号をＢ像（第２の焦点検出信号）とする。
【００４９】
ＣＰＵ１２１に備えられた焦点検出信号生成部１２１１はＡ像およびＢ像の像ずれ量（相対位置）を算出して、デフォーカス量（合焦ずれ量）に換算して撮像面位相差方式による焦点検出を行う。
【００５０】
一方、撮像素子１０７に配列された画素２００Ｇ（２００Ｒ、２００Ｂ）毎に、第１の焦点検出画素２０１から得られる画素信号と第２の焦点検出画素２０２から得られる画素信号とを加算すると、有効画素数Ｎの解像度における撮像画像を生成することができる。
【００５１】
＜デフォーカス量と像ずれ量との関係＞
ここで、図２に示す撮像素子１０７から得られる第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号に応じて求められたデフォーカス量と像ずれ量との関係について説明する。
【００５２】
図６は、図２に示す撮像素子１０７においてデフォーカス量と像ずれ量との関係を説明するための図である。
【００５３】
ここでは、撮像面８００に撮像素子（図示せず）が配置され、結像光学系の射出瞳が第１の瞳部分領域５０１と第２の瞳部分領域５０２に２分割される。被写体の結像位置から撮像面までの距離を大きさ｜ｄ｜として、被写体の結像位置が撮像面８００よりも被写体側にある前ピン状態の場合に、デフォーカス量ｄは負符号（ｄ＜０）とされる。また、被写体の結像位置が撮像面８００よりも後ろ側（つまり、被写体の反対側）にある後ピン状態の場合に、デフォーカス量ｄは正符号（ｄ＞０）とされる。そして、被写体の結像位置が撮像面８００（合焦位置）にある合焦状態においては、デフォーカス量ｄ＝０となる。
【００５４】
図６において、被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）であり、被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）である。前ピン状態（ｄ＜０）および後ピン状態（ｄ＞０）はともにデフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）である。
【００５５】
前ピン状態（ｄ＜０）においては、被写体８０２からの光束のうち第１の瞳部分領域５０１（又は第２の瞳部分領域５０２）を通過した光束は、一度集光された後、光束の重心位置Ｇ１（又はＧ２）を中心として幅Γ１（又はΓ２）に広がる。そして、撮像面８００においてボケた像となる。このボケた像は第１の焦点検出画素２０１（又は第２の焦点検出画素２０２）によって受光されて、第１の焦点検出信号（又は第２の焦点検出信号）として出力される。
【００５６】
よって、第１の焦点検出信号（又は第２の焦点検出信号）は、撮像面８００上の重心位置Ｇ１（又はＧ２）に、被写体８０２が幅Γ１（又はΓ２）にボケた被写体像として記録されることになる。被写体像のボケ幅Γ１（又はΓ２）は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するにつれて概ね比例して増加する。
【００５７】
同様に、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ量ｐ（＝重心位置の差Ｇ１−Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜が増加するにつれて、概ね比例して増加する。後ピン状態（ｄ＞０）においては、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の被写体像の像ずれ方向が前ピン状態と逆となるが、前ピン状態（ｄ＜０）と同様である。
【００５８】
従って、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号、又は第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号を加算して得られた撮像信号のデフォーカス量の大きさが増加するにつれて、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する。
【００５９】
＜撮像面位相差方式による焦点検出＞
撮像面位相差方式による焦点検出においては、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号とを相対的に所定量シフトさせてこれら検出信号の一致度を示す相関量を求める。そして、相関量（つまり、一致度）がよくなるシフト量に応じて像ずれ量を検出する。つまり、撮像信号（画像信号）においてデフォーカス量の大きさが増加するにつれて、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との間の像ずれ量の大きさが増加する関係に応じて像ずれ量を検出し、当該像ずれ量をデフォーカス量に変換して焦点検出が行われる。
【００６０】
図７は、図１に示すカメラで行われる焦点検出処理を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理は、画像処理回路１２５およびＣＰＵ１２１によって行われる。
【００６１】
図示のフローチャートに係る処理は、例えば、撮影者によるレリーズボタンの半押し（ＳＷ１）による焦点調節動作開始指示があると開始される。焦点検出処理が開始されると、ＣＰＵ１２１に備えられた相関演算領域制御部１２１２は、測距領域（対象範囲）およびシフト領域を有する相関演算領域を画像データが示す画面上に設定する（ステップＳ１００）。
【００６２】
図８は、図１に示す相関演算領域制御部１２１２によって設定される相関演算領域の一例を説明するための図である。そして、図８（ａ）は相関演算領域を第１の幅であるデフォルト幅設定とした際の相関演算領域の一例を示す図であり、図８（ｂ）は相関演算領域を第２の幅である制限幅とした際の相関演算領域の一例を示す図である。また、図８（ｃ）は相関演算領域を第２の幅である制限幅とした際の相関演算領域の他の例を示す図である。
【００６３】
図８（ａ）においては、撮像範囲（画面）９００の中央部に測距領域（Ａ１）９０１が設定されており、当該測距領域（Ａ１）９０１に隣接して左右に相関演算に用いるシフト領域（Ｂ１）９０２が配置される。一般に、デフォーカス状態において測距性能を向上させるためには、シフト領域（Ｂ１）９０２の幅を大きくして、シフト処理におけるビットシフト量を多くする必要がある。
【００６４】
シフト領域（Ｂ１）９０２は測距性能を満足する幅を有しており、図８（ａ）に示す例では、シフト領域（Ｂ１）９０２の幅でシフト処理を行うことが可能な状態に測距領域（Ａ１）９０１が配置されている。図８（ａ）に示すように、測距領域（Ａ１）９０１が設定された際には、相関演算領域制御部１２１２は相関演算領域幅をデフォルト設定の状態として焦点検出を行う。
【００６５】
なお、一点鎖線で示された領域９０３は、当該領域９０３の内側に測距領域（Ａ１）９０１を設定すれば、シフト領域（Ｂ１）９０２の幅を、測距性能を満足する状態とすることができる領域を示している。
【００６６】
図８（ｂ）においては、測距領域（Ａ１）９０１は、シフト領域（Ｂ１）９０２の幅が維持できない領域（つまり、一点鎖線で示す領域９０３の外側）に設定されている。この場合には、相関演算領域制御部１２１２はシフト領域（Ｂ１）９０２よりもその幅が狭いシフト領域（Ｂ２）９０４を設定して、相関演算領域幅を狭くする。これによって、測距可能なデフォーカス範囲に制限が掛るが、撮像素子における測距可能な範囲を広げることが可能になる。
【００６７】
図８（ｃ）においては、シフト領域（Ｂ１）９０２の幅を維持して、測距領域（Ａ１）９０１の幅よりもその幅が狭い測距領域（Ａ２）９０５が設定される。測距領域（Ａ２）９０５が設定される領域は、図８（ａ）と同様に一点鎖線で示す領域９０３の内側に存在し、測距領域（Ａ２）９０５の中心（視野中心）は測距領域（Ａ１）９０１の場合に比べて撮像領域の外側に設定することが可能となる。
【００６８】
なお、図８（ｂ）および図８（ｃ）に示す例では、シフト領域の幅および測距領域の幅のいずれか一方を変更するものとしたが、シフト領域の幅および測距領域の幅の双方を変更して、相関演算領域の幅を狭くするようにしてもよい。
【００６９】
再び図７を参照して、ＣＰＵ１２１に備えられた焦点検出信号生成部１２１１は相関演算領域に対応する第１の焦点検出画素から第１の焦点検出信号を取得するとともに、相関演算領域に対応する第２の焦点検出画素から第２の焦点検出信号を取得する（ステップＳ１１０）。
【００７０】
続いて、ＣＰＵ１２１は第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号の各々について、信号データ量を抑制するため列方向に３画素加算処理を行う。さらに、ＣＰＵ１２１はＲＧＢ信号を輝度Ｙ信号に変換するため、ベイヤー（ＲＧＢ）加算処理を行う（ステップＳ１２０）。これら２つの加算処理を合わせて第１の画素加算処理と呼ぶ。
【００７１】
次に、ＣＰＵ１２１の制御下で、画像処理回路１２５は、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号の各々に対して、シェーディング補正処理（光学補正処理）を行う（ステップＳ１３０）。
【００７２】
ここで、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号の瞳ずれに起因するシェーディングについて説明する。
【００７３】
図９は、図１に示すカメラにおいて瞳ずれに起因するシェーディングを説明するための図である。そして、図９（ａ）は結像光学系の射出瞳距離と撮像素子の設定瞳距離が同一の場合のシェーディングを示す図であり、図９（ｂ）は結像光学系の射出瞳距離が撮像素子の設定瞳距離より短い場合のシェーディングを示す図である。また、図９（ｃ）は結像光学系の射出瞳距離が撮像素子の設定瞳距離より長い場合のシェーディングを示す図である。
【００７４】
図９においては、撮像素子１０７の周辺像高における第１の瞳部分領域５０１、第２の瞳部分領域５０２、および結像光学系の射出瞳４００の関係が示されている。図９（ａ）の場合には、第１の瞳部分領域５０１と第２の瞳部分領域５０２とによって、結像光学系の射出瞳４００は概ね均等に瞳分割される。
【００７５】
一方、図９（ｂ）の場合には、撮像素子１０７の周辺像高においては、結像光学系の射出瞳４００と撮像素子１０７の入射瞳との瞳ずれが生じて、結像光学系の射出瞳４００が不均一に瞳分割されてしまう。同様に、図９（ｃ）の場合には、撮像素子の周辺像高においては、結像光学系の射出瞳４００と撮像素子１０７の入射瞳との瞳ずれが生じて、結像光学系の射出瞳４００が不均一に瞳分割されてしまう。
【００７６】
周辺像高において瞳分割が不均一となるにつれて、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号の強度も不均一となって、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号のいずれか一方の強度が大きくなる。これによって、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号の他方の強度が小さくなる所謂シェーディングが生じる。
【００７７】
再び図７を参照して、ステップＳ１３０の処理では、画像処理回路１２５は焦点検出領域の像高、結像光学系のＦ値、および射出瞳距離に応じて、第１の焦点検出信号に係る第１のシェーディング補正係数と第２の焦点検出信号に係る第２のシェーディング補正係数を生成する。そして、画像処理回路１２５は第１のシェーディング補正係数を第１の焦点検出信号に乗算し、第２のシェーディング補正係数を第２の焦点検出信号に乗算して、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号についてシェーディング補正処理を行う。
【００７８】
撮像面位相差方式による焦点検出においては、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との相関量（一致度）に応じて、第１の検出デフォーカス量の検出が行われる。瞳ずれに起因かるシェーディングが生じると、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との相関量が低下する場合がある。従って、撮像面位相差方式による焦点検出においては、第１の焦点検出信号と第２の焦点検出信号との相関量を改善して焦点検出性能を良好とするため、シェーディング補正処理を行うことが望ましい。
【００７９】
次に、画像処理回路１２５は第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号の各々に対してフィルタ処理を行う（ステップＳ１４０）。
【００８０】
図１０は、図１に示す画像処理回路１２５で行われるフィルタ処理を説明するための図である。
【００８１】
図１０において、実線はフィルタ処理における通過帯域の一例を示しており、ここでは、撮像面位相差方式による焦点検出によってデフォーカス状態が大きい（大デフォーカス状態）場合の焦点検出を行う関係上、通過帯域は低周波帯域を含む。なお、大デフォーカス状態から小デフォーカス状態まで焦点調節を行う際には、デフォーカス状態に応じて焦点検出の際の通過帯域を１点鎖線で示すように、高周波帯域側に調整するようにしてもよい。
【００８２】
次に、ＣＰＵ１２１はフィルタ処理後の第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号を相対的に瞳分割方向にシフトさせるシフト処理を行って、一致度を表す相関量（つまり、評価値）を算出する（ステップＳ１５０）。
【００８３】
フィルタ処理後のｋ番目（ｋは１以上の整数）の第１焦点検出信号をＡ（ｋ）とし、第２焦点検出信号をＢ（ｋ）、焦点検出領域に対応する番号ｋの範囲をＷとする。そして、第１のシフト処理によるシフト量をｓ１、シフト量ｓ１のシフト範囲をΓ１とすると、相関量（評価値）ＣＯＲは、次の式（１）によって求められる。
【００８４】
【数１】
2015169708.tif 000003
シフト量ｓ１による第１のシフト処理によって、ＣＰＵ１２１は、ｋ番目の第１の焦点検出信号Ａ（ｋ）と（ｋ−ｓ１）番目の第２の焦点検出信号Ｂ（ｋ−ｓ１）とを対応させて減算して、シフト減算信号を生成する。そして、ＣＰＵ１２１は、シフト減算信号の絶対値を求めて、焦点検出領域に対応する範囲Ｗ内において番号ｋの和を求め相関量（評価値）ＣＯＲ（ｓ１）を算出する。
【００８５】
なお、各行毎に算出された相関量（評価値）を、各シフト量毎に複数行に渡って加算するようにしてもよい。前述のように、ステップＳ１５０におけるシフト処理のシフト量ｓ１は、ステップＳ１００で設定されたシフト領域幅が適用される。
【００８６】
次に、ＣＰＵ１２１は相関量（評価値）を用いて、サブピクセル演算によって相関量が最小値となる実数値のシフト量を求めて像ずれ量ｐ１とする。そして、ＣＰＵ１２１は像ずれ量ｐ１に、焦点検出領域の像高、結像光学系のＦ値、および射出瞳距離に応じた変換係数Ｋ１を乗算して、デフォーカス量（Ｄｅｆ）を求める（ステップＳ１６０）。その後、ＣＰＵ１２１は焦点検出処理を終了する。
【００８７】
このように、本発明の第１の実施形態では、撮像範囲において測距領域の設定される領域に応じて、相関演算領域幅を変更するようにしたので、撮像範囲に設定される測距領域の設定可能範囲が制限されることなく、精度よく焦点調節制御を行うことができる。つまり、恰も撮像範囲を広くして測距を行うことができる。
【００８８】
ここで、図２に示す画素２００Ｇがｘ方向およびｙ方向に２分割された画素（つまり、２×２分割された画素）である場合について説明する。２×２分割された画素の場合には、ｘ方向のみならず、ｙ方向に関しても相関演算を行うことができる。
【００８９】
図１１は、図１に示す相関演算領域制御部によって設定される相関演算領域の他の例を説明するための図である。そして、図１１（ａ）は相関演算領域を第１の幅であるデフォルト幅設定とした際の相関演算領域の一例を示す図であり、図１１（ｂ）は相関演算領域を第２の幅である制限幅とした際の相関演算領域の一例を示す図である。
【００９０】
図１１（ａ）に示す例では、撮像範囲９００においてその中央部に測距領域（Ａ１）９０１が設定されるとともに、測距領域（Ａ１）９０１に隣接してｘ方向シフト領域（Ｂ１）９０２およびｙ方向シフト領域（Ｃ１）１１０１が設定される。ここでは、相関演算領域制御部１２１２は、ｘ方向シフト領域（Ｂ１）９０２と測距領域（Ａ１）９０１とからなるｘ方向相関演算領域の幅を制御する。さらに、相関演算領域制御部１２１２は、独立してｙ方向シフト領域（Ｃ１）１１０１と測距領域（Ａ１）９０１とからなるｙ方向相関演算領域の幅を制御する。
【００９１】
なお、一点鎖線で示す領域９０３は、測距領域（Ａ１）９０１がｘ方向シフト領域（Ｂ１）９０２およびｙ方向シフト領域（Ｃ１）１１０１の幅を維持可能な範囲である。
【００９２】
図１１（ｂ）に示す例では、測距領域（Ａ１）９０１が一点鎖線で示す領域９０３の外側で設定されており、この場合には、ｘ方向シフト領域（Ｂ１）９０２およびｙ方向シフト領域（Ｃ１）１１０１の幅を維持することができない。そこで、相関演算領域制御部１２１２は、測距領域（Ａ１）９０１に隣接してｘ方向シフト領域（Ｂ２）１１０２およびｙ方向シフト領域（Ｃ２）１１０３を設定して、ｘ方向およびｙ方向について独立に相関演算領域幅の設定を行う。
【００９３】
なお、図１１（ｂ）においては、測距領域（Ａ１）９０１の大きさを維持した状態で、ｘ方向シフト領域（Ｂ１）９０１およびｙ方向のシフト領域（Ｃ１）１１０１をそれぞれｘ方向シフト領域（Ｂ２）１１０２およびｙ方向のシフト領域（Ｃ２）１１０３に変更しているが、測距領域（Ａ１）のｘ方向およびｙ方向の幅を変更して相関演算領域を変更するようにしてもよい。
【００９４】
さらに、ここでは、ｘ方向およびｙ方向における相関演算に関して相関演算領域を変更しているが、ｘ方向およびｙ方向について４５度回転した２軸方向について同様の処理を行うようにしてもよい。
【００９５】
このようにして、相関演算領域制御を行うようにすれば、同様にして、撮像範囲に設定される測距領域の設定可能範囲が制限されることなく、精度よく焦点調節制御を行うことができる。つまり、恰も撮像範囲を広くして測距を行うことができる。
【００９６】
［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態によるカメラの一例について説明する。なお、第２の実施形態におけるカメラの構成および撮像素子の構成については、第１の実施形態と同様である。
【００９７】
第２の実施形態によるカメラは、撮影モードとして被写体追尾モードを有している。ここで、被写体追尾モードとは、撮像素子で得られた画像から人間の顔又は移動被写体など追尾対象となる被写体を認識して、撮像素子平面上で被写体が存在する位置を基準として、測距領域を設定するモードである。
【００９８】
図１２は、本発明の第２の実施形態によるカメラで行われる焦点検出処理を説明するためのフローチャートである。
【００９９】
なお、図示のフローチャートに係る処理は、画像処理回路１２５およびＣＰＵ１２１によって行われる。また、図１２において、図７に示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１００】
図示のフローチャートに係る処理は、例えば、撮影者によるレリーズボタンの半押し（ＳＷ１）による焦点調節動作開始指示があると開始される。焦点検出処理を開始すると、ＣＰＵ１２１は、操作スイッチ１３２の操作によって被写体追尾モードが設定されているか否かを判定する（ステップＳ２００）。被写体追尾モードが設定されていると（ステップＳ２００において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は画像において追尾対象である被写体の位置を特定して、追尾対象である被写体のサイズを取得する（ステップＳ２０１）。
【０１０１】
次に、ＣＰＵ１２１は、ステップＳ２０１の処理で特定した追尾対象である被写体の中央に測距領域の中心を設定する（ステップＳ２０２）。そして、ＣＰＵ１２１において、相関演算領域制御部１２１２は相関演算領域の幅を第１の幅であるデフォルト幅に設定可能であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
【０１０２】
図１３および図１４は、本発明の第２の実施形態によるカメラにおいて被写体追尾モードが設定された際の相関演算領域の設定を説明するための図である。そして、図１３（ａ）は相関演算領域設定の第１の例を示す図であり、図１３（ｂ）は相関演算領域設定の第２の例を示す図である。また、図１４（ａ）は相関演算領域設定の第３の例を示す図であり、図１４（ｂ）は相関演算領域設定の第４の例を示す図である。
【０１０３】
いま、追尾対象である被写体（ここでは人の顔）１３０１が、図１３（ａ）に太線で示す枠１３０２の位置であって、かつサイズであると、相関演算領域制御部１２１２は相関演算領域の幅をデフォルト幅に設定可能であるとする。一方、追尾対象である被写体１３０１が、図１３（ｂ）に太線で示す枠１３０２の位置であって、かつサイズであると、相関演算領域制御部１２１２は相関演算領域の幅をデフォルト幅とすることができないとする。
【０１０４】
相関演算領域の幅をデフォルト幅に設定することができないと（ステップＳ２０３において、ＮＯ）、相関演算領域制御部１２１２は、ステップＳ２０１の処理で得た被写体１３０１のサイズ（ここでは、顔のサイズ）が所定のサイズＫ（閾値）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０４）。
【０１０５】
なお、図１３（ｂ）に示す例では、追尾対象である被写体１３０１のサイズは所定サイズＫ以下である。一方、追尾対象である被写体１３０１が、図１４（ａ）に太線で示す枠１３０２の位置であって、かつサイズである場合には、追尾対象である被写体１３０１のサイズは所定サイズＫよりも大きい。
【０１０６】
被写体１３０１のサイズがサイズＫ以下（閾値以下）であると（ステップＳ２０４において、ＮＯ）、相関演算領域制御部１２１２は、相関演算領域の幅をデフォルト幅で設定できないとして、図１３（ｂ）に示すように、測距領域（Ａ１）９０１およびシフト領域（Ｂ２）１１０２を相関演算領域として設定する（つまり、第２の幅に設定する：ステップＳ２０５）。なお、ステップＳ２０５の処理では、図１４（ｂ）に示すように、相関演算領域制御部１２１２は、測距領域（Ａ２）９０５およびシフト領域（Ｂ１）９０２を相関演算領域として設定するようにしてもよい。
【０１０７】
被写体１３０１のサイズがサイズＫよりも大きいと（ステップＳ２０４において、ＹＥＳ）、相関演算領域制御部１２１２は、デフォルト幅の設定においても追尾対象である被写体１３０１が測距領域に存在するとして相関演算領域を狭くすることなく、相関演算領域の幅を第１の幅であるデフォルト幅に設定する（ステップＳ２０６）。なお、相関演算領域の幅をデフォルト幅に設定することができると（ステップＳ２０３において、ＹＥＳ）、相関演算領域制御部１２１２は、ステップＳ２０６の処理に進む。
【０１０８】
ステップＳ２０６の処理では、相関演算領域の幅をデフォルト幅に設定して相関演算を行うことがきるので、図１３（ａ）又は図１４（ａ）に示すように、測距領域（Ａ１）９０１およびシフト領域（Ｂ１）９０２が相関演算領域として設定されることになる。
【０１０９】
被写体追尾モードが設定されていないと（ステップＳ２００において、ＮＯ）、ＣＰＵ１２１は、画像において撮影者が指示した位置を中心とする測距領域を設定する（ステップＳ２１４）。この測距領域の設定は、例えば、図８（ａ）で説明した設定であって、撮影者は一点鎖線で示す領域９０３を超えない範囲で測距領域の位置を指定することができる。
【０１１０】
続いて、ＣＰＵ１２１に備えられた相関演算領域制御部１２１２は、ステップＳ２０６で説明したようにして測距領域（Ａ１）９０１およびシフト領域（Ｂ１）９０２を相関演算領域として設定する（ステップＳ２１５）。
【０１１１】
ステップＳ２０５、Ｓ２０６、又はＳ２１５の処理に続いて、図７で説明したステップＳ１１０〜Ｓ１６０の処理が行われる。そして、ＣＰＵ１２１は撮影指示であるレリーズボタンの全押し（ＳＷ２オン）があったか否かを判定する（ステップＳ２１３）。ＳＷ２がオフであると（ステップＳ２１３において、ＮＯ）、ＣＰＵ１２１はステップＳ２００の処理に戻って、新たに取得したフレームにおいて焦点検出処理が開始する。一方、ＳＷ２がオンであると（ステップＳ２１３において、ＹＥＳ）、ＣＰＵ１２１は焦点検出処理を終了して、撮影動作に移行する。
【０１１２】
このように、本発明の第２の実施形態では、被写体追尾モードが設定されている際、相関演算領域の幅を追尾対象である被写体のサイズおよび位置に応じて変化させる。これによって、被写体を追尾する際においても、撮像範囲に設定される測距領域の設定可能範囲が制限されることなく、精度よく焦点調節制御を行うことができる。つまり、恰も撮像範囲を広くして測距を行うことができる。
【０１１３】
特に、被写体追尾モードにおいては、追尾対象である被写体が合焦近傍に存在することが多く、デフォーカス量が極端に大きく変化することがないことを考慮すると、シフト処理におけるビットシフト量が大きくなくてもデフォーカス量を求めることができる。このため、相関演算領域制御が被写体の追尾に悪影響を及ぼすことが回避することができる。
【０１１４】
上述の説明から明らかなように、図１に示す例においては、ＣＰＵ１２１および画像処理回路１２５が領域設定手段、焦点検出手段、および制御手段として機能する。
【０１１５】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【０１１６】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【０１１７】
上記の制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも領域設定ステップ、焦点検出ステップ、および制御ステップを有している。
【０１１８】
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。つまり、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の記録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など）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【０１１９】
１０７  撮像素子
１２１  ＣＰＵ
１２４  撮像素子駆動回路
１２５  画像処理回路
１２６  フォーカス駆動回路
１２７  絞りシャッタ駆動回路
１２８  ズーム駆動回路
１３２  操作スイッチ
１２１１  焦点検出信号生成部
１２１２  相関演算領域制御部
【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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【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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