(57)【要約】【課題】  ＡＦ時間短縮とＡＦ精度の両立が可能な撮像装置およびその制御方法を提供する。【解決手段】  １つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、第１の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成し、第２の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成し、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する。【選択図】  図７
2015108672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段と、
撮像画面内に、第１の焦点検出領域と、前記第１の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域を設定する設定手段と、
前記第１、第２の焦点検出領域における前記光電変換素子からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出手段と
前記検出手段により検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得手段とを備え、
前記検出手段は、前記第１の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成し、前記第２の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成して、各々の前記一対の像信号の像ズレ量を検出することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記一対の像信号の像ズレ量の信頼度を更に検出し、
前記取得手段は、前記像ズレ量の信頼度に基づいて、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記像ズレ量の信頼度は、前記光電変換素子からの出力信号に基づいて求められた被写体のコントラストに応じて検出されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記像ズレ量の信頼度は、一対の像信号の像の一致度に応じて検出されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記取得手段は、前記第１の焦点検出領域における前記像ズレ量の信頼度が所定の閾値よりも高く、かつ、前記第２の焦点検出領域における前記像ズレ量の信頼度が所定の閾値よりも高い場合に、前記第１の焦点検出領域における前記像ズレ量と前記第２の焦点検出領域における前記像ズレ量との差分を求め、当該差分に基づいて、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記差分に基づいて、前記第１の焦点検出領域における前記像ズレ量と前記第２の焦点検出領域における前記像ズレ量とに所定の比率で重み付けをして、焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得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】
前記取得手段は、前記差分が所定の閾値未満である場合、前記差分が第１の差分である場合と前記差分が前記第１の差分よりも大きい第２の差分である場合とでは、前記第２の差分である場合の方が、前記第１の焦点検出領域における前記像ズレ量の重み付け比率を大きくすることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像手段は撮像素子であって、前記第１、２の焦点検出領域に対して、各々間引き率又は加算率が異なる信号を読み出し、
前記検出手段は、複数の異なる間引き率又は加算率の信号に対して、第１の解像度の第１の像信号及び、前記第２の解像度の第２の像信号を生成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の焦点検出領域の中心と、前記第２の焦点検出領域の中心とが同じであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像手段から出力された信号を用いて画像を表示デバイスへ表示するように制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像手段から出力された信号を用いて画像を記録部へ記録するように制御する制御手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１２】
撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の信号を出力することが可能な複数の画素から成る撮像手段と、
撮像画面内に、第１の焦点検出領域と、前記第１の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域を設定する設定手段と、
前記第１、第２の焦点検出領域における前記画素からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出手段と
前記検出手段により検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得手段とを備え、
前記検出手段は、前記第１の焦点検出領域に含まれる画素から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成し、前記第２の焦点検出領域に含まれる画素から出力される一対の信号から、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成することを特徴とする撮像装置。
【請求項１３】
１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
撮像画面内に、第１の焦点検出領域と、前記第１の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記第１、第２の焦点検出領域における前記光電変換素子からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出ステップと
前記検出ステップにより検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得ステップとを有し、
前記検出ステップでは、前記第１の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成し、前記第２の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成することを特徴とする制御方法。
【請求項１４】
撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の信号を出力することが可能な複数の画素から成る撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、
撮像画面内に、第１の焦点検出領域と、前記第１の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域を設定する設定ステップと、
前記第１、第２の焦点検出領域における前記画素からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出ステップと
前記検出ステップにより検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得ステップとを有し、
前記検出ステップでは、前記第１の焦点検出領域に含まれる画素から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成し、前記第２の焦点検出領域に含まれる画素から出力される一対の信号から、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成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】
本発明は撮像装置及びその制御方法に関するものであって、特に、撮像素子上に位相差焦点検出可能な画素構造を設け、当該位相差焦点検出結果を用いて、オートフォーカス（以下、ＡＦ）制御を実施する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像用イメージセンサーの画素の一部または全部を、複数のフォトダイオードに分割して蓄積電荷を読み出せるように構成された撮像装置がある。例えば分割を水平方向に２分割した場合には２分割した左側画素のみで生成した画像（以下、Ａ像）と右側画素のみで生成した画像（以下、Ｂ像）を独立して読み出すようにする。そして、Ａ像とＢ像が形成する、被写体への距離に応じた像ズレ量を、ＡＦの対象とする画像領域において検出することにより、被写体までの距離情報を算出する技術が開示されている。以下、撮像面位相差ＡＦと表記する。
【０００３】
撮像面位相差ＡＦでは、Ａ像とＢ像が形成する、被写体への距離に応じた像ズレ量を検出する。その方法としては、Ａ像とＢ像を所定のずらし量、通常は１画素毎にずらしながら、Ａ・Ｂ像データの相関が最も高くなるズレ量を探索し、それを像ズレ量とする方法がとられる。ここで、相関が最も高いというのは、Ａ・Ｂ像データ間のいわゆる相関係数そのものが最も高いという定義でも良いし、Ａ・Ｂ像データの差分絶対値の和、あるいは差分の二乗和等が最小となる定義でも良い。
【０００４】
いずれにしても、Ａ・Ｂ像データ各々に有意なコントラストが得られることが肝要であり、有意なコントラストが得られないと、像ズレ量の精度が落ちてしまうことも知られている。
【０００５】
しかしながら、有意なコントラストが得られないような撮影状況は、容易に生じうる。例えば、被写体までの距離に対して、フォーカスレンズ位置が大きくずれており、被写体全体が大きくボケてしまう（以下、大デフォーカス状態）状況である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２５７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
こうした、大デフォーカス状態においても、Ａ・Ｂ像データ間の相関を得る方法が、特許文献１に開示されている。これによると、ＡＦの対象とする画像領域を広げて、Ａ・Ｂ像データ量を増やすことにより、Ａ・Ｂ像データ各々のコントラストが多少低くとも、得られる相関の精度を向上させる。
【０００８】
但し、上記従来の技術では、ＡＦ時間が延びてしまう課題があった。即ち、単純にＡ・Ｂ像データ量を増やすだけでは、相関係数を演算する、あるいは差分絶対値和等を演算するための時間がかかることになり、ＡＦの時間が延びてしまう。
【０００９】
また、２段階の相関係数を演算する、あるいは差分絶対値和等を演算するため、余計にＡＦ時間が延びてしまう。
【００１０】
このように、特許文献１により開示される技術のみでは、ＡＦ時間短縮とＡＦ精度の両立が困難である。さらに、動画撮影時においては、大デフォーカス状態となるたびに、上記２段階のＡＦを繰り返すと、ＡＦ動作の品位が悪化する。
【００１１】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＡＦ時間短縮とＡＦ精度を両立させ、被写体に安定してピント合わせを行うことのできる撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
このような課題を解決するために、本発明の技術的特徴として、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、撮像画面内に、第１の焦点検出領域と、前記第１の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域を設定する設定ステップと、前記第１、第２の焦点検出領域における前記光電変換素子からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得ステップとを有し、前記検出ステップでは、前記第１の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成し、前記第２の焦点検出領域に含まれる光電変換素子から出力される一対の信号から、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成することを特徴とする。
【００１３】
また、別の技術的特徴として、撮像光学系の異なる瞳領域を通過した光束を光電変換して、一対の信号を出力することが可能な複数の画素から成る撮像手段を備える撮像装置の制御方法であって、撮像画面内に、第１の焦点検出領域と、前記第１の焦点検出領域よりも広い第２の焦点検出領域を設定する設定ステップと、前記第１、第２の焦点検出領域における前記画素からの出力信号に基づいて、前記焦点検出領域ごとに、位相差方式の焦点検出処理を行うための一対の像信号を生成し、当該一対の像信号の像ズレ量を検出する検出ステップと、前記検出ステップにより検出された前記焦点検出領域ごとの像ズレ量から焦点調節を行う際に用いる像ズレ量を取得する取得ステップとを有し、前記検出ステップでは、前記第１の焦点検出領域に含まれる画素から出力される一対の信号から、第１の解像度の第１の像信号を生成すると共に、前記第２の焦点検出領域に含まれる画素から出力される一対の信号から、前記第１の解像度よりも低い第２の解像度の第２の像信号を生成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記、本発明の第１の特徴によれば、ＡＦ時間短縮とＡＦ精度を両立させ、被写体に安定してピント合わせを行うことのできる撮像装置、及びその制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【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したブロック図である。
【図２】図１のイメージセンサー１０２の１画素構成の説明図である。
【図３】図１のイメージセンサー１０２の１画素に対する回路構成の説明図である。
【図４】（ａ）図１のトリミング処理回路１０７のトリミング画素範囲である。（ｂ）図１の間引き処理回路１０９の画素間引き範囲である。（ｃ）図１のトリミング処理回路１０７のトリミング画素範囲の他の例である。（ｄ）図１の間引き処理回路１０９の画素間引き範囲の他の例である。
【図５】図１のデフォーカス量算出回路１１２の動作フローチャートである。
【図６】デフォーカスに応じたＡＦの対象画像領域である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示したブロック図である。
【図８】図７のイメージセンサー１０２の１画素に対する回路構成７０２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１乃至図５を参照して、第１の実施形態について説明する。
【００１８】
＜第１の実施形態における撮像装置の構成＞
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したブロック図である。図１において、１０１はフォーカスレンズを含む撮像光学系である。１０２はイメージセンサー（撮像素子ともいう）である。１０３はＡ・Ｂ像加算回路である。１０４はカメラ信号処理回路である。１０５は液晶パネルなどの表示デバイスである。１０６は記録部である。１０７はトリミング処理回路である。１０８は詳細領域焦点検出処理回路である。１０９は間引き処理回路である。１１０は広域焦点検出処理回路である。１１１は像ズレ量比較回路である。１１２はデフォーカス量算出回路である。１１３はフォーカスレンズ駆動回路である。１１４は閾値設定回路である。また、図１において、Ｓ１０１はセンサーＡ像信号、Ｓ１０２はセンサーＢ像信号である。Ｓ１０３は撮像信号である。Ｓ１０４は表示・記録画像信号である。Ｓ１０５は詳細領域Ａ像信号、Ｓ１０６は詳細領域Ｂ像信号である。Ｓ１０７は間引きＡ像信号、Ｓ１０８は間引きＢ像信号である。Ｓ１０９は詳細領域焦点検出信頼度フラグ、Ｓ１１０は広域焦点検出信頼度フラグである。Ｓ１１１は詳細領域像ズレ量、Ｓ１１２は広域像ズレ量である。Ｓ１１３は詳細・広域像ズレ量比較結果である。Ｓ１１４はデフォーカス量データである。Ｓ１１５はレンズ駆動信号である。Ｓ１１６は詳細領域焦点検出信頼度判定閾値である。Ｓ１１７は広域焦点検出信頼度判定閾値である。Ｓ１１８は像ズレ量比較閾値である。本実施形態では、トリミング処理回路１０７と間引き処理回路１０９を合わせて、撮像画面内に焦点検出領域を設定する設定部１１５とする。
【００１９】
＜イメージセンサーの１画素構成＞
図２は図１のイメージセンサー１０２の１画素構成の説明図である。図２において、２０１は左右分割された画素の左側部分（副画素）、２０２は左右分割された画素の右側部分（副画素）、２０３はマイクロレンズである。
【００２０】
＜イメージセンサーの１画素に対する回路構成＞
図３は図１のイメージセンサー１０２の１画素に対する回路構成の説明図である。図３において、３０１は図２の左右分割された左側部分２０１を示す回路である。３０２は図２の左右分割された右側部分２０２を示す回路である。３０１１はフォトダイオード（以下ＰＤ）である。３０１２はフローティング・ディフュージョン（以下ＦＤ）である。３０１３は読み出しトランジスタである。３０１４はリセットトランジスタである。３０１５はソースフォロワアンプである。３０１６は行選択トランジスタである。なお、フォトダイオード３０１１は、光電変換素子ともいう。また、本実施形態では、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換素子を有し、当該マイクロレンズが二次元状に配列されている。
【００２１】
３０１１〜３０１６の各構成要素は、図２の左右分割された左側部分２０１の回路３０１の構成であり、同様に３０２１〜３０２６における同一末尾番号により、図２の左右分割された右側部分２０２を示す回路３０２の構成要素としている。
【００２２】
３０３は左側画像（センサーＡ像）カラムＡＤＣ、３０４は右側画像（センサーＢ像）カラムＡＤＣ、３０５はセンサーＡ像の水平駆動回路、３０６はセンサーＢ像の水平駆動回路である。
【００２３】
また、Ｓ３０１１は電源、Ｓ３０１２はリセット制御信号、Ｓ３０１３は読み出し制御信号、Ｓ３０１４は行選択信号であり、回路３０１の内部信号である。同様に、Ｓ３０２１〜Ｓ３０２４における同一末尾番号により、回路３０２の内部信号としている。
【００２４】
Ｓ３０３はセンサーＡ像の垂直信号線、Ｓ３０４はセンサーＢ像の垂直信号線、Ｓ３０５はセンサーＡ像信号、Ｓ３０６はセンサーＢ像信号である。
【００２５】
被写体像は、フォーカスレンズ１０１を含む撮像光学系を通じて、イメージセンサー１０２に投影され、光電変換される。
【００２６】
イメージセンサー１０２は図２に示すように、各画素が左右分割された画素の左側部分２０１と左右分割された画素の右側部分２０２を、マイクロレンズ２０３で共用した構造のセンサーである。そのため、左右分割された画素の左側部分２０１と左右分割された画素の右側部分２０２により、異なる範囲の射出瞳の通過光束で形成された一対の被写体像が投影された状態となる。
【００２７】
イメージセンサー１０２は図３に示すように、左右分割された画素の左側部分２０１と左右分割された画素の右側部分２０２が、各々、左右分割された左側部分を示す回路３０１と左右分割された右側部分を示す回路３０２で構成されている。異なる範囲の射出瞳の通過光束で形成された一対の被写体像が、独立して光電変換され、センサーＡ像信号Ｓ３０５とセンサーＢ像信号Ｓ３０６として出力される動作となる。
【００２８】
イメージセンサーの動作の概略は以下の通りである。即ち、ＰＤ３０１１とＦＤ３０１２は、リセット制御信号Ｓ３０１２により、リセットトランジスタ３０１４を通じて得られる電源Ｓ３０１１の電源レベルにリセットされる。その後、ＰＤ３０１１で得られる入射光量に応じた電荷をＦＤ３０１２に転送する。転送は、読み出し制御信号Ｓ３０１３により制御され、ソースフォロワアンプ３０１５で電圧変換される。そして、行選択信号Ｓ３０１４により、行選択トランジスタ３０１６を通じて、センサーＡ像の垂直信号線Ｓ３０３をさらに通じて、センサーＡ像のカラムＡＤＣ３０３に送られ、ここでディジタルＡ像データとなる。同様に、センサーＢ像のカラムＡＤＣ３０４により、ディジタルＢ像データが生成される。この動作は、行選択信号Ｓ３０１４、Ｓ３０２４により、水平１ライン単位で制御される。また、左右分割された左側部分および右側部分の画素信号が、センサーＡ像の水平駆動回路３０５とセンサーＢ像の水平駆動回路３０６にて、順次センサーＡ像信号Ｓ３０５とセンサーＢ像信号Ｓ３０６として生成される。
【００２９】
なお、リセット制御信号Ｓ３０１２、読み出し制御信号Ｓ３０１３、行選択信号Ｓ３０１４を、いわゆるローリング駆動に従い制御する。これにより、水平１ライン単位の制御を、垂直ライン分順次駆動することにより、２次元のイメージセンサーの全Ａ像、Ｂ像が生成、出力される。
【００３０】
以上は、従来開示のＣＭＯＳイメージセンサーの動作制御でもあるので、これ以上の詳細説明は割愛する。
【００３１】
センサーＡ像信号Ｓ３０５とセンサーＢ像信号Ｓ３０６は、各々、図１のセンサーＡ像信号Ｓ１０１とセンサーＢ像信号Ｓ１０２となる。センサーＡ像信号Ｓ１０１とセンサーＢ像信号Ｓ１０２は、まずＡ・Ｂ像加算回路１０３において加算処理される。これにより、表示・記録のための撮像信号Ｓ１０３として形成される。そして、カメラ信号処理回路１０４において、輝度、色信号処理され、表示・記録画像信号Ｓ１０４が生成され、液晶パネル１０５などの表示デバイスにより、外部表示され、記録部１０６により種々の記録メディアに記録される。
【００３２】
一方で、センサーＡ像信号Ｓ１０１とセンサーＢ像信号Ｓ１０２は、トリミング処理回路１０７と間引き処理回路１０９にも送られる。
【００３３】
図４（ａ）は、トリミング処理回路１０７のトリミング画素範囲、図４（ｂ）は、間引き処理回路１０９の画素間引き範囲を示すものである。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）において、４０１はセンサーＡ像またはセンサーＢ像の有効画素領域、４０２はトリミング処理回路１０７のトリミング画素範囲、４０３は間引き処理回路１０９の画素間引き範囲である。
【００３５】
センサーＡ像またはセンサーＢ像の有効画素領域４０１は、水平方向に４０９６画素、垂直方向に２１６０画素を有する領域である。トリミング処理回路１０７のトリミング画素範囲は、センサーＡ像またはセンサーＢ像の有効画素領域４０１の中央部の、水平方向に２５６画素、垂直方向に１３５画素の領域を、間引き無しでトリミングする。そして、詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５、および、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６として出力する。詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５、および、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６は、有効画素領域に対する中央重点の焦点検出領域を含むものである。
【００３６】
また、間引き処理回路１０９の画素間引き範囲は、水平方向に３０７２画素、垂直方向に１６２０画素の領域を、水平・垂直共に１／１２間引きで間引いて、間引きＡ像信号Ｓ１０７、および、間引きＢ像信号Ｓ１０８として出力する。なお、間引き処理回路１０９の画素間引き範囲はトリミング画素範囲を中央に含む。間引きＡ像信号Ｓ１０７、間引きＢ像信号Ｓ１０８ともに、１／１２間引きなので、画像サイズとしては、詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６と同じ、水平方向に２５６画素、垂直方向に１３５画素の信号となる。
【００３７】
なお、図４（ａ）、（ｂ）は、中央に重点（中心）を置いた焦点検出の例である。しかし、図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、トリミング処理回路１０７のトリミング画素範囲は、必ずしも有効画素領域の中央である必要は無い。また、間引き処理回路１０９の画素間引き範囲も、必ずしもトリミング画素範囲を上下左右に均等に含むものである必要はない。
【００３８】
詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５と詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６は、詳細領域焦点検出処理回路１０８に送られる。また、間引きＡ像信号Ｓ１０７と間引きＢ像信号Ｓ１０８は、広域焦点検出処理回路１１０に送られる。そして、各々、式１に示すように、所定範囲でＡ・Ｂ像をずらしながら、差分絶対値和を算出し、差分絶対値和が最小となるずらし量を、像ズレ量として演算する。
【００３９】
式１において、Ａ（ｘ）はＡ像信号のｘ番目画素、Ｂ（ｘ＋ｉ）はＢ像信号のｘ＋ｉ番目の画素を示す。
【００４０】
詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６、間引きＡ像信号Ｓ１０７、間引きＢ像信号Ｓ１０８はいずれも、水平方向に２５６画素分の信号であるので、ｘおよびｉは０〜１２７の範囲で変化させ、式１を計算する。
【００４１】
Ｃ（ｉ）は、０〜１２７のいずれかのｉに対して、ｘを０〜１２７の範囲で１ずつ変えて得られる、差分絶対値和である。従い、ｉをさらに０〜１２７で振って得られたＣ（ｉ）が最小となるｉから、求める像ズレ量を決定する。このようにして、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と、広域像ズレ量Ｓ１１２が生成される。
【００４２】
【数１】
2015108672.tif 000003
【００４３】
また、詳細領域焦点検出処理回路１０８と、広域焦点検出処理回路１１０に対しては、閾値設定回路１１４により、各々、詳細領域焦点検出信頼度判定閾値Ｓ１１６、および、広域焦点検出信頼度判定閾値Ｓ１１７が設定される。二つの信頼度判定閾値は、詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６、間引きＡ像信号Ｓ１０７、間引きＢ像信号Ｓ１０８の各々が、有意なコントラストを持った信号であるかを判定するために使用する。言い換えると、像ズレ量の信頼度は、光電変換素子からの出力信号に基づいて求められた被写体のコントラストに応じて検出される。
【００４４】
詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５のＰｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ値、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６のＰｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ値が共に詳細領域焦点検出信頼度判定閾値Ｓ１１６以上であれば、詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５、詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６のコントラストが高い。したがって、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１の信頼度が高いと判定し、詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９をアクティブとする。
【００４５】
同様に間引きＡ像信号Ｓ１０７のＰｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ値、間引きＢ像信号Ｓ１０８のＰｅａｋ−ｔｏ−Ｐｅａｋ値が共に広域焦点検出信頼度判定閾値Ｓ１１７以上であれば、間引きＡ像信号Ｓ１０７、間引きＢ像信号Ｓ１０８のコントラストが高い。したがって、広域像ズレ量Ｓ１１２の信頼度が高いと判定し、広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０をアクティブとする。
【００４６】
なお、上述の記載では被写体のコントラストを一例として取り上げたが、Ａ像信号とＢ像信号の一致度で信頼度を判定してもよい。この場合、詳細領域Ａ像信号Ｓ１０５と詳細領域Ｂ像信号Ｓ１０６の像の一致度が、詳細領域焦点検出信頼度判定閾値以上であれば、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１の信頼度が高いと判定し、詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９をアクティブとする。同様に、間引きＡ像信号Ｓ１０７と間引きＢ像信号Ｓ１０８の像の一致度が、広域焦点検出信頼度判定閾値以上であれば、広域像ズレ量Ｓ１１２の信頼度が高いと判定し、広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０をアクティブとする。
【００４７】
詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９と広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０のいずれもアクティブとなるような状況を考える。この場合、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と、広域像ズレ量Ｓ１１２は、さらに、像ズレ量比較回路１１１において、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差分が求められる。像ズレ量比較回路１１１には、さらに、閾値設定回路１１４から、像ズレ量比較閾値Ｓ１１８が入力され、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差分と比較され、詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３が出力される。
【００４８】
こうして得られた、詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９、広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１、広域像ズレ量Ｓ１１２、詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３は、デフォーカス量算出回路１１２に入力される。そして、図５の動作フローチャートに従い、デフォーカス量を算出し、デフォーカス量データＳ１１４として出力される。そして、フォーカスレンズ駆動回路１１３に入力され、フォーカスレンズ駆動回路１１３は、レンズ駆動信号Ｓ１１５を出力し、フォーカスレンズ１０１を含む撮像光学系のフォーカスレンズを移動させることにより、ＡＦ動作が実行される。
【００４９】
＜デフォーカス量算出回路の動作フローチャート＞
図５は、デフォーカス量算出回路１１２の動作フローチャートである。図５において、ｓｔｅｐ５０１のＡＦ動作が開始されると、まず、ｓｔｅｐ５０２の詳細領域像ズレ量Ｓ１１１の参照と、ｓｔｅｐ５０３の広域像ズレ量Ｓ１１２の参照が実行される。次に、ｓｔｅｐ５０４の詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９と広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０による第１の判定が実行される。
【００５０】
広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０のみがアクティブである場合には、大デフォーカス状態のため詳細領域像ズレ量Ｓ１１１が得られる状況にない。このため、ｓｔｅｐ５０８で広域像ズレ量Ｓ１１２を用いて、デフォーカス量データＳ１１４の算出が実行され、ｓｔｅｐ５１１のデフォーカス量データＳ１１４を用いたレンズ移動を実行してＡＦ動作終了となる。
【００５１】
広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０のみがアクティブでない場合には、ｓｔｅｐ５０５の詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９と広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０による第２の判定が実行される。
【００５２】
広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０も詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９も、両方アクティブである場合には、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１も広域像ズレ量Ｓ１１２も参照可能な状態である。この状態は、少なくとも大デフォーカス状態ではない。そこで次に、ｓｔｅｐ５０６の詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３による処理分岐を実行する。
【００５３】
詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３が、像ズレ量比較閾値Ｓ１１８以上である場合、には、ｓｔｅｐ５１０の詳細領域像ズレ量Ｓ１１１を用いて、デフォーカス量データＳ１１４を算出する。そして、ｓｔｅｐ５１１のデフォーカス量データＳ１１４を用いたレンズ移動を実行してＡＦ動作終了となる。ここで、詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３が、像ズレ量比較閾値Ｓ１１８以上である場合、とは即ち、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差が大きい場合である。
【００５４】
その理由は、本来ＡＦの対象としたい画像領域から得た像ズレ量は詳細領域像ズレ量Ｓ１１１であり、一方で、広域像ズレ量Ｓ１１２は本来ＡＦの対象としたい画像領域の領域外まで含み、かつ間引いたＡ・Ｂ像から求めているためである。よって像ズレ量の精度は低い。そのため、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２に差があるということは、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１は精度よく算出されており、広域像ズレ量Ｓ１１２は、上記想定される理由による精度低下が生じた状況であるからである。
【００５５】
一方で、詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３が、像ズレ量比較閾値Ｓ１１８未満、即ち、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差が小さい場合というのは、大デフォーカス状態ではないが、大デフォーカスに近い状況が考えられる。これは、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１の精度が像がボケているために落ちており、また、広域像ズレ量Ｓ１１２も粗い信号を見たために落ちている現象である。または、広域像ズレ量Ｓ１１２は本来ＡＦの対象としたい画像領域の領域外まで含むものなので、領域外の被写体の影響により上記想定される理由による広域像ズレ量Ｓ１１２の精度低下が見えなくなったかのいずれかである。
【００５６】
本実施形態では、詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３が、閾値未満の場合、領域外の被写体の影響はレアケースであるから、大デフォーカス状態ではないが大デフォーカスに近い状況であると定義する。この場合はｓｔｅｐ５０９の詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の所定の比率での重み付け平均結果を用いたデフォーカス量データＳ１１４を算出する。そして、ｓｔｅｐ５１１のデフォーカス量データＳ１１４を用いたレンズ移動を実行してＡＦ動作終了となる。
【００５７】
この重み付けは、詳細・広域像ズレ量比較結果Ｓ１１３が、像ズレ量比較閾値Ｓ１１８未満である範囲において、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差が大きいほどに、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１の参照度合いが大きくなるように設定する。逆に、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差が小さくなる程に、本来像ズレ量の精度が低い、広域像ズレ量Ｓ１１２の参照度合いが大きくなる。これにおいては、そもそも詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の差が小さいのだから、大勢に影響は無い。
【００５８】
このように重み付けを取り入れることで、特に動画撮影時においては、合焦近傍〜大デフォーカス状態の状態変化が頻発する場合であっても、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１と広域像ズレ量Ｓ１１２の参照状態が頻繁に切り替わる状況を防止することができる。
【００５９】
次に、ｓｔｅｐ５０５の詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９と広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０による第２の判定の結果、広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０も詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９も、両方アクティブではない場合を考える。この場合には、ｓｔｅｐ５０７の詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９と広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０による第３の判定が実行される。
【００６０】
詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９のみがアクティブである場合には、ｓｔｅｐ５１０の詳細領域像ズレ量Ｓ１１１を用いたデフォーカス量を算出が実行される。そして、ｓｔｅｐ５１１のデフォーカス量データＳ１１４を用いたレンズ移動を実行してＡＦ動作終了となる。
【００６１】
詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９のみがアクティブである場合というのは、被写体として細かい絵柄のみである。よって、広域像ズレ量Ｓ１１２の算出の基となる、間引きＡ像信号Ｓ１０７と間引きＢ像信号Ｓ１０８で見ると、コントラストはほとんどない状況である。
【００６２】
最後に、詳細領域焦点検出信頼度フラグＳ１０９も、広域焦点検出信頼度フラグＳ１１０も、いずれもアクティブでない場合は、そもそもＡＦ制御可能なレベルの被写体コントラストが得られない状況である。このため、ｓｔｅｐ５１２のレンズ移動なしでＡＦ動作終了となる。
【００６３】
動画撮影中のコンティニュアスなＡＦ制御であれば、上記説明した図５のフローチャートを所定のフレームレートで繰り返す。これにより、大デフォーカス状態であっても、合焦近傍〜大デフォーカス状態の中間状態であっても、また、合焦近傍〜大デフォーカス状態の状態変化が頻発しても、安定したＡＦ時間、ＡＦ品位で、ＡＦ制御することが可能である。
【００６４】
また、静止画撮影時のワンショットなＡＦ制御において、大デフォーカス状態からのＡＦ中に、上記説明した図５のフローチャートを再実行する。これにより、広域像ズレ量Ｓ１１２の参照状態から、詳細領域像ズレ量Ｓ１１１の参照状態へスムーズに移行することが可能となり、ユーザーから見た場合には、一回のＡＦ動作に見える効果が得られる。
【００６５】
（第２の実施形態）
図７乃至図８を参照して、第２の実施形態について説明する。
【００６６】
＜第２の実施形態における撮像装置の構成＞
図７は本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の構成を示したブロック図である。図７において、７０１はフォーカスレンズを含む撮像光学系である。７０２は積層型イメージセンサーである。７０３はＡ・Ｂ像加算回路である。７０４はカメラ信号処理回路である。７０５は液晶パネルなどの表示デバイスである。７０６は記録部である。７０８は詳細領域焦点検出処理回路である。７１０は広域焦点検出処理回路である。７１１は像ズレ量比較回路である。７１２はデフォーカス量算出回路である。７１３はフォーカスレンズ駆動回路である。７１４は閾値設定回路である。また、図７において、Ｓ７０１はセンサーＡ像信号、Ｓ７０２はセンサーＢ像信号である。Ｓ７０３は撮像信号である。Ｓ７０４は表示・記録画像信号である。Ｓ７０５は詳細領域Ａ像信号、Ｓ７０６は詳細領域Ｂ像信号である。Ｓ７０７は間引きＡ像信号、Ｓ７０８は間引きＢ像信号である。Ｓ７０９は詳細領域焦点検出信頼度フラグ、Ｓ７１０は広域焦点検出信頼度フラグである。Ｓ７１１は詳細領域像ズレ量、Ｓ７１２は広域像ズレ量である。Ｓ７１３は詳細・広域像ズレ量比較結果である。Ｓ７１４はデフォーカス量データである。Ｓ７１５はレンズ駆動信号である。Ｓ７１６は詳細領域焦点検出信頼度判定閾値である。Ｓ７１７は広域焦点検出信頼度判定閾値である。Ｓ７１８は像ズレ量比較閾値である。
【００６７】
図８は図７のイメージセンサー７０２の１画素に対する回路構成の説明図である。図８において、８０１は図２の左右分割された左側部分２０１を示す回路である。８０２は図２の左右分割された右側部分２０２を示す回路である。８０１１はＰＤである。８０１２はＦＤである。８０１３は読み出しトランジスタである。８０１４はリセットトランジスタである。８０１５はソースフォロワアンプである。８０１６は第１の行選択トランジスタである。８０１７は第２の行選択トランジスタである。８０１８は第３の行選択トランジスタである。
【００６８】
８０１１〜８０１８の各構成要素は、図２の左右分割された左側部分２０１を示す回路８０１の構成であり、同様に８０２１〜８０２８における同一末尾番号により、図２の左右分割された右側部分２０２を示す回路８０２の構成要素としている。
【００６９】
８０３はセンサーＡ像の第１のカラムＡＤＣである。８０４はセンサーＡ像の第２のカラムＡＤＣである。８０５はセンサーＡ像の第３のカラムＡＤＣである。８０６はセンサーＢ像の第１のカラムＡＤＣである。８０７はセンサーＢ像の第２のカラムＡＤＣである。８０８はセンサーＢ像の第３のカラムＡＤＣである。８０９はセンサーＡ像の第１の水平駆動回路、８１０はセンサーＡ像の第２の水平駆動回路、８１１はセンサーＡ像の第３の水平駆動回路である。８１２はセンサーＢ像の第１の水平駆動回路、８１３はセンサーＢ像の第２の水平駆動回路、８１４はセンサーＢ像の第３の水平駆動回路である。
【００７０】
また、Ｓ８０１１は電源である。Ｓ８０１２はリセット制御信号である。Ｓ８０１３は読み出し制御信号である。Ｓ８０１４は第１の行選択信号である。Ｓ８０１５は第２の行選択信号である。また、Ｓ８０１６は第３の行選択信号であり、図２の左右分割された左側部分２０１を示す回路８０１の内部信号である。同様に、Ｓ８０２１〜Ｓ８０２６における同一末尾番号により、図２の左右分割された右側部分２０２を示す回路８０２の内部信号としている。
【００７１】
Ｓ８０３はセンサーＡ像の第１の垂直信号線である。Ｓ８０４はセンサーＡ像の第２の垂直信号線である。Ｓ８０５はセンサーＡ像の第３の垂直信号線である。Ｓ８０６はセンサーＢ像の第１の垂直信号線である。Ｓ８０７はセンサーＢ像の第２の垂直信号線である。Ｓ８０８はセンサーＢ像の第３の垂直信号線である。Ｓ８０９は第１のセンサーＡ像信号である。Ｓ８１０は第２のセンサーＡ像信号である。Ｓ８１１は第３のセンサーＡ像信号である。Ｓ８１２は第１のセンサーＢ像信号である。Ｓ８１３は第２のセンサーＢ像信号である。Ｓ８１４は第３のセンサーＢ像信号である。
【００７２】
図７において、積層型イメージセンサー７０２以外の構成要素については、図１の本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の各構成要素と同一であるので、同一構成要素の動作説明については割愛する。
【００７３】
図７の本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の各構成要素で異なる構成要素は、前述の積層型イメージセンサー７０２および、その出力信号に関するところであるので、以下、その部分について説明する。
【００７４】
積層型イメージセンサー７０２は、近年、その製造技術が確立、実用化され始めたものであり、イメージセンサーパッケージ内に複数のシリコンチップを積層・構成し、複数のシリコンチップ間で信号接続したイメージセンサーである。そして、複数のシリコンチップ間での信号接続の数は、従来のイメージセンサーパッケージ外部への信号入出力の数に対して飛躍的に多いものとなっており、イメージセンサーの物理設計自由度を大きく向上させているものである。
【００７５】
積層型イメージセンサー７０２の内部構成例は、図８の通りである。ＰＤ８０１１、ＦＤ８０１２、リセット制御信号Ｓ８０１２、リセットトランジスタ８０１４、電源Ｓ８０１１、読み出し制御信号Ｓ８０１３の各働きについては、図３のイメージセンサー１０２の１画素に対する回路と同じである。また、読み出しトランジスタ８０１３、ソースフォロワアンプ８０１５の各働きについては、図３のイメージセンサー１０２の１画素に対する回路と同じである。
【００７６】
異なるのは、積層型イメージセンサーの物理設計自由度向上のため、第１の行選択トランジスタ８０１６、第２の行選択トランジスタ８０１７、第３の行選択トランジスタ８０１８がソースフォロワアンプ８０１５に共通に接続構成されている点である。そして、第１の行選択信号Ｓ８０１４、第２の行選択信号Ｓ８０１５、第３の行選択信号Ｓ８０１６が、各行選択トランジスタ（各々８０１６、８０１７、８０１８）を制御可能な構成となっている。
【００７７】
そして、センサーＡ像の第１の垂直信号線Ｓ８０３、センサーＡ像の第１のカラムＡＤＣ８０３、センサーＡ像の第１の水平駆動回路８０９を経て、第１のセンサーＡ像信号Ｓ８０９が出力される。
【００７８】
そして、センサーＡ像の第２の垂直信号線Ｓ８０４、センサーＡ像の第２のカラムＡＤＣ８０４、センサーＡ像の第２の水平駆動回路８１０を経て、第２のセンサーＡ像信号Ｓ８１０が出力される。
【００７９】
そして、センサーＡ像の第３の垂直信号線Ｓ８０５、センサーＡ像の第３のカラムＡＤＣ８０５、センサーＡ像の第３の水平駆動回路８１１を経て、第３のセンサーＡ像信号Ｓ８１１が出力されるものとなっている。
【００８０】
従い、各行選択信号（各々Ｓ８０１４、Ｓ８０１５、Ｓ８０１６）によって、ＰＤ８０１１  の光電荷量に応じて得られるソースフォロワアンプ８０１５の出力電圧が、独立した３系統のセンサーＡ像信号として出力されることとなる。
【００８１】
同様に、ＰＤ８０２１、ＦＤ８０２２、リセット制御信号Ｓ８０２２、リセットトランジスタ８０２４、電源Ｓ８０２１、読み出し制御信号Ｓ８０２３、読み出しトランジスタ８０２３、ソースフォロワアンプ８０２５の各構成要素が動作する。各行選択トランジスタ（各々８０２６、８０２７、８０２８の）と、各行選択信号（各々Ｓ８０２４、Ｓ８０２５、Ｓ８０２６）により、センサーＢ像の第１の垂直信号線Ｓ８０６に信号が出力される。そして、センサーＢ像の第１のカラムＡＤＣ８０６、センサーＢ像の第１の水平駆動回路８１２を経て、第１のセンサーＢ像信号Ｓ８１２が出力される。
【００８２】
そして、センサーＢ像の第２の垂直信号線Ｓ８０７、センサーＢ像の第２のカラムＡＤＣ８０７、センサーＢ像の第２の水平駆動回路８１３を経て、第２のセンサーＢ像信号Ｓ８１３が出力される。
【００８３】
そして、センサーＢ像の第３の垂直信号線Ｓ８０８、センサーＢ像の第３のカラムＡＤＣ８０８、センサーＢ像の第３の水平駆動回路８１４を経て、第３のセンサーＢ像信号Ｓ８１４が出力される。従い、各行選択信号（各々Ｓ８０２４、Ｓ８０２５、Ｓ８０２６）によりＰＤ８０２１の光電荷量に応じて得られるソースフォロワアンプ８０２５の出力電圧が、独立した３系統のセンサーＢ像信号として出力されることとなる。
【００８４】
独立した３系統のセンサーＡ像、Ｂ像信号は、各々の使用先でセンサー像信号を必要とするタイミングで読み出すことが可能である。
【００８５】
図７において、センサーＡ像信号Ｓ７０１は第１のセンサーＡ像信号Ｓ８０９である。詳細領域Ａ像信号Ｓ７０５は第２のセンサーＡ像信号Ｓ８１０である。間引きＡ像信号Ｓ７０７は第３のセンサーＡ像信号Ｓ８１１である。センサーＢ像信号Ｓ７０２は第１のセンサーＢ像信号Ｓ８１２である。詳細領域Ｂ像信号Ｓ７０６は第２のセンサーＢ像信号Ｓ８１３である。間引きＢ像信号Ｓ７０８は第３のセンサーＢ像信号Ｓ８１４である。そして図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示すような、トリミングあるいは画素間引きと同様のセンサーＡ・Ｂ像画像となるように、積層型イメージセンサー７０２の駆動制御を行う。これにより、上記本発明の第１の実施形態と同様の動作が行なえる。詳細領域焦点検出処理回路７０８、広域焦点検出処理回路７１０、像ズレ量比較回路７１１、デフォーカス量算出回路７１２、フォーカスレンズ駆動回路７１３、閾値設定回路７１４を用いて、図５の動作フローチャートにより、ＡＦ制御する。
【００８６】
上記本発明の第２の実施形態によれば、前述の第１実施形態で得られる効果に加えてさらに、イメージセンサーから撮影・記録用の画像を読み出す経路とは独立にＡＦ対象領域を読み出し、かつ、間引いた状態で読み出すことが可能となる。このため、さらにＡＦ時間の短縮が可能となる。
【００８７】
＜その他のイメージセンサーの瞳分割状況の例＞
ここで、図２の副画素２０１を図に示したようにｘ方向に規則的に配列し、これらの副画素群で取得した第１の像信号を像信号Ａ（結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した対の光束から得られる像信号の一方）とする。また、副画素２０２も図に示したようにｘ方向に規則的に配列し、これらの副画素群で取得した第２の像信号を像信号Ｂ（結像光学系の異なる射出瞳領域を通過した対の光束から得られる像信号の他方）とする。すると、像信号Ａと像信号Ｂの相対的な像ズレ量を算出できる。これに基づいて、フォーカスレンズの焦点ずれ量を調節する。これを位相差方式の焦点調節という。なお、ここではｘ方向に輝度分布を有した被写体に対応した構成について説明したが、同様の構成をｙ方向にも展開することでｙ方向に輝度分布を有した被写体にも対応した構成をとることが可能である。
【００８８】
また、上述の実施形態では瞳分割をするために１画素中に偏芯させた副画素が２つ１次元方向のみに分割された例を示したが、瞳分割方法に関しては、ｘ、ｙ方向の２次元方向に分割して副画素が形成されても良い。
【００８９】
また、本実施形態では瞳分割をするために１マイクロレンズあたり複数の副画素が配置された例を示したが、瞳分割方法に関しては１マイクロレンズあたり偏芯させた画素を１つ配置し、偏芯の異なる画素を用いて瞳分割し、焦点検出を行っても良い。
【００９０】
＜上述の実施形態のその他の例、上述の実施形態の効果等＞
なお、上述の実施形態では、図２のトリミング処理回路１０７では信号のトリミングを行い、間引き処理回路１０９により信号の間引きを行う構成とした。
【００９１】
しかしながら、トリミング処理回路１０７と間引き処理回路１０９に代えて、間引き率の異なる第１の間引き処理回路と第２の間引き処理回路とを設けても良い。また、トリミング処理回路１０７と間引き処理回路１０９に代えて、加算率の異なる第１の加算処理回路と第２の加算処理回路を設けても良い。この場合の得られる像信号の解像度は、トリミング処理回路１０７よりも間引き処理回路１０９の方が低くなる。また、間引き率や加算率が高いほど、得られる像信号の解像度は低くなる。
【００９２】
上述の実施形態では、例えば、広いＡＦ対象領域における間引きＡ・Ｂ像と、本来のＡＦ対象領域における間引き無しＡ・Ｂ像を同時に生成して、各々のＡ・Ｂ像から求めた二つのデフォーカス量に基づきＡＦ動作が可能となる。このため、大デフォーカス状態であっても、合焦近傍の状態であっても、ＡＦ時間の短縮が可能となる。
【００９３】
また、図６に示すように、本来ＡＦの対象としたい画像領域の被写体の空間周波数成分が比較的高い、細かい線状の絵柄である場合には、ＡＦの対象とする画像領域の広げ方を、例えば水平方向にのみ広げるだけでは効果が低い場合も多い。この場合には、本来のＡＦの対象としたい画像領域を包含するように、ＡＦの対象とする画像領域を、垂直方向にも拡張すべきである。上述の実施形態によれば、例えば、広いＡＦ対象領域を、特に垂直方向にも拡張する場合において、イメージセンサーから撮影・記録用の画像を読み出す経路とは独立に広いＡＦ対象領域を読み出し、かつ、間引いた状態で読み出すことが可能となる。このため、Ａ・Ｂ像データがイメージセンサーから取得されるタイミングの遅れを防止することができ、さらにＡＦ時間の短縮が可能となる。
【００９４】
また、例えば、広いＡＦ対象領域における間引きＡ・Ｂ像から得られる像ズレ量と、本来のＡＦ対象領域における間引き無しＡ・Ｂ像から得られる像ズレ量の信頼度が評価され、いずれの像ズレ量に基づくＡＦ制御を行うのが適切かを判断できる。また、いずれの像ズレ量の信頼度も得られた場合には、各像ズレ量を比較することにより、さらに詳細にいずれの像ズレ量を用いるのか、あるいは、所定の重み付けで用いるかを制御できる。これにより、間引きＡ・Ｂ像によるＡＦ制御から、間引き無しＡ・Ｂ像によるＡＦ制御への乗り換えが滑らかに移行できる。このため、ユーザーからは一回のＡＦ動作に見える効果が得られる。さらに、動画撮影中では、時々大デフォーカス状態となっても、２段階のＡＦ制御を滑らかにつなぐことが可能となり、ＡＦ動作の品位向上の効果がある。
【００９５】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。また、上述の実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを、記録媒体から直接、或いは有線／無線通信を用いてプログラムを実行可能なコンピュータを有するシステム又は装置に供給し、そのプログラムを実行する場合も本発明に含む。従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータに供給、インストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も本発明に含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記憶媒体、不揮発性の半導体メモリでもよい。また、プログラムの供給方法としては、コンピュータネットワーク上のサーバに本発明を形成するコンピュータプログラムを記憶し、接続のあったクライアントコンピュータはがコンピュータプログラムをダウンロードしてプログラムするような方法も考えられる。
【符号の説明】
【００９６】
１０１  フォーカスレンズを含む撮像光学系
１０２  イメージセンサー
１０３  Ａ・Ｂ像加算回路
１０４  カメラ信号処理回路
１０５  液晶パネルなどの表示デバイス
１０６  記録部
１０７  トリミング処理回路
１０８  詳細領域焦点検出処理回路
１０９  間引き処理回路
１１０  広域焦点検出処理回路
１１１  像ズレ量比較回路
１１２  デフォーカス量算出回路
１１３  フォーカスレンズ駆動回路
１１４  閾値設定回路
【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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