(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影及び静止画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
動画撮影時にデフォーカス検出精度を算出する算出部と、
動画撮影時に前記算出部の結果より補正値を設定する設定部と、
動画撮影時に前記設定部の結果より得られる前記補正値に基づいて、前記推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、
動画撮影時に前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算し、かつ、静止画撮影時に前記演算部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記算出部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行い、かつ、静止画撮影時に、前記演算部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影及び静止画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
デフォーカス検出精度が記録された記録部と、
動画撮影時に前記記録部に記録された前記デフォーカス検出精度より補正値を設定する設定部と、
動画撮影時に前記設定部の結果より得られる前記補正値に基づいて、前記推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、
動画撮影時に前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算し、かつ、静止画撮影時に前記演算部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記記録部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行い、かつ、静止画撮影時に、前記演算部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
前記算出部は、前記演算部の結果に基づいて、デフォーカス検出精度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４】
前記設定部は、前記算出部の結果にのみ基づいて補正量を決定することを特徴とする請求項１または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記設定部は、前記算出部の結果と、撮影状態の焦点深度に基づいて補正量を決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６】
前記補正部の結果のデフォーカス位置が、撮影状態の焦点深度内か外かを判定する判定部を更に有し、前記判定部の判定結果に基づいて、前記逐次フォーカシングの要否を決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７】
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有し、
前記画素のうち少なくとも一部が、
画素へ入射する光束の入射方向を制限するよう構成された焦点検出用画素であり、
前記焦点検出画素以外は、画素へ入射する光束が前記焦点検出用画素よりも制限されないよう構成された撮像用画素であり、
前記焦点検出用画素は、少なくとも測距のための信号を出力し、
前記撮像用画素は、少なくとも画像のための信号を出力し、
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影及び静止画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
動画撮影時にデフォーカス検出精度を算出する算出部と、
動画撮影時に前記算出部の結果より補正値を設定する設定部と、
動画撮影時に前記設定部の結果より得られる前記補正値に基づいて、前記推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、
動画撮影時に前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算し、かつ、静止画撮影時に前記演算部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記算出部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行い、かつ、静止画撮影時に、前記演算部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に位相差オートフォーカス（以下、適宜「ＡＦ」という。）の測距精度は、ＡＦセンサーが取り込める重心Ｆｎｏと焦点検出用画素の間隔とで決まっている。
従来例の撮像用画素と焦点検出用画素が２次元的に配列された素子を用いた撮像装置としては、以下の特許文献１に開示された構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５９２１４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の撮像装置には、主に以下の２つの測距方式がある。
（１）コントラスト方式
（２）位相差方式
（１）のコントラスト方式では、フォーカシング状態を変えてウォブリングを行いながらコントラスト値を評価する、いわゆる山登り方式を採用している。このため、合焦時間が長い。
また、動画撮影においては、ウォブリング時の画像も記録される。このため、画質の劣化が起こる。
【０００５】
また（２）の位相差方式では、原理的に１回の測距でデフォーカス量を検出できる。このため、合焦時間は短い。
【０００６】
一般的に、位相差方式の測距精度は、被写体の特性により変化する。例えば、低照度、ローコントラスト、の被写体では、測距精度が低下してしまうという問題がある。従来の対策は、相関演算より算出されたデフォーカス量の信頼性の有無を確認するための動作として、確認測距が行われていた。
【０００７】
例えば、ローコントラスト被写体を撮影すると、測距精度が低下し、1回目の測距の結果、ベスト像面位置より奥に合焦してしまう。そして、２回目の測距でベスト像面位置に合焦することができる。
この時、静止画撮影であれば、ベスト像面位置に合焦した状態で露光し、最終画像を得ればよい。これに対して、動画撮影では、測距動作中の画像、すなわち１回目の測距でベスト像面位置より奥の位置、即ち像面側の位置に合焦する。さらに、２回目の測距でベスト像面位置に合焦する過程も記録されてしまう。このため、画質の劣化となる。これは、コントラストＡＦのウォブリングが記録されるのと同じ状態である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動画撮影においても、画質の劣化が少なく、焦点検出性能のよい撮像装置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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影及び静止画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
動画撮影時にデフォーカス検出精度を算出する算出部と、
動画撮影時に前記算出部の結果より補正値を設定する設定部と、
動画撮影時に前記設定部の結果より得られる前記補正値に基づいて、前記推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、
動画撮影時に前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算し、かつ、静止画撮影時に前記演算部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記算出部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行い、かつ、静止画撮影時に、前記演算部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の撮像装置は、
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影及び静止画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
デフォーカス検出精度が記録された記録部と、
動画撮影時に前記記録部に記録された前記デフォーカス検出精度より補正値を設定する設定部と、
動画撮影時に前記設定部の結果より得られる前記補正値に基づいて、前記推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、
動画撮影時に前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算し、かつ、静止画撮影時に前記演算部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記記録部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行い、かつ、静止画撮影時に、前記演算部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記算出部は、前記演算部の結果に基づいて、デフォーカス検出精度を算出することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記設定部は、前記算出部の結果にのみ基づいて補正量を決定することが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記設定部は、前記算出部の結果と、撮影状態の焦点深度に基づいて補正量を決定することが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記補正部の結果のデフォーカス位置が、撮影状態の焦点深度内か外かを判定する判定部を更に有し、前記判定部の判定結果に基づいて、前記逐次フォーカシングの要否を決定することが望ましい。
【００１５】
また、本発明の撮像装置は、
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有し、
前記画素のうち少なくとも一部が、
画素へ入射する光束の入射方向を制限するよう構成された焦点検出用画素であり、
前記焦点検出画素以外は、画素へ入射する光束が前記焦点検出用画素よりも制限されないよう構成された撮像用画素であり、
前記焦点検出用画素は、少なくとも測距のための信号を出力し、
前記撮像用画素は、少なくとも画像のための信号を出力し、
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影及び静止画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
動画撮影時にデフォーカス検出精度を算出する算出部と、
動画撮影時に前記算出部の結果より補正値を設定する設定部と、
動画撮影時に前記設定部の結果より得られる前記補正値に基づいて、前記推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、
動画撮影時に前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算し、かつ、静止画撮影時に前記演算部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記算出部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行い、かつ、静止画撮影時に、前記演算部より得られるデフォーカス量及び前記レンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、動画撮影においても、画質の劣化が少なく、焦点検出性能のよい撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るデジタルカメラの内部構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの射出瞳の構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る撮像素子の光電変換部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る撮像素子の隣り合う二つの画素の構造を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る撮像素子の内部構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る撮像素子の内部構成を示す図である。
【図７】撮像素子の構成（バリエーション１）を示す平面図である。
【図８】撮像素子の構成（バリエーション２）を示す平面図である。
【図９】撮像素子の構成（バリエーション３）を示す平面図である。
【図１０】撮像素子の構成（バリエーション４）を示す平面図である。
【図１１】デジタルカメラの構成を示す機能ブロック図である。
【図１２】従来のフォーカシングを説明する図である。
【図１３】本実施形態におけるフォーカシングを説明する図である。
【図１４】画像撮影時の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】動画撮影サブルーチンの流れを示すフローチャートである。
【図１６】焦点検出の流れを示すフローチャートである。
【図１７】撮影の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係る撮像装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１９】
（第１実施形態）
（デジタルカメラ）
まず、本発明の実施形態に係る撮像装置を備えたカメラについて説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１１の内部構成を示す図である。
デジタルカメラ１１は、交換レンズ１２と、カメラボディ１３と、から構成され、交換レンズ１２はマウント部１４によりカメラボディ１３に装着される。
【００２０】
交換レンズ１２は、レンズ制御部３０、レンズ駆動部１６、絞り駆動部１５、ズーミング用レンズ１８、レンズ１９、フォーカシング用レンズ２０、及び、絞り２１を備えている。レンズ制御部３０は、マイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から成り、フォーカシング用レンズ２０と絞り２１の駆動制御、絞り２１、ズーミング用レンズ１８およびフォーカシング用レンズ２０の状態検出、並びに、ボディ制御部２４に対するレンズ情報の送信とカメラ情報の受信などを行う。
【００２１】
絞り駆動部１５は、レンズ制御部３０を介して、ボディ制御部２４からの信号に基づいて、絞り２１ａの開口径を制御する。また、レンズ駆動部１６は、レンズ制御部３０を介して、ボディ制御部２４からの信号に基づいて、ズーミング用レンズ１８、フォーカシング用レンズ２０を駆動する。
【００２２】
カメラボディ１３は撮像素子２２、ボディ制御部２４、液晶表示素子駆動回路２５、液晶表示素子２６、接眼レンズ２７、メモリカード２９などを備えている。撮像素子２２には後述する画素が二次元状に配列されており、交換レンズ１２の予定結像面に配置されて交換レンズ１２により結像される被写体像を撮像する。撮像素子２２の所定の焦点検出位置には焦点検出用画素（以下、ＡＦ用画素という）が配列される。
【００２３】
ここで、交換レンズ１２は撮像光学系に対応し、撮像素子２２は撮像素子に対応する。
【００２４】
ボディ制御部２４はマイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から構成され、撮像素子駆動回路２８を介して、撮像素子２２からの画像信号の読み出し、画像信号の補正、交換レンズ１２の焦点調節状態の検出、レンズ制御部３０からのレンズ情報の受信とカメラ情報（デフォーカス量）の送信、デジタルカメラ全体の動作制御などを行う。ボディ制御部２４とレンズ制御部３０は、マウント部１４の電気接点部２３を介して通信を行い、各種情報の授受を行う。
【００２５】
液晶表示素子駆動回路２５は、液晶ビューファインダーの液晶表示素子２６を駆動する。撮影者は接眼レンズ２７を介して液晶表示素子２６に表示された像を観察する。メモリカード２９はカメラボディ１３に脱着可能であり、画像信号を格納記憶する可搬記憶媒体である。
【００２６】
交換レンズ１２を通過して撮像素子２２上に形成された被写体像は、撮像素子２２により光電変換され、その出力はボディ制御部２４へ送られる。ボディ制御部２４は、撮像素子２２上のＡＦ用画素の出力データ（第１像信号、第２像信号）に基づいて所定の焦点検出位置におけるデフォーカス量に基づきレンズ駆動量を算出し、このレンズ駆動量をレンズ制御部３０を介して、レンズ駆動部１６へ送る。また、ボディ制御部２４は、撮像素子２２の出力に基づいて生成した画像信号をメモリカード２９に格納するとともに、画像信号を液晶表示素子駆動回路２５へ送り、液晶表示素子２６に画像を表示させる。
【００２７】
カメラボディ１３には不図示の操作部材（シャッターボタン、焦点検出位置の設定部材など）が設けられており、これらの操作部材からの操作状態信号をボディ制御部２４が検出し、検出結果に応じた動作（撮像動作、焦点検出位置の設定動作、画像処理動作）の制御を行う。
【００２８】
レンズ制御部３０は、レンズ情報をフォーカシング状態、ズーミング状態、絞り設定状態、絞り開放Ｆ値などに応じて変更する。具体的には、レンズ制御部３０は、レンズ１８及びフォーカシング用レンズ２０の位置と絞り２１の絞り位置をモニターし、モニター情報に応じてレンズ情報を演算したり、あるいは予め用意されたルックアップテーブルからモニター情報に応じたレンズ情報を選択する。レンズ制御部３０は、受信したレンズ駆動量に基づいてフォーカシング用レンズ２０を不図示のモーター等の駆動源により合焦点へと駆動する。
【００２９】
（撮像素子の構成）
上述したデジタルカメラ１１の構成は、同一の符号を用いる構成は、以下の全ての実施例において共通する。次に、デジタルカメラ１１が有する撮像装置の撮像素子２２の構成について説明する。
【００３０】
図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る撮像装置の射出瞳の構成を示す図である。デジタルスチルカメラ１１における射出瞳Ｐは、図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、左右上下のうちの少なくとも２種類の瞳領域に対応する焦点検出用画素を有する。
具体例としては次の（１）〜（５）のとおりである。
【００３１】
（１）射出瞳Ｐを縦に２分割して、左側瞳検出用画素Ｌと右側瞳検出用画素Ｒを配置したもの（図２（ａ））
（２）射出瞳Ｐを横に２分割して、上側瞳検出用画素Ｕと下側瞳検出用画素Ｄを配置したもの（図２（ｂ））
（３）左側瞳検出用画素Ｌと右側瞳検出用画素Ｒを左右に配置して、その一部を重ねたもの（図２（ｃ））
（４）上側瞳検出用画素Ｕと下側瞳検出用画素Ｄを上下に配置して、その一部を重ねたもの（図２（ｄ））
（５）左側瞳検出用画素Ｌと下側瞳検出用画素Ｄを任意の位置に配置して、その一部を重ねたもの（図２（ｅ））
【００３２】
なお、測距用瞳の形状は、半円形状、楕円形状としたが、これに限定されず、他の形状、例えば矩形状、多角形状にすることもできる。
また、図２（ａ）と（ｂ）を組み合わせて上下左右の焦点検出用画素を配置してもよい、図２（ｃ）と（ｄ）を組み合わせて上下左右の焦点検出用画素を配置してもよい、さらに、図２（ｃ）と（ｅ）を組み合わせて左右、斜め線検出の焦点検出用画素を配置してもよいが、これに限定されるものではない。
【００３３】
本実施形態の撮像装置では、瞳が異なる領域を有し、その領域の１つを透過した光束を受光する光電変換部の出力から得られる第１像信号と、もう１つの領域を透過した光束を受光する光電変換部の出力から得られる第２像信号と、に基づいて位相差を検出し、撮影レンズの焦点状態を検出する。
以下、図３〜図６を参照して、具体的な射出瞳の分割例について説明する。
【００３４】
（光電変換部の分割）
まず、図３を参照して、撮像素子２２の光電変換部を分割することによって射出瞳を分割する例を説明する。
図３は、撮像素子２２の光電変換部の構成を示す図である。
撮像素子２２は、基板内に形成されたＰ型ウエル３１、Ｐ型ウエル３１と共に光電荷を発生させ蓄積するｎ型領域３２α、３２β、ｎ型領域３２α、３２βに蓄積されている光電荷が転送される不図示のフローティングディフュージョン部（以下、「ＦＤ部」と称する。）、ｎ型領域３２α、３２βに蓄積された光電荷をＦＤ部へ効率よく転送するために光電荷を収集する表面ｐ＋層３３α、３３β、ＦＤ部へ光電荷を転送するための転送ゲート（不図示）、ゲート絶縁膜であるＳｉＯ２膜３４、ベイヤ配列のカラーフィルタ３５、及び、被写体からの光を集めるマイクロレンズ３６、を備える。
【００３５】
マイクロレンズ３６は、交換レンズ１２（図１）の瞳と表面ｐ＋層３３α、３３βとが、概略共役になるような形状及び位置に形成されている。光電荷は、模式的には、領域３７で発生する。
【００３６】
図３に示す例では、光電変換部が、ｎ形領域３２α及び表面ｐ＋層３３αと、ｎ形領域３２β及び表面ｐ＋層３３βと、に分割されており、これにより射出瞳が分割される。光線Ｌ３１、Ｌ３２は、ｎ形領域３２α及び表面ｐ＋層３３αと、ｎ形領域３２β及び表面ｐ＋層３３βと、にそれぞれ入射する。
【００３７】
（開口部を偏心）
次に、図４を参照して、撮像素子２２の画素の開口部を光電変換素子の中心に対して偏心させることによって射出瞳を分割する例を説明する。
図４は、撮像素子２２の隣り合う二つの画素の構造を示す断面図である。
【００３８】
画素４１は、最上部から、順に、マイクロレンズ４２、マイクロレンズ４２を形成するための平面を構成するための平滑層４３、色画素の混色防止のための遮光膜４４、色フィルタ層をのせる表面を平らにするための平滑層４５、及び、光電変換素子４６が配置されている。画素５１も画素４１と同様に、最上部から、順に、マイクロレンズ５２、平滑層５３、遮光膜５４、平滑層５５、及び、光電変換素子５６が配置されている。
【００３９】
さらに、これらの画素４１、５１においては、遮光膜４４、５４が、光電変換素子４６、５６中心部４７、５７から外側に偏心した開口部４８、５８をそれぞれ有している。
【００４０】
図４に示す例では、撮像素子２２の画素の開口部を光電変換素子の中心に対して偏心させている。このため、光線Ｌ４１、Ｌ５１は、光電変換素子４６、５６にそれぞれ入射することから、射出瞳が分割される。
【００４１】
つづいて、図５を参照して、レンズを偏心させることによって射出瞳を分割する例を説明する。図５は、撮像素子の内部構成を示す図である。
図５の撮像素子においては、それぞれの画素の上のオンチップレンズ６１、６２、６３、６４が独立して構成されている。
図５においては、画素集合Ａの画素のオンチップレンズ６１、６３の光軸６１ａ、６３ａは、画素の中心から左側にずれている。また、画素集合Ｂの画素のオンチップレンズ６２、６４の光軸６２ａ、６４ａは画素の中心から右側にずれている。
２つの画素集合Ａ、Ｂからの出力を比較することで、レンズ１８のフォーカス量を算出することができる。
【００４２】
オンチップレンズ６１、６２、６３、６４では、屈折力と光軸６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａの位置等の形状という２つのパラメーターを独立してコントロールすることができる。画素数が十分多ければ、画素集合Ａと画素集合Ｂは、同様の光の強度分布を得ることができ、これを利用して位相差ＡＦを行うことができる。この時、画面全体でのデフォーカス量を検出できるので、被写体の３次元情報を取得することができる。
【００４３】
図５に示す例では、撮像素子２２のオンチップレンズを画素の中心に対して偏心させている。このため、光線Ｌ６１、Ｌ６２は、オンチップレンズ６１、６２にそれぞれ入射し、これにより射出瞳が分割される。
【００４４】
次に、図６を参照しつつ、ＤＭＬ（デジタルマイクロレンズ）を用いて射出瞳を分割する例を説明する。図６は、撮像素子の内部構造を示す断面図である。
図６に示す撮像素子では、オンチップレンズをＤＭＬで構成している。画素７０と画素８０はそれぞれ異なる領域からの光束を受光する隣り合った画素である。
【００４５】
図６において、撮像素子は、ＤＭＬ７１、８１、カラーフィルタ７２、アルミニウム配線７３、信号伝送部７４、平坦化層７５、受光素子７６、８６（例えばＳｉフォトダイオード）、及び、Ｓｉ基板７７を備える。図６に示すように、アルミニウム配線７３、信号伝送部７４、平滑化層７５、受光素子７６、８６、及び、Ｓｉ基板７７は、半導体集積回路７８を構成する。ここで、画素７０と画素８０の構成は、ＤＭＬ７１、８１以外は同様である。
【００４６】
図６は、入射光束全体のうち、受光素子７６、８６にそれぞれ入射する光束の様子を示している。ＤＭＬ７１、８１を用いることにより、光束Ｌ７１、Ｌ８１は、画素７０の受光素子７６と画素８０の受光素子８６にそれぞれ入射し、射出瞳が分割される。
【００４７】
撮像素子（イメージャ）としては、例えば、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、裏面照射型ＣＭＯＳ、１画素中でＲ、Ｇ、Ｂ全色を３層で取り込むことのできるセンサー（Ｆｏｒｖｅｏｎ  Ｘ３）を用いることができる。
【００４８】
以下の実施例では、焦点検出用画素は、光電変換部の撮影レンズ側に形成されたオンチップレンズを画素の中心から偏心させることによって、撮影レンズの瞳の異なる位置を透過した光束を受光するように構成されている。瞳分割の手段としては、上述のように、画素中心に対して遮光部材を用いて開口部を偏心させたものや、ＤＭＬを用いたもの、１画素中に光電変換部を２つ設けたものでもよい。
【００４９】
焦点検出用画素は、撮影レンズの瞳の異なる位置を透過した光束を受光するように構成している。このため、焦点検出用画素からの信号レベルは、焦点検出用画素近傍の撮像用画素から出力される信号レベルと異なってしまうおそれがある。焦点検出用画素の位置における画像用の信号を得る為には、以下の（１）又は（２）の方法をとることが好ましい。
（１）焦点検出用画素の信号を周囲の撮像用画素の信号レベルと同等となるようにゲインを調整し、焦点検出用画素の位置における画像用信号とする。
（２）焦点検出用画素の信号および焦点検出用画素近傍の撮像用画素の信号に基づいて画素補間を行い、焦点検出用画素の位置における画像用信号とする。
【００５０】
ゲイン調整の方法については、次のように行う。
まず、焦点検出用画素から出力されたままの信号レベルと、焦点検出用画素近傍の撮像用画素から出力されたままの信号レベルと、を比較する。つづいて、焦点検出用画素から出力される信号レベルを近傍の撮像用画素から出力される信号レベルに近づけるようにゲインを調整する。その後、焦点検出用画素の信号をゲイン調整し得られた信号を画像信号としてデモザイキングを行い、最終画像を得る。
【００５１】
画素補間の方法については、以下の（ａ）〜（ｃ）のいずれかが好ましいが、これらに限定されず、単純平均演算（重み付きも含む）だけでなく、線形補間、２次以上の多項式で補間、メディアン処理などで求めてもよい。
（ａ）焦点検出用画素の位置における信号を、焦点検出用画素近傍の撮像用画素の信号に基づいて補間し、補間することで得られた信号を焦点検出用画素の位置の画像信号としてデモザイキングを行い、最終画像を得る。
（ｂ）焦点検出用画素の位置における信号を、焦点検出用画素の信号と焦点検出用画素近傍の撮像用画素の信号とに基づいて補間し、補間することで得られた信号を焦点検出用画素の位置の画像信号としてデモザイキングを行い、最終画像を得る。
（ｃ）焦点検出用画素の位置における信号を、焦点検出用画素近傍の撮像用画素の信号に基づいて補間し、補間することで得られた信号と焦点検出用画素の位置の信号とに基づいて補間し、補間することで得られた信号を焦点検出用画素の位置の画像信号としてデモザイキングを行い、最終画像を得る。
【００５２】
撮像素子の複数の画素には、複数の色フィルタがそれぞれ配置されている。後述する実施例３、４では、複数の色フィルタの透過特性は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３通りとしている。
Ｂフィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの異なる透過特性のうち、最も短波長側の透過特性をもつ色フィルタであり、Ｒフィルタは、最も長波長側の透過特性を持つ色フィルタであり、Ｇフィルタは、それ以外の透過特性を持つものである。
なお、複数の色フィルタは、少なくとも可視域の一部を含み、異なる透過特性を少なくとも３通り有していれば、ほかの組合せでも良い。
【００５３】
焦点検出用画素は、複数の色フィルタのうち最も輝度信号に重み付けを行う色フィルタとして、Ｇフィルタを用いて、入射する光束の入射方向を制限している。
なお、焦点検出用画素は、Ｇフィルタに限らず、複数の色フィルタのうち最も輝度信号に重み付けを行う色フィルタ、又は、最も透過率が高い色フィルタが配置される画素のうち少なくとも１部が、入射する光束の入射方向を制限するよう構成することができる。
【００５４】
（画素配列のバリエーション１）
図７は、第１実施形態のイメージャにおける画素配置を概念的に示す平面図である。
図７に示すイメージャ（撮像装置）は、図３、図４、図５、図６で示した画素において、各画素中心と各光電変換領域の瞳の中心、または面積重心とを上方向、下方向、右側方向、左側方向にずらした画素、の組合せで構成されている。
【００５５】
図７は、各画素の光軸方向から望んだときの光電変換領域を示したものである。
図７では、縦１０画素（Ｌ０１〜Ｌ１０）、横１０画素（Ｆ０１〜Ｆ１０）で合計１００画素の例を示している。しかしながら、画素数はこれに限るものでなく、例えば合計画素が１０００万画素を超えるものでも構わない。
【００５６】
図７に示す例では、画素中心に対し光電変換領域の面積中心のずれている方向が右側と左側と上側と下側の４種類がある。以下の説明では、それぞれを右画素１２０Ｒ、左画素１２０Ｌ、上画素１２０Ｕ、下画素１２０Ｄと称することとする。
【００５７】
図７において、Ｌ０１の行では、左から（Ｆ０１から）順に、左画素１２０Ｌ、撮像用画素１２１、左画素１２０Ｌ、撮像用画素１２１、が繰り返し配置されている。
Ｌ０２の行では、左から順に、撮像用画素１２１、上画素１２０Ｕ、撮像用画素１２１、下画素１２０Ｄ、が繰り返し配置されている。
Ｌ０３の行では、左から順に、右画素１２０Ｒ、撮像用画素１２１、右画素１２０Ｒ、撮像用画素１２１、が繰り返し配置されている。
Ｌ０４の行では、左から順に、撮像用画素１２１、上画素１２０Ｕ、撮像用画素１２１、下画素１２０Ｄ、が繰り返し配置されている。
Ｌ０５以降の行は、Ｌ０１、Ｌ０２、Ｌ０３、Ｌ０４のパターンを繰り返す配置になっている。
【００５８】
図７の配置をＦ０１〜１０の列から見ると次のようになる。
Ｆ０１の列では、上から（Ｌ０１から）順に、左画素１２０Ｌ、撮影用画素１２１、右画素１２０Ｒ、撮影用画素１２１、が繰り返し配置されている。
Ｆ０２の列では、上から順に、撮影用画素１２１、上画素１２０Ｕ、撮影用画素１２１、上画素１２０Ｕ、が繰り返し配置されている。
Ｆ０３以降の列は、Ｆ０１、Ｆ０２のパターンを繰り返す配置になっている。
【００５９】
以下の説明においては、特定の画素を示すときに、行番号Ｌ０１〜Ｌ１０と列番号Ｆ０１〜Ｆ１０を並べて表す。例えば、Ｌ０１の行のうち、Ｆ０１の列に対応する画素を「Ｌ０１Ｆ０１」で表す。
【００６０】
図７に示す例では、例えば、Ｌ０１Ｆ０１（左画素１２０Ｌ）と、Ｌ０２Ｆ０２（上画素１２０Ｕ）とＬ０３Ｆ０１（右画素１２０Ｒ）とＬ０２Ｆ０４（下画素１２０Ｄ）とのいずれかの画素とは、画素ピッチから算出される画素間距離より、瞳の中心間距離または重心間距離が狭い構成となる。
【００６１】
第１実施形態の撮像装置では、左画素１２０Ｌから構成されるセル群と、右画素１２０Ｒから構成される別のセル群と、のそれぞれの出力信号（測距のための信号）から、位相差情報を算出して光学系のフォーカスを調整させることができる。
【００６２】
例えば、Ｌ０１の行の左画素１２０ＬであるＬ０１Ｆ０１、Ｌ０１Ｆ０３、Ｌ０１Ｆ０５、Ｌ０１Ｆ０７、Ｌ０１Ｆ０９から得られる出力波形と、Ｌ０３の行の右画素１２０Ｒである、Ｌ０３Ｆ０１、Ｌ０３Ｆ０３、Ｌ０３Ｆ０５、Ｌ０３Ｆ０７、Ｌ０３Ｆ０９から得られる出力波形と、を比較することで、所謂位相差検出式によりデフォーカス情報や合焦点位置情報が取得できる。
【００６３】
（画素配列のバリエーション２）
次に、撮像装置が備える撮像素子の他の構成例について説明する。
【００６４】
図８の配置において、Ｌ０５Ｆ０１画素とＬ０５Ｆ０５画素とは、左側瞳検出用画素である。また、Ｌ０５Ｆ０３画素は、右側瞳検出用画素である。
【００６５】
これにより、精度の高い焦点検出を行うことができる。
【００６６】
（画素配列のバリエーション３）
次に、撮像装置が備える撮像素子の他の構成例について説明する。
【００６７】
図９のカラーフィルタの配置は、Ｌ０１Ｆ０１画素を緑色のフィルタＧ、Ｌ０１Ｆ０２画素を赤色のフィルタＲとして、横方向に、これらの組合せパターンを繰り返している。
【００６８】
また、Ｌ０２Ｆ０１画素を青色のフィルタＢ、Ｌ０２Ｆ０２画素を緑色のフィルタＧとして、横方向に、これらの組合せパターンを繰り返している。
そして、Ｌ０１列のパターンと、Ｌ０２列のパターンとを、縦方向に、繰り返している。
【００６９】
ここで、緑色のフィルタＧが配置されている、Ｌ０５Ｆ０１画素とＬ０５Ｆ０９画素とは、左側瞳検出用画素である。また、Ｌ０５Ｆ０５画素は、右側瞳検出用画素である。
【００７０】
これにより、被写体の色に関わらず精度の高い焦点検出を行うことができる。尚、カラーフィルタと光電変換領域の画素中心からのズレ方向の組み合わせはこれに限る必要ない。
【００７１】
（画素配列のバリエーション４）
次に、撮像装置が備える撮像素子のさらに他の構成例について説明する。
【００７２】
図１０のカラーフィルタの配置は、Ｌ０１Ｆ０１画素を緑色のフィルタＧ、Ｌ０１Ｆ０２画素を赤色のフィルタＲとして、横方向に、これらの組合せパターンを繰り返している。
【００７３】
また、Ｌ０２Ｆ０１画素を青色のフィルタＢ、Ｌ０２Ｆ０２画素を緑色のフィルタＧとして、横方向に、これらの組合せパターンを繰り返している。
そして、Ｌ０１列のパターンと、Ｌ０２列のパターンとを、縦方向に、繰り返している。
【００７４】
ここで、緑色のフィルタＧが配置されている、Ｌ０１Ｆ０１画素と、Ｌ０１Ｆ０９画素と、Ｌ０９Ｆ０１画素と、Ｌ０９Ｆ０９画素とは、左側瞳検出用画素である。
また、Ｌ０５Ｆ０１画素と、Ｌ０５Ｆ０９画素とは、右側瞳検出用画素である。
また、Ｌ０１Ｆ０５画素と、Ｌ０９Ｆ０５画素とは、上側瞳検出用画素である。
さらに、Ｌ０５Ｆ０５画素は、下側瞳検出用画素である。
【００７５】
これにより、被写体の色に関わらず精度の高い焦点検出を行うことができる。尚、カラーフィルタと光電変換領域の画素中心からのズレ方向の組み合わせはこれに限る必要はない。
【００７６】
図１１は、撮像装置１１のボディ制御部２４の機能ブロックを示す図である。
撮像素子２２からは、撮影用画素からの信号、焦点検出用画素からの信号、第１像信号、及び第２像信号のいずれの信号であるかを識別するための信号がラインａを経由してＡ／Ｄ変換部１３１へ入力する。
【００７７】
像信号取得部１３３は、信号処理部１３２を経由した信号を取得する。撮影用画素からの信号は、表示画像構成部１３４により、液晶表示素子駆動回路２５へ出力される。液晶表示素子２６は、撮影用の画像を表示する。使用者は、接眼レンズ２７を通して撮影用の画像を観察できる。
【００７８】
記録画像構成部１３９は、撮影用画素からの信号に基づいて記録画像データを構成する。記録画像データは、メモリーカード２９に格納される。
【００７９】
また、焦点検出用画素からの信号は、像信号取得部１３３から演算部／相関演算部１３５へ出力される。
演算部／相関演算部１３５は、第１像信号、及び第２像信号に基づいて相関演算を行い、推定されたデフォーカス量を演算する。算出部１３６は、デフォーカスの算出精度を算出する。設定部１３７は、算出部１３６の結果から補正値を算出する。さらに、補正部１３８は、補正値を推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する。
【００８０】
レンズ駆動量算出部１４０は、補正部１３８からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算する。制御部１４１は、動画撮影時に、演算部／相関演算部１３５と、算出部１３６と、設定部１３７と、補正部１３８より得られるデフォーカス量及びレンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う。
これら、演算部／相関演算部１３５〜制御部１４０により、レンズ駆動してフォーカシングするフローチャートの詳細に関しては、後述する。
【００８１】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、従来の構成において、位相差方式によるフォーカシングの際、いわゆるウォブリングが発生する理由を説明する図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、横軸は像面の位置ＩＰを示している。図１２（ｄ）、（ｅ）において、横軸は撮影時間を示している。以下の説明図において、同様の符号を用いる。
【００８２】
図１２（ａ）は、十分なコントラストの静止画においてフォーカシングを行う場合を説明する図である。フォーカシングレンズが初期位置のとき、初期像面Ｓは図中左側に位置している。このとき、ベスト像面位置ｂｓｔに対して１回目の測距による狙いの範囲でフォーカシングを行う。測距精度の幅、換言すると測距精度のばらつきを図中において点線で示す。測距精度の狙いの幅が、被写界深度内に収まっていると合焦と判断される。
【００８３】
図１２（ｄ）は、この場合のコントラスト評価値（縦軸）の変化の様子を示している。初期の像面位置Ｓからベスト像面位置ｂｓｔまで滑らかにコントラスト評価値が増加してゆき合焦することがわかる。
【００８４】
次に、被写体のコントラストが低く、ウォブリングが発生する場合について説明する。
図１２（ｂ）に示すように、被写体のコントラストが低い場合、１回目の測距の狙いの幅は、点線で示すように図１２（ａ）の場合に比較して、デフォーカス検出精度を示す曲線の裾部が拡がっている。
そして、１回目のフォーカシングにより、測距精度が低下し、スタートの像面位置Ｓ１からベスト像面位置ｂｓｔより奥、即ち像面側の像面位置Ｇ１に移動する。
【００８５】
次に、図１２（ｃ）に示すように、１回目のフォーカシングにおいて、像面位置Ｇ１をスタートの像面位置Ｓ２として、２回目の像面位置Ｇ２に移動する。２回目の像面位置Ｇ２は、ベスト像面位置ｂｓｔに合致しているため、合焦している。
【００８６】
図１２（ｅ）は、被写体のコントラストが低い場合のコントラスト評価値の変化を示している。このような場合に動画を撮影すると、図１２（ｅ）の曲線から明らかなように、ウォブリングによる一時的な像の乱れ、つまり画質の劣化が生じてしまう。
【００８７】
図１３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は、本実施例の構成において、被写体のコントラストが低い場合、位相差方式によるフォーカシングを説明する図である。
以下、被写体のコントラストが低い場合でも、ウォブリングが発生することなく、静止画はもちろんのこと、さらに動画までを撮影できる様子を示す。
【００８８】
図１３（ａ）に示すように、被写体のコントラストが低い場合、１回目の測距の狙い（曲線で示すデフォーカス検出精度）の幅は、点線で示すように裾部が拡がっている。そして、１回目の測距の結果、スタートの像面位置Ｓ１は、像面位置Ｇ１へ移動する。像面位置Ｇ１は、ベスト像面位置ｂｓｔよりも手前側、すなわち物体側に位置している。
像面位置Ｇ１は、詳細については後述する所定の手順を経て決定される。
【００８９】
図１３（ｂ）において、次は、像面位置Ｇ１をスタート位置Ｓ２として、２回目のフォーカシングを行う。そして、２回目の測距の結果、像面位置Ｓ２は、像面位置Ｇ２へ移動する。像面位置Ｇ２は、ベスト像面位置ｂｓｔよりも手前側、すなわち物体側に位置している。
この像面位置Ｇ２も、詳細については後述する所定の手順を経て決定される。
【００９０】
図１３（ｃ）において、像面位置Ｇ２をスタート位置Ｓ３として、３回目のフォーカシングを行う。そして、３回目の測距の結果、像面位置Ｓ３は、像面位置Ｇ３へ移動する。合焦位置Ｇ３は、ベスト像面位置ｂｓｔよりも手前側、すなわち物体側に位置している。
【００９１】
図１３（ｄ）において、像面位置Ｇ３をスタート位置Ｓ４として、４回目のフォーカシングを行う。そして、４回目の測距の結果、像面位置Ｓ４は、像面位置Ｇ４へ移動する。合焦位置Ｇ４は、ベスト像面位置ｂｓｔに合致しているため、合焦している。
【００９２】
ここで、ベスト像面位置ｂｓｔへ合焦するまでの、さらに詳細な処理を説明する。
【００９３】
このことを、図１３（ａ）へ戻って、具体的に説明する。像面の初期位置Ｓ１（＝フォーカシングを開始する前の像面位置）とベスト像面位置ｂｓｔとの距離が、真のデフォーカス量Ｄｔｒｕｅに相当する。
【００９４】
ここで、１回目のフォーカシングにおいて、推定されたデフォーカス量の絶対値Ｄｅｓｔの像面位置ａが算出される。このとき、デフォーカス検出精度（測距精度の正規分布）の３σ（σは、標準偏差を示す）を「３σ１」とする。この「３σ１」が補正値に相当する。
【００９５】
補正部１３８は、設定部１３７の結果より得られる補正値３σ１を推定されたデフォーカス量Ｄｅｓｔの絶対値を減少させるように補正する。つまり、補正部１３８は、推定されたデフォーカス量Ｄｅｓｔから「３σ１」に相当する長さ（距離）を減算する。この結果を、１回目の測距による像面位置Ｇ１とする。
【００９６】
図１３（ｂ）に示す２回目の測距でも、同様の処理が行われる。像面位置Ｇ１をスタート位置Ｓ２として、２回目のフォーカシングを行う。推定されたデフォーカス量の絶対値Ｄｅｓｔ’である像面位置ａ’が算出される。このとき、デフォーカス検出精度（測距精度の正規分布）の３σ（σは、標準偏差を示す）を「３σ２」とする。この「３σ２」が補正値である。
【００９７】
補正部１３８は、設定部１３７の結果より得られる補正値３σ２を推定されたデフォーカス量Ｄｅｓｔ’の絶対値を減少させるように補正する。つまり、補正部１３８は、推定されたデフォーカス量Ｄｅｓｔ’から３σ２を減算する。この結果を、２回目の測距による像面位置Ｇ２とする。
【００９８】
以下、同様の処理を繰り返す。これにより、ベスト像面位置ｂｓｔより常に物体側に像面位置Ｇ１、Ｇ２を設定（＝合焦）することができる。この結果、フォーカシング中に、像面位置がベスト像面位置ｂｓｔをはさんで、奥や手前に行ったり、来たりすることがない。これにより、ベスト像面位置ｂｓｔまで、ウォブリングすることなくフォーカシングを行うことができる。
【００９９】
この処理手順を数式で示すと次式Ａのようになる。
Ｌ＝（ｄｅｆ／｜ｄｅｆ｜）×（｜ｄｅｆ｜−｜Δｄｅｆ｜）      （Ａ）
ここで、
Ｌは、補正部により演算された結果であり、このデフォーカス量を用いてレンズ駆動量を算出し、フォーカシングを行う。
defは、演算部により演算された、推定されたデフォーカス量、
Δdefは、設定部により設定された補正値、
である。
【０１００】
式（Ａ）において、（ｄｅｆ／｜ｄｅｆ｜）の項は、駆動するレンズの方向（正、負）を示している。｜ｄｅｆ｜は、推定されたデフォーカス量Ｄｅｓｔの絶対値に対応する。また、Δdefは、上述の例では、測距精度（正規分布）の「３σ」に相当する。
【０１０１】
次に、フローチャートを用いて、本実施例におけるフォーカシング動作をさらに詳細に説明する。
図１４は、撮影の大まかな流れを示すフローチャートである。本フローチャートは、画像形成のフローと、焦点検出のフローとの２つに大別される。まず、画像形成のフローについて説明する。
ステップＳ１０１において、撮影が開始される。ステップＳ１０２において、使用者は撮影モードを選択する。
【０１０２】
ステップＳ１０２において、動画モードが選択された場合、ステップＳ１０３へ進み後述する動画撮影サブルーチンが実行される。
また、ステップＳ１０２において、静止画モードが選択された場合、ステップＳ１０４へ進み、焦点検出サブルーチンが実行される。その後、ステップＳ１０５において、撮像サブルーチンが実行される。
【０１０３】
但し、上記図のフローに限定されない。
例えば、電源ＯＮ後、初期状態検出、撮像素子駆動、プレビュー画像表示などをおこなってもよい。
また、撮影開始をシャッターボタン半押し後、焦点検出サブルーチンに移り、合焦後、確認画像を表示し、
シャッターボタン全押し後に、撮影サブルーチンに移るフローでもよい。
【０１０４】
まず、動画撮影サブルーチンについて説明する。図１５は、動画撮影サブルーチンの流れを説明するフローチャートである。
ステップＳ２０１において、像信号取得部１３３は、撮像用画素の読み出しを行う。ステップＳ２０２において、記録画像構成部１３９は、記録画像の構成を行う。ステップＳ２０３において、メモリカード２９などへ記録画像を記録する。画素読出しは、全画素読出し、間引き読出しの処理を行うように構成してもよい。画像構成には、欠陥画素の補間処理が含まれている。また、画素加算や画素補間により、焦点検出対象画素の位置の画素信号を求めるようにしてもよい。
【０１０５】
ステップＳ２０４において、表示画像構成部１３４は、撮像用画素からの信号に基づいて表示用の画像を構成する。ステップＳ２０５において、液晶表示素子２６は、画像を表示する。
ステップＳ２０１からステップＳ２０５までの手順で画像形成のフローを構成する。
【０１０６】
次に、焦点検出のフローを説明する。
ステップＳ２０６において、像信号取得部１３３は、焦点検出用の画素からの信号を読み出す。ステップＳ２０７において、演算部／相関演算部１３５は、第１像信号と、第２像信号との相関演算を行い、推定されたデフォーカス量を算出する。
【０１０７】
ステップＳ２０９において、算出されたデフォーカス量は焦点深度内であるか否かが判断される。ステップＳ２０９の判断結果がＮｏのとき、ステップＳ２１０において、算出部１３６は、デフォーカスの算出精度を算出する。
【０１０８】
ここで、確認測距を行い、焦点深度に入っていると判断した場合、デフォーカス量の補正を行わない。このため、ステップＳ２０９の判断結果がＹｅｓの場合、ステップＳ２１３へ進み、フォーカシング用のレンズの駆動量を算出する。
【０１０９】
ステップＳ２１１において、設定部１３７は、算出部１３６の結果から補正値を算出する。ステップＳ２１２において、補正部１３８は、補正値を推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する。
具体的には、撮像光学系の焦点距離、Fno、撮像素子の画素ピッチに基づいた、デフォーカス補正量を付加する。これにより、ベスト像面位置ｂｓｔより奥に合焦することがないような測距動作が可能となるため、動画撮影においても、画質の劣化がない。
【０１１０】
ステップＳ２１３において、レンズ駆動量算出部１４０は、補正部１３８からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算する。ステップＳＳ２１４において、制御部１４１は、動画撮影時に、演算部／相関演算部１３５と、算出部１３６と、設定部１３７と、補正部１３８より得られるデフォーカス量及びレンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う。
【０１１１】
ステップＳ２１５において、動作撮影が終了したか否かが判断される。ステップＳ２１５の判断結果がＮｏの場合、ステップＳ２０１へ戻る。ステップＳ２１５の判断結果がＹｅｓの場合、サブルーチンを終了する。
【０１１２】
図１６は、静止画モード時の焦点検出サブルーチンの流れを示すフローチャートである。ステップＳ３０１において、像信号取得部１３３は、焦点検出用画素からの信号を読み出す。
【０１１３】
ステップＳ３０２において、演算部／相関演算部１３５は、第１像信号と、第２像信号との相関演算を行う。ステップＳ３０３において、相関演算結果の信頼性を判定する。ステップＳ３０４において、演算部／相関演算部１３５は、デフォーカス量を算出する。ステップＳ３０５において、レンズ駆動量算出部１４０は、レンズ駆動量を算出する。ステップＳ３０６において、制御部１４１、レンズ駆動部１６を介してフォーカシング用レンズ２０が駆動される。
【０１１４】
図１７は、撮影サブルーチン１の流れを示すフローチャートである。ステップＳ４０１において、像信号取得部１３３は、撮像用画素からの信号を読み出す。ステップＳ４０２において、読み出された信号に基づいて画像データを構成する。画素読出しは、全画素読出し、間引き読出しの処理を行うように構成してもよい。画像構成には、欠陥画素の補間処理が含まれている。また、画素加算や画素補間により、焦点検出対象画素の位置の画素信号を求めるようにしてもよい。
【０１１５】
ステップＳ４０３において、生成された画像信号を一時記憶しておく。そして、ステップＳ４０４において、液晶表示素子２６は、記録されている画像を表示する。
【０１１６】
なお、ボディ制御部に、焦点検出サブルーチンや、撮影サブルーチンを行う為の構成が含まれている。
また、上述のフローチャートに限定されない。例えば、モード選択後、初期状態検出、撮像素子駆動、プレビュー画像表示などを行なってもよい。
また、撮影開始をシャッターボタン半押し後、焦点検出サブルーチンに移り、合焦後、確認画像を表示し、シャッターボタン全押し後に、撮影サブルーチンに移るフローでもよい。
【０１１７】
なお、上述したフローに限定されない。実施形態として、画像形成フローと焦点検出フローを縦列処理としたが、画像形成フローと焦点検出フローの順序は逆でもよい、また並列処理でもよい。
【０１１８】
以上説明したように、本実施例では、測距精度が低下した場合でも、ベスト像面位置より奥に合焦することがないような測距動作を行う構成となっている。このため、動画撮影においても、画質の劣化がない。この結果、動画撮影においても、画質の劣化が少なく、焦点検出性能のよい撮像装置を提供できる。
【０１１９】
また、撮像光学系は、デフォーカス検出精度が記録された記録部を有していてもよい。この場合、算出部１３７は、記録部よりデフォーカス検出精度を読み出す。
【０１２０】
また、算出部１３７は、演算部である演算部／相関演算部１３５の結果に基づいて、デフォーカス検出精度を算出する。
例えば、デフォーカス検出精度は、以下の２通りの算出方法が挙げられる。
（１）位相差方式のフォーカシングを所定回数、例えば２０回繰り返す。そして、この結果から統計的なばらつきを算出する。
（２）異なる瞳からの２つの像の相関度合いから、ばらつきを算出する。
【０１２１】
設定部１３７は、演算部である演算部／相関演算部１３５の結果にのみ基づいて補正量を決定する。演算部／相関演算部１３５の結果にのみ基づく、とは、上述の統計的に得られるばらつき、相関演算により得られるばらつき、をいう。
例えば、測距精度の正規分布の３σ相当のデフォーカス量を補正量とする。演算部の結果であるデフォーカス量から減算した値をデフォーカス量として、合焦動作を行う。これにより、ベスト像面位置より奥に合焦することがない。
即ち、動画撮影においても、画質の劣化が少なく、焦点検出性能のよい撮像装置を提供できる。
【０１２２】
また、設定部１３７は、算出部１３６の結果と、撮影状態の焦点深度に基づいて補正量を決定することもできる。
例えば、補正値を、測距精度の「正規分布の３σ‐焦点深度」とすることもできる。そして、演算手段の結果であるデフォーカス量から減算した値をデフォーカス量として、合焦動作を行うことで、ベストピント位置より奥に合焦することがない。
即ち、動画撮影においても、画質の劣化が少なく、焦点検出性能のよい撮像装置を提供できる。
【０１２３】
補正部の結果のデフォーカス位置が、撮影状態の焦点深度内か外かを判定する判定部を有することが望ましい。
判定部は、推定されたデフォーカス量、例えば、図１３（ａ）の像面位置ａ、図１３（ｂ）の像面位置ａ’が焦点深度内か外かを判定する。
これにより、像面位置ａ、ａ’が焦点深度内のときは、フォーカシングを終了できる。また、像面位置ａ、ａ’が焦点深度外のときは、フォーカシングを継続できる。
これは、図１５のフローチャートにおけるステップＳ２０９の判断に相当する。
【０１２４】
また、本撮像装置は、以下の構成とすることもできる。
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有し、
前記画素のうち少なくとも１部が、
画素へ入射する光束の入射方向を制限するよう構成された焦点検出用画素であり、
前記焦点検出画素以外は、画素へ入射する光束が前記焦点検出用画素よりも制限されないよう構成された撮像用画素であり、
前記焦点検出用画素は、少なくとも測距のための信号を出力し、
前記撮像用画素は、少なくとも画像のための信号を出力し、
装着、または固定可能な撮像光学系と、光電変換部を有する画素が２次元的に配列された撮像素子と、を有する動画撮影可能な撮像装置において、
推定されたデフォーカス量を演算する演算部と、
デフォーカス検出精度を算出する算出部と、
算出部の結果より補正値を設定する設定部と、
設定部の結果より得られる補正値を推定されたデフォーカス量の絶対値を減少させるように補正する補正部と、を有し、
前記補正部からの結果に基づいてレンズ駆動量を演算するレンズ駆動量算出部と、
動画撮影時に、前記演算部と、前記算出部と、前記設定部と、前記補正部より得られるデフォーカス量及びレンズ駆動量を用いて逐次フォーカシングを行う制御部と、
を有する。
【０１２５】
以上説明したように、本実施例によれば、測距精度が低下した場合でも、ベスト像面位置より常に物体側に合焦し、ウォブリングを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
以上のように、本発明には、測距精度に変動が少なく、測距性能が劣化しない撮像装置に適している。
【符号の説明】
【０１２７】
１１    デジタルスチルカメラ
１２    交換レンズ
１３    カメラボディ
１５    絞り駆動部
１６    レンズ駆動部
１８    ズーミング用レンズ
１９    レンズ
２０    フォーカシング用レンズ
２１ａ    可変絞り
２１ｂ    固定絞り
２２    撮像素子
２４    ボディ制御部
２５    液晶表示素子駆動回路
２６    液晶表示素子 
２７    接眼レンズ
２８    撮像素子駆動回路
２９    メモリカード
３０   レンズ制御部
３１    ｐ形ウエル
３２α、３２β  ｎ形領域
３３α、３３β  表面ｐ＋層
３５    カラーフィルタ
３６    マイクロレンズ
４１    画素
４２、５２  マイクロレンズ
４４、５４  遮光膜
４８、５８  開口部
６１、６２、６３、６４  オンチップレンズ
６１ａ、６２ａ、６３ａ、６４ａ  光軸
７０、８０  画素
７１、８１  屈折率分布レンズ
７２    カラーフィルタ
７６、８６  受光素子
９０    移動・駆動部
９１    減光素子
１２０Ｌ  左側瞳検出用画素
１２０Ｒ  右側瞳検出用画素
１２０Ｕ  上側瞳検出用画素
１２０Ｄ  下側瞳検出用画素
１２１  撮影用画素
１３１  Ａ／Ｄ変換部
１３２  信号処理部
１３３  増信号取得部
１３４  表示画像構成部
１３５  演算部／相関演算部
１３６  算出部
１３７  設定部
１３８  補正部
１３９  記録画像構成部
１４０  レンズ駆動量算出部
１４１  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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【図１６】
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【図１７】
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