(57)【要約】【課題】周期パターンをもつ被写体に対する偽合焦を排除して正確なデフォーカス量を検出する。【解決手段】複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイ４と、マイクロレンズごとに複数の受光素子を有し、結像光学系の瞳２３ａの互いに異なる複数の部分領域Ａ〜Ｆからの光束を各マイクロレンズを介して複数の受光素子のそれぞれで受光する受光素子アレイ５１と、受光素子アレイ５１の複数の受光素子から出力される信号に基づいて、少なくとも３つの部分領域（Ａ〜Ｆ）を透過した光束の像にそれぞれ対応する少なくとも３つの信号列を生成し、少なくとも３つの信号列の内、２つの部分領域に対応する２つの信号列のずれ量を複数組の部分領域ごとに求め、求めた複数のずれ量に基づいて結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出演算回路６とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、
前記マイクロレンズごとに複数の受光素子を有し、結像光学系の瞳の互いに異なる複数の部分領域からの光束を前記各マイクロレンズを介して前記複数の受光素子のそれぞれで受光する受光素子アレイと、
前記受光素子アレイの前記複数の受光素子から出力される信号に基づいて、少なくとも３つの前記部分領域を透過した光束の像にそれぞれ対応する少なくとも３つの信号列を生成する信号列生成手段と、
前記少なくとも３つの信号列の内、２つの前記部分領域に対応する２つの前記信号列のずれ量を複数組の前記部分領域ごとに求め、求めた複数の前記ずれ量に基づいて前記結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記２つの信号列は、前記複数の部分領域の内の互いに隣接する部分領域に対応する信号列であることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の焦点検出装置において、
前記複数のずれ量は、前記複数の部分領域の内の第１の部分領域に対応する第１信号列と、前記第１の部分領域とは異なる第２の部分領域に対応する第２信号列とのずれ量と、前記第１の部分領域および前記第２の部分領域とは異なる第３の部分領域に対応する第３信号列と前記第１信号列とのずれ量とを含むことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、  
前記焦点検出手段は、前記複数のずれ量のそれぞれを加重加算することにより前記焦点調節状態を演算することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記焦点検出手段は、前記２つの部分領域に対応する２つの前記信号列ごとの前記ずれ量のぞれぞれに対して別々の変換係数を乗じて加算し、前記結像光学系のデフォーカス量を演算することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載の焦点検出装置において、
前記変換係数は、前記受光素子アレイの前記受光素子の位置に応じて設定されることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記信号列生成手段は、前記結像光学系の制限された絞り開口に対応する領域に含まれる少なくとも３つの部分領域を通過した光束に基づく複数の信号列を生成することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記信号列生成手段は、前記受光素子アレイの前記複数の受光素子の内の複数の受光素子の出力を加算して前記複数の信号列を生成することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記受光素子アレイは、前記複数の受光素子が一次元状に配列されていることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の焦点検出装置において、
前記受光素子アレイは、前記複数の受光素子が二次元状に配列されていることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の焦点検出装置を備え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】
本発明は焦点検出装置および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対の再結像レンズの開口の間隔（軸間距離）の異なる複数対の再結像レンズで撮影光学系の瞳を分割し、瞳分割した光束による複数対の像についてそれぞれ相対的な像ズレ量を演算し、複数のデフォーカス量から偽合焦を排除して真のデフォーカス量を求めるようにした焦点検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
【特許文献１】特許第２９１０１０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の焦点検出装置では、焦点検出精度が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）  請求項１の発明は、複数のマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイと、マイクロレンズごとに複数の受光素子を有し、結像光学系の瞳の互いに異なる複数の部分領域からの光束を各マイクロレンズを介して複数の受光素子のそれぞれで受光する受光素子アレイと、受光素子アレイの複数の受光素子から出力される信号に基づいて、少なくとも３つの部分領域を透過した光束の像にそれぞれ対応する少なくとも３つの信号列を生成する信号列生成手段と、少なくとも３つの信号列の内、２つの部分領域に対応する２つの信号列のずれ量を複数組の部分領域ごとに求め、求めた複数のずれ量に基づいて結像光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段とを備える。
（２）  請求項２の焦点検出装置の２つの信号列は、複数の部分領域の内の互いに隣接する部分領域に対応する信号列である。
（３）  請求項３の焦点検出装置の複数のずれ量は、複数の部分領域の内の第１の部分領域に対応する第１信号列と、第１の部分領域とは異なる第２の部分領域に対応する第２信号列とのずれ量と、第１の部分領域および第２の部分領域とは異なる第３の部分領域に対応する第３信号列と第１信号列とのずれ量とを含む。
（４）  請求項４の焦点検出装置は、焦点検出手段によって、複数のずれ量のそれぞれを加重加算することにより焦点調節状態を演算するようにしたものである。
（５）  請求項５の焦点検出装置は、焦点検出手段によって、２つの部分領域に対応する２つの信号列ごとのずれ量のぞれぞれに対して別々の変換係数を乗じて加算し、結像光学系のデフォーカス量を演算するようにしたものである。
（６）  請求項６の焦点検出装置の変換係数は、受光素子アレイの受光素子の位置に応じて設定される。
（７）  請求項７の焦点検出装置は、信号列生成手段によって、結像光学系の制限された絞り開口に対応する領域に含まれる少なくとも３つの部分領域を通過した光束に基づく複数の信号列を生成するようにしたものである。
（８）  請求項８の焦点検出装置は、信号列生成手段によって、受光素子アレイの複数の受光素子の内の複数の受光素子の出力を加算して複数の信号列を生成するようにしたものである。
（９）  請求項９の焦点検出装置の受光素子アレイは、複数の受光素子が一次元状に配列されたものである。
（１０）  請求項１０の焦点検出装置の受光素子アレイは、複数の受光素子が二次元状に配列されたものである。
（１１）  請求項１１の撮像装置は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の焦点検出装置を備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、周期パターンをもつ被写体に対する偽合焦を排除して正確なデフォーカス量を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明をデジタル一眼レフカメラに適用した一実施の形態を説明する。なお、本発明は一眼レフデジタルカメラに限定されず、結像光学系の焦点調節を行うあらゆる光学装置（例えばフィールドスコープなど）に適用することができる。
【０００８】
図１は、一実施の形態の焦点検出装置を備えたデジタル一眼レフカメラの構成を示す断面図である。なお、本発明の焦点検出装置および撮像装置に関わる機器および装置以外のカメラの一般的な機器および装置については図示と説明を省略する。一実施の形態のカメラはカメラボディ１にレンズ鏡筒２０が装着され、レンズ鏡筒２０は各種の撮影レンズに交換可能である。なお、この一実施の形態ではレンズ交換式カメラを例に上げて説明するが、本発明はレンズ交換式カメラに限定されず、レンズ固定式カメラに対しても適用できる。
【０００９】
カメラボディ１は、撮像素子２、シャッター３、焦点検出光学系４、焦点検出センサー５、焦点検出演算回路６、カメラ制御回路７、駆動回路８、クイックリターンミラー９、サブミラー１０、ファインダースクリーン１１、透過型液晶表示器１２、ペンタプリズム１３、測光レンズ１４、測光センサー１５、接眼レンズ１６、操作部材１７などを備えている。
【００１０】
撮像素子２はＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、レンズ鏡筒２０内の撮像レンズ２３により結像した被写体像を電気信号に変換して出力する。シャッター３は、シャッターボタン（不図示）の全押し時（シャッターレリーズ時）に露出演算結果または撮影者が手動で設定したシャッター秒時だけ開放され、撮像素子２を露光する。焦点検出光学系４、焦点検出センサー５および焦点検出演算回路６は位相差検出方式の焦点検出装置を構成し、撮影レンズ（結像光学系）２３の焦点調節状態を示すデフォーカス量を検出する。この焦点検出装置４，５，６については詳細を後述する。
【００１１】
カメラ制御回路７は図示しない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、測光、焦点検出、撮影などのシーケンス制御や、露出演算などの演算制御を行う。駆動回路８は、レンズ鏡筒２０内に設けられるレンズおよび絞り駆動用アクチュエーター２５を駆動制御する。測光センサー１５は、撮影画面を複数の領域に分割して各領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。
【００１２】
レンズ鏡筒２０は、ズーミングレンズ２１、フォーカシングレンズ２２、絞り２４、レンズおよび絞り駆動用アクチュエーター２５、レンズメモリ２６などを備えている。なお、図１ではズーミングレンズ２１とフォーカシングレンズ２２を一つの撮影レンズ２３で代表して表す。ズーミングレンズ２１はアクチュエーター２５により光軸方向に駆動され、撮影レンズ２３の焦点距離を変えるレンズである。また、フォーカシングレンズ２２はアクチュエーター２５により光軸方向に駆動され、撮影レンズ２３の焦点調節を行うレンズである。絞り２４はアクチュエーター２５に駆動されて絞り開口径を変化させる。レンズメモリ２６には、撮影レンズ２３の開放Ｆ値、瞳距離ＰＯ、焦点距離などのレンズ鏡筒２０および撮影レンズ２３に関する情報が記憶されている。
【００１３】
カメラボディ１およびレンズ鏡筒２０には、撮影者が操作する操作部材１７が配置される。操作部材１７には、シャッターボタンの半押し時にオンするレリーズ半押しスイッチ、シャッターボタンの全押し時オンするレリーズ全押しスイッチなどが含まれる。
【００１４】
撮影時以外は、クイックリターンミラー９とサブミラー１０が図１に示すように撮影光路中に置かれる。このとき、撮影レンズ２３を透過した被写体からの光の一部は、クイックリターンミラー９に反射されてファインダースクリーン１１へ導かれ、スクリーン１１上に被写体像を結像する。透過型液晶表示器１２は、スクリーン１１上の被写体像に焦点検出エリアマークを重畳して表示するとともに、被写体像外にシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。
【００１５】
スクリーン１１上の被写体像は、ペンタプリズム１３と接眼レンズ１６を介して撮影者の目へ導かれるとともに、ペンタプリズム１３と測光用レンズ１４を介して測光用センサー１５へ導かれる。カメラ制御回路７は、測光用センサー１５から出力される測光領域ごとの測光信号に基づいて露出演算を行い、被写界の輝度に応じたシャッター速度と絞り値を算出する。なお、手動露出撮影モード設定時には、撮影者が操作部材１７を操作して設定したシャッター速度と絞り値を用いる。
【００１６】
一方、撮影レンズ２３を通過した被写体からの光の他の一部は、クイックリターンミラー９を透過してサブミラー１０により反射され、焦点検出光学系４を介して焦点検出センサー５へ導かれる。この一実施の形態では撮影画面内の複数の位置に焦点検出エリアが設定されており、焦点検出センサー５は、各焦点検出エリアごとに撮影レンズ２３の焦点調節状態を示す焦点検出信号を出力する。焦点検出演算回路６は、各焦点検出エリアごとの焦点検出信号に基づいて撮影レンズ２３の焦点調節状態を示すデフォーカス量を算出する。カメラ制御回路７はデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を算出し、駆動回路８によりアクチュエーター２５を駆動してフォーカシングレンズ２２を合焦駆動する。
【００１７】
撮影時には、クイックリターンミラー９とサブミラー１０が撮影光路から退避され（ミラーアップ）、シャッター３が開放されて撮影レンズ２３を透過した被写体からの光束が撮像素子２へ導かれ、撮像素子２の撮像面に結像された被写体像が撮像される。
【００１８】
図２および図３は焦点検出光学系４と焦点検出センサー５の詳細を示す図である。図において、焦点検出光学系４は、複数のマイクロレンズ４１を二次元状に配列したマイクロレンズアレイであり、撮影レンズ２３のピントを合わせようとする面すなわち撮像素子２の撮像面と共役な面の近傍に配置される。なお、図２および図３ではマイクロレンズの数を少なく描いているが、実際のマイクロレンズは１００ミクロンもしくはそれ以下のピッチで配列されるので、マイクロレンズアレイが例えば５ｍｍ角の広さであれば、マイクロレンズの数は非常に大きな数となる。
【００１９】
焦点検出センサー５は、複数の受光素子（光電変換素子）を二次元状に配列した受光素子アレイ５１であり、焦点検出光学系（マイクロレンズアレイ）４の背後に配置される。なお、図３ではマイクロレンズ４１ごとに６行、６列の合計３２個の受光素子を正方配列にした受光素子アレイ５１を例に上げて説明するが、マイクロレンズごとの受光素子の数はこの一実施の形態の数に限定されない。また、マイクロレンズごとに複数の受光素子をまとめて配置せずに、複数の受光素子を二次元状に配列した受光素子アレイとしてもよい。
【００２０】
被写体からの光束は、クイックリターンミラー９を透過しサブミラー１０に反射され、焦点検出光学系（マイクロレンズアレイ）４を介して焦点検出センサー（受光素子アレイ）５へ導かれる。
【００２１】
図４は、焦点検出センサー５の複数の受光素子アレイ５１と、撮影レンズ２３の射出瞳２３ａ上の部分瞳Ａ〜Ｆとの関係を示す図である。各マイクロレンズ４１下の各受光素子アレイ５１は、各マイクロレンズ４１により射出瞳２３ａ上の部分瞳Ａ〜Ｆに投影される。射出瞳２３ａ上の各部分瞳Ａ〜Ｆを通過した光束は、各マイクロレンズ４１を介して各受光素子アレイ５１へ導かれ、各受光素子アレイ５１はそれぞれに入射した光を光電変換する。
【００２２】
図４において、周期パターンによる偽合焦の発生頻度を下げるには像のずれ量を小さくすればよいので、検出開角を小さくすればよいが、検出開角を小さくするとデフォーカス量の検出精度が低下する。そこで、この一実施の形態では全検出開角θTotを部分瞳Ａ〜Ｆに応じて分割し、小さく分割した検出開角θdivごとに像ずれ量を求めてそれらを合計し、合計した像ずれ量すなわち全検出開角θTot、すなわち両端の部分瞳ＡとＦに対応する合計像ずれ量をデフォーカス量に変換する。上述したように、再結像レンズを用いて瞳分割を行う瞳分割型位相差検出方式の焦点検出では、検出開角を十分に小さくできないが、マイクロレンズアレイを用いて瞳分割を行うこの一実施の形態の瞳分割型位相差検出方式の焦点検出では、隣接する分割瞳の検出開角を小さくして多数の分割瞳を並べることができ、これにより、周期パターンをもつ被写体に対する偽合焦を起こり難くして正確なデフォーカス量を検出でき、デフォーカス量の検出精度を向上させることができる。また、多数の分割瞳対でそれぞれ像ずれを求めて、多数の像ずれを加重加算などの統計平均を行ってデフォーカス量を求めるので、様々な誤差要素が相殺されて検出精度が向上する利点がある。
【００２３】
図５は焦点検出演算回路６の詳細な構成を示す図である。焦点検出演算回路６はＡ／Ｄコンバーター６１、メモリ６２、マイクロコンピューター６３などを備え、マイクロコンピューター６３のソフトウエア形態により複数信号列生成部６４、像ずれ演算部６５、およびデフォーカス量演算部６６を構成する。焦点検出センサー５の複数の受光素子アレイ５１の出力は、順次読み出されてＡ／Ｄコンバーター６１によりデジタル信号に変換された後、メモリ６２に記憶される。
【００２４】
複数信号列生成部６４は、カメラ制御回路７を介してレンズメモリ２６からレンズ鏡筒２０および撮影レンズ２３の瞳情報（開放Ｆ値や瞳距離ＰＯなど）を入手するとともに、カメラ制御回路７から撮影時のしぼり制御Ｆ値を入手し、それらの情報に基づいて像ずれ量の演算に使用可能な部分瞳の範囲を特定し、それらの部分瞳に関する信号列を生成する。
【００２５】
図６は各マイクロレンズ４１下の受光素子アレイ５１の拡大図である。この一実施の形態では６行、６列の受光素子アレイ５１を例に上げて説明しているが、図６に示すように各受光素子にアドレスを付して区別するものとする。ここでは、各受光素子アレイ５１の３行目の受光素子（３．１）〜（３．６）のみを用いて信号列を生成する。例えば図４に示す最下端の受光素子アレイ５１の出力信号ａ(1)、ｂ(1)、・・・、ｆ(1)は、図６に示す３行目の受光素子（３．１）、（３．２）、・・・、（３．６）の出力信号に対応する。他の受光素子アレイ５１の出力信号も同様に、受光素子アレイ５１の３行目の受光素子（３．１）、（３．２）、・・・、（３．６）の出力信号に対応する。
【００２６】
各受光素子アレイ５１の３行目の受光素子の内、部分瞳Ａを通過した光束を受光する受光素子の出力信号のみを並べた信号列{ａ(i)}は、
{ａ(i)}＝ａ(1)、ａ(2)、ａ(3)、・・・、ａ(ｎ)  ・・・（１）
で表される。この信号列{ａ(i)}は、各受光素子アレイ５１の受光素子（３．１）の出力信号を受光素子アレイ５１の並び順に並べたものである。以下同様に、各受光素子アレイ５１の３行目の受光素子の内、部分瞳Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆをそれぞれ通過した光束を受光する受光素子の出力信号のみを並べた信号列をそれぞれ{ｂ(i)}、{ｃ(i)}、{ｄ(i)}、{ｅ(i)}、{ｆ(i)}とし、上記（１）に準じて表すものとする。信号列{ｂ(i)}は各受光素子アレイ５１の受光素子（３．２）の出力信号を受光素子アレイ５１の並び順に並べたもの、信号列{ｃ(i)}は各受光素子アレイ５１の受光素子（３．３）の出力信号を受光素子アレイ５１の並び順に並べたもの、信号列{ｄ(i)}は各受光素子アレイ５１の受光素子（３．４）の出力信号を受光素子アレイ５１の並び順に並べたものである。さらに、信号列{ｅ(i)}は各受光素子アレイ５１の受光素子（３．５）の出力信号を受光素子アレイ５１の並び順に並べたもの、信号列{ｆ(i)}は各受光素子アレイ５１の受光素子（３．６）の出力信号を受光素子アレイ５１の並び順に並べたものである。
【００２７】
なお、このように各受光素子アレイ５１の３行目の受光素子の出力信号のみを用いて信号列を生成するような場合には、各マイクロレンズ下に複数の受光素子を二次元状に配列する必要はなく、例えば図９に示すような各マイクロレンズ４１Ａ下に６個の受光素子を一列に配列した一次元状の受光素子アレイ５１Ａを用いることができる。
【００２８】
像ずれ演算部６５は、複数信号列生成部６４で生成された信号列の内、部分瞳が互いに隣接する信号列を一対として扱い、各対の信号列の相関量Ｃ(Ｎ)を次式により算出する。例えば隣接する部分瞳ＡとＢに対応する一対の信号列{ａ(i)}と{ｂ(i)}の相関量Ｃ(Ｎ)_abは、
Ｃ(Ｎ)_ab＝Σ｜ａ(ｉ)−ｂ(ｊ)｜  ・・・（２）
（２）式において、Ｎはシフト量でｊ−ｉ＝Ｎ、Σは上底がｑＬ、下底がｐＬの総和演算を表す。こうして離散的に得られた相関量Ｃ(Ｎ)から次のようにして精密なシフト量を求める。相関量Ｃ(Ｎ)の内、シフト量Ｎのときに極小値を与える相関量をＣ０、シフト量(Ｎ−１)のときの相関量をＣｒ、シフト量(Ｎ＋１)のときの相関量をＣｆとすると、これら３点の並びから精密なシフト量、すなわちずれ量Ｎｘ_abを次式により求める。
ＤＬ＝０．５×(Ｃｒ−Ｃｆ)、
Ｅ＝ＭＡＸ{Ｃｆ−Ｃ０、Ｃｒ−Ｃ０}、
Ｎｘ_ab＝Ｎ＋ＤＬ／Ｅ  ・・・（３）
【００２９】
同様に、部分瞳Ｂ〜Ｆの内の隣接する部分瞳の信号列{ｂ(i)}と{ｃ(i)}、{ｃ(i)}と{ｄ(i)}、{ｄ(i)}と{ｅ(i)}、{ｅ(i)}と{ｆ(i)}に基づいて、部分瞳Ｂ〜Ｆにより分割した検出開角θdiv（図４参照）ごとにずれ量Ｎｘ_bc、Ｎｘ_cd、Ｎｘ_de、Ｎｘ_efを演算する。図４において、全検出開角θTotは分割した検出開角θdivの総和であるから、全検出開角θTot（両端の部分瞳ＡとＦ）に対する合計ずれ量Ｎｘ_Totは分割検出開角θdivの像ずれ量を合計したものである。
Ｎｘ_Tot＝Ｎｘ_ab＋Ｎｘ_bc＋Ｎｘ_cd＋Ｎｘ_de＋Ｎｘ_ef  ・・・（４）
で求められる。算出した合計ずれ量Ｎｘ_Totに焦点検出面の位置に応じた補正量（定数cst）を加え、焦点検出面上での合計ずれ量Δｎを求める。
Δｎ＝Ｎｘ_Tot＋cst  ・・・（５）
【００３０】
デフォーカス量演算部６６は、全検出開角θTotに依存した定数Ｋｆを用いて合計ずれ量Δｎをデフォーカス量Ｄｆに変換する。
Ｄｆ＝Ｋｆ×Δｎ  ・・・（６）
【００３１】
このように、一実施の形態によれば、受光素子アレイ５１の複数の受光素子から出力される信号に基づいて、撮影レンズ２３の少なくとも３個の部分瞳（Ａ〜Ｆ）を透過した光束のそれぞれに対応する複数の信号列を生成し、それらの内の２個の信号列のずれ量を演算し、それらのずれ量を合成したずれ量に基づいて撮影レンズ２３のデフォーカス量を検出するようにしたので、周期パターンをもつ被写体に対する偽合焦を排除して正確なデフォーカス量を検出することができる。その上、３個以上の部分瞳を透過した光束に対応する３個以上の信号列に基づく複数のずれ量を加算して合計ずれ量を求めるので、統計効果によりデフォーカス量のバラツキが減少し、検出精度を向上させることができる。
【００３２】
《発明の一実施の形態の変形例》
上述した一実施の形態では、受光素子アレイ５１の複数の受光素子から出力される信号に基づいて、撮影レンズ２３の少なくとも３個の部分瞳（Ａ〜Ｆ）を透過した光束のそれぞれに対応する複数の信号列を生成し、それらの内の２個の信号列のずれ量を演算し、それらのずれ量を合計したずれ量に基づいて撮影レンズ２３のデフォーカス量を検出するようにしたが、それぞれのずれ量を変換係数を用いてデフォーカス量に変換した後に、それらのデフォーカス量を合計して（平均化して）撮影レンズ２３のデフォーカス量を検出するようにしてもよい。
【００３３】
例えば、２個の信号列のずれ量をそれぞれＮｘ_ab、Ｎｘ_bc、Ｎｘ_cd、Ｎｘ_de、Ｎｘ_efとし、２個の信号列のずれ量をデフォーカス量に変換する係数をそれぞれｋab、ｋbc、ｋcd、ｋde、ｋefとした場合に、デフォーカス量Ｄを次式で求める。
Ｄ＝（ｋab×Ｎｘ_ab＋ｋbc×Ｎｘ_bc＋ｋcd×Ｎｘ_cd＋ｋde×Ｎｘ_de＋ｋef×Ｎｘ_ef）／５  ・・・（７）
この場合、デフォーカス量が５つあるので５で割って平均デフォーカス量としている。一般には、加算するデフォーカス量の数で割る。また、２個の信号列のずれ量をデフォーカス量に変換する際に、各信号列を出力する受光素子の位置に応じた重みｑab、ｑbc、ｑcd、ｑde、ｑefを付して加重加算し、デフォーカス量Ｄを求めてもよい。
Ｄ＝（ｑab×ｋab×Ｎｘ_ab＋ｑbc×ｋbc×Ｎｘ_bc＋ｑcd×ｋcd×Ｎｘ_cd＋ｑde×ｋde×Ｎｘ_de＋ｑef×ｋef×Ｎｘ_ef）／｛（ｑab＋ｑbc＋ｑcd＋ｑde＋ｑef）×５｝  ・・・（８）
【００３４】
《発明の一実施の形態の他の変形例》
上述した実施の形態では分割した検出開角θdivが等しい場合の例を示したが、検出開角θdivがそれぞれ異なる場合にも、検出開角θdivごとに個別に最適な変換係数を用いて上記の方法で正確なデフォーカス量を求めることができる。言い換えれば、受光素子５１の複数の受光素子が等ピッチで配列されているものに限らず、一部の受光素子が異なるピッチで配列されているものであってもよい。
【００３５】
《発明の一実施の形態の他の変形例》
撮影時の実絞りが絞られている場合には、絞られた部分の光束だけを用いてデフォーカス量Ｄｆを演算する。例えば図４に示す例で、絞りにより部分瞳ＡとＦがけられ、部分瞳Ｂ〜Ｅが絞られた部分の光束にほぼ一致する場合には、次式によりデフォーカス量Ｄｆを求める。
Ｄｆ＝（ｋbc×Ｎｘ_bc＋ｋcd×Ｎｘ_cd＋ｋde×Ｎｘ_de）／３＋ｋcst
・・・（９）
ここでは、デフォーカス量が３つあるので３で割って平均化している。（９）式により求められるデフォーカス量は、けられた部分瞳ＡとＦを除く両端の部分瞳ＢとＥに対応するデフォーカス量である。これにより、撮影時の絞り開口による焦点検出用光束のけられの影響を受けず、正確なデフォーカス量を検出することができる。
【００３６】
《発明の一実施の形態の他の変形例》
上述した一実施の形態では、各受光素子アレイ５１から１個の受光素子の出力信号を並べて信号列を生成する例を示したが、各受光素子アレイ５１の複数の受光素子出力を予め加算して加算結果を１つの受光素子出力と見なして信号列を生成するようにしてもよい。
【００３７】
例えば各受光素子アレイ５１の３行目と４行目の受光素子の出力信号を加算して、図４に示す最下端の受光素子アレイ５１の出力信号ａ(1)、ｂ(1)、・・・、ｆ(1)を生成する場合には、図７に示すように、受光素子（３．１）と（４．１）の出力信号を加算して出力信号ａ(1)とし、受光素子（３．２）と（４．２）の出力信号を加算して出力信号ｂ(1)とし、受光素子（３．３）と（４．３）の出力信号を加算して出力信号ｃ(1)とする。さらに、受光素子（３．４）と（４．４）の出力信号を加算して出力信号ｄ(1)とし、受光素子（３．５）と（４．５）の出力信号を加算して出力信号ｅ(1)とし、受光素子（３．６）と（４．６）の出力信号を加算して出力信号ｆ(1)とする。他の受光素子アレイ５１の出力信号ａ(2)〜ｆ(2)、ａ(3)〜ｆ(3)、ａ(4)〜ｆ(4)、ａ(5)〜ｆ(5)、ａ(6)〜ｆ(6)についても同様に生成する。
【００３８】
また、各受光素子アレイ５１の内の８個の受光素子の出力信号を加算して、図４に示す最下端の受光素子アレイ５１の出力信号ａ(1)、ｂ(1)、ｃ(1)、ｄ(1)、ｅ(1)を生成する場合には、図８に示すように８個の受光素子の出力信号をそれぞれ加算する。この場合、加算する受光素子の数が多いので出力信号の数が減少する。なお、他の受光素子アレイ５１の出力信号ａ(2)〜ｅ(2)、ａ(3)〜ｅ(3)、ａ(4)〜ｅ(4)、ａ(5)〜ｅ(5)、ａ(6)〜ｅ(6)についても同様に生成する。
このように、受光素子アレイ５１の複数の受光素子の内の少なくとも２個の受光素子の出力信号を加算して信号列を生成することによって、受光素子出力に含まれるノイズの影響が抑制され、焦点検出精度を向上させることができる。また、暗い場合でも信号量を増やすことができるので、暗い側の検出限界を下げることが可能となる。
【００３９】
なお、上述した一実施の形態とその変形例では、複数のマイクロレンズ４１を二次元状に配列したマイクロレンズアレイ４を例に上げて説明したが、撮影画面の焦点検出エリアに対応する位置に複数のマイクロレンズを一列に配列したマイクロレンズアレイとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一実施の形態の焦点検出装置を備えたデジタル一眼レフカメラの構成を示す断面図
【図２】焦点検出光学系と焦点検出センサーの詳細を示す図
【図３】焦点検出光学系と焦点検出センサーの詳細を示す図
【図４】焦点検出センサーの複数の受光素子アレイと、撮影レンズの射出瞳上の部分瞳との関係を示す図
【図５】焦点検出演算回路の詳細な構成を示す図
【図６】マイクロレンズ下の受光素子アレイの拡大図
【図７】信号列の他の生成方法を説明する図
【図８】信号列の他の生成方法を説明する図
【図９】変形例のマイクロレンズアレイと受光素子アレイを示す図
【符号の説明】
【００４１】
１  カメラボディ
４  マイクロレンズアレイ
５  焦点検出センサー
６  焦点検出演算回路
２０  レンズ鏡筒
２３  撮影レンズ
４１  マイクロレンズ
５１  受光素子アレイ
６３  マイコン
６４  複数信号列生成部
６５  像ずれ演算部
６６  デフォーカス量演算部
【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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