(57)【要約】      （修正有）【課題】常に高い精度で焦点検出できる撮像装置を提供すること。【解決手段】撮影レンズ１２が装着可能、又は、撮影レンズ１２が固定された撮像装置１１において、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２２を備え、画素は、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と、入射する光束の入射方向が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からなり、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、撮像用画素は、少なくとも画像のための信号を出力し、光電変換部がオーバーフローしているか否かを判定するオーバーフロー判定部２４ａと、オーバーフロー判定部２４ａの判定結果および測距のための信号に基づいて、デフォーカス量を演算する演算部２４ｂと、を有する。【選択図】図１
2012027390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズが装着可能、又は、撮影レンズが固定された撮像装置において、
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を備え、
前記画素は、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と、入射する光束の入射方向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からなり、
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、
前記光電変換部がオーバーフローしているか否かを判定するオーバーフロー判定部と、
前記オーバーフロー判定部の判定結果および前記測距のための信号に基づいて、デフォーカス量を演算する演算部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記オーバーフロー判定部が、前記焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローにより影響を受けると判定した場合、
前記演算部は、オーバーフローにより影響を受ける前記焦点検出用画素以外の前記焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記オーバーフロー判定部は、前記焦点検出用画素がオーバーフローしているかどうか、もしくは、前記焦点検出用画素の周辺の画素がオーバーフローし、前記焦点検出用画素が影響を受けるかどうかを判定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記オーバーフロー判定部が、前記焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローしていると判定した場合、
前記演算部は、オーバーフローした前記焦点検出用画素以外の前記焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記オーバーフロー判定部が、前記焦点検出用画素の周辺の画素がオーバーフローし、前記焦点検出用画素が影響を受けると判定した場合、
前記演算部は、オーバーフローにより影響を受ける前記焦点検出用画素以外の前記焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
焦点検出の演算に使用しない前記焦点検出用画素に関しては、数学的な補間または画素補間することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記オーバーフロー判定部が、前記焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローにより影響を受けると判定した場合、該当する前記焦点検出用画素からの信号を演算の対象からはずすことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記オーバーフロー判定部により前記焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローに該当すると判断した場合、
前記演算部は、前記撮像用画素からの信号に基づいて焦点検出を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
表示部を有し、
前記オーバーフロー判定部が、前記光電変換部のすべての前記焦点検出用画素においてオーバーフローが生じていると判定した場合、
前記表示部は、焦点検出は不能であることを表示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１０】
レンズ駆動制御部を有し、
前記オーバーフロー判定部が、前記光電変換部のすべての前記焦点検出用画素においてオーバーフローが生じていると判定した場合、
前記レンズ駆動制御部は、画像のコントラストに基づくフォーカシングを行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【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】
所定方向の画素列上に撮像用画素と焦点検出用画素とを混在させた撮像素子を用いた撮像装置が提案されている（例えば特許文献１）。
このような撮像装置では、撮像光学系により結像された光学像を電気信号に変換する光電変換部を有することが一般的である。
【０００３】
光電変換部に過大な光が入射すると、画素から過剰な電荷が隣接する画素にあふれ出すオーバーフローが発生する。オーバーフローにより、擬似信号となるブルーミング現象が発生する。ブルーミング現象の防止機能の代表的な例としてオーバーフロードレインを設ける構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
一般的な撮像素子、すなわち撮像用画素のみが２次元的に配列された撮像素子において、ブルーミング現象が発生すると、擬似信号により画質が低下してしまう。
従来例では、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ている。このため、焦点検出用画素に強い光が入射し、オーバーフローが起こった場合、焦点検出性能が劣化してしまう。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、常に高い精度で焦点検出できる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】
【０００７】
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、撮影レンズが装着可能、又は、撮影レンズが固定された撮像装置において、
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を備え、
画素は、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と、入射する光束の入射方向が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からなり、
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、
撮像用画素は、少なくとも画像のための信号を出力し、
光電変換部がオーバーフローしているか否かを判定するオーバーフロー判定部と、
オーバーフロー判定部の判定結果および測距のための信号に基づいて、デフォーカス量を演算する演算部と、
を有することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、オーバーフロー判定部が、焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローにより影響を受けると判定した場合、
演算部は、オーバーフローにより影響を受ける焦点検出用画素以外の焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことが望ましい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、オーバーフロー判定部は、焦点検出用画素がオーバーフローしているかどうか、もしくは、焦点検出用画素の周辺の画素がオーバーフローし、焦点検出用画素が影響を受けるかどうかを判定することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、オーバーフロー判定部が、焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローしていると判定した場合、
演算部は、オーバーフローした焦点検出用画素以外の焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、オーバーフロー判定部が、焦点検出用画素の周辺の画素がオーバーフローし、焦点検出用画素が影響を受けると判定した場合、
演算部は、オーバーフローにより影響を受ける焦点検出用画素以外の焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、焦点検出の演算に使用しない焦点検出用画素に関しては、数学的な補間または画素補間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、オーバーフロー判定部が、焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローにより影響を受けると判定した場合、該当する焦点検出用画素からの信号を演算の対象からはずすことが望ましい。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、オーバーフロー判定部により焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローに該当すると判断した場合、
演算部は、撮像用画素からの信号に基づいて焦点検出を行うことが望ましい。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、表示部を有し、
オーバーフロー判定部が、光電変換部のすべての焦点検出用画素においてオーバーフローが生じていると判定した場合、
表示部は、焦点検出は不能であることを表示することが望ましい。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、レンズ駆動制御部を有し、
オーバーフロー判定部が、光電変換部のすべての焦点検出用画素においてオーバーフローが生じていると判定した場合、
レンズ駆動制御部は、画像のコントラストに基づくフォーカシングを行うことが望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、常に高い精度で焦点検出できる撮像装置を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の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】第１実施形態に係る撮像素子の構成を示す平面図である。
【図８】オーバーフロー処理の大まかな手順を示すフローチャートである。
【図９】デジタルカメラの構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】相関演算器の構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】補間処理の内容を説明する図である。
【図１２】相関演算回路３０９の構成を示す図である。
【図１３】孤立点検出部３２０Ｂの構成を示す図である。
【図１４】マスク部３３０の構成を示す図である。
【図１５】焦点検出用画素がオーバーフローの影響を受けた場合の処理を説明する図である。
【図１６】第２実施形態に係る撮像素子の構成を示す平面図である。
【図１７】第３実施形態に係る撮像素子の構成を示す平面図である。
【図１８】第４実施形態に係る撮像素子の構成を示す平面図である。
【図１９】第４実施形態の相関演算回路の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
交換レンズ１２は、レンズ駆動制御装置１６、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。レンズ駆動制御装置１６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、ボディ駆動制御装置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。
【００２２】
カメラボディ１３は撮像素子２２、ボディ駆動制御装置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】
ボディ駆動制御装置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、レンズ駆動制御装置１６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。ボディ駆動制御装置２４とレンズ駆動制御装置１６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、その出力はボディ駆動制御装置２４へ送られる。ボディ駆動制御装置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を算出し、このデフォーカス量をレンズ駆動制御装置１６へ送る。また、ボディ駆動制御装置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駆動制御装置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】
レンズ駆動制御装置１６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、レンズ駆動制御装置１６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。レンズ駆動制御装置１６は、受信したデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を算出し、この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】
さらに、図１（ｂ）に示すように、ボディ駆動制御装置２４は、オーバーフロー判定部２４ａと、デフォーカス量を演算する演算部２４ｂとを備えている。これらの構成の詳細は、後述する。
【００３０】
（撮像素子の構成）
上述したデジタルカメラ１１の構成は、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の構成について説明する。
【００３１】
図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施形態に係る撮像装置が想定する射出瞳の構成を示す図である。撮像素子２２はデジタルスチルカメラ１１が想定する射出瞳Ｐの、図２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。
【００３２】
（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（ａ））
（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））
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、屈折率分布レンズ７１、８１以外は同様である。
【００４７】
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。屈折率分布レンズ７１、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。
【００４８】
（実施形態）
つづいて、本実施形態に係る撮像素子の第１実施形態〜第４実施形態について、図７〜図１９を参照しつつ説明する。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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、最終画像を得る。
【００５３】
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、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、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、最終画像を得る。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
以上説明したように、焦点検出用画素は、複数の画素のうち少なくとも１部を占め、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ている。
また、撮像用画素は、焦点検出画素以外の画素であり、画素へ入射する光束が焦点検出用画素よりも制限されないよう構成されている。
そして、焦点検出用画素は、少なくとも測距のための信号を出力する。また、撮像用画素は、少なくとも画像のための信号を出力する。
【００５７】
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１、図２、図３、図４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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。なお、図２の画素１０４Ｌと画素１１４Ｌは左画素１２０Ｌに対応し、図２の画素１０４Ｒと画素１１４Ｒは右画素１２０Ｒに対応する。
【００６０】
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。
【００６１】
図７の配置をＦ０１〜１６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。
【００６２】
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。
【００６３】
図７に示す例では、例えば、Ｌ０１Ｆ０１（左画素１２０Ｒ）と、Ｌ０２Ｆ０２（下画素１２０Ｕ）とＬ０３Ｆ０１（右画素１２０Ｒ）とＬ０２Ｆ０４（下画素Ｄ）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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
（オーバーフロー処理）
次に、本実施形態における焦点検出画素からの電荷のオーバーフローの検出とその処理について説明する。
上述したように、焦点検出用画素に強い光が入射し、オーバーフローが起こった場合、焦点検出性能が劣化してしまう。このため、本実施形態では、以下の手順でオーバーフロー処理を行う。
【００６７】
図８は、オーバーフロー処理の大まかな手順を示すフローチャートである。なお、詳細な処理については、フローチャートの次に後述する。
【００６８】
ステップＳ３０１において、オーバーフロー判定部２４ａは、焦点検出用画素からの信号を取り込む。ステップＳ２０２において、オーバーフロー判定部２４ａは、信号を取り込んだ焦点検出用画素において電荷のオーバーフローが生じているか否かを判定する。
【００６９】
ステップＳ２０２の判定結果が真（Ｙｅｓ）の場合、おいて、オーバーフローが生じていると判定された場合、焦点検出用画素からの信号を削除、すなわち信号強度＝０とする。
【００７０】
ステップＳ２０２の判定結果が偽（Ｎｏ）の場合、ステップＳ２０４において、演算部２４ｂは、オーバーフロー判定部２４ａの判定結果に基づいて、デフォーカス量を演算する。
ステップＳ２０５において、レンズ駆動制御部１６は、演算部２４ｂからの信号に応じてフォーカシング用レンズ２０を光軸方向に駆動する。これにより、フォーカシングを行うことができる。
【００７１】
（機能ブロック図）
次に、オーバーフロー処理を行う具体的な構成について説明する。
図９は、デジタルカメラ１１の構成３００を示す機能ブロック図である。
【００７２】
レンズ駆動制御部１６は、フォーカシングレンズ２０を駆動する。撮像素子駆動回路３０２は、撮像素子を駆動するための同期信号ＨＤ（水平駆動信号）、ＶＤ（垂直駆動信号）信号を生成し、撮像素子２２へ出力する。
また、撮像素子駆動回路３０２は、読み出し位置情報であるアドレス情報を焦点検出画素分離部３０１へ出力する。
【００７３】
撮像素子２２は、物体像を撮像する。焦点検出画素分離部３０１は、撮影用画素からの信号、焦点検出用画素からの信号、Ａ瞳画素からの信号、及びＢ瞳画素からの信号のいずれの信号であるかを識別するための信号を相関演算器３０３へ出力する。
ここで、Ａ瞳、Ｂ瞳とは、上述した４つの右側瞳、左側瞳、上側瞳、下側瞳のうちの、いずれか２つの瞳を指している。
【００７４】
また、撮像素子２２は、映像信号と、Ａ瞳画素からの信号と、Ｂ瞳画素からの信号とを含むビデオ信号（ＶＩＤＥＯ）を相関演算器３０３へ出力する。
【００７５】
また、焦点検出分離部３０１からの信号が焦点検出用画素の信号であるとき、必要に応じて、以下の補間処理を行う。
図１１は、補間処理の内容を説明する図である。図１１（ａ）は、左側瞳焦点検出用画素からのＡＦ信号を示している。図１１（ｂ）は、右側瞳焦点検出用画素からのＡＦ信号を示している。
【００７６】
図１１（ａ）に示すように、左側瞳焦点検出用画素によるＡＦ信号には、信号エラーによる乱れは生じていない。これに対して、図１１（ｂ）に示すように、右側瞳焦点検出画素によるＡＦ信号には、信号エラーによる乱れＥＲＲが生じている。
【００７７】
この場合、補間回路３０５は、右側瞳焦点検出用画素からのＡＦ信号において、乱れＥＲＲが生じている部分を点線で示す部分ＩＴＰのように補間する。補間処理は、数学的な補間及び画素補間のいずれか一つを用いることができる。
【００７８】
ここで、「画素補間」とは、信号エラーによる乱れＥＲＲが生じている画素の周辺に存在している画素からのＡＦ信号を用いて当該エラーが生じている画素からのＡＦ信号を補間することをいう。
【００７９】
図９に戻って説明を続ける。補間回路３０５により、必要に応じて補間されたＡＦ信号は、画像処理部３０６に出力される。画像処理部３０６は、ＡＦ信号に対して、補間処理を行う。
【００８０】
また、デフォーカス量演算回路３０４は、相関演算器３０３からのＡＦ信号に基づいて、デフォーカス量を演算する。レンズ駆動制御部１６は、演算されたデフォーカス量に基づいてフォーカシングレンズ２０を駆動する。
【００８１】
次に、相関演算器３０３の機能をさらに詳細に説明する。
図１０は、相関演算器３０３の構成を示す機能ブロック図である。Ａ瞳／Ｂ瞳分離部３０７には、ビデオ信号（撮影用画素からの信号、焦点検出用画素からの信号）と、撮影用画素／焦点検出用画素のいずれの画素からの信号であるかを認識する信号、焦点検出用画素のうちＡ瞳からの信号であるか、Ｂ瞳からの信号であるかを認識する信号が入力される。
【００８２】
Ａ瞳／Ｂ瞳分離部３０７から相関演算器３０９へ、Ａ瞳を見ている焦点検出用画素からの信号Ａと、Ｂ瞳を見ている焦点検出用画素からの信号Ｂとが入力される。
【００８３】
また、相関演算制御回路３０８から相関演算回路３０９へ、Ａ瞳の焦点検出用画素からの信号を読み込む命令ＳＨＩＦＴ−Ａ、Ｂ瞳の焦点検出用画素からの信号を読み込む命令ＳＨＩＦＴ−Ｂが送信される。
【００８４】
図１２は、相関演算回路３０９の構成を示している。
シフトレジスタ３１０Ａに、Ａ瞳の焦点検出用画素からの信号Ａと、その読み込み命令ＳＨＩＦＴ−Ａとが入力される。同様にシフトレジスタ３１０Ｂに、Ｂ瞳の焦点検出用画素からの信号Ｂと、その読み込み命令ＳＨＩＦＴ−Ｂとが入力される。
【００８５】
シフトレジスタ３１０Ａからの出力と、シフトレジスタＢからの出力とは、そのままマスク回路３３０へ入力される。
また、シフトレジスタ３１０Ａからの出力の一部は、孤立点検出部３２０Ａに入力する。同じように、シフトレジスタＢからの出力の一部は、孤立点検出部３２０Ｂに入力する。
【００８６】
図１３は、孤立点検出部３２０Ｂの構成を示している。まず、「孤立点」について説明する。孤立点とは、ある画素において電荷がオーバーフローして、前後の画素に比較してオーバーフローしている画素からの信号だけが突出して大きな強度を有している場合を想定する。この場合、このオーバーフローしている画素の信号を「孤立点」という。これは、周囲の画素のオーバーフローの影響を受けて、ある焦点検出画素からの信号が突出して大きな強度を有する場合も同様である。
【００８７】
孤立点検出部Ａの構成も孤立点検出部Ｂの構成と同じであるため、重複する説明は省略する。
孤立点検出部は、３つの同じ比較部３３１、３３２、３３３を有している。そして、それぞれの比較部において、信号Ｂｎ−１と閾値、信号Ｂと閾値、信号Ｂｎ＋１と閾値とが比較される。ｎは整数である。Ｂｎは、ｎ番目の信号Ｂを示している。
【００８８】
換言すると、孤立点検出部３２０Ｂにおいては、信号Ｂに着目すると、その前後の画素の信号Ｂｎ−１、Ｂｎ＋１についても、それぞれ閾値と比較する。そして、前後の画素の信号Ｂｎ−１、Ｂｎ＋１は、閾値よりも小さく、かつ信号Ｂだけが閾値よりも大きい場合、その信号Ｂは、信号強度が前後画素よりも突出して大きな、孤立点であると判定する。
【００８９】
孤立点検出部３２０Ｂからの出力と、シフトレジスタ３１０Ｂからの出力とは、マスク部３３０に入力される。また、前後の画素からの信号Ｂｎ−１、Ｂｎ＋１の値から生成した補間値を用いて、閾値と比較する構成でも良い。
【００９０】
図１４は、マスク部３３０の構成を示している。マスク部３３０は、例えば、信号Ａ１、Ｂ１の差分｜Ａ１−Ｂ１｜の演算を行う。ここで、孤立点検出部３２０Ａ、３２０Ｂからの少なくとも一方の信号がＨｉ（＝１）のとき、マスク部３３０は、ゼロを出力する。
これにより、焦点検出用画素において電荷がオーバーフローした場合、オーバーフローした焦点検出用画素からの信号をゼロとすることができる。
【００９１】
そして、信号総和部３４０は、すべての焦点検出用画素についての総和Σ｜Ａ−Ｂ｜を演算する。この総和は、信号Ａと信号Ｂとの差分のいわゆる誤差面積に相当する。そして、総和である誤差面積が最小となる点を算出する。
【００９２】
図９へ戻って、説明を続ける。相関演算器３０３からの演算結果は、デフォーカス量算出回路３０４へ入力される。デフォーカス量算出回路３０４は、デフォーカス量を演算する。そして、デフォーカス量算出回路３０４からの信号に基づいて、レンズ駆動制御部１６は、ピントが合うようにフォーカシングレンズ２０を駆動する。
【００９３】
（オーバーフロー判定部の機能）
ここで、相関演算器３０４は、オーバーフロー判定部２４ａ（図１（ｂ））の機能を有する。オーバーフロー判定部２４ａは、前記オーバーフロー判定部が、前記焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローにより影響を受けるか、否かを判定する。
ここで、「オーバーフローにより影響を受ける、否かを判定」とは、以下の２つの場合（１）、（２）をいう。
【００９４】
（１）焦点検出用画素に強い光が入射した場合、焦点検出用画素をオーバーフローと判定する場合。
（２）焦点検出用画素の周辺の撮像用画素に強い光が入射した場合、隣接画素からの光モレとして、焦点検出用画素をオーバーフローと判定する場合。
【００９５】
すなわち、オーバーフロー判定部２４ａは、焦点検出用画素がオーバーフローしているかどうか、もしくは、焦点検出用画素の周辺の画素がオーバーフローし、前記焦点検出用画素が影響を受けるかどうかを判定する。
【００９６】
上述したように、焦点検出用画素自身がオーバーフローしている状態、または焦点検出用画素の周辺画素のオーバーフローの影響を受けている状態のとき、この焦点検出用画素からの信号をゼロとする。
【００９７】
これにより、本撮像装置では、焦点検出用画素がオーバーフローの影響を受けているか否か判定するオーバーフロー判定部を有している。そして、判定結果に基づいて、オーバーフローに該当した焦点検出用画素の信号は、デフォーカス量検出に使用しない。この結果、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【００９８】
また、以上に、撮像素子２２をＣ−ＭＯＳで構成する場合について説明した。本実施形態は、これに限られず、例えば、撮像素子２２をＣＣＤで構成することもできる。
【００９９】
撮像素子２２として、ＣＣＤを用いる場合、各電極に加える電圧を適切に制御することにより各素子の電荷が隣の素子にいっせいに転送される。これにより各素子が保持する画素ごとの電荷をバケツリレー式に順次外部に取り出す。
【０１００】
この場合、オーバーフローの影響を受けている焦点検出用画素を含む撮像素子の一列分の信号、または一行分の信号に、オーバーフローの影響が生じてしまう。そこで、本実施形態では、オーバーフローの影響を受けている焦点検出用画素を含む撮像素子の一列分の信号、または一行分の信号を焦点検出用の演算から外すこともできる。
【０１０１】
図１５（ａ）、（ｂ）は、ＣＣＤを用いた撮像素子４００において、×印を付した焦点検出用画素がオーバーフローの影響を受けた場合の処理を説明する図である。
【０１０２】
まず、図１５（ａ）、（ｂ）において、撮像素子４００は、複数の焦点検出用エリア４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄ、４０１ｅを有している。そして、上述したように、×印を付した焦点検出用画素がオーバーフローの影響を受けている状態、例えば、その焦点検出用画素自身においてオーバーフローが生じている状態とする。
【０１０３】
このとき、デフォーカス量算出回路３０４がデフォーカス量を演算する際に、図１５（ａ）に示すように、オーバーフローが生じている焦点検出用画素を含む横方向の一行分からの信号を演算に用いないことができる。
同様に、デフォーカス量算出回路３０４がデフォーカス量を演算する際に、図１５（ｂ）に示すように、オーバーフローが生じている焦点検出用画素を含む縦方向の一列分からの信号を演算に用いないことができる。
【０１０４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態にかかる撮像装置において、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１６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。
【０１０５】
図１６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の２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と称することとする。
【０１０６】
図１６において、Ｌ０５の行では、左から（Ｆ０１から）順に、左画素１２０Ｌ、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。
【０１０７】
図１６に示す例では、例えば、Ｌ０５Ｆ０１（左画素１２０Ｌ）と、Ｌ０５Ｆ０３（右画素１２０Ｒ）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。
【０１０８】
そして、図１６におけるいずれかの焦点検出用画素がオーバーフローしたとき、上記実施形態と同様に、この焦点検出用画素からの信号をゼロとすること、またはこの焦点検出用画素からの信号をデフォーカス量の演算に用いないことを行う。
この結果、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【０１０９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態にかかる撮像装置が備える撮像素子について説明する。本実施形態は、第１実施形態、第２実施形態とは異なり、図１７に示すカラーフィルタの配置を重ねる構成である。
【０１１０】
図１７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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
そして、図１７におけるいずれかの焦点検出用画素がオーバーフローしたとき、上記実施形態と同様に、この焦点検出用画素からの信号をゼロとすること、またはこの焦点検出用画素からの信号をデフォーカス量の演算に用いないことを行う。
この結果、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【０１１５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態にかかる撮像装置が備える撮像素子について説明する。本実施形態は、第３実施形態と同様に、図１８に示すようにカラーフィルタの配置を重ねる構成である。
【０１１６】
ここで、左側瞳検出用画素に緑フィルタＧを設定している９つの画素を、例えば、以下のようにする。
・Ｌ０１Ｆ０１（○印で囲んだ画素）
・Ｌ０１Ｆ０９（○印で囲んだ画素）
・Ｌ０１Ｆ１７（○印で囲んだ画素）
・Ｌ０９Ｆ０１（○印で囲んだ画素）
・Ｌ０９Ｆ０９（×印を付した画素）
・Ｌ０９Ｆ１７（○印で囲んだ画素）
・Ｌ１７Ｆ０１（○印で囲んだ画素）
・Ｌ１７Ｆ０９（○印で囲んだ画素）
・Ｌ１７Ｆ１７（○印で囲んだ画素）
【０１１７】
そして、×印を付したＬ０９Ｆ０９においてオーバーフローが生じている状態、またはＬ０９Ｆ０９が周辺画素のオーバーフローの影響を受けている状態であるとき、以下の処理を行う。
図１９は、本実施形態のオーバーフロー判定とその処理を行う構成の機能ブロック図である。図１８と図１９とを参照して説明する。
【０１１８】
オーバーフロー判定部２４ａが、焦点検出用画素の少なくとも１つであるＬ０９Ｆ０９がオーバーフローにより影響を受けると判定した場合、焦点検出用画素Ｌ０９Ｆ０９からの信号をデータの演算の対象からはずすことができる。
この結果、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【０１１９】
また、焦点検出用画素Ｌ０９Ｆ０９を含むＬ０９行のすべての画素からの信号をデータの演算の対象からはずす構成でも良い。
この結果、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【０１２０】
また、演算部２４ｂは、焦点検出用画素Ｌ０９Ｆ０９の周辺の画素がオーバーフローして、焦点検出用画素Ｌ０９Ｆ０９がその影響を受ける状態、焦点検出用画素Ｌ０９Ｆ０９自身がオーバーフローしている状態のとき、焦点検出用画素Ｌ０９Ｆ０９以外の焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量の検出を行うことがきる。
【０１２１】
本実施形態では、Ｌ０９Ｆ０９と同じ種類の瞳からの光を受光する焦点検出用画素で、かつ同じ色の色フィルタを配置している焦点検出用画素の信号を用いてデフォーカス量を演算する。
【０１２２】
具体的には、Ｌ０１Ｆ０１、Ｌ０１Ｆ０９、Ｌ０１Ｆ１７、Ｌ０９Ｆ０１、Ｌ０９Ｆ１７、Ｌ１７Ｆ０１、Ｌ１７Ｆ０９、Ｌ１７Ｆ１７８の８個の焦点検出用画素（○印を付したもの）からの信号を用いて、デフォーカス量を演算する。
【０１２３】
具体的には、焦点検出の演算に使用しない焦点検出用画素に関しては、上述したような補間回路が、８つの焦点検出用画素からの信号に基づいて、補間処理により画素Ｌ０９Ｆ０９のアドレスのデータを補間することができる。
【０１２４】
これにより、焦点検出用画素がオーバーフローを起こした場合、該当した焦点検出用画素の信号はデフォーカス量検出に使用せず、その他の焦点検出用画素の信号に基づいてデフォーカス量検出を行うことで、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【０１２５】
また、オーバーフロー判定部２４ａにより焦点検出用画素の少なくとも１つがオーバーフローに該当すると判断した場合に、
演算部２４ｂは、撮像用画素からの信号に基づいてデフォーカス量の演算を行う構成としてもよい。これにより、焦点検出性能の劣化を防止することができる。
【０１２６】
また、オーバーフロー判定部２４ａが、光電変換部のすべての焦点検出用画素においてオーバーフローが生じていると判定した場合、「焦点検出は不能である」ことを液晶表示素子２６に表示させることもできる。
【０１２７】
さらにオーバーフロー判定部２４ａが、光電変換部のすべての焦点検出用画素においてオーバーフローが生じていると判定した場合、画像のコントラストに基づくフォーカシングを行う構成とすることもできる。これにより、常に、ピント合わせをおこなうことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明に係る撮像装置は、画質の劣化が少なく、かつ、高い焦点検出性能が求められる撮像装置に有用である。
【符号の説明】
【０１２９】
１１    デジタルスチルカメラ
１２    交換レンズ
１３    カメラボディ
１６    レンズ駆動制御装置
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
２１    絞り
２２    撮像素子
２４    ボディ駆動制御装置
２４ａ  オーバーフロー判定部
２４ｂ  演算部
２５    液晶表示素子駆動回路
２６    液晶表示素子
２７    接眼レンズ
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
１１０  撮像素子
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
３００  撮像装置
３０１  焦点検出画素分離部
３０２  撮像素子駆動回路
３０３  相関演算器
３０４  デフォーカス量算出回路
３０５  補間回路
３０６  画像処理部
３０７  Ａ瞳／Ｂ瞳分離部
３０８  相関演算制御回路
３０９  相関演算回路
３１０Ａ、３１０Ｂ  シフトレジスタ
３２０Ａ、３２０Ｂ  孤立点検出部
３３１、３３２、３３３  比較部
３４０  信号総和部
４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄ、４０１ｅ  焦点検出用エリア
【図１】
2012027390.tif 000003
【図２】
2012027390.tif 000004
【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】
2012027390.tif 000009
【図８】
2012027390.tif 000010
【図９】
2012027390.tif 000011
【図１０】
2012027390.tif 000012
【図１１】
2012027390.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2012027390.tif 000015
【図１４】
2012027390.tif 000016
【図１５】
2012027390.tif 000017
【図１６】
2012027390.tif 000018
【図１７】
2012027390.tif 000019
【図１８】
2012027390.tif 000020
【図１９】
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