(57)【要約】【課題】ゲインアップや画素補間を行うことなく画質の劣化を防止することができる撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置において、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、入射する光束によって画素上に形成される像点を移動させる移動手段と、移動手段による像点の移動前後の画素の信号を取得する画素信号取得手段と、像点の移動前後の画素の信号に基づいて、デフォーカス量を演算する演算手段と、像点の移動前後の画素の信号に基づいて、画像データを構成する画像構成手段とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2012042857.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズが装着可能、又は撮影レンズが固定された撮像装置において、
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、
前記入射する光束によって前記画素上に形成される像点を移動させる移動手段と、
前記移動手段による像点の移動前後の前記画素の信号を取得する画素信号取得手段と、
前記像点の移動前後の画素の信号に基づいて、デフォーカス量を演算する演算手段と、
前記像点の移動前後の画素の信号に基づいて、画像データを構成する画像構成手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記画像構成手段は、前記移動手段による像点の移動前後の前記撮像用画素からの信号に基づいて画像データを構成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】
前記移動手段は、前記焦点検出用画素上に結像した像点を、撮像用画素上に移動させ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】
前記移動手段が前記撮像素子を移動させることで、前記焦点検出用画素上に結像した像点を、前記撮像用画素上に移動させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記移動手段が前記撮像光学系を移動させることで、前記焦点検出用画素上に結像した像点を、前記撮像用画素上に移動させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記像点の移動前後の像点の移動量が、前記画素の画素ピッチの整数倍であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記移動手段を使用しないことを選択できる機能を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記移動手段は、手振れ補正機能を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【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】
従来、位相差情報を検出する手段として撮像用画素と焦点検出用画素が２次元的に配列された撮像素子を用いた撮像装置が提案されている。
ここで、焦点検出用画素では、センサー内部に構造物を設けている。これにより、撮像用画素の信号に比べて、信号レベルが劣化してしまう。この結果、画質の劣化が問題となる。
【０００３】
従来の構成における画質の劣化の解決手段としては、焦点検出用画素の信号をゲインアップする構成、もしくは、周辺の撮像用画素の信号に基づいて画素補間を行う構成が主である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第０３５９２１４７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ゲインアップを行う構成では、ノイズの増大を招いてしまう。また、画素補間を行なう構成では、偽信号の発生が問題となる。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ゲインアップや画素補間を行うことなく画質の劣化を防止することが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、
撮像レンズが装着可能、又は撮影レンズが固定された撮像装置において、
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、
前記入射する光束によって前記画素上に形成される像点を移動させる移動手段と、
前記移動手段による像点の移動前後の前記画素の信号を取得する画素信号取得手段と、
前記像点の移動前後の画素の信号に基づいて、デフォーカス量を演算する演算手段と、
前記像点の移動前後の画素の信号に基づいて、画像データを構成する画像構成手段と、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、前記画像構成手段は、前記移動手段による像点の移動前後の前記撮像用画素からの信号に基づいて画像データを構成することが望ましい。
【０００９】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記移動手段は、前記焦点検出用画素上に結像した像点を、撮像用画素上に移動させることが望ましい。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記移動手段が前記撮像素子を移動させることで、前記焦点検出用画素上に結像した像点を、前記撮像用画素上に移動させることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記移動手段が前記撮像光学系を移動させることで、前記焦点検出用画素上に結像した像点を、前記撮像用画素上に移動させることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記像点の移動前後の像点の移動量が、前記画素の画素ピッチの整数倍であることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記移動手段を使用しないことを選択できる機能を有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、前記移動手段は、手振れ補正機能を有することが望ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ゲインアップや画素補間を行うことなく画質の劣化を防止することができる撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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】（ａ）、（ｂ）は、デジタルカメラの共役関係を模式的に示す図である。
【図１１】画像撮影時の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】焦点検出の流れを示すフローチャートである。
【図１３】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。
【図１４】撮影サブルーチン２の流れを示すフローチャートである。
【図１５】撮影の他の流れを示すフローチャートである。
【図１６】撮影サブルーチン２’の流れを示すフローチャートである。
【図１７】第２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１８】第２実施形態のデジタルカメラの共役関係を模式的に示す図である。
【図１９】第３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２０】第３実施形態のデジタルカメラの共役関係を模式的に示す図である。
【図２１】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２２】撮像素子の構成（バリエーション５）を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
（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（ａ）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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
ボディ振動センサ９１は、カメラボディ１３の振動状態を検出する。そして、ボディ振動センサ９１からの信号は、ボディ駆動制御部２４に入力する。移動部６０は、撮像素子２２の位置を光軸に垂直な方向に移動させる。これにより、撮像素子２２上の像点を移動させることができる。
【００２３】
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。
【００２４】
図１（ｂ）に示すように、ボディ駆動制御部２４は、さらに、画素信号取得部２４ａと、演算部２４ｂと、画像構成部２４ｃと、を備えている。
画素信号取得部２４ａは、移動部９０による像点の移動前後の画素の信号を取得する。演算部２４ｂは、画素信号取得部２４ａより取得した画素信号に基づいて、デフォーカス量を演算する。また、画像構成部２４ｃは、画素信号取得部２４ａより取得した画素信号に基づいて、画像データを構成する。
【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】
（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（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））
【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】
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。
【００５５】
（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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
（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。
【００６５】
図８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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
（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さらに他の構成例について説明する。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
ここで、緑色のフィルタＧが配置されている、Ｌ０１Ｆ０１画素と、Ｌ０５Ｆ０９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。
【００７３】
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。
【００７４】
（撮像素子移動）
次に、本実施形態における作用を説明する。図１０（ａ）、（ｂ）は、デジタルカメラの共役関係を模式的に示す図である。物体ＯＢＪは、撮像光学系Ｌにより、撮像素子２２の撮像面に結像する。撮像光学系Ｌは、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をまとめて簡略化したものである。
【００７５】
（説明）
物体ＯＢＪの物点ａ，ｂ、ｃ、ｄ、ｅと、像面の像点ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、像点ａ”、ｂ”、ｃ”、ｄ”、ｅ”とは、それぞれ共役な関係（物像関係）にある。
【００７６】
また、撮像素子２２は、例えば、撮影用画素１２１と、焦点検出用画素１２０Ｌとが交互に配置されているとする。撮影用画素１、３、５は図中白ぬき背景で示している。これに対して、焦点検出用画素２、４、６は、図中背景にドットを付して示している。
【００７７】
本実施形態では、移動部９０は、撮像素子２２を光軸に対して垂直方向（図１０（ｂ）中矢印ＬＭの方向）に移動させる。図１０（ａ）は、撮像素子２２の移動前の状態を示している。図１０（ｂ）は、撮像素子２２の移動後の状態を示している。
【００７８】
まず、瞳分割の説明から明らかなように、画像データを構成する観点からみると、焦点検出用画素の信号は、撮像用画素の信号よりも画像が劣化してしまう。
例えば、図１０（ａ）において、焦点検出用画素２、４上に形成された像点ｂ’、ｄ’の信号は劣化している。これに対して、撮影用画素１、３、５上に形成された像点ａ’、ｃ’，ｅ’の信号は劣化していない。
【００７９】
次に、図１０（ｂ）に示すように、移動部９０は、焦点検出用画素上に結像した像点を、撮像素子２２を移動させることで、撮像用画素上に移動させる。
このようにして、移動部９０は、焦点検出用画素上に結像した像点を、撮像用画素上に移動させる。
【００８０】
移動部９０は移動用のアクチュエータとして、ＤＣモーター、ステッピングモータや超音波モーター、圧電素子を採用するようにしても良い。
【００８１】
この結果、図１０（ｂ）において、焦点検出用画素２、４、６上に形成された像点ａ”、ｃ”、ｅ”の信号は劣化している。これに対して、撮影用画素３、５上に形成された像点ｂ”、ｄ”の信号は劣化していない。
【００８２】
この説明では、理解を容易にするため、像点と撮像素子２２の相対位置移動量ＩＭが、撮像素子２２の画素ピッチの１倍の例を示している。
換言すると、本実施形態では、撮像素子２２を画素ピッチの１倍だけの量を移動させる。また、この移動量は、画素ピッチの整数倍であれば良い。
【００８３】
画像信号取得部２４ａは、撮像素子２２の移動前後の画素信号を取得する。
演算部２４ｂは、例えば像点ｂ’、ｄ’（図１０（ａ））または像点ａ”、ｃ”、ｅ”（図１０（ｂ））の信号に基づいてデフォーカス量を演算する。
このように、演算部２４ｂは、像点ｂ’、ｄ’、ａ”、ｃ”、ｅ”の信号に基づいてデフォーカス量を演算する。これにより、測距精度を向上させることができる。
【００８４】
さらに、画像構成部２４ｃは、例えば画素信号の劣化のない像点ａ’、ｂ”、ｃ’、ｄ”、ｅ’に基づいて画像を構成する。これにより、画質の劣化のない画像を得ることができる。
【００８５】
図１１は、画像撮影時の処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ１０１において、優先モードを選択する。ステップＳ１０１において、画質優先モードを選択した場合、ステップＳ１０２において、物体の撮影を開始する。ステップＳ１０３において、後述する手順により焦点を検出する。そして、ステップＳ１０４において、後述する撮影サブルーチン１の手順により撮影を行なう。
【００８６】
また、ステップＳ１０１において、撮影速度優先モードを選択した場合、ステップＳ１０５において、物体の撮影を開始する。ステップＳ１０６において、後述する手順により焦点を検出する。そして、ステップＳ１０７において、後述する撮影サブルーチン２の手順により撮影を行なう。
【００８７】
図１２は、焦点検出の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０１において、焦点検出用画素からの信号を読み出す。ステップＳ２０２において、異なる瞳の画素、例えば画素１２０Ｒと画素１２０Ｌとの相関演算を行なう。ステップＳ２０３において、相関演算結果の信頼性を判定する。ステップＳ２０４において、演算部２４ｂは、デフォーカス量を算出する。
【００８８】
図１３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Ｓ３０１において、移動部９０は、撮像素子２２を移動する前の状態、すなわち図１０（ａ）に示す状態にする。ステップＳ３０２において、画像信号取得部２４ａは、撮像用画素からの信号を読み出す。ステップＳ３０３において、読み出された信号は、例えば不図示のメモリＡに格納される。この際、メモリカード２９に画像情報を格納することもできる。
【００８９】
ステップＳ３０４において、移動部２０は、撮像素子２２を図１０（ｂ）の矢印ＬＭで示す方向へ移動する。ステップＳ３０５において、画像信号取得部２４ａは、撮像用画素からの信号を読み出す。ステップＳ３０６において、読み出された信号は、例えば不図示のメモリＢに格納される。この際、メモリカード２９に画像情報を格納することもできる。
【００９０】
ステップＳ３０７において、画像構成部２４ｃは、メモリＡ、メモリＢに格納されている画像情報に基づいて画像データを構成する。ここで、画像構成処理には、欠陥画素の補間処理が含まれている。
【００９１】
ステップＳ３０８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Ｓ３０９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。
【００９２】
図１４は、撮影サブルーチン２の流れを示すフローチャートである。ここでは、撮像素子２２の移動は行なわない。
ステップＳ４０１において、画像信号取得部２４ａは、撮像用画素からの信号を読み出す。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。
【００９３】
ステップＳ４０２において、画像構成部２４ｃは、撮像用画素からの信号に基づいて画像データを構成する。画像構成には、欠陥画素の補間処理が含まれている。また、加算処理や間引き処理を行うように構成してもよい。
【００９４】
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。
【００９５】
なお、ボディ駆動制御部に、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。
【００９６】
図１５は、撮影の他の流れを示すフローチャートである。撮影速度優先モードと、画質優先モードと、を選択する基本的な流れは、図１１で示すフローチャートと同じである。このため、重複する説明は省略する。
【００９７】
図１５は、画質優先モードを選択した場合の、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Ｓ５０１において、移動部９０が撮像素子２２を移動する前に、画像信号取得部２４ａは、撮像用画素からの信号を読み出す。
【００９８】
ステップＳ５０２において、読み出された信号は、例えば不図示のメモリに格納される。この際、メモリカード２９に画像情報を格納することもできる。
ステップＳ５０３において、移動部９０が撮像素子２２を移動した後に、画像信号取得部２４ａは、撮像用画素からの信号を読み出す。
【００９９】
ステップＳ５０４において、画像構成部２４ｃは、撮像素子２２が移動後の撮像用画素からの信号と、メモリに格納されている画像信号とに基づいて、画像データを構成する。画像構成処理には、欠陥画素の補間処理が含まれている。
【０１００】
ステップＳ５０５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Ｓ５０６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。
【０１０１】
図１６は、撮影サブルーチン２’の流れを示すフローチャートである。ここでは、撮像素子２２の移動は行なわない。
ステップ６４０１において、画像信号取得部２４ａは、撮像用画素からの信号を読み出す。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。
【０１０２】
ステップＳ６０２において、画像構成部２４ｃは、撮像用画素からの信号に基づいて画像データを構成する。画像構成処理には、欠陥画素の補間処理が含まれている。また、加算処理や間引き処理を行うように構成してもよい。
【０１０３】
ステップＳ６０３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Ｓ６０４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。
【０１０４】
図１５に示す手順によれば、メモリに格納する容量を低減できる。
【０１０５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るデジタルカメラについて説明する。
【０１０６】
図１７は、第２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１（ａ）に示す第１実施形態のデジタルカメラ１１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は、省略する。本実施形態では、移動部９２より、移動レンズ９３の位置を制御して光路を移動させる。
図１８での撮像光学系Ｌは、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及び像移動用レンズ９３をまとめて簡略化したものである。物体ＯＢＪは、撮像光学系Ｌにより、撮像素子２２の撮像面に結像する。
【０１０７】
図１８では、簡便のため、像移動用レンズ９３を移動させたとき、撮像光学系Ｌが移動するものとして図示している。
【０１０８】
（像点移動の説明）
物体ＯＢＪの物点ａ，ｂ、ｃ、ｄ、ｅと、像面の像点ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、像点ａ”、ｂ”、ｃ”、ｄ”、ｅ”とは、それぞれ共役な関係（物像関係）にある。
【０１０９】
また、撮像素子２２は、例えば、撮影用画素１２１と、焦点検出用画素１２０Ｌとが交互に配置されているとする。撮影用画素１、３、５は図中白ぬき背景で示している。これに対して、焦点検出用画素２、４、６は、図中背景にドットを付して示している。
【０１１０】
図１８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態のデジタルカメラの共役関係を模式的に示す図である。
本実施形態では、移動部９０は、像移動用レンズ９３を移動させる。図１８（ａ）は、像移動用レンズ９３の移動前の状態を示している。図１８（ｂ）は、像移動用レンズ９３の移動後の状態を示している。
【０１１１】
まず、瞳分割の説明から明らかなように、画像データを構成する観点からみると、焦点検出用画素の信号は、撮像用画素の信号よりも画像が劣化してしまう。
例えば、図１８（ａ）において、焦点検出用画素２、４上に形成された像点ｂ’、ｄ’の信号は劣化している。これに対して、撮影用画素１、３、５上に形成された像点ａ’、ｃ’，ｅ’の信号は劣化していない。
【０１１２】
次に、図１８（ｂ）に示すように、移動部９０は、焦点検出用画素上に結像した像点を、像移動用レンズ９３を移動させることで、撮像用画素上に移動させる。
このようにして、移動部９０は、焦点検出用画素上に結像した像点を、撮像用画素上に移動させる。
【０１１３】
この結果、図１８（ｂ）において、焦点検出用画素２、４、６上に形成された像点ａ”、ｃ”、ｅ”の信号は劣化している。これに対して、撮影用画素３、５上に形成された像点ｂ”、ｄ”の信号は劣化していない。
【０１１４】
この説明では、撮像素子２２上において、像点が画素ピッチの１倍だけの量を移動するように、像移動用レンズ９３を移動させる。
【０１１５】
画像信号取得部２４ａは、像移動用レンズ９３の移動前後の画素信号を取得する。
演算部２４ｂは、例えば像点ｂ’、ｄ’（図１８（ａ））または像点ａ”、ｃ”、ｅ”（図１８（ｂ））の信号に基づいてデフォーカス量を演算する。
【０１１６】
このように、演算部２４ｂは、像点ｂ’、ｄ’、ａ”、ｃ”、ｅ”の信号に基づいてデフォーカス量を演算する。これにより、測距精度を向上させることができる。
【０１１７】
さらに、画像構成部２４ｃは、例えば画素信号の劣化のない像点ａ’、ｂ”、ｃ’、ｄ”、ｅ’に基づいて画像を構成する。これにより、画質の劣化のない画像を得ることができる。
【０１１８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係るデジタルカメラについて説明する。
【０１１９】
（偏光素子移動）
図１９は、第３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。図１（ａ）に示す第１実施形態のデジタルカメラ１１と同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明は、省略する。
【０１２０】
本実施形態では、移動部９４は、偏光素子９５の偏光状態を制御して光路を移動させる。
【０１２１】
次に、本実施形態における作用を説明する。図２０（ａ）、（ｂ）は、デジタルカメラの共役関係を模式的に示す図である。物体ＯＢＪは、撮像光学系Ｌにより、撮像素子２２の撮像面に結像する。
ここで、偏光素子９５は、物体側から順に、液晶素子９５ａと、復屈折板９５ｂとから構成されている。移動部９４は、液晶素子９５ａへ印加する電圧を変えることで、偏光軸の方向を制御できる。例えば、図２０（ａ）は、液晶素子９５ａの偏光軸が紙面に垂直な方向を示している。図２０（ｂ）は、液晶素子９５ｂの偏光軸が紙面に平行な方向を示している。
【０１２２】
そして、偏光軸が直交する方向に変化した液晶素子９５ａを透過した光は、復屈折板９５ｂを通ることで、偏光軸の変化後の光路が変化前の光路に比較してシフトする。
【０１２３】
（像点移動の説明）
物体ＯＢＪの物点ａ，ｂ、ｃ、ｄ、ｅと、像面の像点ａ’、ｂ’、ｃ’、ｄ’、ｅ’、像点ａ”、ｂ”、ｃ”、ｄ”、ｅ”とは、それぞれ共役な関係（物像関係）にある。
【０１２４】
また、撮像素子２２は、例えば、撮影用画素１２１と、焦点検出用画素１２０Ｌとが交互に配置されているとする。撮影用画素１、３、５は図中白ぬき背景で示している。これに対して、焦点検出用画素２、４、６は、図中背景にドットを付して示している。
【０１２５】
本実施形態では、移動部９４は、液晶素子９５ａの偏光軸を変化させる。図２０（ａ）は、液晶素子９５ａの偏光軸の変化前の状態を示している。図２０（ｂ）は、液晶素子９５ａの偏光軸の変化後の状態を示している。
【０１２６】
まず、瞳分割の説明から明らかなように、画像データを構成する観点からみると、焦点検出用画素の信号は、撮像用画素の信号よりも画像が劣化してしまう。
例えば、図２０（ａ）において、焦点検出用画素２、４上に形成された像点ｂ’、ｄ’の信号は劣化している。これに対して、撮影用画素１、３、５上に形成された像点ａ’、ｃ’，ｅ’の信号は劣化していない。
【０１２７】
次に、図２０（ｂ）に示すように、移動部９４は、焦点検出用画素上に結像した像点を、液晶素子９５ａの偏光軸の方向を変化させることで、撮像用画素上に移動させる。
このようにして、移動部９４は、焦点検出用画素上に結像した像点を、撮像用画素上に移動させる。
【０１２８】
この結果、図２０（ｂ）において、焦点検出用画素２、４、６上に形成された像点ａ”、ｃ”、ｅ”の信号は劣化している。これに対して、撮影用画素３、５上に形成された像点ｂ”、ｄ”の信号は劣化していない。
【０１２９】
この説明では、撮像素子２２上において、像点が画素ピッチの１倍だけの量を移動するように、液晶素子９５ａの偏光軸の方向を変化させる。
【０１３０】
画像信号取得部２４ａは、像移動用レンズ９３の移動前後の画素信号を取得する。
演算部２４ｂは、例えば像点ｂ’、ｄ’（図２０（ａ））または像点ａ”、ｃ”、ｅ”（図２０（ｂ））の信号に基づいてデフォーカス量を演算する。
【０１３１】
このように、演算部２４ｂは、像点ｂ’、ｄ’、ａ”、ｃ”、ｅ”の信号に基づいてデフォーカス量を演算する。これにより、測距精度を向上させることができる。
【０１３２】
さらに、画像構成部２４ｃは、例えば画素信号の劣化のない像点ａ’、ｂ”、ｃ’、ｄ”、ｅ’に基づいて画像を構成する。これにより、画質の劣化のない画像を得ることができる。
【０１３３】
上記の各実施形態のデジタルカメラによれば、装着、または固定可能な撮像光学系によらず、レンズの適切なフォーカシングのための移動量を決定することができる。
【０１３４】
また、移動部を使用しないことを選択できる機能を有することもできる。
これにより、例えば、動体追尾、フレームレートをあげたい場合などの画質を求めない場合は、移動手段機能をＯＦＦにできる。
【０１３５】
さらに、移動部は、手振れ補正機能を有する構成とすることもできる。
これにより、手振れ低減による高品質の画像を得ることができる。
【０１３６】
（画素配列のバリエーション４）
次に、さらに別の撮像素子の配列について説明する。
【０１３７】
図２１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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
次に、異なる瞳を見る観点から画素配列を説明する。図２１に示す各画素において、右下がりの斜線を付している画素１２０Ｌは、左側瞳検出用画素である。また、左下がりの斜線を付している画素１２０Ｒは、右側瞳検出用画素である。また、密度の高いドットを付している画素１２０Ｕは、上側瞳検出用画素である。密度の低いドットを付している画素１２０Ｕは、下側瞳検出用画素である。
【０１４０】
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。
【０１４１】
（画素配列のバリエーション４）
次に、さらに別の撮像素子の配列について説明する。
【０１４２】
図２２のカラーフィルタの配置は、Ｌ０１Ｆ０３画素を緑色のフィルタＧ、Ｌ０１Ｆ０４画素を赤色のフィルタＲとして、横方向に、２つの焦点検出用画素を挟んで、これらの組合せパターンを繰り返している。
【０１４３】
また、Ｌ０２Ｆ０３画素を青色のフィルタＢ、Ｌ０２Ｆ０４画素を緑色のフィルタＧとして、横方向に、２つの焦点検出用画素を挟んで、これらの組合せパターンを繰り返している。
【０１４４】
また、Ｌ０３の行は、Ｌ０３Ｆ０１画素を緑色のフィルタＧ、Ｌ０３Ｆ０２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。
また、Ｌ０４の行は、Ｌ０４Ｆ０１画素を青色のフィルタＢ、Ｌ０４Ｆ０２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、Ｌ０２、Ｌ０３、Ｌ０４の行のパターンを列方向に繰り返している。
【０１４５】
焦点検出用画素は、上述の各実施形態と同様の図示において、右下がりの斜線を付している画素１２０Ｌは、左側瞳検出用画素である。また、左下がりの斜線を付している画素１２０Ｒは、右側瞳検出用画素である。また、密度の高いドットを付している画素１２０Ｕは、上側瞳検出用画素である。密度の低いドットを付している画素１２０Ｕは、下側瞳検出用画素である。
【０１４６】
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。
【０１４７】
以上説明した第１、第２、第３実施形態のデジタルカメラの構成において、画素配列のバリエーション１〜５のいずれを組み合わせても良いことはいうまでもない。
また、移動部が移動または制御する対象（レンズ、撮像素子、偏光素子）と、フローチャートで説明した各サブルーチンとの組合せも、上述のものに限られず、任意の組合せとして用いることもできる。
【０１４８】
以上、説明したように、本発明によれば、像用画素と焦点検出用画素が２次元的に配列された撮像素子とシフト手段（移動部）を用いて、シフト前後の画素信号を取得し、画像構成することで、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ができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４９】
以上のように、本発明には、画質の劣化が少なく、焦点検出性能のよい撮像装置に適している。
【符号の説明】
【０１５０】
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  画素信号取得部
２４ｂ  演算部
２４ｃ  画像構成部
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
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、９２、９４    移動部
９１    ボディ振動センサ
９３    像移動用レンズ
９５    偏光素子
９５ａ  液晶素子
９５ｂ  復屈折板
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
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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