JP2011090143A - 焦点検出装置およびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】適切な色成分の出力信号を用いてコントラスト検出方式の焦点検出を行うこと。
【解決手段】焦点検出装置は、色フィルタを介して受光する複数の光電変換部を有し、撮影光学系を通過した光束が２系統に分割されて異なる光電変換部へ導かれる第１領域、および色フィルタを介して受光する複数の光電変換部を有し撮影光学系を通過した光束が２系統に分割されることなく光電変換部へ導かれる第２領域を有する撮像素子２と、第１領域に含まれる光電変換部からの出力信号に基づいて、２系統の光束が形成する２つの像の位相差情報を色成分別に検出する位相差検出手段と、色成分別の位相差情報に基づいて２つの像の相関が所定値より高くなる色成分を判定する判定手段と、第２領域に含まれる光電変換部からの信号のうち判定された色成分の信号を用いて焦点評価値を演算し、撮影光学系の焦点調節状態を演算するコントラスト検出方式の焦点検出手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、焦点検出装置およびカメラに関する。

画像のコントラスト情報に基づいて撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出装置において、特定色の画素出力を用いてコントラスト情報を得る技術が知られている（特許文献１参照）。従来技術では、ＡＦ時に発した補助光と同じ色のカラーフィルタを有する画素からの出力を用いてコントラスト情報を得る。

特開２００６−１３９０１６号公報

ＡＦ補助光を発しない場合にも特定色の画素出力を用いてコントラスト情報を得たいという要望がある。この場合には、被写体色を構成する色成分のうちどの色成分の画素からの出力を用いたらよいのかわからないという問題が生じる。

本発明による焦点検出装置は、色フィルタを介して受光する複数の光電変換部を有し、撮影光学系を通過した被写体光束が２系統に分割されて互いに異なる光電変換部へ導かれるように構成された第１領域、および色フィルタを介して受光する複数の光電変換部を有し、撮影光学系を通過した被写体光束が２系統に分割されることなく光電変換部へ導かれるように構成された第２領域を有する撮像素子と、第１領域に含まれる光電変換部からの出力信号に基づいて、２系統の光束がそれぞれ形成する２つの像の位相差情報を色成分別に検出する位相差検出手段と、色成分別の位相差情報に基づいて２つの像の相関が所定値より高くなる色成分を判定する判定手段と、第２領域に含まれる光電変換部からの出力信号のうち判定された色成分の出力信号を用いて焦点評価値を演算し、撮影光学系の焦点調節状態を演算するコントラスト検出方式の焦点検出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、適切な色成分の出力信号を用いてコントラスト検出方式の焦点検出を行うことができる。

本発明の一実施の形態による焦点検出装置を搭載する電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。 撮像素子に形成されているフォーカス検出用の画素列の位置を説明する図である。 焦点検出用画素およびその周囲の撮像用画素を拡大した図である。 焦点検出用画素のみを拡大した図である。 撮像用画素のみを拡大した図である。 シフト量と相関値との関係を例示する図である。 一対のデータ列とシフト量との関係を説明する図である。 一対のデータ列間の相関値が十分な値を有する場合の相関度曲線を例示する図である。 一対のデータ列間の相関値が不十分な値を有する場合の相関度曲線を例示する図である。 焦点検出用画素からのデータを用いた色成分別のデータ列の生成を説明する図である。 フォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係の一例を示す図である。 色成分別に求めたコントラスト曲線を例示する図である。 色成分別に求めたコントラスト曲線を例示する図である。 色成分別に求めたコントラスト曲線を例示する図である。 撮影シーケンス処理の流れを説明するフローチャートである。 ＡＦ処理の流れの詳細を説明するフローチャートである。 変形例２による焦点検出用画素のみを拡大した図である。

以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態による焦点検出装置を搭載する電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。電子カメラは、ＣＰＵ４によって制御される。

撮影レンズ１は、撮像素子２の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子２は、たとえば、ＣＭＯＳイメージセンサによって構成される。撮像素子２は被写体像を撮像し、アナログ画像信号を画像信号処理回路３へ出力する。画像信号処理回路３は、ＡＦＥ(Analog Front End)回路と、Ａ／Ｄ変換回路、および信号処理回路とを含む。

ＡＦＥ回路は、アナログ画像信号に対して相関二重サンプリングやゲイン調整などのアナログ処理を行う。Ａ／Ｄ変換回路は、アナログ処理後の画像信号をデジタル画像データに変換する。信号処理回路は、デジタル画像データに対して画像処理を施す。画像処理には、たとえば、γ変換処理、輪郭強調処理、フィルタ処理や色温度調整（ホワイトバランス調整）処理、画像信号に対するフォーマット変換処理、画像圧縮・伸張処理などが含まれる。

ＣＰＵ４は、カメラ内の各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。ＣＰＵ４はさらに、撮影レンズ１による焦点位置の調節状態（デフォーカス量）を算出するための位相差演算に加えて、撮像された画像のコントラスト情報に基づいて撮影レンズ１による焦点位置を検出するための焦点評価値演算を行う。位相差演算および焦点評価値演算の詳細については後述する。

ＬＣＤモニタ５は、ＣＰＵ４からの指示に応じて撮像画像を表示したり、操作メニューを表示したりする。電源スイッチ６は、電源ボタン（不図示）の押下操作に連動してオン／オフし、オン操作信号またはオフ操作信号をＣＰＵ４へ送出する。

レリーズスイッチ７は、レリーズボタン（不図示）の押下操作に連動してオン／オフする。レリーズスイッチ７は、レリーズボタンが半押し操作されると半押し操作信号をＣＰＵ４へ出力し、レリーズボタンが全押し操作されると全押し操作信号をＣＰＵ４へ出力する。

レンズ駆動制御回路８は、ＣＰＵ４からの指示に応じてレンズ駆動信号（レンズ駆動方向およびレンズ駆動量を指示する信号）をレンズ駆動機構９へ出力する。レンズ駆動機構９は、レンズ駆動信号に応じて撮影レンズ１を構成するフォーカスレンズを光軸方向へ進退移動させる。これにより、電子カメラのピント調節が行われる。

＜焦点調節処理＞
−色成分判定−
ＣＰＵ４が行うオートフォーカス（自動焦点調節）処理について詳細に説明する。本実施形態の撮像素子２は、フォーカス検出用の画素列（焦点検出用画素と呼ぶ）を有する。この撮像素子２は、特開２００７−３１７９５１号公報に記載されている撮像素子と同様のものである。ＣＰＵ４は、焦点検出用画素からのデジタル画像データを用いて、いわゆる位相差検出演算を行うことにより、焦点検出処理に好適な色成分を判定する。

図２は、撮像素子２に形成されているフォーカス検出用の画素列の位置を説明する図である。図２において、撮像素子２の有効撮像領域のうち長方形で示す５箇所の領域１０１〜１０５の長手方向に、それぞれ焦点検出用画素が直線状に配列される。すなわち、領域１０１〜１０５の内側には焦点検出用画素が形成され、領域１０１〜１０５の外側には撮像用画素が形成されている。

図３は、一例として領域１０２の焦点検出用画素および該領域１０２の周囲の撮像用画素を拡大した図である。図４は、焦点検出用画素のみを拡大した図であり、図５は、撮像用画素のみを拡大した図である。

図４において、焦点検出用画素３１１および３１２は、それぞれマイクロレンズ１０と一対の光電変換部１２および光電変換部１３を備える。両光電変換部１２、１３は、それぞれが半円形状をしており、マイクロレンズ１０を通る直線に対して対称に配置される。光電変換部１２にはＧ色の色フィルタが形成され、他方の光電変換部１３にはＲ色の色フィルタが形成されている。焦点検出用画素３１１と焦点検出用画素３１２では、色フィルタが形成される位置が逆である。

同様に、焦点検出用画素３１３および３１４は、それぞれマイクロレンズ１０と一対の光電変換部１４および光電変換部１５を備える。両光電変換部１４、１５は、それぞれが半円形状をしており、マイクロレンズ１０を通る直線に対して対称に配置される。光電変換部１４にはＧ色の色フィルタが形成され、他方の光電変換部１５にはＢ色の色フィルタが形成されている。焦点検出用画素３１３と焦点検出用画素３１４では、色フィルタが形成される位置が逆である。

焦点検出用画素３１１および３１２は交互に、一対の光電変換部１２および１３の並び方向に形成される。また、焦点検出用画素３１３および３１４は交互に、一対の光電変換部１４および１５の並び方向に形成される。

図５において、撮像用画素３１０は、マイクロレンズ１０と光電変換部１１を備える。各光電変換部１１には、ベイヤー配列されたＧ色、Ｂ色、Ｒ色のうちいずれか１色の色フィルタが形成される。撮像用画素３１０は、形成される色フィルタの色が隣接画素との間で異なることを除き、各画素共通である。

上述した構成を有することにより、焦点検出用画素は、特開２００７−３１７９５１号公報に記載されるように、それぞれ瞳分割された光束が入射されることになる。具体的には、焦点検出用画素３１１のＧ色成分について着目すれば、マイクロレンズ１０の右側略半面が遮光されているのと等価である。右半面からの光束が入らない光電変換部１２には、左方向からの光束（Ａ成分と呼ぶ）が入射される。一方、焦点検出用画素３１２のＧ色成分について着目すれば、マイクロレンズ１０の左側略半面が遮光されているのと等価である。左半面からの光束が入らない光電変換部１２には、右方向からの光束（Ｂ成分と呼ぶ）が入射される。

この結果、Ａ成分の光束が入射される画素３１１から成る画素群から得られる画素出力（Ａ成分のデータ列）は、撮影レンズ１の射出瞳の片半分から入射された光束による像を表し、Ｂ成分の光束が入射される画素３１２から成る画素群から得られる画素出力（Ｂ成分のデータ列）は、上記射出瞳の他半分から入射された光束による像を表す。

ＣＰＵ４は、Ａ成分のデータ列およびＢ成分のデータ列の相対的な位置関係をずらしながら、２つのデータ列間のずらし量（シフト量と呼ぶ）と、Ａ成分のデータ列とＢ成分のデータ列との相関値を演算する。相関値が最小となる（相関値小さいほど２つのデータ列の相関度が高い）シフト量を求める演算は、公知の位相差検出演算による。

図６は、シフト量と相関値との関係を例示する図である。横軸がシフト量を表し、縦軸が相関値を表す。図６において、相関度を表す曲線の最小値に対応するシフト量Ｘｆは、公知の内挿演算によって求められる。シフト量Ｘｆに所定係数を掛けると、デフォーカス量（被写体像面と予定焦点面とのずれ）が求まる。

図７は、一対のデータ列（Ａ成分とＢ成分のデータ列）とシフト量との関係を説明する図である。図７において、撮影レンズ１の異なる瞳を便宜上２つに分けて図示している。通常の位相差検出方式による焦点調節では、デフォーカス量に基づいて撮影レンズ１を構成するフォーカスレンズの駆動方向および駆動量が決定され、ピント調節が行われるが、本実施形態では、一対のデータ列間の相関値に応じて焦点検出処理に好適な色成分を判定する。

図８は、一対のデータ列間の相関値が十分な値を有する場合の相関度曲線を例示する図である。相関度曲線の最大値と最小値の差が所定の判定閾値より大きい場合は、焦点検出に適している。一方、図９は、一対のデータ列間の相関値が不十分な場合の相関度曲線を例示する図である。相関度曲線の最大値と最小値の差が判定閾値より小さいので、焦点検出に適していない。

しかしながら、Ｇ色成分、Ｂ色成分、およびＲ色成分の全ての色成分のデータ列に基づいた一対のデータ列間の相関値が不十分であっても、ある色成分のデータを除外すると、他の色成分については一対のデータ列間に十分な相関値が得られる場合がある。そこでＣＰＵ４は、色成分別に位相差検出演算を行うことによって上記一対のデータ列間の相関値を求め、相関度曲線の最大値と最小値の差が判定閾値より小さい場合には、焦点検出処理に不適な色成分として、その色成分については焦点検出処理に用いないようにする。

図１０は、撮像素子２の焦点検出用画素からのデータを用いた色成分別のデータ列の生成を説明する図である。図１０において、焦点検出用画素３１１および３１２からなる画素列に基づいて、Ｇ色成分に関する一対のデータ列（Ａ成分とＢ成分のデータ列）と、Ｒ色成分に関する一対のデータ列（Ａ成分とＢ成分のデータ列）とを生成する。同様に、焦点検出用画素３１３および３１４からなる画素列に基づいて、Ｇ色成分に関する一対のデータ列（Ａ成分とＢ成分のデータ列）と、Ｂ色成分に関する一対のデータ列（Ａ成分とＢ成分のデータ列）とを生成する。

ＣＰＵ４は、このように生成した色成分別の一対のデータ列（Ａ成分とＢ成分のデータ列）を用いて、それぞれの色成分が焦点検出処理に好適か不適かを判定する。

−コントラスト検出方式による焦点調節−
ＣＰＵ４は、上記色成分判定に用いた焦点検出用画素３１１〜３１４の周囲に位置する所定範囲の撮像用画素のうち、上記焦点検出処理に対して好適と判定した色成分の画素からのデータに基づいてコントラスト検出方式による焦点調整を行う。すなわち、上述したデフォーカス量を減少させる方向へフォーカスレンズを移動させながらコントラストが最大になるレンズ位置を探し、該レンズ位置へフォーカスレンズを移動させることにより、電子カメラのピント調節を行う。

具体的には、好適判定した色成分の画素データの低周波数成分、とくに直流成分を除去するようにフィルタ処理を施し、フィルタ処理後の画像データを積算する。積算処理では、高周波数成分による差分を積算するために、画像データの絶対値を積算する。

ＣＰＵ４は、上記積算値を用いて焦点評価値（コントラスト値）を得る。図１１は、撮影レンズ１内のフォーカスレンズの位置とコントラスト値との関係の一例を示す図である。図１１において、横軸はフォーカスレンズの位置であり、縦軸はコントラスト値を表す。コントラスト曲線のピークに対応するレンズ位置は、主要被写体に対するフォーカスレンズの合焦位置である。

ＣＰＵ４は、コントラスト値が増加する方向へフォーカスレンズを移動させ、コントラスト値が増加から減少に転じると、フォーカスレンズの移動を止めてコントラスト値の「山」のピークを求める。そして、ピークに対応するレンズ位置へフォーカスレンズを移動させて合焦状態を得る。なお、フォーカスレンズを至近側から無限遠側まで一通り移動させた上で、コントラスト値の「山」のピークに対応するレンズ位置へフォーカスレンズを移動させるようにしてもよい。

たとえば、Ｒ色成分について、焦点検出処理に不適と判定した場合について説明する。この場合のＣＰＵ４は、Ｒ色成分を除外したＧ成分とＢ成分の撮像用画素からのデータを用いてコントラスト曲線を求める。図１１において、「Ｇ＋Ｂ」と記した曲線がＧ成分とＢ成分の撮像用画素データに基づくコントラスト曲線である。「Ｒ＋Ｇ＋Ｂ」と記した全ての色成分の撮像用画素データに基づくコントラスト曲線と比べると、「山」のピーク位置が異なることがわかる。

図１２〜図１４は、色成分別に求めたコントラスト曲線を例示する図である。図１２がＲ成分、図１３がＧ成分、図１４がＢ成分に関するコントラスト曲線である。図１２に示すように、相関度曲線の最大値と最小値の差が判定閾値より小さい色成分（本例ではＲ成分）は、コントラスト曲線の変化が小さくて「山」のピーク検出に適さない。これに対し、図１３および図１４に示すように、相関度曲線の最大値と最小値の差が判定閾値より大きい色成分（本例ではＧ成分およびＢ成分）は、コントラスト曲線の変化が十分で「山」のピーク検出に適している。

以上説明した焦点調節処理を含むカメラ処理の流れについて、図１５および図１６に例示するフローチャートを参照して説明する。図１５は、ＣＰＵ４が実行する撮影シーケンス処理の流れを説明する図である。ＣＰＵ４は、不図示の電池が装填されると図５による処理を起動させる。

ステップＳ１１において、ＣＰＵ４は電源オン状態か否かを判定する。ＣＰＵ４は、オン状態（後述する電源オン処理を施した状態）の場合にステップＳ１１を肯定判定してステップＳ１４へ進み、オフ状態（電源オン処理を行う前の状態）の場合にステップＳ１１を否定判定してステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２において、ＣＰＵ４は電源スイッチ６がオン操作されたか否かを判定する。ＣＰＵ４は、オン操作信号が電源スイッチ６から入力された場合にステップＳ１２を肯定判定してステップＳ１３へ進み、オン操作信号が電源スイッチ６から入力されない場合にはステップＳ１２を否定判定してステップＳ１１へ戻る。

ステップＳ１３において、ＣＰＵ４は、電源オン処理を行ってステップＳ１４へ進む。電源オン処理は、不図示の電源回路からカメラ内の各ブロックに対する通電を開始させて、各部に対して初期設定を行うことをいう。ステップＳ１４において、ＣＰＵ４は電源スイッチ６がオフ操作されたか否かを判定する。ＣＰＵ４は、オフ操作信号が電源スイッチ６から入力された場合にステップＳ１４を肯定判定してステップＳ２０へ進み、オフ操作信号が電源スイッチ６から入力されない場合にはステップＳ１４を否定判定してステップＳ１５へ進む。

ステップＳ２０において、ＣＰＵ４は、電源オフ処理を行ってステップＳ１１へ戻る。電源オフ処理は、処理中の処理を終了後に電源回路（不図示）からカメラ内の各ブロックに対する通電を終了させることをいう。ステップＳ１１へ戻った後は、上述した処理を繰り返す。

ステップＳ１５において、ＣＰＵ４はレリーズボタンが半押し操作されたか否かを判定する。ＣＰＵ４は、レリーズスイッチ７から半押し操作信号が入力された場合にステップＳ１５を肯定判定してステップＳ１６へ進み、半押し操作信号がレリーズスイッチ７から入力されない場合にはステップＳ１５を否定判定してステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１１へ戻る場合は上述した処理を繰り返す。

ステップＳ１６において、ＣＰＵ４はＡＦ（オートフォーカス）処理を行ってステップＳ１７へ進む。ＡＦ処理の流れの詳細については後述する。ステップＳ１７において、ＣＰＵ４は、レリーズボタンが継続して半押し操作されているか否かを判定する。ＣＰＵ４は、レリーズスイッチ７から半押し操作信号が入力されている場合にステップＳ１７を肯定判定してステップＳ１８へ進み、半押し操作信号がレリーズスイッチ７から入力されていない場合にはステップＳ１７を否定判定してステップＳ１１へ戻る。ステップＳ１１へ戻る場合は上述した処理を繰り返す。

ステップＳ１８において、ＣＰＵ４はレリーズボタンが全押し操作されたか否かを判定する。ＣＰＵ４は、レリーズスイッチ７から全押し操作信号が入力された場合にステップＳ１８を肯定判定してステップＳ１９へ進み、全押し操作信号がレリーズスイッチ７から入力されない場合にはステップＳ１８を否定判定してステップＳ１７へ戻る。ステップＳ１７へ戻る場合は上述した処理を繰り返す。

ステップＳ１９において、ＣＰＵ４は、撮像処理を行ってステップＳ１１へ戻る。これにより、一連の撮影処理を終了する。ＣＰＵ４は、ステップＳ１７へ戻ると上述した処理を繰り返す。

ＡＦ処理の流れの詳細について、図１６を参照して説明する。ＣＰＵ４は、ＡＦ処理として上述した＜焦点調節処理＞を行う。図１６のステップＳ１６１において、ＣＰＵ４は、位相差ＡＦ初期設定を行ってステップＳ１６２へ進む。ステップＳ１６２において、ＣＰＵ４は、フラグＦ_Use［R］、Ｆ_Use［G］、Ｆ_Use［B］に対してそれぞれ初期値０をセットしてステップＳ１６３へ進む。フラグＦ_Use［R］は、Ｒ色成分が焦点検出処理に好適と判定された場合に０がセットされ、不適と判定された場合に１がセットされるフラグである。フラグＦ_Use［G］は、Ｇ色成分が焦点検出処理に好適と判定された場合に０がセットされ、不適と判定された場合に１がセットされるフラグである。フラグＦ_Use［B］は、Ｂ色成分が焦点検出処理に好適と判定された場合に０がセットされ、不適と判定された場合に１がセットされるフラグである。

ステップＳ１６３において、ＣＰＵ４は、上述した位相差検出演算を色成分別に行ってステップＳ１６４へ進む。ステップＳ１６４において、ＣＰＵ４は、一対のデータ列間の相関値に係る相関度曲線の最大値と最小値の差が判定閾値Ａより小か否かを判定する。ＣＰＵ４は、最大値と最小値の差が判定閾値Ａより小さい色成分が存在する場合にステップＳ１６４を肯定判定してステップＳ１６５へ進む。ＣＰＵ４は、全ての色成分において最大値と最小値の差が判定閾値Ａ以上の場合にはステップＳ１６４を否定判定し、ステップＳ１６６へ進む。

ステップＳ１６５において、ＣＰＵ４は、フラグＦ_Use［R］、Ｆ_Use［G］、Ｆ_Use［B］のうち、該当する色成分のフラグに１をセットしてステップＳ１６６へ進む。ステップＳ１６６において、ＣＰＵ４は、フラグＦ_Use［R］、Ｆ_Use［G］、Ｆ_Use［B］が全て１か否かを判定する。ＣＰＵ４は、全ての色成分について上記フラグが１の場合にステップＳ１６６を肯定判定してステップＳ１６８へ進む。ＣＰＵ４は、フラグＦ_Use［R］、Ｆ_Use［G］、Ｆ_Use［B］のうち少なくとも１つのフラグが０の場合にはステップＳ１６６を否定判定してステップＳ１６７へ進む。

ステップＳ１６７において、ＣＰＵ４は、１がセットされているフラグに対応する色成分を焦点検出処理に不適と判定し、該当する色成分に対応する画素を焦点評価値（ＡＦ評価値）の算出から除外するとともに、０がセットされているフラグに対応する色成分を焦点検出処理に好適と判定し、該当する色成分に対応する画素を焦点評価値（ＡＦ評価値）の算出に用いるように設定してステップＳ１６９へ進む。

ステップＳ１６８において、ＣＰＵ４は、全ての色成分が不適と判定した場合、全色成分に対応する画素を焦点評価値（ＡＦ評価値）の算出に用いるように設定してステップＳ１６９へ進む。

ステップＳ１６９において、ＣＰＵ４は、コントラストＡＦ初期設定を行ってステップＳ１７０へ進む。ステップＳ１７０において、ＣＰＵ４は、フォーカスレンズを初期位置（たとえばサーチ開始位置）へ駆動するようにレンズ駆動制御回路８へ指示を送り、レンズ駆動機構９のモータ（不図示）を駆動させてステップＳ１７１へ進む。

ステップＳ１７１において、ＣＰＵ４は、サーチ開始位置における焦点評価値（コントラスト値）および対応するレンズ位置情報を取得してステップＳ１７２へ進む。レンズ位置情報は、たとえば、レンズ駆動制御回路８がレンズ駆動機構へ送出した制御パルス数に基づいて算出することができる。ステップＳ１７２において、ＣＰＵ４は、フォーカスレンズを所定の速度で所定方向（たとえば無限遠方向）へ駆動するようにレンズ駆動制御回路８へ指示を送り、レンズ駆動機構９のモータ（不図示）の駆動を開始させてステップＳ１７３へ進む。

ステップＳ１７３において、ＣＰＵ４は、所定時間ごとに焦点評価値（コントラスト値）および対応するレンズ位置情報を取得するとともに、コントラスト曲線の「山」のピークを判定する処理を行ってステップＳ１７４へ進む。

ステップＳ１７４は、フォーカスレンズの位置がサーチ端点（すなわちサーチ終了位置）か否かを判定する。ＣＰＵ４は、サーチ端点の場合にステップＳ１７４を肯定判定してステップＳ１７５へ進み、サーチ端点でない場合にはステップＳ１７４を否定判定してステップＳ１７３へ戻る。ステップＳ１７３へ戻る場合は、上述した処理を繰り返す。

ステップＳ１７５において、ＣＰＵ４はフォーカスレンズの駆動を停止するようにレンズ駆動制御回路８へ指示を送り、レンズ駆動機構９のモータ（不図示）を停止させてステップＳ１７６へ進む。ステップＳ１７６において、ＣＰＵ４は、コントラスト曲線の「山」のピークを判定してステップＳ１７７へ進む。ステップＳ１７７において、ＣＰＵ４はレンズ駆動制御回路８へ指示を送り、コントラスト値の「山」のピークに対応するレンズ位置へフォーカスレンズを移動させて図１６による処理を終了する。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）焦点検出装置は、色フィルタを介して受光する複数の光電変換部１２，１３を有し、撮影レンズ１を通過した被写体光束が２系統に分割されて互いに異なる光電変換部１２，１３へ導かれるように構成された領域１０１〜１０５、および色フィルタを介して受光する複数の光電変換部１１を有し、撮影レンズ１を通過した被写体光束が２系統に分割されることなく光電変換部１１へ導かれるように構成された領域（領域１０１〜１０５の外側）を有する撮像素子２と、領域１０１〜１０５に含まれる光電変換部１２，１３からの出力信号に基づいて、２系統の光束がそれぞれ形成する２つの像の位相差情報を色成分別に検出し、色成分別の位相差情報に基づいて２つの像の相関が所定値より高くなる色成分を判定し、上記領域（領域１０１〜１０５の外側）に含まれる光電変換部１１からの出力信号のうち判定された色成分の出力信号を用いて焦点評価値を演算し、撮影レンズ１の焦点調節状態を演算するコントラスト検出方式の焦点検出を行うＣＰＵ４と、を備える。被写体色を構成する色成分のうち位相差情報に基づく相関が高い色成分の信号を用いるようにしたので、撮像面ＡＦ処理において適切にコントラスト情報が得られるようになり、焦点検出精度を高めることができる。

（２）撮像素子２において、領域１０１〜１０５を焦点検出エリアに対応する位置に配したので、撮影画面のうちピント合わせをしたい領域に基づいて２つの像の相関が高くなる色成分の判定を行える。さらに、領域１０１〜１０５の外側に撮像用画素を配したので、色成分判定、撮像面ＡＦ、および撮影画像の取得を１枚の撮像素子２からの信号のみによって行える。

（３）色成分別に２つの像の相関値の最大値と最小値との差を算出し、当該差が所定値より大となる色成分を判定するようにしたので、コントラスト検出に有用でない色成分を適切に除外できるから、精度よい撮像面ＡＦ処理を行える。

（４）領域１０１〜１０５の外側（たとえば領域１０２を囲む所定範囲）の領域に含まれる光電変換部からの出力信号のうち、判定された色成分の出力信号を用いて焦点評価値を演算するので、撮影画面の略全域に対応する光電変換部からの出力信号を用いる場合に比べて、撮像面ＡＦ処理の負担を軽くすることができる。

（変形例１）
上記実施形態では、一対のデータ列間の相関値に係る相関度曲線の最大値と最小値の差が判定閾値Ａより小さい色成分について、焦点検出処理に不適と判定した。この代わりに、相関度曲線の最小値に対応するシフト量Ｘｆの両側においてそれぞれ算出される曲線の傾きＤ１およびＤ２の大きさに基づいて、不適か否かの判定をしてもよい。たとえば、傾きＤ１およびＤ２の双方が判定閾値Ｂより小さい場合には、その色成分については焦点検出処理に不適と判定する。

（変形例２）
上述した説明では、１つのマイクロレンズ１０に対応して２つの光電変換部１２および１３（または１４および１５）を配し、これらの光電変換部１２、１３（または１４、１５）にそれぞれ異なる色フィルタを形成する場合を例示した（図４）。両光電変換部１２、１３（または１４、１５）は、それぞれを半円形状としてマイクロレンズ１０を通る直線に対して対称に配置したので、ある色成分について着目すると、マイクロレンズ１０の略半面を遮光したのと等価である。

この代わりに、マイクロレンズの略半面にそれぞれ遮光用のマスキングを施す構成にしてもよい。図１７は、変形例２による焦点検出用画素のみを拡大した図である。焦点検出用画素３１５は、マイクロレンズ１０と光電変換部１１を備える。各光電変換部１１には、水平画素列ごとＧ色、Ｂ色、Ｒ色のうちいずれか１色の色フィルタが形成される。

各光電変換部１１は、対応するマイクロレンズ１０の略半面が遮光されている。各画素３１５において、左半面または右半面が交互にマスキングされることとなる。これにより、横方向に隣接する画素間ではマスキングされた半面同士、またはマスキングされていない半面同士が隣り合う。変形例２による焦点検出画素３１５を構成する光電変換部１１からの出力信号は、図４に例示した焦点検出画素を構成する光電変換部１２および１３（または１４および１５）からの出力信号と同様に扱うことができる。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

１…撮影レンズ
２…撮像素子
４…ＣＰＵ
７…レリーズスイッチ
８…レンズ駆動制御回路
９…駆動機構
１０…マイクロレンズ
１１〜１５…光電変換部
１０１〜１０５…焦点検出用領域
３１０…撮像用画素
３１１〜３１５…焦点検出用画素

Claims (5)

1. 色フィルタを介して受光する複数の光電変換部を有し、撮影光学系を通過した被写体光束が２系統に分割されて互いに異なる前記光電変換部へ導かれるように構成された第１領域、および色フィルタを介して受光する複数の光電変換部を有し、前記撮影光学系を通過した被写体光束が前記２系統に分割されることなく前記光電変換部へ導かれるように構成された第２領域を有する撮像素子と、
   前記第１領域に含まれる光電変換部からの出力信号に基づいて、前記２系統の光束がそれぞれ形成する２つの像の位相差情報を色成分別に検出する位相差検出手段と、
   前記色成分別の位相差情報に基づいて前記２つの像の相関が所定値より高くなる色成分を判定する判定手段と、
   前記第２領域に含まれる光電変換部からの出力信号のうち前記判定された色成分の出力信号を用いて焦点評価値を演算し、前記撮影光学系の焦点調節状態を演算するコントラスト検出方式の焦点検出手段と、
   を備えることを特徴とする焦点検出装置。
2. 請求項１に記載の焦点検出装置において、
   前記撮像素子は、
   前記第１領域を焦点検出エリアに対応する位置に配し、前記第２領域を前記第１領域以外の領域に配していることを特徴とする焦点検出装置。
3. 請求項１または２に記載の焦点検出装置において、
   前記判定手段は、前記色成分別に前記２つの像の相関値の最大値と最小値との差を算出し、当該差が所定値より大となる色成分を判定することを特徴とする焦点検出装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の焦点検出装置において、
   前記焦点検出手段は、前記第２領域のうち前記第１領域を囲む領域に含まれる光電変換部からの出力信号のうち、前記判定された色成分の出力信号を用いて焦点評価値を演算することを特徴とする焦点検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、
   前記焦点検出手段で検出された焦点調節状態に基づいて前記撮影光学系の焦点調節を行う調節手段と、
   を備えることを特徴とするカメラ。

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