JP5886781B2 - 焦点検出装置、焦点検出方法およびプログラム、並びに撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置のオートフォーカス機能のための焦点検出装置に関し、特に撮像面に焦点検出用の画素を有する撮像素子からの画像信号を用いて位相差方式の焦点検出を行う焦点検出装置およびそれを備えた撮像装置に関する。

従来、撮像装置における焦点検出として、撮像素子の画素に撮像レンズの異なる瞳面を通過した光を受光するための構成をとることによって、撮像と同時に位相差方式の焦点検出を行う技術がある。

例えば、特許文献１では、１つのマイクロレンズと射出瞳を分割するための複数の光電変換部で構成される画素をもつ撮像素子で得られる、異なる射出瞳を通過した光を光電変換した複数の画像信号を用いて焦点検出を行っている。その際、焦点検出演算領域を分割し、各々の分割領域の画像信号から求めた相関波形を加算することにより焦点検出領域の大きさを調節し、被写体に適した焦点検出を行っている。

特開２０１０−０９１９９１号公報

しかしながら、上述の特許文献に記載されている技術では、画像のより広範囲の焦点検出を行おうとする場合、焦点検出演算領域自体を大きくする必要がある。これにより処理するデータ量が多くなり演算に必要な回路規模が増大してしまう。こうした場合、最終的な合焦までに時間がかかってしまうといった問題もある。

そこで、本発明の目的は、焦点検出演算領域を大きくすることなく１フレームの画像で広範囲の焦点検出を行い、焦点調整において合焦までの時間を短縮することを可能にした焦点検出装置および撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、撮影光学系によって形成された被写体の光学像を撮像手段で撮影することによって得られた被写体の画像データを取得する画像データ取得手段と、撮影光学系の焦点検出モードの設定情報を取得するモード情報取得手段と、撮像手段の画素アレイ領域に設定する焦点検出領域を、焦点検出モードに従って、所定の領域を複数の分割領域に分割し、複数の分割領域を設定する設定手段と、設定された焦点検出領域の前記画像データを用いて、焦点検出情報を生成する生成手段と、焦点検出情報に基づいて、撮影光学系の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記撮像手段は、垂直方向と水平方向とを有し、垂直方向に並んでいる行のうち選択された行ごとに前記画像データが読み出され、マイクロレンズに対して複数の光電変換部が前記水平方向に並んでおり、前記分割領域は、前記垂直方向よりも前記水平方向に長く、前記焦点検出モードは、第１のモードと第２のモードとを有し、前記第２のモードでは、前記複数の分割領域の各々が前記垂直方向に互いに離され、前記第２のモードから前記第１のモードへの移行後は、前記複数の分割領域の各々は、前記垂直方向に互いに近づき、且つ、前記複数の分割領域の各々の中で前記水平方向に分割される。

本発明によれば、焦点検出演算領域を大きくすることなく１フレームの画像で広範囲の焦点検出を行い、焦点調整において合焦までの時間を短縮することを可能にした焦点検出装置および撮像装置を提供することができる。

本発明の第１の実施例に係る焦点検出装置を適用した撮像装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る撮像装置で使用される撮像素子の構成を示す図である。 位相差方式の焦点検出の概念を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る焦点検出装置のＡＦ演算部の構成を示す図である。 位相差方式における焦点検出の概念を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る焦点検出装置のＡＦ演算部の動作を説明するための図である。 本発明の第１の実施例に係る撮像装置の動作のフローチャートを示す図である。 本発明の第１の実施例に係る焦点検出装置のＡＦ演算部の動作を説明するための図である。 本発明の第２の実施例に係る焦点検出装置を適用した撮像装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る撮像装置が備える撮像素子の構成を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る撮像装置の保持方向の例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る撮像装置が備える撮像素子の構成を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る撮像装置の動作のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施例に係る焦点検出装置のＡＦ演算部の動作を説明するための図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る焦点検出装置を適用した撮像装置の構成を示すブロック図である。同図において、１００は、撮影光学系で形成された被写体の光学像を電気信号に光電変換する撮像素子である。撮像素子１００は後述するＣＰＵ１０３等によって制御され、静止画または動画を撮影する。１０１は、撮像素子１００から出力されたアナログ画像信号に対して、ゲイン調整や所定の量子化ビットに対応してデジタル変換を行うアナログフロントエンド（以下、これをＡＦＥと称する）である。１０２は、撮像素子１００及びＡＦＥ１０１の駆動タイミングを制御するタイミングジェネレータ（以下、これをＴＧと称する）である。本実施例では、撮像素子１００の外部にＡＦＥ１０１、ＴＧ１０２を配置しているが、それらは撮像素子に内蔵される構成であってもかまわない。

１０６はＲＡＭである。ＲＡＭは、ＡＦＥ１０１でデジタル変換された画像データや、後述の画像処理部１０８で処理された画像データを記憶する画像データ記憶手段の機能と、後述のＣＰＵ１０３が動作を行う際のワークメモリの機能を兼備する。なお、本実施例では、これらの機能を、ＲＡＭ１０６を用いて行うようにしているが、アクセス速度が十分に速くて動作上問題のないレベルのメモリであれば、他のメモリを適用することも可能である。１０７は、ＣＰＵ１０３が各部の動作を制御するためにロードして実行するプログラムを格納するＲＯＭである。ここで、本実施例では、Ｆｌａｓｈ−ＲＯＭを示すが、これは一例であり、アクセス速度が十分に速くて動作上問題のないレベルのメモリであれば、他のメモリを適用することも可能である。

１０３は、撮像装置を統括的に制御する制御部としてのＣＰＵである。上述のように、撮像素子の各部を制御するためのプログラムを実行する。１０８は、撮影された静止画または動画の補正・圧縮等の処理を行う画像処理部である。また、後述するＡ像データとＢ像データの加算機能や、静止画像、動画像の生成機能を備える。

１０９は、焦点検出のために、撮像素子１００から出力される画素信号の演算を行うＡＦ演算部である。１１０は、静止画データ及び動画データを記録するための、着脱可能なフラッシュメモリである。本実施例では、記録媒体としてフラッシュメモリを適用しているが、その他のデータ書き込み可能な不揮発メモリ、ハードディスク等でもよい。また、これらの記録媒体を内蔵した形態でもよい。１０４は、撮影命令や撮影条件等の設定をＣＰＵ１０３に対して行う操作部である。１０５は、撮影した静止画像や動画像およびメニュー等の表示を行う表示部である。

１１６は、撮影光学系（共通光学系）の先端に配置された第１レンズ群で、光軸方向に進退可能に保持される。１１７は絞りで、その開口径を調節することで撮影時の光量を調節する。１１８は第２レンズ群である。そして、前記絞り１１７及び第２レンズ群１１８は一体となって光軸方向に進退し、前記第１レンズ群１１６の進退動作との連動により、変倍作用（ズーム機能）を実現する。１１９は第３レンズ群で、光軸方向の進退により、撮影光学系の焦点を調節する。

１１１は、静止画撮影時に露光秒時を調節するフォーカルプレーンシャッタである。本実施例では、フォーカルプレーンシャッタにて撮像素子１００の露光秒時を調節する構成であるが、これに限られるものではなく、撮像素子１００が電子シャッタ機能を有し、制御パルスで露光秒時を調節する構成であってもよい。１１２は、光学系の焦点位置を変更する焦点位置変更手段であるフォーカス駆動回路で、ＡＦ演算部１０９の焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動し、第３レンズ群１１９を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行なう。１１３は絞り駆動回路で、絞りアクチュエータ１１５を駆動して絞り１１７の開口を制御する。ＡＦ演算部１０９、フォーカス駆動回路１１２、ＣＰＵ１０３は、本実施例に係る焦点検出装置を構成する。

次に撮像素子１００の構成を、図２を参照して説明する。図２（ａ）は、撮像素子１００の構成を示す。図２（ａ）において、撮像素子は、画素が二次元に配列された画素アレイ１００ａと、画素アレイ１００ａの画素の行を選択する垂直選択回路１００ｄ、画素アレイ１００ａの画素の列を選択する水平選択回路１００ｃを持つ。また、撮像素子１００はさらに、画素アレイ１００ａの画素のうち、垂直選択回路１００ｄ及び水平選択回路１００ｃによって選択される画素の信号を読み出すための読み出し回路１００ｂを備える。垂直選択回路１００ｄは、画素アレイ１００ａの行を選択し、ＣＰＵ１０３から出力される水平同期信号に基づいたＴＧ１０２から出力される読出しパルスを、選択行において有効にする。読出し回路１００ｂは列毎に設けられたアンプやメモリを有し、選択行の画素信号を、アンプを介してメモリに格納する。メモリに格納された１行分の画素信号は、水平選択回路１００ｃによって列方向に順に選択され、アンプ１００ｅを介して外部に出力される。この動作を行数分繰り返し、全ての画素の信号を外部に出力する。

撮像素子１００の画素アレイ１００ａを図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）において、１００ｆはマイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズである。１００ｇ、１００ｈは光電変換を行う光電変換手段としてのフォトダイオード（ＰＤ）であり、後述するＡ像用光電変換部、Ｂ像用光電変換部を構成する。各画素は、ＰＤ２つに対して１つのマイクロレンズ１００ｆが上部に配置される構成となっている。すなわち、焦点検出用画素は、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を備える。マイクロレンズ１００ｆを共有している撮像領域を１画素とした場合、画素アレイ領域には、この画素が水平方向にｈ画素、垂直方向にｖ画素並んで配置されている。ＰＤ１００ｇとＰＤ１００ｈで蓄積された信号は、前述した読出し動作によって別々に外部に出力される。ＰＤ１００ｇとＰＤ１００ｈは、後述する瞳分割構成により、互いに位相差を持った別々の像が入射されるため、ここではＰＤ１００ｇをＡ像用光電変換部、ＰＤ１００ｈをＢ像用光電変換部とする。なお、本実施例では、マイクロレンズ１つに対してＰＤが２つ配置される構成であるが、これに限られるものではない。マイクロレンズ１つに対してＰＤが上下または左右に複数配置される構成であっても本発明を適用することができる。

次に撮像素子１００のＡ像用光電変換部とＢ像用光電変換部が出力する画素信号から生成される画像データについて図３を用いて説明する。なお、同図において図２と同じ部分は同じ符号を付して示す。

図３（ａ）と図３（ｂ）は、撮像素子１００におけるピント状態と位相差との関係を示す。同図において、３００ａは画素アレイ１００ａの断面を示す。１００ｆは前述したマイクロレンズ、１００ｇ、１００ｈはそれぞれＡ像用光電変換部、Ｂ像用光電変換部である。３３０は、図１に示す第１レンズ群１１６、第２レンズ群１１８、第３レンズ群１１９を合わせて１つのレンズとして考えたときの、撮影レンズである。被写体３１０から発せられた光は、光軸３２０を中心として、撮影レンズ３３０の各領域を通過し、撮像素子に結像される。ここでは射出瞳と撮影レンズの中心ないし重心は同一としている。この様な構成によれば、撮像光学系をＡ像用光電変換部から見た場合とＢ像用光電変換部から見た場合とで、撮像光学系の瞳が中心に関して対称に分割されたことと等価となる。言い換えれば、撮像光学系からの光束が２つの光束にいわゆる瞳分割される。

そして、それぞれの分割光束（第１の光束及び第２の光束）が、瞳分割された光束をそれぞれ受光するための第１の光電変換部と第２の光電変換部であるＡ像用光電変換部１００ｇ及びＢ像用光電変換部１００ｈに入射する。第１の光束は、射出瞳の第１の領域を通って瞳分割された光束であり、第２の光束は、射出瞳の第１の領域からずれた第２の領域を通って瞳分割された光束である。こうして、被写体３１０上の特定点からの光束は、光束ΦＬａと光束ΦＬｂとに分割される。前者は、Ａ像用光電変換部１００ｇ（Ａ）に対応する分割瞳を通って該Ａ像用光電変換部１００ｇ（Ａ）に入射する光束であり、後者は、Ｂ像用光電変換部１００ｈ（Ｂ）に対応する分割瞳を通って該Ｂ像用光電変換部１００ｈ（Ｂ）に入射する光束である。

これら２つの光束は、被写体３１０上の同一点から入射しているため、撮像光学系のピントが合った状態では、図３（ａ）に示すように、同一のマイクロレンズを通過して撮像素子上の１点に到達する。したがって、Ａ像用光電変換部１００ｇとＢ像用光電変換部１００ｈでそれぞれ得られる像信号は互いに一致する。しかし、図３（ｂ）に示すように、Ｙだけピントがずれている状態では、光束ΦＬａ、ΦＬｂのマイクロレンズへの入射角の変化分だけ両光束ΦＬａ、ΦＬｂの到達位置が互いにずれる。したがって、Ａ像用光電変換部１００ｇとＢ像用光電変換部１００ｈからそれぞれ得られる像信号には位相差が生じている。Ａ像用光電変換部１００ｇ及びＢ像用光電変換部１００ｈにより、位相差を持った２つの被写体像が光電変換されて、別々に外部へ出力さる（Ａ像信号及びＢ像信号）。それらの信号はＡＦＥ１０１でデジタル変換され、それぞれＡ像データとＢ像データとして後述するＡＦ動作に使用される。

なお、本実施例では、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有し、瞳分割する構成を示したが、この限りではない。焦点検出用画素の構成は、マイクロレンズ下に１つのＰＤを持ち、遮光層により左右または上下を遮光することで瞳分割を行う構成でもよい（第１の画素および第２の画素）。また、離散的に配置された焦点検出用画素からのＡ像信号及びＢ像信号を取得する構成でもよい。

次に、図４を用いて、本実施例の焦点検出装置を構成するＡＦ演算部１０９の構成について説明する。図４はＡＦ演算部１０９の構成を示す図である。

同図において、４００は、入力されるＡ像データとＢ像データ（第１の画像データ、第２の画像データ）の相関値を算出する相関演算回路である。４１０は相関演算回路に画像データに対して相関値を演算する演算領域を指定する信号を出力する、領域指定回路である。４２０は相関演算回路４００にて算出された相関値を基に、第３レンズ群１１９の駆動距離を算出する駆動距離算出回路である。４３０は、ＲＡＭ１０６に出力するデータを、相関演算回路４００からのデータと駆動距離算出回路４２０からのデータから選択するセレクタである。

ここで、ＡＦ演算部１０９の動作について説明する。Ａ像データとＢ像データがＡＦ演算部１０９に入力されると、領域指定回路４１０に入力される。Ａ像データとＢ像データは、同じ画素位置の信号が同時に入力される。領域指定回路４１０内では、入力されたＡ像データまたはＢ像データをカウントし、入力された画像データが構成する１フレームの画像における水平または垂直位置を算出する。焦点検出領域(以下、ＡＦ領域)は予めＣＰＵ１０３によって設定されていて、算出された水平位置と垂直位置がこの設定された領域内である時に領域指定回路４１０は相関演算回路４００に対して、水平領域信号と垂直領域信号をアクティブ（Ｈｉｇｈ）にする。相関演算回路４００では、この水平領域信号と垂直領域信号がＨｉｇｈになっている時のＡ像データとＢ像データに対して相関演算を行う。また、ＣＰＵ１０３が領域指定回路４１０に対して行う設定により、ＡＦ領域は複数の分割領域に分割される。この設定に基づき、領域指定回路４１０は入力されたＡ像データとＢ像データがどの分割領域内のデータに相当するかを示す領域番号を相関演算回路４００に対して出力する。相関演算回路４００では、この領域番号を参照し、分割領域毎に相関演算を行う。

本実施例の撮像装置では、ＡＦ機能の焦点検出モード(以下ＡＦモード）として通常モードとサーチモード（第１のモードと第２のモード）を具備する。通常モードではＡＦ領域は所定数の領域に分割される。一方サーチモードではＡＦ領域は所定数の領域に分割され、かつ分割領域は垂直方向に分離される。この構成により、サーチモード時は通常モード時より、焦点検出演算領域を大きくすることなく、１フレームの画像のより広い範囲に対して焦点検出を行うことができる。

相関演算回路４００では、Ａ像データとＢ像データの相関値を算出する。相関値の算出構成を図５および図６を用いて説明する。

図５（ａ）は、ピントがあった図３（ａ）の場合における１行のＡ像データとＢ像データである。横軸は、水平画素位置を表し、縦軸はデータのレベルを表す。ピントがあっている場合はＡ像データとＢ像データは一致する。図５（ｂ）は、ピントがあっていない図３（ｂ）の場合の１行のＡ像データとＢ像データである。このときは、Ａ像データとＢ像データは前述した状態によって位相差を持ち、水平画素位置のずれとしてずれ量Ｘを有する。相関演算回路４００では、領域指定回路４１０にて指定された分割領域毎のＡ像データを図６（ａ）に示す様に水平方向にシフト移動させる。ここでは、Ａ像データを左にシフトする場合のシフト量をマイナス、Ａ像データを右にシフトする場合のシフト量をプラスとし、−Ｓ〜Ｓ画素のシフト移動を行う。各シフト時に、対応するＡ像データとＢ像データを比較し、値が小さい方のデータを水平方向に加算したものを１行分の相関値として算出する。Ａ像データとＢ像データの被写体像の位置関係が図３（ｂ）の場合、図６（ｂ）に示す様にシフト量がＸになった時に相関値が最大となる。同一の分割領域内の各行の相関値は、同一シフト量毎に加算され、１つの分割領域のシフト量毎の相関値（相関データ）として算出される。この時、セレクタ４３０はａ側（相関データ）が選択され、相関演算回路４００で算出された分割領域毎の相関データはＲＡＭ１０６へ出力される。

駆動距離算出時は、ＲＡＭ１０６に格納される相関演算回路４００で算出された各分割領域の相関データが駆動距離算出回路４２０に入力される。駆動距離算出回路では、各分割領域の相関データにおける相関値の極大値になるシフト量（像ずれ量）を算出する。算出された各分割領域の像ずれ量を比較し、最も像ずれ量が小さい分割領域の像ずれ量からピントのずれ量Ｙを算出する。Ｙから所定の計算に基づき第３レンズ群１１９の駆動距離を算出する。この時、セレクタ４３０はｂ側（駆動距離情報）が選択され、駆動距離算出回路４２０で算出された駆動距離情報はＲＡＭ１０６へ出力される。

本実施例では、各分割領域のうち最も像ずれ量が小さい値を採用したが、この限りではない。同じ領域の画像解析結果の適用等、分割領域を選択する方法であればよい。

次に、本実施例における撮像装置の動作を図７のフローチャートを用いて説明する。先ず、操作部１０４に含まれる動画撮影スイッチが押下されると、動画撮影を開始する。動画撮影が開始されると撮像素子１００、ＡＦＥ１０１、ＴＧ１０２に電源が投入され、ＣＰＵ１０３は動画撮影設定をする。設定後、ＣＰＵ１０３から出力される同期信号に基づいてＴＧ１０２は撮像素子１００に読出しパルスを出力し、撮像素子１００は所定のフレームレートでの読出し動作を開始する。なお、本実施例では動画像の電荷蓄積・読出し動作はスリットローリング動作による電子シャッタ機能を使用して行われるが、これに限られるものではない。

撮像素子１００から出力されたＡ像信号とＢ像信号は、ＡＦＥ１０１にてデジタル変換され、Ａ像データとＢ像データとしてＲＡＭ１０６へ転送される。その後、画像処理部１０８に転送され、同一のマイクロレンズ下にある２つのＰＤに対応するＡ像データとＢ像データを画素毎に加算する。これにより動画フレームの画像データを作成する。その後、補正処理、圧縮等を行い、表示部１０５に動画データを表示する（ライブビュー）。撮影前に、表示部１０５に表示されたメニューと操作部１０４を使用して動画記録が選択されている場合には、動画はフラッシュメモリ１１０に順次記録される。

ステップＳ７００にて、ＣＰＵ１０３は、操作部１０４に含まれるＡＦスイッチが押下されたかどうか判断する。ＡＦスイッチが押下されたと判断すると、ステップＳ７０１に進める。

ステップＳ７０１では、ＣＰＵ１０３は、設定されているＡＦモードを、その設定情報を取得して（モード情報取得）判断する。撮影前に表示部１０５に表示されたメニューと操作部１０４を使用して（モード設定手段）ＡＦモードがサーチモードに選択されている場合には、ステップＳ７０２へ進む。

ステップＳ７０２では、サーチモードでＡＦを行うためのＡＦ領域設定を行う。ＣＰＵ１０３は領域指定回路４１０に対し、図８（ａ）に示す様に、ＡＦ領域を分割し、かつ垂直方向（第２の方向）に分離して配置する設定を行う。それぞれの領域をＡ００〜Ａ４０とする。本実施例では、撮像素子１００の水平方向（第１の方向）に分離されたＰＤ１００ｇとＰＤ１００ｈを用いて瞳分割されるため、瞳分割の方向も撮像素子１００の水平方向になる。この時、前述した位相差検出方法によると、Ａ像データとＢ像データは水平方向にシフトさせて像ずれ量（焦点検出情報）を検出する。像を左右にシフトさせるので、領域の左右にシフトさせる分のデータを保持しなければならない。よって領域を水平方向に分離すると、分離した領域それぞれの左右にシフトする分のデータが必要になり、データ保持領域やデータの処理が増大してしまう。よって水平方向には分離せずに垂直方向に分離する。また、分割、分離構成についても図８（ａ）に限られるものではなく、１フレームの画像で広い範囲での焦点を行うための他の分割、配置構成としてもよい。ＡＦ領域の分割領域および分離位置は適宜予めＣＰＵ１０３等に設定しておいてもよいし、操作部１０４の操作を介して変更、設定できるようにしてもよい。

その後ステップＳ７０３にて、撮影によってＡ像データとＢ像データがＡＦ演算部１０９に入力されると（画像データ取得）、駆動距離情報の生成が行われる。まず、領域指定回路４１０は画像データ（Ａ像データ・Ｂ像データ）に対し、図８（ａ）に示すタイミングで水平領域信号と垂直領域信号、またＡ００〜Ａ４０を識別する領域番号を出力する。次いで、相関演算回路４００は入力される水平領域信号、垂直領域信号、領域番号に基づき、Ａ００〜Ａ４０の各相関データを算出し、ＲＡＭ１０６に格納する。各相関データは駆動距離算出回路４２０に入力され、駆動距離情報が出力され、ＲＡＭ１０６に格納される。ここで、駆動距離情報として使用された領域は、Ａ２０であるとする。

ステップＳ７０４にて、ＣＰＵ１０３はＲＡＭ１０６に格納される駆動距離情報をフォーカス駆動回路１１２に転送する。フォーカス駆動回路１１２は駆動距離情報に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４の駆動信号を生成し(駆動信号生成手段)、第３レンズ群１１９を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。

その後、ステップＳ７０５では通常モードでＡＦを行うためのＡＦ領域設定を行う。ＣＰＵ１０３は領域指定回路４１０に対し、サーチモードで使用された、図８（ａ）のＡ２０を含む領域として、図８（ｂ）に示す様に、所定の領域を割所定の領域を分割し、各分割領域が互いに隣接して配置されている。このように、ＡＦ領域を分割する設定を行う。それぞれの分割領域をＢ００〜Ｂ４４とする。この場合のＡＦ領域の設定位置は、サーチモードで駆動距離情報として使用された領域の位置に従って設定される。また、分割構成をもステップＳ７０１で通常モードが選択されていた場合の設定とは異なる構成としてもよい。

その後ステップＳ７０６にて、撮影によってＡ像データとＢ像データがＡＦ演算部１０９に入力されると、駆動距離情報の生成が行われる。まず、領域指定回路４１０が画像データ（Ａ像データ・Ｂ像データ）に対し、図８（ｂ）に示すタイミングで水平領域信号と垂直領域信号、またＢ００〜Ｂ４４を識別する領域番号を出力する。すると、相関演算回路４００は入力される水平領域信号、垂直領域信号、領域番号に基づき、Ｂ００〜Ｂ４４の各相関データを算出し、ＲＡＭ１０６に格納する。各相関データは駆動距離算出回路４２０に入力され、駆動距離情報が出力され、ＲＡＭ１０６に格納される。ここで、駆動距離情報として使用された領域は、Ｂ２２であるとする。

次にステップＳ７０７では、ＣＰＵ１０３はＲＡＭ１０６に格納される駆動距離情報と所定の値を比較し、所定の値より駆動距離が小さい場合には合焦していると判断し、ステップＳ７０８へと進む。合焦していないと判断した場合には、ステップＳ７０４に戻り、駆動距離情報に基づき焦点調節がなされ、その後は前述したステップＳ７０５からＳ７０７までの通常モードでの焦点検出動作を繰り返す。

ステップＳ７０８では、ＣＰＵ１０３が、操作部１０４に含まれる静止画撮影スイッチが押下されたか否かを判断する。静止画撮影スイッチが押下された場合にはステップＳ７０９にて、動画撮影を中断し、静止画撮影を行う。その後、動画撮影を再開し、ステップＳ７１０に進む。静止画スイッチが押下されない場合にはステップＳ７１０に進む。

ステップＳ７１０では、ＣＰＵ１０３が、前述した動画撮影スイッチが押下されたか否かを判断し、押下された場合には、動画撮影を終了する。動画撮影スイッチが押下されていない場合にはステップＳ７００へと戻り、ＡＦスイッチの押下を判断する。

ステップＳ７０１にて通常モードが設定されていた場合には、ステップＳ７０５に進む。ステップＳ７０５では、ＣＰＵ１０３等に予め設定されたＡＦ領域の位置で前述した通常モードの設定がなされる。その後の処理は前述した動作と同様のため、説明を省略する。

上記動作により、ＡＦ動作においてサーチモードの時にＡＦ領域を分離することができ、１フレーム分の画像でより広範囲に及ぶ複数のＡＦ検出領域について同時に焦点検出を行うことが可能となる。これにより画面全体の中でＡＦを行う領域を探す場合に、少ないフレーム数で探すことができ、最終的な合焦までの時間を短縮することができる。

次に、図９乃至図１４を参照して、本発明の第２の実施形態に係る焦点検出装置を適用した撮像装置の構成について説明する。なお、これらの図において、図１乃至８と同様の部分は同じ符号を付して示す。

図９は、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
同図において、９００は、光学像を電気信号に変換する本実施例に係わる撮像素子である。１０１〜１１９は第１の実施例で述べた１０１〜１１９と同じであるため、説明を省略する。９２０は、光軸方向に垂直な面内での撮像装置の回転方向を検出する、方向検出部である。

次に撮像素子９００について説明する。なお、撮像素子９００の構成は、図２（ａ）に示した第１の実施例で記載した撮像素子１００の構成と同様である。ここでは、第１の実施例と異なる画素構造について説明する。

撮像素子９００の画素アレイを図１０に示す。図１０において、９００ｆはマイクロレンズであり、９００ｇ、９００ｈ、９００ｉ、９００ｊは光電変換を行うフォトダイオード（ＰＤ）である。各画素は、４つのＰＤに対して１つのマイクロレンズ９００ｆが上部に配置される構成となっている。すなわち、本実施例の焦点検出用画素は、第１の実施例と同様に、１つのマイクロレンズに対して複数の光電変換部を備える。マイクロレンズ９００ｆが共有されている領域を１画素とした場合、この画素が水平方向にｈ画素、垂直方向にｖ画素並んで配置される。ＰＤ９００ｇ、ＰＤ９００ｈ、ＰＤ９００ｉ、ＰＤ９００ｊで蓄積された信号は、一部加算されて第１の実施例と同様の読出し動作によって外部に出力される。

ＰＤ９００ｇ、ＰＤ９００ｈ、ＰＤ９００ｉ、ＰＤ９００ｊは、光軸に垂直な面内での撮像素子９００の回転方向に依存して、第１の実施例で説明した瞳分割構成に従って位相差を持った別の像が入射される。本実施例ではこの複数のＰＤで光電変換された信号を加算して、Ａ像信号とＢ像信号に相当する信号を生成する。ここではＰＤ９００ｇをＬＵ像用光電変換部、ＰＤ９００ｈをＲＵ像用光電変換部、ＰＤ９００ｉをＬＤ像用光電変換部、ＰＤ９００ｊをＲＤ像用光電変換部とする。なお、本実施例ではマイクロレンズ１つに対してＰＤが４つ配置される構成としているが、これに限定されるものではなく、さらに多数のＰＤの配列であってもよい。

図１１（ａ）に示す様に、撮像装置を横（水平）に構えて保持した場合は、画素アレイがｈ画素並ぶ撮像素子９００の長辺方向が光軸方向に直交するＸＹ面内のＸ軸と平行であるとする。この場合、ＣＰＵ１０３による撮像素子９００への設定に基づき、図１２（ａ）に斜線部で示す、ＬＵ像用光電変換部であるＰＤ９００ｇとＬＤ像用光電変換部であるＰＤ９００ｉの画像信号が加算され、Ａ像信号として出力される。また、図１２（ａ）に斜線部で示さない、ＲＵ像用光電変換部であるＰＤ９００ｈとＲＤ像用光電変換部であるＰＤ９００ｊの画像信号が加算され、Ｂ像信号として出力される。他方、図１１（ｂ）に示す様に、撮像装置を縦(垂直)の構えで保持した場合は、画素アレイがｈ画素並ぶ撮像素子９００の辺の方向が光軸方向に直交するＸＹ面内のＹ軸と平行であるとする。この場合、ＣＰＵ１０３による撮像素子９００への設定に基づき、図１２（ｂ）に斜線部で示す、ＬＵ像用光電変換部であるＰＤ９００ｇとＲＵ像用光電変換部であるＰＤ９００ｈの画像信号が加算され、Ａ像信号として出力される。また、図１２（ｂ）に斜線部で示さない、ＬＤ像用光電変換部であるＰＤ９００ｉとＲＤ像用光電変換部であるＰＤ９００ｊの画像信号が加算され、Ｂ像信号として出力される。このように、撮像素子９００の向きによって加算するＰＤを変更してＡ像信号またはＢ像信号を生成することにより、瞳分割の方向を一定(ここでは水平方向)にすることができ、同一被写体に対するＡＦの性能を同じにすることができる。

なお、本実施例では撮像素子９００内で光電変換部からの画像信号を加算する構成にしたが、この限りではない。撮像素子９００からは全ての光電変換部の画像信号を出力し、撮像素子９００の外部で画像信号またはデジタル変換された画像データを加算する構成としてもよい。

この様にして生成されたＡ像信号とＢ像信号は、第１の実施例と同様の構成により相関演算に使用される。ＡＦ演算部１０９の構成は、第１の実施例と同様であり、従って、第１の実施例と同様の動作を行うため、ここでの説明は省略する。

次に、本実施例に係る撮像装置の動作を、図１３のフローチャートを用いて説明する。先ず、操作部１０４に含まれる動画撮影スイッチが押下されると、ステップＳ１３１１で撮像装置の保持方向を判断する（保持情報取得）。ＣＰＵ１０３は、方向検出部９２０から出力される保持方向の情報に基づいて、図１１（ａ）に示す様に横構えと判断した場合、ステップＳ１３１２へ進む。ステップＳ１３１２では、判断された撮像装置の保持方向に従って、同一画素内のＰＤ信号の加算設定を行う。ここでは横構えと判断されたので、ＣＰＵ１０３は撮像素子９００に対して、図１２（ａ）に示すＰＤ９００ｇとＰＤ９００ｉを加算する設定を行う。この加算による信号がＡ像信号となる。また、ＰＤ９００ｈとＰＤ９００ｊを加算する設定を行う。この加算による信号がＢ像信号となる。加算設定後、動画撮影を開始する。動画撮影が開始されると撮像素子９００、ＡＦＥ１０１、ＴＧ１０２に電源が投入され、ＣＰＵ１０３は動画撮影設定をする。設定後、ＣＰＵ１０３から出力される同期信号に基づいてＴＧ１０２は撮像素子９００に読出しパルスを出力し、撮像素子９００は所定のフレームレートでの読出し動作を開始する。なお、本実施例では動画像の電荷蓄積・読出し動作はスリットローリング動作による電子シャッタ機能を使用して行われるが、第１の実施例と同様に、これに限定されるものではない。

撮像素子９００から出力されたＡ像信号とＢ像信号は、ＡＦＥ１０１にてデジタル変換され、Ａ像データとＢ像データとしてＲＡＭ１０６へ転送される。その後、画像処理部１０８に転送され、同一のマイクロレンズ下にあるＰＤに対応するＡ像データとＢ像データを画素毎に加算する。これにより動画のフレームデータを作成する。その後、補正処理、圧縮等を行い、表示部１０５に動画データを表示する（ライブビュー）。撮影前に、表示部１０５に表示されたメニューと操作部１０４を使用して動画記録が選択されている場合には、動画データはフラッシュメモリ１１０に順次記録される。その後ステップＳ７００へ進む。

また、ステップＳ１３１１で図１１（ｂ）に示す縦構えと判断した場合、ステップＳ１３１３へ進む。ステップＳ１３１３では、同一画素内のＰＤ信号の加算設定を行う。ここでは縦構えと判断されたので、ＣＰＵ１０３は撮像素子９００に対して、図１２（ｂ）に示すＰＤ９００ｇとＰＤ９００ｈを加算する設定を行う。この加算による信号がＡ像信号となる。また、ＰＤ９００ｉとＰＤ９００ｊを加算する設定を行う。この加算による信号がＢ像信号となる。加算設定後、動画撮影を開始する。動画撮影からステップＳ７００にいたる動作は、ステップＳ１３１２について説明した動作と同様であるので、ここでの説明は省略する。

ステップＳ７００にて、ＣＰＵ１０３は、操作部２０４に含まれるＡＦスイッチが押下されたかどうか判断する。ＡＦスイッチが押下されたと判断すると、ステップＳ７０１へ進む。

ステップＳ７０１では、設定されているＡＦモードを判断する。撮影前に表示部１０５に表示されたメニューと操作部１０４を使用してＡＦモードがサーチモードに選択されている場合には、ステップＳ１３１４へ進む。

ステップＳ１３１４では、撮像装置の保持方向を判断する。ＣＰＵ１０３は、方向検出部９２０から出力される保持方向の情報に基づいて図１１（ａ）に示す横構えと判断した場合、ステップＳ７０２へ進む。

この後の本実施例におけるステップＳ７０２〜Ｓ７０９は、第１の実施例におけるステップＳ７０２〜Ｓ７０９と同様であるので、ここでの説明は省略する。

ステップＳ７１０では、ＣＰＵ１０３は、前述した動画撮影スイッチが押下されたか否かを判断し、押下された場合には、動画撮影を終了する。動画撮影スイッチが押下されていない場合にはステップＳ１３１１へと戻り、撮像素子の保持方向を判断する。

ステップＳ１３１４にて、ＣＰＵ１０３が方向検出部９２０から出力される方向情報に基づいて図１１（ｂ）に示す縦構えと判断した場合、ステップＳ１３１５へ進む。

ステップＳ１３１５では、サーチモードでＡＦを行うためのＡＦ領域設定を行う。ＣＰＵ１０３は領域指定回路４１０に対し、図１４（ａ）に示す様に、ＡＦ領域を分割し、かつ撮像素子９００の水平(横)方向に分離した設定を行う。それぞれの領域をＣ００〜Ｃ０４とする。ここでは、撮像素子９００のＰＤ９００ｇとＰＤ９００ｈを加算した信号をＡ像信号、ＰＤ９００ｉとＰＤ９００ｊを加算した信号をＢ像信号として瞳分割されるため、瞳分割の方向も撮像素子９００の垂直(縦)方向になる。このように、撮像素子の保持方向が図１１（ｂ）の構えの場合は、画素アレイ領域の長手方向と短手方向とＡＦ領域の分割、分離方向との対応関係は、図１１（ａ）の構えの時の対応関係(図８)から変更される。これにより、瞳分割の方向を一定(ここでは水平方向)にすることができ、同一被写体に対するＡＦの性能を同じにすることができる。この時、前述した位相差検出方法によると、Ａ像データとＢ像データは撮像素子の垂直方向にシフトさせて像ずれ量を検出する。像を上下にシフトさせるので、領域の上下にシフトさせる分のデータを保持しなければならない。よって領域を垂直方向に分離すると、分離した領域それぞれの上下にシフトする分のデータが必要になり、データ保持領域やデータの処理が増大してしまう。よって垂直方向には分離せずに水平方向に分離する。

その後ステップＳ１３１６にて、撮影によってＡ像データとＢ像データがＡＦ演算部１０９に入力されると、駆動距離情報の生成が行われる。まず、領域指定回路４１０は画像データ（Ａ像データ・Ｂ像データ）に対し、図１４（ａ）に示すタイミングで水平領域信号と垂直領域信号、またＣ００〜Ｃ０４を識別する領域番号を出力する。次いで、相関演算回路４００は入力される水平領域信号、垂直領域信号、領域番号に基づき、Ｃ００〜Ｃ０４の各相関データを算出し、ＲＡＭ１０６に格納する。各相関データは駆動距離算出回路４２０に入力され、駆動距離情報が出力され、ＲＡＭ１０６に格納される。ここで、駆動距離情報として使用された領域は、Ｃ０２であるとする。

ステップＳ７０４にて、ＣＰＵ１０３はＲＡＭ１０６に格納される駆動距離情報をフォーカス駆動回路１１２に転送する。フォーカス駆動回路１１２は駆動距離情報に基づいてフォーカスアクチュエータ１１４を駆動制御し、第３レンズ群１１９を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。

その後、ステップＳ７０５では通常モードでＡＦを行うためのＡＦ領域設定を行う。ＣＰＵ１０３は領域指定回路４１０に対し、サーチモードで使用された、図１４（ａ）のＣ０２を含む領域として、図１４（ｂ）に示す様に、ＡＦ領域を分割する設定を行う。それぞれの領域をＤ００〜Ｄ４４とする。この場合のＡＦ領域の設定位置は、サーチモードで駆動距離情報として使用された領域の位置に従って設定される。また、分割構成もステップＳ７０１で通常モードが選択されていた場合の設定とは異なる構成としてもよい。

その後ステップＳ７０６にて、撮影によってＡ像データとＢ像データがＡＦ演算部１０９に入力されると、駆動距離情報の生成が行われる。まず、領域指定回路４１０は画像データ（Ａ像データ・Ｂ像データ）に対し、図１４（ｂ）に示すタイミングで水平領域信号と垂直領域信号、またＤ００〜Ｄ４４を識別する領域番号を出力する。次いで、相関演算回路４００は入力される水平領域信号、垂直領域信号、領域番号に基づき、Ｄ００〜Ｄ４４の各相関データを算出し、ＲＡＭ１０６に格納する。各相関データは駆動距離算出回路４２０に入力され、駆動距離情報が出力され、ＲＡＭ１０６に格納される。ここで、駆動距離情報として使用された領域は、Ｄ２２であるとする。

次にステップＳ７０７では、ＣＰＵ１０３はＲＡＭ１０６に格納される駆動距離情報と所定の値を比較し、所定の値より駆動距離が小さい場合には合焦していると判断し、ステップＳ７０８へと進む。合焦していないと判断した場合には、ステップＳ７０４に戻り、駆動距離情報に基づき焦点調整がなされ、その後は前述したステップＳ７０５からＳ７０７までの動作を繰り返す。

その後ステップＳ７０８〜Ｓ７０９の動作は実施例１で述べたステップＳ７０８〜Ｓ７０９の動作と同様であり、ステップＳ２７０は、前述した動作と同様である。

上記動作により、サーチモード時のＡＦ動作において瞳分割の方向に応じてＡＦ領域の分離方向を変更することができ、撮像装置の保持方向に係らず１フレーム分の画像でより広範囲について同時に焦点検出を行うことができる。これにより画面全体の中でＡＦを行う領域を探す場合に、少ないフレーム数で探すことができ、最終的な合焦までの時間を短縮することができる。

上述した実施形態において図７および図１３に示した各処理は、各処理の機能を実現する為のプログラムをメモリから読み出してＣＰＵ１０３が実行することによりその機能を実現させるものである。

尚、上述した構成に限定されるものではなく、図７および図１３に示した各処理の全部または一部の機能を、専用のハードウェアにより実現してもよい。また、上述したメモリは、光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記憶媒体、ＲＡＭ以外の揮発性のメモリであってもよい。また、それらの組合せによるコンピュータ読み取り、書き込み可能な記憶媒体より構成されてもよい。

また、図７および図１３に示した各処理の機能を実現する為のプログラムをコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記録して、この記憶媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各処理を行っても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。具体的には、記憶媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書きこまれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含む。

また、「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記憶媒体」とは、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。例えば、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発メモリ（ＲＡＭ）も含む。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現する為のものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムに既に記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体およびプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (16)

1. 撮影光学系によって形成された被写体の光学像を撮像手段で撮影することによって得られた前記被写体の画像データを取得する画像データ取得手段と、
   前記撮影光学系の焦点検出モードの設定情報を取得するモード情報取得手段と、
   前記撮像手段の画素アレイ領域に設定する焦点検出領域を、前記焦点検出モードに従って、所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域を設定する設定手段と、
   前記設定された焦点検出領域の前記画像データを用いて、焦点検出情報を生成する生成手段と、
   前記焦点検出情報に基づいて、前記撮影光学系の駆動信号を生成する駆動信号生成手段と、
   を備え、
   前記撮像手段は、垂直方向と水平方向とを有し、垂直方向に並んでいる行のうち選択された行ごとに前記画像データが読み出され、マイクロレンズに対して複数の光電変換部が前記水平方向に並んでおり、
   前記分割領域は、前記垂直方向よりも前記水平方向に長く、
   前記焦点検出モードは、第１のモードと第２のモードとを有し、
   前記第２のモードでは、前記複数の分割領域の各々が前記垂直方向に互いに離され、
   前記第２のモードから前記第１のモードへの移行後は、前記複数の分割領域の各々は、前記垂直方向に互いに近づき、且つ、前記複数の分割領域の各々の中で前記水平方向に分割されることを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記撮像手段は、前記マイクロレンズを含む瞳分割手段を有することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記撮像手段の保持方向の情報を取得する保持情報取得手段をさらに備え、前記設定手段は、前記保持方向に従って、前記水平方向と前記垂直方向と前記画素アレイ領域の互いに直交する辺との対応関係を変更することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
4. 前記画像データは、前記撮影光学系の異なる射出瞳を通過した前記被写体の複数の光学像を前記撮像手段で撮像して得られた第１の画像データと第２の画像データを含み、前記生成手段は、各分割領域の第１の画像データと第２の画像データとの相関値を演算し、前記駆動信号生成手段は、前記相関値に基づいて前記複数の分割領域のいずれかを選択し、前記選択した分割領域の相関値に基づいて前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の焦点検出装置。
5. 前記第２のモードにおいて、前記設定手段は、前記駆動手段が前記選択した分割領域の相関値に基づいて前記駆動信号を生成したときは、前記所定の領域を前記選択した分割領域を含むように設定して前記第１のモードに従った焦点検出領域の設定を行い、前記生成手段および駆動信号生成手段は、前記第１のモードに従って設定された焦点検出領域に対して相関値の生成および駆動信号の生成を行なうことを特徴とする請求項４に記載の焦点検出装置。
6. 前記撮影光学系の一部である瞳分割手段を有し、前記瞳分割手段で得られた前記撮影光学系の異なる射出瞳を通過した前記被写体の各光学像に対応する画像データを出力する撮像手段と、
   前記撮影光学系の焦点検出モードを設定するモード設定手段と、
   前記焦点検出モードに従って焦点検出を行う請求項１乃至５のいずれか一項に記載の焦点検出装置と、
   前記駆動信号生成手段が生成した前記駆動信号に従って、前記撮影光学系を駆動する駆動手段と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
7. 前記モード設定手段は、焦点検出モードとして前記第１のモードと第２のモードを設定し、前記モード情報取得手段は、前記モード設定手段の設定情報を取得することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記撮像装置の保持方向を検出する検出手段をさらに備え、前記保持情報取得手段は、前記検出手段が検出した保持方向の情報を取得することを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像装置。
9. 前記瞳分割手段は、複数のマイクロレンズを二次元に配列したマイクロレンズアレイであり、前記撮像手段は、前記画素アレイ領域に二次元に配列された複数の画素を有し、各画素は、各マイクロレンズに対して分割された複数の光電変換手段を含み、前記複数の光電変換手段は、前記撮影光学系の射出瞳の第１の領域を通って瞳分割された光束を受光するための第１の光電変換部と、第１の領域からずれた第２の領域を通って瞳分割された光束を受光するための第２の光電変換部とを構成することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の撮像装置。
10. 前記第１の光電変換部を構成する光電変換手段の画素信号を加算して前記第１の画像データを生成し、前記第２の光電変換部を構成する光電変換手段の画素信号を加算して前記第２の画像データを生成する画像処理手段をさらに備え、前記画像処理手段は、前記検出手段で検出された保持方向に従って、各光電変換部を構成する前記光電変換手段を変更することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記瞳分割手段は、複数のマイクロレンズを二次元に配列したマイクロレンズアレイであり、前記撮像手段は、前記画素アレイ領域に二次元に配列された複数の画素を有し、前記複数の画素は、前記撮像光学系の射出瞳の第１の領域を通って瞳分割された光束のみを受光するための第１の光電変換手段を含む第１の画素と、前記射出瞳の第１の領域からずれた第２の領域を通って瞳分割された光束のみを受光するための第２の光電変換手段を含む第２の画素を含むことを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 撮影光学系によって形成された被写体の光学像を撮像手段で撮影することによって得られた前記被写体の画像データを用いた焦点検出方法において、
    前記画像データを取得する画像データ取得ステップと、
    前記撮影光学系の焦点検出モードの設定情報を取得するモード情報取得ステップと、
    前記撮像手段の画素アレイ領域に設定する焦点検出領域を、前記焦点検出モードに従って、所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域を設定する設定ステップと、
    前記設定された焦点検出領域の前記画像データを用いて、焦点検出情報を生成する生成ステップと、
    前記焦点検出情報に基づいて、前記撮影光学系の駆動信号を生成する駆動信号生成ステップと、
    を備え、
    前記撮像手段は、垂直方向と水平方向とを有し、垂直方向に並んでいる行のうち選択された行ごとに前記画像データが読み出され、マイクロレンズに対して複数の光電変換部が前記水平方向に並んでおり、
    前記分割領域は、前記垂直方向よりも前記水平方向に長く、
    前記焦点検出モードは、第１のモードと第２のモードとを有し、
    前記第２のモードでは、前記複数の分割領域の各々が前記垂直方向に互いに離され、
    前記第２のモードから前記第１のモードへの移行後は、前記複数の分割領域の各々は、前記垂直方向に互いに近づき、且つ、前記複数の分割領域の各々の中で前記水平方向に分割されることを特徴とする焦点検出方法。
13. 撮影光学系によって形成された被写体の光学像を撮像手段で撮影することによって得られた前記被写体の画像データを使用して焦点調節を行う焦点検出装置を制御するためのプログラムであり、
    コンピュータを、
    前記画像データを取得する画像データ取得手段、
    前記撮影光学系の焦点検出モードの設定情報を取得するモード情報取得手段、
    前記撮像手段の画素アレイ領域に設定する焦点検出領域を、前記焦点検出モードに従って、所定の領域を複数の分割領域に分割し、前記複数の分割領域を設定する設定手段、
    前記設定された焦点検出領域の前記画像データを用いて、焦点検出情報を生成する生成手段、
    前記焦点検出情報に基づいて、前記撮影光学系の駆動信号を生成する駆動手段、
    として機能させ、
    前記撮像手段は、垂直方向と水平方向とを有し、垂直方向に並んでいる行のうち選択された行ごとに前記画像データが読み出され、マイクロレンズに対して複数の光電変換部が前記水平方向に並んでおり、
    前記分割領域は、前記垂直方向よりも前記水平方向に長く、
    前記焦点検出モードは、第１のモードと第２のモードとを有し、
    前記第２のモードでは、前記複数の分割領域の各々が前記垂直方向に互いに離され、
    前記第２のモードから前記第１のモードへの移行後は、前記複数の分割領域の各々は、前記垂直方向に互いに近づき、且つ、前記複数の分割領域の各々の中で前記水平方向に分割されることを特徴とするプログラム。
14. 請求項１３のプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
15. コンピュータを、請求項１乃至５のいずれか一項に記載された焦点検出装置の各手段として機能させるプログラム。
16. コンピュータを、請求項１乃至５のいずれか一項に記載された焦点検出装置の各手段として機能させるプログラムを格納した記憶媒体。

Images