JP6188290B2 - 測距装置、撮像装置、ピント評価方法、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラに代表される撮像装置に関し、特にオートフォーカス（以下ＡＦ）に関する。

従来、ピント調整のためのＡＦ装置として、一眼レフカメラではいわゆる位相差ＡＦを備えた装置が、コンパクトカメラではコントラストＡＦを備えた装置が多く使用されている。これらのＡＦ装置の特徴として、位相差ＡＦは高速なピント調整が可能、コントラストＡＦは厳密なピント合わせが可能という点があげられる。

さらに近年では、撮像面で位相差ＡＦ可能なセンサが多く提案されている。

例えば、特許文献１では、撮像面で位相差ＡＦ可能な構造を備えたセンサを利用した撮像装置において、ＡＦに適した読み出し方法と撮像に適した読み出し方法を備えることが開示されている。特許文献２では、撮像面で位相差ＡＦ可能な構造を備えたセンサを利用した撮像装置において、ＡＦ優先および画質優先といった各モードに応じた読み出し方法を備えることが開示されている。特許文献３では、瞳を多分割して取得した信号から生成した像に基いてＡＦを行うことが開示されている。

特開２００１−８３４０７号公報 特開２０１０−１８１７５１号公報 特開２００９−２５８６１０号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、位相差ＡＦと像の再構成によるコントラストＡＦ（詳細は後述する）の双方を行う装置を考えた場合に不都合が生じる。すなわち特許文献１では、加算読み出しを行っているために像の再構成によるコントラストＡＦを行うことが出来ない。特許文献２では、位相差ＡＦの読み出し比率は適切となるが、コントラストＡＦを考えた場合には必ずしも適切な画素を選択できない場合がある。特許文献３では複数のＡＦ評価手段を想定していないので、位相差ＡＦおよびコントラストＡＦの双方に適した読み出しが出来ない場合がある。

そこで、本発明の目的は、位相差ＡＦと像の再構成によるコントラストＡＦの双方を行う撮像装置において、各ＡＦに適切な画素選択構成を備えたオートフォーカス装置を提供することである。

本発明の一観点によれば、撮影光学系の異なる瞳領域からの光束を受光する画素を含む撮像素子から出力される画素信号を取得してピント評価を行なう測距装置において、３以上の複数の前記瞳領域に対して、当該瞳領域の数と互いに素になるようなピッチで画素を選択することにより一定周期ですべての瞳領域に対応する画素が含まれるように画素を選択する第１の画素選択モードと、前記複数の瞳領域の所定の異なる２つに対応する画素だけを選択する第２の画素選択モードを選択して設定する画素選択手段と、設定された画素選択モードで選択される画素から出力される画素信号を取得する画素信号取得手段と、取得された画素信号に基づいて、前記第１の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像のコントラストに基づいてピント評価を行なう第１のピント評価手段と、前記第２の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像の位相差に基づいてピント評価を行なう第２のピント評価手段と、を備え、前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれかによりピント評価を行うことを特徴とする測距装置が提供される。

本発明の目的は、位相差ＡＦと像の再構成によるコントラストＡＦの双方を行うような撮像装置において、適切な画素選択構成により上記２つのＡＦを行うオートフォーカス装置を実現することが可能となる。

本発明の第１の実施例に係わる撮像装置であるデジタルカメラの中央断面図およびその構成のブロック図。 本発明の第１の実施例に係わる撮像装置の撮影光学系の要部を説明する図である。 本発明の第１の実施例に係わる撮像装置の測距動作のフローチャートを示す図である。 像再構における像シフトを模式的に示す図である。 本発明の第１の実施例に係わる画像の現像（再構成）における画像信号の加算構成を示す図である。 本発明の第１の実施例に係わる画素選択構成を示す図である。 本発明の第１の実施例に係わる撮像装置に適用可能な別の光学系の例を示す図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。

以下、図１乃至図７を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。本実施例は、本発明のオートフォーカス装置をデジタルカメラである撮像装置に適用した例である。

図１（ａ）は本実施例に係わる撮像装置であるデジタルカメラの中央断面図である。本デジタルカメラは、カメラユニットとこれに着脱式に装着可能なカメラユニットから構成されている。しかし、本発明が適用可能な撮像装置は、図１の構成に限るものではなく、レンズユニットとカメラユニットが一体化された構成であってもよい。

図１（ｂ）は図１（ａ）のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１（ａ）および図１（ｂ）で同一の符号が付してあるものはそれぞれ対応している。

図１（ａ）において、１はカメラユニットを、２はカメラユニット１に着脱式に装着可能なレンズユニットを、３は撮影光学系を形成するレンズを、４は撮影光学系の光軸を、６は撮像素子を示す。また、９は背面表示装置を、１１はカメラユニット１とレンズユニット２の電気接点を、１２はレンズユニット２に設けられたレンズシステム制御部を、１４はクイックリターン機構を、１６はカメラユニット１に設けられたファインダ表示部をそれぞれ示す。

図１（ｂ）を参照すると、カメラ１およびレンズ２からなるカメラシステムは、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系を有する。撮像系は、撮影光学系３ 、撮像素子６を含み、画像処理系は、画像処理部７を含む。また、記録再生系は、メモリ部８、表示部９を含み、制御系は、カメラシステム制御部５、操作検出部１０、およびレンズシステム制御部１２、レンズ駆動手段１３を含む。レンズ駆動部１３は、焦点レンズ、ブレ補正レンズ、絞りなどを駆動することができる。

撮像系は、物体(被写体)からの光を(被写体光)、撮影光学系３を介して撮像素子６の撮像面に結像する光学処理系である。撮像素子６表面にはマイクロレンズが格子状に配置してあり、いわゆるマイクロレンズアレイ（以下 ＭＬＡ）を形成している。ＭＬＡは本実施例において、瞳分割手段を構成する。ＭＬＡの機能や配置の詳細については図２を用いて後述する。後述するように、撮像素子６からピント評価量／適当な露光量が得られるので、この信号に基づいて適切に撮影光学系３が調整されることで、適切な光量の被写体光を撮像素子６に露光するとともに、撮像素子６近傍で被写体像が結像する。

画像処理部７は、内部にＡ／Ｄ変換器、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算回路等を有しており、記録用の画像を生成することができる。また、本発明に係わる像シフト、像生成、コントラスト評価、相関計算等の処理を行う構成とすることも可能である。本実施例ではこれらの要素はカメラシステム制御内に配置する場合を想定して記載する。

メモリ部８は実際の記憶部に加えて記録に必要な処理回路を備えている。メモリ部は、記録部へ出力を行うとともに、表示部９に出力する像を生成、保存する。また、メモリ部８は、予め定められた所定の方法を用いて画像、動画、音声などの圧縮処理を行う。

カメラシステム制御部５は撮像の際のタイミング信号などを生成し、外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。例えば、不図示のスイッチの操作による撮影条件の設定やシャッターレリーズ釦の押下を操作検出部１０が検出して、撮像素子６の駆動、画像処理部７の動作、メモリ部８の圧縮処理などを制御する。さらに表示部９によって液晶モニタ等に情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。

制御系の光学系の調整動作について説明する。カメラシステム制御部５には画像処理部７が接続されており、撮像素子６からの信号に基づいて適切な焦点位置、絞り位置を求める。カメラシステム制御部５は、電気接点１１を介してレンズシステム制御部１２に指令を送出し、レンズシステム制御部１２は指令を受信してレンズ駆動手段１３を適切に制御する。さらにレンズシステム制御部１２には不図示の手ぶれ検出センサが接続されており、手ぶれ補正を行うモードにおいては、手ぶれ検出センサの信号を元にレンズ駆動手段１３を介してブレ補正レンズを適切に制御する。

また、カメラシステム制御部５は、本発明の特徴である画素選択の制御を行う制御部。カメラシステム制御部５による制御は、当該制御部に含まれるＣＰＵが図示しないメモリに記憶されている制御プログラムをロードして実行することによって実現される。

図２は、本実施例における撮影光学系の要部を説明する図である。同図において、図１と同じ部分は同じ符号を付して示す。

本発明を適用するためには、いわゆる光線空間情報等といわれる光線の位置に加えて角度の情報を取得する必要がある。本実施例では、角度情報の取得のために撮影光学系３の結像面近傍にＭＬＡを配置するとともに、ＭＬＡを構成する１つのレンズに対して複数の画素（光電変換部）を対応させている。

図２（ａ）は撮像素子６とＭＬＡ２００の関係模式的に示す図である。図２（ｂ）は撮像素子の画素とＭＬＡの対応を示す模式図である。図２（ｃ）はＭＬＡによってＭＬＡ下に設けられた画素が特定の瞳領域と対応づけられることを示す図である。

図２（ａ）に示すように撮像素子６上にはＭＬＡ２００が設けられており、ＭＬＡ２００の前側主点は撮影光学系３の結像面近傍になるように配置されている。図２（ａ）は撮像装置の横からと、正面からＭＬＡ２００を見た状態を示しており、撮像装置正面から見るとＭＬＡ２００のレンズが撮像素子６上の画素を覆うように配置されている。なお、図２（ａ）ではＭＬＡを構成する各マイクロレンズを見やすくするために、大きく記載したが、実際には各マイクロレンズは画素の数倍程度の大きさしかない。実際の大きさについては図２（ｂ）を用いて説明する。

図２（ｂ）は図２（ａ）の装置正面からの図を一部拡大した図である。図２（ｂ）に示す格子状の枠は、撮像素子６の各画素を示している。一方ＭＬＡ２００を構成する各マイクロレンズは太い円２２０ａ，２２０ｂ，２２０ｃ，２２０ｄで示した。図２（ｂ）から明らかなようにマイクロレンズ１つに対して複数の画素が割り当てられており、図２（ｂ）の例では、５行x５列＝２５個の画素が１つのマイクロレンズに対して設けられている。すなわち各マイクロレンズの大きさは画素の大きさの５倍x５倍の大きさである。

図２（ｃ）は撮像素子６を、マイクロレンズ光軸を含みセンサの長手方向が図の横方向になるように切断した図である。図２（ｃ）の２２１、２２２、２２３、２２４、２２５は撮像素子６の画素（１つの光電変換部）を示している。一方図２（ｃ）の上方に示した図は撮影光学系３の射出瞳面を示している。実際には、図２（ｃ）の下方に示したセンサの図と方向を合わせると、射出瞳面は図２（ｃ）の紙面垂直方向になるが、説明のために投影方向を変化させている。また、図２（ｃ）においては説明を簡単にするために、１次元の投影／信号処理について説明する。実際の装置においては、これを容易に２次元に拡張することができる。

図２（ｃ）の画素２２１、２２２、２２３、２２４、２２５は図２（ｂ）の２２１ａ、２２２ａ、２２３ａ、２２４ａ、２２５ａとそれぞれ対応する位置関係にある。図２（ｃ）に示すように、マイクロレンズ２００によって各画素は撮影光学系３の射出瞳面上の特定の領域と共役になるように設計されている。図２（ｃ）の例では画素２２１と領域２３１が、画素２２２と領域２３２が、画素２２３と領域２３３が、画素２２４と領域２３４が、画素２２５と領域２３５がそれぞれ対応している。すなわち画素２２１には撮影光学系３の射出瞳面上の領域２３１を通過した光束のみが入射する。他の画素も同様である。結果として、瞳面上での通過領域と撮像素子６上の位置関係から角度の情報を取得することが可能となる。

ここで後ほどの説明を簡単にするために記号を導入する。図２（ｃ）に示すように、撮像素子６の画素ピッチをΔx、角度分解能をΔθとする。さらに角度の分割数をN_θ（図２の例ではN_θ=５）とする。画素ピッチは撮像素子６の形状によって決定され、Δθは光線の角度を取得する範囲と角度分割数N_θで決定される。すなわち、物理的な構造（撮像素子６およびＭＬＡ２００の構造）のみによってこれらのパラメータは決定される。

本実施例に示した撮影光学系を利用して、撮像素子６の信号からピント評価値を得る処理について図３、図４、図５及び図６を用いて説明する。

図３は図１に示す本実施例に係わる撮像装置の測距動作を説明するためのフローチャートである。図３（ａ）はピント評価値を得る測距動作の全体を、図３（ｂ）は現像動作を、図３（ｃ）は像シフト動作を、図３（ｄ）は像生成動作のフローチャートをそれぞれ示す。また、図３（ｅ）はコントラスト評価動作を、図３（ｆ）は相関計算動作のフローチャートをそれぞれ示す。

まず、本実施例に係わる撮像装置全体の動作を簡単に説明する。

図１（ｂ）に示した操作検出部１０がユーザによる図示しない電源スイッチの操作（ＯＮ／ＯＦＦ）を検出する。その後、撮像装置はユーザによる操作からの割り込みを待つ状態に移行する。ユーザのレリーズ操作や動画撮影開始動作を検知すると、必要に応じて図３（ａ）で示すＡＦ動作（測距動作）を実施する。

次に本発明に係わるＡＦ動作について図３を参照して説明する。

ステップＳ３０１は測距動作の開始を示している。例としては、静止画撮影時のレリース操作の１段目の検出や動画撮影時における適当な間隔での測距動作などが該当する。

ステップＳ３０２では測距動作の条件を決定する。ここで言う条件とは、測距の方法（位相差ＡＦ／コントラストＡＦ）のみならず、距離計算をおこなう測距点、測距枠の大きさ、ＡＦの評価値を得る間隔や点数、コントラストＡＦにおけるフィルタの帯域の設定など図３で説明する各部の設定を含む。また、後述する画素選択モードでの間引き率をここで設定するようにしてもよい。これらの値は、撮影状態（静止画か動画か）、光学系の状態（焦点距離）、ユーザ操作の状況（最初の測距動作か既に被写体を捉えている状態での継続的な測距動作か）等、撮像装置の撮影条件を取得して（撮影条件取得手段）適宜設定される。

ステップＳ３０３では、決定された条件に基づいて位相差ＡＦでの測距動作を行うか、コントラストＡＦでの測距動作を行うかの判断がなされる。コントラストＡＦの場合にはＳ３０４に、位相差ＡＦの場合にはＳ３１０に進む。

コントラストＡＦを行うステップＳ３０４では、カメラシステム制御部５によって第１の画素選択モードが選択されて設定される。この時、第１の画素選択モードでは、一定周期ですべての瞳領域に対応する画素を選択するように画素を選ぶ。より具体的な選択については図６（ａ）を用いて後述する。

ステップＳ３０５ではステップＳ３０４で選択された第１の画素選択モードに対応する画素を撮像素子６から読み出す（画素信号取得）。またステップＳ３０２で設定された測距点情報をもとに、それぞれの測距点に対応できる範囲の情報を読み出す。

ステップＳ３０６からステップＳ３１１はループを形成しており、ステップＳ３０２で設定されたそれぞれの測距点でのＡＦ演算を行う。

ステップＳ３０７からステップＳ３１０はループを形成しており、ステップＳ３０２で設定された条件（適当な現像位置）に合わせて各現像面でのピント評価を行う。ここでのピント評価はいわゆるコントラストに基づくものであるが、信号の読み出しはステップＳ３０５でのみ行われている。すなわち、光線情報を利用して像を再構成することで信号を取得した面（撮像面）ではない面での像が得られるので、一度の信号の読み出しで異なる現像位置での像に対してコントラストＡＦが行われる。

ステップＳ３０８は現像ルーチンを呼び出し、設定された現像面での像を生成する。現像ルーチンによる現像動作の詳細については図３（ｂ）を用いて後述する。

ステップＳ３０９ではコントラスト評価ルーチンを呼び出し、ステップＳ３０８で得られた像のコントラスト値からピント評価値を得る。コントラスト評価ルーチンによるコントラスト評価動作の詳細については図３（ｅ）を用いて後述する。

ステップＳ３１２では各現像面のピント評価値からピント評価値が最良となる現像面（コントラストが最大となる現像面）を選択して現在のピント面との差をピントの評価値として出力する。

一方、位相差ＡＦを行うステップＳ３１３では、カメラシステム制御部５によって第２の画素選択モードが指示される。この時、第２の画素選択モードでは、特定の２つの瞳領域に対応する画素を選択するように画素を選ぶ。より具体的な選択については図６（ｂ）を用いて後述する。

ステップＳ３１４ではステップＳ３１３で選択された第２の画素選択モードに対応する画素を撮像素子６から読み出す。またステップＳ３０２で設定された測距点情報をもとに、それぞれの測距点に対応できる範囲の情報を読み出す。

ステップＳ３１５からステップＳ３１９はループを形成しており、ステップＳ３０２で設定されたそれぞれの測距点でのＡＦ演算を行う。

ステップＳ３１６からステップＳ３１８はループを形成しており、ステップＳ３０２で設定された条件（適当な位相の計算範囲や視野長など）に合わせて各位相差でのピント評価を行う。

ステップＳ３１７は相関計算ルーチンを呼び出し、各位相差でのピント評価値を得る。相関計算ルーチンによる相関計算動作の詳細については図３（ｆ）を用いて後述する。

ステップＳ３２０では各位相差でのピント評価値からピント評価値が最良となる位相差（＝いわゆるＡ像とＢ像が一致する位相差）を計算した後、基線長の換算を行いピントの評価値として出力する。

ステップＳ３２１では各測距点のピント情報（各測距点でのピント評価値やその微分値等）や過去のピント情報、さらには別のセンサの情報をもとにピントを合わせるべき主被写体を判断してＡＦシステム全体としてのピント評価値を決定する。

ステップＳ３２２で測距動作を終了する。

図３（ａ）を用いて説明した様に、ステップＳ３０６からステップＳ３１２で第１のピント評価手段を、ステップＳ３１５からステップＳ３２０で第２のピント評価手段をそれぞれ形成している。

図３（ｂ）を用いて現像ルーチンによる現像動作を説明する。

ステップＳ３２６は現像動作の開始を示している。

ステップＳ３２７は像シフトルーチンを呼び出し、取得した像を通過した瞳情報（入射角度の情報）をもとに、現像面に適した量だけシフトさせる。ここで、現像面とは、本ルーチンの呼び出し元でのステップＳ３０７からステップＳ３１０で設定されるピント評価面のこと称する。現像面において像の再構成が行なわれる。像シフトルーチンによる像シフト動作の詳細については図３（ｃ）を用いて後述する。

ステップＳ３２８は像生成ルーチンを呼び出し、ステップＳ３２７でシフトさせた像を重ね合わせる（即ち、画素信号を加算する）ことで現像面での像を得る。これによりいわゆる現像がなされる。像生成ルーチンによる像生成動作の詳細については図３（ｄ）を用いて後述する。

本実施例においては、像のシフトと加算によって現像を行う方法を例示したが、光線情報を利用して、像を取得した面とは異なる面での像を生成(再構成)する方法であればどのような方法でも利用することが可能である。

図３（ｃ）を用いて像シフトルーチンによる像シフト動作について説明する。

ステップＳ３３１は像シフト動作の開始を示している。

ステップＳ３３２からステップＳ３３５はループを形成している。ステップＳ３３２では瞳分割数に応じた数だけループ計算が実行される。例えば、図２に示した例では、５ｘ５＝２５個に分割されていたので、２５個のそれぞれの瞳位置に応じた計算がなされる。図４を用いて後述するように、像の再構成を考えると同じ再構成面であっても入射角度が異なると像をシフトさせる量が異なる。これを適切に反映させるためのループである。

ステップＳ３３３では各画素とそれに対応する瞳領域の情報をもとに、評価位置を行っている現像面での各瞳領域での像シフト量を計算する。図２を用いて説明した様に、瞳分割手段として動作するマイクロレンズアレイ２００と画素の対応は固定的であり、撮影状態によって変化することは無い。この撮像素子６の各画素とＭＬＡ２００との対応関係がカメラユニット１に記憶されており、各画素がどの瞳領域の光線を受光しているかが分かるのでこれを像シフト量の算出に用いている。

ステップＳ３３４では同じ瞳領域を通過した光束（＝同じ入射角の光束）を受光した画素の信号をシフトさせる。同じ入射角の光線を得ている画素は例えば図２（ｂ）の２２５ａと２２５ｂが該当する。このような画素がＭＬＡ２００を構成するマイクロレンズの数だけ存在している。

像シフト動作については、図４および図５を用いてさらに説明する（後述）。

ステップＳ３３６において、呼び出し元のステップＳ３２７に戻る。

図３（ｄ）を用いて像生成手段の動作の詳細を説明する。ステップＳ３４１は像生成手段の動作開始を示している。

ステップＳ３４２では、ステップＳ３４５での加算のための領域のデータを初期化（０で埋める）する。この時のデータ領域の大きさはＭＬＡ２００の数量あれば良く、データの諧調は元のデータの諧調と瞳分割数の積を格納できるだけあれば都合がよい。例えば元のデータが8bitで25分割の場合、13bit （> 8bit + log₂25）あればデータの桁あふれを考慮する必要が無い。

ステップＳ３４３からステップＳ３４７はループを形成している。ステップＳ３４３ではＭＬＡ２００を構成するマイクロレンズの数に応じてループ計算が実行される。例えば、図２に示した例では、元の撮像素子の画素数÷25（瞳分割数）がマイクロレンズの数となる。

ステップＳ３４４からステップＳ３４６はループを形成している。ステップＳ３４４では、瞳分割数に応じた数だけループ計算が実行される。例えば、図２に示した例では、５ｘ５＝２５個に分割されていたので、２５個のそれぞれの瞳位置からの光束がステップＳ３４５で加算される。シフト量が画素の整数倍でない場合は、加算Ｓ３４５において、適当に内分されながら加算される。例えば、重なっている面積に応じて適当に加算すればよい。
像生成手段は、後において図４および図５を用いてさらに説明する。
ステップＳ３４８において、像生成ルーチンの呼び出し元のステップＳ３２８に戻る。

図３（ｅ）を用いてコントラスト評価ルーチンによるコントラスト評価動作の詳細を説明する。

ステップＳ３５１はコントラスト評価動作の開始を示している。

ステップＳ３５２では、コントラスト評価を行う評価枠の大きさを設定する。評価枠の大きさの設定は、小さすぎると被写体の局所的な特徴のみを評価することになり評価値が不安定になる場合があり、大きすぎると狙った被写体にピントを合わせにくくなる。撮影光学系の焦点距離などに応じて適宜設定すれば良い。

ステップＳ３５３からステップＳ３５７はループを形成している。このループは評価枠の大きさに対応したループになっており、本実施例ではコントラスト評価は１方向で行いその他の方向は加算される。つまり、被写体枠内の２次元的な広がりを持つ画像の特定の方向の１次元信号でコントラスト評価を行う（後述）とともに、ステップＳ３５３からステップＳ３５７のループにより他の方向の加算がなされ、被写体枠に対応する評価値を得る。

ステップＳ３５４は帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）であり、コントラスト評価を行うのに適した周波数帯の信号を選択的に取り出す。ここでいう周波数とはいわゆる空間周波数（時間方向の一般的な周波数とは異なる）に対応しており、被写体像の明暗信号の細かさに対応している。
ステップＳ３５５はステップＳ３５４の出力に対してピークホールドを行う。

ステップＳ３５６はステップＳ３５５の出力を積分する。ステップＳ３５４からステップＳ３５６の演算によって被写体像に含まれる特定の周波数帯の信号の大まかなコントラスト値（良い近似値）を簡易な計算で得ることが可能となる。

ステップＳ３５８で積分値をコントラストの評価値として設定する。

ステップＳ３５９で本コントラスト評価ルーチンの呼び出し元のステップＳ３０９に戻る。

図３（ｆ）を用いて相関評価ルーチンによる相関評価動作の詳細を説明する。ステップＳ３６１は相関評価動作の開始を示している。

ステップＳ３６２では、コントラスト評価を行う評価枠の大きさを設定する。評価枠の大きさの決定方法はコントラストＡＦの時と同様に決定すれば良い。

ステップＳ３６３からステップＳ３６５はループを形成している。このループは評価画素数（評価枠の大きさに対応する）に対応したループになっている。

ステップＳ３６４はいわゆる相関を計算する。ここでの相関はＡ像とＢ像の差の絶対値を加算している。実際にはステップＳ３６３からステップＳ３６５のループによって加算が実行される。ここでは相関計算方法の一例としてＡ像とＢ像の差の絶対値を用いたが、別の相関計算方法も活用することも可能である。

ステップＳ３６６でステップＳ３６４において計算された相関値を評価値として設定する。

ステップＳ３６７で、相関評価ルーチンの呼び出し元のステップＳ３１７に戻る。

次に図４を用いて像シフトおよび像生成を模式的に示し、像の再構成によるコントラスト計算の有用性について述べる。

図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）において、図４（ｂ）は実際に撮像素子６が存在して画像を取得した面を、図４（ａ）は図４ｂ）よりも物体側の再構成面（再構成面１とする）をそれぞれ示す。また、図４（ｃ）は図４（ｂ）よりも物体側から遠い側の再構成面（再構成面２とする）を示している。

図４（ｂ）において、X_1,i、X_2,i、X_3,i、X_4,i、X_5,i、はそれぞれ瞳領域１、２、３、４、５を通過してマイクロレンズX_iに入射して得られた画像データを示している。すなわち、添え字のうち前半は通過する瞳領域を、後半は画素の番号を示している。また、図４においても説明を簡単にするためにデータを１次元的な広がりしかもたないものとして記述している。物理的な位置との関係においては、X_1,iは図２（ｃ）の２２１領域から得られるデータを、X_2,iは図２（ｃ）の２２２領域から得られるデータを、以下添え字の３、４、５は領域２２３、２２４、２２５に対応していることを示している。

取得面での画像を生成するためには、図４（ｂ）にあるように、マイクロレンズX_iに入射したデータを加算すればよい。具体的には、S_i = X_1,I + X_2,i + X_3,i + X_4,i + X_5,iでX_iに入射した光の角度方向の積分値を得ることができる。これにより通常のカメラと同様の像が生成される。

次に再構成面１での像の生成方法を考える。図２で説明したように、本実施例の撮影光学系は、各画素に入射する光束を特定の瞳領域に限定しているために、入射角度が既知である。この角度に沿って再構成面での各画素の位置を再構成する。具体的にはX_1,iのように瞳領域の添え字が１のものは図４（ｄ）において４１に示すような角度で入射しているとする。以下瞳領域の添え字２，３，４，５はそれぞれ４２，４３，４４，４５に対応しているとする。この時再構成面１でのマイクロレンズX_iに入射した光束は、取得面においては、X_i-2からX_i+2に分散して入射していることになる。より具体的には、X_1,i-2、X_2,i-1、X_3,i、X_4,i+1、X_5,i+2に分散している。X_iに限らず再構成面１での像を復元するためには、入射角度に応じて像をシフトさせて加算すれば良いことが分かる。再構成面１での像を生成するためには、瞳領域の添え字が１のものは右に２画素シフト、瞳領域の添え字が２のものは右に１画素シフト、瞳領域の添え字が３のものはシフトなしとする。また、瞳領域の添え字が４のものは左に１画素シフト、瞳領域の添え字が５のものは左に２画素シフトする。これにより入射角度に応じたシフトを与えることができる。その後図４（ａ）の縦方向に加算することで再構成面１でのデータを得ることができる。具体的には、S_i = X_1,i-2 + X_2,i-1 + X_3,i + X_4,i+1 + X_5,i+2で再構成面１において、X_iに入射した光の角度方向の積分値を得ることができる。これにより再構成面での画像が得られた。

ここで、再構成面１において、X_iに輝点があったとすると、取得面においてはX_1,i-2、X_2,i-1、X_3,i、X_4,i+1、X_5,i+2に分散していわゆるボケ状態にある。しかしながら、上述した再構成面１での像を生成すると、再びX_iに輝点が生成されコントラストの高い像が得られる。すなわち像を再構成してコントラストを計算することで、いわゆるコントラストＡＦを行うことが可能となる。

また、図４（ｃ）から分かるように、再構成面２においても再構成面と全く同様に像を生成することができる。ただ、再構成面を配置する方向が異なるので（物体に対して反対側）シフトさせる方向を反転させれば良いだけである。

図２、図３および図４を用いて説明した様に、画像を１度しか読みださずに、像を再構成してコントラストを行うことでコントラスト評価値を得ることは可能であるが、この時のボケの再現状態に着目する。

すなわち図４（ａ）の説明において、“再構成面１において、X_iに輝点があったとすると取得面においてはX_1,i-2、X_2,i-1、X_3,i、X_4,i+1、X_5,i+2に分散していわゆるボケ状態にある。”と説明したが、ボケを正確に表現するためには各瞳領域の情報が必要になる。極端な例として、１つの瞳領域しか用いない場合は、像の再構成によってはボケが再現されないことになる。これはコントラストＡＦを行う場合は広い瞳領域の情報を選択することに対応する。

一方で、位相差ＡＦを行う場合は、基線長を安定させるために特定の２つの瞳領域に対応する情報を選択することが好ましい。

図５を用いて画像の現像（再構成）をさらに説明する。本実施例では、ＡＦモードに応じて画素選択モードを決定し、決定された画素選択モードに従って撮像素子６から画素信号を読み出している（Ｓ３０５、Ｓ３１４）。本実施例のＡＦ動作では、画素信号の読み出しはこれ一回であり、コントラストＡＦ動作において評価値を得るために生成（現像）される再構成画像は、上記一回の読み出しで得られた画素信号から所定の方法で生成される。

図３及び４を用いて説明した様に、いわゆる現像においては像をシフトさせた後に加算を行っている。本実施例の測距動作に適した画素信号を得るためには、適当な間引きを行いながら加算を実施する。なお、間引きの必要性については後述する。図５は、画素を間引き率１／２で間引きながら読み出した画素信号からコントラストＡＦのための像の再構成処理を行っている様子を示す。図５（ａ）は撮像素子がある面での像の再構成を（図４（ｂ）に対応）、図５（ｂ）は図５（ａ）よりも物体側にある面での再構成を（図４（ａ）に対応）それぞれ示している。なお、本実施例の場合、図５の例で読み出される画素は、ＡＦモードに対応した画素選択モード（Ｓ３０４）で選択される画素である。

図５（ａ）の例では１／２に画素を間引きながらすべての瞳領域を含むように再構成像の１画素を形成するので（N_θ個加算すれば良い）、２つのマイクロレンズに対して選択された画素を加算して再構成画像の１画素の信号を生成する。すなわち一番左のマイクロレンズ下の画素２２１，２２３，２２５に対応する信号を、その隣のマイクロレンズ下の画素２２２，２２４に対応する信号と加算してコントラストＡＦ評価を行う像の１画素とする。以下、図５（ａ）に示したようにそれぞれ２つのマイクロレンズに対応する画素の光電変換信号を選択して加算していけば良い。図５では、加算後の信号（コントラストＡＦ評価を行う像の１画素）を加算１、加算２、という形で図示した。

図５（ｂ）の再構成においては、図４に示したようにシフトさせながら加算を行う。すなわち画素２２１に対応する信号は図５（ｂ）において図５（ａ）に較べて２つ右の加算ポイントに、画素２２に対応する信号は図５（ｂ）において１つ右の加算ポイントに連結する。また、画素２２３に対応する信号は図５（ｂ）において図５（ａ）と同じ加算ポイントに、画素２２４に対応する信号は図５（ｂ）において１つ左の加算ポイントに、画素２２５に対応する信号は図５（ｂ）において２つ左の加算ポイントに連結する。これにより、再構成像を得ることが出来る。

図６を用いて本発明に係わる画素選択構成を説明する。

図６（ａ）はコントラストＡＦに適した読み出し方法（すなわち第１の画素選択）を、図６（ｂ）は位相差ＡＦに適した読み出し方法（すなわち第２の画素選択）をそれぞれ示す。図６（ｃ）はコントラストＡＦに適した読み出し位置を２次元的に示す図である。図６（ｄ）は位相差ＡＦに適した読み出し位置を２次元的に示す図である。

図６において、図２と同じ部分は同じ符号を付して示す。

図６（ａ）のコントラストＡＦに適した画素選択においては、前述した様に全ての瞳領域に対応するために、ここでは４個に１個の割合で画素を選択するようにしている。この画素選択ピッチは角度の分割数N_θと互いに素になるように、例えば適宜設定すればよい。この設定はカメラユニットの操作検出部１０を介して設定するようにしてもよいし、カメラシステム制御部５に設定機能を持たせてもよい。この場合、測距動作では、Ｓ３０２において設定情報を取得し、それに基づいて画素選択を設定する。なお、後述するように、画素選択ピッチは測距精度を維持できる範囲で設定されることが必要である。

このようにすることで図６の例では４つのマイクロレンズ下にある画素で１つの周期ですべての瞳領域の信号を取得できる。さらに具体的には図６（ａ）の例では、一番左のマイクロレンズに対応して画素２２１，２２５に対応する画素信号（図６の信号では１，５と記載している）を選択する。その次のマイクロレンズに対しては画素２２４に対応する信号（図６の信号では４と記載している）を、その次のマイクロレンズに対しては画素２２３に対応する信号を（図６の信号では３と記載している）を選択する。さらにその次のマイクロレンズに対しては画素２２２に対応する信号（図６の信号では２と記載している）を選択し、この４つのマイクロレンズでコントラスト評価用の１画素を形成するように加算がなされる。

図６（ａ）では１次元で説明を行ったが、これは容易に２次元に拡張できる。図６（ｃ）は具体的に２次元的な広がりをもった面でコントラストＡＦに適した画素選択を示した図である。

図６（ｃ）において黒く塗った画素は選択される画素を示しており、横方向には図６（ａ）で示したように４個に１個の画素を選択するようにするとともに、縦方向には４ラインにつき１ラインを１画素ずつ横にずらしながら選択している。このようにすることで、領域６０で図示した４ｘ４のマイクロレンズに対して５ｘ５＝２５の瞳領域に対応する画素が選択されていることが分かる。

図６（ａ）および図６（ｃ）に示したように、第１の画素選択モードでは一定周期ですべての瞳領域に対応する画素が含まれるように画素が選択される。

図６（ｂ）の位相差ＡＦに適した画素選択においては、特定の２つの瞳領域に対応する画素のみを選択する。さらに具体的には図６（ｂ）の例では一番左のマイクロレンズ下から画素２２２，２２４に対応する信号が（図６の信号では２，４と記載している）、その２つ隣りのマイクロレンズ下からも同じく画素２２２，２２４に対応する信号が選択される。さらに２つ隣りのマイクロレンズ下からも同じく画素２２２，２２４に対応する信号が選択される。このように画素２２２に対応する画素のみを並べて位相差計算におけるＡ像を形成し、同様に画素２２４に対応する画素のみを並べて位相差計算におけるＢ像を形成する。この２つの像から図３（ｆ）に示したように相関を計算することで最も相関が良くなる位相差を求める。さらにはここで選択した画素、さらには対応する瞳領域の情報からいわゆる三角測量の原理によって被写体までの距離を求めることが可能となる。

図６（ｂ）では１次元で説明を行ったが、これは容易に２次元に拡張できる。図６（ｄ）は具体的に２次元的な広がりをもった面で位相差ＡＦに適した画素の選択位置を示した図である。

図６（ｄ）において黒く塗った画素は選択される画素を示している。横方向には図６（ｂ）で示したように、２つのマイクロレンズに１対（２個）の画素を選択するとともに、縦方向には図６（ｂ）で選択されるマイクロレンズが交互になるようにマイクロレンズの位置をずらしながら画素を選択している。

図６（ｂ）および図６（ｄ）に示したように、第２の画素選択モードでは特定の２つの瞳領域に対応する画素を選択するように画素が決定される。

ここまで図６を用いて説明してきたように、いわゆる測距動作においては、撮像素子６のすべての画素を選択していない。これは画素の読み出しおよび処理には一定の時間がかかるため、測距精度を維持できる範囲の間引き率で画素の間引きを行なっているためである。この間引き動作により適当な測距精度を維持しながら測距動作を高速化して、軽快な応答を実現している。

図７を用いて本実施例に適用可能な別の光学系の例について説明する。図７は物体（被写体）からの光線が撮像素子６上に結像する状態を模式的に示した図である。同図において、図１及び図２と同じ部分は同じ符号を付して示す。

図７（ａ）は図２で説明した光学系と対応しており、撮影光学系３の結像面近傍にＭＬＡ２００を配置した例である。図７（ｂ）は撮影光学系３の結像面よりも物体寄りにＭＬＡ２００を配置した例である。図７（ｃ）は撮影光学系３の結像面よりも物体から遠い側にＭＬＡ２００を配置した例である。

図７において、６は撮像素子を、２００はＭＬＡを、２３１から２３５は図で用いた瞳領域を、７１は物体平面を、７１ａ，７１ｂは物体上の適当な点を、７２は撮影光学系の瞳平面を示す。また、２２０ｅ、２２０ｆ、２２０ｇ，２２０ｈ，２２０ｉ，２２０ｊ，２２０ｋ，２２０ｌ，２２０ｍはＭＬＡ２００上の特定のマイクロレンズをそれぞれ示している。図７（ｂ）および（ｃ）に示した６ａは仮想的な撮像素子を、２００ａは仮想的なＭＬＡを示している。これらは、図７（ａ）との対応関係を明確にするために参考に示した。また、物体上の点７１ａから出て瞳平面上の領域２３１および２３３を通過する光束を実線で、物体上の点７１ｂから出て瞳平面上の領域２３１および２３３を通過する光束を破線で図示した。

図７（ａ）の例では、図２でも説明したように、撮影光学系３の結像面近傍にＭＬＡ２００を配置することで、撮像素子６と撮影光学系の瞳平面７２が共役の関係にある。さらに、物体平面７１とＭＬＡ２００が共役の関係にある。このため物体上の点７１ａから出た光束はマイクロレンズ２２０ｅに、７１ｂを出た光束はマイクロレンズ２２０ｆに到達し、領域２３１から２３５それぞれを通過した光束はマイクロレンズ下に設けられたそれぞれ対応する画素に到達する。

図７（ｂ）の例では、マイクロレンズアレイ２００で撮影光学系３からの光束を結像させ、その結像面に撮像素子６を設ける。このように配置することで、物体平面７１と撮像素子６は共役の関係にある。物体上の点７１ａから出で瞳平面上の領域２３１を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｇに到達し、物体上の点７１ａから出で瞳平面上の領域２３３を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｈに到達する。物体上の点７１ｂから出で瞳平面上の領域２３１を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｈに到達し、物体上の点７１ｂから出で瞳平面上の領域２３３を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｉに到達する。各マイクロレンズを通過した光束は、マイクロレンズ下に設けられたそれぞれ対応する画素に到達する。このように物体上の点と、瞳平面上の通過領域によって、異なる位置にそれぞれ結像する。これらを、仮想的な撮像面６ａ上の位置に並べなおせば、図７（ａ）と同様の情報（再構成画像)）を得ることができる。すなわち、通過した瞳領域（入射角度）と撮像素子上の位置の情報を得ることができる。

図７（ｃ）の例では、マイクロレンズアレイ２００で撮影光学系３からの光束を再結像させ（一度結像した光束が拡散する状態にあるものを結像させるので再結像と呼んでいる）、その結像面に撮像素子６を設ける。このように配置することで、物体平面７１と撮像素子６は共役の関係にある。物体上の点７１ａから出で瞳平面上の領域２３１を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｌに到達し、物体上の点７１ａから出で瞳平面上の領域２３３を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｊに到達する。物体上の点７１ｂから出で瞳平面上の領域２３１を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｍに到達し、物体上の点７１ｂから出で瞳平面上の領域２３３を通過した光束はマイクロレンズ２２０ｌに到達する。各マイクロレンズを通過した光束は、マイクロレンズ下に設けられたそれぞれ対応する画素に到達する。図７（ｂ）と同様に、仮想的な撮像面６ａ上の位置に並べなおせば、図７（ａ）と同様の情報を得ることができる。すなわち、通過した瞳領域（入射角度）と撮像素子上の位置の情報を得ることができる。

なお、図７ではＭＬＡ（位相変調素子）を瞳分割手段として用いて、位置情報と角度情報を取得可能な例を示したが、位置情報と角度情報（瞳の通過領域を制限することと等価）を取得可能なものであれば他の光学構成も利用可能である。例えば、適当なパターンを施したマスク（ゲイン変調素子）を撮影光学系の光路中に挿入する方法も利用できる。

また上述した本発明の第１の実施例によれば、位相差ＡＦと像の再構成によるコントラストＡＦの双方を行う撮像装置において、各ＡＦに適切な画素選択を備えたオートフォーカス装置を実現することが可能となる。

なお、本実施例においてはＡＦ動作を撮像装置の撮影予備動作（エイミングやフレーミングと呼ばれる動作）で行う場合を中心に記載をした。しかし、本実施例に係わる撮像装置の信号には視差信号が含まれているので、撮像後にピント状態を変化させながら像を得ることが出来るので、このような撮影後のピント合わせ（リフォーカス）においても本発明は適用可能である。

また、撮像装置でリフォーカスを行う場合は背面表示部９上にタッチセンサを設けておき、ユーザーの指示した被写体に対してリフォーカスを行うことなどが考えられる。この時の動作を高速化するためにも本発明のオートフォーカス構成を利用することが可能である。

さらには、別途の情報処理装置（例えばＰＣやスマートフォン）等においても上記と同等のタッチパネルやポインタでのクリック等に対応してリフォーカスを行うことなどが考えられる。この場合にもリフォーカス動作を高速化するために本発明のオートフォーカス構成を利用することが可能である。

以上に説明したように、本実施例によれば、瞳分割手段を備えた撮像手段の構造に応じて適切に位相差ＡＦとコントラストＡＦを使い分けることが可能な撮像装置を提供するこができる。結果として、高速かつピント精度の高いＡＦを行うことを可能にした撮像装置を提供することが可能となる。

前述した本発明の実施形態における画像符号化装置を構成する各手段、並びに画像符号化方法の各工程は、ＣＰＵのＲＡＭやＲＯＭなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及び前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は本発明に含まれる。

また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。

なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図３に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムまたは装置に直接、または遠隔から供給する場合も含む。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータが前記供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、前記コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。

プログラムを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスクなどがある。さらに、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ）などもある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する方法がある。そして、前記ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記憶媒体にダウンロードすることによっても供給できる。

また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、その他の方法として、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される。さらに、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、その他の方法として、まず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込まれる。そして、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、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

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 (18)

1. 撮影光学系の異なる瞳領域からの光束を受光する画素を含む撮像素子から出力される画素信号を取得してピント評価を行なう測距装置において、
   ３以上の複数の前記瞳領域に対して、当該瞳領域の数と互いに素になるようなピッチで画素を選択することにより一定周期ですべての瞳領域に対応する画素が含まれるように画素を選択する第１の画素選択モードと、前記複数の瞳領域の所定の異なる２つに対応する画素だけを選択する第２の画素選択モードを選択して設定する画素選択手段と、
   設定された画素選択モードで選択される画素から出力される画素信号を取得する画素信号取得手段と、
   取得された画素信号に基づいて、前記第１の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像のコントラストに基づいてピント評価を行なう第１のピント評価手段と、
   前記第２の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像の位相差に基づいてピント評価を行なう第２のピント評価手段と、を備え、
   前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれかによりピント評価を行うことを特徴とする測距装置。
2. 前記第１のピント評価手段は、特定の瞳領域および前記撮影光学系の状態に基づいて、前記第１の画素選択モードで選択された画素から取得された画素信号から所定のピント評価面における像を生成する現像手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
3. 前記現像手段は、前記所定のピント評価面における像を生成するために、特定の各瞳領域に対応する画素に異なるシフト量を与える像シフト手段と、前記像シフト手段によるシフト量に従って前記第１の画素選択モードで選択された画素から取得された画素信号を加算する像生成手段とを含むことを特徴とする請求項２に記載の測距装置。
4. 撮影条件を取得する撮影条件取得手段をさらに備え、前記撮影条件は少なくとも測距点および測距枠の情報を含み、
   前記画素選択手段は、前記撮影条件に基づいて前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれでピント評価を行うかを決定し、決定したピント評価に従って画素選択モードを設定することを特徴とする請求項１に記載の測距装置。
5. 撮影条件を取得する撮影条件取得手段をさらに備え、前記撮影条件は少なくとも測距点および測距枠の情報を含み、
   前記画素選択手段は、前記撮影条件に基づいて前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれでピント評価を行うかを決定し、決定したピント評価に従って画素選択モードを設定することを特徴とする請求項２または３に記載の測距装置。
6. 前記画素選択手段は、前記撮影条件に基づいて、前記第１の画素選択モードおよび前記第２の画素選択モードでの画素選択での間引き率を設定することを特徴とする請求項４または５に記載の測距装置。
7. 前記第１のピント評価手段は、前記撮影条件に基づいて前記所定のピント評価面を決定することを特徴とする請求項５に記載の測距装置。
8. 前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれでピント評価を行うかは、測距点に基づき決定されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の測距装置。
9. 前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれでピント評価を行うかは、測距枠の大きさに基づき決定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の測距装置。
10. 前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれでピント評価を行うかは、前記画素信号から得られる像のコントラストに関する評価値を取得する間隔、及び前記評価値の取得数に基づき決定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の測距装置。
11. 前記第１のピント評価手段および前記第２のピント評価手段のいずれでピント評価を行うかは、前記画素信号から得られた像のコントラストのフィルタ処理を行う周波数帯域に基づき決定されることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の測距装置。
12. 撮影光学系の異なる瞳領域からの光束を受光する画素を含む撮像素子から出力される画素信号を取得してピント評価を行うピント評価方法において、
    ３以上の複数の前記瞳領域に対して、当該瞳領域の数と互いに素になるようなピッチで画素を選択することにより一定周期ですべての瞳領域に対応する画素が含まれるように画素を選択する第１の画素選択モードと、前記複数の瞳領域の所定の異なる２つに対応する画素だけを選択する第２の画素選択モードを選択して設定する画素選択ステップと、
    設定された画素選択モードで選択される画素から出力される画素信号を取得する画素信号取得ステップと、
    取得された画素信号に基づいて、前記第１の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像のコントラストに基づいてピント評価を行なう第１のピント評価ステップと、
    前記第２の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像の位相差に基づいてピント評価を行なう第２のピント評価ステップと、を備え、
    前記第１のピント評価ステップおよび前記第２のピント評価ステップのいずれかによりピント評価を行うことを特徴とするピント評価方法。
13. 撮影光学系の異なる瞳領域からの光束を受光する画素を含む撮像素子から出力される画素信号を取得してピント評価を行う測距装置を制御するプログラムにおいて、
    コンピュータを、
    ３以上の複数の前記瞳領域に対して、当該瞳領域の数と互いに素になるようなピッチで画素を選択することにより一定周期ですべての瞳領域に対応する画素が含まれるように画素を選択する第１の画素選択モードと、前記複数の瞳領域の所定の異なる２つに対応する画素だけを選択する第２の画素選択モードを選択して設定するステップ、
    設定された画素選択モードで選択される画素から出力される画素信号を取得するステップ、
    取得された画素信号に基づいて、前記第１の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像のコントラストに基づいてピント評価を行なう第１のピント評価ステップ、
    前記第２の画素選択モードに従って取得された画素信号から得られる像の位相差に基づいてピント評価を行なう第２のピント評価ステップ、を備え、
    前記第１のピント評価ステップおよび前記第２のピント評価ステップのいずれかによりピント評価を行うように機能させるためのプログラム。
14. 請求項１３に記載のプログラムを記憶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１１のいずれか一項に記載された測距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１１のいずれか一項に記載された測距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。
17. 撮影光学系と、
    撮像素子と、
    前記撮像素子の画素へ入射する被写体光を前記撮影光学系の特定の瞳領域に制限する瞳分割手段と、
    請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の測距装置と、
    前記測距装置のピント評価に従って、前記撮影光学系を駆動する駆動手段と、
    撮影条件に従って、前記撮影光学系および前記測距装置を制御して被写体の撮影を行う制御手段と、
    を備えることを特徴とする撮像装置。
18. 前記撮影条件を設定する設定手段を備え、
    前記撮影条件は、少なくとも測距点、測距枠の情報を含むことを特徴とする請求項１７に記載の撮像装置。

Images