特開 2024-173394 撮像装置およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024173394

(43)【公開日】2024-12-12

(54)【発明の名称】撮像装置およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20210101AFI20241205BHJP

   G02B 7/34 20210101ALI20241205BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20241205BHJP

   H04N 23/67 20230101ALI20241205BHJP

   H04N 23/667 20230101ALI20241205BHJP

【ＦＩ】

G02B7/28 N

G02B7/34

G03B13/36

H04N23/67

H04N23/667

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023091779

(22)【出願日】2023-06-02

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】菊池 宏太郎

(72)【発明者】

【氏名】福田 浩一

【テーマコード（参考）】

2H011

2H151

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H011BA23

2H011BA24

2H011DA01

2H011DA02

2H151BA06

2H151CB09

2H151CB22

2H151EB03

2H151EB04

2H151EB09

2H151EB12

5C122FC07

5C122FD01

5C122FD07

5C122HA87

5C122HB01

(57)【要約】

【課題】撮像素子からの信号を用いて取得する焦点等の情報の精度の低下を抑制する。
【解決手段】撮像装置１２０は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第１の方向の画素からの信号読出しが第２の方向に順次行われる撮像素子１２２を有する。検出手段１２５，１２９は、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出して焦点または距離に関する情報を取得し、第１の方向で位相差を検出する第１の検出と、第２の方向で位相差を検出する第２の検出とを行う。シャッタースピードが所定時間より長い場合は、第１および第２の検出のいずれかにより上記情報を取得する第１の処理を行い、シャッタースピードが所定時間より短い場合は、第２の検出によらず第１の検出により上記情報を取得する第２の処理を行う。所定時間をＦ値が大きいほど長く設定する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第１の方向の前記画素からの信号読出しが第２の方向に順次行われる撮像素子と、
前記複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有し、
前記検出手段は、
前記第１の方向で前記位相差を検出する第１の検出と、前記第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、
前記対の検出信号が生成される時間を含むシャッタースピードが所定時間より長い場合は、前記第１および第２の検出のいずれかにより前記情報を取得する第１の処理を行い、
前記シャッタースピードが前記所定時間より短い場合は、前記第２の検出によらず前記第１の検出により前記情報を取得する第２の処理を行い、
前記所定時間を、前記光学系のＦ値が大きいほど長く設定することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記撮像素子のうち前記対の検出信号を生成する検出領域において、前記第２の方向での読出し時間が前記第１の方向での読出し時間より長いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記検出領域内の前記画素から前記第２の方向における間引き無しで前記信号を読み出す読出しモードとして、第１の読出しモードと、該第１の読出しモードよりも前記第２の方向での読出し時間が長い第２の読出しモードとの切り替えが可能であり、
前記検出手段は、前記第２の読出しモードにおける前記所定時間を、前記第１の読出しモードにおける前記所定時間より長く設定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記検出手段は、前記情報の取得を繰り返し行う間に、前記第１の処理と前記第２の処理のうち前記取得の開始時に設定した処理を継続して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5】

前記検出手段は、
前記位相差に変換係数を乗じることで前記情報を取得し、
前記所定時間を、前記変換係数が大きいほど長く設定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6】

前記検出手段は、前記所定時間を、前記位相差の検出を行う像高が高いほど長く設定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7】

前記検出手段は、前記所定時間を、前記撮像素子上での被写体像の移動速度が大きいほど長く設定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8】

前記検出手段は、前記所定時間を、前記光学系の焦点距離が長いほど長く設定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9】

光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有し、
前記検出手段は、
第１の方向で前記位相差を検出する第１の検出と、前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、
前記撮像素子のうち前記対の検出信号を生成する検出領域において、前記第１の方向での読出し時間が前記第２の方向での読出し時間より短い場合は、前記第１の検出により前記情報を取得し、
前記第２の方向での読出し時間が前記第１の方向での読出し時間より短い場合は、前記第２の検出により前記情報を取得することを特徴とする撮像装置。

【請求項10】

光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第１の方向の前記画素からの信号読出しが第２の方向に順次行われる撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得し、
前記第１の方向で前記位相差を検出する第１の検出と、前記第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、
前記対の検出信号が生成される時間を含むシャッタースピードが所定時間より長い場合は、前記第１および第２の検出のいずれかにより前記情報を取得する第１の処理を行い、
前記シャッタースピードが前記所定時間より短い場合は、前記第２の検出によらず前記第１の検出により前記情報を取得する第２の処理を行い、
前記所定時間を、前記光学系のＦ値が大きいほど長く設定することを特徴とする制御方法。

【請求項11】

光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
前記複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得し、
第１の方向で前記位相差を検出する第１の検出と、前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、
前記撮像素子のうち前記対の検出信号を生成する検出領域において、前記第１の方向での読出し時間が前記第２の方向での読出し時間より短い場合は、前記第１の検出により前記情報を取得し、
前記第２の方向での読出し時間が前記第１の方向での読出し時間より短い場合は、前記第２の検出により前記情報を取得することを特徴とする制御方法。

【請求項12】

前記撮像装置のコンピュータに、請求項１０または１１に記載の制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像面位相差検出方式の焦点検出を行う撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像面位相差検出方式では、被写体を撮像するための撮像素子を瞳分割を行う焦点検出センサとして用いて位相差検出方式の焦点検出を行う。特許文献１、２には、互いに異なる第１および第２の瞳分割方向のそれぞれで焦点検出を行う撮像装置が開示されている。

【0003】

特許文献２には、焦点検出性能とライブビュー表示時間の確保のため、撮像素子からの高速読出しを行う際に連写速度が速い、Ｆ値が明るい又は被写体輝度が明るい等の条件下では第２の瞳分割方向による焦点検出信号を間引く又は生成しないことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０―２６３５６８号公報

【特許文献2】特許第７０２７１３３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

第２の瞳分割方向は撮像素子からの信号読出し方向に対応する第１の瞳分割方向と異なるため、位相差を検出する相関方向での読出し時間差が大きくなる。相関方向での読出し時間差が大きくなると、焦点検出信号に対して時間差による誤差が重畳するため、焦点検出精度が低下する。焦点検出精度の低下度合いが大きくなる条件としては、撮像素子上での被写体像の移動速度が速いとき、読出し速度がシャッタースピードに対して遅いとき、Ｆ値が暗いとき等が挙げられる。特許文献２の撮像装置では、相関方向の読出し時間差に起因する焦点検出精度低下を撮像条件に応じて抑制することは困難である。

【0006】

本発明は、撮像素子からの信号を用いて取得する焦点等に関する情報の精度の低下を抑制できるようにした撮像装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一側面としての撮像装置は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第１の方向の前記画素からの信号読出しが第２の方向に順次行われる撮像素子と、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有する。検出手段は、第１の方向で位相差を検出する第１の検出と、第２の方向で位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、対の検出信号が生成される時間を含むシャッタースピードが所定時間より長い場合は、第１および第２の検出のいずれかにより上記情報を取得する第１の処理を行い、シャッタースピードが所定時間より短い場合は、第２の検出によらず第１の検出により上記情報を取得する第２の処理を行う。この際、所定時間を、光学系のＦ値が大きいほど長く設定することを特徴とする。

【0008】

また本発明の他の一側面として撮像装置は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有する撮像素子と、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有する。検出手段は、第１の方向で位相差を検出する第１の検出と、第１の方向とは異なる第２の方向で位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能である。撮像素子のうち対の検出信号を生成する検出領域において、第１の方向での読出し時間が第２の方向での読出し時間より短い場合は、第１の検出により上記情報を取得し、第２の方向での読出し時間が第１の方向での読出し時間より短い場合は、第２の検出により上記情報を取得することを特徴とする。

【0009】

また本発明の他の一側面としての制御方法は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第１の方向の画素からの信号読出しが第２の方向に順次行われる撮像素子を有する撮像装置に適用される。該制御方法は、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得し、第１の方向で位相差を検出する第１の検出と、第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能である。該制御方法は、対の検出信号が生成される時間を含むシャッタースピードが所定時間より長い場合は、第１および第２の検出のいずれかにより上記情報を取得する第１の処理を行い、シャッタースピードが所定時間より短い場合は、第２の検出によらず第１の検出により上記情報を取得する第２の処理を行う。この際、所定時間を、光学系のＦ値が大きいほど長く設定することを特徴とする。

【0010】

また本発明の他の一側面としての制御方法は、光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有する撮像素子を有する撮像装置に適用される。該制御方法は、複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得し、第１の方向で位相差を検出する第１の検出と、第１の方向とは異なる第２の方向で位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能である。該制御方法は、撮像素子のうち対の検出信号を生成する検出領域において、第１の方向での読出し時間が第２の方向での読出し時間より短い場合は、第１の検出により上記情報を取得し、第２の方向での読出し時間が第１の方向での読出し時間より短い場合は、第２の検出により上記情報を取得することを特徴とする。なお、上記各制御方法に従う処理を撮像装置のコンピュータに実行させるプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、撮像素子からの信号を用いて取得する焦点または距離に関する情報の精度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施例１である撮像システムの構成を示す図。

【図2】実施例１における撮像素子の画素配列を示す図。

【図3】実施例１における画素の平面図と断面図。

【図4】実施例１における瞳分割を示す図。

【図5】実施例１における瞳分割を示す別の図。

【図6】実施例１における像ずれ量とデフォーカス量との関係を示す図。

【図7】実施例１における焦点検出枠と焦点検出信号の相関方向と信号読出し方向との関係を示す図。

【図8】実施例１における処理を示すフローチャート。

【図9】実施例１におけるシャッタースピード閾値を示す図。

【図10】実施例２における処理を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

【実施例0014】

図１は、実施例１である撮像装置（以下、カメラ本体という）１２０を含む撮像システム１０の構成を示している。デジタルカメラとしてのカメラ本体１２０には、レンズユニット（交換レンズ）１００が図中の点線で示されるマウントＭを介して着脱可能に取り付けられる。なお、撮像装置は、撮像光学系が一体に設けられたものでもよい。また撮像装置は、デジタルカメラに限定されず、ビデオカメラ等、他の撮像装置でもよい。

【0015】

レンズユニット１００は、撮像光学系を構成する第１レンズ群１０１、絞り１０２、第２レンズ群１０３およびフォーカスレンズ群（以下、単にフォーカスレンズという）１０４と、駆動／制御系とを有する。撮像光学系は、被写体からの光を取り込んで被写体像を形成する。

【0016】

第１レンズ群１０１は、最も物体側に配置され、光軸ＯＡが延びる光軸方向に移動可能に保持される。絞り１０２は、その開口径を変化させることで光量調節を行い、静止画撮像時には露光秒時調節用シャッターとして機能する。絞り１０２および第２レンズ群１０３は、一体的に光軸方向に移動可能であり、第１レンズ群１０１と連動して移動することによりズーミングを行う。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向に移動可能してフォーカシングを行う。後述する焦点検出結果に応じてフォーカスレンズ１０４の位置を制御することにより、オートフォーカス制御（ＡＦ）が行われる。

【0017】

駆動／制御系は、ズームアクチュエータ１１１、絞りアクチュエータ１１２、フォーカスアクチュエータ１１３、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１７およびレンズメモリ１１８を有する。ズーム駆動回路１１４は、ズーミングにおいてズームアクチュエータ１１１を駆動して第１レンズ群１０１や第３レンズ群１０３を光軸方向に移動させる。絞り駆動回路１１５は、絞りアクチュエータ１１２を駆動して絞り１０２を動作させ、絞り動作やシャッター動作を行わせる。

【0018】

フォーカス駆動回路１１６は、フォーカシングにおいてフォーカスアクチュエータ１１３を駆動してフォーカスレンズ１０４を光軸方向に移動させる。フォーカス駆動回路１１６は、フォーカスアクチュエータ１１３を通じてフォーカスレンズ１０４の現在位置（以下、フォーカス位置という）を検出する位置検出部としての機能を有する。

【0019】

レンズＭＰＵ１１７は、レンズユニット１００に関する演算や処理を実行するコンピュータであり、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５およびフォーカス駆動回路１１６を制御する。またレンズＭＰＵ１１７は、マウントＭの通信端子を通じてカメラ本体１２０内のカメラＭＰＵ１２５と通信可能に接続され、コマンドやデータのやり取りを行う。例えば、レンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求に応じてレンズ情報をカメラＭＰＵ１２５に通知する。このレンズ情報には、フォーカス位置、撮像光学系の射出瞳の光軸方向での位置や直径、射出瞳の光束を制限するレンズ枠の光軸方向での位置や直径等の情報が含まれる。

【0020】

撮像光学系の射出瞳は、絞り１０２よりも像側に位置するレンズによって形成される虚像である。物体上のある一点からの光は、射出瞳を底とした円錐状の光束として後述する撮像素子１２２の撮像面上に結像する。すなわち、射出瞳によって撮像素子１２２が受光する光束が決定される。射出瞳の位置は、軸外射出光の主光線と光軸ＯＡとの交点である。特に周辺像高において、射出瞳を通過する光束は、撮像光学系に応じた上線と下線で制限される。本実施例では、射出瞳を通過する光束の制限をレンズ枠ケラレという。通常は、レンズ枠ケラレの程度はレンズユニット（撮像光学系）ごとに異なる。

【0021】

またレンズＭＰＵ１１７は、カメラＭＰＵ１２５からの要求に応じて、ズーム駆動回路１１４、絞り駆動回路１１５およびフォーカス駆動回路１１６を制御する。レンズメモリ１１８は、ＡＦに必要な光学情報を記憶している。カメラＭＰＵ１２５は、内蔵する不揮発性メモリやレンズメモリ１１８に記憶されているプログラムを実行することにより、レンズユニット１００の動作を制御する。

【0022】

カメラ本体１２０は、光学ローパスフィルタ１２１、撮像素子１２２、画像処理回路１２４および駆動／制御系を有する。光学ローパスフィルタ１２１は、偽色やモアレを軽減するために設けられている。撮像素子１２２は、ＣＭＯＳセンサおよびその周辺回路で構成され、撮像光学系により形成された被写体像（光学像）を光電変換し、撮像信号および対の焦点検出信号（２像信号）を出力する。撮像素子１２２には、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素（ｍ，ｎは２以上の整数）の複数の撮像画素が配置されている。各撮像画素は、後述するように対の焦点検出画素を含んでおり、位相差検出方式の焦点検出が可能な瞳分割機能を有する。

【0023】

駆動／制御系は、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作スイッチ（ＳＷ）１２７、メモリ１２８、位相差ＡＦ部１２９、フリッカー検出部１３０、ＡＥ部１３１およびホワイトバランス（ＷＢ）調整部１３２を有する。撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２における電荷蓄積と信号読出しを制御するとともに、撮像素子１２２から出力された撮像信号および対の焦点検出信号をＡ／Ｄ変換して画像処理部１２４カメラＭＰＵ１２５に出力する。画像処理回路１２４は、撮像素子駆動回路１２３からのデジタル撮像信号に対して、γ変換、色補間処理および圧縮符号化処理等の画像処理を行って画像データを生成する。

【0024】

カメラＭＰＵ（制御手段）１２５は、カメラ本体１２０に関する演算および処理を実行するコンピュータであり、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、表示器１２６、位相差ＡＦ部１２９、フリッカー検出部１３０、ＡＥ部１３１およびＷＢ調整部１３２を制御する。またカメラＭＰＵ１２５は、マウントＭの通信端子を通じてレンズＭＰＵ１１７と通信可能に接続され、レンズＭＰＵ１１７とコマンドやデータをやり取りする。例えば、カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７に対して、レンズ情報や光学情報を要求したり、レンズ１０１、１０４や絞り１０２の駆動を要求したりする。カメラＭＰＵ１２５は、レンズＭＰＵ１１７から送信されたレンズ情報や光学情報を受信する。

【0025】

カメラＭＰＵ１２５には、各種プログラムを格納するＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂおよび各種パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。カメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納されたプログラムに従って後述するＡＦ処理を含む各種処理を実行する。カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子駆動回路１２３からの対のデジタル焦点検出信号から２像データを生成して位相差ＡＦ部１２９に出力する。

【0026】

表示器１２６は、ＬＣＤ等により構成され、撮像モードに関する情報、撮像前のプレビュー画像、撮像後の確認用画像、焦点状態等を表示する。操作ＳＷ１２７は、電源スイッチ、レリーズ（撮像指示）スイッチ、ズームスイッチ、撮像モード選択スイッチ等を含む。メモリ１２８は、カメラ本体１２０に対して着脱可能なフラッシュメモリであり、撮像により得られる記録用画像を記録する。

【0027】

位相差ＡＦ部１２９は、カメラＭＰＵ１２５が生成した位相差像データを用いて位相差ＡＦを行う。撮像素子１２２は、撮像光学系の射出瞳のうち互いに異なる対の瞳領域を通過した光束により形成される対の光学像を光電変換して対の焦点検出信号を出力する。位相差ＡＦ部１２９は、カメラＭＰＵ１２５が生成した２像データに対して相関演算を行ってそれらの位相差である像ずれ量を算出し、該像ずれ量から焦点に関する情報としてのデフォーカス量を算出（取得）する。さらに位相差ＡＦ部１２９は、算出したデフォーカス量に応じたフォーカスレンズ１０４の駆動量を算出する。
このように位相差ＡＦ部１２９は、焦点検出専用のＡＦセンサを用いずに、撮像素子１２２の出力を用いた撮像面位相差ＡＦを行う。本実施例において、位相差ＡＦ部１２９は、取得部１２９ａおよび算出部１２９ｂを有する。これら取得部１２９ａおよび算出部１２９ｂを有する位相差ＡＦ部１２９の動作については後述する。なお、取得部１２９ａおよび算出部１２９ｂのうち少なくとも一方をカメラＭＰＵ１２５に設けてもよい。カメラＭＰＵ１２５と位相差ＡＦ部１２９により検出手段が構成される。

【0028】

フリッカー検出部１３０は、画像処理回路１２４から得られるフリッカー検出用の画像データからフリッカーを検出する。カメラＭＰＵ１２５は、検出されたフリッカーの影響が少なくなるように露光量を調節する制御を行う。

【0029】

ＡＥ部１３１は、画像処理回路１２４から得られるＡＥ用の画像データを用いて測光を行うことで、露光制御（ＡＥ）を行う。具体的には、ＡＥ部１３１は、ＡＥ用の画像データの輝度情報を取得し、この輝度情報から得られる露光量と予め設定された露光量との差から撮像条件としての絞り値、シャッタースピード（シャッター秒時）およびＩＳＯ感度を演算する。そして絞り値、シャッタースピードおよびＩＳＯ感度を、演算した値となるように制御することでＡＥを行う。

【0030】

ＷＢ調整部１３２は、画像処理回路１２４から得られるＷＢ調整用の画像データのＷＢを算出し、算出したＷＢと予め定められた適切なＷＢとの差に応じてＲＧＢの色の重みを調整することでＷＢ調整を行う。

【0031】

さらにカメラＭＰＵ１２５は、画像処理回路１２４から得られる画像データにおける人の顔等の被写体を検出する処理を行うことができる。カメラＭＰＵ１２５は、検出した被写体の位置やサイズに応じて、位相差ＡＦ、ＡＥおよびＷＢ調整を行う像高範囲を選択することができる。

【0032】

（撮像素子１２２について）
図２は、本実施例における２次元ＣＭＯＳセンサとしての撮像素子１２２の撮像面における画素配列を示している。ここでは、撮像画素の配列を４列×４行の範囲で示している。２列×２行の撮像画素を含む１つの画素群２００は、左上に配置されたＲ（赤）の分光感度を有する画素２００Ｒと、右上と左下に配置されたＧ（緑）の分光感度を有する画素２００Ｇａ、２００Ｇｂと、右下に配置されたＢ（青）の分光感度を有する画素２００Ｂとを含む。各撮像画素は、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２とにより構成されている。画素２００Ｒ、２００Ｇａ、２００Ｂでは第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２が水平方向に配置されており、画素２００Ｇｂでは第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２が垂直方向に配置されている。

【0033】

図３（ａ）は、撮像素子１２２の入射側（＋ｚ側）から見たときの画素２００Ｇａを示し、図３（ａ）中の画素２００Ｇａのａ－ａ断面を－ｙ側から見たときの画素構造を図３（ｂ）に示している。画素２００Ｇａでは、入射光を集光するためのマイクロレンズ３０５が入射側に形成され、ｘ方向に２分割された光電変換部３０１、３０２が形成されている。光電変換部３０１、３０２がそれぞれ、第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２に対応する。

【0034】

光電変換部３０１、３０２は、ｐ型層とｎ型層の間にイントリンシック層を挟んだｐｉｎ構造フォトダイオードであってもよいし、イントリンシック層を省略したｐｎ接合フォトダイオードであってもよい。マイクロレンズ３０５と光電変換部３０１、３０２との間には、カラーフィルター３０６が形成されている。焦点検出画素ごとにカラーフィルターの分光透過率を変えてもよいし、カラーフィルターを省略してもよい。

【0035】

対の瞳領域から画素２００Ｇａに入射した２つの光束はそれぞれ、マイクロレンズ３０５により集光されてカラーフィルター３０６で分光された後、光電変換部３０１、３０２で受光される。各光電変換部では、受光量に応じて電子とホールが対で生成され、空乏層で分離された後、負電荷の電子はｎ型層に蓄積される。一方、ホールは不図示の定電圧源に接続されたｐ型層を通じて撮像素子１２２外へと排出される。各光電変換部のｎ型層に蓄積された電子は、転送ゲートを介して、静電容量部（ＦＤ）に転送されて電圧信号に変換される。

【0036】

図４は、図３（ａ）、（ｂ）に示した画素構造と瞳分割との関係を示している。図４の下側には、図３（ａ）中のａ－ａ断面を＋ｙ側から見たときの画素構造を示し、上側には瞳距離ＤＳの瞳面を示している。なお、図４では、瞳面の座標軸との対応をとるために、画素構造のｘ軸とｙ軸を図３（ｂ）に対して反転させている。瞳面は撮像素子１２２の入射瞳位置に相当する。本実施例では、各画素におけるマイクロレンズ位置を撮像素子１２２の中心からオフセット（シュリンク）させることにより、各画素における入射瞳が互いに重なるようにして１つの撮像素子１２２の入射瞳を形成している。また、瞳距離ＤＳは、瞳面と撮像面との間の距離であり、以下の説明ではセンサ瞳距離という。

【0037】

図４に示すように、第１焦点検出画素２０１の第１瞳領域５０１は、重心が－ｘ方向に偏心した光電変換部３０１の受光面と、マイクロレンズによって概ね共役関係になっている。第１瞳領域５０１は、第１焦点検出画素２０１で受光可能な光束が通過する瞳領域である。第１瞳領域５０１は、その重心が瞳面上で＋Ｘ側に偏心している。また、第２焦点検出画素２０２の第２瞳領域５０２は、重心が＋ｘ方向に偏心した光電変換部３０２の受光面と、マイクロレンズによって概ね共役関係になっている。第２瞳領域５０２は、第２焦点検出画素２０２で受光可能な光束が通過する瞳領域である。第２瞳領域５０２は、その重心が瞳面上で－Ｘ側に偏心している。瞳領域５００は、光電変換部３０１と光電変換部３０２（第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２）を合わせた画素２００Ｇ全体で受光可能な光束が通過する瞳領域である。

【0038】

図５に示すように、被写体（図中の左側の縦線）から撮像光学系に入射して第１瞳領域５０１と第２瞳領域５０２のそれぞれを通過した光束は、各撮像画素に対して互いに異なる角度で入射して光電変換部３０１、３０２で受光される。画素２００Ｒ、２００Ｇａ、２００Ｂは水平方向に瞳分割を行い、画素２００Ｇｂは垂直方向に瞳分割を行う。それぞれ第１焦点検出画素と第２焦点検出画素を有する撮像画素は、第１瞳領域５０１と第２瞳領域５０２を通過する光束を受光する。複数の撮像画素における第１焦点検出画素２０１および第２焦点検出画素２０２のそれぞれの出力信号を合成することで対の焦点検出信号が生成される。また複数の撮像画素の第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２の出力信号を加算することで、有効画素数Ｎ（＝ｍ×ｎ）の解像度の撮像信号が生成される。なお、対の焦点検出信号のうち一方を撮像信号から差し引くことで、他方の焦点検出信号を生成してもよい。

【0039】

また、本実施例では、撮像素子１２２の全ての撮像画素のそれぞれに第１および第２焦点検出画素を設けているが、２つの撮像画素を第１および第２焦点検出画素として用いてもよいし、一部の撮像画素に第１および第２焦点検出画素を設けてもよい。

【0040】

（デフォーカス量と像ずれ量との関係について）
図６は、デフォーカス量と２像データの像ずれ量との関係を示している。８００は撮像素子１２２の撮像面を示しており、撮像素子１２２の瞳面が第１瞳領域５０１と第２瞳領域５０２に２分割される。デフォーカス量ｄは、被写体像の結像位置から撮像面８００までの距離の大きさを｜ｄ｜とし、結像位置が撮像面より被写体側に位置する前ピン状態を負符号（ｄ＜０）、結像位置が撮像面８００より被写体とは反対側に位置する後ピン状態を正符号（ｄ＞０）として定義される。結像位置が撮像面８００上に位置する合焦状態は、ｄ＝０である。

【0041】

図６において、被写体８０１は合焦状態（ｄ＝０）を示しており、被写体８０２は前ピン状態（ｄ＜０）を示している。前ピン状態（ｄ＜０）と後ピン状態（ｄ＞０）を合わせてデフォーカス状態（｜ｄ｜＞０）とする。

【0042】

前ピン状態では、被写体８０２からの光束のうち第１瞳領域５０１と第２瞳領域５０２のそれぞれを通過した光束は、一度集光した後、光束の重心位置Ｇ１、Ｇ２を中心として幅Γ１、Γ２に広がり、撮像面８００でボケた光学像を形成する。これらボケ像は、撮像面８００上の各撮像画素における第１焦点検出画素２０１と第２焦点検出画素２０２により受光され、これにより対の焦点検出信号としての第１焦点検出信号と第２焦点検出信号が生成される。第１焦点検出信号と第２焦点検出信号はそれぞれ、撮像面８００上の重心位置Ｇ１、Ｇ２に被写体８０２がボケ幅Γ１、Γ２に広がったボケ像として記録される。ボケ幅Γ１、Γ２は、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜の増加に概ね比例して増加する。同様に、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量ｐ（＝光束の重心位置の差Ｇ１－Ｇ２）の大きさ｜ｐ｜も、デフォーカス量ｄの大きさ｜ｄ｜の増加に概ね比例して増加する。後ピン状態（ｄ＞０）でも、第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ方向が前ピン状態とは反対となるが同様である。

【0043】

第１瞳領域５０１と第２瞳領域５０２におけるそれぞれの入射角度分布の重心差を、本実施例では基線長という。撮像面８００におけるデフォーカス量ｄと像ずれ量ｐとの関係は、センサ瞳距離に対する基線長の関係と概ね相似な関係となる。デフォーカス量ｄの大きさの増加に伴って第１焦点検出信号と第２焦点検出信号間の像ずれ量の大きさが増加するため、位相差ＡＦ部１２９は、この関係性から、基線長に基づいて算出された変換係数により像ずれ量をデフォーカス量に変換する。

【0044】

以下の説明において、素２００Ｇａのように水平方向に瞳分割する焦点検出画素からの対の焦点検出信号を用いてデフォーカス量を演算することを横目焦点検出（第１の検出）という。また、画素２００ｂのように垂直方向に瞳分割する焦点検出画素からの対の焦点検出信号を用いてデフォーカス量を演算することを縦目焦点検出（第２の検出）という。

【0045】

（基線長と焦点検出精度の関係について）
基線長が短いほど焦点検出精度が低下する。基線長とは、撮像素子１２２の瞳面上で第１瞳領域５０１と第２瞳領域５０２におけるそれぞれの受光感度の入射角度分布の重心差（距離）である。撮像面位相差ＡＦでは、算出した像ずれ量に変換係数としてのゲインを乗じることでデフォーカス量に変換する。この際、像ずれ量が小さいと大きなゲインを乗ずる必要がある。基線長と像ずれ量は概ね相似関係にあるため、基線長が短くなるほど像ずれ量が小さくなり、大きなゲインを乗ずる必要がある。 乗ずるゲインが大きいほど像ずれ量に含まれる誤差がデフォーカス量において拡大され易いため、基線長が短いほど焦点検出精度が低下することになる。

【0046】

（基線長が低下する要因）
撮像素子１２２が受ける光束は、撮像光学系の射出瞳で決定される。このため、射出瞳の形状で瞳面における受光感度の入射角度分布が切り取られ、入射角度分布の重心差である基線長が決まる。基線長には絞り依存性があり、絞りが小絞りであるほど射出瞳を通過する光束が絞られて基線長が小さくなる。また一般に、周辺像高における基線長は、中央像高における基線長と比較して小さい。撮像光学系の射出瞳位置と撮像素子１２２の瞳位置とがずれていると、像高が高くなるにつれて射出瞳によって瞳面における受光感度の入射角度分布が切り取られる位置がシフトしていき、基線長が小さくなる。また、高像高においてはレンズ枠ケラレが発生し得ることも、基線長が小さくなる要因となる。

【0047】

（相関方向での読出し時間差に起因する焦点検出精度の低下について）
本実施例では、撮像面上に焦点検出を行う領域として焦点検出枠（検出領域）を設定し、焦点検出枠内の画素からの信号から生成された対の焦点検出信号を用いて焦点検出を行う。

【0048】

図７は、焦点検出枠７００と、対の焦点検出信号に対する相関演算を行う方向である相関方向と、撮像素子１２２からの信号読出し方向との関係を示している。本実施例では、撮像素子１２２の複数の画素行から、上行から下行に向う方向７０３に行ごとに順次信号が読み出される。このため、焦点検出枠７００内での縦目焦点検出における相関方向（第２の方向）７０２での読出し時間が、横目焦点検出における相関方向（第１の方向）７０１での読出し時間より長くなる。そして焦点検出枠７００内での縦目焦点検出における相関方向７０２では、行ごとの信号読出し時間の差が読出し時間差として蓄積されていく。この結果、横目焦点検出における相関方向（第１の方向）７０１での読出し時間差と比較して、相関方向７０２での読出し時間差が大きくなる。相関方向での読出し時間差が大きくなると、本来の対の焦点検出信号に対して読出し時間差による差異が重畳するため、正しい像ずれ量が得られず、焦点検出精度が低下する。このような焦点検出精度の低下は、特に被写体が動体である場合に顕著となり易い。

【0049】

本実施例では、消費電力と焦点検出精度のバランスに応じて、撮像素子１２２からの信号読出し時における水平および垂直方向での画素加算数や行間引き数等の設定を、読出しモード別に制御が可能である。例えば、高フレームレート動画の撮像時のように高速で信号読出しが必要で電力負荷が大きくなる撮像モードでは、電力負荷を低減するために、撮像素子１２２内において画素加算や垂直方向での行間引きを行う。一方、暗所での静止画撮像等では、Ｓ／Ｎを改善して焦点検出精度を向上させるために、非加算かつ行間引き無しで信号を読み出す。非加算かつ行間引き無しでの信号読出しは、加算かつ行間引きあり合に比べて高電力かつ低速での信号読出しとなる。

【0050】

縦目焦点検出において信号が行間引きされていると、相関方向において信号が欠落するため、焦点検出精度が低下する。このため、本実施例では、縦目焦点検出を、信号を行間引きせずに読み出す場合のみ行う。より詳細には、通常輝度（第１の輝度状態）における加算かつ行間引き無しの第１の読出しモードと、通常輝度より輝度が低い低輝度（第２の輝度状態）における非加算かつ行間引き無しの第２の読出しモードとを切り替えて使用する。

【0051】

相関方向での読出し時間差に起因した焦点検出精度の低下が大きくなる場合として、以下の３つが挙げられる。

【0052】

第１に、焦点検出枠内における相関方向での読出し時間差が、撮像素子１２２の電荷蓄積開始から焦点検出信号の生成までの時間を含むシャッタースピードに対して大きい場合である。読出し速度が遅いほど又はシャッタースピードが短秒時であるほど、焦点検出精度の低下が大きくなる。

【0053】

第２に、基線長が短い場合である。基線長が短いほど、像ずれ量をデフォーカス量に変換する変換係数が大きくなり、この結果、像ずれ量の誤差がデフォーカス量において拡大され、焦点検出精度の低下が大きくなる。基線長が短くなる場合としては、小絞りでの焦点検出を行う場合、撮像面における高像高で焦点検出を行う場合、撮影光学系の射出瞳のレンズ枠ケラレが大きい場合および撮像光学系の射出瞳距離とセンサ瞳距離とのずれが大きい場合等が挙げられる。

【0054】

第３に、撮像面上での被写体像の水平移動速度が大きい場合である。被写体像の水平移動速度が大きい場合としては、動体としての被写体の移動速度が速い場合や、超望遠での撮像時等における手振れ等のカメラ振れで被写体像と撮像面とが相対的に高速移動する場合等が挙げられる。

【0055】

（２方向での焦点検出を行う場合の課題とその解決について）
前述したように本実施例では焦点検出枠内で２方向（横目と縦目）のそれぞれで焦点検出を行うが、フォーカスレンズ１０４を移動させるために用いられる焦点検出結果（デフォーカス量）は１つである。２方向での焦点検出結果のうち最適な焦点検出結果を都度選択する方法もあるが、相関方向での読出し時間差に起因して焦点検出精度が低下した焦点検出結果が選択されると、高精度なＡＦを行うことができない。

【0056】

このため、本実施例では、２方向での焦点検出のうち相関方向での読出し時間差に起因する焦点検出精度の低下が大きい方向での焦点検出の結果を使用しないことで、ＡＦ精度の低下を抑制する。

【0057】

図８のフローチャートは、カメラＭＰＵ１２５がプログラムに従って実行する処理（制御方法）を示している。ここでは、撮像素子１２２では、前述したように上行から下行に向かって行ごとに順次信号が読み出されるものとする。このため、焦点検出枠内における縦目焦点検出での相関方向で生ずる読出し時間差は、横目焦点検出での相関方向で生ずる読出し時間差よりも大きくなり、縦目焦点検出での焦点検出精度が低下する。さらにここでは、撮像面上で移動する被写体像に対する所定周期でのＡＦ（およびＡＥ）の繰り返し又は連続した静止画撮像の繰り返し、すなわち連写のうちいずれかが行われるものとする。連写中には撮像ごとにＡＦ（およびＡＥ）が行われるものとする。以下の説明において、Ｓはステップを意味する。

【0058】

まずＳ８００において、カメラＭＰＵ１２５し、シャッタースピード、読出しモード、Ｆ値および撮像面上での被写体像の水平移動速度（以下、水平被写体速度という）の情報を取得する。

【0059】

次にＳ８０１では、カメラＭＰＵ１２５は、所定時間としてのシャッタースピード閾値を設定する。シャッタースピード閾値は、縦目焦点検出における相関方向の読出し時間差に起因する焦点検出精度の低下を許容可能なシャッタースピードの最長秒時であり、読出しモードごとに設定される。具体的には、カメラＭＰＵ１２５は、シャッタースピード閾値を、焦点検出枠におけるシャッタースピードに対する相関方向の読出し時間差が大きいほど長秒時となるように設定する。より具体的には、加算かつ行間引き無しの第１の読出しモードと比較して、非加算かつ行間引き無しの第２の読出しモードの方が低速読出しとなる。このため、カメラＭＰＵ１２５は、第２の読出しモードでのシャッタースピード閾値を第１の読出しモードでのシャッタースピード閾値よりも長秒時に設定する。

【0060】

またカメラＭＰＵ１２５は、シャッタースピード閾値を、Ｆ値が大きいほど長秒時になるよう設定する。すなわち、シャッタースピード閾値を、焦点検出枠における像ずれ量からデフォーカス量への変換係数が大きいほど長秒時となるように設定する。図９は、Ｆ値（Ｆｎｏ）が大きいほど長秒時に設定されるシャッタースピード閾値を示している。

【0061】

本実施例では、像ずれ量からデフォーカス量への変換係数の指標の１つとしてＦ値を取得し、該Ｆ値に応じてシャッタースピード閾値を設定している。ただし、Ｆ値だけでなく、焦点検出枠における基線長、焦点検出を行う像高または射出瞳距離とセンサ瞳距離との関係に応じてシャッタースピード閾値を設定してもよい。この場合、シャッタースピード閾値を、基線長が短いほど、像ずれ量からデフォーカス量への変換に用いる変換係数が大きいほど、焦点検出を行う像高が高いほど、射出瞳距離とセンサ瞳距離とが離れているほど、長秒時となるように設定する。また、撮像光学系（レンズユニット１００）ごとに、レンズ枠ケラレに応じてシャッタースピード閾値を設定してもよい。この場合、シャッタースピード閾値を、レンズ枠ケラレが大きい撮像光学系ほど長秒時となるように設定する。

【0062】

さらにカメラＭＰＵ１２５は、シャッタースピード閾値を、撮像面上での水平被写体速度が大きいほど長秒時になるよう設定する。固定された撮像システム１０に対して被写体が移動する場合、以下の式（１）で示すように、同じ被写体距離Ｌで同じ水平被写体速度Ｖであっても、撮像光学系の焦点距離ｆが長いほど撮影倍率が小さくなり、撮像面上での水平被写体速度Ｖ′が大きくなる。

【0063】

Ｖ′＝Ｖ／撮影倍率＝Ｖ／（Ｌ／ｆ） （１）
また、静止した被写体に対して手振れ等のカメラ振れによって撮像面上で被写体像が水平方向に移動（つまりは像振れ）する場合は、カメラ振れ角θにおける撮像面上での像振れ量Ｒと焦点距離ｆとの関係は以下の式（２）で示すようになる。

【0064】

Ｒ＝ｆ・ｔａｎ（θ） （２）
そして撮像面上での水平被写体速度Ｒ′は、角速度θ’を用いて、以下の式（３）に示すようになり、焦点距離ｆが長いほど大きくなる。

【0065】

Ｒ′＝ｆ/cos²(θ)・θ’ （３）
このため、撮像光学系の焦点距離に応じてシャッタースピード閾値を設定してもよい。この場合、シャッタースピード閾値を、焦点距離が長いほど長秒時となるように設定する。

【0066】

なお、シャッタースピード閾値を事前にテーブルデータとしてカメラＭＰＵ１２５の内部メモリ等に記憶させておき、Ｓ８００で取得した情報に応じてテーブルデータから読み出して設定してもよい。

【0067】

ステップＳ８０２においてレリーズスイッチが操作されることに応じてＡＦまたは連写を開始したカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ８０３に進み、シャッタースピードがＳ８０１で設定されたシャッタースピード閾値より長秒時か否かを判断する。カメラＭＰＵ１２５は、シャッタースピードがシャッタースピード閾値より長秒時である場合はＳ８０４の処理を行い、シャッタースピードがシャッタースピード閾値と同じかそれより短い場合はＳ８０５の処理を行う。

【0068】

Ｓ８０４では、カメラＭＰＵ１２５は、横目焦点検出による焦点検出結果（以下、横目検出結果という）および縦目焦点検出による焦点検出結果（以下、縦目検出結果という）のうちいずれか一方を選択可能とする。図９には、シャッタースピードがシャッタースピード閾値より長秒時であって横目検出結果と縦目検出結果を選択可能な領域を横目・縦目選択領域として示している。次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ８０６において、横目検出結果と縦目検出結果のうち一方を、使用する焦点検出結果として選択し、選択された焦点検出結果に応じてＡＦを実行する処理（第１の処理）を行う。具体的には、横目検出結果と縦目検出結果のそれぞれのばらつき度合い等から横目検出結果と縦目検出結果の信頼性を判断し、信頼性が高い方の焦点検出結果を選択する。また、被写体像のエッジ成分を検出し、エッジ方向に応じて焦点検出結果を選択してもよい。例えば、垂直エッジ成分が多い被写体像に対しては横目検出結果を選択し、水平エッジ成分が多い被写体像に対しては縦目検出結果を選択するようにしてもよい。

【0069】

一方、Ｓ８０５では、カメラＭＰＵ１２５は、横目検出結果のみを選択可能とする。図９には、シャッタースピードがシャッタースピード閾値以下であって横目検出結果のみを選択可能（縦目検出結果を選択不可）な領域を横目選択領域として示している。次にカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ８０７において、横目検出結果のみを使用する焦点検出結果として選択し、選択した焦点検出結果を用いてＡＦを実行する処理（第２の処理）を行う。これにより、縦目検出結果の精度の低下が許容できないシャッタースピードにおいては縦目検出結果が選択されることなく横目検出結果に基づくＡＦが行われ、この結果、ＡＦ精度の低下が抑制される。

【0070】

この後、ＡＦ中または連写中は、カメラＭＰＵ１２５は、それらの開始時にＳ８０４もしくはＳ８０５で設定された処理方法（横目検出結果もしくは縦目検出結果のうちいずれか一方を選択可能もしくは横目検出結果のみ選択可能）を、Ｓ８０８でＡＦまたは連写が終了するまで継続する。これにより、ＡＦ中や連写中に、被写体の明るさ変化等によって、シャッタースピードがシャッタースピード閾値に対して変化した場合でも、焦点検出結果の連続性が維持される。例えば、水平エッジ成分を多く有する被写体像に対して縦目検出結果が選択されている状態で、被写体が明るくなりシャッタースピードがシャッタースピード閾値に対して短くなり横目選択領域となった場合に、継続して縦目検出結果も選択可能とすることで、検出結果の連続性を維持する。

【実施例0071】

図１０は、実施例２においてカメラＭＰＵ１２５が実行する処理（制御方法）を示している。実施例１では、撮像素子１２２の複数の画素行から上行から下行に向って行ごとに順次信号が読み出される場合について説明した。これに対して実施例２では、撮像素子１２２の行ごとの順次読出しを行う読出しモードと列ごとの順次読出しを行う読出しモードとをユーザが選択することができる場合について説明する。カメラ本体１２０およびレンズユニット１００の構成は実施例１において図１に示した構成と同じであり、実施例２において実施例１と共通する構成要素には実施例１と同符号を付す。

【0072】

まずＳ１０００において、カメラＭＰＵ１２５は、横目焦点検出の相関方向（第１の方向）での読出し時間と縦目焦点検出の相関方向（第２の方向）での読出し時間を取得する。この際、実際の読出し時間ではなく、どちらの読出し時間が長いか（短いか）の関係を示す情報を取得してもよい。また、上述した行ごとの順次読出しを行う読出しモードと列ごとの順次読出しを行う読出しモードのうちいずれが選択されているかを取得して、各相関方向での読出し時間の関係を取得してもよい。

【0073】

次にＳ１００１においてレリーズスイッチが操作されることに応じてＡＦまたは連写を開始したカメラＭＰＵ１２５は、Ｓ１００２に進み、横目焦点検出の相関方向での読出し時間と縦目焦点検出の相関方向での読出し時間を比較する。カメラＭＰＵ１２５は、横目焦点検出の相関方向での読出し時間が縦目焦点検出の相関方向での読出し時間よりも短い場合はＳ１００３に進み、使用する焦点検出結果として横目検出結果を選択する。一方、縦目焦点検出の相関方向での読出し時間が横目焦点検出の相関方向での読出し時間よりも短い場合はＳ１００４に進み、使用する焦点検出結果として縦目検出結果を選択する。

【0074】

この後、ＡＦ中または連写中は、カメラＭＰＵ１２５は、それらの開始時にＳ１００３またはＳ１００４で選択された焦点検出結果を取得する焦点検出（横目また縦目焦点検出）を、Ｓ１００５でＡＦまたは連写が終了するまで継続する。これにより、ＡＦ中または連写中の焦点検出結果の連続性が維持される。

【0075】

なお、上記各実施例では、対の検出信号の位相差から焦点に関する情報（デフォーカス量）を取得し、その情報を用いたＡＦを行う場合について説明したが、位相差から距離に関する情報を取得し、その情報を用いた距離マップの作成や被写体の検出その他の処理を行ってもよい。

【0076】

以上の実施の形態は、以下の構成を含む。

【0077】

（構成１）
光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有し、第１の方向の前記画素からの信号読出しが第２の方向に順次行われる撮像素子と、
前記複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有し、
前記検出手段は、
前記第１の方向で前記位相差を検出する第１の検出と、前記第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、
前記対の検出信号が生成される時間を含むシャッタースピードが所定時間より長い場合は、前記第１および第２の検出のいずれかにより前記情報を取得する第１の処理を行い、
前記シャッタースピードが前記所定時間より短い場合は、前記第２の検出によらず前記第１の検出により前記情報を取得する第２の処理を行い、
前記所定時間を、前記光学系のＦ値が大きいほど長く設定することを特徴とする撮像装置。
（構成２）
前記撮像素子のうち前記対の検出信号を生成する検出領域において、前記第２の方向での読出し時間が前記第１の方向での読出し時間より長いことを特徴とする構成１に記載の撮像装置。
（構成３）
前記検出領域内の前記画素から前記第２の方向における間引き無しで前記信号を読み出す読出しモードとして、第１の読出しモードと、該第１の読出しモードよりも前記第２の方向での読出し時間が長い第２の読出しモードとの切り替えが可能であり、
前記検出手段は、前記第２の読出しモードにおける前記所定時間を、前記第１の読出しモードにおける前記所定時間より長く設定することを特徴とする構成２に記載の撮像装置。
（構成４）
前記検出手段は、前記情報の取得を繰り返し行う間に、前記第１の処理と前記第２の処理のうち前記取得の開始時に設定した処理を継続して行うことを特徴とする構成１から３のいずれか１つに記載の撮像装置。
（構成５）
前記検出手段は、
前記位相差に変換係数を乗じることで前記情報を取得し、
前記所定時間を、前記変換係数が大きいほど長く設定することを特徴とする構成１から４のいずれか１つに記載の撮像装置。
（構成６）
前記検出手段は、前記所定時間を、前記位相差の検出を行う像高が高いほど長く設定することを特徴とする構成１から５のいずれか１つに記載の撮像装置。
（構成７）
前記検出手段は、前記所定時間を、前記撮像素子上での被写体像の移動速度が大きいほど長く設定することを特徴とする構成１から６のいずれか１つに記載の撮像装置
（構成８）
前記検出手段は、前記所定時間を、前記光学系の焦点距離が長いほど長く設定することを特徴とする構成１から７のいずれか１つに記載の撮像装置。
（構成９）
光学系の互いに異なる瞳領域を通過した光束のそれぞれを光電変換する複数の画素を有する撮像素子と、
前記複数の画素のうち少なくとも一部から読み出された信号により生成された対の検出信号の位相差を検出することで焦点または距離に関する情報を取得する検出手段とを有し、
前記検出手段は、
第１の方向で前記位相差を検出する第１の検出と、前記第１の方向とは異なる第２の方向で前記位相差を検出する第２の検出とを行うことが可能であり、
前記撮像素子のうち前記対の検出信号を生成する検出領域において、前記第１の方向での読出し時間が前記第２の方向での読出し時間より短い場合は、前記第１の検出により前記情報を取得し、
前記第２の方向での読出し時間が前記第１の方向での読出し時間より短い場合は、前記第２の検出により前記情報を取得することを特徴とする撮像装置。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0078】

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。