JP6051540B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点検出装置に関する。

複数の方向の中から被写体のコントラストが高い方向を焦点検出方向として選択して、位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−１９８７７１号公報

上記従来技術では、複数方向のコントラストを互いに比較しても、それらの差が少ない被写体の場合、適切に焦点検出方向を決定できず、焦点検出精度が落ちてしまうという問題があった。

請求項１に記載の発明による焦点検出装置は、光学系を透過した被写体からの光が入射する第１のマイクロレンズと、前記第１のマイクロレンズに対して第１の方向に配置された第２のマイクロレンズと、前記第２のマイクロレンズに対して前記第１の方向と交差する第２の方向に配置された第３のマイクロレンズと、前記第１のマイクロレンズと前記第２のマイクロレンズと前記第３のマイクロレンズとにそれぞれ設けられ、前記光学系の異なる瞳領域を通過した光をそれぞれ受光する複数の画素と、前記光学系の異なる瞳領域を通過した光を受光する、前記第１、第２のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素の信号から、前記光学系の合焦状態を検出する検出部と、前記第１、第２、第３のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力され、前記第１、第３、第２のマイクロレンズの順に並んだ信号の列と、前記第１、第２のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力された信号の列とを比較し、前記光学系の合焦状態の検出に用いる前記第１、第２のマイクロレンズの画素を前記複数の画素から選択する選択部とを備える。
請求項２に記載の発明による焦点検出装置は、光学系を透過した被写体からの光が入射する第１のマイクロレンズと、前記第１のマイクロレンズに対して第１の方向に配置された第２のマイクロレンズと、前記第２のマイクロレンズに対して前記第１の方向と交差する第２の方向に配置された第３のマイクロレンズと、前記第１のマイクロレンズと前記第２のマイクロレンズと前記第３のマイクロレンズとにそれぞれ設けられ、前記光学系の異なる瞳領域を通過した光をそれぞれ受光する複数の画素と、前記光学系の異なる瞳領域を通過した光を受光する、前記第１、第２、第３のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素の信号から、前記光学系の合焦状態を検出する検出部と、前記第１、第２、第３のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力され、前記第１、第３、第２のマイクロレンズの順に並んだ信号の列と、前記第１、第２のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力された信号の列とを比較し、前記光学系の合焦状態の検出に用いる前記第１、第２、第３のマイクロレンズの画素を前記複数の画素から選択する選択部とを備える。

本発明によれば、結像光学系の焦点調節状態を精度よく検出できる。

本発明の実施の形態によるデジタルカメラの構成を例示する図である。 焦点検出センサの構成を例示する図である。 ＡＦ演算に用いる光電変換素子列を説明する図である。 焦点検出方向を説明する図である。 被写体像の一例を示す図である。 （Ａ）は、マイクロレンズ列Ｈ１を説明する図であり、（Ｂ）は、マイクロレンズ列Ｒ１を説明する図であり、（Ｃ）は、マイクロレンズ列Ｌ１を説明する図である。 （Ａ）は、マイクロレンズ列Ｈ１に対応する出力信号列の出力値を説明する図であり、（Ｂ）は、マイクロレンズ列Ｒ１に対応する出力信号列の出力値を説明する図であり、（Ｃ）は、マイクロレンズ列Ｌ１に対応する出力信号列の出力値を説明する図である。 マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する一対の出力信号列の相関量を説明する図である。 （Ａ）は、マイクロレンズ列Ｈ２を説明する図であり、（Ｂ）は、マイクロレンズ列Ｒ２を説明する図であり、（Ｃ）は、マイクロレンズ列Ｌ２を説明する図である。 （Ａ）は、マイクロレンズ列Ｈ２に対応する出力信号列の出力値を説明する図であり、（Ｂ）は、マイクロレンズ列Ｒ２に対応する出力信号列の出力値を説明する図であり、（Ｃ）は、マイクロレンズ列Ｌ２に対応する出力信号列の出力値を説明する図である。 マイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２に対応する一対の出力信号列の相関量を説明する図である。 ＡＦ演算処理の流れを説明するフローチャートである。 第１の実施の形態における焦点検出方向決定処理の流れを説明するフローチャートである。 第２の実施の形態における焦点検出方向決定処理の流れを説明するフローチャートである。 変形例２で用いるマイクロレンズ列を説明する図である。 変形例３における焦点検出方向を説明する図である。 （Ａ）は、変形例４で用いるマイクロレンズ列Ｈ１、Ｖ１を説明する図であり、（Ｂ）は、変形例４で用いるマイクロレンズ列Ｈ２、Ｖ２を説明する図である。

（第１の実施の形態）
図面を参照して、本発明による第１の実施の形態について説明する。図１は、本発明を適用したデジタルカメラの構成を示す横断面図である。なお、本発明に係わる機器および装置以外のカメラの一般的な機器および装置については図示と説明を省略する。本実施形態のデジタルカメラでは、撮影レンズ２０を備えるレンズ鏡筒２がカメラボディ１に装着される。レンズ鏡筒２は、交換可能である。

カメラボディ１には、ハーフミラー１０が設けられている。ハーフミラー１０の後方には撮像素子１１が配置され、ハーフミラー１０の上方には焦点検出センサ１２が配置されている。またカメラボディ１の上部には、ＥＶＦ（電子ビューファインダ）１３が設けられている。さらに、カメラボディ１には、制御装置１４が設けられている。

ハーフミラー１０は、透過光と反射光を分割するための光学部材であり、例えばペリクルミラーなどの薄いミラーが用いられる。撮像素子１１および焦点検出センサ１２は、それぞれ、ＣＣＤやＣＭＯＳなどから構成され、撮影レンズ２０の予定焦点面上に配置される。撮像素子１１および焦点検出センサ１２は、それぞれ、撮影レンズ２０により結像された被写体像を電気信号に変換して出力する。ＥＶＦ１３は、撮像素子１１による撮像画像を液晶表示素子に表示して、撮影者に視認させるものである。制御装置１４は、不図示のマイクロコンピューター、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバーターなどから構成される。焦点検出センサ１２および制御装置１４は、位相差検出方式の焦点検出装置を構成し、撮影レンズ２０の焦点調節状態を示すデフォーカス量を算出する。

レンズ鏡筒２は、撮影レンズ２０、レンズ駆動部２１などを備えている。レンズ駆動部２１は、不図示のアクチュエータにより撮影レンズ２０を駆動する。なお、カメラボディ１の制御装置１４とレンズ鏡筒２のレンズ駆動部２１とは、不図示の接点を介して電気的に接続されており、各種情報の授受を行う。

撮影レンズ２０を透過した被写体光の一部は、ハーフミラー１０を透過して撮像素子１１へ導かれ、撮像素子１１により撮像される。撮像素子１１から出力された画像信号は、所定の信号処理が施された後、不図示の記録媒体（メモリカードなど）に書き込まれる。また、撮像素子１１から出力された画像信号は、所定の信号処理が施された後、ＥＶＦ１３に表示される。

撮影レンズ２０を透過した被写体光の残りの一部は、ハーフミラー１０により反射され、焦点検出センサ１２へ導かれる。制御装置１４は、焦点検出センサ１２からの出力信号に基づいてデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量に基づいて撮影レンズ２０におけるフォーカシングレンズの駆動量を算出して、レンズ駆動部２１に出力する。レンズ駆動部２１は、この駆動量に基づいてフォーカシングレンズを駆動して合焦位置へ移動させる。

−焦点検出センサの構成−
図２（Ａ）は、焦点検出センサ１２の詳細な構成を示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、焦点検出センサ１２の詳細な構成を示す正面図である。焦点検出センサ１２は、マイクロレンズアレイ１２１と光電変換素子アレイ１２２とを備える。なお、光電変換素子アレイ１２２はマイクロレンズアレイ１２１の背後のごく近傍に配置されるが、図２（Ａ）では説明のために実際より離して記載している。

マイクロレンズアレイ１２１は、複数のマイクロレンズＭＬが二次元状に配列された構成であり、撮影レンズ２０のピントを合わせようとする面、すなわち撮像素子１１の撮像面と等価な面の近傍に配置される。またマイクロレンズＭＬは、一列ごとに半ピッチずれて配置されている。すなわちマイクロレンズＭＬは、奇数列の位置と偶数列の位置とが半ピッチずれて構成されている。なお、マイクロレンズＭＬのピッチは、例えば１００μｍ以下で配列される。また、図２においてマイクロレンズＭＬを球形で記載したが、より高密度に構成できるよう、マイクロレンズＭＬを正六角形としてハニカム構造に配置するようにしてもよい。

光電変換素子アレイ１２２では、複数の光電変換素子を二次元状に配列した光電変換素子群ＰＤが、各々のマイクロレンズＭＬに対応する形で二次元状に配列されている。なお、図２では、１つのマイクロレンズＭＬに対応して、５行５列に配列された２５個の光電変換素子からなる光電変換素子群ＰＤが設けられているが、１つのマイクロレンズＭＬに対応する光電変換素子の数は、この一実施の形態の数に限定されない。

−位相差検出方式によるＡＦ演算−
本実施形態では、瞳分割型位相差検出方式によるＡＦ演算を行う。瞳分割型位相差検出方式では、撮影レンズ２０の瞳の一対の領域を通った一対の光束を受光する一対の光電変換素子の出力を繋げた一対の出力信号列に対して公知の相関演算を行い、像ずれ量（シフト量）を求める。そして、この像ずれ量に基づいてデフォーカス量を算出する。

例えば、水平方向について像ずれ量を求める場合には、図３に示すように、マイクロレンズＭＬに対応する光電変換素子群ＰＤにおいて水平方向に並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝（ｉ＝１，２，３，・・・）を用いる。

具体的には、撮影レンズ２０が開放Ｆ値である場合、図３（Ａ）に示すように検出開角αが広いので、例えば、各光電変換素子群ＰＤの左端の光電変換素子ｐ１からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各光電変換素子群ＰＤの右端の光電変換素子ｐ５からなる光電変換素子列の出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。なお、実際には、図３（Ｂ）に示すように、各光電変換素子群ＰＤにおいて左端列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各光電変換素子群ＰＤにおいて右端列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。

また、開放Ｆ値よりも絞り口径が小さくなるほど、図３（Ｃ）に示すように、検出開角αが狭くなるので、例えば、各光電変換素子群ＰＤの左から２番目の光電変換素子ｐ２からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各光電変換素子群ＰＤの右から２番目の光電変換素子ｐ４からなる光電変換素子列の出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。なお、実際には、図３（Ｄ）に示すように、各光電変換素子群ＰＤにおいて左から２番目の列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ａ（ｉ）｝と、各光電変換素子群ＰＤにおいて右から２番目の列の中央３つの光電変換素子の出力信号を平均した出力信号列｛ｂ（ｉ）｝とを用いる。

ＡＦ演算における相関演算では、出力信号列｛ａ（ｉ）｝に対して出力信号列｛ｂ（ｉ）｝を相対的にずらしながら（１）式により２つの信号列間のシフト量ｋにおける相関量Ｃ（ｋ）を演算する。なお、（１）式において、Σはｉに関する所定範囲の総和演算を表す。
Ｃ（ｋ）＝Σ｜ａ（ｉ）−ｂ（ｉ＋ｋ）｜・・・（１）

（１）式の演算結果は、一対の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関が最も高いシフト量において相関量Ｃ（ｋ）が最小（小さいほど相関度が高い）となる。（１）式の演算結果より、最小の相関量Ｃ（ｋｊ）となるシフト量ｋｊを求めると、続いて下記（２）〜（５）式による３点内挿の手法を用い、連続的な相関量に対する最小値Ｃ（ｘ）を与えるシフト量ｘを求める。
ｘ＝ｋｊ＋Ｄ／Ｓ ・・・（２）
Ｃ（ｘ）＝Ｃ（ｋｊ）−｜Ｄ｜ ・・・（３）
Ｄ＝｛Ｃ（ｋｊ−１）−Ｃ（ｋｊ＋１）｝／２ ・・・（４）
Ｓ＝ＭＡＸ｛Ｃ（ｋｊ＋１）−Ｃ（ｋｊ），Ｃ（ｋｊ−１）−Ｃ（ｋｊ）｝ ・・・（５）

（２）式で求めたシフト量ｘより、撮影レンズ２０のデフォーカス量ＤＥＦを下記（６）式で求めることができる。
ＤＥＦ＝ＫＸ・ＰＹ・ｘ ・・・（６）
（６）式において、ＰＹは検出ピッチであり、ＫＸは検出開角の大きさによって決まる変換係数である。

−焦点検出方向決定処理−
ところで、上述したように、焦点検出センサ１２のマイクロレンズＭＬは一列ごとに半ピッチずれて配置されている。そのため、マイクロレンズＭＬのピッチ幅が最も狭い方向（すなわち最も高精度に焦点検出できる方向）は、図４に示すように、水平方向Ｈ、水平方向Ｈから反時計周りに６０度回転した方向（以下、右斜め方向と呼ぶ）Ｒ、水平方向Ｈから時計周りに６０度回転した方向（以下、左斜め方向と呼ぶ）Ｌの３方向である。

また位相差検出方式では、被写体のエッジに垂直な方向において焦点検出を行った方が、焦点検出精度が高くなる。そこで本実施形態のデジタルカメラでは、ＡＦ演算処理を行う際に、上記３方向Ｈ、Ｒ、Ｌの中から被写体のエッジに垂直な方向に最も近い方向を求め、焦点検出方向として決定する焦点検出方向決定処理を行う。

ここで、図５に示すように被写体像Ｉｍが鉛直方向のエッジを有する場合を一例として、焦点検出方向決定処理を説明する。まず制御装置１４は、図６に示す３つのマイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する光電変換素子列の出力信号列において、それぞれコントラストを求める。なお図６では、説明のため、出力信号を使用する光電変換素子を黒く塗りつぶして示すとともに、マイクロレンズＭＬおよび光電変換素子群ＰＤに入射する被写体像Ｉｍを重ねて記載している。また図６では、一つの光電変換素子からの出力信号を一つの出力信号（ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２，…）として用いるように示しているが、実際には、上述したように、複数の光電変換素子からの出力信号の平均値を一つの出力信号として用いる。さらに実際には、上述したように、検出開角の大きさによっても用いる光電変換素子列は異なる。

マイクロレンズ列Ｈ１は、図６（Ａ）に示すように、水平方向Ｈに一列に並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成される。制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈ１の背後に配置された光電変換素子群ＰＤにおいて水平方向Ｈに並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いて、上記（１）式により相関演算を行う。そして、上記３点内挿の手法を用いて上記（２）〜（５）式によりシフト量ｘを求める。このとき（５）式により求まるＳ（最小の相関量Ｃ（ｋｊ）とその隣の相関量Ｃ（ｋｊ＋１）またはＣ（ｋｊ−１）との差、すなわち最小の相関量Ｃ（ｋｊ）近傍における相関量Ｃ（ｋ）の傾き）は、コントラストに比例した値となる。そこで、本実施形態の焦点検出方向決定処理では、このＳをコントラスト値として用いる。

マイクロレンズ列Ｒ１は、図６（Ｂ）に示すように、右斜め方向Ｒに一列に並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成される。制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｒ１の背後に配置された光電変換素子群ＰＤにおいて略右斜め方向Ｒに並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いて、上記相関演算を行う。そして、上記３点内挿の手法を用いてシフト量ｘを求めると共にコントラスト値Ｓを求める。

マイクロレンズ列Ｌ１は、図６（Ｃ）に示すように、左斜め方向Ｌに一列に並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成される。制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｌ１の背後に配置された光電変換素子群ＰＤにおいて略左斜め方向Ｌに並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いて、上記相関演算を行う。そして、上記３点内挿の手法を用いてシフト量ｘを求めると共にコントラスト値Ｓを求める。

図７（Ａ）は、マイクロレンズ列Ｈ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の出力値を示すグラフである。図７（Ｂ）は、マイクロレンズ列Ｒ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の出力値を示すグラフである。図７（Ｃ）は、マイクロレンズ列Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の出力値を示すグラフである。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関が最も高い状態を例に示す。

図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１が被写体像Ｉｍのエッジ部分にまたがっているため、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、各マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝では、エッジ部分で出力値が大幅に変化している。

図８は、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関量Ｃ（ｋ）をそれぞれ示すグラフである。図８では、マイクロレンズ列Ｈ１に対応するコントラスト値をＳ（Ｈ１）、マイクロレンズ列Ｒ１に対応するコントラスト値をＳ（Ｒ１）、マイクロレンズ列Ｌ１に対応するコントラスト値をＳ（Ｌ１）として示す。なお、（５）式に示したように、コントラスト値Ｓは、最小の相関量Ｃ（ｋｊ）とその隣の相関量Ｃ（ｋｊ＋１）またはＣ（ｋｊ−１）との差（すなわち最小の相関量Ｃ（ｋｊ）近傍における相関量Ｃ（ｋ）の傾き）である。

図８に示すように、コントラスト値Ｓ（Ｈ１）、Ｓ（Ｒ１）、Ｓ（Ｌ１）は、互いに近い値となっている。これは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に示したように、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝が、出力値の変化の仕方が互いに近似しているためである。

位相差検出方式では、エッジに垂直な方向（ここでは水平方向Ｈ）において像ずれ量（シフト量）を検出した方が、デフォーカス量の検出精度が高くなる。しかしながら、図５に示す被写体の場合、上述したようにマイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｈ１に対応するコントラスト値Ｓ（Ｈ１）、Ｓ（Ｒ１）、Ｓ（Ｌ１）は、互いに近い値となっているため、これらを比較するだけでは、適切な焦点検出方向を決定し難い。

そこで、本実施形態では、図９に示すマイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２に対応する光電変換素子列の出力信号列においても、それぞれコントラスト値Ｓを求める。なお図９においても、説明のため、出力信号を使用する光電変換素子を黒く塗りつぶして示すとともに、マイクロレンズＭＬおよび光電変換素子群ＰＤに入射する被写体像Ｉｍを重ねて記載している。また図６では、一つの光電変換素子からの出力信号を一つの出力信号（ａ１，ｂ１，ａ２，ｂ２，…）として用いるように示しているが、実際には、上述したように、複数の光電変換素子からの出力信号の平均値を一つの出力信号として用いる。さらに実際には、上述したように、検出開角の大きさによっても用いる光電変換素子列は異なる。

マイクロレンズ列Ｈ２は、図９（Ａ）に示すように、水平方向Ｈにおいてジグザグに並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成される。マイクロレンズ列Ｈ２では、マイクロレンズＭＬが半ピッチずつずれて並んでいる。制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈ２の背後に配置された光電変換素子群ＰＤにおいて水平方向Ｈに並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いて、上記相関演算を行う。そして、上記３点内挿の手法を用いてシフト量ｘを求めると共にコントラスト値Ｓを求める。

マイクロレンズ列Ｒ２は、図９（Ｂ）に示すように、右斜め方向Ｒにおいてジグザグに並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成される。マイクロレンズ列Ｒ２でも、マイクロレンズＭＬが半ピッチずつずれて並んでいる。制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｒ２の背後に配置された光電変換素子群ＰＤにおいて略右斜め方向Ｒに並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いて、上記相関演算を行う。そして、上記３点内挿の手法を用いてシフト量ｘを求めると共にコントラスト値Ｓを求める。

マイクロレンズ列Ｌ２は、図９（Ｃ）に示すように、左斜め方向Ｌにおいてジグザグに並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成される。マイクロレンズ列Ｌ２でも、マイクロレンズＭＬが半ピッチずつずれて並んでいる。制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｌ２の背後に配置された光電変換素子群ＰＤにおいて略左斜め方向Ｌに並ぶ一対の光電変換素子からなる光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いて、上記相関演算を行う。そして、上記３点内挿の手法を用いてシフト量ｘを求めると共にコントラスト値Ｓを求める。

図１０（Ａ）は、マイクロレンズ列Ｈ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の出力値を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、マイクロレンズ列Ｒ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の出力値を示すグラフである。図１０（Ｃ）は、マイクロレンズ列Ｌ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の出力値を示すグラフである。なお、図７（Ａ）〜（Ｃ）は、出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関が最も高い状態を例に示す。

図９（Ａ）に示したようにマイクロレンズ列Ｈ２では、出力信号ａ（５）からａ（６）に対応する部分で被写体像Ｉｍのエッジ部分にまたがっているため、図１０（Ａ）に示すように、マイクロレンズ列Ｈ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝は、エッジ部分で出力値が大幅に変化している。マイクロレンズ列Ｈ２に対応する出力信号列｛ｂ（ｉ）｝も同様である。

一方、図９（Ｂ）に示したようにマイクロレンズ列Ｒ２では、出力信号ａ（３）からａ（４）に対応する部分で被写体像Ｉｍのエッジ部分を左から右にまたぐものの、再度出力信号ａ（５）に対応する部分でエッジ部分を右から左にまたぎ、再度出力信号ａ（６）に対応する部分でエッジ部分を左から右にまたいでいる。ゆえに図１０（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ列Ｒ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝では、一つのエッジ部分を複数回またぐ分、エッジ部分の出力値が上下に振動しながら変化している。マイクロレンズ列Ｒ２に対応する出力信号列｛ｂ（ｉ）｝も同様である。

同様に、図９（Ｃ）に示したマイクロレンズ列Ｌ２でも、出力信号ａ（７）からａ（８）に対応する部分で被写体像Ｉｍのエッジ部分を左から右にまたぐものの、再度出力信号ａ（９）に対応する部分でエッジ部分を右から左にまたぎ、再度出力信号ａ（１０）に対応する部分でエッジ部分を左から右にまたいでいる。ゆえに図１０（Ｃ）に示すように、マイクロレンズ列Ｌ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝でも、一つのエッジ部分を複数回またぐ分、エッジ部分の出力値が上下に振動しながら変化している。マイクロレンズ列Ｌ２に対応する出力信号列｛ｂ（ｉ）｝も同様である。

図１１は、マイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝の相関量Ｃ（ｋ）をそれぞれ示すグラフである。図１１では、マイクロレンズ列Ｈ２に対応するコントラスト値をＳ（Ｈ２）、マイクロレンズ列Ｒ２に対応するコントラスト値をＳ（Ｒ２）、マイクロレンズ列Ｌ２に対応するコントラスト値をＳ（Ｌ２）として示す。なお、（５）式に示したように、コントラスト値Ｓは、最小の相関量Ｃ（ｋｊ）とその隣の相関量Ｃ（ｋｊ＋１）またはＣ（ｋｊ−１）との差（すなわち最小の相関量Ｃ（ｋｊ）近傍における相関量Ｃ（ｋ）の傾き）である。

マイクロレンズ列Ｒ２およびＬ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝では、図１０（Ｂ）および（Ｃ）に示したように出力値が上下に振動しながら変化する分、コントラストが低下する。ゆえに、図１１に示すように、マイクロレンズ列Ｒ２およびＬ２に対応する相関量Ｃ（ｋ）は、マイクロレンズ列Ｈ２に対応する相関量Ｃ（ｋ）に比べて小さくなっている。また、マイクロレンズ列Ｒ２およびＬ２に対応するコントラスト値Ｓ（Ｒ２）、Ｓ（Ｌ２）も、マイクロレンズ列Ｈ２に対応するコントラスト値Ｓ（Ｈ２）に比べて小さくなっている。

さらにマイクロレンズ列Ｈ２に対応するコントラスト値Ｓ（Ｈ２）と、図８に示したマイクロレンズ列Ｈ１に対応するコントラスト値Ｓ（Ｈ１）とは、互いに近い値となっている。しかしながら、マイクロレンズ列Ｒ２に対応するコントラスト値Ｓ（Ｒ２）は、図８に示したマイクロレンズ列Ｒ１に対応するコントラスト値Ｓ（Ｒ１）と比べてだいぶ小さくなっている。同様に、マイクロレンズ列Ｌ２に対応するコントラスト値Ｓ（Ｌ２）は、図８に示したマイクロレンズ列Ｌ１に対応するコントラスト値Ｓ（Ｌ１）と比べてだいぶ小さくなっている。

このように、被写体のエッジに垂直な方向（ここでは水平方向Ｈ）では、マイクロレンズ列Ｈ１およびＨ２に対応するコントラスト値Ｓは互いに近い値をとる。一方、被写体のエッジに垂直な方向から離れた方向（ここでは右斜め方向Ｒおよび左斜め方向Ｌ）では、マイクロレンズ列Ｒ１またはＬ１に対応するコントラスト値Ｓと比較して、マイクロレンズ列Ｒ２またはＬ２に対応するコントラスト値Ｓがだいぶ小さくなる。

そこで、本実施形態の焦点検出方向決定処理では、マイクロレンズ列Ｈ１とＨ２、Ｒ１とＲ２、Ｌ１とＬ２に対応するコントラスト値Ｓをそれぞれ比較する。この比較の結果、コントラスト値Ｓ同士が最も近かった方向を、被写体のエッジに垂直な方向に最も近い方向であると推定し、焦点検出方向として決定する。

次に、図１２に示すフローチャートを用いて、カメラボディ１の制御装置１４が実行するＡＦ演算処理の流れを説明する。ステップＳ１０１において、制御装置１４は、不図示のＡＦ起動スイッチ（ＳＷ１）がオンされているか否かを判定する。制御装置１４は、ＡＦ起動スイッチがオンされている場合にはステップＳ１０１を肯定判定してステップＳ１０２へ進む。一方、制御装置１４は、ＡＦ起動スイッチがオンされていない場合にはステップＳ１０１を否定判定し、ステップＳ１０１の判定処理を繰り返す。

ステップＳ１０２において、制御装置１４は、焦点検出センサ１２の蓄積制御を行い、ステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、制御装置１４は、焦点検出センサ１２から受光信号を読み出して、ステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４において、制御装置１４は、上述したようにマイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝に基づいて上記相関演算を行ってデフォーカス量を演算し、ステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０５において、制御装置１４は、上述したようにマイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝に基づいて上記相関演算を行ってデフォーカス量を演算し、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６において、制御装置１４は、上述した焦点検出方向決定処理を行う。ここで図１３に示すフローチャートを用いて、焦点検出方向決定処理の流れを説明する。ステップＳ２０１において、制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈ１に対応するデフォーカス量演算の際に求まるコントラスト値Ｓ（Ｈ１）と、マイクロレンズ列Ｈ２に対応するデフォーカス量演算の際に求まるコントラスト値Ｓ（Ｈ２）とを比較する。具体的には、マイクロレンズ列Ｈ１のコントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対するマイクロレンズ列Ｈ２のコントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合を演算して、ステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ２０２において、制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｒ１に対応するデフォーカス量演算の際に求まるコントラスト値Ｓ（Ｒ１）と、マイクロレンズ列Ｒ２に対応するデフォーカス量演算の際に求まるコントラスト値Ｓ（Ｒ２）とを比較する。具体的には、マイクロレンズ列Ｒ１のコントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対するマイクロレンズ列Ｒ２のコントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合を演算して、ステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３において、制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｌ１に対応するデフォーカス量演算の際に求まるコントラスト値Ｓ（Ｌ１）と、マイクロレンズ列Ｌ２に対応するデフォーカス量演算の際に求まるコントラスト値Ｓ（Ｌ２）とを比較する。具体的には、マイクロレンズ列Ｌ１のコントラスト値Ｓ（Ｌ１）に対するマイクロレンズ列Ｌ２のコントラスト値Ｓ（Ｌ２）の割合を演算して、ステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０４において、制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈ１のコントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対するマイクロレンズ列Ｈ２のコントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合が最大であるか否かを判定する。制御装置１４は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の演算結果のうち、マイクロレンズ列Ｈ１のコントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対するマイクロレンズ列Ｈ２のコントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合が最大である場合、ステップＳ２０４を肯定判定してステップＳ２０５へ進む。一方、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の演算結果のうち、この他の演算結果が最大である場合は、ステップＳ２０４を否定判定してステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０５において、制御装置１４は、水平方向Ｈを焦点検出方向として決定し、マイクロレンズ列Ｈ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝から求めたデフォーカス量を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定して、図１３の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０６において、制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｒ１のコントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対するマイクロレンズ列Ｒ２のコントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合が最大であるか否かを判定する。制御装置１４は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の演算結果のうち、マイクロレンズ列Ｒ１のコントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対するマイクロレンズ列Ｒ２のコントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合が最大である場合、ステップＳ２０６を肯定判定してステップＳ２０７へ進む。一方、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の演算結果のうち、マイクロレンズ列Ｌ１のコントラスト値Ｓ（Ｌ１）に対するマイクロレンズ列Ｌ２のコントラスト値Ｓ（Ｌ２）の割合が最大である場合は、ステップＳ２０６を否定判定してステップＳ２０８へ進む。

ステップＳ２０７において、制御装置１４は、右斜め方向Ｒを焦点検出方向として決定し、マイクロレンズ列Ｒ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝から求めたデフォーカス量を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定して、図１３の処理を終了する。

一方、ステップＳ２０８において、制御装置１４は、左斜め方向Ｌを焦点検出方向として決定し、マイクロレンズ列Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝から求めたデフォーカス量を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定して、図１３の処理を終了する。

制御装置１４は、このようにして図１３の焦点検出方向決定処理を行うと、ステップＳ１０７（図１２）へ進む。ステップＳ１０７において制御装置１４は、ステップＳ１０６で決定したデフォーカス量に基づいて、フォーカシングレンズの合焦位置までのレンズ駆動量を演算して、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８において制御装置１４は、フォーカシングレンズが合焦位置に到達完了したか否かを判定する。フォーカシングレンズが合焦位置に到達完了した場合には、ステップＳ１０８を肯定判定して、図１２の処理を終了する。一方、フォーカシングレンズが合焦位置に到達完了していない場合にはステップＳ１０８を否定判定し、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９において制御装置１４は、ステップＳ１０７で演算したレンズ駆動量をレンズ駆動部２１に出力し、レンズ駆動部２１によりフォーカシングレンズを駆動させ、ステップＳ１０１へ戻る。なお、上述したステップＳ１０４において制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応するデフォーカス量演算の際に焦点検出可能でないと判定した場合には、レンズ駆動部２１によりフォーカシングレンズを至近端と無限遠端との間で駆動させる動作（いわゆるスキャン動作）を行って合焦位置を探索する。また制御装置１４は、レンズ駆動部２１によりフォーカシングレンズを動かしていた途中で被写体を見失った場合は、先に検出できていたデフォーカス量に基づき、フォーカシングレンズのレンズ駆動を継続させる。

以上説明した第１の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態の焦点検出装置は、二次元状に配列された複数のマイクロレンズＭＬを備える。また、焦点検出装置は、マイクロレンズＭＬを介して撮影レンズ２０の瞳の第１対の領域を通った第１対の光束を受光するように水平方向Ｈに並んで配置された第１対の光電変換部と、マイクロレンズＭＬを介して撮影レンズ２０の瞳の第２対の領域を通った第２対の光束を受光するように右斜め方向Ｒに並んで配置された第２対の光電変換部と、マイクロレンズＭＬを介して撮影レンズ２０の瞳の第３対の領域を通った第３対の光束を受光するように左斜め方向Ｌに並んで配置された第３対の光電変換部と、を有し、マイクロレンズＭＬの各々に対応して設けられた複数の光電変換素子群ＰＤを備える。さらに、焦点検出装置は、水平方向Ｈに配列されたマイクロレンズ列Ｈ１に対応する光電変換素子群ＰＤから第１対の信号列を取得し、水平方向Ｈにおいてジグザグに配列されたマイクロレンズ列Ｈ２に対応する光電変換素子群ＰＤから第２対の信号列を取得する制御装置１４を備える。さらに、焦点検出装置は、右斜め方向Ｒに配列されたマイクロレンズ列Ｒ１に対応する光電変換素子群ＰＤから第３対の信号列を取得し、右斜め方向Ｒにおいてジグザグに配列されたマイクロレンズ列Ｒ２に対応する光電変換素子群ＰＤから第４対の信号列を取得する制御装置１４を備える。さらに、焦点検出装置は、左斜め方向Ｌに配列されたマイクロレンズ列Ｌ１に対応する光電変換素子群ＰＤから第５対の信号列を取得し、左斜め方向Ｌにおいてジグザグに配列されたマイクロレンズ列Ｌ２に対応する光電変換素子群ＰＤから第６対の信号列を取得する制御装置１４を備える。さらに、焦点検出装置は、第１対および第２対の信号列の関係と、第３対および第４対の信号列の関係と、第５対および第６対の信号列の関係とに基づいて、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒ、左斜め方向Ｌのうち、いずれかを焦点検出方向として選択する制御装置１４を備える。さらに、焦点検出装置は、水平方向Ｈを選択した場合には、第１対の信号列に基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出し、右斜め方向Ｒを選択した場合には、第３対の信号列に基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出し、左斜め方向Ｌを選択した場合には、第５対の信号列に基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出する制御装置１４を備える。これにより、適切に焦点検出方向を決定できるので、撮影レンズ２０の焦点検出を精度よく行うことができる。

（２）上記（１）の焦点検出装置において、制御装置１４は、第１対の信号列から第１コントラスト値Ｓ（Ｈ１）を算出し、第２対の信号列から第２コントラスト値Ｓ（Ｈ２）を算出し、第３対の信号列から第３コントラスト値Ｓ（Ｒ１）を算出し、第４対の信号列から第４コントラスト値Ｓ（Ｒ２）を算出し、第５対の信号列から第５コントラスト値Ｓ（Ｌ１）を算出し、第６対の信号列から第６コントラスト値Ｓ（Ｌ２）を算出するように構成した。また、制御装置１４は、第１コントラスト値Ｓ（Ｈ１）および第２コントラスト値Ｓ（Ｈ２）の大きさの関係と、第３コントラスト値Ｓ（Ｒ１）および第４コントラスト値Ｓ（Ｒ２）の大きさの関係と、第５コントラスト値Ｓ（Ｌ１）および第６コントラスト値Ｓ（Ｌ２）の大きさの関係と、に基づいて、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒおよび左斜め方向Ｌのいずれかを焦点検出方向として選択するように構成した。これにより、被写体のエッジに垂直な方向に最も近い方向を焦点検出方向として選択することができる。

（３）上記（２）の焦点検出装置において、制御装置１４は、第１コントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対する第２コントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合が、第３コントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対する第４コントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合および第５コントラスト値Ｓ（Ｌ１）に対する第６コントラスト値Ｓ（Ｌ２）の割合よりも大きい場合は、水平方向Ｈを焦点検出方向として選択するように構成した。また、制御装置１４は、第３コントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対する第４コントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合が、第１コントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対する第２コントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合および第５コントラスト値Ｓ（Ｌ１）に対する第６コントラスト値Ｓ（Ｌ２）の割合よりも大きい場合は、右斜め方向Ｒを焦点検出方向として選択するように構成した。さらに、制御装置１４は、第５コントラスト値Ｓ（Ｌ１）に対する第６コントラスト値Ｓ（Ｌ２）の割合が、第３コントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対する第４コントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合および第１コントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対する第２コントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合よりも大きい場合は、左斜め方向Ｌを焦点検出方向として選択するように構成した。これにより、被写体のエッジに垂直な方向に最も近い方向を焦点検出方向として選択することができる。

（第２の実施の形態）
図１４に示すフローチャートを用いて、本発明の第２の実施の形態における焦点検出方向決定処理の流れを説明する。なお、第２の実施の形態では、焦点検出方向決定処理以外については、第１の実施の形態と同様のため、説明を省略する。

図１４のステップＳ３０１〜Ｓ３０３において、制御装置１４は、上述した図１３のステップＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の処理を行い、ステップＳ３０４へ進む。ステップＳ３０４において制御装置１４は、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒ、左斜め方向Ｌの３方向全てについて、ステップＳ３０１〜Ｓ３０３で演算したコントラスト値Ｓの割合が所定閾値（例えば８０％）以上であるか否かを判定する。上記３方向全ての上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値以上である場合は、制御装置１４は、ステップＳ３０４を肯定判定してステップＳ３０５へ進む。一方、少なくとも一方向において上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値未満である場合は、制御装置１４は、ステップＳ３０４を否定判定してステップＳ３０６へ進む。

上記３方向全ての上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値以上である場合は、上記３方向のいずれで焦点検出を行っても、検出精度の差が少ないことが想定される。そこで、ステップＳ３０５において制御装置１４は、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒ、左斜め方向Ｌの３方向全てを焦点検出方向として決定する。そして制御装置１４は、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒ、左斜め方向Ｌの像ずれ量から求めたデフォーカス量（マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列から求めたデフォーカス量）の平均値を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定する。その後、図１４の処理を終了する。

一方、ステップＳ３０６において制御装置１４は、３つの焦点検出方向Ｈ、Ｒ、Ｌのうち２つの焦点検出方向について、上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値（例えば８０％）以上であるか否かを判定する。２方向について上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値以上の場合、制御装置１４はステップＳ３０６を肯定判定してステップＳ３０７へ進む。一方、一方向のみが上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値以上の場合、または３方向全てにおいて上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値未満の場合、制御装置１４はステップＳ３０６を否定判定してステップＳ３０８へ進む。

上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値以上である２方向については、いずれで焦点検出を行っても、検出精度の差が少ないことが想定される。そこで、ステップＳ３０７において制御装置１４は、上記コントラスト値Ｓの割合が所定閾値以上であった２方向を焦点検出方向として決定する。そして制御装置１４は、当該２方向の像ずれ量から求めたデフォーカス量（マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列から求めたデフォーカス量のうち、当該２方向に対応する出力信号列から求めたデフォーカス量）の平均値を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定する。その後、図１４の処理を終了する。

一方、ステップＳ３０８において制御装置１４は、上記コントラスト値Ｓの割合が最も高かった方向を、焦点検出方向として決定する。そして制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列から求めたデフォーカス量のうち、決定した焦点検出方向に対応する出力信号列から求めたデフォーカス量を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定する。その後、図１４の処理を終了する。

以上説明した第２の実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）本実施形態の焦点検出装置において、制御装置１４は、第１コントラスト値Ｓ（Ｈ１）に対する第２コントラスト値Ｓ（Ｈ２）の割合と、第３コントラスト値Ｓ（Ｒ１）に対する第４コントラスト値Ｓ（Ｒ２）の割合と、第５コントラスト値Ｓ（Ｌ１）に対する第６コントラスト値Ｓ（Ｌ２）の割合とが所定閾値以上である場合は、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒおよび左斜め方向Ｌの全てを焦点検出方向として選択するように構成した。また、制御装置１４は、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒおよび左斜め方向Ｌの全てを焦点検出方向として選択した場合、第１対の信号列（マイクロレンズ列Ｈ１に対応）と、第３対の信号列（マイクロレンズ列Ｒ１に対応）と、第５対の信号列（マイクロレンズ列Ｌ１に対応）とに基づいて撮影レンズ２０の焦点調節状態を検出するように構成した。これにより、撮影レンズ２０の焦点調節状態を精度よく検出することができる。

（変形例１）
上述した実施の形態では、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝から求めたデフォーカス量を、撮影レンズ２０の焦点調節に用いる例について説明した。しかしながら、マイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝から求めたデフォーカス量を、撮影レンズ２０の焦点調節を用いるようにしてもよい。マイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２ではマイクロレンズＭＬが半ピッチで並ぶため、変形例１によれば、被写体のエッジが焦点検出方向に対して垂直に存在する場合に、一段と精度よく焦点調節を行うことができる。

（変形例２）
上述した実施の形態では、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１に対応する出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝から求めたデフォーカス量を、撮影レンズ２０の焦点調節に用いる例について説明した。しかしながら、マイクロレンズ複数列分のデフォーカス量を求め、それらの平均値を撮影レンズ２０の焦点調節に用いるようにしてもよい。

例えば、焦点検出方向決定処理において水平方向Ｈを焦点検出方向として決定した場合について説明する。この場合の制御装置１４は、図１５に示すように、水平方向Ｈに並ぶ複数のマイクロレンズＭＬで構成され、互いに隣接する複数列（例えば３列）のマイクロレンズ列Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚについて、それぞれ対応する一対の光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝からデフォーカス量を求める。そして制御装置１４は、マイクロレンズ列Ｈｘ、Ｈｙ、Ｈｚに対応するデフォーカス量の平均値を、焦点調節に用いるデフォーカス量として決定する。

（変形例３）
上述した実施の形態では、水平方向Ｈ、右斜め方向Ｒ、左斜め方向Ｈの３方向の中から焦点検出方向を選択する例について説明したが、焦点検出方向の選択肢の数はこれに限らなくてよい。たとえば、図１６に示すように、上記３方向に、さらに、鉛直方向Ｖ、水平方向Ｈから反時計回りに３０度回転した方向ＲＸ、水平方向Ｈから時計周りに３０度回転した方向ＬＸの３方向を加えた６方向の中から焦点検出方向を選択するようにしてもよい。

（変形例４）
上述した実施の形態では、マイクロレンズＭＬが一列ごとに半ピッチずれて配列された焦点検出センサ１２を用いる例について説明したが、図１７に示すようにマイクロレンズＭＬが正方配列で配置された焦点検出センサを用いるようにしてもよい。

この場合の制御装置１４は、たとえば水平方向Ｈおよび鉛直方向Ｖの２方向から、焦点検出方向を選択する。具体的に、制御装置１４は、図１７（Ａ）に示すように、水平方向Ｈに並ぶマイクロレンズ列Ｈ１および鉛直方向Ｖに並ぶマイクロレンズ列Ｖ１について、それぞれに対応する一対の光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いてコントラスト値を求める。また、制御装置１４は、図１７（Ｂ）に示すように、水平方向Ｈにおいてジグザグに並ぶマイクロレンズ列Ｈ２および鉛直方向Ｖにおいてジグザグに並ぶマイクロレンズ列Ｖ２について、それぞれに対応する一対の光電変換素子列の出力信号列｛ａ（ｉ）｝および｛ｂ（ｉ）｝を用いてコントラスト値を求める。そして制御装置１４は、これらのコントラスト値に基づいて、上述した実施の形態と同様にして焦点検出方向を決定する。

（変形例５）
上述した実施の形態では、（５）式により求まるＳ、すなわち相関量Ｃ（ｋ）の最小値近傍における相関量Ｃ（ｋ）の傾きを、コントラスト値として用いる例について説明した。しかしながら、コントラストに比例する値であればこの他の値を用いるようにしてもよく、例えば、相関量Ｃ（ｋ）の平均値をコントラスト値として用いるようにしてもよい。

（変形例６）
上述した実施の形態では、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１のコントラスト値Ｓに対するマイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２のコントラスト値Ｓの割合に基づいて、焦点検出方向を選択する例について説明した。しかしながら、マイクロレンズ列Ｈ１、Ｒ１、Ｌ１のコントラスト値Ｓとマイクロレンズ列Ｈ２、Ｒ２、Ｌ２のコントラスト値Ｓとの差分に基づいて、焦点検出方向を選択するようにしてもよい。この場合、コントラスト値Ｓの差分が最も小さい方向を、焦点検出方向として選択すればよい。

（変形例７）
上述した第２の実施の形態の焦点検出方向決定処理において、ステップＳ３０４およびＳ３０６の判定で用いる所定閾値は、コントラスト値Ｓの高低に応じて変更するようにしてもよい。たとえば、コントラスト値Ｓが全体的に高い場合には所定閾値を高めに設定したり、コントラスト値Ｓが全体的に低い場合には所定閾値を低めに設定したりしてもよい。

（変形例８）
本発明を一眼レフタイプのデジタルカメラに適用するようにしてもよい。この場合、ミラーダウン時において、メインミラーを透過した被写体光がサブミラーによって焦点検出センサ１２に導かれるように、焦点検出センサ１２を配置すればよい。

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。また、上記実施形態に各変形例の構成を適宜組み合わせてもかまわない。

１…カメラボディ、２…レンズ鏡筒、１０…ハーフミラー、１１…撮像素子、１２…焦点検出センサ、１４…制御装置、２０…撮影レンズ、２１…レンズ駆動部、ＭＬ…マイクロレンズ、ＰＤ…光電変換素子群

Claims (2)

1. 光学系を透過した被写体からの光が入射する第１のマイクロレンズと、
   前記第１のマイクロレンズに対して第１の方向に配置された第２のマイクロレンズと、
   前記第２のマイクロレンズに対して前記第１の方向と交差する第２の方向に配置された第３のマイクロレンズと、
   前記第１のマイクロレンズと前記第２のマイクロレンズと前記第３のマイクロレンズとにそれぞれ設けられ、前記光学系の異なる瞳領域を通過した光をそれぞれ受光する複数の画素と、
   前記光学系の異なる瞳領域を通過した光を受光する、前記第１、第２のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素の信号から、前記光学系の合焦状態を検出する検出部と、
   前記第１、第２、第３のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力され、前記第１、第３、第２のマイクロレンズの順に並んだ信号の列と、前記第１、第２のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力された信号の列とを比較し、前記光学系の合焦状態の検出に用いる前記第１、第２のマイクロレンズの画素を前記複数の画素から選択する選択部と
   を備える焦点検出装置。
2. 光学系を透過した被写体からの光が入射する第１のマイクロレンズと、
   前記第１のマイクロレンズに対して第１の方向に配置された第２のマイクロレンズと、
   前記第２のマイクロレンズに対して前記第１の方向と交差する第２の方向に配置された第３のマイクロレンズと、
   前記第１のマイクロレンズと前記第２のマイクロレンズと前記第３のマイクロレンズとにそれぞれ設けられ、前記光学系の異なる瞳領域を通過した光をそれぞれ受光する複数の画素と、
   前記光学系の異なる瞳領域を通過した光を受光する、前記第１、第２、第３のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素の信号から、前記光学系の合焦状態を検出する検出部と、
   前記第１、第２、第３のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力され、前記第１、第３、第２のマイクロレンズの順に並んだ信号の列と、前記第１、第２のマイクロレンズにそれぞれ設けられた画素から出力された信号の列とを比較し、前記光学系の合焦状態の検出に用いる前記第１、第２、第３のマイクロレンズの画素を前記複数の画素から選択する選択部と
   を備える焦点検出装置。
   

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