(57)【要約】【課題】静止画の高速連写を行うに適した撮像素子、焦点検出装置、撮像方法、および焦点検出方法を提供する。【解決手段】１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するフォトダイオードが、所定の瞳分割方向に複数配置されている撮像素子において、瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作（時刻Ｔ１〜Ｔ２、Ｔ４〜Ｔ５、Ｔ７〜Ｔ８、Ｔ１０〜Ｔ１１）と、瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作（Ｔ３〜Ｔ４、Ｔ６〜Ｔ７、Ｔ９〜Ｔ１０）を含み、第１の撮像動作と第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを実行する。【選択図】  図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するように、所定の瞳分割方向に分割された複数のフォトダイオードが配置されている撮像素子において、
上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作と、
焦点検出のために、上記瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作と、
を含み、
上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを実行する制御回路を有することを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの内の一部の瞳分割方向に対応する画素信号だけを出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの全ての瞳分割方向に対応する画素信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
上記撮像素子は複数の撮像モードを有し、
上記複数の撮像モードのうちから、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードが設定される場合に、上記第２の撮像動作より先に上記第１の撮像動作を実行することを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像素子を有し、
上記撮像素子が上記第１の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて静止画データを記録するための処理を行う画像処理回路と、
上記撮像素子が上記第２の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて焦点検出のための処理を行う焦点検出回路と、
上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを上記撮像素子に設定する制御回路と、
を具備することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
上記撮像素子は、上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成し、表示のための画素信号を生成し出力する第３の撮像動作を行う第２の撮像モードを含み、
上記制御回路は、上記撮像素子が上記第２の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定することを特徴とする請求項５に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
上記撮像素子は、上記第２の撮像動作と上記第３の撮像動作を順に実行する第３の撮像モードを含み、
上記制御回路は、上記撮像素子が上記第３の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定することを特徴とする請求項５に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するように、所定の瞳分割方向に分割された複数のフォトダイオードが配置されている撮像素子の撮像方法において、
上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作と、
上記瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作と、
を含み、
上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを実行することを特徴とする撮像方法。
【請求項９】
上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの内の一部の瞳分割方向に対応する画素信号だけを出力することを特徴とする請求項８に記載の撮像方法。
【請求項１０】
上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの全ての瞳分割方向に対応する画素信号を出力することを特徴とする請求項８に記載の撮像方法。
【請求項１１】
上記撮像素子は複数の撮像モードを有し、
上記複数の撮像モードのうちから、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードが設定される場合に、上記第２の撮像動作より先に上記第１の撮像動作を実行することを特徴とする請求項８に記載の撮像方法。
【請求項１２】
１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するフォトダイオードが、所定の瞳分割方向に複数配置されている撮像素子を有する焦点検出装置の焦点検出方法において、
上記撮像素子が第１の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて静止画データを記録するための処理を行い、
上記撮像素子が第２の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて焦点検出のための処理を行い、
上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを上記撮像素子に設定する、
ことを特徴とする焦点検出方法。
【請求項１３】
上記撮像素子は、上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成し、表示のための画素信号を生成し出力する第３の撮像動作を行う第２の撮像モードを含み、
上記撮像素子が上記第２の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の焦点検出方法。
【請求項１４】
上記撮像素子は、上記第２の撮像動作と上記第３の撮像動作を順に実行する第３の撮像モードを含み、
上記撮像素子が上記第３の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の焦点検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子、焦点検出装置、撮像方法、および焦点検出方法に関し、詳しくは、位相差ＡＦ方式により焦点調節を行うための画素信号を出力する焦点検出用画素と、ライブビュー画像表示用および画像記録用の画素信号を出力する撮像用画素を、有する撮像素子、焦点検出装置、撮像方法、および焦点検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像用画素の二次元配列中の一部に焦点検出用画素を配列し、撮影光学系により結像された被写体像を撮像するとともに、位相差ＡＦ方式により撮影光学系の焦点検出を行う撮像装置が知られている。また、この撮像装置は、撮像用画素からの出力に基づいて、ライブビュー表示を行い、またレリーズ釦が操作されると、撮像用画素からの出力に基づいて、記録用の画像データを生成し、記録媒体に記録する。
【０００３】
前述したように、焦点検出用画素は、撮像用画素の間に配置されているので、画像を生成する場合には、焦点検出用画素の出力を除外し、撮像用画素の出力のみを選択する方法がある。例えば、特許文献１には、焦点検出用画素列を含む第１画素列と、撮像用画素列を含み焦点検出用画素列を含まない第２画素列と、を設け、第１画素列からの焦点検出信号の読み出しと第２画素列からの画像信号の読み出しとを択一的かつ非同期で行うようにした撮像装置が提案されている。また、特許文献２には、画素列毎にフォトダイオードの分割画素をそれぞれ読み出す方法と、フォトダイオードの分割画素を加算して読み出す方法を切り替えることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６１９０６号公報
【特許文献２】特開２０１５−００５８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述した先行技術は、いずれもライブビュー表示中に、焦点検出用画素から画素信号を読み出すものであって、撮影待機中にライブビューを行うことを前提とした撮像制御方法である。静止画撮影を行うために撮像駆動モードの切り替えを行わなければならない。この場合は、無効フレーム（画素の読出しや電荷リセットのタイミングを次の撮像駆動モードと同一にするための制御期間）が必要なため、無効フレームの時間分連写速度が低下してしまう。したがって、高速連写撮影には適していない。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、静止画の高速連写を行うに適した撮像素子、焦点検出装置、撮像方法、および焦点検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため第１の発明に係る撮像素子は、１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するように、所定の瞳分割方向に分割された複数のフォトダイオードが配置されている撮像素子において、上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作と、焦点検出のために、上記瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作と、含み、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを実行する制御回路を有する。
【０００８】
第２の発明に係る撮像素子は、上記第１の発明において、上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの内の一部の瞳分割方向に対応する画素信号だけを出力する。
第３の発明に係る撮像素子は、上記第１の発明において、上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの全ての瞳分割方向に対応する画素信号を出力する。
【０００９】
第４の発明に係る撮像素子は、上記第１の発明において、上記撮像素子は複数の撮像モードを有し、上記複数の撮像モードのうちから、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードが設定される場合に、上記第２の撮像動作より先に上記第１の撮像動作を実行する。
【００１０】
第５の発明に係る焦点検出装置は、上記第１の発明に記載の撮像素子を有し、上記撮像素子が上記第１の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて静止画データを記録するための処理を行う画像処理回路と、上記撮像素子が上記第２の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて焦点検出のための処理を行う焦点検出回路と、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを上記撮像素子に設定する制御回路と、を具備する。
【００１１】
第６の発明に係る焦点検出装置は、上記第５の発明において、上記撮像素子は、上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成し、表示のための画素信号を生成し出力する第３の撮像動作を行う第２の撮像モードを含み、上記制御回路は、上記撮像素子が上記第２の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定する。
第７の発明に係る焦点検出装置は、上記第５の発明において、上記撮像素子は、上記第２の撮像動作と上記第３の撮像動作を順に実行する第３の撮像モードを含み、上記制御回路は、上記撮像素子が上記第３の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定する。
【００１２】
第８の発明に係る撮像方法は、１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するように、所定の瞳分割方向に分割された複数のフォトダイオードが配置されている撮像素子の撮像方法において、上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作と、上記瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作と、
を含み、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを実行する。
【００１３】
第９の発明に係る撮像方法は、上記第８の発明において、上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの内の一部の瞳分割方向に対応する画素信号だけを出力する。
第１０の発明に係る撮像方法は、上記第８の発明において、上記第２の撮像動作では、上記複数のフォトダイオードの全ての瞳分割方向に対応する画素信号を出力する。
第１１の発明に係る撮像方法は、上記第８の発明において、上記撮像素子は複数の撮像モードを有し、上記複数の撮像モードのうちから、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードが設定される場合に、上記第２の撮像動作より先に上記第１の撮像動作を実行する。
【００１４】
第１２の発明に係る焦点検出方法は、１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するフォトダイオードが、所定の瞳分割方向に複数配置されている撮像素子を有する焦点検出装置の焦点検出方法において、上記撮像素子が第１の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて静止画データを記録するための処理を行い、上記撮像素子が第２の撮像動作を実行している時に、上記撮像素子から出力される画素信号に基づいて焦点検出のための処理を行い、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを上記撮像素子に設定する。
【００１５】
第１３の発明に係る焦点検出方法は、上記第１２の発明において、上記撮像素子は、上記瞳分割方向に対応する画素信号を合成し、表示のための画素信号を生成し出力する第３の撮像動作を行う第２の撮像モードを含み、上記撮像素子が上記第２の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定する。
第１４の発明に係る焦点検出方法は、上記第１２の発明において、上記撮像素子は、上記第２の撮像動作と上記第３の撮像動作を順に実行する第３の撮像モードを含み、上記撮像素子が上記第３の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、上記第１の撮像動作と上記第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する上記撮像モードを上記撮像素子に対して設定する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、静止画の高速連写を行うに適した撮像素子、焦点検出装置、撮像方法、および焦点検出方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の主として電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る撮像装置の撮像素子の主として電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る撮像装置の画素の構造を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る撮像装置の画素の電気的構成を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、焦点検出用画素優先モード時おける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、焦点検出用画素優先モード時おける画素信号読出を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、画像用画素優先モード時おける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子の第１の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、画像用画素優先モード時おける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子の第２の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、画像用画素優先モード時おける画素信号読出を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、画像のみモード時おける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、画像のみモード時おける画素信号読出を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図１２Ａ】本発明の一実施形態に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２Ｂ】本発明の一実施形態に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、静止画連写撮影時の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、撮像素子の画素加算の対象を示す図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、撮像素子の画素加算結果を示す図である。
【図１６】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、撮像素子からの読出しの他の例を示す図である。
【図１７】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、撮像素子の画素加算結果の他の例を示す図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、静止画フレームと位相差フレームの読出しタイミングを示すタイミングチャートである。
【図１９】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、焦点検出用画素優先モードの変形例であって、電子シャッタ動作を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【図２０】本発明の一実施形態に係る撮像装置において、焦点検出用画素優先モードの変形例であって、一対の焦点検出画素信号のうちの一方の画素読出を行うときの撮像素子の駆動例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態に係る撮像装置について説明する。この撮像装置は、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタタイミングを決定する。レリーズ操作時には、画像データが記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
【００１９】
また、本実施形態に係る撮像装置の撮像部は、撮像用画素の二次元配列中の一部に焦点検出用画素を配列し、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する。連写によって静止画を撮影する場合には、静止画のための本露光と本露光の間に、位相差検出のための露光を行う（例えば、図１３参照）。この位相差検出用露光が終了した後に、位相差検出画素（焦点検出用画素）からの信号を読み出し（例えば、図１２ＢのＳ４３参照）、読出した画素信号を用いて、相関演算やピントずれ量を算出し、フォーカスレンズのピント合わせを行う（例えば、図１２ＢのＳ４５、Ｓ４７、Ｓ５５等参照）。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る焦点検出装置を含む撮像装置（具体的には例えばデジタルカメラ）１の構成の一例を示すブロック図である。なお、図１中において、矢印付き実線はデータの流れを、矢印付き破線は制御信号の流れをそれぞれ示している。
【００２１】
撮像装置１は、交換式レンズ１００と、カメラ本体２００とを有する。交換式レンズ１００は、カメラ本体２００に着脱できるように構成されている。交換式レンズ１００とカメラ本体２００とは、交換式レンズ１００がカメラ本体２００に装着されたときに、互いに通信できるように接続される。なお、撮像装置１は、必ずしもレンズ交換式の撮像装置でなくてもよい。例えば、撮像装置１は、レンズ一体型の撮像装置であってもよい。また、スマートフォンのように、携帯機器内に設けられた撮像装置であってもよい。
【００２２】
交換式レンズ１００は、撮像光学系１０２と、駆動部１０４と、レンズＣＰＵ（Central Processing Unit）１０６と、レンズ側記憶部１０８とを備える。ここで、交換式レンズ１００の各ブロックは、例えばハードウェアによって構成されている。しかしながら、必ずしもハードウェアによって構成されている必要はなく、一部はソフトウェアによって構成されていてもよい。また、交換式レンズ１００の各ブロックは、単一のハードウェア又はソフトウェアによって構成されていなくてもよく、複数のハードウェア又はソフトウェアによって構成されていてもよい。また、交換式レンズとカメラ本体が一体に構成されている場合には、レンズＣＰＵ１０６とＣＰＵ２１２が１つのＣＰＵで構成されていてもよい。
【００２３】
撮像光学系１０２は、被写体からの光束をカメラ本体２００の撮像素子２０８に結像させるための光学系である。撮像光学系１０２は、フォーカスレンズ１０２ａと、絞り１０２ｂとを有する。フォーカスレンズ１０２ａは、光軸方向に移動することによって、撮像光学系１０２の焦点位置を調節できるように構成されている。
【００２４】
絞り１０２ｂは、フォーカスレンズ１０２ａの光軸上に配置される。絞り１０２ｂの口径は可変である。絞り１０２ｂは、フォーカスレンズ１０２ａを通過して撮像素子２０８に入射する被写体からの光束の量を調節する。駆動部１０４は、駆動モータと駆動回路等を有し、レンズＣＰＵ１０６から出力される制御信号に基づいて、フォーカスレンズ１０２ａと絞り１０２ｂとを駆動する。ここで、撮像光学系１０２は、ズームレンズとして構成されていてもよい。この場合、駆動部１０４はズーム駆動も行ってもよい。
【００２５】
レンズＣＰＵ１０６は、ＣＰＵとその周辺回路を含むプロセッサであり、レンズ側記憶部１０８に記憶されているプログラムに従って動作する。レンズＣＰＵ１０６は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）１１０を介してカメラ本体２００のＣＰＵ２１２との間で通信できるように構成されている。レンズＣＰＵ１０６は、カメラ本体２００のＣＰＵ２１２の制御に従って駆動部１０４を制御する。また、レンズＣＰＵ１０６は、Ｉ／Ｆ１１０を介して絞り１０２ｂの絞り値（Ｆ値）及びレンズ側記憶部１０８に記憶されているレンズ情報等の各種情報をＣＰＵ２１２に送信する。
【００２６】
なお、レンズＣＰＵ１０６は、必ずしもＣＰＵとして構成されていなくてもよい。すなわち、レンズＣＰＵ１０６と同様の機能は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等のプロセッサによって実現されてもよい。また、レンズＣＰＵ１０６と同様の機能は、ソフトウェアによって実現されてもよい。
【００２７】
レンズ側記憶部１０８は、電気的書き換え可能な不揮発性メモリを有し、交換式レンズ１００に関するレンズ情報を記憶している。レンズ情報は、例えば撮像光学系１０２の焦点距離の情報や収差の情報を含む。
【００２８】
カメラ本体２００は、メカシャッタ２０２と、駆動部２０４と、操作部２０６と、撮像素子２０８と、手振れ補正回路２１０と、ＣＰＵ２１２と、画像処理回路２１４と、画像圧縮展開部２１６と、焦点検出回路２１８と、露出制御回路２２０と、表示部２２２と、バス２２４と、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）２２６と、本体側記憶部２２８と、記録媒体２３０とを有する。ここで、カメラ本体２００の各ブロックは、例えばハードウェアによって構成されている。しかしながら、必ずしもハードウェアによって構成されている必要はなく、一部はソフトウェアによって構成されていてもよい。また、カメラ本体２００の各ブロックは、単一のハードウェア又はソフトウェアによって構成されていなくてもよく、複数のハードウェア又はソフトウェアによって構成されていてもよい。
【００２９】
メカシャッタ２０２は、開閉自在に構成され、撮像素子２０８への被写体からの光束の入射時間（撮像素子２０８の露光時間）を調節する。メカシャッタ２０２としては、例えばフォーカルプレーンシャッタが採用される。このフォーカルプレーンシャッタ以外にも、レンズシャッタをレンズ鏡筒側に設けてもよい。駆動部２０４は、ＣＰＵ２１２からの制御信号に基づいてメカシャッタ２０２を駆動する。駆動部２０４は、メカシャッタ２０２を駆動するアクチュエータと、このアクチュエータの駆動回路等を有し、メカシャッタ２０２の開閉動作を行う。
【００３０】
操作部２０６は、ユーザの指示を撮像装置１に入力するためのインターフェースであり、電源ボタン、レリーズボタン、動画ボタン、再生ボタン、メニューボタン等の各種の操作ボタン及びタッチパネル等の各種の操作部材を含む。この操作部２０６は、各種の操作部材の操作状態を検知し、検知結果を示す信号をＣＰＵ２１２に出力する。
【００３１】
撮像素子２０８は、複数の画像用画素（撮像用画素）が２次元状に配列された画素部２２（図２参照）を有する。画像用画素は、マイクロレンズＬ（図３参照）に対応し、複数の焦点検出用画素に分割された構成となっている。焦点検出用画素は、撮影光学系である撮像レンズ２の射出瞳を複数に瞳分割した領域を通過する光束をそれぞれ光電変換して光電変換信号を生成する。画素部２２には、複数の焦点検出用画素が２次元状に配列されている。撮像素子２０８は、例えば、原色ベイヤ配列のカラーフィルタを備える単板式ＣＭＯＳ撮像素子として構成されているが、もちろんこの構成に限定されるものではない。撮像素子２０８の詳しい構成については、図２ないし図４を用いて後述する。
【００３２】
撮像素子２０８は、１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するように、所定の瞳分割方向に分割された複数のフォトダイオードが配置されている撮像素子である。また、撮像素子２０８は、１個のマイクロレンズに対して撮像光学系の異なる射出瞳領域を通過するそれぞれの光束を光電変換して画素信号を生成するように所定の瞳分割方向に分割された複数の受光部が配置されている画素部を有する撮像素子である。
【００３３】
撮像素子２０８は、撮像光学系１０２の光軸上であって、メカシャッタ２０２の後方で、かつ、撮像光学系１０２によって被写体からの光束が結像される位置に配置されている。撮像素子２０８は、被写体を撮像して被写体に係る画素信号を生成する。
【００３４】
本実施形態に係る撮像素子２０８は、システム制御部として機能するＣＰＵ２１２の制御に基づき、第１読出を行う焦点検出用画素優先モード（単純読み出し方式）と、第２読出を行う画像用画素優先モード（減算読み出し方式）と、第３読出を行う画像のみモード（位相差情報なし読み出し方式）と、により動作可能となっている。
【００３５】
１つの画像用画素が、例えば２つの焦点検出用画素Ａ，Ｂに分割されている場合を例に挙げると、焦点検出用画素優先モード（単純読み出し方式）では、第１読出により、撮像素子２０８から一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂがそれぞれ出力される。一対の焦点検出用画素Ａ，Ｂとしては、左側開口画素Ｇｂｌ，Ｇｒｌ，Ｒｌ，Ｂｌと、右側開口画素Ｇｂｒ，Ｇｒｒ，Ｒｒ，Ｂｒがある。また、一対の焦点検出用画素Ａ，Ｂとしては、後述するような上側開口画素Ｇｂｔ，Ｇｒｔ，Ｒｔ，Ｂｔと、下側開口画素Ｇｂｂ，Ｇｒｂ，Ｒｂ，Ｇｂがある。
【００３６】
また、画像用画素優先モード（減算読み出し方式）では、第２読出により、撮像素子２０８から、一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂの何れか一方（ここでは例えば焦点検出用画素信号Ａであるものとする）と、一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂを加算した画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）とが出力される。さらに、画像のみモード（位相差情報なし読み出し方式）では、第３読出により、一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂを加算した画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）のみが出力され、焦点検出用画素信号Ａ，Ｂは何れも出力されない。第１読出、第２読出、および第３読出の詳しい動作については、図５ないし図１１を用いて後述する。
【００３７】
撮像素子２０８は、瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作と（例えば、図１０及び図１１に示す第３読出参照）、焦点検出のために瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作（例えば、図５及び図６に示す第１読出参照）で、動作する。また、撮像素子２０８（ＣＰＵ２１２）は、第１の撮像動作と第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを実行する制御回路として機能する（例えば、後述する図１３参照）。また、ＣＰＵ２１２は、第１の撮像動作と第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを撮像素子に設定する制御回路として機能する。
【００３８】
また、上述の第２の撮像動作では、複数のフォトダイオードの内の一部の瞳分割方向に対応する画素信号だけを出力する（例えば、図７ないし図９に示す第２読出、図１４、図１６及び図１７参照）。また、第２の撮像動作では、複数のフォトダイオードの全ての瞳分割方向に対応する画素信号を出力する（例えば、図５及び図６に示す第１読出、図１４及び図１５参照）。また、撮像素子２０８は、撮像素子は複数の撮像モードを有し、複数の撮像モードのうちから、第１の撮像動作と第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードが設定される場合に、第２の撮像動作より先に第１の撮像動作を実行する（例えば、図１８（ａ）参照）。
【００３９】
撮像素子は、瞳分割方向に対応する画素信号を合成し、表示のための画素信号を生成し出力する第３の撮像動作を行う第２の撮像モードを含んでいる（例えば、図７ないし図９の第２読出、図１２ＡのＳ５参照）。ＣＰＵ２１２（撮像素子２０８）は、撮像素子が第２の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、第１の撮像動作と第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを撮像素子に対して設定する制御回路として機能する（例えば、図１２ＢのＳ３１、Ｓ４３参照）。
【００４０】
撮像素子は、第２の撮像動作と第３の撮像動作を順に実行する第３の撮像モードを含んでいる（例えば、図１２ＡのＳ５、Ｓ１７参照）。ＣＰＵ２１２は、撮像素子が第３の撮像モードにて繰り返し撮像動作を実行している場合に、静止画撮影を指示されると、第１の撮像動作と第２の撮像動作とを交互に繰り返し実行する撮像モードを撮像素子に対して設定する制御回路として機能する（例えば、図１２Ａ、図１２ＢのＳ３１、Ｓ４３参照）。
【００４１】
手振れ補正回路２１０は、カメラ本体２００に発生した手振れが抑制されるように、撮像素子２０８をその受光面と平行な方向に移動させる。手振れの動きを打ち消すように撮像素子２０８が移動されることにより、手振れに起因して画像データに発生する被写体像のぶれが抑制される。なお、手振れ補正回路は、交換式レンズ１００に設けられていてもよい。この場合の手振れ補正回路は、撮像光学系１０２に含まれる手振れ補正光学系を移動させるように構成される。
【００４２】
ＣＰＵ２１２は、ＣＰＵとその周辺回路を含むプロセッサであり、本体側記憶部２２８に記憶されているプログラムに従ってカメラ本体２００の全体制御を行う。ＣＰＵ２１２は、例えば撮像素子２０８による撮像動作（撮像駆動モード、読出モード等）を制御する。また、ＣＰＵ２１２は、焦点検出回路２１８によって検出されたフォーカスレンズ１０２ａの焦点状態に応じて、フォーカスレンズ１０２ａを駆動するための制御信号をレンズＣＰＵ１０６に対して出力する。また、ＣＰＵ２１２は、露出制御回路２２０によって算出された露出設定値をレンズＣＰＵ１０６及び撮像素子２０８に対して出力する。ここで、ＣＰＵ２１２は、必ずしもＣＰＵとして構成されていなくてもよい。すなわち、ＣＰＵ２１２と同様の機能は、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等によって実現されてもよい。また、ＣＰＵ２１２と同様の機能は、ソフトウェアによって実現されてもよい。
【００４３】
画像処理回路２１４は、画素データに対して各種の画像処理を施す。例えば画像処理回路２１４は、静止画撮影の際には、静止画記録用の画像処理を施して静止画データを生成する。同様に、画像処理回路２１４は、動画撮影の際には、動画記録用の画像処理を施して動画データを生成する。さらに、画像処理回路２１４は、ライブビュー表示時には、表示用の画像処理を施して表示画像データを生成する。画像処理回路２１４は、撮像素子が第１の撮像動作（例えば、図１０及び図１１に示す第３読出参照）を実行している時に、撮像素子から出力される画素信号に基づいて静止画データを記録するための処理を行う画像処理回路として機能する。
【００４４】
画像圧縮展開部２１６は、画像圧縮回路および画像伸張回路を有する。画像圧縮展開部２１６は、画像データの記録時には、画像処理回路２１４で生成された画像データ（静止画データ又は動画データ）を圧縮する。また、画像データの再生時には、記録媒体２３０に圧縮状態で記録された画像データを伸張する。
【００４５】
焦点検出回路２１８は、撮像素子２０８の焦点検出用画素から出力される焦点検出画素データを用いた公知の位相差方式によってフォーカスレンズ１０２ａの焦点検出を行う（例えば、後述する図１２ＡのＳ７、Ｓ９、Ｓ１９、Ｓ２１、図１２ＢのＳ４５、Ｓ４７等参照）。焦点検出回路２１８は、撮像素子が第２の撮像動作（例えば、図５及び図６に示す第１読出参照）を実行している時に、撮像素子から出力される画素信号に基づいて焦点検出のための処理を行う焦点検出回路として機能する。
【００４６】
露出制御回路２２０は、測光部としての機能を果たし、撮像素子２０８の画素データに基づいて露出設定値を算出する。この露出制御回路２２０は、撮像素子２０８の画素データから被写体輝度を測定し、測定した被写体輝度から撮影時の被写体の輝度を適正値にするために必要な露出設定値を算出する。露出設定値は、絞り１０２ｂの開口量（絞り値）、撮像素子２０８の露光時間（シャッタースピード）を含む。
【００４７】
表示部２２２は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等のディスプレイを有し、カメラ本体２００の背面等に配置され、また電子ビューファインダとして配置される。この表示部２２２は、ＣＰＵ２１２の制御に従って画像を表示する。表示部２２２は、ライブビュー表示や記録済み画像の表示等に使用される。
【００４８】
バス２２４は、撮像素子２０８、ＣＰＵ２１２、画像処理回路２１４、画像圧縮展開部２１６、焦点検出回路２１８、露出制御回路２２０、表示部２２２、ＤＲＡＭ２２６、本体側記憶部２２８、記録媒体２３０に接続され、これらのブロックで発生した各種のデータを転送するための転送路として動作する。
【００４９】
ＤＲＡＭ２２６は、電気的に書き換え可能な揮発性メモリであり、撮像素子２０８から出力される画素データ、静止画データ、動画データ、表示画像データ、ＣＰＵ２１２における処理データ等の各種データを一時的に記憶する。なお、一時記憶用としてＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）が用いられてもよい。
【００５０】
本体側記憶部２２８は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。本体側記憶部２２８は、ＣＰＵ２１２で使用されるプログラム、カメラ本体２００の調整値等の各種データを記憶している。記録媒体２３０は、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリであり、カメラ本体２００に内蔵されるか又は装填されるように構成されている。記録媒体２３０は、記録用の画像データを所定の形式の画像ファイルとして記録する。なお、ＤＲＡＭ２２６、本体側記憶部２２８及び記録媒体２３０は、それぞれ１つのメモリ等で構成されてもよいし、複数のメモリ等が組み合わされて構成されてもよい。
【００５１】
次に、図２を用いて、撮像素子２０８の構成について説明する。撮像素子２０８は、複数の焦点検出用画素に分割された画像用画素を有し、焦点検出用画素により光束を光電変換して生成された光電変換信号に基づいて画像用画素信号と焦点検出用画素信号を生成する。
【００５２】
撮像素子２０８は、図２に示す例においては、垂直走査部２１と、画素部２２と、アナログ処理部２３と、ＡＤＣ処理部２４と、メモリ部２５と、水平走査部２６と、出力部２７と、入力部２８と、素子制御部２９と、を備えている。
【００５３】
画像用画素および焦点検出用画素は画素部２２に配列されている。光電変換による画像用画素信号と焦点検出用画素信号の生成は、垂直走査部２１〜出力部２７までの少なくとも一部、および素子制御部２９などが行う。画素部２２に配置された各画素の構造については、図３を用いて後述する。また、画像用画素および焦点検出用画素の電気的な接続については図４を用いて後述する。
【００５４】
垂直走査部２１は、垂直走査回路を有し、画素部２２の画素の水平方向の並び（行）を順次、選択することによって、走査を垂直方向に行う。この垂直走査部２１が、特定の行を選択して、選択された行にある各画素のリセットや転送を行うことで、画素の電荷蓄積時間（露光時間）が制御される。
【００５５】
アナログ処理部２３は、アナログ処理回路を有し、画素部２２から読み出されたアナログの画素信号をアナログ信号処理する回路である。このアナログ処理部２３は、例えば、画素信号を増幅するプリアンプ、画素信号からリセットノイズを低減する相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路などを含んでいる。
【００５６】
アナログ・デジタル変換処理部（ＡＤＣ処理部）２４は、ＡＤ変換回路を有し、アナログ処理部２３から出力されたアナログの画素信号をデジタルの画素信号に変換する。このＡＤＣ処理部２４は、例えば、カラムＡＤＣに代表されるような、画素部２２から読み出された画素信号を列毎のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）でＡＤ変換する構成が採用されている。
【００５７】
メモリ部２５は、メモリを有し、ＡＤＣ処理部２４で変換された画素信号を一時的に保持する電気的書き換え可能な揮発性メモリ回路等で構成されている。
【００５８】
水平走査部２６は、水平走査回路を有し、メモリ部２５から、画素信号（画像用画素信号と焦点検出用画素信号）を列順に読み出す。
【００５９】
出力部２７は、出力回路を有し、水平走査部２６により読み出された画素信号を配列して画素信号列を生成し、シリアル信号や差動信号などの出力信号形式に変換して出力する。なお、この出力部２７または上述したＡＤＣ処理部２４等は、増感処理（設定されているＩＳＯ感度に応じた信号増幅処理）を行う増感部としても機能するようになっている。
【００６０】
入力部２８は、入力回路を有し、システム制御部１４から、撮像素子２０８の制御に係る同期信号、基準クロック、動作設定の情報などを受信する。
【００６１】
素子制御部２９は、撮像制御回路を有し、入力部２８を介して受信した同期信号および基準クロックに合わせて、撮像素子２０８内の各ブロックを制御するものであり、読出方法選択部３０を備えている。また、素子制御部２９は、ＣＰＵ２１２から入力部２８を介して撮像駆動モードを切り換える指示等の動作設定指示を受信して、撮像素子２０８内の各ブロックを制御する。
【００６２】
読出方法選択部３０は、選択回路を有し、入力部２８を介して受信した動作設定の情報（例えば、静止画撮影、動画撮影、ライブビュー、ＡＦ等のカメラモード）に基づいて、撮像素子２０８からの読み出し方式を選択して設定する。読み出し方式としては、第１読出（単純読み出し方式）、第２読出（減算読み出し方式）、第３読出（位相差情報なし読み出し方式）などが設けられている。素子制御部２９は、読出方法選択部３０により設定された読み出し方式に応じて、撮像素子２０８内の各部を制御する。
【００６３】
素子制御部２９および図１に示したＣＰＵ２１２等により、撮像素子の読み出しを制御する制御部が構成されている。制御部は、あるフレームにおいて第１読出を行い、他のあるフレームにおいて第２読出を行うように、撮像素子２０８を制御する。また、制御部は、さらに他のあるフレームにおいて第３読出を行うように撮像素子２０８を制御する。また、素子制御部２９は予め複数の撮像駆動モードを有しており、１フレーム毎に第１、第２、第３読出のいずれかを実行する撮像駆動モードや、複数の読出を組み合わせで実行する撮像駆動モードや、さらにその動作を繰り返し実行する撮像駆動モード等を実行することができる。例えば、後述するように、静止画フレーム（第３読出）と位相差フレーム（第１読出）を交互に繰り返し実行し続ける撮像駆動モードやライブビュー（表示）フレーム（第３読出）を、繰り返し実行し続ける撮像駆動モードを有する。このように、撮像素子２０８は、ＣＰＵ２１２から指示される撮像駆動モードに応じて撮像動作を実行することも可能である。
【００６４】
第１読出は、光電変換信号に基づいて第１の瞳分割方向における一対の焦点検出用画素信号の両方を生成して読み出す。また、第２読出は、光電変換信号に基づいて第２の瞳分割方向における一対の焦点検出用画素信号の一方を生成すると共に、１つの画像用画素内で生成された全ての光電変換信号を加算することで画像用画素信号を生成し、生成した一方の焦点検出用画素信号および画像用画素信号を読み出す。さらに、第３読出は、１つの画像用画素内で生成された全ての光電変換信号を加算することで画像用画素信号を生成し、生成した画像用画素信号のみを読み出す。
【００６５】
なお、図２では、撮像素子２０８が垂直走査部２１および画素部２２を備えるだけでなく、さらに、アナログ処理部２３〜素子制御部２９を備える構成例を示している。しかし、これに限るものではなく、例えばアナログ処理部２３〜素子制御部２９の１つ以上を撮像素子２０８の外部に配置しても構わない。
【００６６】
次に、図３を用いて、画素部２２に配置された焦点検出用画素および画像用画素の構造について説明する。画素部２２は、上述したように、画像用画素および焦点検出用画素が２次元状（例えば、垂直方向（列方向）および水平方向（行方向））に配列された画素アレイ部である。
【００６７】
図３は、１つのマイクロレンズＬに２つまたは４つのフォトダイオードＰＤが配置される画素構造の例を示す図表である。図３には、画像用画素の構造として、２ＰＤ画素構造と４ＰＤ画素構造を例示する。２ＰＤ画素構造は、１つのマイクロレンズＬに対して２つのフォトダイオードＰＤを配置する。４ＰＤ画素構造は、１つのマイクロレンズＬに対して４つのフォトダイオードＰＤを配置する。
【００６８】
各画素は、物体側から像側へ向かう積層方向の順に、マイクロレンズＬとカラーフィルタＦとフォトダイオードＰＤとが配設された構成となっている。ここに、マイクロレンズＬは、光を集めることにより画像用画素に到達する光量を増加させ、画像用画素の開口率を実質的に大きくするものである。また、カラーフィルタＦは、例えば原色ベイヤ配列のカラーフィルタの場合には、Ｒフィルタ、Ｇフィルタ、またはＢフィルタの何れかが、その画素位置に応じて配設されている。
【００６９】
図３に示す２ＰＤ画素構造の場合には、１つのマイクロレンズＬの結像範囲に２つのフォトダイオードＰＤが配設されている。２つのフォトダイオードＰＤは、水平方向の位相差を検出するためのものである場合には左右に２分割されており、垂直方向の位相差を検出するためのものである場合には上下に２分割されている。これにより１つの画素が、２つの焦点検出用画素ａ，ｂを有する。
【００７０】
一方、図３に示す４ＰＤ画素構造の場合には、１つのマイクロレンズＬの結像範囲に４つのフォトダイオードＰＤが配設されている。４つのフォトダイオードＰＤは、水平方向および垂直方向の位相差を検出することができるように、上下左右に４分割されている。すなわち、４つのフォトダイオードＰＤが、左上、左下、右上、右下の位置にそれぞれ配置される。これにより１つの画素が、４つの焦点検出用画素ａ，ｂ，ｃ，ｄを有する。
【００７１】
また、以下では、撮像素子２０８の全画素が４ＰＤ画素構造である場合を例に挙げて説明を行うこととする。ただし、撮像素子２０８の一部の画素が、４ＰＤ画素構造、または２ＰＤ画素構造となることを妨げるものではない。撮像素子２０８の全画素が４ＰＤ画素構造である場合には、各フォトダイオードＰＤから出力される画素信号は焦点検出用画素信号である。
【００７２】
さらに、フォトダイオードＰＤの出力を後述する図４の回路構成によって垂直２画素加算する場合、つまり、図３における（ａ＋ｂ）と（ｃ＋ｄ）とを算出する場合には、水平方向の位相差を検出（縦線検知）するための焦点検出用画素信号となる。そして、フォトダイオードＰＤの出力を同様に水平２画素加算する場合、つまり、図３における（ａ＋ｃ）と（ｂ＋ｄ）とを算出する場合には、垂直方向の位相差を検出（横線検知）するための焦点検出用画素信号となる。
【００７３】
図３に示す４ＰＤ画素構造の場合には、縦線検知用の焦点検出用画素信号と、横線検知用の焦点検出用画素信号と、の内の、一方が第１の瞳分割方向における一対の焦点検出用画素信号、他方が第２の瞳分割方向における一対の焦点検出用画素信号となる。加えて、フォトダイオードＰＤの出力を同様に４画素加算する場合、つまり、図３において、（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）を算出する場合には、画像用画素信号となる。
【００７４】
次に、図４に示す回路図を用いて、４ＰＤ画素構造の画素の構成例について説明する。
４ＰＤ画素構造の画素においては、図３に示したように、１つのマイクロレンズＬに対応する位置に４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４が配置されている。具体的には、マイクロレンズＬの光学像が結像される範囲内の左上、左下、右上、右下位置に４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４がそれぞれ配置されている。
【００７５】
４つのフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４には、スイッチとして機能するトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４がそれぞれ接続されている。垂直走査部２１から制御信号ＴＸ１〜ＴＸ４が、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４にそれぞれ印加すると、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４のオン／オフがそれぞれ制御される。
【００７６】
各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４は、フローティングディフュージョンＦＤに接続されている。このため、トランジスタＴｒがオンされると、このトランジスタＴｒに対応するフォトダイオードＰＤの信号電荷が、フローティングディフュージョンＦＤに転送される。
【００７７】
また、各トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４とフローティングディフュージョンＦＤとの間には、スイッチとして機能するトランジスタＴｒ５の一端が接続されており、トランジスタＴｒ５の他端は電源電圧ＶＤＤに接続されている。トランジスタＴｒ５にリセット信号ＲＥＳを印加することにより、電源電圧ＶＤＤ側とフローティングディフュージョンＦＤ側とのオン／オフが制御される。このような構成により、トランジスタＴｒ５がオンになると、フローティングディフュージョンＦＤのリセットが行われる。また、トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ４をオンにした状態で、さらにトランジスタＴｒ５をオンにすることによって、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４のリセットが行われる。
【００７８】
フローティングディフュージョンＦＤは、スイッチとして機能するトランジスタＴｒ６と、電源電圧ＶＤＤに接続され増幅部として機能するトランジスタＴｒ７と、を介して出力端子ＯＵＴに接続されている。トランジスタＴｒ６に選択信号ＳＥＬを印加すると、フローティングディフュージョンＦＤの電圧値がトランジスタＴｒ７により増幅されて、出力端子ＯＵＴから読み出される。
【００７９】
次に、図５および図６に示すタイミングチャートを用いて、第１読出（焦点検出用画素優先モード）の動作について説明する。
【００８０】
図５は、焦点検出用画素優先モードにおける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。なお、図５（および後述する図６〜図１１）におけるタイミングｔ１〜ｔ１０は、１つのタイミングチャート内におけるタイミングの前後関係を表すものであり、異なるタイミングチャートにタイミングを示す同一の記号（例えばｔ１）が記載されていても、同一の時刻を表すものではない。また、電子シャッタは、撮像素子２０８内のトランジスタを制御することにより、撮像素子２０８における露光時間制御を行う。
【００８１】
タイミングｔ２において、リセット信号ＲＥＳをオンにする（スイッチとして機能するトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の内、オンであることを明示したもの以外はオフであるものとする。以下同様。）と、フローティングディフュージョンＦＤがリセットされる。このリセット信号ＲＥＳのオンは、タイミングｔ４においてリセット信号ＲＥＳがオフにされるまで行われる。
【００８２】
タイミングｔ３において、制御信号ＴＸ１，ＴＸ２をオンにすると、この時点ではリセット信号ＲＥＳがオンであるために、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の信号電荷がリセットされる。
【００８３】
タイミングｔ４においてリセット信号ＲＥＳがオフにされた後に、タイミングｔ７においてリセット信号ＲＥＳがオンにされると、フローティングディフュージョンＦＤが再びリセットされる。このリセット信号ＲＥＳのオンは、タイミングｔ９においてリセット信号ＲＥＳがオフにされるまで行われる。
【００８４】
タイミングｔ８において、制御信号ＴＸ３，ＴＸ４をオンにすると、この時点ではリセット信号ＲＥＳがオンであるために、フォトダイオードＰＤ３，ＰＤ４の信号電荷がさらにリセットされる。
【００８５】
また、この図５に示す流れでは、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４からフローティングディフュージョンＦＤへの電荷転送はないために、フローティングディフュージョンＦＤは、タイミングｔ２以降、リセット電荷（タイミングチャート中において、ＲＥＳと記載）を保持する。
【００８６】
図６は、焦点検出用画素優先モードにおける画素信号読出を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。図５に示したような電子シャッタの動作から露光時間（いわゆるシャッタ速度に対応）が経過した後に行われる画素信号の読み出し動作を示すのが、この図６である。
【００８７】
タイミングｔ１において、リセット信号ＲＥＳをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤがリセットされる。このリセットにより、フローティングディフュージョンＦＤは、リセット電荷（ＲＥＳ）を保持する。タイミングｔ２において、選択信号ＳＥＬをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積されたリセット電荷（ＲＥＳ）の電圧が、トランジスタＴｒ７により増幅されて、出力端子ＯＵＴから読み出される。
【００８８】
タイミングｔ３において、制御信号ＴＸ１，ＴＸ２をオンにすると、フォトダイオードＰＤ１の信号電荷（この信号電荷をＰＤ１とする）、およびフォトダイオードＰＤ２の信号電荷（この信号電荷をＰＤ２とする）が、フローティングディフュージョンＦＤへ転送される。これにより、フローティングディフュージョンＦＤは、電荷（ＰＤ１２＋ＲＥＳ（なお、ＰＤ１２＝ＰＤ１＋ＰＤ２である））を保持する。
【００８９】
タイミングｔ４において、選択信号ＳＥＬをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷（ＰＤ１２＋ＲＥＳ）の電圧が上述のように出力端子ＯＵＴから読み出される。このタイミングｔ４で読み出された電圧に含まれるリセット電荷（ＲＥＳ）に相当するリセット電圧（リセットノイズ）は、アナログ処理部２３のＣＤＳ回路により、タイミングｔ２で読み出されたリセット電圧を用いて除去され、電荷（ＰＤ１２）に相当する信号電圧が求められるようになっている。以後、説明は省略するが、同様にしてリセットノイズが除去されて信号成分だけが検出される。
【００９０】
その後、タイミングｔ６において、リセット信号ＲＥＳをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤがリセットされる。そして、フローティングディフュージョンＦＤは、リセット電荷（ＲＥＳ）を保持する。タイミングｔ７において、選択信号ＳＥＬをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積されたリセット電荷（ＲＥＳ）の電圧が出力端子ＯＵＴから読み出される。
【００９１】
タイミングｔ８において、制御信号ＴＸ３，ＴＸ４をオンにすると、フォトダイオードＰＤ３の信号電荷（この信号電荷をＰＤ３とする）、およびフォトダイオードＰＤ４の信号電荷（この信号電荷をＰＤ４とする）が、フローティングディフュージョンＦＤへ転送される。これにより、フローティングディフュージョンＦＤは、電荷（ＰＤ３４＋ＲＥＳ（なお、ＰＤ３４＝ＰＤ３＋ＰＤ４である））を保持する。
【００９２】
タイミングｔ９において、選択信号ＳＥＬをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷（ＰＤ３４＋ＲＥＳ）の電圧が出力端子ＯＵＴから読み出される。
【００９３】
このように、第１読出においては、タイミングｔ４において、左上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ１と、左下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ２の加算値ＰＤ１２が読み出される。また、タイミングｔ９において、右上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ３と、右下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ４の加算値ＰＤ３４が読み出される。すなわち、第１読出においては、撮像素子２０８の一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂがそれぞれ出力される。
【００９４】
次に、図７ないし図９に示すタイミングチャートを用いて、第２読出（画像用画素優先モード）の動作について説明する。
【００９５】
図７は、画像用画素優先モードにおける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子２０８の駆動の第１例を示すタイミングチャートである。なお、図７〜図１１において、図５または図６と同様である点については適宜省略し、以下ではより簡潔に説明する。
【００９６】
タイミングｔ７においてリセット信号ＲＥＳをオンにし、オンにしたリセット信号ＲＥＳを、タイミングｔ９においてオフにする。そして、リセット信号ＲＥＳがオンになっているタイミングｔ８において、制御信号ＴＸ１〜ＴＸ４をオンにして、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷をリセットする。
【００９７】
図８は、画像用画素優先モードにおける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子２０８の駆動の第２例を示すタイミングチャートである。図９を参照して後述するように、画像用画素優先モードにおける画素信号読出においては、タイミングｔ３におけるフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の信号電荷の読み出しと、タイミングｔ８におけるフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷の読み出しと、が行われる。そこで、図８に示す第２の例では、電子シャッタ動作におけるフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４のリセットをタイミングｔ３およびタイミングｔ８の２度行うことにより、電源電圧ＶＤＤの変動が一定（定常的）となるようにしている。
【００９８】
すなわち、タイミングｔ２においてリセット信号ＲＥＳをオンにし、オンにしたリセット信号ＲＥＳを、タイミングｔ４においてオフにする。そして、リセット信号ＲＥＳがオンになっているタイミングｔ３において、制御信号ＴＸ１〜ＴＸ４をオンにして、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷をリセットする。
【００９９】
さらに、タイミングｔ７においてリセット信号ＲＥＳをオンにし、タイミングｔ９においてオンにしたリセット信号ＲＥＳをオフにする。そして、リセット信号ＲＥＳがオンになっているタイミングｔ８において、制御信号ＴＸ１〜ＴＸ４をオンにして、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷をリセットする。
【０１００】
図９は、画像用画素優先モードにおける画素信号読出を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。
【０１０１】
タイミングｔ１において、リセット信号ＲＥＳをオンにしてフローティングディフュージョンＦＤをリセットし、タイミングｔ２において、リセット電荷（ＲＥＳ）の電圧を読み出す。続いて、タイミングｔ３において、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤへ転送する。そして、タイミングｔ４において電荷（ＰＤ１２＋ＲＥＳ）の電圧を読み出す。
【０１０２】
その後、タイミングｔ８において、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤへ転送する。タイミングｔ９において電荷（ＰＤ１２３４＋ＲＥＳ（なお、ＰＤ１２３４＝ＰＤ１＋ＰＤ２＋ＰＤ３＋ＰＤ４である））の電圧を読み出す。
【０１０３】
なお、図９に示す動作を行う場合には、タイミングｔ３で読み出される電荷と、タイミングｔ８で読み出される電荷とは、露光時間が異なることになる。しかし、この露光時間の差は、実際の露光時間（例えば、１／３０秒〜１／１０００秒など）に比べてごく小さいために、実体的な影響はほぼないと考えてよい。
【０１０４】
このように、第２読出においては、タイミングｔ４において、左上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ１と、左下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ２の加算値ＰＤ１２が読み出される。また、タイミングｔ９において、左上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ１と、左下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ２と、右上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ３と、右下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ４の加算値ＰＤ１２３４が読み出される。すなわち、第２読出においては、撮像素子２０８の一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂの何れか一方（ここでは例えば焦点検出用画素信号Ａであるものとする）と、一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂを加算した画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）とが出力される。
【０１０５】
次に、図１０および図１１に示すタイミングチャートを用いて、第３読出（画像のみモード）の動作について説明する。
【０１０６】
図１０は、画像のみモードにおける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。タイミングｔ２においてリセット信号ＲＥＳをオンにし、オンにしたリセット信号ＲＥＳを、タイミングｔ４においてオフにする。そして、リセット信号ＲＥＳがオンになっているタイミングｔ３において、制御信号ＴＸ１〜ＴＸ４をオンにして、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷をリセットする。
【０１０７】
図１１は、画像のみモードにおける画素信号読出を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。タイミングｔ１において、リセット信号ＲＥＳをオンにしてフローティングディフュージョンＦＤをリセットする。タイミングｔ２において、リセット電荷（ＲＥＳ）の電圧を読み出す。タイミングｔ３において、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤへ転送する。タイミングｔ４において電荷（ＰＤ１２３４＋ＲＥＳ）の電圧を読み出す。アナログ処理部２３のＣＤＳ回路により、電荷（ＰＤ１２３４＋ＲＥＳ）の電圧からリセット電荷（ＲＥＳ）の電圧を減算することにより電荷（ＰＤ１２３４）に対応する信号電圧を検出することができる。
【０１０８】
図１０に示したような電子シャッタ動作を行い、図１１に示したような画素信号読出を行う画像のみモード（第３読出）は、画像用画素信号を取得することはできる。しかし、焦点検出用画素信号を取得することはできない。ただし、読み出しは１回で済むので、焦点検出を行わず、画像の表示または記録のみを行う際に都合がよい。
【０１０９】
次に、図１９および図２０に示すタイミングチャートを用いて、第１読出（焦点検出用画素優先モード）の変形例の動作について説明する。第１読出の変形例は、一対の焦点検出用画素のうちの一方の焦点検出画素信号だけを読出す動作である。
【０１１０】
図１９は、焦点検出用画素優先モードにおける電子シャッタ動作を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。図１９は、図５のｔ１〜ｔ５の部分と同一である。タイミングｔ２において、リセット信号ＲＥＳをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤがリセットされる。このリセット信号ＲＥＳのオンは、タイミングｔ４においてリセット信号ＲＥＳがオフにされるまで行われる。タイミングｔ３において、制御信号ＴＸ１，ＴＸ２をオンにすると、この時点ではリセット信号ＲＥＳがオンであるために、フォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の信号電荷がリセットされる。
【０１１１】
図２０は、焦点検出用画素優先モードにおける一対の焦点検出画素信号のうちの一方の画素信号読出を行うときの撮像素子２０８の駆動例を示すタイミングチャートである。図１９に示したような電子シャッタの動作から露光時間（いわゆるシャッタ速度に対応）が経過した後に行われる画素信号の読み出し動作を示すのが、この図２０である。なお、図２０は、図６のｔ１〜ｔ５までと同じ動作を示している。
【０１１２】
図２０のタイミングｔ１において、リセット信号ＲＥＳをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤがリセットされる。このリセットにより、フローティングディフュージョンＦＤは、リセット電荷（ＲＥＳ）を保持する。タイミングｔ２において、選択信号ＳＥＬをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積されたリセット電荷（ＲＥＳ）の電圧が、トランジスタＴｒ７により増幅されて、出力端子ＯＵＴから読み出される。
【０１１３】
タイミングｔ３において、制御信号ＴＸ１，ＴＸ２をオンにすると、フォトダイオードＰＤ１の信号電荷（この信号電荷をＰＤ１とする）、およびフォトダイオードＰＤ２の信号電荷（この信号電荷をＰＤ２とする）が、フローティングディフュージョンＦＤへ転送される。これにより、フローティングディフュージョンＦＤは、電荷（ＰＤ１２＋ＲＥＳ（なお、ＰＤ１２＝ＰＤ１＋ＰＤ２である））を保持する。
【０１１４】
タイミングｔ４において、選択信号ＳＥＬをオンにすると、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷（ＰＤ１２＋ＲＥＳ）の電圧が上述のように出力端子ＯＵＴから読み出される。このタイミングｔ４で読み出された電圧に含まれるリセット電圧（リセットノイズ）は、アナログ処理部２３のＣＤＳ回路により、タイミングｔ２で読み出されたリセット電圧を用いて除去されるようになっている。以後、説明は省略するが、同様にしてリセットノイズが除去される。
【０１１５】
このように、第１読出の変形例においては、タイミングｔ４において、左上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ１と、左下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ２の加算値ＰＤ１２が読み出される。すなわち、第１読出の変形例においては、撮像素子２０８の一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂのうちの焦点検出用画素Ａだけが出力される。なお、加算値ＰＤ１２の代わりに右上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ３と、右下のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ４の加算値ＰＤ３４を読出してもよい。
【０１１６】
また、加算値ＰＤ１２の代わりに左上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ１と右上のフォトダイオードの信号電荷出力ＰＤ３の加算値ＰＤ１３を読出してもよい。この場合は、静止画フレームの第３読出による加算値ＰＤ１２３４から加算値ＰＤ１３を減算して加算値ＰＤ２４を算出し、加算値ＰＤ１３とＰＤ２４に基づく異なる瞳分割方向の相関演算を行うことが可能となる。
【０１１７】
図５に示したような電子シャッタ動作を行い、図６に示したような画素信号読出を行う焦点検出用画素優先モード（第１読出）と、図７または図８に示したような電子シャッタ動作を行い、図９に示したような画素信号読出を行う画像用画素優先モード（第２読出）とは、焦点検出用減算部７または画像信号用加算部９を用いることにより、画像用画素信号と焦点検出用画素信号との両方を取得することができる。ただし、この場合には、読み出しは２回行うことになる。
【０１１８】
次に、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すフローチャートを用いて、本実施形態に係る撮像装置１の動作を説明する。ここで、図１２Ａおよび図１２Ｂは、撮像装置１のＡＦモードがコンティニュアスＡＦモードであるときの動作を示している。コンティニュアスＡＦモードは、動く被写体に対して適したＡＦモードであり、被写体に追従するようにピント合わせを続けるＡＦモードである。
【０１１９】
ユーザによる撮像装置１の電源のオン操作が検出されると、図５Ａに示すカメラ電源オンのフローが開始する。電源のオン操作が検出されると、まず、１ｓｔレリーズがオンか否かについて判定する（Ｓ１）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、操作部２０６の内のレリーズボタンの１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であるか否かを判定する。１ｓｔレリーズスイッチは、例えばユーザによるレリーズボタンの半押し操作に応答してオンの状態となるスイッチである。ユーザは、被写体にピントを合わせ、露光を決定した場合には、レリーズボタンを半押しする。
【０１２０】
ステップＳ１における判定の結果、１ｓｔレリーズスイッチがオンでない場合には、ライブビュー（ＬＶ）の取り込みを行う（Ｓ３）。ここでは、ＰＵ２１２は、メカシャッタ２０２を全開状態とするように駆動部２０４に対して制御信号を出力するとともに、絞り１０２２を所定量（例えば開放絞り）だけ駆動するようにレンズＣＰＵ１０６に対して制御信号を出力する。その後、ＣＰＵ２１２は、撮像素子２０８に対して制御信号を出力して撮像素子２０８によるＬＶ表示のための撮像を開始させる。ＬＶ表示のための撮像が完了する毎に、素子制御部２９は、画素部２２からの画素信号の読み出しを開始させる。なお、画素信号の読み出しに際し、上述の第３読出によって読出しを行い、素子制御部２９は、画素部２２から出力される同一開口（同色）の画素信号を加算させるようにしてもよい。撮像素子２０８から出力された表示画素データは、ＤＲＡＭ２２６に記憶される。
【０１２１】
また、ステップＳ３において、ＣＰＵ２１２はライブビュー（ＬＶ）表示を行う。このとき、ＣＰＵ２１２は、画像処理回路２１４に表示画像データを生成させる。これを受けて、画像処理回路２１４は、表示画素データに対して必要な処理を行って表示のための表示画像データを生成する。表示画像データは、同一の画素部２２に属する受光部ｌｔ、ｒｔ、ｌｂ、ｒｂの画素データを加算平均することで得られる。ＣＰＵ２１２は、画像処理回路２１４で生成された表示画像データに基づいて表示部２２２にＬＶ画像を表示させる。ＬＶ表示を行うと、ステップＳ１に戻る。
【０１２２】
ステップＳ１における判定の結果、１ｓｔレリーズスイッチがオンの場合には、ＡＦ＆ＬＶ用露光＆読出しを行う（Ｓ５）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、オートフォーカス（ＡＦ）及びＬＶ表示のための撮像と読み出しを行う。ＡＦのための撮像と読み出しは、前述の第２読出によって行う。第２読出を行うことにより、撮像素子２０８から、一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂの何れか一方（ここでは例えば焦点検出用画素信号Ａであるものとする）と、一対の焦点検出用画素信号Ａ，Ｂを加算した画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）とが出力される。加算画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）から焦点検出用画素信号Ａを減算することにより、焦点検出用画素信号Ｂを得ることができる。そして、加算画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）をＬＶ表示のために使用する。あるいは、ＡＦのための撮像と読み出しは、前述の第１読出によって行い、ＬＶ表示のための撮像と読み出しは、前述の第３読出によって行い、第１読出と第３読出を交互に繰り返し実行してもよい。
【０１２３】
このステップＳ５において算出された焦点検出用画素信号Ａ，Ｂを用いて位相差法による焦点検出を行う。このステップでは、ＡＦのための焦点検出画素信号Ａ，ＢのデータがＤＲＡＭ２２６に記憶される。なお、４ＰＤ画素構造を採用している場合には、水平方向（左右方向）と、垂直方向（上下方向）のそれぞれについて、一対の焦点検出用画素信号を算出でき、それぞれの方向について、位相差を算出できる。また、画像用画素信号（Ａ＋Ｂ）が、ＬＶのための表示画素データとしてＤＲＡＭ２２６に記憶される。ここで、ＤＲＡＭ２２６に記憶された表示用画素データに基づいて、ライブビュー表示がなされる。
【０１２４】
続いて、相関演算および信頼性判定を行う（Ｓ７）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、焦点検出回路２１８による焦点検出演算を実行させる。焦点検出回路２１８は、ＤＲＡＭ２２６に記憶されている焦点検出画素データのうちの対をなす焦点検出画素データ（焦点検出用画素信号Ａ，Ｂ）を用いて相関演算を行う。水平方向の位相差検出の場合の対をなす焦点検出画素データは左開口画素データｌと右開口画素データｒであり、垂直方向の位相差の検出の場合の対をなす焦点検出画素データは上開口画素データｔと下開口画素データｂである。相関演算の後、焦点検出回路２１８は、焦点検出の信頼性判定を行う。信頼性判定は、例えば画素データから得られるコントラスト、相関演算の結果として算出される相関値に基づいて判定される。
【０１２５】
相関演算および信頼性判定を行うと、次に、ピントずれ量を検出する（Ｓ９）。ここでは、焦点検出回路２１８が、ピントずれ量演算を行う。すなわち、焦点検出回路２１８は、ステップＳ７における信頼性判定の結果、信頼性が高いと判定された焦点検出領域における２像間隔値（相関値の極値に対応した像ずれ量）からフォーカスレンズ１０２ａの合焦位置に対するピントずれ量を算出する。
【０１２６】
ピントずれ量を検出すると、次に、エリアを選択する（Ｓ１１）。ここでは、焦点検出回路２１８は、フォーカスレンズ１０２ａの駆動に用いるフォーカスレンズ位置に対応する焦点検出領域を選択するためのエリア選択処理を行う。エリア選択処理は、例えば、最も近い被写体距離に対応した（すなわち最至近の）フォーカスレンズ位置に対応するピントずれ量を示す焦点検出領域を選択する。また、エリア選択処理は、人の顔が存在するエリアを選択してもよく、ユーザがマニュアルで選択したエリアであってもよい。なお、エリア選択は、ＣＰＵ２１２が行ってもよい。
【０１２７】
エリア選択を行うと、次に、合焦状態か否かを判定する（Ｓ１３）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、フォーカスレンズ１０２ａが合焦状態であるか否かを判定する。この判定は、例えばエリア選択処理において選択された焦点検出領域におけるピントずれ量が予め定められた許容範囲内であるか否かを判定する。ピントずれ量が許容範囲内であるときには合焦状態であると判定される。
【０１２８】
ステップＳ１３における判定の結果、合焦状態でない場合には、フォーカスレンズを駆動する（Ｓ１５）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、ステップＳ１１において選択された焦点検出領域について算出されたフォーカスレンズ位置に、フォーカスレンズ１０２ａが駆動されるよう、レンズＣＰＵ１０６に対して制御信号を出力する。レンズＣＰＵ１０６は、この制御信号を受けて、駆動部１０４を介してフォーカスレンズ１０２ａを駆動する。フォーカスレンズ１０２ａを駆動すると、ステップＳ１に戻る。
【０１２９】
ステップＳ１３における判定の結果、合焦状態の場合には、ＡＦ＆ＬＶ用露光＆読出しを行う（Ｓ１７）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、ステップＳ５と同様のオートフォーカス（ＡＦ）及びライブビュー（ＬＶ）表示のための撮像と読み出しを行う。前述したように撮像素子２０８から第２読出によって画素信号が読み出され、ＡＦのための焦点検出画素データがＤＲＡＭ２２６に記憶され、またＬＶのための表示画素データがＤＲＡＭ２２６に記憶される。また、ＬＶのための表示画素データを用いて、ライブビュー（ＬＶ）表示を行う。
【０１３０】
続いて、相関演算および信頼性判定を行う（Ｓ１９）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、ステップＳ１７において読み出した画素信号を用いて、ステップＳ７と同様に、焦点検出回路２１８による焦点検出演算を実行させる。焦点検出回路２１８は、ＤＲＡＭ２２６に記憶されている焦点検出画素データのうちの対をなす焦点検出画素データを用いて相関演算を行う。相関演算の後、焦点検出回路２１８は、焦点検出の信頼性判定を行う。相関演算および信頼性判定を行うと、次に、ステップＳ９と同様に、ピントずれ量を検出し（Ｓ２１）、ステップＳ１１と同様に、エリア選択を行う（Ｓ２３）。
【０１３１】
エリア選択を行うと、次に、履歴情報を保存する（Ｓ２５）。ここでは、焦点検出回路２１８は、焦点検出に係る情報を履歴情報として例えばＤＲＡＭ２２６に保存する。焦点検出に係る情報は、例えばステップＳ２１で算出されたピントずれ量の情報及びステップＳ２３で選択された焦点検出領域の情報を含む。なお、履歴情報の保存は、ＣＰＵ２１２が、焦点検出に係る情報をＤＲＡＭ２２６に保存するようにしてもよい。
【０１３２】
履歴情報を保存すると、次に、２ｎｄレリーズスイッチがオンか否かについて判定する（Ｓ３１）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、操作部２０６の内の２ｎｄレリーズスイッチがオンされているか否かを判定する。２ｎｄレリーズスイッチは、例えばユーザによるレリーズボタンの全押し操作に応答してオンの状態となるスイッチである。ユーザは、静止画画像を撮影する場合には、レリーズボタンを全押しする。
【０１３３】
ステップＳ３１における判定の結果、２ｎｄレリーズスイッチがオンでない場合には、次に、合焦状態か否かを判定する（Ｓ３３）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、ステップＳ１３と同様にして、フォーカスレンズ１０２ａが合焦状態であるか否かを判定する。この判定の結果、合焦状態の場合には、ステップ１７に戻る。
【０１３４】
ステップＳ３３における判定の結果、合焦状態でない場合には、フォーカスレンズを駆動する（Ｓ３５）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、ステップＳ１５と同様に、フォーカスレンズ１０２ａをピントずれ量に基づいて適切なフォーカスレンズ位置に移動させる。フォーカスレンズ駆動を行うと、ステップ１７に戻る。
【０１３５】
ステップＳ３１における判定の結果、２ｎｄレリーズスイッチがオンの場合には、次に、動体予測演算を行う（Ｓ３７）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、焦点検出回路２１８に動体予測演算を実行させる。動体予測演算は、ステップＳ２５において記憶させた過去のピントずれ量演算の結果（フォーカスレンズ位置）の履歴に基づいて、今回の静止画の露光時におけるフォーカスレンズ１０２ａの駆動すべき位置を予測する。
【０１３６】
動体予測演算を行うと、次に、シャッタ動作を開始する（Ｓ３９）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、静止画取得のための撮像（本露光）を行うために、メカシャッタ２０２の動作を開始させる。このメカシャッタ２０２の動作は、本露光の前後のメカシャッタ２０２の開閉動作と、本露光の後でライブビュー及びＡＦのための撮像を開始するためのメカシャッタ２０２の全開動作とを含む。ＣＰＵ２１２は、まず、メカシャッタ２０２を全閉状態とするように駆動部２０４の制御信号を切り替える。そして、ステップＳ４３で本露光を行った後に、ＣＰＵ２１２は、メカシャッタ２０２を全開状態とするように駆動部２０４を制御する。
【０１３７】
シャッタ動作を開始すると、絞りおよびレンズ駆動を同時に開始する（Ｓ４３）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、レンズＣＰＵ１０６に対してフォーカスレンズ１０２ａ及び絞り１０２ｂを同時に駆動させるように指示し、両者の動作を開始させる。ここで、フォーカスレンズ１０２ａの駆動位置は、ステップＳ３７における動体予測演算において予測された位置である。また、絞り１０２ｂの開口量は、直前の測光演算によって測定された被写体輝度に基づいて算出された絞り値に応じた開口量である。
【０１３８】
続いて、本露光およびＡＦ露光および読出しを行う（Ｓ４３）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、本露光を開始させ、本露光の終了後に撮像素子２０８から画素信号を、前述の第３読出によって読み出す。本露光は、記録用の画像データを取得するための撮像である。本露光において、ＣＰＵ２１２は、撮像素子２０８の撮像を開始させる。露光期間の終了後、ＣＰＵ２１２は、撮像素子２０８の各受光部から画素信号を静止画画素信号として読み出す。静止画画素信号の読み出し後、ＣＰＵ２１２は、記録用の画像画素信号を生成するための処理を画像処理回路２１４に行わせる。これを受けて、画像処理回路２１４は、記録用の画像データの生成に必要な処理を行って記録用の静止画データを生成する。画像処理の完了後、ＣＰＵ２１２は、画像圧縮展開部２１６によって記録用の静止画データを圧縮する。圧縮の完了後、ＣＰＵ２１２は、圧縮された記録用の静止画データを画像ファイルとして記録媒体２３０に記録する。
【０１３９】
また、ステップＳ４３において、ＣＰＵ２１２は、後述する図１３のように、本露光＆読出し（静止画）とＡＦ露光＆読出し（位相差検出）を交互に継続する。ＡＦ露光は、焦点検出用画素に適正露光となる露出制御値（例えば、電子シャッタ速度およびＩＳＯ感度）で露光を行う。また、ＡＦ露光は、本露光と本露光の間に行われる。このＡＦ露光における画素信号の読み出しは、焦点検出用画素からの信号を読み出せばよいので、第１読出で行う。本露光およびＡＦ露光のタイミングについては、図１３を用いて後述する。
【０１４０】
ステップＳ４３におけるＡＦ露光をおよび読出しを行うと、次に、相関演算および信頼性判断を行う（Ｓ４５）。ステップＳ４３において本露光と読出しを行った後に、ＡＦ露光と読出しを行い、ステップＳ４５からＳ５３の処理を行う。ステップＳ４５における相関演算および信頼性判断は、ステップＳ４３において取得した焦点検出用画素からの信号を用いて、ステップＳ７、Ｓ１９と同様に行う。
【０１４１】
相関演算および信頼性判断を行うと、次にピントずれ量を検出する（Ｓ４７）。ここでは、ステップＳ４５において算出した相関演算に基づいて、ステップＳ９、Ｓ２１と同様に、ピントずれ量を検出する。続いて、エリア選択を行う（Ｓ４９）。ここでは、焦点検出回路２１８は、ステップＳ４７において検出したピントずれ量に基づいて、ステップＳ１１、Ｓ２３と同様に、エリア選択を行う。
【０１４２】
エリア選択を行うと、履歴情報を保存する（Ｓ５１）。静止画の連写の前および連写中には、連続的にＡＦ露光が行われ（Ｓ１７、Ｓ４３参照）、ピントずれ量が検出される。焦点検出回路２１８は、焦点検出に係る情報を履歴情報として例えばＤＲＡＭ２２６に保存する。
【０１４３】
履歴情報を保存すると、動体予測演算を行う（Ｓ５３）。ここでは、ステップＳ３７と同様に、ステップＳ５３において保存した履歴情報に基づいて動体予測演算を行う。動体予測演算を行うと、次に、フォーカスレンズ駆動を行う（Ｓ５５）。ここで、ステップＳ３７と同様に、本露光時におけるフォーカスレンズ１０２ａの位置を予測し、この位置にフォーカスレンズ１０２ａを移動させる。
【０１４４】
続いて、２ｎｄレリーズスイッチがオンか否かを判定する（Ｓ５７）。ユーザが連写を続行している場合には、レリーズボタンを全押ししたままである。このステップでは、ＣＰＵ２１２は、操作部２０６の内の２ｎｄレリーズスイッチがオンされているか否かを判定する。この判定の結果、２ｎｄレリーズスイッチがオンの場合には、ステップＳ４３に戻り、静止画の連写を続行する。
【０１４５】
一方、ステップＳ５７における判定の結果、２ｎｄレリーズスイッチがオンでない場合には、次に、１ｓｔレリーズスイッチがオンか否について判定する（Ｓ５９）。ユここでは、ステップＳ１と同様に、ＣＰＵ２１２は、操作部２０６の内のレリーズボタンの１ｓｔレリーズスイッチがオンの状態であるか否かを判定する。この判定の結果、１ｓｔレリーズスイッチがオンの場合には、ステップＳ１７に戻り、前述の処理を実行する。
【０１４６】
一方、ステップＳ５９における判定の結果、１ｓｔレリーズスイッチがオンでない場合には、カメラ電源がオフか否かを判定する（Ｓ６１）。ここでは、ＣＰＵ２１２は、カメラ本体２００の電源をオフするか否かを判定する。例えば、ユーザの操作部２０６の操作によって電源のオフが指示された場合又は所定時間のユーザの操作部２０６の操作がない場合には電源をオフすると判定される。この判定の結果、カメラ本体２００の電源をオフしないと判定されたときには、処理はステップＳ１に戻る。一方、ステップＳ６１において、カメラ本体２００の電源をオフすると判定されたときには、処理は終了する。
【０１４７】
このように、図１２Ａおよび図１２Ｂにおけるフローにおいては、レリーズボタンが全押しされた場合には、本露光（静止画フレーム）とＡＦ露光（位相差フレーム）が交互に繰り返し実行される（Ｓ４３参照）。ＡＦ露光が行われた場合には、このＡＦ露光によって取得された焦点検出画素の画素信号に基づいて、相関演算やピントずれ量の検出がなされ、この検出結果に基づいて、動体予測およびフォーカスレンズ駆動がなされる。
【０１４８】
次に、図１３を用いて、ステップＳ４３における本露光（静止画フレーム）とＡＦ露光（位相差フレーム）について説明する。図１３において、ＶＤは垂直同期信号のタイミングを示し、横軸方向のＴ１〜Ｔ１１は時刻を示す。時刻Ｔ１において、最初（１コマ目）の本露光が開始され、時刻Ｔ２において１ライン目の露光が終了し、以後、時刻Ｔ４において２コマ目の本露光が開始され、時刻Ｔ７において３コマ目の本露光が開始され、時刻Ｔ１０において２コマ目の本露光が開始される。それぞれの本露光において、静止画用の画像データとして、前述の第３読出によって画像のみの画像データが取得される。
【０１４９】
また、本露光と本露光の間には、位相差検出用に焦点検出用画素の画素データが読み出される。すなわち、時刻Ｔ３において、最初（１コマ目）の位相差検出用の露光が開始され、時刻Ｔ４において１ライン目の露光が終了し、以後、時刻Ｔ６において２コマ目の位相差検出用の露光が開始され、時刻Ｔ９において３コマ目の位相差検出用の露光が開始される。それぞれの位相差検出用の露光において、位相差検出用の画像データとして、前述の第１読出によって位相差検出用の画像データが取得される。なお、位相差検出時には、前述の第２読出によって片側の開口に対応した位相差検出用画像データを第２読出によって取得し、静止画用に取得した画像データから減算することにより、他側の開口に対応した位相差検出画像データを求めてもよい。
【０１５０】
このように、本実施形態においては、連写で静止画の画像データを取得する際に、静止画撮影用の本露光（静止画フレーム）と本露光の間に、位相差検出用の露光（位相差フレーム）を行っている。すなわち、記録のための画素信号を生成する撮像動作と、位相差検出用の画素信号を生成する撮像動作を交互に行うようにしている。このため、無効フレームを発生することなく高速に記録のための画素信号と位相差検出用の画素信号とを読み出すことができる。したがって、記録用の画像が劣化することなく、また被写体の焦点検出を行うことができるため、高速連写中に、動く被写体であっても、ピントの合った画像を得ることができる。また、静止画フレーム（第３読出）と位相差フレーム（第１読出）を交互に繰り返し実行する撮像駆動モードを、予め撮像素子２０８の内部に設定しておいてもよい。これにより、ＣＰＵ２１２から撮像素子２０８への撮像駆動モードの切り換え指示等の通信量を削減することができる。
【０１５１】
次に、図１４を用いて、第１読出の際の画素加算の例について説明する。図１４に示す例では、第１の瞳分割方向である水平方向については加算が行われずに、第２の瞳分割方向である垂直方向についてだけ加算が行われるように設定がされる。すなわち、水平方向については同一開口（左開口同士又は右開口同士）の画素信号を１／１画素加算（すなわち加算なしに）するように設定され、垂直方向については同一開口（左開口同士又は右開口同士）の画素信号を５／９画素加算するように設定されている。ここで、５／９画素加算は、垂直方向の９画素（図１４のｍ１例では、ｎ１からｎ１７に対応するＲｌ，またはｎ２からｎ１８に対応するＧｂｌのそれぞれ９画素）のうち、ｎ１からｎ９に対応するＲｌの５画素を加算する、またはｎ２からｎ１０に対応するＧｂｌの５画素を加算することをいう。画素信号の加算数は例えばフレームレートに応じて適宜に設定すればよい。
【０１５２】
図１５は、列毎の位相差フレームの位相差画素（焦点検出用画素）の加算画素を示す。ここでの例は、高速化のためＧ画素のみを抽出する場合を示す。例えば、ｍ１列では、図１４のｍ３列の左開口側のＧｒｌ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９行の加算値Ｇｒ_Ｌが算出され、ｍ２列では、図１４のｍ４列の右開口側のＧｒｒ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９の加算値Ｇｒ_Ｒが算出される。また、同じくｍ１列では、図１４のｍ１列の左開口側のＧｂｌ画素ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８、ｎ１０行の加算値Ｇｂ_Ｌが算出され、ｍ２列では、図１４のｍ２列の右開口側のＧｂｒ画素ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８、ｎ１０行の加算値Ｇｂ_Ｒが算出される。図１５のその他の加算画素値も同様な手順で加算処理され算出される。
【０１５３】
このように、列毎に５画素のＧｒｌ、Ｇｒｒ画素、またはＧｂｌ、Ｇｂｒ画素の加算値Ｇｒ_Ｌ、Ｇｒ_Ｒ、Ｇｂ_Ｌ、Ｇｂ_Ｒが算出され、図１５に示す形式でメモリに記憶される。この加算値Ｇｒ_ＬとＧｒ_Ｒ、Ｇｂ_ＬとＧｂ_Ｒを用いてステップＳ４５における相関演算等が実施される。なお、図１５は、図１４のｍ２０列までの表記に対して、示されていないｍ４０列までの画素に対応する表記としている。たとえば、図１５のｍ２０列、ｎ１〜ｎ９行のＲの画素Ｇｒは、図１４に示されていないｍ４０列の右開口側のＧｒｒ画素ｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９行の加算値Ｇｒ＿Ｒである。
【０１５４】
図１４および図１５に示すような５／９画素加算を行うことにより、画素信号の行数が圧縮される。画素信号の行数が減ることにより、画素信号の読み出し時間は短縮される。一方で、画素信号の列数は変わらないので水平方向の位相差の検出精度を確保することができる。また、画素信号に基づいて生成される焦点検出画素信号は、実質的に斜め方向の位相差の情報を有することになる。なお、図１４の例では、垂直方向については５個の画素信号が加算されるように設定されているが、垂直方向の加算数は５画素以下であればよい。
【０１５５】
図１４および図１５に示すような画素読出しを設定の後、ＣＰＵ２１２は、撮像素子２０８に対して焦点検出画素信号を生成するために必要な露光時間での撮像を行うように制御信号を出力する。この露光時間は、被写体輝度等に基づいて設定される。また、ＣＰＵ２１２からの制御信号の入力を受けて、素子制御部２９は、画素部２２の行毎に撮像（電荷の蓄積）を開始させる。そして、素子制御部２９は、垂直走査回路３０４を制御し、撮像が完了した行の画素部２２から順次に画素信号を出力させる。
【０１５６】
次に、図１６および図１７を用いて、静止画フレームと位相差フレームを交互に繰り返し実行する場合の位相差画素の読出しの他の例について説明する。この例は、前述の第１読出の変形例に相当する。この例では、図１９、２０の第１読出の変形例に示すように、左側開口画素または右側開口画素のいずれか一方の画素データを読出す。そして、静止画フレームに対応して取得している左右開口画素の加算値（ＰＤ１２３４）から、読出した片側の開口画素データ（例えばＰＤ１２）を減算することにより、他側の開口画素データ（ＰＤ３４）を求める。すなわち、ＣＰＵ２１２が、図１２ＢのステップＳ４３にて、図１６において、Ｒ画素、Ｇｒ画素、Ｇｂ画素およびＢ画素の全画素値Ｉｍ_ｆｕｌ（ＰＤ１２３４）から、左側開口画素値Ｉｍ_ｄｉｆ_ｌ（ＰＤ１２）を減算することにより、右側開口画素値Ｉｍ_ｄｉｆ_ｒ（ＰＤ３４）を求める。これによって、焦点検出用画素のうちの右側開口画素値（ＰＤ１２）と、左側開口画素値（ＰＤ３４）を算出することができ、この算出した焦点検出用画素値を用いて、ステップＳ４５において相関演算を行うことができる。
【０１５７】
図１７は、列毎の位相差フレームの位相差画素（焦点検出用画素）の加算画素を示す。なお、図１７においても、図１５に示した列毎の位相差フレームの位相差画素（焦点検出用画素）の加算処理は同じである。
【０１５８】
図１６に示す位相差フレームの読み出しにあたっては、左側開口画素の画素値（ＰＤ１２）のみを読み出す。このため、図１７に示すように、左側開口画素列であるｍ１，ｍ３，ｍ５，ｍ９，ｍ１１，ｍ１５，ｍ１７，ｍ１９について、加算処理を行い、右側開口画素列であるｍ２，ｍ４，ｍ６，ｍ８等の画素値の加算処理は行わない。図１７のｍ１列では、図１４のｍ３列のｎ１、ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ９行のＧｒｌ画素値が加算され加算値Ｇｒ_Ｌとして、図１４のｍ１列のｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ８、ｎ１０行のＧｂｌ画素値が加算され加算値Ｇｂ_Ｌとしてメモリに記憶される。その他の行についても同様な手順で加算され加算値がメモリに記憶される。
【０１５９】
図１４および図１５を用いて説明した第１読出の場合に比較し、第１読出の変形例では片側の開口画素列のみを読み出せばよいことから、高速化が可能となる。しかし、他側の開口画素列については、異なる露光タイミングで取得した画素値からＣＰＵ２１２による演算処理によって求めているので、検出精度がやや低下してしまう。このため、ピント検出精度が高い条件にある場合、例えば、極高輝度、かつ絞り開放時等の場合に、適用するようにすればよい。あるいは、超高速な静止画連写撮影の場合であって、静止画フレームと位相差フレームの時間差が極めて小さい場合に適用すればよい。
【０１６０】
次に、図１８を用いて、本露光および１ｓｔレリーズ押下げがなされた際の撮像駆動モードに切り換え時における、最初の有効フレームについて説明する。なお、図１８において、横軸は時間を示す。
【０１６１】
図１８（ａ）は、本露光前にライブビュー表示を行っている状態から、本露光に切り替わる際に、撮像駆動モードの切り替えを示す図である。時刻Ｔ２１ａにおいて、ユーザがレリーズボタンを全押しし、２ｎｄレリーズスイッチがオンとなる。ＣＰＵ２１２は、２ｎｄレリーズスイッチのオンを検出する。
【０１６２】
時刻Ｔ２２まで、撮像素子２０８は、ライブビュー表示用に画素値の読出しが行われている。時刻Ｔ２３においても画素値の読出しが行われているが、ＣＰＵ２１２は、２ｎｄレリーズスイッチのオンに対応して、このタイミングで撮像素子２０８へ撮像駆動モードの切り換え指示を行う。すなわち、ＣＰＵ２１２は、撮像素子２０８に対して、ライブビュー表示用の画素信号生成モードから、静止画フレーム用の画素信号生成と位相差検出用の画素信号生成を交互に実行する撮像駆動モードへの切り換えを指示する。撮像素子２０８の素子制御部２９は、入力部２８を介してこの切り換え指示を受信する。そして、素子制御部２９は、撮像素子２０８内の各ブロックを制御してライブビュー表示用の画素信号生成モードから静止画フレーム用の画素信号生成と位相差検出用の画素信号生成を交互に実行する撮像駆動モードへの切り換えを行う。この時、ＣＰＵ２１２は、静止画フレーム用の画素信号生成と位相差検出用の画素信号生成を交互に実行する撮像駆動モードにて、最初に静止画フレーム用の画素信号生成を実行するように撮像素子２０８に指示する。
【０１６３】
このようにして、図１８（ａ）の時刻Ｔ２３において、ライブビュー表示用の画素値読出しから、静止画フレーム用の画素値読出しに切り替わる。このため、時刻Ｔ２３における画素値は無効フレームの画素値として扱われる。そして、時刻Ｔ２４において、静止画フレームの画素値、時刻Ｔ２５において、位相差フレームの画素値と、交互に読出しが行われる。その後も、２ｎｄレリーズがオンされている間は、撮像素子２０８より静止画フレームの画素値と位相差フレームの画素値が交互に出力され、それぞれ画像処理回路２１４、焦点検出回路２１８により読み出され処理される。
【０１６４】
このように、２ｎｄレリーズ押下げ後において、最初の有効フレームは静止画フレームとなるようにする。この結果、最初の有効フレームが静止画露光となることから、レリーズタイムラグを最短にすることができる。
【０１６５】
図１８（ｂ）は、１ｓｔレリーズ押下げにライブビュー表示を行っている状態から、１ｓｔレリーズが押し下げられＡＦ用露光に切り替わる際の、撮像駆動モードの切り替えを示す図である。時刻Ｔ３１ａにおいて、ユーザがレリーズボタンを半押しし、１ｓｔレリーズスイッチがオンとなる。ＣＰＵ２１２は、１ｓｔレリーズのオンを検出する。
【０１６６】
時刻Ｔ３２まで、撮像素子２０８は、ライブビュー表示用に画素値の読出しが行われている。時刻Ｔ３３においても画素値の読出しが行われているが、ＣＰＵ２１２は、１ｓｔレリーズスイッチのオンに対応して、このタイミングで撮像素子２０８へ撮像駆動モードの切り換え指示を行う。すなわち、ＣＰＵ２１２は、撮像素子２０８に対して、ライブビュー表示用の画素信号生成モードから、位相差検出用の画素信号生成とライブビュー用（表示用）の画素信号生成を交互に実行する撮像駆動モードへの切り換えを指示する。撮像素子２０８の素子制御部２９は、入力部２８を介してこの切り換え指示を受信する。そして、素子制御部２９は、撮像素子２０８内の各ブロックを制御してライブビュー表示用の画素信号を生成する撮像駆動モードから、位相差検出用の画素信号生成とライブビュー用（表示用）の画素信号生成を交互に実行する撮像駆動モードへの切り換えを行う。この時、ＣＰＵ２１２は、位相差検出用の画素信号生成とライブビュー用（表示用）の画素信号生成を交互に実行する撮像駆動モードにて、最初に位相差検出用の画素信号生成動作を実行するように撮像素子２０８に指示する。
【０１６７】
このようにして、図１８（ａ）のＴ２３において、ライブビュー表示用の画素値読出しから、位相差検出用の画素値読出しに切り替わる。このため、時刻Ｔ３３における画素値は無効フレームの画素値として扱われる。そして、時刻Ｔ３４において、位相差フレームの画素値、時刻Ｔ３５において、表示フレームの画素値と、交互に読出しが行われる。その後も、１ｓｔレリーズがオンされている間は、撮像素子２０８より位相差フレームの画素値と表示フレーム用の画素値が交互に出力され、それぞれ焦点検出回路２１８、画像処理回路２１４により読み出されて処理される。
【０１６８】
このように、１ｓｔレリーズ押下げ後において、最初の有効フレームは位相差検出用フレームとなるようにする。この結果、最初の有効フレームが位相差検出フレームとなることから、ＡＦ開始までの時間を最短にすることができる。
【０１６９】
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、連写でコンティニュアスＡＦ中には、撮像素子から交互に画素信号を読み出す。この交互読出では、静止画露光用の読出しと、焦点検出用に分割したフォトダイオードからの読出（ＰＤ分割露光）を交互に行う。すなわち、瞳分割方向に対応する画素信号を合成して、記録のための画素信号を生成し出力する第１の撮像動作と、瞳分割方向に対応する画素信号を生成し出力する第２の撮像動作を、交互におこなっている。このため、静止画の画像が劣化することがなく、しかも正確な焦点検出を行うことができる。
【０１７０】
また、本発明の一実施形態においては、焦点検出用に分割したフォトダイオードからの読出（ＰＤ分割露光）は、片側開口（例えば、左側開口、上側開口）のフォトダイオードと、他側開口（例えば、右側開口、下側開口）のフォトダイオードの両方を読み出している（例えば、図５および図６、図１４および図１５の第１読出参照）。このため、片側開口と他側開口のそれぞれのフォトダイオードの正確な出力を得ることができ、焦点検出精度を高くすることができる。
【０１７１】
また、本発明の一実施形態においては、焦点検出用に分割したフォトダイオードからの読出（ＰＤ分割露光）は、片側開口（例えば、左側開口、上側開口）のフォトダイオード、または、他側開口（例えば、右側開口、下側開口）のフォトダイオードのいずれか一方を読み出している（例えば、図７ないし図９、図１４、図１６および図１７の第２読出参照）。いずれか一方のフォトダイオードを読み出すだけなので、読出時間の短縮を図ることができる。
【０１７２】
また、本発明の一実施形態においては、２ｎｄレリーズ時には、撮像素子から交互に画素信号を読み出す撮像モードに切り替える。切り替えた際の最初のフレームは、静止画露光用の撮像動作を行う。このため、静止画撮影までのタイムラグを短縮することができる。
【０１７３】
なお、本発明の一実施形態においては、焦点検出回路２１８、画像処理回路２１４、画像圧縮展開部２１６、露出制御回路２２０等の全部またはＣＰＵ２１２およびその周辺回路と一体化してもよい。また、焦点検出回路２１８、画像処理回路２１４、画像圧縮展開部２１６、露出制御回路２２０等は、ヴェリログ（Verilog）によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウェア構成でもよく、またＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のソフトを利用したハードウェア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
【０１７４】
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもミラーレスカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラ、医療用カメラ、顕微鏡等の科学機器用のカメラ、自動車搭載用カメラ、監視用カメラでも構わない。いずれにしても、記録用の露光を行う際に、焦点検出用の露光も行う撮影のための機器であれば、本発明を適用することができる。
【０１７５】
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
【０１７６】
また、本発明の一実施形態においては、フローチャートを用いて、本実施形態における動作を説明したが、処理手順は、順番を変えてもよく、また、いずれかのステップを省略してもよく、ステップを追加してもよく、さらに各ステップ内における具体的な処理内容を変更してもよい。
【０１７７】
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【０１７８】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１７９】
１・・・撮像装置、２１・・・垂直走査部、２２・・・画素部、２３・・・アナログ処理部、２４・・・ＡＤＣ処理部、２５・・・メモリ部、２６・・・水平走査部、２７・・・出力部、２８・・・入力部、２９・・・素子制御部、３０・・・読出方法選択部、１００・・・交換式レンズ、１０２・・・撮影光学系、１０２ａ・・・フォーカスレンズ、１０２ｂ・・・絞り、１０４・・・駆動部、１０６・・・レンズＣＰＵ、１０８・・・レンズ側記憶部、２００・・・カメラ本体、２０２・・・メカシャッタ、２０４・・・駆動部、２０６・・・操作部、２０８・・・撮像素子、２１０・・・手振れ補正回路、２１２・・・ＣＰＵ、２１４・・・画像処理回路、２１６・・・画像圧縮展開部、２１８・・・焦点検出回路、２２０・・・露出制御回路、２２２・・・表示部、２２４・・・バス、２２６・・・ＤＲＡＭ、２２８・・・本体側記憶部、２３０・・・記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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