(57)【要約】      （修正有）【課題】焦点検出行を増加させた場合でも、所定のフレームレートを維持する。【解決手段】撮像装置１００は、行列状に配列された複数の単位画素を有し、複数の単位画素の各々が光を電荷に変換する複数の光電変換部を有する撮像素子と、第１のフレームでは、撮像素子の行数よりも少ない行数の第１の画像信号を出力し、指示を入力すると、第２のフレームでは、第２の画像信号を出力するように、撮像素子を制御する制御手段とを有する。制御手段は、第１のフレームでは、通常行では、Ａ＋Ｂ像信号を読み出し、第１の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ａ＋Ｂ像信号とを読み出すように撮像素子を制御し、第２のフレームでは、第１のフレームの読み出し方法を変更して読み出しを行い、その後、第１のフレームで読み出していない行のうちの第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出すように撮像素子を制御する。【選択図】図１
2020014147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
行列状に配列された複数の単位画素を有し、前記複数の単位画素の各々が光を電荷に変換する複数の光電変換部を有する撮像素子と、
第１のフレームでは、前記撮像素子の行数よりも少ない行数の第１の画像信号を出力し、指示を入力すると、第２のフレームでは、第２の画像信号を出力するように、前記撮像素子を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記第１のフレームでは、前記撮像素子の行のうちの通常行では、前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号を読み出し、前記撮像素子の行のうちの第１の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御し、
前記第２のフレームでは、前記第１のフレームの読み出し方法を変更して読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの一部の行の読み出し方法を変更し、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御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３】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第１のフレームで読み出した前記第１の焦点検出行のうちの一部の第１の焦点検出行を前記通常行として読み出すように前記撮像素子を制御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】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第１の画像信号より低い解像度の画像信号を前記撮像素子から読み出し、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御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５】
前記制御手段は、
前記第１のフレームでは、第１の解像度モードの場合に、第１の解像度の前記第１の画像信号を出力し、第２の解像度モードの場合に、前記第１の解像度より低い第２の解像度の前記第１の画像信号を出力し、
前記第２のフレームでは、前記第１の解像度モードの場合に、前記第１のフレームで読み出した前記第１の焦点検出行のうちの一部の第１の焦点検出行を前記通常行として読み出し、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第２の解像度モードの場合に、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の焦点検出行は、焦点検出領域を含む行であり、
前記制御手段は、
前記第１のフレームでは、複数の前記第１の焦点検出行の読み出しを行い、
前記第２のフレームでは、前記第１のフレームで読み出した前記複数の第１の焦点検出行のうちの前記焦点検出領域から遠い第１の焦点検出行を前記通常行として読み出し、前記第１のフレームで読み出した前記複数の第１の焦点検出行のうちの前記焦点検出領域に近い第１の焦点検出行を前記第１の焦点検出行として読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第２の焦点検出行の数がＮである場合、前記第１のフレームで読み出した前記第１の焦点検出行のうちの２×Ｎ行の第１の焦点検出行を前記通常行として読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項３または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第１のフレームで読み出した前記通常行のうちの一部の通常行を読み出さず、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御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１０】
前記制御手段は、
前記第１のフレームでは、第１の解像度モードの場合に、第１の解像度の前記第１の画像信号を出力し、第２の解像度モードの場合に、前記第１の解像度より低い第２の解像度の前記第１の画像信号を出力し、
前記第２のフレームでは、前記第１の解像度モードの場合に、前記第１のフレームで読み出した前記通常行のうちの一部の通常行を読み出さず、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第２の解像度モードの場合に、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記第２のフレームで読み出した通常行のうちで、前記第２のフレームで読み出さない前記一部の通常行の上下の通常行の信号を用いて補間することにより、前記第２のフレームで読み出さない前記一部の通常行の信号を生成する補間手段をさらに有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、
前記第２のフレームの後の第３のフレームでは、前記第１のフレームで読み出した前記通常行のうちの一部の通常行を読み出さず、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第２の焦点検出行では、前記第２のフレームと同じ読み出しを行うように前記撮像素子を制御し、
前記第３のフレームの後の第４のフレームでは、前記第１のフレームで読み出した前記通常行のうちの一部の通常行を読み出さず、前記第１のフレームで読み出した前記撮像素子の行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行い、その後、前記第２の焦点検出行では、前記第２のフレームと同じ読み出しを行うように前記撮像素子を制御し、
前記第３のフレームで読み出さない前記一部の通常行の位置は、前記第２のフレームで読み出さない前記一部の通常行および前記第４のフレームで読み出さない前記一部の通常行の位置とは異なり、
前記第２のフレームで読み出した通常行のうちで、前記第３のフレームで読み出さない前記一部の通常行と同じ位置の通常行の信号と、前記第４のフレームで読み出した通常行のうちで、前記第３のフレームで読み出さない前記一部の通常行と同じ位置の通常行の信号とを用いて補間することにより、前記第３のフレームで読み出さない前記一部の通常行の信号を生成する補間手段をさらに有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、前記第２のフレームでは、前記第２の焦点検出行の数がＮである場合、前記第１のフレームで読み出した前記通常行のうちの２×Ｎ行の通常行を読み出さないように前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、被写体の輝度が閾値より低い場合には、前記第１の解像度モードの設定を行い、前記被写体の輝度が前記閾値より高い場合には、前記第２の解像度モードの設定を行うことを特徴とする請求項５、６、１０、１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記第２の焦点検出行は、被写体の輝度が閾値より低い場合には、前記第１の焦点検出行に隣接し、前記被写体の輝度が前記閾値より高い場合には、前記第１の焦点検出行に隣接しないことを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記第２の焦点検出行は、前記被写体の輝度が前記閾値より高い場合には、複数の前記第１の焦点検出行の中間に位置することを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記被写体の輝度が前記閾値より低い場合には、前記隣接した第１および第２の焦点検出行の信号を加算する加算手段をさらに有することを特徴とする請求項１６または１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記指示は、焦点検出指示であることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
行列状に配列された複数の単位画素を有し、前記複数の単位画素の各々が光を電荷に変換する複数の光電変換部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、
第１のフレームでは、前記撮像素子の行数よりも少ない行数の第１の画像信号を出力するように、前記撮像素子を制御するステップと、
指示を入力すると、第２のフレームでは、第２の画像信号を出力するように、前記撮像素子を制御するステップとを有し、
前記第１のフレームでは、前記撮像素子の行のうちの通常行では、前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号を読み出し、前記撮像素子の行のうちの第１の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御し、
前記第２のフレームでは、前記第１のフレームの読み出し方法を変更して読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
家庭用ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置が普及している。近年では、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）等の表示デバイスの進化もあり、さらなる高解像度と高フレームレートのライブビュー（ＬＶ）表示への要求も高まっている。このためには、イメージセンサの高速読み出しが必要となる。
【０００３】
また、オートフォーカス（ＡＦ）方式については、従来のコントラスト検出方式に加え、撮像面位相差ＡＦが多く利用されるようになってきている。撮像面位相差ＡＦは、撮像素子内で測距用に画素を瞳分割し、測距用分割画素の出力位相差からデフォーカス量を求めてフォーカス位置を求める。この方式は、デフォーカス量が１フレームの画像から求まるので、フォーカス調整が非常に速いというメリットがある。
【０００４】
例えば、特許文献１では、撮像素子の一つのマイクロレンズに対応する各画素に、Ａ画素およびＢ画素の複数の光電変換素子を設け、Ａ画素出力とＡ＋Ｂ画素出力を読み出している。そして、Ａ＋Ｂ画素出力からＡ画素出力を減算することによりＢ画素出力を求め、位相差検出機能を実現している。
【０００５】
また、特許文献２では、特許文献１と同様に、すべての画素を位相差検出素子として利用できる一方で、焦点検出に必要な行を一部に絞って読み出すことにより、焦点検出用の信号の取得のための読み出し時間の増大を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１０６１９４号公報
【特許文献２】特開２０１６−２１０５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、全ての画素が複数の光電変換素子を有しているので、全ての画素を位相差検出素子として利用できる。このため、位相差検出の分解能が向上する。しかし、全ての画素からＡ画素出力とＡ＋Ｂ画素出力を読み出す必要があるために、読み出し時間も２倍必要となってしまう。読み出し時間の増大は、ＬＶ表示時のフレームレート向上の阻害要因となっている。
【０００８】
また、特許文献２では、焦点検出に必要な行を一部に絞って読み出せるため、フレームレートの低下を防ぐことができる。しかし、撮影待機状態のＬＶ表示に対しては、焦点検出を行いつつ、フレームレートを確保することが可能な場合でも、静止画撮影指示を受けた時に、予め検出していた主被写体付近に対して、さらに厳密なＡＦが必要となるケースがある。この場合、焦点検出行の追加となるため、読み出し時間がさらに伸びてしまい、ＬＶ解像度によってはフレームレート維持が困難となる課題がある。
【０００９】
本発明の目的は、焦点検出行を増加させても、所定のフレームレートを維持することができる撮像装置および撮像装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の撮像装置は、行列状に配列された複数の単位画素を有し、前記複数の単位画素の各々が光を電荷に変換する複数の光電変換部を有する撮像素子と、第１のフレームでは、前記撮像素子の行数よりも少ない行数の第１の画像信号を出力し、指示を入力すると、第２のフレームでは、第２の画像信号を出力するように、前記撮像素子を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１のフレームでは、前記撮像素子の行のうちの通常行では、前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号を読み出し、前記撮像素子の行のうちの第１の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御し、前記第２のフレームでは、前記第１のフレームの読み出し方法を変更して読み出しを行い、その後、前記第１のフレームで読み出していない前記撮像素子の行のうちの少なくとも一部の第２の焦点検出行では、前記単位画素の中の一の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号と、前記単位画素の中の他の前記光電変換部により変換された電荷に基づく信号または前記単位画素の中の前記複数の光電変換部により変換された電荷の混合に基づく信号とを読み出すように前記撮像素子を制御する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、第２の焦点検出行を増加させても、所定のフレームレートを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】撮像素子の単位画素を示す図である。
【図３】射出瞳と単位画素の関係を示す模式図である。
【図４】撮像素子の構成例を示す図である。
【図５】撮像素子内の単位画素の構成例を示す回路図である。
【図６】撮像素子内の読み出し回路の構成例を示す回路図である。
【図７】第１の読み出し方式の画素配列に設定される測距枠を示す図である。
【図８】第１の読み出し方式を示すタイミングチャートである。
【図９】第１の読み出し方式を示すタイミングチャートである。
【図１０】第１の読み出し方式を示すタイミングチャートである。
【図１１】第２の読み出し方式を説明するための模式図である。
【図１２】第２の読み出し方式の焦点検出を示すタイミングチャートである。
【図１３】第１および第２の読み出し方式の比較を示す図である。
【図１４】撮影モード時の撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１５】画像内の焦点検出行位置を示す図である。
【図１６】撮影モード時の撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１７】画像内の焦点検出行位置を示す図である。
【図１８】撮影モード時の撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１９】画像内の焦点検出行位置を示す図である。
【図２０】スキップ行のフレーム毎変位と補間を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置１００の構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、撮影レンズ１０１と、レンズ駆動部１０２と、メカシャッタ１０３とを有する。さらに、撮像装置１００は、絞り１０４と、シャッタ・絞り駆動部１０５と、撮像素子１０６と、撮像信号処理回路１０７とを有する。さらに、撮像装置１００は、メモリ部１０８と、全体制御演算部１０９と、記録媒体制御インターフェース（Ｉ/Ｆ）部１１０とを有する。さらに、撮像装置１００は、表示部１１１と、記録媒体１１２と、外部Ｉ/Ｆ部１１３とを有する。さらに、撮像装置１００は、電源スイッチ（ＳＷ）１１５と、第１のシャッタスイッチ１１６と、第２のシャッタスイッチ１１７と、操作部１１８とを有する。
【００１４】
第１のシャッタスイッチ１１６は、シャッタボタンが半押しされるとオンとなる。第２のシャッタスイッチ１１７は、シャッタボタンが全押しされるとオンとなる。操作部１１８は、電源スイッチ１１５と、第１のシャッタスイッチ１１６と、第２のシャッタスイッチ１１７以外のボタンおよびダイヤル等から構成される操作部である。
【００１５】
撮影レンズ１０１は、撮像素子１０６上の撮像面に被写体の光像を結像する。メカシャッタ１０３は、撮像素子１０６に対して、露光／遮光を制御する。絞り１０４は、撮像素子１０６上に結像される光像の光量を調整する。撮像素子１０６は、光像を光電変換することにより画像信号を生成し、画像信号に対して、ゲイン調整を行い、アナログからデジタルへの変換を行うアナログ／デジタル変換を行い、Ｒ、Ｇｒ、Ｇｂ、Ｂの画像信号を撮像信号処理回路１０７に出力する。撮像信号処理回路１０７は、画像信号に対して、ノイズを軽減するローパスフィルタ処理、シェーディング処理、ホワイトバランス（ＷＢ）処理などの各種の撮像信号処理を行い、さらに、各種の補正、圧縮等を行う。撮影レンズ１０１は、レンズ駆動部１０２によって、ズームとフォーカス等が制御される。メカシャッタ１０３と絞り１０４は、シャッタ・絞り駆動部１０５によって、制御される。全体制御演算部１０９は、撮像装置１００の全体の制御と各種演算を行う。
【００１６】
メモリ部１０８は、画像信号を一時的に記憶する。記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１１０は、記録媒体１１２への画像信号の記録または記録媒体１１２からの読み出しを行う。表示部１１１は、メモリ部１０８に記憶された画像信号の表示を行う。記録媒体１１２は、半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体であり、画像信号の記録または読み出しを行う。
【００１７】
外部Ｉ／Ｆ部１１３は、外部コンピュータ等と通信を行うためのインターフェースである。操作部１１８は、ユーザが設定した撮像装置１００の駆動条件に関する情報を、全体制御演算部１０９に出力する。全体制御演算部１０９は、これらの情報に基づいて、撮像装置１００の全体の制御を行う。
【００１８】
図２は、撮像素子１０６内の単位画素２００の配置例を示す模式図である。撮像素子１０６は、２次元行列状に配列された複数の単位画素２００を有する。複数の単位画素２００の各々の上には、赤（Ｒ）と緑（Ｇ）と青（Ｂ）のうちのいずれかのカラーフィルタ３０１（図３）がベイヤー状に配置されている。また、複数の単位画素２００の各々は、副画素ａと副画素ｂを有する。副画素ａはフォトダイオード２０１ａを有し、副画素ｂはフォトダイオード２０１ｂを有する。副画素ａと副画素ｂから出力される各々の信号は、焦点検出に利用される。副画素ａから出力される信号をＡ像信号と呼び、副画素ｂから出力される信号をＢ像信号と呼ぶ。また、副画素ａから出力される信号と副画素ｂから出力される信号を混合した信号は、画像生成に利用され、Ａ＋Ｂ像信号と呼ぶ。
【００１９】
図３は、撮影レンズ１０１と絞り１０４により構成される撮影レンズの射出瞳３０３から出る光束と単位画素２００との関係を示す模式図である。図３において、図２と同様の部分については、同じ符号を付して示している。
【００２０】
カラーフィルタ３０１とマイクロレンズ３０２は、複数の単位画素２００の各々の上に形成されている。撮影レンズの射出瞳３０３を通過した光は、光軸３０４を中心として単位画素２００に入射する。撮影レンズの射出瞳３０３の一部の領域である瞳領域３０５を通過する光束は、マイクロレンズ３０２を通って、副画素ａのフォトダイオード２０１ａで受光される。一方、撮影レンズの射出瞳３０３の他の一部の領域である瞳領域３０６を通過する光束は、マイクロレンズ３０２を通って、副画素ｂのフォトダイオード２０１ｂで受光される。したがって、副画素ａのフォトダイオード２０１ａと副画素ｂのフォトダイオード２０１ｂは、それぞれ、撮影レンズの射出瞳３０３の別々の瞳領域３０５と瞳領域３０６の光を受光している。このため、副画素ａのフォトダイオード２０１ａと副画素ｂのフォトダイオード２０１ｂの出力信号を比較することにより、位相差方式の焦点検出が可能となる。
【００２１】
図４は、撮像素子１０６の構成例を示す図である。画素領域ＰＡは、２次元行列状に配列された複数の単位画素２００を有する。複数の単位画素２００は、例えば、ｐ１１〜ｐｋｎのように、ｎ行×ｋ列に配置されている。複数の単位画素２００の各々は、上記のように、副画素ａと副画素ｂを有する。副画素ａはフォトダイオード２０１ａを有し、副画素ｂはフォトダイオード２０１ｂを有する。複数の単位画素２００は、所望の行を選択的に読み出すために、行毎に、垂直走査回路４０１に接続されている。また、複数の単位画素２００は、列毎に、各列の出力線４０２を介して、各列の読み出し回路４０３に接続されている。
【００２２】
図５は、複数の単位画素２００の各々の構成例を示す回路図である。複数の単位画素２００の各々は、複数のフォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂを有する。フォトダイオード２０１ａは、副画素ａのフォトダイオードである。フォトダイオード２０１ｂは、副画素ｂのフォトダイオードである。フォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂは、それぞれ、光電変換部であり、入射した光を電荷に変換し、その電荷を蓄積する。転送スイッチ５０２ａは、信号ｔｘａがハイレベルになると、フォトダイオード２０１ａに蓄積されている電荷をフローティングデフュージョン部（ＦＤ部）５０３に転送する。転送スイッチ５０２ｂは、信号ｔｘｂがハイレベルになると、フォトダイオード２０１ｂに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。
【００２３】
ＦＤ部５０３は、増幅トランジスタ５０４のゲートに接続されており、電荷を蓄積し、電荷量に応じた電圧を出力する。リセットスイッチ５０５は、信号ｒｅｓがハイレベルになると、ＦＤ部５０３の電荷をリセットする。また、フォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂの電荷をリセットする場合には、信号ｒｅｓと信号ｔｘａ，ｔｘｂとを同時にハイレベルにする。これにより、転送スイッチ５０２ａ，５０２ｂとリセットスイッチ５０５がオンし、フォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂの電荷がリセットされる。選択スイッチ５０６は、信号ｓｅｌがハイレベルになると、増幅トランジスタ５０４のソースを出力端子ｖｏｕｔに接続する。出力端子ｖｏｕｔは、図４の出力線４０２に接続される。図４の垂直走査回路４０１は、単位画素２００の行単位で、信号ｔｘａ，ｔｘｂ，ｒｅｓ，ｓｅｌを供給する。
【００２４】
図６は、図４の読み出し回路４０３の構成例を示す回路図である。出力線４０２は、単位画素２００の列毎に設けられ、１列分の単位画素２００の出力端子ｖｏｕｔに接続されている。各列の出力線４０２には、それぞれ、電流源４０４が接続されている。電流源４０４と出力線４０２に接続された増幅トランジスタ５０４（図５）は、ソースフォロワ回路を構成する。
【００２５】
次に、読み出し回路４０３の構成を説明する。クランプ容量６０１は、容量値Ｃ１を有する。フィードバック容量６０２は、容量値Ｃ２を有する。演算増幅器６０３は、基準電源ノードＶｒｅｆに接続された非反転入力端子を有する。演算増幅器６０３の反転入力端子は、クランプ容量６０１を介して、出力線４０２に接続される。スイッチ６０４は、信号ｃｆｓがハイレベルになると、フィードバック容量６０２の両端をショートさせる。
【００２６】
転送スイッチ６０５は、信号ｔｓａがハイレベルになると、演算増幅器６０３の出力信号を第１のＳ信号保持容量６０９に転送する。転送スイッチ６０６は、信号ｔｎａがハイレベルになると、演算増幅器６０３の出力信号を第１のＮ信号保持容量６１０に転送する。転送スイッチ６０７は、信号ｔｓｂがハイレベルになると、演算増幅器６０３の出力信号を第２のＳ信号保持容量６１１に転送する。転送スイッチ６０８は、信号ｔｎｂがハイレベルになると、演算増幅器６０３の出力信号を第２のＮ信号保持容量６１２に転送する。
【００２７】
第１のＳ信号保持容量６０９には、副画素ａのフォトダイオード２０１ａの光電変換に基づくＳ信号であるＡ像信号が記憶され、出力端子ｖｓａが接続される。第２のＳ信号保持容量６１１には、副画素ｂのフォトダイオード２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号であるＢ像信号、または副画素ａのフォトダイオード２０１ａと副画素ｂのフォトダイオード２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号を混合したＡ＋Ｂ像信号が記憶される。第２のＳ信号保持容量６１１には、出力端子ｖｓｂが接続される。第１のＮ信号保持容量６１０と第２のＮ信号保持容量６１２には、単位画素２００のＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号がそれぞれ記憶される。第１のＮ信号保持容量６１０には、出力端子ｖｎａが接続される。第２のＮ信号保持容量６１２には、出力端子ｖｎｂが接続される。
【００２８】
図４に示すように、転送スイッチ４０５は、信号ｈａ１がハイレベルになると、読み出し回路４０３の出力端子ｖｓａの信号を出力線４０９に転送する。転送スイッチ４０６は、信号ｈａ１がハイレベルになると、読み出し回路４０３の出力端子ｖｎａの信号を出力線４１０に転送する。転送スイッチ４０７は、信号ｈｂ１がハイレベルになると、読み出し回路４０３の出力端子ｖｓｂの信号を出力線４０９に転送する。転送スイッチ４０８は、信号ｈｂ１がハイレベルになると、読み出し回路４０３の出力端子ｖｎｂの信号を出力線４１０に転送する。水平走査回路４１１は、信号ｈａ１〜ｈａｋおよびｈｂ１〜ｈｂｋを、各列の読み出し回路４０３に対応する転送スイッチ４０５〜４０８に対して順に供給する。これにより、各列の読み出し回路４０３の出力信号は、出力線４０９および４１０に順に転送される。
【００２９】
水平出力線４０９および４１０は、差動増幅器４１４の入力端子に接続される。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号と出力線４１０のＮ信号の差分をとると同時に所定のゲインをかけ、最終的な画像信号を出力端子４１５へ出力する。リセットスイッチ４１２および４１３は、信号ｃｈｒｅｓがハイレベルになると、出力線４０９および４１０をリセット電圧Ｖｃｈｒｅｓにリセットする。
【００３０】
図７は、第１の読み出し方式を説明するための図である。画素領域ＰＡは、撮像素子１０６の画素領域である。測距枠７０１は、焦点検出を行うために画素領域ＰＡに設定される焦点検出領域である。測距枠７０１は、全体制御演算部１０９によって撮像信号処理回路１０７に対して設定されるとともに、駆動信号の発生によって制御される。測距枠７０１の設定は、予め不図示のＲＯＭに記憶されている設定データに従って行われる。なお、ユーザが操作部１１８を操作して入力したデータに従って、測距枠７０１が設定されるようにしてもよい。
【００３１】
画素領域ＰＡは、前述したように、ｎ行×ｋ列の単位画素２００を有する。画素領域ＰＡ内の複数の単位画素２００は、行単位で、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの単位画素２００と、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの単位画素２００に分割される。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉは、測距枠７０１内に設けられる。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃ内の行は通常行であり、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉ内の行は焦点検出行である。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの単位画素２００は、Ａ像信号とＡ＋Ｂ像信号を出力し、画像生成と焦点検出演算に使用される。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの単位画素２００は、Ａ＋Ｂ像信号のみを出力し、焦点検出演算には使用されず、画像生成のみに使用される。なお、図７に示すように、画素領域ＰＡの垂直方向に複数の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉを設定した場合、各領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉ内の単位画素２００の行の数を互いに異ならせて設定してもよい。
【００３２】
図８は、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの読み出し動作を示すタイミングチャートである。時刻ｔ５１では、信号ｃｆｓがハイレベルになり、スイッチ６０４がオンになり、演算増幅器６０３がバッファ状態になる。次に、時刻ｔ５２では、信号ｓｅｌがハイレベルになり、選択スイッチ５０６がオンになる。次に、時刻ｔ５３では、信号ｒｅｓがローレベルなり、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３のリセットを解除する。次に、時刻ｔ５４では、信号ｃｆｓがローレベルになり、スイッチ６０４がオフになる。単位画素２００は、ＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号を、演算増幅器６０３を介して出力する。
【００３３】
次に、時刻ｔ５５では、信号ｔｎａおよびｔｎｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０６および６０８は、演算増幅器６０３が出力するＮ信号を第１のＮ信号保持容量６１０および第２のＮ信号保持容量６１２に転送する。次に、時刻ｔ５６では、信号ｔｎａおよびｔｎｂがローレベルになり、転送スイッチ６０６および６０８は、上記の転送を終了する。第１のＮ信号保持容量６１０および第２のＮ信号保持容量６１２は、それぞれ、Ｎ信号を保持する。
【００３４】
次に、時刻ｔ５７では、信号ｔｓｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０７がオンになる。次に、時刻ｔ５８では、信号ｔｘａおよびｔｘｂがハイレベルになる。転送スイッチ５０２ａは、フォトダイオード２０１ａに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送し、転送スイッチ５０２ｂは、フォトダイオード２０１ｂに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。ＦＤ部５０３では、フォトダイオード２０１ａの電荷とフォトダイオード２０１ｂの電荷が混合される。単位画素２００は、フォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を第２のＳ信号保持容量６１１に出力する。
【００３５】
時刻ｔ５９では、信号ｔｘａおよびｔｘｂがローレベルになり、転送スイッチ５０２ａおよび５０２ｂがオフになる。時刻ｔ６０では、信号ｔｓｂがローレベルになり、転送スイッチ６０７がオフになる。第２のＳ信号保持容量６１１は、増幅されたＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を保持する。
【００３６】
時刻ｔ６１では、信号ｒｅｓがハイレベルになり、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３をリセットする。水平走査回路４１１は、信号ｈｂ１をハイレベルにする。すると、転送スイッチ４０７および４０８は、第２のＳ信号保持容量６１１のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）および第２のＮ信号保持容量６１２のＮ信号を出力線４０９および４１０にそれぞれ転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＡ＋Ｂ像信号を出力端子４１５に出力する。その後、水平走査回路４１１は、各列の信号ｈｂ２〜ｈｂｋを順次、ハイレベルにすることにより、１行分のＡ＋Ｂ像信号を出力端子４１５から出力させる。
【００３７】
時刻ｔ６２では、信号ｈｂ１〜ｈｂｋの各パルスの間に、信号ｃｈｒｅｓがハイレベルになる。すると、リセットスイッチ４１２および４１３は、出力線４０９および４１０をリセット電圧Ｖｃｈｒｅｓにリセットする。時刻ｔ６３では、信号ｓｅｌがローレベルになり、選択スイッチ５０６がオフになる。
【００３８】
以上が、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの単位画素２００の読み出し動作である。これにより、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃでは、Ａ＋Ｂ像信号が生成される。Ａ＋Ｂ像信号は、画像生成に使用される。
【００３９】
図９および図１０は、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの読み出し動作を示すタイミングチャートである。図９は、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉのＡ像信号の読み出し動作を示すタイミングチャートであり、図１０は、図９に続き、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉのＡ＋Ｂ像信号の読み出し動作を示すタイミングチャートである。撮像素子１０６は、図９のタイミングチャートの処理を行い、それに続き、図１０のタイミングチャートの処理を行う。
【００４０】
図９において、撮像素子１０６は、時刻ｔ７１〜ｔ７６の処理を行う。時刻ｔ７１〜ｔ７６の処理は、図８の時刻ｔ５１〜ｔ５６の処理と同じである。次に、時刻ｔ７７では、信号ｔｓａがハイレベルになり、転送スイッチ６０５がオンになる。次に、時刻ｔ７８では、信号ｔｘａがハイレベルになり、転送スイッチ５０２ａは、フォトダイオード２０１ａに蓄積されていた電荷をＦＤ部５０３に転送する。単位画素２００は、フォトダイオード２０１ａの光電変換に基づくＳ信号（Ａ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ａ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ａ像信号）を第１のＳ信号保持容量６０９に出力する。
【００４１】
時刻ｔ７９では、信号ｔｘａがローレベルになり、転送スイッチ５０２ａがオフになる。時刻ｔ８０では、信号ｔｓａがローレベルになり、転送スイッチ６０５がオフになる。第１のＳ信号保持容量６０９は、増幅されたＳ信号（Ａ像信号）を保持する。
【００４２】
時刻ｔ８１では、水平走査回路４１１は、信号ｈａ１をハイレベルにする。すると、転送スイッチ４０５および４０６は、第１のＳ信号保持容量６０９のＳ信号（Ａ像信号）および第１のＮ信号保持容量６１０のＮ信号を出力線４０９および４１０にそれぞれ転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ａ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＡ像信号を出力端子４１５に出力する。その後、水平走査回路４１１は、各列の信号ｈａ２〜ｈａｋを順次、ハイレベルにすることにより、１行分のＡ像信号を出力端子４１５から出力させる。
【００４３】
時刻ｔ８２では、信号ｈａ１〜ｈａｋの各パルスの間に、信号ｃｈｒｅｓがハイレベルになる。すると、リセットスイッチ４１２および４１３は、出力線４０９および４１０をリセット電圧Ｖｃｈｒｅｓにリセットする。
【００４４】
信号ｒｅｓはローレベルのままで、信号ｓｅｌはハイレベルのままで、Ａ像信号の読み出しを終了する。これにより、ＦＤ部５０３のＡ像信号は、リセットされず、保持されることになる。図９のＡ像信号の読み出しが終了すると、続けて、図１０に示すＡ＋Ｂ像信号の読み出し動作へと移る。
【００４５】
時刻ｔ９１では、信号ｔｓｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０７がオンになる。次に、時刻ｔ９２では、信号ｔｘａおよびｔｘｂがハイレベルになる。転送スイッチ５０２ａは、フォトダイオード２０１ａに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送し、転送スイッチ５０２ｂは、フォトダイオード２０１ｂに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。ＦＤ部５０３では、フォトダイオード２０１ａの電荷とフォトダイオード２０１ｂの電荷が混合される。単位画素２００は、フォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を第２のＳ信号保持容量６１１に出力する。
【００４６】
時刻ｔ９３では、信号ｔｘａおよびｔｘｂがローレベルになり、転送スイッチ５０２ａおよび５０２ｂがオフになる。時刻ｔ９４では、信号ｔｓｂがローレベルになり、転送スイッチ６０７がオフになる。第２のＳ信号保持容量６１１は、増幅されたＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を保持する。
【００４７】
その後、撮像素子１０６は、時刻ｔ９５〜ｔ９７の処理を行う。時刻ｔ９５〜ｔ９７の処理は、図８の時刻ｔ６１〜ｔ６３の処理と同じである。撮像素子１０６は、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉのＳ信号（Ａ＋Ｂ）信号を出力する。以上により、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの読み出し動作が終了する。これにより、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉのＡ像信号とＡ＋Ｂ像信号が順次読み出されることになる。
【００４８】
なお、全体制御演算部１０９は、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉにおいて、上記のＡ＋Ｂ像信号からＡ像信号を減算することによりＢ像信号を求め、図３に示したように、Ａ像信号とＢ像信号を基に、位相差方式の焦点検出を行う。Ａ＋Ｂ像信号は、画像生成に使用される。
【００４９】
ところで、上述したように、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉでは、Ａ像信号の読み出しとＡ＋Ｂ像信号の読み出しが行われるので、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃでのＡ＋Ｂ像信号の読み出しに比べて時間がかかり、露光量のズレが生じる恐れがある。そこで、図９と図１０の読み出し動作のそれぞれに要する時間の長さ、即ち、読み出し周期（単位読み出し周期）の長さを、図８の読み出し動作に要する時間の長さ、即ち、読み出し周期（単位読み出し周期）の長さと同じにする。ここで、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの１行分の読み出し時間の長さを、基準となる１単位の読み出し時間（単位読み出し周期、単位周期）の長さとし、１Ｈで表すこととする。図８に示す読み出し動作における読み出し周期の長さと、図９に示す読み出し動作における読み出し周期の長さと、図１０に示す読み出し動作における読み出し周期の長さとは、いずれも１Ｈ、即ち、１単位読み出し周期の長さに設定される。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの各行を読み出す際には、Ａ像信号の読み出しとＡ＋Ｂ像信号の読み出しとが行なわれるため、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの各行における読み出し周期は、２単位読み出し周期分の長さ、即ち、２Ｈとなる。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの各行を読み出す際には、Ａ＋Ｂ像信号の読み出しのみが行われるため、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの各行における読み出し周期は、１単位読み出し周期分の長さ、即ち、１Ｈとなる。即ち、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの各行の読み出し時間は、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃの各行の読み出し時間の２倍となる。これにより、スリットローリング動作においても露光量ずれのない画像を得ることができる。
【００５０】
図１１（ａ）および（ｂ）は、第２の読み出し方式を説明するための図である。前述したように、第１の読み出し方式において、焦点検出が必要な領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉでは、Ａ像信号およびＡ＋Ｂ像信号が読み出され、焦点検出演算と画像生成に使用されるので、読み出し周期が２Ｈ必要となる。したがって、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの各行では、露光量ずれはないが、ローリングシャッタ歪みが通常の２倍となる。
【００５１】
これに対し、第２の読み出し方式は、焦点検出行については、画像生成行とは別のタイミングで読み出しを行う。そのため、１フレームの画像信号読み出しにかかる時間は、焦点検出なしの場合と同じであり、画像への影響を回避することができる。
【００５２】
第２の読み出し方式において、焦点検出を行う場合には、まず、垂直方向に、第１の周期で間引きながら、Ａ＋Ｂ像信号を読み出す。この第１回目の走査を、以下「第１の走査」という。そして、全行を垂直方向に走査した後、再度、垂直走査を垂直方向の上部の行に戻し、今度は、第１の走査で読み出さなかった残りの行について、第２の周期で間引きながら再度走査する。この第２回目の走査を「第２の走査」という。
【００５３】
第１の走査では、対象行の単位画素２００から画像生成用のＡ＋Ｂ像信号を読み出す。一方、第２の走査では、対象行のＡ像信号を読み出し、続いて、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号を読み出す。Ａ＋Ｂ像信号を読み出した場合は、その後、Ａ＋Ｂ像信号からＡ像信号を減算することによりＢ像信号を取得し、位相差方式の焦点検出を行う。以下では、第２の走査では、対象行のＡ像信号を読み出し、続いて、Ｂ像信号を読み出す場合を例に挙げて説明を行う。なお、第２の走査において、対象行のＡ像信号を読み出し、続いて、Ａ＋Ｂ像信号を読み出す場合でも、同様の手順で、位相差方式の検出が可能である。
【００５４】
図１１（ａ）は、第１の走査と第２の走査を行う場合の読み出し行を示す模式図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の順序で読み出された画素行の順序を示す模式図である。垂直走査回路４０１は、まず、第１の走査の行の読み出しを行い、その後、第２の走査の行の読み出しを行う。
【００５５】
例えば、垂直走査回路４０１は、第１の走査のＶ０行目（０行目）の単位画素２００からＡ＋Ｂ像信号を読み出した後、第１の走査の第１の周期後（３行後）のＶ１行目（３行目）の単位画素２００からＡ＋Ｂ像信号を読み出す。引き続き、垂直走査回路４０１は、第１の走査の第１の周期で、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６およびＶ７行目（６、９、１２、１５、１８および２１行目）の単位画素２００からＡ＋Ｂ像信号を順次読み出す。これらのＶ０〜Ｖ７行目の読み出しが、第１の走査である。第１の走査により読み出されるＶ０〜Ｖ７行目では、Ａ＋Ｂ像信号が読み出され、Ｖ０〜Ｖ７行目のＡ＋Ｂ像信号から画像が生成される。こうして読み出されて処理される順序に画素行の配置を並べ替えると、図１１（ｂ）に示すようになる。
【００５６】
第１の走査の後、垂直走査回路４０１は、図１１（ａ）のＶ８行目（１０行目）に戻り、第２の走査のＶ８行目の単位画素２００からＡ像信号を読み出す。このＶ８行目のＡ像信号は、図１１（ｂ）のＶ８ａ行目に対応する。続けて、垂直走査回路４０１は、同一行のＶ８行目の単位画素２００からＢ像信号を読み出す。このＶ８行目のＢ像信号は、図１１（ｂ）のＶ８ｂ行目に対応する。その後、垂直走査回路４０１は、第２の走査の第２の周期後（１行後）のＶ９行目（１１行目）の単位画素２００からＡ像信号を読み出す。このＶ９行目のＡ像信号は、図１１（ｂ）のＶ９ａ行目に対応する。続けて、垂直走査回路４０１は、同一行のＶ９行目の単位画素２００からＢ像信号を読み出す。このＶ９行目のＢ像信号は、図１１（ｂ）のＶ９ｂ行目に対応する。その後、垂直走査回路４０１は、すでに第１の走査で読み出しているＶ４行目をスキップし、次の第２の走査の第２の周期後（１行後）のＶ１０行目（１３行目）の単位画素２００からＡ像信号およびＢ像信号を順に読み出す。さらに、垂直走査回路４０１は、第２の走査の第２の周期後（１行後）のＶ１１行目（１４行目）の単位画素２００からＡ像信号およびＢ像信号を順に読み出す。同様に、垂直走査回路４０１は、すでに第１の走査で読み出しているＶ５行目をスキップし、次の第２の走査の第２の周期後（１行後）のＶ１２行目（１６行目）の単位画素２００からＡ像信号およびＢ像信号を順に読み出す。さらに、垂直走査回路４０１は、第２の走査の第２の周期後（１行後）のＶ１３行目（１７行目）の単位画素２００からＡ像信号およびＢ像信号を順に読み出す。これらのＶ８〜Ｖ１３行目の読み出しが第２の走査である。
【００５７】
このように、第２の走査では、同一行に対して、Ａ像信号およびＢ像信号を別々に読み出す。ここで、第２の走査におけるＡ像信号およびＢ像信号は、焦点検出演算のために読み出すものであって、合成して画像生成用としては使用することはない。
【００５８】
上記の第１の走査および第２の走査の順序で読み出された画素行は、図１１（ｂ）に示すようになる。先に説明したように、Ｖ０〜Ｖ７行目は、第１の走査においてＡ＋Ｂ像信号が読み出されているため、このＡ＋Ｂ像信号を用いて画像生成が可能である。一方、Ｖ８〜Ｖ１３行目は、第２の走査においてＡ像信号およびＢ像信号が読み出されているため、これらを用いて位相差方式の焦点検出が可能である。
【００５９】
図１２は、Ｖ７〜Ｖ９行目の読み出しを示すタイミングチャートである。上記のように、Ｖ０〜Ｖ７行目は、第１の走査によりＡ＋Ｂ像信号が読み出される。Ｖ７行目の例を示すが、Ｖ０〜Ｖ６行目も同様である。Ｖ８〜Ｖ１３行目は、第２の走査によりＡ像信号とＢ像信号が読み出される。Ｖ８およびＶ９行目を例に示すが、Ｖ１０〜Ｖ１３行目も同様である。図１２の信号ｓｅｌ＿＊＊、ｒｅｓ＿＊＊、ｔｘａ＿＊＊、ｔｘｂ＿＊＊は、それぞれ、＊＊行目の図５の信号ｓｅｌ、ｒｅｓ、ｔｘａ、ｔｘｂに相当する。
【００６０】
時刻ｔ１では、水平同期信号ＨＤが入力される。次に、時刻ｔ２では、信号ｓｅｌ＿Ｖ７がハイレベルになり、Ｖ７行目の選択スイッチ５０６がオンになる。また、信号ｒｅｓ＿Ｖ７がハイレベルなり、Ｖ７行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３をリセットする。
【００６１】
次に、時刻ｔ３では、信号ｒｅｓ＿Ｖ７がローレベルなり、Ｖ７行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３のリセットを解除する。Ｖ７行目において、単位画素２００は、ＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号を、演算増幅器６０３を介して出力する。
【００６２】
また、時刻ｔ３では、信号ｔｎａおよびｔｎｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０６および６０８は、演算増幅器６０３が出力するＮ信号を第１のＮ信号保持容量６１０および第２のＮ信号保持容量６１２に転送する。次に、時刻ｔ４では、信号ｔｎａおよびｔｎｂがローレベルになり、転送スイッチ６０６および６０８は、上記の転送を終了する。第１のＮ信号保持容量６１０および第２のＮ信号保持容量６１２は、それぞれ、Ｎ信号を保持する。
【００６３】
次に、時刻ｔ５では、信号ｔｓｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０７がオンになる。次に、時刻ｔ６では、信号ｔｘａ＿Ｖ７およびｔｘｂ＿Ｖ７がハイレベルになる。Ｖ７行目において、転送スイッチ５０２ａは、フォトダイオード２０１ａに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送し、転送スイッチ５０２ｂは、フォトダイオード２０１ｂに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。ＦＤ部５０３では、フォトダイオード２０１ａの電荷とフォトダイオード２０１ｂの電荷が混合される。Ｖ７行目において、単位画素２００は、フォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を第２のＳ信号保持容量６１１に出力する。
【００６４】
次に、時刻ｔ７では、信号ｔｘａ＿Ｖ７およびｔｘｂ＿Ｖ７がローレベルになり、Ｖ７行目において、転送スイッチ５０２ａおよび５０２ｂがオフになる。時刻ｔ８では、信号ｔｓｂがローレベルになり、転送スイッチ６０７がオフになる。第２のＳ信号保持容量６１１は、増幅されたＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）を保持する。
【００６５】
これ以降、図８の時刻ｔ６２以降と同様に、水平走査回路４１１は、各列の第２のＳ信号保持容量６１１のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）および第２のＮ信号保持容量６１２のＮ信号をそれぞれ出力線４０９および４１０に転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ａ＋Ｂ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＡ＋Ｂ像信号を出力端子４１５に出力する。このようにして、Ｖ７行目のＡ＋Ｂ像信号の読み出しを完了する。ここでは、Ｖ７行目の動作を説明したが、Ｖ０〜Ｖ６行の動作も同様である。
【００６６】
次に、時刻ｔ９では、次の水平同期信号ＨＤが入力される。すると、信号ｓｅｌ＿Ｖ７がローレベルになり、Ｖ７行目の選択スイッチ５０６がオフになる。次に、時刻ｔ１０では、信号ｓｅｌ＿Ｖ８がハイレベルになり、Ｖ８行目の選択スイッチ５０６がオンになる。また、信号ｒｅｓ＿Ｖ８がハイレベルなり、Ｖ８行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３をリセットする。
【００６７】
次に、時刻ｔ１１では、信号ｒｅｓ＿Ｖ８がローレベルなり、Ｖ８行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３のリセットを解除する。Ｖ８行目において、単位画素２００は、ＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号を、演算増幅器６０３を介して出力する。
【００６８】
また、時刻ｔ１１では、信号ｔｎａがハイレベルになり、転送スイッチ６０６は、演算増幅器６０３が出力するＮ信号を第１のＮ信号保持容量６１０に転送する。次に、時刻ｔ１２では、信号ｔｎａがローレベルになり、転送スイッチ６０６は、上記の転送を終了する。第１のＮ信号保持容量６１０は、Ｎ信号を保持する。
【００６９】
次に、時刻ｔ１３では、信号ｔｓａがハイレベルになり、転送スイッチ６０５がオンになる。次に、時刻ｔ１４では、信号ｔｘａ＿Ｖ８がハイレベルになる。Ｖ８行目において、転送スイッチ５０２ａは、フォトダイオード２０１ａに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。Ｖ８行目において、単位画素２００は、フォトダイオード２０１ａの光電変換に基づくＳ信号（Ａ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ａ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ａ像信号）を第１のＳ信号保持容量６０９に出力する。
【００７０】
次に、時刻ｔ１５では、信号ｔｘａ＿Ｖ８がローレベルになり、Ｖ８行目において、転送スイッチ５０２ａがオフになる。時刻ｔ１６では、信号ｔｓａがローレベルになり、転送スイッチ６０５がオフになる。第１のＳ信号保持容量６０９は、増幅されたＳ信号（Ａ像信号）を保持する。
【００７１】
これ以降、図９の時刻ｔ８１以降と同様に、水平走査回路４１１は、各列の第１のＳ信号保持容量６０９のＳ信号（Ａ像信号）および第１のＮ信号保持容量６１０のＮ信号をそれぞれ出力線４０９および４１０に転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ａ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＡ像信号を出力端子４１５に出力する。このようにして、Ｖ８行目のＡ像信号の読み出しを完了する。
【００７２】
次に、時刻ｔ１７では、次の水平同期信号ＨＤが入力される。すると、信号ｓｅｌ＿Ｖ８がローレベルになり、Ｖ８行目の選択スイッチ５０６がオフになる。次に、時刻ｔ１８では、信号ｓｅｌ＿Ｖ８がハイレベルになり、Ｖ８行目の選択スイッチ５０６がオンになる。また、信号ｒｅｓ＿Ｖ８がハイレベルなり、Ｖ８行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３をリセットする。
【００７３】
次に、時刻ｔ１９では、信号ｒｅｓ＿Ｖ８がローレベルなり、Ｖ８行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３のリセットを解除する。Ｖ８行目において、単位画素２００は、ＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号を、演算増幅器６０３を介して出力する。
【００７４】
また、時刻ｔ１９では、信号ｔｎｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０８は、演算増幅器６０３が出力するＮ信号を第２のＮ信号保持容量６１２に転送する。次に、時刻ｔ２０では、信号ｔｎｂがローレベルになり、転送スイッチ６０６は、上記の転送を終了する。第２のＮ信号保持容量６１２は、Ｎ信号を保持する。
【００７５】
次に、時刻ｔ２１では、信号ｔｓｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０７がオンになる。次に、時刻ｔ２２では、信号ｔｘｂ＿Ｖ８がハイレベルになる。Ｖ８行目において、転送スイッチ５０２ｂは、フォトダイオード２０１ｂに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。Ｖ８行目において、単位画素２００は、フォトダイオード２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号（Ｂ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ｂ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ｂ像信号）を第２のＳ信号保持容量６１１に出力する。
【００７６】
次に、時刻ｔ２３では、信号ｔｘｂ＿Ｖ８がローレベルになり、Ｖ８行目において、転送スイッチ５０２ｂがオフになる。時刻ｔ２４では、信号ｔｓｂがローレベルになり、転送スイッチ６０７がオフになる。第２のＳ信号保持容量６１１は、増幅されたＳ信号（Ｂ像信号）を保持する。
【００７７】
これ以降、水平走査回路４１１は、各列の第２のＳ信号保持容量６１１のＳ信号（Ｂ像信号）および第２のＮ信号保持容量６１２のＮ信号をそれぞれ出力線４０９および４１０に転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ｂ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＢ像信号を出力端子４１５に出力する。このようにして、Ｖ８行目のＢ像信号の読み出しを完了する。
【００７８】
次に、時刻ｔ２５では、次の水平同期信号ＨＤが入力される。すると、信号ｓｅｌ＿Ｖ８がローレベルになり、Ｖ８行目の選択スイッチ５０６がオフになる。次に、時刻ｔ２６では、信号ｓｅｌ＿Ｖ９がハイレベルになり、Ｖ９行目の選択スイッチ５０６がオンになる。また、信号ｒｅｓ＿Ｖ９がハイレベルなり、Ｖ９行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３をリセットする。
【００７９】
次に、時刻ｔ２７では、信号ｒｅｓ＿Ｖ９がローレベルなり、Ｖ９行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３のリセットを解除する。Ｖ９行目において、単位画素２００は、ＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号を、演算増幅器６０３を介して出力する。
【００８０】
また、時刻ｔ２７では、信号ｔｎａがハイレベルになり、転送スイッチ６０６は、演算増幅器６０３が出力するＮ信号を第１のＮ信号保持容量６１０に転送する。次に、時刻ｔ２８では、信号ｔｎａがローレベルになり、転送スイッチ６０６は、上記の転送を終了する。第１のＮ信号保持容量６１０は、Ｎ信号を保持する。
【００８１】
次に、時刻ｔ２９では、信号ｔｓａがハイレベルになり、転送スイッチ６０５がオンになる。次に、時刻ｔ３０では、信号ｔｘａ＿Ｖ９がハイレベルになる。Ｖ９行目において、転送スイッチ５０２ａは、フォトダイオード２０１ａに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。Ｖ９行目において、単位画素２００は、フォトダイオード２０１ａの光電変換に基づくＳ信号（Ａ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ａ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ａ像信号）を第１のＳ信号保持容量６０９に出力する。
【００８２】
次に、時刻ｔ３１では、信号ｔｘａ＿Ｖ９がローレベルになり、Ｖ９行目において、転送スイッチ５０２ａがオフになる。時刻ｔ３２では、信号ｔｓａがローレベルになり、転送スイッチ６０５がオフになる。第１のＳ信号保持容量６０９は、増幅されたＳ信号（Ａ像信号）を保持する。
【００８３】
これ以降、図９の時刻ｔ８１以降と同様に、水平走査回路４１１は、各列の第１のＳ信号保持容量６０９のＳ信号（Ａ像信号）および第１のＮ信号保持容量６１０のＮ信号をそれぞれ出力線４０９および４１０に転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ａ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＡ像信号を出力端子４１５に出力する。このようにして、Ｖ９行目のＡ像信号の読み出しを完了する。
【００８４】
次に、時刻ｔ３３では、次の水平同期信号ＨＤが入力される。すると、信号ｓｅｌ＿Ｖ９がローレベルになり、Ｖ９行目の選択スイッチ５０６がオフになる。次に、時刻ｔ３４では、信号ｓｅｌ＿Ｖ９がハイレベルになり、Ｖ９行目の選択スイッチ５０６がオンになる。また、信号ｒｅｓ＿Ｖ９がハイレベルなり、Ｖ９行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３をリセットする。
【００８５】
次に、時刻ｔ３５では、信号ｒｅｓ＿Ｖ９がローレベルなり、Ｖ９行目において、リセットスイッチ５０５は、ＦＤ部５０３のリセットを解除する。Ｖ９行目において、単位画素２００は、ＦＤ部５０３のリセット解除に基づくＮ信号を、演算増幅器６０３を介して出力する。
【００８６】
また、時刻ｔ３５では、信号ｔｎｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０８は、演算増幅器６０３が出力するＮ信号を第２のＮ信号保持容量６１２に転送する。次に、時刻ｔ３６では、信号ｔｎｂがローレベルになり、転送スイッチ６０６は、上記の転送を終了する。第２のＮ信号保持容量６１２は、Ｎ信号を保持する。
【００８７】
次に、時刻ｔ３７では、信号ｔｓｂがハイレベルになり、転送スイッチ６０７がオンになる。次に、時刻ｔ３８では、信号ｔｘｂ＿Ｖ９がハイレベルになる。Ｖ９行目において、転送スイッチ５０２ｂは、フォトダイオード２０１ｂに蓄積されている電荷をＦＤ部５０３に転送する。Ｖ９行目において、単位画素２００は、フォトダイオード２０１ｂの光電変換に基づくＳ信号（Ｂ像信号）を出力線４０２に出力する。演算増幅器６０３は、出力線４０２のＳ信号（Ｂ像信号）に対して、クランプ容量６０１の容量値Ｃ１とフィードバック容量６０２の容量値Ｃ２との容量比に応じたゲインで増幅する。そして、演算増幅器６０３は、その増幅したＳ信号（Ｂ像信号）を第２のＳ信号保持容量６１１に出力する。
【００８８】
次に、時刻ｔ３９では、信号ｔｘｂ＿Ｖ９がローレベルになり、Ｖ９行目において、転送スイッチ５０２ｂがオフになる。時刻ｔ４０では、信号ｔｓｂがローレベルになり、転送スイッチ６０７がオフになる。第２のＳ信号保持容量６１１は、増幅されたＳ信号（Ｂ像信号）を保持する。
【００８９】
これ以降、水平走査回路４１１は、各列の第２のＳ信号保持容量６１１のＳ信号（Ｂ像信号）および第２のＮ信号保持容量６１２のＮ信号をそれぞれ出力線４０９および４１０に転送する。差動増幅器４１４は、出力線４０９のＳ信号（Ｂ像信号）と出力線４１０のＮ信号との差分を増幅したＢ像信号を出力端子４１５に出力する。このようにして、Ｖ９行目のＢ像信号の読み出しを完了する。以下、同様に、Ｖ１０行目以降のＡ像信号およびＢ像信号の読み出し動作を繰り返すことで、所望の読み出し動作が完了する。
【００９０】
図１３（ａ）および（ｂ）は、第１の読み出し方式と第２の読み出し方式の読み出し順序の違いを示す図である。図１３（ａ）は、第１の読み出し方式の読み出し順序を示す図である。図１３（ｂ）は、第２の読み出し方式の読み出し順序を示す図である。
【００９１】
図１３（ａ）の第１の読み出し方式では、画素領域ＰＡの上部から順に画像読み出しを行いながら、焦点検出が必要な行では２ライン分（２Ｈ分）の時間を掛けて、Ａ像信号とＡ＋Ｂ像信号を読み出す。焦点検出行におけるＡ＋Ｂ像信号は、Ａ像信号を基にＢ像信号を得るため、焦点検出用の他、画像信号生成用としても使用される。
【００９２】
一方、図１３（ｂ）の第２の読み出し方式では、まず、画素領域ＰＡの上部から第１の走査で画像読み出しを１フレームに渡って行った後、第２の走査で焦点検出行の読み出しを２Ｈ分の時間を掛けて、Ａ像信号とＢ像信号を読み出す。焦点検出行におけるＡ像信号とＢ像信号は、画像信号としては使用しない。
【００９３】
第１の読み出し方式では、焦点検出行の追加は、通常行を焦点検出行に変更するため、読み出し時間は、１Ｈから２Ｈへの増加である。第２の読み出し方式では、焦点検出行の追加は、第１の走査でスキップされた行を焦点検出行に変更するため、読み出し時間は、０Ｈから２Ｈへの増加である。したがって、１行の焦点検出行を追加するのに必要となる時間で比較すると、第１の読み出し方式の方が第２の読み出し方式より短い時間で済むことになる。しかし、第１の読み出し方式では、焦点検出行で通常の倍の読み出し時間がかかることから、露光量ずれについては前述の通り問題ないとしても、スリットローリング動作においては焦点検出行のみローリングシャッタ歪みが大きくなる特性がある。ローリングシャッタ歪みについては、ある程度、焦点検出行を画素領域ＰＡの全域に等間隔で分散させるようなケースでは目立たなくすることは可能である。例えば、撮影待機中に、ライブビュー（ＬＶ）表示を行う場合は、画像全体をカバーできる第１の読み出し方式が適している。
【００９４】
一方、第２の読み出し方式は、第１の走査の画像読み出し終了後に、第２の走査の焦点検出行の読み出しを行っているため、画像への影響を防止できる。静止画撮影直前のように、主被写体等の限定された領域に対して焦点検出精度を上げたいケースでは、ある程度、領域内の焦点検出行の密度を上げる必要があるため、ローリングシャッタ歪みの影響を避けられる第２の読み出し方式が適している。
【００９５】
図１４は、本発明の第１の実施形態による撮影モード時の撮像装置１００の制御方法を示すフローチャートである。ステップＳ１４０１では、全体制御演算部１０９は、電源スイッチ１１５が押されると、現状のＬＶ解像度の設定を調べる。全体制御演算部１０９は、ＬＶ解像度の設定が高解像度の設定であった場合には、ステップＳ１４０２に進み、ＬＶ解像度の設定が低解像度の設定であった場合には、ステップＳ１４０４に進む。
【００９６】
ステップＳ１４０２では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、ＬＶ用の撮像設定を高解像度ＬＶモードとなるように設定する。ステップＳ１４０３では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、高解像度ＬＶに応じて、行数が多い第１の焦点検出行の設定を行う。第１の焦点検出行は、図７の第１の読み出し方式に従った焦点検出行である。その後、全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４０６に進む。
【００９７】
撮像素子１０６は、図７に示すように、画素領域ＰＡに対して間引きまたは加算により、画素領域ＰＡの行数より少ない行数の高解像度のＬＶ用画像信号を出力する。領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃ内の行は通常行であり、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉ内の行は第１の焦点検出行である。高解像度のＬＶ用画像信号は、図８の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃ内の通常行の信号と、図９と図１０の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの第１の焦点検出行の信号を含む。このＬＶ用画像信号は、図１５の期間Ｖ１のフレームの画像信号に対応する。
【００９８】
ステップＳ１４０４では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、ＬＶ用の撮像設定を低解像度ＬＶモードとなるように設定する。ステップＳ１４０５では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、低解像度ＬＶに応じて、ステップＳ１４０３より行数が少ない第１の焦点検出行の設定を行う。その後、全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４０６に進む。
【００９９】
撮像素子１０６は、図７に示すように、画素領域ＰＡに対して間引きまたは加算により、画素領域ＰＡの行数より少ない行数の低解像度のＬＶ用画像信号を出力する。低解像度のＬＶ用画像信号は、図８の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃ内の通常行の信号と、図９と図１０の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉの第１の焦点検出行の信号を含み、高解像度のＬＶ用画像信号より解像度が低い。このＬＶ用画像信号は、図１５の期間Ｖ１のフレームの画像信号に対応する。
【０１００】
ステップＳ１４０６では、全体制御演算部１０９は、シャッタ・絞り駆動部１０５、撮像信号処理回路１０７、メモリ部１０８、表示部１１１に対して、所定のプログラムに従って動作させることで、ＬＶ用画像信号のＬＶ表示を開始する。
【０１０１】
ステップＳ１４０７では、全体制御演算部１０９は、ＬＶ表示中にユーザにより操作部１１８にてＬＶ解像度設定の変更が指示されたか否かを判定する。全体制御演算部１０９は、変更が指示された場合には、ステップＳ１４０９に進み、変更が指示されていない場合には、ステップＳ１４０８に進む。
【０１０２】
ステップＳ１４０９では、全体制御演算部１０９は、ＬＶ表示を一旦停止する。ステップＳ１４１０では、全体制御演算部１０９は、ＬＶ解像度の設定を変更し、ステップＳ１４０１へ戻る。
【０１０３】
ステップＳ１４０８では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６から得られる信号のうち、焦点検出行からＡ像信号とＢ像信号を取得し、Ａ像信号とＢ像信号を基に位相差方式の焦点検出演算を行った上で、レンズ駆動部１０２を制御してＡＦ動作を実行する。ステップＳ１４１１では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６から得られるＬＶ表示画像信号を基に、被写体検出を継続的に行う。
【０１０４】
ステップＳ１４１２では、全体制御演算部１０９は、電源スイッチ１１５の状態を調べる。全体制御演算部１０９は、電源スイッチ１１５がオフである場合には、処理を終了し、電源スイッチ１１５がオンである場合には、ステップＳ１４１３に進む。
【０１０５】
ステップＳ１４１３では、全体制御演算部１０９は、第１のシャッタスイッチ１１６がオンであるか否かを判定する。全体制御演算部１０９は、第１のシャッタスイッチ１１６がオンである場合には、焦点検出指示信号を入力し、ステップＳ１４１４に進み、第１のシャッタスイッチ１１６がオフである場合には、ステップＳ１４０７に戻る。
【０１０６】
ステップＳ１４１４では、全体制御演算部１０９は、被写体検出の結果から、主被写体が画像内のどこにあるかを判定し、主被写体を確定させる。ステップＳ１４１５では、全体制御演算部１０９は、確定した主被写体を含む領域を測距枠として設定する。
【０１０７】
ステップＳ１４１６では、全体制御演算部１０９は、現状のＬＶ解像度の設定を調べる。全体制御演算部１０９は、ＬＶ解像度の設定が高解像度の設定である場合には、ステップＳ１４１７に進み、ＬＶ解像度の設定が低解像度の設定である場合には、ステップＳ１４１８に進む。
【０１０８】
ステップＳ１４１７では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、高解像度用の第１の焦点検出行のうちの一部を通常行に変更する。通常行に変更する行は、例えば測距枠からもっとも遠い行に設定すれば、主被写体との相関を少なくすることができ、多少測距枠が主被写体からずれていたとしてもＡＦに影響を及ぼさないようにすることができる。その後、全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４１８に進む。
【０１０９】
ステップＳ１４１８では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、設定された測距枠の位置とサイズに応じて、測距枠内に第２の焦点検出行を追加する。第２の焦点検出行は、第２の読み出し方式に従った焦点検出行であり、画素領域ＰＡのうちの通常行または第１の焦点検出行ではない行である。これにより、測距枠付近の画像に対して、厳密なＡＦ処理を行うことが可能になる。
【０１１０】
撮像素子１０６は、図１１（ａ）および（ｂ）と同様に、第１の走査により、通常行と第１の焦点検出行を読み出し、その後、第２の走査により、第２の焦点検出行を読み出し、ＬＶ用画像信号を出力する。このＬＶ用画像信号は、図１５の期間Ｖ２のフレームの画像信号に対応する。
【０１１１】
ステップＳ１４１９では、全体制御演算部１０９は、第１および第２の焦点検出行から得られたＡ像信号とＢ像信号を基に、位相差方式の焦点検出演算を行った上で、レンズ駆動部１０２を制御してＡＦ動作を実行し、その状態でＡＦロックする。
【０１１２】
ステップＳ１４２０では、全体制御演算部１０９は、第２のシャッタスイッチ１１７がオンであるか否かを調べる。全体制御演算部１０９は、第２のシャッタスイッチ１１７がオンである場合には、静止画撮影指示信号を入力し、ステップＳ１４２１に進み、第２のシャッタスイッチ１１７がオフである場合には、ステップＳ１４２３に進む。
【０１１３】
ステップＳ１４２３では、全体制御演算部１０９は、第１のシャッタスイッチ１１６がオンであるか否かを調べる。全体制御演算部１０９は、第１のシャッタスイッチ１１６がオンである場合には、ステップＳ１４２０に戻り、第１のシャッタスイッチ１１６がオフである場合には、ステップＳ１４０７に戻る。
【０１１４】
ステップＳ１４２１では、全体制御演算部１０９は、ＬＶ表示を停止する。ステップＳ１４２２では、全体制御演算部１０９は、撮像素子１０６に対して、静止画の撮影を行わせる。撮像素子１０６は、画素領域ＰＡのすべての単位画素２００の静止画のＡ＋Ｂ像信号を出力する。全体制御演算部１０９は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部１１０を通して記録媒体１１２へ、静止画を記録する。その後、全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４０１に戻る。
【０１１５】
図１５は、第１の実施形態において、高解像度ＬＶモード時の焦点検出行の読み出しタイミングと画像内の焦点検出行位置を示す図である。図１５では、垂直同期信号ＶＤと、撮像素子１０６の出力信号と、画素領域ＰＡを示す。期間Ｖ１は、第１のシャッタスイッチ１１６がオンする前のＬＶ表示中の期間であり、図１４のステップＳ１４０１〜Ｓ１４０６に対応する。期間Ｖ１では、全体制御演算部１０９は、図７の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃ内の通常行と、図７の領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉ内の第１の焦点検出行を設定する。
【０１１６】
撮像素子１０６は、期間Ｖ１のフレームにおいて、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｃ内の通常行では、図８のように、複数のフォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂにより変換された電荷の混合に基づくＡ＋Ｂ像信号を読み出す。また、撮像素子１０６は、期間Ｖ１のフレームにおいて、領域Ｒｅｇｉｏｎ＿ｉ内の第１の焦点検出行では、図９のように、フォトダイオード２０１ａにより変換された電荷に基づくＡ像信号を読み出す。続いて、撮像素子１０６は、図１０のように、複数のフォトダイオード２０１ａおよび２０１ｂにより変換された電荷の混合に基づくＡ＋Ｂ像信号を読み出す。
【０１１７】
期間Ｖ２は、第１のシャッタスイッチ１１６のオンにより主被写体が確定する期間である。期間Ｖ２では、全体制御演算部１０９は、測距枠から遠い行の第１の焦点検出行を通常行に変更し、測距枠付近に第２の焦点検出行を追加する。第２の焦点検出行は、期間Ｖ１のフレームで読み出していない画素領域ＰＡの行のうちの少なくとも一部の行である。
【０１１８】
第２の焦点検出行は、測距枠を含む行である。撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した複数の第１の焦点検出行のうちの測距枠から遠い第１の焦点検出行を通常行として読み出す。また、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した複数の第１の焦点検出行のうちの測距枠に近い第１の焦点検出行を第１の焦点検出行として読み出す。
【０１１９】
撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した第１の焦点検出行のうちの一部の第１の焦点検出行を通常行として読み出し、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出す。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出していない第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。ここで、Ａ像信号は、単位画素２００の中の一のフォトダイオード２０１ａにより変換された電荷に基づく信号であり、Ｂ像信号は、単位画素２００の中の他のフォトダイオード２０１ｂにより変換された電荷に基づく信号である。Ａ＋Ｂ像信号は、単位画素１００の中のすべてのフォトダイオード２０１ａ及び２０１ｂにより変換された電荷の混合に基づく信号である。
【０１２０】
以上のように、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの一部の行の読み出し方法を変更し、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出す。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームにおいて、第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１２１】
撮像信号出力として、撮像素子１０６は、期間Ｖ１では、第１の焦点検出行を含むフレーム画像を出力する。そして、撮像素子１０６は、期間Ｖ２では、通常行および第１の焦点検出行読み出しを含む１フレームの画像信号を出力後に、第２の焦点検出行を出力することにより、画像への影響がないように工夫している。ただし、第２の焦点検出行が追加されたことで、トータルの読み出し時間は増えているため、第１の焦点検出行のうちの一部（ここでは測距枠から離れた上部の領域）を通常行に変更することで、フレームレートの維持を図っている。このように、測距枠からの距離に応じて、具体的には距離の遠い行から順に第１の焦点検出行の一部を通常行に変更することにより、測距枠付近のＡＦ精度低下を防止することができる。また、主被写体が測距枠から多少ずれていたとしてもピントずれを防ぐことができる。
【０１２２】
低解像度ＬＶモードでは、撮像装置１００は、図１４のステップＳ１４１７の処理を行わない。撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、低解像度ＬＶモードの場合に、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行う。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームにおいて、期間Ｖ１のフレームで読み出していない第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１２３】
なお、前述のように、１行の焦点検出行を追加するのに必要となる時間で、第１の読み出し方式と第２の読み出し方式を比較すると、第１の読み出し方式の方が短い時間で済む。第２の焦点検出行をＮ行追加したと仮定した場合、第１の焦点検出行から通常行に変更する行数は２×Ｎ行に設定することで、期間Ｖ１と期間Ｖ２における１フレーム分の読み出し時間を同一にすることができる。このように、第２の焦点検出行の追加と、第１の焦点検出行から通常行への変更を並行して行うことにより、高解像度ＬＶモード時においても、ＡＦ精度を保ちながらフレームレート低下を防ぐことができる。
【０１２４】
また、上記の実施形態においては、フレームレート維持を目的として、第１のシャッタスイッチ１１６のオン時に第２の焦点検出行の追加とともに、ＬＶの解像度に応じて、第１の焦点検出行から通常行への変更を行った。なお、撮像装置１００は、第１のシャッタスイッチ１１６のオン時に第２の焦点検出行の追加とともに、ＬＶ解像度自体を自動的に低解像度に変更するようにしても良い。低解像度ＬＶモードであれば、撮像素子１０６の読み出しに要する時間が短くて済む。そのため、第１のシャッタスイッチ１１６のオン時に第２の焦点検出行を追加しても、第１の焦点検出行から通常行に変更することなく、フレームレートの低下を防止することが可能である。
【０１２５】
その場合、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームのＬＶ用画像信号より低い解像度のＬＶ用画像信号を読み出し、期間Ｖ１のフレームで読み出していない第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１２６】
以上のように、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームの読み出し方法を変更して読み出しを行い、その後、期間Ｖ１のフレームで読み出していない第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１２７】
以上述べたように、本実施形態では、測距性能を維持するのに必要な焦点検出行数を確保しつつ、ＬＶフレームレートの低下を防止することができる。
【０１２８】
（第２の実施形態）
図１６は、本発明の第２の実施形態による撮影モード時の撮像装置１００の制御方法を示すフローチャートである。第２の実施形態では、被写体輝度に応じてＬＶのモードを変える。図１６のフローチャートは、図１４のフローチャートに対して、ステップＳ１６０１〜Ｓ１６０９を追加したものである。以下、図１６のフローチャートが図１４のフローチャートと異なる点を説明する。
【０１２９】
まず、Ｓ１６０１では、全体制御演算部１０９は、初期設定として、現在のＬＶ解像度を表す変数ＣｕｒｒＲｅｓおよび以前のＬＶ解像度を表す変数ＰｒｅｖＲｅｓにローレベルを代入する。ローレベルは、低解像度であることを示す。また、全体制御演算部１０９は、被写体輝度値を表す変数Ｙに初期値Ｙ０を代入する。
【０１３０】
次に、ステップＳ１６０２では、全体制御演算部１０９は、変数ＣｕｒｒＲｅｓがハイレベル（高解像）である場合には、ステップＳ１４０２に進み、変数ＣｕｒｒＲｅｓがローレベル（低解像）である場合には、ステップＳ１４０４に進む。
【０１３１】
全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４０６の後、ステップＳ１６０３に進む。ステップＳ１６０３では、全体制御演算部１０９は、変数ＰｒｅｖＲｅｓに変数ＣｕｒｒＲｅｓを代入する。次に、ステップＳ１６０４では、全体制御演算部１０９は、変数Ｙと閾値Ｙｔｈを比較する。全体制御演算部１０９は、変数Ｙが閾値Ｙｔｈ以上である場合には、ステップＳ１６０５に進み、変数Ｙが閾値Ｙｔｈ未満である場合には、ステップＳ１６０６に進む。
【０１３２】
ステップＳ１６０５では、全体制御演算部１０９は、変数ＣｕｒｒＲｅｓにローレベルを代入し、ステップＳ１６０７に進む。ステップＳ１６０６では、全体制御演算部１０９は、変数ＣｕｒｒＲｅｓにハイレベルを代入し、ステップＳ１６０７に進む。
【０１３３】
ステップＳ１６０７では、全体制御演算部１０９は、変数ＰｒｅｖＲｅｓと変数ＣｕｒｒＲｅｓを比較する。全体制御演算部１０９は、変数ＰｒｅｖＲｅｓと変数ＣｕｒｒＲｅｓが同じである場合には、ステップＳ１４０８に進み、変数ＰｒｅｖＲｅｓと変数ＣｕｒｒＲｅｓが同じでない場合には、ステップＳ１４０９に進む。ステップＳ１４０９では、全体制御演算部１０９は、ＬＶ表示を一旦停止し、ステップＳ１６０２に戻り、ＬＶモードの再設定を行う。
【０１３４】
ステップＳ１４０８では、全体制御演算部１０９は、ＡＦ動作を行う。次に、ステップＳ１４１１では、全体制御演算部１０９は、被写体検出を行う。次に、ステップＳ１６０８では、全体制御演算部１０９は、被写体輝度を抽出し、その抽出した被写体輝度を変数Ｙに代入し、ステップＳ１４１２に進む。
【０１３５】
全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４１５の後、ステップＳ１６０９に進む。ステップＳ１６０９では、全体制御演算部１０９は、変数ＣｕｒｒＲｅｓを調べる。全体制御演算部１０９は、変数ＣｕｒｒＲｅｓがハイレベル（高解像度）である場合には、ステップＳ１４１７に進み、変数ＣｕｒｒＲｅｓがローレベル（低解像度）である場合には、ステップＳ１４１８に進む。
【０１３６】
以上のように、本実施形態は、被写体の輝度Ｙに応じて、ＬＶのモードを切り替えることができる。全体制御演算部１０９は、被写体の輝度Ｙが閾値Ｙｔｈより低い場合には、高解像度ＬＶモードの設定を行い、被写体の輝度Ｙが閾値Ｙｔｈより高い場合には、低解像度ＬＶモードの設定を行う。Ｓ／Ｎの高い高輝度時には、画像信号の間引き率を大きくした低解像度ＬＶモードを選択することにより、焦点検出行を少なく設定して、処理時間の短縮とＡＦ応答性を重視する。一方、Ｓ／Ｎの低い低輝度時には、画像信号の間引き率を小さくした高解像度のＬＶモードを選択することにより、焦点検出行を増やすことで、ＡＦ性能の向上に重点をおくように制御することが可能である。
【０１３７】
（第３の実施形態）
図１７（ａ）および（ｂ）は、本発明の第３の実施形態による通常行と第１の焦点検出行と第２の焦点検出行を示す図である。全体制御演算部１０９は、被写体輝度が低輝度である場合には、図１７（ａ）に示す焦点検出行を配置し、被写体輝度が高輝度である場合には、図１７（ｂ）に示す焦点検出行を配置する。第１の焦点検出行は、斜線で示す行である。第２の焦点検出行は、縦線で示す行である。
【０１３８】
図１７（ａ）は、低輝度時に好適な焦点検出行の配置を示す図である。測距枠を含む行では、第１の焦点検出行に対して、第２の焦点検出行を隣接させている。このように配置した上で、全体制御演算部１０９は、隣接した第１および第２の焦点検出行の信号を垂直方向に加算することで、低輝度時のＳ／Ｎを向上させることが可能となり、低輝度下でのＡＦ精度を向上させることができる。例えば、全体制御演算部１０９は、隣接した第１および第２の焦点検出行のＡ像信号を単位画素２００ごとに加算し、隣接した第１および第２の焦点検出行のＢ像信号を単位画素２００ごとに加算する。第２の焦点検出行は、被写体の輝度Ｙが閾値Ｙｔｈより低い場合には、図１７（ａ）のように、第１の焦点検出行に隣接する。全体制御演算部１０９は、被写体の輝度Ｙが閾値Ｙｔｈより低い場合には、隣接した第１および第２の焦点検出行の信号を加算する。
【０１３９】
図１７（ｂ）は、高輝度時に好適な焦点検出行の配置を示す図である。測距枠を含む行では、複数の第１の焦点検出行の各々の中間に、第２の焦点検出行を配置することにより、被写体抜けが防止できるとともに、動体へのＡＦ追従性を向上させることができる。第２の焦点検出行は、被写体の輝度Ｙが閾値Ｙｔｈより高い場合には、図１７（ｂ）のように、第１の焦点検出行に隣接せず、複数の第１の焦点検出行の中間に位置する。
【０１４０】
（第４の実施形態）
第１〜第３の実施形態では、高解像度のＬＶモード時においては、第２の焦点検出行の追加とともに、第１の焦点検出行の一部を通常行に変更することで、フレームレート低下を防止する制御を行った。本発明の第４の実施形態では、追加された第２の焦点検出行数に応じて、通常行の一部をスキップすることで、フレームレート低下を防ぐ。
【０１４１】
図１８は、本発明の第４の実施形態による撮影モード時の撮像装置１００の制御方法を示すフローチャートである。図１８のフローチャートは、図１４のフローチャートに対して、ステップＳ１４１７の代わりに、ステップＳ１８０１を設けたものである。以下、図１８のフローチャートが図１４のフローチャートと異なる点を説明する。
【０１４２】
ステップＳ１４１６において、全体制御演算部１０９は、ＬＶ解像度の設定が高解像度の設定である場合には、ステップＳ１８０１に進み、ＬＶ解像度の設定が低解像度の設定である場合には、ステップＳ１４１８に進む。ステップＳ１８０１では、全体制御演算部１０９は、通常行の一部をスキップ行に変更し、ステップＳ１４１８に進む。撮像素子１０６は、スキップ行の信号の読み出しを行わないため、スキップ行の画像信号は存在しない。スキップ行は、間引き行と同様の扱いとなるため、全体制御演算部１０９は、スキップ行に対して、上下の同色の通常行から補間により生成するので、ＬＶ用画像として違和感のない画像の表示が可能である。
【０１４３】
全体制御演算部１０９は、期間Ｖ２のフレームで読み出した通常行のうちで、期間Ｖ２のフレームで読み出さないスキップ行の上下の通常行の信号を用いて補間することにより、期間Ｖ２のフレームで読み出さないスキップ行の信号を生成する。
【０１４４】
図１９は、第４の実施形態において、ＬＶ解像度の設定が高解像度である場合の焦点検出行の読み出しタイミングと画像中の焦点検出行位置を示す図である。図１９では、垂直同期信号ＶＤと、撮像素子１０６の出力信号と、画素領域ＰＡを示す。全体制御演算部１０９は、ステップＳ１４１８で、測距枠付近に第２の焦点検出行を追加するが、第１の焦点検出行の一部を通常行に変更しない。測距枠から離れた部分であっても、第１の焦点検出行が存在するため、必要に応じて、測距動作を行うことが可能である。また、全体制御演算部１０９は、ステップＳ１８０１で、本来画像信号として出力する通常行の一部をスキップ行にすることにより、第２の焦点検出行が追加されても、所定の垂直同期周期Ｖ２内で読み出しを完了することができる。これにより、フレームレートの低下を防止することができる。
【０１４５】
まず、高解像度モードＬＶについて説明する。撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した通常行のうちの一部の通常行を読み出さず、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行う。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームにおいて、期間Ｖ１のフレームで読み出していない第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１４６】
次に、低解像度モードＬＶについて説明する。低解像度モードＬＶでは、撮像装置１００は、図１８のステップＳ１８０１の処理を行わない。撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、低解像度モードの場合に、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行う。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームにおいて、期間Ｖ１のフレームで読み出していない第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号またはＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１４７】
なお、第１の実施形態と同様、第２の焦点検出行をＮ行追加したと仮定した場合、通常行からスキップ行に変更する行数を２×Ｎ行に設定することで、期間Ｖ１と期間Ｖ２における１フレーム分の読み出し時間を同一にすることができる。
【０１４８】
（第５の実施形態）
第４の実施形態においては、通常行からスキップ行に変更した行については、画像信号が存在しない行となることから、スキップ行に対して、上下の同色の通常行から補間により生成する旨を説明した。本発明の第５の実施形態では、撮像装置１００は、スキップ行をフレーム毎に別の行に切り替えるとともに、同一フレームではなく、前後のフレームを利用して補間を行う。
【０１４９】
図２０は、本発明の第５の実施形態において、スキップ行をフレーム毎に別の行に切り替えた画像を示す図である。図２０では、前フレームＶ１のスキップ行と、現フレームのスキップ行と、次フレームのスキップ行を示す。現フレームＶ２中のスキップ行は、前フレームＶ１のスキップ行と次フレームＶ３のスキップ行とは、位置が異なる。そのため、全体制御演算部１０９は、現フレームのスキップ行と同一行である前フレームの通常行と次フレームの通常行を用いて、現フレームのスキップ行を補間により生成することができる。メモリ部１０８は、３フレーム分の画像領域の確保が必要となるものの、同一行からの補間となるため、比較的動きの少ない被写体に対しては、解像感を向上させることができる。
【０１５０】
撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームでは、図１９のように、期間Ｖ１のフレームで読み出した通常行のうちの一部のスキップを読み出さず、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行う。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ２のフレームにおいて、第２の焦点検出行では、Ａ像信号と、Ｂ像信号又はＡ＋Ｂ像信号とを読み出す。
【０１５１】
期間Ｖ３のフレームは、期間Ｖ２のフレームの後のフレームである。撮像素子１０６は、期間Ｖ３のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した通常行のうちの一部のスキップ行を読み出さず、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行う。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ３のフレームにおいて、第２の焦点検出行では、期間Ｖ２のフレームと同じ読み出しを行う。
【０１５２】
期間Ｖ４のフレームは、期間Ｖ３のフレームの後のフレームである。撮像素子１０６は、期間Ｖ４のフレームでは、期間Ｖ１のフレームで読み出した通常行のうちの一部のスキップ行を読み出さず、期間Ｖ１のフレームで読み出した画素領域ＰＡの行のうちの他の行の読み出し方法を変更しないで読み出しを行う。その後、撮像素子１０６は、期間Ｖ４のフレームにおいて、第２の焦点検出行では、期間Ｖ２のフレームと同じ読み出しを行う。
【０１５３】
期間Ｖ３のフレームで読み出さないスキップ行の位置は、期間Ｖ２のフレームで読み出さないスキップ行および期間Ｖ４のフレームで読み出さないスキップ行の位置とは異なる。全体制御演算部１０９は、期間Ｖ２の第１の通常行の信号と、期間Ｖ４の第２の通常行の信号とを用いて補間する。ここで、期間Ｖ２の第１の通常行は、期間Ｖ２のフレームで読み出した通常行のうちで、期間Ｖ３のフレームで読み出さないスキップと同じ位置の通常行である。期間Ｖ４の第２の通常行は、期間Ｖ４のフレームで読み出した通常行のうちで、期間Ｖ３のフレームで読み出さないスキップ行と同じ位置の通常行である。全体制御演算部１０９は、期間Ｖ２の第１の通常行の信号と、期間Ｖ４の第２の通常行の信号とを用いて補間することにより、期間Ｖ３のフレームで読み出さないスキップ行の信号を生成する。
【０１５４】
第１〜第５の実施形態によれば、第１のシャッタスイッチ１１６のオンにより、焦点検出指示を受けた時に、予め検出していた主被写体付近に対して、さらに厳密なＡＦを行うため、第２の焦点検出行を追加する。第１〜第５の実施形態によれば、静止画撮影準備中に第２の焦点検出行を増加させても、所定のフレームレートのＬＶ表示を継続することができる。
【０１５５】
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および変更が可能である。撮像装置１００は、デジタルカメラ、ビデオカメラの他、スマートフォン、タブレット、工業用カメラ、医療用カメラ、車載カメラ等に適用可能である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０１：レンズ、１０２：レンズ駆動部、１０３：メカシャッタ、１０４：絞り、１０５：シャッタ・絞り駆動部、１０６：撮像素子、１０７：撮像信号処理回路、１０８：メモリ部、１０９：全体制御演算部、１１０：記録媒体制御Ｉ／Ｆ部、１１１：表示部、１１２：記録媒体、１１３：外部Ｉ／Ｆ部、１１５：電源スイッチ、１１６：第１のシャッタスイッチ、１１７：第２のシャッタスイッチ、１１８：操作部
【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１２】
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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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