(57)【要約】【課題】撮像領域内に撮像用画素と焦点検出用画素とが混在して配置された固体撮像装置から様々な形式で出力される焦点検出用画素からの信号を、同一の形式で記憶することができる撮像装置を提供する。【解決手段】複数の撮像用画素が二次元の行列状に配置された領域内に、複数の焦点検出用画素が混在して配置された固体撮像装置と、固体撮像装置から出力された画素信号から撮像信号と焦点検出信号とを分離し、行方向の２つの焦点検出用画素が組になった水平方向焦点検出画素組から出力された水平方向焦点検出信号と、列方向の２つの焦点検出用画素が組になった垂直方向焦点検出画素組から出力された垂直方向焦点検出信号とを出力する分離部と、水平方向焦点検出信号を出力する形式を予め定めた形式に変換して出力する水平方向焦点検出処理部と、垂直方向焦点検出信号を出力する形式を予め定めた形式に変換して出力する垂直方向焦点検出処理部と、を備える。【選択図】図１
2014191091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像用の画素が二次元の行列状に配置された領域内に、複数の焦点検出用の画素が混在して配置され、該撮像用の画素のそれぞれに入射された被写体光に応じた撮像信号と、該焦点検出用の画素のそれぞれに入射された光量に応じた焦点検出信号とを、画素信号として出力する固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力された前記画素信号から、前記撮像信号と前記焦点検出信号とを分離し、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に異なる方向から入射された光量に応じた前記焦点検出信号を出力する２つの前記焦点検出用の画素が組になって配置された水平方向焦点検出画素組に含まれる前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力された前記焦点検出信号を水平方向焦点検出信号とし、前記固体撮像装置の前記領域内の列方向に異なる方向から入射された光量に応じた前記焦点検出信号を出力する２つの前記焦点検出用の画素が組になって配置された垂直方向焦点検出画素組に含まれる前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力された前記焦点検出信号を垂直方向焦点検出信号として出力する分離部と、
前記分離部によって分離された前記水平方向焦点検出信号を出力する際の形式を、該水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれが前記固体撮像装置から出力されたときの形式から、予め定めた形式に変換して出力する水平方向焦点検出処理部と、
前記分離部によって分離された前記垂直方向焦点検出信号を出力する際の形式を、該垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれが前記固体撮像装置から出力されたときの形式から、予め定めた形式に変換して出力する垂直方向焦点検出処理部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記水平方向焦点検出処理部と前記垂直方向焦点検出処理部とは、
形式を変換して出力する前記水平方向焦点検出信号と前記垂直方向焦点検出信号とが、予め定めた同じ形式になるように、前記分離部によって分離された前記水平方向焦点検出信号に含まれるそれぞれの前記焦点検出信号の形式と、前記分離部によって分離された前記垂直方向焦点検出信号に含まれるそれぞれの前記焦点検出信号の形式とを変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記水平方向焦点検出処理部は、
入力された前記水平方向焦点検出信号を、焦点検出処理に用いる予め定めた数だけ保持する水平方向保持部、
を備え、
前記分離部から異なるタイミングで入力される前記水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれを前記水平方向保持部に保持し、該水平方向保持部内でまとめられた前記焦点検出信号のそれぞれを、形式を変換して出力する前記水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、予め定めたタイミングから順次出力する、
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記水平方向保持部は、
前記固体撮像装置の前記領域内で、前記水平方向焦点検出画素組が最も多く配置された行の前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される全ての前記焦点検出信号を保持する、
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記水平方向保持部は、
前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される前記焦点検出信号を、予め定めた数の単位で区切って保持する、
ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記水平方向焦点検出処理部は、
異なる行に配置されたそれぞれの前記水平方向焦点検出画素組に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号を加算する水平方向加算部、
を備え、
前記水平方向保持部は、
前記水平方向加算部によって加算されたそれぞれの焦点検出信号を保持し、
前記水平方向加算部は、
前記水平方向保持部に保持されている前記焦点検出信号と、前記分離部から入力された対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号とを加算し、
前記水平方向保持部は、
前記水平方向加算部によって、行方向に配置された複数の前記水平方向焦点検出画素組からなる水平方向焦点検出画素群に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が全て加算された後に、保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、該水平方向焦点検出画素群毎に順次出力する、
ことを特徴とする請求項４または請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記垂直方向焦点検出処理部は、
入力された前記垂直方向焦点検出信号を、焦点検出処理に用いる予め定めた数だけ保持する垂直方向保持部、
を備え、
前記分離部から異なるタイミングで入力される前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれを前記垂直方向保持部に保持し、該垂直方向保持部内でまとめられた前記焦点検出信号のそれぞれを、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、予め定めたタイミングから順次出力する、
ことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか１の項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記垂直方向保持部は、
前記固体撮像装置の前記領域内で、前記垂直方向焦点検出画素組が最も多く配置された列の前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される全ての前記焦点検出信号を保持する、
ことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記垂直方向保持部は、
前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される前記焦点検出信号を、予め定めた数の単位で区切って保持する、
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記垂直方向焦点検出処理部は、
異なる列および行のいずれか一方または両方に配置されたそれぞれの前記垂直方向焦点検出画素組に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号を加算する垂直方向加算部、
を備え、
前記垂直方向保持部は、
前記垂直方向加算部によって加算されたそれぞれの焦点検出信号を保持し、
前記垂直方向加算部は、
前記垂直方向保持部に保持されている前記焦点検出信号と、前記分離部から入力された対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号とを加算し、
前記垂直方向保持部は、
前記垂直方向加算部によって、列方向および行方向のいずれか一方または両方の方向に配置された複数の前記垂直方向焦点検出画素組からなる垂直方向焦点検出画素群に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が全て加算された後に、保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、該垂直方向焦点検出画素群毎に順次出力する、
ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記垂直方向焦点検出処理部は、
前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の前記垂直方向保持部と、
前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の前記垂直方向加算部と、
を備え、
それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に含まれる前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に対応する前記垂直方向加算部によって加算され、対応する前記垂直方向保持部のそれぞれに全て保持された後に、それぞれの前記垂直方向保持部に保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、前記垂直方向保持部毎に順次出力する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記垂直方向焦点検出処理部は、
前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の前記垂直方向保持部と、
前記垂直方向保持部の全てに共通した１つの前記垂直方向加算部と、
を備え、
それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に含まれる前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が、１つの前記垂直方向加算部によってそれぞれの前記垂直方向焦点検出画素群毎に加算され、対応する前記垂直方向保持部のそれぞれに全て保持された後に、それぞれの前記垂直方向保持部に保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、前記垂直方向保持部毎に順次出力する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記垂直方向保持部は、
１つの保持部の保持領域が、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の分割保持領域に分けられて構成され、
それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に含まれる前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に対応する前記垂直方向加算部によって加算され、対応する前記分割保持領域のそれぞれに全て保持された後に、それぞれの前記分割保持領域に保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、前記分割保持領域毎に順次出力する、
ことを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記垂直方向保持部は、
１つの前記保持部の前記保持領域が、
前記固体撮像装置の前記領域内で、前記垂直方向焦点検出画素組が最も多く配置された列の前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される全ての前記焦点検出信号を保持する大きさの前記分割保持領域に分けられて構成される、
ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記垂直方向保持部は、
１つの前記保持部の前記保持領域が、
前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される前記焦点検出信号を、予め定めた数の単位で区切った大きさの前記分割保持領域に分けられて構成される、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれか１の項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラなどの撮像装置における撮影に関する機能として、自動的に被写体に焦点を合わせる自動焦点（オートフォーカス：ＡＦ）機能が搭載されている。従来のオートフォーカス機能では、撮像装置に搭載したＡＦセンサが受光した左右の光の位相差の情報に基づいてフォーカスレンズの位置を制御する、いわゆる、位相差ＡＦが行われていた。また、ＡＦセンサを搭載していない撮像装置では、撮像装置に備えた固体撮像装置のそれぞれの画素から出力される画素信号から、例えば、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いて高周波成分を抜き出し、各画素の高周波成分の値に基づいてフォーカスレンズの位置を制御する、いわゆる、イメージャＡＦも行われていた。
【０００３】
近年では、固体撮像装置に配置された画素の領域内、すなわち、撮像領域内に、被写体の光学像を光電変換した画素信号を撮像信号として出力する撮像用の画素と、右側または左側のいずれか一方が遮光され、入射した被写体光の左側または右側の受光量を表す画素信号を焦点検出信号として出力する焦点検出用の画素とを混在して配置した固体撮像装置が提案されている。この固体撮像装置を搭載した撮像装置は、焦点検出用の画素から出力される焦点検出信号を用いて位相差を演算することによって、ＡＦセンサを搭載して位相差ＡＦを行う撮像装置と同様のオートフォーカス機能、いわゆる、像面位相差ＡＦを行うことができる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、撮像領域内の水平方向の任意の行に焦点検出用の画素を配置した例が開示されており、この焦点検出用の画素によって、水平方向に輝度が変化する被写体像の焦点検出を行うことができる。また、特許文献１には、撮像領域内の垂直方向の任意の列に焦点検出用の画素を配置した例も開示されており、この焦点検出用の画素によって、垂直方向に輝度が変化する被写体像の焦点検出を行うことができる。
【０００５】
また、特許文献１には、撮像装置が、固体撮像装置の撮像領域内に配置された焦点検出用の画素から焦点検出信号を読み出す方法についても開示されている。特許文献１では、固体撮像装置が撮像信号を出力する期間ではなく、垂直ブランキングの期間中に、焦点検出用の画素から焦点検出信号を読み出している。そして、特許文献１では、読み出したそれぞれの焦点検出信号を、撮像信号と焦点検出信号とを分離する分離回路内に備えたバッファに一旦蓄積し、このバッファに一旦蓄積した焦点検出信号のそれぞれを、撮像装置内のバスを介して、撮像装置に備えたＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）の予め定めた記憶領域に記憶している。なお、焦点検出用の画素が、撮像領域内の複数箇所に配置されている場合には、すなわち、複数の箇所のそれぞれで焦点検出を行う場合には、全ての箇所の焦点検出信号をＤＲＡＭに記憶する。その後、特許文献１では、画素列間の相関演算を行うことによって位相差を演算する位相差演算回路が、ＤＲＡＭに記憶したそれぞれの焦点検出信号を読み出し、読み出した焦点検出信号に基づいて、撮像装置が位相差ＡＦを行うための位相差を演算している。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された技術では、上述したように、焦点検出用の画素が出力する焦点検出信号を垂直ブランキングの期間を利用して読み出しているため、固体撮像装置が高いフレームレートで動作する場合には、焦点検出信号を読み出すために必要な時間を確保することが困難になってくると考えられる。これは、固体撮像装置の高フレームレート化に伴って、垂直ブランキングの期間を短くして撮像信号を読み出す時間を確保するという対応がされると考えられるからである。
【０００７】
また、撮像装置における焦点検出の精度を向上させるために、固体撮像装置の撮像領域内に配置する焦点検出用の画素の密度を高くする、すなわち、撮像領域内に配置する焦点検出用の画素の数を増やすこともある。この場合には、固体撮像装置に配置する焦点検出用の画素の高密度化に伴って、焦点検出用の画素からの焦点検出信号の読み出しにより長い時間が必要になると考えられ、焦点検出用の画素の数によっては、焦点検出信号を読み出すために必要な時間を垂直ブランキングの期間中に確保することが困難になってしまうことも考えられる。
【０００８】
上述したような、焦点検出信号を読み出す時間を確保するという課題に対しては、例えば、特許文献２に開示された技術を撮像装置に適用することによって、課題を解消することが考えられる。特許文献２には、固体撮像装置から撮像信号を読み出す際に焦点検出信号も含めて読み出し、分離回路が撮像信号と焦点検出信号とを分離することが提案されている。特許文献２に開示された技術では、焦点検出信号を垂直ブランキングの期間中に読み出さないため、固体撮像装置の高フレームレート化や、焦点検出用の画素の高密度化に伴って垂直ブランキングの期間中に焦点検出信号を読み出すために必要な時間を確保できない場合でも、焦点検出信号を読み出すことができ、焦点検出信号の読み出し時間の確保に関する課題を解消することができる。
【０００９】
一方、撮像装置における焦点検出の精度を向上させるという課題に対しては、例えば、特許文献３のような技術が開示されている。特許文献３に開示された技術では、焦点検出用の画素を固体撮像装置の撮像領域内の複数の行にそれぞれ配置し、それぞれの焦点検出用の画素から出力された焦点検出信号を加算平均することによって、その後の位相差の演算における焦点検出用の画素の配置位置に関する誤差を軽減し、焦点検出の精度を向上させている。なお、特許文献３で開示された固体撮像装置では、特許文献１で開示された固体撮像装置のように、組になっている焦点検出用の画素のそれぞれを、撮像領域内の同一行または同一列に配置するのではく、組になっている焦点検出用の画素のそれぞれを、隣接する２つの行または２つの列に分けて配置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−１８５９９８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１７８４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５２１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２には、分離した焦点検出信号を、位相差演算回路に引き渡す（出力する）際の引き渡し方法やその構成に関する詳細が開示されていない。このため、撮像領域内に撮像用の画素と焦点検出用の画素とを混在して配置した固体撮像装置を搭載した撮像装置において、特許文献２に開示された技術を適用し、固体撮像装置から撮像信号と焦点検出信号とを読み出した場合でも、撮像領域内に配置されている焦点検出用の画素の配置位置によっては、分離した後の焦点検出信号を容易に位相差演算回路に引き渡して位相差の演算を行うことができないという問題が発生すると考えられる。
【００１２】
これは、固体撮像装置においては、撮像領域の左上に配置された画素からラスター順にそれぞれの画素から出力される撮像信号や焦点検出信号（以下、撮像信号と焦点検出信号とを区別しない場合には、「画素信号」という）を読み出すためである。特に、特許文献１や特許文献３に開示された固体撮像装置のように、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の垂直方向に配置されている場合には、分離回路が分離した焦点検出信号を単純に位相差演算回路に出力する（引き渡す）ことができない。
【００１３】
より具体的には、組になっている焦点検出用の画素が、固体撮像装置の撮像領域内の水平方向の同じ行に配置されている場合には、固体撮像装置のそれぞれの画素からラスター順に画素信号を読み出したとしても、組になっている焦点検出用の画素からの焦点検出信号が、同じ行の読み出しで読み出される。このため、分離回路は、位相差の演算に用いる焦点検出信号の組を連続して分離して位相差演算回路に出力することができる。しかし、組になっている焦点検出用の画素が、固体撮像装置の撮像領域内の垂直方向に配置されている場合には、例え焦点検出用の画素が同じ列に配置されていても、固体撮像装置のそれぞれの画素からラスター順に画素信号を読み出すと、組になっている焦点検出用の画素からの焦点検出信号が、異なる行の読み出しで読み出されることになる。このため、分離回路は、位相差の演算に用いる焦点検出信号を連続して分離して位相差演算回路に出力することができない。
【００１４】
図１０は、従来の読み出し方法によって固体撮像装置の撮像領域内に配置された焦点検出用の画素からの焦点検出信号の読み出しタイミングの一例を示したタイミングチャートである。図１０には、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで、固体撮像装置の撮像領域の行毎に、それぞれの画素から撮像信号と焦点検出信号とを読み出し、分離回路が分離した焦点検出信号のみを、書き込みアドレスＷＡＤＲで示されたＤＲＡＭの記憶領域に記憶する。その後、位相差演算回路が、位相差の演算を行うために、読み出しアドレスＲＡＤＲで示されたＤＲＡＭの記憶領域に記憶している焦点検出信号を読み出す場合のタイミングを示している。
【００１５】
なお、図１０（ａ）には、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の水平方向の同じ行に配置されている場合における固体撮像装置の各画素からの信号読み出しのタイミングを示し、図１０（ｂ）には、読み出した焦点検出信号が記憶されるＤＲＡＭの記憶領域の一例を示している。また、図１０（ｃ）には、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の垂直方向の同じ列に配置されている場合における固体撮像装置の各画素からの信号読み出しのタイミングを示し、図１０（ｄ）には、読み出した焦点検出信号が記憶されるＤＲＡＭの記憶領域の一例を示している。
【００１６】
図１０（ａ）を見てわかるように、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の水平方向の同じ行に配置されている場合には、固体撮像装置から読み出された画素信号に、組になっているそれぞれの焦点検出信号が連続して含まれている。このため、分離回路は、読み出された画素信号から焦点検出信号を連続して分離し、それぞれの焦点検出信号をＤＲＡＭ内の連続した記憶領域に順次記憶することができる。このことにより、位相差演算回路は、ＤＲＡＭ内の連続した記憶領域に記憶されているそれぞれの焦点検出信号を連続して順次読み出し、位相差の演算を行うことができる。
【００１７】
図１０（ａ）には、５０組の焦点検出用の画素、つまり、１００個の焦点検出用の画素が、同じ行内の２カ所に配置されている場合の画素信号を示している。分離回路は、それぞれの焦点検出用の画素群から読み出した焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を、ＤＲＡＭの連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ１００および書き込みアドレスＷＡＤＲ１０１〜ＷＡＤＲ２００に対応する記憶領域に順次記憶する。このため、図１０（ｂ）を見てわかるように、焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００は、ＤＲＡＭ内の連続した記憶領域に記憶される。その後、位相差演算回路は、ＤＲＡＭ内の連続した読み出しアドレスＲＡＤＲ１〜ＲＡＤＲ１００および読み出しアドレスＲＡＤＲ１０１〜ＲＡＤＲ２００に対応する記憶領域に記憶されているそれぞれの焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を順次読み出して、位相差の演算を行う。
【００１８】
このように、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の水平方向の同じ行に配置されている場合には、分離回路が画素信号から分離した焦点検出信号を連続してＤＲＡＭに記憶し、位相差演算回路が記憶されている焦点検出信号を連続してＤＲＡＭから読み出すことができる。このＤＲＡＭに対する連続したアクセスは、例えば、ＤＲＡＭのバーストアクセスで行うことができるため、撮像装置におけるＤＲＡＭのバス帯域の観点からすると、効率的なアクセス方法である。
【００１９】
しかし、図１０（ｃ）を見てわかるように、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の垂直方向の同じ列に配置されている場合、つまり、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の水平方向で異なる行に配置されている場合には、異なる水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで固体撮像装置から読み出された画素信号に、組になっているそれぞれの焦点検出信号が分かれて含まれていることになる。このため、分離回路は、異なる水平同期信号ＨＤのタイミングで読み出された画素信号から焦点検出信号を別々に分離し、それぞれの焦点検出信号をＤＲＡＭ内の離れた記憶領域に記憶することになる。このことにより、位相差演算回路は、ＤＲＡＭ内の離れた記憶領域に記憶されている焦点検出信号をそれぞれ読み出して、位相差の演算を行うことになる。
【００２０】
図１０（ｃ）には、５０組の焦点検出用の画素、つまり、１００個の焦点検出用の画素が同じ列に配置された焦点検出用の画素が、水平方向の３カ所（３つの列）に配置されている場合の画素信号を示している。分離回路は、画素信号のそれぞれの行毎に、それぞれの焦点検出用の画素群から読み出した焦点検出信号を、ＤＲＡＭの連続した書き込みアドレスＷＡＤＲに対応する記憶領域に順次記憶する。より具体的には、分離回路は、１行目の画素信号から焦点検出信号ＡＦ１、焦点検出信号ＡＦ１０１、および焦点検出信号ＡＦ２０１を分離し、ＤＲＡＭの連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ３に対応する記憶領域に順次記憶する。また、分離回路は、２行目の画素信号から焦点検出信号ＡＦ２、焦点検出信号ＡＦ１０２、および焦点検出信号ＡＦ２０２を分離し、ＤＲＡＭの連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ３〜ＷＡＤＲ６に対応する記憶領域に順次記憶する。また、分離回路は、３行目の画素信号から焦点検出信号ＡＦ３、焦点検出信号ＡＦ１０３、および焦点検出信号ＡＦ２０３を分離し、ＤＲＡＭの連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ７〜ＷＡＤＲ９に対応する記憶領域に順次記憶する。
【００２１】
このため、図１０（ｄ）を見てわかるように、ＤＲＡＭ内の連続した記憶領域には、焦点検出信号ＡＦ１、焦点検出信号ＡＦ１０１、焦点検出信号ＡＦ２０１、焦点検出信号ＡＦ２、焦点検出信号ＡＦ１０２、焦点検出信号ＡＦ２０２、・・・のように、組になっているそれぞれの焦点検出信号（例えば、焦点検出信号ＡＦ１と焦点検出信号ＡＦ２）が離れて記憶される。
【００２２】
その後、位相差演算回路は、ＤＲＡＭ内の離れた記憶領域に記憶されている組になっている焦点検出信号のそれぞれ読み出して、位相差の演算を行う。より具体的には、位相差演算回路は、１列目に配置された焦点検出用の画素が出力した読み出しアドレスＲＡＤＲ１、読み出しアドレスＲＡＤＲ４、および読み出しアドレスＲＡＤＲ７に対応する記憶領域に記憶されている焦点検出信号ＡＦ１、焦点検出信号ＡＦ２、および焦点検出信号ＡＦ３をそれぞれ読み出して、位相差の演算を行う。また、位相差演算回路は、２列目に配置された焦点検出用の画素が出力した読み出しアドレスＲＡＤＲ２、読み出しアドレスＲＡＤＲ５、および読み出しアドレスＲＡＤＲ８に対応する記憶領域に記憶されている焦点検出信号ＡＦ１０１、焦点検出信号ＡＦ１０２、および焦点検出信号ＡＦ１０３をそれぞれ読み出して、位相差の演算を行う。また、位相差演算回路は、３列目に配置された焦点検出用の画素が出力した読み出しアドレスＲＡＤＲ３、読み出しアドレスＲＡＤＲ６、および読み出しアドレスＲＡＤＲ９に対応する記憶領域に記憶されている焦点検出信号ＡＦ２０１、焦点検出信号ＡＦ２０２、および焦点検出信号ＡＦ２０３をそれぞれ読み出して、位相差の演算を行う。
【００２３】
このように、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の垂直方向の同じ列に配置されている場合、つまり、組になっている焦点検出用の画素が撮像領域内の水平方向で異なる行に配置されている場合には、分離回路が画素信号から分離した焦点検出信号を連続してＤＲＡＭに記憶するが、位相差演算回路が記憶されている焦点検出信号を読み出す際には、連続してＤＲＡＭから読み出すことができない。このＤＲＡＭに対する不連続のアクセスは、例えば、ＤＲＡＭのランダムアクセスで行うことになり、撮像装置におけるＤＲＡＭのバス帯域の観点からすると、効率が悪いアクセス方法であるため、好ましくない。
【００２４】
なお、位相差演算回路がＤＲＡＭに記憶している焦点検出信号を連続して読み出すために、分離回路が、焦点検出信号を読み出す際に連続してＤＲＡＭにアクセスすることができる記憶領域に分離した焦点検出信号を記憶することも考えられる。しかし、この場合には、分離回路が焦点検出信号を記憶する際のＤＲＡＭに対するアクセスが不連続となり、やはり、撮像装置におけるＤＲＡＭのバス帯域の観点からすると好ましくない。
【００２５】
このように、組になっている焦点検出用の画素が固体撮像装置の撮像領域内に配置される方向によって、分離回路または位相差演算回路によるＤＲＡＭへのアクセス方法が異なると、ＤＲＡＭに対する読み出しアドレスＲＡＤＲまたは書き込みアドレスＷＡＤＲの発生方法が煩雑になり、撮像装置におけるＤＲＡＭのバス帯域の観点から好ましくない。また、分離回路または位相差演算回路によるＤＲＡＭへのアクセス方法が異なると、分離回路または位相差演算回路においてＤＲＡＭに対する読み出しアドレスＲＡＤＲまたは書き込みアドレスＷＡＤＲを生成する回路が複雑化し、撮像装置における回路の簡略化の観点からすると好ましくない状態になる。このことから、撮像装置においては、ＤＲＡＭへのアクセス方法、つまり、ＤＲＡＭに対する読み出しアドレスＲＡＤＲまたは書き込みアドレスＷＡＤＲの発生方法は、共通であることが好ましい。
【００２６】
ところが、特許文献１〜特許文献３で示されたそれぞれの固体撮像装置からもわかるように、撮像領域内に撮像用の画素と焦点検出用の画素とを混在して配置する際の焦点検出用の画素の配置位置は、固体撮像装置によって異なることが考えられる。つまり、焦点検出信号を含む画素信号を出力する際の形式（フォーマット）が、固体撮像装置によって様々である。このため、様々なフォーマットで画素信号を出力するそれぞれの固体撮像装置に対応することは、上述したＤＲＡＭに対する読み出しアドレスＲＡＤＲまたは書き込みアドレスＷＡＤＲの発生方法が異なることと同様に、分離回路または位相差演算回路の回路が複雑化し、回路規模を増大させる要因になる。
【００２７】
また、撮像装置におけるオートフォーカス機能は、高速であることが望ましい。つまり、位相差演算回路による位相差の演算の処理速度は高速であることが望ましい。このことから、ＤＲＡＭに記憶する焦点検出信号の記憶形式（フォーマット）は、固体撮像装置が出力する画素信号のフォーマットに関わらず、すなわち、固体撮像装置の撮像領域内に配置された焦点検出用の画素の配置位置に関わらず同一であり、連続した記憶領域に記憶されていることが望ましい。
【００２８】
本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、回路規模を増大させることなく、撮像領域内に撮像用の画素と焦点検出用の画素とが混在して配置された固体撮像装置から様々な形式で出力される焦点検出用の画素からの信号を、同一の形式で記憶することができる撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
上記の課題を解決するため、本発明の撮像装置は、複数の撮像用の画素が二次元の行列状に配置された領域内に、複数の焦点検出用の画素が混在して配置され、該撮像用の画素のそれぞれに入射された被写体光に応じた撮像信号と、該焦点検出用の画素のそれぞれに入射された光量に応じた焦点検出信号とを、画素信号として出力する固体撮像装置と、前記固体撮像装置から出力された前記画素信号から、前記撮像信号と前記焦点検出信号とを分離し、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に異なる方向から入射された光量に応じた前記焦点検出信号を出力する２つの前記焦点検出用の画素が組になって配置された水平方向焦点検出画素組に含まれる前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力された前記焦点検出信号を水平方向焦点検出信号とし、前記固体撮像装置の前記領域内の列方向に異なる方向から入射された光量に応じた前記焦点検出信号を出力する２つの前記焦点検出用の画素が組になって配置された垂直方向焦点検出画素組に含まれる前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力された前記焦点検出信号を垂直方向焦点検出信号として出力する分離部と、前記分離部によって分離された前記水平方向焦点検出信号を出力する際の形式を、該水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれが前記固体撮像装置から出力されたときの形式から、予め定めた形式に変換して出力する水平方向焦点検出処理部と、前記分離部によって分離された前記垂直方向焦点検出信号を出力する際の形式を、該垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれが前記固体撮像装置から出力されたときの形式から、予め定めた形式に変換して出力する垂直方向焦点検出処理部と、を備えることを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の撮像装置において、前記水平方向焦点検出処理部と前記垂直方向焦点検出処理部とは、形式を変換して出力する前記水平方向焦点検出信号と前記垂直方向焦点検出信号とが、予め定めた同じ形式になるように、前記分離部によって分離された前記水平方向焦点検出信号に含まれるそれぞれの前記焦点検出信号の形式と、前記分離部によって分離された前記垂直方向焦点検出信号に含まれるそれぞれの前記焦点検出信号の形式とを変換する、ことを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の撮像装置において、前記水平方向焦点検出処理部は、入力された前記水平方向焦点検出信号を、焦点検出処理に用いる予め定めた数だけ保持する水平方向保持部、を備え、前記分離部から異なるタイミングで入力される前記水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれを前記水平方向保持部に保持し、該水平方向保持部内でまとめられた前記焦点検出信号のそれぞれを、形式を変換して出力する前記水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、予め定めたタイミングから順次出力する、ことを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の撮像装置において、前記水平方向保持部は、前記固体撮像装置の前記領域内で、前記水平方向焦点検出画素組が最も多く配置された行の前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される全ての前記焦点検出信号を保持する、ことを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の撮像装置において、前記水平方向保持部は、前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される前記焦点検出信号を、予め定めた数の単位で区切って保持する、ことを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の撮像装置において、前記水平方向焦点検出処理部は、異なる行に配置されたそれぞれの前記水平方向焦点検出画素組に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号を加算する水平方向加算部、を備え、前記水平方向保持部は、前記水平方向加算部によって加算されたそれぞれの焦点検出信号を保持し、前記水平方向加算部は、前記水平方向保持部に保持されている前記焦点検出信号と、前記分離部から入力された対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号とを加算し、前記水平方向保持部は、前記水平方向加算部によって、行方向に配置された複数の前記水平方向焦点検出画素組からなる水平方向焦点検出画素群に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が全て加算された後に、保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記水平方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、該水平方向焦点検出画素群毎に順次出力する、ことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向焦点検出処理部は、入力された前記垂直方向焦点検出信号を、焦点検出処理に用いる予め定めた数だけ保持する垂直方向保持部、を備え、前記分離部から異なるタイミングで入力される前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれを前記垂直方向保持部に保持し、該垂直方向保持部内でまとめられた前記焦点検出信号のそれぞれを、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、予め定めたタイミングから順次出力する、ことを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向保持部は、前記固体撮像装置の前記領域内で、前記垂直方向焦点検出画素組が最も多く配置された列の前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される全ての前記焦点検出信号を保持する、ことを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向保持部は、前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される前記焦点検出信号を、予め定めた数の単位で区切って保持する、ことを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向焦点検出処理部は、異なる列および行のいずれか一方または両方に配置されたそれぞれの前記垂直方向焦点検出画素組に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号を加算する垂直方向加算部、を備え、前記垂直方向保持部は、前記垂直方向加算部によって加算されたそれぞれの焦点検出信号を保持し、前記垂直方向加算部は、前記垂直方向保持部に保持されている前記焦点検出信号と、前記分離部から入力された対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号とを加算し、前記垂直方向保持部は、前記垂直方向加算部によって、列方向および行方向のいずれか一方または両方の方向に配置された複数の前記垂直方向焦点検出画素組からなる垂直方向焦点検出画素群に含まれる対応する前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が全て加算された後に、保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、該垂直方向焦点検出画素群毎に順次出力する、ことを特徴とする。
【００３９】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向焦点検出処理部は、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の前記垂直方向保持部と、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の前記垂直方向加算部と、を備え、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に含まれる前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に対応する前記垂直方向加算部によって加算され、対応する前記垂直方向保持部のそれぞれに全て保持された後に、それぞれの前記垂直方向保持部に保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、前記垂直方向保持部毎に順次出力する、ことを特徴とする。
【００４０】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向焦点検出処理部は、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の前記垂直方向保持部と、前記垂直方向保持部の全てに共通した１つの前記垂直方向加算部と、を備え、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に含まれる前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が、１つの前記垂直方向加算部によってそれぞれの前記垂直方向焦点検出画素群毎に加算され、対応する前記垂直方向保持部のそれぞれに全て保持された後に、それぞれの前記垂直方向保持部に保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、前記垂直方向保持部毎に順次出力する、ことを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向保持部は、１つの保持部の保持領域が、前記固体撮像装置の前記領域内の行方向に配置された前記垂直方向焦点検出画素群の数と同じ数の分割保持領域に分けられて構成され、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に含まれる前記焦点検出用の画素から出力された前記焦点検出信号が、それぞれの前記垂直方向焦点検出画素群に対応する前記垂直方向加算部によって加算され、対応する前記分割保持領域のそれぞれに全て保持された後に、それぞれの前記分割保持領域に保持している前記焦点検出信号を、形式を変換して出力する前記垂直方向焦点検出信号に含まれる前記焦点検出信号のそれぞれとして、前記分割保持領域毎に順次出力する、ことを特徴とする。
【００４２】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向保持部は、１つの前記保持部の前記保持領域が、前記固体撮像装置の前記領域内で、前記垂直方向焦点検出画素組が最も多く配置された列の前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される全ての前記焦点検出信号を保持する大きさの前記分割保持領域に分けられて構成される、ことを特徴とする。
【００４３】
また、本発明の撮像装置において、前記垂直方向保持部は、１つの前記保持部の前記保持領域が、前記焦点検出用の画素のそれぞれから出力される前記焦点検出信号を、予め定めた数の単位で区切った大きさの前記分割保持領域に分けられて構成される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、回路規模を増大させることなく、撮像領域内に撮像用の画素と焦点検出用の画素とが混在して配置された固体撮像装置から様々な形式で出力される焦点検出用の画素からの信号を、同一の形式で記憶することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態による撮像装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態の撮像装置に備えた水平方向焦点検出処理回路の構成を説明する図である。
【図３】本実施形態の撮像装置に備えた水平方向焦点検出処理回路の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。
【図４】本実施形態の撮像装置に備えた水平方向焦点検出処理回路による焦点検出信号の加算方法を説明する図である。
【図５】本実施形態の撮像装置に備えた水平方向焦点検出処理回路の別の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。
【図６】本実施形態の撮像装置に備えた垂直方向焦点検出処理回路の構成を説明する図である。
【図７】本実施形態の撮像装置に備えた垂直方向焦点検出処理回路の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。
【図８】本実施形態の撮像装置に備えた垂直方向焦点検出処理回路による焦点検出信号の加算方法を説明する図である。
【図９】本実施形態の撮像装置に備えた垂直方向焦点検出処理回路の別の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。
【図１０】従来の読み出し方法によって固体撮像装置の撮像領域内に配置された焦点検出用の画素からの焦点検出信号の読み出しタイミングの一例を示したタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態による撮像装置の概略構成を示したブロック図である。図１において、撮像装置１０は、固体撮像装置１００と、分離部２００と、画像処理部３００と、水平方向焦点検出処理回路４００と、垂直方向焦点検出処理回路５００と、ＤＲＡＭ６００と、位相差演算回路７００と、を備えている。撮像装置１０内の画像処理部３００、水平方向焦点検出処理回路４００、垂直方向焦点検出処理回路５００、ＤＲＡＭ６００、および位相差演算回路７００は、バス８００を介してそれぞれ接続され、例えば、ＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ）によってＤＲＡＭ６００へのデータの書き込み、およびＤＲＡＭ６００からのデータの読み出しを行う。
【００４７】
なお、図１には、撮像装置１０に備えた構成要素の内、固体撮像装置１００から出力された画素信号に基づいた撮像装置１０のオートフォーカス機能の実現に関わる構成要素に注目し、固体撮像装置１００から取得した画素信号に応じたデータをＤＲＡＭ６００に転送する（書き込む）ときに動作する構成要素と、ＤＲＡＭ６００に記憶されているデータに基づいてオートフォーカス機能を実現するための処理を行う構成要素のみを示している。すなわち、撮像装置１０には、図１に示した構成要素以外にも、従来の撮像装置と同様に、例えば、画像データを表示デバイスに表示するための制御を行う表示処理部や、画像データを記録媒体に記録させるための制御を行うカードＩＦ（インターフェース）部や、撮像装置１０の全体の制御を行うＣＰＵなどの構成要素を備えているが、図１には示していない。なお、撮像装置１０に備える図１に示した構成要素以外の構成要素や、その構成要素の動作は、従来の撮像装置と同様である。従って、図１に示した構成要素以外の構成要素や、その構成要素の動作に関する詳細な説明は省略する。
【００４８】
固体撮像装置１００は、不図示のレンズによって結像された被写体の光学像を光電変換する、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサなどのイメージセンサである。固体撮像装置１００は、入射した被写体光を撮像する画素の領域（以下、「撮像領域」という）内に、撮像した被写体の光学像を光電変換した画素信号を撮像信号として出力する撮像用の画素と、右側または左側のいずれか一方が遮光され、撮像した被写体の左側または右側の光量を表す画素信号を焦点検出信号として出力する焦点検出用の画素とが混在して配置されている。
【００４９】
以下の説明においては、撮像用の画素を「撮像画素」といい、焦点検出用の画素を「焦点検出画素」という。また、以下の説明において、撮像画素と焦点検出画素とを区別しない場合には、単に「画素」といい、撮像画素が出力する撮像信号と、焦点検出画素が出力する焦点検出信号とを区別しない場合には、「画素信号」という。
【００５０】
固体撮像装置１００は、撮像領域内に備えたそれぞれの画素が出力する全ての画素信号、すなわち、二次元の行列状に配置された複数の画素が被写体光を撮像する撮像領域全体の画素信号を、ラスター順に分離部２００に出力する。
【００５１】
分離部２００は、固体撮像装置１００からラスター順に入力されたそれぞれの画素信号から、撮像信号と焦点検出信号とを分離する。なお、固体撮像装置１００では、撮像領域内に配置された焦点検出画素の位置が予め登録されている、すなわち、焦点検出画素が配置された位置は予めわかっているため、分離部２００は、焦点検出画素が配置された位置の情報に基づいて、固体撮像装置１００から入力された画素信号が撮像信号または焦点検出信号のいずれであるかを判定して分離する。
【００５２】
分離部２００は、画素信号から分離した撮像信号を画像処理部３００に、焦点検出信号を水平方向焦点検出処理回路４００と垂直方向焦点検出処理回路５００とに、それぞれ出力する。なお、固体撮像装置１００の撮像領域内に、水平方向および垂直方向にそれぞれの焦点検出画素が配置されている場合には、水平方向に配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を水平方向焦点検出処理回路４００に、垂直方向に配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を垂直方向焦点検出処理回路５００に、それぞれ出力する構成であってもよい。
【００５３】
画像処理部３００は、分離部２００から入力された撮像信号に対して予め定めた画像処理を行った画像データを生成し、生成した画像データを、バス８００を介してＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。なお、画像処理部３００は、入力された撮像信号に対して、例えば、ＹＣ変換処理、ノイズ除去処理、歪み補正処理、キズ補正処理、画像圧縮処理など、様々な画像処理を行うが、画像処理部３００が行う様々な画像処理は、従来の撮像装置における処理と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５４】
水平方向焦点検出処理回路４００は、分離部２００から入力された焦点検出信号を、位相差演算回路７００が処理する予め定めた焦点検出信号の形式（フォーマット）に変換し、フォーマット変換した焦点検出信号を、バス８００を介してＤＲＡＭ６００に順次出力し、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。なお、水平方向焦点検出処理回路４００による焦点検出信号のフォーマット変換に関する詳細な説明は、後述する。
【００５５】
垂直方向焦点検出処理回路５００は、分離部２００から入力された焦点検出信号を、位相差演算回路７００が処理する予め定めた焦点検出信号の形式（フォーマット）に変換し、フォーマット変換した焦点検出信号を、バス８００を介してＤＲＡＭ６００に順次出力し、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。なお、垂直方向焦点検出処理回路５００による焦点検出信号のフォーマット変換に関する詳細な説明は、後述する。
【００５６】
なお、水平方向焦点検出処理回路４００と垂直方向焦点検出処理回路５００とのそれぞれは、固体撮像装置１００から様々な形式（フォーマット）で出力される焦点検出信号を、同一の記憶形式（フォーマット）になるようにフォーマット変換する。これにより、本実施形態の撮像装置１０では、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットに関わらず、同一のフォーマットの焦点検出信号がＤＲＡＭ６００に記憶される。
【００５７】
ＤＲＡＭ６００は、画像処理部３００、水平方向焦点検出処理回路４００、および垂直方向焦点検出処理回路５００のそれぞれからバス８００を介して転送されてきた画像データや焦点検出信号を、それぞれ記憶する。また、ＤＲＡＭ６００は、撮像装置１０内に備えたそれぞれの構成要素の処理過程における様々なデータを記憶する。なお、上述したように、撮像装置１０では、ＤＭＡによってＤＲＡＭ６００へのデータの書き込み、およびＤＲＡＭ６００からのデータの読み出しを行う。従って、ＤＲＡＭ６００は、不図示のＤＲＡＭコントローラによって、バス８００に接続されている撮像装置１０に備えた複数の構成要素からのアクセス要求（ＤＭＡアクセス要求）が調停され、ＤＲＡＭ６００へのデータの転送（書き込み）、およびＤＲＡＭ６００からのデータの取得（読み出し）が制御される。
【００５８】
位相差演算回路７００は、ＤＲＡＭ６００に記憶されている焦点検出信号を、バス８００を介して読み出し、読み出した焦点検出信号を用いて位相差ＡＦ用の評価値を生成し、生成した位相差ＡＦ用の評価値を、再びバス８００を介してＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。なお、位相差演算回路７００は、読み出した焦点検出信号に基づいて、例えば、それぞれの焦点検出画素の画素間の相関演算を行うことによって位相差ＡＦ用の評価値を生成するが、位相差演算回路７００における位相差ＡＦ用の評価値の演算方法は、従来の撮像装置に備えた位相差演算回路における位相差の演算方法と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５９】
このような構成によって撮像装置１０では、固体撮像装置１００の撮像領域内に配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号から得られる位相差の情報に基づいて、不図示のレンズに含まれるフォーカスレンズの位置を制御することにより、ＡＦセンサを搭載して位相差ＡＦを行う撮像装置と同様のオートフォーカス機能（位相差ＡＦ）を実行する。
【００６０】
なお、本実施形態の撮像装置１０では、位相差演算回路７００が演算した結果の位相差の情報を、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる構成としたが、位相差演算回路７００が演算した位相差の情報を出力する方法は、上述した構成のみに限定されるものではない。例えば、不図示のレンズに含まれるフォーカスレンズを駆動するレンズ制御部や、撮像装置１０の全体を制御する制御部に、位相差演算回路７００が演算した位相差の情報を直接出力する構成であってもよい。
【００６１】
次に、撮像装置１０における焦点検出信号のフォーマット変換について説明する。まず、固体撮像装置１００の撮像領域内に焦点検出画素が水平方向に配置されている場合について説明する。図２は、本実施形態の撮像装置１０に備えた水平方向焦点検出処理回路４００の構成を説明する図である。図２（ａ）には、水平方向焦点検出処理回路４００が対応する固体撮像装置１００における撮像領域内の焦点検出画素の配置の一例を示し、図２（ｂ）には、水平方向焦点検出処理回路４００のブロック図を示している。なお、図２（ｂ）には、固体撮像装置１００から入力された画素信号から、撮像領域内の水平方向に配置された焦点検出画素から出力された水平方向の焦点検出信号を分離して水平方向焦点検出処理回路４００に出力する分離部２００も併せて示している。
【００６２】
以下の説明においては、図２（ａ）に示したように、右側が遮光され、撮像した被写体の左側の光量を表す焦点検出信号を出力する焦点検出画素と、左側が遮光され、撮像した被写体の右側の光量を表す焦点検出信号を出力する焦点検出画素とが組になっている複数の焦点検出画素群（焦点検出画素群１−１〜焦点検出画素群３−３）が、固体撮像装置１００の撮像領域内で水平方向に複数箇所に配置されている場合について説明する。なお、それぞれの焦点検出画素群には、５０組の焦点検出画素、つまり、１００個の焦点検出画素が含まれているものとする。
【００６３】
図２（ｂ）に示したように、水平方向焦点検出処理回路４００は、加算部４１０と保持部４２０とを備えている。保持部４２０は、加算部４１０から入力された焦点検出信号をそれぞれ保持する、例えば、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリである。保持部４２０のメモリのサイズは、固体撮像装置１００の撮像領域の同じ行内に配置されたそれぞれの焦点検出画素が出力する焦点検出信号を、全て保持することができる最大のサイズである。より具体的には、図２（ａ）に示した焦点検出画素の配置では、焦点検出画素群２−１、２−２、２−３、および２−４の４つの焦点検出画素が配置された行が、最も多くの焦点検出信号を出力する行であるため、保持部４２０のメモリのサイズは、１００画素×４群＝４００画素分の焦点検出信号を保持することができるサイズである。
【００６４】
加算部４１０は、保持部４２０に保持されている以前の焦点検出信号と、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号とを加算し、加算した焦点検出信号を、保持部４２０に出力する。加算部４１０は、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが焦点検出信号を加算するフォーマットである場合に、それぞれの焦点検出画素群に含まれるそれぞれの焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算して、保持部４２０に出力する。また、加算部４１０は、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが焦点検出信号を加算しないフォーマットである場合には、焦点検出信号の加算を行わず、分離部２００から入力されたそれぞれの焦点検出信号をそのまま、保持部４２０に出力する。
【００６５】
より具体的には、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、同じ焦点検出画素群内の複数行に跨って配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、水平方向焦点検出処理回路４００は、以下のように動作する。まず、保持部４２０が、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号に対応した保持領域に現在保持している焦点検出信号、すなわち、加算部４１０によって分離部２００から入力された現在の焦点検出信号に加算される以前の焦点検出信号を、加算部４１０に出力する。続いて、加算部４１０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号と、保持部４２０から出力された対応する以前の焦点検出信号とを加算し、加算した後の焦点検出信号を保持部４２０に出力する。続いて、保持部４２０は、加算部４１０から入力された加算した後の焦点検出信号を、出力した以前の焦点検出信号を保持していた保持領域に上書きする。
【００６６】
そして、保持部４２０は、固体撮像装置１００から焦点検出画素群の画素信号の出力が完了する毎、すなわち、分離部２００から焦点検出画素群に含まれる行数分の焦点検出信号の入力が終わる毎に、保持している焦点検出信号を位相差画素行信号として、例えば、バーストアクセスによって、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。
【００６７】
また、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、焦点検出画素群内のそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号をそのまま記憶させるフォーマット、すなわち、加算を行わないで記憶させるフォーマットである場合、水平方向焦点検出処理回路４００は、以下のように動作する。まず、加算部４１０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号を、そのまま保持部４２０に出力する。続いて、保持部４２０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号に対応した保持領域に、加算部４１０から入力された現在の焦点検出信号をそれぞれ保持する。
【００６８】
そして、保持部４２０は、固体撮像装置１００から１行分の画素信号の出力が完了する毎、すなわち、分離部２００から１行分の焦点検出信号の入力が終わる毎に、保持している焦点検出信号を位相差画素行信号として、例えば、バーストアクセスによって、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。
【００６９】
このように、水平方向焦点検出処理回路４００は、焦点検出画素群が、撮像領域内の１行分に配置された複数の焦点検出画素で構成されている場合のみではなく、撮像領域内の複数行に配置された複数の焦点検出画素で構成されている場合であっても、焦点検出画素群毎に同じフォーマットに変換を行って、位相差画素行信号をＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。これにより、ＤＲＡＭ６００には、焦点検出画素群１−１〜焦点検出画素群３−３に対応したそれぞれの位相差画素行信号が、予め定めた記憶領域に連続して記憶される。このように、水平方向焦点検出処理回路４００では、焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素の配置の違いに伴って、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットが異なる場合でも、同一のフォーマットの位相差画素行信号をＤＲＡＭ６００に記憶せることができる。
【００７０】
ここで、水平方向焦点検出処理回路４００の動作の一例について説明する。図３は、本実施形態の撮像装置１０に備えた水平方向焦点検出処理回路４００の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。図３に示したタイミングチャートは、組になっている焦点検出画素が、撮像領域内の水平方向の同じ行に配置されている場合のタイミングチャートである。図３（ａ）には、５０組の焦点検出画素、つまり、１００個の焦点検出画素が、焦点検出画素群として同じ行内の２カ所に配置されている固体撮像装置１００において、それぞれの焦点検出画素群内に含まれるそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号をそのまま記憶させるフォーマットで、ＤＲＡＭ６００に記憶させる場合のタイミングを示している。また、図３（ｂ）には、水平方向焦点検出処理回路４００によって位相差画素行信号が記憶されたＤＲＡＭ６００の記憶領域の一例を示している。
【００７１】
なお、焦点検出画素群内に含まれるそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号をそのまま位相差画素行信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させるフォーマットの場合には、加算部４１０は、分離部２００から入力された焦点検出信号をそのまま保持部４２０に出力するのみであるため、図３（ａ）では、加算部４１０が動作するタイミングを省略している。
【００７２】
固体撮像装置１００は、図１０（ａ）に示した固体撮像装置の信号読み出しのタイミングと同様に、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで、それぞれの画素からの画素信号を、撮像領域の行毎に分離部２００に出力する。組になっている焦点検出画素が撮像領域内の水平方向の同じ行に配置されている場合には、図３（ａ）を見てわかるように、固体撮像装置１００から読み出された画素信号には、組になっているそれぞれの焦点検出信号（焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００）が連続して含まれている。
【００７３】
分離部２００は、固体撮像装置１００から入力された画素信号から連続して分離した焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００と焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００とを、水平方向焦点検出処理回路４００内の加算部４１０に出力する。そして、加算部４１０は、分離部２００から入力された焦点検出信号をそのまま保持部４２０に出力する。
【００７４】
保持部４２０は、加算部４１０から入力された、つまり、分離部２００から入力された焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００と焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００とのそれぞれを、対応する保持領域に順次保持する。図３（ａ）には、焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００を、連続した書き込みアドレスＷＡ１〜ＷＡ１００で示される保持領域に、焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を、連続した書き込みアドレスＷＡ１０１〜ＷＡ２００で示される保持領域に、それぞれ保持する場合を示している。
【００７５】
そして、保持部４２０は、固体撮像装置１００から１行分の画素信号の出力が完了した後、それぞれの保持領域に保持している焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を順次読み出し、位相差画素行信号としてＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。図３（ａ）には、連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００および読み出しアドレスＲＡ１０１〜ＲＡ２００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ１００および書き込みアドレスＷＡＤＲ１０１〜ＷＡＤＲ２００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。これにより、図３（ｂ）に示したように、焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ２００のそれぞれは、ＤＲＡＭ６００内の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜２００に対応する記憶領域に記憶される。
【００７６】
これにより、位相差演算回路７００は、ＤＲＡＭ６００内の連続した読み出しアドレスＲＡＤＲ１〜ＲＡＤＲ１００および読み出しアドレスＲＡＤＲ１０１〜ＲＡＤＲ２００に対応する記憶領域に記憶されているそれぞれの焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００および焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を順次読み出して、それぞれの焦点検出画素群から出力された焦点検出信号に基づいた位相差の演算を行うことができる。
【００７７】
次に、水平方向焦点検出処理回路４００の動作の別の一例について説明する。以下に説明する水平方向焦点検出処理回路４００の動作は、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、同じ焦点検出画素群内の複数行に跨って配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合の水平方向焦点検出処理回路４００の動作である。
【００７８】
まず、水平方向焦点検出処理回路４００が焦点検出信号を加算する焦点検出信号について説明する。図４は、本実施形態の撮像装置１０に備えた水平方向焦点検出処理回路４００による焦点検出信号の加算方法を説明する図である。図４（ａ）に示したように、固体撮像装置１００の撮像領域内に、水平方向焦点検出処理回路４００が加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が３行に跨って配置されている場合を考える。この場合、水平方向焦点検出処理回路４００は、図４（ａ）において点線で囲んだ、垂直方向に同じ列に配置された３つの焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号を加算して、１つの焦点検出信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させる。つまり、図４（ａ）に示した焦点検出画素の配置では、水平方向焦点検出処理回路４００は、３行分の焦点検出信号を加算した５つの焦点検出信号のそれぞれを、それぞれの位相差画素行信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。
【００７９】
なお、水平方向焦点検出処理回路４００が対応する焦点検出画素の配置は、図４（ａ）に示した配置のように、垂直方向に同じ列に配置された焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号の加算のみに限定されるものではない。例えば、図４（ｂ）に示したように、異なる列に配置された焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号を加算して、それぞれの位相差画素行信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させることもできる。この場合、水平方向焦点検出処理回路４００は、図４（ｂ）において点線で囲んだ、異なる列に配置された３つの焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号を加算して、１つの焦点検出信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させることになる。つまり、図４（ｂ）に示した焦点検出画素の配置では、水平方向焦点検出処理回路４００は、異なる列に配置された３行分の焦点検出信号を加算した５つの焦点検出信号のそれぞれを、それぞれの位相差画素行信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させることになる。
【００８０】
続いて、水平方向焦点検出処理回路４００が焦点検出信号を加算する動作の一例について説明する。図５は、本実施形態の撮像装置１０に備えた水平方向焦点検出処理回路４００の別の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。図５に示したタイミングチャートは、組になっている焦点検出画素が、撮像領域内の水平方向の同じ行に配置され、さらに同じ焦点検出画素群内で加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が複数行に跨って配置されている、図４（ａ）に示したような構成の固体撮像装置１００である場合のタイミングチャートである。図５には、５０組の焦点検出画素、つまり、１００個の焦点検出画素が、焦点検出画素群として同じ行内の２カ所に配置され、加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が３行に跨って配置されている固体撮像装置１００において、それぞれの焦点検出画素群内に含まれる３行の焦点検出画素から出力された焦点検出信号を加算して記憶させるフォーマットで、ＤＲＡＭ６００に記憶させる場合のタイミングを示している。
【００８１】
なお、焦点検出画素群内に含まれるそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号を加算して位相差画素行信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させるフォーマットの場合、加算部４１０は、保持部４２０に保持されている以前の焦点検出信号と、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号とを加算して保持部４２０に出力する。図５では、加算部４１０における加算の動作を、保持部４２０の保持領域の書き込み動作と読み出し動作で表している。
【００８２】
固体撮像装置１００は、図３（ａ）に示した固体撮像装置１００の画素信号の読み出しのタイミングと同様に、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで、それぞれの画素からの画素信号を、撮像領域の行毎に分離部２００に出力する。ただし、固体撮像装置１００には、加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が３行に跨って配置されているため、図５を見てわかるように、固体撮像装置１００から読み出された３行分の画素信号には、組になっているそれぞれの焦点検出信号が連続して含まれている。
【００８３】
分離部２００は、固体撮像装置１００からそれぞれの行の画素信号が入力される毎に、入力された画素信号から連続して分離したそれぞれの行の焦点検出信号を順次、水平方向焦点検出処理回路４００内の加算部４１０に出力する。
【００８４】
分離部２００から１行目の焦点検出信号が入力されると、加算部４１０は、入力された焦点検出信号をそのまま保持部４２０に出力する。このとき、保持部４２０は、図３（ａ）に示した保持部４２０の動作タイミングと同様に、加算部４１０から入力された、つまり、分離部２００から入力された焦点検出信号のそれぞれを、対応する保持領域に順次保持する。図５には、１つ目の焦点検出画素群に含まれる１００個の焦点検出画素が出力したそれぞれの焦点検出信号を、連続した書き込みアドレスＷＡ１〜ＷＡ１００で示される保持領域に、２つ目の焦点検出画素群に含まれる１００個の焦点検出画素が出力したそれぞれの焦点検出信号を、連続した書き込みアドレスＷＡ１０１〜ＷＡ２００で示される保持領域に、それぞれ保持する場合を示している。
【００８５】
その後、分離部２００から２行目の焦点検出信号が入力されると、保持部４２０は、分離部２００から入力された２行目の焦点検出信号に対応した保持領域に現在保持している１行目の焦点検出信号を、加算部４１０に出力する。加算部４１０は、分離部２００から入力された２行目の焦点検出信号と、保持部４２０から出力された１行目の対応する焦点検出信号とを加算し、加算した後の焦点検出信号を、新たな焦点検出信号として保持部４２０に出力する。そして、保持部４２０は、加算部４１０から入力された新たな焦点検出信号のそれぞれを、対応する１行目の焦点検出信号が保持されていた保持領域に順次上書きして保持する。図５には、連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている、１つ目の焦点検出画素群に含まれる１００個の焦点検出画素が出力した１行目のそれぞれの焦点検出信号を順次読み出して、加算部４１０から入力された１行目＋２行目の焦点検出信号のそれぞれを、連続した書き込みアドレスＷＡ１〜ＷＡ１００で示される保持領域にそれぞれ上書きして保持する場合を示している。また、図５には、連続した読み出しアドレスＲＡ１０１〜ＲＡ２００で示される保持領域に保持されている、２つ目の焦点検出画素群に含まれる１００個の焦点検出画素が出力した１行目のそれぞれの焦点検出信号を順次読み出して、加算部４１０から入力された１行目＋２行目の焦点検出信号のそれぞれを、連続した書き込みアドレスＷＡ１０１〜ＷＡ２００で示される保持領域にそれぞれ上書きして保持する場合を示している。
【００８６】
同様に、分離部２００から３行目の焦点検出信号が入力されると、保持部４２０は、分離部２００から入力された３行目の焦点検出信号に対応した保持領域に現在保持している１行目＋２行目の焦点検出信号を、加算部４１０に出力する。加算部４１０は、分離部２００から入力された３行目の焦点検出信号と、保持部４２０から出力された１行目＋２行目の対応する焦点検出信号とを加算し、加算した後の焦点検出信号を、新たな焦点検出信号として保持部４２０に出力する。そして、保持部４２０は、加算部４１０から入力された新たな焦点検出信号のそれぞれを、対応する１行目＋２行目の焦点検出信号が保持されていた保持領域に順次上書きして保持する。図５には、連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている、１つ目の焦点検出画素群に含まれる１００個の焦点検出画素が出力した１行目＋２行目のそれぞれの焦点検出信号を順次読み出して、加算部４１０から入力された１行目＋２行目＋３行目の焦点検出信号のそれぞれを、連続した書き込みアドレスＷＡ１〜ＷＡ１００で示される保持領域にそれぞれ上書きして保持する場合を示している。また、図５には、連続した読み出しアドレスＲＡ１０１〜ＲＡ２００で示される保持領域に保持されている、２つ目の焦点検出画素群に含まれる１００個の焦点検出画素が出力した１行目＋２行目のそれぞれの焦点検出信号を順次読み出して、加算部４１０から入力された１行目＋２行目＋３行目の焦点検出信号のそれぞれを、連続した書き込みアドレスＷＡ１０１〜ＷＡ２００で示される保持領域にそれぞれ上書きして保持する場合を示している。
【００８７】
そして、保持部４２０は、固体撮像装置１００から３行分の画素信号の出力が完了した後、それぞれの保持領域に保持している１行目＋２行目＋３行目の焦点検出信号を順次読み出し、位相差画素行信号としてＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。図５には、連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている１つ目の焦点検出画素群の１００個の焦点検出信号を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ１００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。また、図５には、引き続き、連続した読み出しアドレスＲＡ１０１〜ＲＡ２００で示される保持領域に保持されている２つ目の焦点検出画素群の１００個の焦点検出信号を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１０１〜ＷＡＤＲ２００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。
【００８８】
このように、加算された焦点検出信号のそれぞれは、ＤＲＡＭ６００内の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ２００に対応する記憶領域に順次記憶される。このとき、水平方向焦点検出処理回路４００によって位相差画素行信号が記憶された後のＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態は、図３（ｂ）に示したＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態と同様である。
【００８９】
これにより、位相差演算回路７００は、ＤＲＡＭ６００内の連続した読み出しアドレスＲＡＤＲ１〜ＲＡＤＲ１００および読み出しアドレスＲＡＤＲ１０１〜ＲＡＤＲ２００に対応する記憶領域に記憶されているそれぞれの焦点検出信号を順次読み出して、それぞれの焦点検出画素群から出力された焦点検出信号に基づいた位相差の演算を行うことができる。
【００９０】
このように、本実施形態の撮像装置１０では、水平方向焦点検出処理回路４００が、固体撮像装置１００に配置された水平方向の焦点検出を行う焦点検出画素の配置位置、すなわち、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットに関わらず同一のフォーマットで、位相差画素行信号をＤＲＡＭ６００に記憶する。これにより、位相差演算回路７００は、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットに関わらず同一の動作で、水平方向に輝度が変化する被写体像に対する位相差ＡＦ用の評価値を生成することができる。
【００９１】
次に、撮像装置１０における焦点検出信号のフォーマット変換において、固体撮像装置１００の撮像領域内に焦点検出画素が垂直方向に配置されている場合について説明する。図６は、本実施形態の撮像装置１０に備えた垂直方向焦点検出処理回路５００の構成を説明する図である。図６（ａ）には、垂直方向焦点検出処理回路５００が対応する固体撮像装置１００における撮像領域内の焦点検出画素の配置の一例を示し、図６（ｂ）には、垂直方向焦点検出処理回路５００のブロック図を示している。なお、図６（ｂ）には、固体撮像装置１００から入力された画素信号から、撮像領域内の垂直方向に配置された焦点検出画素から出力された垂直方向の焦点検出信号を分離して垂直方向焦点検出処理回路５００に出力する分離部２００も併せて示している。
【００９２】
以下の説明においては、図６（ａ）に示したように、上側が遮光され、撮像した被写体の下側の光量を表す焦点検出信号を出力する焦点検出画素と、下側が遮光され、撮像した被写体の上側の光量を表す焦点検出信号を出力する焦点検出画素とが組になっている複数の焦点検出画素群（焦点検出画素群１−１〜焦点検出画素群３−３）が、固体撮像装置１００の撮像領域内で垂直方向に複数箇所に配置されている場合について説明する。なお、それぞれの焦点検出画素群には、５０組の焦点検出画素、つまり、１００個の焦点検出画素が含まれているものとする。
【００９３】
図６（ｂ）に示したように、垂直方向焦点検出処理回路５００は、加算部５１１〜５１３と、保持部５２１〜５２３と、第１の選択部５３１〜５３３と、第２の選択部５４０とを備えている。なお、図６（ｂ）に示した垂直方向焦点検出処理回路５００は、図６（ａ）示したように、焦点検出画素群が３列に配置された固体撮像装置１００に対応した構成である。より具体的には、垂直方向焦点検出処理回路５００内の加算部５１１と、保持部５２１と、第１の選択部５３１とが、固体撮像装置１００の１つ目の列に配置された焦点検出画素群１−１、１−２、および１−３に対応している。同様に、垂直方向焦点検出処理回路５００内の加算部５１２と、保持部５２２と、第１の選択部５３２とが、固体撮像装置１００の２つ目の列に配置された焦点検出画素群２−１、２−２、および２−３に対応し、加算部５１３と、保持部５２３と、第１の選択部５３３とが、固体撮像装置１００の３つ目の列に配置された焦点検出画素群３−１、３−２、および３−３に対応している。従って、垂直方向焦点検出処理回路５００は、固体撮像装置１００の撮像領域内に配置される焦点検出画素群の水平方向の数に応じて、対応する加算部と、保持部と、第１の選択部とをそれぞれ備えることになる。
【００９４】
第１の選択部５３１〜５３３のそれぞれは、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれが加算する焦点検出信号を選択し、選択した焦点検出信号を、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する。なお、以下の説明において、第１の選択部５３１、第１の選択部５３２、および第１の選択部５３３のそれぞれを区別しない場合には、「第１の選択部５３０」という。
【００９５】
第２の選択部５４０は、それぞれの保持部５２１〜５２３に保持された焦点検出信号を順次選択し、選択した焦点検出信号を位相差画素列信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。
【００９６】
保持部５２１〜５２３のそれぞれは、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれから入力された焦点検出信号をそれぞれ保持する、例えば、ＳＲＡＭなどのメモリである。保持部５２１〜５２３のそれぞれのメモリのサイズは、固体撮像装置１００の撮像領域の同じ列内に配置されたそれぞれの焦点検出画素が出力する焦点検出信号を、全て保持することができる最大のサイズである。より具体的には、図６（ａ）に示した焦点検出画素の配置では、同じ列に３つの焦点検出画素群が配置されているため、保持部５２１〜５２３のそれぞれのメモリのサイズは、１００画素×３群＝３００画素分の焦点検出信号を保持することができるサイズである。なお、以下の説明において、保持部５２１、保持部５２２、および保持部５２３のそれぞれを区別しない場合には、「保持部５２０」という。
【００９７】
加算部５１１〜５１３のそれぞれは、前回加算した焦点検出信号、または対応する保持部５２１〜５２３のそれぞれに保持されている以前の焦点検出信号と、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号とを加算し、加算した焦点検出信号を、対応する保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力する。加算部５１１〜５１３のそれぞれは、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが焦点検出信号を加算するフォーマットである場合に、それぞれの焦点検出画素群に含まれるそれぞれの焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算して、対応する保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力する。また、加算部５１１〜５１３のそれぞれは、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが焦点検出信号を加算しないフォーマットである場合には、焦点検出信号の加算を行わず、分離部２００から入力されたそれぞれの焦点検出信号をそのまま、対応する保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力する。なお、以下の説明において、加算部５１１、加算部５１２、および加算部５１３のそれぞれを区別しない場合には、「加算部５１０」という。
【００９８】
より具体的には、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、同じ焦点検出画素群内の複数列に跨って配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、すなわち、同じ焦点検出画素群内の同じ行に配置された連続する複数の焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、垂直方向焦点検出処理回路５００は、以下のように動作する。なお、以下の説明においては、固体撮像装置１００の撮像領域内のいずれかの列に配置された焦点検出画素群に対応する動作を説明する。
【００９９】
まず、第１の選択部５３０は、前回加算した焦点検出信号を、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号と加算する焦点検出信号として選択する状態に設定する。そして、加算部５１０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号と、自加算部５１０が前回加算した（出力した）焦点検出信号とを加算し、加算した後の焦点検出信号を対応する保持部５２０に出力する。続いて、保持部５２０は、対応する加算部５１０によって、同じ焦点検出画素群内の同じ行に配置された連続する複数の焦点検出画素が出力した全ての焦点検出信号が完了した後に、対応する加算部５１０から入力された加算した後の焦点検出信号を、対応する保持領域に保持する。
【０１００】
そして、第２の選択部５４０は、固体撮像装置１００から焦点検出画素群の画素信号の出力が完了する毎、すなわち、分離部２００から焦点検出画素群に含まれる行数分の焦点検出信号の入力が終わる毎に、それぞれの保持部５２０に保持された焦点検出信号を順次選択し、選択した焦点検出信号を位相差画素列信号として、例えば、バーストアクセスによって、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。
【０１０１】
また、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、同じ焦点検出画素群内の複数行に跨って配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、すなわち、同じ焦点検出画素群内の同じ列に配置された複数の焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、垂直方向焦点検出処理回路５００は、以下のように動作する。なお、以下の説明においても、固体撮像装置１００の撮像領域内のいずれかの列に配置された焦点検出画素群に対応する動作を説明する。
【０１０２】
まず、第１の選択部５３０は、対応する保持部５２０に保持されている以前の焦点検出信号を、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号と加算する焦点検出信号として選択する状態に設定する。そして、保持部５２０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号に対応した保持領域に現在保持している焦点検出信号、すなわち、対応する加算部５１０によって分離部２００から入力された現在の焦点検出信号に加算される以前の焦点検出信号を、対応する加算部５１０に出力する。続いて、加算部５１０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号と、対応する保持部５２０から出力された対応する以前の焦点検出信号とを加算し、加算した後の焦点検出信号を、対応する保持部５２０に出力する。続いて、保持部５２０は、対応する加算部５１０から入力された加算した後の焦点検出信号を、出力した以前の焦点検出信号を保持していた保持領域に上書きする。
【０１０３】
そして、第２の選択部５４０は、固体撮像装置１００から焦点検出画素群の画素信号の出力が完了する毎、すなわち、分離部２００から焦点検出画素群に含まれる行数分の焦点検出信号の入力が終わる毎に、それぞれの保持部５２０に保持された焦点検出信号を順次選択し、選択した焦点検出信号を位相差画素列信号として、例えば、バーストアクセスによって、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。
【０１０４】
また、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、焦点検出画素群内のそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号をそのまま記憶させるフォーマット、すなわち、加算を行わないで記憶させるフォーマットである場合、垂直方向焦点検出処理回路５００は、以下のように動作する。なお、以下の説明においても、固体撮像装置１００の撮像領域内のいずれかの列に配置された焦点検出画素群に対応する動作を説明する。なお、加算を行わないで焦点検出信号を記憶させるフォーマットである場合には、第１の選択部５３０が加算部５１０に出力する焦点検出信号を選択する必要がないため、第１の選択部５３０の設定は、前回加算した焦点検出信号または対応する保持部５２０に保持されている以前の焦点検出信号のいずれを選択している状態でもよい。
【０１０５】
まず、加算部５１０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号をそのまま、対応する保持部５２０に出力する。続いて、保持部５２０は、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号に対応した保持領域に、対応する加算部５１０から入力された現在の焦点検出信号をそれぞれ保持する。
【０１０６】
そして、第２の選択部５４０は、固体撮像装置１００から焦点検出画素群の画素信号の出力が完了する毎、すなわち、分離部２００から焦点検出画素群に含まれる行数分の焦点検出信号の入力が終わる毎に、それぞれの保持部５２０に保持された焦点検出信号を順次選択し、選択した焦点検出信号を位相差画素列信号として、例えば、バーストアクセスによって、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。
【０１０７】
このように、垂直方向焦点検出処理回路５００は、焦点検出画素群が、撮像領域内の１列分に配置された複数の焦点検出画素で構成されている場合のみではなく、撮像領域内の複数列に配置された複数の焦点検出画素で構成されている場合であっても、焦点検出画素群毎に同じフォーマットに変換を行って、位相差画素列信号をＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。これにより、ＤＲＡＭ６００には、焦点検出画素群１−１〜焦点検出画素群３−３に対応したそれぞれの位相差画素列信号が、予め定めた記憶領域に連続して記憶される。このように、垂直方向焦点検出処理回路５００では、焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素の配置の違いに伴って、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットが異なる場合でも、同一のフォーマットの位相差画素列信号をＤＲＡＭ６００に記憶せることができる。
【０１０８】
ここで、垂直方向焦点検出処理回路５００の動作の一例について説明する。図７は、本実施形態の撮像装置１０に備えた垂直方向焦点検出処理回路５００の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。図７に示したタイミングチャートは、組になっている焦点検出画素が、撮像領域内の垂直方向の同じ列に配置されている場合のタイミングチャートである。図７（ａ）には、５０組の焦点検出画素、つまり、１００個の焦点検出画素が同じ列に配置された焦点検出画素群が、水平方向の３カ所（３つの列）に配置されている固体撮像装置１００において、それぞれの焦点検出画素群内に含まれるそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号をそのまま記憶させるフォーマットで、ＤＲＡＭ６００に記憶させる場合のタイミングを示している。また、図７（ｂ）には、垂直方向焦点検出処理回路５００によって位相差画素列信号が記憶されたＤＲＡＭ６００の記憶領域の一例を示している。
【０１０９】
なお、焦点検出画素群内に含まれるそれぞれの焦点検出画素から出力された焦点検出信号をそのまま位相差画素列信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させるフォーマットの場合には、加算部５１１〜５１３のそれぞれは、分離部２００から入力された焦点検出信号をそのまま保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力するのみであるため、図７（ａ）では、加算部５１１〜５１３のそれぞれが動作するタイミングを省略している。
【０１１０】
固体撮像装置１００は、図１０（ｃ）に示した固体撮像装置の信号読み出しのタイミングと同様に、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで、それぞれの画素からの画素信号を、撮像領域の行毎に分離部２００に出力する。組になっている焦点検出画素が撮像領域内の垂直方向の同じ列に配置されている場合、つまり、組になっている焦点検出画素が撮像領域内の水平方向で異なる行に配置されている場合には、図７（ａ）を見てわかるように、異なる水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで固体撮像装置１００から読み出された画素信号に、組になっているそれぞれの焦点検出信号（焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ３、焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ１０３、および焦点検出信号ＡＦ２０１〜ＡＦ２０３）が分かれて含まれている。
【０１１１】
このため、分離部２００は、異なる水平同期信号ＨＤのタイミングで読み出された画素信号から、組になっているそれぞれの焦点検出信号を別々に分離し、それぞれの焦点検出信号を対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する。なお、分離部２００は、同じ水平同期信号ＨＤのタイミングで固体撮像装置１００から入力された画素信号から別の焦点検出画素群の焦点検出信号を分離して、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する。図７（ａ）には、分離部２００が、１行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで固体撮像装置１００から入力された画素信号から別の焦点検出画素群の焦点検出信号ＡＦ１と、焦点検出信号ＡＦ１０１と、焦点検出信号ＡＦ２０１とを分離して、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する場合を示している。同様に、図７（ａ）には、分離部２００が、２行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで固体撮像装置１００から入力された画素信号から焦点検出信号ＡＦ２と、焦点検出信号ＡＦ１０２と、焦点検出信号ＡＦ２０２とを分離して対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する場合を示している。同様に、図７（ａ）には、分離部２００が、３行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで固体撮像装置１００から入力された画素信号から焦点検出信号ＡＦ３と、焦点検出信号ＡＦ１０３と、焦点検出信号ＡＦ２０３とを分離して対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する場合を示している。
【０１１２】
そして、加算部５１１〜５１３のそれぞれは、分離部２００から入力された焦点検出信号をそのまま、対応する保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力する。保持部５２１〜５２３のそれぞれは、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれから入力された、つまり、分離部２００から入力された焦点検出信号のそれぞれを、対応する保持領域に順次保持する。図７（ａ）には、１行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで、保持部５２１が、対応する加算部５１１から入力された焦点検出信号ＡＦ１を、保持部５２２が、対応する加算部５１２から入力された焦点検出信号ＡＦ１０１を、保持部５２３が、対応する加算部５１３から入力された焦点検出信号ＡＦ２０１を、それぞれ書き込みアドレスＷＡ１で示される保持領域に保持する場合を示している。同様に、図７（ａ）には、２行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで、保持部５２１が、対応する加算部５１１から入力された焦点検出信号ＡＦ２を、保持部５２２が、対応する加算部５１２から入力された焦点検出信号ＡＦ１０２を、保持部５２３が、対応する加算部５１３から入力された焦点検出信号ＡＦ２０２を、それぞれ書き込みアドレスＷＡ２で示される保持領域に保持する場合を示している。同様に、図７（ａ）には、３行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで、保持部５２１が、対応する加算部５１１から入力された焦点検出信号ＡＦ３を、保持部５２２が、対応する加算部５１２から入力された焦点検出信号ＡＦ１０３を、保持部５２３が、対応する加算部５１３から入力された焦点検出信号ＡＦ２０３を、それぞれ書き込みアドレスＷＡ３で示される保持領域に保持する場合を示している。
【０１１３】
そして、第２の選択部５４０は、固体撮像装置１００から焦点検出画素群の画素信号の出力が完了した後、それぞれの保持部５２１〜５２３の順に、保持された焦点検出信号を順次読み出し、位相差画素列信号としてＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。図７（ａ）には、最初に、保持部５２１の連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ１００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。そして、次に、保持部５２２の連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１０１〜ＷＡＤＲ２００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。そして、最後に、保持部５２３の連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ２０１〜ＡＦ３００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ２０１〜ＷＡＤＲ３００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。これにより、図７（ｂ）に示したように、焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ３００のそれぞれは、ＤＲＡＭ６００内の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ３００に対応する記憶領域に連続して記憶される。
【０１１４】
これにより、位相差演算回路７００は、ＤＲＡＭ６００内の連続した読み出しアドレスＲＡＤＲ１〜ＲＡＤＲ１００、読み出しアドレスＲＡＤＲ１０１〜ＲＡＤＲ２００、および読み出しアドレスＲＡＤＲ２０１〜ＲＡＤＲ３００に対応する記憶領域に記憶されているそれぞれの焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００、焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００、および焦点検出信号ＡＦ２０１〜ＡＦ３００を順次読み出して、それぞれの焦点検出画素群から出力された焦点検出信号に基づいた位相差の演算を行うことができる。
【０１１５】
なお、図７（ｂ）を見てわかるように、垂直方向焦点検出処理回路５００によって位相差画素列信号が記憶されたＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態は、図３（ｂ）に示したＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態と同様である。つまり、水平方向焦点検出処理回路４００によって位相差画素行信号が記憶されたＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態と同様である。これは、被写体の垂直方向（上下方向）の焦点を検出する焦点検出画素群が配置されている方向を、９０°回転させて、被写体の水平方向（左右方向）の焦点を検出する焦点検出画素群が配置されている方向と同じ向きにして、それぞれの焦点検出信号を記憶したことに相当する。
【０１１６】
次に、垂直方向焦点検出処理回路５００の動作の別の一例について説明する。以下に説明する垂直方向焦点検出処理回路５００の動作は、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、同じ焦点検出画素群内の複数列に跨って配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、すなわち、同じ焦点検出画素群内の同じ行に配置された連続する複数の焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合の垂直方向焦点検出処理回路５００の動作である。
【０１１７】
まず、垂直方向焦点検出処理回路５００が焦点検出信号を加算する焦点検出信号について説明する。図８は、本実施形態の撮像装置１０に備えた垂直方向焦点検出処理回路５００による焦点検出信号の加算方法を説明する図である。図８（ａ）に示したように、固体撮像装置１００の撮像領域内に、垂直方向焦点検出処理回路５００が加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が３列に跨って配置されている場合を考える。この場合、垂直方向焦点検出処理回路５００は、図８（ａ）において点線で囲んだ、水平方向に同じ行に配置された３つの焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号を加算して、１つの焦点検出信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させる。つまり、図８（ａ）に示した焦点検出画素の配置では、垂直方向焦点検出処理回路５００は、３列分の焦点検出信号を加算した３つの焦点検出信号のそれぞれを、それぞれの位相差画素列信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させる。
【０１１８】
なお、垂直方向焦点検出処理回路５００が対応する焦点検出画素の配置は、図８（ａ）に示した配置のように、水平方向に同じ行に配置された焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号の加算のみに限定されるものではない。例えば、図８（ｂ）に示したように、異なる行に配置された焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号を加算して、それぞれの位相差画素列信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させることもできる。この場合、垂直方向焦点検出処理回路５００は、図８（ｂ）において点線で囲んだ、異なる行に配置された３つの焦点検出画素のそれぞれが出力した焦点検出信号を加算して、１つの焦点検出信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させることになる。つまり、図８（ｂ）に示した焦点検出画素の配置では、垂直方向焦点検出処理回路５００は、異なる行に配置された３列分の焦点検出信号を加算した３つの焦点検出信号のそれぞれを、それぞれの位相差画素列信号として、ＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に記憶させることになる。
【０１１９】
続いて、垂直方向焦点検出処理回路５００が焦点検出信号を加算する動作の一例について説明する。図９は、本実施形態の撮像装置１０に備えた垂直方向焦点検出処理回路５００の別の動作タイミングの一例を示したタイミングチャートである。図９に示したタイミングチャートは、組になっている焦点検出画素が、撮像領域内の垂直方向の同じ列に配置され、さらに同じ焦点検出画素群内で加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が複数列に跨って配置されている、図８（ａ）に示したような構成の固体撮像装置１００である場合のタイミングチャートである。図９（ａ）には、５０組の焦点検出画素、つまり、１００個の焦点検出画素が同じ列に配置された焦点検出画素群が、水平方向の３カ所（３つの列）に配置され、加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が３列に跨って配置されている固体撮像装置１００において、それぞれの焦点検出画素群内に含まれる３列の焦点検出画素から出力された焦点検出信号を加算して記憶させるフォーマットで、ＤＲＡＭ６００に記憶させる場合のタイミングを示している。また、図９（ｂ）には、垂直方向焦点検出処理回路５００によって位相差画素列信号が記憶されたＤＲＡＭ６００の記憶領域の一例を示している。
【０１２０】
なお、焦点検出画素群内に含まれるそれぞれの焦点検出画素から出力された同じ行の焦点検出信号を加算して位相差画素列信号としてＤＲＡＭ６００に記憶させるフォーマットの場合、加算部５１１〜５１３のそれぞれは、前回加算した焦点検出信号と、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号とを加算して、対応する保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力する。図９（ａ）では、加算部５１１〜５１３のそれぞれにおいて加算される焦点検出信号を、画素加算信号として表している。
【０１２１】
固体撮像装置１００は、図７（ａ）に示した固体撮像装置１００の画素信号の読み出しのタイミングと同様に、水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで、それぞれの画素からの画素信号を、撮像領域の行毎に分離部２００に出力する。そして、図７（ａ）に示した固体撮像装置１００の画素信号の読み出しのタイミングと同様に、異なる水平同期信号ＨＤに同期したタイミングで固体撮像装置１００から読み出された画素信号に、組になっているそれぞれの焦点検出信号が分かれて含まれている。ただし、固体撮像装置１００には、加算する焦点検出信号を出力する焦点検出画素が３列に跨って配置されているため、図９（ａ）を見てわかるように、固体撮像装置１００から読み出された３列分の画素信号に、加算するそれぞれの焦点検出信号が連続して含まれている。
【０１２２】
このため、分離部２００は、図７（ａ）に示した固体撮像装置１００の画素信号の読み出しのタイミングと同様に、異なる水平同期信号ＨＤのタイミングで読み出された画素信号から、組になっているそれぞれの焦点検出信号を別々に分離し、それぞれの焦点検出信号を対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する。また、分離部２００は、図７（ａ）に示した固体撮像装置１００の画素信号の読み出しのタイミングと同様に、同じ水平同期信号ＨＤのタイミングで固体撮像装置１００から入力された画素信号から別の焦点検出画素群の焦点検出信号を分離して、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する。このとき、分離部２００は、固体撮像装置１００からそれぞれの行の画素信号が入力される毎に、入力された画素信号から連続して分離したそれぞれの行の加算する焦点検出信号を順次、垂直方向焦点検出処理回路５００内の加算部５１１〜５１３のそれぞれに出力する。
【０１２３】
分離部２００から１行目の焦点検出信号が入力されると、加算部５１１〜５１３のそれぞれは、分離部２００から入力されたそれぞれの焦点検出信号を加算して、保持部５２１〜５２３のそれぞれに出力する。より具体的には、加算部５１１は、１行目の焦点検出信号が入力されると、分離部２００から入力された１つ目の焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素が出力した最初の焦点検出信号をそのまま、画素加算信号として対応する保持部５２１に出力する。ここで出力された画素加算信号は、第１の選択部５３１を介して再び加算部５１１に入力される。そして、加算部５１１は、第１の選択部５３１を介して入力された画素加算信号、すなわち、前回の焦点検出信号と、分離部２００から入力された１つ目の焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素が出力した、次の焦点検出信号（現在の焦点検出信号）と加算し、加算した後の焦点検出信号を、新たな画素加算信号として対応する保持部５２１に出力する。このようにして、加算部５１１は、１つ目の焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素が出力した全ての焦点検出信号を加算した画素加算信号を、対応する保持部５２１に出力する。同様に、加算部５１２および加算部５１３も、１行目の焦点検出信号が入力されると、分離部２００から入力された対応する焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素が出力した全ての焦点検出信号を加算した画素加算信号を、対応する保持部５２２および保持部５２３に出力する。
【０１２４】
このとき、保持部５２１〜５２３のそれぞれは、図７（ａ）に示した保持部５２１〜５２３のそれぞれの動作タイミングと同様に、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれから入力された、つまり、対応する加算部５１１〜５１３のそれぞれが、対応する焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素が出力した全ての焦点検出信号を加算した画素加算信号のそれぞれを、対応する保持領域に順次保持する。図９（ａ）には、１行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで、保持部５２１が、対応する加算部５１１から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ１として、保持部５２２が、対応する加算部５１２から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ１０１として、保持部５２３が、対応する加算部５１３から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ２０１として、それぞれ書き込みアドレスＷＡ１で示される保持領域に保持する場合を示している。同様に、図９（ａ）には、２行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで、保持部５２１が、対応する加算部５１１から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ２として、保持部５２２が、対応する加算部５１２から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ１０２として、保持部５２３が、対応する加算部５１３から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ２０２として、それぞれ書き込みアドレスＷＡ２で示される保持領域に保持する場合を示している。同様に、図９（ａ）には、３行目の水平同期信号ＨＤのタイミングで、保持部５２１が、対応する加算部５１１から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ３として、保持部５２２が、対応する加算部５１２から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ１０３として、保持部５２３が、対応する加算部５１３から入力された画素加算信号を焦点検出信号ＡＦ２０３として、それぞれ書き込みアドレスＷＡ３で示される保持領域に保持する場合を示している。
【０１２５】
そして、第２の選択部５４０は、固体撮像装置１００から焦点検出画素群の画素信号の出力が完了した後、それぞれの保持部５２１〜５２３の順に、保持された焦点検出信号を順次読み出し、位相差画素列信号としてＤＲＡＭ６００の予め定めた記憶領域に順次記憶させる。図９（ａ）には、最初に、保持部５２１の連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ１００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。そして、次に、保持部５２２の連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１０１〜ＷＡＤＲ２００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。そして、最後に、保持部５２３の連続した読み出しアドレスＲＡ１〜ＲＡ１００で示される保持領域に保持されている焦点検出信号ＡＦ２０１〜ＡＦ３００を順次読み出して、ＤＲＡＭ６００の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ２０１〜ＷＡＤＲ３００に対応する連続した記憶領域に順次記憶する場合を示している。
【０１２６】
このように、加算部５１１〜５１３のそれぞれが対応する焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素が出力した全ての焦点検出信号を加算した画素加算信号である焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ３００のそれぞれは、ＤＲＡＭ６００内の連続した書き込みアドレスＷＡＤＲ１〜ＷＡＤＲ３００に対応する記憶領域に連続して記憶される。このとき、垂直方向焦点検出処理回路５００によって位相差画素列信号が記憶された後のＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態は、図７（ｂ）に示したＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態と同様である。
【０１２７】
これにより、位相差演算回路７００は、ＤＲＡＭ６００内の連続した読み出しアドレスＲＡＤＲ１〜ＲＡＤＲ１００、読み出しアドレスＲＡＤＲ１０１〜ＲＡＤＲ２００、および読み出しアドレスＲＡＤＲ２０１〜ＲＡＤＲ３００に対応する記憶領域に記憶されているそれぞれの焦点検出信号ＡＦ１〜ＡＦ１００、焦点検出信号ＡＦ１０１〜ＡＦ２００、および焦点検出信号ＡＦ２０１〜ＡＦ３００を順次読み出して、それぞれの焦点検出画素群から出力された焦点検出信号に基づいた位相差の演算を行うことができる。
【０１２８】
このように、本実施形態の撮像装置１０では、垂直方向焦点検出処理回路５００が、固体撮像装置１００に配置された垂直方向の焦点検出を行う焦点検出画素の配置位置、すなわち、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットに関わらず同一のフォーマットで、位相差画素列信号をＤＲＡＭ６００に記憶する。これにより、位相差演算回路７００は、固体撮像装置１００から入力される焦点検出信号のフォーマットに関わらず同一の動作で、垂直方向に輝度が変化する被写体像に対する位相差ＡＦ用の評価値を生成することができる。
【０１２９】
なお、ＤＲＡＭ６００に記憶させる焦点検出信号のフォーマットが、同じ焦点検出画素群内の複数行に跨って配置された焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合、すなわち、同じ焦点検出画素群内の同じ列に配置された複数の焦点検出画素が出力した焦点検出信号を加算するフォーマットである場合でも、位相差画素列信号が記憶された後のＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態は、図７（ｂ）に示したＤＲＡＭ６００の記憶領域の状態と同様である。
【０１３０】
このフォーマットのときの垂直方向焦点検出処理回路５００の動作タイミングは、図５に示した水平方向焦点検出処理回路４００において焦点検出信号を加算して記憶させるフォーマットでＤＲＡＭ６００に記憶させる場合のタイミングチャートと同様に考えることができる。すなわち、分離部２００から入力された現在の焦点検出信号と、保持部５２０から出力された以前の焦点検出信号とを加算した後の焦点検出信号を、保持部５２０の対応する保持領域に上書きする動作である。従って、垂直方向焦点検出処理回路５００における、同じ焦点検出画素群内の同じ列に配置された複数の焦点検出信号を加算してＤＲＡＭ６００に記憶する動作のタイミングに関する詳細な説明は省略する。
【０１３１】
上記に述べたとおり、本発明を実施するための形態によれば、撮像領域内に撮像用の画素と焦点検出用の画素とが混在して配置された固体撮像装置を搭載した撮像装置において、固体撮像装置から画素信号を読み出す際に焦点検出信号も含めて読み出し、分離部が、読み出した画素信号を、画像信号と焦点検出信号とに分離する。そして、水平方向焦点検出処理回路が、固体撮像装置から出力された水平方向の焦点を検出する焦点検出信号のフォーマットを、位相差演算回路が処理する焦点検出信号のフォーマットに変換してＤＲＡＭに記憶する。また、垂直方向焦点検出処理回路が、固体撮像装置から出力された垂直方向の焦点を検出する焦点検出信号のフォーマットを、位相差演算回路が処理する焦点検出信号のフォーマットに変換してＤＲＡＭに記憶する。これにより、本発明を実施するための形態では、撮像装置に備えた位相差演算回路が、固体撮像装置から入力される焦点検出信号のフォーマットに関わらず、同一のフォーマットでＤＲＡＭに記憶された焦点検出信号を読み出し、読み出した焦点検出信号に基づいて位相差ＡＦ用の評価値を生成することができる。
【０１３２】
また、本発明を実施するための形態では、水平方向焦点検出処理回路および垂直方向焦点検出処理回路がフォーマット変換した焦点検出信号をＤＲＡＭに記憶させる際に、固体撮像装置の撮像領域内に配置された焦点検出用の画素群毎にまとめて、ＤＲＡＭの予め定めた連続した記憶領域に焦点検出信号を記憶させる。これにより、本発明を実施するための形態では、ＤＲＡＭに焦点検出信号を記憶するとき、およびＤＲＡＭから焦点検出信号を読み出すときに、ＤＲＡＭの連続した記憶領域にアクセスすればよくなり、効率的なアクセス方法でＤＲＡＭにアクセスすることができる。このことにより、本発明を実施するための形態では、撮像装置におけるＤＲＡＭのアクセスを、バス帯域の観点からみても好ましい状態にすることができる。
【０１３３】
また、本発明を実施するための形態では、ＤＲＡＭに対するアクセス方法が効率的になることにより、ＤＲＡＭにアクセスする際の読み出しアドレスおよび書き込みアドレスの発生方法を容易にすることができる。このことにより、本発明を実施するための形態では、ＤＲＡＭに対するアドレスを発生する回路（本実施形態においては、水平方向焦点検出処理回路４００、垂直方向焦点検出処理回路５００、および位相差演算回路７００）の回路規模を削減することができる。
【０１３４】
なお、本実施形態においては、説明を容易にするため、被写体の水平方向（左右方向）の焦点を検出する焦点検出画素群、または被写体の垂直方向（上下方向）の焦点を検出する焦点検出画素群のいずれか一方が、固体撮像装置１００に撮像領域内に配置された場合について説明した。しかし、固体撮像装置１００に撮像領域内に配置する焦点を検出するための焦点検出画素の配置は、本発明を実施するための形態に示した方法のみに限定されるものではなく、被写体の水平方向（左右方向）の焦点を検出する焦点検出画素群と被写体の垂直方向（上下方向）の焦点を検出する焦点検出画素群との両方が、撮像領域内に配置された固体撮像装置であっても同様に、本発明の考え方を適用することができる。
【０１３５】
また、本実施形態においては、固体撮像装置１００の撮像領域内に配置された焦点検出画素群の水平方向の数と同じ数の加算部５１０を備えた、図６（ｂ）に示したような構成の垂直方向焦点検出処理回路５００について説明した。しかし、図９（ａ）を見てわかるように、加算部５１０のそれぞれは、焦点検出信号の加算を同時に行うことはない。従って、垂直方向焦点検出処理回路５００に備える加算部５１０の構成は、本発明を実施するための形態に示した方法のみに限定されるものではない。例えば、垂直方向焦点検出処理回路５００内に備える加算部５１０を、それぞれの保持部５２０で共通の１つのみとした構成にすることもできる。この構成にすることによって、垂直方向焦点検出処理回路５００の回路規模を削減することができる。なお、加算部を共通にする場合には、共通の加算部５１０が出力した画素加算信号をいずれの保持部５２０に出力するかを選択する第３の選択部と、第１の選択部５３０を介して共通の加算部５１０に出力する以前の焦点検出信号を、いずれの保持部５２０が保持している以前の焦点検出信号にするかを選択する第４の選択部とが追加されることが考えられる。このとき、第３の選択部と第４の選択部とによって増加する回路規模よりも、加算部を共通にすることによって減少する回路規模の方が大きいと考えられるため、垂直方向焦点検出処理回路５００の回路規模の削減の効果を得ることができる。
【０１３６】
また、本実施形態においては、固体撮像装置１００の撮像領域内に配置された焦点検出画素群の水平方向の数と同じ数の保持部５２０を備えた、図６（ｂ）に示したような構成の垂直方向焦点検出処理回路５００について説明した。しかし、垂直方向焦点検出処理回路５００に備える保持部５２０の構成は、本発明を実施するための形態に示した方法のみに限定されるものではない。例えば、垂直方向焦点検出処理回路５００内に備える保持部５２０を１つとし、保持部５２０の保持領域を、固体撮像装置１００の撮像領域内に配置された焦点検出画素群の水平方向の数に応じて分ける構成にすることもできる。
【０１３７】
また、本実施形態においては、撮像装置１０において焦点検出信号のフォーマットを変換する回路そして、水平方向焦点検出処理回路４００と垂直方向焦点検出処理回路５００とを備えた場合について説明した。しかし、図２（ｂ）および図６（ｂ）を見てわかるように、垂直方向焦点検出処理回路５００内の構成要素の接続を、水平方向焦点検出処理回路４００の構成要素の接続と同様にすることができる。このため、水平方向焦点検出処理回路４００に備えた加算部４１０と垂直方向焦点検出処理回路５００に備えた加算部５１０とを共通にした構成や、水平方向焦点検出処理回路４００に備えた保持部４２０と垂直方向焦点検出処理回路５００に備えた保持部５２０とを共通にした構成にすることもできる。また、水平方向焦点検出処理回路４００に備えた保持部４２０と垂直方向焦点検出処理回路５００に備えた保持部５２０とを１つにして保持領域で分ける構成にすることもできる。
【０１３８】
また、本実施形態においては、保持部４２０および保持部５２０のメモリのサイズを、固体撮像装置１００の撮像領域の同じ行または列内に配置されたそれぞれの焦点検出画素が出力する焦点検出信号を全て保持することができる最大のサイズとして説明したが、保持部４２０および保持部５２０のメモリのサイズは、本発明を実施するための形態に示した方法のみに限定されるものではない。例えば、ＤＲＡＭに対するバーストアクセスにおいて、それぞれのバーストアクセスを区切ることができる場合には、このバーストアクセスの区切りに基づいてメモリのサイズを決定することもできる。
【０１３９】
なお、本実施形態における水平方向と垂直方向とを逆に考えることができる場合にも、同様に、本発明の考え方を適用することができる。
【０１４０】
また、焦点検出画素群の配置や、焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素の行方向および列方向の数は、本発明を実施するための形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において焦点検出画素群の配置や、焦点検出画素群に含まれる焦点検出画素の行方向および列方向の数を変更することができる。
【０１４１】
以上、本発明の実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【０１４２】
１０・・・撮像装置
１００・・・固体撮像装置
２００・・・分離部
３００・・・画像処理部
４００・・・水平方向焦点検出処理回路（水平方向焦点検出処理部）
４１０・・・加算部（水平方向焦点検出処理部，水平方向加算部）
４２０・・・保持部（水平方向焦点検出処理部，水平方向保持部）
５００・・・垂直方向焦点検出処理回路（垂直方向焦点検出処理部）
５１０，５１１，５１２，５１３・・・加算部（垂直方向焦点検出処理部，垂直方向加算部）
５２０，５２１，５２２，５２３・・・保持部（垂直方向焦点検出処理部，垂直方向保持部）
５３０，５３１，５３２，５３３・・・第１の選択部（垂直方向焦点検出処理部，垂直方向加算部）
５４０・・・第２の選択部（垂直方向焦点検出処理部，垂直方向保持部）
６００・・・ＤＲＡＭ
７００・・・位相差演算回路
８００・・・バス
１−１，１−２，１−３，２−１，２−２，２−３，２−４，３−１，３−２，３−３・・・焦点検出画素群（水平方向焦点検出画素群，垂直方向焦点検出画素群）
【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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