(57)【要約】【課題】像面位相差ＡＦを行う際に、撮像素子の瞳分割画素から読み出した信号に基づいて取得する位相差情報のノイズ差を揃えることができる焦点検出技術を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮像素子２２の瞳分割画素の一方の画素からＡ信号を読み出し、他方の画素からＢ信号を読み出し、撮像素子２２内でＡ信号とＢ信号が加算されたＡ＋Ｂ信号を読み出す読み出し手段と、読み出し手段によるＡ信号とＢ信号の読み出し順序を行単位で交互に切り替える切り替え手段と、Ａ＋Ｂ信号からＡ信号およびＢ信号を減算してＡ＋Ｂ信号から分離したＢ信号およびＡ信号をそれぞれ取得する減算手段と、読み出し手段により読み出されたＡ信号と減算手段により分離されたＡ信号、および読み出し手段により読み出されたＢ信号と減算手段により分離されたＢ信号をそれぞれ列方向に加算する加算手段とを備える。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
行方向および列方向に二次元状に配置された複数の瞳分割画素を有する撮像素子と、
前記瞳分割画素の一方の画素から第１画像信号を読み出し、他方の画素から第２画像信号を読み出し、前記撮像素子で前記第１画像信号と前記第２画像信号が加算された第３画像信号を読み出す読み出し手段と、
前記読み出し手段による前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を行単位で交互に切り替える切り替え手段と、
前記第３画像信号から前記第１画像信号および前記第２画像信号を減算して前記第３画像信号から分離した第２分離画像信号および第１分離画像信号をそれぞれ取得する減算手段と、
前記読み出し手段により読み出された前記第１画像信号と前記減算手段により分離された前記第１分離画像信号、および前記読み出し手段により読み出された前記第２画像信号と前記減算手段により分離された前記第２分離画像信号をそれぞれ列方向に加算する加算手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記加算手段により加算された画像信号に基づいて演算により一対の焦点検出信号を生成する演算手段と、
前記一対の焦点検出信号により算出されたデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズを駆動して合焦動作を行う合焦手段と、を備え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】
前記切り替え手段は、撮影時のＩＳＯ感度に応じて、前記読み出し手段による前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を切り替える行数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記切り替え手段は、撮影時の温度に応じて、前記読み出し手段による前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を切り替える行数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記切り替え手段は、撮影時のシャッタ速度に応じて、前記読み出し手段による前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を切り替える行数を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記加算手段は、前記読み出し手段による前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を切り替える行数に応じて、列方向に加算する行数を変更することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
行方向および列方向に二次元状に配置された複数の瞳分割画素を有する撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記瞳分割画素の一方の画素から第１画像信号を読み出し、他方の画素から第２画像信号を読み出し、前記撮像素子で前記第１画像信号と前記第２画像信号が加算された第３画像信号を読み出す読み出しステップと、
前記読み出しステップでの前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を行単位で交互に切り替える切り替えステップと、
前記第３画像信号から前記第１画像信号および前記第２画像信号を減算して前記第３画像信号から分離した第２分離画像信号および第１分離画像信号をそれぞれ取得する減算ステップと、
前記読み出しステップで読み出された前記第１画像信号と前記減算ステップで分離された前記第１分離画像信号、および前記読み出しステップで読み出された前記第２画像信号と前記減算ステップで分離された前記第２分離画像信号をそれぞれ列方向に加算する加算ステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置の制御方法の各ステップをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に関し、特に瞳分割画素を有する撮像素子が搭載された撮像装置における焦点検出技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置では、オートフォーカス（ＡＦ）方式として、撮像素子の瞳分割画素の出力の差からデフォーカス量を求めて焦点検出を行う、像面位相差ＡＦ方式を採用するものがある。像面位相差ＡＦ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、コントラストＡＦ方式に比べて、焦点検出に要する時間が非常に短いというメリットがある。
【０００３】
従来、一つの焦点検出画素に複数の光電変換部を有する撮像素子において、それぞれの光電変換部から読み出した信号に基づいて焦点検出信号を得る技術が提案されている（特許文献１）。この提案では、まず、複数の光電変換部の一部から独立して信号Ａを読み出し、その後、複数の光電変換部の信号Ａ，Ｂが加算された信号Ａ＋Ｂを読み出す。そして、最初に読み出さなかった光電変換部の残部の信号Ｂの値を信号Ａ＋Ｂから信号Ａを減算して求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−３１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１では、複数の光電変換部の一部から独立して読み出した信号Ａの値と、信号Ａ＋Ｂから信号Ａを減算して求めた信号Ｂの値とでは、信号Ｂのノイズが多くなり、位相差情報にノイズ差が生じてしまう。このため、例えば低輝度シーン等の撮影時における焦点検出性能が低下するという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、像面位相差ＡＦを行う際に、撮像素子の瞳分割画素から読み出した信号に基づいて取得する位相差情報のノイズ差を揃えることができる焦点検出技術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に、本発明の撮像装置は、行方向および列方向に二次元状に配置された複数の瞳分割画素を有する撮像素子と、前記瞳分割画素の一方の画素から第１画像信号を読み出し、他方の画素から第２画像信号を読み出し、前記撮像素子で前記第１画像信号と前記第２画像信号が加算された第３画像信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段による前記第１画像信号と前記第２画像信号との読み出し順序を行単位で交互に切り替える切り替え手段と、前記第３画像信号から前記第１画像信号および前記第２画像信号を減算して前記第３画像信号から分離した第２分離画像信号および第１分離画像信号をそれぞれ取得する減算手段と、前記読み出し手段により読み出された前記第１画像信号と前記減算手段により分離された前記第１分離画像信号、および前記読み出し手段により読み出された前記第２画像信号と前記減算手段により分離された前記第２分離画像信号をそれぞれ列方向に加算する加算手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、像面位相差ＡＦを行う際に、撮像素子の瞳分割画素から読み出した信号に基づいて取得する位相差情報のノイズ差を揃えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを背面側から見た斜視図である。
【図２】図１に示すデジタルカメラの制御系を説明するブロック図である。
【図３】撮像素子の画素の配置を概略的に示す図である。
【図４】従来の読み出し方式で撮像素子の瞳分割画素から読み出した画像の復元処理を説明するブロック図である。
【図５】本実施形態における、撮像素子の瞳分割画素からの画像の読み出しタイミングを示すタイミングチャート図である。
【図６】本実施形態の読み出し方式で撮像素子の瞳分割画素から読み出した画像の復元処理を説明するブロック図である。
【図７】画像処理部から焦点検出部へ出力される一対の焦点検出信号を示すグラフ図である。
【図８】瞳分割画素からの画像の読み出し順序を交互に切り替える条件を示す図である。
【図９】瞳分割画素からの画像の読み出し順序と減算により得られた画像のノイズ量を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルカメラを背面側から見た斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１００（以下、カメラ１００という）は、背面側に画像や各種情報を表示するＬＣＤ等の表示部２８が設けられている。カメラ１００の背面側の表示部２８の側部には、モード切替スイッチ６０、コントローラホイール７３及び各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の操作部材より構成される操作部７０が設けられている。カメラ１００の正面側には、後述する撮影レンズ１０３やレンズバリア１０２（図２参照）等が設けられている。
【００１３】
カメラ１００の上面部には、レリーズボタン６１及び電源スイッチ７２等が設けられ、カメラ１００の側面部には、コネクタ１１２が設けられており、コネクタ１１２には、外部機器とカメラ１００とを通信可能に接続するケーブル１１１が接続されている。カメラ１００の底部には、メモリカード等の記録媒体２００が着脱可能に装着されるスロット部２０１が設けられ、スロット部２０１は、蓋部２０２により開閉可能に覆われる。
【００１４】
図２は、図１に示すカメラ１００の制御系を説明するブロック図である。図２において、撮影レンズ１０３は、ズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群により構成される。撮像素子２２は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等で構成され、撮影レンズ１０３を通過して結像した被写体像を光電変換して電気信号に変換する。また、撮像素子２２は、Ａ／Ｄ変換機能を備えている。
【００１５】
焦点検出部２３では、本実施形態では、像面位相差ＡＦ方式で焦点検出を行うため、画像処理部２４で各種補正を行ったデジタル画像信号から得られる焦点検出情報などからデフォーカス量を算出してシステム制御部５０に出力する。
【００１６】
シャッタ１０１は、絞り機能を備え、非撮影時には閉じて撮像素子２２を遮光し、撮影時には開いて撮像素子２２へ被写体光束を導く。レンズバリア１０２は、撮影レンズ１０３を含む撮像系を覆うことにより、撮影レンズ１０３、シャッタ１０１、撮像素子２２を含む撮像系の汚れや破損を防止する。
【００１７】
画像処理部２４は、撮像素子２２から出力されるデータ、又はメモリ制御部１５からの画像データに対して所定の画素補間や縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部２４では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が露光制御、測距制御を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュ自動調光発光）処理が行われる。
【００１８】
また、画像処理部２４では、撮像素子２２で撮像した画像信号を用いた像面位相差ＡＦ方式によるＡＦ処理の他に、所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。
【００１９】
撮像素子２２の出力データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して、或いはメモリ制御部１５を介してメモリ３２に直接書き込まれる。メモリ３２は、撮像素子２２によって取得およびＡ／Ｄ変換された画像データや、表示部２８に表示するための画像データを格納する。メモリ３２は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ３２は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。
【００２０】
Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。これにより、メモリ３２に書き込まれた表示用の画像データがＤ／Ａ変換器１３を介して表示部２８に表示される。表示部２８は、Ｄ／Ａ変換器１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。撮像素子２２で一度Ａ／Ｄ変換され、メモリ３２に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換器１３においてアナログ変換し、表示部２８に逐次転送して表示することで、電子ビューファインダとして機能し、画角等を決定するためのスルー画像表示を行える。
【００２１】
不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばフラッシュメモリ等が用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。システムメモリ５２には、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等を展開する。
【００２２】
システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御する。システム制御部５０は、例えば不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムをシステムメモリ５２に展開して所定の処理を実行する。また、システム制御部５０は、メモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１３、表示部２８等を制御することにより表示制御も行う。システム制御部５０はシステムタイマーを含み、当該システムタイマーは、各種制御に用いる時間や内蔵時計の時間を計測する計時部である。
【００２３】
モード切替スイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとしては、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。
【００２４】
モード切り替えスイッチ６０により、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えることができる。あるいは、モード切り替えスイッチ６０で静止画撮影モードに一旦切り換えた後に、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。
【００２５】
レリーズスイッチ（ＳＷ１）６２は、レリーズボタン６１の操作途中、例えば半押し操作によりオンする。レリーズスイッチ（ＳＷ１）６２のオン信号により、システム制御部５０は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュ自動調光発光）処理等の撮影準備動作を開始する。
【００２６】
レリーズスイッチ（ＳＷ２）６４は、レリーズボタン６１の操作完了、例えば全押し操作によりオンする。レリーズスイッチ（ＳＷ２）６４のオン信号により、システム制御部５０は、撮像素子２２の信号読み出しから記録媒体２００に画像データを書き込むまでの一連の撮影動作を開始する。
【００２７】
操作部７０は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンを選択操作する各種機能ボタンとしても用いられる。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。ユーザは、表示部２８に表示されたメニュー画面と、上下左右の４方向ボタンやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。
【００２８】
ＡＦ補助光源７１は、低輝度時に発光させて、被写体を照明する。コントローラホイール７３は、方向ボタンと共に選択項目を指示する際などに使用される。コントローラホイール７３を回転操作すると、操作量に応じて電気的なパルス信号が発生し、このパルス信号に基づいて、システム制御部５０は、カメラ１００の各部を制御する。また、このパルス信号によって、システム制御部５０は、コントローラホイール７３が回転操作された角度や、何回転したかなどを判定することができる。
【００２９】
なお、コントローラホイール７３は、回転操作が検出できる操作部材であれば特に限定されない。例えば、ユーザの回転操作に応じてコントローラホイール７３自体が回転してパルス信号を発生するダイヤル操作部材であってもよい。また、タッチセンサよりなる操作部材で、コントローラホイール７３自体は回転せず、コントローラホイール７３上でのユーザの指の回転動作などを検出するものであってもよい。
【００３０】
電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、その検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。電源部４０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、メモリカード等の記録媒体２００とのインターフェースである。
【００３１】
図３は、撮像素子２２の画素の配置を概略的に示す図である。図３に示すように、撮像素子２２は、複数の瞳分割画素が行方向および列方向に二次元状に配置され、一つの瞳分割画素にＦＤ（フォトダイオード）からなる複数の分割画素（光電変換部）Ａ，Ｂを有する。システム制御部５０は、画像処理部２４を制御して分割画素Ａ，Ｂからそれぞれ読み出したＡ信号３０１とＢ信号３０２を用いて焦点検出信号を生成し、生成した焦点検出信号に基づき像面位相差ＡＦを行う。
【００３２】
ここで、従来における信号の読み出す順序について説明する。まず、撮像素子２２の瞳分割画素から一方のＡ信号３０１のみを読み出した後、撮像素子２２内でＡ信号３０１とＢ信号３０２が加算されたＡ＋Ｂ信号を読み出す。そして、Ａ＋Ｂ信号からＡ信号３０１を減算してＢ信号を得る。
【００３３】
図４は、図３で説明した従来の読み出し方式で撮像素子２２の瞳分割画素から読み出したＡ信号，Ｂ信号，Ａ＋Ｂ信号を用いた画像の復元処理を説明するブロック図である。なお、以下の説明では、便宜上、Ａ信号，Ｂ信号，Ａ＋Ｂ信号をそれぞれＡ画像，Ｂ画像，Ａ＋Ｂ画像として説明する。また、本処理はシステム制御部５０の制御に基づいて画像処理部２４にて実行される。
【００３４】
まず、撮像素子２２の瞳分割画素からＡ画像を読み出した後、Ａ画像とＢ画像が加算されたＡ＋Ｂ画像を読み出す。次に、画像判別ブロックでは、読み出している画像がＡ画像かＡ＋Ｂ画像かを判別して振り分ける。ここでは、先にＡ画像を読み出し、後に加算されたＡ＋Ｂ画像を読み出すので、処理を同時化するため、待ち合わせ回路で処理タイミングを揃え、双方の画像が揃ったら、Ａ＋Ｂ画像からＡ画像を減算することで、Ｂ画像を得る。そして、Ａ画像とＢ画像が分離されたら、それぞれで画像の補正処理を行って垂直加算処理を行い、処理後の画像を測距演算ブロックへ出力する。
【００３５】
このとき、Ａ＋Ｂ画像からＢ画像を減算することで、Ｓ／Ｎが原理上３ｄＢ悪化してしまう。そこで、本実施形態では、次のようにして位相差情報のノイズ差が生じないようにしている。以下、説明する。
【００３６】
図５は、本実施形態において、撮像素子２２の瞳分割画素からのＡ画像，Ｂ画像，Ａ＋Ｂ画像の読み出しタイミングを示すタイミングチャート図である。図５において、水平同期信号ＨＤのタイミングで、まず、瞳分割画素から一方のＡ画像が読み出され、続いて加算されたＡ＋Ｂ画像が読み出される。次の水平同期信号ＨＤタイミングでは、読み出し順序が逆になり、瞳分割画素から他方のＢ画像が先に読み出され、続いてＡ＋Ｂ画像が読み出される。
【００３７】
これを行単位で交互に繰り返して列方向に垂直加算することで、Ａ画像とＢ画像のノイズレベルを揃えることができる。ここで、Ａ画像は、本発明の第１画像信号の一例に相当し、Ｂ画像は、本発明の第２画像信号の一例に相当し、Ａ＋Ｂ画像は、本発明の第３画像信号の一例に相当する。
【００３８】
図６は、図５で説明した本実施形態の読み出し方式で撮像素子２２の瞳分割画素から読み出したＡ画像，Ｂ画像，Ａ＋Ｂ画像を用いた画像の復元処理を説明するブロック図である。図６の処理は、例えば不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムがシステムメモリ５２に展開されてシステム制御部５０が画像処理部２４を制御することで実行される。
【００３９】
本実施形態では、Ａ画像とＢ画像の読み出し順序を行単位で交互に切り替えるため、画像の復元方法が毎ラインで異なる。このため、２つの垂直加算回路への入力を入れ替える必要がある。
【００４０】
まず、画像判別ブロックでは、撮像素子２２から読み出している画像がＡ画像かＢ画像かＡ＋Ｂ画像かを判別して振り分ける。次に、図４と同様に、処理を同時化するため、待ち合わせ回路で処理タイミングを揃え、すべての画像が揃ったら、Ａ＋Ｂ画像からＡ画像及びＢ画像をそれぞれ減算することで、分離されたＡ画像及びＢ画像を生成する。ここで、分離されたＡ画像は、本発明の第１分離画像信号の一例に相当し、分離されたＢ画像は、本発明の第２分離画像信号の一例に相当する。
【００４１】
このとき、前述したように、Ａ画像とＢ画像の読み出し順序を行単位で交互に切り替えている。このため、Ａ画像を先に読み出す場合には、入れ替えブロックによる入れ替えは行われないが、Ｂ画像を先に読み出す場合には、入れ替えブロックで入力画像を入れ替えてそれぞれＡ垂直加算回路及びＢ垂直加算回路へ出力する。画像補正は、Ａ画像とＢ画像とでは、出力特性が異なるので、補正パターンを切り替える必要がある。
【００４２】
１ライン単位でノイズレベルを見ると、それぞれノイズレベルは異なっているが、その後に垂直加算回路で異なるノイズレベルの画像同士を列方向に加算することで、測距演算回路によりＡ画像とＢ画像のノイズレベルを均一化した一対の焦点検出信号が生成される。そして、生成された一対の焦点検出信号は、焦点検出部２３に出力される。
【００４３】
図７は、画像処理部２４で前述した各種補正を行った後に、画像処理部２４から焦点検出部２３へ出力される一対の焦点検出信号を示すグラフ図である。図７において、横軸は連結された信号の画素並び方向を示し、縦軸は信号の強度である。
【００４４】
撮影レンズ１０３は、撮像素子２２に対してデフォーカスした状態であるため、図７に示すように、焦点検出信号４３０ａは左側にずれ、焦点検出信号４３０ｂは右側にずれた状態となっている。この焦点検出信号４３０ａ，４３０ｂのずれ量を焦点検出部２３で周知の相関演算などによってデフォーカス量として算出することにより、撮影レンズ１０３がどれだけデフォーカスしているかを知ることができる。
【００４５】
そして、システム制御部５０は、撮影レンズ１０３のレンズ位置情報と焦点検出部２３から得られるデフォーカス量からフォーカスレンズの駆動量を算出する。その後、システム制御部５０は、フォーカスレンズの位置情報から撮影レンズ１０３を駆動するべき位置情報を不図示のレンズ駆動回路に送信する。これにより、撮影レンズ１０３を光軸方向に駆動して合焦動作を行うことが可能となる。
【００４６】
図８は、Ａ画像とＢ画像の読み出し順序を行単位で交互に切り替える条件を示す図である。Ａ画像とＢ画像の読み出し順序を行単位で交互に切り替えることにより、固定パターンノイズの出力が変化する可能性がある。このため、撮影時のＩＳＯ感度や温度の高低により、Ａ画像とＢ画像の読み出し順序の切り替え方式を変更する。
【００４７】
低ＩＳＯ感度・低温環境では、ランダムノイズ量が少なく、固定パターンノイズの変化が表れやすいため、Ａ画像とＢ画像の読み出し順序の切り替えは行わない方が良い。ＩＳＯ感度が上げるにつれて、垂直加算回路での加算行数を減らしていき、高ＩＳＯ感度時（例えばＩＳＯ１６００）には固定パターンノイズがランダムノイズに埋もれて目立ちにくくなるため、１行ごとの切り替えとする。また、温度によってもランダムノイズ量は変化するので、低温時は、Ａ画像とＢ画像の読み出し順序の切り替えをなるべく少なくするようにして、高温時には、切り替えを積極的に多くするようにする。
【００４８】
図９は、撮像素子２２からのＡ画像とＢ画像の読み出し順序と減算により得られたＡ画像とＢ画像のノイズ量を説明する図である。
【００４９】
図９の例では、１行ごとに撮像素子２２からのＡ画像とＢ画像の読み出し順序を交互に切り替えている。撮像素子２２から読み出した後にＡ画像とＢ画像の分離を行うと、減算によって得られた画像はノイズが３ｄＢ悪化する。最初の行は、Ｂ画像のノイズが３ｄＢ悪く、次の行は、Ａ画像のノイズが３ｄＢ悪い状態が繰り返される。
【００５０】
これを２行ごとに垂直加算回路で垂直加算平均し、さらに、複数行の垂直加算を行うことで、Ａ画像とＢ画像のノイズレベルが揃い、不要な垂直加算を行う必要がなくなる。なお、垂直ライン加算行数は、ＩＳＯ感度だけでなく、温度やシャッタ速度により最適な行数を加算すればよい。また、撮像素子２２からのＡ画像とＢ画像の読み出し順序を交互に切り替えるタイミングは２行以上ごとであってもよい。垂直ライン加算行数の中で、単独でも読み出される階数が同数であれば、本実施形態の効果と同様の効果を得ることが可能となる。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態では、像面位相差ＡＦを行う際に、２つの位相差信号のノイズ量を揃えて、低輝度シーンでもＡＦ性能を向上させることが可能となる。また、加算行数を抑えることができるので、ＡＦ枠を小さくすることが可能となり、より小さい被写体へもピント合わせを行うことができる。
【００５２】
なお、本発明は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００５３】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムをネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００５４】
２２  撮像素子
２３  焦点検出部
２４  画像処理部
５０  システム制御部
５２  システムメモリ
５６  不揮発性メモリ
１００  デジタルカメラ
【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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