(57)【要約】【課題】瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子からノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することができる撮像装置を提供する。【解決手段】各々が複数の光電変換素子を有する画素が２次元状に複数配列された撮像素子と、撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行うオートフォーカス演算部と、画像の記録又は表示を行う場合には第１のモードで撮像素子を駆動制御し、画像の記録や表示を行わない場合には第２のモードで撮像素子を駆動制御する制御回路とを有し、第１のモードのとき、少なくとも複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を出力するように撮像素子を駆動制御し、第２のモードのとき、光電変換素子のそれぞれからの信号を出力するように撮像素子を駆動制御し、画像の記録や表示を行わない場合にノイズの少ない焦点検出用の信号を取得できるようにする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々が複数の光電変換素子を有する画素が２次元状に複数配列された撮像素子と、
前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理手段と、
記録部への画像の記録、又は表示部での画像の表示を行う場合には第１のモードで前記撮像素子を駆動制御し、前記記録部への画像の記録を行わず、かつ前記表示部での画像の表示を行わない場合には第２のモードで前記撮像素子を駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１のモードのとき、少なくとも前記画素が有する前記複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第２のモードのとき、前記画素が有する前記光電変換素子のそれぞれからの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２のモードで信号が読み出される前記撮像素子の領域は、前記第１のモードで信号が読み出される前記撮像素子の領域よりも狭いことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２のモードで信号が読み出される前記撮像素子の領域は測距点に応じた領域であることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、前記画素からの信号を列毎にアナログデジタル変換する変換手段を有し、
前記変換手段における１回のアナログデジタル変換の処理時間が、前記第１のモードと前記第２のモードとで異なることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第２のモードにおける１回のアナログデジタル変換の処理時間は、前記第１のモードにおける１回のアナログデジタル変換の処理時間よりも短くすることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１のモードのとき、さらに前記画素が有する前記複数の光電変換素子の内の１つの前記光電変換素子からの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１のモードのとき、前記画素が有する第１の光電変換素子からの信号と、前記第１の光電変換素子からの信号と前記画素が有する第２の光電変換素子からの信号とを混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第２のモードのとき、前記第１の光電変換素子からの信号及び前記第２の光電変換素子からの信号をそれぞれ前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記処理手段は、前記第１の光電変換素子からの信号及び前記第２の光電変換素子からの信号を用いて前記焦点検出処理を行い、前記第１のモードのときには、前記撮像素子から出力された前記混合した信号から前記第１の光電変換素子からの信号を減算し前記第２の光電変換素子からの信号を取得することを特徴とする請求項７記載の撮像装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記第１のモードで前記撮像素子を駆動制御してから、次に前記第１のモードで前記撮像素子を駆動制御するまでの間に、前記第２のモードで前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、複数回の前記第１のモードでの前記撮像素子の駆動制御を行う場合、前記第１のモードでの前記撮像素子の駆動制御を行う間に、前記第２のモードでの前記撮像素子の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
各々が複数の光電変換素子を有する画素が２次元状に複数配列された撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理工程と、
記録部への画像の記録、又は表示部での画像の表示を行う場合には第１のモードで前記撮像素子を駆動制御し、前記記録部への画像の記録を行わず、かつ前記表示部での画像の表示を行わない場合には第２のモードで前記撮像素子を駆動制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記第１のモードのとき、少なくとも前記画素が有する前記複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第２のモードのとき、前記画素が有する前記光電変換素子のそれぞれからの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動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、撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられる撮像素子において、瞳分割方式の焦点検出が可能な技術が開示されている。例えば特許文献１には、撮像素子の１つの画素に２つのフォトダイオードを有し、各フォトダイオードが１つのマイクロレンズによって撮像レンズの異なる瞳領域を通過した光を受光する構成が開示されている。この構成では、２つのフォトダイオードからの出力信号を比較することで撮像レンズでの焦点検出が可能となり、また、２つのフォトダイオードからの出力信号を混合することで撮影画像の信号を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２４９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述した瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子を用いた撮像装置では、異なる瞳領域を通過した光を受光した２つのフォトダイオードからの出力信号を比較することで自動焦点検出（オートフォーカス）が行われる。しかし、通常画像の信号を得るために、一方のフォトダイオードの信号と、２つのフォトダイオードの信号を混合した通常画像用の信号とを撮像素子から読み出し、これらの信号の減算処理を行うことで、他方のフォトダイオードの信号を取得することが多い。他方のフォトダイオードの信号を取得するための減算処理は、撮像素子からの信号読み出しの後段の処理であるため、一般に撮像素子から他方のフォトダイオードの信号を直接読み出すよりもノイズが大きい。本発明の目的は、瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子からノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る撮像装置は、各々が複数の光電変換素子を有する画素が２次元状に複数配列された撮像素子と、前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理手段と、記録部への画像の記録、又は表示部での画像の表示を行う場合には第１のモードで前記撮像素子を駆動制御し、前記記録部への画像の記録を行わず、かつ前記表示部での画像の表示を行わない場合には第２のモードで前記撮像素子を駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第１のモードのとき、少なくとも前記画素が有する前記複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第２のモードのとき、前記画素が有する前記光電変換素子のそれぞれからの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、画像の記録や画像の表示を行わない場合には、撮像素子から画素が有する各光電変換素子からの信号を取得でき、ノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態における撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本実施形態における撮像素子の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態における撮影レンズの射出瞳から出た光束が単位画素に入射する概念図である。
【図４】本実施形態における画素の等価回路図である。
【図５】第１の実施形態における動画撮影中の状態を説明する図である。
【図６】第１の実施形態におけるＡ、Ａ＋Ｂ像出力状態を説明する図である。
【図７】第１の実施形態における静止画連写（サーボ連写）中の状態を説明する図である。
【図８】第１の実施形態におけるＡ、Ｂ像出力状態を説明する図である。
【図９】第１の実施形態における撮像装置の動作例を示すフローチャートである。
【図１０】第２の実施形態における列Ａ／Ｄ変換回路の構成例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態における列Ａ／Ｄ変換回路の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１２】第２の実施形態における列Ａ／Ｄ変換回路の他の動作例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。まず、撮像装置１００について説明する。シャッター１２は、撮像素子１４００に入る光量を制御する。撮像素子１４００は、光学像を電気信号に変換する。光学ファインダ１０４は、ミラー１３０が光軸上にあるときに撮影レンズや絞り等の光学系を介して入射した入射光をミラー１３１により結像して、ユーザーが撮影する静止画の構図を確認することが可能である。
【００１０】
アナログフロントエンド回路１７００は、撮像素子１４００から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）を内蔵する。タイミングジェネレータ（以下、ＴＧ）１８００は、それぞれ撮像素子やＡ／Ｄ変換器にクロック信号や制御信号を供給する。液晶モニター１２００は、表示部の一例であり、ライブビュー画像の表示や撮影した静止画像の表示が可能である。システム制御回路（例えば、ＣＰＵ：Central Processing Unit）５０は、画像処理を含む撮像装置１００全体を制御する。
【００１１】
シャッタースイッチ６１は２段階になっていて、ユーザーが１段目まで浅く押すことを半押しといい、２段目まで深く押すことを全押しという。シャッタースイッチ６１が半押しされると、システム制御回路５０が検知して自動焦点検出（オートフォーカス、ＡＦ：Auto Focus）処理や、撮影前の状態における自動露出機構によるシャッター速度と絞り数値の設定が行われる。さらにシャッタースイッチ６１が全押しされると、シャッター１２が動作し撮影動作が実施される。
【００１２】
ライブビュー動作のスタート・ストップスイッチ６２は、ユーザーからスタート指示されたら、撮像素子１４００によって得られる画像を連続して表示するライブビュー動作を行う。ライブビュー表示中にシャッタースイッチ６１が半押し状態になった場合、撮像素子１４００の焦点検出用出力信号を用いたオートフォーカス処理が行われる。
【００１３】
ＩＳＯ感度設定スイッチ６３は、ユーザーの指示に従いシステム制御回路５０が撮像装置１００の光の量に対する感度を設定する。電源スイッチ６４は、ユーザーの指示に従いシステム制御回路５０が撮像装置１００の電源オン、電源オフの切り替えを行う。また、撮像装置１００に接続されたレンズユニット３００、外部ストロボ、記録媒体２００等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定可能である。連写スイッチ６５は、シャッタースイッチ６１が全押し状態である間、連続して静止画像を撮り続けるモードに設定可能である。
【００１４】
揮発性メモリ（例えばＲＡＭ：Random Access Memory）７０は、画像データを一時的に記録する。また、揮発性メモリ７０は、システム制御回路５０のワークメモリとしての機能も有する。不揮発性メモリ（例えばＲＯＭ：Read Only Memory）７１は、システム制御回路５０が動作を行う際のプログラムを格納している。
【００１５】
画像処理部７２は、静止画の補正・圧縮等の処理を行う。オートフォーカス演算部７３は、自動焦点検出処理用に焦点距離検出用の信号から後述する撮影レンズ３１０の位置変更量を計算する。読み出しモード制御部７４は、読み出しモードに応じて、撮像素子１４００を駆動する駆動回路の制御を変える。
【００１６】
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から構成されている。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、その検出結果及びシステム制御回路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、記録媒体を含む各部に供給する。電源部８６は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、リチウムイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等から成り、コネクタ８２及び８４を介して電源制御部８０と接続される。
【００１７】
記録媒体２００とのインターフェース９０は、コネクタ９２を介してメモリーカードやハードディスク等の記録媒体２００と接続される。記録媒体２００は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２０１、撮像装置１００とのインターフェース２０２を有する。
【００１８】
レンズユニット３００は、撮影レンズ３１０、絞り３１２、レンズマウント３１６を有する。レンズマウント３１６は、撮像装置１００のレンズマウント１０６と接続される。レンズ制御部３２０は、コネクタ３２２を介して撮像装置１００側のコネクタ１２２と電気的に接続される。レンズ制御部３２０は、コネクタ３２２、１２２を介して、撮像装置１００からの信号を受ける。撮像装置１００からの信号により撮影レンズ３１０の光軸上での位置を変更しフォーカスを制御する。同じようにレンズ制御部３２０は、撮像装置１００からの信号を受け、絞り３１２の口径の大きさを制御する。インターフェース１２０は、レンズユニット３００と電気信号で通信するためのインターフェースである。
【００１９】
図２は、撮像素子１４００の構成例を示す図である。画素部２０８には、画素（単位画素）２０５が、マトリクス状（２次元状）に複数配列されており、垂直方向（列方向）の並びを「列」と呼び、水平方向（行方向）の並びを「行」と呼ぶ。垂直走査回路２０４は、選択行を読み出すための行選択と電荷の読み出しに必要な信号を各画素の回路に各行毎に出力する。
【００２０】
画素部２０８の各画素２０５は、対応する列の垂直出力線（列出力線）４１０に接続されている。垂直出力線４１０に出力された信号は、各垂直出力線４１０につながっている列ゲインアンプ２０６及び列回路２０７を介して水平走査回路２０３に出力される。水平走査回路２０３は、１行分の信号出力を水平方向に順次出力する。
【００２１】
図３は、撮影レンズの射出瞳３０７から出た光束が単位画素に入射する概念図である。単位画素２０５は、マイクロレンズ３０４、カラーフィルタ３０５、第１のフォトダイオード３０６Ａ及び第２のフォトダイオード３０６Ｂを有する。すなわち、画素部２０８の２次元状に配置された複数の画素２０５のそれぞれは、１つのマイクロレンズ内に含まれた複数のフォトダイオード（光電変換素子）３０６Ａ、３０６Ｂを有する。
【００２２】
マイクロレンズ３０４を有する画素に対して、射出瞳から出た光束の中心を光軸３０３とする。射出瞳を通過した光は、光軸３０３を中心として単位画素２０５に入射する。図３に示すように撮影レンズの射出瞳の一部領域である瞳領域３０１を通過する光束はマイクロレンズ３０４を通して、第１のフォトダイオード３０６Ａで受光される。撮影レンズの射出瞳の一部領域である瞳領域３０２を通過する光束はマイクロレンズ３０４を通して、第２のフォトダイオード３０６Ｂで受光される。このように、フォトダイオード３０６Ａと３０６Ｂは、それぞれ撮影レンズの射出瞳の別々の領域の光を受光している。したがって、フォトダイオード３０６Ａと３０６Ｂの信号を比較することで位相差の検知が可能となる。
【００２３】
ここで、第１のフォトダイオード３０６Ａから得られる信号をＡ像信号と定義し、第２のフォトダイオード３０６Ｂから得られる信号をＢ像信号と定義する。Ａ像信号とＢ像信号を混合した信号はＡ＋Ｂ像信号とし、このＡ＋Ｂ像信号は撮影画像に用いることができる。
【００２４】
図４に画素（単位画素）２０５の等価回路図を示す。第１のフォトダイオード３０６Ａにて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号４０１により転送スイッチ４０５Ａを制御することでフローティングディフュージョン部（以後ＦＤ）４０７に転送される。また、第２のフォトダイオード３０６Ｂにて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号４０２により転送スイッチ４０５Ｂを制御することでＦＤ４０７に転送される。すなわち、画素２０５が有するフォトダイオード３０６Ａ、３０６Ｂには、フォトダイオード毎（光電変換素子毎）に転送スイッチ４０５Ａ、４０５Ｂが設けられている。
【００２５】
ソースフォロアアンプ４０８はＦＤ４０７に蓄積された電荷に基づく電圧信号を増幅して、画素信号として出力する。ソースフォロアアンプ４０８の出力は、行選択制御信号４０４により行選択スイッチ４０９を制御することで垂直出力線４１０へ接続される。ＦＤ４０７に蓄積されている不要電荷をリセットする場合にはリセット制御信号４０３によりリセットスイッチ４０６を制御する。さらにフォトダイオード３０６Ａ、３０６Ｂのリセットをする際には、リセットスイッチ４０６とともに、転送制御信号４０１、４０２により転送スイッチ４０５Ａ、４０５Ｂをそれぞれ制御してリセットを実行する。
【００２６】
転送制御信号４０１、４０２、リセット制御信号４０３、及び行選択制御信号４０４は、垂直走査回路２０４につながっており、各行にそれぞれの制御信号が供給される。また、転送制御信号４０１、４０２、リセット制御信号４０３、及び行選択制御信号４０４は、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して垂直走査回路２０４を制御して出力する。
【００２７】
ここで、焦点検出処理での相関演算には、Ａ像信号とＢ像信号との両方の信号が必要である。システム制御回路５０は、オートフォーカス演算部７３を制御し、オートフォーカス演算部７３により演算された結果を基にレンズ制御部３２０を制御してフォーカスを制御する。
【００２８】
図５は、第１の実施形態における撮像装置での動画撮影中の状態を説明する図である。図５において、横軸方向は時間の経緯を示している。システム制御回路５０が、読み出しモード制御部７４を介して撮像装置１００における撮像ステートをスタンバイ５０１から動画読み出しステート５０２に移行させる。撮像ステートをスタンバイ５０１から動画読み出しステート５０２に移行させるとき、システム制御回路５０は、ＴＧ１８００を介して、撮像素子１４００をスタンバイ状態５０３からＡ、Ａ＋Ｂ像出力状態５０４に移行させる。ここで、スタンバイ状態は撮像素子１４００が信号を出力しない状態であり、Ａ、Ａ＋Ｂ像出力状態は撮像素子１４００がＡ像信号及びＡ＋Ｂ像信号の出力を行う状態である。
【００２９】
その後、システム制御回路５０は、表示分の信号の読み出しが終了するとスタンバイ状態５０５に移行させ、次のフレームのタイミングが来たら再びＡ、Ａ＋Ｂ像出力状態５０６に移行させる。そして、システム制御回路５０は、表示分の信号の読み出しが終了すると再びスタンバイ状態５０７に移行させる。以降前述した動作を繰り返していく。動画撮影中においては、撮像装置は、例えばＡ、Ａ＋Ｂ像出力状態のときに撮像素子１４００から出力されるＡ＋Ｂ像信号からＡ像信号を減算することでＢ像信号を取得し、Ａ像信号とＢ像信号とを用いて焦点検出処理を行う。
【００３０】
図６（ａ）は、Ａ、Ａ＋Ｂ像出力状態における撮像素子１４００の駆動例を示すタイミングチャートである。図６（ｂ）〜図６（ｄ）は、各タイミングにおけるＦＤ４０７の信号状態（電位）を示す図である。本実施形態においては、画素２０５のＦＤ４０７に信号がたまるとマイナス電荷が増えるが、図６（ｂ）〜図６（ｄ）では信号がたまったことをわかりやすく示すため、下方向を高電位になるように示している（図８（ｂ）〜図８（ｅ）についても同様）。
【００３１】
図６（ａ）において、４０６＿ｉはｉ行目の画素２０５のリセットスイッチの状態を示している。また、４０５Ａ＿ｉはｉ行目の画素２０５の第１のフォトダイオード３０６Ａに接続された転送スイッチの状態を示しており、４０５Ｂ＿ｉはｉ行目の画素２０５の第２のフォトダイオード３０６Ｂに接続された転送スイッチの状態を示している。４０９＿ｉはｉ行目の画素２０５の行選択スイッチの状態を示している。ここでは、リセットスイッチ４０６＿ｉは、ローレベルのときにオン状態（導通状態）となり、ハイレベルのときにオフ状態（非導通状態）となるものとする。また、転送スイッチ４０５Ａ＿ｉ、４０５Ｂ＿ｉ及び行選択スイッチ４０９＿ｉは、ハイレベルのときにオン状態（導通状態）となり、ローレベルのときにオフ状態（非導通状態）となるものとする。なお、図８（ａ）においても同様である。
【００３２】
タイミングＴ６００では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿１をオン状態にして１行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ６０１では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿１を選択（オン状態に）する。これにより、図６（ｂ）に示すように１行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００３３】
タイミングＴ６０２では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿１をオン状態にし、１行目の画素２０５にてＡ像信号がＦＤ４０７に転送される。図６（ｃ）に示すように１行目の画素２０５のＦＤ４０７には、第１のフォトダイオード３０６Ａにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿１が選択された状態（オン状態）を維持しているので、１行目の画素２０５に係るＡ像信号（Ａ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ像信号は、タイミングＴ６０１において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００３４】
タイミングＴ６０３では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿１、４０５Ｂ＿１をオン状態にし、１行目の画素２０５にてＡ像信号とＢ像信号とがＦＤ４０７に転送される。図６（ｄ）に示すように１行目の画素２０５のＦＤ４０７には、第１のフォトダイオード３０６Ａ及び第２のフォトダイオード３０６Ｂのそれぞれにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿１が選択された状態（オン状態）を維持しているので、Ａ像信号とＢ像信号とを混合した１行目の画素２０５に係るＡ＋Ｂ像信号（Ａ＋Ｂ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ＋Ｂ像信号は、タイミングＴ６０１において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００３５】
タイミングＴ６０４では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿２をオン状態にして２行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ６０５では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿２を選択（オン状態に）する。これにより、図６（ｂ）に示すように２行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００３６】
タイミングＴ６０６では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿２をオン状態にし、図６（ｃ）に示すように、２行目の画素２０５にてＡ像信号がＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿２が選択された状態（オン状態）を維持しているので、２行目の画素２０５に係るＡ像信号（Ａ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ像信号は、タイミングＴ６０５において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００３７】
タイミングＴ６０７では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿２、４０５Ｂ＿２をオン状態にし、図６（ｄ）に示すように、２行目の画素２０５にてＡ像信号とＢ像信号とがＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿２が選択された状態（オン状態）を維持しているので、Ａ像信号とＢ像信号とを混合した２行目の画素２０５に係るＡ＋Ｂ像信号（Ａ＋Ｂ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ＋Ｂ像信号は、タイミングＴ６０５において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００３８】
タイミングＴ６０８では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿３をオン状態にして３行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ６０９では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿３を選択（オン状態に）する。これにより、図６（ｂ）に示すように３行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００３９】
タイミングＴ６１０では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿３をオン状態にし、図６（ｃ）に示すように、３行目の画素２０５にてＡ像信号がＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿３が選択された状態（オン状態）を維持しているので、３行目の画素２０５に係るＡ像信号（Ａ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ像信号は、タイミングＴ６０９において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００４０】
タイミングＴ６１１では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿３、４０５Ｂ＿３をオン状態にし、図６（ｄ）に示すように、３行目の画素２０５にてＡ像信号とＢ像信号とがＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿３が選択された状態（オン状態）を維持しているので、Ａ像信号とＢ像信号とを混合した３行目の画素２０５に係るＡ＋Ｂ像信号（Ａ＋Ｂ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ＋Ｂ像信号は、タイミングＴ６０９において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
以下、４行目以降の画素２０５についても同様の駆動を繰り返す。
【００４１】
図７は、第１の実施形態における撮像装置での静止画連写中にサーボＡＦ用にＡＦ用の信号の読み出しを行うときの状態を説明する図である。サーボＡＦでは、シャッタースイッチ６１が押されている間、連続してオートフォーカス動作を続ける。システム制御回路５０が、読み出しモード制御部７４を介して撮像装置１００における撮像ステートを制御する。システム制御回路５０は、さらにＴＧ１８００を介して撮像素子１４００の出力状態を制御する。
【００４２】
撮像ステートがスタンバイ７００であるとき、撮像素子１４００の出力状態は信号を出力しないスタンバイ状態７０６である。撮像ステートが静止画像の読み出しを行う静止画読み出しステート７０１になると、撮像素子１４００の出力状態はＡ＋Ｂ像信号の出力を行うＡ＋Ｂ像出力状態７０７になる。静止画像を読み出した後、撮像ステートは再びスタンバイ７０２に戻り、撮像素子１４００の出力状態もスタンバイ状態７０８になる。
【００４３】
その後、撮像ステートが焦点検出用信号の読み出しを行うＡＦ用読み出しステート７０３になると、撮像素子１４００の出力状態はＡ像信号及びＢ像信号それぞれの出力を行うＡ、Ｂ像出力状態７０９になる。ＡＦ用信号の読み出し後、再び撮像ステートはスタンバイ７０４に戻り、撮像素子１４００の出力状態もスタンバイ状態７１０になる。その後、静止画の連写を続ける場合には、撮像ステートが静止画読み出しステート７０５になり、撮像素子１４００の出力状態がＡ＋Ｂ像出力状態７１１になり、その後スタンバイ、ＡＦ用読み出しを必要に応じて続けていく。
【００４４】
このように複数回繰り返して静止画に係るＡ＋Ｂ像信号を出力するように撮像素子１４００を駆動制御する際、次にＡ＋Ｂ像信号を出力するように駆動制御するまでの間に焦点検出に係るＡ像信号及びＢ像信号を出力するように撮像素子１４００を駆動制御する。すなわち、Ａ＋Ｂ像信号を出力するように撮像素子１４００の駆動制御を複数回行う場合、Ａ＋Ｂ像信号を出力するように撮像素子１４００の駆動制御を行う間に、焦点検出に係るＡ像信号及びＢ像信号を出力するように撮像素子１４００の駆動制御を行う。静止画連写中のサーボＡＦにおいては、撮像装置は、撮像素子１４００からそれぞれ出力されるＡ像信号とＢ像信号とを用いて焦点検出処理を行う。
【００４５】
図８（ａ）は、Ａ、Ｂ像出力状態における撮像素子１４００の駆動例を示すタイミングチャートである。図８（ｂ）〜図８（ｅ）は、各タイミングにおけるＦＤ４０７の信号状態（電位）を示す図である。
【００４６】
タイミングＴ８００では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿１をオン状態にして１行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ８０１では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿１を選択（オン状態に）する。これにより、図８（ｂ）に示すように１行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００４７】
タイミングＴ８０２では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿１をオン状態にし、１行目の画素２０５にてＡ像信号がＦＤ４０７に転送される。図８（ｃ）に示すように１行目の画素２０５のＦＤ４０７には、第１のフォトダイオード３０６Ａにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿１が選択された状態（オン状態）を維持しているので、１行目の画素２０５に係るＡ像信号（Ａ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ像信号は、タイミングＴ８０１において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００４８】
タイミングＴ８０３では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿１をオン状態にして再度１行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ８０４では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿１を選択（オン状態に）する。これにより、図８（ｄ）に示すように再び１行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００４９】
タイミングＴ８０５では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ｂ＿１をオン状態にし、１行目の画素２０５にてＢ像信号がＦＤ４０７に転送される。図８（ｅ）に示すように１行目の画素２０５のＦＤ４０７には、第２のフォトダイオード３０６Ａにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿１が選択された状態（オン状態）を維持しているので、１行目の画素２０５に係るＢ像信号（Ｂ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＢ像信号は、タイミングＴ８０４において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００５０】
タイミングＴ８０６では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿２をオン状態にして２行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ８０７では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿２を選択（オン状態に）する。これにより、図８（ｂ）に示すように２行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００５１】
タイミングＴ８０８では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿２をオン状態にし、図８（ｃ）に示すように、２行目の画素２０５にてＡ像信号がＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿２が選択された状態（オン状態）を維持しているので、２行目の画素２０５に係るＡ像信号（Ａ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ像信号は、タイミングＴ８０７において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００５２】
タイミングＴ８０９では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿２をオン状態にして再度２行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ８１０では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿２を選択（オン状態に）する。これにより、図８（ｄ）に示すように再び２行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００５３】
タイミングＴ８１１では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ｂ＿２をオン状態にし、図８（ｅ）に示すように、２行目の画素２０５にてＢ像信号がＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿２が選択された状態（オン状態）を維持しているので、２行目の画素２０５に係るＢ像信号（Ｂ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＢ像信号は、タイミングＴ８１０において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００５４】
タイミングＴ８１２では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿３をオン状態にして３行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ８１３では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿３を選択（オン状態に）する。これにより、図８（ｂ）に示すように３行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００５５】
タイミングＴ８１４では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ａ＿３をオン状態にし、図８（ｃ）に示すように、３行目の画素２０５にてＡ像信号がＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿３が選択された状態（オン状態）を維持しているので、３行目の画素２０５に係るＡ像信号（Ａ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＡ像信号は、タイミングＴ８１３において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００５６】
タイミングＴ８１５では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介してリセットスイッチ４０６＿３をオン状態にして再度３行目の画素２０５のＦＤ４０７をリセットする。タイミングＴ８１６では、リセット後のＦＤ４０７の信号を読み出すために、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して行選択スイッチ４０９＿３を選択（オン状態に）する。これにより、図８（ｄ）に示すように再び３行目の画素２０５のＦＤ４０７の電位がリセット信号（Ｎ信号）として読み出され、列回路２０７に記憶される。
【００５７】
タイミングＴ８１７では、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して転送スイッチ４０５Ｂ＿３をオン状態にし、図８（ｅ）に示すように、３行目の画素２０５にてＢ像信号がＦＤ４０７に転送される。このとき、行選択スイッチ４０９＿３が選択された状態（オン状態）を維持しているので、３行目の画素２０５に係るＢ像信号（Ｂ像Ｓ信号）は列回路２０７に送られる。読み出されたＢ像信号は、タイミングＴ８１６において読み出され列回路２０７に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子１４００から出力される。
【００５８】
以下、４行目以降の画素２０５についても同様の駆動を繰り返す。なお、Ａ、Ｂ像出力状態であるときに信号を読み出す撮像素子１４００の領域は、オートフォーカス処理に必要な領域だけでよく、例えば測距点に応じた領域である。そのため、Ａ、Ｂ像出力状態であるときに信号を読み出す撮像素子１４００の領域は、Ａ、Ａ＋Ｂ像出力状態であるときに信号を読み出す領域よりも狭い領域でのみ信号の読み出しを行えばよく、高速化が可能である。
【００５９】
図９は、第１の実施形態における撮像装置の動作例を示すフローチャートである。図９には、撮像装置での静止画連写中にサーボＡＦを行う動作例を示している。サーボＡＦでの連写が開始されると、システム制御回路５０は、ＴＧ１８００を介して撮像素子１４００を制御し、静止画である通常画像出力用にＡ＋Ｂ像信号の読み出しを行うよう駆動制御する（Ｓ９０１）。Ａ＋Ｂ像信号の読み出しが終了したら、システム制御回路５０は、連写終了であるか否かを確認する（Ｓ９０２）。連写終了であるとシステム制御回路５０が判定した場合、撮像装置は、サーボＡＦでの連写動作を終了し、ライブビュー動作に移行する。
【００６０】
一方、連写終了でない、すなわち連写を続けるとシステム制御回路５０が判定した場合、システム制御回路５０は、ＴＧ１８００を介して撮像素子１４００を制御し、ＡＦ用にＡ像信号及びＢ像信号の読み出しを行うよう駆動制御する（Ｓ９０３）。続いて、読み出したＡ像信号及びＢ像信号に基づいて、オートフォーカス演算部７３が被写体に焦点を合わせるための演算を行う（Ｓ９０４）。次に、システム制御回路５０は、オートフォーカス演算部７３での演算結果に基づいて、レンズ制御部３２０を制御して撮影レンズ３１０の位置を適宜変更し焦点を合わせる（Ｓ９０５）。その後、再び静止画である通常画像出力用にＡ＋Ｂ像信号の読み出しを行うよう駆動制御する。
【００６１】
以上説明したように第１の実施形態においては、画像の記録や表示を行う場合には、撮像素子１４００から少なくともＡ＋Ｂ像信号が出力されるように撮像素子１４００を駆動制御する。また、焦点検出を行い、画像の記録や表示を行わない場合には、撮像素子１４００からＡ像信号及びＢ像信号が出力されるように撮像素子１４００を駆動制御する。これにより、第１の実施形態によれば、画像の記録や表示を行わない場合には、撮像素子１４００から各光電変換素子からの信号を直接取得でき、ノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することが可能となる。
【００６２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、列毎にアナログデジタル変換する機能（列Ａ／Ｄ変換回路）が搭載されたデジタル撮像素子を有する撮像装置において、第１の実施形態で示したＡ、Ａ＋Ｂ像信号の読み出し、及びＡ、Ｂ像の読み出しを適用するものである。以下では、第２の実施形態において、前述した第１の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
【００６３】
図１０は、第２の実施形態における列Ａ／Ｄ変換回路の等価回路図を示している。図１０に示す列Ａ／Ｄ変換回路は、撮像素子１４００の列回路２０７に設けられる。列Ａ／Ｄ変換回路は、システム制御回路５０がＴＧ１８００を介して撮像素子１４００を駆動制御することで垂直出力線（列出力線）４１０に出力された信号が比較器１００１の一方の入力端子に入力される。比較器１００１の他方の入力端子には、タイミング制御部１００４により制御される参照信号発生器１００３からの信号線１０００が入力される。
【００６４】
信号線１０００を介して供給されるランプ信号（参照信号）と垂直出力線４１０を介して入力される信号との比較結果である比較器１００１の出力が、カウンタ１００２に出力される。なお、ランプ信号（参照信号）は走査時に時間の経過に伴って電位（信号レベル）が一方向に変化する信号である。カウンタ１００２は、タイミング制御部１００４から供給されるクロック信号１００５を用いてカウント動作を行う。カウンタ１００２は、ランプ信号の走査開始から比較器１００１から出力される比較結果が反転するまでの時間を計数して計数結果であるカウント値をデジタル信号として出力する。
【００６５】
図１１は、第２の実施形態における列Ａ／Ｄ変換回路の動作例を示すタイミングチャートであり、Ａ、Ａ＋Ｂ像信号の読み出しを行う場合の動作例を示している。
【００６６】
タイミングＴ１１００において画素２０５からリセットレベルが垂直出力線４１０に出力されている。タイミングＴ１１００では、システム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号（参照信号）の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。ここで所定の周期とは、ランプ信号の走査期間とデジタル出力のビット精度により決められる周期である。例えば、ランプ信号の走査期間が２５６μｓであり、８ビット精度の出力値を取得する場合、２５６カウントが必要であるため、クロック信号の周期は１μｓになる。
【００６７】
タイミングＴ１１０１で、リセットレベルとランプ信号のレベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになる。比較器１００１の出力はカウンタ１００２のイネーブルとして働くため、比較器１００１の出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１１０２で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が出力するランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１１０３で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してリセットレベルのカウント値をカウンタ１００２内のリセット値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。その後、垂直出力線４１０に画素２０５からＡ像信号の信号レベルが読み出される。
【００６８】
タイミングＴ１１０４では、垂直出力線４１０に読み出されたＡ像信号の信号レベルをＡＤ変換するためシステム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。
【００６９】
タイミングＴ１１０５で、Ａ像信号の信号レベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１１０６で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１１０７で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してＡ像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ１００２内のＡ像信号値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。その後、垂直出力線４１０に画素２０５からＡ＋Ｂ像信号の信号レベルが読み出される。
【００７０】
タイミングＴ１１０８では、垂直出力線４１０に読み出されたＡ＋Ｂ像信号の信号レベルをＡＤ変換するためシステム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。
【００７１】
タイミングＴ１１０９で、Ａ＋Ｂ像信号の信号レベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１１１０で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１１１１で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してＡ＋Ｂ像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ１００２内のＡ＋Ｂ像信号値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。
【００７２】
図１２は、第２の実施形態における列Ａ／Ｄ変換回路の動作例を示すタイミングチャートであり、Ａ、Ｂ像信号の読み出しを行う場合の動作例を示している。
【００７３】
タイミングＴ１２０１において画素２０５からリセットレベルが垂直出力線４１０に出力されている。タイミングＴ１２０１では、システム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。
【００７４】
ここで、本実施形態では、Ａ、Ａ＋Ｂ像信号の読み出し動作と比較して、Ａ、Ｂ像信号の読み出し動作では、信号量の関係からランプ信号の走査時間を短くする。すなわち、Ａ、Ｂ像信号の読み出し動作における１回のアナログデジタル変換の処理時間を、Ａ、Ａ＋Ｂ像信号の読み出し動作における１回のアナログデジタル変換の処理時間よりも短くする。例えば、クロック信号の周期は１μｓのままで、Ａ、Ａ＋Ｂ像信号の読み出し動作では８ビット精度の出力を出すため、ランプ信号の走査期間が２５６μｓであるとする。Ａ、Ｂ像信号の読み出し動作では７ビット精度の出力を出すため、ランプ信号の走査期間を１２８μｓで駆動する。
【００７５】
タイミングＴ１２０２で、リセットレベルとランプ信号のレベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１２０３で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１２０４で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してリセットレベルのカウント値をカウンタ１００２内のリセット値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。その後、垂直出力線４１０に画素２０５からＡ像信号の信号レベルが読み出される。
【００７６】
タイミングＴ１２０５では、垂直出力線４１０に読み出されたＡ像信号の信号レベルをＡＤ変換するためシステム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。
【００７７】
タイミングＴ１２０６で、Ａ像信号の信号レベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１２０７で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１２０８で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してＡ像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ１００２内のＡ像信号値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。その後、垂直出力線４１０に再度画素２０５からリセットの信号レベルが読み出される。
【００７８】
タイミングＴ１２０９では、垂直出力線４１０に読み出されたリセットレベルをＡＤ変換するためシステム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。
【００７９】
タイミングＴ１２１０で、リセットレベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１２１１で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１２１２で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してリセットレベルのカウント値をカウンタ１００２内のリセット値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。その後、垂直出力線４１０にＢ像信号の信号レベルが読み出される。
【００８０】
タイミングＴ１２１３では、垂直出力線４１０に読み出されたＢ像信号の信号レベルをＡＤ変換するためシステム制御回路５０がタイミング制御部１００４を制御して参照信号発生器１００３が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御して、参照信号発生器１００３がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ１００２に出力する。カウンタ１００２はクロック信号をカウントしていく。
【００８１】
タイミングＴ１２１４で、Ｂ像信号の信号レベルとランプ信号レベルが一致するため、比較器１００１の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ１００２のカウント動作は停止した状態になる。タイミングＴ１２１５で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングＴ１２１６で、システム制御回路５０はタイミング制御部１００４を制御してＢ像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ１００２内のＢ像信号値用メモリに記憶し、カウンタ１００２を初期値にリセットする。
【００８２】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、画像の記録や表示を行わない場合には、撮像素子１４００から各光電変換素子からの信号を直接取得でき、ノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することが可能となる。また、前述した例においては、Ａ像信号及びＢ像信号の読み出しのときには、例えば７ビット精度のＡＤ変換であれば１２８×４＝５１２μｓの処理時間を要する。Ａ像信号及びＡ＋Ｂ像信号の読み出しのときには８ビット精度で２５６×３＝７６８μｓの処理時間を要する。したがって、ＡＤ変換にかかる処理時間を短縮することが可能になる。
【００８３】
（本発明の他の実施形態）
本発明は、前述の実施形態の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がプログラムを読み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。
【００８４】
なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００８５】
１００：撮像装置  ２００：記録媒体  ３００：レンズユニット  ５０：システム制御回路  ６１：シャッタースイッチ  ６２：スイッチ  ６５：連写スイッチ  ７３：オートフォーカス演算部  ３１０：撮影レンズ  １２００：液晶モニター  １４００：撮像素子  １８００：タイミングジェネレータ  ２０４：垂直走査回路  ２０５：画素  ２０７：列回路  ３０４：マイクロレンズ  ３０６Ａ、３０６Ｂ：フォトダイオード  ４０５Ａ、４０５Ｂ：転送スイッチ  ４０６：リセットスイッチ  ４０７：フローティングディフュージョン部（ＦＤ）  ４０８：ソースフォロアアンプ  ４０９：行選択スイッチ  ４１０：垂直出力線（列出力線）
【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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