(57)【要約】【課題】  １つの画素に複数のフォトダイオードを備えた撮像素子において、焦点検出精度を保ちつつ、動作時の消費電力を削減すること。【解決手段】  撮像装置は、それぞれが複数の光電変換部（１０１Ａ、１０１Ｂ）む複数の単位画素（１００）と、読み出し手段と、前記読み出し手段に供給する電流量を制御する制御手段（２２５、Ｖref）と、を有し、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法を含む複数の駆動方法により駆動することができる撮像素子（１１０１）と、撮像素子から出力された信号に基づいて、スミアが発生しているかどうかを検出する検出手段（１１０４）とを有し、スミアが発生していないと判定された場合、第１の駆動方法により選択された行の単位画素から出力された信号を読み出す間、制御手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を供給する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが複数の光電変換部を含み、行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素のうち、選択された行の画素から出力された信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段に供給する電流量を制御する制御手段と、を有し、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法を含む複数の駆動方法により駆動することができる撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号に基づいて、スミアが発生しているかどうかを検出する検出手段とを有し、
前記検出手段によりスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を読み出す間、前記制御手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を供給するように制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記読み出し手段は、前記選択された行の画素から出力された信号を保持するための容量と、前記容量に保持された信号を撮像素子の外部に出力する出力手段とを有し、
前記検出手段によりスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を読み出す間、前記制御手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を前記出力手段に供給するように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】
前記出力手段は、各画素を露光して得られた光信号と、各画素のリセット信号との差を出力する差動手段を含み、
前記検出手段によりスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を読み出す間、前記制御手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を前記差動手段に供給するように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】
前記読み出し手段は、前記選択された行の画素から出力された信号を保持するための容量と、前記複数の画素と前記容量との間に配された増幅手段とを有し、
前記検出手段によりスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を前記容量に読み出す間、前記制御手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を前記増幅手段に供給するように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の画素の列毎に配され、前記選択された行の画素から出力された信号を前記読み出し手段に読み出すための垂直出力線と、
前記垂直出力線に接続された定電流源を有し、
前記制御手段は、更に、前記検出手段によりスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を前記読み出し手段に読み出す間、前記制御手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流となるように前記定電流源を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数の駆動方法は、前記複数の光電変換部の信号を画素ごとに加算して読み出す第２の駆動方法を含み、
前記第２の駆動方法で読み出された信号を処理して、画像データを生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複数の画素はそれぞれ２つの光電変換部からなり、前記第１の駆動方法により読み出された信号と、前記第２の駆動方法により読み出された信号から前記第１の駆動方法により読み出された信号を差分した信号とに基づいて、焦点検出を行う焦点検出手段を更に有することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記検出手段は、前記第２の駆動方法により読み出された信号に基づいてスミアを検出することを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記検出手段は、スミアが発生していると判定する信号のレベルを、撮影時のＩＳＯ感度に応じて変更することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
それぞれが複数の光電変換部を含み、行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素のうち、選択された行の画素から出力された信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段に供給する電流量を制御する制御手段と、を有し、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法を含む複数の駆動方法により駆動することができる撮像素子を有する撮像装置の駆動方法であって、
検出手段が、前記撮像素子から出力された信号に基づいて、スミアが発生しているかどうかを検出する検出工程と、
前記検出工程でスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を読み出す間、前記制御手段が、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を供給するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
【請求項１１】
それぞれが複数の光電変換部を含み、行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素のうち、選択された行の画素から出力された信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段に供給する電流量を制御する制御手段と、を有し、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法を含む複数の駆動方法により駆動することができる撮像素子と、
前記撮像素子から出力された信号が、予め決められた閾値以上の信号を含むかどうかを検出する検出手段とを有し、
前記検出手段により予め決められた閾値以上の信号を含まないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を読み出す間、前記制御手段は、予め決められた閾値以上の信号を含むと判定された場合よりも少ない電流を供給するように制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
それぞれが複数の光電変換部を含み、行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素のうち、選択された行の画素から出力された信号を読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段に供給する電流量を制御する制御手段と、を有し、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法を含む複数の駆動方法により駆動することができる撮像素子を有する撮像装置の駆動方法であって、
検出手段が、前記撮像素子から出力された信号が、予め決められた閾値以上の信号を含むかどうかを検出する検出工程と、
前記検出工程で予め決められた閾値以上の信号を含まないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記選択された行の画素から出力された信号を読み出す間、前記制御手段が、予め決められた閾値以上の信号を含むと判定された場合よりも少ない電流を供給するように制御する制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の駆動方法。
【請求項１３】
１のマイクロレンズに対して複数の光電変換部を有する撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記複数の光電変換部のうちＭ個の光電変換部の信号を読み出す第１の駆動と、前記複数の光電変換部のうちＮ（ＮはＭより大きい）個の光電変換部の信号を読み出す第２の駆動とを有する読み出し手段と、
前記信号の読み出しの際に前記読み出し手段に供給する電流を制御する制御手段であって、前記第１の駆動で信号を読み出す場合に前記読み出し手段に供給する電流量は、前記第２の駆動で信号を読み出す場合よりも小さい第１の電流量の場合と、前記第１の電流量よりも大きい第２の電流量の場合とがあって、前記撮像素子から読み出された信号に基づいて前記第１の電流量と前記第２の電流量とを切り替える制御手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
前記第２の電流量は、前記第２の駆動で信号を読み出す場合に前記読み出し手段に供給する電流量に対して、小さいかまたは変えないように制御された電流量であ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】
前記読み出し手段は、前記光電変換部から出力された信号を保持するための容量と、前記容量に保持された信号を撮像素子の外部に出力する出力手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の電流量を供給する場合は第２の電流量を供給する場合よりも少ない電流を前記出力手段に供給するように制御することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記出力手段は、各画素を露光して得られた光信号と、各画素のリセット信号との差を出力する差動手段を含み、
前記制御手段は、前記第１の電流量を供給する場合、前記第２の電流量を供給する場合よりも少ない電流を前記差動手段に供給するように制御することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記読み出し手段は、前記光電変換部から出力された信号を保持するための容量と、前記複数の画素と前記容量との間に配された増幅手段とを有し、
前記制御手段は、前記第１の電流量を供給する場合、前記第２の電流量を供給する場合よりも少ない電流を前記増幅手段に供給するように制御することを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記撮像素子は、行列状に配された複数のマイクロレンズを有し、複数の画素の列毎に配され、前記光電変換部から出力された信号を前記読み出し手段に読み出すための垂直出力線と、
前記垂直出力線に接続された定電流源とを有し、
前記制御手段は、前記第１の電流量を供給する場合、前記第２の電流量を供給する場合よりも少ない電流となるように前記定電流源を制御することを特徴とする請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記第２の駆動で読み出された信号を処理して、画像データを生成する生成手段を更に有することを特徴とする請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
前記第１の駆動で読み出された信号と、前記第２の駆動で読み出された信号から前記第１の駆動で読み出された信号を差分した信号とに基づいて、焦点検出を行う焦点検出手段を更に有することを特徴とする請求項１９に記載の撮像装置。
【請求項２１】
前記制御手段は、前記第２の駆動で読み出された信号に基づいて、前記第１の電流量を供給するか前記第２の電流量を供給するかを決定することを特徴とする請求項１３乃至２０のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２２】
前記制御手段は、前記第１の電流量を供給するか前記第２の電流量を供給するかの決定を、撮影時のＩＳＯ感度に応じて変更することを特徴とする請求項１３乃至２１のいずれか１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、撮像装置及びその駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に用いられる固体撮像素子の多機能化が進んでいる。
【０００３】
従来、固体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に開示された撮像素子では、１つの画素が２つのフォトダイオードを有し、各フォトダイオードは１つのマイクロレンズによって、撮影レンズの異なる瞳領域を通過した光を受光するように構成されている。そして、これら２つのフォトダイオードの出力信号の位相差を求めることで、焦点検出が可能となる。また、２つのフォトダイオードの出力信号を加算することで、撮影画像の信号を得ることができる。
【０００４】
特許文献１のように１つの画素に２つのフォトダイオードを設けた撮像素子を用いて焦点検出を行う場合、上述したように２つのフォトダイオード各々から信号を出力する以外に、画素毎の加算信号といずれか一方のフォトダイオードから信号を取得してもよい。この場合、加算信号から、いずれか一方のフォトダイオードからの信号を差分することで、２つのフォトダイオードそれぞれからの信号を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
しかしながら、いずれの場合にも１つの画素に１つのフォトダイオードを有する従来の撮像素子と比較して、読み出す信号量が増え、動作時の平均電力が増大してしまうという課題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、１つの画素に複数のフォトダイオードを備えた撮像素子において、焦点検出精度を保ちつつ、動作時の消費電力を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、それぞれが複数の光電変換部を含み、行列状に配置された複数の画素と、前記複数の画素のうち、選択された行の信号を前記画素から読み出す読み出し手段と、前記読み出し手段に読み出した信号を外部に出力する出力手段と、前記出力手段に電流を供給する電流供給手段と、を有する撮像素子と、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法を含む複数の駆動方法のいずれかを選択して前記撮像素子を駆動する駆動手段と、前記撮像素子から出力された信号に基づいて、スミアが発生しているかどうかを検出する検出手段とを有し、前記検出手段によりスミアが発生していないと判定された場合、前記第１の駆動方法により前記読み出し手段に読み出された信号を前記出力手段により外部に出力する間、前記電流供給手段は、スミアが発生していると判定された場合よりも少ない電流を供給する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、１つの画素に複数のフォトダイオードを備えた撮像素子において、焦点検出精度を保ちつつ、動作時の消費電力を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１及び第２の実施形態における撮像装置の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を示す図。
【図２】第１及び第２の実施形態における撮像装置の機能構成を示すブロック図。
【図３】第１及び第２の実施形態における撮像装置の単位画素の回路図。
【図４】第１及び第２の実施形態における撮像装置の読み出し回路について説明する図。
【図５】第１の実施形態における撮像装置の基準電流発生回路の回路図。
【図６】第１の実施形態における撮像素子の駆動タイミングチャート。
【図７】第１の実施形態における撮像装置の撮像動作を示すフローチャート。
【図８】第１の実施形態におけるスミアの検出動作を説明するための図
【図９】スミア現象を説明するための図。
【図１０】スミア現象発生時の課題を説明するための図。
【図１１】第２の実施形態における撮像装置のオペアンプ及び垂直出力線への定電流負荷の回路図。
【図１２】第２の実施形態における撮像装置の駆動タイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ここでは、本発明の実施の形態の一例として、デジタル一眼レフカメラに適用した場合について説明する。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明による撮像装置の瞳分割方式による焦点検出の原理について説明する。図１は、撮影レンズの射出瞳から出た光束が単位画素１００に入射する概念を示す図である。図１に示すように、単位画素１００は第１のフォトダイオード（ＰＤ）１０１Ａ及び第２のフォトダイオード（ＰＤ）１０１Ｂを有し、カラーフィルタ３０２、マイクロレンズ３０３により覆われている。
【００１３】
マイクロレンズ３０３を有する画素に対して、撮影レンズの射出瞳３０４の中心を光軸３０５とする。射出瞳３０４を通過した光は、光軸３０５を中心として単位画素１００に入射する。また、図１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３０６を通過する光束はマイクロレンズ３０３を通して、第１のＰＤ１０１Ａで受光される。同様に、射出瞳３０４の一部領域である瞳領域３０７を通過する光束はマイクロレンズ３０３を通して、第２のＰＤ１０１Ｂで受光される。従って、第１のＰＤ１０１Ａと第２のＰＤ１０１Ｂはそれぞれ、射出瞳３０４の別々の領域を通過した光を受光している。従って、第１のＰＤ１０１Ａと第２のＰＤ１０１Ｂの信号を比較することで位相差の検知が可能となる。
【００１４】
以下、第１のＰＤ１０１Ａから得られる信号をＡ像信号、第２のＰＤ１０１Ｂから得られる信号をＢ像信号と呼ぶ。また、第１のＰＤ１０１Ａの信号と第２のＰＤ１０１Ｂの信号とを加算して読み出した信号はＡ＋Ｂ像信号として、撮影画像に用いることができる。これは、たとえば、Ａ像信号を読み出す場合には、マイクロレンズに対応した複数の光電変換部のうち、Ｍ個の光電変換素子からの信号を読み出すことになる。また、Ａ＋Ｂ像信号を読み出す場合には、マイクロレンズに対応した複数の光電変換部のうち、Ｎ（ＮはＭより大きい）個の光電変換素子からの信号を読み出すことになる。
【００１５】
次に、本第１の実施形態における撮像装置の構成を図２のブロック図に示す。撮影レンズ１１１０はレンズ駆動回路１１０９によってズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などが行われ、被写体の光学像を撮像素子１１０１に結像させる。撮像素子１１０１には図１で示した複数の単位画素１００が行列状に配置され、撮影レンズ１１１０で結像された被写体を画像信号として取り込む。信号処理回路１１０３は撮像素子１１０１から出力される画像信号に各種の補正を行ったり、データを圧縮したりする。また、信号処理回路１１０３では、撮像素子１１０１から取得したＡ像信号とＡ＋Ｂ像信号からＢ像信号の生成も行う。
【００１６】
タイミング発生回路１１０２は撮像素子１１０１に駆動タイミング信号を出力する。全体制御・演算回路１１０４は各種演算と撮像装置全体の制御を行うと共に、Ａ像信号及びＢ像信号を用いて焦点検出動作、及び、本発明のスミア検出動作も行う。メモリ１１０５は画像データを一時的に記憶し、表示回路１１０６は各種情報や撮影画像を表示する。記録回路１１０７は画像データの記録または読み出しを行う為の半導体メモリ等の着脱可能な記録回路からなる。操作回路１１０８は、デジタルカメラの操作部材による入力を電気的に受け付ける。
【００１７】
次に、撮像素子１１０１の構成について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、本第１の実施形態における撮像素子１１０１の単位画素１００の回路図である。図３に示すように、単位画素１００は、第１のＰＤ１０１Ａ、第２のＰＤ１０１Ｂ、第１の転送スイッチ１０２Ａ、第２の転送スイッチ１０２Ｂを有する。さらに、フローティングディフュージョン（ＦＤ）部１０３、増幅部１０４、リセットスイッチ１０５、選択スイッチ１０６を含む。
【００１８】
第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂは、同一のマイクロレンズ３０３を通過した光を受光し、その受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換部として機能する。第１の転送スイッチ１０２Ａ及び第２の転送スイッチ１０２Ｂは、それぞれ転送パルス信号ＰＴＸＡ、ＰＴＸＢによって制御され、それぞれ第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂで発生した電荷を共通のＦＤ部１０３に転送する。
【００１９】
ＦＤ部１０３は、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂから転送された電荷を一時的に保持するとともに、保持した電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部として機能する。増幅部１０４は、ソースフォロワＭＯＳトランジスタであり、ＦＤ部１０３に保持し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。リセットスイッチ１０５は、制御信号ＰＲＥＳによって制御され、ＦＤ部１０３の電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。選択スイッチ１０６は、制御信号ＰＳＥＬによって制御され、増幅部１０４で増幅された画素信号を垂直出力線１０７に出力する。
【００２０】
図４は、本発明による撮像素子１１０１の読み出し回路について説明する図である。２００は画素領域であり、複数の単位画素１００が行列状に配置されている。なお、説明を簡略化するために８×４画素で示してあるが、実際の画素数はさらに多数である。単位画素１００にはそれぞれカラーフィルタが設けられている。赤色カラーフィルタが設けられ、赤色光を受光する画素をＲ画素、緑色カラーフィルタが設けられ、緑色光を受光する画素をＧ画素、青色カラーフィルタが設けられ、青色光を受光する画素をＢ画素と呼ぶ。これらの３色のカラーフィルタは、単位画素１００上にベイヤー配列に従って配置される。
【００２１】
２０１は垂直シフトレジスタであり、各行の駆動信号線２２２を通して、駆動パルスが送出される。なお、駆動信号線２２２は、簡略化のため、各行１本ずつ図示してあるが、実際には行毎に複数の駆動信号線が接続される。
【００２２】
同じ列の単位画素１００は共通の垂直出力線１０７に接続されており、各単位画素１００からの信号は、この垂直出力線１０７を介して、各列に設けられた共通の読み出し回路２０３に入力される。そして、読み出し回路２０３で処理された信号は水平シフトレジスタ２２０により順次、出力アンプ２２１に出力される。なお、２０２は垂直出力線１０７に接続される定電流負荷（定電流源）である。
【００２３】
読み出し回路２０３は、クランプ容量Ｃ０、フィードバック容量Ｃｆ、オペアンプ２０６、フィードバック容量Ｃｆの両端をショートさせるためのスイッチ２２３を含む。スイッチ２２３は制御信号ＰＣ０Ｒにより制御される。読み出し回路２０３は、更に、信号電圧を保持するための容量ＣＴＳＡＢ、容量ＣＴＮ１、容量ＣＴＳＡ、容量ＣＴＮ２、及びこれらの容量への書き込みを制御するスイッチ２１２、２１３、２１４、２１５を含む。スイッチ２１２は制御信号ＰＴＳＡＢで制御され、スイッチ２１０は、制御信号ＰＴＳＡにより制御され、スイッチ２１３、２１５はＰＴＮ信号により制御される。
【００２４】
また、読み出し回路２０３において、スイッチ２１６、２１７、２１８、２１９は水平シフトレジスタ２２０からの信号を受けて出力アンプ２２１に信号を出力するために用いられる。スイッチ２１６、２１７は水平シフトレジスタ２２０の駆動パルスＨＡＢｎで制御され、スイッチ２１８、２１９は駆動パルスＨＡｎで制御される。ここで、ｎは制御信号線が接続されている読み出し回路２０３の列番号を表す。容量ＣＴＳＡＢ及びＣＴＳＡに書き込まれた信号は共通出力線２２４を介して、また、容量ＣＴＮ１及びＣＴＮ２に書き込まれた信号は共通出力線２２６を介して、出力アンプ２２１に出力される。
【００２５】
上述したように１つの画素に複数のフォトダイオードを備えた撮像素子を有する撮像装置では、読み出す信号の数が増え、動作時の平均電力が増大してしまうという課題がある。この課題に対して、例えば、次のように駆動することで平均電力を軽減することが考えられる。即ち、撮影画像用の２つのフォトダイオードの加算信号を通常のモードで読み出し、焦点検出用のみで使用する片方のフォトダイオードの出力は撮像素子内の各部へ供給する電流量を削減して読み出す。これは、片方のフォトダイオードの出力は撮影画像用ではないので、電流量の削減による多少の画質低下は許容できるという考えに基づいている。
【００２６】
しかしながら、２つのフォトダイオードの加算出力と片方のフォトダイオードの出力の特性が大きく変わってしまった場合、焦点検出精度が劣化してしまうという課題が生じる。これは、焦点検出に用いる２つのフォトダイオードそれぞれの出力を、一方は電流量を削減した状態で読み出し、もう一方は電流量を削減せずに読み出した加算出力からもう一方の出力を減算して求める為である。したがって、加算出力と加算していない一方の出力の特性が大きく異なる場合、加算出力から減算して求めるもう一方の出力の特性も異なることになり、焦点検出時の比較演算の精度が劣化してしまう。
【００２７】
このように駆動電流量の変更によって出力信号の特性が大きく変化する現象として、スミアと呼ばれるノイズがある。スミアは高輝度被写体が撮像素子に入射した際に発生する筋状または帯状のノイズであり、ＣＣＤ及びＣＭＯＳ型イメージセンサなどの撮像素子で発生する現象として広く知られている。図９にスミアを説明する図を示す。図９は均一の輝度面の中心に高輝度の被写体がある際の撮影画像を示した図であり、本来は周辺部と同一輝度であるにもかかわらず、高輝度被写体の左右は横帯上の沈みが発生してしまっている。この様に、高輝度被写体の左右や上下方向に発生する沈みや浮きのノイズがスミアである。
【００２８】
ＣＭＯＳ型イメージセンサにおいては、電源やグラウンドの配線レイアウトに起因してスミアが発生する為、センサ内部の各部駆動電流量を変更するとスミアの特性が変化してしまう。したがって、スミアが発生する条件で撮影した場合、片方のフォトダイオードの読み出し時に電流量を削減する方法を適用すると焦点検出精度が劣化してしまう。
【００２９】
図１０にスミアの影響により焦点検出精度が劣化してしまう現象を説明する図を示す。図１０のグラフは焦点検出時のフォトダイオードそれぞれの出力に対応した像（Ａ像、Ｂ像）を示した図である。図１０（ａ）はスミアの発生がなく、Ａ像、Ｂ像の形状はほぼ同一であるため、精度よく位置ずれ量（位相差）を検出でき、正確なデフォーカス量を求めることができる。一方、図１０（ｂ）はスミアの発生がある場合であり、片方のフォトダイオードの読み出し時に電流量を削減する方法を適用した場合には、スミアの影響によりＡ像とＢ像の形状に差異が発生してしまう。従って、位相差の検出精度が低下し、求まるデフォーカス量の精度も低下してしまう。
【００３０】
上述した課題を鑑みて、本第１の実施形態では、出力アンプ２２１へ定電流を供給する基準電流発生回路２２５（電流供給手段）を設け、以下に説明するように供給する電流量を切り替える。
【００３１】
まず、基準電流発生回路２２５の具体的な構成例を図５を用いて説明する。基準電流発生回路２２５は、基準電圧Ｖrefをオペアンプ５０２、出力用ＭＯＳトランジスタ５０３と基準抵抗Ｒ１で電流変換して基準電流を生成する。そして、生成した基準電流をカレントミラー回路５０４で複製し、差動増幅回路である出力アンプ２２１へ入力している。基準電流発生回路２２５において、基準抵抗Ｒ１と並列にスイッチ５０５と基準抵抗Ｒ２が挿入されており、制御信号ＰＩＳＥＬがハイレベル（Ｈ）となるとスイッチ５０５がオンし、基準抵抗Ｒ１とＲ２が並列の状態になる。従って、制御信号ＰＩＳＥＬにて基準抵抗値を切り替えることにより、基準電流の電流量を切り替えることができる。基準電流の電流量は、基準抵抗値に反比例するため、ＰＩＳＥＬ＝ＬとするＲ１のみの場合より、ＰＩＳＥＬ＝ＨとするＲ１とＲ２が並列状態の場合のほうが大きな電流量となる。
【００３２】
また、基準抵抗Ｒ１、Ｒ２とＧＮＤとの間にスイッチ５０７、基準抵抗Ｒ１、Ｒ２と基準電圧Ｖrefとの間にスイッチ５０８が挿入されている。スイッチ５０７と５０８は信号ＰＳＡＶＥが逆の論理で導通するようになっており、信号ＰＳＡＶＥがＨとなると基準抵抗のＧＮＤへの導通が遮断され、代わりに基準電圧Ｖrefに接続される。このとき、基準抵抗Ｒ１の両端の電圧は０となるため、基準電流発生回路２２５で生成される基準電流の電流量は０となる。
【００３３】
次に、図６のタイミングチャートを参照して、撮像素子１１０１の駆動制御について説明する。制御信号ＰＲＥＳをＨにした状態で、時刻ｔ１で第１の転送スイッチ１０２Ａ及び第２の転送スイッチ１０２Ｂの制御信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＨとし、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂを基準電位ＶＤＤにリセットする。時刻ｔ２で制御信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＬとし、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂを露光して得られる光電荷の蓄積を開始する。必要時間蓄積を行った後、時刻ｔ３で選択スイッチ１０６の制御信号ＰＳＥＬをＨにして、増幅部１０４をＯＮする。時刻ｔ４でリセットスイッチ１０５の制御信号ＰＲＥＳをＬとすることでＦＤ部１０３のリセットを解除する。このときのＦＤ部１０３の電位を垂直出力線１０７に増幅部１０４を介してリセット信号レベルとして読み出し、読み出し回路２０３に入力する。
【００３４】
読み出し回路２０３ではオペアンプ２０６が基準電圧Ｖrefの出力をバッファする状態（制御信号ＰＣ０ＲがＨでスイッチ２２３がＯＮの状態）でリセット信号レベルが入力される。その後、時刻ｔ５で制御信号ＰＣ０ＲをＬとし、そのときの基準電圧Ｖrefの出力を容量ＣＴＮ１、ＣＴＮ２へ書き込むために時刻ｔ６で制御信号ＰＴＮをＨとして、スイッチ２１３、２１５をＯＮする。時刻ｔ７で制御信号ＰＴＮをＬとし、スイッチ２１３、２１５をＯＦＦして書き込みを終了する。
【００３５】
次に、時刻ｔ８で制御信号ＰＴＸＡをＨとして、第１のＰＤ１０１Ａの光電荷をＦＤ部１０３へ転送し、時刻ｔ９で制御信号ＰＴＸＡをＬとする。この動作により第１のＰＤ１０１Ａに蓄積された電荷がＦＤ部１０３へ読み出される。そして、その変化に応じた出力が増幅部１０４及び垂直出力線１０７を介して光信号レベルとして読み出し回路２０３へ供給される。
【００３６】
読み出し回路２０３では、クランプ容量Ｃ０とフィードバック容量Ｃｆの比率で電圧変化に対し反転ゲインがかかり出力される。この電圧を容量ＣＴＳＡへ書き込むために、時刻ｔ１０で制御信号ＰＴＳＡをＬからＨへ切り替え、スイッチ２１４をＯＮし、時刻ｔ１１で制御信号ＰＴＳＡをＨからＬと切り替え、スイッチ２１４をＯＦＦして書き込みを終了する。
【００３７】
次に、時刻ｔ１２で再び制御信号ＰＴＸＡをＨとすると同時に制御信号ＰＴＸＢもＨとする。この動作により第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂの双方の光電荷を同時にＦＤ部１０３へ読み出すことができる。ＦＤ部１０３ヘ読み出し後、時刻ｔ１３で制御信号ＰＴＸＡ、ＰＴＸＢをＨからＬへと切り替える。読み出された電荷は第１のＰＤ１０１Ａのみから読み出した際と同様に、増幅部１０４及び垂直出力線１０７を介して光信号レベルとして読み出し回路２０３へ供給される。
【００３８】
この電圧を容量ＣＴＳＡＢへ書き込むために、時刻ｔ１４で制御信号ＰＴＳＡＢをＬからＨへ切り替え、スイッチ２１２をＯＮし、時刻ｔ１５で制御信号ＰＴＳＡＢをＨからＬと切り替え、スイッチ２１２をＯＦＦして書き込みを終了する。本動作により、容量ＣＴＳＡＢとＣＴＮ１の差電圧をとることで、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂからの出力信号の和であるＡ＋Ｂ像信号が得られる。このＡ＋Ｂ像信号は撮影画像となる。
【００３９】
また、容量ＣＴＳＡとＣＴＮ２の差電圧をとることにより、第１のＰＤ１０１Ａからの出力信号であるＡ像信号が得られる。このＡ像信号から撮影レンズ１１１０の瞳の一部を透過する光束の情報が得られ、さらにＡ＋Ｂ像信号とＡ像信号の差分をとることにより第２のＰＤ１０１Ｂからの出力信号であるＢ像信号が得られる。このＢ像信号からはＡ像信号とは異なる瞳領域を透過する光束の情報が得られる。これら２つの光束の情報から距離情報を得ることができる。
【００４０】
次に、時刻ｔ１６で制御信号ＰＲＥＳをＨとして、ＦＤ部１０３をリセット状態にする。次に時刻ｔ１７で制御信号ＰＳＡＶＥをＨからＬとし、基準電流発生回路２２５をアクティブな状態とする。すなわち、出力アンプ２２１へ定電流を供給し、出力アンプを使用可能な状態とする。また、時刻ｔ１７では制御信号ＰＩＳＥＬを設定する。ここで、制御信号ＰＩＳＥＬの設定は後述するスミアの判定結果に応じて決定する。すなわち、スミアが発生していると判定された場合には、片側のフォトダイオード信号読み出し時と２つのフォトダイオードの加算信号読み出し時で同一の電流量となるように、制御信号ＰＩＳＥＬはＨのままとする。一方、スミアが発生していないと判定された場合には、駆動時の平均電力を削減するため制御信号ＰＩＳＥＬをＨからＬとし、出力アンプ２２１へ供給する定電流量が低い値になるように設定する。
【００４１】
その後、容量ＣＴＳＡ、ＣＴＮ２に保持された信号は時刻ｔ１８〜ｔ１９の間にＡ像信号の水平走査が行われる。すなわち、水平シフトレジスタ２２０の駆動パルスＨＡｎが読み出し回路毎に順次Ｌ→Ｈ→Ｌとなり、それに伴い、スイッチ２１８、２１９がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなる。スイッチ２１８、２１９がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなった列の容量ＣＴＳＡ、ＣＴＮ２に保持された信号は共通出力線２２４、２２６へそれぞれ読み出され、出力アンプ２２１は差電圧を撮像素子１１０１の外部に出力する。この差電圧が片方の第１のＰＤ１０１Ａからの信号であるＡ像信号となる。
【００４２】
次に、Ａ像信号の読み出しを完了後、時刻ｔ１９にて、制御信号ＰＩＳＥＬがＬであればＨに変更し、出力アンプ２２１へ供給する定電流量が通常の値になるように設定する。次に、時刻ｔ２０〜ｔ２１の間に、撮影画像用であるＡ＋Ｂ像信号の水平走査が行われる。すなわち、水平シフトレジスタ２２０の駆動パルスＨＡＢｎが読み出し回路２０３毎に順次Ｌ→Ｈ→Ｌとなり、それに伴い、スイッチ２１６、２１７がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなる。スイッチ２１６、２１７がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなった列の容量ＣＴＳＡＢ、ＣＴＮ１に保持された信号は共通出力線２２４、２２６へそれぞれ読み出され、出力アンプ２２１は差電圧を撮像素子１１０１の外部に出力する。この差電圧がＡ＋Ｂ像信号となる。次に、時刻ｔ２１にて制御信号ＰＳＡＶＥをＬからＨに設定し、出力アンプ２２１へ定電流を供給しない状態とする。
【００４３】
以上の動作が行毎に順次行われ、Ａ像信号、Ａ＋Ｂ像信号の読み出しが完了する。このようにして出力されたＡ像信号とそれに対応する位置のＡ＋Ｂ像信号の差分をとることでＢ像信号を得ることができ、このＡ像信号とＢ像信号から焦点検出動作が可能となる。
【００４４】
次に、図７のフローチャートを用いて本第１の実施形態における撮像動作の流れについて説明する。撮影を開始すると、まず、Ｓ１０１で読み出すフレームが１フレーム目かどうかの判定を行い、１フレーム目の場合、Ｓ１１０に移行し、Ａ像信号の水平走査時に電流量の低減を行わない通常駆動モードが設定される。すなわち、図６で説明したタイミングチャートにおいてＡ像信号の水平走査期間中である時刻ｔ１７〜ｔ１９の期間に制御信号ＰＩＳＥＬ＝Ｈとして駆動が行われる。
【００４５】
次にＳ１０４では、信号処理回路１１０３においてＡ像信号及びＡ＋Ｂ像信号からＢ像信号を生成する。Ｓ１０５では、取得した画像のうち、Ａ＋Ｂ像信号を撮影画像として表示回路で表示する。Ｓ１０６ではＡ＋Ｂ像信号を用いて、全体制御・演算回路１１０４においてスミア検出動作を行う。
【００４６】
ここで、スミア検出動作について図８を用いて説明する。画素領域を複数のブロックに分割する。図８では水平方向に１６分割、垂直方向に８分割にした例を示している。そして、それぞれのブロック毎に画素の出力の平均値を求め、平均値が閾値以上であるブロックが存在する場合にはスミアが発生していると判定する。また、スミアの検出方法としては上記の方法に限られるものではなく、他の検出方法により検出しても良い。例えば、個々の画素の出力値が閾値以上であるか否かを判別し、閾値を越える画素が所定個数以上ある場合にはスミアが発生していると判定しても良い。また、Ａ＋Ｂ像信号ではなく、Ａ像信号もしくは、Ａ＋Ｂ像信号及びＡ像信号の両方を用いてスミアを検出しても良い。
【００４７】
Ｓ１０７では、Ａ像信号及びＢ像信号を用いて、公知である相関演算を行い、各像の位相差（像ずれ量）から撮影レンズ１１１０のデフォーカス量を算出し、算出したデフォーカス量に基づいて撮影レンズ１１１０の駆動量を決定する。Ｓ１０８では、決定した駆動量に基づいて撮影レンズ１１１０の駆動を行う。Ｓ１０９では撮影を終了するかどうかの判定を行い、撮影が継続される場合はＳ１０２に戻る。
【００４８】
また、Ｓ１０１で第１フレーム目ではないと判定された場合は、Ｓ１０２に移行し、Ｓ１０６で検出した前フレームでのスミア検出情報に基づいてスミアが発生しているか否かを判定する。
【００４９】
スミアが発生していない場合には、Ｓ１０３に移行し、省エネの駆動モードが設定される。すなわち、図６で説明したタイミングチャートにおいてＡ像信号の水平走査期間中である時刻ｔ１７〜ｔ１９の期間に制御信号ＰＩＳＥＬをＨからＬとして出力アンプ２２１へ供給する電流量を軽減して駆動が行われる。以降、Ｓ１０４〜Ｓ１０９の動作は前述の通りである。
【００５０】
以上説明した通り、Ａ像信号の水平走査期間に出力アンプの電流量を低減する事で、撮影時の平均電力を削減することが可能となる。且つ、スミアが発生しているか否かを判定し、スミアが発生していると判定された場合には、電流量を低減せずに駆動することでスミアの発生による焦点検出性能の劣化を抑制することが可能となる。
【００５１】
なお、本第１の実施形態においては、第１フレーム以降の毎フレームにおいて、スミアの判定動作を実施する構成を説明したが、数フレーム毎にスミアの判定動作を行う構成としても良い。また、撮影するＩＳＯ感度によらずスミアの判定動作を実施する構成を説明したが、ＩＳＯ感度に応じて、スミアの判定基準を変更したり、所定のＩＳＯ感度以上においてのみ、スミアの判定を実施する構成としても良い。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態の変形例について図１２を用いて説明する。上述した実施形態では、スミアの検出結果に基づいてＡ像信号の水平走査期間において、出力アンプの駆動電流量を変更する例を示した。変形例では、画素信号を垂直出力線１０７を介して読み出し回路２０３へ転送する垂直転送期間において、スミアの検出結果に基づいて、列毎に配置されているオペアンプ２０６の駆動電流量及び垂直出力線１０７の電流負荷の電流量を変更する例を示す。なお、撮像装置の構成については、図１〜図４を参照して説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００５３】
列毎に配置されているオペアンプ２０６へ供給する定電流負荷を図１１（ａ）、垂直出力線１０７の定電流負荷２０２を図１１（ｂ）に示す。図１１で示した定電流負荷回路は、図５で説明した基準電流発生回路２２５と基本的には同様の構成である。
【００５４】
図１１（ａ）に示すオペアンプ２０６用の定電流負荷は、基準電圧Ｖrefをオペアンプ６０２、出力用ＭＯＳトランジスタ６０３と基準抵抗Ｒ３で電流変換して、基準電流を生成する。そして、生成した基準電流をカレントミラー回路６０４で複製し、列毎に配置されているオペアンプ２０６へ入力している。基準抵抗Ｒ３と並列にスイッチ６０５と基準抵抗Ｒ４が挿入されており、制御信号ＰＩＳＥＬ２がハイレベル（Ｈ）となるとスイッチ６０５がオンし、基準抵抗Ｒ３とＲ４が並列の状態になる。従って、制御信号ＰＩＳＥＬ２により基準抵抗値を切り替えることにより、基準電流を切り替えることができる。
【００５５】
図１１（ｂ）に示す垂直出力線１０７用の定電流負荷２０２は、基準電圧Ｖrefをオペアンプ７０２、出力用ＭＯＳトランジスタ７０３と基準抵抗Ｒ５で電流変換して、基準電流を生成する。そして、生成した基準電流をカレントミラー回路７０４で複製し、各垂直出力線１０７の定電流負荷として使用する。基準抵抗Ｒ５と並列にスイッチ７０５と基準抵抗Ｒ６が挿入されており、制御信号ＰＩＳＥＬ３がハイレベル（Ｈ）となるとスイッチ７０５がオンし、基準抵抗Ｒ５とＲ６が並列の状態になる。従って、制御信号ＰＩＳＥＬ３により基準抵抗値を切り替えることにより、基準電流を切り替えることができる。
【００５６】
なお、図１１で示した定電流負荷回路には定電流負荷回路の電流量を０にするためのスイッチが挿入されていないが、図５の構成と同様に、スイッチを挿入し制御する構成としても良い。
【００５７】
次に、本第２の実施形態における画素信号を読み出す際の駆動方法に関して、図１２を用いて説明する。制御信号ＰＲＥＳをＨにした状態で、時刻ｔ３１で第１の転送スイッチ１０２Ａ及び第２の転送スイッチ１０２Ｂの制御信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＨとし、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂを基準電位ＶＤＤにリセットする。時刻ｔ３２で制御信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＬとし、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂを露光して得られる光電荷の蓄積を開始する。必要時間蓄積を行った後、時刻ｔ３３で選択スイッチ１０６の制御信号ＰＳＥＬをＨにして、増幅部１０４をＯＮする。時刻ｔ３４でリセットスイッチ１０５の制御信号ＰＲＥＳをＬとすることでＦＤ部１０３のリセットを解除する。このときのＦＤ部１０３の電位を垂直出力線１０７に増幅部１０４を介してリセット信号レベルとして読み出し、読み出し回路２０３に入力する。
【００５８】
読み出し回路２０３ではオペアンプ２０６が基準電圧Ｖrefの出力をバッファする状態（ＰＣ０ＲがＨでスイッチ２２３がＯＮの状態）でリセット信号レベルが入力される。その後、時刻ｔ３５で制御信号ＰＣ０ＲをＬとし、そのときの基準電圧Ｖrefの出力を容量ＣＴＮ１、ＣＴＮ２へ書き込むために時刻ｔ３６で制御信号ＰＴＮをＨとして、スイッチ２１３、２１５をＯＮする。時刻ｔ３７で制御信号ＰＴＮをＬとし、スイッチ２１３、２１５をＯＦＦして書き込みを終了する。
【００５９】
また、制御信号ＰＩＳＥＬ２、３を制御し、Ａ像信号を垂直転送する際のオペアンプ２０６及び垂直出力線１０７の定電流負荷の電流量を決定する。ここで、制御信号ＰＩＳＥＬ２、３の設定はスミアの判定結果に応じて決定する。すなわち、スミアが発生していると判定された場合には、Ａ像の垂直転送時にはＡ＋Ｂ像信号の垂直転送時と同一の電流条件となるように、制御信号ＰＩＳＥＬ２、３はＨのままとする。一方、スミアが発生していないと判定された場合には、駆動時の平均電力を削減するため制御信号ＰＩＳＥＬ２、３をＨからＬとし、定電流量が低い値になるように設定する。
【００６０】
次に、時刻ｔ３８で制御信号ＰＴＸＡをＨとして、第１のＰＤ１０１Ａの光電荷をＦＤ部１０３へ転送し、時刻ｔ３９で制御信号ＰＴＸＡをＬとする。この動作により第１のＰＤ１０１Ａに蓄積された電荷がＦＤ部１０３へ読み出される。そして、その変化に応じた出力が増幅部１０４及び垂直出力線１０７を介して光信号レベルとして読み出し回路２０３へ供給される。
【００６１】
読み出し回路２０３では、クランプ容量Ｃ０とフィードバック容量Ｃｆの比率で電圧変化に対し反転ゲインがかかり出力される。この電圧を容量ＣＴＳＡへ書き込むために、時刻ｔ４０で制御信号ＰＴＳＡをＬからＨへ切り替え、スイッチ２１４をＯＮし、時刻ｔ４１で制御信号ＰＴＳＡをＨからＬと切り替え、スイッチ２１４をＯＦＦし書き込みを終了する。また、時刻ｔ４１ではＰＩＳＥＬ２、３をＨとし、Ａ＋Ｂ像信号を垂直転送するための定電流量に設定する。
【００６２】
次に、時刻ｔ４２で再び制御信号ＰＴＸＡをＨとすると同時に制御信号ＰＴＸＢもＨとする。この動作により第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂの双方の光電荷を同時にＦＤ部１０３へ読み出すことができる。ＦＤ部１０３ヘ読み出し後、時刻ｔ４３で制御信号ＰＴＸＡ、ＰＴＸＢをＨからＬへと切り替える。読み出された電荷は第１のＰＤ１０１Ａのみを読み出した際と同様に、増幅部１０４及び垂直出力線１０７を介して光信号レベルとして読み出し回路２０３へ供給される。
【００６３】
この電圧を容量ＣＴＳＡＢへ書き込むために、時刻ｔ４４で制御信号ＰＴＳＡＢをＬからＨへ切り替え、スイッチ２１２をＯＮし、時刻ｔ４５で制御信号ＰＴＳＡＢをＨからＬへと切り替え、スイッチ２１２をＯＦＦし書き込みを終了する。上記動作により、容量ＣＴＳＡＢとＣＴＮ１の差電圧をとることで、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂからの出力信号の和であるＡ＋Ｂ像信号が得られる。このＡ＋Ｂ像信号は撮影画像となる。
【００６４】
また、容量ＣＴＳＡとＣＴＮ２の差電圧をとることにより、第１のＰＤ１０１Ａからの出力信号であるＡ像信号が得られる。このＡ像信号から撮影レンズ１１１０の瞳の一部を透過する光束の情報が得られ、さらにＡ＋Ｂ像信号とＡ像信号の差分をとることにより第２のＰＤ１０１Ｂからの出力信号であるＢ像信号が得られる。このＢ像信号からはＡ像信号とは異なる瞳領域を透過する光束の情報が得られる。これら２つの光束の情報から距離情報を得ることができる。
【００６５】
次に、時刻ｔ４６で制御信号ＰＲＥＳをＨとして、ＦＤ部１０３をリセット状態にする。その後、容量ＣＴＳＡ、ＣＴＮ１に保持された信号は時刻ｔ４８〜ｔ４９の間にＡ像信号の水平走査が行われる。すなわち、水平シフトレジスタ２２０の駆動パルスＨＡｎが読み出し回路毎に順次Ｌ→Ｈ→Ｌとなり、それに伴い、スイッチ２１８、２１９がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなる。スイッチ２１８、２１９がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなった列の容量ＣＴＳＡ、ＣＴＮ２に保持された信号は共通出力線２２４、２２６へそれぞれ読み出され、出力アンプ２２１で差電圧として出力される。この差電圧が片方の第１のＰＤ１０１Ａからの信号であるＡ像信号となる。
【００６６】
次に、時刻ｔ５０〜ｔ５１の間に、撮影画像用であるＡ＋Ｂ像信号の水平走査が行われる。すなわち、水平シフトレジスタ２２０の駆動パルスＨＡＢｎが読み出し回路２０３毎に順次Ｌ→Ｈ→Ｌとなり、それに伴い、スイッチ２１６、２１７がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなる。スイッチ２１６、２１７がＯＦＦ→ＯＮ→ＯＦＦとなった列の容量ＣＴＳＡＢ、ＣＴＮ１に保持された信号は共通出力線２２４、２２６へそれぞれ読み出され、出力アンプ２２１で差電圧として出力される。この差電圧がＡ＋Ｂ像信号となる。以上の動作が各行毎に順次行われ、Ａ像信号、Ａ＋Ｂ像信号の読み出しが完了する。
【００６７】
上記の制御により、Ａ像信号の垂直転送期間に各列に配置されたオペアンプ及び垂直出力線の電流量を低減することで、撮影時の平均電力を削減することが可能となる。且つ、スミアが発生する状態であるか否かを判定し、スミアが発生すると判定された場合には、電流量を低減せずに駆動することでスミアの発生による焦点検出性能の劣化も抑制することが可能となる。
【００６８】
なお、本第２の実施形態においては、オペアンプ２０６及び垂直出力線１０７の定電流量を合わせて変更する例を示したが、いずれか一方のみを変更する構成としても良い。また、第１の実施形態で示した水平走査期間中の出力アンプ２２１への電流制御を組み合わせて実施する構成としても良い。
【００６９】
以上、本発明の各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るものではない。
【００７０】
例えば、上記第１及び第２の実施形態では、読み出し系統が１つの場合について説明したが、２系統以上ある場合にも、それぞれの系を上述したように構成することで本願発明を適用することができる。
【００７１】
また、上記第１及び第２の実施形態では、各画素が２つのフォトダイオードを有する場合について説明したが、３以上の複数のフォトダイオードを有していてもよい。その場合、焦点検出用の信号を得るために、画素毎に複数のフォトダイオードの一部から読み出す駆動方法と、撮像信号を得るために、画素毎に複数のフォトダイオードの電荷を加算して読み出す駆動方法とにより制御すればよい。例えば、各画素が水平垂直方向にそれぞれ２分割された４つのフォトダイオードを有する場合、焦点検出用の信号を得るために、画素毎に水平または垂直方向に並ぶ２つのフォトダイオードの電荷を加算して読み出す。そして、画素毎に複数のフォトダイオードの一部から電荷を読み出す際に、スミアが発生していないと判定されれば、出力アンプ２２１、オペアンプ２０６及び／または垂直出力線１０７へ供給する電流量を少なくように制御することで、本願発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１００：単位画素、１０１Ａ：第１のフォトダイオード（ＰＤ）、１０１Ｂ：第２のフォトダイオード（ＰＤ）、１０７：垂直出力線、２０１：垂直シフトレジスタ、２０２：定電流負荷、２０３：読み出し回路、２０６：オペアンプ、２２０：水平シフトレジスタ、２２１：出力アンプ、２２５：基準電流発生回路、１１０１：撮像素子、１１０２：タイミング信号発生回路、１１０３：信号処理回路、１１０４：全体制御・演算回路、Ｖref：基準電圧源
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図９】
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