(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が前記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、前記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、前記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、前記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子と、
前記複数の第一の光電変換部、前記複数の第二の光電変換部、及び、前記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、前記露光によって前記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、前記露光によって前記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、前記露光によって前記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、前記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御部と、
前記撮像素子から読み出された前記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、前記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理部と、
前記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、前記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成部と、
前記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、前記第一の画像を、前記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御部と、を備え、
前記駆動制御部は、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記次のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記表示用画像データ生成部は、前記第一の撮像信号群に対し、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号の各々を、前記第三の光電変換部から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、前記信号処理後の前記第一の撮像信号群に基づいて前記第一の表示用画像データを生成する撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号を前記第一の撮像信号の読み出し元の前記第一の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、前記第二の撮像信号を前記第二の撮像信号の読み出し元の前記第二の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像装置。
【請求項４】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号にゲインを乗じ、前記第二の撮像信号にゲインを乗じる処理である撮像装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記撮像信号群を３つ以上のフィールド期間に分けて読み出し、前記３つ以上のフィールド期間の最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアのうちの一部のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記３つ以上のフィールド期間の２番目のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出し、前記３つ以上のフィールド期間の３番目以降のフィールド期間では、前記全てのペアのうちの残りの前記ペアと残りの前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子からの前記撮像信号群の読み出しが完了する前に、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号に基づいて前記フォーカスレンズを制御して、前記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御部を更に備える撮像装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードを有し、
前記表示制御部は、前記連写モード時には、前記複数回の前記駆動制御の各々による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間、前記表示部をブラックアウトさせる撮像装置。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードを有し、
前記表示制御部は、前記連写モード時には、前記複数回の前記駆動制御のうちの最初の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は前記表示部をブラックアウトさせ、前記複数回の前記駆動制御のうちの２回目以降の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は、前記表示部に表示中の記第二の画像の表示を継続する撮像装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記複数のフィールド期間の各々では、複数の前記画素行に含まれる光電変換部から撮像信号を読み出し、
前記最初のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行と、前記次のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行は隣接している撮像装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記駆動制御部は、前記駆動制御を行う期間以外の非記憶期間では、前記光電変換部群を露光し、前記光電変換部群に含まれる全ての前記光電変換部のＮを自然数とする１／Ｎの前記光電変換部で当該露光中に光電変換された撮像信号を前記撮像素子から読み出すライブビュー用駆動制御を行い、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数と前記Ｎとが同じである撮像装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部はベイヤ配列にしたがって配置されており、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は３以上の奇数である撮像装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の撮像装置であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像装置。
【請求項１４】
請求項１〜１１のいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部は特定の配列にしたがって配置されており、
前記特定の配列は、輝度成分に最も寄与する第一の色を受光する５つの第四の光電変換部と、前記第一の色とは異なる第二の色を受光する２つの第五の光電変換部と、前記第一の色及び前記第二の色とは異なる第三の色を受光する２つの第六の光電変換部とをそれぞれ含む第一ユニット及び第二ユニットが前記一方向とこれに直交する方向に市松状に配置されたものであり、
前記第一ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第一の行と、前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第二の行と、前記第一の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記第二ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第三の行と、前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第四の行と、前記第三の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は２以上の偶数である撮像装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の撮像装置であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像装置。
【請求項１６】
一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が前記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、前記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、前記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、前記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像方法であって、
前記複数の第一の光電変換部、前記複数の第二の光電変換部、及び、前記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、前記露光によって前記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、前記露光によって前記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、前記露光によって前記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、前記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、
前記撮像素子から読み出された前記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、前記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、
前記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、前記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、
前記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、前記第一の画像を、前記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、を備え、
前記駆動制御ステップでは、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記次のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の撮像方法であって、
前記表示用画像データ生成ステップでは、前記第一の撮像信号群に対し、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号の各々を、前記第三の光電変換部から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、前記信号処理後の前記第一の撮像信号群に基づいて前記第一の表示用画像データを生成する撮像方法。
【請求項１８】
請求項１７記載の撮像方法であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号を前記第一の撮像信号の読み出し元の前記第一の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、前記第二の撮像信号を前記第二の撮像信号の読み出し元の前記第二の光電変換部の周囲にある前記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又は当該撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像方法。
【請求項１９】
請求項１７記載の撮像方法であって、
前記信号処理は、前記第一の撮像信号にゲインを乗じ、前記第二の撮像信号にゲインを乗じる処理である撮像方法。
【請求項２０】
請求項１６〜１９のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像方法。
【請求項２１】
請求項１６〜１９のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記撮像信号群を３つ以上のフィールド期間に分けて読み出し、前記３つ以上のフィールド期間の最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の全てのペアのうちの一部のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記３つ以上のフィールド期間の２番目のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出し、前記３つ以上のフィールド期間の３番目以降のフィールド期間では、前記全てのペアのうちの残りのペアと残りの前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像方法。
【請求項２２】
請求項１６〜２１のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子からの前記撮像信号群の読み出しが完了する前に、前記第一の撮像信号群のうちの前記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び前記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号に基づいて前記フォーカスレンズを制御して、前記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御ステップを更に備える撮像方法。
【請求項２３】
請求項１６〜２２のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードにおいて、前記表示制御ステップでは、前記複数回の前記駆動制御の各々による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間、前記表示部をブラックアウトさせる撮像方法。
【請求項２４】
請求項１６〜２２のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記撮像指示に応じて複数回の前記駆動制御を連続して行う連写モードにおいて、前記表示制御ステップでは、前記複数回の前記駆動制御のうちの最初の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は前記表示部をブラックアウトさせ、前記複数回の前記駆動制御のうちの２回目以降の駆動制御による前記露光が開始してから前記第一の画像の表示が開始されるまでの間は、前記表示部に表示中の記第二の画像の表示を継続する撮像方法。
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記複数のフィールド期間の各々では、複数の前記画素行に含まれる光電変換部から撮像信号を読み出し、
前記最初のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行と、前記次のフィールド期間で前記撮像素子から撮像信号が読み出される前記画素行は隣接している撮像方法。
【請求項２６】
請求項１６〜２５のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記駆動制御ステップでは、前記駆動制御を行う期間以外の非記憶期間では、前記光電変換部群を露光し、前記光電変換部群に含まれる全ての前記光電変換部のＮを自然数とする１／Ｎの前記光電変換部で当該露光中に光電変換された撮像信号を前記撮像素子から読み出すライブビュー用駆動制御を行い、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数と前記Ｎとが同じである撮像方法。
【請求項２７】
請求項１６〜２６のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部はベイヤ配列にしたがって配置されており、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は３以上の奇数である撮像方法。
【請求項２８】
請求項２７記載の撮像方法であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像方法。
【請求項２９】
請求項１６〜２６のいずれか１項記載の撮像方法であって、
前記撮像素子に含まれる全ての前記光電変換部は特定の配列にしたがって配置されており、
前記特定の配列は、輝度成分に最も寄与する第一の色を受光する５つの第四の光電変換部と、前記第一の色とは異なる第二の色を受光する２つの第五の光電変換部と、前記第一の色及び前記第二の色とは異なる第三の色を受光する２つの第六の光電変換部とをそれぞれ含む第一ユニット及び第二ユニットが前記一方向とこれに直交する方向に市松状に配置されたものであり、
前記第一ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第一の行と、前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第二の行と、前記第一の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記第二ユニットは、前記第四の光電変換部と前記第六の光電変換部と前記第四の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第三の行と、前記第五の光電変換部と前記第四の光電変換部と前記第五の光電変換部とが前記一方向に並ぶ第四の行と、前記第三の行とが前記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、
前記撮像指示に応じて行われる前記駆動制御における前記複数のフィールド期間の数は２以上の偶数である撮像方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の撮像方法であって、
前記複数の画素行は、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、前記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、
前記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、前記ペアを含む前記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像方法。
【請求項３１】
一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が前記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、前記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、前記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、前記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像プログラムであって、
前記複数の第一の光電変換部、前記複数の第二の光電変換部、及び、前記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、前記露光によって前記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、前記露光によって前記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、前記露光によって前記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、前記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、
前記撮像素子から読み出された前記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、前記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、
前記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、前記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で前記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、
前記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、前記第一の画像を、前記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
前記駆動制御ステップでは、前記最初のフィールド期間では、前記第一の光電変換部と前記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の前記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、前記次のフィールド期間では、複数の前記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、又は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、電子内視鏡、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、又は、カメラ付きの携帯電話機等の撮像機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、以上のような撮像機能を有する情報機器を撮像装置と称する。【０００３】
これら撮像装置には、位相差検出用画素を含む撮像素子を搭載し、位相差検出用画素の出力信号に基づいて撮像光学系の焦点調節を行うものがある（特許文献１、２参照）。【０００４】
特許文献１に記載の撮像装置は、動画の記憶を行う動画撮像モードにおいて、撮像素子から１フレーム分の撮像画像信号を読み出す際に、位相差検出用画素を含む画素群から信号を読み出す駆動を先に実施し、残りの画素群から信号を読み出す駆動を続けて実施している。この撮像装置によれば、最初の駆動で読み出される信号に基づいて撮像光学系の焦点調節を実施することができるため、被写体に焦点を追従させながら各フレームのための撮像を行うことが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２０１４−２４１５７７号公報
【特許文献２】日本国特開２０１６−００５１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
撮像装置には、静止画撮像が行われると、この静止画撮像によって得られた撮像画像データを確認するための確認用の画像（ポストビュー画像）を表示部に表示させるポストビュー機能が搭載されている。【０００７】
ポストビュー機能を搭載する撮像装置において、高解像度の静止画を記憶しようとすると、確認用の画像を表示するまでに時間がかかり、表示部において長時間のブラックアウトが発生する。特に、静止画の記憶を連続して行う連写モードにおいては、このブラックアウトの発生する時間が長くなると、ポストビュー画像の視認性が低下する。【０００８】
特許文献１に記載の撮像装置は、動画撮像モードにおいては、最初の駆動で位相差検出用画素を含む画素群から読み出した信号は記憶と表示のためには利用せず、次の駆動で位相差検出用画素を含まない画素群から読み出した信号を記憶と表示のために利用している。【０００９】
このため、記憶される動画の各フレームの解像度は、位相差検出用画素を含む画素群の分、低下する。また、位相差検出用画素を含む画素群から信号を読み出す駆動を先に行う場合には、この信号は表示のためには利用されないため、動画の１フレームの撮像が終了してから、この１フレームの確認用の画像が表示されるまでに時間がかかる。【００１０】
特許文献２に記載の撮像装置は、位相差検出用画素を含む画素群から読み出した信号を記憶のために利用していない。このため、高解像度の静止画又は動画の記憶を行うことはできない。【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高解像度の撮像画像データの記憶を可能とし、この撮像画像データを表示部においてすぐに確認することのできる撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラム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】
【００１２】
本発明の撮像装置は、一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が上記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、上記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、上記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子と、上記複数の第一の光電変換部、上記複数の第二の光電変換部、及び、上記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、上記露光によって上記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、上記露光によって上記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、上記露光によって上記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、上記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御部と、上記撮像素子から読み出された上記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、上記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理部と、上記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、上記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成部と、上記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、上記第一の画像を、上記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御部と、を備え、上記駆動制御部は、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記次のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出すものである。【００１３】
本発明の撮像方法は、一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が上記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、上記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、上記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像方法であって、上記複数の第一の光電変換部、上記複数の第二の光電変換部、及び、上記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、上記露光によって上記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、上記露光によって上記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、上記露光によって上記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、上記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、上記撮像素子から読み出された上記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、上記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、上記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、上記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、上記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、上記第一の画像を、上記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、を備え、上記駆動制御ステップでは、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記次のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出すものである。【００１４】
本発明の撮像プログラムは、一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が上記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、上記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、上記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像プログラムであって、上記複数の第一の光電変換部、上記複数の第二の光電変換部、及び、上記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、上記露光によって上記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、上記露光によって上記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、上記露光によって上記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、上記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、上記撮像素子から読み出された上記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、上記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、上記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、上記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、上記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、上記第一の画像を、上記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、上記駆動制御ステップでは、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記次のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出すものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高解像度の撮像画像データの記憶を可能とし、この撮像画像データを表示部においてすぐに確認することのできる撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００の概略構成を示す図である。
【図２】図２に示す撮像素子５の構成を示す平面模式図である。
【図３】図２に示す撮像素子５の画素群ｆ１の画素配列を部分的に示す図である。
【図４】図２に示す撮像素子５の画素群ｆ２の画素配列を部分的に示す図である。
【図５】図１に示すシステム制御部１１の機能ブロック図である。
【図６】図１に示すデジタル信号処理部１７の機能ブロック図である。
【図７】図１に示すデジタルカメラ１００の単写モード時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図８】図１に示すデジタルカメラ１００の連写モード時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図９】図１に示すデジタルカメラ１００の連写モード時の動作の変形例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】図１に示すデジタルカメラ１００の連写モード時の動作の他の変形例を説明するためのタイミングチャートである。
【図１１】撮像素子５の受光面６０に配置される画素の配列の変形例を示す図である。
【図１２】図１１に示す撮像素子５のフィールドＦ１にある画素群の画素配列を部分的に示す図である。
【図１３】本発明の撮影装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。
【図１４】図１３に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラ１００の概略構成を示す図である。
【００１９】
デジタルカメラ１００は、撮像レンズ１と、絞り２と、メカニカルシャッタ３と、レンズ制御部４と、シャッタ駆動部６と、レンズ駆動部８と、絞り駆動部９とを有するレンズ装置４０を備える。
【００２０】
本実施形態において、レンズ装置４０はデジタルカメラ１００本体に着脱可能なものとして説明するが、デジタルカメラ１００本体に固定されるものであってもよい。
【００２１】
撮像レンズ１と絞り２は撮像光学系を構成し、撮像光学系は例えばフォーカスレンズ等を含む。
【００２２】
フォーカスレンズは、撮像光学系の焦点を調節するためのレンズであり、単一のレンズ又は複数のレンズで構成される。フォーカスレンズが撮像光学系の光軸方向に移動することで、撮像光学系の焦点調節が行われる。
【００２３】
なお、フォーカスレンズとしては、レンズの曲面を可変制御して焦点位置を変えることのできる液体レンズを用いてもよい。
【００２４】
メカニカルシャッタ３は、撮像素子５に光が入射する状態と、撮像素子５に光を入射させない状態とを機械的に切り替えるシャッタ機構であり、図１の例では、撮像光学系よりも被写体側に配置されている。
【００２５】
メカニカルシャッタ３は、撮像素子５の前方（被写体側）に配置されていればよく、例えば撮像素子５と撮像光学系との間に配置されていてもよい。以下では、メカニカルシャッタ３が、先幕と後幕で構成されるフォーカルプレーンシャッタであるものとして説明する。
【００２６】
レンズ装置４０のレンズ制御部４は、デジタルカメラ１００本体のシステム制御部１１と有線又は無線によって通信可能に構成される。
【００２７】
レンズ制御部４は、システム制御部１１からの指令にしたがい、シャッタ駆動部６を介してメカニカルシャッタ３を開閉したり、レンズ駆動部８を介して撮像レンズ１に含まれるフォーカスレンズを制御したり、絞り駆動部９を介して絞り２を駆動したりする。
【００２８】
デジタルカメラ１００本体は、撮像光学系を通して被写体を撮像するＣＭＯＳイメージセンサ等のＭＯＳ型の撮像素子５と、撮像素子５を駆動する撮像素子駆動部１０と、デジタルカメラ１００の電気制御系全体を統括制御するシステム制御部１１と、操作部１４と、を備える。
【００２９】
システム制御部１１は、各種のプロセッサとＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）とＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）と含んで構成され、デジタルカメラ１００全体を統括制御する。このＲＯＭには、撮像プログラムを含むプログラムが格納されている。
【００３０】
各種のプロセッサとしては、プログラムを実行して各種処理を行う汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅ：ＰＬＤ）、又はＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。
【００３１】
これら各種のプロセッサの構造は、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路である。
【００３２】
システム制御部１１のプロセッサは、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。
【００３３】
更に、このデジタルカメラ１００の電気制御系は、撮像素子５からデータバス２５に出力される撮像信号群に対し、補間演算、ガンマ補正演算、及び、ＲＧＢ／ＹＣ変換処理等を行って記録用の撮像画像データと表示用画像データとを生成するデジタル信号処理部１７と、着脱自在の記憶媒体２１が接続される外部メモリ制御部２０と、デジタルカメラ１００の背面又は電子ビューファインダ内等に搭載された有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ又はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示部２３を駆動する表示ドライバ２２と、を備える。
【００３４】
デジタル信号処理部１７は、上述の各種のプロセッサとＲＡＭとＲＯＭを含み、このＲＯＭに格納されたプログラムをこのプロセッサが実行することで各種処理を行う。このプログラムは撮像プログラムを含む。
【００３５】
デジタル信号処理部１７のプロセッサは、各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。
【００３６】
デジタル信号処理部１７、外部メモリ制御部２０、及び、表示ドライバ２２は、制御バス２４及びデータバス２５によって相互に接続され、システム制御部１１からの指令に基づいて動作する。
【００３７】
図３は、図２に示す撮像素子５の構成を示す平面模式図である。
【００３８】
撮像素子５は、一方向である行方向Ｘに配列された複数の画素６１からなる画素行６２が、行方向Ｘと直交する列方向Ｙに複数配列された受光面６０と、受光面６０に配列された画素を駆動する駆動回路６３と、受光面６０に配列された画素行６２の各画素６１から読み出される撮像信号を処理する信号処理回路６４と、を備える。
【００３９】
以下では、図３において受光面６０の列方向Ｙの上方向の端部を上端といい、受光面６０の列方向Ｙの下方向の端部を下端という。
【００４０】
画素６１は、レンズ装置４０の撮像光学系を通った光を受光し受光量に応じた電荷を発生して蓄積する光電変換部と、この光電変換部の上方に形成されたカラーフィルタと、この光電変換部に蓄積された電荷を電圧信号に変換し撮像信号として信号線に読み出す読み出し回路と、を含む。読み出し回路は、周知の構成を採用可能である。
【００４１】
読み出し回路は、例えば、光電変換部に蓄積された電荷をフローティングディフュージョンに転送するための転送トランジスタと、フローティングディフュージョンの電位をリセットするためのリセットトランジスタと、フローティングディフュージョンの電位に応じた電圧信号を出力する出力トランジスタと、出力トランジスタから出力される電圧信号を選択的に信号線に読み出すための選択トランジスタと、を含む。なお、読み出し回路は、複数の光電変換部で共用される場合もある。
【００４２】
受光面６０に形成された複数の画素６１に搭載されるカラーフィルタはベイヤ配列にしたがって配列されている。撮像素子５ではカラーフィルタによって分光を行うものとしているが、カラーフィルタを用いずに光電変換部自体で分光を行う構成であってもよい。
【００４３】
受光面６０には、５つのフィールドＦ１〜Ｆ５が設定されている。
【００４４】
Ｍを０以上の整数とし、受光面６０に設定されるフィールド数をｎ（ここではｎ＝５）とし、ｋ＝１〜ｎとして、受光面６０に配列された全ての画素行６２のうちの受光面６０の上端側から数えて（ｎ×Ｍ＋ｋ）番目にある画素行６２が配置される領域がフィールドＦｋとされている。以下では、フィールドＦｋにある画素６１からなるグループを画素群ｆｋという。つまり、受光面６０には、画素群ｆ１と、画素群ｆ２と、画素群ｆ３と、画素群ｆ４と、画素群ｆ５とが形成されている。
【００４５】
駆動回路６３は、各画素６１の光電変換部に接続される読み出し回路を画素行６２単位で駆動して、画素行６２毎に、この画素行６２に含まれる各光電変換部のリセット、この各光電変換部に蓄積された電荷に応じた電圧信号の信号線への読み出し等を行う。駆動回路６３は、撮像素子駆動部１０によって制御される。
【００４６】
信号処理回路６４は、画素行６２の各画素６１から信号線に読み出された撮像信号に対し、相関二重サンプリング処理を行い、相関二重サンプリング処理後の撮像信号をデジタル信号に変換して出力する。
【００４７】
撮像素子５の受光面６０に形成された複数の画素６１には、撮像用画素と位相差検出用画素とが含まれる。
【００４８】
撮像素子５では、画素群ｆ１のうち、一部の画素６１が位相差検出用画素となっており、この一部を除く残りの画素６１が撮像用画素となっている。また、画素群ｆ２〜ｆ５に含まれる画素６１は全て撮像用画素となっている。
【００４９】
図３は、図２に示す撮像素子５の画素群ｆ１の画素配列を部分的に示す図である。
【００５０】
画素群ｆ１は、撮像用画素６１ｒと、撮像用画素６１ｇと、撮像用画素６１ｂと、位相差検出用画素６１Ｒと、位相差検出用画素６１Ｌとによって構成される。
【００５１】
位相差検出用画素６１Ｒは、レンズ装置４０の撮像光学系の瞳領域の行方向Ｘに並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する第一の光電変換部を含む画素である。位相差検出用画素６１Ｒに含まれる第一の光電変換部は、図３の例では緑色光を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する。
【００５２】
位相差検出用画素６１Ｌは、上記の一対の光束の他方を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する第二の光電変換部を含む画素である。位相差検出用画素６１Ｌに含まれる第二の光電変換部は、図３の例では緑色光を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する。なお、第一の光電変換部と第二の光電変換部は、青色光又は赤色光を受光するものであってもよい。
【００５３】
撮像用画素６１ｒ、撮像用画素６１ｇ、及び、撮像用画素６１ｂの各々は、上記の一対の光束の両方を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する第三の光電変換部を含む画素である。
【００５４】
撮像用画素６１ｒに含まれる第三の光電変換部は、赤色光を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する。
【００５５】
撮像用画素６１ｇに含まれる第三の光電変換部は、緑色光を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する。
【００５６】
撮像用画素６１ｂに含まれる第三の光電変換部は、青色光を受光し、受光量に応じた電荷を発生して蓄積する。
【００５７】
画素群ｆ１に含まれる全ての画素は、ベイヤ配列にしたがって配置されており、撮像用画素６１ｇと撮像用画素６１ｂが行方向Ｘに交互に配列されたＧＢ画素行のうちの一部の画素行が、位相差検出のための位相差検出画素行ＰＬとされている。
【００５８】
位相差検出画素行ＰＬは、ベイヤ配列において撮像用画素６１ｇが配置されるべき位置に配置された位相差検出用画素６１Ｌと、ベイヤ配列において撮像用画素６１ｂが配置されるべき位置に配置された位相差検出用画素６１Ｒとにより構成される。
【００５９】
位相差検出画素行ＰＬにおいて、位相差検出用画素６１Ｌとこの右隣の位相差検出用画素６１ＲとはペアＰを構成し、位相差検出画素行ＰＬはこのペアＰを複数有する構成となっている。
【００６０】
位相差検出画素行ＰＬに含まれる複数の位相差検出用画素６１Ｌから読み出される撮像信号群と複数の位相差検出用画素６１Ｒから読み出される撮像信号群との相関演算を行うことで、位相差検出画素行ＰＬによって撮像される一対の被写体像の位相差を検出することができる。
【００６１】
なお、ＧＢ画素行のうちの一部の画素行が位相差検出画素行ＰＬとされるのではなく、撮像用画素６１ｒと撮像用画素６１ｇが行方向Ｘに交互に配列されたＲＧ画素行のうちの一部の画素行が位相差検出画素行ＰＬとされた構成であってもよい。
【００６２】
また、図３の例では、位相差検出画素行ＰＬは複数のペアＰのみで構成されているが、位相差検出画素行ＰＬは撮像用画素を含んでいてもよい。例えば、位相差検出画素行ＰＬにおいて、複数のペアＰの間に撮像用画素が配置される構成であってもよい。
【００６３】
図４は、図２に示す撮像素子５の画素群ｆ２の画素配列を部分的に示す図である。
【００６４】
画素群ｆ２は、撮像用画素６１ｒと、撮像用画素６１ｇと、撮像用画素６１ｂとによって構成され、これらがベイヤ配列にしたがって配置された構成である。
【００６５】
なお、画素群ｆ３〜画素群ｆ５の各々の画素配列については、受光面６０の上端側の画素行が、撮像用画素６１ｒと撮像用画素６１ｇが行方向Ｘに交互に配列されたＲＧ画素行となるか、撮像用画素６１ｇと撮像用画素６１ｂが行方向Ｘに交互に配列されたＧＢ画素行となるかの違いはあるものの、画素群ｆ２と基本的には同じである。
【００６６】
このように、画素群ｆ１〜画素群ｆ５は、それぞれ、ベイヤ配列にしたがって配置された複数の画素によって構成される。受光面６０に形成される各画素群がベイヤ配列にしたがって配置された複数の画素により構成されるためには、受光面６０に設定されるフィールドの数（上記のｎの値）を３以上の奇数とする必要がある。
【００６７】
図５は、図１に示すシステム制御部１１の機能ブロック図である。
【００６８】
システム制御部１１のプロセッサは、内蔵ＲＯＭに格納された撮像プログラムを含むプログラムを実行することにより、駆動制御部１１Ａと、合焦制御部１１Ｂとして機能する。
【００６９】
駆動制御部１１Ａは、撮像素子駆動部１０とレンズ制御部４を制御し、ライブビュー表示用の撮像と記録用の撮像を撮像素子５に行わせる。
【００７０】
駆動制御部１１Ａは、静止画の撮像指示があった場合には、撮像素子駆動部１０とレンズ制御部４を制御することで撮像素子５の各画素６１を所定時間露光し、この所定時間の露光によって撮像素子５の各画素６１の光電変換部で光電変換して得られた撮像信号からなる撮像信号群（以下、静止画撮像信号群という）を、撮像素子５の受光面６０に設定されるフィールドの数と同じｎ回のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御をこの撮像指示に応じて行う。フィールド期間は、垂直同期信号の１周期に相当する。
【００７１】
具体的には、駆動制御部１１Ａは、ｎ回のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間である第一フィールド期間においてフィールドＦ１にある画素群ｆ１から撮像信号を読み出す駆動を行い、第一フィールド期間の次の第二フィールド期間においてフィールドＦ２にある画素群ｆ２から撮像信号を読み出す駆動を行い、第二フィールド期間の次の第三フィールド期間においてフィールドＦ３にある画素群ｆ３から撮像信号を読み出す駆動を行い、第三フィールド期間の次の第四フィールド期間においてフィールドＦ４にある画素群ｆ４から撮像信号を読み出す駆動を行い、第四フィールド期間の次の第五フィールド期間においてフィールドＦ５にある画素群ｆ５から撮像信号を読み出す駆動を行うことで、上記の静止画撮像信号群を撮像素子５から読み出す。
【００７２】
合焦制御部１１Ｂは、撮像素子５の位相差検出用画素６１Ｒ，６１Ｌから読み出された撮像信号に基づいてフォーカスレンズを制御して、レンズ装置４０の撮像光学系の合焦制御を行う。
【００７３】
図１のデジタルカメラは、撮像指示に応じて１回の上記の駆動制御を行って１つの撮像画像データを記憶媒体２１に記憶する単写モードと、撮像指示に応じて複数回の上記の駆動制御を連続して行って複数の撮像画像データを記憶媒体２１に記憶する連写モードとを搭載している。
【００７４】
この連写モードが設定されている状態では、合焦制御部１１Ｂは、駆動制御部１１Ａによる各駆動制御によって上記の静止画撮像信号群の読み出しが完了する前に、画素群ｆ１から読み出された撮像信号のうちの位相差検出用画素６１Ｒから読み出された第一の撮像信号及び位相差検出用画素６１Ｌから読み出された第二の撮像信号に基づいてフォーカスレンズを制御して、レンズ装置４０の撮像光学系の合焦制御を行う。
【００７５】
具体的には、合焦制御部１１Ｂは、第一の撮像信号と第二の撮像信号の相関演算を行うことで位相差を算出し、この位相差からデフォーカス量を求める。そして、このデフォーカス量をレンズ制御部４に送信し、フォーカスレンズの焦点位置を制御するよう指令を出す。
【００７６】
この指令にしたがって、レンズ制御部４はレンズ駆動部８を介してフォーカスレンズの焦点位置を制御する。このようにして合焦制御が行われる。
【００７７】
図６は、図１に示すデジタル信号処理部１７の機能ブロック図である。
【００７８】
デジタル信号処理部１７のプロセッサは、内蔵ＲＯＭに格納された撮像プログラムを含むプログラムを実行することにより、画像処理部１７Ａと、表示用画像データ生成部１７Ｂと、表示制御部１７Ｃとして機能する。
【００７９】
画像処理部１７Ａは、撮像素子５から上記の駆動制御によって読み出された静止画撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、生成した撮像画像データを記憶媒体２１に記憶する。
【００８０】
表示用画像データ生成部１７Ｂは、撮像素子５から読みだされた撮像信号群を処理してライブビュー画像又はポストビュー画像表示のための表示用画像データを生成する。
【００８１】
表示用画像データ生成部１７Ｂは、上記の駆動制御が行われる場合には、上記のｎ回のフィールド期間のうちの最初の第一フィールド期間で撮像素子５の画素群ｆ１から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、第一フィールド期間の次の第二フィールド期間で撮像素子５の画素群ｆ２から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する。
【００８２】
表示用画像データ生成部１７Ｂは、画素群ｆ１から読み出された第一の撮像信号群に対しては、第一の撮像信号群のうちの位相差検出用画素６１Ｒから読み出された第一の撮像信号及び位相差検出用画素６１Ｌから読み出された第二の撮像信号の各々を、撮像用画素から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、この信号処理後の第一の撮像信号群に基づいて第一の表示用画像データを生成する。
【００８３】
表示用画像データ生成部１７Ｂが行う上記の信号処理には例えば以下の２つが挙げられる。
【００８４】
（第一の信号処理）
表示用画像データ生成部１７Ｂは、画素群ｆ１の位相差検出用画素６１Ｒから読み出された第一の撮像信号を、画素群ｆ１のうちのこの位相差検出用画素６１Ｒの周囲にある撮像用画素（この位相差検出用画素６１Ｒの位置にベイヤ配列にしたがって配置されるべき撮像用画素と同じ色の光を検出するもの）から読み出された撮像信号又はこの撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換する。
【００８５】
また、表示用画像データ生成部１７Ｂは、画素群ｆ１の位相差検出用画素６１Ｌから読み出された第二の撮像信号を、この位相差検出用画素６１Ｌの周囲にある撮像用画素（この位相差検出用画素６１Ｌの位置にベイヤ配列にしたがって配置されるべき撮像用画素と同じ色の光を検出するもの）から読み出された撮像信号又はこの撮像信号に基づいて生成した信号に置換する。
【００８６】
例えば、表示用画像データ生成部１７Ｂは、図３における任意の位相差検出用画素６１Ｌから読み出された第二の撮像信号を、この任意の位相差検出用画素６１Ｌの最も近くにある４つの撮像用画素６１ｇから読み出された４つの撮像信号の平均値又はこの４つの撮像信号のいずれかに置換する。
【００８７】
また、表示用画像データ生成部１７Ｂは、図３における任意の位相差検出用画素６１Ｒから読み出された第一の撮像信号を、この任意の位相差検出用画素６１Ｒの最も近くにある上下の２つの撮像用画素６１ｂから読み出された２つの撮像信号の平均値又はこの２つの撮像信号のいずれかに置換する。
【００８８】
（第二の信号処理）
表示用画像データ生成部１７Ｂは、画素群ｆ１の位相差検出用画素６１Ｒから読み出された第一の撮像信号に第一ゲインを乗じ、画素群ｆ１の位相差検出用画素６１Ｌから読み出された第二の撮像信号に第二ゲインを乗じる。
【００８９】
第一ゲインは、位相差検出用画素６１Ｒから読み出される撮像信号と撮像用画素６１ｂから読み出される撮像信号との比であり、製造時に算出されてデジタル信号処理部１７のＲＯＭに記憶されている。
【００９０】
この第一ゲインを第一の撮像信号に乗じることで、この第一の撮像信号のレベルを、撮像用画素６１ｂから読み出される撮像信号として取り扱うことが可能となる。
【００９１】
第二ゲインは、位相差検出用画素６１Ｌから読み出される撮像信号と撮像用画素６１ｇから読み出される撮像信号との比であり、製造時に算出されてデジタル信号処理部１７のＲＯＭに記憶されている。
【００９２】
この第二ゲインを第二の撮像信号に乗じることで、この第二の撮像信号のレベルを、撮像用画素６１ｇから読み出される撮像信号として取り扱うことが可能となる。
【００９３】
なお、画像処理部１７Ａは、撮像素子５から読み出された静止画撮像信号群に対し、位相差検出用画素６１Ｒから読み出された第一の撮像信号及び位相差検出用画素６１Ｌから読み出された第二の撮像信号の各々を、撮像用画素から読み出されたものとして取り扱うための上記の信号処理を行い、この信号処理後の静止画撮像信号群を処理して撮像画像データを生成する。
【００９４】
上記の信号処理によって高品質の第一の表示用画像データを生成するためには、図３に示す画素群ｆ１の画素配列において列方向Ｙで隣り合う２つの位相差検出画素行ＰＬの間に、撮像用画素のみで構成される画素行が少なくとも１つ存在するという条件を満たす必要がある。
【００９５】
この条件を満たすのは、ｍを２以上の自然数とし、図３に示した位相差検出画素行ＰＬが受光面６０において｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置された構成である。
【００９６】
図１のデジタルカメラ１００では、ｎ＝５かつｍ＝４となっており、受光面６０において位相差検出画素行ＰＬが１９個おきに配置されている。つまり、受光面６０に配置される最も近い２つの位相差検出画素行ＰＬの間には、撮像用画素のみを含む画素行６２が１９個存在している。
【００９７】
表示制御部１７Ｃは、表示用画像データ生成部１７Ｂによって生成された表示用画像データを表示ドライバ２２に転送し、この表示用画像データに基づく画像を表示部２３に表示させる。
【００９８】
表示用画像データは、多数の画素データによって構成される。表示用画像データは、行方向Ｘと同じ方向に並ぶ複数の画素データからなる画素データ行が、この方向と直交する方向に複数並ぶ構成である。
【００９９】
表示制御部１７Ｃは、表示用画像データを画素データ行毎に表示ドライバ２２に順次転送し、この表示用画像データに基づく画像を表示ドライバ２２によって表示部２３に表示させる。
【０１００】
表示部２３は、行方向Ｘと同じ方向に並ぶ複数の表示画素からなる表示画素行が、この方向と直交する方向に複数配列された表示面を有する。
【０１０１】
表示ドライバ２２は、表示制御部１７Ｃから入力される画素データ行に基づく画像の１ラインを、表示部２３の１つの表示画素行に描画する。表示ドライバ２２は、画素データ行が入力される毎に、この画素データ行に基づく画像の１ラインの描画先を１つずつずらしていくことで、画像の全ラインの描画を行う。
【０１０２】
次に、以上のように構成されたデジタルカメラ１００の動作について説明する。
【０１０３】
図７は、図１に示すデジタルカメラ１００の単写モード時の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【０１０４】
図７において、“ＶＤ”の横には、垂直同期信号の状態が示されている。
【０１０５】
図７において、“撮像素子”の横には、撮像素子５の受光面６０にある各画素行６２の駆動タイミングが示されており、縦軸は画素行６２の列方向Ｙの位置を示している。
【０１０６】
図７において、“メカニカルシャッタ”の横には、メカニカルシャッタ３の開閉状態が示されている。
【０１０７】
図７において、“表示部”の横には、表示部２３の描画状態が示されており、縦軸は表示部２３の表示画素行の位置を示している。図中の斜線を付した範囲は、表示画素行の表示が行われていないブラックアウトの状態を示している。
【０１０８】
図７において、“画像処理”の横には、デジタル信号処理部１７の画像処理部１７Ａの動作状態が示されている。
【０１０９】
図７に示す直線Ｒ１と直線Ｒ２は、画素行６２に含まれる各光電変換部のリセット（光電変換部に蓄積された電荷を排出する処理）が行われるタイミングを示している。
【０１１０】
図７に示す直線ｆ１ａは、フィールドＦ１にある画素群ｆ１から撮像信号が読み出される際の駆動タイミングを示している。図７に示す直線ｆ２ａは、フィールドＦ２にある画素群ｆ２から撮像信号が読み出される際の駆動タイミングを示している。
【０１１１】
図７に示す直線ｆ３ａは、フィールドＦ３にある画素群ｆ３から撮像信号が読み出される際の駆動タイミングを示している。図７に示す直線ｆ４ａは、フィールドＦ４にある画素群ｆ４から撮像信号が読み出される際の駆動タイミングを示している。図７に示す直線ｆ５ａは、フィールドＦ５にある画素群ｆ５から撮像信号が読み出される際の駆動タイミングを示している。
【０１１２】
図７に示す直線ＤＲと直線ＤＲ１と直線ＤＲ２は、表示部２３の表示面の表示画素行に描画が行われるタイミングを示している。
【０１１３】
図７に示す直線ＢＯは、表示部２３の各表示画素行への描画を停止させるタイミングを示している。
【０１１４】
デジタルカメラ１００が単写モードに設定されるとライブビューシーケンスＬＶが開始される。ライブビューシーケンスＬＶが行われる期間は非記憶期間を構成する。
【０１１５】
ライブビューシーケンスＬＶでは、駆動制御部１１Ａが、直線ｆ１ａで示されるように、画素群ｆ１の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２の各画素から撮像信号を読み出すライブビュー用駆動制御を行う。
【０１１６】
その後、駆動制御部１１Ａは、直線Ｒ１で示されるように、受光面６０の上端側から下端側に向かって画素行６２を順番に選択し、選択した画素行６２について光電変換部のリセットを行う。これにより、画素行６２毎に異なるタイミングで露光が開始する。
【０１１７】
所定の露光時間が経過すると、駆動制御部１１Ａは、直線ｆ１ａで示されるように、画素群ｆ１の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２の各画素から撮像信号を読み出す。
【０１１８】
直線ｆ１ａによって画素群ｆ１からの撮像信号の読み出しが開始され、この撮像信号がデータバス２５に出力されると、この撮像信号がデジタル信号処理部１７によって順次処理されて表示用画像データが生成される。
【０１１９】
そして、この表示用画像データが表示ドライバ２２に転送され、この表示用画像データに基づくライブビュー画像が、直線ＤＲで示されるように、表示面の上端側から順番に１ラインずつ描画されていく。
【０１２０】
撮像指示がなされるまでは、垂直同期信号ＶＤに同期して、以上の処理が繰り返し行われる。
【０１２１】
ライブビューシーケンスＬＶの期間に撮像指示がなされると、この撮像指示の直後の垂直同期信号ＶＤの立下りのタイミング（時刻ｔ１）で静止画露光シーケンスＥＸが開始される。
【０１２２】
静止画露光シーケンスＥＸでは、駆動制御部１１Ａが、メカニカルシャッタ３を閉じ、
メカニカルシャッタ３が閉じている間に、直線Ｒ２で示されるように、全ての画素行６２において同時に光電変換部のリセットを行い、その後、メカニカルシャッタ３を開ける。これにより、全ての画素行６２で同じタイミングで静止画撮像のための露光が開始する。
【０１２３】
また、表示制御部１７Ｃは、メカニカルシャッタ３が開いたタイミングで、直線ＢＯで示されるように、表示部２３への描画を停止させ、表示部２３をブラックアウト（無表示）の状態に制御する。
【０１２４】
メカニカルシャッタ３が開いてから所定の露光時間が経過すると、駆動制御部１１Ａは、メカニカルシャッタ３を閉じて静止画撮像のための露光を終了し、これにより静止画露光シーケンスＥＸが終了する。その後、時刻ｔ２において静止画読み出しシーケンスＲＥが開始される。
【０１２５】
静止画読み出しシーケンスＲＥでは、駆動制御部１１Ａは、まず、直線ｆ１ａで示されるように、画素群ｆ１の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２から撮像信号を読み出す。
【０１２６】
時刻ｔ２において画素群ｆ１からの撮像信号の読み出しが開始され、この撮像信号がデータバス２５に出力されると、表示用画像データ生成部１７Ｂがこの撮像信号を順次処理して第一の表示用画像データを生成する。
【０１２７】
そして、表示用画像データ生成部１７Ｂは、この第一の表示用画像データを表示ドライバ２２に転送する。これにより、この第一の表示用画像データに基づくポストビュー画像が、直線ＤＲ１で示されるように、表示面の上端側から順番に１ラインずつ描画されていく。
【０１２８】
駆動制御部１１Ａは、時刻ｔ３において画素群ｆ１からの撮像信号の読み出しが完了すると、直線ｆ２ａで示されるように、画素群ｆ２の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２から撮像信号を読み出す。
【０１２９】
時刻ｔ３において画素群ｆ２からの撮像信号の読み出しが開始され、この撮像信号がデータバス２５に出力されると、表示用画像データ生成部１７Ｂがこの撮像信号を順次処理して第二の表示用画像データを生成する。
【０１３０】
そして、表示用画像データ生成部１７Ｂは、この第二の表示用画像データを表示ドライバ２２に転送する。これにより、この第二の表示用画像データに基づくポストビュー画像が、直線ＤＲ２で示されるように、表示面の上端側から順番に１ラインずつ描画されていく。
【０１３１】
駆動制御部１１Ａは、時刻ｔ４において画素群ｆ２からの撮像信号の読み出しが完了すると、直線ｆ３ａで示されるように、画素群ｆ３の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２から撮像信号を読み出す。ここで読み出された撮像信号は表示用画像データの生成には利用されず、表示部２３の表示は更新されない。
【０１３２】
駆動制御部１１Ａは、時刻ｔ５において画素群ｆ３からの撮像信号の読み出しが完了すると、直線ｆ４ａで示されるように、画素群ｆ４の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２から撮像信号を読み出す。ここで読み出された撮像信号は表示用画像データの生成には利用されず、表示部２３の表示は更新されない。
【０１３３】
駆動制御部１１Ａは、時刻ｔ６において画素群ｆ４からの撮像信号の読み出しが完了すると、直線ｆ５ａで示されるように、画素群ｆ５の画素行６２を受光面６０の上端側から下端側に向かって順番に選択し、選択した画素行６２から撮像信号を読み出す。ここで読み出された撮像信号は表示用画像データの生成には利用されず、表示部２３の表示は更新されない。
【０１３４】
時刻ｔ７において画素群ｆ５からの撮像信号の読み出しが完了すると、画像処理部１７Ａが、直線ｆ１ａ〜ｆ５ａで読み出された静止画撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、記憶媒体２１に記憶する（図中の“撮像画像データ生成”）。また、ライブビューシーケンスＬＶが再開される。
【０１３５】
図７において、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの期間、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの期間、及び、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの期間は、それぞれフィールド期間を構成する。また、静止画露光シーケンスＥＸとこれに続く静止画読み出しシーケンスＲＥが行われる期間は、駆動制御部１１Ａが駆動制御を行う期間となる。
【０１３６】
図８は、図１に示すデジタルカメラ１００の連写モード時の動作を説明するためのタイミングチャートである。図８において、“合焦制御”の横には、合焦制御部１１Ｂの動作状態が示されている。
【０１３７】
デジタルカメラ１００が連写モードに設定されると、ライブビューシーケンスＬＶが開始される。ライブビューシーケンスＬＶの動作については図７で説明したのと同じであるため説明を省略する。
【０１３８】
このライブビューシーケンスＬＶの期間に撮像指示がなされると、この撮像指示の直後の垂直同期信号ＶＤの立下りのタイミング（時刻ｔ１）で静止画露光シーケンスＥＸが開始される。静止画露光シーケンスＥＸの動作については図７で説明したのと同じであるため説明を省略する。
【０１３９】
静止画露光シーケンスＥＸが終了すると、時刻ｔ２において静止画読み出しシーケンスＲＥが開始される。静止画読み出しシーケンスＲＥにおける撮像素子５からの撮像信号の読み出し動作と表示部２３での表示動作は図７で説明したのと同じである。
【０１４０】
連写モードでの静止画読み出しシーケンスＲＥが、単写モードの静止画読み出しシーケンスＲＥと異なるのは、合焦制御部１１Ｂの動作であるため、この動作について説明する。
【０１４１】
時刻ｔ２において画素群ｆ１からの撮像信号の読み出しが開始され、この撮像信号がデータバス２５に出力されると、合焦制御部１１Ｂは、この撮像信号のうちの位相差検出用画素６１Ｒ及び位相差検出用画素６１Ｌから読み出された撮像信号を用いて位相差を算出し、この位相差からデフォーカス量を求める処理を開始する（図中の“ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）演算”）。
【０１４２】
そして、合焦制御部１１Ｂは、画素群ｆ２からの撮像信号の読み出し期間中にデフォーカス量の算出を完了すると、撮像素子５からの静止画撮像信号群の読み出しが完了する時刻ｔ７までの間の任意のタイミングで、このデフォーカス量に基づいてフォーカスレンズの焦点位置を制御する（図中の“合焦制御”）。
【０１４３】
時刻ｔ７において静止画読み出しシーケンスＲＥが終了すると、静止画露光シーケンスＥＸが行われ、その後、静止画読み出しシーケンスＲＥが行われる。連写モードでは、撮像指示に応じて、静止画露光シーケンスＥＸ及び静止画読み出しシーケンスＲＥのセットが複数回連続して行われる。
【０１４４】
以上のように図１に示すデジタルカメラ１００によれば、静止画読み出しシーケンスＲＥにおける最初のフィールド期間で撮像素子５から読み出される撮像信号群には、位相差検出に必要な撮像信号が含まれる。
【０１４５】
このため、連写モード時には、この撮像信号を利用して静止画読み出しシーケンスＲＥの期間に合焦制御を行うことができ、被写体への追従性の高い合焦制御を実現することができる。
【０１４６】
また、図１に示すデジタルカメラ１００によれば、静止画読み出しシーケンスＲＥの最初のフィールド期間において全ての位相差検出用画素からの撮像信号を読み出すことができる。このため、位相差検出に用いる情報量を増やすことができ、合焦精度を上げることができる。
【０１４７】
また、図１に示すデジタルカメラ１００によれば、静止画読み出しシーケンスＲＥの最初のフィールド期間で読み出された撮像信号群に基づいて、静止画読み出しシーケンスＲＥの間にポストビュー画像が表示される。このため、ポストビュー表示を高速に行うことができる。
【０１４８】
また、静止画読み出しシーケンスＲＥの最初のフィールド期間で読み出される撮像信号群に対しては、位相差検出用画素から読み出された撮像信号を撮像用画素から読み出されたものとして扱う信号処理が施される。このため、高解像度の第一の表示用画像データを生成することができ、ポストビュー表示品質を向上させることができる
【０１４９】
更に、このポストビュー画像は、その後、撮像用画素から読み出された撮像信号に基づいて上記の信号処理を行うことなく生成された第二の表示用画像データに基づく画像に切り替わる。このように、上記の信号処理を行うことなく生成された表示用画像データに基づいてポストビュー画像を更新することができるため、ポストビュー画像の品質を向上させることができる。
【０１５０】
また、図１に示すデジタルカメラ１００によれば、静止画読み出しシーケンスＲＥの最初のフィールド期間では、フィールドＦ１にある画素群ｆ１から撮像信号が読みされ、その次のフィールド期間では、フィールドＦ２にある画素群ｆ２から撮像信号が読みされる。
【０１５１】
フィールドＦ１とフィールドＦ２は隣接する領域であるため、最初のフィールド期間で読み出される撮像信号群に基づくポストビュー画像と、その次のフィールド期間で読み出される撮像信号群に基づくポストビュー画像との差を最小とすることができる。
【０１５２】
したがって、ポストビュー画像の切り替えを自然なものとすることができ、ポストビュー画像の品質を更に向上させることができる。
【０１５３】
また、図１に示すデジタルカメラ１００によれば、連写モード時には、複数回の静止画露光シーケンスＥＸの各々における露光が開始してからその露光によるポストビュー画像の表示が開始されるまでの間は、表示部２３がブラックアウトされる。このように、静止画露光シーケンスＥＸ毎に表示部２３がブラックアウトすることで、連写している感覚をユーザに与えることができる。
【０１５４】
また、図１に示すデジタルカメラ１００によれば、ライブビューシーケンスＬＶでは、撮像素子５から５つの画素行６２に１つの割合で撮像信号の読み出しが行われ、各フィールド期間では、同様に、撮像素子５から５つの画素行６２に１つの割合で撮像信号の読み出しが行われる。
【０１５５】
このため、ライブビュー表示のための信号処理と、ポストビューのための信号処理とを同じにすることができ、処理を簡素化することができる。
【０１５６】
次に、図１に示すデジタルカメラ１００の変形例について説明する。
【０１５７】
（第一の変形例）
図９は、図１に示すデジタルカメラ１００の連写モード時の動作の変形例を説明するためのタイミングチャートである。
【０１５８】
図９に示すタイミングチャートは、図８に示すタイミングチャートにおいて、２回目以降の各静止画露光シーケンスＥＸで行われる表示部２３をブラックアウトさせる制御を省略したものである。
【０１５９】
このように、連写モード時には、最初の露光が開始してからポストビュー画像の表示が開始されるまでの間は表示部２３をブラックアウトさせ、２回目以降の各露光が開始してからポストビュー画像の表示が開始されるまでの間は、表示部２３に表示中のポストビュー画像の表示を継続することで、表示部２３がブラックアウトを繰り返すことによる明滅をなくすことができる。この結果、ポストビュー画像の見栄えを向上させることができる。
【０１６０】
なお、図８に示す動作と図９に示す動作をユーザ設定によって任意に切り替えられるようにしてもよい。これにより、ユーザの好みに応じた処理が可能となり、使い勝手を向上させることができる。
【０１６１】
（第二の変形例）
撮像素子５のフィールドＦ１〜Ｆ５のうち、静止画読み出しシーケンスＲＥの３番目以降のフレーム期間で撮像信号群が読み出されるフィールド（フィールドＦ３〜フィールドＦ５の少なくとも１つのフィールド）に、位相差検出用画素６１Ｒと位相差検出用画素６１ＬのペアＰを複数含む位相差検出画素行ＰＬが含まれる構成であってもよい。
【０１６２】
例えば、フィールドＦ１とフィールドＦ３の各々にある画素群の画素配列が図３に示したものとされ、フィールドＦ２とフィールドＦ４とフィールドＦ５の各々にある画素群の画素配列が図４に示したものとされる構成が考えられる。
【０１６３】
この変形例のデジタルカメラの連写モード時の動作を示すタイミングチャートを図１０に示す。図１０に示すタイミングチャートは、合焦制御部１１Ｂの動作のみが図８と異なっている。
【０１６４】
この変形例では、合焦制御部１１Ｂは、直線ｆ１ａによって画素群ｆ１の位相差検出用画素から読み出された撮像信号と、直線ｆ３ａによって画素群ｆ３の位相差検出用画素から読み出された撮像信号とに基づいてデフォーカス量の算出を行い、その後、このデフォーカス量に基づいて時刻ｔ７までの間にフォーカスレンズの焦点位置を制御する。
【０１６５】
この変形例によれば、位相差の算出に用いる撮像信号の数を増やすことができるため、位相差の算出精度を向上させて合焦制御を高精度に行うことができる。また、受光面６０に設けるペアＰの数を増やすことができ、合焦させることのできる被写体の範囲を柔軟に設定することが可能となる。
【０１６６】
（第三の変形例）
撮像素子５は、受光面６０にベイヤ配列にしたがって画素６１が配置される構成であるが、画素６１はベイヤ配列以外の図１１に例示される特定の配列にしたがって受光面６０に配置されていてもよい。
【０１６７】
図１１は、撮像素子５の受光面６０に配置される画素の配列の変形例を示す図である。
【０１６８】
図１１に示す撮像素子５の画素は、赤色光を光電変換する画素の数と、青色光を光電変換する画素の数と、緑色光を光電変換する画素の数との比が１：１：２．５となる配列パターンにしたがって配置されている。
【０１６９】
この配列パターンは、撮像用画素６１ｇと撮像用画素６１ｂと撮像用画素６１ｇとが行方向Ｘに並ぶ第一の行と、撮像用画素６１ｒと撮像用画素６１ｇと撮像用画素６１ｒとが行方向Ｘに並ぶ第二の行と、上記の第一の行とが列方向に並ぶユニットＵ１と、撮像用画素６１ｇと撮像用画素６１ｒと撮像用画素６１ｇとが行方向Ｘに並ぶ第三の行と、撮像用画素６１ｂと撮像用画素６１ｇと撮像用画素６１ｂとが行方向Ｘに並ぶ第四の行と、上記の第三の行とが列方向に並ぶユニットＵ２と、を含み、ユニットＵ１とユニットＵ２が行方向Ｘ及び列方向Ｙに市松状に配置されるパターンである。
【０１７０】
撮像用画素６１ｇに含まれる光電変換部は第四の光電変換部を構成する。撮像用画素６１ｂに含まれる光電変換部は第五の光電変換部を構成する。撮像用画素６１ｒに含まれる光電変換部は第六の光電変換部を構成する。
【０１７１】
図１１に示す撮像素子５を搭載するデジタルカメラのデジタル信号処理部１７は、撮像素子５に含まれる全ての画素の各々から読み出される撮像信号の集合である静止画撮像信号群に対してデモザイク処理を行って、撮像素子５の各画素の位置に対応させて赤色信号、緑色信号、及び、青色信号を生成し、この赤色信号、緑色信号、及び、青色信号を重みづけ加算することで各画素の位置に対応する輝度信号を生成する。
【０１７２】
例えば、デジタル信号処理部１７は、赤色信号と緑色信号と青色信号を３：６：１の割合で重みづけ加算することで輝度信号を得る。
【０１７３】
デジタル信号処理部１７は、この輝度信号と赤色信号、緑色信号、及び、青色信号とを利用して色差信号を生成する。このような処理により、撮像素子５の各画素の位置に対応させて輝度信号及び色差信号からなる画素信号が生成され、この画素信号の集合によって撮像画像データが構成される。
【０１７４】
したがって、図１１に示す画素配列の撮像素子５においては、撮像用画素６０ｒと撮像用画素６０ｇと撮像用画素６０ｂのうち、撮像用画素６０ｇが、輝度信号を得るために最も寄与する第一の色としての緑色を受光する画素となる。撮像用画素６０ｂは第一の色とは異なる第二の色を受光する画素となり、撮像用画素６０ｒは第一の色及び第二の色とは異なる第三の色を受光する画素となる。
【０１７５】
図１１に示す撮像素子５の受光面６０には、４つのフィールドＦ１〜Ｆ４が設定されている。この変形例において、受光面６０に設定されるフィールドの数は２以上の偶数である。
【０１７６】
図１１に示す撮像素子５では、Ｍを０以上の整数とし、受光面６０に設定されるフィールド数をｎ（ここではｎ＝４）とし、ｋ＝１〜ｎとして、受光面６０に配列された全ての画素行６２のうちの受光面６０の上端側から数えて（ｎ×Ｍ＋ｋ）番目にある画素行６２が配置される領域がフィールドＦｋとされている。
【０１７７】
このフィールドＦ１〜フィールドＦ４のうち、フィールドＦ１にある画素群を構成する画素行の一部は、位相差検出画素行ＰＬとされている。
【０１７８】
図１２は、図１１に示す撮像素子５のフィールドＦ１にある画素群の画素配列を部分的に示す図である。
【０１７９】
図１２に示すように、フィールドＦ１にある画素群を構成する画素行の一部は、位相差検出画素行ＰＬとされており、位相差検出画素行ＰＬ同士の間には、撮像用画素のみからなる画素行が図の例では５つ配置されている。
【０１８０】
表示用画像データ生成部１７Ｂが行う上記の信号処理によって、図１２に示す画素群から読み出される撮像信号群によって高品質の第一の表示用画像データを生成するためには、図１２に示す画素配列において列方向Ｙで隣り合う２つの位相差検出画素行ＰＬの間に、撮像用画素のみで構成される画素行が少なくとも１つ存在するという条件を満たす必要がある。
【０１８１】
この条件を満たすのは、ｍを２以上の自然数として、位相差検出画素行ＰＬが受光面６０において｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置された構成である。
【０１８２】
図１１に示す撮像素子５を搭載するデジタルカメラでは、ｎ＝４かつｍ＝６となっており、受光面６０において位相差検出画素行ＰＬが２４個おきに配置されている。つまり、受光面６０に配置される最も近い２つの位相差検出画素行ＰＬの間には、撮像用画素のみを含む画素行６２が２４個存在している。
【０１８３】
以上のように、図１１に示した画素配列の撮像素子５を用いることでも、上述した図１に示すデジタルカメラ１００と同じ効果を得ることができる。
【０１８４】
以下では、撮像装置としてスマートフォンの構成について説明する。
【０１８５】
図１３は、本発明の撮像装置の一実施形態であるスマートフォン２００の外観を示すものである。
【０１８６】
図１３に示すスマートフォン２００は、平板状の筐体２０１を有し、筐体２０１の一方の面に表示部としての表示パネル２０２と、入力部としての操作パネル２０３とが一体となった表示入力部２０４を備えている。
【０１８７】
また、この様な筐体２０１は、スピーカ２０５と、マイクロホン２０６と、操作部２０７と、カメラ部２０８とを備えている。
【０１８８】
なお、筐体２０１の構成はこれに限定されず、例えば、表示部と入力部とが独立した構成を採用したり、折り畳み構造やスライド機構を有する構成を採用したりすることもできる。
【０１８９】
図１４は、図１３に示すスマートフォン２００の構成を示すブロック図である。
【０１９０】
図１４に示すように、スマートフォンの主たる構成要素として、無線通信部２１０と、表示入力部２０４と、通話部２１１と、操作部２０７と、カメラ部２０８と、記憶部２１２と、外部入出力部２１３と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）受信部２１４と、モーションセンサ部２１５と、電源部２１６と、主制御部２２０とを備える。
【０１９１】
また、スマートフォン２００の主たる機能として、図示省略の基地局装置ＢＳと図示省略の移動通信網ＮＷとを介した移動無線通信を行う無線通信機能を備える。
【０１９２】
無線通信部２１０は、主制御部２２０の指示にしたがって、移動通信網ＮＷに収容された基地局装置ＢＳに対し無線通信を行うものである。この無線通信を使用して、音声データ、画像データ等の各種ファイルデータ、電子メールデータなどの送受信や、Ｗｅｂデータやストリーミングデータなどの受信を行う。
【０１９３】
表示入力部２０４は、主制御部２２０の制御により、画像（静止画像及び動画像）や文字情報などを表示して視覚的にユーザに情報を伝達するとともに、表示した情報に対するユーザ操作を検出する、いわゆるタッチパネルであって、表示パネル２０２と、操作パネル２０３とを備える。
【０１９４】
表示パネル２０２は、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＯＥＬＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などを表示デバイスとして用いたものである。
【０１９５】
操作パネル２０３は、表示パネル２０２の表示面上に表示される画像を視認可能に載置され、ユーザの指や尖筆によって操作される一又は複数の座標を検出するデバイスである。このデバイスをユーザの指や尖筆によって操作すると、操作に起因して発生する検出信号を主制御部２２０に出力する。次いで、主制御部２２０は、受信した検出信号に基づいて、表示パネル２０２上の操作位置（座標）を検出する。
【０１９６】
図１３に示すように、本発明の撮像装置の一実施形態として例示しているスマートフォン２００の表示パネル２０２と操作パネル２０３とは一体となって表示入力部２０４を構成しているが、操作パネル２０３が表示パネル２０２を完全に覆うような配置となっている。
【０１９７】
係る配置を採用した場合、操作パネル２０３は、表示パネル２０２外の領域についても、ユーザ操作を検出する機能を備えてもよい。換言すると、操作パネル２０３は、表示パネル２０２に重なる重畳部分についての検出領域（以下、表示領域と称する）と、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分についての検出領域（以下、非表示領域と称する）とを備えていてもよい。
【０１９８】
なお、表示領域の大きさと表示パネル２０２の大きさとを完全に一致させても良いが、両者を必ずしも一致させる必要は無い。また、操作パネル２０３が、外縁部分と、それ以外の内側部分の２つの感応領域を備えていてもよい。
【０１９９】
更に、外縁部分の幅は、筐体２０１の大きさなどに応じて適宜設計されるものである。更にまた、操作パネル２０３で採用される位置検出方式としては、マトリクススイッチ方式、抵抗膜方式、表面弾性波方式、赤外線方式、電磁誘導方式、静電容量方式などが挙げられ、いずれの方式を採用することもできる。
【０２００】
通話部２１１は、スピーカ２０５やマイクロホン２０６を備え、マイクロホン２０６を通じて入力されたユーザの音声を主制御部２２０にて処理可能な音声データに変換して主制御部２２０に出力したり、無線通信部２１０あるいは外部入出力部２１３により受信された音声データを復号してスピーカ２０５から出力させたりするものである。
【０２０１】
また、図１３に示すように、例えば、スピーカ２０５を表示入力部２０４が設けられた面と同じ面に搭載し、マイクロホン２０６を筐体２０１の側面に搭載することができる。
【０２０２】
操作部２０７は、キースイッチなどを用いたハードウェアキーであって、ユーザからの指示を受け付けるものである。例えば、図１３に示すように、操作部２０７は、スマートフォン２００の筐体２０１の側面に搭載され、指などで押下されるとオンとなり、指を離すとバネなどの復元力によってオフ状態となる押しボタン式のスイッチである。
【０２０３】
記憶部２１２は、主制御部２２０の制御プログラムや制御データ、アプリケーションソフトウェア、通信相手の名称や電話番号などを対応づけたアドレスデータ、送受信した電子メールのデータ、ＷｅｂブラウジングによりダウンロードしたＷｅｂデータや、ダウンロードしたコンテンツデータを記憶し、またストリーミングデータなどを一時的に記憶するものである。
【０２０４】
また、記憶部２１２は、スマートフォン内蔵の内部記憶部２１７と着脱自在な外部メモリスロットを有する外部記憶部２１８により構成される。なお、記憶部２１２を構成するそれぞれの内部記憶部２１７と外部記憶部２１８は、フラッシュメモリタイプ（ｆｌａｓｈ  ｍｅｍｏｒｙ  ｔｙｐｅ）、ハードディスクタイプ（ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｔｙｐｅ）、マルチメディアカードマイクロタイプ（ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｃａｒｄ  ｍｉｃｒｏ  ｔｙｐｅ）、カードタイプのメモリ（例えば、ＭｉｃｒｏＳＤ（登録商標）メモリ等）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）などの格納媒体を用いて実現される。
【０２０５】
外部入出力部２１３は、スマートフォン２００に連結される全ての外部機器とのインターフェースの役割を果たすものであり、他の外部機器に通信等（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、ＩＥＥＥ１３９４など）又はネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）（登録商標）、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）、赤外線通信（Ｉｎｆｒａｒｅｄ  Ｄａｔａ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ：ＩｒＤＡ）（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ  Ｗｉｄｅｂａｎｄ）（登録商標）、ジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）（登録商標）など）により直接的又は間接的に接続するためのものである。
【０２０６】
スマートフォン２００に連結される外部機器としては、例えば、有／無線ヘッドセット、有／無線外部充電器、有／無線データポート、カードソケットを介して接続されるメモリカード（Ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）やＳＩＭ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）／ＵＩＭ（Ｕｓｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｃａｒｄ）カード、オーディオ・ビデオＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子を介して接続される外部オーディオ・ビデオ機器、無線接続される外部オーディオ・ビデオ機器、有／無線接続されるスマートフォン、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、有／無線接続されるＰＤＡ、有／無線接続されるパーソナルコンピュータ、イヤホンなどがある。外部入出力部２１３は、このような外部機器から伝送を受けたデータをスマートフォン２００の内部の各構成要素に伝達することや、スマートフォン２００の内部のデータが外部機器に伝送されるようにすることができる。
【０２０７】
ＧＰＳ受信部２１４は、主制御部２２０の指示にしたがって、ＧＰＳ衛星ＳＴ１〜ＳＴｎから送信されるＧＰＳ信号を受信し、受信した複数のＧＰＳ信号に基づく測位演算処理を実行し、スマートフォン２００の緯度、経度、高度からなる位置を検出する。ＧＰＳ受信部２１４は、無線通信部２１０や外部入出力部２１３（例えば、無線ＬＡＮ）から位置情報を取得できる時には、その位置情報を用いて位置を検出することもできる。
【０２０８】
モーションセンサ部２１５は、例えば、３軸の加速度センサなどを備え、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の物理的な動きを検出する。スマートフォン２００の物理的な動きを検出することにより、スマートフォン２００の動く方向や加速度が検出される。係る検出結果は、主制御部２２０に出力されるものである。
【０２０９】
電源部２１６は、主制御部２２０の指示にしたがって、スマートフォン２００の各部に、バッテリ（図示しない）に蓄えられる電力を供給するものである。
【０２１０】
主制御部２２０は、マイクロプロセッサを備え、記憶部２１２が記憶する制御プログラムや制御データにしたがって動作し、スマートフォン２００の各部を統括して制御するものである。また、主制御部２２０は、無線通信部２１０を通じて、音声通信やデータ通信を行うために、通信系の各部を制御する移動通信制御機能と、アプリケーション処理機能を備える。
【０２１１】
アプリケーション処理機能は、記憶部２１２が記憶するアプリケーションソフトウェアにしたがって主制御部２２０が動作することにより実現するものである。アプリケーション処理機能としては、例えば、外部入出力部２１３を制御して対向機器とデータ通信を行う赤外線通信機能や、電子メールの送受信を行う電子メール機能、Ｗｅｂページを閲覧するＷｅｂブラウジング機能などがある。
【０２１２】
また、主制御部２２０は、受信データやダウンロードしたストリーミングデータなどの画像データ（静止画像や動画像のデータ）に基づいて、映像を表示入力部２０４に表示する等の画像処理機能を備える。画像処理機能とは、主制御部２２０が、上記画像データを復号し、この復号結果に画像処理を施して、画像を表示入力部２０４に表示する機能のことをいう。
【０２１３】
更に、主制御部２２０は、表示パネル２０２に対する表示制御と、操作部２０７、操作パネル２０３を通じたユーザ操作を検出する操作検出制御を実行する。表示制御の実行により、主制御部２２０は、アプリケーションソフトウェアを起動するためのアイコンや、スクロールバーなどのソフトウェアキーを表示したり、あるいは電子メールを作成したりするためのウィンドウを表示する。
【０２１４】
なお、スクロールバーとは、表示パネル２０２の表示領域に収まりきれない大きな画像などについて、画像の表示部分を移動する指示を受け付けるためのソフトウェアキーのことをいう。
【０２１５】
また、操作検出制御の実行により、主制御部２２０は、操作部２０７を通じたユーザ操作を検出したり、操作パネル２０３を通じて、上記アイコンに対する操作や、上記ウィンドウの入力欄に対する文字列の入力を受け付けたり、あるいは、スクロールバーを通じた表示画像のスクロール要求を受け付ける。
【０２１６】
更に、操作検出制御の実行により主制御部２２０は、操作パネル２０３に対する操作位置が、表示パネル２０２に重なる重畳部分（表示領域）か、それ以外の表示パネル２０２に重ならない外縁部分（非表示領域）かを判定し、操作パネル２０３の感応領域や、ソフトウェアキーの表示位置を制御するタッチパネル制御機能を備える。
【０２１７】
また、主制御部２２０は、操作パネル２０３に対するジェスチャ操作を検出し、検出したジェスチャ操作に応じて、予め設定された機能を実行することもできる。ジェスチャ操作とは、従来の単純なタッチ操作ではなく、指などによって軌跡を描いたり、複数の位置を同時に指定したり、あるいはこれらを組み合わせて、複数の位置から少なくとも１つについて軌跡を描く操作を意味する。
【０２１８】
カメラ部２０８は、図１に示したデジタルカメラにおける外部メモリ制御部２０、記憶媒体２１、表示ドライバ２２、表示部２３、及び、操作部１４以外の構成を含む。カメラ部２０８によって生成された撮像画像データは、記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることができる。
【０２１９】
図１３に示すスマートフォン２００において、カメラ部２０８は表示入力部２０４と同じ面に搭載されているが、カメラ部２０８の搭載位置はこれに限らず、表示入力部２０４の背面に搭載されてもよい。
【０２２０】
また、カメラ部２０８はスマートフォン２００の各種機能に利用することができる。例えば、表示パネル２０２にカメラ部２０８で取得した画像を表示することや、操作パネル２０３の操作入力のひとつとして、カメラ部２０８の画像を利用することができる。
【０２２１】
また、ＧＰＳ受信部２１４が位置を検出する際に、カメラ部２０８からの画像を参照して位置を検出することもできる。更には、カメラ部２０８からの画像を参照して、３軸の加速度センサを用いずに、或いは、３軸の加速度センサと併用して、スマートフォン２００のカメラ部２０８の光軸方向を判断することや、現在の使用環境を判断することもできる。勿論、カメラ部２０８からの画像をアプリケーションソフトウェア内で利用することもできる。
【０２２２】
その他、静止画又は動画の画像データにＧＰＳ受信部２１４により取得した位置情報、マイクロホン２０６により取得した音声情報（主制御部等により、音声テキスト変換を行ってテキスト情報となっていてもよい）、モーションセンサ部２１５により取得した姿勢情報等などを付加して記憶部２１２に記録したり、外部入出力部２１３や無線通信部２１０を通じて出力したりすることもできる。
【０２２３】
以上のような構成のスマートフォン２００においても、図７〜図１０に示した動作によって、高品質のポストビュー画像を高速に表示することができ、更に、連写モード時において高速な合焦制御が可能になる。
【０２２４】
上記した実施形態及び各変形例では、行方向Ｘに位相差を検出する場合を例にしたが、列方向Ｙに位相差を検出する場合にも、同様に本発明を適用可能である。
【０２２５】
上記した実施形態及び各変形例では、撮像素子５としてＭＯＳ型のものが用いられているが、ＣＣＤ型の撮像素子を用いても同様の効果を得ることができる。
【０２２６】
また、撮像素子５として、各画素が光電変換部に蓄積された電荷を保持する電荷保持部を有し、この電荷保持部に保持された電荷をフローティングディフュージョンに転送して撮像信号を読み出すタイプのものを用いることもできる。このタイプの撮像素子を用いる場合には、メカニカルシャッタ３は不要となる。
【０２２７】
以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。
【０２２８】
（１）  一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が上記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、上記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、上記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子と、上記複数の第一の光電変換部、上記複数の第二の光電変換部、及び、上記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、上記露光によって上記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、上記露光によって上記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、上記露光によって上記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、上記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御部と、上記撮像素子から読み出された上記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、上記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理部と、上記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、上記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成部と、上記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、上記第一の画像を、上記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御部と、を備え、上記駆動制御部は、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記次のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像装置。
【０２２９】
（２）  （１）記載の撮像装置であって、上記表示用画像データ生成部は、上記第一の撮像信号群に対し、上記第一の撮像信号群のうちの上記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び上記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号の各々を、上記第三の光電変換部から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、上記信号処理後の上記第一の撮像信号群に基づいて上記第一の表示用画像データを生成する撮像装置。
【０２３０】
（３）  （２）記載の撮像装置であって、上記信号処理は、上記第一の撮像信号を上記第一の撮像信号の読み出し元の上記第一の光電変換部の周囲にある上記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又はその撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、上記第二の撮像信号を上記第二の撮像信号の読み出し元の上記第二の光電変換部の周囲にある上記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又はその撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像装置。
【０２３１】
（４）  （２）記載の撮像装置であって、上記信号処理は、上記第一の撮像信号にゲインを乗じ、上記第二の撮像信号にゲインを乗じる処理である撮像装置。
【０２３２】
（５）  （１）〜（４）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記駆動制御部は、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の全てのペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像装置。
【０２３３】
（６）  （１）〜（４）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記駆動制御部は、上記撮像信号群を３つ以上のフィールド期間に分けて読み出し、上記３つ以上のフィールド期間の最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の全てのペアのうちの一部のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記３つ以上のフィールド期間の２番目のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出し、上記３つ以上のフィールド期間の３番目以降のフィールド期間では、上記全てのペアのうちの残りの上記ペアと残りの上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像装置。
【０２３４】
（７）  （１）〜（６）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記撮像素子からの上記撮像信号群の読み出しが完了する前に、上記第一の撮像信号群のうちの上記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び上記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号に基づいて上記フォーカスレンズを制御して、上記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御部を更に備える撮像装置。
【０２３５】
（８）  （１）〜（７）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記撮像指示に応じて複数回の上記駆動制御を連続して行う連写モードを有し、上記表示制御部は、上記連写モード時には、上記複数回の上記駆動制御の各々による上記露光が開始してから上記第一の画像の表示が開始されるまでの間、上記表示部をブラックアウトさせる撮像装置。
【０２３６】
（９）  （１）〜（７）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記撮像指示に応じて複数回の上記駆動制御を連続して行う連写モードを有し、上記表示制御部は、上記連写モード時には、上記複数回の上記駆動制御のうちの最初の駆動制御による上記露光が開始してから上記第一の画像の表示が開始されるまでの間は上記表示部をブラックアウトさせ、上記複数回の上記駆動制御のうちの２回目以降の駆動制御による上記露光が開始してから上記第一の画像の表示が開始されるまでの間は、上記表示部に表示中の記第二の画像の表示を継続する撮像装置。
【０２３７】
（１０）  （１）〜（９）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記駆動制御部は、上記複数のフィールド期間の各々では、複数の上記画素行に含まれる光電変換部から撮像信号を読み出し、上記最初のフィールド期間で上記撮像素子から撮像信号が読み出される上記画素行と、上記次のフィールド期間で上記撮像素子から撮像信号が読み出される上記画素行は隣接している撮像装置。
【０２３８】
（１１）  （１）〜（１０）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記駆動制御部は、上記駆動制御を行う期間以外の非記憶期間では、上記光電変換部群を露光し、上記光電変換部群に含まれる全ての上記光電変換部のＮを自然数とする１／Ｎの上記光電変換部でその露光中に光電変換された撮像信号を上記撮像素子から読み出すライブビュー用駆動制御を行い、上記撮像指示に応じて行われる上記駆動制御における上記複数のフィールド期間の数と上記Ｎとが同じである撮像装置。
【０２３９】
（１２）  （１）〜（１１）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記撮像素子に含まれる全ての上記光電変換部はベイヤ配列にしたがって配置されており、上記撮像指示に応じて行われる上記駆動制御における上記複数のフィールド期間の数は３以上の奇数である撮像装置。
【０２４０】
（１３）  （１２）記載の撮像装置であって、上記複数の画素行は、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、上記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、上記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、上記ペアを含む上記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像装置。
【０２４１】
（１４）  （１）〜（１１）のいずれか１つに記載の撮像装置であって、上記撮像素子に含まれる全ての上記光電変換部は特定の配列にしたがって配置されており、上記特定の配列は、輝度成分に最も寄与する第一の色を受光する５つの第四の光電変換部と、上記第一の色とは異なる第二の色を受光する２つの第五の光電変換部と、上記第一の色及び上記第二の色とは異なる第三の色を受光する２つの第六の光電変換部とをそれぞれ含む第一ユニット及び第二ユニットが上記一方向とこれに直交する方向に市松状に配置されたものであり、上記第一ユニットは、上記第四の光電変換部と上記第五の光電変換部と上記第四の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第一の行と、上記第六の光電変換部と上記第四の光電変換部と上記第六の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第二の行と、上記第一の行とが上記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、上記第二ユニットは、上記第四の光電変換部と上記第六の光電変換部と上記第四の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第三の行と、上記第五の光電変換部と上記第四の光電変換部と上記第五の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第四の行と、上記第三の行とが上記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、上記撮像指示に応じて行われる上記駆動制御における上記複数のフィールド期間の数は偶数である撮像装置。
【０２４２】
（１５）  （１４）記載の撮像装置であって、上記複数の画素行は、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、上記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、上記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、上記ペアを含む上記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像装置。
【０２４３】
（１６）  一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が上記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、上記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、上記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像方法であって、上記複数の第一の光電変換部、上記複数の第二の光電変換部、及び、上記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、上記露光によって上記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、上記露光によって上記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、上記露光によって上記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、上記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、上記撮像素子から読み出された上記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、上記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、上記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、上記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、上記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、上記第一の画像を、上記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、を備え、上記駆動制御ステップでは、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記次のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像方法。
【０２４４】
（１７）  （１６）記載の撮像方法であって、上記表示用画像データ生成ステップでは、上記第一の撮像信号群に対し、上記第一の撮像信号群のうちの上記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び上記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号の各々を、上記第三の光電変換部から読み出されたものとして取り扱うための信号処理を行い、上記信号処理後の上記第一の撮像信号群に基づいて上記第一の表示用画像データを生成する撮像方法。
【０２４５】
（１８）  （１７）記載の撮像方法であって、
上記信号処理は、上記第一の撮像信号を上記第一の撮像信号の読み出し元の上記第一の光電変換部の周囲にある上記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又はその撮像信号に基づいて生成した撮像信号に置換し、上記第二の撮像信号を上記第二の撮像信号の読み出し元の上記第二の光電変換部の周囲にある上記第三の光電変換部から読み出された撮像信号又はその撮像信号に基づいて生成した信号に置換する処理である撮像方法。
【０２４６】
（１９）  （１７）記載の撮像方法であって、上記信号処理は、上記第一の撮像信号にゲインを乗じ、上記第二の撮像信号にゲインを乗じる処理である撮像方法。
【０２４７】
（２０）  （１６）〜（１９）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記駆動制御ステップでは、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の全てのペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像方法。
【０２４８】
（２１）  （１６）〜（１９）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記駆動制御ステップでは、上記撮像信号群を３つ以上のフィールド期間に分けて読み出し、上記３つ以上のフィールド期間の最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の全てのペアのうちの一部のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記３つ以上のフィールド期間の２番目のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出し、上記３つ以上のフィールド期間の３番目以降のフィールド期間では、上記全てのペアのうちの残りのペアと残りの上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出す撮像方法。
【０２４９】
（２２）  （１６）〜（２１）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記撮像素子からの上記撮像信号群の読み出しが完了する前に、上記第一の撮像信号群のうちの上記第一の光電変換部から読み出された第一の撮像信号及び上記第二の光電変換部から読み出された第二の撮像信号に基づいて上記フォーカスレンズを制御して、上記撮像光学系の合焦制御を行う合焦制御ステップを更に備える撮像方法。
【０２５０】
（２３）  （１６）〜（２２）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記撮像指示に応じて複数回の上記駆動制御を連続して行う連写モードにおいて、上記表示制御ステップでは、上記複数回の上記駆動制御の各々による上記露光が開始してから上記第一の画像の表示が開始されるまでの間、上記表示部をブラックアウトさせる撮像方法。
【０２５１】
（２４）  （１６）〜（２２）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記撮像指示に応じて複数回の上記駆動制御を連続して行う連写モードにおいて、上記表示制御ステップでは、上記複数回の上記駆動制御のうちの最初の駆動制御による上記露光が開始してから上記第一の画像の表示が開始されるまでの間は上記表示部をブラックアウトさせ、上記複数回の上記駆動制御のうちの２回目以降の駆動制御による上記露光が開始してから上記第一の画像の表示が開始されるまでの間は、上記表示部に表示中の記第二の画像の表示を継続する撮像方法。
【０２５２】
（２５）  （１６）〜（２４）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記駆動制御ステップでは、上記複数のフィールド期間の各々では、複数の上記画素行に含まれる光電変換部から撮像信号を読み出し、上記最初のフィールド期間で上記撮像素子から撮像信号が読み出される上記画素行と、上記次のフィールド期間で上記撮像素子から撮像信号が読み出される上記画素行は隣接している撮像方法。
【０２５３】
（２６）  （１６）〜（２５）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記駆動制御ステップでは、上記駆動制御を行う期間以外の非記憶期間では、上記光電変換部群を露光し、上記光電変換部群に含まれる全ての上記光電変換部のＮを自然数とする１／Ｎの上記光電変換部でその露光中に光電変換された撮像信号を上記撮像素子から読み出すライブビュー用駆動制御を行い、上記撮像指示に応じて行われる上記駆動制御における上記複数のフィールド期間の数と上記Ｎとが同じである撮像方法。
【０２５４】
（２７）  （１６）〜（２６）のいずれか１項記載の撮像方法であって、上記撮像素子に含まれる全ての上記光電変換部はベイヤ配列にしたがって配置されており、上記撮像指示に応じて行われる上記駆動制御における上記複数のフィールド期間の数は３以上の奇数である撮像方法。
【０２５５】
（２８）  （２７）記載の撮像方法であって、上記複数の画素行は、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、上記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、上記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、上記ペアを含む上記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像方法。
【０２５６】
（２９）  （１６）〜（２６）のいずれか１つに記載の撮像方法であって、上記撮像素子に含まれる全ての上記光電変換部は特定の配列にしたがって配置されており、上記特定の配列は、輝度成分に最も寄与する第一の色を受光する５つの第四の光電変換部と、上記第一の色とは異なる第二の色を受光する２つの第五の光電変換部と、上記第一の色及び上記第二の色とは異なる第三の色を受光する２つの第六の光電変換部とをそれぞれ含む第一ユニット及び第二ユニットが上記一方向とこれに直交する方向に市松状に配置されたものであり、上記第一ユニットは、上記第四の光電変換部と上記第五の光電変換部と上記第四の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第一の行と、上記第六の光電変換部と上記第四の光電変換部と上記第六の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第二の行と、上記第一の行とが上記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、上記第二ユニットは、上記第四の光電変換部と上記第六の光電変換部と上記第四の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第三の行と、上記第五の光電変換部と上記第四の光電変換部と上記第五の光電変換部とが上記一方向に並ぶ第四の行と、上記第三の行とが上記一方向に直交する方向に並ぶ構成であり、上記撮像指示に応じて行われる上記駆動制御における上記複数のフィールド期間の数は偶数である撮像方法。
【０２５７】
（３０）  （２９）記載の撮像方法であって、上記複数の画素行は、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部のペアを含む画素行と、上記第三の光電変換部のみを含む画素行とを含み、上記複数のフィールド期間の数をｎとし、ｍを２以上の自然数とした場合に、上記ペアを含む上記画素行は、｛（ｎ×ｍ）−１｝個おきに配置されている撮像方法。
【０２５８】
（３１）  一方向に並ぶ複数の光電変換部からなる複数の画素行が上記一方向と直交する方向に並ぶ受光面を有し、上記複数の画素行には、フォーカスレンズを含む撮像光学系の瞳領域の一方向に並ぶ異なる部分を通過した一対の光束の一方を受光する複数の第一の光電変換部と、上記一対の光束の他方を受光する複数の第二の光電変換部と、上記一対の光束の両方を受光する複数の第三の光電変換部とが含まれる撮像素子を用いて被写体を撮像する撮像プログラムであって、上記複数の第一の光電変換部、上記複数の第二の光電変換部、及び、上記複数の第三の光電変換部を含む光電変換部群を露光し、上記露光によって上記複数の第一の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、上記露光によって上記複数の第二の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号、及び、上記露光によって上記複数の第三の光電変換部の各々で光電変換された撮像信号を含む撮像信号群を、上記撮像素子から複数のフィールド期間に分けて読み出す駆動制御を、撮像指示に応じて行う駆動制御ステップと、上記撮像素子から読み出された上記撮像信号群を処理して撮像画像データを生成し、上記撮像画像データを記憶媒体に記憶する画像処理ステップと、上記複数のフィールド期間のうちの最初のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第一の撮像信号群を処理して第一の表示用画像データを生成し、上記最初のフィールド期間の次のフィールド期間で上記撮像素子から読み出される第二の撮像信号群を処理して第二の表示用画像データを生成する表示用画像データ生成ステップと、上記第一の表示用画像データに基づく第一の画像を表示部に表示した後、上記第一の画像を、上記第二の表示用画像データに基づく第二の画像に切り替える表示制御ステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、上記駆動制御ステップでは、上記最初のフィールド期間では、上記第一の光電変換部と上記第二の光電変換部の複数のペアと、複数の上記第三の光電変換部とから撮像信号を読み出し、上記次のフィールド期間では、複数の上記第三の光電変換部から撮像信号を読み出す撮像プログラム。
【産業上の利用可能性】
【０２５９】
本発明によれば、高解像度の撮像画像データの記憶を可能とし、この撮像画像データを表示部においてすぐに確認することのできる撮像装置、撮像方法、及び、撮像プログラムを提供することができる。【０２６０】
以上、本発明を特定の実施形態によって説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、開示された発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本出願は、２０１６年１１月９日出願の日本特許出願（特願２０１６−２１９０３７）に基づくものであり、その内容はここに取り込まれる。
【符号の説明】
【０２６１】
１００  デジタルカメラ
１  撮像レンズ
２  絞り
３  メカニカルシャッタ
４  レンズ制御部
５  撮像素子
６  シャッタ駆動部
８  レンズ駆動部
９  絞り駆動部
４０  レンズ装置
１０  撮像素子駆動部
１１  システム制御部
１１Ａ  駆動制御部
１１Ｂ  合焦制御部
１４  操作部
１７  デジタル信号処理部
１７Ａ  画像処理部
１７Ｂ  表示用画像データ生成部
１７Ｃ  表示制御部
２０  外部メモリ制御部
２１  記憶媒体
２２  表示ドライバ
２３  表示部
２４  制御バス
２５  データバス
６０  受光面
６１  画素
６２  画素行
６３  駆動回路
６４  信号処理回路
Ｘ  行方向
Ｙ  列方向
Ｆ１〜Ｆ５  フィールド
ｆ１，ｆ２  画素群
６１ｒ、６１ｇ、６１ｂ  撮像用画素
６１Ｒ，６１Ｌ位相差検出用画素
Ｐ  ペア
ＰＬ  位相差検出画素行
Ｒ１，Ｒ２  リセットタイミングを示す直線
ｆ１ａ  フィールドＦ１からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
ｆ２ａ  フィールドＦ２からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
ｆ３ａ  フィールドＦ３からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
ｆ４ａ  フィールドＦ４からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
ｆ５ａ  フィールドＦ５からの撮像信号の読み出しタイミングを示す直線
ＢＯ  表示停止タイミングを示す直線
ＤＲ，ＤＲ１，ＤＲ２  描画タイミングを示す直線
ＬＶ  ライブビューシーケンス
ＥＸ  静止画露光シーケンス
ＲＥ  静止画読み出しシーケンス
Ｕ１，Ｕ２  ユニット
２００  スマートフォン
２０１  筐体
２０２  表示パネル
２０３  操作パネル
２０４  表示入力部
２０５  スピーカ
２０６  マイクロホン
２０７  操作部
２０８  カメラ部
２１０  無線通信部
２１１  通話部
２１２  記憶部
２１３  外部入出力部
２１４  ＧＰＳ受信部
２１５  モーションセンサ部
２１６  電源部
２１７  内部記憶部
２１８  外部記憶部
２２０  主制御部
ＳＴ１〜ＳＴｎ  ＧＰＳ衛星
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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