撮像装置及び撮像素子制御方法
【課題】撮像素子に備えられる複数の撮像画素の一部を焦点検出用の１対の撮像画素として利用する場合において、それら撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算して撮像素子から読み出す場合であっても、撮像レンズのデフォーカス量を求めることができなくなることを防止する。
【解決手段】原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、複数の撮影用撮像画素１７からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、焦点検出用撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号同士を加算するとともに、焦点検出用撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる１対の画素信号とを用いて原画像を生成し、その１対の画素信号によりデフォーカス量を求める。
【解決手段】原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、複数の撮影用撮像画素１７からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、焦点検出用撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号同士を加算するとともに、焦点検出用撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる１対の画素信号とを用いて原画像を生成し、その１対の画素信号によりデフォーカス量を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートフォーカス機能を実現するための手法は、大きく２種類に分類される。
【０００３】
すなわち、撮像素子の出力の高周波成分の評価値が最も大きくなる撮像レンズの位置を合焦位置とするコントラスト検出手法と、光学系からの光束を２分割し、その２分割した光束を１対の焦点検出用センサで受光し、その１対の焦点検出用センサから出力される信号のそれぞれの瞳の中心を基準とする位相差に基づいてデフォーカス量を求め、そのデフォーカス量がゼロになる光学系の位置を合焦位置とする位相差検出手法とがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
コントラスト検出手法は、位相差検出手法に比べて、光学系の他に焦点検出用センサを備える必要が無いため、コストや体格の増大を抑えることができるが、評価値が最大になるまで少しずつ光学系を動かす必要があるため、合焦位置を求めるまでに時間がかかってしまう。
【０００５】
一方、位相差検出手法は、コントラスト検出手法に比べて、焦点検出用センサの出力により直接デフォーカス量を求めることができるため、合焦位置を求めるまでにかかる時間を短縮することができるが、光学系の他に焦点検出用センサを備える必要があるため、コストや体格が増大してしまう。
【０００６】
そこで、両方の手法の欠点を補うために、撮像素子に備えられる複数の撮像画素のうちの一部の撮像画素を位相差検出手法における１対の焦点検出用センサとして利用することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−００３１２２号公報
【特許文献２】特開２０００−１５６８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、撮像素子に備えられる複数の撮像画素のうちの一部の撮像画素を位相差検出手法における１対の焦点検出用センサとして利用する場合では、位相差の検出精度を落とさないために焦点検出用の１対の撮像画素同士ができるだけ近接している必要がある。そのため、静止画撮影可能な撮像素子の出力を用いて動画を得たい場合や連写スピードを上げたい場合などの理由で撮像素子内の複数の撮像画素から出力される画素信号を互いに加算することにより画素信号の数を減らして撮像素子から読み出す際、その焦点検出用の１対の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士が加算されてしまうおそれがある。そして、焦点検出用の１対の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士が加算されてしまうと、その加算後の画素信号の位相差はほぼゼロになってしまうため、デフォーカス量を求めることができなくなってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、撮像素子に備えられる複数の撮像画素の一部を焦点検出用の１対の撮像画素として利用する場合において、それら撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算して撮像素子から読み出す場合であっても、撮像レンズのデフォーカス量を求めることができなくなることを防止することが可能な撮像装置及び撮像素子制御方法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】
【００１０】
本発明の撮像装置は、撮像レンズと、瞳分割光学系と、撮像素子と、焦点検出手段と、焦点制御手段と、画像処理手段と、焦点検出画素検出手段と、撮像制御手段とを備える。
【００１１】
前記撮像レンズは、被写体からの光を集光する。
【００１２】
前記瞳分割光学系は、前記撮像レンズにより集光される光を複数の異なる瞳にそれぞれ通過させて分割する。
【００１３】
前記撮像素子は、いわゆる単板型カラー撮像素子であり、前記撮像レンズにより集光される光を受光する撮影用撮像画素と、前記瞳分割光学系により分割される複数の光をそれぞれ受光する１組の焦点検出用撮像画素とを備え、複数の前記撮影用撮像画素及び複数の前記１組の焦点検出用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を用いて原画像を生成する。
【００１４】
前記焦点検出手段は、前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号と前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号とに基づいて、前記撮像レンズのデフォーカス量を求める。
【００１５】
前記焦点制御手段は、前記焦点検出手段により求められるデフォーカス量がゼロになるように前記撮像レンズの位置を制御する。
【００１６】
前記画像処理手段は、前記撮像素子により生成される原画像を画像処理することによりカラー画像を生成する。
【００１７】
前記焦点検出画素検出手段は、前記複数の焦点検出用撮像画素のそれぞれの位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報を出力する。
【００１８】
前記撮像制御手段は、前記原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、前記複数の撮影用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、前記焦点検出画素検出手段から出力される前記焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、前記第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算するとともに、前記第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算することにより得られる１対の画素信号とを用いて前記原画像を生成するように、前記撮像素子の動作を制御する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、オートフォーカス機能を有する撮像装置において、撮像素子に備えられる複数の撮像画素の一部を焦点検出用の１対の撮像画素として利用する場合において、それら撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算して撮像素子から読み出す場合であっても、撮像レンズのデフォーカス量を求めることができなくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。
【図２】撮像素子の一例を示す図である。
【図３】受光部の一例を示す図である。
【図４Ａ】図３に示す破線枠内の受光部の拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す破線Ａ−Ａで受光部を切ったときの断面図である。
【図５】水平走査部及び画素信号保持部の一例を示す図である。
【図６】撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】画素信号の出力タイミング、画素信号保持部における各スイッチのオン、オフのタイミング、及び水平走査部における各スイッチのオン、オフのタイミングを示す図である。
【図８】水平走査部及び画素信号保持部の他の例を示す図である。
【図９】画素信号の出力タイミング、画素信号保持部における各スイッチのオン、オフのタイミング、及び水平走査部における各スイッチのオン、オフのタイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。
【００２２】
図１に示す撮像装置１は、撮像レンズ２と、瞳分割光学系３と、撮像素子４と、画像処理部５と、記録部６と、表示部７と、焦点検出部８（焦点検出手段）と、焦点制御部９（焦点制御手段）と、撮影モード設定部１０（例えば、ボタンやダイヤルなど）と、撮像装置制御部１１（例えば、ＣＰＵなど）と、焦点検出画素検出部１２（例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）と、撮像制御部１３（撮像制御手段）とを備える。
【００２３】
撮像素子４は、いわゆる単板型カラー撮像素子であり、受光部１４と、画素加算部１５と、加算制御部１６とを備える。
【００２４】
受光部１４は、複数の撮影用撮像画素１７と、複数の１組の焦点検出用撮像画素１８とを備える。なお、撮像素子４は、例えば、ライン単位で画素の蓄積制御が行われるＸ−Ｙアドレス型撮像素子（例えば、ＣＭＯＳセンサ）とする。
【００２５】
加算制御部１６は、撮影用撮像画素加算制御部１９と、焦点検出用撮像画素加算制御部２０とを備える。
【００２６】
画像処理部５は、撮像素子４から読み出される単板カラー原画像を構成するＲ／Ｇ／Ｂ画素の空間的な欠落情報を補間したカラー画像を生成する画素補間部２１を備える。
【００２７】
記録部６は、画像処理部５により生成されるカラー画像を記録する。
【００２８】
表示部７は、画像処理部５により生成されるカラー画像を表示する。
【００２９】
焦点検出部８は、１対の焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号の各位相差に基づいて、撮像レンズ２のデフォーカス量を求める。
【００３０】
焦点制御部９は、焦点検出部８により求められるデフォーカス量がゼロになるように、撮像レンズ２の位置を制御する。これにより、位相差検出手法によるオートフォーカス機能を実現することができる。
【００３１】
図２は、撮像素子４の一例を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００３２】
図２に示す撮像素子４は、受光部１４と、画素加算部１５と、加算制御部１６と、垂直走査部２２と、水平走査部２３とを備える。なお、画素加算部１５は、画素信号保持部２４を備える。また、説明を簡単にするために、受光部１４は８×８の撮像画素が備えられているものとする。
【００３３】
図３は、受光部１４の一例を示す図である。
【００３４】
図３に示す受光部１４は、８×８の撮像画素（１１）〜（８８）を備えて構成され、いわゆるベイヤー配列（Ｒ（レッド）、Ｇｒ（グリーン）、Ｇｂ（グリーン）、Ｂ（ブルー））のカラーフィルタを介して撮像レンズ２により結像される被写体像を受光する。なお、受光部１４の画素配列はベイヤー配列に限らない。
【００３５】
本実施形態の撮像装置１では、撮像画素（１１）〜（８８）のうち、Ｇｂのカラーフィルタに位置する撮像画素（２１）、（２３）、（２５）、（２７）、（４１）、（４３）、（４５）、（４７）、（６１）、（６３）、（６５）、（６７）、（８１）、（８３）、（８５）、（８７）を焦点検出用撮像画素１８とし、残りの撮像画素を撮影用撮像画素１７とする。
【００３６】
図４Ａは、図３に示す破線枠内の受光部１４を拡大した模式図であり、図４Ｂは、図４Ａの模式図に示す破線Ａ−Ａで受光部１４を切ったときの断面図である。
【００３７】
例えば、図４Ｂに示すように、瞳分割光学系３は、受光部１４の撮影用撮像画素１７や焦点検出用撮像画素１８のそれぞれの上に配置される複数のマイクロレンズ２５と、それらマイクロレンズ２５と受光部１４との間に設けられる遮光マスク２６とを備える。
【００３８】
撮影用撮像画素１７（例えば、撮像画素（２２）、（２４））は、マイクロレンズ２５により集められる光を遮光マスク２６に遮られることなく受光する。
【００３９】
１組の焦点検出用撮像画素１８（例えば、撮像画素（２１）、（２３）、（４１）、（４３））は、それぞれ、マイクロレンズ２５により集められる光のうち遮光マスク２６により遮られない光を受光する。すなわち、１組の焦点検出用撮像画素１８の上に配置される遮光マスク２６の各開口部をそれぞれマイクロレンズ２５の中心に対して偏心させている。例えば、撮像画素（２１）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右上部分に相当し、撮像画素（２３）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左上部分に相当し、撮像画素（４１）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右下部分に相当し、撮像画素（４３）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左下部分に相当する。この場合、焦点検出部８は、１対の焦点検出用撮像画素（２１）、（２３）（第１及び第２の焦点検出用撮像画素）からそれぞれ出力される画素信号の各位相差、１対の焦点検出用撮像画素（２１）、（４１）（第１及び第２の焦点検出用撮像画素）からそれぞれ出力される画素信号の各位相差、又は１対の焦点検出用撮像画素（２１）、（４３）（第１及び第２の焦点検出用撮像画素）からそれぞれ出力される画素信号の各位相差に基づいて、デフォーカス量を求めることができる。
【００４０】
なお、焦点検出用撮像画素１８は、Ｒ、Ｇｂ、Ｂの何れかのカラーフィルタに位置する撮像画素としてもよい。
【００４１】
また、焦点検出用撮像画素１８の上に配置される遮光マスク２６の開口部の位置は、上述した位置に限定されない。例えば、撮像画素（２１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右下部分に相当し、撮像画素（２３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左下部分に相当し、撮像画素（４１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右上部分に相当し、撮像画素（４３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左上部分に相当するようにしてもよい。例えば、撮像画素（２１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右上部分に相当し、撮像画素（２３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左下部分に相当し、撮像画素（４１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左上部分に相当し、撮像画素（４３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右下部分に相当するようにしてもよい。
【００４２】
１対の焦点検出用撮像画素１８のうちの一方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を縦に２等分したうちの右半分に相当し、他方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を縦に２等分したうちの左半分に相当する場合、受光部１４内において、垂直方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８や斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８をデフォーカス量を求めるための１対の焦点検出用撮像画素１８として使用することができない。また、１対の焦点検出用撮像画素１８のうちの一方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を横に２等分したうちの上半分に相当し、他方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を横に２等分したうちの下半分に相当する場合、受光部１４内において、水平方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８や斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８をデフォーカス量を求めるための１対の焦点検出用撮像画素１８として使用することができない。
【００４３】
一方、本実施形態の撮像装置１では、上述したように、受光部１４内において、水平方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６のそれぞれの開口部の位置がマイクロレンズ２５の中心に対して右斜め上及び左斜め上に偏心し、垂直方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６のそれぞれの開口部の位置がマイクロレンズ２５の中心に対して右斜め上及び右斜め下に偏心し、斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６のそれぞれの開口部の位置がマイクロレンズ２５の中心に対して右斜め上及び左斜め下に偏心している。そのため、受光部１４内において、水平方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８、垂直方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８、及び斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８をデフォーカス量を求めるための１対の焦点検出用撮像画素１８として使用することができる。
【００４４】
図５は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４の一例を示す図である。
【００４５】
図５に示す水平走査部２３は、スイッチＳｈ１〜Ｓｈ８を備える。
【００４６】
また、図５に示す画素信号保持部２４は、スイッチＳａ１〜Ｓａ８と、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８と、スイッチＳｂ１〜Ｓｂ８と、コンデンサＣｂ１〜Ｃｂ８と、スイッチＳｃ１〜Ｓｃ８と、コンデンサＣｃ１〜Ｃｃ８と、スイッチＳｄ１〜Ｓｄ８と、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８と、スイッチＳｗ１〜Ｓｗ７と、垂直読出し線Ｈ１〜Ｈ８とを備える。なお、垂直読出し線Ｈ１は撮像画素（１１）、（２１）、（３１）、（４１）、（５１）、（６１）、（７１）、（８１）に接続される。垂直読み出し線Ｈ２は撮像画素（１２）、（２２）、（３２）、（４２）、（５２）、（６２）、（７２）、（８２）に接続される。垂直読出し線Ｈ３は撮像画素（１３）、（２３）、（３３）、（４３）、（５３）、（６３）、（７３）、（８３）に接続される。垂直読出し線Ｈ４は撮像画素（１４）、（２４）、（３４）、（４４）、（５４）、（６４）、（７４）、（８４）に接続される。垂直読出し線Ｈ５は撮像画素（１５）、（２５）、（３５）、（４５）、（５５）、（６５）、（７５）、（８５）に接続される。垂直読出し線Ｈ６は撮像画素（１６）、（２６）、（３６）、（４６）、（５６）、（６６）、（７６）、（８６）に接続される。垂直読出し線Ｈ７は撮像画素（１７）、（２７）、（３７）、（４７）、（５７）、（６７）、（７７）、（８７）に接続される。垂直読出し線Ｈ８は撮像画素（１８）、（２８）、（３８）、（４８）、（５８）、（６８）、（７８）、（８８）に接続される。
【００４７】
スイッチＳｈ１〜Ｓｈ８のそれぞれの一方端は互いに接続されるとともに、撮像素子４の出力として後段の画像処理部５に接続される。
【００４８】
スイッチＳｈ１の他方端は垂直読出し線Ｈ１に接続され、スイッチＳｈ２の他方端は垂直読出し線Ｈ２に接続され、スイッチＳｈ３の他方端は垂直読出し線Ｈ３に接続され、スイッチＳｈ４の他方端は垂直読出し線Ｈ４に接続され、スイッチＳｈ５の他方端は垂直読出し線Ｈ５に接続され、スイッチＳｈ６の他方端は垂直読出し線Ｈ６に接続され、スイッチＳｈ７の他方端は垂直読出し線Ｈ７に接続され、スイッチＳｈ８の他方端は垂直読出し線Ｈ８に接続される。
【００４９】
スイッチＳａ１、Ｓｂ１、Ｓｃ１、Ｓｄ１のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ１に接続され、スイッチＳａ１、Ｓｂ１、Ｓｃ１、Ｓｄ１のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ１、Ｃｂ１、Ｃｃ１、Ｃｄ１に接続される。スイッチＳａ２、Ｓｂ２、Ｓｃ２、Ｓｄ２のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ２に接続され、スイッチＳａ２、Ｓｂ２、Ｓｃ２、Ｓｄ２のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ２、Ｃｂ２、Ｃｃ２、Ｃｄ２に接続される。スイッチＳａ３、Ｓｂ３、Ｓｃ３、Ｓｄ３のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ３に接続され、スイッチＳａ３、Ｓｂ３、Ｓｃ３、Ｓｄ３のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ３、Ｃｂ３、Ｃｃ３、Ｃｄ３に接続される。スイッチＳａ４、Ｓｂ４、Ｓｃ４、Ｓｄ４のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ４に接続され、スイッチＳａ４、Ｓｂ４、Ｓｃ４、Ｓｄ４のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ４、Ｃｂ４、Ｃｃ４、Ｃｄ４に接続される。スイッチＳａ５、Ｓｂ５、Ｓｃ５、Ｓｄ５のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ５に接続され、スイッチＳａ５、Ｓｂ５、Ｓｃ５、Ｓｄ５のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ５、Ｃｂ５、Ｃｃ５、Ｃｄ５に接続される。スイッチＳａ６、Ｓｂ６、Ｓｃ６、Ｓｄ６のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ６に接続され、スイッチＳａ６、Ｓｂ６、Ｓｃ６、Ｓｄ６のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ６、Ｃｂ６、Ｃｃ６、Ｃｄ６に接続される。スイッチＳａ７、Ｓｂ７、Ｓｃ７、Ｓｄ７のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ７に接続され、スイッチＳａ７、Ｓｂ７、Ｓｃ７、Ｓｄ７のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ７、Ｃｂ７、Ｃｃ７、Ｃｄ７に接続される。スイッチＳａ８、Ｓｂ８、Ｓｃ８、Ｓｄ８のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ８に接続され、スイッチＳａ８、Ｓｂ８、Ｓｃ８、Ｓｄ８のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ８、Ｃｂ８、Ｃｃ８、Ｃｄ８に接続される。
【００５０】
スイッチＳｗ１は垂直読み出し線Ｈ１、Ｈ２の間に設けられ、スイッチＳｗ２は垂直読み出し線Ｈ２、Ｈ３の間に設けられ、スイッチＳｗ３は垂直読み出し線Ｈ３、Ｈ４の間に設けられ、スイッチＳｗ４は垂直読み出し線Ｈ４、Ｈ５の間に設けられ、スイッチＳｗ５は垂直読み出し線Ｈ５、Ｈ６の間に設けられ、スイッチＳｗ６は垂直読み出し線Ｈ６、Ｈ７の間に設けられ、スイッチＳｗ７は垂直読み出し線Ｈ７、Ｈ８の間に設けられる。
【００５１】
図６は、撮像装置１の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００５２】
まず、撮像装置制御部１１は、ユーザによる撮影モード設定部１０の操作によって設定される「静止画撮影モード」及び「動画撮影モード」のうち、「静止画撮影モード」が設定されているか否かを判断する（Ｓ１）。
【００５３】
「静止画撮影モード」が設定されていると判断した場合（Ｓ１がＹｅｓ）、撮像装置制御部１１は、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な受光部１４の水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数を設定する（Ｓ２）。
【００５４】
次に、撮像装置制御部１１は、Ｓ２で設定した水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数に基づいて、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数を設定するとともに、「静止画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を設定する（Ｓ３）。例えば、撮像装置制御部１１は、Ｓ２で設定した水平方向の撮像画素数が「８」、垂直方向の撮像画素数が「８」である場合、水平方向の撮影用撮像画素加算数を「０」、垂直方向の撮影用撮像画素加算数を「０」、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数を「０」、垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を「０」に設定する。
【００５５】
次に、撮像制御部１３は、ユーザのシャッタボタンの操作などにより静止画撮影開始指示が入力されると、静止画を生成するために撮像素子４や画像処理部５の動作を制御するとともに、撮像装置制御部１１により設定される水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数、並びに、焦点検出画素検出部１２から読み出される焦点検出用撮像画素１８の位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号が撮像素子４から画像処理部５に読み出されるとともに、「静止画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号が撮像素子４から焦点検出部８に読み出されるように、撮影用撮像画素加算制御部１９及び焦点検出用撮像画素加算制御部２０の動作を制御する（Ｓ４）。撮影用撮像画素加算制御部１９は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号（例えば、撮像画素（１１）〜（８８）からそれぞれ出力される画素信号）を撮像素子４から読み出して画像処理部５に送出する。また、焦点検出用撮像画素加算制御部２０は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「静止画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号（例えば、撮像画素（２１）、（２３）からそれぞれ出力される画素信号）を撮像素子４から焦点検出部８に読み出させる。
【００５６】
一方、「静止画撮影モード」が設定されていない、すなわち、「動画撮影モード」が設定されていると判断した場合（Ｓ１がＮｏ）、撮像装置制御部１１は、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な受光部１４の水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数を設定する（Ｓ５）。
【００５７】
次に、撮像装置制御部１１は、Ｓ５で設定した水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数に基づいて、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数を設定するとともに、「動画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を設定する（Ｓ６）。例えば、撮像装置制御部１１は、Ｓ５で設定した水平方向の撮像画素数が「４」、垂直方向の撮像画素数が「４」である場合、水平方向の撮影用撮像画素加算数を「２」、垂直方向の撮影用撮像画素加算数を「２」、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数を「２」、垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を「２」に設定する。
【００５８】
次に、撮像制御部１３は、ユーザの動画撮影開始ボタンの操作などにより動画撮影開始指示が入力されると、動画を生成するために撮像素子４や画像処理部５の動作を制御するとともに、撮像装置制御部１１により設定される水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数、並びに、焦点検出画素検出部１２から読み出される焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号が撮像素子４から画像処理部５に読み出されるとともに、「動画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号が撮像素子４から焦点検出部８に読み出されるように、撮影用撮像画素加算制御部１９及び焦点検出用撮像画素加算制御部２０の動作を制御する（Ｓ７）。撮影用撮像画素加算制御部１９は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号（例えば、Ｒの撮像画素（１１）、（１３）、（３１）、（３３）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した結果の画素信号）を撮像素子４から画像処理部５に読み出させる。また、焦点検出用撮像画素加算制御部２０は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「動画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号（例えば、撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した結果の画素信号と撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した結果の画素信号）を撮像素子４から焦点検出部８に読み出させる。
【００５９】
例えば、「静止画撮影モード」が設定されている場合において、すなわち、受光部１４の全ての撮像画素が使用されて原画像が生成される場合において、静止画撮影開始指示が入力されると、まず、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ１によって、受光部１４の撮像素子（１１）〜（１８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１〜Ｓａ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８にそれぞれ画素信号が保持される。なお、制御信号ΦＶ、ΦＰなどの制御信号は常にハイレベル又はローレベルの状態であり、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチがオン又はオフとなるときの制御信号の状態はロジックの取り扱いによるものとする。
【００６０】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１〜Ｓａ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳａ１〜Ｓａ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。
【００６１】
同様に、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ２によって、受光部１４の撮像素子（２１）〜（２８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１〜Ｓｂ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｂ１〜Ｃｂ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００６２】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１〜Ｓｂ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳｂ１〜Ｓｂ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ１〜Ｃｂ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。なお、撮像画素（２１）、（２３）からそれぞれ出力される１対の画素信号や撮像画素（２５）、（２７）からそれぞれ出力される１対の画素信号は、デフォーカス量を求めるための１対の互いに位相差が異なる画素信号として、焦点検出部８に出力される。
【００６３】
同様に、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ３によって、受光部１４の撮像素子（３１）〜（３８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｃ１〜Ｓｃ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｃ１〜Ｃｃ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００６４】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｃ１〜Ｓｃ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳｃ１〜Ｓｃ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣｃ１〜Ｃｃ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。
【００６５】
同様に、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ４によって、受光部１４の撮像素子（４１）〜（４８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００６６】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。なお、撮像画素（４１）、（４３）からそれぞれ出力される１対の画素信号や撮像画素（４５）、（４７）からそれぞれ出力される１対の画素信号は、デフォーカス量を求めるための１対の互いに位相差が異なる画素信号として、焦点検出部８に出力される。
【００６７】
以降同様に、撮像素子（５１）〜（８８）から画素信号保持部２４に画素信号が出力され、それら画素信号が順番に画像処理部５に読み出される動作は、上述の動作と同様である。なお、撮像画素（６１）、（６３）からそれぞれ出力される画素信号、撮像画素（６５）、（６７）からそれぞれ出力される画素信号、撮像画素（８１）、（８３）からそれぞれ出力される画素信号、及び撮像画素（８５）、（８７）からそれぞれ出力される画素信号は、デフォーカス量を求めるための１対の互いに位相差が異なる画素信号として、焦点検出部８に出力される。
【００６８】
また、画素補間部２１は、焦点検出用撮像画素の補間を近傍の撮影用撮像画素で補間する。
例えば、焦点検出用画素２３は同色の（Ｇｒ・Ｇｂは同色Ｇと捉える）撮影用撮像画素１２、１４、３２、３４を加算平均することで生成する。その理由は、画素加算読出しを行う場合、撮影用撮像画素における加算画素数分の信号量と、焦点検出用撮像画素における加算画素数分の信号量を同一にする必要性から焦点検出用撮像画素と通常撮像画素との間で明るさが異なってしまうのを避けるためである。なお、焦点検出を行う信号を得るためには焦点検出用撮像画素同士を加算する。画素補間はそのために欠落する（画像処理部に送出されず、焦点検出部に送出される）画素を後段の画像処理部５で生成する。撮像素子４の制御とは直接的に関与せず、撮像素子４から順次送出されてくる画素のうち、欠落画素に関してはその近傍に存在する（非欠落）同色画素から適宜演算して生成する。
また、画素補間部２１は、焦点検出用撮像画素１８から出力される画素信号を、その焦点検出用撮像画素１８の近傍の焦点検出用撮像画素１８から出力される画素信号を用いて補間するように構成してもよい。例えば、画素補間部２１は、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２３）、（４１）、（４３）から出力される画素信号を互いに加算することにより、Ｇｂの撮像画素（２１）から出力される補間後の画素信号とする。
【００６９】
例えば、「動画撮影モード」が設定されている場合において、すなわち、受光部１４の全ての撮像画素のうちの１／４の撮像画素が使用されて原画像が生成される場合において、動画撮影開始指示が入力されると、例えば、図７に示すように、垂直走査部２２から受光部１４への制御信号ΦＶ１〜ΦＶ３により、受光部１４の撮像素子（１１）〜（１８）、（２１）〜（２８）、（３１）〜（３８）からそれぞれ画素信号が出力される。このとき、加算制御部１６から画素信号保持部２４に制御信号ΦＰが出力されることにより、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１〜Ｓａ８、Ｓｂ１〜Ｓｂ８、Ｓｃ１〜Ｓｃ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８、Ｃｂ１〜Ｃｂ８、Ｃｃ１〜Ｃｃ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００７０】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１、Ｓａ３、Ｓｃ１、Ｓｃ３、Ｓｗ１、Ｓｗ２が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ１、Ｃａ３、Ｃｃ１、Ｃｃ３にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｒの撮像画素（１１）、（１３）、（３１）、（３３）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７１】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ２、Ｓａ４、Ｓｃ２、Ｓｃ４、Ｓｗ２、Ｓｗ３が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ２がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ２、Ｃａ４、Ｃｃ２、Ｃｃ４にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｒの撮像画素（１２）、（１４）、（３２）、（３４）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７２】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ５、Ｓａ７、Ｓｃ５、Ｓｃ７、Ｓｗ３〜Ｓｗ６が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ３がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ５、Ｃａ７、Ｃｃ５、Ｃｃ７にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｒの撮像画素（１５）、（１７）、（３５）、（３７）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７３】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ６、Ｓａ８、Ｓｃ６、Ｓｃ８、Ｓｗ４〜Ｓｗ７が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ４がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ６、Ｃａ８、Ｃｃ６、Ｃｃ８にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｒの撮像画素（１６）、（１８）、（３６）、（３８）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７４】
次に、垂直走査部２２から受光部１４への制御信号ΦＶ４により、受光部１４の撮像素子（４１）〜（４８）からそれぞれ画素信号が出力される。このとき、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰにより、画素信号保持部２４のスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００７５】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１、Ｓｂ５、Ｓｄ１、Ｓｄ５、Ｓｗ１〜Ｓｗ４が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ１、Ｃｂ５、Ｃｄ１、Ｃｄ５にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出されるとともに、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの一方の画素信号として焦点検出部８に読み出される。このように、加算後の画素信号の位相差がほぼゼロにならないように、４つの焦点検出用撮像画素１８を選択し、それら選択した焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。なお、焦点検出用撮像画素１８を最終的に記録する撮像画素として活用する場合、たとえば開口の異なる焦点検出用撮像画素１８同士を加算する場合は、これを画像処理部５に送出して活用するが、焦点検出用撮像画素１８を最終的に記録する撮像画素として活用しない場合は、画像処理部５に送出することを必須とせず、その結果欠落する該当画素を、周囲の撮影用撮像画素１７から演算して補間する。
【００７６】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ２、Ｓｂ４、Ｓｄ２、Ｓｄ４、Ｓｗ２、Ｓｗ３が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ２がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ２、Ｃｂ４、Ｃｄ２、Ｃｄ４にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｂの撮像画素（２２）、（２４）、（４２）、（４４）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７７】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ３、Ｓｂ７、Ｓｄ３、Ｓｄ７、Ｓｗ３〜Ｓｗ６が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ３がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ３、Ｃｂ７、Ｃｄ３、Ｃｄ７にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｂの撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出されるとともに、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの他方の画素信号として焦点検出部８に読み出される。このように、加算後の画素信号の位相差がほぼゼロにならないように、４つの焦点検出用撮像画素１８を選択し、それら選択した焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。
【００７８】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ６、Ｓｂ８、Ｓｄ６、Ｓｄ８、Ｓｗ４〜Ｓｗ７が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ４がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ６、Ｃｂ８、Ｃｄ６、Ｃｄ８にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｂの撮像画素（２６）、（２８）、（４６）、（４８）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７９】
以降、撮像素子（５１）〜（８８）において、４つの画素信号を互いに加算して画像処理部５や焦点検出部８に読み出す動作は、上述の動作と同様である。
【００８０】
また、画素補間部２１は、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号の一方の画素信号を、他方の画素信号と加算して補間後の画素信号とする。例えば、画素補間部２１は、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される画素信号と、Ｇｂの撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される画素信号とを互いに加算して補間後の画素信号とする。このとき、焦点検出用撮像画素１８同士を加算した補間後の画素信号は、（加算元の）該当画素の開口が撮影用撮像画素１７より狭いため、撮影用撮像画素１７同士を加算した補間後の画素信号にくらべ、両者の開口差に応じた分信号レベルが小さくなる。これを補正するため、焦点検出用撮像画素１８同士を加算した補間後の画素信号には所定のゲイン値を与え、撮影用撮像画素１７同士を加算した補間後の画素信号と同等レベルになるように演算処理を行う。
また、画素補間部２１は、焦点検出用撮像画素１８を撮影用撮像画素１７で補間するように構成してもよい。このように構成する場合、撮影用撮像画素１７は焦点検出用撮像画素１８と比べて遮光マスク２６の開口が広く光電変換によって得られる信号量が多いため、画像処理部５において所定のゲイン値を与える必要がなく、ゲイン倍することによって発生するノイズの悪化を抑えることが可能となる。
【００８１】
なお、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２３）、（２５）、（２７）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した画素信号を、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの一方の画素信号とするとともに、Ｇｂの焦点検出用撮像画素（４１）、（４３）、（４５）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した画素信号を、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの他方の画素信号としてもよい。このように、加算後の画素信号の位相差がほぼゼロにならないように、４つの焦点検出用撮像画素１８を選択し、それら選択した焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。
【００８２】
このように、本実施形態の撮像装置１では、原画像を生成するために使用する画素信号数が小さくなり、受光部１４内の複数の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する場合、焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、デフォーカス量を求めるために必要な１対の焦点検出用撮像画素のうちの一方の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士が加算されるとともに、１対の焦点検出用撮像画素のうちの他方の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士が加算されるように、撮像素子４の動作を制御する。
【００８３】
なお、上記実施形態では、受光部１４の撮像画素数を８×８としているが、例えば、図８に示すように、１２×１２としてもよく、受光部１４の撮像画素数は特に限定されない。図８に示すように、受光部１４の撮像画素数を１２×１２とする場合、図９に示すように、画素信号保持部２４は、スイッチＳａ１〜Ｓａ１２、スイッチＳｂ１〜Ｓｂ１２、スイッチＳｃ１〜Ｓｃ１２、スイッチＳｄ１〜Ｓｄ１２、スイッチＳｅ１〜Ｓｅ１２、スイッチＳｆ１〜Ｓｆ１２、スイッチＳｗ１〜Ｓｗ１１を備え、水平走査部２３は、スイッチＳｈ１〜Ｓｈ１２を備えるものとする。また、図８に示すように、受光部１４の撮像画素数を１２×１２とし、かつ、原画像を生成するために使用する画素信号数を１／９にする場合、画素信号保持部２４及び水平走査部２３において、３×３の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。例えば、図８に示す撮像画素（１１）、（１３）、（１５）、（３１）、（３３）、（３５）、（５１）、（５３）、（５５）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。この場合、図９において、撮像画素（１１２）〜（５１２）からそれぞれ出力される画素信号を画素信号保持部２４のコンデンサＣａ１〜Ｃａ１２、Ｃｂ１〜Ｃｂ１２、Ｃｃ１〜Ｃｃ１２、Ｃｄ１〜Ｃｄ１２、Ｃｅ１〜Ｃｅ１２に保持した後、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１、Ｓａ３、Ｓａ５、Ｓｃ１、Ｓｃ３、Ｓｃ５、Ｓｅ１、Ｓｅ３、Ｓｅ５、Ｓｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４をそれぞれ同時にオン、オフするとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１をオン、オフすることにより、撮像画素（１１）、（１３）、（１５）、（３１）、（３３）、（３５）、（５１）、（５３）、（５５）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算することができる。また、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１、Ｓｂ５、Ｓｂ９、Ｓｄ１、Ｓｄ５、Ｓｄ９、Ｓｆ１、Ｓｆ５、Ｓｆ９、Ｓｗ１〜Ｓｗ８をそれぞれ同時にオン、オフするとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１をオン、オフすることにより、撮像画素（２１）、（２５）、（２９）、（４１）、（４５）、（４９）、（６１）、（６５）、（６９）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算し、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号の一方の画素信号とすることができる。同様に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ３、Ｓｂ７、Ｓｂ１１、Ｓｄ３、Ｓｄ７、Ｓｄ１１、Ｓｆ３、Ｓｆ７、Ｓｆ１１、Ｓｗ３〜Ｓｗ１０をそれぞれ同時にオン、オフするとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ３をオン、オフすることにより、撮像画素（２３）、（２７）、（２１１）、（４３）、（４７）、（４１１）、（６３）、（６７）、（６１１）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算し、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号の他方の画素信号とすることができる。
【００８４】
また、上記実施形態において、原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更されるときの撮影モードの種類は、例えば、静止画の連写スピードが高速に設定される場合、静止画が記録される記録部６の容量を節約して使用する場合、又は、「静止画撮影モード」において撮像素子４の撮像画素数よりも少ない画素を有する表示部７において現在撮影中の画像を表示させる場合など、「動画撮影モード」に限定されない。
【符号の説明】
【００８５】
１ 撮像装置
２ 撮像レンズ
３ 瞳分割光学系
４ 撮像素子
５ 画像処理部
６ 記録部
７ 表示部
８ 焦点検出部
９ 焦点制御部
１０ 撮影モード設定部
１１ 撮像装置制御部
１２ 焦点検出画素検出部
１３ 撮像制御部
１４ 受光部
１５ 画素加算部
１６ 加算制御部
１７ 撮影用撮像画素
１８ 焦点検出用撮像画素
１９ 撮影用撮像画素加算制御部
２０ 焦点検出用撮像画素加算制御部
２１ 画素補間部
２２ 垂直走査部
２３ 水平走査部
２４ 画素信号保持部
２５ マイクロレンズ
２６ 遮光マスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカス機能を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートフォーカス機能を実現するための手法は、大きく２種類に分類される。
【０００３】
すなわち、撮像素子の出力の高周波成分の評価値が最も大きくなる撮像レンズの位置を合焦位置とするコントラスト検出手法と、光学系からの光束を２分割し、その２分割した光束を１対の焦点検出用センサで受光し、その１対の焦点検出用センサから出力される信号のそれぞれの瞳の中心を基準とする位相差に基づいてデフォーカス量を求め、そのデフォーカス量がゼロになる光学系の位置を合焦位置とする位相差検出手法とがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
コントラスト検出手法は、位相差検出手法に比べて、光学系の他に焦点検出用センサを備える必要が無いため、コストや体格の増大を抑えることができるが、評価値が最大になるまで少しずつ光学系を動かす必要があるため、合焦位置を求めるまでに時間がかかってしまう。
【０００５】
一方、位相差検出手法は、コントラスト検出手法に比べて、焦点検出用センサの出力により直接デフォーカス量を求めることができるため、合焦位置を求めるまでにかかる時間を短縮することができるが、光学系の他に焦点検出用センサを備える必要があるため、コストや体格が増大してしまう。
【０００６】
そこで、両方の手法の欠点を補うために、撮像素子に備えられる複数の撮像画素のうちの一部の撮像画素を位相差検出手法における１対の焦点検出用センサとして利用することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−００３１２２号公報
【特許文献２】特開２０００−１５６８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように、撮像素子に備えられる複数の撮像画素のうちの一部の撮像画素を位相差検出手法における１対の焦点検出用センサとして利用する場合では、位相差の検出精度を落とさないために焦点検出用の１対の撮像画素同士ができるだけ近接している必要がある。そのため、静止画撮影可能な撮像素子の出力を用いて動画を得たい場合や連写スピードを上げたい場合などの理由で撮像素子内の複数の撮像画素から出力される画素信号を互いに加算することにより画素信号の数を減らして撮像素子から読み出す際、その焦点検出用の１対の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士が加算されてしまうおそれがある。そして、焦点検出用の１対の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士が加算されてしまうと、その加算後の画素信号の位相差はほぼゼロになってしまうため、デフォーカス量を求めることができなくなってしまうという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明では、撮像素子に備えられる複数の撮像画素の一部を焦点検出用の１対の撮像画素として利用する場合において、それら撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算して撮像素子から読み出す場合であっても、撮像レンズのデフォーカス量を求めることができなくなることを防止することが可能な撮像装置及び撮像素子制御方法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】
【００１０】
本発明の撮像装置は、撮像レンズと、瞳分割光学系と、撮像素子と、焦点検出手段と、焦点制御手段と、画像処理手段と、焦点検出画素検出手段と、撮像制御手段とを備える。
【００１１】
前記撮像レンズは、被写体からの光を集光する。
【００１２】
前記瞳分割光学系は、前記撮像レンズにより集光される光を複数の異なる瞳にそれぞれ通過させて分割する。
【００１３】
前記撮像素子は、いわゆる単板型カラー撮像素子であり、前記撮像レンズにより集光される光を受光する撮影用撮像画素と、前記瞳分割光学系により分割される複数の光をそれぞれ受光する１組の焦点検出用撮像画素とを備え、複数の前記撮影用撮像画素及び複数の前記１組の焦点検出用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を用いて原画像を生成する。
【００１４】
前記焦点検出手段は、前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号と前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号とに基づいて、前記撮像レンズのデフォーカス量を求める。
【００１５】
前記焦点制御手段は、前記焦点検出手段により求められるデフォーカス量がゼロになるように前記撮像レンズの位置を制御する。
【００１６】
前記画像処理手段は、前記撮像素子により生成される原画像を画像処理することによりカラー画像を生成する。
【００１７】
前記焦点検出画素検出手段は、前記複数の焦点検出用撮像画素のそれぞれの位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報を出力する。
【００１８】
前記撮像制御手段は、前記原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、前記複数の撮影用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、前記焦点検出画素検出手段から出力される前記焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、前記第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算するとともに、前記第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算することにより得られる１対の画素信号とを用いて前記原画像を生成するように、前記撮像素子の動作を制御する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、オートフォーカス機能を有する撮像装置において、撮像素子に備えられる複数の撮像画素の一部を焦点検出用の１対の撮像画素として利用する場合において、それら撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算して撮像素子から読み出す場合であっても、撮像レンズのデフォーカス量を求めることができなくなることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。
【図２】撮像素子の一例を示す図である。
【図３】受光部の一例を示す図である。
【図４Ａ】図３に示す破線枠内の受光部の拡大図である。
【図４Ｂ】図４Ａに示す破線Ａ−Ａで受光部を切ったときの断面図である。
【図５】水平走査部及び画素信号保持部の一例を示す図である。
【図６】撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】画素信号の出力タイミング、画素信号保持部における各スイッチのオン、オフのタイミング、及び水平走査部における各スイッチのオン、オフのタイミングを示す図である。
【図８】水平走査部及び画素信号保持部の他の例を示す図である。
【図９】画素信号の出力タイミング、画素信号保持部における各スイッチのオン、オフのタイミング、及び水平走査部における各スイッチのオン、オフのタイミングを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の実施形態の撮像装置を示す図である。
【００２２】
図１に示す撮像装置１は、撮像レンズ２と、瞳分割光学系３と、撮像素子４と、画像処理部５と、記録部６と、表示部７と、焦点検出部８（焦点検出手段）と、焦点制御部９（焦点制御手段）と、撮影モード設定部１０（例えば、ボタンやダイヤルなど）と、撮像装置制御部１１（例えば、ＣＰＵなど）と、焦点検出画素検出部１２（例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリ）と、撮像制御部１３（撮像制御手段）とを備える。
【００２３】
撮像素子４は、いわゆる単板型カラー撮像素子であり、受光部１４と、画素加算部１５と、加算制御部１６とを備える。
【００２４】
受光部１４は、複数の撮影用撮像画素１７と、複数の１組の焦点検出用撮像画素１８とを備える。なお、撮像素子４は、例えば、ライン単位で画素の蓄積制御が行われるＸ−Ｙアドレス型撮像素子（例えば、ＣＭＯＳセンサ）とする。
【００２５】
加算制御部１６は、撮影用撮像画素加算制御部１９と、焦点検出用撮像画素加算制御部２０とを備える。
【００２６】
画像処理部５は、撮像素子４から読み出される単板カラー原画像を構成するＲ／Ｇ／Ｂ画素の空間的な欠落情報を補間したカラー画像を生成する画素補間部２１を備える。
【００２７】
記録部６は、画像処理部５により生成されるカラー画像を記録する。
【００２８】
表示部７は、画像処理部５により生成されるカラー画像を表示する。
【００２９】
焦点検出部８は、１対の焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号の各位相差に基づいて、撮像レンズ２のデフォーカス量を求める。
【００３０】
焦点制御部９は、焦点検出部８により求められるデフォーカス量がゼロになるように、撮像レンズ２の位置を制御する。これにより、位相差検出手法によるオートフォーカス機能を実現することができる。
【００３１】
図２は、撮像素子４の一例を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
【００３２】
図２に示す撮像素子４は、受光部１４と、画素加算部１５と、加算制御部１６と、垂直走査部２２と、水平走査部２３とを備える。なお、画素加算部１５は、画素信号保持部２４を備える。また、説明を簡単にするために、受光部１４は８×８の撮像画素が備えられているものとする。
【００３３】
図３は、受光部１４の一例を示す図である。
【００３４】
図３に示す受光部１４は、８×８の撮像画素（１１）〜（８８）を備えて構成され、いわゆるベイヤー配列（Ｒ（レッド）、Ｇｒ（グリーン）、Ｇｂ（グリーン）、Ｂ（ブルー））のカラーフィルタを介して撮像レンズ２により結像される被写体像を受光する。なお、受光部１４の画素配列はベイヤー配列に限らない。
【００３５】
本実施形態の撮像装置１では、撮像画素（１１）〜（８８）のうち、Ｇｂのカラーフィルタに位置する撮像画素（２１）、（２３）、（２５）、（２７）、（４１）、（４３）、（４５）、（４７）、（６１）、（６３）、（６５）、（６７）、（８１）、（８３）、（８５）、（８７）を焦点検出用撮像画素１８とし、残りの撮像画素を撮影用撮像画素１７とする。
【００３６】
図４Ａは、図３に示す破線枠内の受光部１４を拡大した模式図であり、図４Ｂは、図４Ａの模式図に示す破線Ａ−Ａで受光部１４を切ったときの断面図である。
【００３７】
例えば、図４Ｂに示すように、瞳分割光学系３は、受光部１４の撮影用撮像画素１７や焦点検出用撮像画素１８のそれぞれの上に配置される複数のマイクロレンズ２５と、それらマイクロレンズ２５と受光部１４との間に設けられる遮光マスク２６とを備える。
【００３８】
撮影用撮像画素１７（例えば、撮像画素（２２）、（２４））は、マイクロレンズ２５により集められる光を遮光マスク２６に遮られることなく受光する。
【００３９】
１組の焦点検出用撮像画素１８（例えば、撮像画素（２１）、（２３）、（４１）、（４３））は、それぞれ、マイクロレンズ２５により集められる光のうち遮光マスク２６により遮られない光を受光する。すなわち、１組の焦点検出用撮像画素１８の上に配置される遮光マスク２６の各開口部をそれぞれマイクロレンズ２５の中心に対して偏心させている。例えば、撮像画素（２１）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右上部分に相当し、撮像画素（２３）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左上部分に相当し、撮像画素（４１）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右下部分に相当し、撮像画素（４３）の上の遮光マスク２６の開口部は撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左下部分に相当する。この場合、焦点検出部８は、１対の焦点検出用撮像画素（２１）、（２３）（第１及び第２の焦点検出用撮像画素）からそれぞれ出力される画素信号の各位相差、１対の焦点検出用撮像画素（２１）、（４１）（第１及び第２の焦点検出用撮像画素）からそれぞれ出力される画素信号の各位相差、又は１対の焦点検出用撮像画素（２１）、（４３）（第１及び第２の焦点検出用撮像画素）からそれぞれ出力される画素信号の各位相差に基づいて、デフォーカス量を求めることができる。
【００４０】
なお、焦点検出用撮像画素１８は、Ｒ、Ｇｂ、Ｂの何れかのカラーフィルタに位置する撮像画素としてもよい。
【００４１】
また、焦点検出用撮像画素１８の上に配置される遮光マスク２６の開口部の位置は、上述した位置に限定されない。例えば、撮像画素（２１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右下部分に相当し、撮像画素（２３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左下部分に相当し、撮像画素（４１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右上部分に相当し、撮像画素（４３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左上部分に相当するようにしてもよい。例えば、撮像画素（２１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右上部分に相当し、撮像画素（２３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左下部分に相当し、撮像画素（４１）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの左上部分に相当し、撮像画素（４３）の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を十字に４等分したうちの右下部分に相当するようにしてもよい。
【００４２】
１対の焦点検出用撮像画素１８のうちの一方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を縦に２等分したうちの右半分に相当し、他方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を縦に２等分したうちの左半分に相当する場合、受光部１４内において、垂直方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８や斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８をデフォーカス量を求めるための１対の焦点検出用撮像画素１８として使用することができない。また、１対の焦点検出用撮像画素１８のうちの一方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を横に２等分したうちの上半分に相当し、他方の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６の開口部が撮影用撮像画素１７の上の遮光マスク２６の開口部を横に２等分したうちの下半分に相当する場合、受光部１４内において、水平方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８や斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８をデフォーカス量を求めるための１対の焦点検出用撮像画素１８として使用することができない。
【００４３】
一方、本実施形態の撮像装置１では、上述したように、受光部１４内において、水平方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６のそれぞれの開口部の位置がマイクロレンズ２５の中心に対して右斜め上及び左斜め上に偏心し、垂直方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６のそれぞれの開口部の位置がマイクロレンズ２５の中心に対して右斜め上及び右斜め下に偏心し、斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８の上の遮光マスク２６のそれぞれの開口部の位置がマイクロレンズ２５の中心に対して右斜め上及び左斜め下に偏心している。そのため、受光部１４内において、水平方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８、垂直方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８、及び斜め方向に隣り合う１対の焦点検出用撮像画素１８をデフォーカス量を求めるための１対の焦点検出用撮像画素１８として使用することができる。
【００４４】
図５は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４の一例を示す図である。
【００４５】
図５に示す水平走査部２３は、スイッチＳｈ１〜Ｓｈ８を備える。
【００４６】
また、図５に示す画素信号保持部２４は、スイッチＳａ１〜Ｓａ８と、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８と、スイッチＳｂ１〜Ｓｂ８と、コンデンサＣｂ１〜Ｃｂ８と、スイッチＳｃ１〜Ｓｃ８と、コンデンサＣｃ１〜Ｃｃ８と、スイッチＳｄ１〜Ｓｄ８と、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８と、スイッチＳｗ１〜Ｓｗ７と、垂直読出し線Ｈ１〜Ｈ８とを備える。なお、垂直読出し線Ｈ１は撮像画素（１１）、（２１）、（３１）、（４１）、（５１）、（６１）、（７１）、（８１）に接続される。垂直読み出し線Ｈ２は撮像画素（１２）、（２２）、（３２）、（４２）、（５２）、（６２）、（７２）、（８２）に接続される。垂直読出し線Ｈ３は撮像画素（１３）、（２３）、（３３）、（４３）、（５３）、（６３）、（７３）、（８３）に接続される。垂直読出し線Ｈ４は撮像画素（１４）、（２４）、（３４）、（４４）、（５４）、（６４）、（７４）、（８４）に接続される。垂直読出し線Ｈ５は撮像画素（１５）、（２５）、（３５）、（４５）、（５５）、（６５）、（７５）、（８５）に接続される。垂直読出し線Ｈ６は撮像画素（１６）、（２６）、（３６）、（４６）、（５６）、（６６）、（７６）、（８６）に接続される。垂直読出し線Ｈ７は撮像画素（１７）、（２７）、（３７）、（４７）、（５７）、（６７）、（７７）、（８７）に接続される。垂直読出し線Ｈ８は撮像画素（１８）、（２８）、（３８）、（４８）、（５８）、（６８）、（７８）、（８８）に接続される。
【００４７】
スイッチＳｈ１〜Ｓｈ８のそれぞれの一方端は互いに接続されるとともに、撮像素子４の出力として後段の画像処理部５に接続される。
【００４８】
スイッチＳｈ１の他方端は垂直読出し線Ｈ１に接続され、スイッチＳｈ２の他方端は垂直読出し線Ｈ２に接続され、スイッチＳｈ３の他方端は垂直読出し線Ｈ３に接続され、スイッチＳｈ４の他方端は垂直読出し線Ｈ４に接続され、スイッチＳｈ５の他方端は垂直読出し線Ｈ５に接続され、スイッチＳｈ６の他方端は垂直読出し線Ｈ６に接続され、スイッチＳｈ７の他方端は垂直読出し線Ｈ７に接続され、スイッチＳｈ８の他方端は垂直読出し線Ｈ８に接続される。
【００４９】
スイッチＳａ１、Ｓｂ１、Ｓｃ１、Ｓｄ１のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ１に接続され、スイッチＳａ１、Ｓｂ１、Ｓｃ１、Ｓｄ１のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ１、Ｃｂ１、Ｃｃ１、Ｃｄ１に接続される。スイッチＳａ２、Ｓｂ２、Ｓｃ２、Ｓｄ２のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ２に接続され、スイッチＳａ２、Ｓｂ２、Ｓｃ２、Ｓｄ２のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ２、Ｃｂ２、Ｃｃ２、Ｃｄ２に接続される。スイッチＳａ３、Ｓｂ３、Ｓｃ３、Ｓｄ３のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ３に接続され、スイッチＳａ３、Ｓｂ３、Ｓｃ３、Ｓｄ３のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ３、Ｃｂ３、Ｃｃ３、Ｃｄ３に接続される。スイッチＳａ４、Ｓｂ４、Ｓｃ４、Ｓｄ４のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ４に接続され、スイッチＳａ４、Ｓｂ４、Ｓｃ４、Ｓｄ４のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ４、Ｃｂ４、Ｃｃ４、Ｃｄ４に接続される。スイッチＳａ５、Ｓｂ５、Ｓｃ５、Ｓｄ５のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ５に接続され、スイッチＳａ５、Ｓｂ５、Ｓｃ５、Ｓｄ５のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ５、Ｃｂ５、Ｃｃ５、Ｃｄ５に接続される。スイッチＳａ６、Ｓｂ６、Ｓｃ６、Ｓｄ６のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ６に接続され、スイッチＳａ６、Ｓｂ６、Ｓｃ６、Ｓｄ６のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ６、Ｃｂ６、Ｃｃ６、Ｃｄ６に接続される。スイッチＳａ７、Ｓｂ７、Ｓｃ７、Ｓｄ７のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ７に接続され、スイッチＳａ７、Ｓｂ７、Ｓｃ７、Ｓｄ７のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ７、Ｃｂ７、Ｃｃ７、Ｃｄ７に接続される。スイッチＳａ８、Ｓｂ８、Ｓｃ８、Ｓｄ８のそれぞれの一方端は垂直読出し線Ｈ８に接続され、スイッチＳａ８、Ｓｂ８、Ｓｃ８、Ｓｄ８のそれぞれの他方端はコンデンサＣａ８、Ｃｂ８、Ｃｃ８、Ｃｄ８に接続される。
【００５０】
スイッチＳｗ１は垂直読み出し線Ｈ１、Ｈ２の間に設けられ、スイッチＳｗ２は垂直読み出し線Ｈ２、Ｈ３の間に設けられ、スイッチＳｗ３は垂直読み出し線Ｈ３、Ｈ４の間に設けられ、スイッチＳｗ４は垂直読み出し線Ｈ４、Ｈ５の間に設けられ、スイッチＳｗ５は垂直読み出し線Ｈ５、Ｈ６の間に設けられ、スイッチＳｗ６は垂直読み出し線Ｈ６、Ｈ７の間に設けられ、スイッチＳｗ７は垂直読み出し線Ｈ７、Ｈ８の間に設けられる。
【００５１】
図６は、撮像装置１の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【００５２】
まず、撮像装置制御部１１は、ユーザによる撮影モード設定部１０の操作によって設定される「静止画撮影モード」及び「動画撮影モード」のうち、「静止画撮影モード」が設定されているか否かを判断する（Ｓ１）。
【００５３】
「静止画撮影モード」が設定されていると判断した場合（Ｓ１がＹｅｓ）、撮像装置制御部１１は、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な受光部１４の水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数を設定する（Ｓ２）。
【００５４】
次に、撮像装置制御部１１は、Ｓ２で設定した水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数に基づいて、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数を設定するとともに、「静止画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を設定する（Ｓ３）。例えば、撮像装置制御部１１は、Ｓ２で設定した水平方向の撮像画素数が「８」、垂直方向の撮像画素数が「８」である場合、水平方向の撮影用撮像画素加算数を「０」、垂直方向の撮影用撮像画素加算数を「０」、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数を「０」、垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を「０」に設定する。
【００５５】
次に、撮像制御部１３は、ユーザのシャッタボタンの操作などにより静止画撮影開始指示が入力されると、静止画を生成するために撮像素子４や画像処理部５の動作を制御するとともに、撮像装置制御部１１により設定される水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数、並びに、焦点検出画素検出部１２から読み出される焦点検出用撮像画素１８の位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号が撮像素子４から画像処理部５に読み出されるとともに、「静止画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号が撮像素子４から焦点検出部８に読み出されるように、撮影用撮像画素加算制御部１９及び焦点検出用撮像画素加算制御部２０の動作を制御する（Ｓ４）。撮影用撮像画素加算制御部１９は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「静止画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号（例えば、撮像画素（１１）〜（８８）からそれぞれ出力される画素信号）を撮像素子４から読み出して画像処理部５に送出する。また、焦点検出用撮像画素加算制御部２０は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「静止画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号（例えば、撮像画素（２１）、（２３）からそれぞれ出力される画素信号）を撮像素子４から焦点検出部８に読み出させる。
【００５６】
一方、「静止画撮影モード」が設定されていない、すなわち、「動画撮影モード」が設定されていると判断した場合（Ｓ１がＮｏ）、撮像装置制御部１１は、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な受光部１４の水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数を設定する（Ｓ５）。
【００５７】
次に、撮像装置制御部１１は、Ｓ５で設定した水平方向の撮像画素数及び垂直方向の撮像画素数に基づいて、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数を設定するとともに、「動画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を設定する（Ｓ６）。例えば、撮像装置制御部１１は、Ｓ５で設定した水平方向の撮像画素数が「４」、垂直方向の撮像画素数が「４」である場合、水平方向の撮影用撮像画素加算数を「２」、垂直方向の撮影用撮像画素加算数を「２」、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数を「２」、垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数を「２」に設定する。
【００５８】
次に、撮像制御部１３は、ユーザの動画撮影開始ボタンの操作などにより動画撮影開始指示が入力されると、動画を生成するために撮像素子４や画像処理部５の動作を制御するとともに、撮像装置制御部１１により設定される水平方向の撮影用撮像画素加算数及び垂直方向の撮影用撮像画素加算数、水平方向の焦点検出用撮像画素加算数及び垂直方向の焦点検出用撮像画素加算数、並びに、焦点検出画素検出部１２から読み出される焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号が撮像素子４から画像処理部５に読み出されるとともに、「動画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号が撮像素子４から焦点検出部８に読み出されるように、撮影用撮像画素加算制御部１９及び焦点検出用撮像画素加算制御部２０の動作を制御する（Ｓ７）。撮影用撮像画素加算制御部１９は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「動画撮影モード」における原画像を生成するために必要な画素信号（例えば、Ｒの撮像画素（１１）、（１３）、（３１）、（３３）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した結果の画素信号）を撮像素子４から画像処理部５に読み出させる。また、焦点検出用撮像画素加算制御部２０は、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチのオン、オフを制御することにより、「動画撮影モード」におけるデフォーカス量を求めるために必要な１対の互いに位相差が異なる画素信号（例えば、撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した結果の画素信号と撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した結果の画素信号）を撮像素子４から焦点検出部８に読み出させる。
【００５９】
例えば、「静止画撮影モード」が設定されている場合において、すなわち、受光部１４の全ての撮像画素が使用されて原画像が生成される場合において、静止画撮影開始指示が入力されると、まず、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ１によって、受光部１４の撮像素子（１１）〜（１８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１〜Ｓａ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８にそれぞれ画素信号が保持される。なお、制御信号ΦＶ、ΦＰなどの制御信号は常にハイレベル又はローレベルの状態であり、水平走査部２３及び画素信号保持部２４のそれぞれのスイッチがオン又はオフとなるときの制御信号の状態はロジックの取り扱いによるものとする。
【００６０】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１〜Ｓａ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳａ１〜Ｓａ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。
【００６１】
同様に、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ２によって、受光部１４の撮像素子（２１）〜（２８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１〜Ｓｂ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｂ１〜Ｃｂ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００６２】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１〜Ｓｂ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳｂ１〜Ｓｂ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ１〜Ｃｂ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。なお、撮像画素（２１）、（２３）からそれぞれ出力される１対の画素信号や撮像画素（２５）、（２７）からそれぞれ出力される１対の画素信号は、デフォーカス量を求めるための１対の互いに位相差が異なる画素信号として、焦点検出部８に出力される。
【００６３】
同様に、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ３によって、受光部１４の撮像素子（３１）〜（３８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｃ１〜Ｓｃ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｃ１〜Ｃｃ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００６４】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｃ１〜Ｓｃ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳｃ１〜Ｓｃ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣｃ１〜Ｃｃ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。
【００６５】
同様に、図２において、垂直走査部２２からの受光部１４への制御信号ΦＶ４によって、受光部１４の撮像素子（４１）〜（４８）からそれぞれ画素信号が出力される。また、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰによって、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００６６】
次に、図５において、画素信号保持部２４のスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８が順番にオン、オフされるとともに、そのスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８のオン、オフに同期して水平走査部２３のスイッチＳｈ１〜Ｓｈ８が順番にオン、オフされることにより、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８にそれぞれ保持されていた画素信号が順番に画像処理部５に読み出される。なお、撮像画素（４１）、（４３）からそれぞれ出力される１対の画素信号や撮像画素（４５）、（４７）からそれぞれ出力される１対の画素信号は、デフォーカス量を求めるための１対の互いに位相差が異なる画素信号として、焦点検出部８に出力される。
【００６７】
以降同様に、撮像素子（５１）〜（８８）から画素信号保持部２４に画素信号が出力され、それら画素信号が順番に画像処理部５に読み出される動作は、上述の動作と同様である。なお、撮像画素（６１）、（６３）からそれぞれ出力される画素信号、撮像画素（６５）、（６７）からそれぞれ出力される画素信号、撮像画素（８１）、（８３）からそれぞれ出力される画素信号、及び撮像画素（８５）、（８７）からそれぞれ出力される画素信号は、デフォーカス量を求めるための１対の互いに位相差が異なる画素信号として、焦点検出部８に出力される。
【００６８】
また、画素補間部２１は、焦点検出用撮像画素の補間を近傍の撮影用撮像画素で補間する。
例えば、焦点検出用画素２３は同色の（Ｇｒ・Ｇｂは同色Ｇと捉える）撮影用撮像画素１２、１４、３２、３４を加算平均することで生成する。その理由は、画素加算読出しを行う場合、撮影用撮像画素における加算画素数分の信号量と、焦点検出用撮像画素における加算画素数分の信号量を同一にする必要性から焦点検出用撮像画素と通常撮像画素との間で明るさが異なってしまうのを避けるためである。なお、焦点検出を行う信号を得るためには焦点検出用撮像画素同士を加算する。画素補間はそのために欠落する（画像処理部に送出されず、焦点検出部に送出される）画素を後段の画像処理部５で生成する。撮像素子４の制御とは直接的に関与せず、撮像素子４から順次送出されてくる画素のうち、欠落画素に関してはその近傍に存在する（非欠落）同色画素から適宜演算して生成する。
また、画素補間部２１は、焦点検出用撮像画素１８から出力される画素信号を、その焦点検出用撮像画素１８の近傍の焦点検出用撮像画素１８から出力される画素信号を用いて補間するように構成してもよい。例えば、画素補間部２１は、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２３）、（４１）、（４３）から出力される画素信号を互いに加算することにより、Ｇｂの撮像画素（２１）から出力される補間後の画素信号とする。
【００６９】
例えば、「動画撮影モード」が設定されている場合において、すなわち、受光部１４の全ての撮像画素のうちの１／４の撮像画素が使用されて原画像が生成される場合において、動画撮影開始指示が入力されると、例えば、図７に示すように、垂直走査部２２から受光部１４への制御信号ΦＶ１〜ΦＶ３により、受光部１４の撮像素子（１１）〜（１８）、（２１）〜（２８）、（３１）〜（３８）からそれぞれ画素信号が出力される。このとき、加算制御部１６から画素信号保持部２４に制御信号ΦＰが出力されることにより、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１〜Ｓａ８、Ｓｂ１〜Ｓｂ８、Ｓｃ１〜Ｓｃ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣａ１〜Ｃａ８、Ｃｂ１〜Ｃｂ８、Ｃｃ１〜Ｃｃ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００７０】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１、Ｓａ３、Ｓｃ１、Ｓｃ３、Ｓｗ１、Ｓｗ２が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ１、Ｃａ３、Ｃｃ１、Ｃｃ３にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｒの撮像画素（１１）、（１３）、（３１）、（３３）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７１】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ２、Ｓａ４、Ｓｃ２、Ｓｃ４、Ｓｗ２、Ｓｗ３が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ２がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ２、Ｃａ４、Ｃｃ２、Ｃｃ４にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｒの撮像画素（１２）、（１４）、（３２）、（３４）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７２】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ５、Ｓａ７、Ｓｃ５、Ｓｃ７、Ｓｗ３〜Ｓｗ６が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ３がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ５、Ｃａ７、Ｃｃ５、Ｃｃ７にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｒの撮像画素（１５）、（１７）、（３５）、（３７）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７３】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳａ６、Ｓａ８、Ｓｃ６、Ｓｃ８、Ｓｗ４〜Ｓｗ７が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ４がオン、オフされることにより、コンデンサＣａ６、Ｃａ８、Ｃｃ６、Ｃｃ８にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｒの撮像画素（１６）、（１８）、（３６）、（３８）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７４】
次に、垂直走査部２２から受光部１４への制御信号ΦＶ４により、受光部１４の撮像素子（４１）〜（４８）からそれぞれ画素信号が出力される。このとき、加算制御部１６からの画素信号保持部２４への制御信号ΦＰにより、画素信号保持部２４のスイッチＳｄ１〜Ｓｄ８がそれぞれオン、オフされて、コンデンサＣｄ１〜Ｃｄ８にそれぞれ画素信号が保持される。
【００７５】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１、Ｓｂ５、Ｓｄ１、Ｓｄ５、Ｓｗ１〜Ｓｗ４が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ１、Ｃｂ５、Ｃｄ１、Ｃｄ５にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出されるとともに、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの一方の画素信号として焦点検出部８に読み出される。このように、加算後の画素信号の位相差がほぼゼロにならないように、４つの焦点検出用撮像画素１８を選択し、それら選択した焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。なお、焦点検出用撮像画素１８を最終的に記録する撮像画素として活用する場合、たとえば開口の異なる焦点検出用撮像画素１８同士を加算する場合は、これを画像処理部５に送出して活用するが、焦点検出用撮像画素１８を最終的に記録する撮像画素として活用しない場合は、画像処理部５に送出することを必須とせず、その結果欠落する該当画素を、周囲の撮影用撮像画素１７から演算して補間する。
【００７６】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ２、Ｓｂ４、Ｓｄ２、Ｓｄ４、Ｓｗ２、Ｓｗ３が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ２がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ２、Ｃｂ４、Ｃｄ２、Ｃｄ４にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｂの撮像画素（２２）、（２４）、（４２）、（４４）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７７】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ３、Ｓｂ７、Ｓｄ３、Ｓｄ７、Ｓｗ３〜Ｓｗ６が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ３がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ３、Ｃｂ７、Ｃｄ３、Ｃｄ７にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｇｂの撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出されるとともに、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの他方の画素信号として焦点検出部８に読み出される。このように、加算後の画素信号の位相差がほぼゼロにならないように、４つの焦点検出用撮像画素１８を選択し、それら選択した焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。
【００７８】
次に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ６、Ｓｂ８、Ｓｄ６、Ｓｄ８、Ｓｗ４〜Ｓｗ７が同時にオン、オフされるとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ４がオン、オフされることにより、コンデンサＣｂ６、Ｃｂ８、Ｃｄ６、Ｃｄ８にそれぞれ保持される画素信号、すなわち、Ｂの撮像画素（２６）、（２８）、（４６）、（４８）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される。
【００７９】
以降、撮像素子（５１）〜（８８）において、４つの画素信号を互いに加算して画像処理部５や焦点検出部８に読み出す動作は、上述の動作と同様である。
【００８０】
また、画素補間部２１は、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号の一方の画素信号を、他方の画素信号と加算して補間後の画素信号とする。例えば、画素補間部２１は、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２５）、（４１）、（４５）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される画素信号と、Ｇｂの撮像画素（２３）、（２７）、（４３）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号が互いに加算されて画像処理部５に読み出される画素信号とを互いに加算して補間後の画素信号とする。このとき、焦点検出用撮像画素１８同士を加算した補間後の画素信号は、（加算元の）該当画素の開口が撮影用撮像画素１７より狭いため、撮影用撮像画素１７同士を加算した補間後の画素信号にくらべ、両者の開口差に応じた分信号レベルが小さくなる。これを補正するため、焦点検出用撮像画素１８同士を加算した補間後の画素信号には所定のゲイン値を与え、撮影用撮像画素１７同士を加算した補間後の画素信号と同等レベルになるように演算処理を行う。
また、画素補間部２１は、焦点検出用撮像画素１８を撮影用撮像画素１７で補間するように構成してもよい。このように構成する場合、撮影用撮像画素１７は焦点検出用撮像画素１８と比べて遮光マスク２６の開口が広く光電変換によって得られる信号量が多いため、画像処理部５において所定のゲイン値を与える必要がなく、ゲイン倍することによって発生するノイズの悪化を抑えることが可能となる。
【００８１】
なお、Ｇｂの撮像画素（２１）、（２３）、（２５）、（２７）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した画素信号を、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの一方の画素信号とするとともに、Ｇｂの焦点検出用撮像画素（４１）、（４３）、（４５）、（４７）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算した画素信号を、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号のうちの他方の画素信号としてもよい。このように、加算後の画素信号の位相差がほぼゼロにならないように、４つの焦点検出用撮像画素１８を選択し、それら選択した焦点検出用撮像画素１８からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。
【００８２】
このように、本実施形態の撮像装置１では、原画像を生成するために使用する画素信号数が小さくなり、受光部１４内の複数の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する場合、焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、デフォーカス量を求めるために必要な１対の焦点検出用撮像画素のうちの一方の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士が加算されるとともに、１対の焦点検出用撮像画素のうちの他方の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士が加算されるように、撮像素子４の動作を制御する。
【００８３】
なお、上記実施形態では、受光部１４の撮像画素数を８×８としているが、例えば、図８に示すように、１２×１２としてもよく、受光部１４の撮像画素数は特に限定されない。図８に示すように、受光部１４の撮像画素数を１２×１２とする場合、図９に示すように、画素信号保持部２４は、スイッチＳａ１〜Ｓａ１２、スイッチＳｂ１〜Ｓｂ１２、スイッチＳｃ１〜Ｓｃ１２、スイッチＳｄ１〜Ｓｄ１２、スイッチＳｅ１〜Ｓｅ１２、スイッチＳｆ１〜Ｓｆ１２、スイッチＳｗ１〜Ｓｗ１１を備え、水平走査部２３は、スイッチＳｈ１〜Ｓｈ１２を備えるものとする。また、図８に示すように、受光部１４の撮像画素数を１２×１２とし、かつ、原画像を生成するために使用する画素信号数を１／９にする場合、画素信号保持部２４及び水平走査部２３において、３×３の撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。例えば、図８に示す撮像画素（１１）、（１３）、（１５）、（３１）、（３３）、（３５）、（５１）、（５３）、（５５）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算する。この場合、図９において、撮像画素（１１２）〜（５１２）からそれぞれ出力される画素信号を画素信号保持部２４のコンデンサＣａ１〜Ｃａ１２、Ｃｂ１〜Ｃｂ１２、Ｃｃ１〜Ｃｃ１２、Ｃｄ１〜Ｃｄ１２、Ｃｅ１〜Ｃｅ１２に保持した後、画素信号保持部２４のスイッチＳａ１、Ｓａ３、Ｓａ５、Ｓｃ１、Ｓｃ３、Ｓｃ５、Ｓｅ１、Ｓｅ３、Ｓｅ５、Ｓｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３、Ｓｗ４をそれぞれ同時にオン、オフするとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１をオン、オフすることにより、撮像画素（１１）、（１３）、（１５）、（３１）、（３３）、（３５）、（５１）、（５３）、（５５）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算することができる。また、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ１、Ｓｂ５、Ｓｂ９、Ｓｄ１、Ｓｄ５、Ｓｄ９、Ｓｆ１、Ｓｆ５、Ｓｆ９、Ｓｗ１〜Ｓｗ８をそれぞれ同時にオン、オフするとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ１をオン、オフすることにより、撮像画素（２１）、（２５）、（２９）、（４１）、（４５）、（４９）、（６１）、（６５）、（６９）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算し、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号の一方の画素信号とすることができる。同様に、画素信号保持部２４のスイッチＳｂ３、Ｓｂ７、Ｓｂ１１、Ｓｄ３、Ｓｄ７、Ｓｄ１１、Ｓｆ３、Ｓｆ７、Ｓｆ１１、Ｓｗ３〜Ｓｗ１０をそれぞれ同時にオン、オフするとともに、水平走査部２３のスイッチＳｈ３をオン、オフすることにより、撮像画素（２３）、（２７）、（２１１）、（４３）、（４７）、（４１１）、（６３）、（６７）、（６１１）からそれぞれ出力される画素信号を互いに加算し、デフォーカス量を求めるための１対の画素信号の他方の画素信号とすることができる。
【００８４】
また、上記実施形態において、原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更されるときの撮影モードの種類は、例えば、静止画の連写スピードが高速に設定される場合、静止画が記録される記録部６の容量を節約して使用する場合、又は、「静止画撮影モード」において撮像素子４の撮像画素数よりも少ない画素を有する表示部７において現在撮影中の画像を表示させる場合など、「動画撮影モード」に限定されない。
【符号の説明】
【００８５】
１ 撮像装置
２ 撮像レンズ
３ 瞳分割光学系
４ 撮像素子
５ 画像処理部
６ 記録部
７ 表示部
８ 焦点検出部
９ 焦点制御部
１０ 撮影モード設定部
１１ 撮像装置制御部
１２ 焦点検出画素検出部
１３ 撮像制御部
１４ 受光部
１５ 画素加算部
１６ 加算制御部
１７ 撮影用撮像画素
１８ 焦点検出用撮像画素
１９ 撮影用撮像画素加算制御部
２０ 焦点検出用撮像画素加算制御部
２１ 画素補間部
２２ 垂直走査部
２３ 水平走査部
２４ 画素信号保持部
２５ マイクロレンズ
２６ 遮光マスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光する撮像レンズと、
前記撮像レンズにより集光される光を複数の異なる瞳にそれぞれ通過させて分割する瞳分割光学系と、
前記撮像レンズにより集光される光を受光する撮影用撮像画素と、前記瞳分割光学系により分割される複数の光をそれぞれ受光する１組の焦点検出用撮像画素とを備え、複数の前記撮影用撮像画素及び複数の前記１組の焦点検出用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を用いて原画像を生成する単板型カラー撮像素子と、
前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号と前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号とに基づいて、前記撮像レンズのデフォーカス量を求める焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により求められるデフォーカス量がゼロになるように前記撮像レンズの位置を制御する焦点制御手段と、
前記撮像素子により生成される原画像を画像処理することによりカラー画像を生成する画像処理手段と、
前記複数の焦点検出用撮像画素のそれぞれの位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報を出力する焦点検出画素検出手段と、
前記撮像素子の動作を制御する撮像制御手段と、
を備え、
前記撮像制御手段は、前記原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、前記複数の撮影用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、前記焦点検出画素検出手段から出力される前記焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、前記第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算するとともに、前記第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算することにより得られる１対の画素信号とを用いて前記原画像を生成するように、前記撮像素子の動作を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記焦点検出用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の大きさは、前記撮影用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の大きさの１／４であり、
前記焦点検出用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の位置は、隣り合う他の前記焦点検出用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の位置と異なる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、
前記撮像素子は、ベイヤー配列のカラーフィルタを備え、
前記焦点検出用撮像画素は、グリーンのカラーフィルタを通過した光を受光する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
被写体からの光を集光する撮像レンズと、
前記撮像レンズにより集光される光を複数の異なる瞳にそれぞれ通過させて分割する瞳分割光学系と、
前記撮像レンズにより集光される光を受光する撮影用撮像画素と、前記瞳分割光学系により分割される複数の光をそれぞれ受光する１組の焦点検出用撮像画素とを備え、複数の前記撮影用撮像画素及び複数の前記１組の焦点検出用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を用いて原画像を生成する単板型カラー撮像素子と、
前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号と前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号とに基づいて、前記撮像レンズのデフォーカス量を求める焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により求められるデフォーカス量に基づいて、前記撮像レンズのフォーカスが合うように前記撮像レンズの位置を制御する焦点制御手段と、
前記撮像素子により生成される原画像を画像処理することによりカラー画像を生成する画像処理手段と、
前記複数の焦点検出用撮像画素のそれぞれの位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報を出力する焦点検出画素検出手段と、
を備える撮像装置における前記撮像素子の動作を制御する方法であって、
前記原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、前記複数の撮影用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、前記焦点検出画素検出手段から出力される前記焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、前記第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算するとともに、前記第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号とを用いて原画像を生成するように、前記撮像素子の動作を制御する
ことを特徴とする撮像素子動作制御方法。
【請求項１】
被写体からの光を集光する撮像レンズと、
前記撮像レンズにより集光される光を複数の異なる瞳にそれぞれ通過させて分割する瞳分割光学系と、
前記撮像レンズにより集光される光を受光する撮影用撮像画素と、前記瞳分割光学系により分割される複数の光をそれぞれ受光する１組の焦点検出用撮像画素とを備え、複数の前記撮影用撮像画素及び複数の前記１組の焦点検出用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を用いて原画像を生成する単板型カラー撮像素子と、
前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号と前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号とに基づいて、前記撮像レンズのデフォーカス量を求める焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により求められるデフォーカス量がゼロになるように前記撮像レンズの位置を制御する焦点制御手段と、
前記撮像素子により生成される原画像を画像処理することによりカラー画像を生成する画像処理手段と、
前記複数の焦点検出用撮像画素のそれぞれの位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報を出力する焦点検出画素検出手段と、
前記撮像素子の動作を制御する撮像制御手段と、
を備え、
前記撮像制御手段は、前記原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、前記複数の撮影用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、前記焦点検出画素検出手段から出力される前記焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、前記第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算するとともに、前記第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算することにより得られる１対の画素信号とを用いて前記原画像を生成するように、前記撮像素子の動作を制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記焦点検出用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の大きさは、前記撮影用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の大きさの１／４であり、
前記焦点検出用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の位置は、隣り合う他の前記焦点検出用撮像画素の上に位置する前記瞳分割光学系の開口部の位置と異なる
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、
前記撮像素子は、ベイヤー配列のカラーフィルタを備え、
前記焦点検出用撮像画素は、グリーンのカラーフィルタを通過した光を受光する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
被写体からの光を集光する撮像レンズと、
前記撮像レンズにより集光される光を複数の異なる瞳にそれぞれ通過させて分割する瞳分割光学系と、
前記撮像レンズにより集光される光を受光する撮影用撮像画素と、前記瞳分割光学系により分割される複数の光をそれぞれ受光する１組の焦点検出用撮像画素とを備え、複数の前記撮影用撮像画素及び複数の前記１組の焦点検出用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号を用いて原画像を生成する単板型カラー撮像素子と、
前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号と前記１組の焦点検出用撮像画素のうちの第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号とに基づいて、前記撮像レンズのデフォーカス量を求める焦点検出手段と、
前記焦点検出手段により求められるデフォーカス量に基づいて、前記撮像レンズのフォーカスが合うように前記撮像レンズの位置を制御する焦点制御手段と、
前記撮像素子により生成される原画像を画像処理することによりカラー画像を生成する画像処理手段と、
前記複数の焦点検出用撮像画素のそれぞれの位置を示す焦点検出用撮像画素位置情報を出力する焦点検出画素検出手段と、
を備える撮像装置における前記撮像素子の動作を制御する方法であって、
前記原画像を生成するために必要な画素信号の数が変更される場合、前記複数の撮影用撮像画素からそれぞれ出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号と、前記焦点検出画素検出手段から出力される前記焦点検出用撮像画素位置情報に基づいて、前記第１の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算するとともに、前記第２の焦点検出用撮像画素から出力される画素信号同士を加算することにより得られる画素信号とを用いて原画像を生成するように、前記撮像素子の動作を制御する
ことを特徴とする撮像素子動作制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５９５３３（Ｐ２０１２−１５９５３３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１２５（Ｐ２０１１−１７１２５）
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２８日（２０１１．１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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