JP5159520B2 - Imaging apparatus, automatic focus detection apparatus, and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、被写体が低輝度または低コントラスト等である場合、補助光源を使用して焦点を検出する撮像装置、自動焦点検出装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, an automatic focus detection apparatus, and a control method thereof that detect a focus using an auxiliary light source when a subject has low brightness or low contrast.

現在、CCDやCMOSセンサといった固体撮像素子を有する撮像装置において、いわゆるライブビュー機能を有する撮像装置がある。このライブビュー機能を有する撮像装置では、撮像素子から連続的に読み出された画像信号を、カメラの背面などに設置された液晶ディスプレイなどの表示装置に順次出力することによって、被写体像の確認を行うことができる。   Currently, there is an imaging apparatus having a so-called live view function in an imaging apparatus having a solid-state imaging element such as a CCD or a CMOS sensor. In the imaging device having the live view function, the image signal continuously read from the imaging device is sequentially output to a display device such as a liquid crystal display installed on the back surface of the camera, thereby confirming the subject image. It can be carried out.

また、撮像装置の自動焦点検出・調節方法には、撮影レンズを通過した光束を用いる一般的な方式として、コントラスト検出方式(ぼけ方式と呼ばれる)と位相差検出方式(ずれ方式と呼ばれる)とがある。   In addition, the automatic focus detection / adjustment method of the imaging apparatus includes a contrast detection method (called a blur method) and a phase difference detection method (called a shift method) as general methods using a light beam that has passed through a photographing lens. is there.

コントラスト検出方式は、動画撮影用ビデオムービ機器(カムコーダ)や電子スチルカメラで多く用いられる方式である。この方式では、撮像素子が焦点検出用センサとして用いられる。また、この方式は、撮像素子の出力信号、特に高周波成分の情報(コントラスト情報)に着目し、その評価値が最も大きくなる撮影レンズの位置を合焦位置とする方式である。しかし、山登り方式とも言われるように、撮影レンズを微少量動かしながら評価値を求め、その評価値が結果的に最大であったと分かるまで動かすことが必要となるので、この方式は高速な焦点調節動作には不向きであるとされている。   The contrast detection method is a method often used in video movie equipment (camcorder) for video recording and electronic still cameras. In this method, an image sensor is used as a focus detection sensor. Further, this method focuses on the output signal of the image sensor, particularly information on high-frequency components (contrast information), and uses the position of the photographic lens with the largest evaluation value as the in-focus position. However, as called the hill-climbing method, it is necessary to calculate the evaluation value while moving the photographic lens by a small amount and move it until it is understood that the evaluation value is the maximum as a result. It is said that it is unsuitable for operation.

一方、位相差検出方式は、銀塩フィルムによる一眼レフカメラに多く用いられ、自動焦点検出(Auto Focus:AF)一眼レフカメラの実用化に最も貢献した技術を有する方式である。この位相差検出方式では、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を2分割し、2分割した光束を一対の焦点検出用センサによりそれぞれ受光する。そして、それぞれの受光量に応じて出力される信号のずれ量、すなわち、光束の分割方向の相対的位置ずれ量を検出することで、撮影レンズのピント方向のずれ量が直接求められる。従って、焦点検出用センサにより一度蓄積動作を行うだけで、ピントずれの量と方向が得られ、高速な焦点調節動作が可能となる。   On the other hand, the phase difference detection method is often used for a single-lens reflex camera using a silver salt film, and is a method having the technology that has contributed most to practical application of an auto focus (AF) single-lens reflex camera. In this phase difference detection method, the light beam that has passed through the exit pupil of the photographing lens is divided into two, and the two divided light beams are received by a pair of focus detection sensors. Then, by detecting the shift amount of the signal output according to each received light amount, that is, the relative positional shift amount in the beam splitting direction, the shift amount in the focusing direction of the photographing lens can be directly obtained. Therefore, the amount and direction of the focus shift can be obtained by performing the accumulation operation once by the focus detection sensor, and a high-speed focus adjustment operation is possible.

但し、撮影レンズの射出瞳を通過した光束を2分割し、それぞれの光束に対応する信号を得るためには、撮像光路中にクイックリターンミラーやハーフミラー等の光路分割手段を設け、その先に焦点検出用光学系とAFセンサを設けることが一般的である。このため、装置が大型化しかつ高価となってしまう。また、ライブビューを行う際、クイックリターンミラーが退避しているので、焦点調節動作を行わせることができなかった。   However, in order to divide the light beam that has passed through the exit pupil of the photographic lens into two and obtain a signal corresponding to each light beam, optical path dividing means such as a quick return mirror or a half mirror is provided in the imaging optical path, and beyond that In general, a focus detection optical system and an AF sensor are provided. For this reason, the apparatus becomes large and expensive. In addition, when performing live view, the quick return mirror was retracted, so that the focus adjustment operation could not be performed.

このような問題に対し、撮像素子に位相差検出機能を付与し、専用のAFセンサを不要とし、かつ高速の位相差AFを実現するための技術が開示されている。   In order to solve such a problem, a technique for providing a phase difference detection function to an image sensor, making a dedicated AF sensor unnecessary, and realizing high-speed phase difference AF is disclosed.

例えば、特許文献1では、撮像素子の一部の受光素子(画素)において、オンチップマイクロレンズの光軸に対して受光部の感度領域を偏心させることで、瞳分割機能が付与されている。これらの画素を焦点検出用画素とし、撮像用画素群の間に所定の間隔で配置することで、位相差検出方式で焦点検出が行われる。また、焦点検出用画素が配置された箇所は撮像画素の欠損部に相当するので、この箇所の画像情報は周辺の撮像画素情報から補間して創生されている。   For example, in Patent Document 1, a pupil division function is provided by decentering the sensitivity region of the light receiving unit with respect to the optical axis of the on-chip microlens in some of the light receiving elements (pixels) of the imaging device. By using these pixels as focus detection pixels and disposing them at a predetermined interval between the imaging pixel groups, focus detection is performed by a phase difference detection method. In addition, since the location where the focus detection pixels are arranged corresponds to a defective portion of the imaging pixel, the image information at this location is created by interpolation from surrounding imaging pixel information.

また、特許文献2では、撮像素子の一部の画素の受光部を2分割することで、瞳分割機能が付与されている。これらの画素を焦点検出用画素とし、撮像用画素群の間に所定の間隔で配置することで、位相差検出方式で焦点検出が行われる。また、この技術においても、焦点検出用画素が配置された箇所では撮像画素が欠損しているので、この箇所の画像情報は周辺の撮像画素情報から補間して創生されている。   Moreover, in patent document 2, the pupil division function is provided by dividing the light receiving part of a part of pixels of the image sensor into two. By using these pixels as focus detection pixels and disposing them at a predetermined interval between the imaging pixel groups, focus detection is performed by a phase difference detection method. Also in this technique, since the image pickup pixel is missing at the place where the focus detection pixels are arranged, the image information at this place is created by interpolation from the surrounding image pickup pixel information.

一方、いわゆるパッシブ方式の自動焦点検出を備えたカメラは、被写体が低輝度または低コントラスト等である場合、カメラボディに内蔵されているAF用補助光源から補助光としてコントラストパターンを被写体に投影する。そして、このカメラは、AFセンサが受光する被写体像にコントラストを発生させ、その被写体像から焦点検出を行う。   On the other hand, a camera equipped with so-called passive automatic focus detection projects a contrast pattern onto the subject as auxiliary light from an AF auxiliary light source built in the camera body when the subject has low brightness or low contrast. This camera generates contrast in the subject image received by the AF sensor, and performs focus detection from the subject image.

また、AFセンサの蓄積制御として、AFセンサに蓄積される電気的信号の積分値をチェックするモニタ回路が設けられている。その積分値が所定値に達したときにAFセンサの蓄積を終了させ、増幅器により増幅された所定量の出力信号を効率よく得ることができる、いわゆるAGC蓄積制御が一般的に使用されている。   Further, a monitor circuit for checking the integrated value of the electrical signal accumulated in the AF sensor is provided as accumulation control of the AF sensor. In general, so-called AGC accumulation control is used in which accumulation of the AF sensor is terminated when the integral value reaches a predetermined value, and a predetermined amount of output signal amplified by the amplifier can be efficiently obtained.

しかし、補助光源を用いた蓄積制御においては、被写体距離が短い場合や被写体の反射率が高い場合、1回の発光でAFセンサの積分値が処理可能なレンジを超えてしまい、焦点検出処理が行えないことがあった。また、被写体距離が長い場合や被写体の反射率が低い場合、補助光の発光回数が多くなり、AFセンサの積分終了までに時間がかかり、本来の補助光の使用目的である迅速な焦点検出動作およびオートフォーカス動作が行えないおそれがあった。   However, in the accumulation control using the auxiliary light source, when the subject distance is short or the reflectance of the subject is high, the integral value of the AF sensor exceeds the range that can be processed by one light emission, and the focus detection processing is performed. There was something I couldn't do. In addition, when the subject distance is long or the reflectance of the subject is low, the number of times the auxiliary light is emitted increases, and it takes time to complete the integration of the AF sensor. In addition, there is a possibility that autofocus operation cannot be performed.

この問題を解決するための技術として、特許文献3では、補助光源の発光に際し、発光ごとに発光時間または発光間隔時間を段階的に変更することで、蓄積完了時間を短縮することが行われている。
特開2000−156823号公報 特開2000−292686号公報 特開2000−338386号公報
As a technique for solving this problem, in Patent Literature 3, when the auxiliary light source emits light, the accumulation completion time is shortened by changing the light emission time or the light emission interval time step by step for each light emission. Yes.
JP 2000-156823 A JP 2000-292686 A JP 2000-338386 A

しかしながら、上記従来の撮像装置では、撮像素子の一部を焦点検出用画素として使用する場合、AFセンサの蓄積量を監視する専用のモニタ回路を設けてAGC蓄積制御を行うと、回路が複雑化する上、コストがかかるので、望ましくなかった。   However, in the conventional imaging device, when a part of the imaging device is used as a focus detection pixel, if a dedicated monitor circuit for monitoring the accumulation amount of the AF sensor is provided and AGC accumulation control is performed, the circuit becomes complicated. In addition, it is not desirable because it is costly.

このため、そのような専用のモニタ回路を設けない場合、所定の発光量で補助光を発光して蓄積された電荷を撮像素子から読み出し、その出力信号が所望の信号レベルであるかを評価する必要があった。露光不足または過剰露光である場合、再度、発光量または発光時間を変えて蓄積する必要があった。従って、この方法では、撮像素子からの読み出し回数が増加し、高速な焦点検出およびAF動作を行えなかった。また、複数回補助光を発光することで、無駄なエネルギを消耗していた。   For this reason, when such a dedicated monitor circuit is not provided, the charge accumulated by emitting auxiliary light with a predetermined light emission amount is read from the image sensor, and whether the output signal is at a desired signal level is evaluated. There was a need. In the case of underexposure or overexposure, it was necessary to store again by changing the light emission amount or the light emission time. Therefore, in this method, the number of times of reading from the image sensor increases, and high-speed focus detection and AF operation cannot be performed. Moreover, useless energy is consumed by emitting auxiliary light a plurality of times.

そこで、本発明は、1回の撮影で複数の測距ライン間で異なる露光量を得ることが可能となり、所望の露光量が得られた測距ラインを選択して焦点検出を行うことで、複数の測距ラインを使用したダイナミックレンジ拡大によるレリーズタイムラグの短縮が実現でき、また、少ない発光回数で露光量の調節が可能となるため、品位の向上と省エネの効果がある撮像装置、自動焦点検出装置及びその制御方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention makes it possible to obtain different exposure amounts among a plurality of distance measurement lines in one shooting, and by performing focus detection by selecting a distance measurement line from which a desired exposure amount is obtained, The release time lag can be shortened by expanding the dynamic range using multiple ranging lines, and the exposure can be adjusted with a small number of flashes. An object of the present invention is to provide a detection device and a control method thereof.

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、行方向および列方向に配置された複数の画素と、前記複数の画素を所定の周期で行ごとに選択する行選択手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷をリセットし、前記リセットの後に前記行の画素に電荷を蓄積する蓄積手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷を読み出す読出手段とを有する撮像素子と、被写体に閃光を発光する発光手段とを有する撮像装置であって、前記複数の画素は、撮像用の電荷を蓄積する撮像用画素群と、前記撮像素子の撮像領域に離散的に配置され、被写体像を結像する結像光学系の複数方向の焦点状態に応じた電荷を蓄積する焦点検出用画素群とから構成され、前記焦点検出用画素群の一部を含む行方向の画素群を焦点検出ラインとし、前記読出手段によって電荷が読み出される複数の前記焦点検出ラインに、異なる露光量となるタイミングで前記発光手段を発光させる制御手段と、前記複数の焦点検出ラインのうち、所定の露光量が得られた少なくとも1つの焦点検出ラインを選択する選択手段と、前記選択された焦点検出ラインに含まれる前記焦点検出用画素に蓄積された電荷を用いて焦点を検出する焦点検出手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の焦点検出ライン間の露光時間の差が所定時間となるように、前記読出手段による前記行の画素の読み出しタイミングを制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus of the present invention includes a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, row selection means for selecting the plurality of pixels for each row at a predetermined period, and the selection A storage means for resetting the charge accumulated in the pixels of the selected row and storing the charge in the pixels of the row after the reset; and a reading means for reading out the charge accumulated in the pixels of the selected row. An image pickup apparatus having an image pickup element and a light emitting means for emitting a flash to a subject, wherein the plurality of pixels are discretely arranged in an image pickup pixel group for storing charge for image pickup and an image pickup region of the image pickup element. And a focus detection pixel group that accumulates charges according to the focus states in a plurality of directions of an imaging optical system that forms a subject image, and includes a part of the focus detection pixel group in a row direction. The pixel group as a focus detection line, Control means for causing the light emitting means to emit light at a timing at which different exposure amounts are applied to the plurality of focus detection lines from which charges are read out by the output means; selecting means for selecting one of the focus detection line, and a focus detection means for detecting a focal point with the charge accumulated in the focus detection pixels included in the selected focus detection lines possess, said control means Is characterized in that the readout timing of the pixels in the row by the readout means is controlled so that a difference in exposure time between the plurality of focus detection lines becomes a predetermined time .

本発明の自動焦点調節装置は、行方向および列方向に配置された複数の画素と、前記複数の画素を所定の周期で行ごとに選択する行選択手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷をリセットし、前記リセットの後に前記行の画素に電荷を蓄積する蓄積手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷を読み出す読出手段とを有する撮像素子と、被写体に閃光を発光する発光手段とを有する撮像装置に搭載された自動焦点検出装置であって、前記複数の画素は、撮像用の電荷を蓄積する撮像用画素群と、前記撮像素子の撮像領域に離散的に配置され、被写体像を結像する結像光学系の複数方向の焦点状態に応じた電荷を蓄積する焦点検出用画素群とから構成され、前記焦点検出用画素群の一部を含む行方向の画素群を焦点検出ラインとし、前記読出手段によって電荷が読み出される複数の前記焦点検出ラインに、異なる露光量となるタイミングで前記発光手段を発光させる制御手段と、前記複数の焦点検出ラインのうち、所定の露光量が得られた少なくとも1つの焦点検出ラインを選択する選択手段と、前記選択された焦点検出ラインに含まれる前記焦点検出用画素に蓄積された電荷を用いて焦点を検出する焦点検出手段とを有し、前記制御手段は、前記複数の焦点検出ライン間の露光時間の差が所定時間となるように、前記読出手段による前記行の画素の読み出しタイミングを制御することを特徴とする。 The automatic focusing apparatus according to the present invention includes a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, row selection means for selecting the plurality of pixels for each row in a predetermined cycle, and pixels in the selected row. An image pickup device that resets accumulated charges and accumulates charges in the pixels of the row after the reset; and a reading unit that reads out the charges accumulated in the pixels of the selected row; An automatic focus detection apparatus mounted on an imaging apparatus having a light emitting means for emitting flash light, wherein the plurality of pixels are discretely arranged in an imaging pixel group for storing imaging charges and an imaging area of the imaging element. And a focus detection pixel group that accumulates electric charges according to the focus states in a plurality of directions of an imaging optical system that forms a subject image, and includes a part of the focus detection pixel group Direction pixel group focus detection line And a control means for causing the light emitting means to emit light at a timing at which different exposure amounts are applied to the plurality of focus detection lines from which charges are read by the reading means, and a predetermined exposure amount is obtained from the plurality of focus detection lines. It was possess a selection means for selecting at least one focus detection line, and a focus detection means for detecting a focal point with the charge accumulated in the focus detection pixels included in the selected focus detection line, The control means controls the readout timing of the pixels in the row by the readout means so that a difference in exposure time between the plurality of focus detection lines becomes a predetermined time .

本発明の撮像装置の制御方法は、行方向および列方向に配置された複数の画素と、前記複数の画素を所定の周期で行ごとに選択する行選択手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷をリセットし、前記リセットの後に前記行の画素に電荷を蓄積する蓄積手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷を読み出す読出手段とを有する撮像素子と、被写体に閃光を発光する発光手段とを有し、前記複数の画素は、撮像用の電荷を蓄積する撮像用画素群と、前記撮像素子の撮像領域に離散的に配置され、被写体像を結像する結像光学系の複数方向の焦点状態に応じた電荷を蓄積する焦点検出用画素群とから構成される撮像装置の制御方法であって、前記焦点検出用画素群の一部を含む行方向の画素群を焦点検出ラインとし、前記読出手段によって電荷が読み出される複数の前記焦点検出ラインに、異なる露光量となるタイミングで前記発光手段を発光させる制御ステップと、前記複数の焦点検出ラインのうち、所定の露光量が得られた少なくとも1つの焦点検出ラインを選択する選択ステップと、前記選択された焦点検出ラインに含まれる前記焦点検出用画素に蓄積された電荷を用いて焦点を検出する焦点検出ステップとを有し、前記制御ステップにおいて、前記複数の焦点検出ライン間の露光時間の差が所定時間となるように、前記読出手段による前記行の画素の読み出しタイミングを制御することを特徴とする。 The imaging apparatus control method according to the present invention includes a plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, row selection means for selecting the plurality of pixels for each row at a predetermined cycle, and pixels in the selected row An image pickup device having a storage means for resetting the charge accumulated in the pixel and storing the charge in the pixel in the row after the reset; and a reading means for reading out the charge accumulated in the pixel in the selected row; The plurality of pixels are discretely arranged in an imaging region of the imaging element and an imaging region of the imaging element to form a subject image. A focus detection pixel group that accumulates electric charges according to focus states in a plurality of directions of an imaging optical system, the control method for an imaging apparatus comprising: A pixel group as a focus detection line, A control step of causing the light emitting means to emit light at a timing at which different exposure amounts are applied to the plurality of focus detection lines from which electric charges are read out, and at least one of the plurality of focus detection lines that has obtained a predetermined exposure amount a selection step of selecting a focus detection line, with the charge accumulated in the focus detection pixels included in the selected focus detection lines have a focus detection step of detecting a focus, in the control step, The readout timing of the pixels in the row by the readout unit is controlled so that a difference in exposure time between the plurality of focus detection lines becomes a predetermined time .

本発明の請求項1によれば1回の撮影で複数の測距ライン間で異なる露光量を得ることが可能となり、所望の露光量が得られた測距ラインを選択して焦点検出を行うことで、複数の測距ラインを使用したダイナミックレンジ拡大によるレリーズタイムラグの短縮が実現でき、また、少ない発光回数で露光量の調節が可能となるため、品位の向上と省エネの効果がある撮像装置を提供することができる According to the first aspect of the present invention, it becomes possible to obtain different exposure amounts among a plurality of distance measuring lines in one shooting, and focus detection is performed by selecting a distance measuring line from which a desired exposure amount is obtained. By doing so, the release time lag can be shortened by expanding the dynamic range using multiple ranging lines, and the exposure can be adjusted with a small number of flashes, which improves imaging and saves energy. An apparatus can be provided .

請求項に係る撮像装置によれば、発光させるフレームと発光させないフレームとで、読み出しタイミングの周期を異ならせることで、ライブビューに対する影響を小さくすることができる。 According to the imaging apparatus of the second aspect , the influence on the live view can be reduced by making the readout timing period different between the frame that emits light and the frame that does not emit light.

請求項に係る撮像装置によれば、焦点検出ラインのライン周期を変更することなく、焦点検出ライン間の露光量差を調節することができる。 According to the imaging device of the third aspect , it is possible to adjust the exposure amount difference between the focus detection lines without changing the line cycle of the focus detection lines.

請求項に係る撮像装置によれば、1回の撮像素子からの読み出しに対し、異なる露光量の出力信号を得ることが可能になる。従って、測光における適切な信号出力を得るための時間が短縮され、迅速な測光および自動露出制御が可能になる。 According to the imaging apparatus of the fourth aspect , it is possible to obtain output signals having different exposure amounts with respect to one readout from the imaging device. Therefore, the time for obtaining an appropriate signal output in photometry is shortened, and quick photometry and automatic exposure control are possible.

本発明の撮像装置、自動焦点検出装置及びその制御方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態の撮像装置はデジタルスチルカメラ(電子カメラ)に適用され、自動焦点検出装置は電子カメラに搭載される。   Embodiments of an imaging apparatus, an automatic focus detection apparatus, and a control method thereof according to the present invention will be described with reference to the drawings. The imaging apparatus of this embodiment is applied to a digital still camera (electronic camera), and the automatic focus detection apparatus is mounted on the electronic camera.

[第1の実施形態]
図1は第1の実施形態における電子カメラの構成を示す図である。この電子カメラは、撮像素子を内蔵するカメラ本体と撮影レンズとが一体化された構造を有する。第1レンズ群101は、撮影光学系(結像光学系)の先端に配置され、光軸方向に進退可能に保持される。絞り兼用シャッタ102は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う他、静止画撮影時に露光秒時調節用シャッタとしての機能も備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an electronic camera according to the first embodiment. This electronic camera has a structure in which a camera body incorporating an image sensor and a photographing lens are integrated. The first lens group 101 is disposed at the tip of the photographing optical system (imaging optical system) and is held so as to be able to advance and retract in the optical axis direction. The aperture / shutter 102 adjusts the aperture diameter to adjust the amount of light at the time of shooting, and also has a function as an exposure time adjustment shutter at the time of still image shooting.

第2レンズ群103は、絞り兼用シャッタ102および第2レンズ群103と一体になって光軸方向に進退し、第1レンズ群101の進退動作との連動により、変倍動作を行う(ズーム機能)。第3レンズ群(フォーカスレンズ)105は、光軸方向の進退により、焦点調節を行う。   The second lens group 103 is integrated with the diaphragm / shutter 102 and the second lens group 103 to advance and retract in the optical axis direction, and performs zooming operation in conjunction with the advance / retreat operation of the first lens group 101 (zoom function). ). The third lens group (focus lens) 105 performs focus adjustment by advancing and retreating in the optical axis direction.

光学的ローパスフィルタ106は、撮影画像の偽色やモアレを軽減するための光学素子である。撮像素子107はCMOSセンサ(単に、CMOSともいう)およびその周辺回路で構成される。この撮像素子として、横方向m画素、縦方向n画素の各受光ピクセルの上に、ベイヤ配列の原色カラーモザイクフィルタがオンチップで形成された2次元単板カラーセンサが用いられる。   The optical low-pass filter 106 is an optical element for reducing false colors and moire in the captured image. The image sensor 107 includes a CMOS sensor (also simply referred to as CMOS) and its peripheral circuits. As this image sensor, a two-dimensional single-plate color sensor in which a Bayer array primary color mosaic filter is formed on-chip on each light receiving pixel of m pixels in the horizontal direction and n pixels in the vertical direction is used.

ズームアクチュエータ111は、カム筒(図示せず)を回動することで、第1レンズ群101、第2レンズ群103および第3レンズ群105を光軸方向に進退させるように駆動し、変倍操作を行う。   The zoom actuator 111 drives the first lens group 101, the second lens group 103, and the third lens group 105 to advance and retract in the optical axis direction by rotating a cam cylinder (not shown), and zooms. Perform the operation.

絞りシャッタアクチュエータ112は、絞り兼用シャッタ102の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ114は、第3レンズ群105を光軸方向に進退させるように駆動し、焦点調節を行う。   The aperture shutter actuator 112 controls the aperture diameter of the aperture / shutter 102 to adjust the amount of photographing light, and controls the exposure time during still image photographing. The focus actuator 114 drives the third lens group 105 to advance and retract in the optical axis direction, and performs focus adjustment.

被写体照明用電子フラッシュ115は撮影時に被写体を照明するものである。被写体照明用電子フラッシュ115として、キセノン管を用いた閃光照明装置が好適であるが、連続発光するLEDを備えた照明装置を用いてもよい。   The subject illumination electronic flash 115 illuminates the subject during shooting. A flash illumination device using a xenon tube is suitable as the electronic flash 115 for subject illumination, but an illumination device including LEDs that emit light continuously may be used.

AF補助光源116は、所定の開口パターンを有するマスクの像を、投光レンズを介して被写界に投影することで、暗い被写体あるいは低コントラスト被写体に対する焦点検出能力を向上させる。   The AF auxiliary light source 116 projects a mask image having a predetermined aperture pattern onto the object field via a light projection lens, thereby improving the focus detection capability for a dark subject or a low-contrast subject.

CPU121は、カメラ本体における種々の制御を司るカメラ内CPUであり、演算部、ROM、RAM、A/Dコンバータ、D/Aコンバータ、通信インターフェイス回路等を有する。CPU121は、ROMに記憶された所定のプログラムに従って、カメラ本体が有する各種回路を駆動し、AF、撮影、画像処理、記録等の一連の動作を行う。   The CPU 121 is an in-camera CPU that controls various controls in the camera body, and includes a calculation unit, a ROM, a RAM, an A / D converter, a D / A converter, a communication interface circuit, and the like. The CPU 121 drives various circuits included in the camera body according to a predetermined program stored in the ROM, and performs a series of operations such as AF, shooting, image processing, and recording.

電子フラッシュ制御回路122は、撮影動作に同期して被写体照明用電子フラッシュ115の点灯制御を行う。補助光回路123は、焦点検出動作に同期してAF補助光源116の点灯制御を行う。   The electronic flash control circuit 122 controls the lighting of the electronic flash 115 for subject illumination in synchronization with the photographing operation. The auxiliary light circuit 123 performs lighting control of the AF auxiliary light source 116 in synchronization with the focus detection operation.

撮像素子駆動回路124は、撮像素子107の撮像動作を制御するとともに、取得した画像信号をA/D変換してCPU121に送信する。画像処理回路125は、撮像素子107が取得した画像のγ変換、カラー補間、JPEG圧縮等の処理を行う。   The image sensor driving circuit 124 controls the image capturing operation of the image sensor 107, A / D converts the acquired image signal, and transmits it to the CPU 121. The image processing circuit 125 performs processing such as γ conversion, color interpolation, and JPEG compression of the image acquired by the image sensor 107.

フォーカス駆動回路126は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ114を制御し、第3レンズ群105を光軸方向に進退させるように駆動して焦点調節を行う。絞りシャッタ駆動回路128は、絞りシャッタアクチュエータ112を制御し、絞り兼用シャッタ102の開口を制御する。ズーム駆動回路129は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ111を制御する。   The focus drive circuit 126 controls the focus actuator 114 based on the focus detection result, and drives the third lens group 105 to advance and retract in the optical axis direction to perform focus adjustment. The aperture shutter drive circuit 128 controls the aperture shutter actuator 112 and controls the aperture of the aperture / shutter 102. The zoom drive circuit 129 controls the zoom actuator 111 according to the zoom operation of the photographer.

表示器131はLCD等であり、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像、撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像等を表示する。操作スイッチ132は、電源スイッチ、レリーズ(撮影トリガ)スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等で構成される。フラッシュメモリ133は着脱可能であり、撮影済み画像を記録する。   The display 131 is an LCD or the like, and displays information related to the shooting mode of the camera, a preview image before shooting, a confirmation image after shooting, a focus state display image at the time of focus detection, and the like. The operation switch 132 includes a power switch, a release (shooting trigger) switch, a zoom operation switch, a shooting mode selection switch, and the like. The flash memory 133 is detachable and records captured images.

図2は撮像素子107の内部構成を示す図である。なお、図2には、後述する読み出し動作を説明するための最低限の構成だけが示されており、画素リセット信号などは省略されている。光電変換部(以下、PDmnと記述する)201は、フォトダイオード、画素アンプ、リセット用のスイッチなどで構成されている。ここで、mはX方向アドレスであり、m=0、1、……、m−1である。また、nはY方向アドレスであり、n=0、1、……、n−1である。本実施形態の撮像素子107では、m×n個の光電変換部が2次元に配置されている。なお、図においては、煩雑にならないように、左上付近の光電変換部(PD00、PD01等)のみに符号を付記した。 FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the image sensor 107. Note that FIG. 2 shows only a minimum configuration for explaining a readout operation described later, and a pixel reset signal and the like are omitted. A photoelectric conversion unit (hereinafter referred to as PD mn ) 201 includes a photodiode, a pixel amplifier, a reset switch, and the like. Here, m is an X-direction address, and m = 0, 1,..., M−1. N is a Y-direction address, and n = 0, 1,..., N−1. In the image sensor 107 of the present embodiment, m × n photoelectric conversion units are two-dimensionally arranged. In the figure, only the photoelectric conversion units (PD 00 , PD 01, etc.) near the upper left are denoted by reference numerals so as not to be complicated.

選択スイッチ202は、光電変換部(PDmn)201の出力を選択するものであり、後述する垂直走査回路208(行選択手段)により一行ごとに選択される。ラインメモリ203は、光電変換部(PDmn)201の出力を一時的に記憶するためのものであり、垂直走査回路208により選択された、一行分の光電変換部201の出力を記憶するものである。通常、光電変換部201には、コンデンサが使用される。 The selection switch 202 selects the output of the photoelectric conversion unit (PD mn ) 201 and is selected for each row by a vertical scanning circuit 208 (row selection unit) described later. The line memory 203 is for temporarily storing the output of the photoelectric conversion unit (PD mn ) 201, and stores the output of the photoelectric conversion unit 201 for one row selected by the vertical scanning circuit 208. is there. Usually, a capacitor is used for the photoelectric conversion unit 201.

スイッチ204は、水平出力線210に接続され、水平出力線210を所定の電位VHRSTにリセットするためのものであり、信号HRSTにより制御される。スイッチ205は、ラインメモリ203に記憶された光電変換部PDmnの出力を水平出力線210に順次出力するためのものであり、スイッチH〜Hm−1からなる。水平走査回路206によりスイッチH〜Hm−1を順次走査することにより、一行分の光電変換の出力が読み出される。 The switch 204 is connected to the horizontal output line 210 and resets the horizontal output line 210 to a predetermined potential VHRST, and is controlled by a signal HRST. Switch 205 is for sequentially outputting the output of the photoelectric conversion unit PD mn stored in the line memory 203 to the horizontal output line 210, a switch H 0 ~H m-1. By sequentially scanning the switches H 0 ~H m-1 by the horizontal scanning circuit 206, the output of the photoelectric conversion for one line is read out.

水平走査回路206は、ラインメモリ203に記憶された光電変換部201の出力を順次走査し、水平出力線210に出力させる。   The horizontal scanning circuit 206 sequentially scans the output of the photoelectric conversion unit 201 stored in the line memory 203 and outputs it to the horizontal output line 210.

データ入力PHSTは水平走査回路206のデータ入力である。シフトクロックPH1、PH2はシフトクロック入力である。PH1=Hでデータがセットされ、PH2=Hでデータがラッチされる構成となっている。シフトクロックPH1、PH2の端子にシフトクロックを入力することにより、データ入力PHSTを順次シフトさせ、スイッチH〜Hm−1を順次オンさせることができる。間引き読み設定SKIPは、後述する間引き読み出し時に設定を行わせる制御端子入力である。間引き読み設定SKIPをHレベルに設定することにより、水平走査回路206を所定間隔でスキップさせることが可能になる。なお、この読み出し動作に関する詳細については、後述する。 Data input PHST is a data input of the horizontal scanning circuit 206. Shift clocks PH1 and PH2 are shift clock inputs. Data is set when PH1 = H, and data is latched when PH2 = H. By inputting the shift clock to the terminals of the shift clocks PH1 and PH2, the data input PHST can be sequentially shifted and the switches H 0 to H m−1 can be sequentially turned on. The thinning-out reading setting SKIP is a control terminal input for performing setting at the time of thinning-out reading described later. By setting the skip reading setting SKIP to H level, the horizontal scanning circuit 206 can be skipped at a predetermined interval. Details regarding this read operation will be described later.

垂直走査回路208は、順次走査して信号V〜Vn−1を出力することにより、光電変換部PDmnの選択スイッチ202を選択することができる。制御信号は、水平走査回路206と同様、図示しないデータ入力PVST、シフトクロックPV1、PV2および間引き読み設定SKIPにより制御される。 The vertical scanning circuit 208 can select the selection switch 202 of the photoelectric conversion unit PD mn by sequentially scanning and outputting signals V 0 to V n−1 . Similar to the horizontal scanning circuit 206, the control signal is controlled by a data input PVST, shift clocks PV1 and PV2 (not shown), and thinning reading setting SKIP.

なお、垂直走査回路208の動作は、水平走査回路206と同様であるので、その詳細な説明を省略する。また、図2では、垂直走査回路208の制御信号が省略されている。   Since the operation of the vertical scanning circuit 208 is the same as that of the horizontal scanning circuit 206, detailed description thereof is omitted. In FIG. 2, the control signal of the vertical scanning circuit 208 is omitted.

図3は撮像素子の全画素を読み出す場合における光電変換部の配置を示す図である。図には、m×n個の光電変換部の配置が示されている。図中、R,G,Bの記号は、光電変換部に塗布されたカラーフィルタを表す。本実施形態では、2行×2列の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置した、ベイヤ配列の場合を示す。   FIG. 3 is a diagram illustrating the arrangement of the photoelectric conversion units when all the pixels of the image sensor are read out. In the figure, an arrangement of m × n photoelectric conversion units is shown. In the figure, symbols R, G, and B represent color filters applied to the photoelectric conversion unit. In this embodiment, out of 4 pixels of 2 rows × 2 columns, pixels having a spectral sensitivity of G (green) are arranged in 2 diagonal pixels, and R (red) and B (blue) are arranged in the other 2 pixels. A case of a Bayer array in which one pixel having spectral sensitivity is arranged is shown.

また、図中の上側および左側に付記された番号は、X方向(行方向)の画素の番号およびY方向(列方向)の画素の番号である。また、斜線の引かれた画素部は読み出し対象である。ここでは、全画素読み出しであるので、全ての画素部に対して斜線が引かれている。また、撮像素子には、通常、黒レベルを検出するための、遮光されたOB(オプティカルブラック)画素なども配置され、読み出されるが、ここでは煩雑になるので、その説明を省略する。   In addition, the numbers appended to the upper side and the left side in the drawing are the number of pixels in the X direction (row direction) and the number of pixels in the Y direction (column direction). The shaded pixel portion is a readout target. Here, since all pixels are read out, diagonal lines are drawn for all pixel portions. In addition, a light-shielded OB (optical black) pixel or the like for detecting a black level is usually arranged and read out on the image sensor, but the description thereof is omitted here because it becomes complicated.

図4は全画素のデータを読み出す場合の各部の信号の変化を示すタイミングチャートである。CPU121によって制御される撮像素子駆動回路124が、撮像素子にパルスを送ることにより、データの読み出しが制御される。全画素読み出し動作について説明する。   FIG. 4 is a timing chart showing changes in signals at various parts when data of all pixels is read out. Data reading is controlled by the image sensor driving circuit 124 controlled by the CPU 121 sending a pulse to the image sensor. An all-pixel readout operation will be described.

まず、撮像素子駆動回路124は、垂直走査回路208を駆動し、信号Vをアクティブにする。このとき、0行目の画素の出力が、垂直出力線209にそれぞれ出力される。この状態で、撮像素子駆動回路124は、MEM信号をアクティブにし、各画素のデータをラインメモリ203にサンプルホールドする。 First, image sensor driving circuit 124 drives the vertical scanning circuit 208, the signal V 0 is active. At this time, the output of the pixel in the 0th row is output to the vertical output line 209, respectively. In this state, the image sensor driving circuit 124 activates the MEM signal and samples and holds the data of each pixel in the line memory 203.

つぎに、撮像素子駆動回路124は、データ入力PHSTをアクティブし、シフトクロックPH1、PH2を入力して、順次スイッチH〜Hm−1をアクティブにし、水平出力線210に画素出力を出力する。この出力された画素出力は、アンプ207を介して、出力信号VOUTとして出力され、図示しないAD変換器でデジタルデータに変換される。この変換されたデジタルデータに対し、画像処理回路125で所定の画像処理が施される。 Next, the image sensor drive circuit 124 activates the data input PHST, inputs the shift clocks PH1 and PH2, activates the switches H 0 to H m−1 in sequence, and outputs the pixel output to the horizontal output line 210. . The output pixel output is output as an output signal VOUT through an amplifier 207, and is converted into digital data by an AD converter (not shown). The converted digital data is subjected to predetermined image processing by the image processing circuit 125.

つぎに、垂直走査回路208によって信号Vがアクティブになると、1行目の画素出力が垂直出力線209に出力される。0行目の画素出力と同様、MEM信号によりラインメモリ203に、1行目の各画素のデータがサンプルホールドされる。そして、データ入力PHSTをアクティブにし、シフトクロックPH1、PH2を入力し、順次スイッチH〜Hm−1をアクティブにし、水平出力線210に画素出力を出力する動作は、0行目の場合と同じである。このように、撮像素子駆動回路124は、n−1行目までの読み出しを順次行う。 Next, when the signal V 1 is activated by the vertical scanning circuit 208, the pixel output of the first row is output to the vertical output line 209. Similar to the pixel output in the 0th row, the data of each pixel in the 1st row is sampled and held in the line memory 203 by the MEM signal. The operation of activating the data input PHST, inputting the shift clocks PH1 and PH2, sequentially activating the switches H 0 to H m-1 and outputting the pixel output to the horizontal output line 210 is the same as in the case of the 0th row. The same. As described above, the image sensor driving circuit 124 sequentially reads up to the (n−1) th row.

図5は撮像素子の間引き画素を読み出す場合における光電変換部の配置を示す図である。図5には、図3と同様、m×n個の光電変換部の配置が示されている。図中、斜線の引かれた画素部が間引き読み出し時の読み出し対象画素である。本実施形態では、X方向およびY方向のいずれも1/3の間引き画素の読み出しとなっている。   FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of the photoelectric conversion units when reading out thinned pixels of the image sensor. FIG. 5 shows an arrangement of m × n photoelectric conversion units as in FIG. 3. In the figure, the shaded pixel portion is a readout target pixel at the time of thinning readout. In this embodiment, 1/3 thinned-out pixels are read in both the X direction and the Y direction.

図6は間引き画素のデータを読み出す場合の各部の信号の変化を示すタイミングチャートである。間引き読み出しの設定は、水平走査回路(シフトレジスタ)206の制御端子、および間引き読み設定SKIP(SKIP端子)を、アクティブにすることで行われる。SKIP端子をアクティブにすることで、水平走査回路206および垂直走査回路208は、1画素ごとの順次走査から3画素ごとの順次走査に動作が変更される。この具体的方法については、公知の技術であるので、その詳細は省略する。   FIG. 6 is a timing chart showing changes in signals at various parts when data of thinned pixels is read out. Setting of thinning readout is performed by activating the control terminal of the horizontal scanning circuit (shift register) 206 and the thinning readout setting SKIP (SKIP terminal). By making the SKIP terminal active, the operation of the horizontal scanning circuit 206 and the vertical scanning circuit 208 is changed from sequential scanning for each pixel to sequential scanning for every three pixels. Since this specific method is a known technique, its details are omitted.

間引き時の動作では、撮像素子駆動回路124は、まず垂直走査回路208を駆動し、信号Vをアクティブにする。このとき、0行目の画素出力が垂直出力線209にそれぞれ出力される。この状態で、撮像素子駆動回路124は、MEM信号をアクティブにし、各画素のデータをラインメモリ203にサンプルホールドする。 The operation at the time of thinning, the image pickup device drive circuit 124, first drives the vertical scanning circuit 208, the signal V 0 is active. At this time, the pixel output of the 0th row is output to the vertical output line 209, respectively. In this state, the image sensor driving circuit 124 activates the MEM signal and samples and holds the data of each pixel in the line memory 203.

つぎに、撮像素子駆動回路124は、データ入力PHSTをアクティブし、シフトクロックPH1、PH2を入力する。このとき、SKIP端子をアクティブに設定することにより、シフトレジスタの経路が変更され、順次スイッチH、H、H・・・Hm−3のように、3画素ごとに水平出力線210に画素出力が出力される。この出力された画素出力は、アンプ207を介して、出力信号VOUTとして出力され、図示しないAD変換器でデジタルデータに変換される。この変換されたデジタルデータに対し、画像処理回路125で所定の画像処理が施される。 Next, the image sensor driving circuit 124 activates the data input PHST and inputs the shift clocks PH1 and PH2. At this time, the path of the shift register is changed by setting the SKIP terminal to be active, and the horizontal output line 210 is sequentially output every three pixels as in the switches H 0 , H 3 , H 6 ... H m-3. The pixel output is output to. The output pixel output is output as an output signal VOUT through an amplifier 207, and is converted into digital data by an AD converter (not shown). The converted digital data is subjected to predetermined image processing by the image processing circuit 125.

つぎに、垂直走査回路208は、水平走査回路206と同様、信号V、Vをスキップさせて、信号Vをアクティブにし、3行目の画素出力を垂直出力線209に出力する。0行目の画素出力と同様、MEM信号によりラインメモリ203に、3行目の各画素のデータがサンプルホールドされる。そして、データ入力PHSTをアクティブし、シフトクロックPH1、PH2を入力し、順次スイッチH、H、H・・・Hm−3をアクティブにし、水平出力線210に画素出力を出力する動作は、0行目の場合と同じである。このようにして、n−3行目までの読み出しが順次行われる。すなわち、水平方向および垂直方向のいずれにも1/3の間引き読み出しが行われる。 Next, similar to the horizontal scanning circuit 206, the vertical scanning circuit 208 skips the signals V 1 and V 2 , activates the signal V 3, and outputs the pixel output of the third row to the vertical output line 209. Similar to the pixel output in the 0th row, the data of each pixel in the 3rd row is sampled and held in the line memory 203 by the MEM signal. Then, the data input PHST is activated, the shift clocks PH1 and PH2 are input, the switches H 0 , H 3 , H 6 ... H m-3 are sequentially activated, and the pixel output is output to the horizontal output line 210. Is the same as in the case of the 0th row. In this way, reading up to the n-3th row is sequentially performed. That is, 1/3 thinning-out reading is performed both in the horizontal direction and in the vertical direction.

図7は撮像用画素の配置および構造を示す図である。本実施形態では、2×2の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置した、ベイヤ配列が採用されている。また、撮像領域では、ベイヤ配列を有する複数の画素群の間に、後述する焦点検出用画素が所定の規則で分散して配置される。   FIG. 7 is a diagram showing the arrangement and structure of the imaging pixels. In this embodiment, out of 4 pixels of 2 × 2, pixels having G (green) spectral sensitivity are arranged in two diagonal pixels, and R (red) and B (blue) spectral sensitivity are arranged in the other two pixels. A Bayer array in which one pixel having each of the above is arranged is employed. Further, in the imaging region, focus detection pixels, which will be described later, are distributed in a predetermined rule between a plurality of pixel groups having a Bayer array.

同図(a)は2行×2列の撮像用画素の平面を示す。周知のように、ベイヤ配列では、対角方向にG画素が配置され、他の2画素にRとBの画素が配置される。この2行×2列の構造を有する画素群が繰り返し配置される。   FIG. 2A shows a plane of imaging pixels of 2 rows × 2 columns. As is well known, in the Bayer array, G pixels are arranged in a diagonal direction, and R and B pixels are arranged in the other two pixels. The pixel group having the structure of 2 rows × 2 columns is repeatedly arranged.

同図(b)は同図(a)におけるE−E方向の断面を示す。オンチップマイクロレンズMLは各画素の最前面に配置されている。また、同図(b)では、オンチップマイクロレンズMLの後方には、R(Red)のカラーフィルタCFとG(Green)のカラーフィルタCF、CMOSセンサの光電変換部PD(図3参照)および配線層CLが配置されている。配線層CLはCMOSセンサ内の各種信号を伝達する信号線を形成する。 FIG. 2B shows a cross section in the EE direction in FIG. The on-chip microlens ML is disposed on the forefront of each pixel. Further, in FIG. (B), the rear of the on-chip microlens ML, a color filter CF G of R color (Red) filter CF R and G (Green), the CMOS sensor photoelectric conversion unit PD (see FIG. 3 ) And a wiring layer CL are disposed. The wiring layer CL forms a signal line for transmitting various signals in the CMOS sensor.

ここで、撮像用画素のオンチップマイクロレンズMLおよび光電変換部PDは、撮影光学系TLを通過した光束を可能な限り有効に取り込むように構成されている。換言すると、撮影光学系TLの射出瞳EPと光電変換部PDはオンチップマイクロレンズMLにより共役関係にあり、かつ光電変換部の有効面積は大面積に設計される。   Here, the on-chip microlens ML and the photoelectric conversion unit PD of the imaging pixel are configured to capture the light beam that has passed through the photographing optical system TL as effectively as possible. In other words, the exit pupil EP of the photographing optical system TL and the photoelectric conversion unit PD are conjugated with each other by the on-chip microlens ML, and the effective area of the photoelectric conversion unit is designed to be large.

なお、同図(b)では、R画素の入射光束について説明したが、G画素およびB(Blue)画素も同一の構造となっている。従って、撮像用のRGB各画素に対応した射出瞳EPは大径となり、被写体からの光束を効率よく取り込んで画像信号のS/Nを向上させている。   In FIG. 5B, the incident light beam of the R pixel has been described, but the G pixel and the B (Blue) pixel have the same structure. Accordingly, the exit pupil EP corresponding to each of the RGB pixels for imaging has a large diameter, and the S / N of the image signal is improved by efficiently capturing the light flux from the subject.

図8は撮影レンズの水平方向(横方向)に瞳分割を行うための焦点検出用画素の配置および構造を示す図である。同図(a)は焦点検出用画素を含む2行×2列の画素の平面を示す。撮像信号を得る場合、G画素の電荷出力は輝度情報の主成分となる。人間の画像認識特性は輝度情報に敏感であるので、G画素が欠損すると、画質劣化が認められ易い。一方、R画素もしくはB画素は色情報を取得する画素であるが、人間は色情報に鈍感であるので、色情報を取得する画素に多少の欠損が生じても画質劣化に気づきにくい。   FIG. 8 is a diagram showing the arrangement and structure of focus detection pixels for performing pupil division in the horizontal direction (lateral direction) of the photographic lens. FIG. 4A shows a plane of 2 rows × 2 columns of pixels including focus detection pixels. When obtaining an imaging signal, the charge output of the G pixel becomes the main component of the luminance information. Since human image recognition characteristics are sensitive to luminance information, if G pixels are lost, image quality deterioration is likely to be recognized. On the other hand, the R pixel or the B pixel is a pixel that acquires color information. However, since humans are insensitive to color information, it is difficult to notice deterioration in image quality even if some pixels are acquired from the color information.

そこで、本実施形態では、2行×2列の画素のうち、G画素を撮像用画素として残し、R画素およびB画素を焦点検出用画素としている。同図(a)には、R画素およびB画素の焦点検出用画素として、SA画素およびSB画素が示されている。   Therefore, in the present embodiment, among the pixels of 2 rows × 2 columns, the G pixel is left as an imaging pixel, and the R pixel and the B pixel are used as focus detection pixels. In FIG. 4A, SA pixels and SB pixels are shown as focus detection pixels for the R pixel and the B pixel.

同図(b)は同図(a)におけるF−F方向の断面を示す。マイクロレンズMLおよび光電変換部PDの構造は図7(b)に示した撮像用画素と同一構造である。本実施形態では、焦点検出用画素の信号は、画像創生に用いられないので、色分離用カラーフィルタの代わりに透明膜CF(White)が配置される。 FIG. 2B shows a cross section in the FF direction in FIG. The structure of the microlens ML and the photoelectric conversion unit PD is the same as that of the imaging pixel shown in FIG. In the present embodiment, since the signal of the focus detection pixel is not used for image creation, a transparent film CF W (White) is disposed instead of the color filter for color separation.

また、撮像素子で瞳分割を行うので、配線層CLの開口部はマイクロレンズMLの中心線に対して一方向に偏倚している。具体的に、SA画素の開口部OPHAは右側に偏倚しているので、SA画素の光電変換部PDは撮影レンズTLの左側の射出瞳EPHAを通過した光束を受光する。同様に、SB画素の開口部OPHBは左側に偏倚しているので、SB画素の光電変換部PDは撮影レンズTLの右側の射出瞳EPHBを通過した光束を受光する。   Further, since pupil division is performed by the image sensor, the opening of the wiring layer CL is biased in one direction with respect to the center line of the microlens ML. Specifically, since the opening OPHA of the SA pixel is biased to the right side, the photoelectric conversion unit PD of the SA pixel receives the light beam that has passed through the left exit pupil EPHA of the photographic lens TL. Similarly, since the opening OPHB of the SB pixel is biased to the left side, the photoelectric conversion unit PD of the SB pixel receives the light beam that has passed through the right exit pupil EPHB of the photographic lens TL.

ここで、SA画素を水平方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をA像とする。また、SB画素も水平方向に規則的に配列し、これらの画素群で取得した被写体像をB像とする。A像とB像の相対位置を検出することで、被写体像のピントずれ量(デフォーカス量)が検出可能となる。なお、垂直方向(縦方向)のピントずれ量を検出したい場合、SA画素の開口部OPHAを上側に、SB画素の開口部OPHBを下側に偏倚させるように構成すればよい。このように、結像光学系(撮影光学系)の複数方向の焦点状態に応じた電荷が焦点検出用画素に蓄積される。   Here, SA pixels are regularly arranged in the horizontal direction, and a subject image acquired by these pixel groups is defined as an A image. The SB pixels are also regularly arranged in the horizontal direction, and the subject image acquired by these pixel groups is defined as a B image. By detecting the relative positions of the A and B images, the amount of defocus (defocus amount) of the subject image can be detected. If it is desired to detect the amount of defocus in the vertical direction (vertical direction), the SA pixel opening OPHA may be biased upward and the SB pixel opening OPHB biased downward. In this way, charges corresponding to the focus states in a plurality of directions of the imaging optical system (imaging optical system) are accumulated in the focus detection pixels.

図9は撮像用画素および焦点検出用画素の配置を示す図である。図9には、間引き読み出しを行う場合の画素の配置が示されている。X(水平)方向に1/3、Y(垂直)方向に1/3になるように、画素が間引かれている。図中、Gは緑フィルタを塗布した画素、Rは赤フィルタを塗布した画素、Bはグリーン画素を塗布した画素である。また、図中のG、R、Bは、間引き読み出し時に読み出される画素である。また、図中に記号の書かれていない白抜き画素は、間引き読み出し時に読み出されない画素を表している。   FIG. 9 is a diagram illustrating an arrangement of imaging pixels and focus detection pixels. FIG. 9 shows the arrangement of pixels when performing thinning readout. Pixels are thinned out to be 1/3 in the X (horizontal) direction and 1/3 in the Y (vertical) direction. In the figure, G is a pixel coated with a green filter, R is a pixel coated with a red filter, and B is a pixel coated with a green pixel. Further, G, R, and B in the figure are pixels read out at the time of thinning readout. In addition, white pixels that are not marked with symbols in the figure represent pixels that are not read out during thinning readout.

また、図中のSAは、画素部の開口を水平方向に偏倚させて形成された焦点検出用画素であり、後述するSB画素との水平方向の像ずれ量を検出するための基準画素である。同様に、図中のSBは、画素の開口部をSA画素とは逆方向に偏倚させて形成された焦点検出用画素であり、SA画素との水平方向の像ずれ量を検出するための参照画素である。SA画素およびSB画素における斜線部が偏倚した画素の開口部を示している。   Further, SA in the figure is a focus detection pixel formed by deviating the aperture of the pixel portion in the horizontal direction, and is a reference pixel for detecting a horizontal image shift amount from an SB pixel described later. . Similarly, SB in the figure is a focus detection pixel formed by biasing the opening of the pixel in a direction opposite to that of the SA pixel, and is a reference for detecting a horizontal image shift amount with respect to the SA pixel. Pixel. The hatched portion of the SA pixel and the SB pixel is an offset pixel opening.

また、焦点検出用画素群が撮像用に使用できないことを考慮し、本実施形態では、X方向およびY方向にある程度の間隔をおいて、焦点検出用画素は離散的に配置される。また、画像の劣化が目立ちにくいように、焦点検出用画素はG画素部分に配置されていない。   In consideration of the fact that the focus detection pixel group cannot be used for imaging, in the present embodiment, the focus detection pixels are discretely arranged at a certain interval in the X direction and the Y direction. Further, the focus detection pixels are not arranged in the G pixel portion so that the deterioration of the image is not noticeable.

本実施形態では、図中の太い黒枠で示された、8×8画素(間引き前の画素配置では、24×24画素)のブロック内に、SA画素およびSB画素の1ペアが配置されている。図中に記載されたBLOCK_N(i、j)は、ブロック名を表している。1ブロックで画素配置パターンが完結する。また、全撮像画面へ拡張する場合、画素群はブロック単位で撮像素子の任意の位置に適宜配置される。   In this embodiment, one pair of SA pixels and SB pixels is arranged in a block of 8 × 8 pixels (24 × 24 pixels in the pixel arrangement before thinning) indicated by a thick black frame in the drawing. . BLOCK_N (i, j) described in the figure represents a block name. A pixel arrangement pattern is completed in one block. In addition, when expanding to the entire imaging screen, the pixel group is appropriately arranged at an arbitrary position of the imaging element in units of blocks.

図10は測距領域およびこの測距領域に含まれる焦点検出用画素群により構成される焦点検出ラインの一例を示す図である。同図(a)には、撮像素子の画像領域(撮像領域)と焦点検出領域(測距領域)の関係が示されている。同図(b)には、焦点検出領域を拡大し、焦点検出領域に含まれる焦点検出ラインの構成が示されている。ここで、撮像素子の画素ピッチは5.2umであり、焦点検出領域は水平2.2mm、垂直1.0mmの大きさを有する。   FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a focus detection line including a distance measurement area and a focus detection pixel group included in the distance measurement area. FIG. 4A shows the relationship between the image area (imaging area) of the image sensor and the focus detection area (ranging area). FIG. 2B shows the configuration of the focus detection line included in the focus detection area by enlarging the focus detection area. Here, the pixel pitch of the image sensor is 5.2 μm, and the focus detection area has a size of horizontal 2.2 mm and vertical 1.0 mm.

焦点検出ラインは、1ブロックを水平方向に連続して配置することで構成されており、1つの焦点検出ラインの垂直画素数は24画素である。従って、垂直幅1.0mm(192画素)の焦点検出領域に含まれる焦点検出ラインの数は8ラインとなる。また、図9に示すように、各焦点検出ラインに含まれるSA画素およびSB画素はそれぞれ同一ラインに配置されている。   The focus detection line is configured by continuously arranging one block in the horizontal direction, and the number of vertical pixels of one focus detection line is 24 pixels. Accordingly, the number of focus detection lines included in the focus detection area having a vertical width of 1.0 mm (192 pixels) is 8. In addition, as shown in FIG. 9, the SA pixels and SB pixels included in each focus detection line are arranged on the same line.

上記構成を有する撮像装置の動作を示す。図11はCMOSセンサを用いたライブビュー時の撮像動作シーケンスを示すタイミングチャートである。ライブビュー機能を実現する場合、連続的に撮像素子から画像信号を読み出す必要がある。CMOSセンサでは、CCD方式のような一括転送および一括読み出しができないので、一般的にローリングシャッタ読み出し方式が採用されている。   The operation of the imaging apparatus having the above configuration will be described. FIG. 11 is a timing chart showing an imaging operation sequence during live view using a CMOS sensor. When realizing the live view function, it is necessary to continuously read out image signals from the image sensor. Since a CMOS sensor cannot perform batch transfer and batch readout as in the CCD system, a rolling shutter readout system is generally employed.

ローリングシャッタ読み出し方式では、図11に示すように、撮像素子107は、露光動作が行われた後、撮像素子107内の各画素の蓄積電荷が画像信号として読み出される。この読み出し動作は、制御パルス垂直同期信号VDおよび水平同期信号HD(図示せず)に同期して行われる。制御パルス垂直同期信号VD(VD信号)は、撮像の1フレームを表す信号である。本実施形態では、例えば、撮像素子駆動回路124は、1/30秒ごとにCPU121からのコマンドを受けると、制御パルス垂直同期信号VDを撮像素子107に送る。すなわち、本実施形態では、1秒間に30フレームの動画撮影を前提としている。   In the rolling shutter readout method, as shown in FIG. 11, after the exposure operation is performed, the image sensor 107 reads the accumulated charge of each pixel in the image sensor 107 as an image signal. This read operation is performed in synchronization with the control pulse vertical synchronization signal VD and the horizontal synchronization signal HD (not shown). The control pulse vertical synchronization signal VD (VD signal) is a signal representing one frame of imaging. In the present embodiment, for example, when the image sensor drive circuit 124 receives a command from the CPU 121 every 1/30 seconds, the image sensor drive circuit 124 sends a control pulse vertical synchronization signal VD to the image sensor 107. That is, in the present embodiment, it is assumed that 30 frames of moving images are captured per second.

また、制御パルス水平同期信号HD(HD信号)は、撮像素子107の水平同期信号である。1フレームの期間に水平ラインのライン数に応じたパルス数の制御パルス水平同期信号HDが所定間隔で送出され、水平ラインの制御が行われる。   A control pulse horizontal synchronization signal HD (HD signal) is a horizontal synchronization signal of the image sensor 107. In one frame period, a control pulse horizontal synchronizing signal HD having a pulse number corresponding to the number of horizontal lines is transmitted at a predetermined interval, and the horizontal lines are controlled.

また、水平同期信号HDに同期し、設定された蓄積時間となるように、水平ライン毎に画素リセットが行われる(図中、点線で示す)。このため、1フレームの画像信号において、ライン毎に蓄積および読み出しタイミングに時差がある。この時差は1ラインの読み出し速度と読み出すライン数によって制限を受ける。   In addition, pixel reset is performed for each horizontal line (indicated by a dotted line in the figure) so that the set accumulation time is reached in synchronization with the horizontal synchronization signal HD. For this reason, in an image signal of one frame, there is a time difference in the accumulation and readout timing for each line. This time difference is limited by the reading speed of one line and the number of lines to be read.

また、ライブビュー動作のように、フレームレートによって読出し時間の制約を受ける場合、全画面領域に対して一部の領域のみの読出しを行うか、あるいは水平方向および垂直方向に画素間引きを行って高速に画像信号を読み出す必要がある。本実施形態では、水平1/3、垂直1/3に間引いて読み出しが行われる。   In addition, when the reading time is limited by the frame rate, as in live view operation, only a part of the entire screen area is read out, or pixels are thinned out in the horizontal and vertical directions for high speed. It is necessary to read out the image signal. In the present embodiment, reading is performed with thinning out to horizontal 1/3 and vertical 1/3.

VD信号およびHD信号により蓄積および読み出しが実行されると、読み出された画像信号は画像処理回路125へ転送される。画像処理回路125では、欠損画素補正などを行われ、画像処理が実行される。   When accumulation and reading are executed by the VD signal and the HD signal, the read image signal is transferred to the image processing circuit 125. In the image processing circuit 125, defective pixel correction or the like is performed, and image processing is executed.

また、前述したように、撮像素子107には、撮像用画素の他に、一部の画素群に瞳分割機能を付与し、いわゆる位相差AFが可能なように構成された焦点検出用画素が存在する。この焦点検出用画素も欠損画素とみなして欠損補正を行い、その画像信号は画像処理回路および表示回路に転送される。   Further, as described above, the imaging element 107 includes a focus detection pixel configured to provide a pupil division function to a part of the pixel group and so-called phase difference AF in addition to the imaging pixel. Exists. The focus detection pixel is also regarded as a defective pixel and defect correction is performed, and the image signal is transferred to an image processing circuit and a display circuit.

また、画像データ内に含まれる焦点検出用画素のデータをピックアップし、撮影レンズの焦点状態を検出するために、このデータは画像処理回路125内の位相差検出ブロック(図示せず)に転送される。この回路ブロックでは、瞳分割されたSA画素群およびSB画素群の相関演算が行われ、被写体のピントずれ量が算出される。CPU121は、フォーカス駆動回路126を制御してフォーカスアクチュエータ114を駆動させ、撮影レンズの焦点調節を行う。   Further, in order to pick up focus detection pixel data included in the image data and detect the focus state of the photographing lens, this data is transferred to a phase difference detection block (not shown) in the image processing circuit 125. The In this circuit block, the correlation calculation of the SA-divided SA pixel group and the SB pixel group is performed, and the focus shift amount of the subject is calculated. The CPU 121 controls the focus driving circuit 126 to drive the focus actuator 114 to adjust the focus of the photographing lens.

また、画像処理回路125およびCPU121によって測光検出部が構成され、この測光検出部によって測光が行われ、蓄積時間、ゲイン、絞りなどの露光条件が決定される。CPU121は、決定された絞り値に従って絞りシャッタ駆動回路128を制御して絞りシャッタアクチュエータ112を駆動し、絞り動作を行う。   The image processing circuit 125 and the CPU 121 constitute a photometric detection unit, and photometry is performed by the photometric detection unit, and exposure conditions such as accumulation time, gain, and aperture are determined. The CPU 121 controls the aperture shutter drive circuit 128 according to the determined aperture value to drive the aperture shutter actuator 112 to perform an aperture operation.

ここで、本実施形態の補助光発光時の蓄積制御および焦点検出方法について説明する。図12は図9の画素配置を有する撮像素子から水平1/3、垂直1/3間引きで読み出した場合の補助光発光時のCMOSの蓄積および読み出しのタイミング、各焦点検出ラインの蓄積タイミングおよび補助光の発光タイミングを示すタイミングチャートである。   Here, the accumulation control and focus detection method during auxiliary light emission according to the present embodiment will be described. FIG. 12 shows CMOS accumulation and readout timings during auxiliary light emission when the image sensor having the pixel arrangement of FIG. 9 is read out by horizontal 1/3 and vertical 1/3 thinning, accumulation timings of each focus detection line, and auxiliary It is a timing chart which shows the light emission timing.

前述したように、ライブビュー時のCMOSの読み出しは、垂直同期信号VDに同期して上部のラインから順次行われる。また、各ラインの画素リセットは、設定されたタイミングで水平同期信号HDに同期して上部ラインから順次行われ、所望の蓄積時間となるように制御される。   As described above, CMOS reading during live view is sequentially performed from the upper line in synchronization with the vertical synchronization signal VD. In addition, pixel reset of each line is sequentially performed from the upper line in synchronization with the horizontal synchronization signal HD at a set timing, and is controlled so as to have a desired accumulation time.

また、図12には、図10の焦点検出領域に含まれる各焦点検出ラインの蓄積タイミングが示されている。なお、図が煩雑になるのを避けるため、一部の焦点検出ラインのみが示されている。このとき、図中の焦点検出ライン1の蓄積は、画素リセットが行われる時刻t1で開始され、画素信号が読み出される時刻t1’まで行われる。従って、各焦点検出ラインnの蓄積期間は、時刻tnから時刻tn’までとなる(ここで、nは値1〜8である)。   FIG. 12 shows the accumulation timing of each focus detection line included in the focus detection region of FIG. It should be noted that only some focus detection lines are shown in order to avoid complication of the figure. At this time, accumulation of the focus detection line 1 in the figure starts at time t1 when the pixel reset is performed and continues until time t1 'when the pixel signal is read out. Therefore, the accumulation period of each focus detection line n is from time tn to time tn ′ (where n is a value from 1 to 8).

仮に、水平同期信号HDの周期を25usecとすると、各焦点検出ラインのSA画素配置ラインの蓄積開始時刻の差(tn−tn+1)は、垂直1/3間引きにより焦点検出ライン周期が8ラインであるので、200usecとなる。同様に、SB画素の各焦点検出ラインの蓄積開始時刻の差も200usecとなる。このように、各焦点検出ラインの露光時間の差が所定時間となるように、画素信号の読み出しが行われる。   If the period of the horizontal synchronization signal HD is 25 usec, the difference (tn-tn + 1) in the SA pixel arrangement line accumulation start time of each focus detection line is 8 focus detection line periods due to vertical 3 decimation. Therefore, it becomes 200 usec. Similarly, the difference in the accumulation start time of each focus detection line of the SB pixel is 200 usec. In this manner, the pixel signal is read so that the difference in exposure time between the focus detection lines becomes a predetermined time.

また、図12には、焦点検出用の補助光の発光開始時刻tsおよび発光終了時刻teのタイミングが示されている。図から明らかなように、各焦点検出ラインの補助光による閃光の蓄積期間(tn−te)は、各焦点検出ラインの蓄積開始時刻の差分だけ異なる。   Further, FIG. 12 shows the timing of the light emission start time ts and the light emission end time te of the auxiliary light for focus detection. As is apparent from the figure, the flash accumulation period (tn-te) of the auxiliary light of each focus detection line differs by the difference in the accumulation start time of each focus detection line.

仮に、焦点検出ライン8の補助光の蓄積期間(t8−te)を100usecとした場合、各焦点検出ラインの補助光の蓄積期間(tn−te)は図13に示すようになる。図13は各焦点検出ラインにおける補助光の蓄積期間および露光量の差を示すテーブルである。このテーブルには、各焦点検出ラインと焦点検出ライン8との補助光による露光量の差が示されている。各焦点検出ラインの補助光による露光量の出力信号は、0段〜約3.9段程度まで段階的に大きさの異なる信号量となる。各焦点検出ラインの被写体の出力信号は、補助光による露光量に定常光の露光による蓄積量分が加えられたものになる。   If the auxiliary light accumulation period (t8-te) of the focus detection line 8 is 100 usec, the auxiliary light accumulation period (tn-te) of each focus detection line is as shown in FIG. FIG. 13 is a table showing the difference between the auxiliary light accumulation period and the exposure amount in each focus detection line. In this table, the difference in exposure amount by the auxiliary light between each focus detection line and the focus detection line 8 is shown. The output signal of the exposure amount by the auxiliary light of each focus detection line becomes a signal amount having a stepwise difference in magnitude from about 0 to about 3.9. The output signal of the subject in each focus detection line is obtained by adding the amount of accumulation by the exposure of stationary light to the amount of exposure by the auxiliary light.

また同様に、各焦点検出ラインの焦点検出用のSA画素群およびSB画素群の出力信号も段階的に異なる信号量となる。従って、一回の補助光の蓄積および撮像素子からの読み出しによって、1つの測距領域に対して異なる信号量を有する焦点検出ラインの信号出力を得ることが可能になる。   Similarly, the output signals of the focus detection SA pixel group and SB pixel group of each focus detection line also have different signal amounts in stages. Therefore, it is possible to obtain a signal output of a focus detection line having different signal amounts for one distance measurement area by storing the auxiliary light once and reading from the image sensor.

ここで、補助光発光時の蓄積および読み出しにより得られる複数の異なる焦点検出ラインの信号出力は、被写体の距離、反射率および定常光の明るさにより変化する。   Here, the signal outputs of a plurality of different focus detection lines obtained by accumulation and readout during auxiliary light emission vary depending on the distance of the subject, the reflectance, and the brightness of the steady light.

そこで、複数の異なる焦点検出ラインの信号出力から、黒潰れや飽和など焦点検出に向かないライン出力を除き、露光不足または過剰露光とならない所定の信号量となる焦点検出ラインだけを選択することで、適切な焦点検出が可能になる。   Therefore, by selecting only the focus detection lines that have a predetermined signal amount that does not cause underexposure or overexposure, except the line output that is not suitable for focus detection such as blackout or saturation, from the signal outputs of a plurality of different focus detection lines. This makes it possible to detect an appropriate focus.

また、補助光発光時の蓄積に際し、定常光による画素飽和が問題となる場合、蓄積時間を短くすることで改善することが可能であるが、このことについては一般的な自動露出制御と同様であるので、その説明を省略する。   In addition, when pixel saturation due to stationary light becomes a problem during storage during auxiliary light emission, it can be improved by shortening the storage time, but this is similar to general automatic exposure control. Since there is, explanation is omitted.

また、被写体の距離および反射率によっては、全ての焦点検出ラインで、所望の出力信号が得られない場合、補助光の発光量を変更し、再度、蓄積および読み出しを行うことで、所望の信号量を得ることが可能になる。このことについても公知の技術であるので、その説明を省略する。   Also, depending on the distance and reflectance of the subject, if a desired output signal cannot be obtained for all focus detection lines, the desired signal can be obtained by changing the amount of auxiliary light emitted and performing accumulation and readout again. It becomes possible to obtain the quantity. Since this is also a known technique, the description thereof is omitted.

つぎに、各焦点検出ラインの補助光による露光量差を制御する方法について説明する。各焦点検出ラインの補助光による露光量差は、水平同期信号HDの周期および焦点検出ラインのライン周期によって大きく影響を受ける。高画素化および高フレームレート化によりHD周期が短くなっていくことが考えられるが、この場合、各焦点検出ラインの補助光による露光量差は少なってしまう。   Next, a method for controlling the exposure amount difference by the auxiliary light of each focus detection line will be described. The exposure amount difference due to the auxiliary light of each focus detection line is greatly influenced by the period of the horizontal synchronization signal HD and the line period of the focus detection line. Although it is conceivable that the HD cycle becomes shorter due to the increase in the number of pixels and the increase in the frame rate, in this case, the difference in exposure amount due to the auxiliary light of each focus detection line becomes small.

また、ライン周期は、画素配置パターン、ライン構成パターン、および撮像素子から読み出す際の垂直間引き率によって決まる。従って、こちらもフレームレートや撮像素子に含めることが可能な焦点検出用画素の数によりライン周期が短くなると、各焦点検出ラインの補助光による露光量差は少なってしまう。   The line period is determined by the pixel arrangement pattern, the line configuration pattern, and the vertical thinning rate when reading from the image sensor. Accordingly, when the line cycle is shortened depending on the frame rate and the number of focus detection pixels that can be included in the image sensor, the difference in exposure amount due to the auxiliary light of each focus detection line decreases.

そこで、上記露光量差を調節する第1の方法について、図14および図15を用いて説明する。図14および図15は各焦点検出ラインの補助光による露光期間を示す図である。図14および図15では、異なる水平同期信号HDの周期で同一の蓄積期間を設定して撮像素子から読み出した場合の露光期間が示されている。すなわち、図15では、図14に比べて水平同期信号HDの周期が長く設定されており、蓄積開始時刻の差(t1−t2)が長くなるので、露光量の差は大きくなる。このことは、フレームレートが遅くなってしまう問題を生じさせるが、補助光を発光するフレームのみに適用することで、ライブビューに対する影響を小さくすることができる。つまり、補助光を発光するフレームと発光させないフレームとで、水平同期信号HDの周期(読み出しタイミングの周期)を異ならせることで、その影響を小さくすることができる。   A first method for adjusting the exposure amount difference will be described with reference to FIGS. FIG. 14 and FIG. 15 are diagrams showing an exposure period of auxiliary light for each focus detection line. 14 and 15 show the exposure period when the same accumulation period is set with different horizontal synchronization signal HD cycles and read from the image sensor. That is, in FIG. 15, the period of the horizontal synchronization signal HD is set longer than that in FIG. 14, and the difference in accumulation start time (t1-t2) becomes longer, so the difference in exposure amount becomes larger. This causes a problem that the frame rate becomes slow, but the effect on the live view can be reduced by applying only to the frame emitting the auxiliary light. That is, the influence can be reduced by making the period of the horizontal synchronization signal HD (the period of the read timing) different between the frame that emits the auxiliary light and the frame that does not emit the light.

また、上記露光量差を調節する第2の方法について図16を用いて説明する。図16は補助光発光時のCMOSの蓄積および読み出しのタイミング、各焦点検出ラインの蓄積タイミングおよび補助光の発光タイミングと発光量を示す図である。なお、CMOSの蓄積および読み出しのタイミング、各焦点検出ラインの蓄積タイミング、および補助光の発光期間は、図11−図15の説明と同様であるので、その説明を省略する。   A second method for adjusting the exposure amount difference will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing the timing of CMOS accumulation and readout during auxiliary light emission, the accumulation timing of each focus detection line, the emission timing of auxiliary light, and the amount of light emission. Note that the CMOS accumulation and readout timing, the accumulation timing of each focus detection line, and the auxiliary light emission period are the same as those described with reference to FIGS.

図16の補助光の波高量は、補助光の閃光の大きさを示したものであり、発光開始時刻tsから発光終了時刻teまでの期間に亘って段階的に制御される。このため、同図から明らかなように、焦点検出ライン1と焦点検出ライン2の補助光による露光量の差は、一定の波高量で補助光を発光した場合に比べて大きくなる。この方法により、水平同期信号HDの周期や焦点検出ラインのライン周期を変更せずに、各焦点検出ラインの補助光による露光量差を調節することが可能になる。なお、本実施形態では、波高量を段階的に制御しているが、補助光の波光量の制御は特に限定されない。この波光量を連続に変化させてもよいことは勿論であり、同様の効果が得られる。   The wave height of the auxiliary light in FIG. 16 indicates the size of the flash of auxiliary light, and is controlled stepwise over a period from the light emission start time ts to the light emission end time te. For this reason, as is apparent from the figure, the difference in exposure amount between the focus detection line 1 and the focus detection line 2 due to the auxiliary light is larger than when the auxiliary light is emitted with a constant wave height. By this method, it is possible to adjust the exposure amount difference due to the auxiliary light of each focus detection line without changing the cycle of the horizontal synchronization signal HD and the line cycle of the focus detection line. In the present embodiment, the amount of wave height is controlled in stages, but the control of the amount of wave of auxiliary light is not particularly limited. Of course, the wave amount may be changed continuously, and the same effect can be obtained.

電子カメラは、CMOSセンサの測距領域内にある複数の焦点検出ラインに対し、異なる露光量となるように補助光の発光および蓄積制御を行う。そして、撮像装置は、複数の焦点検出ラインで得られる複数の異なる信号出力から、所望の信号出力となる焦点検出ラインを選択し、この焦点検出ラインを用いて焦点検出を行う。   The electronic camera performs light emission and accumulation control of auxiliary light so that a plurality of focus detection lines in the distance measurement area of the CMOS sensor have different exposure amounts. Then, the imaging apparatus selects a focus detection line as a desired signal output from a plurality of different signal outputs obtained from the plurality of focus detection lines, and performs focus detection using the focus detection line.

図17は合焦動作手順を示すフローチャートである。この合焦動作の処理はCPU121によって所定の周期ごとに繰り返し実行される。なお、図17には、合焦動作に関わる部分の処理のみが記述されている。   FIG. 17 is a flowchart showing a focusing operation procedure. This focusing operation process is repeatedly executed by the CPU 121 at predetermined intervals. Note that FIG. 17 describes only the processing related to the focusing operation.

まず、CPU121は、操作スイッチ132が押下され、撮影前動作の開始が指示されたか否かを判別する(ステップS1)。撮影前動作の開始が指示されない場合、CPU121はそのまま本処理を終了する。   First, the CPU 121 determines whether or not the operation switch 132 has been pressed to instruct the start of the pre-shooting operation (step S1). When the start of the pre-shooting operation is not instructed, the CPU 121 ends this process as it is.

一方、撮影前動作の開始が指示されると、CPU121は、補助光回路123を制御し、AF補助光源116を発光させる(ステップS2)。そして、CPU121は、撮像素子駆動回路124を制御し、撮像素子107の出力信号を読み出し、各焦点検出ラインの露光量を算出する(ステップS3)。   On the other hand, when an instruction to start the pre-shooting operation is given, the CPU 121 controls the auxiliary light circuit 123 to cause the AF auxiliary light source 116 to emit light (step S2). Then, the CPU 121 controls the image sensor driving circuit 124, reads the output signal of the image sensor 107, and calculates the exposure amount of each focus detection line (step S3).

CPU121は、所望の露光量となる焦点検出ラインがあるか否かを判別する(ステップS4)。そのような焦点検出ラインがない場合、CPU121は、ステップS2の処理に戻り、発光量を変更して、再度、AF補助光源116を発光させる。   The CPU 121 determines whether or not there is a focus detection line with a desired exposure amount (step S4). If there is no such focus detection line, the CPU 121 returns to the process of step S2, changes the light emission amount, and causes the AF auxiliary light source 116 to emit light again.

ステップS4で所望の露光量となる焦点検出ラインがある場合、CPU121は、その焦点検出ラインを用いて、位相差検出方式により焦点を検出する(ステップS5)。CPU121は、フォーカス駆動回路126を制御してフォーカスアクチュエータ114を駆動させ、第3のレンズ群(フォーカスレンズ)105を焦点位置に移動させる(ステップS6)。この後、CPUは本処理を終了する。   When there is a focus detection line having a desired exposure amount in step S4, the CPU 121 detects the focus by the phase difference detection method using the focus detection line (step S5). The CPU 121 controls the focus driving circuit 126 to drive the focus actuator 114, and moves the third lens group (focus lens) 105 to the focal position (step S6). Thereafter, the CPU ends this process.

このように、第1の実施形態の撮像装置によれば、CMOSセンサの出力信号を用いた焦点検出において、補助光の発光時に1つの測距領域に対し、異なる信号量の焦点検出ラインの信号出力を得ることができる。従って、得られた複数の信号出力から所望の信号量となる焦点検出ラインを選択することで、高速に適切な焦点検出を行うことができる。また、補助光の発光回数を減らすことで、消費するエネルギを削減することができる。また、各焦点検出ラインの補助光による露光量の差に関しても、調節することが可能である。   As described above, according to the imaging apparatus of the first embodiment, in focus detection using the output signal of the CMOS sensor, the signals of the focus detection lines having different signal amounts with respect to one distance measurement area when the auxiliary light is emitted. Output can be obtained. Therefore, by selecting a focus detection line having a desired signal amount from a plurality of obtained signal outputs, appropriate focus detection can be performed at high speed. Moreover, the energy consumed can be reduced by reducing the frequency | count of light emission of auxiliary light. It is also possible to adjust the difference in exposure amount due to the auxiliary light of each focus detection line.

[第2の実施形態]
第2の実施形態おける電子カメラの構成は第1の実施形態と同一であるので、ここではその説明を省略する。図18は第2の実施形態における画素配置パターンおよび測光用ラインの配置パターンを示す配置図である。
[Second Embodiment]
Since the configuration of the electronic camera in the second embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted here. FIG. 18 is an arrangement diagram showing a pixel arrangement pattern and a photometric line arrangement pattern in the second embodiment.

2行×2列の4画素のうち、対角2画素にG(緑色)の分光感度を有する画素を配置し、他の2画素にR(赤色)とB(青色)の分光感度を有する画素を各1個配置した、ベイヤ配列が採用されている。また、このベイヤ配列は、撮像素子の撮像領域に全面展開され、配置されている。   Among the 4 pixels in 2 rows × 2 columns, pixels having G (green) spectral sensitivity are arranged on the diagonal 2 pixels, and R (red) and B (blue) spectral sensitivity are arranged on the other 2 pixels. A Bayer array in which one of each is arranged is employed. Further, this Bayer array is fully developed and arranged in the imaging region of the imaging device.

また、撮像領域内には、水平方向に連続して配置される画素から構成される測光用ラインが周期的に所定ライン数分配置されている。ここで、nは撮像素子の垂直ライン数以下の整数である。なお、測光用検出ラインの蓄積および読み出し制御に加え、前記第1の実施形態で示した焦点検出ラインの蓄積および読み出し制御を行う場合、撮像領域の一部に前記第1の実施形態と同一の画素配置パターンが用いられる。   In the imaging region, photometric lines composed of pixels continuously arranged in the horizontal direction are periodically arranged for a predetermined number of lines. Here, n is an integer equal to or less than the number of vertical lines of the image sensor. In addition to the accumulation and readout control of the photometric detection line, when the accumulation and readout control of the focus detection line shown in the first embodiment is performed, a part of the imaging region is the same as that in the first embodiment. A pixel arrangement pattern is used.

つぎに、測光用の閃光を発光したときの蓄積制御方法および測光方法について説明する。図19は測光用の閃光を発光したときの撮像素子の蓄積および読み出しタイミング、および測光用の閃光の発光タイミングを示すタイミングチャートである。撮像素子からの読み出しは垂直同期信号VDに同期して行われる。   Next, an accumulation control method and a photometric method when a photometric flash is emitted will be described. FIG. 19 is a timing chart showing the storage timing and reading timing of the image sensor when the photometric flash is emitted, and the emission timing of the photometric flash. Reading from the image sensor is performed in synchronization with the vertical synchronization signal VD.

また、各ラインの画素リセットは、図示しない水平ライン選択部により選択された複数のラインで一括して行われ、かつ設定されたタイミングで水平同期信号HDに同期して行われる。露光は所望の蓄積時間となるように制御される。   Also, pixel reset for each line is performed collectively on a plurality of lines selected by a horizontal line selection unit (not shown), and is performed in synchronization with the horizontal synchronization signal HD at a set timing. The exposure is controlled to have a desired accumulation time.

図19には、図18の測光用ラインの蓄積タイミングが示されている。なお、図が煩雑になるのを避けるため、一部の測光用ラインのみが示されている。   FIG. 19 shows the accumulation timing of the photometric line in FIG. It should be noted that only a part of the photometry lines are shown in order to avoid making the figure complicated.

図中の測光用ラインA1〜測光用ラインAnの蓄積は、画素リセットが行われる時刻taで開始され、画素信号が読み出される時刻ta’まで行われる。同様に、測光用ラインB1〜測光用ラインBnの蓄積は、画素リセットが行われる時刻tbで開始され、時刻tb’まで行われる。   Accumulation of the photometry line A1 to photometry line An in the figure starts at time ta when the pixel reset is performed and continues until time ta 'when the pixel signal is read out. Similarly, accumulation of the photometry line B1 to photometry line Bn starts at time tb when the pixel reset is performed and continues until time tb '.

また、図19には、測光用の閃光の発光開始時刻tsおよび発光終了時刻teのタイミングが示されている。図から明らかなように、各測光用ラインの測光用の閃光の蓄積期間(ta−te、tb−te)は、各測光用ラインの蓄積開始時刻の差分だけ異なる。仮に、測光用ラインAnの閃光の蓄積期間(ta−te)を16msec、測光用ラインBnの閃光の蓄積期間(tb−te)を1msecとした場合、測光用ラインAnと測光用ラインBnの閃光の露光よる出力信号の差は4段程度になる。   FIG. 19 also shows the timing of the light emission start time ts and the light emission end time te of the photometric flash. As is apparent from the figure, the photometric flash accumulation period (ta-te, tb-te) of each photometric line differs by the difference in the accumulation start time of each photometric line. If the flash accumulation period (ta-te) of the photometry line An is 16 msec and the flash accumulation period (tb-te) of the photometry line Bn is 1 msec, the flash of the photometry line An and the photometry line Bn The difference in output signal due to the exposure is about 4 stages.

従って、CPU121による測光演算部は、1回の撮像素子からの読み出しに際し、各測光用ラインから異なる大きさの信号出力を得ることが可能になる。そして、測光演算部が各測光ラインの出力信号を基に測光を行うことで、測光可能なダイナミックレンジを4段程度拡大することが可能になる。   Therefore, the photometric calculation unit by the CPU 121 can obtain signal outputs having different sizes from the respective photometric lines when reading from the image sensor once. Then, the photometric calculation unit performs photometry based on the output signal of each photometric line, so that the dynamic range capable of photometry can be expanded by about four stages.

また、CPU121による自動露出制御部は、測光演算部の測光結果を基に、本撮影におけるストロボの発光量、シャッタ速度、絞りなどのパラメータを設定し、本撮影時に適切な露光量となるように制御を行う。   Also, the automatic exposure control unit by the CPU 121 sets parameters such as the flash emission amount, shutter speed, aperture, etc. in the main shooting based on the photometric result of the photometry calculating unit so that the appropriate exposure amount is obtained during the main shooting. Take control.

なお、測光演算部および自動露出制御部については、既に公知の技術であるので、その詳細な説明を省略する。   Since the photometric calculation unit and the automatic exposure control unit are already known techniques, detailed description thereof will be omitted.

このように、第2の実施形態の撮像装置は、測光用の閃光を発光する際、複数の異なる測光ラインの画素リセットタイミングおよび閃光の発光タイミングを制御する。これにより、1回の撮像素子からの読み出しに対し、異なる露光量の出力信号を得ることが可能になる。従って、測光における適切な信号出力を得るための時間が短縮され、迅速な測光および自動露出制御が可能になる。   As described above, the image pickup apparatus according to the second embodiment controls the pixel reset timing and the flash emission timing of a plurality of different photometry lines when emitting the flash for photometry. This makes it possible to obtain output signals with different exposure amounts for a single readout from the image sensor. Therefore, the time for obtaining an appropriate signal output in photometry is shortened, and quick photometry and automatic exposure control are possible.

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。例えば、本発明の撮像装置は、デジタルビデオカメラ、デジタルSLR(一眼レフカメラ)等に適用可能である。   The present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and any configuration can be used as long as the functions shown in the claims or the functions of the configuration of the present embodiment can be achieved. Is also applicable. For example, the imaging apparatus of the present invention can be applied to a digital video camera, a digital SLR (single-lens reflex camera), and the like.

本発明は、撮像素子を備えた電子カメラ、特に電子スチルカメラ、ムービカメラに有用である。   The present invention is useful for an electronic camera provided with an image sensor, particularly an electronic still camera and a movie camera.

第1の実施形態における電子カメラの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electronic camera in 1st Embodiment. 撮像素子107の内部構成を示す図である。2 is a diagram illustrating an internal configuration of an image sensor 107. FIG. 撮像素子の全画素を読み出す場合における光電変換部の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the photoelectric conversion part in the case of reading all the pixels of an image pick-up element. 全画素のデータを読み出す場合の各部の信号の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the signal of each part at the time of reading the data of all the pixels. 撮像素子の間引き画素を読み出す場合における光電変換部の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the photoelectric conversion part in the case of reading out the thinning pixel of an image sensor. 間引き画素のデータを読み出す場合の各部の信号の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the signal of each part at the time of reading the data of a thinning pixel. 撮像用画素の配置および構造を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning and a structure of an imaging pixel. 撮影レンズの水平方向(横方向)に瞳分割を行うための焦点検出用画素の配置および構造を示す図である。It is a figure which shows the arrangement | positioning and structure of the pixel for a focus detection for performing pupil division in the horizontal direction (lateral direction) of a photographic lens. 撮像用画素および焦点検出用画素の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the pixel for imaging, and the pixel for focus detection. 測距領域およびこの測距領域に含まれる焦点検出用画素群により構成される焦点検出ラインの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the focus detection line comprised by the ranging area and the pixel group for focus detection contained in this ranging area. CMOSセンサを用いたライブビュー時の撮像動作シーケンスを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the imaging operation sequence at the time of live view using a CMOS sensor. 図9の画素配置を有する撮像素子から水平1/3、垂直1/3間引きで読み出した場合の補助光発光時のCMOSの蓄積および読み出しのタイミング、各焦点検出ラインの蓄積タイミングおよび補助光の発光タイミングを示すタイミングチャートである。The CMOS accumulation and readout timing during auxiliary light emission when the image sensor having the pixel arrangement of FIG. 9 is read out by horizontal 1/3 and vertical 1/3 thinning, the accumulation timing of each focus detection line, and the emission of auxiliary light It is a timing chart which shows a timing. 各焦点検出ラインにおける補助光の蓄積期間および露光量の差を示すテーブルである。It is a table | surface which shows the accumulation period of the auxiliary light in each focus detection line, and the difference of exposure amount. 各焦点検出ラインの補助光による露光期間を示す図である。It is a figure which shows the exposure period by the auxiliary light of each focus detection line. 各焦点検出ラインの補助光による露光期間を示す図である。It is a figure which shows the exposure period by the auxiliary light of each focus detection line. 補助光発光時のCMOSの蓄積および読み出しのタイミング、各焦点検出ラインの蓄積タイミングおよび補助光の発光タイミングと発光量を示す図である。It is a figure which shows the accumulation | storage and read-out timing of CMOS at the time of auxiliary light emission, the accumulation timing of each focus detection line, and the light emission timing and light emission amount of auxiliary light. 合焦動作手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a focusing operation | movement procedure. 第2の実施形態における画素配置パターンおよび測光用ラインの配置パターンを示す配置図である。FIG. 10 is a layout diagram illustrating a pixel layout pattern and a photometric line layout pattern in the second embodiment. 測光用の閃光を発光したときの撮像素子の蓄積および読み出しタイミング、および測光用の閃光の発光タイミングを示すタイミングチャートである。6 is a timing chart showing the accumulation and readout timing of the image sensor when the photometric flash is emitted, and the emission timing of the photometric flash.

符号の説明Explanation of symbols

107 撮像素子
116 AF補助光源
121 CPU
123 補助光回路
124 撮像素子駆動回路
107 Image sensor 116 AF auxiliary light source 121 CPU
123 Auxiliary light circuit 124 Image sensor driving circuit

Claims (6)

行方向および列方向に配置された複数の画素と、前記複数の画素を所定の周期で行ごとに選択する行選択手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷をリセットし、前記リセットの後に前記行の画素に電荷を蓄積する蓄積手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷を読み出す読出手段とを有する撮像素子と、
被写体に閃光を発光する発光手段とを有する撮像装置であって、
前記複数の画素は、撮像用の電荷を蓄積する撮像用画素群と、前記撮像素子の撮像領域に離散的に配置され、被写体像を結像する結像光学系の複数方向の焦点状態に応じた電荷を蓄積する焦点検出用画素群とから構成され、
前記焦点検出用画素群の一部を含む行方向の画素群を焦点検出ラインとし、
前記読出手段によって電荷が読み出される複数の前記焦点検出ラインに、異なる露光量となるタイミングで前記発光手段を発光させる制御手段と、
前記複数の焦点検出ラインのうち、所定の露光量が得られた少なくとも1つの焦点検出ラインを選択する選択手段と、
前記選択された焦点検出ラインに含まれる前記焦点検出用画素に蓄積された電荷を用いて焦点を検出する焦点検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の焦点検出ライン間の露光時間の差が所定時間となるように、前記読出手段による前記行の画素の読み出しタイミングを制御することを特徴とする撮像装置。
A plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, row selection means for selecting the plurality of pixels for each row in a predetermined cycle, and resetting the charge accumulated in the pixels in the selected row, An image sensor having storage means for storing charges in the pixels of the row after reset, and reading means for reading out charges stored in the pixels of the selected row;
An imaging device having a light emitting means for emitting a flash on a subject,
The plurality of pixels are discretely arranged in an image pickup pixel group for accumulating charge for image pickup and an image pickup region of the image pickup device, and according to a focus state in a plurality of directions of an imaging optical system for forming a subject image. And a focus detection pixel group that accumulates the accumulated charges,
A pixel group in a row direction including a part of the focus detection pixel group as a focus detection line,
Control means for causing the light emitting means to emit light at different exposure amounts to the plurality of focus detection lines from which charges are read by the reading means;
Selecting means for selecting at least one focus detection line having a predetermined exposure amount among the plurality of focus detection lines;
Have a focus detection means for detecting a focal point with the charge accumulated in the focus detection pixels included in the selected focus detection line,
The image pickup apparatus , wherein the control unit controls the readout timing of the pixels in the row by the readout unit so that a difference in exposure time between the plurality of focus detection lines becomes a predetermined time .
前記制御手段は、前記発光手段を発光させるフレームと発光させないフレームとで、前記読出手段による読み出しタイミングの周期を異ならせることを特徴とする請求項記載の撮像装置。 Said control means, said light emitting means in a frame that does not emit light when the frame to emit light, an imaging apparatus according to claim 1, wherein varying the period of the read timing by the reading unit. 前記制御手段は、前記複数の焦点検出ライン間の露光量の差が大きくなるように、前記発光手段の発光量を制御することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 1, wherein the control unit controls a light emission amount of the light emitting unit so that a difference in exposure amount between the plurality of focus detection lines is increased. 前記異なる露光量となるタイミングで発光された場合の前記撮像素子の出力信号を用いて測光を行う測光手段と、
前記測光の結果に応じて、露出を調節する露出制御手段とを有することを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
Photometric means for performing photometry using the output signal of the image sensor when light is emitted at the timing of the different exposure amount;
The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an exposure control unit that adjusts an exposure according to a result of the photometry.
行方向および列方向に配置された複数の画素と、前記複数の画素を所定の周期で行ごとに選択する行選択手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷をリセットし、前記リセットの後に前記行の画素に電荷を蓄積する蓄積手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷を読み出す読出手段とを有する撮像素子と、
被写体に閃光を発光する発光手段とを有する撮像装置に搭載された自動焦点検出装置であって、
前記複数の画素は、撮像用の電荷を蓄積する撮像用画素群と、前記撮像素子の撮像領域に離散的に配置され、被写体像を結像する結像光学系の複数方向の焦点状態に応じた電荷を蓄積する焦点検出用画素群とから構成され、
前記焦点検出用画素群の一部を含む行方向の画素群を焦点検出ラインとし、
前記読出手段によって電荷が読み出される複数の前記焦点検出ラインに、異なる露光量となるタイミングで前記発光手段を発光させる制御手段と、
前記複数の焦点検出ラインのうち、所定の露光量が得られた少なくとも1つの焦点検出ラインを選択する選択手段と、
前記選択された焦点検出ラインに含まれる前記焦点検出用画素に蓄積された電荷を用いて焦点を検出する焦点検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の焦点検出ライン間の露光時間の差が所定時間となるように、前記読出手段による前記行の画素の読み出しタイミングを制御することを特徴とする自動焦点検出装置。
A plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, row selection means for selecting the plurality of pixels for each row in a predetermined cycle, and resetting the charge accumulated in the pixels in the selected row, An image sensor having storage means for storing charges in the pixels of the row after reset, and reading means for reading out charges stored in the pixels of the selected row;
An automatic focus detection device mounted on an imaging device having a light emitting means for emitting a flash on a subject,
The plurality of pixels are discretely arranged in an image pickup pixel group for accumulating charge for image pickup and an image pickup region of the image pickup device, and according to a focus state in a plurality of directions of an imaging optical system for forming a subject image. And a focus detection pixel group that accumulates the accumulated charges,
A pixel group in a row direction including a part of the focus detection pixel group as a focus detection line,
Control means for causing the light emitting means to emit light at different exposure amounts to the plurality of focus detection lines from which charges are read by the reading means;
Selecting means for selecting at least one focus detection line having a predetermined exposure amount among the plurality of focus detection lines;
Have a focus detection means for detecting a focal point with the charge accumulated in the focus detection pixels included in the selected focus detection line,
The automatic focus detection apparatus , wherein the control means controls the readout timing of the pixels in the row by the readout means so that a difference in exposure time between the plurality of focus detection lines becomes a predetermined time .
行方向および列方向に配置された複数の画素と、前記複数の画素を所定の周期で行ごとに選択する行選択手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷をリセットし、前記リセットの後に前記行の画素に電荷を蓄積する蓄積手段と、前記選択された行の画素に蓄積された電荷を読み出す読出手段とを有する撮像素子と、被写体に閃光を発光する発光手段とを有し、前記複数の画素は、撮像用の電荷を蓄積する撮像用画素群と、前記撮像素子の撮像領域に離散的に配置され、被写体像を結像する結像光学系の複数方向の焦点状態に応じた電荷を蓄積する焦点検出用画素群とから構成される撮像装置の制御方法であって、
前記焦点検出用画素群の一部を含む行方向の画素群を焦点検出ラインとし、前記読出手段によって電荷が読み出される複数の前記焦点検出ラインに、異なる露光量となるタイミングで前記発光手段を発光させる制御ステップと、
前記複数の焦点検出ラインのうち、所定の露光量が得られた少なくとも1つの焦点検出ラインを選択する選択ステップと、
前記選択された焦点検出ラインに含まれる前記焦点検出用画素に蓄積された電荷を用いて焦点を検出する焦点検出ステップとを有し、
前記制御ステップにおいて、前記複数の焦点検出ライン間の露光時間の差が所定時間となるように、前記読出手段による前記行の画素の読み出しタイミングを制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A plurality of pixels arranged in a row direction and a column direction, row selection means for selecting the plurality of pixels for each row in a predetermined cycle, and resetting the charge accumulated in the pixels in the selected row, An image pickup device having storage means for storing charges in the pixels in the row after reset; a reading means for reading out charges stored in the pixels in the selected row; and light emitting means for emitting flash to the subject. The plurality of pixels are discretely arranged in an imaging region of the imaging element for storing imaging charges and an imaging optical system that forms a subject image and is focused in a plurality of directions. A method of controlling an imaging apparatus including a focus detection pixel group that accumulates electric charges according to
A pixel group in a row direction including a part of the focus detection pixel group is used as a focus detection line, and the light emitting unit emits light to the plurality of focus detection lines from which charges are read by the reading unit at different exposure amounts. Control steps to cause
A selection step of selecting at least one focus detection line having a predetermined exposure amount among the plurality of focus detection lines;
Have a focus detection step of detecting a focus by using charges accumulated in the focus detection pixels included in the selected focus detection line,
In the control step, the readout timing of the pixels in the row by the readout unit is controlled so that a difference in exposure time between the plurality of focus detection lines becomes a predetermined time .
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