JP6442261B2 - 撮像素子及び撮像装置、及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子及び撮像装置、及びその制御方法に関する。

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像装置に用いられる撮像素子は、多機能化が進んでおり、例えば、位相差方式の焦点検出機能を有するものも知られている。具体的には、撮像素子の１つの画素に２つのフォトダイオードと１つのマイクロレンズを設ける。そして、各フォトダイオードが撮影レンズの異なる瞳領域を通過した光を受光するよう構成することで、各フォトダイオードの出力信号を用いた位相差方式の焦点検出が可能となる。また、同じ画素に設けられた２つのフォトダイオードの出力信号を加算することで、画像出力を得ることができる（特許文献１参照）。

特開２００１-１２４９８４号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、１画素あたり２つのフォトダイオードから信号を取得する必要がある。そのため、１つの画素に１つのフォトダイオードを有する従来の構成に対して、読み出す時間が２倍に増えてしまう。読み出す時間が増えることにより、所定のフレームレートで読み出すライブビュー撮影や動画撮影時では、１フレームあたりのスタンバイ時間が従来構成に対して短くなってしまい、撮像素子の消費電力が増加してしまうという問題がある。また、消費電力の増加により撮像素子の発熱量が大きくなってカメラの外装温度の上昇に影響を与えてしまう。その結果、カメラ品質として許容されている外装温度まで到達する時間が早まり、継続可能な撮影時間を圧迫する要因となっている。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、位相差方式の焦点検出が可能な撮像素子を用いた撮像装置において、信号読み出し時の撮像素子の消費電力を低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像素子は、複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を備える撮像素子であって、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法と前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法とで駆動することが可能な読み出し手段と、前記第１の駆動方法により信号を読み出す場合に、前記第２の駆動方法により信号を読み出す場合よりも少ない電流量を前記読み出し手段に供給する供給手段とを有する。

本発明によれば、位相差方式の焦点検出が可能な撮像素子を用いた撮像装置において、信号読み出し時の撮像素子の消費電力を低減することができる。

本発明の実施形態における撮像装置の撮影レンズの射出瞳から出た光束が単位画素に入射する概念を示す図。 実施形態における撮像装置の機能構成を示すブロック図。 実施形態における撮像素子の構成を示す図。 実施形態における撮像装置の単位画素の回路図。 実施形態における撮像素子の読み出し回路の１列分の構成例を示す回路図。 第１の実施形態における撮像素子の駆動を示すタイミングチャート。 第１の実施形態における読み出し回路の駆動電流値の一例を説明する図。 第２の実施形態における焦点検出領域との位置関係に応じた読み出し回路の駆動電流値の制御を示すフローチャート。 第２の実施形態における焦点検出領域との位置関係に応じた読み出し行のエリア分けの一例を示す図。 第２の実施形態における焦点検出領域との位置関係に応じた読み出し回路に設定する駆動電流値の一例を示す図。 第３の実施形態における撮像装置の温度条件による読み出し回路の駆動電流値の制御を示すフローチャート。 第３の実施形態における温度条件に応じて読み出し回路に設定する駆動電流値の一例を示す図。 第４の実施形態における撮像装置の撮影感度条件による読み出し回路の駆動電流値の制御を示すフローチャート。 第５の実施形態における撮像装置の撮影フレームレートによる読み出し回路の駆動電流値の制御を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
はじめに、通常の被写体撮像用の撮像素子で位相差検出方式の焦点検出を実現する原理を説明する。図１は、撮影レンズの射出瞳から出た光束が撮像素子が有する単位画素の１つに入射する状態を模式的に示した図である。単位画素１００は、第１のフォトダイオード（ＰＤ）１０１Ａ及び第２のフォトダイオード（ＰＤ）１０１Ｂを有し、カラーフィルタ３０２及びマイクロレンズ３０３により覆われている。

マイクロレンズ３０３を有する画素に対して、撮影レンズの射出瞳３０４の中心を光軸３０５とする。射出瞳３０４を通過した光は、光軸３０５を中心として単位画素１００に入射する。また、図１に示すように、撮影レンズの射出瞳の一部領域である瞳領域３０６を通過する光束はマイクロレンズ３０３を通して、第１のＰＤ１０１Ａで受光される。同様に、射出瞳３０４の一部領域である瞳領域３０７を通過する光束はマイクロレンズ３０３を通して、第２のＰＤ１０１Ｂで受光される。従って、第１のＰＤ１０１Ａと第２のＰＤ１０１Ｂはそれぞれ、射出瞳３０４の別々の領域を通過した光を受光している。従って、第１のＰＤ１０１Ａと第２のＰＤ１０１Ｂの信号を比較することで位相差の検知が可能となる。

以下、第１のＰＤ１０１Ａから得られる信号をＡ像信号、第２のＰＤ１０１Ｂから得られる信号をＢ像信号と呼ぶ。また、第１のＰＤ１０１Ａの信号と第２のＰＤ１０１Ｂの信号とを加算して読み出した信号は（Ａ＋Ｂ）像信号として、撮影画像に用いることができる。

次に、本第１の実施形態における撮像装置の構成を図２のブロック図に示す。撮影レンズ１１１０はレンズ駆動回路１１０９によってズーム制御、フォーカス制御、絞り制御などが行われ、被写体の光学像を撮像素子１１０１に結像させる。撮像素子１１０１には図１で示した複数の単位画素１００が行列状に配置され、撮像素子１１０１に結像された被写体の像は、電気的な画像信号に変換されて撮像素子１１０１から出力される。信号処理回路１１０３は、撮像素子１１０１から出力される画像信号に各種の補正を行ったり、データを圧縮したりする。また、信号処理回路１１０３では、撮像素子１１０１から取得したＡ像信号と（Ａ＋Ｂ）像信号とからＢ像信号の生成も行う。

タイミング発生回路１１０２は、撮像素子１１０１を駆動するタイミング信号を出力する。全体制御・演算回路１１０４は、各種演算を行うとともに、撮像素子１１０１の動作を含む撮像装置全体の動作を制御する。全体制御・演算回路１１０４は、更に、Ａ像信号及びＢ像信号を用いた位相差方式の焦点検出動作も行う。信号処理回路１１０３が出力する画像データは、メモリ回路１１０５に一時的に記憶される。表示回路１１０６は、各種情報や撮影した画像を表示する。記録回路１１０７は、画像データの記録または読み出しを行うための半導体メモリ等の着脱可能な記録媒体に対して読み書きを行う回路である。操作回路１１０８は、スイッチ、ボタン、タッチパネルなどを代表とする入力デバイス群を含み、撮像装置に対するユーザ指示を受け付ける。

次に、撮像素子１１０１の構成例を図３〜５を用いて説明する。図３は、撮像素子１１０１の全体構成例を示す図である。撮像素子１１０１は、画素領域１、垂直走査回路２、読み出し回路３、水平走査回路４、出力アンプ５を含む。画素領域１には、複数の単位画素１００が行列状に配置されている。ここでは、説明を簡単にするために４×４の１６画素の配列を示してあるが、実際には更に多数の単位画素が行列状に配置される。図１で説明したように、各単位画素１００は、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂを備える。本実施形態では、垂直走査回路２は、画素領域１の画素を１行単位で選択し、選択行の画素に対して駆動信号を送出する。読み出し回路３は、列毎に列読み出し回路を備え、単位画素１００からの出力信号を増幅し、その出力信号をサンプルホールドする。水平走査回路４は、読み出し回路３でサンプルホールドされた信号を列毎に順次出力アンプ５に出力するための信号を送出する。出力アンプ５は、水平走査回路４の動作により、読み出し回路３から出力された信号を信号処理回路１１０３に出力する。垂直走査回路２、読み出し回路３、水平走査回路４は、タイミング発生回路１１０２からのタイミング信号により駆動される。

図４は、単位画素１００の構成例を示す回路図である。第１のＰＤ１０１Ａ、第２のＰＤ１０１Ｂには、第１の転送スイッチ１０２Ａ、第２の転送スイッチ１０２Ｂがそれぞれ接続されている。また、第１の転送スイッチ１０２Ａ及び第２の転送スイッチ１０２Ｂの出力は、フローティングディフュージョン領域（ＦＤ）１０３を通じて増幅部１０４に接続されている。ＦＤ１０３にはリセットスイッチ１０５が接続され、増幅部１０４には選択スイッチ１０６が接続される。

第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂは、同一のマイクロレンズ３０３を通過した光を受光し、その受光量に応じた信号電荷を生成する光電変換部として機能する。第１の転送スイッチ１０２Ａ及び第２の転送スイッチ１０２Ｂは、それぞれ垂直走査回路２からの転送パルス信号ＰＴＸＡ、ＰＴＸＢによって制御され、それぞれが第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂで発生した電荷を共通のＦＤ１０３に転送する。

ＦＤ１０３は、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂから転送された電荷を一時的に保持するとともに、保持した電荷を電圧信号に変換する電荷電圧変換部として機能する。増幅部１０４は、ソースフォロワＭＯＳトランジスタであり、ＦＤ１０３に保持した電荷に基づく電圧信号を増幅して、画素信号として出力する。リセットスイッチ１０５は、垂直走査回路２からのリセットパルス信号ＰＲＥＳによって制御され、ＦＤ１０３の電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。選択スイッチ１０６は、垂直走査回路２からの制御信号ＰＳＥＬによって制御され、増幅部１０４で増幅された画素信号を垂直出力線１０７に出力する。

図５は、図３の読み出し回路３の１列分の構成例を示す回路図である。読み出し回路３は、列毎に図５に示す構成の回路を備えるが、各列の構成は共通であるので、図５では１列分のみ示してある。垂直出力線１０７上の信号電圧はオペアンプ２０３により増幅される。オペアンプ２０３には基準電圧ＶＲＥＦが供給される。オペアンプ２０３の入力にはクランプ容量Ｃ０が接続され、入出力間にはフィードバック容量Ｃｆが接続される。また、フィードバック容量Ｃｆの両端には、両端をショートさせるためのスイッチ２０６が設けられている。スイッチ２０６は、読み出し回路３のＰＣ０Ｒ信号で制御される。垂直出力線１０７には定電流源２０１が接続されている。

容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂ、ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＮは、オペアンプ２０３からの信号電圧を保持するための容量である。スイッチ２１０、２１１、２１２は、それぞれ容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂ、ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＮへの書き込みを制御するスイッチである。スイッチ２１０は、ＰＴＳ＿Ａ＋Ｂ信号で制御され、スイッチ２１１は、ＰＴＳ＿Ａ信号で制御され、スイッチ２１２は、ＰＴＮ信号で制御される。容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２は、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂ、ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＮからの信号電圧を保持するための容量である。スイッチ２１６、２１７、２１８は、容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２への書き込みを制御するスイッチである。スイッチ２１６は、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂの信号を容量ＣＴＳ２に書き込むためのもので、ＰＴＳ２＿Ａ＋Ｂ信号で制御される。スイッチ２１７は、容量ＣＴＳ＿Ａの信号を容量ＣＴＳ２に書き込むためのもので、ＰＴＳ２＿Ａ信号で制御される。スイッチ２１８は、容量ＣＴＮの信号を容量ＣＴＮ２に書き込むためのもので、ＰＴＮ２信号で制御される。

また、容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２の直前には、バッファとしてのボルテージフォロワ２１３、２１４、２１５を設けている。ボルテージフォロワ２１３、２１４、２１５は、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂ、ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＮのそれぞれに蓄積された電位と等しい電位を、容量分割によらず容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２に伝達する。

スイッチ２２１、２２２は、水平走査回路４からのＰＨ信号で制御され、容量ＣＴＳ２に書き込まれた信号は共通出力線２２３を介して、容量ＣＴＮ２に書き込まれた信号は共通出力線２２４を介して、それぞれ出力アンプ５に出力される。なお、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂ、ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＮへの信号書き込みと、容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２からの水平走査による信号読み出しは、並行して行われる。

図６に、本第１の実施形態に係る撮像素子１１０１の駆動方法を実現するためのタイミングチャートを示す。図６は、垂直走査回路２が任意の行を選択した際の駆動タイミングを表す。時刻ｔ１において、水平同期信号ＳＹＮＣが立ち上がるとともに、選択された行の制御信号ＰＳＥＬがＬからＨとなる。これにより選択された行の選択スイッチ１０６がオンし、選択された行の画素信号を垂直出力線１０７に出力することが可能となる。

時刻ｔ２では、リセットパルス信号ＰＲＥＳがＬからＨとなり、リセットスイッチ１０５がオンし、ＦＤ１０３の電位が電源ＶＤＤにリセットされる。時刻ｔ３には、リセットパルス信号ＰＲＥＳがＨからＬとなり、リセットスイッチ１０５がオフし、ＦＤ１０３のリセットが解除される。このときのＦＤ１０３の電位は、垂直出力線１０７に増幅部１０４を介してリセット信号レベルとして読み出され、読み出し回路３に入力される。読み出し回路３では、ＰＣ０Ｒ信号がＨでスイッチ２０６がオンになっており、オペアンプ２０３が基準電圧ＶＲＥＦの出力をバッファする状態でリセット信号レベルがクランプ容量Ｃ０に入力される。

その後、時刻ｔ４でＰＣ０Ｒ信号をＨからＬとし、時刻ｔ５でＰＴＮ信号をＨにしてスイッチ２１２をオンして、そのときのオペアンプ２０３の出力をリセット電圧として容量ＣＴＮへ書き込む。その後、時刻ｔ６でＰＴＮ信号をＬとして、スイッチ２１２をオフして容量ＣＴＮへのリセット電圧の書き込みを終了する。

時刻ｔ７でＰＴＳ＿Ａ信号をＨとし、スイッチ２１１をオンにし、容量ＣＴＳ＿Ａに信号を書き込み可能な状態とする。続いて、時刻ｔ８で転送パルス信号ＰＴＸＡをＨとして、第１のＰＤ１０１Ａの電荷をＦＤ１０３へ転送し、時刻ｔ９で転送パルス信号ＰＴＸＡをＬとする。この動作により、第１のＰＤ１０１Ａに蓄積された電荷がＦＤ１０３へ読み出される。そして、ＦＤ１０３の電位の変化に応じた出力が増幅部１０４及び垂直出力線１０７を介して読み出し回路３へ供給される。

読み出し回路３では、オペアンプ２０３がクランプ容量Ｃ０とフィードバック容量Ｃｆの比率に応じた利得で垂直出力線１０７から供給された電圧を増幅して出力する。この第１のＰＤ１０１Ａから提供された信号電圧は、容量ＣＴＳ＿Ａに書き込まれる。時刻ｔ１０でＰＴＳ＿Ａ信号をＨからＬと切り替え、スイッチ２１１をオフし、容量ＣＴＳ＿Ａへの書き込みを終了する。

時刻ｔ１１でＰＴＳ＿Ａ＋Ｂ信号をＨとし、スイッチ２１０をオンにし、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに信号を書き込み可能な状態とする。続いて、時刻ｔ１２で再び転送パルス信号ＰＴＸＡをＨとすると同時に転送パルス信号ＰＴＸＢもＨとする。この動作により、第１のＰＤ１０１Ａと第２のＰＤ１０１Ｂの双方の電荷を同時にＦＤ１０３へ読み出すことができる。そして、時刻ｔ１４で転送パルス信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＬとする。ＦＤ１０３に読み出された電荷は、増幅部１０４により電圧に変換され、垂直出力線１０７を介して読み出し回路３へ供給され、オペアンプ２０３で増幅される。オペアンプ２０３により増幅された信号は容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに書き込まれる。時刻ｔ１６でＰＴＳ＿Ａ＋Ｂ信号をＨからＬに切り替え、スイッチ２１０をオフし、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂへの書き込みを終了する。

なお、時刻ｔ１２では転送パルス信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢを同時にＨとしたが、転送パルス信号ＰＴＸＢだけをＨとして第２のＰＤ１０１Ｂの電荷をＦＤ１０３へ転送してもよい。この場合、第１のＰＤ１０１Ａの電荷がすでにＦＤ１０３へ転送されているので、第１のＰＤ１０１Ａ及び第２のＰＤ１０１Ｂの電荷を加算した出力を得ることができる。以上の動作により、容量ＣＴＳＮ、ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂへの信号書き込みが完了する。

ここで、画素部の信号を容量ＣＴＳ＿Ａ、ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに書き込む際、オペアンプ２０３の駆動電流が足りない場合に、高輝度撮影時に生じる横帯状のスミア（以下、「横スミア」と呼ぶ。）やシェーディング等の固定パターンノイズが生じてしまうことがある。これらの固定パターンノイズを低減する要求は、焦点検出用の信号（Ａ像信号及びＢ像信号）に比べ、記録や表示に用いる通常画像用の信号（（Ａ＋Ｂ）像信号）では極めて高い。換言すれば、通常画像用の信号と比べて、焦点検出用の信号では、固定パターンノイズはある程度許容される。つまり、焦点検出用の信号の読み出し時は、通常画像用の信号の読み出し時に必要とされるオペアンプの駆動電流より小さくすることが可能である。

また、第１の実施形態では、容量ＣＴＳ＿Ａに書き込む信号が焦点検出用として用いられ、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに書き込む信号が通常画像用として用いられるが、焦点検出用のＡ像信号は通常画像用の（Ａ＋Ｂ）像信号よりも電圧が低く、書き込む電荷量が少ない。そこで、図７（ａ）に示すように、Ａ像信号を容量ＣＴＳ＿Ａに書き込む期間（Ｔ_Ａ）のオペアンプ２０３の駆動電流値（Ｉ_Ａ）を、（Ａ＋Ｂ）像信号を容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに書き込む期間（Ｔ_Ａ＋Ｂ）のオペアンプ２０３の駆動電流値（Ｉ_Ａ＋Ｂ）より小さく設定する。これにより、通常画像のノイズを抑えつつ、撮像素子１１０１の消費電力の低減が可能となる。

なお、容量ＣＴＳ＿Ａに信号を書き込むために、ＰＴＳ＿Ａ信号をＨにするタイミング（時刻ｔ７）は、第１の実施形態では転送パルス信号ＰＴＸＡをＨとする前に設定したが、転送パルス信号ＰＴＸＡをＨとした後でもよい。この場合、容量ＣＴＳ＿Ａに書き込む期間を、転送パルス信号ＰＴＸＡをＨとしてから（時刻ｔ８）ＰＴＳ＿Ａ信号をＬとするまで（時刻ｔ１０）としてもよい。同様に、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに信号を書き込むために、ＰＴＳ＿Ａ＋Ｂ信号をＨにするタイミング（時刻ｔ１１）を転送パルス信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＨにするタイミング（時刻ｔ１２）よりも後に設定してもよい。この場合、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに書き込む期間を、転送パルス信号ＰＴＸＡ及びＰＴＸＢをＨ（時刻ｔ１２）としてからＰＴＳ＿Ａ＋Ｂ信号をＬ（時刻ｔ１６）とするまでとしてもよい。

図６の説明に戻り、時刻ｔ１７ではＰＣ０Ｒ信号を再びＨとし、スイッチ２０６がオンし、読み出し回路３では、オペアンプ２０３が基準電圧ＶＲＥＦの出力をバッファする状態に戻る。そして時刻ｔ１８で垂直選択パルス信号ＰＳＥＬをＬとし、選択されていた行の画素からの信号の読み出しを終了し、選択されていた行は垂直出力線１０７から切り離される。その後、時刻ｔ１９で水平同期信号ＳＹＮＣが再び立ち上がり、同時に次行の垂直選択パルス信号ＰＳＥＬがＨとなり、次行の画素の選択が開始される。

また、（Ａ＋Ｂ）像信号の容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂへの書き込みと平行して、時刻ｔ１２において、ＰＴＳ２＿Ａ信号とＰＴＮ２信号をＬからＨとし、スイッチ２１７及びスイッチ２１８をオンする。容量ＣＴＮに保持された信号はボルテージフォロワ２１５を介して、容量ＣＴＮ２へ書き込まれ、容量ＣＴＳ＿Ａに保持された信号はボルテージフォロワ２１４を介して容量ＣＴＳ２に書き込まれる。そして、時刻ｔ１３でＰＴＮ２信号及びＰＴＳ２＿Ａ信号が同時にＨからＬとなり、容量ＣＴＮ２及び容量ＣＴＳ２への書き込みが終了する。

なお、図７（ｂ）に示すように、ボルテージフォロワ２１３及び２１４から容量ＣＴＳ２に書き込む際も前述と同様に、Ａ像信号の書き込み時と（Ａ＋Ｂ）像信号の書き込み時とでボルテージフォロワ２１３及び２１４の供給手段から供給する駆動電流値を変更しても良い。その場合、Ａ像信号を書き込む期間（Ｔ_２Ａ）におけるボルテージフォロワ２１４の駆動電流値（Ｉ_２Ａ）を、（Ａ＋Ｂ）像信号を書き込む期間（Ｔ_２Ａ＋Ｂ）におけるボルテージフォロワ２１３の駆動電流値（Ｉ_２Ａ＋Ｂ）よりも小さく設定する。もしくは、焦点検出用のＡ像信号を書き込むボルテージフォロワ２１４と、通常画像用の信号の（Ａ＋Ｂ）像信号を書き込むボルテージフォロワ２１３とで別々の駆動電流値の設定ができる構成としても良い。

また、上述で説明した供給手段が供給する駆動電流値（電流量）の設定変更はオペアンプ２０３とボルテージフォロワ２１３及び２１４の両方で実施しても、どちらか一方で実施しても良い。

なお、本発明の駆動電流値（電流量）の設定の変更は前述のオペアンプ２０３とボルテージフォロワ２１３及び２１４の場合に限られたものではない。撮像素子１１０１の信号読み出し回路３に係わる範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

その後、時刻ｔ１３〜ｔ１５の間に、水平走査回路４の駆動パルスＰＨが各列の読み出し回路毎に順次Ｌ→Ｈ→Ｌとなる。それに伴い、列毎にスイッチ２２１、２２２がオフ→オン→オフとなり、水平走査が行われる。スイッチ２２１、２２２がオフ→オン→オフとなったときに各列の容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２に保持された信号は共通出力線２２３、２２４へそれぞれ読み出され、出力アンプ５で共通出力線２２３、２２４の信号の差電圧として出力される。この差電圧がＡ像信号となる。なお、共通出力線２２３、２２４は各列の信号を読み出す毎に不図時のリセットスイッチにより基準電位にリセットされる。

ここで、Ａ像信号の水平走査は、（Ａ＋Ｂ）像信号の容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂへの書き込み中（Ｔ_Ａ＋Ｂの期間）に行われる。この水平走査期間は、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂへの書き込みが終わる時刻ｔ１６までに完了する。（Ａ＋Ｂ）像信号の容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂへの書き込みが終わった後、（Ａ＋Ｂ）像信号の容量ＣＴＳ２の書き込み及び水平走査が行われる。これらの動作は次行のＦＤ１０３のリセット、容量ＣＴＮ及びＣＴＳ＿Ａへの書き込みと並行して行われる。時刻ｔ１７では、ＰＴＮ２信号及びＰＴＳ２＿Ａ＋Ｂ信号を同時にＬからＨとすることで、スイッチ２１６及び２１８がオンする。容量ＣＴＮに保持された信号はボルテージフォロワ２１５を介して、容量ＣＴＮ２へ書き込まれる。さらに、容量ＣＴＳ＿Ａ＋Ｂに保持された信号はボルテージフォロワ２１３を介して、容量ＣＴＳ２に書き込まれる。そして、時刻ｔ１８でＰＴＮ２信号及びＰＴＳ２＿Ａ＋Ｂ信号が同時にＨからＬとなり、書き込みが終了する。

その後、図６の例では容量ＣＴＮ２、ＣＴＳ２に保持された信号はｔ１８〜ｔ２０の間に、水平走査回路４の駆動パルスＰＨが順次Ｌ→Ｈ→Ｌとなることで水平走査が行われる。駆動パルスＰＨにより各列のスイッチ２２１、２２２が駆動されてオフ→オン→オフする。スイッチ２２１、２２２により列毎の容量ＣＴＳ２、ＣＴＮ２に保持された信号は共通出力線２２３、２２４へそれぞれ読み出され、出力アンプ５で共通出力線２２３、２２４の差電圧として出力される。この差電圧が（Ａ＋Ｂ）像信号となる。

ここで、（Ａ＋Ｂ）像信号の水平走査は、次行のＦＤ１０３のリセット及び、容量ＣＴＮ、ＣＴＳ＿Ａへの書き込みと並行して行われる。並行して行うことにより処理時間を短縮できる。この水平走査期間は、次行の容量ＣＴＳ＿Ａへの書き込みが終わる次の時刻ｔ２０までに完了できる。

このようにして読み出されたＡ像信号から撮影レンズの瞳の一部を透過する光束の情報が得られ、さらに（Ａ＋Ｂ）像信号とＡ像信号の差分をとることにより、第２のＰＤ１０１Ｂからの出力信号であるＢ像信号を得ることができる。このＢ像信号からは、Ａ像信号とは異なる瞳領域を透過した光束の情報が得られる。従って、これらＡ像信号とＢ像信号との２つの光束の情報から焦点情報や距離情報を得ることができる。

以上、述べたように、第１の実施形態では、焦点検出用の信号読み出し時の読み出し回路の駆動電流値（電流量）の設定を通常画像用の信号読み出し時より小さくする。これにより、撮像信号に影響を与えることなく、１フレームの読み出しに要する撮像素子の消費電力を低減することが可能となる。

なお、第１の実施形態では単位画素１００内に２つのフォトダイオードを備える構成であったが、単位画素１００内のフォトダイオードの数はこれに限定されず複数であればよい。例えば、単位画素内に４つのフォトダイオードを備え、焦点検出用として、単位画素内の２つの光電変換部の信号を読み出し、撮像用として単位画素内のすべての光電変換部の信号を読み出す構成であってもよい。

＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、焦点検出領域との位置関係に基づいて、焦点検出用の信号の読み出し時における供給手段が供給する読み出し回路３の駆動電流値を変更する。なお、第２の実施形態における撮像装置の構成は、図１〜図５を参照して説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

図８は、第２の実施形態における焦点検出領域との位置関係に基づいて供給手段が供給する駆動電流値の制御を示すフローチャートである。Ｓ２０１では、撮像装置が動画モードに設定された状態にて、撮像装置が焦点検出する領域を選択する。焦点検出領域は、ユーザによる任意に選択された領域でも、撮像装置により被写体追尾や顔追尾等により決定された領域であってもよい。Ｓ２０２で動画撮影を開始する。

Ｓ２０３から、撮像素子１１０１の先頭行から行毎に読み出しを開始する。Ｓ２０３では、動画開始時、及び、動画の各フレームにおける信号読み出しが先頭行から最終行まで終了し、次のフレームを先頭行から読み出す際に、読み出し行のカウンタを初期値（ｎ＝１）にセットする。

Ｓ２０４において、焦点検出領域に対応する行と、信号読み出し行ｎとの差分Ｌを取得する。差分Ｌが大きければ、信号読み出し行ｎは、焦点検出領域から離れていることを意味し、差分Ｌが小さければ焦点検出領域に近いことを意味する。

Ｓ２０５では、Ｓ２０４で取得した差分Ｌと予め決められた所定行数Ｌ１とを比較し、Ｌ＜Ｌ１（第１の距離未満）であるかを判定する。Ｌ＜Ｌ１であればＳ２０６へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を図１０に示すＩ１Ｌに設定する。例えば、図９（ａ）に示すように、Ｌ＜Ｌ１となる焦点検出領域１３０１を含むような行を読み出す場合は、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の駆動電流値を、通常画像用の信号（Ａ＋Ｂ像信号）読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値と同じ値ＩＬ１とする。

一方、Ｌ≧Ｌ１であればＳ２０７へ進み、更に焦点検出領域に対応する行と撮像素子からの信号読み出し行ｎとの差分Ｌと、予め決められた所定行数Ｌ２とを比較して、Ｌ１≦Ｌ＜Ｌ２であるかを判断する。Ｌ１≦Ｌ＜Ｌ２であれば、Ｓ２０８へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を図１０に示すＩ２Ｌに設定する。例えば、図９（ａ）に示すように、Ｌ１≦Ｌ＜Ｌ２となる焦点検出領域１３０１を含まない行を読み出す場合は、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の駆動電流値を、通常画像用の信号（Ａ＋Ｂ像信号）読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値Ｉ１Ｌより小さい値Ｉ２Ｌとする。このように、駆動電流値をＩ１Ｌよりも小さい値Ｉ２Ｌに設定することで、焦点検出領域１３０１の焦点検出精度に影響を与えることなく、撮像素子１１０１の消費電力を抑えることができる。なお、図９（ａ）に示すＬ１≦Ｌ＜Ｌ２となる領域における読み出し行は、焦点検出領域を含まないため、第１の実施形態での電流値より下げることが可能である。

また、Ｌ≧Ｌ２（第２の距離以上）であれば、Ｓ２０９へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を図１０に示すＩ３Ｌに設定する。例えば、図９（ｂ）に示すように、Ｌ≧Ｌ２となる焦点検出領域１３０１から一定領域以上離れた行を読み出す場合は、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の駆動電流値を、Ｉ２Ｌより小さい値Ｉ３Ｌとする。このように、焦点検出領域１３０１から離れた行を読み出す場合に、駆動電流値をＩ２Ｌより小さい値Ｉ３Ｌに設定することで、焦点検出領域が変更された場合でも被写体の追従性を保ちつつ、撮像素子１１０１の消費電力をさらに抑えることができる。

Ｓ２１０では、Ｓ２０６、Ｓ２０８、Ｓ２０９のいずれかで設定した焦点検出用の信号（Ａ像信号）を読み出す場合の読み出し回路３の駆動電流値により、対象行（ｎ行目）の信号を読み出す。

Ｓ２１１では、動画の各フレームにおける信号読み出しが、最終行ｍまで完了したか判定する。ｎ＝ｍであれば、全行の読み出しが完了したと判定し、Ｓ２１３へ進む。一方、ｎ＜ｍであれば、Ｓ２１２へ進んで読み出し行ｎをｎ＋１とし、Ｓ２０４へ戻り、次の行における焦点検出用の信号（Ａ像信号）を読み出す場合の読み出し回路３の駆動電流値を設定する。

Ｓ２１３では、動画撮影が終了したか判断する。終了していない場合はＳ２１４へ進み、再び焦点検出領域を取得する。その後Ｓ２０３へ戻り、動画が停止されるまで上記の処理を繰り返す。

以上のように、本第２の実施形態によれば、撮像装置の焦点検出領域に基づいて、供給手段が供給する駆動電流値を制御することで、焦点検出精度を保ちつつ、撮像素子の消費電力を低減させることが可能となる。

なお、上述した例では、読み出し行ｎと焦点検出領域からの距離（行数）に応じて焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を３種類に分ける場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、４種類以上の駆動電流値により制御しても良いし、また、読み出し行ｎが焦点検出領域を含む行であるか否かに応じて２種類の駆動電流値により駆動しても良い。更には、連続的に変化する駆動電流値を用いても良い。すなわち、焦点検出領域から遠い行の焦点検出用の信号を読み出す際に、焦点検出領域に近い行の焦点検出用の信号を読み出す場合よりも駆動電流値を小さくすれば良い。

＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、撮像装置の温度条件に応じて、焦点検出用の信号の読み出し時における供給手段が供給する読み出し回路３の駆動電流値を変更する。必要なタイミングで所定の電流値に設定を切り替えることで、通常画像用の信号への影響を抑えつつ消費電力の低減を図る。なお、第３の実施形態における撮像装置の構成は、図１〜図５を参照して説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

図１１は、第３の実施形態における供給手段が供給する駆動電流値の制御を示すフローチャートである。Ｓ８０１では、撮像装置内部の温度Ｘを取得する。ここでは例えば、撮像素子１１０１の近傍に実装された温度計ＩＣにより出力された温度情報を取得する。Ｓ８０２で撮像装置を動画撮影モードに設定し、動画撮影を開始する。

Ｓ８０３では、Ｓ８０１で取得した動画撮影開始直前の温度Ｘと予め決められた温度ｘ１とを比較して、Ｘ＜ｘ１であるかを判定する。Ｘ＜ｘ１であればＳ８０４へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₁に設定する。なお、温度ｘ１は、例えば、温度上昇により動画撮影の停止が迫っていることをユーザ側に予告する設定温度（警告表示温度）よりも低い設定とする。Ｘ＜ｘ１であれば、撮像装置本体の温度には余裕があると判断できる。そのため、図１２（ａ）に示すように、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の駆動電流値を、通常画像用の信号（Ａ＋Ｂ像信号）読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値Ｉ₁と同じ値とする。

一方、Ｘ≧ｘ１（第１の温度以上）であればＳ８０５へ進み、更に、温度Ｘと予め決められた温度ｘ２とを比較して、ｘ1≦Ｘ＜ｘ２であるかを判断する。ｘ２には、例えば、警告表示温度を設定する。ｘ1≦Ｘ＜ｘ２であればＳ８０６へ進み、図１２（ａ）に示すように焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₂に設定する。このように、駆動電流値をＩ₁よりも小さい値Ｉ₂に設定することで、撮像素子１１０１の消費電力を抑え、警告表示が表示されるまでの時間を電流値の設定変更前よりも長くできる。

また、Ｘ≧ｘ２（第２の温度以上）であればＳ８０７へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₃に設定する。駆動電流値をＩ₂よりも小さい値Ｉ₃に設定することで、ｘ1≦Ｘ＜ｘ２の場合よりも撮像素子１１０１の消費電力を抑える。これにより、警告表示が表示されてから、動画撮影が停止する温度に達するまでの時間を長くできる。

Ｓ８０８では動画撮影が終了したか判断する。終了していない場合、Ｓ８０９へ進み、再び撮像装置内部の温度Ｘを取得する。その後、Ｓ８０３へ戻り、動画が停止されるまで上記の処理を繰り返す。

以上のように本第３の実施形態によれば、撮像装置の温度条件に応じて、通常画像用の信号への影響を抑えつつ撮像素子の消費電力を低減させる。これにより、動画撮影時の警告表示温度や動画撮影禁止温度に到達するまでの時間を延ばし、撮影可能時間を長くすることができる。

なお、上述した例では、撮像装置の温度条件に応じて焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を３種類に分ける場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、４種類以上の駆動電流値により制御しても良いし、また、２種類の駆動電流値により駆動しても良い。更には、連続的に変化する駆動電流値を用いても良い。すなわち、撮像装置の温度が高い場合に、温度が低い場合よりも、焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を小さくすれば良い。

＜第４の実施形態＞
以下、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態では、撮影時の撮像装置の感度条件に応じて、焦点検出用の信号の読み出し時における供給手段が供給する読み出し回路３の駆動電流値を変更する。なお、第４の実施形態における撮像装置の構成は、図１〜図５を参照して説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

高感度撮影時はオペアンプ２０３のゲインを大きくするため、低感度撮影時よりも通常画像用の信号読み出し時のオペアンプ２０３の駆動電流値を増加する必要性が高い。その場合、高感度撮影時では低感度撮影時よりも撮像素子１１０１の消費電力が大きくなってしまう。しかし、上述したように、焦点検出用の信号に関しては、撮像画像用の信号ほど厳格に配慮する必要性は低い。つまり、焦点検出用の信号読み出し時は、高感度撮影時に通常画像用の信号で必要とされるオペアンプ２０３の駆動電流値より小さくすることが可能である。

図１３は、第４の実施形態における供給手段が供給する駆動電流値の制御を示すフローチャートである。Ｓ１００１では、設定されている撮像装置の感度情報Ｍを取得する。Ｓ１００２で撮像装置を動画撮影モードに設定し、動画撮影を開始する。Ｓ１００３では、Ｓ１００１で取得した撮影感度Ｍを予め決められた感度ｍ１とを比較して、Ｍ＜ｍ１であるかを判定する。Ｍ＜ｍ１であればＳ１００４へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を、例えば、図１２（ｂ）に示すＩ_1mに設定する。例えば、ｍ１をＩＳＯ３２００とした場合、ＩＳＯ３２００未満であれば、通常画像用の信号に対し、オペアンプ２０３の駆動電流を増加させる必要が無く、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ_1mに設定する。ここでの電流値Ｉ_1mは、撮影感度Ｍが３２００未満の場合における通常画像用の信号読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値と同じ値とする。

一方、Ｍ≧ｍ１（第１の設定感度以上）であればＳ１００５へ進み、更に、撮影感度Ｍと予め決められた感度ｍ２とを比較して、ｍ1≦Ｍ＜ｍ２であるかを判断する。ｍ1≦Ｍ＜ｍ２であればＳ１００６へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を、例えば、図１２（ｂ）に示すＩ_2mに設定する。一例として、ＩＳＯ３２００以上ＩＳＯ１２８００未満の場合に、通常画像用の信号に対し所定のオペアンプ２０３の駆動電流を増加させる必要があるとする。その場合、撮影感度ＭがＩＳＯ３２００以上ＩＳＯ１２８００未満であれば焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ_2m に設定する。ここでのＩ_2m は、撮影感度ＭがＩＳＯ３２００以上ＩＳＯ１２８００未満の場合における通常画像用の信号読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値より小さい値とする。

また、Ｍ≧ｍ２（第２の設定感度以上）であればＳ１００７へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を、例えば、図１２（ｂ）に示すＩ_3mに設定する。一例として、ＩＳＯ１２８００以上の場合に、ＩＳＯ３２００以上ＩＳＯ１２８００未満の場合よりさらに通常画像用の信号に対し所定のオペアンプの駆動電流を増加させる必要があるとする。その場合、撮影感度ＭがＩＳＯ１２８００以上の場合には焦点検出用の信号（Ａ像信号）読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ_3mに設定する。ここでのＩ_3mは、撮影感度ＭがＩＳＯ１２８００以上の場合における通常画像用の信号読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値より小さい値とする。

このように、撮影感度を高くした際に焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値（電流量）を通常画像用の信号の読み出し時より小さくすることで、撮像素子１１０１の消費電力を低減することができる。

Ｓ１００８では動画撮影が終了したか判断する。終了していない場合、Ｓ１００９へ進み、再び設定されている撮像装置の感度情報Ｍを取得する。その後、Ｓ１００３へ戻り、動画が停止されるまで上記の処理を繰り返す。

以上のように本第４の実施形態によれば、撮像装置の撮影感度に応じて、通常画像用の信号への影響を抑えつつ撮像素子の消費電力を低減させる。これにより、撮影可能時間を長くすることができる。

なお、上述した例では、撮像装置の撮影感度に応じて焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を３種類に分ける場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、４種類以上の駆動電流値により制御しても良いし、また、２種類の駆動電流値により駆動しても良い。更には、連続的に変化する駆動電流値を用いても良い。すなわち、撮像装置の撮影感度が低い場合に、撮影感度が高い場合よりも、焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を小さくすれば良い。

＜第５の実施形態＞
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態では、撮影時のフレームレート設定条件に応じて、焦点検出用の信号の読み出し時における供給手段が供給する読み出し回路３の駆動電流値を変更する。なお、撮像装置の構成については、図１〜図５を参照して説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。

例えば、フレームレートを６０ｆｐｓに設定した場合、フレームレートが３０ｆｐｓの場合と比較して１秒あたりのフレーム数が倍になるため、撮像素子１１０１及び信号処理回路１１０３の消費電力が大きくなる。つまり、撮像装置本体の発熱量が増加し、動画撮影可能時間は、フレームレートが高い６０ｆｐｓの方が短くなってしまう。そのため、高フレームレート設定時は、低フレームレート設定時より焦点検出用の信号の読み出し時における読み出し回路３の駆動電流値を小さい値に切り替えることで消費電力の低減を図る。

図１４は、第５の実施形態における供給手段が供給する駆動電流値の制御を示すフローチャートである。Ｓ１１０１では、動画撮影開始前の撮影フレームレートＦの情報を取得する。Ｓ１１０２では、Ｓ１００１で取得したフレームレートＦと予め決められたフレームレートｆ１とを比較し、Ｆ≦ｆ１であるかを判定する。Ｆ≦ｆ１（第１のフレームレート以下）であればＳ１１０３へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を、例えば、図１２に示すＩ₁に設定する。一例として、フレームレートｆ１を３０ｆｐｓとした場合、設定フレームレートが３０ｆｐｓ以下の場合には焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₁に設定する。なお、ここでの駆動電流値Ｉ₁は、通常画像用の信号読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値と同じ値とする。

一方、Ｆ＞ｆ１であればＳ１１０４へ進み、更に、フレームレートＦと予め決められたフレームレートｆ２（ｆ１＜ｆ２）とを比較して、ｆ1＜Ｆ≦ｆ２であるかを判断する。ｆ1＜Ｆ≦ｆ２（第１のフレームレートより高く、第２のフレームレート以下）であればＳ１１０５へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値を、例えば、図１２に示すＩ₂に設定する。一例として、フレームレートｆ２を６０ｆｐｓとした場合、設定フレームレートＦが３０ｆｐｓ＜Ｆ≦６０ｆｐｓの場合には焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₂に設定する。なお、ここでの駆動電流値Ｉ₂は、通常画像用の信号読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値より小さい値とする。

また、Ｆ＞ｆ２であればＳ１１０６へ進み、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₃に設定する。例えば、フレームレートＦが６０ｆｐｓより高い場合、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値をＩ₃に設定する。Ｉ₃をＩ₂よりも小さい値に設定することで、ｆ1＜Ｆ≦ｆ２の場合よりも撮像素子１１０１の消費電力を抑える。

Ｓ１１０７では、設定フレームレートが変更されたか判断する。変更されなければ、Ｓ１１０８に進み動画撮影を開始する。フレームレートが変更された場合にはＳ１１０１へ戻り、変更されたフレームレート設定情報を再度取得する。

このように、撮影時のフレームレートを高くした際に、焦点検出用の信号（Ａ像信号）の読み出し時の読み出し回路３の駆動電流値（電流量）を通常画像用の信号読み出し時より小さくすることで、撮像素子１１０１の消費電力を低減することができる。つまり、高フレームレートでの動画撮影可能時間を長くすることができる。

なお、上述した例では、フレームレートに応じて焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を３種類に分ける場合について説明したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、４種類以上の駆動電流値により制御しても良いし、また、２種類の駆動電流値により駆動しても良い。更には、連続的に変化する駆動電流値を用いても良い。すなわち、フレームレートが高い場合に、フレームレートが低い場合よりも、焦点検出用の信号を読み出す際の駆動電流値を小さくすれば良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。撮像装置の温度条件、感度設定やフレームレート設定の各々の組み合わせで実施しても良い。想定される撮像装置の撮影条件の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上記第１乃至第５の実施形態では、読み出し系統が１つの場合について説明したが、２系統以上ある場合にも、それぞれの系を上述したように構成することで本願発明を適用することができる。

また、上記第１乃至第５の実施形態では、各画素が２つのフォトダイオードを有する場合について説明したが、３以上の複数のフォトダイオードを有していてもよい。その場合、焦点検出用の信号を得るために、画素毎に複数のフォトダイオードの一部から読み出す駆動方法と、撮像信号を得るために、画素毎に複数のフォトダイオードの電荷を加算して読み出す駆動方法とにより制御すればよい。例えば、各画素が水平垂直方向にそれぞれ２分割された４つのフォトダイオードを有する場合、焦点検出用の信号を得るために、画素毎に水平または垂直方向に並ぶ２つのフォトダイオードの電荷を加算して読み出す。そして、画素毎に複数のフォトダイオードの一部から電荷を読み出す際に、読み出し回路３へ供給する電流量を少なくように制御することで、本願発明を適用可能である。

１：画素領域、２：垂直走査回路、３：読み出し回路、４：水平走査回路、５：出力アンプ、１００：単位画素、１０１Ａ：第１のフォトダイオード（ＰＤ）、１０１Ｂ：第２のフォトダイオード（ＰＤ）、２０３：オペアンプ、２１３、２１４、２１５：ボルテージフォロワ、１１０１：撮像素子、１１０２：タイミング信号発生回路、１１０３：信号処理回路、１１０４：全体制御・演算回路、１３０１：焦点検出領域

Claims (20)

1. 複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を備える撮像素子であって、
   前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法と前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法とで駆動することが可能な読み出し手段と、
   前記第１の駆動方法により信号を読み出す場合に、前記第２の駆動方法により信号を読み出す場合よりも少ない電流量を前記読み出し手段に供給する供給手段と
   を有することを特徴とする撮像素子。
2. 複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を備える撮像素子であって、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法と前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法とで駆動することが可能な読み出し手段を有する撮像素子と、
   前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す際に前記読み出し手段に供給する電流量を制御する制御手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
3. 前記撮像素子の焦点検出領域を選択する選択手段を有し、前記制御手段は、前記選択手段により選択された前記焦点検出領域を含まない行の光電変換部から信号を読み出す際に、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から信号を読み出す間、供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、読み出し行と前記焦点検出領域との距離が、前記焦点検出領域を含むように設定された第１の距離よりも大きい第２の距離以上である場合、前記第２の距離未満の場合よりも、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記撮像素子の状態を検出する検出手段を有し、前記制御手段は、前記検出手段により検出された温度が予め決められた第１の温度以上である場合、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に前記読み出し手段に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
6. 前記制御手段は、前記検出された温度が、前記第１の温度よりも高い予め決められた第２の温度以上である場合、前記第２の温度より低い場合よりも、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記制御手段は、前記撮像素子の状態を検出する検出手段により検出された設定感度が予め決められた第１の設定感度以上の場合、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記制御手段は、前記検出された設定感度が、前記第１の設定感度より高い予め決められた第２の設定感度より低い場合、前記第２の設定感度以上の場合よりも、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記制御手段は、前記撮像素子の状態を検出する検出手段により検出されたフレームレートが予め決められた第１のフレームレートより高い場合、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記制御手段は、前記検出されたフレームレートが、前記第１のフレームレートよりも高い予め決められた第２のフレームレートより高い場合、前記第２のフレームレート以下の低い場合よりも、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
11. 前記制御手段は、前記電流量を少なくする場合、前記第２の駆動方法により前記光電変換部から出力された信号を読み出す場合に供給する電流量よりも少なくするように制御することを特徴とする請求項３乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置。
12. 複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を備える撮像素子であって、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法と前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法とで駆動することが可能な読み出し手段を有する撮像素子と、
    前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す際に、前記第２の駆動方法により前記光電変換部から出力された信号を読み出す場合よりも供給する電流量を少なくするように制御することが可能な制御手段と
    を有することを特徴とする撮像装置。
13. 前記撮像素子の焦点検出領域を選択する選択手段を有し、前記制御手段は、前記選択手段により選択された前記焦点検出領域を含まない行の光電変換部から信号を読み出す際に、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から信号を読み出す間、前記少ない電流量を供給することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
14. 前記制御手段は、読み出し行と前記焦点検出領域との距離が、前記焦点検出領域を含むように設定された第１の距離よりも大きい第２の距離以上である場合、第２の距離未満の場合よりも、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間に供給する電流量を少なくするように制御することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
15. 前記制御手段は、前記撮像素子の状態を検出する検出手段により検出された温度が予め決められた第１の温度以上である場合に、前記少ない電流量を供給することを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
16. 前記制御手段は、前記撮像素子の状態を検出する検出手段により検出された設定感度が予め決められた第１の設定感度以上である場合に、前記少ない電流量を供給することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
17. 前記制御手段は、前記撮像素子の状態を検出する検出手段により検出されたフレームレートが予め決められた第１のフレームレートより高い場合に、前記少ない電流量を供給するを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
18. 前記複数の光電変換部はそれぞれ２つの光電変換部からなり、前記第１の駆動方法により読み出された信号と、前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法により読み出された信号から前記第１の駆動方法により読み出された信号を差分した信号とに基づいて、焦点検出を行う焦点検出手段を更に有することを特徴とする請求項２乃至１７のいずれか１項に記載の撮像装置。
19. 複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を備える撮像素子であって、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法と前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法とで駆動することが可能な読み出し手段を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
    前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す際に前記読み出し手段に供給する電流量を制御することを特徴とする制御方法。
20. 複数のマイクロレンズそれぞれに対して複数の光電変換部を備える撮像素子であって、前記複数の光電変換部のうちの一部の光電変換部から信号を読み出す第１の駆動方法と前記第１の駆動方法よりも多数の光電変換部から信号を読み出す第２の駆動方法とで駆動することが可能な読み出し手段を有する撮像素子を有する撮像装置の制御方法であって、
    制御手段が、前記第２の駆動方法により前記光電変換部から出力された信号を読み出す際、第１の電流量の電流を供給するように制御する工程と、
    前記制御手段が、前記第１の駆動方法により前記一部の光電変換部から出力された信号を読み出す間、前記第１の電流量よりも少ない第２の電流量の電流を供給するように制御する工程と
    を有することを特徴とする制御方法。

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