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JP2018148295A - Imaging apparatus and control method thereof - Google Patents

Imaging apparatus and control method thereof Download PDF

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JP2018148295A
JP2018148295A JP2017038997A JP2017038997A JP2018148295A JP 2018148295 A JP2018148295 A JP 2018148295A JP 2017038997 A JP2017038997 A JP 2017038997A JP 2017038997 A JP2017038997 A JP 2017038997A JP 2018148295 A JP2018148295 A JP 2018148295A
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image
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image pickup
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秀太 西沢
Hideta Nishizawa
秀太 西沢
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Canon Inc
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of acquiring a signal for focus detection with less noise from an imaging element capable of pupil division focus detection.SOLUTION: An imaging apparatus includes an imaging element in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged, an autofocus operation unit that performs focus detection processing based on a signal from the imaging device, and a control circuit that drives and controls the imaging element in a first mode when image recording or display is performed and drives and controls the imaging element in a second mode when image recording or display is not performed, and in the first mode, drive control is performed on the imaging element such that a signal obtained by mixing at least signals from the plurality of photoelectric conversion elements are output, and in the second mode, drive control is performed on the imaging element such that respective signals from the photoelectric conversion elements are output to acquire a signal for focus detection with less noise when image recording or display is not performed.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus and a control method thereof.

デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等に用いられる撮像素子において、瞳分割方式の焦点検出が可能な技術が開示されている。例えば特許文献1には、撮像素子の1つの画素に2つのフォトダイオードを有し、各フォトダイオードが1つのマイクロレンズによって撮像レンズの異なる瞳領域を通過した光を受光する構成が開示されている。この構成では、2つのフォトダイオードからの出力信号を比較することで撮像レンズでの焦点検出が可能となり、また、2つのフォトダイオードからの出力信号を混合することで撮影画像の信号を得ることができる。   There has been disclosed a technique capable of pupil-focusing focus detection in an image sensor used for a digital camera, a digital video camera, or the like. For example, Patent Document 1 discloses a configuration in which one pixel of an imaging element has two photodiodes, and each photodiode receives light that has passed through different pupil regions of the imaging lens by one microlens. . In this configuration, it is possible to detect the focus by the imaging lens by comparing the output signals from the two photodiodes, and obtain the signal of the photographed image by mixing the output signals from the two photodiodes. it can.

特開2001−124984号公報JP 2001-124984 A

前述した瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子を用いた撮像装置では、異なる瞳領域を通過した光を受光した2つのフォトダイオードからの出力信号を比較することで自動焦点検出(オートフォーカス)が行われる。しかし、通常画像の信号を得るために、一方のフォトダイオードの信号と、2つのフォトダイオードの信号を混合した通常画像用の信号とを撮像素子から読み出し、これらの信号の減算処理を行うことで、他方のフォトダイオードの信号を取得することが多い。他方のフォトダイオードの信号を取得するための減算処理は、撮像素子からの信号読み出しの後段の処理であるため、一般に撮像素子から他方のフォトダイオードの信号を直接読み出すよりもノイズが大きい。本発明の目的は、瞳分割方式の焦点検出が可能な撮像素子からノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することができる撮像装置を提供することである。   In the above-described imaging device using an imaging element capable of pupil-division focus detection, automatic focus detection (autofocus) is performed by comparing output signals from two photodiodes that receive light that has passed through different pupil regions. Is done. However, in order to obtain a normal image signal, a signal for one photodiode and a signal for a normal image obtained by mixing the signals of two photodiodes are read from the image sensor, and subtraction processing of these signals is performed. In many cases, the signal of the other photodiode is acquired. The subtraction process for acquiring the signal of the other photodiode is a process subsequent to the signal reading from the image sensor, and therefore generally has a larger noise than the signal of the other photodiode directly read from the image sensor. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of acquiring a focus detection signal with less noise from an imaging element capable of pupil division type focus detection.

本発明に係る撮像装置は、各々が複数の光電変換素子を有する画素が2次元状に複数配列された撮像素子と、前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理手段と、記録部への画像の記録、又は表示部での画像の表示を行う場合には第1のモードで前記撮像素子を駆動制御し、前記記録部への画像の記録を行わず、かつ前記表示部での画像の表示を行わない場合には第2のモードで前記撮像素子を駆動制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記第1のモードのとき、少なくとも前記画素が有する前記複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第2のモードのとき、前記画素が有する前記光電変換素子のそれぞれからの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする。   An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup element in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally, a processing unit that performs a focus detection process based on a signal from the image pickup element, and a recording When recording an image on the display unit or displaying an image on the display unit, the image pickup device is driven and controlled in the first mode, the image is not recorded on the recording unit, and the display unit Control means for driving and controlling the image sensor in a second mode when the image is not displayed, and the control means has the plurality of the pixels included in at least the pixel in the first mode. The image pickup element is driven and controlled so that a signal obtained by mixing signals from the photoelectric conversion element is output from the image pickup element, and in the second mode, the signal from each of the photoelectric conversion elements included in the pixel is Output from the image sensor Wherein the drive control of the sea urchin the imaging device.

本発明によれば、画像の記録や画像の表示を行わない場合には、撮像素子から画素が有する各光電変換素子からの信号を取得でき、ノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することが可能となる。   According to the present invention, when image recording or image display is not performed, a signal from each photoelectric conversion element included in the pixel can be acquired from the imaging element, and a focus detection signal with less noise can be acquired. It becomes possible.

本発明の実施形態における撮像装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the imaging device in embodiment of this invention. 本実施形態における撮像素子の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image pick-up element in this embodiment. 本実施形態における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図である。It is a conceptual diagram with which the light beam which came out of the exit pupil of the imaging lens in this embodiment injects into a unit pixel. 本実施形態における画素の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a pixel in the present embodiment. 第1の実施形態における動画撮影中の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state during the video recording in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるA、A+B像出力状態を説明する図である。It is a figure explaining the A and A + B image output state in a 1st embodiment. 第1の実施形態における静止画連写(サーボ連写)中の状態を説明する図である。It is a figure explaining the state in the still image continuous shooting (servo continuous shooting) in 1st Embodiment. 第1の実施形態におけるA、B像出力状態を説明する図である。It is a figure explaining the A and B image output state in 1st Embodiment. 第1の実施形態における撮像装置の動作例を示すフローチャートである。3 is a flowchart illustrating an operation example of the imaging apparatus according to the first embodiment. 第2の実施形態における列A/D変換回路の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the column A / D conversion circuit in 2nd Embodiment. 第2の実施形態における列A/D変換回路の動作例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart illustrating an operation example of the column A / D conversion circuit according to the second embodiment. 第2の実施形態における列A/D変換回路の他の動作例を示すタイミングチャートである。10 is a timing chart showing another operation example of the column A / D conversion circuit according to the second embodiment.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態における撮像装置の構成例を示すブロック図である。まず、撮像装置100について説明する。シャッター12は、撮像素子1400に入る光量を制御する。撮像素子1400は、光学像を電気信号に変換する。光学ファインダ104は、ミラー130が光軸上にあるときに撮影レンズや絞り等の光学系を介して入射した入射光をミラー131により結像して、ユーザーが撮影する静止画の構図を確認することが可能である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. First, the imaging device 100 will be described. The shutter 12 controls the amount of light entering the image sensor 1400. The image sensor 1400 converts an optical image into an electrical signal. The optical viewfinder 104 forms incident light incident through an optical system such as a photographing lens or a diaphragm when the mirror 130 is on the optical axis by the mirror 131, and confirms the composition of a still image taken by the user. It is possible.

アナログフロントエンド回路1700は、撮像素子1400から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ/デジタル変換器(A/D変換器)を内蔵する。タイミングジェネレータ(以下、TG)1800は、それぞれ撮像素子やA/D変換器にクロック信号や制御信号を供給する。液晶モニター1200は、表示部の一例であり、ライブビュー画像の表示や撮影した静止画像の表示が可能である。システム制御回路(例えば、CPU:Central Processing Unit)50は、画像処理を含む撮像装置100全体を制御する。   The analog front-end circuit 1700 includes an analog / digital converter (A / D converter) that converts an analog signal output from the image sensor 1400 into a digital signal. A timing generator (hereinafter referred to as TG) 1800 supplies a clock signal and a control signal to the image sensor and the A / D converter, respectively. The liquid crystal monitor 1200 is an example of a display unit, and can display a live view image or a captured still image. A system control circuit (for example, CPU: Central Processing Unit) 50 controls the entire imaging apparatus 100 including image processing.

シャッタースイッチ61は2段階になっていて、ユーザーが1段目まで浅く押すことを半押しといい、2段目まで深く押すことを全押しという。シャッタースイッチ61が半押しされると、システム制御回路50が検知して自動焦点検出(オートフォーカス、AF:Auto Focus)処理や、撮影前の状態における自動露出機構によるシャッター速度と絞り数値の設定が行われる。さらにシャッタースイッチ61が全押しされると、シャッター12が動作し撮影動作が実施される。   The shutter switch 61 has two stages, and the user presses lightly to the first step is called half-press, and pressing the button deeply to the second step is called full press. When the shutter switch 61 is half-pressed, the system control circuit 50 detects the auto focus detection (auto focus, AF: Auto Focus) processing and the setting of the shutter speed and aperture value by the automatic exposure mechanism in the state before photographing. Done. Further, when the shutter switch 61 is fully pressed, the shutter 12 is operated and the photographing operation is performed.

ライブビュー動作のスタート・ストップスイッチ62は、ユーザーからスタート指示されたら、撮像素子1400によって得られる画像を連続して表示するライブビュー動作を行う。ライブビュー表示中にシャッタースイッチ61が半押し状態になった場合、撮像素子1400の焦点検出用出力信号を用いたオートフォーカス処理が行われる。   The start / stop switch 62 of the live view operation performs a live view operation for continuously displaying images obtained by the image sensor 1400 when a start instruction is given by the user. When the shutter switch 61 is pressed halfway during live view display, autofocus processing using the focus detection output signal of the image sensor 1400 is performed.

ISO感度設定スイッチ63は、ユーザーの指示に従いシステム制御回路50が撮像装置100の光の量に対する感度を設定する。電源スイッチ64は、ユーザーの指示に従いシステム制御回路50が撮像装置100の電源オン、電源オフの切り替えを行う。また、撮像装置100に接続されたレンズユニット300、外部ストロボ、記録媒体200等の各種付属装置の電源オン、電源オフの設定も合わせて切り替え設定可能である。連写スイッチ65は、シャッタースイッチ61が全押し状態である間、連続して静止画像を撮り続けるモードに設定可能である。   In the ISO sensitivity setting switch 63, the system control circuit 50 sets the sensitivity of the imaging apparatus 100 with respect to the amount of light according to a user instruction. In the power switch 64, the system control circuit 50 switches the power of the imaging apparatus 100 on and off according to a user instruction. In addition, the power on and power off settings of various accessory devices such as the lens unit 300, the external strobe, and the recording medium 200 connected to the imaging device 100 can be switched. The continuous shooting switch 65 can be set to a mode in which still images are continuously taken while the shutter switch 61 is fully pressed.

揮発性メモリ(例えばRAM:Random Access Memory)70は、画像データを一時的に記録する。また、揮発性メモリ70は、システム制御回路50のワークメモリとしての機能も有する。不揮発性メモリ(例えばROM:Read Only Memory)71は、システム制御回路50が動作を行う際のプログラムを格納している。   A volatile memory (for example, RAM: Random Access Memory) 70 temporarily records image data. The volatile memory 70 also has a function as a work memory of the system control circuit 50. A nonvolatile memory (for example, ROM: Read Only Memory) 71 stores a program used when the system control circuit 50 operates.

画像処理部72は、静止画の補正・圧縮等の処理を行う。オートフォーカス演算部73は、自動焦点検出処理用に焦点距離検出用の信号から後述する撮影レンズ310の位置変更量を計算する。読み出しモード制御部74は、読み出しモードに応じて、撮像素子1400を駆動する駆動回路の制御を変える。   The image processing unit 72 performs processing such as still image correction / compression. The autofocus calculation unit 73 calculates a position change amount of the photographing lens 310 described later from a focal length detection signal for automatic focus detection processing. The read mode control unit 74 changes the control of the drive circuit that drives the image sensor 1400 according to the read mode.

電源制御部80は、電池検出回路、DC−DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等から構成されている。電源制御部80は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、その検出結果及びシステム制御回路50の指示に基づいてDC−DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部に供給する。電源部86は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池、リチウムイオン電池等の二次電池、ACアダプタ等から成り、コネクタ82及び84を介して電源制御部80と接続される。   The power control unit 80 includes a battery detection circuit, a DC-DC converter, a switch circuit that switches blocks to be energized, and the like. The power supply control unit 80 detects the presence / absence of a battery, the type of battery, and the remaining battery level, and controls the DC-DC converter based on the detection result and an instruction from the system control circuit 50, and requires a necessary voltage. It is supplied to each part including the recording medium for a long period. The power supply unit 86 includes a primary battery such as an alkaline battery or a lithium battery, a secondary battery such as a lithium ion battery, an AC adapter, or the like, and is connected to the power supply control unit 80 via connectors 82 and 84.

記録媒体200とのインターフェース90は、コネクタ92を介してメモリーカードやハードディスク等の記録媒体200と接続される。記録媒体200は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部201、撮像装置100とのインターフェース202を有する。   The interface 90 with the recording medium 200 is connected to the recording medium 200 such as a memory card or a hard disk via a connector 92. The recording medium 200 includes a recording unit 201 configured with a semiconductor memory, a magnetic disk, and the like, and an interface 202 with the imaging apparatus 100.

レンズユニット300は、撮影レンズ310、絞り312、レンズマウント316を有する。レンズマウント316は、撮像装置100のレンズマウント106と接続される。レンズ制御部320は、コネクタ322を介して撮像装置100側のコネクタ122と電気的に接続される。レンズ制御部320は、コネクタ322、122を介して、撮像装置100からの信号を受ける。撮像装置100からの信号により撮影レンズ310の光軸上での位置を変更しフォーカスを制御する。同じようにレンズ制御部320は、撮像装置100からの信号を受け、絞り312の口径の大きさを制御する。インターフェース120は、レンズユニット300と電気信号で通信するためのインターフェースである。   The lens unit 300 includes a photographing lens 310, a diaphragm 312, and a lens mount 316. The lens mount 316 is connected to the lens mount 106 of the imaging device 100. The lens control unit 320 is electrically connected to the connector 122 on the imaging device 100 side via the connector 322. The lens control unit 320 receives a signal from the imaging apparatus 100 via the connectors 322 and 122. The position on the optical axis of the photographic lens 310 is changed by a signal from the imaging device 100 to control the focus. Similarly, the lens control unit 320 receives a signal from the imaging device 100 and controls the size of the aperture of the diaphragm 312. The interface 120 is an interface for communicating with the lens unit 300 using an electrical signal.

図2は、撮像素子1400の構成例を示す図である。画素部208には、画素(単位画素)205が、マトリクス状(2次元状)に複数配列されており、垂直方向(列方向)の並びを「列」と呼び、水平方向(行方向)の並びを「行」と呼ぶ。垂直走査回路204は、選択行を読み出すための行選択と電荷の読み出しに必要な信号を各画素の回路に各行毎に出力する。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the image sensor 1400. In the pixel unit 208, a plurality of pixels (unit pixels) 205 are arranged in a matrix (two-dimensional), and the arrangement in the vertical direction (column direction) is referred to as a “column”, and the horizontal direction (row direction). The line is called a “line”. The vertical scanning circuit 204 outputs a signal necessary for row selection for reading a selected row and reading of electric charges to each pixel circuit for each row.

画素部208の各画素205は、対応する列の垂直出力線(列出力線)410に接続されている。垂直出力線410に出力された信号は、各垂直出力線410につながっている列ゲインアンプ206及び列回路207を介して水平走査回路203に出力される。水平走査回路203は、1行分の信号出力を水平方向に順次出力する。   Each pixel 205 of the pixel unit 208 is connected to a vertical output line (column output line) 410 of a corresponding column. The signal output to the vertical output line 410 is output to the horizontal scanning circuit 203 via the column gain amplifier 206 and the column circuit 207 connected to each vertical output line 410. The horizontal scanning circuit 203 sequentially outputs the signal output for one row in the horizontal direction.

図3は、撮影レンズの射出瞳307から出た光束が単位画素に入射する概念図である。単位画素205は、マイクロレンズ304、カラーフィルタ305、第1のフォトダイオード306A及び第2のフォトダイオード306Bを有する。すなわち、画素部208の2次元状に配置された複数の画素205のそれぞれは、1つのマイクロレンズ内に含まれた複数のフォトダイオード(光電変換素子)306A、306Bを有する。   FIG. 3 is a conceptual diagram in which the light beam emitted from the exit pupil 307 of the photographing lens enters the unit pixel. The unit pixel 205 includes a microlens 304, a color filter 305, a first photodiode 306A, and a second photodiode 306B. That is, each of the plurality of pixels 205 arranged two-dimensionally in the pixel portion 208 includes a plurality of photodiodes (photoelectric conversion elements) 306A and 306B included in one microlens.

マイクロレンズ304を有する画素に対して、射出瞳から出た光束の中心を光軸303とする。射出瞳を通過した光は、光軸303を中心として単位画素205に入射する。図3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301を通過する光束はマイクロレンズ304を通して、第1のフォトダイオード306Aで受光される。撮影レンズの射出瞳の一部領域である瞳領域302を通過する光束はマイクロレンズ304を通して、第2のフォトダイオード306Bで受光される。このように、フォトダイオード306Aと306Bは、それぞれ撮影レンズの射出瞳の別々の領域の光を受光している。したがって、フォトダイオード306Aと306Bの信号を比較することで位相差の検知が可能となる。   For the pixel having the microlens 304, the optical axis 303 is the center of the light beam emitted from the exit pupil. The light that has passed through the exit pupil enters the unit pixel 205 around the optical axis 303. As shown in FIG. 3, the light beam passing through the pupil region 301 that is a partial region of the exit pupil of the photographing lens is received by the first photodiode 306A through the microlens 304. The light beam passing through the pupil region 302 that is a partial region of the exit pupil of the photographing lens is received by the second photodiode 306B through the microlens 304. As described above, the photodiodes 306A and 306B receive light from different areas of the exit pupil of the photographing lens. Therefore, the phase difference can be detected by comparing the signals of the photodiodes 306A and 306B.

ここで、第1のフォトダイオード306Aから得られる信号をA像信号と定義し、第2のフォトダイオード306Bから得られる信号をB像信号と定義する。A像信号とB像信号を混合した信号はA+B像信号とし、このA+B像信号は撮影画像に用いることができる。   Here, a signal obtained from the first photodiode 306A is defined as an A image signal, and a signal obtained from the second photodiode 306B is defined as a B image signal. A signal obtained by mixing the A image signal and the B image signal is an A + B image signal, and the A + B image signal can be used for a captured image.

図4に画素(単位画素)205の等価回路図を示す。第1のフォトダイオード306Aにて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号401により転送スイッチ405Aを制御することでフローティングディフュージョン部(以後FD)407に転送される。また、第2のフォトダイオード306Bにて発生及び蓄積された電荷は、転送制御信号402により転送スイッチ405Bを制御することでFD407に転送される。すなわち、画素205が有するフォトダイオード306A、306Bには、フォトダイオード毎(光電変換素子毎)に転送スイッチ405A、405Bが設けられている。   FIG. 4 shows an equivalent circuit diagram of the pixel (unit pixel) 205. The charge generated and accumulated in the first photodiode 306A is transferred to the floating diffusion portion (hereinafter referred to as FD) 407 by controlling the transfer switch 405A by the transfer control signal 401. Further, the charge generated and accumulated in the second photodiode 306B is transferred to the FD 407 by controlling the transfer switch 405B with the transfer control signal 402. That is, transfer switches 405A and 405B are provided for each photodiode (for each photoelectric conversion element) in the photodiodes 306A and 306B included in the pixel 205.

ソースフォロアアンプ408はFD407に蓄積され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。ソースフォロアアンプ408の出力は、行選択制御信号404により行選択スイッチ409を制御することで垂直出力線410へ接続される。FD407に蓄積されている不要電荷をリセットする場合にはリセット制御信号403によりリセットスイッチ406を制御する。さらにフォトダイオード306A、306Bのリセットをする際には、リセットスイッチ406とともに、転送制御信号401、402により転送スイッチ405A、405Bをそれぞれ制御してリセットを実行する。   The source follower amplifier 408 amplifies a voltage signal based on the electric charge accumulated in the FD 407 and outputs it as a pixel signal. The output of the source follower amplifier 408 is connected to the vertical output line 410 by controlling the row selection switch 409 with the row selection control signal 404. When resetting unnecessary charges accumulated in the FD 407, the reset switch 406 is controlled by a reset control signal 403. Further, when resetting the photodiodes 306A and 306B, the transfer switches 405A and 405B are controlled by the transfer control signals 401 and 402 together with the reset switch 406 to execute the reset.

転送制御信号401、402、リセット制御信号403、及び行選択制御信号404は、垂直走査回路204につながっており、各行にそれぞれの制御信号が供給される。また、転送制御信号401、402、リセット制御信号403、及び行選択制御信号404は、システム制御回路50がTG1800を介して垂直走査回路204を制御して出力する。   The transfer control signals 401 and 402, the reset control signal 403, and the row selection control signal 404 are connected to the vertical scanning circuit 204, and each control signal is supplied to each row. The transfer control signals 401 and 402, the reset control signal 403, and the row selection control signal 404 are output by the system control circuit 50 controlling the vertical scanning circuit 204 via the TG 1800.

ここで、焦点検出処理での相関演算には、A像信号とB像信号との両方の信号が必要である。システム制御回路50は、オートフォーカス演算部73を制御し、オートフォーカス演算部73により演算された結果を基にレンズ制御部320を制御してフォーカスを制御する。   Here, both the A image signal and the B image signal are necessary for the correlation calculation in the focus detection process. The system control circuit 50 controls the autofocus calculation unit 73 and controls the lens control unit 320 based on the result calculated by the autofocus calculation unit 73 to control the focus.

図5は、第1の実施形態における撮像装置での動画撮影中の状態を説明する図である。図5において、横軸方向は時間の経緯を示している。システム制御回路50が、読み出しモード制御部74を介して撮像装置100における撮像ステートをスタンバイ501から動画読み出しステート502に移行させる。撮像ステートをスタンバイ501から動画読み出しステート502に移行させるとき、システム制御回路50は、TG1800を介して、撮像素子1400をスタンバイ状態503からA、A+B像出力状態504に移行させる。ここで、スタンバイ状態は撮像素子1400が信号を出力しない状態であり、A、A+B像出力状態は撮像素子1400がA像信号及びA+B像信号の出力を行う状態である。   FIG. 5 is a diagram illustrating a state during moving image shooting by the imaging device according to the first embodiment. In FIG. 5, the direction of the horizontal axis indicates the course of time. The system control circuit 50 shifts the imaging state in the imaging apparatus 100 from the standby 501 to the moving image readout state 502 via the readout mode control unit 74. When shifting the imaging state from the standby 501 to the moving image readout state 502, the system control circuit 50 shifts the imaging element 1400 from the standby state 503 to the A, A + B image output state 504 via the TG 1800. Here, the standby state is a state in which the image sensor 1400 does not output a signal, and the A and A + B image output states are states in which the image sensor 1400 outputs an A image signal and an A + B image signal.

その後、システム制御回路50は、表示分の信号の読み出しが終了するとスタンバイ状態505に移行させ、次のフレームのタイミングが来たら再びA、A+B像出力状態506に移行させる。そして、システム制御回路50は、表示分の信号の読み出しが終了すると再びスタンバイ状態507に移行させる。以降前述した動作を繰り返していく。動画撮影中においては、撮像装置は、例えばA、A+B像出力状態のときに撮像素子1400から出力されるA+B像信号からA像信号を減算することでB像信号を取得し、A像信号とB像信号とを用いて焦点検出処理を行う。   Thereafter, the system control circuit 50 shifts to the standby state 505 when reading of the display signal is completed, and shifts to the A, A + B image output state 506 again when the timing of the next frame comes. Then, the system control circuit 50 shifts to the standby state 507 again when reading of the display signal is completed. Thereafter, the above-described operation is repeated. During moving image shooting, for example, the imaging apparatus obtains a B image signal by subtracting an A image signal from an A + B image signal output from the imaging element 1400 in an A, A + B image output state, and obtains an A image signal. Focus detection processing is performed using the B image signal.

図6(a)は、A、A+B像出力状態における撮像素子1400の駆動例を示すタイミングチャートである。図6(b)〜図6(d)は、各タイミングにおけるFD407の信号状態(電位)を示す図である。本実施形態においては、画素205のFD407に信号がたまるとマイナス電荷が増えるが、図6(b)〜図6(d)では信号がたまったことをわかりやすく示すため、下方向を高電位になるように示している(図8(b)〜図8(e)についても同様)。   FIG. 6A is a timing chart showing an example of driving the image sensor 1400 in the A, A + B image output state. FIG. 6B to FIG. 6D are diagrams illustrating signal states (potentials) of the FD 407 at each timing. In this embodiment, when a signal is accumulated in the FD 407 of the pixel 205, negative charge increases. However, in FIGS. 6B to 6D, the lower direction is set to a high potential in order to easily understand that the signal has accumulated. (The same applies to FIGS. 8B to 8E).

図6(a)において、406_iはi行目の画素205のリセットスイッチの状態を示している。また、405A_iはi行目の画素205の第1のフォトダイオード306Aに接続された転送スイッチの状態を示しており、405B_iはi行目の画素205の第2のフォトダイオード306Bに接続された転送スイッチの状態を示している。409_iはi行目の画素205の行選択スイッチの状態を示している。ここでは、リセットスイッチ406_iは、ローレベルのときにオン状態(導通状態)となり、ハイレベルのときにオフ状態(非導通状態)となるものとする。また、転送スイッチ405A_i、405B_i及び行選択スイッチ409_iは、ハイレベルのときにオン状態(導通状態)となり、ローレベルのときにオフ状態(非導通状態)となるものとする。なお、図8(a)においても同様である。   In FIG. 6A, 406_i indicates the state of the reset switch of the pixel 205 in the i-th row. 405A_i indicates the state of the transfer switch connected to the first photodiode 306A of the pixel 205 in the i-th row, and 405B_i indicates the transfer connected to the second photodiode 306B of the pixel 205 in the i-th row. Indicates the switch status. 409_i indicates the state of the row selection switch of the pixel 205 in the i-th row. Here, the reset switch 406 — i is in an on state (conducting state) when it is at a low level, and is in an off state (non-conducting state) when it is at a high level. In addition, the transfer switches 405A_i and 405B_i and the row selection switch 409_i are turned on (conductive state) when at a high level, and turned off (non-conductive state) when at a low level. The same applies to FIG. 8A.

タイミングT600では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_1をオン状態にして1行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT601では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1を選択(オン状態に)する。これにより、図6(b)に示すように1行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T600, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_1 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the first row. At timing T601, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_1 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 6B, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the first row is read as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT602では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_1をオン状態にし、1行目の画素205にてA像信号がFD407に転送される。図6(c)に示すように1行目の画素205のFD407には、第1のフォトダイオード306Aにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ409_1が選択された状態(オン状態)を維持しているので、1行目の画素205に係るA像信号(A像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、タイミングT601において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T602, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405A_1 via the TG 1800, and the A image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the first row. As shown in FIG. 6C, the signal accumulated in the first photodiode 306A is transferred to the FD 407 of the pixel 205 in the first row. At this time, since the row selection switch 409_1 is kept in the selected state (ON state), the A image signal (A image S signal) related to the pixel 205 in the first row is sent to the column circuit 207. The read A image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T601 and stored in the column circuit 207.

タイミングT603では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_1、405B_1をオン状態にし、1行目の画素205にてA像信号とB像信号とがFD407に転送される。図6(d)に示すように1行目の画素205のFD407には、第1のフォトダイオード306A及び第2のフォトダイオード306Bのそれぞれにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ409_1が選択された状態(オン状態)を維持しているので、A像信号とB像信号とを混合した1行目の画素205に係るA+B像信号(A+B像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、タイミングT601において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T603, the system control circuit 50 turns on the transfer switches 405A_1 and 405B_1 via the TG 1800, and the A image signal and the B image signal are transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the first row. As shown in FIG. 6D, signals accumulated in the first photodiode 306A and the second photodiode 306B are transferred to the FD 407 of the pixel 205 in the first row. At this time, since the row selection switch 409_1 is kept in the selected state (ON state), the A + B image signal (A + B image S signal) related to the pixel 205 in the first row obtained by mixing the A image signal and the B image signal. ) Is sent to the column circuit 207. The read A + B image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T601 and stored in the column circuit 207.

タイミングT604では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_2をオン状態にして2行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT605では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_2を選択(オン状態に)する。これにより、図6(b)に示すように2行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T604, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_2 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the second row. At timing T605, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_2 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 6B, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the second row is read as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT606では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_2をオン状態にし、図6(c)に示すように、2行目の画素205にてA像信号がFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_2が選択された状態(オン状態)を維持しているので、2行目の画素205に係るA像信号(A像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、タイミングT605において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T606, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405A_2 via the TG 1800, and the A image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the second row as shown in FIG. At this time, since the row selection switch 409_2 is kept in the selected state (ON state), the A image signal (A image S signal) related to the pixel 205 in the second row is sent to the column circuit 207. The read A image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T605 and stored in the column circuit 207.

タイミングT607では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_2、405B_2をオン状態にし、図6(d)に示すように、2行目の画素205にてA像信号とB像信号とがFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_2が選択された状態(オン状態)を維持しているので、A像信号とB像信号とを混合した2行目の画素205に係るA+B像信号(A+B像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、タイミングT605において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T607, the system control circuit 50 turns on the transfer switches 405A_2 and 405B_2 via the TG 1800, and the A image signal and the B image signal are output from the pixel 205 in the second row as shown in FIG. It is transferred to the FD 407. At this time, since the row selection switch 409_2 is kept in the selected state (ON state), the A + B image signal (A + B image S signal) related to the pixel 205 in the second row obtained by mixing the A image signal and the B image signal. ) Is sent to the column circuit 207. The read A + B image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at timing T605 and stored in the column circuit 207.

タイミングT608では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_3をオン状態にして3行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT609では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_3を選択(オン状態に)する。これにより、図6(b)に示すように3行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T608, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_3 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the third row. At timing T609, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_3 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 6B, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the third row is read as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT610では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_3をオン状態にし、図6(c)に示すように、3行目の画素205にてA像信号がFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_3が選択された状態(オン状態)を維持しているので、3行目の画素205に係るA像信号(A像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、タイミングT609において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T610, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405A_3 via the TG 1800, and the A image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the third row as shown in FIG. At this time, since the row selection switch 409_3 is kept in the selected state (ON state), the A image signal (A image S signal) related to the pixel 205 in the third row is sent to the column circuit 207. The read A image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T609 and stored in the column circuit 207.

タイミングT611では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_3、405B_3をオン状態にし、図6(d)に示すように、3行目の画素205にてA像信号とB像信号とがFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_3が選択された状態(オン状態)を維持しているので、A像信号とB像信号とを混合した3行目の画素205に係るA+B像信号(A+B像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA+B像信号は、タイミングT609において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。
以下、4行目以降の画素205についても同様の駆動を繰り返す。
At timing T611, the system control circuit 50 turns on the transfer switches 405A_3 and 405B_3 via the TG 1800, and the A image signal and the B image signal are output from the pixels 205 in the third row as shown in FIG. It is transferred to the FD 407. At this time, since the row selection switch 409_3 is maintained in the selected state (ON state), the A + B image signal (A + B image S signal) related to the pixel 205 in the third row obtained by mixing the A image signal and the B image signal. ) Is sent to the column circuit 207. The read A + B image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at time T609 and stored in the column circuit 207.
Thereafter, the same driving is repeated for the pixels 205 in the fourth and subsequent rows.

図7は、第1の実施形態における撮像装置での静止画連写中にサーボAF用にAF用の信号の読み出しを行うときの状態を説明する図である。サーボAFでは、シャッタースイッチ61が押されている間、連続してオートフォーカス動作を続ける。システム制御回路50が、読み出しモード制御部74を介して撮像装置100における撮像ステートを制御する。システム制御回路50は、さらにTG1800を介して撮像素子1400の出力状態を制御する。   FIG. 7 is a diagram for explaining a state when an AF signal is read for servo AF during still image continuous shooting by the imaging apparatus according to the first embodiment. In the servo AF, the autofocus operation is continuously performed while the shutter switch 61 is being pressed. The system control circuit 50 controls the imaging state in the imaging device 100 via the readout mode control unit 74. The system control circuit 50 further controls the output state of the image sensor 1400 via the TG 1800.

撮像ステートがスタンバイ700であるとき、撮像素子1400の出力状態は信号を出力しないスタンバイ状態706である。撮像ステートが静止画像の読み出しを行う静止画読み出しステート701になると、撮像素子1400の出力状態はA+B像信号の出力を行うA+B像出力状態707になる。静止画像を読み出した後、撮像ステートは再びスタンバイ702に戻り、撮像素子1400の出力状態もスタンバイ状態708になる。   When the imaging state is the standby 700, the output state of the imaging element 1400 is a standby state 706 in which no signal is output. When the imaging state becomes a still image reading state 701 for reading a still image, the output state of the imaging element 1400 becomes an A + B image output state 707 for outputting an A + B image signal. After the still image is read, the imaging state returns to the standby 702 again, and the output state of the imaging element 1400 also becomes the standby state 708.

その後、撮像ステートが焦点検出用信号の読み出しを行うAF用読み出しステート703になると、撮像素子1400の出力状態はA像信号及びB像信号それぞれの出力を行うA、B像出力状態709になる。AF用信号の読み出し後、再び撮像ステートはスタンバイ704に戻り、撮像素子1400の出力状態もスタンバイ状態710になる。その後、静止画の連写を続ける場合には、撮像ステートが静止画読み出しステート705になり、撮像素子1400の出力状態がA+B像出力状態711になり、その後スタンバイ、AF用読み出しを必要に応じて続けていく。   Thereafter, when the imaging state becomes the AF readout state 703 in which the focus detection signal is read out, the output state of the imaging element 1400 becomes the A and B image output states 709 in which the A image signal and the B image signal are output, respectively. After the AF signal is read, the imaging state returns to the standby 704 again, and the output state of the imaging element 1400 also becomes the standby state 710. Thereafter, when continuous shooting of still images is continued, the imaging state becomes the still image readout state 705, the output state of the image sensor 1400 becomes the A + B image output state 711, and then standby and AF readout are performed as necessary. Continues to.

このように複数回繰り返して静止画に係るA+B像信号を出力するように撮像素子1400を駆動制御する際、次にA+B像信号を出力するように駆動制御するまでの間に焦点検出に係るA像信号及びB像信号を出力するように撮像素子1400を駆動制御する。すなわち、A+B像信号を出力するように撮像素子1400の駆動制御を複数回行う場合、A+B像信号を出力するように撮像素子1400の駆動制御を行う間に、焦点検出に係るA像信号及びB像信号を出力するように撮像素子1400の駆動制御を行う。静止画連写中のサーボAFにおいては、撮像装置は、撮像素子1400からそれぞれ出力されるA像信号とB像信号とを用いて焦点検出処理を行う。   In this way, when the image sensor 1400 is driven and controlled to output an A + B image signal related to a still image repeatedly a plurality of times, the A related to focus detection until the next drive control to output the A + B image signal. The image sensor 1400 is driven and controlled so as to output an image signal and a B image signal. That is, when the drive control of the image sensor 1400 is performed a plurality of times so as to output the A + B image signal, the A image signal and B related to focus detection are performed during the drive control of the image sensor 1400 so as to output the A + B image signal. Drive control of the image sensor 1400 is performed so as to output an image signal. In servo AF during still image continuous shooting, the imaging apparatus performs focus detection processing using the A image signal and the B image signal output from the imaging element 1400, respectively.

図8(a)は、A、B像出力状態における撮像素子1400の駆動例を示すタイミングチャートである。図8(b)〜図8(e)は、各タイミングにおけるFD407の信号状態(電位)を示す図である。   FIG. 8A is a timing chart showing a driving example of the image sensor 1400 in the A and B image output states. FIG. 8B to FIG. 8E are diagrams illustrating signal states (potentials) of the FD 407 at each timing.

タイミングT800では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_1をオン状態にして1行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT801では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1を選択(オン状態に)する。これにより、図8(b)に示すように1行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T800, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_1 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the first row. At timing T801, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_1 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 8B, the potential of the FD 407 of the pixels 205 in the first row is read as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT802では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_1をオン状態にし、1行目の画素205にてA像信号がFD407に転送される。図8(c)に示すように1行目の画素205のFD407には、第1のフォトダイオード306Aにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ409_1が選択された状態(オン状態)を維持しているので、1行目の画素205に係るA像信号(A像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、タイミングT801において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T802, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405A_1 via the TG 1800, and the A image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the first row. As shown in FIG. 8C, the signal accumulated in the first photodiode 306A is transferred to the FD 407 of the pixel 205 in the first row. At this time, since the row selection switch 409_1 is kept in the selected state (ON state), the A image signal (A image S signal) related to the pixel 205 in the first row is sent to the column circuit 207. The read A image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read and stored in the column circuit 207 at timing T801.

タイミングT803では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_1をオン状態にして再度1行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT804では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_1を選択(オン状態に)する。これにより、図8(d)に示すように再び1行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T803, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_1 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the first row again. At timing T804, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_1 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 8D, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the first row is read again as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT805では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405B_1をオン状態にし、1行目の画素205にてB像信号がFD407に転送される。図8(e)に示すように1行目の画素205のFD407には、第2のフォトダイオード306Aにたまった分の信号が転送される。このとき、行選択スイッチ409_1が選択された状態(オン状態)を維持しているので、1行目の画素205に係るB像信号(B像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたB像信号は、タイミングT804において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T805, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405B_1 via the TG 1800, and the B image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the first row. As shown in FIG. 8E, the signal accumulated in the second photodiode 306A is transferred to the FD 407 of the pixel 205 in the first row. At this time, since the row selection switch 409_1 is maintained in the selected state (ON state), the B image signal (B image S signal) related to the pixel 205 in the first row is sent to the column circuit 207. The read B image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at timing T804 and stored in the column circuit 207.

タイミングT806では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_2をオン状態にして2行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT807では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_2を選択(オン状態に)する。これにより、図8(b)に示すように2行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T806, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_2 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the second row. At timing T807, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_2 via the TG 1800 in order to read out the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 8B, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the second row is read as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT808では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_2をオン状態にし、図8(c)に示すように、2行目の画素205にてA像信号がFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_2が選択された状態(オン状態)を維持しているので、2行目の画素205に係るA像信号(A像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、タイミングT807において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T808, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405A_2 via the TG 1800, and the A image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the second row as shown in FIG. At this time, since the row selection switch 409_2 is kept in the selected state (ON state), the A image signal (A image S signal) related to the pixel 205 in the second row is sent to the column circuit 207. The read A image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read and stored in the column circuit 207 at timing T807.

タイミングT809では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_2をオン状態にして再度2行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT810では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_2を選択(オン状態に)する。これにより、図8(d)に示すように再び2行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T809, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_2 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the second row again. At timing T810, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_2 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the second row is read again as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207 as shown in FIG.

タイミングT811では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405B_2をオン状態にし、図8(e)に示すように、2行目の画素205にてB像信号がFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_2が選択された状態(オン状態)を維持しているので、2行目の画素205に係るB像信号(B像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたB像信号は、タイミングT810において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T811, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405B_2 via the TG 1800, and the B image signal is transferred to the FD 407 at the pixels 205 in the second row as shown in FIG. At this time, since the row selection switch 409_2 is kept in the selected state (ON state), the B image signal (B image S signal) related to the pixel 205 in the second row is sent to the column circuit 207. The read B image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T810 and stored in the column circuit 207.

タイミングT812では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_3をオン状態にして3行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT813では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_3を選択(オン状態に)する。これにより、図8(b)に示すように3行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T812, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_3 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the third row. At timing T813, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_3 via the TG 1800 in order to read the signal of the FD 407 after reset. As a result, as shown in FIG. 8B, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the third row is read as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT814では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405A_3をオン状態にし、図8(c)に示すように、3行目の画素205にてA像信号がFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_3が選択された状態(オン状態)を維持しているので、3行目の画素205に係るA像信号(A像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたA像信号は、タイミングT813において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T814, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405A_3 via the TG 1800, and the A image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the third row as shown in FIG. 8C. At this time, since the row selection switch 409_3 is kept in the selected state (ON state), the A image signal (A image S signal) related to the pixel 205 in the third row is sent to the column circuit 207. The read A image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T813 and stored in the column circuit 207.

タイミングT815では、システム制御回路50がTG1800を介してリセットスイッチ406_3をオン状態にして再度3行目の画素205のFD407をリセットする。タイミングT816では、リセット後のFD407の信号を読み出すために、システム制御回路50がTG1800を介して行選択スイッチ409_3を選択(オン状態に)する。これにより、図8(d)に示すように再び3行目の画素205のFD407の電位がリセット信号(N信号)として読み出され、列回路207に記憶される。   At timing T815, the system control circuit 50 turns on the reset switch 406_3 via the TG 1800 to reset the FD 407 of the pixels 205 in the third row again. At timing T816, the system control circuit 50 selects (turns on) the row selection switch 409_3 via the TG 1800 in order to read out the signal of the FD 407 after reset. Thereby, as shown in FIG. 8D, the potential of the FD 407 of the pixel 205 in the third row is read again as a reset signal (N signal) and stored in the column circuit 207.

タイミングT817では、システム制御回路50がTG1800を介して転送スイッチ405B_3をオン状態にし、図8(e)に示すように、3行目の画素205にてB像信号がFD407に転送される。このとき、行選択スイッチ409_3が選択された状態(オン状態)を維持しているので、3行目の画素205に係るB像信号(B像S信号)は列回路207に送られる。読み出されたB像信号は、タイミングT816において読み出され列回路207に記憶されたリセット信号を減算して撮像素子1400から出力される。   At timing T817, the system control circuit 50 turns on the transfer switch 405B_3 via the TG 1800, and the B image signal is transferred to the FD 407 in the pixels 205 in the third row as shown in FIG. At this time, since the row selection switch 409_3 is kept in the selected state (ON state), the B image signal (B image S signal) related to the pixel 205 in the third row is sent to the column circuit 207. The read B image signal is output from the image sensor 1400 by subtracting the reset signal read at the timing T816 and stored in the column circuit 207.

以下、4行目以降の画素205についても同様の駆動を繰り返す。なお、A、B像出力状態であるときに信号を読み出す撮像素子1400の領域は、オートフォーカス処理に必要な領域だけでよく、例えば測距点に応じた領域である。そのため、A、B像出力状態であるときに信号を読み出す撮像素子1400の領域は、A、A+B像出力状態であるときに信号を読み出す領域よりも狭い領域でのみ信号の読み出しを行えばよく、高速化が可能である。   Thereafter, the same driving is repeated for the pixels 205 in the fourth and subsequent rows. Note that the area of the image sensor 1400 from which signals are read out in the A and B image output states is only an area necessary for autofocus processing, for example, an area corresponding to a distance measuring point. For this reason, the area of the image sensor 1400 that reads signals when in the A and B image output states may be read out only in a region that is narrower than the area where the signals are read when in the A and A + B image output states. Speeding up is possible.

図9は、第1の実施形態における撮像装置の動作例を示すフローチャートである。図9には、撮像装置での静止画連写中にサーボAFを行う動作例を示している。サーボAFでの連写が開始されると、システム制御回路50は、TG1800を介して撮像素子1400を制御し、静止画である通常画像出力用にA+B像信号の読み出しを行うよう駆動制御する(S901)。A+B像信号の読み出しが終了したら、システム制御回路50は、連写終了であるか否かを確認する(S902)。連写終了であるとシステム制御回路50が判定した場合、撮像装置は、サーボAFでの連写動作を終了し、ライブビュー動作に移行する。   FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the imaging apparatus according to the first embodiment. FIG. 9 shows an operation example in which servo AF is performed during still image continuous shooting in the imaging apparatus. When continuous shooting by servo AF is started, the system control circuit 50 controls the image sensor 1400 via the TG 1800 and controls to read out an A + B image signal for outputting a normal image as a still image ( S901). When the reading of the A + B image signal is completed, the system control circuit 50 checks whether or not the continuous shooting is finished (S902). When the system control circuit 50 determines that the continuous shooting is completed, the imaging apparatus ends the continuous shooting operation in the servo AF and shifts to the live view operation.

一方、連写終了でない、すなわち連写を続けるとシステム制御回路50が判定した場合、システム制御回路50は、TG1800を介して撮像素子1400を制御し、AF用にA像信号及びB像信号の読み出しを行うよう駆動制御する(S903)。続いて、読み出したA像信号及びB像信号に基づいて、オートフォーカス演算部73が被写体に焦点を合わせるための演算を行う(S904)。次に、システム制御回路50は、オートフォーカス演算部73での演算結果に基づいて、レンズ制御部320を制御して撮影レンズ310の位置を適宜変更し焦点を合わせる(S905)。その後、再び静止画である通常画像出力用にA+B像信号の読み出しを行うよう駆動制御する。   On the other hand, when the continuous shooting is not completed, that is, when the system control circuit 50 determines that continuous shooting is to be continued, the system control circuit 50 controls the image sensor 1400 via the TG 1800 and the A image signal and the B image signal are used for AF. Drive control is performed to perform reading (S903). Subsequently, based on the read A image signal and B image signal, the autofocus calculation unit 73 performs a calculation for focusing on the subject (S904). Next, the system control circuit 50 controls the lens control unit 320 based on the calculation result in the autofocus calculation unit 73 to appropriately change the position of the photographing lens 310 and focus (S905). Thereafter, drive control is performed so that the A + B image signal is read again for outputting a normal image that is a still image.

以上説明したように第1の実施形態においては、画像の記録や表示を行う場合には、撮像素子1400から少なくともA+B像信号が出力されるように撮像素子1400を駆動制御する。また、焦点検出を行い、画像の記録や表示を行わない場合には、撮像素子1400からA像信号及びB像信号が出力されるように撮像素子1400を駆動制御する。これにより、第1の実施形態によれば、画像の記録や表示を行わない場合には、撮像素子1400から各光電変換素子からの信号を直接取得でき、ノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することが可能となる。   As described above, in the first embodiment, when recording or displaying an image, the image sensor 1400 is driven and controlled so that at least an A + B image signal is output from the image sensor 1400. In addition, when focus detection is performed and no image recording or display is performed, the image sensor 1400 is driven and controlled so that an A image signal and a B image signal are output from the image sensor 1400. Thus, according to the first embodiment, when recording or display of an image is not performed, a signal from each photoelectric conversion element can be directly acquired from the imaging element 1400, and a focus detection signal with less noise is acquired. It becomes possible to do.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、列毎にアナログデジタル変換する機能(列A/D変換回路)が搭載されたデジタル撮像素子を有する撮像装置において、第1の実施形態で示したA、A+B像信号の読み出し、及びA、B像の読み出しを適用するものである。以下では、第2の実施形態において、前述した第1の実施形態と異なる点についてのみ説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is an image pickup apparatus having a digital image pickup device having a function (column A / D conversion circuit) for performing analog-to-digital conversion for each column, and the A and A + B image signals shown in the first embodiment. Reading and reading of A and B images are applied. Hereinafter, only points of the second embodiment that are different from the first embodiment will be described.

図10は、第2の実施形態における列A/D変換回路の等価回路図を示している。図10に示す列A/D変換回路は、撮像素子1400の列回路207に設けられる。列A/D変換回路は、システム制御回路50がTG1800を介して撮像素子1400を駆動制御することで垂直出力線(列出力線)410に出力された信号が比較器1001の一方の入力端子に入力される。比較器1001の他方の入力端子には、タイミング制御部1004により制御される参照信号発生器1003からの信号線1000が入力される。   FIG. 10 shows an equivalent circuit diagram of the column A / D conversion circuit in the second embodiment. The column A / D conversion circuit illustrated in FIG. 10 is provided in the column circuit 207 of the imaging element 1400. In the column A / D conversion circuit, the signal output to the vertical output line (column output line) 410 by the system control circuit 50 driving and controlling the image sensor 1400 via the TG 1800 is input to one input terminal of the comparator 1001. Entered. The signal line 1000 from the reference signal generator 1003 controlled by the timing control unit 1004 is input to the other input terminal of the comparator 1001.

信号線1000を介して供給されるランプ信号(参照信号)と垂直出力線410を介して入力される信号との比較結果である比較器1001の出力が、カウンタ1002に出力される。なお、ランプ信号(参照信号)は走査時に時間の経過に伴って電位(信号レベル)が一方向に変化する信号である。カウンタ1002は、タイミング制御部1004から供給されるクロック信号1005を用いてカウント動作を行う。カウンタ1002は、ランプ信号の走査開始から比較器1001から出力される比較結果が反転するまでの時間を計数して計数結果であるカウント値をデジタル信号として出力する。   The output of the comparator 1001, which is a comparison result between the ramp signal (reference signal) supplied via the signal line 1000 and the signal input via the vertical output line 410, is output to the counter 1002. The ramp signal (reference signal) is a signal whose potential (signal level) changes in one direction as time passes during scanning. The counter 1002 performs a count operation using the clock signal 1005 supplied from the timing control unit 1004. The counter 1002 counts the time from the start of scanning of the ramp signal until the comparison result output from the comparator 1001 is inverted, and outputs the count value, which is the counting result, as a digital signal.

図11は、第2の実施形態における列A/D変換回路の動作例を示すタイミングチャートであり、A、A+B像信号の読み出しを行う場合の動作例を示している。   FIG. 11 is a timing chart showing an operation example of the column A / D conversion circuit in the second embodiment, and shows an operation example in the case of reading out the A and A + B image signals.

タイミングT1100において画素205からリセットレベルが垂直出力線410に出力されている。タイミングT1100では、システム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号(参照信号)の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。ここで所定の周期とは、ランプ信号の走査期間とデジタル出力のビット精度により決められる周期である。例えば、ランプ信号の走査期間が256μsであり、8ビット精度の出力値を取得する場合、256カウントが必要であるため、クロック信号の周期は1μsになる。   The reset level is output from the pixel 205 to the vertical output line 410 at timing T1100. At timing T1100, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 and the reference signal generator 1003 starts scanning the ramp signal (reference signal) from the initial level. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals. Here, the predetermined period is a period determined by the scanning period of the ramp signal and the bit accuracy of the digital output. For example, when the ramp signal scanning period is 256 μs and an 8-bit output value is acquired, 256 counts are necessary, and the period of the clock signal is 1 μs.

タイミングT1101で、リセットレベルとランプ信号のレベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになる。比較器1001の出力はカウンタ1002のイネーブルとして働くため、比較器1001の出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1102で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が出力するランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1103で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してリセットレベルのカウント値をカウンタ1002内のリセット値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。その後、垂直出力線410に画素205からA像信号の信号レベルが読み出される。   At timing T1101, since the reset level and the level of the ramp signal match, the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level. Since the output of the comparator 1001 works as an enable of the counter 1002, the count operation of the counter 1002 is stopped when the output of the comparator 1001 becomes low level. When the ramp signal is scanned to the pixel saturation level at timing T1102, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the level of the ramp signal output from the reference signal generator 1003 to an initial value. At timing T1103, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to store the count value of the reset level in the reset value memory in the counter 1002, and reset the counter 1002 to the initial value. Thereafter, the signal level of the A image signal is read from the pixel 205 to the vertical output line 410.

タイミングT1104では、垂直出力線410に読み出されたA像信号の信号レベルをAD変換するためシステム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。   At timing T1104, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to AD convert the signal level of the A image signal read to the vertical output line 410, and the reference signal generator 1003 scans the ramp signal from the initial level. To start. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals.

タイミングT1105で、A像信号の信号レベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1106で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1107で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してA像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ1002内のA像信号値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。その後、垂直出力線410に画素205からA+B像信号の信号レベルが読み出される。   Since the signal level of the A image signal and the signal level of the ramp signal match at timing T1105, the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level, and the count operation of the counter 1002 is performed when this output becomes the low level. Will stop. When the ramp signal is scanned to the pixel saturation level at timing T1106, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the ramp signal level to the initial value. At timing T1107, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to store the count value of the signal level of the A image signal in the A image signal value memory in the counter 1002, and reset the counter 1002 to an initial value. Thereafter, the signal level of the A + B image signal is read from the pixel 205 to the vertical output line 410.

タイミングT1108では、垂直出力線410に読み出されたA+B像信号の信号レベルをAD変換するためシステム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。   At timing T1108, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to perform AD conversion on the signal level of the A + B image signal read to the vertical output line 410, and the reference signal generator 1003 scans the ramp signal from the initial level. To start. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals.

タイミングT1109で、A+B像信号の信号レベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1110で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1111で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してA+B像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ1002内のA+B像信号値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。   At timing T1109, the signal level of the A + B image signal matches the signal level of the ramp signal, so that the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level, and the count operation of the counter 1002 is performed when this output becomes the low level. Will stop. When the ramp signal is scanned to the pixel saturation level at timing T1110, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the ramp signal level to the initial value. At timing T1111, the system control circuit 50 controls the timing controller 1004 to store the count value of the signal level of the A + B image signal in the A + B image signal value memory in the counter 1002, and reset the counter 1002 to the initial value.

図12は、第2の実施形態における列A/D変換回路の動作例を示すタイミングチャートであり、A、B像信号の読み出しを行う場合の動作例を示している。   FIG. 12 is a timing chart showing an operation example of the column A / D conversion circuit according to the second embodiment, and shows an operation example in the case of reading out the A and B image signals.

タイミングT1201において画素205からリセットレベルが垂直出力線410に出力されている。タイミングT1201では、システム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。   At timing T1201, the reset level is output from the pixel 205 to the vertical output line 410. At timing T1201, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004, and the reference signal generator 1003 starts scanning the ramp signal from the initial level. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals.

ここで、本実施形態では、A、A+B像信号の読み出し動作と比較して、A、B像信号の読み出し動作では、信号量の関係からランプ信号の走査時間を短くする。すなわち、A、B像信号の読み出し動作における1回のアナログデジタル変換の処理時間を、A、A+B像信号の読み出し動作における1回のアナログデジタル変換の処理時間よりも短くする。例えば、クロック信号の周期は1μsのままで、A、A+B像信号の読み出し動作では8ビット精度の出力を出すため、ランプ信号の走査期間が256μsであるとする。A、B像信号の読み出し動作では7ビット精度の出力を出すため、ランプ信号の走査期間を128μsで駆動する。   Here, in the present embodiment, compared with the reading operation of the A and A + B image signals, the scanning time of the ramp signal is shortened in the reading operation of the A and B image signals due to the signal amount. That is, the processing time for one analog-digital conversion in the reading operation for the A and B image signals is made shorter than the processing time for one analog-digital conversion in the reading operation for the A, A + B image signals. For example, it is assumed that the scanning period of the ramp signal is 256 μs in order to output an 8-bit precision in the read operation of the A and A + B image signals while the period of the clock signal remains 1 μs. In the reading operation of the A and B image signals, the scanning period of the ramp signal is driven at 128 μs in order to output 7-bit precision.

タイミングT1202で、リセットレベルとランプ信号のレベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1203で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1204で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してリセットレベルのカウント値をカウンタ1002内のリセット値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。その後、垂直出力線410に画素205からA像信号の信号レベルが読み出される。   At timing T1202, since the reset level and the level of the ramp signal coincide with each other, the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level, and the count operation of the counter 1002 is stopped when the output becomes the low level. Become. When the ramp signal is scanned to the pixel saturation level at timing T1203, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the ramp signal level to the initial value. At timing T1204, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to store the count value of the reset level in the reset value memory in the counter 1002, and reset the counter 1002 to the initial value. Thereafter, the signal level of the A image signal is read from the pixel 205 to the vertical output line 410.

タイミングT1205では、垂直出力線410に読み出されたA像信号の信号レベルをAD変換するためシステム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。   At timing T1205, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to perform AD conversion on the signal level of the A image signal read to the vertical output line 410, and the reference signal generator 1003 scans the ramp signal from the initial level. To start. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals.

タイミングT1206で、A像信号の信号レベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1207で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1208で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してA像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ1002内のA像信号値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。その後、垂直出力線410に再度画素205からリセットの信号レベルが読み出される。   At timing T1206, the signal level of the A image signal matches the signal level of the ramp signal, so that the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level, and the count operation of the counter 1002 is performed when this output becomes the low level. Will stop. When the ramp signal is scanned to the pixel saturation level at timing T1207, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the level of the ramp signal to the initial value. At timing T1208, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to store the count value of the signal level of the A image signal in the A image signal value memory in the counter 1002, and reset the counter 1002 to an initial value. Thereafter, the reset signal level is read out from the pixel 205 to the vertical output line 410 again.

タイミングT1209では、垂直出力線410に読み出されたリセットレベルをAD変換するためシステム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。   At timing T1209, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to AD-convert the reset level read to the vertical output line 410, and the reference signal generator 1003 starts scanning the ramp signal from the initial level. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals.

タイミングT1210で、リセットレベルとランプ信号の信号レベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1211で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1212で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してリセットレベルのカウント値をカウンタ1002内のリセット値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。その後、垂直出力線410にB像信号の信号レベルが読み出される。   Since the reset level and the signal level of the ramp signal match at timing T1210, the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level, and the count operation of the counter 1002 is stopped when this output becomes the low level. become. When the ramp signal is scanned to the pixel saturation level at timing T1211, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the ramp signal level to the initial value. At timing T <b> 1212, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to store the reset level count value in the reset value memory in the counter 1002 and reset the counter 1002 to the initial value. Thereafter, the signal level of the B image signal is read out to the vertical output line 410.

タイミングT1213では、垂直出力線410に読み出されたB像信号の信号レベルをAD変換するためシステム制御回路50がタイミング制御部1004を制御して参照信号発生器1003が初期レベルからランプ信号の走査を開始する。また、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御して、参照信号発生器1003がランプ信号を走査する間、所定周期のクロック信号をカウンタ1002に出力する。カウンタ1002はクロック信号をカウントしていく。   At timing T1213, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to perform AD conversion on the signal level of the B image signal read to the vertical output line 410, and the reference signal generator 1003 scans the ramp signal from the initial level. To start. The system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to output a clock signal having a predetermined cycle to the counter 1002 while the reference signal generator 1003 scans the ramp signal. The counter 1002 counts clock signals.

タイミングT1214で、B像信号の信号レベルとランプ信号レベルが一致するため、比較器1001の出力がハイレベルからローレベルになり、この出力がローレベルになった時点でカウンタ1002のカウント動作は停止した状態になる。タイミングT1215で画素の飽和レベルまでランプ信号を走査したら、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してランプ信号のレベルを初期値に設定する。タイミングT1216で、システム制御回路50はタイミング制御部1004を制御してB像信号の信号レベルのカウント値をカウンタ1002内のB像信号値用メモリに記憶し、カウンタ1002を初期値にリセットする。   At timing T1214, since the signal level of the B image signal matches the ramp signal level, the output of the comparator 1001 changes from the high level to the low level, and the count operation of the counter 1002 stops when the output changes to the low level. It will be in the state. When the ramp signal is scanned to the saturation level of the pixel at timing T1215, the system control circuit 50 controls the timing control unit 1004 to set the level of the ramp signal to an initial value. At timing T1216, the system control circuit 50 controls the timing controller 1004 to store the count value of the signal level of the B image signal in the B image signal value memory in the counter 1002, and reset the counter 1002 to the initial value.

第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、画像の記録や表示を行わない場合には、撮像素子1400から各光電変換素子からの信号を直接取得でき、ノイズの少ない焦点検出用の信号を取得することが可能となる。また、前述した例においては、A像信号及びB像信号の読み出しのときには、例えば7ビット精度のAD変換であれば128×4=512μsの処理時間を要する。A像信号及びA+B像信号の読み出しのときには8ビット精度で256×3=768μsの処理時間を要する。したがって、AD変換にかかる処理時間を短縮することが可能になる。   According to the second embodiment, as in the first embodiment, when recording or display of an image is not performed, a signal from each photoelectric conversion element can be directly acquired from the image sensor 1400, and the focus is low in noise. It is possible to acquire a detection signal. In the above-described example, when the A image signal and the B image signal are read, a processing time of 128 × 4 = 512 μs is required for AD conversion with 7-bit accuracy, for example. When reading out the A image signal and the A + B image signal, a processing time of 256 × 3 = 768 μs is required with 8-bit accuracy. Therefore, it is possible to shorten the processing time required for AD conversion.

(本発明の他の実施形態)
本発明は、前述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
(Other embodiments of the present invention)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in the computer of the system or apparatus read and execute the program This process can be realized. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

100:撮像装置 200:記録媒体 300:レンズユニット 50:システム制御回路 61:シャッタースイッチ 62:スイッチ 65:連写スイッチ 73:オートフォーカス演算部 310:撮影レンズ 1200:液晶モニター 1400:撮像素子 1800:タイミングジェネレータ 204:垂直走査回路 205:画素 207:列回路 304:マイクロレンズ 306A、306B:フォトダイオード 405A、405B:転送スイッチ 406:リセットスイッチ 407:フローティングディフュージョン部(FD) 408:ソースフォロアアンプ 409:行選択スイッチ 410:垂直出力線(列出力線) DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Imaging device 200: Recording medium 300: Lens unit 50: System control circuit 61: Shutter switch 62: Switch 65: Continuous shooting switch 73: Auto focus calculating part 310: Shooting lens 1200: Liquid crystal monitor 1400: Image sensor 1800: Timing Generator 204: Vertical scanning circuit 205: Pixel 207: Column circuit 304: Microlens 306A, 306B: Photodiode 405A, 405B: Transfer switch 406: Reset switch 407: Floating diffusion section (FD) 408: Source follower amplifier 409: Row selection Switch 410: Vertical output line (column output line)

Claims (11)

各々が複数の光電変換素子を有する画素が2次元状に複数配列された撮像素子と、
前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理手段と、
記録部への画像の記録、又は表示部での画像の表示を行う場合には第1のモードで前記撮像素子を駆動制御し、前記記録部への画像の記録を行わず、かつ前記表示部での画像の表示を行わない場合には第2のモードで前記撮像素子を駆動制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記第1のモードのとき、少なくとも前記画素が有する前記複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第2のモードのとき、前記画素が有する前記光電変換素子のそれぞれからの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする撮像装置。
An image sensor in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are arranged two-dimensionally;
Processing means for performing focus detection processing based on a signal from the image sensor;
When recording an image on the recording unit or displaying an image on the display unit, the image pickup device is driven and controlled in the first mode, and no image is recorded on the recording unit, and the display unit Control means for driving and controlling the image sensor in the second mode when not displaying an image at
In the first mode, the control unit drives and controls the image sensor so that a signal obtained by mixing at least signals from the plurality of photoelectric conversion elements included in the pixel is output from the image sensor. In the second mode, the image pickup device is driven and controlled so that a signal from each of the photoelectric conversion elements of the pixel is output from the image pickup device.
前記第2のモードで信号が読み出される前記撮像素子の領域は、前記第1のモードで信号が読み出される前記撮像素子の領域よりも狭い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 an area of the imaging element from which a signal is read out in the second mode is narrower than an area of the imaging element from which a signal is read out in the first mode. 前記第2のモードで信号が読み出される前記撮像素子の領域は測距点に応じた領域であることを特徴とする請求項2記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 2, wherein an area of the imaging element from which a signal is read out in the second mode is an area corresponding to a distance measuring point. 前記撮像素子は、前記画素からの信号を列毎にアナログデジタル変換する変換手段を有し、
前記変換手段における1回のアナログデジタル変換の処理時間が、前記第1のモードと前記第2のモードとで異なることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の撮像装置。
The image sensor has conversion means for analog-digital conversion of signals from the pixels for each column,
The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a processing time of one analog-digital conversion in the conversion unit is different between the first mode and the second mode.
前記第2のモードにおける1回のアナログデジタル変換の処理時間は、前記第1のモードにおける1回のアナログデジタル変換の処理時間よりも短くすることを特徴とする請求項4記載の撮像装置。   The imaging apparatus according to claim 4, wherein the processing time for one analog-digital conversion in the second mode is shorter than the processing time for one analog-digital conversion in the first mode. 前記制御手段は、前記第1のモードのとき、さらに前記画素が有する前記複数の光電変換素子の内の1つの前記光電変換素子からの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の撮像装置。   In the first mode, the control unit drives the image sensor so that a signal from one of the plurality of photoelectric conversion elements of the pixel is output from the image sensor. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging apparatus is controlled. 前記制御手段は、前記第1のモードのとき、前記画素が有する第1の光電変換素子からの信号と、前記第1の光電変換素子からの信号と前記画素が有する第2の光電変換素子からの信号とを混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第2のモードのとき、前記第1の光電変換素子からの信号及び前記第2の光電変換素子からの信号をそれぞれ前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の撮像装置。   In the first mode, the control means includes a signal from the first photoelectric conversion element included in the pixel, a signal from the first photoelectric conversion element, and a second photoelectric conversion element included in the pixel. The image pickup device is driven and controlled so that a signal obtained by mixing the signal is output from the image pickup device, and in the second mode, the signal from the first photoelectric conversion device and the second photoelectric conversion device The image pickup device according to claim 1, wherein the image pickup device is driven and controlled so that signals from the image pickup device are respectively output from the image pickup device. 前記処理手段は、前記第1の光電変換素子からの信号及び前記第2の光電変換素子からの信号を用いて前記焦点検出処理を行い、前記第1のモードのときには、前記撮像素子から出力された前記混合した信号から前記第1の光電変換素子からの信号を減算し前記第2の光電変換素子からの信号を取得することを特徴とする請求項7記載の撮像装置。   The processing means performs the focus detection process using a signal from the first photoelectric conversion element and a signal from the second photoelectric conversion element, and is output from the imaging element in the first mode. 8. The imaging apparatus according to claim 7, wherein a signal from the first photoelectric conversion element is obtained by subtracting a signal from the first photoelectric conversion element from the mixed signal. 前記制御手段は、前記第1のモードで前記撮像素子を駆動制御してから、次に前記第1のモードで前記撮像素子を駆動制御するまでの間に、前記第2のモードで前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の撮像装置。   The control means drives the image pickup device in the first mode and then controls to drive the image pickup device in the first mode until the image pickup device is driven in the second mode. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the image pickup apparatus is driven and controlled. 前記制御手段は、複数回の前記第1のモードでの前記撮像素子の駆動制御を行う場合、前記第1のモードでの前記撮像素子の駆動制御を行う間に、前記第2のモードでの前記撮像素子の駆動制御を行うことを特徴とする請求項1〜8の何れか1項に記載の撮像装置。   When performing the drive control of the image sensor in the first mode a plurality of times, the control unit performs the drive control in the second mode while performing the drive control of the image sensor in the first mode. The image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein drive control of the image pickup element is performed. 各々が複数の光電変換素子を有する画素が2次元状に複数配列された撮像素子を備える撮像装置の制御方法であって、
前記撮像素子からの信号を基に焦点検出処理を行う処理工程と、
記録部への画像の記録、又は表示部での画像の表示を行う場合には第1のモードで前記撮像素子を駆動制御し、前記記録部への画像の記録を行わず、かつ前記表示部での画像の表示を行わない場合には第2のモードで前記撮像素子を駆動制御する制御工程とを有し、
前記制御工程では、前記第1のモードのとき、少なくとも前記画素が有する前記複数の光電変換素子からの信号を混合した信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御し、前記第2のモードのとき、前記画素が有する前記光電変換素子のそれぞれからの信号を前記撮像素子から出力するように前記撮像素子を駆動制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
A control method for an image pickup apparatus including an image pickup element in which a plurality of pixels each having a plurality of photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged,
A processing step of performing focus detection processing based on a signal from the image sensor;
When recording an image on the recording unit or displaying an image on the display unit, the image pickup device is driven and controlled in the first mode, and no image is recorded on the recording unit, and the display unit A control step of driving and controlling the image sensor in the second mode when not displaying an image at
In the control step, in the first mode, the imaging element is driven and controlled so that a signal obtained by mixing at least signals from the plurality of photoelectric conversion elements included in the pixel is output from the imaging element, A control method for an image pickup apparatus, wherein in the second mode, the image pickup element is driven and controlled so that a signal from each of the photoelectric conversion elements of the pixel is output from the image pickup element.
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