特許 7618006 撮像装置及び撮像センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-09

(45)【発行日】2025-01-20

(54)【発明の名称】撮像装置及び撮像センサ

(51)【国際特許分類】

   H04N 25/704 20230101AFI20250110BHJP

   H04N 25/46 20230101ALI20250110BHJP

   H04N 25/70 20230101ALI20250110BHJP

   H04N 25/702 20230101ALI20250110BHJP

   G02B 7/34 20210101ALI20250110BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20250110BHJP

【ＦＩ】

H04N25/704

H04N25/46

H04N25/70

H04N25/702

G02B7/34

G03B13/36

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2023190812

(22)【出願日】2023-11-08

(62)【分割の表示】P 2022503139の分割

【原出願日】2021-01-13

(65)【公開番号】P2024020319

(43)【公開日】2024-02-14

【審査請求日】2023-11-08

(31)【優先権主張番号】P 2020034192

(32)【優先日】2020-02-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 康一

(72)【発明者】

【氏名】河合 智行

(72)【発明者】

【氏名】北川 潤也

(72)【発明者】

【氏名】西尾 祐也

【審査官】堀井 康司

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１５／１１１２６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－１０１３２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２８２１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ５／３０－５／３３

Ｈ０４Ｎ ２３／１１

Ｈ０４Ｎ ２３／２０－２３／３０

Ｈ０４Ｎ ２５／００

Ｈ０４Ｎ ２５／２０－２５／６１

Ｈ０４Ｎ ２５／６１５－２５／７９

Ｇ０２Ｂ ７／３４

Ｇ０３Ｂ １３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素が配列され、撮像レンズを介して光が入射する画素領域と、
前記画素領域からの画素信号の読み出しを制御する制御部と、を備え、
前記画素領域には、光電変換素子と、前記光電変換素子に入射する光の一部を遮光する遮光層とを含む位相差画素が、第１方向に沿って配列されており、
前記第１方向の一方側を第１側とし、他方側を第２側とした場合において、
前記画素領域は、前記第１側の第１側領域に、前記光電変換素子の前記第１側が前記遮光層により遮光された複数の前記位相差画素を含む第１位相差画素群と、前記光電変換素子の前記第２側が前記遮光層により遮光された複数の前記位相差画素を含む第２位相差画素群と、を有し、
前記第１位相差画素群は、第１Ａ画素と、前記第１Ａ画素よりも前記遮光層による前記光電変換素子の遮光面積が小さい第１Ｂ画素とを含み、
前記制御部は、前記撮像レンズから前記撮像レンズの光学特性の情報を取得し、取得した前記光学特性に応じて、前記第１Ａ画素の画素信号と前記第１Ｂ画素の画素信号との少なくともいずれか一方に重みを付けた加算読み出し処理を行う、
撮像装置であって、
前記制御部は、前記撮像レンズから前記光学特性の情報を取得できない場合に、前記重みを既定の値とした前記加算読み出し処理を行う
撮像装置。

【請求項2】

前記第２位相差画素群は、第２Ａ画素と、前記第２Ａ画素よりも前記遮光層による前記光電変換素子の遮光面積が大きい第２Ｂ画素とを含み、
前記制御部は、取得された前記光学特性に応じて、前記第１Ａ画素と前記第２Ａ画素のセットと、前記第１Ｂ画素と前記第２Ｂ画素のセットとのいずれか一方に重みを付けた加算読み出し処理を行う、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記画素領域は、
前記第１Ａ画素を含み、かつ複数の画素が前記第１方向に配列された第Ａ画素ラインと、
前記第１Ｂ画素を含み、かつ複数の画素が前記第１方向に配列された第Ｂ画素ラインと、を有し、
前記第Ａ画素ラインと前記第Ｂ画素ラインとは、前記第１方向に交差する第２方向に配列されており、
前記制御部は、取得された前記光学特性に応じて、前記第Ａ画素ライン及び前記第Ｂ画素ラインのいずれか一方に重みを付けた加算読み出し処理を行う、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記第１位相差画素群は、前記画素領域の前記第１方向に関して中央に位置する中央領域にも含まれており、
前記第Ａ画素ラインにおいて、前記第１側領域に含まれる前記第１Ａ画素の遮光面積は、前記中央領域に含まれる前記第１Ａ画素の遮光面積よりも大きく、
前記第Ｂ画素ラインにおいて、前記第１側領域に含まれる前記第１Ｂ画素の遮光面積は、前記中央領域に含まれる前記第１Ｂ画素の遮光面積と等しい、
請求項３に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記第Ａ画素ラインに含まれる複数の前記第１Ａ画素の遮光面積は、前記第１側領域から前記中央領域に近づくに連れて減少する、
請求項４に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記第Ａ画素ラインと前記第Ｂ画素ラインとは、前記第２方向に隣接している、
請求項３から請求項５のうちいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記画素領域には、前記第２側の第２側領域に、前記第１位相差画素群に含まれる前記位相差画素が形成されており、
前記第Ａ画素ラインにおいて、前記第２側領域に含まれる前記第１Ａ画素の遮光面積は、前記第１側領域に含まれる前記第１Ａ画素の遮光面積よりも小さい、
請求項３から請求項６のうちいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記光学特性は、前記画素領域に対する前記光の入射角度、前記撮像レンズの焦点距離、又は前記撮像レンズのズーム倍率である、
請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項9】

前記撮像レンズは、焦点距離が変更可能であり、
前記制御部は、前記焦点距離が変更され、かつ変更が停止した場合に前記重みを変更する
請求項８に記載の撮像装置。

【請求項10】

前記画素領域は、
前記第１方向に延在し、かつ前記画素信号を読み出す前記光電変換素子を選択するゲート線と、
前記第１方向に交差する第２方向に延在し、かつ前記光電変換素子から画素信号が出力される信号線と、を備える、
請求項１から請求項９のうちいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項11】

前記加算読み出し処理には、前記重みをゼロとすることにより、前記重みがゼロとされた画素信号を間引き、かつ前記重みづけがゼロでない画素信号を読み出す、間引き読み出し処理が含まれる、
請求項１から請求項１０のうちいずれか１項に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術は、撮像装置及び撮像センサに関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置の自動焦点検出方式として、コントラスト検出方式と位相差検出方式とがある。位相差検出方式では、撮像レンズの射出瞳を通過した光束を２分割し、２分割した光束を一対の位相差画素（焦点検出用画素とも称される。）でそれぞれ受光する。

【0003】

特開２０１１－１０１３２５号公報には、複数の撮像用画素の他に、受光分布が異なる複数種類の位相差画素を有する撮像装置が開示されている。特開２０１１－１０１３２５号公報に記載の撮像装置は、複数の画素を間引いて読み出す場合に、間引く位相が異なる複数の間引き読み出しモードから１つの間引き読み出しモードを選択可能とする。複数種類の位相差画素は、選択された間引き読み出しモードに応じて、１つの種類の位相差画素の信号のみが読み出される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示の技術に係る一つの実施形態は、撮像レンズの光学特性に応じた適切な位相差画素の画素信号を用いて合焦制御を行うことを可能とする撮像装置及び撮像センサを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本開示の撮像装置は、複数の画素が配列され、撮像レンズを介して光が入射する画素領域と、画素領域からの画素信号の読み出しを制御する制御部と、を備え、画素領域には、光電変換素子と、光電変換素子に入射する光の一部を遮光する遮光層とを含む位相差画素が、第１方向に沿って配列されており、第１方向の一方側を第１側とし、他方側を第２側とした場合において、画素領域は、第１側の第１側領域に、光電変換素子の第１側が遮光層により遮光された複数の位相差画素を含む第１位相差画素群と、光電変換素子の第２側が遮光層により遮光された複数の位相差画素を含む第２位相差画素群と、を有し、第１位相差画素群は、第１Ａ画素と、第１Ａ画素よりも遮光層による光電変換素子の遮光面積が小さい第１Ｂ画素とを含み、制御部は、撮像レンズの光学特性に応じて、第１Ａ画素の画素信号と第１Ｂ画素の画素信号との少なくともいずれか一方に重みを付けた加算読み出し処理を行う、撮像装置である。

【0006】

第２位相差画素群は、第２Ａ画素と、第２Ａ画素よりも遮光層による光電変換素子の遮光面積が大きい第２Ｂ画素とを含み、制御部は、撮像レンズの光学特性に応じて、第１Ａ画素と第２Ａ画素のセットと、第１Ｂ画素と第２Ｂ画素のセットとのいずれか一方に重みを付けた加算読み出し処理を行うことが好ましい。

【0007】

画素領域は、第１Ａ画素を含み、かつ複数の画素が第１方向に配列された第Ａ画素ラインと、第１Ｂ画素を含み、かつ複数の画素が第１方向に配列された第Ｂ画素ラインと、を有し、第Ａ画素ラインと第Ｂ画素ラインとは、第１方向に交差する第２方向に配列されており、制御部は、撮像レンズの光学特性に応じて、第Ａ画素ライン及び第Ｂ画素ラインのいずれか一方に重みを付けた加算読み出し処理を行うことが好ましい。

【0008】

第１位相差画素群は、画素領域の第１方向に関して中央に位置する中央領域にも含まれており、第Ａ画素ラインにおいて、第１側領域に含まれる第１Ａ画素の遮光面積は、中央領域に含まれる第１Ａ画素の遮光面積よりも大きく、第Ｂ画素ラインにおいて、第１側領域に含まれる第１Ｂ画素の遮光面積は、中央領域に含まれる第１Ｂ画素の遮光面積と等しいことが好ましい。

【0009】

第Ａ画素ラインに含まれる複数の第１Ａ画素の遮光面積は、第１側領域から中央領域に近づくに連れて減少することが好ましい。

【0010】

第Ａ画素ラインと第Ｂ画素ラインとは、第２方向に隣接していることが好ましい。

【0011】

画素領域には、第２側の第２側領域に、第１位相差画素群に含まれる位相差画素が形成されており、第Ａ画素ラインにおいて、第２側領域に含まれる第１Ａ画素の遮光面積は、第１側領域に含まれる第１Ａ画素の遮光面積よりも小さいことが好ましい。

【0012】

光学特性は、画素領域に対する光の入射角度、撮像レンズの焦点距離、又は撮像レンズのズーム倍率であることが好ましい。

【0013】

撮像レンズは、焦点距離が変更可能であり、制御部は、焦点距離が変更され、かつ変更が停止した場合に重みを変更することが好ましい。

【0014】

制御部は、撮像レンズから光学特性を取得し、取得した光学特性に基づいて重みを決定することが好ましい。

【0015】

制御部は、撮像レンズから光学特性を取得できない場合に、第１Ａ画素及び第１Ｂ画素に対する光の露光量に基づいて重みを決定することが好ましい。

【0016】

第２位相差画素群は、第２Ａ画素と、第１Ｂ画素と遮光面積が等しい第２Ｂ画素とを含み、制御部は、撮像レンズの光学特性を取得できない場合に、第１Ａ画素と第２Ａ画素とのセットに対する重みをゼロとしてもよい。

【0017】

画素領域は、第１方向に延在し、かつ画素信号を読み出す光電変換素子を選択するゲート線と、第１方向に交差する第２方向に延在し、かつ光電変換素子から画素信号が出力される信号線と、を備えることが好ましい。

【0018】

加算読み出し処理には、重みをゼロとすることにより、重みがゼロとされた画素信号を間引き、かつ重みづけがゼロでない画素信号を読み出す、間引き読み出し処理が含まれることが好ましい。

【0019】

本開示の撮像センサは、複数の画素が配列された画素領域を備え、画素領域には、光電変換素子と、光電変換素子に入射する光の一部を遮光する遮光層とを含む位相差画素が、第１方向に沿って配列されており、第１方向の一方側を第１側とし、他方側を第２側とした場合において、画素領域は、第１側の第１側領域に、光電変換素子の第１側が遮光層により遮光された複数の位相差画素を含む第１位相差画素群と、光電変換素子の第２側が遮光層により遮光された複数の位相差画素を含む第２位相差画素群と、を有し、第１位相差画素群は、第１Ａ画素と、第１Ａ画素よりも遮光層による光電変換素子の遮光面積が小さい第１Ｂ画素とを含み、第２位相差画素群は、第２Ａ画素と、第２Ａ画素よりも遮光層による光電変換素子の遮光面積が大きい第２Ｂ画素とを含む、撮像センサである。

【0020】

画素領域は、カラーフィルタと光電変換素子を有する撮像画素を含んでおり、第１Ａ画素と第２Ａ画素とは、３つ以下の撮像画素を挟んで配置されており、第１Ｂ画素と第２Ｂ画素とは、３つ以下の撮像画素を挟んで配置されていることが好ましい。

【0021】

画素領域は、第１Ａ画素を含み、かつ複数の画素が第１方向に配列された第Ａ画素ラインと、第１Ｂ画素を含み、かつ複数の画素が第１方向に配列された第Ｂ画素ラインと、を有し、第Ａ画素ラインと第Ｂ画素ラインとは、第１方向に交差する第２方向に配列されていることが好ましい

【0022】

第１位相差画素群と第２位相差画素群とは、画素領域の第２側の第２側領域にも配置されており、第２側領域において、第１Ａ画素の遮光面積は、第１Ｂ画素の遮光面積よりも小さく、第２側領域において、第２Ａ画素の遮光面積は、第２Ｂ画素の遮光面積よりも大きいことが好ましい。

【0023】

第１側領域において、第１位相差画素群は、第１Ｂ画素よりも遮光層による光電変換素子の遮光面積が小さい第１Ｃ画素を含み、第１側領域において、第２位相差画素群は、第２Ｂ画素よりも遮光層による光電変換素子の遮光面積が大きい第２Ｃ画素を含むことが好ましい。

【0024】

画素領域は、第１方向に延在し、かつ画素信号を読み出す光電変換素子を選択するゲート線と、第１方向に交差する第２方向に延在し、かつ光電変換素子から画素信号が出力される信号線と、を備えることが好ましい。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】撮像装置の前面側を示す概略斜視図である。

【図2】撮像装置の背面側を示す概略斜視図である。

【図3】撮像装置の内部構成を示す概略図である。

【図4】レンズ情報の一例を示す図である。

【図5】主光線角度について説明する模式図である。

【図6】撮像センサの構成例を示す図である。

【図7】加算読み出しの一例を示す図である。

【図8】加算読み出しモードと重みとの関係を示す図である。

【図9】画素領域に含まれる画素の種類を示す図である。

【図10】撮像画素の構成を示す図である。

【図11】位相差画素の構成を示す図である。

【図12】画素領域の各領域に含まれる位相差画素の種類を示す図である。

【図13】第Ａ画素ラインに含まれる位相差画素の構成を示す図である。

【図14】第Ｂ画素ラインに含まれる位相差画素の構成を示す図である。

【図15】第Ｃ画素ラインに含まれる位相差画素の構成を示す図である。

【図16】画素領域に含まれる位相差画素の全体構成を示す図である。

【図17】主制御部により実行される処理の手順を示すフローチャートである。

【図18】レンズ情報に基づいて加算読み出しモードを選択する手順を説明する図である。

【図19】第５加算読み出しモードについて説明する図である。

【図20】第６加算読み出しモードについて説明する図である。

【図21】周辺主光線角度を関連付けたテーブルを例示する図である。

【図22】第４実施形態に係る重みの変更処理を説明するフローチャートである。

【図23】光学特性の差異により生じる位相差画素の露光量の差を例示する図である。

【図24】第５実施形態に係る重みの決定処理を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0026】

添付図面に従って本開示の技術に係る実施形態の一例について説明する。

【0027】

先ず、以下の説明で使用される文言について説明する。

【0028】

以下の説明において、「ＣＰＵ」は“Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ”の略称である。「ＲＯＭ」は、“Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ”の略称である。「ＲＡＭ」は、“Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ”の略称である。「ＣＭＯＳ」は、“Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ”の略称である。「ＦＰＧＡ」は、“Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ”の略称である。「ＰＬＤ」は、“Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ”の略称である。「ＡＳＩＣ」は、“Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ”の略称である。

【0029】

本開示において、本明細書の説明において、「平行」とは、完全な平行の他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いでの平行を指す。本開示において、「等しい」とは、完全に等しいことの他に、本開示の技術が属する技術分野で一般的に許容される誤差を含めた意味合いで実質的に等しいことを含む。

【0030】

［第１実施形態］
撮像装置の第１実施形態として、レンズ交換式のデジタルカメラを例に挙げて本開示の技術を説明する。

【0031】

図１に示すように、撮像装置１０は、レンズ交換式のデジタルカメラである。撮像装置１０は、本体１１と、本体１１に交換可能に装着される撮像レンズ１２とを備えている。

【0032】

本体１１の前面１１Ｃには、カメラ側マウント１１Ａが設けられている。撮像レンズ１２には、後端側にレンズ側マウント１２Ａが設けられている。レンズ側マウント１２Ａをカメラ側マウント１１Ａに取り付けることにより、撮像レンズ１２が本体１１に接続される。

【0033】

本実施形態では、撮像レンズ１２を、焦点距離が固定された単焦点レンズとする。本体１１には、焦点距離が異なる複数種類の撮像レンズ１２を取り付けることが可能である。

【0034】

本体１１には、撮像センサ２０が設けられている。撮像センサ２０は、受光面２０Ａがカメラ側マウント１１Ａの開口から露出している。撮像レンズ１２が本体１１に装着された場合に、被写体からの光束は、撮像レンズ１２を通過して撮像センサ２０の受光面２０Ａに結像される。撮像センサ２０は、受光面２０Ａに結像された光束を撮像し、撮像信号を生成する。

【0035】

本体１１の上面には、ダイヤル１３及びレリーズボタン１４が設けられている。ダイヤル１３は、動作モード等の設定の際に操作される。撮像装置１０の動作モードとして、例えば、静止画撮像モード、及び動画撮像モードが含まれる。レリーズボタン１４は、静止画撮像モード又は動画撮像モードにおいて、撮像を開始する際に操作される。

【0036】

図２に示すように、本体１１の背面１１Ｄには、ディスプレイ１５及び指示キー１６が設けられている。ディスプレイ１５には、撮像により得られた画像データに基づく画像、及び各種のメニュー画面等が表示される。

【0037】

指示キー１６は、各種の指示を受け付ける。ここで、「各種の指示」とは、例えば、各種メニューを選択可能なメニュー画面の表示の指示、１つ又は複数のメニューの選択の指示、選択内容の確定の指示、選択内容の消去の指示、オートフォーカスモード、マニュアルフォーカスモード、及びコマ送り等の各種の指示等を指す。また、この他、本体１１には、電源スイッチ等が設けられている。

【0038】

図３は、撮像レンズ１２を本体１１に装着した状態における撮像装置１０の内部構成を示す。本体１１と撮像レンズ１２とは、カメラ側マウント１１Ａに設けられた電気接点１１Ｂと、レンズ側マウント１２Ａに設けられた電気接点１２Ｂとが接触することにより電気的に接続される。

【0039】

撮像レンズ１２は、対物レンズ３０、フォーカスレンズ３１、後端レンズ３２、及び絞り３３を含む。各々部材は、撮像レンズ１２の光軸ＯＰに沿って、対物側から、対物レンズ３０、絞り３３、フォーカスレンズ３１、後端レンズ３２の順に配列されている。対物レンズ３０、フォーカスレンズ３１、及び後端レンズ３２が、撮像光学系を構成している。撮像光学系を構成するレンズの種類、数、及び配列順序は、図３に示す例に限定されない。

【0040】

また、撮像レンズ１２は、レンズ駆動制御部３４及びメモリ３５を有する。レンズ駆動制御部３４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等により構成されている。レンズ駆動制御部３４は、電気接点１２Ｂ及び電気接点１１Ｂを介して、本体１１内の主制御部４０と電気的に接続されている。

【0041】

レンズ駆動制御部３４は、主制御部４０から送信される制御信号に基づいて、フォーカスレンズ３１及び絞り３３を駆動する。レンズ駆動制御部３４は、撮像レンズ１２の合焦位置を調節するために、主制御部４０から送信される合焦制御用の制御信号に基づいて、フォーカスレンズ３１の駆動制御を行う。主制御部４０は、位相差方式により合焦制御を行う。

【0042】

絞り３３は、光軸ＯＰを中心として開口径が可変である開口を有する。レンズ駆動制御部３４は、撮像センサ２０の受光面２０Ａへの入射光量を調節するために、主制御部４０から送信される絞り調整用の制御信号に基づいて、絞り３３の駆動制御を行う。

【0043】

メモリ３５は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。メモリ３５には、撮像レンズ１２の光学特性に関するレンズ情報３５Ａが記憶されている。このレンズ情報３５Ａは、撮像レンズ１２の種類ごとに異なる情報である。レンズ情報３５Ａは、撮像センサ２０の受光面２０Ａに対する主光線の入射角度（以下、主光線角度という。）に関する情報を含んでいる。

【0044】

本体１１には、撮像センサ２０、主制御部４０、画像処理部４１、操作部４２、及びディスプレイ１５を有する。撮像センサ２０、画像処理部４１、操作部４２、及びディスプレイ１５は、主制御部４０により動作が制御される。主制御部４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等により構成されている。

【0045】

撮像センサ２０は、例えば、ＣＭＯＳ型イメージセンサである。撮像センサ２０は、光軸ＯＰが受光面２０Ａに直交し、かつ光軸ＯＰが受光面２０Ａの中心に位置するように配置されている。受光面２０Ａには、撮像レンズ１２の射出瞳ＥＰを通過した光束ＬＦが入射する。受光面２０Ａには、光電変換を行うことにより画素信号を生成する画素が複数形成されている。撮像センサ２０は、各画素に入射した光を光電変換することにより、各画素の画素信号で構成される撮像信号を生成する。

【0046】

画像処理部４１は、撮像信号に対して種々の画像処理を施すことにより、既定のファイル形式（例えば、ＪＰＥＧ形式等）の画像データを生成する。ディスプレイ１５は、画像処理部４１が生成した画像データに基づき、画像を表示する。画像には、静止画、動画、ライブビュー画像が含まれる。ライブビュー画像は、画像処理部４１で生成された画像データを、ディスプレイ１５に順次出力することにより、ディスプレイ１５にリアルタイム表示される画像である。

【0047】

画像処理部４１が生成した画像データは、本体１１に内蔵された内部メモリ（図示せず）、又は本体１１に着脱可能な記憶媒体（メモリカード等）に保存することが可能である。

【0048】

操作部４２は、前述のダイヤル１３、レリーズボタン１４、及び指示キー１６（図１及び図２参照）を含む。主制御部４０は、操作部４２の操作に応じて、本体１１内の各部と、撮像レンズ１２内のレンズ駆動制御部３４とを制御する。

【0049】

また、主制御部４０は、撮像レンズ１２が本体１１に接続された際に、レンズ駆動制御部３４を介してメモリ３５に格納されたレンズ情報３５Ａを取得する。本実施形態では、主制御部４０は、レンズ情報３５Ａに含まれる主光線角度情報に基づいて、位相差方式による合焦制御を行う。

【0050】

図４は、メモリ３５に格納されたレンズ情報３５Ａの一例である。レンズ情報３５Ａには、主光線角度θは、像高Ｈとの関係を表す数値として記録されている。レンズ情報３５Ａには、主光線角度θに加えて、上光線角度及び下光線角度等が含まれていてもよい。これらの情報は、撮像レンズ１２に固有の情報であり、撮像光学系の設計データから得られる。

【0051】

図５は、主光線角度θについて説明する模式図である。図５に示すように、主光線角度θは、射出瞳ＥＰの中心を通る主光線ＰＲと、結像点ＩＰにおける受光面２０Ａの法線とのなす角度である。像高Ｈは、光軸ＯＰから結像点ＩＰまでの距離を表す。

【0052】

主光線角度θは、結像点ＩＰが受光面２０Ａの中心に一致する場合（すなわち、Ｈ＝０の場合）には、「０」となる。主光線角度θは、結像点ＩＰが受光面２０Ａの中心から離れる（すなわち、像高Ｈが大きくなる）にしたがって、大きくなる。なお、図５中の符号ＵＲは上光線を表し、符号ＬＲは下光線を表している。

【0053】

図６は、撮像センサ２０の構成の一例を示す。撮像センサ２０は、画素領域２１、垂直走査回路２２、ラインメモリ２３、水平走査回路２４、及び出力アンプ２５を有する。画素領域２１には、複数の画素２６が、Ｘ方向及びＹ方向に沿って二次元マトリクス状に配列されている。画素２６は、入射光を信号電荷に変換して蓄積する光電変換素子２７を含む。光電変換素子２７は、フォトダイオードにより構成される。また、画素２６には、信号電荷を電圧信号（以下、画素信号という。）に変換するアンプ、及びリセットスイッチ等が含まれている。画素２６は、入射光の光量に応じた画素信号Ｓを出力する。

【0054】

ここで、Ｙ方向は、Ｘ方向に直交している。Ｘ方向は、本開示の技術に係る「第１方向」の一例である。Ｙ方向は、本開示の技術に係る「第２方向」の一例である。

【0055】

垂直走査回路２２には、Ｘ方向に延在した複数のゲート線２２Ａが接続されている。ラインメモリ２３には、Ｙ方向に延在した複数の信号線２３Ａが接続されている。複数のゲート線２２Ａと、複数の信号線２３Ａとは、画素領域２１において互いに交差している。各画素２６は、ゲート線２２Ａと信号線２３Ａとが交差する箇所に設けられている。各画素２６は、スイッチとしてのトランジスタ２８を介して信号線２３Ａに接続されている。トランジスタ２８のゲート電極は、ゲート線２２Ａに接続されている。

【0056】

画素領域２１内の画素２６は、垂直走査回路２２からゲート線２２Ａに与えられる選択信号により一行ごとに選択される。垂直走査回路２２によりゲート線２２Ａに選択信号が与えられると、当該ゲート線２２Ａに接続された各画素２６から信号線２３Ａに、画素信号Ｓが出力される。以下、Ｘ方向に並ぶ複数の画素２６を単に「行」と称することもある。

【0057】

ラインメモリ２３は、一行分の画素２６から出力された画素信号Ｓを記憶する。ラインメモリ２３は、キャパシタ等により構成されている。ラインメモリ２３は、スイッチとしてのトランジスタ２９を介して水平出力線２４Ａに接続されている。出力アンプ２５は、水平出力線２４Ａの端部に接続されている。水平走査回路２４は、トランジスタ２９を順に選択する水平走査を行うことにより、ラインメモリ２３に記憶された一行分の画素信号Ｓを順に水平出力線２４Ａに出力させる。水平出力線２４Ａに出力された画素信号Ｓは、出力アンプ２５を介して、撮像信号として外部の画像処理部４１へ出力される。

【0058】

垂直走査回路２２、ラインメモリ２３、及び水平走査回路２４の動作は、主制御部４０により制御される。主制御部４０は、垂直走査回路２２を制御することにより、「順次読み出し方式」又は「加算読み出し方式」により、画素信号Ｓの読み出しを可能とする。順次読み出し方式は、ゲート線２２ＡをＹ方向へ順に選択することにより、一行ずつ画素信号Ｓを読み出す方式である。

【0059】

加算読み出し方式は、複数のゲート線２２Ａに対してそれぞれ重みを付けることにより、複数行分の画素信号Ｓを重みに応じて加算して読み出す方式である。なお、加算読み出しとは、少なくとも１つのゲート線２２Ａに対する重みをゼロとすることにより、重みがゼロとされた行に含まれる画素信号Ｓを読み出さない（すなわち間引く）、間引き読み出しも含まれる。

【0060】

なお、撮像センサ２０には、デジタル化された撮像信号を出力するために、Ａ／Ｄ変換器が含まれていてもよい。主制御部４０は、本開示の技術に係る「制御部」の一例である。撮像センサ２０には、主制御部４０とは別に、垂直走査回路２２、ラインメモリ２３、及び水平走査回路２４を制御するための制御部が内蔵されていてもよい。

【0061】

図７は、加算読み出しの一例を示す。図７は、Ｙ方向に４行ごとに重みを付けた加算読み出しを行うことにより、撮像信号の信号量を１／４倍に削減する例を示している。本例では、４行のうちの１行から画素信号Ｓを読み出す「１／４画素間引き読み出し」について説明する。

【0062】

図７に示すように、ゲート線２２Ａのアドレス（以下、行アドレスという。）は、順に０，１，２，３，・・・とする。本例では、主制御部４０は、各行アドレスに、「０」又は「１」の重みが設定される。行アドレスが４ｎの行の重みをＷ０とし、行アドレスが４ｎ＋１の行の重みをＷ１とし、行アドレスが４ｎ＋２の行の重みをＷ２とし、行アドレスが４ｎ＋３の行の重みをＷ３とする。ここで、ｎは、０を含む自然数である（すなわち、ｎ＝０，１，２，３，・・・）。

【0063】

本例では、主制御部４０は、Ｗ０＝１，Ｗ１＝０，Ｗ２＝０，及びＷ３＝０と設定する。そして、垂直走査回路２２は、設定された重みＷ０～Ｗ３に基づいて、行アドレス４ｎ～４ｎ＋３を一組として加算読み出しを行う。加算読み出しを行う際に、垂直走査回路２２は、重みが「１」の行については選択信号を与えてトランジスタ２８をオンとし、かつ、重みが「０」の行については選択信号を与えずにトランジスタ２８をオフとする。これにより、行アドレス４ｎ～４ｎ＋３のうち、行アドレス４ｎの行からのみ画素信号Ｓが読み出される。したがって、本例では、行アドレス０，４，８，・・・の順に、４行ごとに画素信号Ｓが信号線２３Ａに出力される。

【0064】

主制御部４０は、重みＷ０～Ｗ３を変更することにより、４種の加算読み出しモードから１つのモードを実行可能とする。図８は、第１加算読み出しモードＭ１、第２加算読み出しモードＭ２、第３加算読み出しモードＭ３、及び第４加算読み出しモードＭ４のそれぞれに対応する重みＷ０～Ｗ３を示している。第１加算読み出しモードＭ１は、図７で示した読み出し方式に対応し、画素信号Ｓが読み出される読み出し行アドレスは「４ｎ」である。

【0065】

第２加算読み出しモードＭ２は、重みＷ１を「１」、その他の重みＷ０，Ｗ２，Ｗ３を「０」とすることにより実行され、読み出し行アドレスは「４ｎ＋１」である。第３加算読み出しモードＭ３は、重みＷ２を「１」、その他の重みＷ０，Ｗ１，Ｗ３を「０」とすることにより実行され、読み出し行アドレスは「４ｎ＋２」である。第４加算読み出しモードＭ４は、重みＷ３を「１」、その他の重みＷ０，Ｗ１，Ｗ２を「０」とすることにより実行され、読み出し行アドレスは「４ｎ＋３」である。

【0066】

図９は、画素領域２１に含まれる画素２６（図６参照）の種類を示す。図９中の符号Ｒ，Ｇ，Ｂは、画素２６に設けられたカラーフィルタの色を表している。これらのカラーフィルタが設けられた画素２６は、画像を生成するための撮像に用いられる画素であるので、以下では、撮像画素Ｎと呼ぶ。

【0067】

図９に示すカラーフィルタの色配列は、いわゆるベイヤ配列である。ベイヤ配列は、２×２の４画素のうち、対角の２画素にＧ（緑色）のカラーフィルタを配置し、他の２画素にＲ（赤色）とＢ（青色）のカラーフィルタを配置した色配列である。なお、カラーフィルタの色配列は、ベイヤ配列に限定されず、他の色配列であってもよい。

【0068】

また、図９中の符号Ｆは、位相差画素を示している。位相差画素Ｆには、カラーフィルタは設けられていない。詳しくは後述するが、位相差画素Ｆは、主光線を中心としてＸ方向に分割された光束の一方を受光する。

【0069】

位相差画素Ｆは、ベイヤ配列の一部の撮像画素Ｎを置き換えることにより、画素領域２１内に配置されている。例えば、位相差画素Ｆは、Ｘ方向に３画素ごと（すなわち、２画素おき）に配列されている。また、複数の位相差画素Ｆは、第１位相差画素群Ｆ１と第２位相差画素群Ｆ２とに分けられる。第１位相差画素群Ｆ１は、主光線を中心としてＸ方向に分割された光束の一方を受光する位相差画素Ｆにより構成される。第２位相差画素群Ｆ２は、主光線を中心としてＸ方向に分割された光束の他方を受光する位相差画素Ｆにより構成される。

【0070】

また、第１位相差画素群Ｆ１及び第２位相差画素群Ｆ２は、撮像レンズ１２の光学特性に応じて異なる受光特性を有する複数種の位相差画素Ｆに分けられる。図９には、第１光学特性に対応した位相差画素Ｆが配列された第Ａ画素ラインＬＡと、第２光学特性に対応した位相差画素Ｆが配列された第Ｂ画素ラインＬＢと、第３光学特性に対応した位相差画素Ｆが配列された第Ｃ画素ラインＬＣとが設けられている。本例では、第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣは、この順にＹ方向に隣接して配置されている。

【0071】

例えば、第Ａ画素ラインＬＡは、行アドレス４ｎの行に配置されており、第Ｂ画素ラインＬＢは、行アドレス４ｎ＋１の行に配置されており、第Ｃ画素ラインＬＣは、行アドレス４ｎ＋２の行に配置されている。また、本例では、第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣは、それぞれ複数設けられている。図９は、Ｙ方向にｍ行離れた位置に設けられた２組の第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣを示している。

【0072】

第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣは、前述の加算読み出しモード（図９参照）により選択的に読み出される。具体的には、第Ａ画素ラインＬＡは、第１加算読み出しモードＭ１により読み出される。第Ｂ画素ラインＬＢは、第２加算読み出しモードＭ２により読み出される。第Ｃ画素ラインＬＣは、第３加算読み出しモードＭ３により読み出される。すなわち、加算読み出しモードを選択することにより、撮像レンズ１２の光学特性に対応した位相差画素Ｆが含まれる画素ラインを読み出すことが可能である。

【0073】

図１０は、撮像画素Ｎの構成を示す。撮像画素Ｎは、光電変換素子２７、カラーフィルタＣＦ、及びマイクロレンズＭＬを含んで構成されている。カラーフィルタＣＦは、光電変換素子２７とマイクロレンズＭＬとの間に配置されている。カラーフィルタＣＦは、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの色の光を透過させるフィルタである。

【0074】

マイクロレンズＭＬは、射出瞳ＥＰから入射する光束を、カラーフィルタＣＦを介して光電変換素子２７に集光する。マイクロレンズＭＬは、像高Ｈが大きいほど、光電変換素子２７の中心からずれた位置に配置されている。具体的には、Ｈ＝０の位置を基準として、Ｘ方向の一方側（以下、第１側という。）に位置するマイクロレンズＭＬは、光電変換素子２７の中心から、Ｘ方向の他方側（以下、第２側という。）にずれた位置に配置されている。逆に、Ｈ＝０の位置を基準として、Ｘ方向の第２側に位置するマイクロレンズＭＬは、光電変換素子２７の中心から第１側にずれた位置に配置されている。

【0075】

射出瞳ＥＰから入射する光束の主光線ＰＲの入射角度である主光線角度θは、像高Ｈが大きいほど大きくなるため、上述のようにマイクロレンズＭＬをずらすことにより、主光線ＰＲを光電変換素子２７のほぼ中心に入射させることができる。なお、マイクロレンズＭＬは、Ｙ方向についても同様に、像高Ｈが大きいほど、光電変換素子２７の中心からずれた位置に配置されている。このように、マイクロレンズＭＬをずらすことにより、画素領域２１（図６参照）の周辺領域における受光量の減少を改善することができる。

【0076】

図１１は、位相差画素Ｆの構成を示す。具体的には、図１１は、画素領域２１のＸ方向に関して中央に位置する中央領域における第１位相差画素群Ｆ１及び第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆの構成を示している。

【0077】

位相差画素Ｆは、光電変換素子２７、遮光層ＳＦ、及びマイクロレンズＭＬを含んで構成されている。マイクロレンズＭＬは、撮像画素Ｎと同様の位置に配置されている。すなわち、マイクロレンズＭＬは、像高Ｈが大きいほど、光電変換素子２７の中心からずれた位置に配置されている。図１１に示す位相差画素Ｆは、画素領域２１の中央領域（すなわち、像高Ｈはほぼ０）に位置するので、光電変換素子２７の中心に対するマイクロレンズＭＬのずれ量はほぼ０である。

【0078】

遮光層ＳＦは、金属膜等で形成され、光電変換素子２７とマイクロレンズＭＬとの間に配置されている。遮光層ＳＦは、マイクロレンズＭＬを介して光電変換素子２７に入射する光束ＬＦの一部を遮光する。

【0079】

画素領域２１の中央部では、主光線角度θがほぼ０であるので、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆとは、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。

【0080】

第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆでは、遮光層ＳＦは、光電変換素子２７の中心を基準として第１側を遮光する。すなわち、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆでは、遮光層ＳＦは、第１側の射出瞳ＥＰ１からの光束を光電変換素子２７に入射させ、かつ、第２側の射出瞳ＥＰ２からの光束を遮光する。

【0081】

第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆでは、遮光層ＳＦは、光電変換素子２７の中心を基準として第２側を遮光する。すなわち、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆでは、遮光層ＳＦは、第２側の射出瞳ＥＰ２からの光束を光電変換素子２７に入射させ、かつ、第１側の射出瞳ＥＰ１からの光束を遮光する。

【0082】

図１２は、画素領域２１の各領域に含まれる位相差画素Ｆの種類を示す。まず、画素領域２１のＸ方向の中央に位置する中央領域において、第１位相差画素群Ｆ１には、第１Ａ画素１ＡＣ、第１Ｂ画素１ＢＣ、及び第１Ｃ画素１ＣＣが含まれ、第２位相差画素群Ｆ２には、第２Ａ画素２ＡＣ、第２Ｂ画素２ＢＣ、及び第２Ｃ画素２ＣＣが含まれる。第１Ａ画素１ＡＣ及び第２Ａ画素２ＡＣは、第Ａ画素ラインＬＡに配置されている。第１Ｂ画素１ＢＣ及び第２Ｂ画素２ＢＣは、第Ｂ画素ラインＬＢに配置されている。第１Ｃ画素１ＣＣ及び第２Ｃ画素２ＣＣは、第Ｃ画素ラインＬＣに配置されている。

【0083】

画素領域２１のＸ方向の第１側に位置する第１側領域において、第１位相差画素群Ｆ１には、第１Ａ画素１ＡＬ、第１Ｂ画素１ＢＬ、及び第１Ｃ画素１ＣＬが含まれ、第２位相差画素群Ｆ２には、第２Ａ画素２ＡＬ、第２Ｂ画素２ＢＬ、及び第２Ｃ画素２ＣＬが含まれる。第１Ａ画素１ＡＬ及び第２Ａ画素２ＡＬは、第Ａ画素ラインＬＡに配置されている。第１Ｂ画素１ＢＬ及び第２Ｂ画素２ＢＬは、第Ｂ画素ラインＬＢに配置されている。第１Ｃ画素１ＣＬ及び第２Ｃ画素２ＣＬは、第Ｃ画素ラインＬＣに配置されている。

【0084】

画素領域２１のＸ方向の第２側に位置する第２側領域において、第１位相差画素群Ｆ１には、第１Ａ画素１ＡＲ、第１Ｂ画素１ＢＲ、及び第１Ｃ画素１ＣＲが含まれ、第２位相差画素群Ｆ２には、第２Ａ画素２ＡＲ、第２Ｂ画素２ＢＲ、及び第２Ｃ画素２ＣＲが含まれる。第１Ａ画素１ＡＲ及び第２Ａ画素２ＡＲは、第Ａ画素ラインＬＡに配置されている。第１Ｂ画素１ＢＲ及び第２Ｂ画素２ＢＲは、第Ｂ画素ラインＬＢに配置されている。第１Ｃ画素１ＣＲ及び第２Ｃ画素２ＣＲは、第Ｃ画素ラインＬＣに配置されている。

【0085】

例えば、第１側領域及び第２側領域は、画素領域２１の周辺に位置する周辺領域である。第１側領域と第２側領域とは、中央領域を基準としてＸ方向に対称な位置に設けられている。例えば、第１側領域及び第２側領域は、例えば、像高Ｈが「１」となる位置に設けられる。

【0086】

図１３は、第Ａ画素ラインＬＡに含まれる位相差画素Ｆの構成を示す。以下の説明では、光電変換素子２７が遮光層ＳＦにより遮光される面積を遮光面積と称する。

【0087】

第Ａ画素ラインＬＡには、第１光学特性に対応した位相差画素Ｆが含まれる。第１光学特性は、画素領域２１の周辺領域における主光線角度（以下、周辺主光線角度という。）が０という特徴を有する。すなわち、第１光学特性では、主光線角度θが像高Ｈに依存せず、すべての主光線ＰＲが光軸ＯＰと平行である。なお、周辺主光線角度とは、第１側領域及び第２側領域における主光線角度であり、例えば、Ｈ＝１に対応する主光線角度である。以下、第１光学特性の周辺主光線角度は、第１周辺主光線角度θ１という。

【0088】

中央領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＣ及び第２Ａ画素２ＡＣは、図１１に示す一対の位相差画素Ｆと同様の構成である。第１Ａ画素１ＡＣと第２Ａ画素２ＡＣは、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。したがって、第１Ａ画素１ＡＣの遮光面積Ｓ１ＡＣは、第２Ａ画素２ＡＣの遮光面積Ｓ２ＡＣと等しい。

【0089】

第１側領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＬ及び第２Ａ画素２ＡＬでは、上述の撮像画素Ｎと同様に、マイクロレンズＭＬは、光電変換素子２７の中心から中央領域の方向（第２側）へずれた位置に配置されている。第１光学特性では、θ１＝０であるので、主光線ＰＲは、光電変換素子２７の中心から、マイクロレンズＭＬのずれ量に対応する距離だけずれた位置に入射する。

【0090】

第１Ａ画素１ＡＬでは、遮光層ＳＦは、射出瞳ＥＰ２からの光束を遮光するように、光電変換素子２７の主光線ＰＲの入射位置から第１側に配置されている。第２Ａ画素２ＡＬでは、遮光層ＳＦは、射出瞳ＥＰ１からの光束を遮光するように、光電変換素子２７の主光線ＰＲの入射位置から第２側に配置されている。

【0091】

したがって、第１Ａ画素１ＡＬの遮光面積Ｓ１ＡＬは、中央領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＣの遮光面積Ｓ１ＡＣよりも大きい。一方、第２Ａ画素２ＡＬの遮光面積Ｓ２ＡＬは、中央領域に含まれる第２Ａ画素２ＡＣの遮光面積Ｓ２ＡＣよりも小さい。

【0092】

第２側領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＲは、第１側領域に含まれる第２Ａ画素２ＡＬと、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。第２側領域に含まれる第２Ａ画素２ＡＲは、第１側領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＬと、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。したがって、第１Ａ画素１ＡＲの遮光面積Ｓ１ＡＲは、中央領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＣの遮光面積Ｓ１ＡＣよりも小さい。一方、第２Ａ画素２ＡＲの遮光面積Ｓ２ＡＲは、中央領域に含まれる第２Ａ画素２ＡＣの遮光面積Ｓ２ＡＣよりも大きい。

【0093】

図１４は、第Ｂ画素ラインＬＢに含まれる位相差画素Ｆの構成を示す。第Ｂ画素ラインＬＢには、第２光学特性に対応した位相差画素Ｆが含まれる。第２光学特性では、周辺主光線角度が０よりも大きいという特徴を有する。以下、第２光学特性の周辺主光線角度は、第２周辺主光線角度θ２という。

【0094】

中央領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＣ及び第２Ｂ画素２ＢＣは、第Ａ画素ラインＬＡの中央領域に含まれる第１Ａ画素１ＡＣ及び第２Ａ画素２ＡＣと同様の構成である。第１Ｂ画素１ＢＣと第２Ｂ画素２ＢＣは、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。したがって、第１Ｂ画素１ＢＣの遮光面積Ｓ１ＢＣは、第２Ｂ画素２ＢＣの遮光面積Ｓ２ＢＣと等しい。

【0095】

第１側領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＬ及び第２Ｂ画素２ＢＬでは、マイクロレンズＭＬは、光電変換素子２７の中心から中央領域の方向（第２側）へずれた位置に配置されている。第２光学特性では、第１側領域において、主光線ＰＲは、光電変換素子２７のほぼ中心に入射する。

【0096】

第１Ｂ画素１ＢＬでは、遮光層ＳＦは、射出瞳ＥＰ２からの光束を遮光するように、光電変換素子２７の主光線ＰＲの入射位置から第１側に配置されている。第２Ｂ画素２ＢＬでは、遮光層ＳＦは、射出瞳ＥＰ１からの光束を遮光するように、光電変換素子２７の主光線ＰＲの入射位置から第２側に配置されている。

【0097】

したがって、第１Ｂ画素１ＢＬの遮光面積Ｓ１ＢＬは、中央領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＣの遮光面積Ｓ１ＢＣと等しい。また、第２Ｂ画素２ＢＬの遮光面積Ｓ２ＢＬは、中央領域に含まれる第２Ｂ画素２ＢＣの遮光面積Ｓ２ＢＣと等しい。

【0098】

第２側領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＲは、第１側領域に含まれる第２Ｂ画素２ＢＬと、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。第２側領域に含まれる第２Ｂ画素２ＢＲは、第１側領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＬと、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。したがって、第１Ｂ画素１ＢＲの遮光面積Ｓ１ＢＲは、中央領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＣの遮光面積Ｓ１ＢＣと等しい。また、第２Ｂ画素２ＢＲの遮光面積Ｓ２ＢＲは、中央領域に含まれる第２Ｂ画素２ＢＣの遮光面積Ｓ２ＢＣと等しい。

【0099】

図１５は、第Ｃ画素ラインＬＣに含まれる位相差画素Ｆの構成を示す。第Ｃ画素ラインＬＣには、第３光学特性に対応した位相差画素Ｆが含まれる。第３光学特性では、周辺主光線角度が第２光学特性の場合よりも大きいという特徴を有する。以下、第３光学特性の周辺主光線角度は、第３周辺主光線角度θ３という。

【0100】

中央領域に含まれる第１Ｃ画素１ＣＣ及び第２Ｃ画素２ＣＣは、第Ｂ画素ラインＬＢの中央領域に含まれる第１Ｂ画素１ＢＣ及び第２Ｂ画素２ＢＣと同様の構成である。第１Ｃ画素１ＣＣと第２Ｃ画素２ＣＣは、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。したがって、第１Ｃ画素１ＣＣの遮光面積Ｓ１ＣＣは、第２Ｃ画素２ＣＣの遮光面積Ｓ２ＣＣと等しい。

【0101】

第１側領域に含まれる第１Ｃ画素１ＣＬ及び第２Ｃ画素２ＣＬでは、マイクロレンズＭＬは、光電変換素子２７の中心から中央領域の方向（第２側）へずれた位置に配置されている。第３光学特性では、θ３＞θ２であることにより、第１側領域では、主光線ＰＲは、光電変換素子２７の中心よりも第１側に入射する。

【0102】

第１Ｃ画素１ＣＬでは、遮光層ＳＦは、射出瞳ＥＰ２からの光束を遮光するように、光電変換素子２７の主光線ＰＲの入射位置から第１側に配置されている。第２Ｃ画素２ＣＬでは、遮光層ＳＦは、射出瞳ＥＰ１からの光束を遮光するように、光電変換素子２７の主光線ＰＲの入射位置から第２側に配置されている。

【0103】

したがって、第１Ｃ画素１ＣＬの遮光面積Ｓ１ＣＬは、中央領域に含まれる第１Ｃ画素１ＣＣの遮光面積Ｓ１ＣＣよりも小さい。一方、第２Ｃ画素２ＣＬの遮光面積Ｓ２ＣＬは、中央領域に含まれる第２Ｃ画素２ＣＣの遮光面積Ｓ２ＣＣよりも大きい。

【0104】

第２側領域に含まれる第１Ｃ画素１ＣＲは、第１側領域に含まれる第２Ｃ画素２ＣＬと、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。第２側領域に含まれる第２Ｃ画素２ＣＲは、第１側領域に含まれる第１Ｃ画素１ＣＬと、Ｘ方向に関して対称な構造を有する。したがって、第１Ｃ画素１ＣＲの遮光面積Ｓ１ＣＲは、中央領域に含まれる第１Ｃ画素１ＣＣの遮光面積Ｓ１ＣＣよりも大きい。また、第２Ｃ画素２ＣＲの遮光面積Ｓ２ＣＲは、中央領域に含まれる第２Ｃ画素２ＣＣの遮光面積Ｓ２ＣＣよりも小さい。

【0105】

以上の関係から、遮光面積を比較すると、第Ａ画素ラインＬＡについては、「Ｓ１ＡＬ＞Ｓ１ＡＣ＞Ｓ１ＡＲ」、及び「Ｓ２ＡＬ＜Ｓ２ＡＣ＜Ｓ２ＡＲ」の関係が得られる。第Ｂ画素ラインＬＢについては、「Ｓ１ＢＬ＝Ｓ１ＢＣ＝Ｓ１ＢＲ」、及び「Ｓ２ＢＬ＝Ｓ２ＢＣ＝Ｓ２ＢＲ」の関係が得られる。第Ｃ画素ラインＬＣについては、「Ｓ１ＣＬ＜Ｓ１ＣＣ＜Ｓ１ＣＲ」、及び「Ｓ２ＣＬ＞Ｓ２ＣＣ＞Ｓ２ＣＲ」の関係が得られる。

【0106】

また、第１側領域については、「Ｓ１ＡＬ＞Ｓ１ＢＬ＞Ｓ１ＣＬ」、及び「Ｓ２ＡＬ＜Ｓ２ＢＬ＜Ｓ２ＣＬ」の関係が得られる。中央領域については、「Ｓ１ＡＣ＝Ｓ１ＢＣ＝Ｓ１ＣＣ」、及び「Ｓ２ＡＣ＝Ｓ２ＢＣ＝Ｓ２ＣＣ」の関係が得られる。第２側領域については、「Ｓ１ＡＲ＜Ｓ１ＢＲ＜Ｓ１ＣＲ」、及び「Ｓ２ＡＲ＞Ｓ２ＢＲ＞Ｓ２ＣＲ」の関係が得られる。

【0107】

図１６は、画素領域２１に含まれる位相差画素Ｆの全体構成を示す。図１６に示すように、画素領域２１には、第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣが、Ｙ方向に複数組設けられている。なお、画素領域２１には、少なくとも１組の第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣが設けられていればよい。

【0108】

また、上記の説明では、中央領域、第１側領域、及び第２側領域に設けられた位相差画素Ｆの構成について説明したが、中央領域と第１側領域との間、及び中央領域と第２側領域との間にも、各画素ラインに沿って同様の位相差画素Ｆが設けられている。これらの位相差画素Ｆは、画素ラインが対応する光学特性に応じて、射出瞳ＥＰ１又は射出瞳ＥＰ２からの光束を受光するように、遮光層ＳＦが形成されている。

【0109】

第Ａ画素ラインＬＡに配列された複数の第１Ａ画素の遮光面積は、第１側から第２側に近づくに連れて減少する。なお、第Ａ画素ラインＬＡに配列された複数の第１Ａ画素の遮光面積は、すべて異なる必要はなく、一部に同一の遮光面積の第１Ａ画素が配列されていてもよい。

【0110】

第Ａ画素ラインＬＡに配列された複数の第２Ａ画素の遮光面積は、第１側から第２側に近づくに連れて増加する。なお、第Ａ画素ラインＬＡに配列された複数の第２Ａ画素の遮光面積は、すべて異なる必要はなく、一部に同一の遮光面積の第２Ａ画素が配列されていてもよい。

【0111】

第Ｂ画素ラインＬＢに配列された複数の第１Ｂ画素の遮光面積はすべて等しい。同様に、第Ｂ画素ラインＬＢに配列された複数の第２Ｂ画素の遮光面積はすべて等しい。

【0112】

第Ｃ画素ラインＬＣに配列された複数の第１Ｃ画素の遮光面積は、第１側から第２側に近づくに連れて増加する。なお、第Ｃ画素ラインＬＣに配列された複数の第１Ｃ画素の遮光面積は、すべて異なる必要はなく、一部に同一の遮光面積の第１Ｃ画素が配列されていてもよい。

【0113】

第Ｃ画素ラインＬＣに配列された複数の第２Ｃ画素の遮光面積は、第１側から第２側に近づくに連れて減少する。なお、第Ｃ画素ラインＬＣに配列された複数の第２Ｃ画素の遮光面積は、すべて異なる必要はなく、一部に同一の遮光面積の第２Ｃ画素が配列されていてもよい。

【0114】

次に、撮像装置１０の動作について説明する。図１７は、主制御部４０により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0115】

まず、ステップＳ１０で、主制御部４０は、本体１１に装着された撮像レンズ１２からレンズ情報３５Ａ（図４参照）を取得する。例えば、主制御部４０は、本体１１に撮像レンズ１２が装着された状態で、電源スイッチがオンとされた場合にレンズ情報３５Ａを取得する。レンズ情報３５Ａには、撮像レンズ１２の光学特性としての主光線角度情報が含まれる。

【0116】

ステップＳ１１で、主制御部４０は、ダイヤル１３により動作モードが選択された場合に、選択された動作モードが、動画撮像モードであるか否かを判定する。主制御部４０は、選択された動作モードが動画撮像モードである場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２に移行する。主制御部４０は、選択された動作モードが動画撮像モードでない、すなわち、静止画撮像モードである場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、処理をステップＳ１３に移行する。

【0117】

ステップＳ１２で、主制御部４０は、ステップＳ１０で取得したレンズ情報３５Ａに基づいて、加算読み出しモード（図８参照）の選択を行う。加算読み出しモードの選択は、加算読み出しを行う複数の画素信号Ｓに対する重みＷ１～Ｗ３の決定に相当する。

【0118】

具体的には、図１８に示すように、主制御部４０は、レンズ情報３５Ａを参照することにより、周辺主光線角度θｐ（例えば、Ｈ＝１に対応する主光線角度θ）を取得する。主制御部４０は、第１周辺主光線角度θ１、第２周辺主光線角度θ２、及び第３周辺主光線角度θ３のうち、レンズ情報３５Ａから取得した周辺主光線角度θｐに最も近い周辺主光線角度に対応した画素ラインに対応する加算読み出しモードを選択する。例えば、主制御部４０は、レンズ情報３５Ａに含まれる周辺主光線角度θｐが第２周辺主光線角度θ２に最も近い場合には、第Ｂ画素ラインＬＢに対応する第２加算読み出しモードＭ２を選択する。第２加算読み出しモードＭ２の選択は、Ｗ１＝１，Ｗ０＝Ｗ２＝Ｗ３＝０とすることにより行われる。

【0119】

なお、主制御部４０は、指示キー１６によりオートフォーカスモードが選択されている場合には、第１加算読み出しモードＭ１、第２加算読み出しモードＭ２、及び第３加算読み出しモードＭ３のうちいずれかを選択する。一方、主制御部４０は、指示キー１６によりマニュアルフォーカスモードが選択されている場合には、第４加算読み出しモードＭ４を選択する。

【0120】

図１７に戻り、ステップＳ１３では、主制御部４０は、画素信号Ｓを順次読み出し方式で読み出す順次読み出しモードを選択する。

【0121】

次のステップＳ１４では、主制御部４０は、レリーズボタン１４が操作されることにより、撮像開始指示がなされたか否かを判定する。主制御部４０は、撮像開始指示がなされた場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、処理をステップＳ１５に移行する。

【0122】

ステップＳ１５では、主制御部４０は、ステップＳ１２又はステップＳ１３で選択したモードに基づいて撮像センサ２０に撮像動作を行わせる。動画撮像モードが選択されている場合には、主制御部４０は、ステップＳ１２で選択した加算読み出しモードに基づいて、画素領域２１からの画素信号Ｓの読み出しを制御する。この結果、画素領域２１からは、重みが「１」に設定された行、すなわちステップＳ１２で選択された画素ラインに対応する行から画素信号Ｓが順に読み出される。

【0123】

例えば、ステップＳ１２で、第Ｂ画素ラインＬＢに対応する第２加算読み出しモードＭ２が選択されている場合には、第Ｂ画素ラインＬＢを含む行アドレス４ｎ＋１の行から画素信号Ｓが選択的に読み出される。画像処理部４１には、撮像画素Ｎから読み出された画素信号Ｓと、位相差画素Ｆから読み出された画素信号Ｓとが撮像信号として入力される。

【0124】

なお、ステップＳ１２で第４加算読み出しモードＭ４が選択された場合には、位相差画素Ｆを含まない行アドレス４ｎ＋３の行から画素信号Ｓが読み出されるので、画像処理部４１には、撮像画素Ｎから読み出された画素信号Ｓのみが入力される。

【0125】

ステップＳ１６では、画像処理部４１により画像処理が行われる。画像処理部４１は、撮像画素Ｎから読み出された画素信号Ｓに基づいて、デモザイク処理等を行うことにより、被写体像を表す画像データを生成する。なお、画像処理部４１は、位相差画素Ｆからは撮像用の画素信号が得られないため、画像データ内の位相差画素Ｆの位置に対応する画素値を、その近傍の画素値に基づいて補完処理を行うことにより求める。

【0126】

また、ステップＳ１６では、主制御部４０は、位相差画素Ｆから読み出された画素信号Ｓに基づいて、位相差方式により合焦制御を行う。具体的には、主制御部４０は、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆから得られる画素信号Ｓと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆから得られる画素信号Ｓとの像の位相差が少なくなるようにフォーカスレンズ３１の位置調整を行う。例えば、第Ｂ画素ラインＬＢが選択されている場合には、第１Ｂ画素１ＢＬ、第１Ｂ画素１ＢＣ、及び第１Ｂ画素１ＢＲの画素信号Ｓと、第２Ｂ画素２ＢＬ、第２Ｂ画素２ＢＣ、及び第２Ｂ画素２ＢＲの画素信号Ｓとの位相差に基づいて合焦制御が行われる。

【0127】

動画撮像モードでは、主制御部４０は、ステップＳ１５とステップＳ１６との処理を繰り返し行い、撮像終了指示があった場合に撮像動作を終了する。これにより、撮像信号の信号量が１／４倍に削減された動画データが画像処理部４１によって生成される。

【0128】

また、ステップＳ１５では、静止画撮像モードが選択されている場合には、順次読み出しモードに基づいて、画素領域２１からの画素信号Ｓの読み出しを制御する。この結果、画素領域２１のすべての画素から画素信号Ｓが読み出されて画像処理部４１に入力される。この場合、ステップＳ１６では、画像処理部４１は、静止画データを生成する。なお、静止画撮像モードは、レリーズボタン１４の半押しに応じて行われる準備動作時に、動画撮像モードと同様の加算読み出しモードで画素信号Ｓを読み出すことにより、ライブビュー画像表示及び合焦制御を行ってもよい。

【0129】

以上のように、第１実施形態の撮像装置１０によれば、撮像レンズの光学特性に応じた適切な位相差画素の画素信号を用いて合焦制御を行うことができる。

【0130】

［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、主制御部４０は、第１実施形態で説明した加算読み出しモードに加えて、第５加算読み出しモードＭ５及び第６加算読み出しモードＭ６での読み出しを可能とする。第２実施形態の撮像装置のその他の構成は、第１実施形態の撮像装置１０の構成と同様である。

【0131】

図１９は、第５加算読み出しモードＭ５について説明する図である。第５加算読み出しモードＭ５は、ゲート線２２Ａを２行ずつセットとして順に２つの画素信号Ｓを加算して読み出す、いわゆる２画素加算読み出し方式である。主制御部４０は、第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣに対して、重みを設定することを可能とする。主制御部４０は、第１実施形態と同様に、重みに基づいて加算読み出しを行う。

【0132】

第Ａ画素ラインＬＡに対する重みはＷａとし、第Ｂ画素ラインＬＢに対する重みはＷｂとし、第Ｃ画素ラインＬＣに対する重みはＷｃとする。第５加算読み出しモードＭ５では、主制御部４０は、Ｗａ＝１，Ｗｂ＝１，Ｗｃ＝０として、第Ａ画素ラインＬＡと第Ｂ画素ラインＬＢとをセットとして加算読み出しを行う。この場合、第Ａ画素ラインＬＡからの画素信号Ｓと、第Ｂ画素ラインＬＢからの画素信号Ｓとは、１：１の比で加算平均される。

【0133】

主制御部４０は、レンズ情報３５Ａに含まれる周辺主光線角度θｐの値が、第１周辺主光線角度θ１と第２周辺主光線角度θ２との間である場合に、第５加算読み出しモードＭ５を選択する。第５加算読み出しモードＭ５では、例えば、第１Ａ画素１ＡＬの画素信号Ｓと、第１Ｂ画素１ＢＬとの画素信号Ｓとが加算されることにより、下式（１）で表される第４周辺主光線角度θ４に対応した画素信号が得られる。
θ４＝（θ１＋θ２）／２ ・・・（１）

【0134】

このように、第５加算読み出しモードＭ５を用いることにより、第１周辺主光線角度θ１と第２周辺主光線角度θ２との間の周辺主光線角度θｐを有する撮像レンズ１２が本体１１に装着された場合においても適切に合焦制御を行うことができる。

【0135】

図２０は、第６加算読み出しモードＭ６について説明する図である。第６加算読み出しモードＭ６は、第５加算読み出しモードＭ５と同様に２画素加算読み出し方式であるが、セットとする行が第５加算読み出しモードＭ５と異なる。

【0136】

第６加算読み出しモードＭ６では、主制御部４０は、Ｗａ＝０，Ｗｂ＝１，Ｗｃ＝１として、第Ｂ画素ラインＬＢと第Ｃ画素ラインＬＣとをセットとして加算読み出しを行う。この場合、第Ｂ画素ラインＬＢからの画素信号Ｓと、第Ｃ画素ラインＬＣからの画素信号Ｓとは、１：１の比で加算平均される。

【0137】

主制御部４０は、レンズ情報３５Ａに含まれる周辺主光線角度θｐの値が、第２周辺主光線角度θ２と第３周辺主光線角度θ３との間である場合に、第６加算読み出しモードＭ６を選択する。第６加算読み出しモードＭ６では、例えば、第１Ｂ画素１ＢＬの画素信号Ｓと、第１Ｃ画素１ＣＬとの画素信号Ｓとが加算されることにより、下式（２）で表される第５周辺主光線角度θ５に対応した画素信号が得られる。
θ５＝（θ２＋θ３）／２ ・・・（２）

【0138】

このように、第６加算読み出しモードＭ６を用いることにより、第２周辺主光線角度θ２と第３周辺主光線角度θ３との間の周辺主光線角度θｐを有する撮像レンズ１２が本体１１に装着された場合においても適切に合焦制御を行うことができる。

【0139】

第５加算読み出しモードＭ５及び第６加算読み出しモードＭ６では、２つの画素信号を１：１の比で加算しているが、１：２等のその他の比で加算することも可能である。このように、１：１以外の比で画素加算を行うことを可能とする撮像装置は、例えば、特開２０１５－１２８２１５号公報により知られている。

【0140】

例えば、第５加算読み出しモードＭ５において、Ｗａ＝１及びＷｂ＝２と設定することにより、第１Ａ画素１ＡＬ及び第１Ｂ画素１ＢＬから、下式（３）で表される第６周辺主光線角度θ６に対応した画素信号を取得することができる。
θ６＝（θ１＋２×θ２）／３ ・・・（３）

【0141】

このように、第５加算読み出しモードＭ５及び第６加算読み出しモードＭ６において、重みＷａ，Ｗｂ，Ｗｃの比を変更することにより、種々の周辺主光線角度θｐに適切に対応した合焦制御を行うことができる。

【0142】

なお、上記各実施形態では、位相差画素Ｆを含む画素ラインとして、第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣの３種の画素ラインを設けているが、４種以上の画素ラインを設けてもよい。また、位相差画素Ｆを含む画素ラインは、少なくとも２種設けられていればよい。

【0143】

また、上記各実施形態では、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆとは、Ｘ方向に２つの撮像画素Ｎを挟んで配置されているが、両者は隣接していてもよい。また、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆとは、３つ以下の撮像画素Ｎを挟んで配置されていることが好ましい。

【0144】

また、上記各実施形態では、第１光学特性に対応する位相差画素Ｆ、第２光学特性に対応する位相差画素Ｆ、及び第３光学特性に対応する位相差画素Ｆが、それぞれ第Ａ画素ラインＬＡ、第Ｂ画素ラインＬＢ、及び第Ｃ画素ラインＬＣに分けて配置されている。これらの複数の光学特性に対応する位相差画素Ｆが、１つの画素ラインに混在して配置されていてもよい。

【0145】

また、上記各実施形態では、位相差画素Ｆを含む画素ラインは、Ｘ方向に延在しているが、Ｙ方向に延在するように構成されていてもよい。この場合、上述の加算読み出しは、Ｙ方向に代えて、Ｘ方向に沿って行えばよい。このように、Ｘ方向（水平方向）に加算読み出しを行う構成は、例えば、特開２０１５－１２８２１５号公報により知られている。

【0146】

また、上記各実施形態では、加算読み出しモードにおいて、隣接した２画素について加算を行っているが、Ｘ方向又はＹ方向に少なくとも１画素を挟んで配置された２画素について加算読み出しを行ってもよい。このように、離れた２画素について加算読み出しを行う構成は、例えば、特開２０１５－１２８２１５号公報により知られている。

【0147】

また、上記各実施形態では、主制御部４０は、画素領域２１の周辺領域における主光線角度である周辺主光線角度に基づいて加算読み出しモードを選択しているが、画素領域２１の周辺領域以外の領域に入射する主光線角度に基づいて加算読み出しモードを選択してもよい。

【0148】

［第３実施形態］
次に、本開示の第３実施形態について説明する。第１実施形態では、主制御部４０は、撮像レンズ１２から取得したレンズ情報３５Ａに含まれる主光線角度情報に基づいて加算読み出しモードを選択している。第３実施形態では、主制御部４０は、撮像レンズ１２の焦点距離に基づいて加算読み出しモードを選択する。第３実施形態の撮像装置のその他の構成は、第１実施形態の撮像装置１０の構成と同様である。

【0149】

第３実施形態では、撮像レンズ１２のメモリ３５に記憶されたレンズ情報３５Ａには、撮像レンズ１２に固有の焦点距離に関する情報が含まれている。主制御部４０は、例えば、図２１に示すように、焦点距離と周辺主光線角度θｐを関連付けたテーブルＴＢを記憶している。一般に、周辺主光線角度θｐは、焦点距離が長いほど０に近づく。なお、主制御部４０は、テーブルＴＢに代えて、関数により焦点距離と周辺主光線角度θｐの関係を記憶していてもよい。

【0150】

主制御部４０は、本体１１に装着された撮像レンズ１２からレンズ情報３５Ａを取得した後、テーブルＴＢを参照することにより、レンズ情報３５Ａに含まれる焦点距離に対応する周辺主光線角度θｐを取得する。そして、主制御部４０は、取得した周辺主光線角度θｐに基づき、第１実施形態と同様の手法で、加算読み出しモードを選択する（図１８参照）。

【0151】

本実施形態によれば、レンズ情報３５Ａに主光線情報が含まれていない撮像レンズ１２が本体１１に装着された場合においても、適切な位相差画素の画素信号を用いて合焦制御を行うことができる。
［第４実施形態］
次に、本開示の第４実施形態について説明する。上記各実施形態では、撮像レンズ１２を単焦点レンズとしているが、第４実施形態では、撮像レンズ１２を、焦点距離が変更可能なズームレンズとする。また、第４実施形態の撮像装置は、撮像レンズ１２と本体１１とが分離不能に接続された一体型のデジタルカメラであってもよい。第４実施形態の撮像装置のその他の構成は、第１実施形態の撮像装置１０の構成と同様である。

【0152】

第４実施形態の撮像装置では、撮像レンズ１２に設けられたズームリング（図示せず）、又は指示キー１６の操作により焦点距離の変更（すなわち、ズーム倍率の変更）を行うことができる。第４実施形態では、第３実施形態と同様に、主制御部４０は、焦点距離と周辺主光線角度θｐとの関係を保持している。主制御部４０は、ズーム操作による焦点距離の変更に応じて、第３実施形態と同様の手法で、加算読み出しモードを選択する。

【0153】

なお、動画撮像中においてズーム操作が行われた場合に、ズーム操作に連動して常に加算読み出しモードの変更処理を行うと、ユーザに違和感を与える動画像が生成される可能性がある。このため、ズーム操作により焦点距離が変更され、かつ焦点距離の変更が停止した場合に、加算読み出しモードを選択（すなわち、重みを変更）することが好ましい。

【0154】

主制御部４０は、例えば、図２２に示す手順で重みの変更処理を行う。まず、ステップＳ２０で、主制御部４０は、動画撮像が開始したか否かを判定する。主制御部４０は、動画撮像が開始したと判定すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２１に移行する。

【0155】

ステップＳ２１で、主制御部４０は、ズーム操作により焦点距離が変更されたか否かを判定する。主制御部４０は、焦点距離が変更されたと判定すると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２で、主制御部４０は、焦点距離の変更が停止したか否かを判定する。主制御部４０は、焦点距離の変更が停止したと判定すると（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、処理をステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３で、主制御部４０は、焦点距離の変更が停止した時点における焦点距離に応じた重みを選択することにより、加算読み出しモードを変更する。

【0156】

次のステップＳ２４では、主制御部４０は、動画撮像が停止したか否かを判定する。主制御部４０は、動画撮像が停止していないと判定すると（ステップＳ２４：ＮＯ）、処理をステップＳ２１に戻す。すなわち、主制御部４０は、動画撮像が停止していない場合は、ステップＳ２１～ステップＳ２４を繰り返し実行する。そして、主制御部４０は、動画撮像が停止したと判定すると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、変更処理を終了する。

【0157】

なお、本実施形態の変更処理は、動画撮像中に限られず、静止画撮像の準備段階に行われるライブビュー画像の表示中に行うことも可能である。

【0158】

［第５実施形態］
次に、本開示の第５実施形態について説明する。第５実施形態では、撮像レンズ１２からレンズ情報３５Ａ（すなわち光学特性）を取得することができない場合においても、撮像レンズ１２の光学特性に適した位相差画素Ｆを含む画素ラインを選択することを可能とする。第５実施形態の撮像装置のその他の構成は、第１実施形態の撮像装置１０の構成と同様である。

【0159】

第５実施形態では、主制御部４０は、撮像レンズ１２から光学特性を取得できない場合に、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆとに対する光の露光量に基づいて、加算読み出しの重みを決定する。

【0160】

図２３は、ある撮像レンズ１２の光学特性に対する第１Ａ画素１ＡＬ及び第２Ａ画素２ＡＬと、第１Ｂ画素１ＢＬ及び第２Ｂ画素１ＢＬとの露光量の差を示している。図２３は、図１４に示した第２光学特性を有する撮像レンズ１２が本体１１に装着された場合における主光線ＰＲを示している。

【0161】

第１Ａ画素１ＡＬ及び第２Ａ画素２ＡＬは、第Ａ画素ラインＬＡに配置された位相差画素Ｆであって、第１光学特性（図１３参照）の周辺主光線角度θ１に対応するものである。このため、第１Ａ画素１ＡＬ及び第２Ａ画素２ＡＬに、第２光学特性の主光線ＰＲが入射すると、入射光の周辺主光線角度θｐが、対応する周辺主光線角度θ１と異なるので、両者の露光量に差異が生じる。ここで、露光量とは、画素信号Ｓの大きさに相当する。

【0162】

具体的には、第１Ａ画素１ＡＬでは、遮光層ＳＦが、射出瞳ＥＰ２からの光束と、射出瞳ＥＰ１からの光束の一部を遮光するので、露光量が適正値よりも低下する。これに対して、第２Ａ画素２ＡＬでは、遮光層ＳＦが、射出瞳ＥＰ１からの光束の一部のみを遮光するので、光量が適正値よりも増加する。したがって、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆである第１Ａ画素１ＡＬと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆである第２Ａ画素２ＡＬとで、露光量差Δが生じる。

【0163】

第１Ｂ画素１ＢＬ及び第２Ｂ画素２ＢＬは、第Ａ画素ラインＬＡに配置された位相差画素Ｆであって、第２光学特性（図１４参照）の周辺主光線角度θ２に対応するものである。このため、第１Ａ画素１ＡＬ及び第２Ａ画素２ＡＬに、第２光学特性の主光線ＰＲが入射すると、入射光の周辺主光線角度θｐが、対応する周辺主光線角度θ１と一致するので、露光量差Δは０となる。したがって、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆである第１Ｂ画素１ＢＬと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆである第２Ｂ画素２ＢＬとで、露光量差Δは生じない。

【0164】

このように、主制御部４０は、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆとの露光量差Δに基づき、露光量差Δが最も小さい画素ラインを選択するように、加算読み出しの重みを決定する。

【0165】

主制御部４０は、例えば、図２４に示す手順で重みの決定処理を行う。まず、ステップＳ３０で、主制御部４０は、撮像レンズ１２が本体１１に装着された場合に、撮像レンズ１２からレンズ情報３５Ａを取得することが可能であるか否かを判定する。主制御部４０は、レンズ情報３５Ａを取得することが可能である場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、重みの決定処理を終了し、第１実施形態で示した手順で重みを決定する。

【0166】

主制御部４０は、レンズ情報３５Ａを取得することができない場合には（ステップＳ３０：ＮＯ）、処理をステップＳ３１に移行する。ステップＳ３１では、主制御部４０は、例えば、第１側領域の第１位相差画素群Ｆ１及び第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆから画素信号Ｓを取得する。このとき、撮像センサ２０は、均一な光量の下で撮像を行うことが好ましい。

【0167】

次のステップＳ３２では、主制御部４０は、第１位相差画素群Ｆ１に含まれる位相差画素Ｆと、第２位相差画素群Ｆ２に含まれる位相差画素Ｆとの露光量差Δを求める。主制御部４０は、例えば、第１Ａ画素１ＡＬと第２Ａ画素２ＡＬとの露光量差Δと、第１Ｂ画素１ＢＬと第２Ｂ画素２ＢＬとの露光量差Δと、第１Ｃ画素１ＣＬと第２Ｃ画素２ＣＬとの露光量差Δとをそれぞれ求める。

【0168】

次のステップＳ３３では、主制御部４０は、ステップＳ３２で求めた露光量差Δのうち、露光量差Δが最も小さい一対の位相差画素Ｆが含まれる画素ラインを選択するように、加算読み出しの重みを決定する。例えば、第１Ｂ画素１ＢＬと第２Ｂ画素２ＢＬとの露光量差Δが最も小さい場合には、第Ｂ画素ラインＬＢを選択するように、重みをＷ１＝１，Ｗ０＝Ｗ２＝Ｗ３＝０と決定する（図８参照）。これにより、第２加算読み出しモードＭ２が選択される。

【0169】

以上により、主制御部４０は重みの決定処理を終了する。この後、動画撮像が開始された場合に、主制御部４０は、ステップＳ３３で決定した加算読み出しモードを用いて画素信号Ｓの読み出しを行う。

【0170】

なお、第３実施形態では、撮像レンズ１２の光学特性を取得することができない場合に、位相差画素Ｆの露光量に基づいて重みの決定を行っているが、既定の重みを選択するように構成してもよい。例えば、撮像レンズ１２の光学特性を取得することができない場合に、主制御部４０は、遮光面積（開口量）が等しい第１Ｂ画素１ＢＬと第２Ｂ画素２ＢＬとを含む第Ｂ画素ラインＬＢを選択するように、重みをＷ１＝１，Ｗ０＝Ｗ２＝Ｗ３＝０と決定する（図８参照）。これにより、第２加算読み出しモードＭ２が選択される。

【0171】

第１Ｂ画素１ＢＬと第２Ｂ画素２ＢＬは、遮光面積が等しいので、撮像レンズ１２の光学特性が不明である場合に最も適している。これにより、撮像レンズ１２の光学特性を取得することができず、かつ重みを決定するための撮像が行えない状況に対応することができる。

【0172】

なお、上記各実施形態では、像高Ｈに応じてマイクロレンズＭＬを光電変換素子２７の中心からずらしているが、本開示の技術において、マイクロレンズＭＬをずらすことは必須ではない。

【0173】

上記各実施形態において、主制御部４０を一例とする制御部のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサを用いることができる。上記各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡなどの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるＰＬＤ、又はＡＳＩＣなどの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

【0174】

制御部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせや、ＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の制御部は１つのプロセッサで構成してもよい。

【0175】

複数の制御部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の制御部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ：ＳＯＣ）などに代表されるように、複数の制御部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣチップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、制御部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成できる。

【0176】

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路を用いることができる。

【0177】

以上に示した記載内容及び図示内容は、本開示の技術に係る部分についての詳細な説明であり、本開示の技術の一例に過ぎない。例えば、上記の構成、機能、作用、及び効果に関する説明は、本開示の技術に係る部分の構成、機能、作用、及び効果の一例に関する説明である。よって、本開示の技術の主旨を逸脱しない範囲内において、以上に示した記載内容及び図示内容に対して、不要な部分を削除したり、新たな要素を追加したり、置き換えたりしてもよいことは言うまでもない。また、錯綜を回避し、本開示の技術に係る部分の理解を容易にするために、以上に示した記載内容及び図示内容では、本開示の技術の実施を可能にする上で特に説明を要しない技術常識等に関する説明は省略されている。

【0178】

本明細書に記載された全ての文献、特許出願及び技術規格は、個々の文献、特許出願及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】