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公開番号2025088424
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023203118
出願日2023-11-30
発明の名称撮像装置及びその制御方法
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04N 25/76 20230101AFI20250604BHJP(電気通信技術)
要約【課題】撮像素子からの読み出しデータ量が増加しても、装置のコストの上昇を抑えつつフレームレートの低下も抑制することができる撮像装置を提供する。
【解決手段】1つのマイクロレンズと複数の光電変換部とを有する単位画素がマトリクス状に配列された画素部と、画素部から信号を読み出す読み出し部であって、単位画素の複数の光電変換部の信号を混合した混合信号を読み出す第1の読み出し動作と、単位画素の複数の光電変換部の信号を混合しない非混合信号を読み出す第2の読み出し動作とを行うことが可能な読み出し部と、第1の読み出し動作と第2の読み出し動作により得られた信号を、撮像画像用の信号と焦点検出用の信号に振り分ける振り分け部と、振り分け部により振り分けられた撮像画像用の信号を出力する第1の出力部と、振り分け部により振り分けられた焦点検出用の信号を出力する第2の出力部と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
１つのマイクロレンズと複数の光電変換部とを有する単位画素がマトリクス状に配列された画素部と、
前記画素部から信号を読み出す読み出し手段であって、前記単位画素の複数の光電変換部の信号を混合した混合信号を読み出す第１の読み出し動作と、前記単位画素の複数の光電変換部の信号を混合しない非混合信号を読み出す第２の読み出し動作とを行うことが可能な読み出し手段と、
前記第１の読み出し動作と前記第２の読み出し動作により得られた信号を、撮像画像用の信号と焦点検出用の信号に振り分ける振り分け手段と、
前記振り分け手段により振り分けられた撮像画像用の信号を出力する第１の出力部と、
前記振り分け手段により振り分けられた焦点検出用の信号を出力する第２の出力部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 900 文字）【請求項２】
前記画素部の第１の領域の前記単位画素に対して、前記第１の読み出し動作を行い、前記混合信号を読み出し、前記画素部の前記第１の領域とは異なる第２の領域に対して前記第１の読み出し動作と前記第２の読み出し動作とを行い、前記混合信号と前記非混合信号とを読み出すことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記振り分け手段は、前記第１の領域から読み出された前記混合信号を前記第１の出力部に振り分け、前記第２の領域から読み出された前記混合信号と前記非混合信号とを、前記第２の出力部に振り分けることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１の出力部から出力された前記撮像画像用の信号を処理する第１の処理手段と、前記第２の出力部から出力された前記焦点検出用の信号を処理する第２の処理手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１の処理手段は、前記撮像画像用の信号を、前記第２の処理手段に送信することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の処理手段は、前記撮像画像用の信号を記録媒体に記録することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の処理手段は、前記焦点検出用の信号に基づいて、焦点検出を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の出力部から信号を出力する通信速度は、前記第２の出力部から信号を出力する通信速度よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記焦点検出用の信号を前記第２の出力部から出力する前に、前記焦点検出用の信号を縮小するリサイズ手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の出力部の通信速度に合わせて、処理速度を調整するためのメモリをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置において、高画素化や読み出しの高速化、フレームレート向上などが進んでいる。加えて、静止画や動画といった画像の生成だけでなく、焦点調整のような制御も撮像素子で得た信号によって行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、撮像素子から得た信号を用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。具体的には、撮像素子の各画素が１つのマイクロレンズと２つのフォトダイオードを備えることにより、それぞれのフォトダイオードが撮影レンズの異なる瞳領域を通過した光を受光する。この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焦点検出が可能となる。また、２つのフォトダイオードからの出力信号を加算することで撮像画像を生成することも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００１－１２４９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のように各単位画素が複数のフォトダイオードを有する場合、画素から読み出すデータの量が増え、信号の読み出しにかかる時間が長くなる。高画素化、読み出しの高速化、フレームレート向上に加えて、焦点検出データの生成により、撮像素子から信号処理ＩＣへ送信する単位時間あたりのデータ伝送量が増加する。単位時間当たりのデータ伝送量が増加すると、フレームレートの低下を招く。
【０００６】
データ伝送量の増加に対応するために、データ伝送の帯域を広げたり、信号処理ＩＣの処理能力を向上させようとすると、撮像素子や信号処理ＩＣのチップコストが増大してしまう。
【０００７】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像素子からの読み出しデータ量が増加しても、装置のコストの上昇を抑えつつフレームレートの低下も抑制することができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる撮像装置は、１つのマイクロレンズと複数の光電変換部とを有する単位画素がマトリクス状に配列された画素部と、前記画素部から信号を読み出す読み出し手段であって、前記単位画素の複数の光電変換部の信号を混合した混合信号を読み出す第１の読み出し動作と、前記単位画素の複数の光電変換部の信号を混合しない非混合信号を読み出す第２の読み出し動作とを行うことが可能な読み出し手段と、前記第１の読み出し動作と前記第２の読み出し動作により得られた信号を、撮像画像用の信号と焦点検出用の信号に振り分ける振り分け手段と、前記振り分け手段により振り分けられた撮像画像用の信号を出力する第１の出力部と、前記振り分け手段により振り分けられた焦点検出用の信号を出力する第２の出力部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像素子からの読み出しデータ量が増加しても、装置のコストの上昇を抑えつつフレームレートの低下も抑制することができる撮像装置を提供することである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１の実施形態に係わる撮像装置の構成を示す図。
撮像素子の画素配置を模式的に示す図。
撮影レンズの射出瞳から出射する光束と画素との関係を模式的に示す図。
撮像素子の単位画素の回路構成を示す図。
撮像素子の画素配列に対して設定される焦点検出領域を示す図。
撮像素子の単位画素行の読出し動作を示すタイミングチャート。
焦点状態と像信号の相関との関係を説明する図。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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