焦点検出装置
【課題】ＡＦ補助光を用いるような場合でも、精度の良い焦点検出を行えるようにする。
【解決手段】被写体を照明する照明装置１１０と、被写体からの光を受光して電荷を蓄積する複数の領域に分割された複数の光電変換素子１０１と、光電変換素子の出力に基づいて、撮影レンズの焦点状態の検出を行う焦点検出部１０１と、複数の領域のうちの各領域の光電変換素子の蓄積状態を表わす状態信号を所定のモニター周期で順番に出力するモニター部１００と、モニター部により順番に出力された状態信号に基づいて、状態信号に対応した領域の光電変換素子の電荷の蓄積を終了させるか否かを判定する判定部１００とを備え、モニター部は、照明装置の状態により、モニター周期を変更する。
【解決手段】被写体を照明する照明装置１１０と、被写体からの光を受光して電荷を蓄積する複数の領域に分割された複数の光電変換素子１０１と、光電変換素子の出力に基づいて、撮影レンズの焦点状態の検出を行う焦点検出部１０１と、複数の領域のうちの各領域の光電変換素子の蓄積状態を表わす状態信号を所定のモニター周期で順番に出力するモニター部１００と、モニター部により順番に出力された状態信号に基づいて、状態信号に対応した領域の光電変換素子の電荷の蓄積を終了させるか否かを判定する判定部１００とを備え、モニター部は、照明装置の状態により、モニター周期を変更する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置、あるいは種々の観察装置などに用いられる焦点検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体の焦点状態を光電変換素子で検出して、その結果に応じて撮影レンズの焦点を変化させて自動的にピントを合わせるオートフォーカスカメラ（以下ＡＦカメラ）等が一般的に販売されている。最近では画面内の複数のポイント（以下測距点）の焦点状態を検出できるＡＦカメラもある。そこで、測距点の増加に伴い問題となる光電変換素子の回路規模や消費電力の増大に対する対策が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１４に示すような焦点検出装置が開示されている。図１４に示されるように、特許文献１の技術では、光電変換素子を測距点の領域に分割し、領域１から領域ｎの信号を順次走査しながら単一の制御部で蓄積時間を制御する。これにより、回路規模を小さくし、且つ、蓄積開始時から所定時間が経過した後に、走査周期を遅くすることでエネルギー消費を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示された技術では、エネルギー消費を低減するため、被写体が暗い場合などに、蓄積開始から所定時間後に蓄積信号をモニターする周期を遅くしている。
【０００６】
しかしながら、所定時間後にＡＦ補助光などによる比較的強い被写体照明が行われ、急激に蓄積信号が成長した場合は、特許文献１ではモニター周期が遅いため蓄積終了タイミングが遅れてしまう。結果として像信号が光電変換素子やＡＤ変換器のダイナミックレンジを超え、ＡＦ精度が劣化してしまう。
【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、ＡＦ補助光を用いるような場合でも、精度の良い焦点検出を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる焦点検出装置は、被写体を照明する照明手段と、前記被写体からの光を受光して電荷を蓄積する複数の領域に分割された複数の光電変換素子と、前記光電変換素子の出力に基づいて、撮影レンズの焦点状態の検出を行う焦点検出手段と、前記複数の領域のうちの各領域の光電変換素子の蓄積状態を表わす状態信号を所定のモニター周期で順番に出力するモニター手段と、前記モニター手段により順番に出力された前記状態信号に基づいて、該状態信号に対応した領域の前記光電変換素子の電荷の蓄積を終了させるか否かを判定する判定手段と、を備え、前記モニター手段は、前記照明手段の状態により、前記モニター周期を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＡＦ補助光を用いるような場合でも、精度の良い焦点検出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態のカメラの構成を示す図。
【図２】第１の実施形態のカメラの光学構成を示す図。
【図３】第１の実施形態の焦点検出光学系の構成を示す図。
【図４】第１の実施形態のラインセンサの配置を示す図。
【図５】第１の実施形態のＡＦ領域と測距点の配置を示す図。
【図６】第１の実施形態の焦点検出センサのブロック図。
【図７】第１の実施形態の焦点検出センサの蓄積動作を示すフローチャート。
【図８】第１の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図９】第１の実施形態の撮影動作を示すフローチャート。
【図１０】第２の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態の蓄積モニター周期を説明するためのタイミング図。
【図１２】第３の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１３】第４の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１４】従来技術による焦点検出装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の第１の実施形態である焦点検出センサを備えたカメラの構成を示すブロック図である。図１において、カメラ用ＣＰＵ１００には、カメラの各種操作スイッチ１０３、補助光通信回路１０２、レンズ通信回路１０４、撮像センサ１０５、測光センサ１０６が接続されている。また、シャッタマグネット１１７ａ、１１７ｂを制御するためのシャッタ制御回路１０７、焦点検出センサ１０１が接続されている。
【００１３】
スイッチ１０３のＳＷ１は不図示のレリーズボタンの第１ストローク（半押し）操作でＯＮし、焦点検出動作を開始させるスイッチである。ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク（全押し）操作でＯＮし、撮影動作を開始させるスイッチである。また、カメラ用ＣＰＵ１００では、撮影レンズ２００（図２参照）とレンズ通信回路１０４を介してレンズ信号１１４の伝達がなされ、焦点位置や絞りの制御を行う。さらに、カメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を介して補助光装置内の補助光用ＣＰＵ１０８と信号１１２の送受信を行う。補助光用ＣＰＵ１０８はカメラ用ＣＰＵ１００の指示に従って、補助光駆動回路１０９を制御することで光源１１０により被写体の照明を行う。光源１１０には、ＬＥＤやランプなどを補助光駆動回路１０９により定常的あるいは点滅して照明を行うものや、ストロボ装置と兼用したキセノン管による照明を行うものがある。キセノン管による照明の場合は、点滅制御する場合が一般的である。上記のように、様々なタイプの光源を搭載した補助光装置があり、カメラ本体はこれらの補助光装置が取り付けできるように構成されている。
【００１４】
カメラ用ＣＰＵ１００は測光センサ１０６を制御することで、被写体の輝度を検出し、撮影レンズ２００の絞り値やシャッタスピードを決定する。そして、レンズ通信回路１０４を介してレンズ信号１１４により絞り値を制御し、またシャッタ制御回路１０７を介してマグネット１１７ａ、１１７ｂの通電時間を制御してシャッタスピードを制御し、さらに撮像センサ１０５を制御して撮影動作を行う。カメラ用ＣＰＵ１００内には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ、変数を記憶するためのＲＡＭ、諸パラメータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能メモリ）が内蔵されている。
【００１５】
図２は、上記構成のカメラの光学構成を示す図である。撮影レンズ２００を介して入射した被写体からの光束の大部分はクイックリターンミラー２０１で上方に反射され、ファインダスクリーン２０２上に結像する。カメラの撮影者はこの像をペンタプリズム２０３、接眼レンズ２０４を介して観察する。
【００１６】
撮影光束の一部はクイックリターンミラー２０１を透過し、後方のサブミラー２０５で下方へ曲げられて、視野マスク２０６、赤外カットフィルタ２０７、フィールドレンズ２０８、絞り２０９、二次結像レンズ２１０を経て焦点検出センサ１０１上に結像する。この像を光電変換して得られる像信号を処理することで、撮影レンズ２００の焦点状態を検出することできる。撮影に際しては、クイックリターンミラー２０１が跳ね上がり、撮影レンズ２００を通過した光束は撮像センサ１０５上に結像され、被写体像の露光が行われる。
【００１７】
本実施形態における焦点検出方式には周知の位相差検出方式を用いており、画面内の異なる３つの領域の焦点状態を検出することが可能である。焦点検出系の詳細な構成を図３に示す。
【００１８】
サブミラー２０５で反射された被写体からの光束は図中の視野マスク２０６の近傍に一旦結像する。視野マスク２０６は画面内の焦点検出領域（測距点）を決定するための遮光部材で、中央に十字形の開口部と両側には縦長の開口部を２つ有している。フィールドレンズ２０８を構成する３つのレンズはそれぞれ視野マスク２０６の３つの開口部に対応している。フィールドレンズ２０８の後方には絞り２０９が配置され、中央部には上下に一対ずつ計４つの開口部が、また左右の周辺部には１対の２つの開口部がそれぞれ設けられている。
【００１９】
フィールドレンズ２０８は絞り２０９の各開口部を撮影レンズ２００の射出瞳付近に結像する作用を有している。絞り２０９の後方には二次結像レンズ２１０があり、４対計８つのレンズから構成され、それぞれのレンズは絞り２０９の各開口部に対応している。視野マスク２０６、フィールドレンズ２０８、絞り２０９、二次結像レンズ２１０を通過した各光束は、焦点検出センサ１０１上の被写体からの光を受光する複数のラインセンサ（光電変換素子）上に結像する。
【００２０】
ラインセンサと画面内の測距点の関係について図４および図５を用いて説明する。図４は焦点検出センサ１０１上のラインセンサの配置図である。ラインセンサ１〜８はそれぞれ１対２本のラインセンサであり、対のラインセンサから得られた信号像の位相差により焦点状態を検出する。対のラインセンサは二次結像レンズ２１０などの焦点検出光学系により被写体上のほぼ同じ領域（ＡＦ領域）に投影される。
【００２１】
このＡＦ領域とファインダ画面上の測距点の関係を図５に示す。ラインセンサは複数の測距点に分割して配置されている。ファインダ画面５００上には中央、右、左の各１点ずつ計３点の測距点を有している。ファインダ画面５００上の中央測距点５０１には、縦方向の領域１１、領域１２と横方向の領域１３、領域１４がある。領域１１はラインセンサ１によるＡＦ領域である。同様に領域１２、領域１３、領域１４には、ラインセンサ２、ラインセンサ３、ラインセンサ４が対応している。中央測距点５０１は、縦と横の両方向の領域があることで、被写体に分布している縦方向コントラスト像と横方向コントラスト像の両方から焦点状態を検出することができる。縦、横で得られたＡＦ結果の平均値を基にＡＦ制御する。あるいは、一般的にコントラストが高いほど検出精度が高くなるため、縦と横で得られたＡＦ結果の内コントラストが高い方を選択してＡＦ制御する。
【００２２】
ファインダ画面５００上の右測距点５０２には、縦方向の領域１５、領域１６がある。領域１５はラインセンサ５によるＡＦ領域である。同様に、領域１６にはラインセンサ６が対応している。ファインダ画面５００上の左測距点５０３には、縦方向の領域１７、領域１８がある。領域１７はラインセンサ７によるＡＦ領域である。同様に、領域１８にはラインセンサ８が対応している。
【００２３】
隣接した領域１１と領域１２は横方向のずれだけでなく、縦方向も少しずれた位置にある。これは、ラインセンサ１、２が画素の半ピッチ分ずらして配置されているためである。一般的に、被写体の空間周波数が高い場合、ラインセンサの画素位置と被写体コントラストの位相により、得られるＡＦ結果に微小な誤差が生じる。そこで、半画素ピッチずれたラインセンサで得られた２つのＡＦ結果の平均値を基にＡＦ制御することで誤差が軽減できる。他の隣接する領域も同様の理由で半画素ピッチずれた配置になっている。
【００２４】
図６は焦点検出センサ１０１の詳細な電気ブロックである。６００はＡＦ用ＣＰＵであり、ラインセンサの蓄積および像信号の読み出しを制御している。ＡＦ用ＣＰＵ６００は、ラインセンサ１、ラインセンサ２、…、ラインセンサ８のブロックと接続されており、各ラインセンサを制御する。ここでのラインセンサ１、２、…、８は図５のラインセンサと対応している。図６では、ラインセンサ３からラインセンサ７の記載を省略しているがラインセンサ１と同一のブロックを備えている。
【００２５】
ラインセンサ１のブロック内では、位相差検出のための１対のセンサアレイがセンサ部を構成している。センサアレイは約３０〜８０画素で第１像、同じ画素数で第２像を検出している。また、その画素の中から蓄積中に一番大きい出力を示している出力値を検出するピーク検知回路と蓄積終了と同時にセンサ部に蓄積された光電変換出力を一時的に記憶するメモリ部が配置されている。ラインセンサ２〜８も同様のブロックで構成されている。
【００２６】
ピーク検出回路は、アナログスイッチ６０２がＯＮになっている間、回路に電源が供給され、画素中の一番大きい出力値（ｐ−ｏｕｔ）をコンパレータ６０３の入力部に出力する。コンパレータ６０３は、所定の電圧ＶＲとｐ−ｏｕｔ信号を比較し、ｃｏｍｐ信号をＡＦ用ＣＰＵ６００に出力する。ｃｏｍｐ信号はｐ−ｏｕｔ信号がＶＲより大きい、即ち蓄積を終了すべきという時に１を出力する。
【００２７】
メモリ部からは、アナログスイッチ６０１がＯＮになっている間、ＡＦ用ＣＰＵ６００からのｓｈｉｆｔ信号によって各画素の出力が順次出力アンプ６０４の入力に出力される。出力アンプ６０４は適切なゲインでＶｏｕｔ端子より画素信号を出力する。
【００２８】
ＡＦ用ＣＰＵ６００がｒｓｔ信号（リセット信号）を出力するとラインセンサ１〜８の全てのセンサ部は電荷がクリアされて、ここより全てのラインセンサの蓄積制御が始まる。ＡＦ用ＣＰＵ６００は、ｐｓｅｌ−１、ｐｓｅｌ−２、…、ｐｓｅｌ−８と順次出力して、最後のラインセンサ８に対してｐｓｅｌ−８を出力した後は、またｐｓｅｌ−１に戻る。このｐｓｅｌ−ｎ（ｎ＝１〜８）を出力することによって、アナログスイッチ６０２をＯＮするのでラインセンサ１〜８から順番にピーク信号（ｐ−ｏｕｔ）を得ることができる。そして、ＡＦ用ＣＰＵ６００は、ｃｏｍｐ信号に基づいて、選択されたラインセンサからのピーク信号（ｐ−ｏｕｔ）が所定レベルを超えているか否かを判断することで、そのラインセンサの蓄積を継続するか中止するかという制御を行うことができる。
【００２９】
ここでｃｏｍｐ信号が１であればｔｒａｎｓ−ｎ信号（ｎ＝１〜８）を出力することで、そのラインセンサの蓄積を中止し、センサ上に蓄積された各画素の光電変換信号をメモリ部に転送する。その後、ｓｔｉｎｔ端子から信号出力することで外部に対して蓄積が終了したことを知らせる。
【００３０】
ｃｏｍｐ信号が０であれば、転送動作は行わずラインセンサの蓄積を継続する。そして、ｓｅｌ−ｎ信号（ｎ＝１〜８）で対象のラインセンサが選択され、その選択されたラインセンサのメモリ部の信号が、ｓｈｉｆｔ信号によって像信号として読み出される。また、ＡＦ用ＣＰＵ６００には、不図示のレジスタがあり、通信端子であるｃｓ、ｓｃｌｋ、ｍｉｓｏ、ｍｏｓｉ端子を使って外部からシリアル通信することで、レジスタ値の読み出しや書き込みができる。さらに、ＡＦ用ＣＰＵ６００は、一定周期のクロック信号を生成する不図示のクロックジェネレータや、生成されたクロックを基に、蓄積時間を計測するカウンタを有する。
【００３１】
焦点検出センサ１０１の動作について図７のフローチャートを用いて詳しく説明する。ＡＦ用ＣＰＵ６００内のレジスタｓｔｒｔが１に設定されると焦点検出センサの蓄積動作が開始される。まず、Ｓ１０１では、ｒｓｔ信号（リセット信号）を出力し、ラインセンサ１〜８のセンサ部の電荷を一旦クリアし、その後、蓄積を開始する。そして、レジスタｎ（ｔｒ[ｎ]）に１を設定する。
【００３２】
Ｓ１０２では、レジスタｔｒ［ｎ］を参照し、１であるか否かの判定を行う。レジスタｔｒ［ｎ］はラインセンサｎ（ｎ＝１〜８）が蓄積モニターの対象ラインか否かのいずれかを示す。ｔｒ［ｎ］＝１の場合は、蓄積モニター対象のラインセンサであり、Ｓ１０３へ移行する。一方、ｔｒ［ｎ］＝０の場合は、蓄積モニター対象でないためＳ１１１へ移行する。外部からの通信によりｔｒ［ｎ］が０に設定され、蓄積モニター対象から外されたラインセンサや、センサ部の信号電荷がメモリ部へ転送され蓄積終了したラインセンサは蓄積モニター対象から外れる。
【００３３】
Ｓ１０３では、カウンタを一旦リセットし、その後、カウンタをスタートする。Ｓ１０４では、カウンタ値がレジスタｗｔ以上経過したか否かの判定を行う。カウンタ値がレジスタｗｔになるまでＳ１０４の動作を継続し、レジスタｗｔ以上経過すると、Ｓ１０５へ移行する。外部からの通信によりｗｔを設定することができる。
【００３４】
Ｓ１０５では、ｐｓｅｌ＿ｎ（ｎ＝１〜８）信号を出力する。これにより、ラインセンサｎの蓄積状況、つまりラインセンサｎの画素の光電変換量のピーク値が、ｐ−ｏｕｔ出力に出てくる。Ｓ１０６では、ｃｏｍｐ出力、レジスタｓｔｒｔの判定を行う。ラインセンサｎの蓄積が十分であれば、ｃｏｍｐ＝１が出力されるので、Ｓ１０７以降の信号転送および終了処理に移行する。また、外部からの通信によりレジスタｓｔｒｔ＝０が設定され強制的に蓄積が終了する場合もＳ１０７以降の信号転送および終了処理に移行する。一方、蓄積が不十分な場合は、ｃｏｍｐ＝０が出力されＳ１１１の動作に移行する。
【００３５】
Ｓ１０７では、レジスタｍｏｄｅの判定を行う。ｍｏｄｅ＝０の場合は、直前のＳ１０６の動作でｃｏｍｐ＝１と判定されたラインセンサの信号転送および終了処理をするためＳ１０８に進み、ｔｒａｎｓ−ｎ信号を出力し、ラインセンサｎのセンサ部の各画素の電荷をメモリ部に転送する。そして、レジスタｔｒ［ｎ］を０に設定し、次からこのラインセンサを蓄積モニター対象から外す。一方、ｍｏｄｅ＝１の場合は、直前のＳ１０６の動作でｃｏｍｐ＝１と判定されたラインセンサと隣接するラインセンサについても信号転送および終了処理をするためＳ１０９に進み、ｔｒａｎｓ−ｎ信号とｔｒａｎｓ−ｎ＋１信号を出力する。そして、センサ部の各画素の電荷をメモリ部に転送する。そして、レジスタｔｒ［ｎ］とｔｒ［ｎ＋１］に０を設定する。
【００３６】
Ｓ１１０では、レジスタｉｎｔに１を設定する。ｓｔｉｎｔ端子は、レジスタｉｎｔと同期した信号を出力する。したがって、レジスタｉｎｔ＝０の場合はｓｔｉｎｔ端子＝「Ｌｏ」、ｉｎｔ＝１の場合はｓｔｉｎｔ端子＝「Ｈｉ」となる。外部からｓｔｉｎｔ端子をモニターすることで、ラインセンサｎの蓄積が終了したタイミングを知ることができる。
【００３７】
Ｓ１１１では、レジスタｔｒ［１］〜［８］の判定を行う。レジスタｔｒ［１］〜［８］が全て０である場合は、蓄積モニターの対象ラインがないため焦点検出センサの蓄積動作を終了する。一方、レジスタｔｒ［１］〜［８］のいずれか１つでも１があれば、蓄積モニターの対象ラインが残っているので、Ｓ１１２へ移行する。
【００３８】
Ｓ１１２では、レジスタｎの判定を行う。ｎ＝８である場合は、Ｓ１１３に進み、レジスタｎに１を設定し、Ｓ１０２へ戻り、ラインセンサ１の蓄積モニター動作を行う。一方、ｎ＝８でない場合は、Ｓ１１４へ進みレジスタｎを１つインクリメントし、Ｓ１０２へ戻り次のラインセンサの蓄積モニター動作を行う。Ｓ１１２〜Ｓ１１４の動作が、蓄積モニターをラインセンサ毎に順番に行う部分にあたる。
【００３９】
以上、説明したように、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１〜８を順番に蓄積モニターする（蓄積状態を検出しその状態を表す状態信号を出力する）ように構成されている。また、レジスタｔｒ［ｎ］を外部から設定することで、蓄積モニターの対象ラインセンサを設定できる。さらに、レジスタｗｔは、ラインセンサの蓄積モニターの間隔（モニター周期）であり、レジスタｗｔを外部から設定することで、モニター周期を自由に設定することができる。
【００４０】
上記の焦点検出センサ１０１を備えたカメラの動作について図８のフローチャートを用いて詳しく説明する。図１で示したカメラ本体１のスイッチＳＷ１がＯＮされると、Ｓ２０１より動作を開始する。ここでは、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信し、焦点検出センサ１０１の蓄積動作を開始する。焦点検出センサ１０１のレジスタｗｔ（モニター周期）にｗ１（第１のモニター周期）を、レジスタｔｒ［１］〜［８］の全てに１を、レジスタｍｏｄｅに０を、レジスタｓｔｒｔに１を設定する。すると、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１〜８を周期ｗ１で蓄積モニターしながら蓄積を開始する。
【００４１】
Ｓ２０２では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタを一旦リセットし、その後、カウンタをスタートする。Ｓ２０３では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタにより蓄積時間ｔの判定を行う。ｔ＜ｃ１である場合は、Ｓ２０８へ移行する。また、ｃ２＞ｔ≧ｃ１である場合は、Ｓ２０４へ移行し、ｔ≧ｃ２（最大蓄積時間）である場合はＳ２１１へ移行する。ここで、ｃ１は補助光の照明開始タイミングであり、ｃ２はカメラが許容できる最大蓄積時間である。
【００４２】
Ｓ２０４では、蓄積時間ｔが補助光の照明開始タイミングｃ１を超えたため、まずカメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を通じてカメラ本体に補助光装置が装着されているかの判定を行う。補助光装置が装着されている場合は、Ｓ２０５に進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８に対して補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。Ｓ２０６では、レジスタｗｔにｗ３（第３のモニター周期）を設定する。
【００４３】
一方、Ｓ２０４で補助光装置がない場合は、Ｓ２０７へ進み、レジスタｗｔにｗ２（第２のモニター周期）を設定する。ここで、レジスタｗｔに設定する時間ｗ１、ｗ２、ｗ３の大小関係は、ｗ２＞ｗ３≧ｗ１である。つまり、蓄積開始初期は最も短い周期ｗ１で蓄積モニターし、時間ｃ１が経ってからは、補助光があれば周期ｗ３に変更し、補助光がなければ、最も長い周期ｗ２に変更する。
【００４４】
Ｓ２０８では、焦点検出センサ１０１のｓｔｉｎｔ端子の状態判定を行う。ｓｔｉｎｔ＝１（Ｈｉ）の場合は、Ｓ２０９へ移行する。一方、ｓｔｉｎｔ＝０（Ｌｏ）の場合は、Ｓ２０３へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。Ｓ２０９では、カメラ用ＣＰＵ１００は焦点検出センサ１０１のレジスタｉｎｔに０を設定することで、ｓｔｉｎｔ端子の状態を０（Ｌｏ）に戻す。
【００４５】
Ｓ２１０では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１のレジスタｔｒ［１］〜［８］の判定を行う。レジスタｔｒ［１］〜［８］が全て０の場合は、ラインセンサ１〜８の全てが蓄積終了しているので、Ｓ２１１へ進みレジスタｓｔｒｔに０を設定する。一方、レジスタｔｒ［１］〜［８］の内１つでも１がある場合は、蓄積終了していないラインセンサがあると判断し、Ｓ２０３へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。
【００４６】
Ｓ２１２では、補助光駆動の判定を行う。補助光を駆動してれば、Ｓ２１３へ進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光駆動を停止するよう指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９による駆動を停止する。一方、補助光駆動をしていなければ、Ｓ２１４へ移行する。
【００４７】
Ｓ２１４では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信することで、画素信号の読み出し動作を行う。カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１から出力されるラインセンサ１〜８の画素信号を順次ＡＤ変換する。
【００４８】
Ｓ２１５では、Ｓ２１４で得たラインセンサ１〜８の画素信号からデフォーカス演算し、主被写体位置（図５で示した測距点５０１〜５０３）とデフォーカス量を決定する。Ｓ２１６では、このデフォーカス量が所望の範囲内、たとえば１／４Ｆδ以内（Ｆ：レンズの絞り値、δ：定数：２０ｕｍ、したがってＦ２．０のレンズの開放絞りでは１０ｕｍ）であるならば合焦と判断し、Ｓ２１８へ移行する。一方、１／４Ｆδより大であるならば、Ｓ２１７に進み、レンズ通信回路１０４を介してＳ２１５で決定したデフォーカス量分のレンズ駆動を指令する。そして、ステップＳ２０１に戻り、合焦状態になるまで前述のＡＦ動作が繰り返される。
【００４９】
Ｓ２１８ではレリーズ開始スイッチＳＷ２の判定がなされ、ＯＮの場合は、図９に続くＳ３０１に進み、撮影動作が行われる。一方、ＯＦＦの場合はＳ２１９へ進み、スイッチＳＷ１の判定を行う。ＳＷ１がＯＮの場合は、Ｓ２０１へ戻りＡＦ動作を繰り返す。一方、ＳＷ１がＯＦＦの場合は、ＡＦ動作を終了する。
【００５０】
次に図９を用いてレリーズ時の動作を説明する。前述のＡＦ動作が終了し、図９のレリーズ開始スイッチＳＷ２がＯＮ状態の場合は、ステップ３０１で、カメラ用ＣＰＵ１００は測光センサ１０６で検出した測光値から、被写体輝度ＢＶを求める。そして、設定されたＩＳＯ感度ＳＶと加算し、露出値ＥＶを求め、公知の方法で、絞り値ＡＶおよびシャッタ速度ＴＶを算出する。
【００５１】
Ｓ３０２では、クイックリターンミラー２０１を跳ね上げて撮影光路から退避させると同時に、カメラ用ＣＰＵ１００は撮影レンズ２００に対して、Ｓ３０１で決定した絞り値ＡＶに絞り込むように指示する。その後、クイックリターンミラー２０１が撮影光路から完全に退避するとＳ３０３でカメラ用ＣＰＵ１００はシャッタ制御回路１０７を介してマグネット１１７ａ、１１７ｂの通電時間を制御してシャッタスピードを制御する。そして、撮像センサ１０５を制御することで撮像する。Ｓ３０３では、クイックリターンミラー２０１をダウンさせ、一連のカメラ動作を終了する。
【００５２】
以上説明したように、第１の実施形態では、蓄積開始直後は蓄積モニター周期が短いｗ１に設定することで、高輝度被写体に対してもラインセンサで得られる像信号がダイナミックレンジを超えることなく蓄積制御できる（Ｓ２０１の動作）。また、蓄積開始から時間ｃ１経った時点で蓄積終了していないラインセンサがある場合は、低輝度被写体であると判断し、補助光による被写体照明を行う（Ｓ２０５の動作）。補助光装置がなく被写体の照明ができない場合は、蓄積モニター周期の長いｗ２（ｗ２＞ｗ１）に変更することで、ラインセンサブロックの回路のエネルギー消費を抑え、ノイズを減らすことができる（Ｓ２０７の動作）。一方、補助光照明できる場合は、蓄積開始から時間ｃ１経った時点でモニター周期ｗ３（ｗ２＞ｗ３≧ｗ１）に変更する。これにより、時間ｃ１が経った後、補助光により急激に蓄積信号が成長しても像信号がダイナミックレンジを超えることなく蓄積制御できる（Ｓ２０６動作）。
【００５３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、図８のフローチャートが図１０に置き換わっただけである。
【００５４】
図１０を参照して、第２の実施形態の動作について説明する。Ｓ４０１〜Ｓ４０３は、第１の実施形態のＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の動作であるため説明を省略する。また、Ｓ４０９〜Ｓ４２０は、第１の実施形態のＳ２０８〜Ｓ２１９と同様の動作であるため説明を省略する。
【００５５】
Ｓ４０４では、カメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を通じてカメラ本体に補助光装置が装着されているかの判定を行う。補助光装置が装着されている場合は、Ｓ４０５に進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。
【００５６】
Ｓ４０６では、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光が点灯中か否かの判定を行う。補助光が点灯中である場合は、Ｓ４０６では、レジスタｗｔにｗ３を設定する。一方、Ｓ４０４の判定で補助光装置がない、あるいはＳ４０６の判定で補助光が点灯していない場合は、Ｓ４０８へ進み、レジスタｗｔにｗ２を設定する。ここで、レジスタｗｔに設定する時間ｗ１、ｗ２、ｗ３の大小関係は、第１の実施形態と同様にｗ２＞ｗ３≧ｗ１である。さらにｗ３は、補助光の点灯中に蓄積モニター対象のラインセンサ１〜８を少なくとも一順できる周期とする。言い換えれば、蓄積モニター周期ｗ３内に蓄積モニター対象のラインセンサのそれぞれのモニターが少なくとも１回行われるようにする。
【００５７】
第２の実施形態における補助光時の点灯タイミングと蓄積モニター周期タイミングを図１１に示す。横軸は蓄積時間であり、矢印は各ラインセンサの蓄積モニタータイミングを示している。縦軸は、補助光の発光量である。蓄積時間ｔがｃ１より経過した後、蓄積モニター周期をｗ２に長くすることでエネルギー消費を抑え、点灯時は像信号がダイナミックレンジを越えないように蓄積モニター周期をｗ３に短くする。蓄積モニター周期ｗ３は、蓄積モニター対象のラインセンサ数以上、つまり８回以上に設定する。消灯後は、蓄積モニター周期をｗ２に長くする。
【００５８】
以上説明したように、第２の実施形態では、補助光が点滅光であり、点灯時のみ急激に蓄積信号が成長する場合でも点灯タイミングに同期してモニター周期を短く設定する（Ｓ４０６〜Ｓ４０８の動作）。これにより、像信号がダイナミックレンジを超えないように制御することができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態に対し、図８のフローチャートが図１２に置き換わっただけである。図１２を参照して、第３の実施形態の動作について説明する。Ｓ５０１〜Ｓ５０３は、第１の実施形態のＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の動作であるため説明を省略する。また、Ｓ５０９〜Ｓ５２０は、第１の実施形態のＳ２０８〜Ｓ２１９と同様の動作であるため説明を省略する。
【００６０】
Ｓ５０４では、カメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を通じてカメラ本体に補助光装置が装着されているかの判定を行う。補助光装置が装着されている場合は、Ｓ５０５に進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。
【００６１】
Ｓ５０６では、このＡＦ動作中でｓｔｉｎｔ＝１になった履歴があるか否かの判定を行う。ｓｔｉｎｔ＝１になった履歴がある場合は、Ｓ５０７では、レジスタｗｔにｗ３を設定する。一方、Ｓ５０４の判定で補助光装置がない、あるいはＳ５０６の判定でｓｔｉｎｔ＝１になった履歴がある場合は、Ｓ５０８へ進み、レジスタｗｔにｗ２を設定する。ここで、レジスタｗｔに設定する時間ｗ１、ｗ２、ｗ３の大小関係は、第１の実施形態と同様にｗ２＞ｗ３≧ｗ１である。
【００６２】
以上説明したように、第３の実施形態では、蓄積終了の履歴がある場合はモニター周期を短く設定することで少なくとも最初に蓄積終了したラインセンサ以外の像信号はダイナミックレンジを超えることなく制御できる（Ｓ５０４〜Ｓ５０８の動作）。しかしながら、最初に蓄積終了したラインセンサは、像信号がダイナミックレンジを越えてしまう場合がある。その場合は、図４のラインセンサの配置図で示した隣接した他方のラインセンサの信号からデフォーカス量を決定すれば良い。
【００６３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１の実施形態に対し、図８のフローチャートが図１３に置き換わっただけである。図１３を参照して、第４の実施形態の動作について説明する。
【００６４】
図１で示したカメラ本体のスイッチＳＷ１がＯＮされると、Ｓ６０１より動作を開始する。Ｓ６０１では、カメラ用ＣＰＵ１００は測光センサ１０６を制御することで、被写体の輝度の検出を行う。Ｓ６０２では、補助光による被写体照明の判定を行う。まず、Ｓ６０１で検出した被写体輝度が所定輝度以下であり、かつカメラ本体に補助光装置が装着されている場合は、Ｓ６０３へ移行する。一方、被写体輝度が所定輝度よりも上であった場合や、カメラ本体に補助光装置が装着されていない場合は、Ｓ６０５へ移行する。
【００６５】
Ｓ６０３では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信し、蓄積動作を開始する。焦点検出センサ１０１のレジスタｗｔにｗ１を、レジスタｔｒ［１］、［３］、［５］、［７］に１を、レジスタｍｏｄｅに１を、レジスタｓｔｒｔに１を設定する。すると、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１、３、５、７（第２の光電変換素子群）の蓄積を周期ｗ１で蓄積モニターしながら蓄積を開始する。
【００６６】
Ｓ６０４では、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。
【００６７】
Ｓ６０５では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信し、蓄積動作を開始する。焦点検出センサ１０１のレジスタｗｔ（蓄積モニター周期）にｗ１を、レジスタｔｒ［１］〜［８］の全てに１を、レジスタｍｏｄｅに０を、レジスタｓｔｒｔに１を設定する。すると、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１〜８を周期ｗ１で蓄積モニターしながら蓄積を開始する。
【００６８】
Ｓ６０６では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタを一旦リセットし、その後、カウンタをスタートする。Ｓ６０７では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタにより蓄積時間ｔの判定を行う。ｔ＜ｃ１である場合は、Ｓ６０９へ移行する。また、ｃ２＞ｔ≧ｃ１である場合は、Ｓ６０８へ移行し、ｔ≧ｃ２（最大蓄積時間）である場合はＳ６１２へ移行する。ここで、ｃ１は補助光の照明開始タイミングであり、ｃ２はカメラが許容できる最大蓄積時間である。
【００６９】
Ｓ６０８では、蓄積時間ｔがｃ１を超えたため、まずカメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１のエネルギー消費を低減するためレジスタｗｔにｗ３を設定し、蓄積モニター周期を長くする。Ｓ６０９では、焦点検出センサ１０１のｓｔｉｎｔ端子の状態判定を行う。ｓｔｉｎｔ＝１（Ｈｉ）の場合は、Ｓ６１０へ移行する。一方、ｓｔｉｎｔ＝０（Ｌｏ）の場合は、Ｓ６０７へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。
【００７０】
Ｓ６１０では、カメラ用ＣＰＵ１００は焦点検出センサ１０１のレジスタｉｎｔに０を設定することで、ｓｔｉｎｔ端子の状態を０（Ｌｏ）に戻す。Ｓ６１１では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１のレジスタｔｒ［１］〜［８］の判定を行う。レジスタｔｒ［１］〜［８］が全て０の場合は、ラインセンサ１〜８の全てが蓄積終了しているので、Ｓ６１２へ進みレジスタｓｔｒｔに０を設定する。一方、レジスタｔｒ［１］〜［８］の内１つでも１がある場合は、蓄積終了していないラインセンサがあると判断し、Ｓ６０７へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。
【００７１】
Ｓ６１３では、補助光駆動の判定を行う。補助光を駆動してれば、Ｓ６１４へ進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光駆動を停止するよう指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９による駆動を停止する。一方、補助光駆動をしていなければ、Ｓ６１５へ移行する。
【００７２】
Ｓ６１５では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信することで、画素信号の読み出し動作を行う。カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１から出力されるラインセンサ１〜８の画素信号を順次ＡＤ変換する。Ｓ６１６では、Ｓ６１５で得たラインセンサ１〜８の画素信号からデフォーカス演算を行い、主被写体位置（図５で示した測距点５０１〜５０３）とデフォーカス量を決定する。
【００７３】
Ｓ６１７では、このデフォーカス量が所望の範囲内、たとえば１／４Ｆδ以内（Ｆ：レンズの絞り値、δ：定数：２０ｕｍ、したがってＦ２．０のレンズの開放絞りでは１０ｕｍ）であるならば合焦と判断し、Ｓ６１９へ移行する。一方、１／４Ｆδより大であるならば、Ｓ６１８に進み、レンズ通信回路１０４を介してＳ６１６で決定したデフォーカス量分のレンズ駆動を指令する。そして、ステップＳ６０１に戻り、合焦状態になるまで前述のＡＦ動作が繰り返される。
【００７４】
Ｓ６１９ではレリーズ開始スイッチＳＷ２の判定がなされ、ＯＮの場合は、図９に続くＳ３０１に進み、撮影動作が行われる。一方、ＯＦＦの場合はＳ６２０へ進み、スイッチＳＷ１の判定を行う。ＳＷ１がＯＮの場合は、Ｓ６０１へ戻りＡＦ動作を繰り返す。一方、ＳＷ１がＯＦＦの場合は、ＡＦ動作を終了する。図９の撮影動作は第１の実施形態で説明しているため、ここでの説明を省略する。
【００７５】
以上説明したように、第４の実施形態では、補助光判定の結果、補助光なしの場合は蓄積モニター対象をラインセンサ１〜８の全ライン（第１の光電変換素子群）とし、補助光ありの場合は蓄積モニター対象を４ライン（第２の光電変換素子群の片方））に限定している（Ｓ６０２〜Ｓ６０５）。そのため、ラインセンサの蓄積モニター周期は、全ラインよりも４ラインの方が短くなる。したがって、補助光により急激に蓄積信号が成長する場合でも像信号がダイナミックレンジを超えることなく制御することができる。また、補助光時はレジスタｍｏｄｅを１に設定することで、隣接するラインセンサは同時に蓄積終了される。したがって、ラインセンサ２、４、６、８についても像信号がダイナミックレンジを超えることなく制御できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ等の撮像装置、あるいは種々の観察装置などに用いられる焦点検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写体の焦点状態を光電変換素子で検出して、その結果に応じて撮影レンズの焦点を変化させて自動的にピントを合わせるオートフォーカスカメラ（以下ＡＦカメラ）等が一般的に販売されている。最近では画面内の複数のポイント（以下測距点）の焦点状態を検出できるＡＦカメラもある。そこで、測距点の増加に伴い問題となる光電変換素子の回路規模や消費電力の増大に対する対策が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１４に示すような焦点検出装置が開示されている。図１４に示されるように、特許文献１の技術では、光電変換素子を測距点の領域に分割し、領域１から領域ｎの信号を順次走査しながら単一の制御部で蓄積時間を制御する。これにより、回路規模を小さくし、且つ、蓄積開始時から所定時間が経過した後に、走査周期を遅くすることでエネルギー消費を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２０５６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献１に開示された技術では、エネルギー消費を低減するため、被写体が暗い場合などに、蓄積開始から所定時間後に蓄積信号をモニターする周期を遅くしている。
【０００６】
しかしながら、所定時間後にＡＦ補助光などによる比較的強い被写体照明が行われ、急激に蓄積信号が成長した場合は、特許文献１ではモニター周期が遅いため蓄積終了タイミングが遅れてしまう。結果として像信号が光電変換素子やＡＤ変換器のダイナミックレンジを超え、ＡＦ精度が劣化してしまう。
【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、ＡＦ補助光を用いるような場合でも、精度の良い焦点検出を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係わる焦点検出装置は、被写体を照明する照明手段と、前記被写体からの光を受光して電荷を蓄積する複数の領域に分割された複数の光電変換素子と、前記光電変換素子の出力に基づいて、撮影レンズの焦点状態の検出を行う焦点検出手段と、前記複数の領域のうちの各領域の光電変換素子の蓄積状態を表わす状態信号を所定のモニター周期で順番に出力するモニター手段と、前記モニター手段により順番に出力された前記状態信号に基づいて、該状態信号に対応した領域の前記光電変換素子の電荷の蓄積を終了させるか否かを判定する判定手段と、を備え、前記モニター手段は、前記照明手段の状態により、前記モニター周期を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＡＦ補助光を用いるような場合でも、精度の良い焦点検出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態のカメラの構成を示す図。
【図２】第１の実施形態のカメラの光学構成を示す図。
【図３】第１の実施形態の焦点検出光学系の構成を示す図。
【図４】第１の実施形態のラインセンサの配置を示す図。
【図５】第１の実施形態のＡＦ領域と測距点の配置を示す図。
【図６】第１の実施形態の焦点検出センサのブロック図。
【図７】第１の実施形態の焦点検出センサの蓄積動作を示すフローチャート。
【図８】第１の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図９】第１の実施形態の撮影動作を示すフローチャート。
【図１０】第２の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１１】第２の実施形態の蓄積モニター周期を説明するためのタイミング図。
【図１２】第３の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１３】第４の実施形態のＡＦ動作を示すフローチャート。
【図１４】従来技術による焦点検出装置を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の第１の実施形態である焦点検出センサを備えたカメラの構成を示すブロック図である。図１において、カメラ用ＣＰＵ１００には、カメラの各種操作スイッチ１０３、補助光通信回路１０２、レンズ通信回路１０４、撮像センサ１０５、測光センサ１０６が接続されている。また、シャッタマグネット１１７ａ、１１７ｂを制御するためのシャッタ制御回路１０７、焦点検出センサ１０１が接続されている。
【００１３】
スイッチ１０３のＳＷ１は不図示のレリーズボタンの第１ストローク（半押し）操作でＯＮし、焦点検出動作を開始させるスイッチである。ＳＷ２はレリーズボタンの第２ストローク（全押し）操作でＯＮし、撮影動作を開始させるスイッチである。また、カメラ用ＣＰＵ１００では、撮影レンズ２００（図２参照）とレンズ通信回路１０４を介してレンズ信号１１４の伝達がなされ、焦点位置や絞りの制御を行う。さらに、カメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を介して補助光装置内の補助光用ＣＰＵ１０８と信号１１２の送受信を行う。補助光用ＣＰＵ１０８はカメラ用ＣＰＵ１００の指示に従って、補助光駆動回路１０９を制御することで光源１１０により被写体の照明を行う。光源１１０には、ＬＥＤやランプなどを補助光駆動回路１０９により定常的あるいは点滅して照明を行うものや、ストロボ装置と兼用したキセノン管による照明を行うものがある。キセノン管による照明の場合は、点滅制御する場合が一般的である。上記のように、様々なタイプの光源を搭載した補助光装置があり、カメラ本体はこれらの補助光装置が取り付けできるように構成されている。
【００１４】
カメラ用ＣＰＵ１００は測光センサ１０６を制御することで、被写体の輝度を検出し、撮影レンズ２００の絞り値やシャッタスピードを決定する。そして、レンズ通信回路１０４を介してレンズ信号１１４により絞り値を制御し、またシャッタ制御回路１０７を介してマグネット１１７ａ、１１７ｂの通電時間を制御してシャッタスピードを制御し、さらに撮像センサ１０５を制御して撮影動作を行う。カメラ用ＣＰＵ１００内には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ、変数を記憶するためのＲＡＭ、諸パラメータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能メモリ）が内蔵されている。
【００１５】
図２は、上記構成のカメラの光学構成を示す図である。撮影レンズ２００を介して入射した被写体からの光束の大部分はクイックリターンミラー２０１で上方に反射され、ファインダスクリーン２０２上に結像する。カメラの撮影者はこの像をペンタプリズム２０３、接眼レンズ２０４を介して観察する。
【００１６】
撮影光束の一部はクイックリターンミラー２０１を透過し、後方のサブミラー２０５で下方へ曲げられて、視野マスク２０６、赤外カットフィルタ２０７、フィールドレンズ２０８、絞り２０９、二次結像レンズ２１０を経て焦点検出センサ１０１上に結像する。この像を光電変換して得られる像信号を処理することで、撮影レンズ２００の焦点状態を検出することできる。撮影に際しては、クイックリターンミラー２０１が跳ね上がり、撮影レンズ２００を通過した光束は撮像センサ１０５上に結像され、被写体像の露光が行われる。
【００１７】
本実施形態における焦点検出方式には周知の位相差検出方式を用いており、画面内の異なる３つの領域の焦点状態を検出することが可能である。焦点検出系の詳細な構成を図３に示す。
【００１８】
サブミラー２０５で反射された被写体からの光束は図中の視野マスク２０６の近傍に一旦結像する。視野マスク２０６は画面内の焦点検出領域（測距点）を決定するための遮光部材で、中央に十字形の開口部と両側には縦長の開口部を２つ有している。フィールドレンズ２０８を構成する３つのレンズはそれぞれ視野マスク２０６の３つの開口部に対応している。フィールドレンズ２０８の後方には絞り２０９が配置され、中央部には上下に一対ずつ計４つの開口部が、また左右の周辺部には１対の２つの開口部がそれぞれ設けられている。
【００１９】
フィールドレンズ２０８は絞り２０９の各開口部を撮影レンズ２００の射出瞳付近に結像する作用を有している。絞り２０９の後方には二次結像レンズ２１０があり、４対計８つのレンズから構成され、それぞれのレンズは絞り２０９の各開口部に対応している。視野マスク２０６、フィールドレンズ２０８、絞り２０９、二次結像レンズ２１０を通過した各光束は、焦点検出センサ１０１上の被写体からの光を受光する複数のラインセンサ（光電変換素子）上に結像する。
【００２０】
ラインセンサと画面内の測距点の関係について図４および図５を用いて説明する。図４は焦点検出センサ１０１上のラインセンサの配置図である。ラインセンサ１〜８はそれぞれ１対２本のラインセンサであり、対のラインセンサから得られた信号像の位相差により焦点状態を検出する。対のラインセンサは二次結像レンズ２１０などの焦点検出光学系により被写体上のほぼ同じ領域（ＡＦ領域）に投影される。
【００２１】
このＡＦ領域とファインダ画面上の測距点の関係を図５に示す。ラインセンサは複数の測距点に分割して配置されている。ファインダ画面５００上には中央、右、左の各１点ずつ計３点の測距点を有している。ファインダ画面５００上の中央測距点５０１には、縦方向の領域１１、領域１２と横方向の領域１３、領域１４がある。領域１１はラインセンサ１によるＡＦ領域である。同様に領域１２、領域１３、領域１４には、ラインセンサ２、ラインセンサ３、ラインセンサ４が対応している。中央測距点５０１は、縦と横の両方向の領域があることで、被写体に分布している縦方向コントラスト像と横方向コントラスト像の両方から焦点状態を検出することができる。縦、横で得られたＡＦ結果の平均値を基にＡＦ制御する。あるいは、一般的にコントラストが高いほど検出精度が高くなるため、縦と横で得られたＡＦ結果の内コントラストが高い方を選択してＡＦ制御する。
【００２２】
ファインダ画面５００上の右測距点５０２には、縦方向の領域１５、領域１６がある。領域１５はラインセンサ５によるＡＦ領域である。同様に、領域１６にはラインセンサ６が対応している。ファインダ画面５００上の左測距点５０３には、縦方向の領域１７、領域１８がある。領域１７はラインセンサ７によるＡＦ領域である。同様に、領域１８にはラインセンサ８が対応している。
【００２３】
隣接した領域１１と領域１２は横方向のずれだけでなく、縦方向も少しずれた位置にある。これは、ラインセンサ１、２が画素の半ピッチ分ずらして配置されているためである。一般的に、被写体の空間周波数が高い場合、ラインセンサの画素位置と被写体コントラストの位相により、得られるＡＦ結果に微小な誤差が生じる。そこで、半画素ピッチずれたラインセンサで得られた２つのＡＦ結果の平均値を基にＡＦ制御することで誤差が軽減できる。他の隣接する領域も同様の理由で半画素ピッチずれた配置になっている。
【００２４】
図６は焦点検出センサ１０１の詳細な電気ブロックである。６００はＡＦ用ＣＰＵであり、ラインセンサの蓄積および像信号の読み出しを制御している。ＡＦ用ＣＰＵ６００は、ラインセンサ１、ラインセンサ２、…、ラインセンサ８のブロックと接続されており、各ラインセンサを制御する。ここでのラインセンサ１、２、…、８は図５のラインセンサと対応している。図６では、ラインセンサ３からラインセンサ７の記載を省略しているがラインセンサ１と同一のブロックを備えている。
【００２５】
ラインセンサ１のブロック内では、位相差検出のための１対のセンサアレイがセンサ部を構成している。センサアレイは約３０〜８０画素で第１像、同じ画素数で第２像を検出している。また、その画素の中から蓄積中に一番大きい出力を示している出力値を検出するピーク検知回路と蓄積終了と同時にセンサ部に蓄積された光電変換出力を一時的に記憶するメモリ部が配置されている。ラインセンサ２〜８も同様のブロックで構成されている。
【００２６】
ピーク検出回路は、アナログスイッチ６０２がＯＮになっている間、回路に電源が供給され、画素中の一番大きい出力値（ｐ−ｏｕｔ）をコンパレータ６０３の入力部に出力する。コンパレータ６０３は、所定の電圧ＶＲとｐ−ｏｕｔ信号を比較し、ｃｏｍｐ信号をＡＦ用ＣＰＵ６００に出力する。ｃｏｍｐ信号はｐ−ｏｕｔ信号がＶＲより大きい、即ち蓄積を終了すべきという時に１を出力する。
【００２７】
メモリ部からは、アナログスイッチ６０１がＯＮになっている間、ＡＦ用ＣＰＵ６００からのｓｈｉｆｔ信号によって各画素の出力が順次出力アンプ６０４の入力に出力される。出力アンプ６０４は適切なゲインでＶｏｕｔ端子より画素信号を出力する。
【００２８】
ＡＦ用ＣＰＵ６００がｒｓｔ信号（リセット信号）を出力するとラインセンサ１〜８の全てのセンサ部は電荷がクリアされて、ここより全てのラインセンサの蓄積制御が始まる。ＡＦ用ＣＰＵ６００は、ｐｓｅｌ−１、ｐｓｅｌ−２、…、ｐｓｅｌ−８と順次出力して、最後のラインセンサ８に対してｐｓｅｌ−８を出力した後は、またｐｓｅｌ−１に戻る。このｐｓｅｌ−ｎ（ｎ＝１〜８）を出力することによって、アナログスイッチ６０２をＯＮするのでラインセンサ１〜８から順番にピーク信号（ｐ−ｏｕｔ）を得ることができる。そして、ＡＦ用ＣＰＵ６００は、ｃｏｍｐ信号に基づいて、選択されたラインセンサからのピーク信号（ｐ−ｏｕｔ）が所定レベルを超えているか否かを判断することで、そのラインセンサの蓄積を継続するか中止するかという制御を行うことができる。
【００２９】
ここでｃｏｍｐ信号が１であればｔｒａｎｓ−ｎ信号（ｎ＝１〜８）を出力することで、そのラインセンサの蓄積を中止し、センサ上に蓄積された各画素の光電変換信号をメモリ部に転送する。その後、ｓｔｉｎｔ端子から信号出力することで外部に対して蓄積が終了したことを知らせる。
【００３０】
ｃｏｍｐ信号が０であれば、転送動作は行わずラインセンサの蓄積を継続する。そして、ｓｅｌ−ｎ信号（ｎ＝１〜８）で対象のラインセンサが選択され、その選択されたラインセンサのメモリ部の信号が、ｓｈｉｆｔ信号によって像信号として読み出される。また、ＡＦ用ＣＰＵ６００には、不図示のレジスタがあり、通信端子であるｃｓ、ｓｃｌｋ、ｍｉｓｏ、ｍｏｓｉ端子を使って外部からシリアル通信することで、レジスタ値の読み出しや書き込みができる。さらに、ＡＦ用ＣＰＵ６００は、一定周期のクロック信号を生成する不図示のクロックジェネレータや、生成されたクロックを基に、蓄積時間を計測するカウンタを有する。
【００３１】
焦点検出センサ１０１の動作について図７のフローチャートを用いて詳しく説明する。ＡＦ用ＣＰＵ６００内のレジスタｓｔｒｔが１に設定されると焦点検出センサの蓄積動作が開始される。まず、Ｓ１０１では、ｒｓｔ信号（リセット信号）を出力し、ラインセンサ１〜８のセンサ部の電荷を一旦クリアし、その後、蓄積を開始する。そして、レジスタｎ（ｔｒ[ｎ]）に１を設定する。
【００３２】
Ｓ１０２では、レジスタｔｒ［ｎ］を参照し、１であるか否かの判定を行う。レジスタｔｒ［ｎ］はラインセンサｎ（ｎ＝１〜８）が蓄積モニターの対象ラインか否かのいずれかを示す。ｔｒ［ｎ］＝１の場合は、蓄積モニター対象のラインセンサであり、Ｓ１０３へ移行する。一方、ｔｒ［ｎ］＝０の場合は、蓄積モニター対象でないためＳ１１１へ移行する。外部からの通信によりｔｒ［ｎ］が０に設定され、蓄積モニター対象から外されたラインセンサや、センサ部の信号電荷がメモリ部へ転送され蓄積終了したラインセンサは蓄積モニター対象から外れる。
【００３３】
Ｓ１０３では、カウンタを一旦リセットし、その後、カウンタをスタートする。Ｓ１０４では、カウンタ値がレジスタｗｔ以上経過したか否かの判定を行う。カウンタ値がレジスタｗｔになるまでＳ１０４の動作を継続し、レジスタｗｔ以上経過すると、Ｓ１０５へ移行する。外部からの通信によりｗｔを設定することができる。
【００３４】
Ｓ１０５では、ｐｓｅｌ＿ｎ（ｎ＝１〜８）信号を出力する。これにより、ラインセンサｎの蓄積状況、つまりラインセンサｎの画素の光電変換量のピーク値が、ｐ−ｏｕｔ出力に出てくる。Ｓ１０６では、ｃｏｍｐ出力、レジスタｓｔｒｔの判定を行う。ラインセンサｎの蓄積が十分であれば、ｃｏｍｐ＝１が出力されるので、Ｓ１０７以降の信号転送および終了処理に移行する。また、外部からの通信によりレジスタｓｔｒｔ＝０が設定され強制的に蓄積が終了する場合もＳ１０７以降の信号転送および終了処理に移行する。一方、蓄積が不十分な場合は、ｃｏｍｐ＝０が出力されＳ１１１の動作に移行する。
【００３５】
Ｓ１０７では、レジスタｍｏｄｅの判定を行う。ｍｏｄｅ＝０の場合は、直前のＳ１０６の動作でｃｏｍｐ＝１と判定されたラインセンサの信号転送および終了処理をするためＳ１０８に進み、ｔｒａｎｓ−ｎ信号を出力し、ラインセンサｎのセンサ部の各画素の電荷をメモリ部に転送する。そして、レジスタｔｒ［ｎ］を０に設定し、次からこのラインセンサを蓄積モニター対象から外す。一方、ｍｏｄｅ＝１の場合は、直前のＳ１０６の動作でｃｏｍｐ＝１と判定されたラインセンサと隣接するラインセンサについても信号転送および終了処理をするためＳ１０９に進み、ｔｒａｎｓ−ｎ信号とｔｒａｎｓ−ｎ＋１信号を出力する。そして、センサ部の各画素の電荷をメモリ部に転送する。そして、レジスタｔｒ［ｎ］とｔｒ［ｎ＋１］に０を設定する。
【００３６】
Ｓ１１０では、レジスタｉｎｔに１を設定する。ｓｔｉｎｔ端子は、レジスタｉｎｔと同期した信号を出力する。したがって、レジスタｉｎｔ＝０の場合はｓｔｉｎｔ端子＝「Ｌｏ」、ｉｎｔ＝１の場合はｓｔｉｎｔ端子＝「Ｈｉ」となる。外部からｓｔｉｎｔ端子をモニターすることで、ラインセンサｎの蓄積が終了したタイミングを知ることができる。
【００３７】
Ｓ１１１では、レジスタｔｒ［１］〜［８］の判定を行う。レジスタｔｒ［１］〜［８］が全て０である場合は、蓄積モニターの対象ラインがないため焦点検出センサの蓄積動作を終了する。一方、レジスタｔｒ［１］〜［８］のいずれか１つでも１があれば、蓄積モニターの対象ラインが残っているので、Ｓ１１２へ移行する。
【００３８】
Ｓ１１２では、レジスタｎの判定を行う。ｎ＝８である場合は、Ｓ１１３に進み、レジスタｎに１を設定し、Ｓ１０２へ戻り、ラインセンサ１の蓄積モニター動作を行う。一方、ｎ＝８でない場合は、Ｓ１１４へ進みレジスタｎを１つインクリメントし、Ｓ１０２へ戻り次のラインセンサの蓄積モニター動作を行う。Ｓ１１２〜Ｓ１１４の動作が、蓄積モニターをラインセンサ毎に順番に行う部分にあたる。
【００３９】
以上、説明したように、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１〜８を順番に蓄積モニターする（蓄積状態を検出しその状態を表す状態信号を出力する）ように構成されている。また、レジスタｔｒ［ｎ］を外部から設定することで、蓄積モニターの対象ラインセンサを設定できる。さらに、レジスタｗｔは、ラインセンサの蓄積モニターの間隔（モニター周期）であり、レジスタｗｔを外部から設定することで、モニター周期を自由に設定することができる。
【００４０】
上記の焦点検出センサ１０１を備えたカメラの動作について図８のフローチャートを用いて詳しく説明する。図１で示したカメラ本体１のスイッチＳＷ１がＯＮされると、Ｓ２０１より動作を開始する。ここでは、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信し、焦点検出センサ１０１の蓄積動作を開始する。焦点検出センサ１０１のレジスタｗｔ（モニター周期）にｗ１（第１のモニター周期）を、レジスタｔｒ［１］〜［８］の全てに１を、レジスタｍｏｄｅに０を、レジスタｓｔｒｔに１を設定する。すると、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１〜８を周期ｗ１で蓄積モニターしながら蓄積を開始する。
【００４１】
Ｓ２０２では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタを一旦リセットし、その後、カウンタをスタートする。Ｓ２０３では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタにより蓄積時間ｔの判定を行う。ｔ＜ｃ１である場合は、Ｓ２０８へ移行する。また、ｃ２＞ｔ≧ｃ１である場合は、Ｓ２０４へ移行し、ｔ≧ｃ２（最大蓄積時間）である場合はＳ２１１へ移行する。ここで、ｃ１は補助光の照明開始タイミングであり、ｃ２はカメラが許容できる最大蓄積時間である。
【００４２】
Ｓ２０４では、蓄積時間ｔが補助光の照明開始タイミングｃ１を超えたため、まずカメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を通じてカメラ本体に補助光装置が装着されているかの判定を行う。補助光装置が装着されている場合は、Ｓ２０５に進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８に対して補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。Ｓ２０６では、レジスタｗｔにｗ３（第３のモニター周期）を設定する。
【００４３】
一方、Ｓ２０４で補助光装置がない場合は、Ｓ２０７へ進み、レジスタｗｔにｗ２（第２のモニター周期）を設定する。ここで、レジスタｗｔに設定する時間ｗ１、ｗ２、ｗ３の大小関係は、ｗ２＞ｗ３≧ｗ１である。つまり、蓄積開始初期は最も短い周期ｗ１で蓄積モニターし、時間ｃ１が経ってからは、補助光があれば周期ｗ３に変更し、補助光がなければ、最も長い周期ｗ２に変更する。
【００４４】
Ｓ２０８では、焦点検出センサ１０１のｓｔｉｎｔ端子の状態判定を行う。ｓｔｉｎｔ＝１（Ｈｉ）の場合は、Ｓ２０９へ移行する。一方、ｓｔｉｎｔ＝０（Ｌｏ）の場合は、Ｓ２０３へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。Ｓ２０９では、カメラ用ＣＰＵ１００は焦点検出センサ１０１のレジスタｉｎｔに０を設定することで、ｓｔｉｎｔ端子の状態を０（Ｌｏ）に戻す。
【００４５】
Ｓ２１０では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１のレジスタｔｒ［１］〜［８］の判定を行う。レジスタｔｒ［１］〜［８］が全て０の場合は、ラインセンサ１〜８の全てが蓄積終了しているので、Ｓ２１１へ進みレジスタｓｔｒｔに０を設定する。一方、レジスタｔｒ［１］〜［８］の内１つでも１がある場合は、蓄積終了していないラインセンサがあると判断し、Ｓ２０３へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。
【００４６】
Ｓ２１２では、補助光駆動の判定を行う。補助光を駆動してれば、Ｓ２１３へ進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光駆動を停止するよう指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９による駆動を停止する。一方、補助光駆動をしていなければ、Ｓ２１４へ移行する。
【００４７】
Ｓ２１４では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信することで、画素信号の読み出し動作を行う。カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１から出力されるラインセンサ１〜８の画素信号を順次ＡＤ変換する。
【００４８】
Ｓ２１５では、Ｓ２１４で得たラインセンサ１〜８の画素信号からデフォーカス演算し、主被写体位置（図５で示した測距点５０１〜５０３）とデフォーカス量を決定する。Ｓ２１６では、このデフォーカス量が所望の範囲内、たとえば１／４Ｆδ以内（Ｆ：レンズの絞り値、δ：定数：２０ｕｍ、したがってＦ２．０のレンズの開放絞りでは１０ｕｍ）であるならば合焦と判断し、Ｓ２１８へ移行する。一方、１／４Ｆδより大であるならば、Ｓ２１７に進み、レンズ通信回路１０４を介してＳ２１５で決定したデフォーカス量分のレンズ駆動を指令する。そして、ステップＳ２０１に戻り、合焦状態になるまで前述のＡＦ動作が繰り返される。
【００４９】
Ｓ２１８ではレリーズ開始スイッチＳＷ２の判定がなされ、ＯＮの場合は、図９に続くＳ３０１に進み、撮影動作が行われる。一方、ＯＦＦの場合はＳ２１９へ進み、スイッチＳＷ１の判定を行う。ＳＷ１がＯＮの場合は、Ｓ２０１へ戻りＡＦ動作を繰り返す。一方、ＳＷ１がＯＦＦの場合は、ＡＦ動作を終了する。
【００５０】
次に図９を用いてレリーズ時の動作を説明する。前述のＡＦ動作が終了し、図９のレリーズ開始スイッチＳＷ２がＯＮ状態の場合は、ステップ３０１で、カメラ用ＣＰＵ１００は測光センサ１０６で検出した測光値から、被写体輝度ＢＶを求める。そして、設定されたＩＳＯ感度ＳＶと加算し、露出値ＥＶを求め、公知の方法で、絞り値ＡＶおよびシャッタ速度ＴＶを算出する。
【００５１】
Ｓ３０２では、クイックリターンミラー２０１を跳ね上げて撮影光路から退避させると同時に、カメラ用ＣＰＵ１００は撮影レンズ２００に対して、Ｓ３０１で決定した絞り値ＡＶに絞り込むように指示する。その後、クイックリターンミラー２０１が撮影光路から完全に退避するとＳ３０３でカメラ用ＣＰＵ１００はシャッタ制御回路１０７を介してマグネット１１７ａ、１１７ｂの通電時間を制御してシャッタスピードを制御する。そして、撮像センサ１０５を制御することで撮像する。Ｓ３０３では、クイックリターンミラー２０１をダウンさせ、一連のカメラ動作を終了する。
【００５２】
以上説明したように、第１の実施形態では、蓄積開始直後は蓄積モニター周期が短いｗ１に設定することで、高輝度被写体に対してもラインセンサで得られる像信号がダイナミックレンジを超えることなく蓄積制御できる（Ｓ２０１の動作）。また、蓄積開始から時間ｃ１経った時点で蓄積終了していないラインセンサがある場合は、低輝度被写体であると判断し、補助光による被写体照明を行う（Ｓ２０５の動作）。補助光装置がなく被写体の照明ができない場合は、蓄積モニター周期の長いｗ２（ｗ２＞ｗ１）に変更することで、ラインセンサブロックの回路のエネルギー消費を抑え、ノイズを減らすことができる（Ｓ２０７の動作）。一方、補助光照明できる場合は、蓄積開始から時間ｃ１経った時点でモニター周期ｗ３（ｗ２＞ｗ３≧ｗ１）に変更する。これにより、時間ｃ１が経った後、補助光により急激に蓄積信号が成長しても像信号がダイナミックレンジを超えることなく蓄積制御できる（Ｓ２０６動作）。
【００５３】
（第２の実施形態）
第２の実施形態は、第１の実施形態に対し、図８のフローチャートが図１０に置き換わっただけである。
【００５４】
図１０を参照して、第２の実施形態の動作について説明する。Ｓ４０１〜Ｓ４０３は、第１の実施形態のＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の動作であるため説明を省略する。また、Ｓ４０９〜Ｓ４２０は、第１の実施形態のＳ２０８〜Ｓ２１９と同様の動作であるため説明を省略する。
【００５５】
Ｓ４０４では、カメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を通じてカメラ本体に補助光装置が装着されているかの判定を行う。補助光装置が装着されている場合は、Ｓ４０５に進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。
【００５６】
Ｓ４０６では、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光が点灯中か否かの判定を行う。補助光が点灯中である場合は、Ｓ４０６では、レジスタｗｔにｗ３を設定する。一方、Ｓ４０４の判定で補助光装置がない、あるいはＳ４０６の判定で補助光が点灯していない場合は、Ｓ４０８へ進み、レジスタｗｔにｗ２を設定する。ここで、レジスタｗｔに設定する時間ｗ１、ｗ２、ｗ３の大小関係は、第１の実施形態と同様にｗ２＞ｗ３≧ｗ１である。さらにｗ３は、補助光の点灯中に蓄積モニター対象のラインセンサ１〜８を少なくとも一順できる周期とする。言い換えれば、蓄積モニター周期ｗ３内に蓄積モニター対象のラインセンサのそれぞれのモニターが少なくとも１回行われるようにする。
【００５７】
第２の実施形態における補助光時の点灯タイミングと蓄積モニター周期タイミングを図１１に示す。横軸は蓄積時間であり、矢印は各ラインセンサの蓄積モニタータイミングを示している。縦軸は、補助光の発光量である。蓄積時間ｔがｃ１より経過した後、蓄積モニター周期をｗ２に長くすることでエネルギー消費を抑え、点灯時は像信号がダイナミックレンジを越えないように蓄積モニター周期をｗ３に短くする。蓄積モニター周期ｗ３は、蓄積モニター対象のラインセンサ数以上、つまり８回以上に設定する。消灯後は、蓄積モニター周期をｗ２に長くする。
【００５８】
以上説明したように、第２の実施形態では、補助光が点滅光であり、点灯時のみ急激に蓄積信号が成長する場合でも点灯タイミングに同期してモニター周期を短く設定する（Ｓ４０６〜Ｓ４０８の動作）。これにより、像信号がダイナミックレンジを超えないように制御することができる。
【００５９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態は、第１の実施形態に対し、図８のフローチャートが図１２に置き換わっただけである。図１２を参照して、第３の実施形態の動作について説明する。Ｓ５０１〜Ｓ５０３は、第１の実施形態のＳ２０１〜Ｓ２０３と同様の動作であるため説明を省略する。また、Ｓ５０９〜Ｓ５２０は、第１の実施形態のＳ２０８〜Ｓ２１９と同様の動作であるため説明を省略する。
【００６０】
Ｓ５０４では、カメラ用ＣＰＵ１００は、補助光通信回路１０２を通じてカメラ本体に補助光装置が装着されているかの判定を行う。補助光装置が装着されている場合は、Ｓ５０５に進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。
【００６１】
Ｓ５０６では、このＡＦ動作中でｓｔｉｎｔ＝１になった履歴があるか否かの判定を行う。ｓｔｉｎｔ＝１になった履歴がある場合は、Ｓ５０７では、レジスタｗｔにｗ３を設定する。一方、Ｓ５０４の判定で補助光装置がない、あるいはＳ５０６の判定でｓｔｉｎｔ＝１になった履歴がある場合は、Ｓ５０８へ進み、レジスタｗｔにｗ２を設定する。ここで、レジスタｗｔに設定する時間ｗ１、ｗ２、ｗ３の大小関係は、第１の実施形態と同様にｗ２＞ｗ３≧ｗ１である。
【００６２】
以上説明したように、第３の実施形態では、蓄積終了の履歴がある場合はモニター周期を短く設定することで少なくとも最初に蓄積終了したラインセンサ以外の像信号はダイナミックレンジを超えることなく制御できる（Ｓ５０４〜Ｓ５０８の動作）。しかしながら、最初に蓄積終了したラインセンサは、像信号がダイナミックレンジを越えてしまう場合がある。その場合は、図４のラインセンサの配置図で示した隣接した他方のラインセンサの信号からデフォーカス量を決定すれば良い。
【００６３】
（第４の実施形態）
第４の実施形態は、第１の実施形態に対し、図８のフローチャートが図１３に置き換わっただけである。図１３を参照して、第４の実施形態の動作について説明する。
【００６４】
図１で示したカメラ本体のスイッチＳＷ１がＯＮされると、Ｓ６０１より動作を開始する。Ｓ６０１では、カメラ用ＣＰＵ１００は測光センサ１０６を制御することで、被写体の輝度の検出を行う。Ｓ６０２では、補助光による被写体照明の判定を行う。まず、Ｓ６０１で検出した被写体輝度が所定輝度以下であり、かつカメラ本体に補助光装置が装着されている場合は、Ｓ６０３へ移行する。一方、被写体輝度が所定輝度よりも上であった場合や、カメラ本体に補助光装置が装着されていない場合は、Ｓ６０５へ移行する。
【００６５】
Ｓ６０３では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信し、蓄積動作を開始する。焦点検出センサ１０１のレジスタｗｔにｗ１を、レジスタｔｒ［１］、［３］、［５］、［７］に１を、レジスタｍｏｄｅに１を、レジスタｓｔｒｔに１を設定する。すると、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１、３、５、７（第２の光電変換素子群）の蓄積を周期ｗ１で蓄積モニターしながら蓄積を開始する。
【００６６】
Ｓ６０４では、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光により被写体を照明するように指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９を駆動する。
【００６７】
Ｓ６０５では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信し、蓄積動作を開始する。焦点検出センサ１０１のレジスタｗｔ（蓄積モニター周期）にｗ１を、レジスタｔｒ［１］〜［８］の全てに１を、レジスタｍｏｄｅに０を、レジスタｓｔｒｔに１を設定する。すると、焦点検出センサ１０１は、ラインセンサ１〜８を周期ｗ１で蓄積モニターしながら蓄積を開始する。
【００６８】
Ｓ６０６では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタを一旦リセットし、その後、カウンタをスタートする。Ｓ６０７では、カメラ用ＣＰＵ１００内のカウンタにより蓄積時間ｔの判定を行う。ｔ＜ｃ１である場合は、Ｓ６０９へ移行する。また、ｃ２＞ｔ≧ｃ１である場合は、Ｓ６０８へ移行し、ｔ≧ｃ２（最大蓄積時間）である場合はＳ６１２へ移行する。ここで、ｃ１は補助光の照明開始タイミングであり、ｃ２はカメラが許容できる最大蓄積時間である。
【００６９】
Ｓ６０８では、蓄積時間ｔがｃ１を超えたため、まずカメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１のエネルギー消費を低減するためレジスタｗｔにｗ３を設定し、蓄積モニター周期を長くする。Ｓ６０９では、焦点検出センサ１０１のｓｔｉｎｔ端子の状態判定を行う。ｓｔｉｎｔ＝１（Ｈｉ）の場合は、Ｓ６１０へ移行する。一方、ｓｔｉｎｔ＝０（Ｌｏ）の場合は、Ｓ６０７へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。
【００７０】
Ｓ６１０では、カメラ用ＣＰＵ１００は焦点検出センサ１０１のレジスタｉｎｔに０を設定することで、ｓｔｉｎｔ端子の状態を０（Ｌｏ）に戻す。Ｓ６１１では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１のレジスタｔｒ［１］〜［８］の判定を行う。レジスタｔｒ［１］〜［８］が全て０の場合は、ラインセンサ１〜８の全てが蓄積終了しているので、Ｓ６１２へ進みレジスタｓｔｒｔに０を設定する。一方、レジスタｔｒ［１］〜［８］の内１つでも１がある場合は、蓄積終了していないラインセンサがあると判断し、Ｓ６０７へ戻り、焦点検出センサ１０１の蓄積を継続する。
【００７１】
Ｓ６１３では、補助光駆動の判定を行う。補助光を駆動してれば、Ｓ６１４へ進み、カメラ用ＣＰＵ１００は補助光用ＣＰＵ１０８と通信し、補助光駆動を停止するよう指示する。指示された補助光用ＣＰＵ１０８は、補助光駆動回路１０９による駆動を停止する。一方、補助光駆動をしていなければ、Ｓ６１５へ移行する。
【００７２】
Ｓ６１５では、カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１と通信することで、画素信号の読み出し動作を行う。カメラ用ＣＰＵ１００は、焦点検出センサ１０１から出力されるラインセンサ１〜８の画素信号を順次ＡＤ変換する。Ｓ６１６では、Ｓ６１５で得たラインセンサ１〜８の画素信号からデフォーカス演算を行い、主被写体位置（図５で示した測距点５０１〜５０３）とデフォーカス量を決定する。
【００７３】
Ｓ６１７では、このデフォーカス量が所望の範囲内、たとえば１／４Ｆδ以内（Ｆ：レンズの絞り値、δ：定数：２０ｕｍ、したがってＦ２．０のレンズの開放絞りでは１０ｕｍ）であるならば合焦と判断し、Ｓ６１９へ移行する。一方、１／４Ｆδより大であるならば、Ｓ６１８に進み、レンズ通信回路１０４を介してＳ６１６で決定したデフォーカス量分のレンズ駆動を指令する。そして、ステップＳ６０１に戻り、合焦状態になるまで前述のＡＦ動作が繰り返される。
【００７４】
Ｓ６１９ではレリーズ開始スイッチＳＷ２の判定がなされ、ＯＮの場合は、図９に続くＳ３０１に進み、撮影動作が行われる。一方、ＯＦＦの場合はＳ６２０へ進み、スイッチＳＷ１の判定を行う。ＳＷ１がＯＮの場合は、Ｓ６０１へ戻りＡＦ動作を繰り返す。一方、ＳＷ１がＯＦＦの場合は、ＡＦ動作を終了する。図９の撮影動作は第１の実施形態で説明しているため、ここでの説明を省略する。
【００７５】
以上説明したように、第４の実施形態では、補助光判定の結果、補助光なしの場合は蓄積モニター対象をラインセンサ１〜８の全ライン（第１の光電変換素子群）とし、補助光ありの場合は蓄積モニター対象を４ライン（第２の光電変換素子群の片方））に限定している（Ｓ６０２〜Ｓ６０５）。そのため、ラインセンサの蓄積モニター周期は、全ラインよりも４ラインの方が短くなる。したがって、補助光により急激に蓄積信号が成長する場合でも像信号がダイナミックレンジを超えることなく制御することができる。また、補助光時はレジスタｍｏｄｅを１に設定することで、隣接するラインセンサは同時に蓄積終了される。したがって、ラインセンサ２、４、６、８についても像信号がダイナミックレンジを超えることなく制御できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を照明する照明手段と、
前記被写体からの光を受光して電荷を蓄積する複数の領域に分割された複数の光電変換素子と、
前記光電変換素子の出力に基づいて、撮影レンズの焦点状態の検出を行う焦点検出手段と、
前記複数の領域のうちの各領域の光電変換素子の蓄積状態を表わす状態信号を所定のモニター周期で順番に出力するモニター手段と、
前記モニター手段により順番に出力された前記状態信号に基づいて、該状態信号に対応した領域の前記光電変換素子の電荷の蓄積を終了させるか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記モニター手段は、前記照明手段の状態により、前記モニター周期を変更することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記照明手段の状態とは、前記光電変換素子の電荷の蓄積中に、前記照明手段が前記被写体を照明しているか、前記被写体を照明していないかの状態であることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記照明手段が前記被写体を照明していない状態である場合、前記モニター手段は、前記光電変換素子による電荷の蓄積を開始してから所定の時間の間は第１のモニター周期で前記状態信号を出力し、前記所定の時間が経過した後には、前記第１のモニター周期よりも長い第２のモニター周期で前記状態信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記照明手段が前記被写体を照明している状態である場合、前記モニター手段は、前記所定の時間が経過した後には、前記第１のモニター周期より長く前記第２のモニター周期より短い第３のモニター周期で前記状態信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記照明手段が前記被写体を照明している状態である場合、前記モニター手段は、前記判定手段が最初に前記複数の領域のうちのいずれかの領域の電荷の蓄積の終了を判定するまでは前記第２のモニター周期で前記状態信号を出力し、前記電荷の蓄積の終了を判定した後は、前記第１のモニター周期より長く前記第２のモニター周期より短い第３のモニター周期で前記状態信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記照明手段が前記被写体を照明していない状態である場合、前記モニター手段は、前記複数の光電変換素子のうちの第１の光電変換素子群の状態信号を出力し、前記照明手段が前記被写体を照明している状態である場合、前記モニター手段は、前記複数の光電変換素子のうちの前記第１の光電変換素子群よりも少ない数の第２の光電変換素子群の状態信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記モニター手段は、前記第１の光電変換素子群については、隣接して配置された２つの光電変換素子の両方をモニターの対象とし、前記第２の光電変換素子群については、隣接して配置された２つの光電変換素子の片方をモニターの対象とすることを特徴とする請求項６に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
前記照明手段が、点灯、消灯を繰り返す場合、前記モニター手段は、前記モニター周期を前記照明手段の点灯の周期に同期させて前記状態信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項９】
前記モニター手段は、前記照明手段の１回の点灯中に前記複数の領域のうちの各領域のそれぞれについて前記状態信号の出力を少なくとも１回行うことを特徴とする請求項８に記載の焦点検出装置。
【請求項１】
被写体を照明する照明手段と、
前記被写体からの光を受光して電荷を蓄積する複数の領域に分割された複数の光電変換素子と、
前記光電変換素子の出力に基づいて、撮影レンズの焦点状態の検出を行う焦点検出手段と、
前記複数の領域のうちの各領域の光電変換素子の蓄積状態を表わす状態信号を所定のモニター周期で順番に出力するモニター手段と、
前記モニター手段により順番に出力された前記状態信号に基づいて、該状態信号に対応した領域の前記光電変換素子の電荷の蓄積を終了させるか否かを判定する判定手段と、を備え、
前記モニター手段は、前記照明手段の状態により、前記モニター周期を変更することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記照明手段の状態とは、前記光電変換素子の電荷の蓄積中に、前記照明手段が前記被写体を照明しているか、前記被写体を照明していないかの状態であることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項３】
前記照明手段が前記被写体を照明していない状態である場合、前記モニター手段は、前記光電変換素子による電荷の蓄積を開始してから所定の時間の間は第１のモニター周期で前記状態信号を出力し、前記所定の時間が経過した後には、前記第１のモニター周期よりも長い第２のモニター周期で前記状態信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記照明手段が前記被写体を照明している状態である場合、前記モニター手段は、前記所定の時間が経過した後には、前記第１のモニター周期より長く前記第２のモニター周期より短い第３のモニター周期で前記状態信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記照明手段が前記被写体を照明している状態である場合、前記モニター手段は、前記判定手段が最初に前記複数の領域のうちのいずれかの領域の電荷の蓄積の終了を判定するまでは前記第２のモニター周期で前記状態信号を出力し、前記電荷の蓄積の終了を判定した後は、前記第１のモニター周期より長く前記第２のモニター周期より短い第３のモニター周期で前記状態信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
前記照明手段が前記被写体を照明していない状態である場合、前記モニター手段は、前記複数の光電変換素子のうちの第１の光電変換素子群の状態信号を出力し、前記照明手段が前記被写体を照明している状態である場合、前記モニター手段は、前記複数の光電変換素子のうちの前記第１の光電変換素子群よりも少ない数の第２の光電変換素子群の状態信号を出力することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
【請求項７】
前記モニター手段は、前記第１の光電変換素子群については、隣接して配置された２つの光電変換素子の両方をモニターの対象とし、前記第２の光電変換素子群については、隣接して配置された２つの光電変換素子の片方をモニターの対象とすることを特徴とする請求項６に記載の焦点検出装置。
【請求項８】
前記照明手段が、点灯、消灯を繰り返す場合、前記モニター手段は、前記モニター周期を前記照明手段の点灯の周期に同期させて前記状態信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
【請求項９】
前記モニター手段は、前記照明手段の１回の点灯中に前記複数の領域のうちの各領域のそれぞれについて前記状態信号の出力を少なくとも１回行うことを特徴とする請求項８に記載の焦点検出装置。
【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】
【公開番号】特開２０１２−２１５６６３（Ｐ２０１２−２１５６６３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９７９７（Ｐ２０１１−７９７９７）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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