(57)【要約】【課題】高速な測距動作に対応することが可能な焦点位置検出装置及びそのような焦点位置検出装置を備えるカメラを提供すること。【解決手段】基準画素列群２００＿ｂに画素ピッチｐの画素をｘ/ｐピッチ分だけずらして配置した複数の画素列ＰＤＡ＿ｂ１、ＰＤＡ＿ｂ２及び複数の電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、ＴＲＡＮＳ＿ｂ２を設けるとともに、参照画素列群２００＿ｒにも画素ピッチｐのｘ/ｐピッチ分だけずらして配置した複数の画素列ＰＤＡ＿ｒ１、ＰＤＡ＿ｒ２及び複数の電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１、ＴＲＡＮＳ＿ｒ２を設ける。第１の測距モード時に、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１及びＰＤＡ＿ｒ１の対による電荷の蓄積及び電荷の読み出しと第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２及びＰＤＡ＿ｒ２の対による電荷の蓄積及び電荷の読み出しとが時間ｔ＿ｗａｉｔだけずれるように制御部３００が制御を行う。【選択図】図４
2010113203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光した光束の光量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が第１の方向に並べられてなる基準画素列と、前記基準画素列に蓄積された電荷を転送する基準電荷転送部と、の組が、前記第１の方向とは異なる第２の方向に複数配置されてなる基準画素列群と、
前記基準画素列群と対をなすように所定の間隔をおいて配置され、受光した光束の光量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が前記第１の方向に並べられてなる参照画素列と、前記参照画素列に蓄積された電荷を転送する参照電荷転送部と、の組が、前記第２の方向に複数配置されてなる参照画素列群と、
被写体に関する略同一の光束を、前記各基準画素列と前記各参照画素列とにそれぞれ結像させる光学部と、
前記各基準画素列による電荷の蓄積及び前記各基準電荷転送部による電荷の転送と、前記参照画素列による電荷の蓄積及び前記参照電荷転送部による電荷の転送とを、前記基準画素列と前記参照画素列との対毎に所定のタイミングずつずらしながら順次行うよう制御する第１の測距モードを実行させる制御部と、
前記基準画素列と前記参照画素列との対毎に前記基準電荷転送部及び前記参照電荷転送部を介して転送された電荷から撮像光学系の焦点位置を演算する演算部と、
を具備することを特徴とする焦点位置検出装置。
【請求項２】
前記基準画素列群において隣接する基準画素列は各画素のピッチをｐとしたときに前記第１の方向に０≦ｘ≦ｐなるｘずらして配置されるとともに、前記参照画素列群において隣接する参照画素列は前記第１の方向に０≦ｘ≦ｐなるｘずらして配置され、
前記制御部は、前記各基準画素列による電荷の蓄積及び前記各基準電荷転送部による電荷の転送と、前記各参照画素列による電荷の蓄積及び前記各参照電荷転送部による電荷の転送とを同一のタイミングで行うよう制御する第２の測距モードと前記第１の測距モードと切り替えて実行可能であることを特徴とする請求項１に記載の焦点位置検出装置。
【請求項３】
前記基準画素列群において隣接する基準画素列の間に配置され、該隣接する基準画素列のそれぞれで蓄積される電荷をモニタするための基準モニタセンサと、
前記参照画素列群において隣接する参照画素列の間に配置され、該隣接する参照画素列のそれぞれで蓄積される電荷をモニタするための参照モニタセンサと、
をさらに具備し、
前記制御部は、前記第１の測距モードのときに、前記隣接する基準画素列のうちの一方の基準画素列と該一方の基準画素列と対をなす参照画素列とに蓄積させる電荷の制御を前記基準モニタセンサの出力に基づいて行い、前記隣接する基準画素列のうちの他方の基準画素列と該他方の基準画素列と対をなす参照画素列とに蓄積させる電荷の制御を前記参照モニタセンサの出力に基づいて行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点位置検出装置。
【請求項４】
前記基準電荷転送部及び前記参照電荷転送部は、それぞれ、前記各画素に蓄積された電荷を転送クロックに同期して転送するシフトレジスタを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点位置検出装置。
【請求項５】
前記基準電荷転送部及び前記参照電荷転送部は、それぞれ、前記各画素に蓄積された電荷を選択的に出力させる出力選択部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の焦点位置検出装置。
【請求項６】
前記基準画素列群は、前記各基準電荷転送部の一端に接続され前記各基準電荷転送部から転送されてくる電荷を時系列的に選択して出力させる基準電荷選択部を有し、
前記参照画素列群は、前記各参照電荷転送部の一端に接続され前記各参照電荷転送部から転送されてくる電荷を時系列的に選択して出力させる参照電荷選択部を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の焦点位置検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の焦点位置検出装置と、
前記演算された撮像光学系の焦点位置に基づいて、前記撮像光学系が合焦するように駆動する光学系駆動部と、
を具備することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像光学系の焦点位置を検出するための焦点位置検出装置及びそれを備えるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラに用いられる位相差検出方式の焦点位置検出装置について、例えば特許文献１等において提案されているような、複数のラインセンサを千鳥に配置した光電変換部を用いて焦点位置検出（測距）を行う手法が知られている。特許文献１における光電変換部は、平行配置された２つのラインセンサを有し、これらのラインセンサを互いに半画素ピッチずつずらして配置することで構成されている。このような構成の２つのラインセンサからのデータを交互に合成して扱うことで、ラインセンサが１つのみの場合に比べて空間分解能を２１/２倍に高めることができる。
【特許文献１】特開平６−１８７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、特許文献１のような千鳥配置のラインセンサを用いた場合、ラインセンサが１つの場合に比べて読み出しが必要な画素の数が増加する。このため、各画素からのデータの読み出しに必要な時間が増えてしまい、測距に必要な時間が増加するおそれがある。
【０００４】
本発明は上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高速な測距動作に対応することが可能な焦点位置検出装置及びそのような焦点位置検出装置を備えるカメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様の焦点位置検出装置は、受光した光束の光量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が第１の方向に並べられてなる基準画素列と、前記基準画素列に蓄積された電荷を転送する基準電荷転送部と、の組が、前記第１の方向とは異なる第２の方向に複数配置されてなる基準画素列群と、前記基準画素列群と対をなすように所定の間隔をおいて配置され、受光した光束の光量に応じた電荷を蓄積する複数の画素が前記第１の方向に並べられてなる参照画素列と、前記参照画素列に蓄積された電荷を転送する参照電荷転送部と、の組が、前記第２の方向に複数配置されてなる参照画素列群と、被写体に関する略同一の光束を、前記各基準画素列と前記各参照画素列とにそれぞれ結像させる光学部と、前記各基準画素列による電荷の蓄積及び前記各基準電荷転送部による電荷の転送と、前記参照画素列による電荷の蓄積及び前記参照電荷転送部による電荷の転送とを、前記基準画素列と前記参照画素列との対毎に所定のタイミングずつずらしながら順次行うよう制御する第１の測距モードを実行させる制御部と、前記基準画素列と前記参照画素列との対毎に前記基準電荷転送部及び前記参照電荷転送部を介して転送された電荷から撮像光学系の焦点位置を演算する演算部とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高速な測距動作に対応することが可能な焦点位置検出装置及びそのような焦点位置検出装置を備えるカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るカメラＣＡＭの構成を示すブロック図である。図１に示すカメラＣＡＭは、撮像光学系ＭＯと、ファインダーＦＤと、焦点位置検出装置ＡＦＭと、光学系駆動部ＯＤと、設定ボタンＢＴとを有している。
【０００８】
撮像光学系ＭＯは、被写体像の撮影に係る光学系である。この撮像光学系ＭＯには、撮像レンズＯＬと、メインミラーＭＭと、サブミラーＳＭと、撮像素子ＩＭＧとが含まれる。  
撮像レンズＯＬは、被写体に関する光束を結像させるための光学系である。この撮像レンズＯＬは、光学系駆動部ＯＤによって図１に示す光軸方向に移動自在になされている。撮像レンズＯＬを光軸方向に移動させることによって撮像レンズＯＬの焦点位置を調整することが可能である。
【０００９】
メインミラーＭＭは、撮像レンズＯＬと撮像素子ＩＭＧとの間に配置され、撮像レンズＯＬの光軸上の位置と撮像レンズＯＬの光軸上の位置から退避する位置とに進退自在に構成されている。このメインミラーＭＭは、中央部がハーフミラーで構成されている。撮像レンズＯＬの光軸上の位置にあるときに、メインミラーＭＭは、撮像レンズＯＬを通過した被写体像に対応した光束の一部をファインダーＦＤの方向に反射させ、一部を透過させる。
【００１０】
サブミラーＳＭは、メインミラーＭＭのハーフミラー部の背面に設けられており、メインミラーＭＭを透過した光束を焦点位置検出装置ＡＦＭの方向に反射させる。なお、サブミラーＳＭは、測距動作用に用いられるものであるが、ここでは説明のために、サブミラーＳＭが撮像光学系ＭＯを構成する一部位であると位置付けている。
【００１１】
撮像素子ＩＭＧは、メインミラーＭＭが撮像レンズＯＬの光軸上の位置にあるときに撮像レンズＯＬを介して結像される被写体像を電気信号に変換する。この撮像素子ＩＭＧで得られた電気信号に基づいて被写体像に基づく画像を表示したり、記録したりすることができる。
【００１２】
ファインダーＦＤは、ペンタプリズムＰＲＩＳＭと、ＡＥセンサＡＥＭと、接眼レンズＥＬとを有し、撮影者が被写体像を確認するために用いられる。  
ペンタプリズムＰＲＩＳＭは、メインミラーＭＭで反射された光束に基づく被写体像を正立像とする。ＡＥセンサＡＥＭは、ペンタプリズムＰＲＩＳＭから出射される光束の一部を受光し、受光した光束から被写体の明るさを検出する。接眼レンズＥＬは、ペンタプリズムＰＲＩＳＭから出射される光束を、ファインダーＦＤを覗いている撮影者の目に結像させる。
【００１３】
焦点位置検出装置ＡＦＭは、コンデンサレンズＣＬ、固定ミラーＦＭ、セパレータレンズＳＬを有する光学部ＯＭと、光電変換部１０００と、演算部ＣＰＵとを有している。  
コンデンサレンズＣＬは、撮像等価面（撮像レンズＯＬを通過してサブミラーＳＭで反射された光束が１次結像する、撮像素子ＩＭＧと光学的に等価な位置にあたる面）の近傍に設置され、撮像等価面上に結像されて得られた被写体像を集光する。固定ミラーＦＭは、コンデンサレンズＣＬで集光された光束を光電変換部１０００の方向に反射させる。セパレータレンズＳＬは、固定ミラーＦＭで反射された光束を分割する。光電変換部１０００には、セパレータレンズＳＬで分割された光束のそれぞれの結像位置に対応するように基準画素列群２００＿ｂ、参照画素列群２００＿ｒが配置されてなり、セパレータレンズＳＬで分割された光束に基づく被写体像を電気信号に変換して演算部ＣＰＵに出力する。この光電変換部１０００の詳細については後述する。演算部ＣＰＵは、光電変換部１０００からの出力を用いて測距演算を行う。この測距演算は、撮像レンズＯＬの焦点位置に関する情報である焦点ずれ量を求めるための演算である。
【００１４】
光学系駆動部ＯＤは、レンズ駆動信号生成部ＭＧと、モータドライバＭＤとを有し、撮像レンズＯＬをその光軸方向に駆動させる。  
レンズ駆動信号生成部ＭＧは、演算部ＣＰＵによって演算された撮像レンズＯＬの焦点ずれ量に基づき、撮像レンズＯＬを合焦とするために必要な撮像レンズＯＬの駆動量を示す信号を生成する。モータドライバＭＤは、レンズ駆動信号生成部ＭＧで生成された信号に従って撮像レンズＯＬを駆動する。
【００１５】
設定ボタンＢＴは、撮影者が、カメラの動作状態を設定するために用いられる各種の設定ボタンである。
【００１６】
次に、図１に示す構成を有するカメラＣＡＭの、特に焦点位置検出装置ＡＦＭの動作について説明する。焦点位置検出装置ＡＦＭは、電源投入後等のカメラの動作開始から撮影者の操作によって撮影の実行が指示されるまでに動作するものである。
【００１７】
撮影の実行が指示されるまでの間、メインミラーＭＭとサブミラーＳＭとは図１に示した撮像レンズＯＬの光軸上の位置にある。このとき、撮像レンズＯＬにより導かれた被写体像に関する光束の一部はメインミラーＭＭで反射されてペンタプリズムＰＲＩＳＭに導かれる。ペンタプリズムＰＲＩＳＭを通過した光束の一部はＡＥセンサＡＥＭに導かれる。ＡＥセンサＡＥＭによって検知された被写体の明るさに関する情報は演算部ＣＰＵに出力される。この被写体の明るさに関する情報は、撮像素子ＩＭＧの露出量の制御のために用いられる他、焦点位置検出装置ＡＦＭの制御にも用いられる。また、ペンタプリズムＰＲＩＳＭを通過した光束の残りは、接眼レンズＥＬに導かれ、撮影者の目に像を結ぶ。
【００１８】
また、メインミラーＭＭを透過した光束はサブミラーＳＭに達する。サブミラーＳＭで反射された光束は撮像等価面上に結像する。この撮像等価面上に結像した光束は、コンデンサレンズＣＬに導かれ、固定ミラーＦＭで反射された後、セパレータレンズＳＬに導かれる。セパレータレンズＳＬで分割された光束は光電変換部１０００に入射する。
【００１９】
ここで、本実施形態において、撮影者は、撮影シーンに応じて焦点位置検出装置ＡＦＭの動作モードを第１の測距モードと第２の測距モードの何れかに設定することができる。また、設定ボタンＢＴを介して撮影の実行が指示されると、ＡＥセンサＡＥＭからの入力に基づいて、演算部ＣＰＵからコマンドＣＭＤが光電変換部１０００に出力される。このコマンドＣＭＤを受け取ることにより、光電変換部１０００は被写体像に関する情報を電気信号に変換する動作を開始する。光電変換部１０００で検出された被写体像を示す信号は、演算部ＣＰＵに出力される。演算部ＣＰＵでは、基準画素列群２００＿ｂと参照画素列群２００＿ｒとで対をなして出力される信号から、撮像レンズＯＬの焦点ずれ量が計算される。この焦点ずれ量はレンズ駆動信号生成部ＭＧに入力される。レンズ駆動信号生成部ＭＧでは、撮像レンズＯＬの駆動量を示す信号が生成される。この信号がモータドライバＭＤに加えられ、撮像レンズＯＬが合焦する位置に移動する。
【００２０】
焦点位置検出装置ＡＦＭの動作が終わってから撮影が実行される。撮影時には、メインミラーＭＭ及びサブミラーＳＭが撮像レンズＯＬの光軸上から退避する位置に移動される。この状態になると撮像レンズＯＬで導かれた被写体像は撮像素子ＩＭＧ上に結像される。この状態で撮像素子ＩＭＧを動作させることで被写体像を画像として取り込むことが可能である。
【００２１】
次に、図２、図３を参照して焦点位置検出装置ＡＦＭについて詳しく説明する。ここで、図２は、焦点位置検出装置ＡＦＭが被写体像を捉えることができるエリアの一例を示している。また、図３は、図２に示したエリア内の被写体像に関する情報を用いた撮像レンズＯＬの測距演算の概念を説明するための図である。なお、図３（ａ）、（ｂ）は撮像レンズＯＬが合焦している時の状態を示している。また、図３（ｃ）、（ｄ）は撮像レンズＯＬが前ピンの時の状態を示している。さらに、図３（ｅ）、（ｆ）は撮像レンズＯＬが後ピンの時の状態を示している。
【００２２】
上述したように、サブミラーＳＭで反射され、撮像等価面上に結像した光束は、コンデンサレンズＣＬで集光された後、セパレータレンズＳＬによって分割される。即ち、図３（ａ）、（ｃ）、（ｅ）に示すように、撮像レンズＯＬの上側を通った被写体像は光電変換部１０００の下側に配された参照画素列群２００＿ｒ上に再結像される。同様に撮像レンズＯＬの下側を通った被写体像は光電変換部１０００の上側に配された基準画素列群２００＿ｂ上に再結像される。
【００２３】
ここで、参照画素列群２００＿ｒに再結像した被写体像と基準画素列群２００＿ｂに再結像した被写体像との間隔（２像間隔）は撮像レンズＯＬの焦点位置によって変化するものである。例えば、撮像レンズＯＬの合焦時の２像間隔がＺ０であるとすると、撮像レンズＯＬが前ピンの時には２像間隔がＺ０より小さくなり、逆に後ピンの時には２像間隔がＺ０より大きくなる。２像間隔の変化は撮像レンズＯＬの焦点ずれ量（デフォーカス量）にほぼ比例する。したがって、２像間隔を検出することにより、撮像レンズＯＬの焦点ずれ量及び焦点ずれ方向を算出することができる。この焦点ずれ量が無くなるように撮像レンズＯＬの駆動量を求め、この駆動量に従って撮像レンズＯＬを駆動することで撮像レンズＯＬを合焦状態とすることができる。
【００２４】
以下、光電変換部１０００について詳細に説明する。図４は本発明の第１の実施形態に係る光電変換部１０００の構成を示した図である。図４に示すように、光電変換部１０００は、基準画素列群２００＿ｂと、参照画素列群２００＿ｒと、制御部３００とを有している。
【００２５】
基準画素列群２００＿ｂは、基準画素列である第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１及び基準電荷転送部である第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１の組と、基準画素列である第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２及び基準電荷転送部である第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２の組と、アナログ処理回路４００＿ｂとを有している。
【００２６】
第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１及び第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２は、複数の画素が第１の方向（図４の例では水平方向）に並べられて構成されている。各画素は、光束を受光し、受光した光束の光量に応じた電荷を光電変換によって生成する。第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１は第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１に隣接して設けられ、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１の各画素に蓄積された電荷を光電変換部１０００の外部に向けて転送する。第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２は第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２に隣接して設けられ、第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２の各画素に蓄積された電荷を光電変換部１０００の外部に向けて転送する。
【００２７】
ここで、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１には制御部３００からの第１ゲート信号ＴＧ１が入力され、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１には制御部３００からの第１転送信号φ１が入力される。また、第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２には制御部３００からの第２ゲート信号ＴＧ２が入力され、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２には制御部３００からの第２転送信号φ２が入力される。
【００２８】
アナログ処理回路４００＿ｂは第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２の一端に接続されており、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２からそれぞれ転送されてきた電荷を電圧信号に変換し、画素列群出力Ｖｏｕｔ＿ｂとして光電変換部１０００の外部の演算部ＣＰＵに出力する。
【００２９】
このような構成の基準画素列群２００＿ｂにおいて、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１及び第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１の組と第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２及び第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２の組とは、第１の方向と直交する第２の方向（図４の例では垂直方向）に並列に配置されている。また、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１及び第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１の組に対して第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２及び第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２の組は、画素のピッチｐの１/２の幅だけ第１の方向にずらして配置されている。
【００３０】
基準画素列群２００＿ｂと同様に、参照画素列群２００＿ｒは、参照画素列である第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１及び参照電荷転送部である第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１の組と、参照画素列である第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２及び参照電荷転送部である第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２の組と、アナログ処理回路４００＿ｒとを有している。この参照画素列群２００＿ｒは第１の方向に沿って基準画素列群２００＿ｂと所定の間隔だけ離れて配置されている。
【００３１】
第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１及び第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２は、複数の画素が第１の方向（図４の例では水平方向）に並べられて構成されている。各画素は、光束を受光し、受光した光束の光量に応じた電荷を光電変換によって生成する。第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１は第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１に隣接して設けられ、第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１の各画素に蓄積された電荷を光電変換部１０００の外部に向けて転送する。第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２は第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２に隣接して設けられ、第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２の各画素に蓄積された電荷を光電変換部１０００の外部に向けて転送する。
【００３２】
ここで、第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１には制御部３００からの第１ゲート信号ＴＧ１が入力され、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１には制御部３００からの第１転送信号φ１が入力される。また、第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２には制御部３００からの第２ゲート信号ＴＧ２が入力され、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２には制御部３００からの第２転送信号φ２が入力される。
【００３３】
アナログ処理回路４００＿ｒは第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２の一端に接続されており、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２からそれぞれ転送されてきた電荷を電圧信号に変換し、画素列群出力Ｖｏｕｔ＿ｒとして光電変換部１０００の外部の演算部ＣＰＵに出力する。
【００３４】
このような構成の参照画素列群２００＿ｒにおいて、第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１及び第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１の組と第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２及び第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２の組とは、第１の方向と直交する第２の方向（図４の例では垂直方向）に並列に配置されている。また、第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１及び第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１の組に対して第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２及び第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２の組は、画素ピッチｐの１/２の幅だけ第１の方向にずらして配置されている。
【００３５】
制御部３００は、演算部ＣＰＵから受け取ったコマンドＣＭＤに応じて、第１転送信号φ１と、第２転送信号φ２と、第１ゲート信号ＴＧ１と、第２ゲート信号ＴＧ２とを基準画素列群２００＿ｂ、参照画素列群２００＿ｒに出力する。
【００３６】
ここで、第１転送信号φ１は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、ＴＲＡＮＳ＿ｒ１を制御するための信号である。第１転送信号φ１が有効な期間（第１転送信号φ１が第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、ＴＲＡＮＳ＿ｒ１に電荷転送させるための信号を生成している期間）では、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、ＴＲＡＮＳ＿ｒ１による電荷の転送が行われる。また、第２転送信号φ２は第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２、ＴＲＡＮＳ＿ｒ２を制御するための信号である。第２転送信号φ２が有効な期間（第２転送信号φ２が第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２、ＴＲＡＮＳ＿ｒ２に電荷転送させるための信号を生成している期間）では、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２、ＴＲＡＮＳ＿ｒ２による電荷の転送が行われる。また、第１ゲート信号ＴＧ１は第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１、ＰＤＡ＿ｒ１を制御するための信号である。第１ゲート信号ＴＧ１がローレベル（以下、Ｌとする）の場合、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１、ＰＤＡ＿ｒ１による電荷の蓄積が行われる。一方、第１ゲート信号ＴＧ１がハイレベル（以下、Ｈとする）の場合、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１、ＰＤＡ＿ｒ１による電荷の蓄積が停止され、蓄積された電荷が第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１、ＴＲＡＮＳ＿ｒ１に転送される。また、第２ゲート信号ＴＧ２は第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２、ＰＤＡ＿ｒ２を制御するための信号である。第２ゲート信号ＴＧ２がＬの場合、第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２、ＰＤＡ＿ｒ２による電荷の蓄積が行われる。一方、第２ゲート信号ＴＧ２がＨの場合、第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２、ＰＤＡ＿ｒ２による電荷の蓄積が停止され、蓄積された電荷が第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２、ＴＲＡＮＳ＿ｒ２に転送される。
【００３７】
なお、今までの説明では、基準画素列群２００＿ｂ及び参照画素列群２００＿ｒのそれぞれに設けられた画素列、電荷転送部を基準画素列群側と、参照画素列群側とで区別するためにｂ及びｒの指標を付している。実際には、光電変換部１０００が動作する際には、基準画素列群２００＿ｂ及び参照画素列群２００＿ｒにおける画素列、電荷転送部はそれぞれ対になって動作する。このため、以降の説明にて基準画素列群２００＿ｂ及び参照画素列群２００＿ｒの両方に関する構成を示す場合には、ｂ及びｒの指標を付さないことにする。
【００３８】
即ち、基準画素列群２００＿ｂ及び参照画素列群２００＿ｒの両方を示す場合は、画素列群２００と表す。同様に、基準画素列群２００＿ｂにおける第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１及び参照画素列群２００＿ｒにおける第１画素列ＰＤＡ＿ｒの両方を示す場合は第１画素列ＰＤＡ＿１と表す。また、基準画素列群２００＿ｂにおける第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２及び参照画素列群２００＿ｒにおける第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２の両方を示す場合は第２画素列ＰＤＡ＿２と表す。同様に、基準画素列群２００＿ｂにおける第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１及び参照画素列群２００＿ｒにおける第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１の両方を示す場合は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１と表す。また、基準画素列群２００＿ｂにおける第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２及び参照画素列群２００＿ｒにおける第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２の両方を示す場合は第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２と表す。また、基準画素列群２００＿ｂにおけるアナログ処理回路４００＿ｒ及び参照画素列群２００＿ｒにおけるアナログ処理回路４００＿ｒの両方を示す場合はアナログ処理回路４００と表す。
【００３９】
以下、図５を参照して、光電変換部１０００の動作シーケンスについて説明する。本実施形態における光電変換部１０００は第１の測距モードと第２の測距モードとを有し、第１の測距モードと第２の測距モードで異なる動作をする。
【００４０】
最初に、図５（ａ）を用いて、第１の測距モード時の動作シーケンスについて説明する。図５（ａ）は第１の測距モードにおける光電変換部１０００の動作を示すタイミングチャートである。
【００４１】
撮影者が、設定ボタンＢＴを操作して第１の測距モードを選択すると、その旨を示す情報が演算部ＣＰＵに伝達される。これを受けて演算部ＣＰＵはＡＥセンサＡＥＭから、測距対象の被写体に関する明るさの情報を取得する。次に、演算部ＣＰＵは、光電変換部１０００を第１の測距モードで動作させる命令と、被写体に関する明るさに基づいて計算される、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１、ＰＤＡ＿ｒ１の組と、第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２、ＰＤＡ＿ｒの組の露光開始時刻の時間差を指示する命令と、各画素列の蓄積時間とを含むコマンドＣＭＤを光電変換部１０００に送信する。このコマンドＣＭＤを受け取った直後より、光電変換部１０００は第１の測距モードで動作する。
【００４２】
以降では、第１の測距モードにおける動作シーケンスを、第１画素列ＰＤＡ＿１及び第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１の組（以下、第１組とする）と第２画素列ＰＤＡ＿２及び第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２の組（以下、第２組とする）とに分けて説明する。
【００４３】
最初に第１組の動作について説明する。第１組は、蓄積モードと、読み出しモードの２つの動作モードに従って動作する。以下、蓄積モード、読み出しモードの順に説明する。
【００４４】
まず、第１組における蓄積モード時の動作について説明する。第１の測距モードでの動作の開始直後に、第１組の蓄積モードの動作を実行させる。このために、制御部３００は、第１ゲート信号ＴＧ１を、Ｌ、Ｈ、Ｌの順で変化させる。第１ゲート信号ＴＧ１がＬからＨに変化した時点で、第１画素列ＰＤＡ＿１に蓄積された不要な電荷が第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に転送される。そして、第１ゲート信号ＴＧ１がＨからＬに変化した時点で第１画素列ＰＤＡ＿１における電荷の蓄積が開始される。第１ゲート信号ＴＧ１をＨからＬに変化させた後、制御部３００は、所定の時間ｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１の間だけ第１ゲート信号ＴＧ１をＬとする。この間に、被写体からの光束に応じた電荷が第１画素列ＰＤＡ＿１の各画素に蓄積される。その後、第１ゲート信号ＴＧ１がＨとなると、第１画素列ＰＤＡ＿１の各画素に蓄積された電荷が第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に転送される。
【００４５】
ここで、所定の時間ｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１は、ＡＥセンサＡＥＭからの明るさ情報に基づいて演算部ＣＰＵにより決定されるものであり、演算部ＣＰＵからコマンドＣＭＤとして光電変換部１０００に送信されるものである。被写体が低輝度の場合にはｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１を長くし、被写体が高輝度の場合にはｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１を短くする。なお、第１の測距モードでは連続して何度も電荷の蓄積が行われるため、図５（ａ）においてはｌ回目の蓄積モードの所要時間をｔ＿ａｃｃｕｍ１＿ｌ（ｌは任意の自然数）として示している。
【００４６】
また、蓄積モード期間中において制御部３００は、第１転送信号φ１を「有効」としておく。このため、第１ゲート信号ＴＧ１がＨとなることによって第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に転送された不要な電荷はアナログ処理回路４００にて電圧信号に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔ（Ｖｏｕｔ＿ｂ、Ｖｏｕｔ＿ｒ）として出力される。しかしながら、この不要電荷に対応した出力は無効画素データとして扱われ、測距演算には用いられない。
【００４７】
２回目以降の蓄積モードも１回目と同様の動作が行われる。即ち、ｌ回目の蓄積モードの開始時においても、制御部３００は、第１ゲート信号ＴＧ１をＬ、Ｈ、Ｌの順で変化させることで第１画素列ＰＤＡ＿１に蓄積された不要電荷を第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に転送した後、電荷の蓄積を開始させる。
【００４８】
次に、第１組における読み出しモード時の動作について説明する。１回目の蓄積モードが終了すると、第１画素列ＰＤＡ＿１に蓄積された電荷を読み出すための読み出しモードの動作を開始させるべく、制御部３００は、第１ゲート信号ＴＧ１をＨ、Ｌの順で変化させる。また、制御部３００は、第１転送信号φ１を「有効」としておく。これにより、蓄積モードの終了時に第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に転送された電荷がアナログ処理回路４００に転送される。即ち、読み出しモード時には、第１画素列ＰＤＡ＿１の各画素に蓄積された電荷が順次読み出される。なお、図５（ａ）において、１回目の読み出しモードの所要時間をｔ＿ｒｅａｄ１＿１で示している。この読み出しモードの期間中に転送された電荷は、アナログ処理回路４００にて電圧信号に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして演算部ＣＰＵに出力される。この出力は有効画素データとして扱われ、演算部ＣＰＵにおける測距演算に用いられる。
【００４９】
２回目以降の読み出しモードについても１回目と同様の動作が行われる。即ち、ｌ回目の蓄積モードが終了した直後に、ｌ回目の読み出しモードの動作が開始される。なお、図５（ａ）において、ｌ回目の読み出しモードの所要時間をｔ＿ｒｅａｄ１＿ｌ（図では例としてｌ＝１、２のみ）で示している。
【００５０】
次に、第１組における測距演算について説明する。第１組の読み出しモード時に読み出された電荷はアナログ処理回路４００にて電圧に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして演算部ＣＰＵに出力される。この画素列群出力Ｖｏｕｔは、ベクトルＳ＿ｂ［２ｋ−１］及びＳ＿ｒ［２ｋ−１］として、演算部ＣＰＵ内のメモリに保持される。ここで、Ｓ＿ｂ［２ｋ−１］は基準画素列群２００＿ｂにおける第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１の画素に蓄積された電荷量に対応する電気信号を示している。なお、［２ｋ−１］（ｋはｋ≦（ｎ+１）/２の自然数）は２ｋ−１番目（例えば、図４の左端の画素を１番目とする）の画素であることを示している。また、Ｓ＿ｒ［２ｋ−１］は参照画素列群２００＿ｒにおける第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１の画素に蓄積された電荷量に対応する電気信号を示している。
【００５１】
演算部ＣＰＵは、基準画素列群２００＿ｂの第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１に対応したベクトルＳ＿ｂ［２ｋ−１］と、参照画素列群２００＿ｒの第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１に対応したベクトルＳ＿ｒ［２ｋ−１］との差が最小となるシフト量より、焦点ずれ量を求める。即ち、以下の式１において、相関度ＳＸ１［ｊ］が最小値となるｊの値をシフト量として求める。  
【数１】
2010113203.tif 000003
【００５２】
ただし、ｊは−ｎ/２≦ｊ≦ｎ/２を満たす整数であり、またｎは第１画素列ＰＤＡ＿１の画素数である。ＳＸ１［ｊ］が最小値となるｊが負の場合、図３（ｅ）、（ｆ）で示した後ピンに相当し、ＳＸ１［ｊ］が最小値となるｊが正の場合、図３（ｃ）、（ｄ）で示した前ピンに相当する。
【００５３】
なお、図１に示す例においては、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１に関しては左端の画素から順次電荷が転送され、第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１に関しては右端の画素から順次電荷が転送される。即ち、演算部ＣＰＵに入力される順が第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１と第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１とで逆順となるため、式１で表される演算は、演算に必要な画素列群出力Ｖｏｕｔのベクトルの読み出しが完了した後、ベクトルの情報を適宜メモリから読み出すことによって行われる。
【００５４】
このような測距演算は、読み出しモードの動作が完了する毎に行われる。そして、測距演算によって得られる焦点ずれ量に従って撮像レンズＯＬの駆動が行われる。光電変換部１０００は、演算部ＣＰＵから動作停止を意味するコマンドＣＭＤを受け取るまで、上述した蓄積モード、読み出しモードの動作を繰り返す。
【００５５】
次に、第２組の動作について説明する。第２組は、待機モード、蓄積モード、読み出しモードの３つの動作モードに従って動作する。以下、第２画素列ＰＤＡ＿２における各動作モードについて順番に説明する。
【００５６】
最初に、第２組における待機モードについて説明する。第１の測距モードでの動作の開始直後、制御部３００は、第２画素列ＰＤＡ＿２及び第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２を待機モードとする。この待機モードの期間中、制御部３００は、第２ゲート信号ＴＧ２をＬとする。また、待機モードの期間中、制御部３００は、第２転送信号φ２を「有効」としておく。したがって、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２による電荷の転送が継続される。この待機モードの期間中に転送された電荷は、アナログ処理回路４００にて電圧信号に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして出力される。しかしながら、この待機モード中に転送された電荷に対応する情報は無効画素データとして扱われ、測距演算には用いられない。なお、待機モードは図５（ａ）のｔ＿ｗａｉｔの間、継続される。ここで、この時間ｔ＿ｗａｉｔは、第２の測距モードでの動作開始を知らせるコマンドＣＭＤと同時に、演算部ＣＰＵから光電変換部１０００に入力されるものである。時間ｔ＿ｗａｉｔはＡＥセンサＡＥＭにより取得された被写体の明るさの情報によって決定される。なお、この時間ｔ＿ｗａｉｔは第１画素列ＰＤＡ＿１における１回目の蓄積モードの所要時間ｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１の半分の時間以上で且つ１回目の蓄積モードの所要時間ｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１よりも短くする。望ましくは、時間ｔ＿ｗａｉｔは第１画素列ＰＤＡ＿１における１回目の蓄積モードの所要時間ｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１の半分の時間とする。
【００５７】
次に、第２組における蓄積モードについて説明する。第２組におけるｌ回目の蓄積モードの動作は第１組におけるｌ回目の蓄積モードの動作と同様である。即ち、図５（ａ）に示すように、第２組における蓄積モードにおいて、第２画素列ＰＤＡ＿２は第１画素列ＰＤＡ＿１と同じ働きをし、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１と同じ働きをする。また、第２ゲート信号ＴＧ２は第１ゲート信号ＴＧ１と同じ働きをし、第２転送信号φ２は第１転送信号φ１と同じ働きをする。ここで、図５（ａ）においてはｌ回目の蓄積モードの所要時間をｔ＿ａｃｃｕｍ２＿ｌ（図ではｌ＝１、２のみを示している）としている。このｔ＿ａｃｃｕｍ２＿ｌもコマンドＣＭＤと同時に演算部ＣＰＵから光電変換部１０００に入力されるものである。
【００５８】
次に、第２組における読み出しモードについて説明する。第２組における読み出しモードは第１組における読み出しモードと同様である。即ち、図５（ａ）に示すように、第２組における読み出しモードにおいて、第２画素列ＰＤＡ＿２は第１画素列ＰＤＡ＿１と同じ働きをし、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１と同じ働きをする。また、第２ゲート信号ＴＧ２は第１ゲート信号ＴＧ１と同じ働きをし、第２転送信号φ２は第１転送信号φ１と同じ働きをする。ここで、図５（ａ）においてはｌ回目の読み出しモードの所要時間をｔ＿ｒｅａｄ２＿ｌとしている。このｔ＿ｒｅａｄ２＿ｌもコマンドＣＭＤと同時に演算部ＣＰＵから光電変換部１０００に入力されるものである。
【００５９】
次に、第２組における測距演算について説明する。第２組の読み出しモード時に読み出された電荷は、第１組の場合と同様に、アナログ処理回路４００にて電圧に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして演算部ＣＰＵに出力される。この画素列群出力Ｖｏｕｔは、ベクトルＳ＿ｂ［２ｋ］及びＳ＿ｒ［２ｋ］として、演算部ＣＰＵ内のメモリに保持される。ここで、Ｓ＿ｂ［２ｋ］は基準画素列群２００＿ｂにおける第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２の画素に蓄積された電荷量を示している。なお、［２ｋ］（ｋは自然数）は２ｋ番目の画素であることを示している。また、Ｓ＿ｒ［２ｋ］は参照画素列群２００＿ｒにおける第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２の画素に蓄積された電荷量を示している。
【００６０】
演算部ＣＰＵは、基準画素列群２００＿ｂの第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２に対応したベクトルＳ＿ｂ［２ｋ］と、参照画素列群２００＿ｒの第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２に対応したベクトルＳ＿ｒ［２ｋ］との差が最小となるシフト量より、焦点ずれ量を求める。即ち、以下の式２において、相関度ＳＸ２［ｊ］が最小値となるｊの値をシフト量として求める。  
【数２】
2010113203.tif 000004
【００６１】
ただし、ｊは−ｎ/２≦ｊ≦ｎ/２を満たす整数である。ＳＸ２［ｊ］が最小値となるｊが負の場合、図３（ｃ）、（ｄ）で示した前ピンに相当し、ＳＸ２［ｊ］が最小値となるｊが正の場合、図３（ｅ）、（ｆ）で示した後ピンに相当する。このような測距演算は、読み出しモードの動作が完了する毎に行われる。そして、測距演算によって得られる焦点ずれ量に従って撮像レンズＯＬの駆動が行われる。
【００６２】
最後に、第１組における動作シーケンスと第２組における動作シーケンスとのタイミング関係について図５（ａ）を参照して説明する。
【００６３】
図５（ａ）に示すように、第２組のｌ回目の蓄積モードの動作開始時刻は、第１組のｌ回目の蓄積モードの動作開始時刻に比べて待機モードの時間ｔ＿ｗａｉｔだけずれている。この結果、第１組における読み出しモードの動作開始時刻と第２組における読み出しモードの動作開始時刻も時間ｔ＿ｗａｉｔだけずれることになり、第１組における読み出しモードの動作と第２組における読み出しモードの動作とは互いに補完するタイミングに開始されることになる。
【００６４】
なお、第１組又は第２組を単独で動作させた場合の各読み出しモード間の平均インターバルｔ＿ａｖｅは以下の式３で表される。  
【数３】
2010113203.tif 000005
【００６５】
例えば、図４で示したように、基準画素列群と参照画素列群とにそれぞれ画素列が２つある場合、各読み出しモードの動作を互いに補完するタイミング（即ちｔ＿ｗａｉｔをｔ＿ａｃｃｕｍ１＿１の半分の時間とした場合）で開始することにより、各読み出しモード間の平均インターバルはｔ＿ａｖｅ/２となる。このような光電変換部１０００より構成される焦点位置検出装置ＡＦＭを第１の測距モードにて動作させた場合、測距演算における時間的分解能を高めることができる。また、このような焦点位置検出装置ＡＦＭを有するカメラＣＡＭは高速で移動する被写体に対しても正確な自動合焦機能を実行することが可能となる。
【００６６】
次に、図５（ｂ）を参照して、第２の測距モードについて説明する。図５（ｂ）は第２の測距モードにおける光電変換部１０００の動作を示すタイミングチャートである。
【００６７】
撮影者が、設定ボタンＢＴを操作して第２の測距モードを選択すると、その旨を示す情報が演算部ＣＰＵに伝達される。これを受けて演算部ＣＰＵはＡＥセンサＡＥＭから、測距対象の被写体に関する明るさの情報を取得する。次に、演算部ＣＰＵは、光電変換部１０００を第２の測距モードで動作させる命令と各画素列の蓄積時間とを含むコマンドＣＭＤを光電変換部１０００に送信する。このコマンドＣＭＤを受け取った直後より、光電変換部１０００は第２の測距モードで動作する。
【００６８】
第２の測距モードにおいては、第１組と第２組とに同時に蓄積モードの動作を開始させる。このため、制御部３００は、第１ゲート信号ＴＧ１及び第２ゲート信号ＴＧ２を、Ｌ、Ｈ、Ｌの順で変化させる。ＴＧ２がＬの期間に第１画素列ＰＤＡ＿１と第２画素列ＰＤＡ＿２とに蓄積された不要電荷はそれぞれ、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１および第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２に排出され、ＴＧ２がＨに戻った時刻より、第１画素列ＰＤＡ＿１と第２画素列ＰＤＡ＿２とにおける電荷の蓄積が開始される。ここで、第２の測距モードにおいては第１組における蓄積モードの所要時間ｔ＿ａｃｃｕｍ１＿ｌと第２組における蓄積モードの所要時間ｔ＿ａｃｃｕｍ２＿ｌとを等しくする。
【００６９】
蓄積モードが終了すると、第１組と第２組とに読み出しモードの動作を開始させるべく、制御部３００は、第１ゲート信号ＴＧ１及び第２ゲート信号ＴＧ２をＨ、Ｌの順で変化させる。これにより、第１画素列ＰＤＡ＿１の各画素に蓄積された電荷と第２画素列ＰＤＡ＿２の各画素に蓄積された電荷がアナログ処理回路４００にて電圧に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして演算部ＣＰＵに出力される。
【００７０】
第２の測距モードにおいては、第１画素列ＰＤＡ＿１と第２画素列ＰＤＡ＿２からの出力を交互に合成することで１つの画素列のように扱うことができる。即ち、第２の測距モードにおいては、以下の式４において、相関度ＳＸ［ｊ］が最小値となるｊの値をシフト量として求める。  
【数４】
2010113203.tif 000006
【００７１】
第１の測距モードにおける測距演算によって算出される相関度ＳＸ１［ｊ］又はＳＸ２［ｊ］の空間分解能の限界は、画素ピッチｐにより決定される。これに対し、第２の測距モードにおける測距演算によって算出される相関度ＳＸ［ｊ］の分解能は、第１の測距モードのときの分解能の２１/２倍とすることができる。即ち、第２の測距モードでは第１の測距モード時に比べて読み出しモード間の平均インターバルが長くなり、演算データ数も増加する。しかしながら、第１画素列ＰＤＡ＿１と第２画素列ＰＤＡ＿２からの出力を交互に合成することにより、画素ピッチｐ/（２１/２）を有する１つの画素列からの出力として測距演算を行うことができる。このため、第２の測距モードでは画素列群に結像された光束の解像度を、第１の測距モードに比べて２１/２倍に向上させることが可能である。
【００７２】
本実施形態においては、時間分解能を優先した第１の測距モードと焦点位置検出精度を優先した第２の測距モードとを必用に応じて使い分けることが可能である。
【００７３】
ここで、図４においては、各画素列群が２つの画素列ＰＤＡ＿１、ＰＤＡ＿２を有している例について示しているが、各画素列群が３つ以上の画素列を有していても良い。なお、本実施形態のような１つの画素列群がｍ（ｍは任意の自然数）個の画素列を有する焦点位置検出装置ＡＦＭを第１の測距モードで動作させた場合の時間分解能は、ｍ個の焦点位置検出装置を順次異なるタイミングで動作させた場合と同等となる。
【００７４】
また、図４においては、第１画素列ＰＤＡ＿１と第２画素列ＰＤＡ＿２とが、画素ピッチｐの１/２の幅だけ第１の方向にずらして配置されている。このずらし幅ｘは必ずしもｐ/２である必要はなく、０≦ｘ≦ｐの範囲で設定できる。なお、ずらし幅がｘである画素列群を有する焦点位置検出装置ＡＦＭを第２の測距モードで動作させたときの光束の結像分解能は、ｘ＝ｐ/２ピッチの場合が最も高く、ｘ＝０またはｘ＝ｐに近づくにつれ低下する。
【００７５】
［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。図６は第２の実施形態における光電変換部１０００の構成を示した図である。第２の実施形態における光電変換部１０００も第１の実施形態における光電変換部１０００と同じ光学的位置に設置されているものである。なお、図６において、図４と同様の構成については図４と同様の符号を付すことで詳細な説明を省略する。
【００７６】
以下、第１の実施形態とは異なる構成についてのみ説明する。第２の実施形態では、画素列の近傍に、モニタセンサが設けられている点が異なる。モニタセンサは、画素列に蓄積される電荷量をモニタするためのものであり、画素列の各画素に蓄積された電荷の略平均値にあたる電荷を蓄積し、その蓄積電荷量に応じたモニタ信号を出力する。
【００７７】
基準画素列群２００＿ｂに設けられている基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂは、第１画素列ＰＤＡ＿ｂ１と第２画素列ＰＤＡ＿ｂ２との間に配置され、制御部３００から基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂが入力される。この基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂは、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂに蓄積された電荷をリセットするための信号である。基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂがＬの場合、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂは入射光に応じた電荷ＱＭ＿ｂを蓄積する。この電荷ＱＭ＿ｂは基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂ内部の図示しないモニタ電荷−電圧変換アンプによりモニタ信号Ｖｍ＿ｂに変換された後、制御部３００に出力される。また、基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂがＨとなった場合、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂに蓄積された電荷がリセットされる。
【００７８】
参照画素列群２００＿ｒに設けられている参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒは、第１画素列ＰＤＡ＿ｒ１と第２画素列ＰＤＡ＿ｒ２との間に配置され、制御部３００から参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒが入力される。この参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒは、参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒに蓄積された電荷をリセットするための信号である。参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒがＬの場合、参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒは入射光に応じた電荷ＱＭ＿ｒを蓄積する。この電荷ＱＭ＿ｒは参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒ内部の図示しないモニタ電荷−電圧変換アンプによりモニタ信号Ｖｍ＿ｒに変換された後、制御部３００に出力される。また、参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒがＨとなった場合、参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒに蓄積された電荷がリセットされる。
【００７９】
また、第２の実施形態において、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１（ＴＲＡＮＳ＿ｂ１及びＴＲＡＮＳ＿ｒ１）と第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２（ＴＲＡＮＳ＿ｂ２及びＴＲＡＮＳ＿ｒ２は何れもシフトレジスタより構成されている。なお、第１の実施形態における第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１と第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２についてもシフトレジスタによって構成することが可能である。
【００８０】
第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１には制御部３００から第１転送信号φ１が入力される。第２の実施形態における第１転送信号φ１は所定の周期で変化する互いに逆相の方形波である転送クロックφ１＿ａ、φ１＿ｂより構成されている。このような転送クロックφ１＿ａ、φ１＿ｂが加わると、転送クロックφ１＿ａがＬからＨに変化するタイミングに同期して第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１の電荷の転送が行われる。また、第２の実施形態における第２転送信号φ２は所定の周期で変化する互いに逆相の方形波である転送クロックφ２＿ａ、φ２＿ｂより構成されている。なお、転送クロックφ１＿ａと転送クロックφ２＿ａは互いに逆相で変化するクロックであり、転送クロックφ１＿ｂと転送クロックφ２＿ｂも互いに逆相で変化するクロックである。このような転送クロックφ２＿ａ、φ２＿ｂが加わると、転送クロックφ２＿ａがＬからＨに変化するタイミングに同期して第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２の電荷の転送が行われる。
【００８１】
また、第２の実施形態において、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１と第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２とがマルチプレクサＭＵＸ＿ｂに接続されており、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１と第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２とがマルチプレクサＭＵＸ＿ｒに接続されている点も異なる。
【００８２】
基準電荷選択部としての機能を有するマルチプレクサＭＵＸ＿ｂは、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１から転送されてくる電荷と第２の電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２から転送されてくる電荷とを時間毎に切り替えてアナログ処理回路４００＿ｂに出力する。第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１からの電荷は転送クロックφ１＿ａがＨの期間にマルチプレクサＭＵＸ＿ｂに転送され、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２からの電荷は転送クロックφ２＿ａがＨの期間にマルチプレクサＭＵＸ＿ｂに転送される。転送クロックφ１＿ａと転送クロックφ２＿ａとは互いに逆相で変化するために、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ１と第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｂ２とで異なる時間に電荷が入力される。このようにマルチプレクサＭＵＸ＿ｂは、２つの電荷転送部から補完するタイミングで転送されてくる電荷を、１つにまとめて連続的な電荷転送を行う働きをする。同様に、参照電荷選択部としての機能を有するマルチプレクサＭＵＸ＿ｒは、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１から転送されてくる電荷と第２の電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２から転送されてくる電荷とを時間毎に切り替えてアナログ処理回路４００＿ｒに出力する。第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１からの電荷は転送クロックφ１＿ａがＨの期間にマルチプレクサＭＵＸ＿ｒに転送され、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２からの電荷は転送クロックφ２＿ａがＨの期間にマルチプレクサＭＵＸ＿ｒに転送される。転送クロックφ１＿ａと転送クロックφ２＿ａとは互いに逆相で変化するために、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ１と第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿ｒ２とで異なる時間に電荷が入力される。このようにマルチプレクサＭＵＸ＿ｒは、２つの電荷転送部から補完するタイミングで転送されてくる電荷を、１つにまとめて連続的な電荷転送を行う働きをする。
【００８３】
このようなマルチプレクサＭＵＸ＿ｂ及びＭＵＸ＿ｒを設けることにより、画素列毎にアナログ処理回路４００を設ける必要がなくなる。また、アナログ処理回路４００から光電変換部１０００の外部に画素列群出力Ｖｏｕｔを出力するために必要な端子数及び配線数を減らすことができ、結果として光電変換部１０００を小型化することができる。
【００８４】
また、第２の実施形態における制御部３００は、第１転送信号φ１を第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に、第２転送信号φ２を第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２に、第１ゲート信号ＴＧ１を第１画素列ＰＤＡ＿１に、第２ゲート信号ＴＧ２を第２画素列ＰＤＡ＿２に出力するとともに、基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂを基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂに、参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒを参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒに出力する。
【００８５】
次に、図７を参照して第２の実施形態における光電変換部１０００の第１の測距モードにおける各画素列及び各電荷転送部の動作シーケンスと、各画素列及び各電荷転送部の動作シーケンスのタイミング関係とを説明する。図７は第２の実施形態における第１の測距モードの光電変換部１０００の動作シーケンスを表すタイミングチャートである。なお、以降の説明において、マルチプレクサＭＵＸ＿ｂ及びマルチプレクサＭＵＸ＿ｒの両方を示す場合はＭＵＸと表す。
【００８６】
最初に第１画素列ＰＤＡ＿１及び第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１の組（第１組）の動作シーケンスについて説明する。第１組は蓄積モードと読み出しモードの２つの動作モードで動作する。  
まず、第１組における蓄積モードの動作について説明する。電荷の蓄積は、制御部３００が演算部ＣＰＵより連続動作モードで動作する旨のコマンドＣＭＤを受け取ることにより開始される。このコマンドＣＭＤを受け取ると、制御部３００は、基準モニタ信号φｒｍ＿ｂと第１ゲート信号ＴＧ１とを同じタイミングでＬ、Ｈ、Ｌの順で切り替える。各信号がＨの期間に基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂ及び第１画素列ＰＤＡ＿１に溜まっている不要電荷が吐き出され、各信号がＬになったタイミングから第１画素列ＰＤＡ＿１と基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂのそれぞれにおいて受光された光量に応じた電荷の蓄積が始まる。ここで、第２の実施形態においては、第１画素列ＰＤＡ＿１に蓄積される電荷は蓄積モードの間は取り出されない。また、この蓄積モード中に第１画素列ＰＤＡ＿１の個々の画素に蓄積される電荷量の平均値に相当する電荷が基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂに蓄積される。この蓄積された電荷（モニタ電荷）ＱＭ＿ｂ（ｔ）は、以下の式５の関係に従って電圧信号に変換され、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂより出力される。  
Ｖｍ＿ｂ（ｔ）＝Ｖｍ＿ｒｅｆ−ＱＭ＿ｂ（ｔ）/Ｃ        式５
ただし、Ｖｍ＿ｒｅｆは所定の基準電圧であり、またＣはモニタ電荷ＱＭ＿ｂ（ｔ）を電圧に変換する際の変換係数である。また、ｔは任意の時刻を表す。
【００８７】
上述したように、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂに蓄積された電荷は、基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂがＨとなるタイミングでリセットされる。この時には基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂから基準電圧Ｖｍ＿ｒｅｆが出力される。また、モニタ電荷ＱＭ＿ｂ（ｔ）は時間の経過とともに増えていくため、式５から、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂの出力（モニタ信号）Ｖｍ＿ｂ（ｔ）は時間の経過とともに低下する。
【００８８】
第１画素列ＰＤＡ＿１及び基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂによる蓄積を開始させた後、制御部３００はモニタ信号Ｖｍ＿ｂ（ｔ）と蓄積終了電圧Ｖｔｈとの大小関係をモニタする。なお、蓄積終了電圧Ｖｔｈは、第１画素列ＰＤＡ＿１における蓄積動作を終了させるか否かを判定するための閾値であり、制御部３００の内部で生成されるものである。ただし、蓄積終了電圧Ｖｔｈは、Ｖｔｈ＜Ｖｍ（０）＝Ｖｍ＿ｒｅｆの関係を有しているものとする。
【００８９】
モニタ信号Ｖｍ＿ｂ（ｔ）が蓄積終了電圧Ｖｔｈより大きい間、制御部３００は蓄積モードの動作を継続させるべく、第１ゲート信号ＴＧ１及び基準モニタリセット信号φｒｍ＿ｂをＬのまま変化させない。一方、モニタ信号Ｖｍ＿ｂ（ｔ）が蓄積終了電圧Ｖｔｈより小さくなった直後に、制御部３００は蓄積モードの動作を終了させ、読み出しモードの動作に移行する。
【００９０】
次に、第１組における読み出しモードの動作について説明する。読み出しモードはＶｍ＿ｂ（ｔ）＜Ｖｔｈとなった直後に開始する。モニタ信号Ｖｍ＿ｂ（ｔ）が蓄積終了電圧Ｖｔｈに達すると、制御部３００は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に加えていた第１転送信号φ１（転送クロックφ１＿ａ、φ１＿ｂ）の変化をいったん止める。
【００９１】
次に、制御部３００は、第１ゲート信号ＴＧ１をＨ、Ｌの順に変化さる。第１ゲート信号ＴＧ１がＨの間に第１画素列ＰＤＡ＿１の各画素に蓄積された電荷が第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に転送される。第１ゲート信号ＴＧ１をＬにした後、制御部３００は、第１転送信号φ１の変化を再開する。これにより、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１に送られた電荷がマルチプレクサＭＵＸ（マルチプレクサＭＵＸ＿ｂ及びマルチプレクサＭＵＸ＿ｒ）の方向に順次転送される。なお、図７においてはマルチプレクサＭＵＸに転送される電荷の転送順を示すために画素の番号（Ｓ＿ｂｋ又はＳ＿ｒｋ）を示している。
【００９２】
上述したように、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１からの電荷は転送クロックφ１＿ａがＨの期間にマルチプレクサＭＵＸに入力される。その後、マルチプレクサＭＵＸに入力された電荷はアナログ処理回路４００に送られて電圧信号に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして演算部ＣＰＵに出力される。なお、演算部ＣＰＵにおける測距演算については式１で示したものと同様である。
【００９３】
次に、第２組の動作シーケンスについて説明する。第２組は待機モードと、蓄積モードと、読み出しモードの３つの動作モードで動作する。  
最初に、第２組における待機モードの動作について説明する。待機モードは、第１組における１回目の蓄積モードの開始と同時に始まる。このとき、演算部ＣＰＵは、ＡＥセンサＡＥＭからの情報を元に、第１組における１回目の蓄積モードの終了予想時間の半分になる様に時間ｔ＿ｗａｉｔを計算し、待機モードの開始直前に、この時間ｔ＿ｗａｉｔを制御部３００に送信する。待機モード中において、制御部３００は第１ゲート信号ＴＧ１をＬに固定するとともに、参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒをＬに固定する。一方、制御部３００は、第２転送信号φ２については定常的に変化させ、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２のシフトレジスタ内部に発生する暗電流を外部に転送し続ける。待機モードは時間ｔ＿ｗａｉｔが経過した時点で終了する。
【００９４】
次に、第２組における蓄積モードの動作について説明する。第２組の蓄積モードにおける基本的な動作は第１組における蓄積モードと同じである。即ち、図７に示すように、第２組における蓄積モードにおいて、第２画素列ＰＤＡ＿２は第１画素列ＰＤＡ＿１と同じ働きをし、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１と同じ働きをする。また、第２ゲート信号ＴＧ２は第１ゲート信号ＴＧ１と同じ働きをし、第２転送信号φ２は第１転送信号φ１と同じ働きをする。
【００９５】
ここで、第２組の蓄積モードにおいては第２画素列ＰＤＡ＿２の各画素に蓄積された電荷量の検出に参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒを用いる点が異なる。また、この参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒのリセットには参照モニタリセット信号φｒｍ＿ｒが用いられる。参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒで蓄積されたモニタ電荷ＱＭ＿ｒは以下の式６の関係に従ってモニタ信号Ｖｍ＿ｒ（ｔ）に変換される。  
Ｖｍ＿ｒ（ｔ）＝Ｖｍ＿ｒｅｆ−ＱＭ＿ｒ（ｔ）/Ｃ            式６
制御部３００は、モニタ信号Ｖｍ＿ｒ（ｔ）と蓄積終了電圧Ｖｔｈとの大小関係をモニタしており、Ｖｍ＿ｒ（ｔ）＜Ｖｔｈが成立すると、蓄積モードを終了させ、読み出しモードに移行する。
【００９６】
次に、第２組における読み出しモードについて説明する。第２組の読み出しモードにおける基本的な動作は第１組における読み出しモードと同じである。即ち、図７に示すように、第２組における読み出しモードにおいて、第２画素列ＰＤＡ＿２は第１画素列ＰＤＡ＿１と同じ働きをし、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１と同じ働きをする。また、第２ゲート信号ＴＧ２は第１ゲート信号ＴＧ１と同じ働きをし、第２転送信号φ２は第１転送信号φ１と同じ働きをする。
【００９７】
第２組における読み出しモードにおいて、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２に送られた電荷はマルチプレクサＭＵＸ（マルチプレクサＭＵＸ＿ｂ及びマルチプレクサＭＵＸ＿ｒ）の方向に順次転送される。この第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２からの電荷は転送クロックφ２＿ａがＨの期間にマルチプレクサＭＵＸに入力される。その後、マルチプレクサＭＵＸに入力された電荷はアナログ処理回路４００に送られて電圧信号に変換された後、画素列群出力Ｖｏｕｔとして演算部ＣＰＵに出力される。なお、演算部ＣＰＵにおける測距演算については式１で示したものと同様である。
【００９８】
最後に、第１組における動作シーケンスと第２組における動作シーケンスとのタイミング関係について図７を参照して説明する。
【００９９】
図７に示すように、第２組のｌ回目の蓄積モードの動作開始時刻は、第１組のｌ回目の蓄積モードの動作開始時刻に比べて待機モードの時間ｔ＿ｗａｉｔだけずれている。この結果、第１組における読み出しモードの動作開始時刻と第２組における読み出しモードの動作開始時刻も時間ｔ＿ｗａｉｔだけずれることになり、第１組における読み出しモードの動作と第２組における読み出しモードの動作とは互いに補完するタイミングに開始されることになる。
【０１００】
ここで、第２の実施形態において、基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂ及び参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒはともに画素列に蓄積された電荷の略平均値にあたる電荷を蓄積する。したがって、以下の関係式が成立している。  
画素列の平均電荷蓄積量：モニタセンサの電荷蓄積量＝１：Ｋ          式７
ただし、Ｋは任意の正の値である。
【０１０１】
次に、第２の実施形態における第２の測距モードについて説明する。図８は、第２の実施形態における第２の測距モードの光電変換部１０００の動作シーケンスを表すタイミングチャートである。第２の実施形態における第２の測距モードは基本的には第１の実施形態における第２の測距モードに準じたものであり、第１画素列ＰＤＡ＿１の電荷量のモニタを基準モニタセンサＭＰＤ＿ｂで行い、第２画素列ＰＤＡ＿２の電荷量のモニタを参照モニタセンサＭＰＤ＿ｒで行う点のみが異なる。
【０１０２】
第１の実施形態のように蓄積時間を一定にすると、例えば被写体の明るさが時間的に変化すると画素に蓄積される電荷が過剰になったり不足してしまったりする場合がある。これに対し、第２の実施形態の方式であれば、モニタセンサからの出力を制御部３００で常時モニタすることにより、式７の関係式より求まる画素列の平均電荷蓄積量を検出することができる。したがって、第２の実施形態では、明るさが変化する被写体に対しても十分な測距性能を有する焦点位置検出装置を提供することができる。
【０１０３】
また、第２の実施形態では電荷転送部をシフトレジスタによって構成している。シフトレジスタの製造プロセスでは、一般に、酸化膜界面でのリーク電流を小さくすることができる。したがって、暗時にも、信号に対するノイズの低い焦点位置検出装置を提供することができる。
【０１０４】
さらに、第２の実施形態では画素列群を構成する複数の画素列からの電荷をマルチプレクサによって時系列的に切り替えてアナログ回路に出力するようにしている。このような構成により、端子数を減らし、焦点位置検出装置を小型化することができる。
【０１０５】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１０６】
例えば、第２の実施形態においては、電荷転送部をシフトレジスタで構成した例について説明している。しかしながら、電荷転送部は必ずしもシフトレジスタで構成しなくとも良い。例えば、電荷転送部をトランジスタからなるスイッチ列を有する出力選択部として構成しても良い。この様な変形例を図９に示す。なお、図９は画素列群２００（基準画素列群２００＿ｂ、参照画素列群２００＿ｒ）の構成のみを示している。図９に示す例においては、第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１が第１スイッチ列ＳＷＡ＿１より構成されており、この第１スイッチ列ＳＷＡ＿１に第１転送信号φ１が入力される。一方、第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２は第２スイッチ列ＳＷＡ＿２より構成されており、この第２スイッチ列ＳＷＡ＿２には第２転送信号φ２が入力される。
【０１０７】
また、第１スイッチ列ＳＷＡ＿１は複数個のスイッチより構成されており、各々のスイッチは第１画素列ＰＤＡ＿１を構成する各画素のそれぞれに接続されている。また、図９の例において、第１転送信号φ１は第１電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿１を構成する各スイッチの接続状態を制御するスイッチ選択信号として作用する。同様に、第２スイッチ列ＳＷＡ＿２は複数個のスイッチより構成されており、各々のスイッチは第２画素列ＰＤＡ＿２を構成する各画素のそれぞれに接続されている。また、図９の例において、第２転送信号φ２は第２電荷転送部ＴＲＡＮＳ＿２を構成する各スイッチの接続状態を制御するスイッチ選択信号として作用する。
【０１０８】
このような変形例において、第１転送信号φ１及び第２転送信号φ２を制御することにより、特定の画素に対応したスイッチのみをオンして、特定の画素に蓄積された電荷のみを読み出すことが可能となる。即ち、画素の情報を間引いて読み出せるため、必要に応じて電荷の読み出し時間を短縮することが可能である。
【０１０９】
また、図９には図示していないが、画素列を構成する各画素に電荷を電圧に変換する電荷−電圧変換部を持たせ、各画素からの電荷を電圧信号に変換した上で対応するスイッチに出力させるような構成としても良い。
【０１１０】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカメラの構成を示すブロック図である。
【図２】焦点位置検出装置が被写体像を捉えることができるエリアの一例を示した図である。
【図３】図２に示したエリア内の被写体像に関する情報を用いた撮像レンズの測距演算の概念を説明するための図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光電変換部の構成を示した図である。
【図５】図５（ａ）は第１の実施形態の第１の測距モードにおける光電変換部の動作を示すタイミングチャートであり、図５（ｂ）は第１の実施形態の第２の測距モードにおける光電変換部の動作を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態における光電変換部の構成を示した図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における第１の測距モードの光電変換部の動作シーケンスを表すタイミングチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態における第２の測距モードの光電変換部の動作シーケンスを表すタイミングチャートである。
【図９】電荷転送部の構成の変形例について示す図である。
【符号の説明】
【０１１２】
ＭＯ…撮像光学系、ＦＤ…ファインダー、ＡＦＭ…焦点位置検出装置、ＯＤ…光学系駆動部、ＢＴ…設定ボタン、ＯＬ…撮像レンズ、ＭＭ…メインミラー、ＳＭ…サブミラー、ＩＭＧ…撮像素子、ＰＲＩＳＭ…ペンタプリズム、ＡＥＭ…ＡＥセンサ、ＥＬ…接眼レンズ、ＣＬ…コンデンサレンズ、ＦＭ…固定ミラー、ＳＬ…セパレータレンズ、ＯＭ…光学部、ＣＰＵ…演算部、ＭＧ…レンズ駆動信号生成部、ＭＤ…モータドライバ、ＰＤＡ＿ｂ１，ＰＤＡ＿ｒ１，ＰＤＡ＿１…第１画素列、ＰＤＡ＿ｂ２，ＰＤＡ＿ｒ２，ＰＤＡ＿２…第２画素列、ＴＲＡＮＳ＿ｂ１，ＴＲＡＮＳ＿ｒ１，ＴＲＡＮＳ＿１…第１電荷転送部、ＴＲＡＮＳ＿ｂ２，ＴＲＡＮＳ＿ｒ２，ＴＲＡＮＳ＿２…第２電荷転送部、ＭＰＤ＿ｂ…基準モニタセンサ、ＭＰＤ＿ｒ…参照モニタセンサ、ＭＵＸ＿ｂ，ＭＵＸ＿ｒ…マルチプレクサ、２００＿ｂ…基準画素列群、２００＿ｒ…参照画素列群、３００…制御部、４００＿ｂ，４００＿ｒ…アナログ処理回路、１０００…光電変換部
【図１】
2010113203.tif 000007
【図２】
2010113203.tif 000008
【図３】
2010113203.tif 000009
【図４】
2010113203.tif 000010
【図５】
2010113203.tif 000011
【図６】
2010113203.tif 000012
【図７】
2010113203.tif 000013
【図８】
2010113203.tif 000014
【図９】
2010113203.tif 000015