(57)【要約】【課題】  センサ列の増加や光電変換素子の大型化、焦点検出能力の低下や低輝度性能の低下を招くことなく、焦点検出視野の増加を実現してより高密度の焦点検出視野配置を実現する。【解決手段】  光電変換素子によって、焦点検出視野に対応した一対の物体像の相対的な位置関係を検出して、撮影レンズによる物体像の結像状態を検出する焦点検出動作を行う焦点検出装置において、焦点検出視野に対応する一対の物体像を光電変換素子の対応する領域において検出する際、焦点検出視野に対応する一対の物体像の一の物体像の検出において、光電変換素子の第１の領域と第２の領域とが一の焦点検出視野に対応する第１のモードと、当第１の領域と第２の領域が互いに異なる焦点検出視野に対応する第２のモードとを有する。【選択図】  図１０
2008052271.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子によって、焦点検出視野に対応した一対の物体像の相対的な位置関係を検出して、撮影レンズによる物体像の結像状態を検出する焦点検出動作を行う焦点検出装置において、
焦点検出視野に対応する一対の物体像を前記光電変換素子の対応する領域において検出する際、
焦点検出視野に対応する一対の物体像の一の物体像の検出において、前記光電変換素子の第１の領域と第２の領域とが一の焦点検出視野に対応する第１のモードと、当該第１の領域と第２の領域が互いに異なる焦点検出視野に対応する第２のモードとを有することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
前記焦点検出視野は複数あり、前記一対の物体像は前記光電変換素子の対応する領域は、前記焦点検出視野ごとに電荷蓄積と焦点検出動作が制御され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】
前記第２のモードでの検出結果を用いて、前記第１のモードでの検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点検出装置。
【請求項４】
前記一対の物体像は前記光電変換素子の対応する領域の出力の信頼性を判定する手段を更に備え、
判定された前記信頼性が基準値に満たない場合に、前記第１のモードでの検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の焦点検出装置。
【請求項５】
前記第１のモードに対して前記第２のモードでは、前記一対の物体像は前記光電変換素子の対応する領域は、ずらされることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の焦点検出装置による検出結果に基づいて焦点が調整された状態で撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
光電変換素子によって、焦点検出視野に対応した一対の物体像の相対的な位置関係を検出して、撮影レンズによる物体像の結像状態を検出する焦点検出動作を行う焦点検出装置の制御方法において、
焦点検出視野に対応する一対の物体像を前記光電変換素子の対応する領域において検出する際、
焦点検出視野に対応する一対の物体像の一の物体像の検出において、前記光電変換素子の第１の領域と第２の領域とが一の焦点検出視野に対応する第１のモードと、当該第１の領域と第２の領域が互いに異なる焦点検出視野に対応する第２のモードとを有することを特徴とする焦点検出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズによる被写体像の結像状態を検出する焦点検出技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来よりカメラ等の撮影レンズを通過した光束を用いて焦点検出を行う、所謂位相差検出方式の焦点検出技術が公知であり、様々な改良が加えられて年々進化してユーザにとって便利な機能が実現されている。その１つに焦点検出視野の増加があり、初期には中央の１点であった焦点検出視野が増加して周辺にもピントが合うように改良されている。例えば、特許文献１には多数の測距視野を千鳥状或いは格子状に配置することで測距視野の密度を高くした焦点検出装置が記載されており、被写体に対してより適切な位置に撮影レンズのピントを合わせることが可能となっている。更に、同様な観点から焦点検出視野を均一で高密度に分布した焦点検出装置が特許文献２に記載されている。
【特許文献１】特公平０６−００１１８９号公報
【特許文献２】特開平１１−０１４８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来技術に比して更に焦点検出視野を増加しようとすると、センサ列を微細化してセンサ列数を増加することが必要となり、回路規模も増加して光電変換素子が大きく高価になってしまうというデメリットが生じてしまう。
【０００４】
また、センサ列を微細化することにより、製造プロセスの難易度が高くなりコストが増加するデメリットがある。また、１画素当りの面積が小さくなることによる低輝度性能の低下や、ライン列長さが短くなることによる測距可能なデフォーカス量の低下等のデメリットも生じてしまう。
【０００５】
本発明は、上述のようなデメリットを生ずることなく焦点検出視野を増加できる焦点検出技術を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明による焦点検出装置は、光電変換素子によって、焦点検出視野に対応した一対の物体像の相対的な位置関係を検出して、撮影レンズによる物体像の結像状態を検出する焦点検出動作を行う焦点検出装置において、焦点検出視野に対応する一対の物体像を光電変換素子の対応する領域において検出する際、焦点検出視野に対応する一対の物体像の一の物体像の検出において、光電変換素子の第１の領域と第２の領域とが一の焦点検出視野に対応する第１のモードと、当第１の領域と第２の領域が互いに異なる焦点検出視野に対応する第２のモードとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、センサ列の増加や光電変換素子の大型化、焦点検出能力の低下や低輝度性能の低下を招くことなく、焦点検出視野が増加可能となり、より高密度の焦点検出視野が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【０００９】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００１０】
図１は本発明の焦点検出装置をカメラ等の光学機器に適用したときの実施形態の要部概略図、図２は図１の焦点検出装置の主要部分の要部概略図である。
【００１１】
図１及び図２において、１０１は対物レンズ、Ｏ（オー）は対物レンズ１０１の光軸、１はＣＭＯＳ等に代表される撮像素子からなるイメージセンサ、２は赤外線をカットし光学ローパスフィルタとして機能するローパスフィルタである。３は対物レンズ１０１の光軸１上に配置された半透過性の主ミラー、１０３は焦点板であり、対物レンズ１０１から入射する光束としての被写体像が主ミラー３を介して結像される。１０４はペンタプリズム、１０５は接眼レンズであり、焦点板１０３上の被写体像を観察している。
【００１２】
４は対物レンズ１０１の像面側に対して光軸Ｏ上に斜めに配置された第１の反射鏡であり、集光性の凹面鏡や楕円面鏡等からなる。５は第１の反射鏡４によるイメージセンサ１上の結像面に共役な近軸的結像面であり、被写体像が結像している。
【００１３】
６は第２の反射鏡、７は赤外カットフィルタ、８は２つの開口８−１，８−２を有する絞り、９は絞り８の２つの開口８−１，８−２に対応して配置された２つのレンズ９−１，９−２を有する２次結像系である。１０は第３の反射鏡、１１は２つのエリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂを有する光電変換素子を夫々示している。第１の反射鏡４、第２の反射鏡６、そして２次結像系９等は光学手段の一要素を構成している。
【００１４】
本実施形態における第１の反射鏡４は集光性の曲率を有し、絞り８の２つの開口８−１，８−２を対物レンズ１０１の射出瞳１０１ａ付近に投影する。また、第１の反射鏡４は必要な領域のみが光を反射するようにアルミニウムや銀等の金属膜が蒸着されていて、焦点検出範囲を制限する視野マスク（規制手段）の働きを兼ねている。
【００１５】
他の反射鏡６，１０にも光電変換素子１１上に入射する迷光を減少させるため、必要最低限の領域のみが光反射用として蒸着されている。各反射鏡は反射面として機能しない領域に光吸収性の塗料等を塗布したり、遮光部材を近接して設けたりする等の規制手段が施されている。
【００１６】
図３は図１の絞り８を示す平面図であり、絞り８は横長の２つの開口８−１，８−２を開口幅の狭い方向（撮影範囲の上下方向）に並べて構成されている。図中点線で示されているのは、絞り８の開口８−１，８−２に対応して、その後方に配置されている上記２次結像系９の各レンズ９−１，９−２である。
【００１７】
図４は光電変換素子１１の平面図であり、図１に示す２つのエリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂは図示のように、縦方向に多数の画素が配列されたセンサ列が２次元的に配置されて構成されている。
【００１８】
光電変換素子１１はマイクロコンピュータ１２に接続されており、マイクロコンピュータ１２の指示により電荷蓄積制御等の焦点検出に必要な動作を行う。また、マイクロコンピュータ１２は光電変換素子１１の出力を処理して焦点検出動作を行う焦点検出処理回路の役割も担っている。尚、マイクロコンピュータ１２は、ＣＰＵ、ＣＰＵの制御用プログラムや各種データを格納するＲＯＭ、ＣＰＵのワークエリアとして使用され各種データを格納するＲＡＭ、他の機器とのインタフェースを制御するＩ／Ｆ部等で構成される。
【００１９】
以上の構成において、図２に示すように、図１の対物レンズ（撮像レンズ）１０１からの２つの光束ＯＰ−１，ＯＰ−２は主ミラー３を透過後、第１の反射鏡４により、略主ミラー３の傾きに沿った方向に反射され、近軸的結像面５に被写体像を形成している。第１の反射鏡４は被写体像を近軸的結像面５上に縮小して結像する。近軸的結像面５に形成された被写体像からの光束は、第２の反射鏡６により反射して再び方向を変える。その後、光束は、赤外カットフィルタ７、絞り８の２つの開口８−１，８−２を経て、２次結像系９の各レンズ９−１，９−２により集光され、第３の反射鏡１０を介して光電変換素子１１のエリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂ上に夫々到達する。
【００２０】
図２の光束ＯＰ−１，ＯＰ−２はイメージセンサ１の中央に結像する光束を例示しているが、他の位置に結像する光束についても同様の経路を経て光電変換素子１１に到達する。そして、光電変換素子１１の各エリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂ上に対応する被写体像の光量分布が形成される。この被写体像は、イメージセンサ１上の所定の２次元領域に対応する。本実施形態では上記エリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂを用いることによって、２次元領域内の複数の点において焦点検出が可能となっている。このことは、以下、焦点検出視野が複数であるともいう。
【００２１】
本実施形態において、第１の反射鏡４は、２次曲線を軸回りに回転してできる曲面の一部で構成されていて、特に回転楕円面が好適に用いられる。
図２では、第１の反射鏡４の表面形状は点２０を頂点とする楕円２１を軸２２の回りに回転してできる回転楕円面の一部からなる。そして、その焦点は第２の反射鏡６による絞り８の中心の像位置２３付近と、主ミラー３透過後の光軸２４の延長上の点（不図示）の付近に夫々設定される。
【００２２】
光軸２４の延長上の点が対物レンズ１０１の射出瞳位置（種々の対物レンズが交換して用いられる場合にはそれらの平均的な射出瞳位置）の付近に設定されて対物レンズ１０１の射出瞳位置と２次結像系９の入射瞳位置とが略結像されるように構成されている。これにより、第１の反射鏡４が理想的なフィールドレンズとしての機能を果たすことになる。図２から明らかなように、第１の反射鏡４として光学的に使用しているのは回転楕円面の回転軸及び頂点を含まない領域である。
【００２３】
上記のようにして得られた対応する一対の被写体像の光量分布に対して、従来技術として挙げた位相差検出方式の焦点検出方法と同様の原理を用いて焦点状態を検出する。具体的には、対物レンズ１０１の射出瞳を縦方向に分離し、図４に示す２つのエリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂの上下方向の相対的な位置関係を複数の画素が配列されたエリアセンサ１１−Ａ，１１−Ｂの各画素位置で算出する。これにより対物レンズ１０１の焦点状態（結像状態）を撮影範囲中の任意の領域及び／又は複数の領域で２次元的に検出可能としている。
【００２４】
次に、焦点検出視野配置の最適化について説明する。
【００２５】
図５は焦点検出視野配置をカメラのファインダから見た模式図で、１３は視野枠で、丸印で示されているのがそれぞれ１つの焦点検出視野に対応する表示領域である。図６は図５に示す焦点検出視野を光電変換素子１１のエリアセンサ１１−Ａ（１１−Ｂ）上に投影して示す模式図である。
【００２６】
本実施形態では、１の焦点検出視野（１つの丸印）に対応する１対の被写体像のそれぞれを、エリアセンサ１１−Ａ及び１１−Ｂの２つのライン列で検出する。その際、焦点検出視野に対応するライン列を１／２ずらすことにより高精度化と低輝度性能の向上を図っている。尚、詳細は、特開平１０−１０４５０３号公報に記載されているため、ここでの説明は省略する。また、四隅近辺に焦点検出視野が配置されていないのは、第１の反射鏡４が楕円等の曲面で構成されているため、四隅まで光束を到達させると実用上支障を来たすほど大型化してしまうためである。
【００２７】
図７は中央の焦点検出視野を構成するライン列Ｌ１−ＡとＬ２−Ａ（Ｌ１−ＢとＬ２−Ｂ）を抜き出して示しており、これら２つのライン列Ｌ１−ＡとＬ２−Ａには３つの焦点検出視野（Ｔ−０，Ｃ−０，Ｂ−０）が設けられている。また、各ライン列は３つの焦点検出領域に対応した長方形領域（例えばライン列Ｌ１−Ａの場合は、Ｌ１−Ａ−Ｔ，Ｌ１−Ａ−Ｃ，Ｌ１−Ａ−Ｂ）に区分け制御されている。この制御による区分けで、たとえば、Ｌ１−Ａ−Ｔ，Ｌ１−Ａ−Ｃ，Ｌ１−Ａ−Ｂにより各領域ごとに適切な電荷蓄積（以下、ＡＧＣ(Auto Gain Control)ともいう。）の制御を行う。また、同様に、Ｌ２−Ａ−Ｔ，Ｌ２−Ａ−Ｃ，Ｌ２−Ａ−Ｂの各領域ごとにＡＧＣの制御を行う。各領域ごとに対応する一対の被写体像に基づいて焦点検出演算が行われる。
【００２８】
ここで、１つのライン列の上記長方形領域の区分けを多くすれば焦点検出視野を増加することが可能である。しかしながら、１の焦点検出視野において１つのライン列（１つの長方形領域）の長さが短くなるとデフォーカス量が大きい状態（大きくボケている状態）では一対の被写体像の位相のズレが検出しにくくなる。したがって、焦点検出能力が劣ってしまうデメリットがある。
【００２９】
また、１つのライン列の幅を小さくすると横方向に対しより高密度に焦点検出視野が配置できる。しかしながら、受光面積が小さくなることから低輝度状態での一対の被写体像の位相のズレが検出しにくくなる。したがって、焦点検出能力が低下してしまうデメリットがある。
【００３０】
よって、図７に示した焦点検出視野の区分けの制御では、上述したデメリットに鑑みて適正に配置した結果であり、図７のような区分けをエリアセンサ全面に施した結果を図８に示す。
【００３１】
図８のように区分けする制御とした場合、焦点検出視野の数は増えるが、ライン列の配列方向（図中横（第１）方向）に密でライン列方向（図中縦（第２）方向）に疎な配置となり、縦横のバランスが良くない。そこで、縦横のバランスの良い区分けとしたものが図６及び図７に示す千鳥配置である（特開平１１−０１４８９６号公報参照）。つまり、図９（エリアセンサ１１−Ａ側のみを示す。）に示すように、隣り合う焦点検出視野をライン列方向に１／２ずらして区分けする制御とすることでバランスの良い配置を実現している。
ここでは１／２ずらして区分けした２つの焦点検出視野（Ｕ−Ｒ１，Ｄ−Ｒ１）に対応した長方形領域（例えば、ライン列Ｌ４−Ａの場合は、Ｌ４−Ａ−Ｕ，Ｌ４−Ａ−Ｄ）に区分され、その領域の範囲内にて適切なＡＧＣ制御と焦点検出演算が行われる。
【００３２】
図１０はエリアセンサ１１−Ａ側に焦点検出視野を投影した状態を例示しており、丸印は図６に示した焦点検出視野と同じ視野を示し、四角印は図６の焦点検出視野に対して新たに追加された焦点検出視野を示している。
【００３３】
図１１は中央の焦点検出視野に対応する２つのライン列（Ｌ１−Ａ，Ｌ２−Ａ）を抜き出して示している。一方のライン列Ｌ１−Ａは３つの焦点検出視野（Ｔ−０，Ｃ−０，Ｂ−０）に適した長方形領域（Ｌ１−Ａ−Ｔ，Ｌ１−Ａ−Ｃ，Ｌ１−Ａ−Ｂ）に区分けされている。また、ライン列Ｌ１−Ａに隣り合うライン列Ｌ２−Ａは２つの焦点検出視野（Ｕ−Ｒ１，Ｄ−Ｒ１）に適した長方形領域（Ｌ２−Ａ−Ｕ，Ｌ２−Ａ−Ｄ）に区分けされている。この領域Ｌ２−Ａ−Ｕ，Ｌ２−Ａ−Ｄは、Ｌ２−Ａに配置されている複数の画素の区分けを、図７、９で示したＬ２−Ａ−Ｔ，Ｌ２−Ａ−Ｃ，Ｌ２−Ａ−Ｂの各領域の区分けから、図９のＬ４−Ａ−Ｕ，Ｌ４−Ａ−Ｄの区分けに変えたものである。これにより、ライン列Ｌ１−Ａ、Ｌ２−Ａごとに異なる焦点検出視野に対応させることができる。マイクロコンピュータ１２により、各長方形領域の範囲内において適切なＡＧＣ制御と焦点検出演算が行われるように構成されている。ただし、ここで留意したいのは、次の点である。すなわち、３つの長方形領域（Ｌ１−Ａ−Ｔ，Ｌ１−Ａ−Ｃ，Ｌ１−Ａ−Ｂ）は、厳密には焦点検出視野（Ｔ−０，Ｃ−０，Ｂ−０）に対応しない。それは、長方形領域（Ｌ１−Ａ−Ｔ，Ｌ１−Ａ−Ｃ，Ｌ１−Ａ−Ｂ）の中心と、焦点検出視野（Ｃ−０，Ｔ−０，Ｂ−０）の中心が横方向にずれているからである。２つの長方形領域（Ｌ２−Ａ−Ｕ，Ｌ２−Ａ−Ｄ）についても同様である。これは、図５でしめしたような焦点視野に対応する表示をライン列単位でずらすことが困難だからである。しかしながら、この程度の焦点検出視野のズレは撮影者にとって影響が無視できる程度のものである。したがって、本実施形態では、焦点検出視野と、一対の被写体像のうちの一の被写体像を検出する長方形領域との位置ずれを便宜上に無視し、焦点検出視野が長方径領域の中心位置と対応しているものとして説明する。
【００３４】
以上説明したように、焦点検出視野に対応する一対の被写体像のうちの一の被写体像の検出を１つのライン列で行うことで、次のような効果がある。すなわち、焦点検出視野に対応する一対の被写体像のうちの一の被写体像の検出を２つのライン列で行うと３つ（Ｔ−０，Ｃ−０，Ｂ−０）、或いは２つ（Ｕ−Ｒ１，Ｄ−Ｒ１）の焦点検出視野を構成するのに対し（図９参照）、２つのライン列において５つ（Ｔ−０，Ｃ−０，Ｂ−０，Ｕ−Ｒ１，Ｄ−Ｒ１）の焦点検出視野を構成可能となり（図１１参照）、図１０に示すように大幅に焦点検出視野を増加することが可能となる。
【００３５】
次に、各長方形領域ごとに決められる電荷蓄積時間の制御について述べる。１つのライン列には図１２に示すように５つのＡＧＣ範囲（ＡＧＣ−Ｔ，ＡＧＣ−Ｕ，ＡＧＣ−Ｃ，ＡＧＣ−Ｄ，ＡＧＣ−Ｂ）が予め設定されている。これらＡＧＣ範囲（ＡＧＣ−Ｔ，ＡＧＣ−Ｕ，ＡＧＣ−Ｃ，ＡＧＣ−Ｄ，ＡＧＣ−Ｂ）それぞれにおいて、電荷蓄積時間が設定される。
また、各ライン列に蓄積された電荷の読み出しは、図１１におけるライン列Ｌ１−Ａの区分けタイプとライン列Ｌ２−Ａの区分けタイプの両方の区分けタイプでの読み出しが可能に構成されている。これは、長方形領域を構成する画素の区分けを制御することで可能である。そして、それぞれのタイプにおいて読み出された電荷に基づいて焦点検出演算が行われる。
例えば、図１１に示す焦点検出視野に対する焦点検出動作を行う場合には、図１３に示すように焦点検出視野Ｔ−０に対してＡＧＣ−Ｔの領域でＬ１−Ａ−Ｔの領域に対するＡＧＣ制御、すなわち電荷蓄積時間の制御を行う。そして、一対の被写体像の一の像に対応する信号としてＬ１−Ａ−Ｔの領域から出力された信号に基づいて焦点検出演算を行う。また、他の４つの焦点検出視野（Ｕ−Ｒ１，Ｃ−０，Ｄ−Ｒ１，Ｂ−０）に対しても同様に行うことで全ての焦点検出視野の焦点検出動作が可能となる。
【００３６】
上記構成により、一度の焦点検出動作で図１０に示した全ての焦点検出視野に対する焦点検出が可能となる。
【００３７】
一方、本実施形態の焦点検出動作は、本来１の焦点検出視野は２つのライン列から構成されるにもかかわらず、各焦点検出視野に対して１つのライン列にて焦点検出動作が行われることになる。つまり、焦点検出精度としては２つのライン列で焦点検出動作を行った場合より劣るケース、例えば、被写体が低輝度の場合等、本来２つのライン列の和で焦点検出を行えば、より高精度となるケース等がある。
【００３８】
これに対して、本実施形態ではＡＧＣ制御範囲及び焦点検出演算範囲を適宜切り替える。例えば、図１０のような区分けによる制御から図８のような区分けによる制御への切り替えといった具合である。また、図１４（ａ），（ｂ）に示すよう切り替えが可能となっている。図１４（ａ）、（ｂ）の網掛け領域はＡＧＣ制御範囲である。つまり、図１４（ａ）では、Ｔ−０，Ｃ−０，Ｂ−０の３つの焦点検出視野に対して、また、図１４（ｂ）では、Ｕ−Ｒ１，Ｄ−Ｒ１の２つの焦点検出視野に対して２つのライン列の焦点検出動作が可能となっている。
【００３９】
このように、複数のモードを有することで１つのライン列の焦点検出動作による性能低下を防止することが可能となる。例えば、第１のモードが、焦点視野に対応する一対の物体像の一の物体像を第１の領域と第２の領域とで検出するモード（図８の区分け制御）である。そして、第２のモードが当該第１の領域と第２の領域とが互いに異なる焦点検出視野に対応する一対の物体像の一の物体像を検出するモード（図１０の区分け制御）である。第２のモードの場合には焦点検出視野が第１のモードの場合よりも多いが、第１のモードの場合には第２のモードの場合よりも高精度である。
【００４０】
図１５は本実施形態による焦点検出動作を示すフローチャートである。尚、以下の各ステップは、マイクロコンピュータ１２がＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより実現される。
【００４１】
図１５において、焦点検出動作が開始すると、ステップS201で図１１に示す夫々の焦点検出視野における夫々のＡＧＣ制御に従って光電荷の蓄積が行われ、被写体輝度にかかわらずほぼ一定の大きさ（レベル）の像信号が得られる。
【００４２】
ステップS202では夫々の像信号から最も主被写体である可能性が高い焦点検出視野を決定する。
【００４３】
ステップS203では決定された焦点検出視野に対応するラインセンサの領域が出力する像信号の信頼性を判定し、信頼性がOK（信号レベルが予め定めた基準値に達している）ならば、ステップS205では像信号の低周波成分を取り除く等のフィルタ処理を行う。
【００４４】
ステップS206では２像の間隔の相関関係から対物レンズ１０１の状態等の各種情報を加味して焦点状態が検出される。
【００４５】
一方で、ステップS203で検出された像信号の信頼性がNG（信号レベルが基準値に満たない）と判定された場合はステップS207へ進み、再度光電荷の蓄積が行われ、像信号が出力される。ここでの再度の光電荷の蓄積は、上述した第２のモードから第１のモードへの切り替えといった具合である。ここではステップS202にて決定された焦点検出視野に対して、図１４（ａ），（ｂ）に示したように２つのライン列で蓄積および読み出しが行われる。ステップS202にて決定された焦点検出視野が、Ｔ−０であれば図１４（ａ）、Ｄ−Ｒ１であれば図１４（ｂ）といった具合である。これにより、被写体が低輝度の場合には２つのライン列の像信号を足し合わせることで信号レベルを上げてSN比の良い信号として扱うこと等が可能となる。その後はステップS204へ移行し、前述と同様に焦点検出動作が行われて焦点検出演算がなされる。
【００４６】
上記動作によれば、１つのライン列での焦点検出動作精度に不安がある場合は２つのライン列を用いた焦点検出動作が行われるので全体として２つのライン列の焦点検出動作と同様な検出精度を実現することができる。
【００４７】
また、焦点検出視野の像信号の信頼性がNGならば再度蓄積を行うため、その分の時間が多くかかってしまうが、既に決定された焦点検出領域に対してのみ再蓄積を行えばよいためごくわずかな時間増加ですむ。
【００４８】
よって、本実施形態によれば、センサ列の増加や光電変換素子の大型化、焦点検出能力の低下や低輝度性能の低下を招くことなく、焦点検出視野の増加が可能となり、より密度の高い焦点検出視野配置が実現できる。
なお上記説明では、一対の被写体像の１の被写体像を検出する際に、第１のモードでは２ライン、第２のモードでは１ラインで説明したが、第１のモードでは３ライン、第２のモードでは２ラインと１ラインと区分け制御しても同様の効果が得られる。
【００４９】
上述した本実施形態の焦点検出装置は、デジタルカメラなどの撮像装置におけるオートフォーカス機能を実現するための焦点検出装置として好適に使用できる。このような撮像装置は、本実施形態の焦点検出装置を用いて焦点検出を行い、焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動する等により焦点の調整を行う。そして、焦点が調整された状態で撮像を行う。例えばシャッターボタンの半押しにより焦点を調整し、シャッターボタンの全押しにより撮像動作を行うデジタルカメラは周知であるので、これ以上の詳細については説明を省略する。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を適用した実施形態の要部概略図である。
【図２】図１の焦点検出装置を構成する主要部分の要部概略図である。
【図３】図１の絞りの平面図である。
【図４】光電変換素子の平面図である。
【図５】焦点検出視野配置をカメラのファインダから見た模式図である。
【図６】焦点検出視野を光電変換素子のエリアセンサに投影した模式図である。
【図７】中央の焦点検出視野を構成するライン列を抜き出して示す図である。
【図８】図７のライン配置をエリアセンサ全面に施した例を示す図である。
【図９】隣り合う焦点検出視野を半視野ずらして配置した例を示す図である。
【図１０】エリアセンサ側に焦点検出視野を投影した状態を例示する図である。
【図１１】中央の焦点検出視野に対するライン列を抜き出して示す図である。
【図１２】ライン列のＡＧＣ範囲を示した図である。
【図１３】図１１の焦点検出視野に対する演算範囲とＡＧＣ範囲を示した図である。
【図１４】１の焦点検出視野に対して２つのライン列で焦点検出動作を行う例を示した図である。
【図１５】本実施形態による焦点検出動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  イメージセンサ
２  ローパスフィルタ
３  半透過性の主ミラー
４  第１の反射鏡
５  近軸的結像面
６  第２の反射鏡
７  赤外カットフィルタ
８  絞り
９  ２次結像系
１０  第３の反射鏡
１１  光電変換素子
１２  マイクロコンピュータ
１３  視野枠
１０１  対物レンズ
１０３  焦点板
１０４  ペンタプリズム
１０５  接眼レンズ
【図１】
2008052271.tif 000003
【図２】
2008052271.tif 000004
【図３】
2008052271.tif 000005
【図４】
2008052271.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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