(57)【要約】【課題】    被写体の明るさ、コントラストに合せてエリアセンサ−のフォトダイオ−ドラインを選択して焦点検出精度を向上させた焦点検出装置を提案する。【解決手段】    画素エリアの小さい第１のフォトダイオ−ドライン３０ａと画素エリアの大きい第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂとを配列したエリアセンサ−３０と、第１のフォトダイオ−ドライン３０ａのみを読み出す第１読み出し回路と、第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂのみを読み出す第２読み出し回路と、第１、第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂを加算して読み出す第３読み出し回路とを備え、エリアセンサ−３０の電荷蓄積時間に応じて上記した第１、第２、第３読み出し回路を切換えて読み出すように制御するコントロ−ラ３１を備えた構成となっている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、
第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、
第２フォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、
第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えたことを特徴とする焦点検出用センサ−。
【請求項２】
第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列且つ交互に配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、
第１のフォトダイオ−ドライン群のみを読み出す第１読み出し手段と、
第２のフォトダイオ−ドライン群のみを読み出す第２読み出し手段と、
第１のフォトダイオ−ドライン群と第２のフォトダイオ−ドライン群とを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えたことを特徴とする焦点検出用センサ−。
【請求項３】
請求項１又は２に記載した焦点検出用センサ−において、
第２のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくしたことを特徴とする焦点検出用センサ−。
【請求項４】
フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えたことを特徴とする焦点検出用センサ−。
【請求項５】
第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第２フォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷着蓄積時間に応じて前記した第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項６】
請求項５に記載した焦点検出装置において、
第２のフォトダイオ−ドラインに配列された各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインに配列された各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくした焦点検出用センサ−を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項７】
フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて前記した第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項８】
各フォトダイオ−ドが同じ画素エリアの第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第２読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて前記した第１読み出し手段、第２読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項９】
第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法であって、焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に応じて、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、第２のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出すステップを選択的に実行する読み出しステップを有する焦点検出方法。
【請求項１０】
請求項９に記載した焦点検出方法において、
第２のフォトダイオ−ドラインの各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインの各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくした焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法。
【請求項１１】
フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法であって、焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に応じ、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、ａｎ行目のフォトダイオ−ドライン及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出すステップを選択的に実行する読み出しステップを有する焦点検出方法。
【請求項１２】
各フォトダイオ−ドが同じ画素エリアの第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法であって、
焦点検出センサ−の電荷蓄積時間を判定するステップと、前記判定ステップの判定結果に応じて、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出すステップを選択的に実行する読み出しステップを有する焦点検出方法。
【請求項１３】
請求項５〜７のいずれかに記載した焦点検出装置において、
前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に応じて第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置。
【請求項１４】
請求項８に記載した焦点検出装置において、
前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に応じて第１、第２読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置。
【請求項１５】
請求項５〜７、１３のいずれかに記載した焦点検出装置において、
前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に加えて前回動作させた読み出し手段に応じて、第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置。
【請求項１６】
請求項８又は１４に記載した焦点検出装置において、
前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に加えて前回動作させた読み出し手段に応じて、第１、第２読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置。
【請求項１７】
請求項５〜７、１３、１５のいずれかに記載した焦点検出装置において、
前記読み出し制御手段の出力信号のピ−クを検出するピ−ク検出手段と、その出力信号のボトムを検出するボトム検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号と前記ボトム検出手段の出力信号の差を検出する差信号検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電気蓄積を停止させる第１蓄積停止手段と、前記差信号検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積を停止させる第２蓄積停止手段と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間の経過に応じて電荷蓄積を停止させる第３蓄積停止手段とを備え、
前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の電荷蓄積を前回行なった第１、第２、第３蓄積停止手段に応じて第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置。
【請求項１８】
請求項８、１４、１６のいずれかに記載した焦点検出装置において、
前記読み出し制御手段の出力信号のピ−クを検出するピ−ク検出手段と、その出力信号のボトムを検出するボトム検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号と前記ボトム検出手段の出力信号の差を検出する差信号検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電気蓄積を停止させる第１蓄積停止手段と、前記差信号検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積を停止させる第２蓄積停止手段と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間の経過に応じて電荷蓄積を停止させる第３蓄積停止手段とを備え、
前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の電荷蓄積を前回行なった第１、第２、第３蓄積停止手段に応じて第１、第２読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置。
【請求項１９】
請求項１７に記載した焦点検出装置において、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間未満で且つ前回の電荷蓄積停止が第１蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間以内で且つ前回の電荷蓄積停止が第２蓄積停止手段で行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回より読み出し画素エリアが小さい読み出し手段が存在するときはその読み出し手段を、存在しないときは前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間以上ｔ２時間未満で且つ前回の電荷蓄積停止が第１蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回より読み出し画素エリアが大きい読み出し手段が存在するときはその読み出し手段、存在しないときは前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間以上ｔ２時間未満で且つ前回の電荷蓄積停止が第２蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ２時間以上ｔ３時間未満で且つ電荷蓄積停止が第１蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、読み出し画素エリアが最大となる第３読み出し手段を動作させ、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ２時間以上ｔ３時間未満で且つ電荷蓄積停止が第２蓄積停止手段で行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回より読み出し画素エリアが大きい読み出し手段が存在するときはその読み出し手段を、存在しないときは前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、
焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ３時間以上で且つ前回の電荷蓄積停止が第３蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、読み出し画素エリアが最大となる第３読み出し手段を選択的に動作させる焦点検出装置。
【請求項２０】
光電変換素子と、外部光を前記光電変換素子に導く焦点調節手段を備えた光学系と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第２のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第３読み出し手段と、を備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とからなる焦点検出装置を備え、前記焦点検出装置により前記焦点調節手段を制御する電子撮像装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載した電子撮像装置において、
第２のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくした焦点検出用センサ−を用いる構成とした電子撮像装置。
【請求項２２】
光電変換素子と、外部光を光電変換素子に導く焦点調節手段を備えた光学系と、フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目のフォトダイオ−ドライン及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とからなる焦点検出装置を備え、前記焦点検出装置より前記焦点調節手段を制御する電子撮像装置。
【請求項２３】
光電変換素子と、外部光を光電変換素子に導く焦点調節手段を備えた光学系と、各フォトダイオ−ドが同じ画素エリアの第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第２読み出し手段と、を備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１読み出し手段、第２読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とからなる焦点検出装置を備え、前記焦点検出装置により前記焦点調節手段を制御する電子撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、写真撮影用カメラ、ビデオカメラなどの光学機器に用いる焦点検出用センサ−とその焦点検出用センサ−を有する焦点検出装置及び焦点検出方法並びに電子撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は位相差式の焦点検出装置を備えた電子カメラの簡略図である。
この電子カメラは、ハ−フミラ−からなるクイックリタ−ンミラ−１１を有する一眼レフ構成となっており、撮影レンズ１２から入射する被写体像光がクイックリタ−ンミラ−１１で反射してフアインダ−１３に導かれる。
また、クイックリタ−ンミラ−１１を透過した被写体像光が副ミラ−１４で反射されて焦点検出装置１５に導かれる。
【０００３】
上記したクイックリタ−ンミラ−１１はシャッタレリ−ズにしたがって撮影光路外に退出移動する。
したがって、撮影レンズ１２から入射する被写体像光が光電変換素子（例えば、ＣＣＤ）１６によって受光される
これより、光電変換素子１６により光電変換された画像信号が信号処理された後にメモリに記憶される。
【０００４】
図１１は、上記した焦点検出装置１５の構成例を示した光学系図である。
この焦点検出装置１５は、基本構成として視野マスク１７、コンデンサレンズ１８、絞りマスク１９、再結像レンズ２０、２１、焦点検出用センサ−としての焦点検出用センサ−２２より構成されている。
【０００５】
この焦点検出装置１５は、撮影レンズ１２の特定の射出面を通過した光束２３ａ、２３ｂが図示するように１対の被写体像光として焦点検出用センサ−２２の受光面に結像する。
合焦時の２つの像の間隔は、装置設計上決まる像間隔となり、焦点ずれが前ピンの場合には像間隔が広がり、後ピンの場合は像間隔が狭くなる。
【０００６】
したがって、焦点検出用センサ−２２の出力信号に基づいて合焦時の像間隔と焦点ずれ時の像間隔の差から、焦点ずれ量とずれ方向とを算出し、この算出信号にしたがって撮影レンズ１２を移動駆動して合焦状態を得ることができる。
【０００７】
一方、上記した焦点検出装置に使用されている焦点検出用センサ−２２としては、図１２に示すように、フォトダイオ−ド２４ａを１列に配列したラインセンサ−２４、或いは、図１３に示したように、フォトダイオ−ド２５ａを２次元配列したエリアセンサ−２５がある。
【０００８】
そして、上記したラインセンサ−２４、エリアセンサ−２５は、実効感度を高めるために、各画素（各フォトダイオ−ドの受光面）が長方形に形成されている。
これは、各フォトダイオ−ドの受光面を正方形とすると、十分な実効感度を得るためには画素ピッチが広くなり、焦点検出精度を高める上に好ましくないからである。
このことから、画素ピッチを可能なるかぎり狭くして画素面積（画素エリア）を大きくするために、長方形画素として形成されている。
【０００９】
他方、画素を長方形とすると、次のような問題が生ずる。
すなわち、図14（Ａ）（Ｂ）に示したように、斜め形状の被写体26が受光面に結像した場合、センサ−出力信号のエッジにだれが生ずるようになる。
このようなセンサ−出力信号のだれは、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、長方形画素２４ａ（２５ａ）を長くするほど大きくなる。
【００１０】
したがって、上記したようなセンサ−２４、２５は、長方形画素２４ａ（２５ａ）を長くするほど画素面積が広くなり、実効感度が向上するために電荷蓄積時間が短くなる反面、斜め形状の被写体の結像によってセンサ−出力信号のエッジのだれが大きくなり、また、長方形が２４ａ（２５ａ）を短くするほどセンサ−出力信号のエッジのだれが少なくなる反面、実効感度の低下により電荷蓄積時間が長くなるという一長一短の特性を示す。
【００１１】
なお、長方形が２４ａ（２５ａ）に対して平行となる垂直形状の被写体２６が結像する場合は、図１６（Ａ）、（Ｂ）、図１７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、長方形が２４ａ（２５ａ）の長短に関係なく、エッジだれの極めて少ないセンサ−出力信号となる。
【００１２】
上記したように、センサ−としての光電変換素子には長方形が一長一短の特性を示すために、様々な構成のものが既に提案されている。
特に、エリアセンサ−として形成されている光電変換素子としては、ライン毎の読み出しの他に、任意の２ラインを加算して読み出すことができる個体撮像素子の他に、山登り方式によりＡＦ制御する電子カメラにおいて、各ラインを独立に読み出すモ−ドと、２以上ラインを加算して読み出すモ−ドとを有する焦点検出用センサ−、或いは、被写体の輝度に応じて輝度が充分な場合は画素を加算せず、輝度が比較的に低い場合は垂直方向に隣接する画素の加算を行なうＣＣＤ撮像素子などがある。
【００１３】
しかし、上記したような撮像素子やセンサ−は、斜め被写体の結像による出力信号のエッジのだれが解決されておらず、また、画素エリアと電荷蓄積時間との関係が考慮されていないため、焦点検出用センサ−として使用する場合、高い検出精度を得るには充分なものではなかった。
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−２７５４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は上記した実情にかんがみ、斜め被写体の結像によるセンサ−出力信号のエッジのだれ特性を維持した上で、実効感度を適正にし、焦点検出精度を可能なるかぎり向上させた焦点検出用センサ−を提案すること、また、その焦点検出用センサ−を備えた焦点検出装置及び焦点検出方法並びに電子撮像装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第２フォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えたことを特徴とする焦点検出用センサ−を提案する。
【００１７】
第２の発明として、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列且つ交互に配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドライン群のみを読み出す第１読み出し手段と、第２のフォトダイオ−ドライン群のみを読み出す第２読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドライン群と第２のフォトダイオ−ドライン群とを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えたことを特徴とする焦点検出用センサ−を提案する。
【００１８】
第３の発明として、上記した第１又は第２の発明の焦点検出用センサ−において、第２のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくしたことを特徴とする焦点検出用センサ−を提案する。
【００１９】
第４の発明として、フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えたことを特徴とする焦点検出用センサ−を提案する。
【００２０】
第５の発明として、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第２フォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷着蓄積時間に応じて前記した第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置を提案する。
【００２１】
第６の発明として、上記した第５の発明の焦点検出装置において、第２のフォトダイオ−ドラインに配列された各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインに配列された各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくした焦点検出用センサ−を備えたことを特徴とする焦点検出装置を提案する。
【００２２】
第７の発明として、フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて前記した第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置を提案する。
【００２３】
第８の発明として、各フォトダイオ−ドが同じ画素エリアの第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第２読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて前記した第１読み出し手段、第２読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置を提案する。
【００２４】
第９の発明として、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法であって、焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に応じて、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、第２のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出すステップを選択的に実行する読み出しステップを有する焦点検出方法を提案する。
【００２５】
第１０の発明として、上記した第９の発明の焦点検出方法において、第２のフォトダイオ−ドラインの各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインの各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくした焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法を提案する。
【００２６】
第１１の発明として、フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法であって、焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間を判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に応じ、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、ａｎ行目のフォトダイオ−ドライン及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出すステップを選択的に実行する読み出しステップを有する焦点検出方法を提案する。
【００２７】
第１２の発明として、各フォトダイオ−ドが同じ画素エリアの第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−を用いる焦点検出方法であって、焦点検出センサ−の電荷蓄積時間を判定するステップと、前記判定ステップの判定結果に応じて、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出すステップ、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出すステップを選択的に実行する読み出しステップを有する焦点検出方法を提案する。
【００２８】
第１３の発明として、上記した第５〜第７の発明のいずれの焦点検出装置において、前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に応じて第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置を提案する。
【００２９】
第１４の発明として、上記した第８の発明の焦点検出装置において、前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に応じて第１、第２読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置を提案する。
【００３０】
第１５の発明として、上記した第５〜第７の発明、第１３発明の焦点検出装置において、前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に加えて前回動作させた読み出し手段に応じて、第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置を提案する。
【００３１】
第１６発明として、上記した第８又は第１４の発明の焦点検出装置において、前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間に加えて前回動作させた読み出し手段に応じて、第１、第２読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置を提案する。
【００３２】
第１７発明として、上記した第５〜第７、第１３、第１５の発明のいずれかの焦点検出装置において、前記読み出し制御手段の出力信号のピ−クを検出するピ−ク検出手段と、その出力信号のボトムを検出するボトム検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号と前記ボトム検出手段の出力信号の差を検出する差信号検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電気蓄積を停止させる第１蓄積停止手段と、前記差信号検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積を停止させる第２蓄積停止手段と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間の経過に応じて電荷蓄積を停止させる第３蓄積停止手段とを備え、前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の電荷蓄積を前回行なった第１、第２、第３蓄積停止手段に応じて第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置を提案する。
【００３３】
第１８の発明として、上記した第８、第１４、第１６の発明のいずれかの焦点検出装置において、前記読み出し制御手段の出力信号のピ−クを検出するピ−ク検出手段と、その出力信号のボトムを検出するボトム検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号と前記ボトム検出手段の出力信号の差を検出する差信号検出手段と、前記ピ−ク検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電気蓄積を停止させる第１蓄積停止手段と、前記差信号検出手段の出力信号に応じて前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積を停止させる第２蓄積停止手段と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間の経過に応じて電荷蓄積を停止させる第３蓄積停止手段とを備え、前記読み出し制御手段は、焦点検出用センサ−の電荷蓄積を前回行なった第１、第２、第３蓄積停止手段に応じて第１、第２読み出し手段を選択的に動作させる構成とした焦点検出装置を提案する。
【００３４】
第１９の発明として、第１７の発明の焦点検出装置において、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間未満で且つ前回の電荷蓄積停止が第１蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間以内で且つ前回の電荷蓄積停止が第２蓄積停止手段で行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回より読み出し画素エリアが小さい読み出し手段が存在するときはその読み出し手段を、存在しないときは前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間以上ｔ２時間未満で且つ前回の電荷蓄積停止が第１蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回より読み出し画素エリアが大きい読み出し手段が存在するときはその読み出し手段、存在しないときは前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ１時間以上ｔ２時間未満で且つ前回の電荷蓄積停止が第２蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ２時間以上ｔ３時間未満で且つ電荷蓄積停止が第１蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、読み出し画素エリアが最大となる第３読み出し手段を動作させ、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ２時間以上ｔ３時間未満で且つ電荷蓄積停止が第２蓄積停止手段で行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、前回より読み出し画素エリアが大きい読み出し手段が存在するときはその読み出し手段を、存在しないときは前回と同一の読み出し手段を選択的に動作させ、焦点検出用センサ−の前回の電荷蓄積時間がｔ３時間以上で且つ前回の電荷蓄積停止が第３蓄積停止手段にて行なわれた場合、前記読み出し制御手段は、読み出し画素エリアが最大となる第３読み出し手段を選択的に動作させる焦点検出装置を提案する。
【００３５】
第２０の発明として、光電変換素子と、外部光を前記光電変換素子に導く焦点調節手段を備えた光学系と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第２のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第３読み出し手段と、を備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とからなる焦点検出装置を備え、前記焦点検出装置により前記焦点調節手段を制御する電子撮像装置を提案する。
【００３６】
第２１の発明として、上記した第２０の発明の電子撮像装置において、第２のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアを第１のフォトダイオ−ドラインに配列した各フォトダイオ−ドの画素エリアより大きくした焦点検出用センサ−を用いる構成とした電子撮像装置を提案する。
【００３７】
第２２の発明として、光電変換素子と、外部光を光電変換素子に導く焦点調節手段を備えた光学系と、フォトダイオ−ドを２次元配列した焦点検出用センサ−であって、ａ、ｎは整数としてａ≧３、ｎ＞０を条件として、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、ａｎ＋１・・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目のフォトダイオ−ドライン及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１行目のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段とを備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１読み出し手段、第２読み出し手段、第３読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とからなる焦点検出装置を備え、前記焦点検出装置より前記焦点調節手段を制御する電子撮像装置を提案する。
【００３８】
第２３の発明として、光電変換素子と、外部光を光電変換素子に導く焦点調節手段を備えた光学系と、各フォトダイオ−ドが同じ画素エリアの第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとが並列配置された少なくとも２ライン以上の２次元配列の焦点検出用センサ−であって、第１のフォトダイオ−ドラインのみを読み出す第１読み出し手段と、第１のフォトダイオ−ドラインと第２のフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出す第２読み出し手段と、を備えた焦点検出用センサ−と、前記焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１読み出し手段、第２読み出し手段を選択的に動作させる読み出し制御手段とからなる焦点検出装置を備え、前記焦点検出装置により前記焦点調節手段を制御する電子撮像装置を提案する。
【発明の効果】
【００３９】
上記した焦点検出用センサ−は、被写体の明るさ、被写体のコントラストにしたがい第１、第２，第３読み出し手段を選択的に動作させる。
これより、画素エリアの狭いフォトダイオ−ドライン又は画素エリアの広いフォトダイオ−ドラインを読み出し、さらには、狭い画素エリアのフォトダイオ−ドラインと広い画素エリアのフォトダイオ−ドラインとを加算して読み出すことができる。
この結果、実効感度が適正に維持され、焦点検出にばらつきのない高精度のセンサ−出力信号を得ることができる。
【００４０】
また、上記した焦点検出装置と焦点検出方法によれば、焦点検出用センサ−の電荷蓄積時間に応じて第１、第２、第３読み出し手段が選択的に動作するので、被写体の明暗に合った画素エリア面積となり、Ｓ／Ｎの高い適正に対応した実効感度の焦点検出信号を得ることができる。
【００４１】
さらに、上記した電子撮像装置によれば、上記したように第１、第２、第３読み出し手段を選択的に動作させる焦点検出装置により撮影光学系の焦点調節手段を制御するので、高精度のフォ−カス機能を有する電子撮像装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１は本発明の一実施形態として示した焦点検出装置の回路構成例を示したブロック図である。
この図において、３０はエリアセンサ−（焦点検出用センサ−）を示し、このエリアセンサ−３０にはＣＭＯＳ形のイメ−ジセンサ−を用い、コントロ−ラ３１によってＸ、Ｙ走査するＸＹアドレス方式としてある。
【００４３】
そして、このエリアセンサ−３０は、各画素が長方形に形成してあるが、画素エリアの小さいフォトダイオ−ドを配列した第１のフォトダイオ−ドライン３０ａと、画素エリアの大きいフォトダイオ−ドを配列した第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂを縦方向に交互に配置した多数ラインの構成となっている。
なお、図面では説明の便宜上６ラインのものを示したが実際には多数ラインとなっている。
【００４４】
また、上記のエリアセンサ−３０は１ラインと２ラインの同時読み出しが可能になっており、読み出し構成が図２に示してある。
なお、図２は説明の便宜上エリアセンサ−３０を簡略的に示したが、図示するスイッチ素子（ＦＥＴ）ＳＷ１は第１のフォトダイオ−ドライン３０ａの各々のフォトダイオ−ドに設けられ、スイッチ素子（ＦＥＴ）ＳＷ２は第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂの各々のフォトダイオ−ドに設けられており、また、各々のフォトダイオ−ドにはフロ−ティングゲ−トが接続してある。
【００４５】
したがって、スイッチ素子ＳＷ１のゲ−トにＸ走査パルスΦＰ１を第１、第３、第５・・・・・・ラインにしたがつて順次与えて各スイッチ素子ＳＷ１をＯＮさせることにより、第１のフォトダイオ−ドライン３０ａの画素信号を読み出すことができる。
同様に、スイッチ素子ＳＷ２のゲ−トにＸ走査パルスΦＰ２を第２，第４、第６・・・・・・・ラインにしたがって順次与え各スイッチ素子ＳＷ２をＯＮさせれば、第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂの画素信号を読み出すことができる。
【００４６】
また、このエリアセンサ−３０は、第１のフォトダイオ−ドライン３０ａと第２のフォトダイオ−ド３０ｂとより読み出した画素信号を一つの画素アンプＡＰに入力させ、この画素アンプＡＰの出力をＹ走査パルスΦＶＳによってＯＮするスイッチ素子（ＦＥＴ）ＳＷ３を介してセンサ−出力信号Ｖ０として出力させるようになっている。
【００４７】
具体的には、Ｘ走査パルスΦＰ１を供給してスイッチ素子ＳＷ１のみをＯＮさせれば、画素エリアの小さい第１のフォトダイオ−ドライン３０ａの画素信号のみを読み出す第１読み出し回路が形成され、また、Ｘ走査パルスΦＰ２を供給してスイッチ素子ＳＷ２のみをＯＮさせれば、画素エリアの大きい第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂの画素信号のみを読み出す第２読み出し回路が形成される。
【００４８】
そして、Ｘ走査パルスΦＰ１、ΦＰ２を供給してスイッチ素子ＳＷ１、ＳＷ２をＯＮさせれば、第１のフォトダイオ−ドライン３０ａと第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂの画素信号を同時に読み出し、これら２ラインの画素信号を画素アンプＡＰで加算する第３読み出し回路が形成される。
【００４９】
一方、上記の焦点検出装置には、エリアセンサ−３０に照射される光の最大光の蓄積電荷を検出するピ−ク検出回路３２と、その光の最小光の蓄積電荷を検出するボトム検出回路３３が設けてある。
【００５０】
ピ−ク検出回路３２が出力するピ−ク信号ＶＰは、コンパレ−タ３４によって停止レベル信号と比較され、ピ−ク信号ＶＰが停止レベルを越えることによってコンパレ−タ３４が出力する飽和による停止信号ＶＳがタイミングジェネレ−タ３５に送られる。
【００５１】
具体的には、最大光によってエリアセンサ−３０が電荷蓄積の飽和近くになったときのピ−ク信号ＶＰによってコンパレ−タ３４が飽和による停止信号ＶＳ１を出力し、タイミングジェネレ−タ３５がその停止信号ＶＳ１に応動してエリアセンサ−３０の電荷蓄積を停止させる。（第１蓄積停止手段）
なお、コントロ−ラ３１は停止信号ＶＳ１を入力し、第１蓄積停止手段によって電荷蓄積が停止されたことを確認する。
【００５２】
また、ピ−ク信号ＶＰとボトム信号ＶＢはオペアンプ（差動増幅回路）３６に入力し、これらピ−ク信号ＶＰとボトム信号ＶＢとの差信号がコントロ−ラ３１に送られる。
すなわち、図３、図４に示したように、ピ−ク信号ＶＰとボトム信号ＶＢは被写体のコントラスト（エリアセンサ−３０に照射する光の明暗差）によって変わるため、ピ−ク信号ＶＰとボトム信号ＶＢの差信号をモニタ信号ＶＭとして入力したコントロ−ラ３１が被写体のコントラストを判断する。
【００５３】
コントロ−ラ３１は上記のモニタ信号ＶＭが予め定めた規定時間内に所定レベルに達したとき、モニタによる停止信号ＶＳ２をタイミングジェネレ−タ３５に送り、このタイミングジェネレ−タ３５の応動動作によってエリアセンサ−３０の電荷蓄積を停止させる。（第２蓄積停止手段）
【００５４】
また、コントロ−ラ３０はモニタ信号ＶＭが規定時間内に所定レベルに達することなく、規定時間を経過した場合、コントロ−ラ３０がリミット時間による停止信号ＶＳ３をタイミングジェネレ−タ３５に送る。
タイミングジェネレ−タ３５はその停止信号ＶＳ３に応動し、エリアセンサ−３０の電荷蓄積を強制的に停止させる。（第３蓄積停止手段）
【００５５】
エリアセンサ−３０は上記した第１、第２、第３蓄積手段のいずれかの停止手段によって電荷蓄積を停止し、その後、既に述べたところの第１、第２、第３読み出し回路によって画素信号が読み出され、センサ−出力信号Ｖ０としてコントロ−ラ３１に送られる。
なお、コントロ−ラ３１はセンサ−出力信号Ｖ０を入力し、このセンサ−出力信号Ｖ０にしたがって焦点検出信号を演算する。
そして、この焦点検出信号に応動するフォ−カス駆動部が撮影光学系の焦点調節用レンズを移動させて合焦させる。
【００５６】
第１、第２、第３読み出し回路はコントロ−ラ３１によって選択され、いずれかの読み出し回路によって読み出し動作が行なわれる。
具体的には、コントロ−ラ３１がカウンタによってエリアセンサ−３０の電荷蓄積時間をカウントし、予め定めた時間ｔ１、ｔ２、ｔ３（ｔ１＜ｔ２＜ｔ３）と上記した第１、第２、第３蓄積停止手段の電荷蓄積停止にしたがって第１、第２、第３読み出し回路を選択的に動作させるようにする。
【００５７】
すなわち、コントロ−ラ３１がｔ１時間未満、ｔ１〜ｔ２時間、ｔ２〜ｔ３時間で第１蓄積停止手段が動作した場合、同様にｔ１時間未満、ｔ１〜ｔ２時間、ｔ２〜ｔ３時間で第２蓄積停止手段が動作した場合、ｔ３時間以上で第３蓄積停止手段が動作した場合を判断し、その判断にしたがって第１、第２、第３読み出し回路のいずれかを動作させるＸ走査パルスとしてΦＰ１又はΦＰ２或いはΦＰ１とΦＰ２を出力する。
【００５８】
図５はコントロ−ラ３１によって行なわれる上記した第１、第２、第３読み出し回路の選択動作を示したフロ−チャ−トである。
図示するように、エリアセンサ−３０の制御開始時にいずれの読み出し回路で読み出し状態となっているかを判断し、その読み出し回路が初期選択される。（ステップＳＴ５００、ＳＴ５０１）
【００５９】
続いて、エリアセンサ−３０の電荷蓄積を介しさせると共に電荷蓄積時間のカウントが開始する。（ステップＳＴ５０２、ＳＴ５０３）
電荷蓄積が開始した後は、飽和による停止手段（第１蓄積停止手段）によって電荷蓄積が停止したか否かの判断ステップに進み、蓄積停止が確認されたときはフラグ１（ＰＥＫ＿ＳＴＰ＝１）をセットする。（ステップＳＴ５０４、ＳＴ５１２）
【００６０】
上記のようにフラグ１をセットした後、電荷蓄積時間のカウントが停止され、初期選択されている読み出し回路によって画素信号が読み出されてセンサ−デ−タ転送が行なわれ、センサ−出力Ｖ０がコントロ−ラ３１に送られる。（ステップＳＴ５０９、ＳＴ５１０）
【００６１】
続いて、次回フォトダイオ−ドの選択ステップＳＴ５１１に進み、次回走査の第１を選択してセンサ−蓄積開始ステップＳＴ５０２にリタ−ンする。
なお、次回走査のダイオ−ド選択については後述する。
【００６２】
一方、飽和による蓄積停止のステップＳＴ５０４において、時間ｔ１以内で電荷蓄積の停止が行なわれないと判断したときは、モニタ信号ＶＭが時間ｔ１以内に所定レベルに達したか否かを判断する。（ステップＳＴ５０５）
【００６３】
ここで、モニタ信号が所定レベルに達したことが確認されると、フラグ１（ＭＯＮ＿ＳＴＰ＝１）をセットすると共に第２蓄積停止手段によって電荷蓄積が停止される。（ステップＳＴ５１３、ＳＴ５０８）
【００６４】
以後は上記同様にして蓄積時間の停止、センサ−デ−タ転送、次回フォトダイオ−ド選択のステップＳＴ５０９、ＳＴ５１０、ＳＴ５１１を経てセンサ−蓄積開始ステップＳＴ５０２にリタ−ンする。
この動作での次回フォトダイオ−ドの選択については後述する。
【００６５】
モニタ信号ＶＭのレベルチェックのステップＳＴ５０５において、モニタ信号が時間ｔ１以内に所定レベルに達しないときは、電荷蓄積時間がリミット時間ｔ３となったか否かの判断ステップＳＴ５０６に進み、飽和による蓄積停止の判断とモニタレベルのチェックとを繰り返す。（ステップＳＴ５０６、ＳＴ５０４、ＳＴ５０５）
【００６６】
このように、飽和による蓄積停止の判断とモニタレベルのチェックとを繰り返している間に、飽和による電荷蓄積が停止されると、フラグ１（ＰＥＫ＿ＳＴＰ＝１）をセットし上記同様に動作し、また、モニタ信号ＶＭが所定レンズに達すれば、フラグ１（ＭＯＮ＿ＳＴＰ＝１）をセットし上記同様に動作する。
【００６７】
リミット時間ｔ３となっても電荷蓄積が停止されずその蓄積が続く場合は、フラグ１（ＬＭＴ＿ＳＴＰ＝１）をセットして第３蓄積停止手段によって電荷蓄積を停止させる。（ステップＳＴ５０６、ＳＴ５１３、ＳＴ５０８）
その後、上記同様に蓄積時間のカウントの停止、センサ−デ−タの転送、次回フォトダイオ−ド選択のステップを経てセンサ−蓄積開始のステップＳＴ５０２にリタ−ンする。（ステップＳＴ５０９、ＳＴ５１０、ＳＴ５１１、ＳＴ５０２）
【００６８】
上記したように、飽和による蓄積停止（第１蓄積停止手段）、モニタ信号ＶＭのレベルチェックによる蓄積停止（第２蓄積停止手段）、リミット時間経過による蓄積停止（第３蓄積停止手段）によってフラグ１がセットされ、このフラグ１にしたがって次回走査のフォトダイオ−ドが選択がされる。
【００６９】
図６、図７はフォトダイオ−ドの選択動作を示すフロ−チャ−トである。
これらの図面に示すように、第１蓄積停止手段で電荷蓄積が停止され、ＰＥＫ＿ＳＴＰ＝１のフラグ１がセットされた場合は、図７のフロ−チャ−トが実行される。（ステップＳＴ６０１）
【００７０】
すなわち、第１蓄積停止手段の蓄積停止が時間ｔ１未満となるときは、高輝度でコントラストが低いときであるから、蓄積時間（Ｃｔｉｍ）を優先させるために、フォトダイオ−ドは切換えず、現状の選択されているフォトダイオ−ドで次回走査を行なう。
【００７１】
また、第１蓄積停止手段の蓄積停止が時間ｔ１を越えるときは、中輝度で低コントラストの場合であるから、蓄積時間を短くするため、画素エリアを１ランク大きくしたフォトダイオ−ドを選択する。（ステップＳＴ７０３）
【００７２】
具体的には、前回の読み出し走査が第１のフォトダイオ−ドライン３０ａによって行なわれたときは、第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂを読み出す第２読み出し回路に切換える。
同様に、前回の読み出し走査が第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂで行なわれたとき、または、第１、第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂで行なわれたときは、第１、第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂを加算して読み出す第３の読み出し回路に切換える。（ステップＳＴ７０４）
【００７３】
第１蓄積停止手段の蓄積停止が時間ｔ２を越えるときは、低輝度で低コントラストの状態であるから、電荷蓄積時間を短くするため、最大限の画素エリアとするフォトダイオ−ドを選択する。
すなわち、前回走査のフォトダイオ−ドが第１又は第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂ、或いは、第１のフォトダイオ−ドライン３０ａと３０ｂの加算であっても、第１のフォトダイオ−ドライン３０ａと３０ｂを加算して読み出す第３読み出し回路に切換える。（ステップＳＴ７０１、ＳＴ７０２）
【００７４】
一方、第２蓄積停止手段により電荷蓄積が停止され、ＭＯＮ＿ＳＴＰ＝１のフラグ１がセットされた場合は図６のフロ−チャ−トが実行される。
すなわち、第２蓄積停止手段の蓄積停止がｔ１時間未満となるときは、高コントラストで信号成分は充分であるので、センサ−出力信号のエッジ特性を向上させるため、画素エリアの狭いフォトダイオ−ドを選択する。（ステップＳＴ６０５、ＳＴ６０６）
【００７５】
すなわち、前回走査したフォトダイオ−ドが第１のフォトダイオ−ドライン３０ａまたは第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂであるときは第１のフォトダイオ−ドライン３０ａを読み出す第１読み出し回路に切換え、前回走査が第１、第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂで行なわれたときは、第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂを読み出す第２の読み出し回路に切換える。
【００７６】
第２蓄積停止手段の電荷停止がｔ１〜ｔ２時間となるときは、中コントラストで制御上安定した状態となるので、フォトダイオ−ドの選択は行なわず、前回走査のフォトダイオ−ドラインの読み出し回路が維持される。
【００７７】
第２蓄積停止手段の電荷停止がｔ２時間を超える場合は、低コントラストの状態であるので蓄積時間を短くするように画素エリアの大きいフォトダイオ−ドを選択する。（ステップＳＴ６０３、ＳＴ６０４）
【００７８】
すなわち、前回走査が第１のフォトダイオ−ドライン３０ａであるときは第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂを読み出す第２読み出し回路に、第２のフォトダイオ−ドライン３０ｂであるときは第１、第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂを加算して読み出す第３読み出し回路に切換え、第３読み出し回路が選択されておれば、第３読み出し回路を維持する。
【００７９】
他方、第３蓄積停止手段により電荷蓄積が停止され、ＬＭＴ＿ＳＴＰ＝１のフラグ１がセットされる場合は、リミット時間ｔ３以内にセンサ−出力信号Ｖ０を得るため、画素エリアが最大となるようにフォトダイオ−ドを選択する。（ステップＳＴ６０２、ＳＴ６０７）
【００８０】
すなわち、前回走査のフォトダイオ−ドラインにかかわらず、常に第１、第２のフォトダイオ−ドライン３０ａ、３０ｂを加算して読み出す第３読み出し回路に切換える。
なお、上記のように次回走査のフォトダイオ−ドラインを選択した後は各フラグを０に戻す。（ステップＳＴ６０８）
【００８１】
下記表１には上記したフォトダイオ−ドの選択をまとめて示してある。
【００８２】
【表１】
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【００８３】
図８は本発明の他の実施形態を示す図２同様のエリアセンサ−４０の簡略図である。
この実施形態のエリアセンサ−４０は、第１のフォトダイオ−ドライン４０ａを読み出す第１読み出し回路と、第２のフォトダイオ−ドライン４０ｂを読み出す第２読み出し回路と、第１、第２のフォトダイオ−ドライン４０ａ、４０ｂを加算して読み出す第３読み出し回路と、２ラインの第１のフォトダイオ−ドライン４０ａを加算して読み出す第４読み出し回路と、２ラインの第１のフォトダイオ−ドライン４０ａ、４０ａと第２のフォトダイオ−ドライン４０ｂとを加算して読み出す第５読み出し回路とを備えている。
【００８４】
すなわち、走査パルスΦＰ１を供給してＳＷ１をＯＮさせ第１読み出し回路を動作させ、走査パルスΦＰ２を供給してＳＷ２をＯＮさせ第２読み出し回路を動作させ、走査パルスΦＰ１、ΦＰ２を供給してＳＷ１、ＳＷ２をＯＮさせ第３読み出し回路を動作させることができる。
また、走査パルスΦＰ１、ΦＰ３を供給してＳＷ１、ＳＷ３をＯＮさせ第４読み出し回路を動作させ、走査パルスΦＰ１、ΦＰ２、ΦＰ３を供給してＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３をＯＮさせ第５読み出し回路を動作させることができる。
なお、実施形態ではスイッチ素子ＳＷ４をＯＮさせてＹ走査する。
【００８５】
したがって、このように構成するエリアセンサ−４０は、同時に読み出すことができるフォトダイオ−ドライン組数をａ、読み出すラインをｎとすれば、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインを読み出す第１読み出し手段、ａｎ行目及びａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１のフォトダイオ−ドラインを読み出す第２読み出し手段と、ａｎ行目のフォトダイオ−ドラインとａｎ＋１・・・・・ａｎ＋ａ−１のフォトダイオ−ドラインを加算して読み出す第３読み出し手段として構成することができる。
ただし、ａ≧３、ｎ＞０、ａ、ｎは整数である。
【００８６】
図９は本発明のさらなる他の実施形態を示す図２同様のエリアセンサ−５０を示す簡略図である。
図示するように、エリアセンサ−５０は、第１のフォトダイオ−ドライン５０ａと第２のフォトダイオ−ドライン５０ｂとを同じ画素エリアのフォトダイオ−ドで形成してある。
【００８７】
そして、走査パルスΦＰ１又はΦＰ２を供給して第１のフォトダイオ−ド５０ａと第２のフォトダイオ−ドライン５０ｂのいずれか一方を読み出す第１読み出し回路と、走査パルスΦＰ１、ΦＰ２を供給して第１、第２のフォトダイオ−ドライン５０、５０ｂを加算して読み出す第２読み出し回路を設けた構成となっている。
このように構成したエリアセンサ−５０においても、電荷蓄積時間にしたがって第１、第２読み出し回路を切換えることにより、焦点検出装置のエリアセンサ−として有効なものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
電子カメラ（デジタルカメラ）、ビデオカメラ、車載カメラなどの焦点検出用センサ−として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施形態として示した焦点検出装置の回路構成例を示すブロック図である。
【図２】上記焦点検出装置に備えたエリアセンサ−の簡略図である。
【図３】上記焦点検出装置に備えたピ−ク検出回路が出力するピ−ク信号とボトム検出回路が出力するボトム信号を示す特性図である。
【図４】上記ピ−ク信号とボトム信号の差信号であるモニタ信号を示す特性図である。
【図５】上記した焦点検出装置に備えたコントロ−ラが行なうエリアセンサ−の電荷蓄積制御を示すフロ−チャ−トである。
【図６】上記コントロ−ラが行なう次回走査のフォトダイオ−ド選択動作を示すフロ−チャ−トである。
【図７】図６同様のフロ−チャ−トである。
【図８】他の実施形態のエリアセンサ−を示す図２同様のエリアセンサ−の簡略図である。
【図９】さらなる他の実施形態のエリアセンサ−を示す図２同様のエリアセンサ−の簡略図である。
【図１０】焦点検出装置を備えた一眼レフカメラの簡略図である。
【図１１】焦点検出装置の光学系図である。
【図１２】従来例として示したラインセンサ−の簡略図である。
【図１３】従来例として示したエリアセンサ−の簡略図である。
【図１４】図１４（Ａ）は長方形画素のセンサ−に斜めの被写体が結像した状態を示し、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）の結像状態のセンサ−出力信号を示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）は長くした長方形画素のセンサ−に斜めの被写体が結像した状態を示し、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）の結像状態のセンサ−出力信号を示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）は長方形画素のセンサ−に被写体が垂直に結像した状態を示し、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）の結像状態のセンサ−出力信号を示す図である。
【図１７】図１７（Ａ）は長くした長方形画素のセンサ−に被写体が垂直に結像した状態を示し、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）の結像状態のセンサ−出力信号を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
３０  エリアセンサ−
３０ａ  第１のフォトダイオ−ドライン
３０ｂ  第２のフォトダイオ−ドライン
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３  スイッチ素子
ＡＰ  画素アンプ
３１  コントロ−ラ
３２  ピ−ク検出回路
３３  ボトム検出回路
３４  コンパレ−タ
３５  タイミングジェネレ−タ
３６  オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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