(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を２像に分割して２像の間隔を測定することにより焦点検出を行う焦点検出装置であって、
所定ピッチで複数の単位画素がアレイ状に配列され、入射光量に応じた蓄積動作を行う光電センサアレイと、
上記光電センサアレイ内で隣接する単位画素出力同士を結合して、１つの信号を出力させることが可能な切換手段と、
上記単位画素にそれぞれ対応して画素信号を補正するための補正値を記憶している記憶手段と、
上記単位画素に対応する信号を、上記補正値を用いて補正する補正手段と、
を具備し、
所定の焦点検出動作を行う場合に、上記切換手段は上記単位画素出力同士を結合させて信号を出力させ、上記補正手段は上記結合した出力に対応する各単位画素の補正値を用いて上記結合した出力に対応する補正値を算出し、上記結合した出力を補正することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【請求項２】
被写体像を２像に分割して２像の間隔を測定することにより焦点検出を行う焦点検出装置であって、
所定ピッチで複数の単位画素がアレイ状に配列され、入射光量に応じた蓄積動作を行う光電センサアレイと、
上記光電センサアレイ内で隣接する単位画素出力同士を結合して、１つの信号を出力させることが可能な切換手段と、
上記単位画素出力同士を結合した出力を補正するための補正値を記憶する記憶手段と、
を具備することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【請求項３】
さらに、上記単位画素同士を結合した出力を、上記補正値を用いて補正する補正手段を具備し、
所定の焦点検出動作を行う場合に、上記切換手段は上記単位画素出力同士を結合させて信号を出力させ、上記補正手段は上記結合した出力に対応する補正値を用いて上記結合した出力を補正することを特徴とする請求項２に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項４】
さらに、上記光電センサアレイに焦点検出光束を導くための焦点検出光学系を具備し、
上記補正値は、焦点検出光学系による周辺光量低下を補正するための補正値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項５】
上記補正値は、上記光電センサアレイの単位画素の出力バラツキを補正するための補正値であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項６】
上記記憶手段はEEPROMであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項７】
上記所定の焦点検出動作は、連続撮影動作中、レンズスキャン動作中、またはレンズ駆動中の焦点検出動作であることを特徴とする請求項１または３に記載のカメラの焦点検出装置。
【請求項８】
さらに、被写体条件が低輝度であるか否かを判定する低輝度判定手段を有し、
上記所定の焦点検出動作は、上記低輝度判定手段により低輝度と判定されるときに行われる焦点検出動作であることを特徴とする請求項１または３に記載のカメラの焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラの焦点検出装置、詳しくは、電荷蓄積型光電変換素子を用いたカメラの焦点検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、焦点検出光学系によって形成された被写体像を電荷蓄積型センサを用いて受光し、センサ出力を演算処理して撮影光学系の予定焦点面に対する被写体像面のデフォーカス量に応じてフォーカシングレンズを駆動することにより撮影光学系の合焦を達成する自動焦点調節装置が知られている。
【０００３】
この種の自動焦点調節（以下ＡＦと呼ぶ）装置で連続撮影動作を行う場合、焦点検出動作における電荷蓄積型センサの電荷蓄積時間が長くなると、高速連続撮影ができなくなる。このような問題を解決するために、連続撮影時にはセンサの増幅率をあげてその分蓄積時間を短縮する技術が特開平２−６４５１７号公報に開示されている。
【０００４】
また被写体像のコントラストが不足している焦点検出不能の場合に、撮影レンズが至近端から無限端の間で走査駆動させながら焦点検出を行い、被写体像のコントラストが高く焦点検出が可能となる撮影レンズの位置を探すいわゆるレンズスキャン動作を行う自動焦点検出装置が知られている。特開昭６１−２６７７１５号公報では、上記レンズスキャン中の電荷蓄積時間のリミット時間を通常よりも短く設定して、フォーカシングレンズの移動により被写体像が流れてしまうのを防止する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平２−６４５１７号公報に開示された技術手段は、以下に示すような問題点を有する。
【０００６】
即ち、単にセンサ出力の増幅率を上げて蓄積時間を短縮させた場合は増幅前の電荷蓄積量自体が減少するので、結果的にセンサ出力のＳ／Ｎが低下してデフォーカス量の検出精度が悪化し、このデフォーカス量に従って自動焦点調節を行いながら連続撮影すると焦点調節精度が悪化することがある。
【０００７】
また、上記特開昭６１−２６７７１５号公報に示される如き焦点検出装置は、レンズスキャン中の電荷蓄積時間のリミット時間を通常の蓄積時間より短くしているので、低輝度被写体に対して充分なにコントラストが得られず、検出能力が著しく劣ってしまうという問題点がある。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、高い焦点調節精度を維持しつつ高速連続撮影を可能にしたカメラの焦点検出装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また本発明は、低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズスキャン動作によって検出可能なレンズ位置を検出することが可能なカメラの焦点検出装置を提供することを第２の目的とする。
【００１０】
さらに本発明は、低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズ駆動中の焦点検出動作による自動焦点調節を可能とするカメラの焦点検出装置を提供することを第３の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明の第１のカメラの焦点検出装置は、被写体像を２像に分割して２像の間隔を測定することにより焦点検出を行う焦点検出装置であって、所定ピッチで複数の単位画素がアレイ状に配列され、入射光量に応じた蓄積動作を行う光電センサアレイと、上記光電センサアレイ内で隣接する単位画素出力同士を結合して、１つの信号を出力させることが可能な切換手段と、上記単位画素にそれぞれ対応して画素信号を補正するための補正値を記憶している記憶手段と、上記単位画素に対応する信号を、上記補正値を用いて補正する補正手段と、を具備し、所定の焦点検出動作を行う場合に、上記切換手段は上記単位画素出力同士を結合させて信号を出力させ、上記補正手段は上記結合した出力に対応する各単位画素の補正値を用いて上記結合した出力に対応する補正値を算出し、上記結合した出力を補正することを特徴とする。
【００１２】
上記の目的を達成するために本発明の第２のカメラの焦点検出装置は、被写体像を２像に分割して２像の間隔を測定することにより焦点検出を行う焦点検出装置であって、所定ピッチで複数の単位画素がアレイ状に配列され、入射光量に応じた蓄積動作を行う光電センサアレイと、上記光電センサアレイ内で隣接する単位画素出力同士を結合して、１つの信号を出力させることが可能な切換手段と、上記単位画素出力同士を結合した出力を補正するための補正値を記憶する記憶手段と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するために本発明の第３のカメラの焦点検出装置は、上記第２のカメラの焦点検出装置において、さらに、上記単位画素同士を結合した出力を、上記補正値を用いて補正する補正手段を具備し、所定の焦点検出動作を行う場合に、上記切換手段は上記単位画素出力同士を結合させて信号を出力させ、上記補正手段は上記結合した出力に対応する補正値を用いて上記結合した出力を補正することを特徴とする。
上記の目的を達成するために本発明の第４のカメラの焦点検出装置は、上記第１乃至第３のカメラの焦点検出装置において、さらに、上記光電センサアレイに焦点検出光束を導くための焦点検出光学系を具備し、上記補正値は、焦点検出光学系による周辺光量低下を補正するための補正値であることを特徴とする。
上記の目的を達成するために本発明の第５のカメラの焦点検出装置は、上記第１乃至第３のカメラの焦点検出装置において、上記補正値は、上記光電センサアレイの単位画素の出力バラツキを補正するための補正値であることを特徴とする。
上記の目的を達成するために本発明の第６のカメラの焦点検出装置は、上記第１乃至第５のカメラの焦点検出装置において、上記記憶手段はEEPROMであることを特徴とする。
上記の目的を達成するために本発明の第７のカメラの焦点検出装置は、上記第１または第３のカメラの焦点検出装置において、上記所定の焦点検出動作は、連続撮影動作中、レンズスキャン動作中、またはレンズ駆動中の焦点検出動作であることを特徴とする。
上記の目的を達成するために本発明の第８のカメラの焦点検出装置は、上記第１または第３のカメラの焦点検出装置において、さらに、被写体条件が低輝度であるか否かを判定する低輝度判定手段を有し、上記所定の焦点検出動作は、上記低輝度判定手段により低輝度と判定されるときに行われる焦点検出動作であることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の第１の実施形態であるカメラの焦点検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【００１６】
このカメラの焦点検出装置は、所定のピッチを有する複数の光電変換素子から構成されるとともに入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイ１と、上記光電変換素子アレイ１内の隣接する光電変換素子を結合または分離して画素ピッチを切り換える画素ピッチ切り換え手段２と、連続撮影を行う連続撮影手段４と、上記画素ピッチ切り換え手段２を制御するとともに上記光電変換素子アレイ１の出力を得る制御手段３と、で主要部が構成されている。
【００１７】
このように構成される本第１の実施形態の焦点検出装置は、上記光電変換素子アレイ１の光電出力に関する画素ピッチに関して、画素ピッチの小さい第１の画素ピッチと、第１の画素ピッチより大きい第２の画素ピッチとを同一の光電変換素子アレイ１内において、上記画素ピッチ切り換え手段２が隣接する光電変換素子を結合するまたは分離することにより、切り換えて実現する。
【００１８】
そして、連続撮影手段４の動作時は、制御手段３は上記画素ピッチ切り換え手段２を制御して上記光電変換素子アレイ１の隣接する光電変換素子を結合させて第２の画素ピッチを選択する。そして上記制御手段３は上記光電変換素子アレイ１の蓄積動作を制御し、蓄積出力を得て焦点検出演算を行う。
【００１９】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００２０】
図２は、本発明の第２の実施形態であるカメラの焦点検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【００２１】
このカメラの焦点検出装置は、所定のピッチを有する複数の光電変換素子から構成されるとともに入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイ１と、上記光電変換素子アレイ１内の隣接する光電変換素子を結合または分離して画素ピッチを切り換える画素ピッチ切り換え手段２と、上記光電変換素子アレイの出力に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段５と、上記焦点検出手段５による焦点検出が可能であるか否か判定する判定手段と６、撮影光学系を駆動するレンズ駆動手段７と、上記判定手段６によって、焦点検出が不可能であると判定されると、上記光電変換素子アレイの画素ピッチを拡大するように画素ピッチ切り換え手段２を制御し、上記レンズ駆動手段７により上記撮影光学系のレンズスキャン動作を行うとともに上記焦点検出手段５により焦点検出を行う制御手段３と、で主要部が構成されている。
【００２２】
このように構成される本第２の実施形態の焦点検出装置は、上記光電変換素子アレイ１の光電出力に関する画素ピッチに関して、画素ピッチの小さい第１の画素ピッチと、第１の画素ピッチより大きい第２の画素ピッチとを同一の光電変換素子アレイ１内において、上記画素ピッチ切り換え手段２が隣接する光電変換素子を結合するまたは分離することにより、切り換えて実現する。
【００２３】
そして、上記判定手段６によって、焦点検出が不可能であると判定されると、上記制御手段３は上記光電変換素子アレイ１の画素ピッチを拡大するように画素ピッチ切り換え手段２を制御し、上記レンズ駆動手段７により上記撮影光学系のレンズスキャン動作を行うとともに上記焦点検出手段５により焦点検出を行う。
【００２４】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００２５】
図３は、本発明の第３の実施形態であるカメラの焦点検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【００２６】
このカメラの焦点検出装置は、所定のピッチを有する複数の光電変換素子から構成されるとともに入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイ１と、上記光電変換素子アレイ１内に隣接する光電変換素子を結合または分離して画素ピッチを切り換える画素ピッチ切り換え手段２と、上記光電変換素子アレイの出力に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段５と、撮影光学系を駆動するレンズ駆動手段７と、上記レンズ駆動手段７のレンズ駆動中に上記光電変換素子アレイ１の蓄積動作及び上記焦点検出手段５の焦点検出を行うか判別する判別手段８と、上記判別手段８によって上記駆動手段７の駆動中に上記光電変換素子アレイ１の蓄積動作及び上記焦点検出手段５の焦点検出を行うと判定されると、上記光電変換素子アレイ１の画素ピッチを拡大するように画素ピッチ切り換え手段２を制御して、上記レンズ駆動手段７によりレンズ駆動を行うとともに上記焦点検出手段５により焦点検出を行う制御手段３と、で主要部が構成されている。
【００２７】
このように構成される本第３の実施形態の焦点検出装置は、上記光電変換素子アレイ１の光電出力に関する画素ピッチに関して、画素ピッチの小さい第１の画素ピッチと、第１の画素ピッチより大きい第２の画素ピッチとを同一の光電変換素子アレイ１内において、上記画素ピッチ切り換え手段２が隣接する光電変換素子を結合するまたは分離することにより、切り換えて実現する。
【００２８】
そして、上記判別手段８によって上記レンズ駆動手段７の駆動中に上記光電変換素子アレイ１の蓄積動作及び上記焦点検出手段５の焦点検出を行うと判定されると、上記制御手段３は上記光電変換素子アレイ１の画素ピッチを拡大するように画素ピッチ切り換え手段２を制御して、上記レンズ駆動手段７によりレンズ駆動を行うとともに上記焦点検出手段５により焦点検出を行う。
【００２９】
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００３０】
図４は、本発明の第４の実施形態の焦点検出装置が搭載された一眼レフレックスカメラの主要構成を示した断面図である。
【００３１】
図４に示すように、カメラボディ１１内の前部には通常の撮影機能を備える撮影レンズ１２が配設されており、該撮影レンズ１２の後方には、メインミラー１３，サブミラー１４が順に配設されている。また、メインミラー１３の上方にはファインダ２３を備えるファインダ光学系が配設され、一方サブミラー１４の下方、すなわち、当該カメラボディ１１の下部には焦点検出装置２２が配設されている。
【００３２】
上記撮影レンズ１２を通過した被写体からの光束はメインミラー１３によりその一部は反射され、又一部は透過される。メインミラー１３で反射した光束は、一方でファインダ２３に導かれ、他方メインミラー１３を透過した光束はサブミラー１４で反射されて焦点検出装置２２に導かれる。
【００３３】
上記焦点検出装置２２は、撮影レンズ１２を通過した光束を絞り込む視野マスク２１，赤外光をカットする赤外カットフィルタ２０，光束を集めるためのコンデンサレンズ１９、光束を全反射する全反射ミラー１８，光束を制御するセパレータ絞りマスク１７，光束を再結像させるセパレータレンズ１６，光電変換素子列とその処理回路からなるＡＦセンサ１５とから構成されている。
【００３４】
ＡＦセンサ１５の前方にはセパレータレンズ１６が設けられ、セパレータレンズ１６には光電変換素子列に各々対応するセパレータレンズ１６ａ，１６ｂ（図５参照）が一体に形成されている。セパレータレンズ１６の前方には絞りマスク１７が設けられ、絞りマスク１７にはセパレータレンズ１６ａ，１６ｂに各々対応する開口１７ａ，１７ｂが形成されている。
【００３５】
上記絞りマスク１７とサブミラー１４との間には反射ミラー１８が設けられ、反射ミラー１８はサブミラー１４で下方に反射された焦点検出用光束を絞りマスク１７の開口１７ａ，１７ｂ、セパレータレンズ１６ａ，１６ｂを介して光電変換素子列３１（図６参照）に導く。
【００３６】
また、サブミラー１４と反射ミラー１８との間には、コンデンサレンズ１９が設けられ、コンデンサレンズ１９の上面には視野マスク２１が設けられている。
【００３７】
このように構成された焦点検出装置２２は、焦点検出の一原理であるＴＴＬ位相差方式であって、撮影レンズ１２の射出瞳面の互いに異なる領域を通過する焦点検出光束を光電変換素子列でそれぞれ受光して像の光強度分布パターンを電気信号に変換してそれらの像間隔を相関演算により求めて自動焦点検出を行い、撮影レンズのでフォーカス量を求め、これに基づいて撮影レンズを駆動して自動焦点調節を行う。
【００３８】
図５は、本実施形態の焦点検出装置２２の光電変換素子列上に被写体からの光束を導く焦点検出光学系の構成をさらに詳細に示した説明図である。なお図５では上述した全反射ミラー１８、赤外カットフィルタ２０については省略して示している。
【００３９】
撮影レンズ１２の領域１２ａを介して入射した被写体からの光束は視野マスク２１、コンデンサレンズ１９、セパレータ絞り１７の開口部１７ａ及びセパレータレンズ１６ａを通りＡＦセンサ１５の光電変換素子アレイ３１上に再結像される。この光電変換素子アレイ３１は、セパレータレンズ１６ａ，１６ｂに対応して第１、第２の光電変換素子アレイＰＤＡＬ（３１ａ），ＰＤＡＲ（３１ｂ）を有している。
【００４０】
撮影レンズ１２が合焦、即ち結像面Ｇ上に被写体像Ｉが形成される場合、その被写体像Ｉはコンデンサレンズ１９及びセパレータレンズ１６ａ，１６ｂによって光軸Ｏに対して垂直な２次結像面Ｐ（光電変換素子アレイ３１）上に再結像されて第１像Ｉ１，第２像Ｉ２となる。
【００４１】
撮影レンズ１２が前ピン、即ち結像面Ｇの前方に被写体像Ｆが形成される場合、その被写体像Ｆはお互いにより光軸Ｏに近づいた形で光軸Ｏに対して垂直に再結像されて第１像Ｆ１，第２Ｆ２となる。撮影レンズ１２が後ピン、即ち結像面Ｇの後方に被写体像Ｒが形成される場合、その被写体像Ｒはお互いにより光軸Ｏから離れた形で、光軸Ｏから離れた形で、光軸Ｏに対して垂直に再結像されて第１像Ｒ１，第２像Ｒ２となる。
【００４２】
これら第１像と第２像の間隔を検出することにより、撮影レンズ１２の合焦状態を前ピン、後ピンを含めて検出することができる。具体的には第１像と第２像の光強度分布を光電変換素子アレイ３１により求めて両像の間隔を測定する。
【００４３】
図６は、本第４の実施形態の焦点検出装置を備えるカメラの主要電気回路を示したブロック図である。以下、本図を参照して、本カメラの電気回路的構成について説明する。
【００４４】
図６に示すように、当該カメラはカメラ全体の制御を司る制御装置（コントローラ）４１を備えている。この制御装置４１は、その内部にＣＰＵ（中央処理装置）４３、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４５、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）４２を有しており、上記ＲＯＭ４４に格納されたカメラのシークエンスプログラムに従ってカメラの一連の動作が行なわれるようになっている。またコントローラ４１はその内部にＥＥＰＲＯＭ４６を有しており、オートフォーカス制御、測光等に関する補正データを予めカメラ毎に記憶するようになっている。
【００４５】
また、上記コントローラ４１にはレンズ駆動部（ＬＤ）５１を介してレンズ駆動モータ（ＭＬ）５２が接続されるとともに、撮影レンズ１２の移動量を検出するエンコーダ（ＥＬ）５３が接続されている。上記レンズ駆動部５１はコントローラ４１によって制御され、撮影レンズ１２のフォーカシングレンズをレンズ駆動モータ５２によって駆動する。フォーカシングレンズの駆動によりエンコーダ５３にはフォーカシングレンズ移動量に応じたパルスが発生し、コントローラ４１がこれを読みとってレンズ駆動を制御する。
【００４６】
また上記コントローラ４１には、測光部（ＳＯ）３９，給送部（ＫＳ）３８，シャッタ（ＳＨ）３７が接続されている。
【００４７】
測光部３９は、被写体の輝度に応じた出力を発生し、コントローラ４１はその測光出力をＡＤコンバータ４２によりＡ／Ｄ変換して、測光値としてＲＡＭ４５に格納する。
【００４８】
シャッタ３７はフィルムに露光を行うためのブロックであり、給送部３８はフィルム巻き上げ部である。これらシャッタ３７、給送部３８はそれぞれコントローラ４１により制御される。
【００４９】
さらに上記コントローラ４１には、ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）６１、セカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）６２が接続されている。これらレリーズスイッチは、図示しないレリーズ釦に連動したスイッチであり、該レリーズ釦の第１段階の押し下げによりファーストレリーズスイッチ６１がオンし、引き続いて第２段階の押し下げでセカンドレリーズスイッチ６２がオンするようになっている。
【００５０】
これらのレリーズスイッチによりコントローラ４１は、ファーストレリーズスイッチ６１のオン動作で測光、オートフォーカスを行い、セカンドレリーズスイッチ６２のオン動作で露出動作とフィルム巻き上げを行うようになっている。
【００５１】
１ＲＳＷ（ファーストレリーズスイッチ）、２ＲＳＷ（セカンドレリーズスイッチ）はレリーズ釦に連動したスイッチで、レリーズ釦の第１段階の押し下げにより１ＲＳＷがオンし、引き続いて第２段階の押し下げで２ＲＳＷがオンする。また、コントローラ４１には、撮影モードを設定するスイッチ（ＲＳＳＷ）６３が接続されている。このスイッチ６３は、１駒撮影モードと連続撮影モードとを切り換えるスイッチであり、連続撮影モードのとき、上記セカンドレリーズスイッチ６２の操作状態に応じて、メインミラー１３、サブミラー１４、シャッタ３７、給送部３８の動作を制御して連続撮影動作を制御する。
【００５２】
次に、上記ＡＦセンサ１５の内部構成について説明する。
ＡＦセンサ（ＡＳ）１５は、光電変換素子列であるフォトダイオードアレイ（ＰＤＡＬ）３１ａ，（ＰＤＡＲ）３１ｂ，処理回路（ＳＡ）３２，及びセンサ制御回路（ＳＣＣ）３４とで構成されている。上記センサ制御回路ＳＣＣはコントローラＣＬからの４個の制御信号ＲＥＳ，ＥＮＤ，ＣＬＫ，ＰＴに応じてＡＦセンサ１５内部全体の動作を制御する。ＡＦセンサＡＳは処理回路ＳＡよりモニタ出力ＭＤＡＴＡと蓄積信号出力ＳＤＡＴＡをコントローラＣＬ内部のＡＤコンバータＡＤＣに対して出力する。
【００５３】
図７は、本実施形態のカメラの焦点検出装置における上記ＡＦセンサ１５の詳細な構成を示した電気回路図であり、フォトダイオードアレイＰＤＡＬ、ＰＤＡＲ、処理回路ＳＡを詳細に示している。
【００５４】
フォトダイオードアレイＰＤＡＬ、ＰＤＡＲはフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎから構成され、各フォトダイオードに入射する光量に応じた電荷を発生する。本実施形態では、光電変換素子アレイ部の画素ピッチを切り換えることにより、焦点検出系のサンプルピッチを切り換えている。つまり光電変換素子アレイ部の画素ピッチを小さく設定した場合の光電変換出力を用いてより微細パターンの検出及びより高精度の検出を行い、光電変換素子アレイの画素ピッチを大きく設定した場合の光電変換出力を用いてより高速応答及びより低輝度限界の低い被写体の焦点検出ができるように構成されている。
【００５５】
上記サンプルピッチは、例えば３５ｍｍカメラとして充分微細なパターンにまで焦点検出が可能であるためにはフィルム面、即ち焦点面（一次結像面）でのサンプルピッチが５０μｍ〜１００μｍ程度であればよいことが一般的に知られている。ここでサンプルピッチとは画像処理に用いるデータ採取点の空間な間隔を示すものである。
【００５６】
このとき、必要な光電変換素子の画素ピッチは、撮影レンズの焦点面である一次像面換算でのサンプルピッチから求めることができ、二次像面換算、即ち焦点検出素子上での画素ピッチｐは一次像面換算でのサンプルピッチＰに再結像光学系の倍率Ｍを乗じることによって計算することができる。即ち、光電変換素子アレイ上でのサンプルピッチ、即ち画素ピッチｐは、ｐ＝Ｍ×Ｐと表すことができる。
【００５７】
光電変換素子アレイの標準的な画素ピッチは、たとえば一次像面換算サンプルピッチＰ＝１００μｍ、再結像光学系倍率Ｍ＝０．３とすると、画素ピッチｐ＝３３μｍとなる。よって、画素ピッチｐ＜３３μｍとすればより細かいパターンの被写体を検出可能となり、画素ピッチｐ≧３３μｍとすればより低輝度被写体を検出可能とすることができる。
【００５８】
図７に戻って、ＡＦセンサ１５の内部構成について詳しく説明する。フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎは前述のようにサンプルピッチを切り換えられるように構成されており、それぞれ独立して画素増幅回路（Ｅ）３３における画素増幅回路Ｅ１〜Ｅｎに入力される場合と、サンプルピッチ４倍、即ちフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４、ＰＤ５〜ＰＤ８…のユニットをサンプルピッチとして画素増幅回路Ｅ１〜Ｅｎに入力される場合を切り換えて動作することができる。
【００５９】
ここで、上記フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎを代表してフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４について以下、説明する。
【００６０】
フォトダイオードＰＤ１の出力は画素増幅回路Ｅ１に直接入力され、フォトダイオードＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の出力は各々スイッチＳＷ２ｐ，ＳＷ３ｐ，ＳＷ４ｐを介して画素増幅回路Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に入力される。またフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ４の各出力はＰＤ１、ＰＤ２間、ＰＤ２、ＰＤ３間、ＰＤ３、ＰＤ４間に各々スイッチＳＷ１２、ＳＷ２３、ＳＷ３４が接続されている。
【００６１】
通常サンプルピッチの場合はスイッチＳＷ１２、ＳＷ２３、ＳＷ３４をオフ、スイッチＳＷ２ｐ，ＳＷ３ｐ，ＳＷ４ｐをオンとする。即ち、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３、ＰＤ４の各出力を各々独立して画素増幅回路Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４に入力する。一方サンプルピッチ４倍の場合は、スイッチＳＷ１２、ＳＷ２３、ＳＷ３４をオン、スイッチＳＷ２ｐ，ＳＷ３ｐ，ＳＷ４ｐをオフとする。即ちフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４を一個のフォトダイオードとして扱い、その出力をまとめて画素増幅回路Ｅ１に入力する。
【００６２】
このサンプルピッチ切り換えはセンサ制御回路３４からの信号ΦＰＴにより行われる。
【００６３】
通常サンプルピッチ、サンプルピッチ４倍の場合のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ、画素増幅回路（Ｅ）３３の接続の様子をわかりやすいように切り換えスイッチを省略して各々図８、図９に示す。
【００６４】
図７において画素増幅回路３３は、上記フォトダイオードアレイＰＤ１〜ＰＤｎで発生する電荷をそれぞれ増幅し、それぞれの電荷量に対応する電圧信号に変換して蓄積信号Ｖｓを発生する。
【００６５】
このように光電変換素子アレイ３１のサンプルピッチを切り換え可能に構成し、大きい方の画素面積が小さい方の画素面積４倍としているので、同一の信号蓄積量を得るのに１／４倍の時間ですむことになり、従来の焦点検出装置が小さい方の光電変換素子アレイのみで構成されていることからすると、被写体が暗い場合などは従来の焦点検出装置では電荷蓄積時間が長くなり応答性を悪化させていたのに対して、電荷蓄積時間が４分の１ですみ大幅な高速化を達成できる。
【００６６】
図１０は、上記画素増幅回路３３の一画素分に対応する詳細な構成を示す回路図である。
【００６７】
フォトダイオードＰＤのアノードはＧＮＤに接続され、カソードは初段アンプ部７１に入力される。この初段アンプ７１は、反転増幅器Ａ１、積分コンデンサＣ１、スイッチＳＷ１、とからなる、いわゆる積分回路を構成している。スイッチＳＷ１はセンサ制御回路３４からの信号ΦＲＥＳによりオン／オフ制御される。蓄積動作時はスイッチＳＷ１をオンとして積分コンデンサＣ１を初期化した後、スイッチＳＷ１をオフして蓄積動作を開始し、蓄積量に応じた電圧が初段アンプ部７１の出力Ｖ１に発生する。
【００６８】
上記初段アンプ部７１の出力Ｖ１は、２段目アンプ部７２の入力に接続されており、この２段目アンプ７２はコンデンサＣ２，Ｃ３，Ｃ４、反転増幅器Ａ２、バッファＡ３、スイッチＳＷ２及びＳＷ３とから構成され、サンプルホールド機能を有するとともに、増幅率がＣ２／Ｃ３である反転増幅回路となっている。
【００６９】
これらのスイッチＳＷ２、ＳＷ３は各々センサ制御回路３４からの信号ΦＲＥＳ、ΦＥＮＤによりそれぞれオン、オフ制御される。蓄積制御時はスイッチＳＷ２、ＳＷ３をオンさせ各部を初期化し、その後スイッチＳＷ２をオフして蓄積中の初段アンプ７１の出力Ｖ１を上記所定の増幅率で増幅して出力ＶＳ１を発生する。そして信号ΦＥＮＤによりスイッチＳＷ３をオフするとホールドコンデンサＣ４にその時点での蓄積レベルに対応する電圧レベルを維持、即ちホールドして蓄積レベルを保持する。
【００７０】
図７に戻り説明を続ける。画素増幅回路３３の各出力Ｖｓ１〜ＶｓｎにはＰＭＯＳトランジスタＰ１〜Ｐｎのゲートが各々接続されている。但し、前述のサンプルピッチ切り換えに関して画素増幅回路Ｅ１，Ｅ２，Ｅ３，Ｅ４について説明すると、出力Ｖｓ１は直接、Ｖｓ２，Ｖｓ３。Ｖｓ４は各々スイッチＳＷ２ｅ，ＳＷ３ｅ，ＳＷ４ｅを介して接続されている。
【００７１】
上記ＰＭＯＳトランジスタＰ１〜Ｐｎのドレインは全てＧＮＤに接続され、一方ソースは全て共通に定電流負荷ＩＬに接続されており、さらにバッファＢ１に入力される。そしてバッファＢ１の出力はＭＤＡＴＡとなる。
【００７２】
ここでＰＭＯＳトランジスタＰ１〜Ｐｎ、定電流負荷ＩＬ、バッファＢ１は画素増幅回路Ｅ１〜Ｅｎの各蓄積レベルのＭＡＸ値を検出し出力するピーク検出部３５を構成している。即ち、最も入射光量の大きいフォトダイオードに対応する画素増幅回路ＥＣの出力に応じたモニタ信号をＭＤＡＴＡに出力する。
【００７３】
通常サンプルピッチの場合は、スイッチＳＷ２ｅ，ＳＷ３ｅ，ＳＷ４ｅ及び対応する各スイッチをオンとして画素増幅回路Ｅの各出力Ｖｓ１〜Ｖｓｎの内のピーク検出を行う。一方サンプルピッチ４倍の場合は、スイッチＳＷ２ｅ，ＳＷ３ｅ，ＳＷ４ｅ及び対応する各スイッチをオフして有効な画素増幅回路３３の出力Ｖｓ１、Ｖｓ５、Ｖｓ９…の内からピーク検出を行う。なおこのサンプルピッチ切り換えは、センサ制御回路３４の信号ΦＰＴによって行われる。通常サンプルピッチ、サンプルピッチ４倍の場合の各々について有効となるピーク検出部を図８、図９に示す。
【００７４】
次に上記画素増幅回路３３における画素増幅回路Ｅ１〜Ｅｎの各出力Ｖｓ１〜ＶｓｎはさらにスイッチＳＷｓ１〜ＳＷｓｎを介した後、共通に接続されてその出力をＳＤＡＴＡとするバッファＢ２に入力される。スイッチＳＷｓ１〜ＳＷｓｎは、センサ制御回路３４からの信号ΦＣＬＫをシフトレジスタ（ＳＲ）３６に入力することにより、これに同期して順次オンされて、各画素増幅回路Ｅの出力ＳＤＡＴＡに順次出力される。
【００７５】
図１１は、上記ＡＦセンサ１５の蓄積動作と蓄積信号読み出し動作を示すタイミングチャートである。
【００７６】
まず、コントローラ４１は信号ＰＴをＬ（通常サンプルピッチ）としてサンプルピッチを初期設定する。次に信号ＲＥＳをＨ→Ｌ、ＥＮＤをＬ→Ｈとすることにより画素増幅回路３３内のスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をオンして各部の初期化を行う。
【００７７】
そして所定時間後に信号ＲＥＳをＬ→Ｈとすることにより画素増幅回路３３内のスイッチＳＷ１、ＳＷ２をオフして蓄積動作を開始する。
【００７８】
蓄積動作中は各フォトダイオード毎の入射光量に応じた傾きで、各画素増幅回路出力Ｖｓ１〜Ｖｓｎのレベルが下降していく。ＭＤＡＴＡにはこれらのＶｓ１〜Ｖｓｎのうちで最もレベルの低い出力（ＭＡＸ）に追従した出力がモニタ信号として出力される。コントローラ４１はこのＭＤＡＴＡを所定のタイミングで、内蔵しているＡＤコンバータ４２でＡ／Ｄ変換して、そのレベルをチェックする。そして蓄積量が適正なレベルになる時刻で信号ＥＮＤをＨ→Ｌとすることにより画素増幅回路３３内のスイッチＳＷ３をオフして全画素ブロックでの蓄積を終了し、同時に各画素ブロックの蓄積レベルを保持する。
【００７９】
そして蓄積動作を終了後、次に蓄積信号の読み出しを行う。ここで、信号ＣＬＫとして読み出しクロックを入力すると、シフトレジスタ３６よりＳ１〜Ｓｎが出力されてスイッチＳＷｓ１〜ＳＷｓｎが順次オンされ各画素の蓄積信号が順次ＳＤＡＴＡに出力される。コントローラ４１はＳＤＡＴＡ出力を信号ＣＬＫに同期してＡ／Ｄ変換して内部のＲＡＭ４５格納していき、全ての画素についての蓄積信号の読み出しが完了したところでその読み出し動作を終了する。
【００８０】
次にサンプルピッチ４倍の場合について説明する。
まず、コントローラ４１は信号ＰＴをＨ（４倍サンプルピッチ）としてサンプルピッチを初期設定する。以下通常サンプルピッチの場合と同様に信号ＲＥＳをＨ→Ｌ、ＥＮＤをＬ→Ｈとすることにより画素増幅回路３３内各部の初期化を行い、所定時間後の信号ＲＥＳをＬ→Ｈとすることにより画素増幅回路３３の蓄積動作を開始する。蓄積動作中は、通常サンプルピッチの蓄積時に比較して４倍の各フォトダイオード毎の入射光量に応じた傾きで、各画素増幅回路出力Ｖｓ１〜Ｖｓｎのレベルが下降していく。
【００８１】
このときＭＤＡＴＡにはこれらのＶｓ１〜Ｖｓｎのうちで最もレベルが低い出力（ＭＡＸ）に追従した出力がモニタ信号として出力される。この時通常サンプルピッチに比べて４倍の傾きで下降していく。コントローラ４１はこのＭＤＡＴＡを所定のタイミングで、内蔵しているＡＤコンバータ４２でＡ／Ｄ変換して、そのレベルをチェックし、蓄積量が適正なレベルになる時刻で信号ＥＮＤをＨ→Ｌとすることにより全画素ブロックでの蓄積を終了する。
【００８２】
次に蓄積信号の読み出しを行う。ここで、信号ＣＬＫとして読み出しクロックを入力すると、シフトレジスタ３６よりＳ１〜Ｓｎが出力されてスイッチＳｗｓ１〜Ｓｗｓｎが順次オンされ各画素の蓄積信号が順次ＳＤＡＴＡに出力される。４倍サンプルピッチの場合、センサデータとして有効な出力はＳ１，Ｓ５，Ｓ９…に対応した出力であるので、コントローラ４１は有効出力Ｓ１，Ｓ５，Ｓ９…だけＡ／Ｄ変換してＲＡＭ４５に順次格納し、その他の無効出力はＡ／Ｄ変換しない。そして、全ての画素についての蓄積信号の読み出しが完了したところでその読み出し動作を終了する。
【００８３】
次に図１２（ａ），（ｂ）のタイミングチャートを参照して、４倍サンプルピッチのときの別の読み出し動作について説明する。
【００８４】
４倍サンプルピッチの場合、センサデータとして有効な出力はＳ１，Ｓ５，Ｓ９…に対応した出力であるので、コントローラ４１は読みだしを高速化するために無効な出力Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８…に対応するクロック信号ＣＬＫは非常に短い幅のパルス信号として出力する。そして有効な出力Ｓ１，Ｓ５，Ｓ９…に対応するクロック信号ＣＬＫは通常サンプルピッチと同一のパルス幅で出力する。上記有効なＳＤＡＴＡ出力のみを信号ＣＬＫの立ち上がりに同期してＡ／Ｄ変換して、内部のＲＡＭに格納していく。
【００８５】
このように４倍サンプルピッチではセンサデータ読み出し時間としては通常サンプルピッチの場合の４分の１の時間ですみ、焦点検出の応答性をより高速化することができる。
【００８６】
次に、本実施形態の焦点検出装置を適用したカメラの動作について図１３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、このフローチャートは、図６に示すコントローラ４１の動作制御手順を示すメインルーチンである。
【００８７】
まず、コントローラ４１が動作を開始すると、図１３のメインルーチンが実行され、最初にＥＥＰＲＯＭ４６にあらかじめ記憶されている各種補正データや蓄積制御データを読み込んでＲＡＭ４５に展開する（ステップＳ１００）。
【００８８】
続くステップＳ１０１では、１ＲＳＷ（ファーストレリーズスイッチ）がオンされているか否かを判断し、オンでなければ、ステップＳ１１１に分岐する。一方、オンであれば、露出量を決定するために測光部３９を動作させて被写体輝度を測定する「測光」を行い（ステップＳ１０２）、被写体に対する焦点状態を検出し、それに基づいて撮影レンズを合焦位置へ駆動して被写体にピントを合わせる「ＡＦ」を行う（ステップＳ１０３）。
【００８９】
このＡＦ動作の結果、合焦したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。合焦していなければステップＳ１０８に進み、一方合焦している場合は、更に２ＲＳＷ（セカンドレリーズスイッチ）がオンされているか否かを判別する（ステップＳ１０５）。２ＲＳＷがオンされていなければステップＳ１０１に戻る。一方、オンされている場合は、「露出」を行うためにまず上記ステップＳ１０２で求めた測光値に基づいて決定された絞り値に撮影レンズの絞りを絞り込み、次にシャッタを制御して所定時間だけシャッタを開いて露出動作を行う（ステップＳ１０６）。
【００９０】
このシャッタ動作が終了したら絞りを開放状態に戻した後、撮影したフィルムを巻き上げて、次のコマの位置に給送し（ステップＳ１０７）、一連の撮影動作を終了して続くステップＳ１０８に進み、不図示の表示装置ＬＣＤ、ＬＥＤの表示動作を制御する（ステップＳ１０８）。
【００９１】
ステップＳ１０９では上記スイッチ６３（ＲＳＳＷ）を読み込んだ結果より連続撮影モードフラグを参照し、連続撮影モードかつ２ＲＳＷオンであるか否か判定する。そして連続撮影中の場合はステップＳ１０１に戻り、同様の処理を繰り返す。連続撮影中ではない場合は、１コマ撮影モードまたは１ＲＳＷオフなのでステップＳ１１０にて１ＲＳＷかチェックし、オフされるまで待ち状態となる。そして、１ＲＳＷがオフされると、ステップＳ１０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００９２】
ステップＳ１１１では、シャッタに係わる１ＲＳＷや２ＲＳＷ以外のスイッチのどれかが操作されていることを想定して他のスイッチの状態を判定し、オンされていなければ上記ステップＳ１０８に進む。一方オンされているスイッチがある場合はそのオンされたスイッチに応じた処理を実行（ステップＳ１１２）した後ステップＳ１０８に進む。
【００９３】
図１４は、図１３中のステップＳ１０３でコールされたサブルーチン「ＡＦ（自動焦点）」を示したフローチャートである。
【００９４】
ステップＳ２００ではサブルーチン「蓄積制御」をコールすることにより、上記通常サンプルピッチまたは４倍サンプルピッチの設定フラグを参照してそれに応じたＡＦセンサ（ＡＳ）１５の設定を行った後、ＡＦセンサ１５の蓄積動作を開始し、ＡＦセンサ１５のモニタ出力をチェックして蓄積制御を行って、蓄積を終了させ、蓄積終了を示すフラグをセットする（図１１参照）。
【００９５】
ステップＳ２０１では、ＡＦセンサ１５において蓄積された信号をセンサデータとして読み出す。コントローラ４１から読みだしクロックＣＬＫをＡＦセンサ１５に与え、それに同期したセンサデータがＡＦセンサ１５より出力されるので、コントローラ４１はこのセンサデータを順次Ａ／Ｄ変換してＲＡＭ４５に格納する。ここでは上記通常サンプルピッチまたは４倍サンプルピッチのいずれであるかをフラグを参照し、それに応じて読みだし方法を変更してセンサデータを読み出す（図１１参照）。
【００９６】
ステップＳ２０２では得られたセンサデータに対して照度分布補正を行う。照度分布補正については後述する。ここでは上記通常サンプルピッチまたは４倍サンプルピッチのいずれかであるかをフラグを参照してそれに応じて補正方法を選択して補正を実行する。
【００９７】
続いて、ステップＳ２０３ではこのＲＡＭ４５に格納されたセンサデータに基づいて焦点検出演算を行う。
【００９８】
以下焦点検出演算について説明する。
まず通常サンプルピッチでのセンサデータをそれぞれａ（ｉ），ｂ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ／２）とすると、次に示す式（１）の計算を行う。
【００９９】
Ｆ（ｓ）＝Σ｜ａ（ｉ）−ｂ（ｉ＋ｓ）｜    （ｉ＝ｌ〜ｍ）…（１）
ここでｉは整数であり、ｓは一対の光電変換素子アレイからのセンサデータの光電変換素子のピッチを単位とした相対的なシフト量である。また、ｓのとる範囲はｓｍａｘからｓｍｉｎである。さらに、ｉのとる範囲はｌからｍまでであり、１≦ｌ＜ｍ≦ｎ／２の条件を満足するように決められている。さらにｌとｍの値によって焦点検出領域の大きさが設定される。
【０１００】
上式（１）の演算結果は図１６（ａ）に示すように、被写体像データの相関が最も高いシフト量ｓ＝ｘにおいて相関量Ｆ（ｓ）が最小になる。そして図１６（ｂ）に示すように式（２），（３）による３点補間の手法を用いて連続的な相関量に対する最小値Ｆ（ｓ）ｍｉｎ＝Ｆ（ｘ０）を与えるシフト量ｘ０を求める。
【０１０１】
ｘ０＝ｘ+(Ｆ(ｘ-１)-Ｆ(ｘ+１))/{２・(Ｆ(ｘ-１)+Ｆ(ｘ))}…（２）
（Ｆ（ｘ−１）≧Ｆ（ｘ＋１）のとき）
ｘ０＝ｘ+(Ｆ(ｘ+１)-Ｆ(ｘ-１))/{２・(Ｆ(ｘ+１)+Ｆ(ｘ))}…（３）
（Ｆ（ｘ−１）＜Ｆ（ｘ＋１）のとき）
また上式で求めたシフト量ｘ０より被写体像面の予定焦点面に対するデフォーカス量ＤＦを式（４）で求めることができる。
【０１０２】
ＤＦ＝ｂ／｛ａ＋（ｘ０−ｘｓ）｝＋ｃ…（４）
（ただしａ，ｂ，ｃは焦点検出光学系で決まる定数、ｘｓは合焦時２像の間隔（通常サンプルピッチの単位））。
【０１０３】
次に４倍サンプルピッチの場合について説明する。
４倍サンプルピッチでのセンサデータをそれぞれＡ（ｉ），Ｂ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ／８）とすると、まず次に示す式（５）の計算を行う。
【０１０４】
Ｆ（ｓ）＝Σ｜Ａ（ｉ）−Ｂ（ｉ＋ｓ）｜    （ｉ＝Ｌ〜Ｍ）…（５）
ここで、ｉは整数であり、ｓは一対の光電変換素子アレイからのセンサデータの光電変換素子のピッチ（４倍サンプルピッチ）を単位とした相対的なシフト量である。また、ｓのとる範囲はｓｍａｘ／４からｓｍｉｎ／４である。さらに、ｉのとる範囲はＩからｍまでであり、１≦Ｌ＜Ｍ≦ｎ／８の条件を満足するように決められている。さらにＬとＭの値によって焦点検出領域の大きさが設定され、それに対応するセンサデータの数を通常サンプルピッチと同じとすると、通常サンプルピッチの４倍の大きさとなる。従って式（５）の演算回数は通常サンプルピッチの場合の４分の１となり演算時間も４分の１となる。
【０１０５】
上式（５）の演算結果は通常サンプルピッチと同様に図１４に示すように、被写体像データの相関が高いシフト量ｓ＝ｘにおいて相関量Ｆ（ｓ）が最小になる。そして連続的な相関量に対する最小値Ｆ（ｓ）ｍｉｎ＝Ｆ（ｘ０）を与えるシフト量ｘ０を前述の３点補間により求める。
【０１０６】
また上式で求めたシフト量ｘ０より被写体像面の予定焦点面に対するデフォーカス量ＤＦを前述の式（４）とは異なり、サンプルピッチを考慮した次式（６）で求める。
【０１０７】
ＤＦ＝ｂ／｛ａ−（４・ｘ０−ｘｓ）｝＋ｃ…（６）
（ただしａ，ｂ，ｃは焦点検出光学系で決まる定数、ｘｓは合焦時の２像の間隔（通常サンプルピッチ単位））
そして、図１４のステップＳ２０４において焦点検出演算結果が検出不能であるか否か判断し、検出可能であれば、ステップＳ２０５に進む。一方、検出不能ならばステップＳ２１２に進む。
【０１０８】
ステップＳ２０４における検出不能か否かの判別は以下に述べる方法による。すなわち、被写体データの相関度が低い場合は、最小相関値Ｆ（ｘ）の値が大きくなる（図１６（ｃ）参照）。したがって、Ｆ（ｘ）が所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。また最小相関値Ｆ（ｘ）と２番目に小さい相関値Ｆ（ｘ＋１）（またはＦ（ｘ−１））との和を被写体データのコントラスト相当の値で規格化した値ＳＫを計算する。
【０１０９】
ＳＫ＝（Ｆ（ｘ）＋Ｆ（ｘ＋１））／（Ｆ（ｘ−１）−Ｆ（ｘ））…（７）
または  ＳＫ＝（Ｆ（ｘ）＋Ｆ（ｘ−１））／（Ｆ（ｘ＋１）−Ｆ（ｘ））
上記ＳＫが所定値以上の場合は信頼性が低いと判定する。このように信頼性が低い場合はステップＳ２０４で検出不能と判定する。
【０１１０】
ステップＳ２０５で上記焦点検出演算により求められたデフォーカス量が許容範囲内にあるかを判別して、範囲内にあれば合焦状態にあるのでステップＳ２１１に進んで合焦表示を行い、リターンする。ステップＳ２１１の合焦表示では合焦を示す不図示のファインダ内ＬＥＤを点灯させたり、不図示のＰＣＶを発音させて合焦となったことを報知する。一方ステップＳ２０５にて非合焦状態であれば、Ｓ２０６にて上記ステップＳ２０３で求められたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を計算する。
【０１１１】
そしてステップＳ２０７に進み、前回のＡＦセンサ１５の蓄積時間に基づいて低輝度か否か判定する。低輝度でない場合は応答性向上のためレンズ駆動中に焦点検出動作を行うように、ステップＳ２０９にてレンズ駆動を開始しレンズ駆動中焦点検出フラグをセットして、すぐステップＳ２００に戻り、ＡＦセンサ１５の蓄積動作及び焦点検出演算を行う。
【０１１２】
一方低輝度の場合は、ＡＦセンサ１５の蓄積時間が長くなりレンズ駆動中に蓄積を行うと被写体像が流れて検出精度が劣化するので行わない。ステップＳ２０８でレンズ駆動を実行し終了してからステップＳ２００に戻り蓄積動作を行う。このように焦点検出動作、レンズ駆動を行い、合焦するまでこのループを繰り返す。
【０１１３】
一方、上記ステップＳ２０４で検出不能であった場合は、ステップＳ２１２に進み、レンズスキャンをすでに実行し終了したか否かをフラグを参照して判断するレンズスキャンをまだ実行終了してない場合はステップＳ２１３に進み、現在レンズスキャン中か否かをフラグを参照して判別する。最初の検出不能時はレンズスキャン中ではないので、ステップＳ２１４に進む。
【０１１４】
このステップＳ２１４ではレンズスキャン動作を開始し、レンズスキャン中フラグをセットして、ステップＳ２００に戻り蓄積動作を行う。レンズスキャン動作は焦点検出を行いながら、撮影レンズのフォーカシングレンズ群を近距離側に駆動して合焦位置を探し、合焦位置を見つけることができずに至近端に達すると、駆動方向を無限側に反転させて駆動し合焦位置を探す。そして無限端まで駆動しても合焦位置または検出可能なレンズ位置を見つけられないときはレンズスキャンを終了し、レンズスキャン終了フラグをセットする。
【０１１５】
一方、ステップＳ２１３ですでにレンズスキャン中になっている場合は、ステップＳ２００に進む。またステップＳ２１２ですでにレンズスキャンを実行済みで終了している場合はステップＳ２１０に進む。
【０１１６】
ステップＳ２１０では、検出不能処理として、ファインダ内ＬＥＤを点滅させる等の検出不能を示す動作を行い、リターンする。
【０１１７】
次に、図１５に示すフローチャートを参照して、図１４のステップＳ２０３でコールしたサブルーチン「蓄積制御」について説明する。
【０１１８】
まず、ステップＳ３００で初期状態を通常サンプルピッチに設定し、それを示すフラグをセットする。次にステップＳ３０１で連続撮影モードか否かフラグを参照してチェックし、連続撮影モードであればステップＳ３０５に進み４倍サンプルピッチに設定し、それを示すフラグをセットする。そして連続撮影モードでない場合はステップＳ３０２でレンズスキャン中か否かフラグを参照してチェックする。そしてレンズスキャン中であれば、ステップＳ３０５に進み、４倍サンプルピッチに設定し、それを示すフラグをセットする。レンズスキャン中ではない場合はステップＳ３０３に進む。
【０１１９】
このステップＳ３０３では、レンズ駆動中焦点検出モードか否かフラグを参照してチェックし、レンズ駆動中焦点検出モードであればステップＳ３０５に進み４倍サンプルピッチに設定し、それを示すフラグをセットする。そしてレンズ駆動中焦点検出モードでない場合、ステップＳ３０４では被写体が低輝度であるか否かをチェックし、低輝度であればステップＳ３０５で４倍サンプルピッチに設定する。
【０１２０】
連続撮影中、レンズスキャン中、レンズ駆動中蓄積または連続撮影中、レンズスキャン中、レンズ駆動中蓄積ではなくても低輝度の場合はオートフォーカスに要する時間を短縮するために４倍サンプルピッチに設定し、蓄積時間、及び演算時間を短縮させ自動焦点検出の応答性を向上させる。
【０１２１】
ここで被写体輝度の判定は、前回の焦点検出時のＡＦセンサ１５の蓄積時間を所定値と比較して行う。また前述の測光部（ＳＯ）３９による測光処理（図１３、ステップＳ１０２参照）で得られた測光データを所定値と比較して行ってもよい。
【０１２２】
一方、連続撮影中、レンズスキャン中、レンズ駆動中焦点検出モードではなく、かつ被写体が高輝度の場合は通常サンプルピッチに設定し焦点検出動作を行う。この場合、連続撮影モード、レンズスキャン中、レンズ駆動中焦点検出ではないので特別に応答性を要求されないため、画素ピッチがより細かく高精度な焦点検出を行うことができる通常サンプルピッチにて自動焦点検出を行う。またさらに高輝度であれば通常サンプルピッチでもＡＦセンサ１５の蓄積時間は充分短く、応答性は問題ないのでやはり検出精度を優先する。
【０１２３】
次にステップＳ３０６ではＡＦセンサ１５の蓄積を開始して蓄積中フラグをセットするとともに、コントローラ４１内部の不図示のカウンタを動作させ蓄積時間の計測を開始する。次にステップＳ３０７に進み、前述のカウンタ出力に基づく蓄積時間ｔを蓄積リミット時間Ｔｌｍｔと比較し、蓄積時間ｔが蓄積リミット時間Ｔｌｍｔよりも大きい場合はステップＳ３１０に進み蓄積を終了し、蓄積終了フラグをセットする。ここで蓄積時間ｔが蓄積リミット時間Ｔｌｍｔ以下の場合はステップＳ３０８に進み、モニタ出力ＭＤＡＴＡのレベルをＡ／Ｄ変換する。
【０１２４】
そしてステップＳ３０９では、Ａ／Ｄ変換値Ｍを所定の判定値Ｍｔｈと比較する。ここでモニタレベルＭが判定値Ｍｔｈよりも小さい場合はステップＳ３１０に進み、蓄積を終了した後リターンする。一方そうでなければステップＳ３０７に戻って蓄積時間リミットか否かチェックする。
【０１２５】
以上述べたように、連続撮影モード、レンズスキャン中、レンズ駆動中焦点検出モードである場合は、ＡＦセンサ１５サンプルピッチを４倍に切り換えて検出することにより、蓄積動作の応答性を４倍に向上させて検出することができ、連続撮影の応答性を改善することができる。またレンズスキャン動作やレンズ駆動中焦点検出動作の時の蓄積時間は４分の１に短縮されるので被写体像の流れを防止でき検出精度を向上させることができる。
【０１２６】
次に照度分布補正について説明する。
光電変換素子アレイは、例えば均一輝度の被写体からの光束を受光したときは本来画素信号の出力レベルは均一であるべきものである。しかしながら実際には焦点検出光学系の周辺光量低下や各光電変換素子の感度のバラツキにより図１７（ａ），（ｂ）に示すように均一とはならない。このような状態で得られる被写体像信号はこの影響を受けて変形してしまい正しい焦点検出ができなくなる。そこでこのような被写体像信号の変形を照度分布補正により補正を行う。
【０１２７】
照度補正データはカメラの組み立て時にカメラ毎に調整されて、ＥＥＰＲＯＭ４６に書き込まれて記憶される。まず被写体を均一輝度面として、ＡＦセンサ１５を通常サンプルピッチに設定して蓄積、読みだし動作を行い、センサデータＤｎ（１）、Ｄｎ（２）…を求める。そして、そのセンサデータの内の最大値ＤｎＭＡＸを求める。そして、照度補正データＨｎ（ｉ）を次の（８）式に基づいて計算する。
【０１２８】
Ｈｎ（ｉ）＝（ＤｎＭＡＸ−Ｄｎ（ｉ））／Ｄｎ（ｉ）…（８）
（ｉ＝１〜ｎ）
そしてこの補正値Ｈｎ（ｉ）はＥＥＰＲＯＭに書き込まれ、記憶される。補正値Ｈｎ（ｉ）は図１７（ａ），（ｂ）のセンサデータＤｎ（ｉ）に対応して図１７（ｃ）、（ｂ）に示す様な値となる。
【０１２９】
次にコントローラ４１はＡＦセンサ１５を４倍サンプルピッチに設定して、蓄積、読みだし動作を行い、センサデータＤｋ（１）、Ｄｋ（２）…をＲＡＭに格納する。そして、通常サンプルピッチの時と同様にセンサデータＤｋ（１）、Ｄｋ（２）、…のうちの最大値ＤｋＭＡＸを求める。そして、照度補正データＨｋ（ｉ）を次の式（９）で計算する。
【０１３０】
Ｈｋ(ｉ)＝（ＤｋＭＡＸ−Ｄｋ(ｉ)）／Ｄｋ(ｉ)  (ｉ＝１〜ｎ／４)…（９）
そしてこの補正値Ｈｋ（ｉ）は通常サンプルピッチとは別のＥＥＰＲＯＭ４６の領域に書き込まれ記憶される。
以上はカメラ組み立て時の調整作業である。
【０１３１】
次に、本実施形態の焦点検出装置における焦点検出動作時の照度補正の具体的な方法について説明する。
【０１３２】
前述の図１４、ステップＳ２０２の照度分布補正では、コントローラ４１により、図１８に示すフローチャートを実行する。ここでＥＥＰＲＯＭ４６に記憶されている照度補正のための補正データは、図１３に示すステップＳ１００ですでにコントローラ４１のＲＡＭ４５に格納されている。
【０１３３】
まずステップＳ４００で通常サンプルピッチか否か判定され、通常サンプルピッチであればステップＳ４０１でセンサデータ及び補正データの先頭アドレスを指定して、ステップＳ４０２でＲＡＭ４５よりセンサデータＤｎ（ｉ），補正データＨｎ（ｉ）読みだす。そして（１０）式にて補正を行い、補正後のセンサデータを元のＲＡＭに格納する。
【０１３４】
続いてステップＳ４０３にてセンサデータアドレスをインクリメントして次のセンサデータアドレスを設定する。ステップＳ４０４ではセンサデータアドレスを所定値と比較して、全センサデータを補正したか否かを判定する。全センサデータの補正が終了していればリターンし、終了していなければステップＳ４０２に戻って次の補正を繰り返す。
【０１３５】
４倍サンプルピッチのときはステップＳ４０５に進み、先頭アドレス設定後ＲＡＭよりセンサデータＤｋ（ｉ）、補正データＨｋ（ｉ）読みだす。そしてステップＳ４０６で前述の（１１）式で補正を行い、補正後のセンサデータＤｋｈ（ｉ）を元のＲＡＭに格納する。
【０１３６】
続いてステップＳ４０７にてセンサデータアドレスをインクリメントして次のセンサデータアドレスを設定する。ステップＳ４０８ではセンサデータアドレスを所定値と比較して、全センサデータを補正したか否か判定する。全センサデータの補正が終了していればリターンし、終了していなければステップＳ４０６に戻って次の補正を繰り返す。
【０１３７】
Ｄｎｋ（ｉ）＝Ｄｎ（ｉ）・（１＋Ｈｎ（ｉ））…（１０）
Ｄｋｎ（ｉ）＝Ｄｋ（ｉ）・（１＋Ｈｋ（ｉ））…（１１）
次に上記ＥＥＰＲＯＭの記憶容量を減らすために別の照度補正の方法を図１９のフローチャートを参照して説明する。
【０１３８】
本実施形態のカメラの焦点検出装置において、カメラ組み立て時の照度補正データの調整は通常サンプルピッチのみ行い、４倍サンプルピッチについては行わない。通常サンプルピッチの照度補正データＤｎ（ｉ）を求める手順は前述の方法と同一である。
【０１３９】
次に焦点検出動作時の照度補正では、コントローラ４１により、図１９に示す照度分布補正２のフローチャートを実行する。通常サンプルピッチの場合は前述の場合と同一である。一方４倍サンプルピッチの場合は通常サンプルピッチの照度補正データＨｎ（ｉ）を用いて次式（１２）にて照度補正データＨｋ（ｉ）の計算を行う。
【０１４０】
Ｈｋ(ｉ)=(Ｈｎ(ｉ)+Ｈｎ(ｉ+１)＋Ｈｎ(ｉ+２)＋Ｈｎ(ｉ+３))/４…（１２）
即ち４倍サンプルピッチの場合は４個の光電変換素子出力を加算したものを１個のセンサデータとしているので、４個の光電変換素子に対応する４個の通常サンプルピッチ補正データの平均値を補正データとして用いる。
【０１４１】
図１９のフローチャートでは４倍サンプルピッチの場合ステップＳ５０５においてセンサデータの先頭アドレスを指定する。そして、ステップＳ５０６でＲＡＭ４５より補正データを読みだし上記（１２）式にて補正データＨｋ（ｉ）を計算する。また、ステップＳ５０７でＲＡＭ４５よりセンサデータＤｋ（ｉ）を読みだし上記（１１）式にてセンサデータを補正し、補正後センサデータを元のＲＡＭ４５に格納する。
【０１４２】
続いてステップＳ５０８でセンサデータアドレスをインクリメントして次のセンサデータアドレスを設定する。ステップＳ５０９ではセンサデータアドレスを所定値ｎ／４と比較して、全センサデータを補正した否か判定する。全センサデータの補正が終了していればリターンし、終了していなければステップＳ５０６に戻って次の補正を繰り返す。
【０１４３】
このように４倍サンプルピッチのセンサデータに対応する補正データを特別に持たず、通常サンプルピッチの補正データより計算して求めるので、この分だけＥＥＰＲＯＭの記憶容量を削減でき、コストダウンできるというメリットを有する。
【０１４４】
次に、本発明の第５の実施形態について説明する。
【０１４５】
この第５の実施形態のカメラの焦点検出装置は、上記第４の実施形態に比して、上記ＡＦセンサ１５の内部構成（図７参照）が相違しており、また、図１５に示す蓄積動作が若干異なっている。その他の構成・作用は上記第４の実施形態と同様であるので、ここでは差異のみの言及にとどめ同様部分の説明は省略する。
【０１４６】
図２０は、本第５の実施形態における、ＡＦセンサ１５の詳細な構成を示した電気回路図である。
【０１４７】
本第５の実施形態のカメラの焦点検出装置では、サンプルピッチを切り換えるために、画素ピッチを変えるだけではなく、光電変換素子の並び方向と直角方向の幅についても、サンプルピッチが大きいときは大きくするように画素を切り換える。これはサンプルピッチに対して幅が小さいとエネルギー損失が大きく、同幅が大きいとサンプルピッチが細かくても幅方向で情報が相殺されてサンプルピッチの細かい情報が採取できなくなるからである。
【０１４８】
上記幅はサンプルピッチの４〜５倍程度が最適と一般的に知られている。したがって、サンプルピッチの切り換えとともに幅を切り換えた方が有効な被写体情報が得られる。
【０１４９】
図２０を参照して本実施形態のＡＦセンサ１５の内部構成について説明する。フォトダイオードＰＤ１ａ〜ＰＤｎａ、ＰＤ１ｂ〜ＰＤｎｂ、ＰＤ１ｃ〜ＰＤｎｃはサンプルピッチと、サンプルピッチと直角方向の幅を切り換えられるように構成されており、フォトダイオードＰＤ１ａ〜ＰＤ１ｃ、ＰＤ２ａ〜ＰＤ２ｃについて代表して以下説明する。
【０１５０】
フォトダイオードＰＤ１ａ〜ＰＤｎａがそれぞれ独立して画素増幅回路Ｅ１〜Ｅｎに入力される場合と、サンプルピッチ２倍から幅２倍（面積４倍）となるフォトダイーオドＰＤ１ａ〜ＰＤ１ｃおよびＰＤ２ａ〜ＰＤ２ｃのユニットを１画素として画素増幅回路Ｅ１、Ｅ３、…に入力される場合を切り換えて動作することができる。
【０１５１】
フォトダイオードＰＤ１ｂ、ＰＤ１ｃはＰＤ１ａの幅１／２倍の幅及び同一のピッチを各々有している。フォトダイオードＰＤ１ａの出力は画素増幅回路Ｅ１に直接入力され、フォトダイオードＰＤ１ｂ、ＰＤ１ｃの出力は各々スイッチＳＷ１ｂ、ＳＷ１ｃを介して画素増幅回路Ｅ１に入力される。フォトダイオードＰＤ２ａの出力は画素増幅回路Ｅ１にスイッチＳＷ１２を介して画素増幅回路Ｅ１入力に接続されるとともに、スイッチＳＷ２ｐを介して画素増幅回路Ｅ２入力に接続される。またフォトダイオードＰＤ２ｂ，ＰＤ２ｃの出力は各々スイッチＳＷ２ｂ，ＳＷ２ｃを介して接続された後、スイッチＳＷ１２を介して画素増幅回路Ｅ１入力に接続されるとともに、スイッチＳＷ２ｐを介して画素増幅回路Ｅ２入力に接続される。
【０１５２】
通常サンプルピッチの場合はスイッチＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ２ｃ，ＳＷ１２をオフ、スイッチＳＷ２ｐをオンする。即ち、フォトダイオードＰＤ１ａ，ＰＤ２ａの各出力を各々独立して画素増幅回路Ｅ１，Ｅ２に入力する。
【０１５３】
一方サンプルピッチ２倍かつ幅２倍の場合は、スイッチＳＷ１ｂ，ＳＷ１ｃ，ＳＷ２ｂ，ＳＷ２ｃ，ＳＷ１２をオン、スイッチＳＷ２ｐをオフとする。即ちフォトダイオードＰＤ１ａ，ＰＤ１ｂ，ＰＤ１ｃ，ＰＤ２ａ，ＰＤ２ｂ，ＰＤ２ｃを一個のフォトダイオードとして扱い、その出力をまとめて画素増幅回路Ｅ１に入力する。このサンプルピッチ切り換えはセンサ制御回路３４からの信号ΦＰＴにより行われる。
【０１５４】
サンプルピッチ１倍、画素幅１倍モードとサンプルピッチ２倍、画素幅２倍モードの各々の場合のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ、画素増幅回路Ｅの接続の様子をわかりやすいように切り換えスイッチを省略して各々図２１，図２２に示す。
【０１５５】
画素増幅回路３３では上記入力されるフォトダイオードが発生する電荷をそれぞれ増幅し、それぞれの電荷量に対応する電圧信号に変換して蓄積信号Ｖｓを発生する。
【０１５６】
図２０に戻り説明を続ける。画素増幅回路３３の各出力Ｖｓ１〜Ｖｓｎにはピーク検出部３５を構成するＰＭＯＳトランジスタＰ１〜Ｐｎのゲートが各々接続されている。但し、前述のサンプルピッチ切り換えに関して画素増幅回路Ｅ１、Ｅ２について代表して説明すると、出力Ｖｓ１は直接、Ｖｓ２はスイッチＳＷ２Ｅを介して接続されている。ピーク検出部についてはすでに説明したものと同一であるので説明は省略する。
【０１５７】
サンプルピッチ１倍の場合は、スイッチＳＷ２Ｅをオンとして画素増幅回路Ｅの各出力Ｖｓ１〜Ｖｓｎの内のピーク検出を行う。一方サンプルピッチ２倍の場合は、スイッチＳＷ２Ｅオフして有効な画素増幅回路３３の出力Ｖｓ１，Ｖｓ３，Ｖｓ５…の内からピーク検出を行う。なおこのサンプルピッチ切り換えは、制御回路ＳＣＣの信号ΦＰＴによって行われる。
【０１５８】
サンプルピッチ１倍、画素幅１倍とサンプルピッチ２倍画素幅２倍の場合の各々について有効となるピーク検出部を前述の図２１、図２２に示す。シフトレジスタＳＲの動作については上記第４の実施形態と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１５９】
図２３は、本第５の実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャートであり、上記第４の実施形態における図１５に示すフローチャートに対応している。したがってここでは、図１５に示すフローチャートと異なる部分のみを説明する。
【０１６０】
まずステップＳ６００においてサンプルピッチ、画素幅の初期状態としてサンプルピッチ１倍、画素幅１倍（通常モード）に設定し、それを示すフラグをセットする。
【０１６１】
次にステップＳ６０１、Ｓ６０２、Ｓ６０３で連写モード、レンズスキャン中、レンズ駆動中焦点検出であるか判別し、上記何れかに該当する場合はステップＳ６０５に進む。何れにも該当しない場合はステップＳ６０４にて被写体が低輝度か否か判別する。低輝度の場合はステップＳ６０５に進み、そうでない場合はステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０５ではサンプルピッチを２倍、画素幅を２倍（拡大モード）に設定してステップＳ６０６に進む。ステップＳ６０６では設定されたサンプルピッチ、画素幅で蓄積動作を開始する。ステップＳ６０７〜Ｓ６１０の蓄積制御は図１５に示すフローチャートと同様であるのでここでの説明は省略する。
【０１６２】
以後、前述の図１４のフローチャート「ＡＦ」に従い、ＡＦセンサ１５において蓄積された信号をセンサデータとして読みだし、ＲＡＭ４５に格納した後センサデータに基づいて焦点検出演算を行う。
【０１６３】
焦点検出演算では通常モードの場合は第一実施例と同様である。拡大モードの場合について説明する。
【０１６４】
拡大モードでのセンサデータをそれぞれＬ（ｉ），Ｒ（ｉ）（ｉ＝１〜ｎ／４）とすると、まず次に示す式（１３）の計算を行う。
【０１６５】
Ｆ（ｓ）＝Σ｜Ｌ（ｉ）−Ｒ（ｉ＋ｓ）｜    （ｉ＝ｐ〜ｑ）…（１３）
ここでｉは整数であり、ｓは一対の光電変換素子アレイからのセンサデータの光電変換素子のピッチ（２倍サンプルピッチ）を単位とした相対的なシフト量である。また、ｓのとる範囲はｓｍａｘ／２からｓｍｉｎ／２である。さらに、ｉのとる範囲はｐからｑまでであり、１≦ｐ＜ｑ≦ｎ／４の条件を満足するように決められている。さらにＬとＭの値によって焦点検出領域の大きさが設定され、それに対応するセンサデータの数を通常モードと同じとすると、焦点検出領域の大きさは通常モードの２倍の大きさとなる。
【０１６６】
この概念図を図２４に示し、通常モードの光電変換素子のピッチと焦点検出領域の関係を（ａ）に、拡大モードを（ｂ）に示す。
【０１６７】
図２４（ａ），（ｂ）に示すように通常モードと拡大モードとで通常サンプルピッチ換算のシフト範囲を同一とすると、式（１３）の演算回数は通常モードの約２分の１となり演算時間も約２分の１となるので高速化できる。式（１３）の演算結果は第一実施例と同様に図１４に示すように、被写体像データの相関が高いシフト量ｓ＝ｘにおいて相関量Ｆ（ｓ）が最小になる。そして連続的な相関量に対する最小値Ｆ（ｓ）ｍｉｎ＝Ｆ（ｘ０）を与えるシフト量ｘ０を前述の３点補間により求める。
【０１６８】
また上式で求めたシフト量ｘ０より被写体像面の予定焦点面に対するデフォーカス量ＤＦをサンプルピッチを考慮した式（１４）で求めることができる。
【０１６９】
ＤＦ＝ｂ／｛ａ−（２・ｘ０−ｘｓ）｝＋ｃ…（１４）
（ただしａ，ｂ，ｃは焦点検出光学系で決まる定数、ｘｓは合焦時の２像の間隔で通常サンプルピッチ単位）
このように光電変換素子アレイのサンプルピッチ及び幅を切り換え可能に構成することによって、より有効に被写体情報を得ることができる。また大きい方の画素面積はサンプルピッチ２倍、画素幅２倍として小さい方の画素面積の４倍としているので、低輝度検出限界を４倍向上させることができる。また同一輝度では電荷蓄積時間が１／４倍ですみ大幅な高速化を達成できる。よって高い焦点調節精度を維持しつつ高速連続撮影を可能にする。また低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズスキャン動作によって検出可能なレンズ位置を検出することが可能となる。低輝度被写体に対しても、レンズ駆動中焦点検出による自動焦点調節を可能とする。
【０１７０】
なお、本実施形態ではサンプルピッチ２倍と画素幅２倍とを同時に切り換えているが、独立してサンプルピッチのみまたは幅のみ切り換えて使用することも可能である。またサンプルピッチ、画素幅の切り換えを各々２倍としているが、これに限定されるものではない。
【０１７１】
以上述べたように、上記各実施形態のカメラの焦点検出装置によれば、同一の光電変換素子アレイの画素ピッチ、画素面積を切り換えて使用することにより、応答性、低輝度限界性能を向上させて高い焦点調節精度を維持しつつ高速連続撮影を可能とし、より低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズスキャン動作の検出能力を向上させることが可能となる。またより低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズ駆動中の焦点検出能力を向上させるという顕著な効果を発揮する。
【０１７２】
[付記]
以上詳述した如き本発明の実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。即ち、
（１）  所定のピッチを有する複数の光電変換素子を有し、入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイと、
上記光電変換素子アレイの隣接する素子を結合または分離して画素ピッチを切替える切替え手段と、
撮影動作を連続して行う連続撮影手段と、
上記連続撮影手段による連続撮影の動作中は、上記光電変換素子アレイの画素ピッチを拡大するように上記切替え手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【０１７３】
（２）  所定のピッチを有する複数の光電変換素子を有し、入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイと、
上記光電変換素子アレイの隣接する素子を結合または分離して画素ピッチを切替える切替え手段と、
上記光電変換素子アレイの出力に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段と、
上記焦点検出手段による焦点検出が可能か否かを判定する判定手段と、
撮影光学系を駆動する駆動手段と、
上記判断手段により焦点検出が不可能であると判定されると、上記光電変換素子アレイの画素ピッチを拡大するようの上記切替え手段を制御すると共に、上記レンズ駆動手段により上記撮影光学系のレンズスキャン動作を行わせながら焦点検出を行う制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【０１７４】
（３）  所定のピッチを有する複数の光電変換素子を有し、入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイと、
上記光電変換素子アレイの隣接する素子を結合または分離して画素ピッチを切替える切替え手段と、
上記光電変換素子アレイの出力に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段と、
撮影光学系を駆動するレンズ駆動手段と、
上記レンズ駆動手段のレンズ駆動中に上記光電変換素子アレイの蓄積動作ならびに上記焦点検出手段の焦点検出を行うか否かを判別する判別手段と、
上記判別手段によって、上記駆動手段の駆動中に上記光電変換素子アレイの蓄積動作ならびに上記焦点検出手段の焦点検出を行うと判別されたとき、上記光電変換素子アレイの画素ピッチを拡大するように上記切替え手段を制御すると共に、上記レンズ駆動手段により上記撮影光学系のレンズ駆動動作を行わせながら焦点検出を行う制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【０１７５】
（４）  所定のピッチを有する複数の光電変換素子から構成され、入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイと、
上記光電変換素子アレイの隣接する光電変換素子を結合または分離して、画素ピッチを切替える画素ピッチ切替え手段と、
上記光電変換素子アレイの隣接する光電変換素子を結合または分離して、画素ピッチに対して直交する方向の画素幅を切替える画素幅切替え手段と、
撮影動作を連続的に行う連続撮影手段と、
この連続撮影手段による連続撮影中は、上記光電変換素子アレイの画素ピッチを拡大するように上記画素ピッチ切替え手段と上記画素幅切替え手段とを制御して上記光電変換素子アレイの出力を取出す制御手段と、
を具備することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【０１７６】
（５）  所定のピッチを有する複数の光電変換素子から構成され、入射光量に応じた電荷を発生する電荷蓄積型の光電変換素子アレイと、
上記光電変換素子アレイの隣接する光電変換素子を結合または分離して、画素ピッチを切替える画素ピッチ切替え手段と、
上記光電変換素子アレイの最小画素ピッチに対応した補正値を記憶する記憶手段と、
上記記憶手段に格納された補正値によって上記光電変換素子アレイの出力を補正する補正手段と、
上記画素ピッチ切替え手段を制御すると共に、上記光電変換素子アレイの出力を取出す制御手段と
を具備し、
上記補正手段は、画素ピッチを拡大する場合に、上記画素ピッチ切替え手段の出力に基づいて、上記補正値から拡大された画素ピッチに対応する補正値を算出し、この補正値に基づいて上記光電変換素子アレイの出力を補正することを特徴とするカメラの焦点検出装置。
【０１７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高い焦点調節精度を維持しつつ高速連続撮影を可能にしたカメラの焦点検出装置を提供できる。
【０１７８】
また本発明によれば、低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズスキャン動作によって検出可能なレンズ位置を検出することが可能なカメラの焦点検出装置を提供できる。
【０１７９】
さらに本発明によれば、低輝度被写体に対しても、撮影光学系のレンズ駆動中の焦点検出動作による自動焦点調節を可能とするカメラの焦点検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態であるカメラの焦点検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態であるカメラの焦点検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施形態であるカメラの焦点検出装置の概略構成を示したブロック図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の焦点検出装置が搭載された一眼レフレックスカメラの主要構成を示した断面図である。
【図５】上記第４の実施形の焦点検出装置における光電変換素子列上に被写体からの光束を導く焦点検出光学系の構成をさらに詳細に示した説明図である。
【図６】上記第４の実施形態の焦点検出装置を備えるカメラの主要電気回路を示したブロック図である。
【図７】上記実施形態の焦点検出装置におけるＡＦセンサの詳細な構成を示した電気回路図である。
【図８】上記実施形態の焦点検出装置におけるＡＦセンサにおいて、通常サンプルピッチの際の場合のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ、画素増幅回路の接続の様子を切り換えスイッチを省略して示した電気回路図である。
【図９】上記実施形態の焦点検出装置におけるＡＦセンサにおいて、サンプルピッチ４倍の際の場合のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ、画素増幅回路の接続の様子を切り換えスイッチを省略して示した電気回路図である。
【図１０】上記実施形態の焦点検出装置における画素増幅回路の一画素分に対応する詳細な構成を示す回路図である。
【図１１】上記実施形態の焦点検出装置におけるＡＦセンサの蓄積動作と蓄積信号読み出し動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】上記実施形態の焦点検出装置における４倍サンプルピッチのときの別の読み出し動作を示したタイミングチャートである。
【図１３】上記実施形態の焦点検出装置を適用したカメラの動作を示したフローチャートである。
【図１４】図１３のステップＳ１０３でコールされたサブルーチン「ＡＦ（自動焦点）」を示したフローチャートである。
【図１５】図１４のステップＳ２０３でコールされたサブルーチン「蓄積制御」を示したフローチャートである。
【図１６】上記実施形態の焦点検出装置における焦点検出演算を説明する説明図である。
【図１７】一般の光電変換素子アレイの均一輝度の被写体からの光束を受光した際の画素信号の出力レベル、補正値を示した線図である。
【図１８】図１４のステップＳ２０２でコールされたサブルーチン「照度分布補正」を示したフローチャートである。
【図１９】図１４のステップＳ２０２でコールされたサブルーチン「照度分布補正」の別の例を示したフローチャートである。
【図２０】本発明の第５の実施形態におけるＡＦセンサの詳細な構成を示した電気回路図である。
【図２１】上記第５の実施形態の焦点検出装置におけるＡＦセンサにおいて、サンプルピッチ１倍、画素幅１倍モード際の場合のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ、画素増幅回路の接続の様子を切り換えスイッチを省略して示した電気回路図である。
【図２２】上記第５の実施形態の焦点検出装置におけるＡＦセンサにおいて、サンプルピッチ２倍、画素幅２倍モードの際の場合のフォトダイオードＰＤ１〜ＰＤｎ、画素増幅回路の接続の様子を切り換えスイッチを省略して示した電気回路図である。
【図２３】上記第５の実施形態の焦点検出装置における蓄積動作を示すフローチャートである。
【図２４】上記第５の実施形態の焦点検出装置における通常モードの光電変換素子のピッチと焦点検出領域の関係を（ａ）に、拡大モードを（ｂ）に示した説明図である。
【符号の説明】
１…光電変換素子アレイ
２…画素ピッチ切り換え手段
３…制御手段
４…連続撮影手段
５…焦点検出手段
６…判定手段
７…レンズ駆動手段
８…判別手段
１５…ＡＦセンサ
３１…光電変換素子アレイ（フォトダイオードアレイ）
３３…画素増幅回路（Ｅ）
３４…センサ制御回路（ＳＣＣ）
３６…シフトレジスタ
４１…コントローラ
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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