JP2014174283A - 焦点検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 主被写体が高輝度の被写体であっても、精度の良い焦点検出を行うこと。
【解決手段】 入射する被写体からの光束を光電変換して得られた電荷を蓄積して、互いに視差を有する対の画像信号をそれぞれ出力する複数のラインセンサ（１０２−１〜１１）と、複数のラインセンサの優先度を設定する設定手段（１０３）と、設定された優先度に基づいて、複数のラインセンサを巡回しながらモニタし、該モニタ中のラインセンサから出力される対の画像信号の特徴量信号を検出する特徴量検出手段（１０４、１０５）と、検出された特徴量信号が予め決められた蓄積停止レベルより大きい場合に、モニタ中のラインセンサの電荷蓄積を停止するように制御する制御手段（１０６、１０３）と、複数のラインセンサから読み出された画像信号に基づいて、焦点状態を検出する焦点検出手段（１００）とを有する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置における焦点検出装置及び方法に関するものである。

従来、カメラの自動焦点検出方式として、位相差検出方式が一般的に良く知られている。位相差検出方式では、撮影レンズの異なる射出瞳領域を通過した被写体からの光束を、焦点検出用の光電変換装置（ＡＦセンサ）の一対のラインセンサ上に結像させる。そして、一対のラインセンサで光電変換して得られた一対の被写体像の相対位置を演算することで（以下、「位相差演算」と呼ぶ。）、撮影レンズの焦点状態を検出する。最近では、画面内の複数の領域の焦点状態を検出できるように、複数のラインセンサを配置したＡＦセンサが種々提案されている。

例えば、特許文献１には、次のような制御が開示されている。即ち、光電変換素子を複数の焦点検出領域に対応する位置にそれぞれ配置し、領域１から領域ｎを順次巡回しながらモニタすることで領域１〜ｎ毎に蓄積時間を制御し、領域毎に画素信号の読み出し時の増幅率（ゲイン）を適切に制御する。領域ごとに適切な電荷蓄積動作することで、様々な輝度レベルを有する被写体であっても、適切なゲインでの画素信号の読み出しを可能としている。

特許第３８５４７０４号明細書

しかしながら、特許文献１に記載の光電変換装置を用いた焦点検出装置では、巡回の周期が長くなってしまい、蓄積終了タイミングが遅れてしまうことがある。特に、被写体が超高輝度である場合に、他の領域の信号をモニタしている間に超高輝度領域の信号が光電変換素子やＡＤ変換器のダイナミックレンジを超え、結果として焦点検出精度が悪化してしまうことがあった。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、主被写体が高輝度の被写体であっても、精度の良い焦点検出を行うことを可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の焦点検出装置は、入射する被写体からの光束を光電変換して得られた電荷を蓄積して、互いに視差を有する対の画像信号をそれぞれ出力する複数のラインセンサと、前記複数のラインセンサの優先度を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された優先度に基づいて、前記複数のラインセンサを巡回しながらモニタし、該モニタ中のラインセンサから出力される前記対の画像信号の特徴量信号を検出する特徴量検出手段と、前記特徴量検出手段により検出された前記特徴量信号が予め決められた蓄積停止レベルより大きい場合に、前記モニタ中のラインセンサの電荷蓄積を停止するように制御する制御手段と、前記複数のラインセンサから読み出された画像信号に基づいて、焦点状態を検出する焦点検出手段とを有する。

本発明によれば、主被写体が高輝度の被写体であっても、精度の良い焦点検出を行うことができる。

第１の実施形態における次ラインセンサ対サーチによるモニタ順を説明する図。 本発明の実施の形態にかかるカメラ本体の概略構成を示すブロック図。 カメラの光学系にかかる構成を示す図。 図３に示す光学系のうち、焦点検出光学系の詳細な構成を示す図。 実施の形態にかかるラインセンサの配置を示す図。 実施の形態にかかるラインセンサの配置と焦点検出領域を示す図。 実施の形態にかかるＡＦセンサの詳細な回路構成を示すブロック図。 蓄積時間とＰｅａｋ信号レベル及び蓄積停止レベルを示す図。 第１の実施形態におけるカメラの撮像動作のフローチャート。 第１の実施形態におけるＡＦ動作のフローチャート。 第１の実施形態における選択領域と焦点検出領域の優先度との関係を示す図。 第１の実施形態におけるＡＦセンサの駆動処理のフローチャート。 第１の実施形態における次ラインセンサ対サーチによるモニタ順を説明する図。 第２の実施形態におけるカメラの撮像動作のフローチャート。 第２の実施形態におけるＡＦ動作のフローチャート。 第２の実施形態における次ラインセンサ対サーチによるモニタ順を説明する図。 第３の実施形態におけるＡＦ動作のフローチャート。 第３の実施形態における被写体の移動方向の予測について説明するための図。 第４の実施形態におけるＡＦセンサの駆動処理のフローチャート。 第４の実施形態におけるＡＦセンサの駆動の様子を説明するための図。 巡回リセットにおいて、リセットの順番に優先度を設定しなかった場合のラインセンサの飽和について説明するための図。 従来技術のラインセンサの飽和について説明するための図。

以下、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を詳細に説明する。

＜第１の実施形態＞
図２は、本発明の第１の実施形態にかかるＡＦセンサを備えたカメラ本体の概略構成を示すブロック図である。

カメラ用マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）１００には、カメラの各種操作用のスイッチ群２１４を検知するための信号入力回路２０４、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤ等により構成される撮像センサ（撮像素子）２０６、ＡＥセンサ２０７が接続されている。また、シャッタマグネット２１８ａ、２１８ｂを制御するためのシャッタ制御回路２０８、ＡＦセンサ１０１も接続されている。また、後述する図３に示す撮影レンズ３００とはレンズ通信回路２０５を介して信号２１５の伝送がなされ、焦点位置や絞りの制御を行う。カメラの動作は、スイッチ群２１４を撮影者が操作することで決定される。スイッチ群２１４には、レリーズボタンや、焦点検出領域を選択するためのダイヤルなどが含まれる。

ＡＦセンサ１０１はラインセンサ対を備えており、ＣＰＵ１００によりＡＦセンサ１０１を制御することで、ラインセンサ対から互いに視差を有する対の画像信号を得ることができる。そして、得られた対の画像信号の位相差から焦点状態を検出し、撮影レンズ３００の焦点位置を制御する（焦点検出動作）。

また、ＣＰＵ１００はＡＥセンサ２０７を制御することで被写体の輝度を検出し、撮影レンズ３００の絞り値やシャッタスピードを決定する。そして、レンズ通信回路２０５を介して撮影レンズ３００の絞り値を制御し、シャッタ制御回路２０８を介してマグネット２１８ａ、２１８ｂの通電時間を調節することでシャッタスピードを制御し、さらに撮像センサ２０６を制御することで撮影動作を行う。また、ＡＥセンサ２０７から得られる被写体輝度情報や色情報を用いて被写体追尾演算も行う。

ＣＰＵ１００内には、カメラ動作を制御するためのプログラムを格納したＲＯＭ、変数を記憶するためのＲＡＭ、種々のパラメータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能メモリ）などの記憶回路２０９が内蔵されている。

次に、図３を参照して、カメラの光学系の構成について説明する。撮影レンズ３００を介して入射した被写体からの光束の大部分はクイックリターンミラー３０５で上方に反射され、ファインダスクリーン３０３上に被写体像として結像される。撮影者はこの像をペンタプリズム３０１、接眼レンズ３０２を介して観察することができる。

また、ペンタプリズム３０１に入射した光束の一部は、光学フィルタ３１２と結像レンズ３１３を介してＡＥセンサ２０７上に結像される。この像を光電変換して得られる像信号を処理することで、被写体輝度を測定することができる。

また、被写体からの光束の一部はクイックリターンミラー３０５を透過し、後方のサブミラー３０６で下方へ曲げられて、視野マスク３０７、フィールドレンズ３１１、絞り３０８、二次結像レンズ３０９を経てＡＦセンサ１０１上に結像される。この像を光電変換して得られる像信号を処理することで、撮影レンズ３００の焦点状態を検出することができる。また、撮影に際しては、クイックリターンミラー３０５及びサブミラー３０６が跳ね上がって光路から退避することで、入射した全光束は撮像センサ２０６上に結像され、被写体像の露光が行われる。

図３において、視野マスク３０７から二次結像レンズ３０９までの光学系及びＡＦセンサ１０１から構成される、本実施の形態の焦点検出装置による焦点検出方式は周知の位相差検出方式である。そして、画面内の異なる複数の領域の焦点状態を検出することが可能である。

焦点検出に関わる光学系の詳細な構成を図４に示す。撮影レンズ３００（図４では便宜上、１枚のレンズにより表している）を通過した被写体からの光束は、図３を参照して説明したようにサブミラー３０６で反射され、撮像面と共役な面上にある視野マスク３０７の近傍に一旦結像する。図４では、サブミラー３０６で反射され、折り返された光路を展開して示している。視野マスク３０７は画面内の焦点検出領域以外への余分な光を遮光するための部材である。

フィールドレンズ３１１は、絞り３０８の各開口部を撮影レンズ３００の射出瞳付近に結像する作用を有している。絞り３０８の後方には二次結像レンズ３０９が配置されており、一対２つのレンズから構成され、それぞれのレンズは絞り３０８の各開口部に対応している。視野マスク３０７、フィールドレンズ３１１、絞り３０８、二次結像レンズ３０９を通過した各光束は、ＡＦセンサ１０１上のラインセンサに結像する。図４では、ＡＦセンサ１０１上にラインセンサが一対のみ示されているが、後述するように複数対のラインセンサが配置されている。

次に、ＡＦセンサ１０１上のラインセンサと撮影画面内の焦点検出領域との関係について、図５及び図６を参照しながら説明する。

図５は、ＡＦセンサ１０１のラインセンサ対の配置を示す図である。ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１は、それぞれ一対２本のラインセンサから構成され、ラインセンサ対から得られた対の信号の位相差により焦点状態を検出する。例えば、ラインセンサ対１０２−１は、ラインセンサ１０２−１Ａとラインセンサ１０２−１Ｂとで構成される。各ラインセンサ対は二次結像レンズ３０９などの焦点検出光学系により被写体上のほぼ同じ領域（焦点検出領域）に投影され、これらのラインセンサ対から出力される２つの画像の位相差を検出することにより、焦点状態を検出することができる。

図６は、ファインダ内に表示される焦点検出領域の配置と、ＡＦセンサ１０１上のラインセンサ対によるＡＦ視野を示す図である。本第１の実施形態においては、計１１点の焦点検出領域を有しており、焦点検出領域１〜１１にラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１がそれぞれ対応している。

次に、ＡＦセンサ１０１の詳細な回路構成を、図７のブロック図を参照して説明する。制御部１０３はＣＰＵ１００と接続され、ＣＰＵ１００からの通信コマンドに基づき、ＡＦセンサ１０１の各ブロックを制御する。また、各種制御のためのフラグ用レジスタ、設定用レジスタ、記憶回路、タイマーを複数有している（不図示）。さらにＡＦセンサ１０１の蓄積停止情報、蓄積時間情報などをＣＰＵ１００へと送信する。

二次結像レンズ３０９により結像された被写体像は、ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１から成るラインセンサ群１０２で光電変換され、電荷として蓄積される。蓄積された電荷は、増幅回路により電圧として出力される。ラインセンサ選択回路１０４は、ラインセンサ群１０２の複数のラインセンサ対のうち１つのラインセンサ対を選択する。そして、選択されたラインセンサ対の画素信号を、ラインセンサ対の信号の特徴量（ここでは最大値）をモニタする最大値検出回路１０５（特徴量検出手段）及び出力回路１０８へと出力する機能を有する。

最大値検出回路１０５は、ラインセンサ選択回路１０４により選択されたモニタ中のラインセンサ対の画素信号の中から最も大きな信号である最大値信号（Ｐｅａｋ信号）を蓄積停止判定回路１０６へ出力する。Ｐｅａｋ信号は、画素信号の特徴量を示す特徴量信号の１つである。

図８は、最大値検出回路１０５からの出力信号であるＰｅａｋ信号の信号量、蓄積時間、蓄積停止判定の関係を示した図である。蓄積時間０が蓄積開始タイミングであり、時間が経過するほどＰｅａｋ信号は増加していく。蓄積停止判定回路１０６は、Ｐｅａｋ信号と蓄積停止レベルＶｒｅｆとを比較判定する。蓄積停止レベルＶｒｅｆは、モニタ中のラインセンサ対の画素信号レベルが、ラインセンサ対の光電変換部や不図示の増幅器、出力回路等の各部の入出力許容範囲を超えることの無いように設定されている。

ここでは、Ｐｅａｋ信号の比較判定により蓄積停止判定を行っているが、ラインセンサ対の信号の最小値検出回路（不図示）と最大値検出回路１０５と減算回路（不図示）を用いて行っても良い。その場合、特徴量として被写体のコントラスト（差分信号）を検出するコントラスト検出回路（特徴量検出手段）を構成し、ここから得られるコントラスト信号を用いて蓄積停止判定を行ってもよい。この場合も蓄積停止判定回路１０６において、所定の蓄積停止レベルと比較判定する。蓄積停止レベルは、例えば、出力回路１０８で増幅された信号が、ＣＰＵ１００の入力許容範囲を超えることの無いように設定される。

Ｐｅａｋ信号が蓄積停止レベルＶｒｅｆよりも大きくなった時点で、蓄積停止判定回路１０６は制御部１０３へ蓄積停止判定信号を出力する。そして、制御部１０３は、ラインセンサ選択回路１０４により選択されたモニタ中のラインセンサ対の蓄積を停止するために、ラインセンサ群１０２へ蓄積停止信号を出力する。さらに、ＣＰＵ１００へ蓄積終了信号と蓄積終了したライン情報を出力する。また、Ｐｅａｋ信号が所定の時間内（最大蓄積時間）に目標値に達しなかった場合は、強制的に蓄積を停止するために、ＣＰＵ１００が蓄積停止コマンドをＡＦセンサ１０１へ送信し、制御部１０３はラインセンサ群１０２へ蓄積停止信号を出力する。

以上のように構成されたカメラにおける撮像のための基本動作を、図９のフローチャートに基づいて説明する。Ｓ９００では、各種設定値の初期化、及び撮影者の操作による各種設定が行われる。本第１の実施形態においては、ＡＦモードが、撮影者のレリーズボタンの操作によりＡＦ動作（焦点検出動作）を行い、合焦するとフォーカスロックするワンショットＡＦモードである場合について説明する。また、焦点検出領域は、焦点検出領域１〜１１のうち撮影者が任意の領域（主被写体領域）を選択し、選択した領域の焦点状態からＡＦを行う一点選択ＡＦモードであるものとし、ここでは、焦点検出領域５を選択している場合について説明する。

Ｓ９０１では、レリーズボタンが第１のストロークまで押し込まれると（例えば、半押し）オンするスイッチＳＷ１の状態をチェックし、スイッチＳＷ１のオン／オフ判定をする。スイッチＳＷ１がオンするまで、Ｓ９０１の処理を繰り返す。スイッチＳＷ１がオンするとＳ９０２へと進み、ＡＦ動作を行う。ＡＦ動作とは、ＡＦセンサ１０１の信号蓄積制御、焦点検出演算、レンズ駆動を指すが、詳細は後述する。

Ｓ９０３では、ＡＥ動作を行う。ＡＥ動作とは、ＡＥセンサ２０７の信号蓄積制御、ＡＥ演算である。ＡＥセンサ２０７から得られる信号から、画面内の複数の領域ごとに輝度を検出する。さらに、Ｓ９０２のＡＦ動作から得た焦点状態分布情報（後述）に基づき、被写体の大きさに対応した領域の輝度値に高く重みをつけることで、被写体に適した露出値を演算する。

次にＳ９０４では、レリーズボタンが第２のストロークまで押し込まれると（例えば、全押し）オンするスイッチＳＷ２の状態をチェックし、スイッチＳＷ２のオン／オフ判定をする。スイッチＳＷ２がオンしていると、Ｓ９０５へと進み撮像動作を行う。撮像動作には、クイックリターンミラー３０５の制御（ミラーアップ、ミラーダウン）、シャッタと撮像センサ２０６を制御することによる撮像センサ２０６の露光動作、撮影レンズ３００の絞り制御が含まれる。Ｓ９０３のＡＥ動作により演算した露出値に応じて、絞り値とシャッタースピードを決定する。

一方、スイッチＳＷ２がオフの場合、Ｓ９０６へと進み、スイッチＳＷ１の状態をチェックする。Ｓ９０６でスイッチＳＷ１がオンの場合はＳ９０４へと戻り、スイッチＳＷ２の状態をチェックする。Ｓ９０６でスイッチＳＷ１がオフの場合は、動作を終了する。

図１０にＳ９０２で行われるＡＦ動作のサブルーチンを示す。Ｓ１０００では、ＡＦ動作のための各種設定を行う。例えば、ＣＰＵ１００がレンズ通信回路２０５を介して撮影レンズ３００と通信し、撮影レンズ３００の焦点距離情報などを得る。また、撮影者の操作に応じて、ＡＦセンサ１０１の最大蓄積時間の設定などもしている。

Ｓ１００１では、ＡＦセンサ１０１の駆動のために、ラインセンサ対それぞれの優先度の決定をする。ここでは、優先度は３段階あるものとする。前述のように焦点検出領域５が選択領域であるため、ラインセンサ対１０２−５の優先度を最も高くする（優先度１）。そして、焦点検出領域５に隣接している焦点検出領域１、焦点検出領域４、焦点検出領域６、焦点検出領域１０にそれぞれ対応するラインセンサ対１０２−１、１０２−４、１０２−６、１０２−１０は２番目の優先度（優先度２）とする。その他のラインセンサ対は最も優先度を低くする（優先度３）。このように、焦点検出領域５から近い領域ほど優先度を高く設定する。

なお、その他の選択領域についても、選択された焦点検出領域に応じて、図１１に示すように優先度１、優先度２、優先度３に設定される焦点検出領域が予め決まっている。

Ｓ１００２では、Ｓ１００１で決定された優先度に基づいてＡＦセンサ１０１を駆動し、焦点検出演算のための信号を得るための電荷蓄積を行う。なお、ＡＦセンサ１０１の駆動の詳細は後述する。

Ｓ１００３において、ＣＰＵ１００は、ＡＦセンサ１０１で蓄積された電荷から得られる信号を読み出し、Ｓ１００４において、得られた信号を用いて、撮影レンズ３００の焦点状態を検出するための焦点検出演算を行う。Ｓ１００５では、焦点検出領域を選択する。本第１の実施形態においては、一点選択ＡＦモードであるため、撮影者が選択した焦点検出領域（主被写体領域）に対応するラインセンサ対から得られる信号に基づいてレンズが駆動される。ここでは、焦点検出領域５が選択されているため、焦点検出領域５の焦点検出演算結果に基づいてレンズが駆動される（Ｓ１００６）。

Ｓ１００７では、被写体空間の焦点状態分布情報を作成する。ここでは、すべての焦点検出領域１〜１１について、それぞれ得られる信号から焦点検出演算が行い、この演算結果をもとに、被写体空間の焦点状態分布情報を作成する。ここで作成された被写体空間の焦点状態分布情報は、例えば、上述したＳ９０３で行われるＡＥ動作に用いられる。その場合、まず、Ｓ１００５で選択された焦点検出領域の焦点状態に近い焦点検出領域を抽出し、主被写体の大きさを推定する。そして、これらの情報に基づきＡＥ動作を行う。選択領域以外の焦点状態情報は、主被写体と背景の切り分けに使用される。従って、選択領域以外の焦点精度は、選択された焦点検出領域の焦点検出精度に比べ、多少精度が劣っていてもよいため、選択領域以外の信号は飽和していても問題はない。

図１２は、Ｓ１００２におけるＡＦセンサ１０１の駆動のサブルーチンを示すフローチャートである。Ｓ１２００〜Ｓ１２０４は、ＡＦセンサ１０１の初期設定動作及び回路のリセット動作から蓄積開始までの動作である。Ｓ１２００では、ＣＰＵ１００からのコマンドに基づき、ＡＦセンサ１０１における各種の設定を行う。

Ｓ１２０１では、Ｓ１００１で決定した優先度を基に、各ラインセンサ対の優先度を設定する。ラインセンサ対の優先度は、ラインセンサ対１０２−ｎにそれぞれ対応する優先度識別レジスタｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］（ｎ＝１〜１１）を、ＣＰＵ１００が通信によって設定することで決定される。ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝１と設定すると優先度が最も高く（優先度１）、ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝２と設定すると優先度が中間であり（優先度２）、ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝３と設定すると優先度が最も低い（優先度３）ものとする。

図１０のＳ１００１において決定された各ラインセンサ対の優先度に応じて、レジスタｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］を設定する。前述のように焦点検出領域５が選択領域であるため、この場合、ラインセンサ対１０２−５の優先度が最も高く、ｐｒｉｏｒｉｔｙ［５］＝１に設定される。同様に、図１１を参照して上述したように、レジスタｐｒｉｏｒｉｔｙ［１，４，６，１０］＝２と設定し、レジスタｐｒｉｏｒｉｔｙ［２，３，７，８，９，１１］＝３と設定する。

Ｓ１２０２では、ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１の光電変換部の電荷を同時にリセットし、電荷蓄積を開始する。Ｓ１２０３では、Ｓ１２０１で設定された優先度情報（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］）から、優先度の最も高いラインセンサ対をモニタ開始ラインセンサ対として設定する。ここでは、ｎ＝５としてラインセンサ対１０２−５をモニタ開始ラインセンサ対に設定する。Ｓ１２０４では、制御部１０３に内蔵されたタイマーｔｉｍｅｒをリセットしてからカウントを開始し、電荷蓄積開始からの経過時間（電荷蓄積時間）の計測を開始する。

Ｓ１２０５〜Ｓ１２０９は、選択したラインセンサ対を所定周期でモニタする巡回モニタ動作である。Ｓ１２０５では、ラインセンサ選択回路１０４により、ラインセンサ対１０２−ｎ（ｎ＝１〜１１）が選択され、ラインセンサ対１０２−ｎの信号が最大値検出回路１０５へ出力される。

Ｓ１２０６では、制御部１０３に内蔵されたタイマーｔｉｍｅｒ＿ｍｏｎｉｔｏｒをリセットしてからカウントを開始し、モニタ期間の経過時間の計測を開始する。Ｓ１２０７では、蓄積停止判定回路１０６において、最大値検出回路１０５から出力されたラインセンサ対１０２−ｎのＰｅａｋ信号と蓄積停止レベルＶＲＥＦを比較し、蓄積停止判定をする。Ｐｅａｋ信号が蓄積停止レベルＶＲＥＦ以上の場合はＳ１２１０へと進み、Ｐｅａｋ信号が蓄積停止レベルＶＲＥＦより小さい場合はＳ１２０８へと進む。

Ｓ１２０８では、タイマーｔｉｍｅｒ＿ｍｏｎｉｔｏｒの値と、１つのラインセンサ対のモニタ周期時間ｐｅｒｉｏｄ＿ｍｏｎｉｔｏｒを比較判定する。タイマーｔｉｍｅｒ＿ｍｏｎｉｔｏｒがモニタ周期時間ｐｅｒｉｏｄ＿ｍｏｎｉｔｏｒに達するまで、Ｓ１２０７の蓄積停止判定を繰り返す。

蓄積停止判定がないままモニタ周期時間ｐｅｒｉｏｄ＿ｍｏｎｉｔｏｒに達した場合はＳ１２０９へと進み、次のモニタ対象ラインセンサ対を決定する次ラインセンサ対サーチへ移行する。なお、次ラインセンサ対サーチ処理については、詳細に後述する。

一方、モニタ期間中にＳ１２０７で蓄積停止判定がされた場合はＳ１２１０へ進み、蓄積停止処理をする。Ｓ１２１０ではラインセンサ対１０２−ｎの蓄積の停止と画素信号の保持を行い、電荷蓄積時間としてタイマーｔｉｍｅｒの値を制御部１０３に内蔵された記憶部に記憶する。

Ｓ１２１１では、全ラインセンサ対の蓄積が終了しているか否かの判定を行う。全ラインセンサ対の蓄積が終了していた場合、ＡＦセンサ動作を終了する。一方、蓄積が終了していないラインセンサ対が残っている場合はＳ１２０９へと進み、次ラインセンサ対サーチを行う。

なお、図には明示していないが、ＣＰＵ１００から、強制蓄積停止コマンドが送信された場合、Ｓ１２０７ではＳ１２１０へ強制的に移行し停止処理を行う。

また、強制蓄積停止コマンドが送信された場合の次ラインセンサ対サーチでは、電荷蓄積時間と優先度に関わりなく、すべてのラインセンサ対を順次選択していき、すべてのラインセンサ対の停止処理を行う。

Ｓ１２０５〜Ｓ１２１１を繰り返し、全ラインセンサ対の蓄積停止処理が終了するとＡＦセンサ動作を終了する。

次に、Ｓ１２０９の次ラインセンサ対サーチについて、図１及び図１３を用いて詳細に説明する。次ラインセンサ対サーチでは、電荷蓄積時間（ｔｉｍｅｒ）と優先度情報（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］）に基づき、次のモニタ対象ラインセンサ対を決定する。ここでは、まず、電荷蓄積時間が閾値ｔｉｍｅ＿１を経過するまでは、優先度１のラインセンサ対のみをモニタするように次のモニタ対象ラインセンサ対を決定する。次に電荷蓄積時間が閾値ｔｉｍｅ＿２を経過するまでは、優先度１及び優先度２のラインセンサ対をモニタするように次のモニタ対象ラインセンサ対を決定する。電荷蓄積時間が閾値ｔｉｍｅ＿２を経過した後は、全てのラインセンサ対をモニタするように次のモニタ対象ラインセンサ対を決定する。以下、モニタの具体的な順番を説明する。

図１において、全ラインセンサ対をリセットしたのち、優先度１に設定されたラインセンサ対１０２−５をモニタ開始ラインセンサ対として、Ｐｅａｋ信号をモニタする。電荷蓄積を開始してから時刻ｔｉｍｅ＿１までは、Ｓ１２０５〜Ｓ１２０９を繰り返しながら、優先度が１であるラインセンサ対１０２−５のみをモニタし続ける。

電荷蓄積時間が時刻ｔｉｍｅ＿１を経過すると、ラインセンサ対１０２−５に加えて、優先度２に設定されているラインセンサ対１０２−１、１０２−４、１０２−６、１０２−１０を順次選択しながら、モニタ動作をする。さらに、電荷蓄積時間が時刻ｔｉｍｅ＿２を経過すると、優先度３に設定されているラインセンサ対を含めた全てのラインセンサ対を順次選択しながらモニタ動作をする。

次に、時刻ｔｉｍｅ＿１までに、優先度１に設定されたラインセンサ対１０２−５が電荷蓄積停止する場合について、図１３を用いて説明する。図１３において、ラインセンサ対１０２−５のＰｅａｋ信号の実線部分は、ラインセンサ対１０２−５を選択してモニタしている期間であり、破線部分は、ラインセンサ対１０２−５以外を選択してモニタしている期間である。

図１と同様に、全ラインセンサ対をリセットしたのち、優先度１に設定されたラインセンサ対１０２−５を選択し、Ｐｅａｋ信号をモニタする。ｐｅｒｉｏｄ＿ｍｏｎｉｔｏｒ周期で、Ｓ１２０５〜Ｓ１２０９を繰り返しながら、ラインセンサ対１０２−５のみをモニタし続ける。

図１３の例では、３周期目のラインセンサ対１０２−５のモニタ動作中に、ラインセンサ対１０２−５のＰｅａｋ信号が、蓄積停止レベルＶｒｅｆに達したため、電荷蓄積停止処理をする（Ｓ１２１０）。この時点で、優先度１に設定されているラインセンサ対の蓄積はすべて終了したため、電荷蓄積時間が時刻ｔｉｍｅ＿１を経過していないにも関わらず、初期設定において優先度２に設定されたラインセンサ対のモニタ動作が開始される。優先度２に設定されているラインセンサ対１０２−１、１０２−４、１０２−６、１０２−１０を順次選択しながら、モニタ動作をする。さらに、電荷蓄積時間が時刻ｔｉｍｅ＿２を経過すると、優先度３に設定されているラインセンサ対を含めた全てのラインセンサ対を順次選択しながらモニタ動作をする。

なお、それぞれのラインセンサ対のモニタ動作中に蓄積停止レベルＶｒｅｆを越えた場合には、そのラインセンサ対をモニタ対象から外して、残りのラインセンサ対をモニタする。

本第１の実施形態では、ラインセンサ対１０２−５のみを優先度１に設定したが、複数のラインセンサ対を優先度１に設定してもよい。例えば、一つの焦点検出領域に対し、複数のラインセンサ対を配置した場合は、複数のラインセンサ対を優先度１にする。また、本第１の実施形態では、優先度を１〜３としているがこの限りではない。

ここで、本発明によるＡＦセンサ１０１の動作との違いを比較するために、図２２を参照して従来技術によりＡＦセンサ１０１を駆動した場合の動作の例を説明する。図２２において、ラインセンサ対１０２−５のＰｅａｋ信号の実線部分は、ラインセンサ対１０２−５を選択してモニタしている期間であり、破線部分は、ラインセンサ対１０２−５以外を選択してモニタしている期間である。全ラインセンサ対をリセットしたのち、ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１を順番にモニタしている。

ラインセンサ対１０２−５に対応している領域の被写体輝度が図１３と同じであるとすると、図２２から分かるように、ラインセンサ対１０２−５をモニタする前に、信号が飽和レベルに達してしまう。この信号を用いると、焦点検出演算精度は悪化する。また、ラインセンサ対１０２−５のみを蓄積し、ラインセンサ対１０２−５のみをモニタするように駆動することもできるが、この場合、被写体空間の焦点状態分布を取得することができない。

上記の通り本第１の実施形態によれば、撮影者が選択した焦点検出領域を主被写体領域とし、対応するラインセンサ対の優先度を高く設定し、モニタ頻度が高くなるように制御する。これにより、焦点検出動作において、選択された焦点検出領域に対応するラインセンサ対を飽和させることなく、同時にその他のラインセンサ対の電荷蓄積を並列に行いながら、画素信号を蓄積することができる。この結果、主被写体の輝度が超高輝度であったとしても、精度の高い焦点状態の検出をすることができる。

＜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。なお、カメラの構成については、図２〜図７を参照して第１の実施形態で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。

図１４は、第２の実施形態における、カメラにおける撮像のための基本動作を示すフローチャートである。本第２の実施形態では、ＡＦモードが、撮影者のレリーズボタンの操作に応じてＡＦ動作（焦点検出動作）を行い、ＳＷ１がオンしている間は、合焦してもフォーカスロックせず、ＡＦ動作をし続ける連続ＡＦモードである場合について説明する。また、１１個の焦点検出領域のうち、被写体情報に基づいていずれか１個を自動で選択する焦点検出領域自動選択モードとする。また、撮影モードは連続撮影モードであるものとする。

Ｓ１４００では、各種設定値の初期化、及び撮影者の操作による各種設定が行われる。Ｓ１４０１では、レリーズボタンが第１のストロークまで押し込まれるとオンするスイッチＳＷ１の状態をチェックし、スイッチＳＷ１のオン／オフ判定をする。スイッチＳＷ１がオンするまで、Ｓ１４０１の処理を繰り返す。スイッチＳＷ１がオンするとＳ１４０２へと進み、ＡＦ動作を行う。なお、ＡＦ動作の詳細は後述する。Ｓ１４０３ではＡＥ動作を行う。

次にＳ１４０４では、レリーズボタンが第２のストロークまで押し込まれるとオンするスイッチＳＷ２の状態をチェックし、スイッチＳＷ２のオン／オフ判定をする。スイッチＳＷ２がオフの場合は、Ｓ１４０５へと進み、スイッチＳＷ１の状態をチェックする。Ｓ１４０５でＳＷ１がオンの場合、Ｓ１４０２へと戻り、ＡＦ動作を繰り返す。従って、スイッチＳＷ１がオンのままであり、スイッチＳＷ２が押されるまでは、カメラはＡＦ動作を繰り返し、被写体の焦点状態に合わせてレンズを動かし続ける。一方、Ｓ１４０５でＳＷ１がオフの場合は動作を終了する。

Ｓ１４０４でスイッチＳＷ２がオンされると、Ｓ１４０６へと進み撮像動作を行う。撮像動作が終了するとＳ１４０５へと進み、再びスイッチＳＷ１の状態をチェックする。

スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２がオンのままであれば、ＡＦ動作（Ｓ１４０２）、ＡＥ動作（Ｓ１４０３）、撮像動作（Ｓ１４０６）を繰り返し、ＡＦ動作とＡＥ動作をしながら連続撮影をする。

図１５にＳ１４０２で行われるＡＦ動作のサブルーチンを示す。Ｓ１５００では、ＡＦ動作のための各種設定を行う。Ｓ１５０１では、主被写体位置情報があるか否かを判定する。主被写体位置情報があると判定された場合はＳ１５０２へと進み、この情報に基づきラインセンサ対の優先度を設定する。主被写体位置は、後述する前回のＡＦ動作における焦点検出領域選択（Ｓ１５０７）で選択された焦点検出領域（主被写体領域）である。当該焦点検出領域を優先度１とし、そこから近い順に優先度を高く設定する。なお、優先度設定は、例えば図１１に従う。

一方、主被写体位置情報が無いと判定された場合はＳ１５０３へと進み、全てのラインセンサ対に同一の優先度を設定する。ここでは優先度１を設定する（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝１、ｎ＝１〜１１）。例えば、図１４における１回目のＡＦ動作においては主被写体位置情報がないため、Ｓ１５０３へと進むことになる。

Ｓ１５０４では、Ｓ１５０２またはＳ１５０３で決定された優先度に基づいてＡＦセンサ１０１を駆動し、焦点検出演算のための信号を得るための電荷蓄積をする。なお、ここでのＡＦセンサの駆動は図１２と同様であるため、説明を省略する。Ｓ１５０５では、ＣＰＵ１００が、ＡＦセンサ１０１で蓄積した電荷から得られる信号を読み出し、Ｓ１５０６において、得られた信号を用いて、撮影レンズ３００の焦点状態を検出するための焦点検出演算を行う。

本第２の実施形態においては、焦点検出領域を自動的に選択するモードであるため、Ｓ１５０７では、焦点検出領域１〜１１から１つの焦点検出領域（主被写体領域）を選択する。例えば、ラインセンサ対の画素信号から算出される焦点検出演算結果の信頼性、及びＳ１５０６で算出される焦点検出演算結果等に基づいて選択する。例えば、信頼性が高く、撮影者から近い被写体を優先して焦点検出領域の選択をする。そして、Ｓ１５０８では、選択された焦点検出領域の焦点状態に基づいて、レンズが駆動される。Ｓ１５０９では、被写体空間の焦点状態分布情報を作成する。

次に、Ｓ１５０１で主被写体位置情報が無いと判定され、Ｓ１５０３で全てのラインセンサ対の優先度を１と設定したときの、ＡＦセンサ駆動における次ラインセンサ対サーチ及びモニタの順番について、図１６を用いて説明する。

図１６において、全ラインセンサをリセットしたのち、ラインセンサ対１０２−１をモニタ開始ラインセンサ番号として、Ｐｅａｋ信号をモニタする。その後、ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１のモニタ動作を繰り返す。この様に、全てのラインセンサ対の優先度を１と設定した場合、結果として図２２に示された従来技術におけるＡＦセンサ１０１のモニタ順番と同様の動作になる。

次に、Ｓ１５０１で主被写体位置情報があると判定された場合の動作を詳細に説明する。例えば、焦点検出領域５が直前のＡＦ動作において選択されており、主被写体位置（主被写体領域）が焦点検出領域５であったとする。このとき、対応するラインセンサ対１０２−５の優先度が最も高く、ｐｒｉｏｒｉｔｙ［５］＝１（優先度１）と設定する。その他のラインセンサ対の優先度は、図１１に従って設定する。焦点検出領域１、焦点検出領域４、焦点検出領域６、焦点検出領域１０にそれぞれ対応するラインセンサ対１０２−１、１０２−４、１０２−６、１０２−１０には優先度２が設定される（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［１、４，６，１０］＝２）。その他のラインセンサ対には優先度３が設定される（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［２、３，７，８，９，１１］＝３）。

以上のように設定された優先度に基づき、ＡＦセンサ駆動が行われる。このときのＡＦセンサの駆動は、図１及び図１３を参照して説明したものと同様の動作となる。

上記の通り本第２の実施形態によれば、複数回の焦点検出動作を連続して行う場合、直前の焦点検出動作における焦点検出結果から主被写体位置を決定する。さらに主被写体位置に基づきラインセンサ対の優先度を設定する。これにより、複数の焦点検出領域のいずれかを自動で選択する焦点検出領域自動選択モードにおいても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができ、精度の高い焦点状態の検出をすることができる。

＜第３の実施形態＞
以下に、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、カメラの構成については、図２〜図７を参照して第１の実施形態で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。本第３の実施形態におけるカメラの基本動作は、図１４を参照して第２の実施形態で説明した動作と同様であるものとし、撮影モードは連続撮影モード、ＡＦモードは連続ＡＦモード、焦点検出領域設定は自動選択モードとする。

次に、本第３の実施形態においてＳ１４０２で行われるＡＦ動作を、図１７のフローチャートを参照して説明する。Ｓ１７００では、ＡＦ動作のための各種設定を行う。Ｓ１７０１では、輝度情報があるか否かを判定する。輝度情報があると判定された場合はＳ１７０２へと進み、この情報に基づきラインセンサ対の優先度を設定する。優先度の設定の仕方については後述する。輝度情報は、後述する前回のＡＦ動作におけるＳ１７０６の輝度情報算出で算出されたものである。

一方、輝度情報が無いと判定された場合はＳ１７０３へと進み、全てのラインセンサ対に同一の優先度を設定する。ここでは優先度１を設定する（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝１、ｎ＝１〜１１）。例えば、図１４における１回目のＡＦ動作においては主被写体位置情報がないため、Ｓ１５０３へと進むことになる。

Ｓ１７０４では、Ｓ１７０２またはＳ１７０３で決定された優先度に基づいてＡＦセンサ１０１を駆動し、焦点検出演算のための信号を得るための電荷蓄積をする。なお、ここでのＡＦセンサの駆動はＡＦセンサ駆動は図１２と同様である。Ｓ１７０５では、ＣＰＵ１００が、ＡＦセンサ１０１で蓄積した電荷から得られる信号を読み出し、Ｓ１７０６において、得られた信号及び蓄積情報（電荷蓄積時間）に基づき、各焦点検出領域の輝度情報を算出する。同時に、ラインセンサ対の画素信号が飽和しているか否かを判定する。例えば、ＣＰＵ１００のＡＤ変換回路が１０ｂｉｔであるとすると、ラインセンサ対の画素信号は０〜１０２３に量子化される。値が１０２３である画素信号は飽和していると判定し、この信号を出力した画素を含むラインセンサ対は飽和しているものと判定する。

Ｓ１７０７では、得られた信号を用いて、撮影レンズ３００の焦点状態を検出するための焦点検出演算を行う。Ｓ１７０８では、焦点検出領域１〜１１から１つの焦点検出領域を選択する。例えば、ラインセンサ対の画素信号から算出される信頼性、及びＳ１７０７で算出される焦点検出演算結果に基づいて選択する。例えば、信頼性が高く、撮影者から近い被写体を優先して焦点検出領域の選択をする。また、飽和しているラインセンサ対に対応する焦点検出領域は、選択する優先度を下げる。そして、Ｓ１７０９では、選択された焦点検出領域の焦点状態に基づいて、レンズが駆動される。Ｓ１７１０では、被写体空間の焦点状態分布情報を作成する。

次に、Ｓ１７０１で輝度情報があると判定された場合の、Ｓ１７０２における輝度情報に基づいた優先度の設定の仕方について詳細に説明する。Ｓ１７０２では、前回のＡＦ動作における輝度情報算出結果（Ｓ１７０６）に基づき、ラインセンサ対の優先度を設定する。ここでは、対応する焦点検出領域の輝度が高いほどラインセンサ対の優先度が高く設定される。

例えば、２種類の輝度判定閾値（Ｌ１，Ｌ２）を設定し、この閾値とラインセンサ対から得られた信号から算出された輝度を比較判定する。Ｌ１より輝度が高い場合は優先度１とし、Ｌ１とＬ２の間の輝度であれば優先度２とし、Ｌ２より小さければ優先度３とする。また、飽和していると判定されたラインセンサ対がある場合は、当該ラインセンサ対の優先順位が最も高く設定される。

Ｓ１７０１で輝度情報が無いと判定され、Ｓ１５０３で全てのラインセンサ対の優先度を１と設定したときの、ＡＦセンサ駆動は図１６と同様の動作になる。

また、Ｓ１７０１で輝度情報があると判定され、焦点検出領域５が直前のＡＦ動作において飽和判定されていたとする。さらに、焦点検出領域５に隣接している焦点検出領域１、焦点検出領域４、焦点検出領域６、焦点検出領域１０が、輝度判定しきい値Ｌ１とＬ２の間の輝度であり、その他のラインセンサ対がＬ２より低い輝度であると判定されたものとする。

このとき、ラインセンサ対１０２−５の優先度が最も高く、ｐｒｉｏｒｉｔｙ［５］＝１（優先度１）となる。また、焦点検出領域１、焦点検出領域４、焦点検出領域６、焦点検出領域１０にそれぞれ対応するラインセンサ対１０２−１、１０２−４、１０２−６、１０２−１０には優先度２が設定される（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝２、ｎ＝１，４，６，１０）。その他のラインセンサは優先度３が設定される（ｐｒｉｏｒｉｔｙ［ｎ］＝３、ｎ＝２，３，７，８，９，１１）。

以上のように設定された優先度に基づき、ＡＦセンサ駆動が行われる。このときのＡＦセンサの駆動は、図１及び図１３で説明したものと同様の動作となる。輝度が高い領域に対応するラインセンサ対の優先度を高くしているため、図１３のように、該当ラインセンサ対のみをモニタするように制御される。この結果、当該ラインセンサ対の画素信号が飽和することなく蓄積制御することができる。

上記の通り本第３の実施形態によれば、複数回の焦点検出動作を連続して行う場合、直前の焦点検出動作における複数の焦点検出領域の輝度情報からラインセンサ対の優先度を設定する。これにより、複数の焦点検出領域のいずれかを自動で選択する焦点検出領域自動選択モードにおいて、２回目以降の焦点検出動作においては、高輝度の被写体が位置する焦点領域に対応するラインセンサ対の画素信号を、飽和させることなく蓄積制御できる。この結果、精度の高い焦点状態の検出をすることができる。

なお、飽和、または高輝度と判定されたラインセンサ対から近い順に（図１１に従って）、高い優先度を設定してもよい。このことにより、直前のＡＦ動作時点から高輝度被写体が移動したとしても、ラインセンサ対において信号が飽和してしまう可能性を減らすことできる。

また、複数回の焦点検出動作から得られる複数の輝度情報がある場合は、Ｓ１７０２において、高輝度被写体の移動方向を予測して優先度を設定してもよい。図１８は、自動車のヘッドライトを高輝度光源とした場合の例である。自動車は左方向に移動しており、図１８（ａ）が１回目のＡＦ動作でのファインダ像であり、図１８（ｂ）が２回目のＡＦ動作でのファインダ像である。

図１８（ａ）の時点でのＡＦ動作において、焦点検出領域５に高輝度被写体があることが判定される。次のＡＦ動作では、焦点検出領域１に高輝度被写体があることが判定される。この結果、高輝度被写体が右から左に移動していることが認識できる。従って、この後に行われる３回目のＡＦ動作では、移動方向に対応する焦点検出領域８の優先度を高く設定する。この例では、直前２回のＡＦ動作における輝度情報を用いているが、これ以上の回数の輝度情報履歴を用いてもよい。

本第３の実施形態では、輝度情報を直前の焦点検出動作における複数の焦点検出領域の輝度情報から取得しているが、Ｓ１４０３で得られるＡＥセンサ２０７の信号から算出される輝度情報を用いてもよい。さらに、ＡＥセンサ２０７を用いて被写体追尾処理を行っている場合は、前述のような高輝度被写体位置の移動方向予測と組み合わせて優先度を設定することができる。

以上のことに加え、第２の実施形態に示されたような主被写体位置と、本第３の実施形態に示された被写体空間の輝度情報を総合して優先度を決定してもよい。

＜第４の実施形態＞
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、基本的なカメラの構成については、図２〜図７を参照して第１の実施形態で説明したものと同様であるため、ここでは説明を省略する。上述した第１〜第３の実施形態における焦点検出装置では、ＡＦセンサ１０１の画素リセット動作において、ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１を同時にリセットしている。これに対し、本第４の実施形態では、ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１を１個ずつ巡回リセットするように構成された焦点検出装置について説明する。

巡回リセットは、ラインセンサ対を一つずつ選択しながら順次リセットしていくため、電荷の充放電によって発生する電流は小さくなる。この効果として、ノイズを低減することができ、焦点検出演算の精度が悪化することを防ぐことが挙げられる。また、リセット回路を全てのラインセンサ対で共有することにより、回路面積の削減を図ることもできる。

本第４の実施形態におけるカメラの基本動作は、図１４を参照して第２の実施形態で説明した動作と同様であるものとし、撮影モードは連続撮影モード、ＡＦモードは連続ＡＦモード、焦点検出領域設定は自動選択モードとする。また、ＡＦ動作は図１７を参照して第３の実施形態で説明した動作と同様である。

本第４の実施形態におけるＡＦセンサ１０１の駆動処理を図１９に示す。上述した図１２に示す処理とは、Ｓ１９０２に示す処理が異なるが、それ以外の処理は図１２と同様であるので、同じ参照番号を付し、説明を省略する。

Ｓ１９０２では、制御部１０３とラインセンサ選択回路１０４により、ラインセンサ対を１対ずつ選択しながら、順次リセットしていく巡回リセット動作を行う。リセットする順番は、優先度の低いラインセンサ対から順番にリセットしていき、優先度の最も高いラインセンサ対を最後にリセットするように制御される。この順番はＳ１２０１において、優先度が設定される際に設定される。ここでは、第３の実施形態のように、直前のＡＦ動作によって得られた輝度情報に基づき、優先度が設定されているものとする。

ここまでに述べた動作について、図２０を用いて説明する。ここでは、直前のＡＦ動作に基づき、下記の様に優先度設定がされているものとする。
優先度１：ラインセンサ対１０２−５
優先度２：ラインセンサ対１０２−１、１０２−４、１０２−６、１０２−１０
優先度３：上記以外のラインセンサ対

図２０において、ラインセンサ対１０２−５のＰｅａｋ信号の実線部分は、ラインセンサ対１０２−５を選択してモニタしている期間であり、破線部分は、ラインセンサ対１０２−５以外を選択してモニタしている期間である。

初めに、優先度３に設定されたラインセンサ対から順次１個ずつリセットしていく。次に、優先度２に設定されたラインセンサ対を順次リセットする。最後に、優先度１に設定されたラインセンサ対１０２−５をリセットする。その後、優先度１に設定されたラインセンサ対１０２−５を選択し、Ｐｅａｋ信号をモニタする。以降の動作の説明は省略する。上記のように制御することで、優先度の高いラインセンサほど、蓄積開始から１回目のモニタまでの期間（非モニタ期間）を短くすることができる。

図２１に巡回リセットの順番に優先度をつけない場合のＡＦセンサの動作を示す。図２１において、ラインセンサ対１０２−５のＰｅａｋ信号の実線部分は、ラインセンサ対１０２−５を選択してモニタしている期間であり、破線部分は、ラインセンサ対１０２−５以外を選択してモニタしている期間である。ラインセンサ対１０２−１〜１０２−１１を順番にリセットしたのち、優先度の高いラインセンサ対１０２−５からモニタしている。

ラインセンサ対１０２−５に対応している領域の被写体輝度が図２０と同じであるとすると、ラインセンサ対１０２−６〜１０２−１１をリセットしている間に、ラインセンサ対１０２−５の信号が飽和レベルに達してしまう。この信号を用いると、焦点検出演算精度は悪化する。

上記の通り本第４の実施形態によれば、複数のラインセンサ対を一つ選択しながら順番にリセットしていくＡＦセンサにおいて、優先度に応じてリセットする順番決定する。これにより、優先度の高いラインセンサ対の、リセットからモニタまでの時間を短くすることができる。この結果、優先度の高いラインセンサ対の画素信号を飽和させることなく蓄積制御でき、精度の高い焦点状態の検出をすることができる。また、このような構成にすることにより、電荷の充放電によって発生する電流は小さくなるため、ノイズを低減することができ、焦点検出演算の精度が悪化することを防ぐことができる。また、リセット回路を全てのラインセンサ対で共有することにより、回路面積の削減を図ることもできる。

なお、上記実施形態では、ラインセンサ対が１１個ある場合について説明したが、ラインセンサ対の数は、これに限られるものではない。

また、上記実施形態では、２つのラインセンサを用いて位相差のある１対の信号を出力する構成を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、１つの長いラインセンサに、異なる射出瞳を通過した２つの像を結像させるように構成してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Claims (11)

1. 入射する被写体からの光束を光電変換して得られた電荷を蓄積して、互いに視差を有する対の画像信号をそれぞれ出力する複数のラインセンサと、
   前記複数のラインセンサの優先度を設定する設定手段と、
   前記設定手段により設定された優先度に基づいて、前記複数のラインセンサを巡回しながらモニタし、該モニタ中のラインセンサから出力される前記対の画像信号の特徴量信号を検出する特徴量検出手段と、
   前記特徴量検出手段により検出された前記特徴量信号が予め決められた蓄積停止レベルより大きい場合に、前記モニタ中のラインセンサの電荷蓄積を停止するように制御する制御手段と、
   前記複数のラインセンサから読み出された画像信号に基づいて、焦点状態を検出する焦点検出手段と
   を有することを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記特徴量検出手段は、前記優先度がより高いラインセンサをモニタする頻度がより高くなるように、前記複数のラインセンサを巡回しながらモニタすることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記複数のラインセンサにそれぞれ対応する複数の焦点検出領域のうち、主被写体の位置に対応する主被写体領域を選択する選択手段を更に有し、
   前記設定手段は、前記主被写体領域に対応するラインセンサの優先度を最も高く設定し、
   前記焦点検出手段は、前記主被写体領域に対応するラインセンサから得られる対の画像信号に基づいて、焦点状態を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出装置。
4. 前記特徴量検出手段は、前記モニタ中のラインセンサから出力される対の画像信号の最大値を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
5. 前記特徴量検出手段は、前記モニタ中のラインセンサから出力される対の画像信号の最大値と最小値の差分信号を検出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
6. 前記複数の焦点検出領域の１つを撮影者が選択するための操作手段を更に有し、
   前記選択手段は、前記操作手段により選択された焦点検出領域を前記主被写体領域として選択することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
7. 前記選択手段は、前記焦点検出手段により検出された前記複数のラインセンサの焦点状態、該検出された焦点状態の信頼性、被写体までの距離の少なくとも１つに基づいて前記主被写体領域を選択することを特徴とする請求項３に記載の焦点検出装置。
8. 前記複数のラインセンサから読み出された画像信号に基づいて、前記複数のラインセンサにそれぞれ対応する複数の焦点検出領域の輝度を算出する算出手段を更に有し、
   前記設定手段は、前記算出された輝度がより高い焦点検出領域に対応するラインセンサに、より高い優先度を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出装置。
9. 前記制御手段は、前記設定手段により設定された優先度が低いラインセンサから順に、前記複数のラインセンサのリセットを行うように制御することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
10. 前記特徴量検出手段は、前記複数のラインセンサの蓄積を開始してから予め決められた時間の間、前記優先度が最も高いラインセンサのモニタを続けて行うことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
11. 設定手段が、入射する被写体からの光束を光電変換して得られた電荷を蓄積して、互いに視差を有する対の画像信号をそれぞれ出力する複数のラインセンサの優先度を設定する設定工程と、
    特徴量検出手段が、前記設定工程で設定された優先度に基づいて、前記複数のラインセンサを巡回しながらモニタし、該モニタ中のラインセンサから出力される前記対の画像信号の特徴量信号を検出する特徴量検出工程と、
    制御手段が、前記特徴量検出工程で検出された前記特徴量信号が予め決められた蓄積停止レベルより大きい場合に、前記モニタ中のラインセンサの電荷蓄積を停止するように制御する制御工程と、
    焦点検出手段が、前記複数のラインセンサから読み出された画像信号に基づいて、焦点状態を検出する焦点検出工程と
    を有することを特徴とする焦点検出方法。

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