JP2018132703A - 焦点検出装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点検出用のセンサのダイナミックレンジを拡大しつつも、焦点検出にかかる時間の増大を抑制できる焦点検出装置を提供する。【解決手段】二次元に配置された複数の画素を有する光電変換部と、光電変換部のそれぞれの画素行ごとに異なる駆動制御を行う駆動制御部と、光電変換部において第１の方向に配列された画素から得られる第１のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第１の演算部と、光電変換部において第１の方向とは異なる第２の方向に配列された画素から得られる第２のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第２の演算部とを備え、第１の演算部が第１のライン信号を用いて行う演算と、第２の演算部が第２のライン信号を用いて行う演算とが異なる。【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置における焦点検出技術に関するものである。

従来、デジタルカメラなどの撮像装置における焦点検出装置としては、位相差検出方式の焦点検出装置が知られている。位相差検出方式では、被写体からの光をメガネレンズにより２つの像信号に分離して、それらの位相差から焦点状態を検出する。また、複数のメガネレンズにより、複数の相関方向で焦点状態を検出するいわゆるクロスＡＦ装置も知られている。クロスＡＦ装置では、複数の相関方向で被写体のコントラストを検出できるので焦点検出精度を向上させることが可能となる。

焦点検出に関する技術として、特許文献１には、焦点検出用センサとして２次元のイメージセンサを用いた焦点検出装置が開示されている。特許文献１では、２次元のイメージセンサの信号ダイナミックレンジ（Ｄレンジ）の拡大のために、蓄積時間を変えながら複数回の蓄積制御を繰り返している。また、各蓄積時間で得られた像信号を相関演算し、最も信頼性が高い演算結果を用いて焦点調節制御を行っている。

特開２０１０−１２２３５６号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、複数種類の蓄積時間で複数回の電荷蓄積を行うため、焦点検出処理にかかる時間が増大してしまう。

そこで、イメージセンサを行毎に異なる蓄積時間で制御することで、信号ダイナミックレンジを拡大しつつ、焦点検出処理を行うことにより、焦点検出にかかる時間を短縮する構成が考えられる。しかし、相関方向によっては、適切な像信号が得られない問題が生じる。

本発明は上述した課題に鏡見てなされたものであり、その目的は、焦点検出用のセンサのダイナミックレンジを拡大しつつも、焦点検出にかかる時間の増大を抑制できる焦点検出装置を提供することである。

本発明に係わる焦点検出装置は、二次元に配置された複数の画素を有する光電変換手段と、前記光電変換手段のそれぞれの画素行ごとに異なる駆動制御を行う駆動制御手段と、前記光電変換手段において第１の方向に配列された画素から得られる第１のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第１の演算手段と、前記光電変換手段において第１の方向とは異なる第２の方向に配列された画素から得られる第２のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第２の演算手段と、を備え、前記第１の演算手段が前記第１のライン信号を用いて行う演算と、前記第２の演算手段が前記第２のライン信号を用いて行う演算とが異なることを特徴とする。

焦点検出用のセンサのダイナミックレンジを拡大しつつも、焦点検出にかかる時間の増大を抑制できる焦点検出装置を提供することが可能となる。

本発明の撮像装置の第１の実施形態であるデジタルカメラ１００の構成を示す図。 焦点検出センサを示す図。 焦点検出センサにおける第１ライン群、第２ライン群を示す図。 焦点検出処理を示すフローチャート。 第１ライン群、第２ライン群の像信号を示す図。 第１の実施形態における第１ライン群演算処理を示すフローチャート。 画素飽和レベルを示す図。 飽和判定レベルを示す図。 飽和画素の補間処理を示す図。 第２の実施形態における第１ライン群演算処理を示すフローチャート。 第２の実施形態におけるライン生成を示す図。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の撮像装置の第１の実施形態であるデジタルカメラ１００の構成を示す図である。図１において、デジタルカメラ１００は、例えばレンズ交換式の一眼レフタイプのカメラシステムである。デジタルカメラ１００は、カメラ本体３０と、このカメラ本体３０に着脱可能な撮影レンズユニット２０とを備えて構成されている。撮影レンズユニット２０とカメラ本体３０は、中央の点線で示したマウントを介して着脱可能に構成されている。

撮影レンズユニット２０は、撮影レンズ２１、絞り２２、レンズＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）１、レンズ駆動ユニット２、絞り駆動ユニット３、撮影レンズの位置検出ユニット４、光学情報テーブル５を備える。レンズＭＰＵ１は、撮影レンズユニット２０の動作に関する全ての演算及び制御を行う。レンズ駆動ユニット２は、レンズＭＰＵ１による制御に応じて撮影レンズ２１を駆動する駆動部である。絞り駆動ユニット３は、レンズＭＰＵ１による制御に応じて絞り２２を駆動する駆動部である。撮影レンズの位置を検出する位置検出ユニット４は、撮影レンズのフォーカス位置を検出する検出部である。光学情報テーブル５は、自動焦点調節に必要な光学情報のテーブルであり、不図示のメモリなどに記憶されている。

カメラ本体３０は、カメラＭＰＵ６、焦点検出ユニット７、シャッター２６、シャッター駆動ユニット８、ダイヤルユニット１０、測光ユニット１１を備える。また、カメラ本体３０は、メインミラー１２、サブミラー１３、ピント板１４、ペンタミラー１５、ファインダー１６、撮像素子（イメージセンサー）１０１、スイッチＳＷ１（１８）とスイッチＳＷ２（１９）とを有するレリーズボタン２５を備える。スイッチＳＷ１（１８）は、レリーズボタン２５の第１ストローク（半押し）でＯＮになり、スイッチＳＷ２（１９）は、レリーズボタン２５の第２ストローク（全押し）でＯＮになる。

カメラＭＰＵ６は、カメラ本体３０の動作に関する全ての演算及び制御を行う。また、カメラＭＰＵ６は、マウントの信号線を介してレンズＭＰＵ１と接続され、レンズＭＰＵ１からレンズ位置情報を取得したり、レンズ駆動及び交換レンズごとに固有の光学情報を取得したりする。

また、カメラＭＰＵ６には、カメラ本体３０の動作を制御するためのプログラムが格納されたＲＯＭ、変数を記憶するＲＡＭ、各種パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ（電気的消去、書き込み可能メモリ）が内蔵されている。ＲＯＭに格納されたプログラムにより、後述の焦点検出処理が実行される。また表示部１７は、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像等を表示する。

焦点検出ユニット７は、焦点検出センサを備え、位相差検出方式により焦点検出を行う。撮影レンズ２１を介して入射する被写体からの光束の一部は、メインミラー１２を透過し、後方のサブミラー１３で下方へ曲げられて焦点検出ユニット７に入射される。焦点検出ユニット７では、一次結像面上に結像された像が、焦点検出ユニット７内の光学系（メガネレンズ）により縦方向、横方向に分割され、焦点検出センサ２１０（図２参照）へ結像される。分割された像信号は、位相の異なる同様の波形を有する。

焦点検出センサは２次元のＣＭＯＳイメージセンサであり、グローバル電子シャッタが可能な構成で、カメラＭＰＵ６からの電荷蓄積開始指示によって、回路リセット動作とフォトダイオードリセット動作を行い、電荷蓄積動作を開始する。また、あらかじめカメラＭＰＵ６から行毎に設定された蓄積時間に達すると、フォトダイオードで蓄積した電荷をフォトダイオードの周辺回路のメモリ部に転送する。つまり行毎に転送タイミングをずらすことで、行ごとに蓄積時間を制御することができる。全画素の電荷のメモリ部への転送が終了すると、カメラＭＰＵ６へ電荷蓄積終了を通知する。なお、ローリングシャッタ動作により、回路のリセット動作とフォトダイオードのリセット動作のタイミングをずらすことで各行ごとに蓄積時間を制御することも可能である。

カメラＭＰＵ６は電荷蓄積終了の通知を受けると、焦点検出センサから信号を読み出す。シャッター駆動ユニット８は、シャッター２６を駆動するための駆動部である。ダイヤルユニット１０は、カメラ１００の種々の設定を変更するための操作部であり、例えば、連続撮影速度（連写速度）やシャッター速度、絞り値、撮影モード等の切り替えなどを行うことができる。

測光ユニット１１は、測光センサを備え、レリーズボタン２５への半押し操作（スイッチＳＷ１（１８）のＯＮ）に応じて、ペンタミラー１５からの光束に基づき測光センサを介して測光処理を行う。これらはいずれもカメラＭＰＵ６に接続されている。測光センサは、フォトダイオード等の光電変換素子及びその信号処理回路等からなり、被写体の輝度レベルに関する信号出力を行い、その出力信号はカメラＭＰＵ６に入力される。メインミラー１２は、撮影レンズユニット２０を介して入射された光束のほとんどを上方へ折り返し、ピント板１４上に被写体像を結像させる機能を有する。ピント板１４上の被写体像はペンタミラー１５により正立正像に変換反射されてファインダー１６へ導かれる。これにより、ファインダー１６が光学ファインダーとして機能する。ペンタミラー１５を透過した一部の光は、測光ユニット１１へ導かれる。カメラ１００が撮影状態になると、メインミラー１２及びサブミラー１３が光路上から退避して、撮影レンズユニット２０を介して入射される被写体からの光束がイメージセンサー１０１上に結像される。

次に図２を用いて焦点検出センサ２１０について説明する。焦点検出センサ２１０は、フォトダイオードと周辺回路部で構成された正方画素が二次元に配列（配置）されている。正方画素はカメラＭＰＵ６の指示に従い、行毎に電荷蓄積時間（露光時間）および読み出しゲインを設定して駆動制御出来るように構成されている。ここでは、水平方向は行、垂直方向は列と定義する。本実施形態においては、電荷蓄積時間を行毎に変えることで、焦点検出可能な輝度範囲を拡大している。焦点検出センサ２１０では、１行目から順に蓄積時間ｔ１、ｔ２、ｔ３と、３行ごとに周期的に蓄積時間を設定している。蓄積時間の長さは、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３とする。

図２において、第１ライン群２１１ａ,２１１ｂは、一次結像面の像をメガネレンズにより縦方向に分割した被写体像を受光する領域である。第１ライン群２１１ａ，２１１ｂにより生成された像信号（ライン信号）は、被写体の水平方向のコントラストを検出するための領域で、焦点状態に応じて垂直方向に位相がずれる。したがって、後述するデフォーカス演算でそれぞれの像信号の垂直方向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。同様に、第２ライン群２１２ａ、２１２ｂは、一次結像面の像をメガネレンズにより横方向に分割した光束を受光する領域である。第２ライン群２１２ａ，２１２ｂにより生成された像信号は、焦点状態に応じて水平方向に位相がずれる。したがって、第１ライン群、第２ライン群の両方で生成された像信号から位相差を求めることで、被写体のコントラストを検出しやすい方向から位相差を演算することが可能である。

次に、図３を用いて、第１ライン群、第２ライン群について詳細に説明する。図３（ａ）は、第１ライン群２１１ａ、図３（ｂ）は第２ライン群２１２ａを拡大した図である。図３（ａ）で示した第１ライン群２１１ａは、垂直方向（行方向と直交する方向）に相関演算するためのラインＬ１０１〜Ｌ１１２を生成する。したがって、１画素毎に異なる蓄積時間となるように制御される。一方、図３（ｂ）で示した第２ライン群２１２ａでは、水平方向にラインＬ２０１〜Ｌ２１２を生成する。水平方向の画素は、同一の蓄積時間となるように制御される。

次に図４のフローチャートを用いて、本実施形態における焦点検出処理について説明する。まず、ステップＳ４０１では、カメラＭＰＵ６は、メモリの内容や実行プログラムを初期状態に設定し、焦点検出センサ２１０の電源投入などの焦点検出準備動作を実行する。

ステップＳ４０２では、カメラＭＰＵ６は、焦点検出センサ２１０の蓄積時間を設定する。カメラＭＰＵ６は、各画素行ごとに、蓄積時間をｔ１、ｔ２、ｔ３の３種類に設定する。電荷蓄積時間の長さは、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３とする。

カメラＭＰＵ６は、蓄積時間ｔ２を基準蓄積時間として設定する。ラインの平均信号が画素部の飽和信号量の半分程度になる時間を基準蓄積時間とする。この基準蓄積時間は前回の焦点検出処理で得られた信号量から決定する。もしくは、あらかじめ決められた蓄積時間に設定してもよい。しかしながら、基準蓄積時間で制御しても被写体内の明暗差が大きい場合があり、被写体からの光を受光した焦点検出センサ２１０の一部に飽和画素が発生してしまう場合がある。そのため、焦点検出のための一対の像信号の位相を正しく求めることが出来ず、焦点検出精度が低下してしまう場合がある。そこで、焦点検出センサ２１０の画素の蓄積時間を行ごとに異なる蓄積時間に設定することで、信号のＤレンジを拡大する。

ステップＳ４０３では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ４０２で決定した蓄積時間に基づいて焦点検出センサ２１０に電荷蓄積開始を指示する。電荷蓄積開始の指示を受けた焦点検出センサ２１０は、前述したように、回路のリセット動作とフォトダイオードのリセット動作を行い、ステップＳ４０２で設定された蓄積時間に基づいて、電荷を蓄積する。各行の蓄積時間が設定された蓄積時間に達し、電荷の蓄積が終了すると、焦点検出センサ２１０はカメラＭＰＵ６に対して電荷蓄積終了のフラグを送信する。

ステップＳ４０４では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ４０３で電荷蓄積完了のフラグを受信すると、焦点検出センサ２１０から信号の読み出しを行う。ステップＳ４０５では、カメラＭＰＵ６は、第１ライン群の演算処理を行い、後述する第１デフォーカス量を算出する。第１ライン群の演算処理の詳細は後述する。

ステップＳ４０６では、カメラＭＰＵ６は、第２ライン群の演算処理を行う。

図５を用いて第２ライン群の像信号について説明する。図５（ａ）は、第２ライン群のうち、蓄積時間ｔ１，ｔ２，ｔ３で制御した３つのラインの像信号Ｌ２０１〜Ｌ２０３を示している。実線で示したＬ２０１は、蓄積時間ｔ１にした場合の像信号である。同様に、破線で示した像信号Ｌ２０２と点線で示した像信号Ｌ２０３は、蓄積時間をそれぞれｔ２，ｔ３にした場合の像信号である。このようにライン内の蓄積時間が同一の像信号は、異なるライン間でそれぞれ信号の大きさは異なるが、連続した信号になっている。

カメラＭＰＵ６は、ステップＳ４０４で読み出した画素のうち、第２ライン群２１２ａ，２１２ｂから生成したラインＬ２０１〜Ｌ２１２について、デフォーカス演算を行う。

デフォーカス演算は、第２ライン群２１２ａのラインＬ２０１〜Ｌ２１２とそれに対応する第２ライン群２１２ｂのラインの像信号を用いて、撮影レンズ２１の焦点状態（デフォーカス量）を検出するための公知のデフォーカス演算である。ここでは、焦点検出センサ２１０の位相差（ｂｉｔ数）に対して、センサーピッチ（ｍｍ）とオートフォーカス系の基線長などの光学係数を掛け合わせることにより、デフォーカス量（ｍｍ）を求める。

ステップＳ４０７では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ４０６で求めた第２ライン群のデフォーカス量から、第２デフォーカス量を算出する。

第２デフォーカス量算出について説明する。カメラＭＰＵ６は、Ｌ２０１〜Ｌ２１２の中で、飽和画素が存在するラインのデフォーカス量を除外し、正常なラインのデフォーカス量を平均処理し、第２デフォーカス量とする。ここで飽和画素とは、信号量が画素飽和レベルよりも大きい画素のことを示す。

ステップＳ４０８では、カメラＭＰＵ６は、撮影レンズ２１の焦点状態を検出するための最終デフォーカス量を算出する。本実施形態では、第１ライン群、第２ライン群それぞれの像信号のコントラストなどを算出し、像信号の信頼性が高いラインのデフォーカス量を最終デフォーカス量とする。最終デフォーカス量の算出は信頼性の高いラインの選択に限らず、第１デフォーカス量、第２デフォーカス量のうち至近を示すデフォーカス量を求めてもよい。

ステップＳ４０９では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ４０８で算出した最終デフォーカス量に基づき、撮影レンズ２１の焦点状態が合焦か否かの判定を行う。合焦か否かの判定は、デフォーカス量が所望の範囲内、例えば（１／４）・Ｆδ以内（Ｆ：レンズの絞り値、δ：定数（２０μｍ））であれば合焦と判断する。例えば、レンズの絞り値Ｆ＝２．０であれば、デフォーカス量が１０μｍ以下なら合焦と判定し、焦点検出動作を終了する。一方、デフォーカス量が１０μｍより大きく、非合焦と判定した場合は、撮影レンズ２１の焦点状態を合焦位置に合わせるため、ステップＳ４１０へ移行する。

ステップＳ４１０では、カメラＭＰＵ６は、最終デフォーカス量をレンズＭＰＵ１に送信する。レンズＭＰＵ１は最終デフォーカス量に基づき、撮影レンズ２１にレンズ駆動を指示する。そして、カメラＭＰＵ６はステップＳ４１０で合焦状態と判断するまで前述のステップＳ４０２〜Ｓ４１０の動作を繰り返す。以上が焦点検出動作の一連のフローである。

次に図６のフローチャートを用いて、第１ライン群の演算処理について説明する。ステップＳ５０１では、カメラＭＰＵ６は、第１ラインＬ１０１〜Ｌ１１２について蓄積時間の異なる画素の信号を変換し、デフォーカス演算するための像信号を生成する。

像信号変換に用いる変換係数の算出方法について図５を用いて詳細に説明する。図５（ｂ）は、第１ライン群から生成された蓄積時間ｔ１，ｔ２，ｔ３で制御された像信号を示している。ライン内で異なる蓄積時間の画素が混在しているので、像信号は、信号が不連続になり、被写体とは異なる像信号になっている。そこで、カメラＭＰＵ６は、蓄積時間の異なる信号を変換することで、連続した適切な像信号を生成する。そのため、蓄積時間に基づいた変換係数を算出する。

変換係数は、蓄積時間の違いによる像信号の歪みを変換するため、蓄積時間に基づいて決定する。具体的には、最も蓄積時間が長いｔ３の画素を基準とする。蓄積時間がｔ１，ｔ２の信号量を蓄積時間ｔ３に相当する信号に変換するため、蓄積時間ｔ１の画素にはｔ３／ｔ１（蓄積時間の逆数に比例した値）、蓄積時間ｔ２の画素にはｔ３／ｔ２（蓄積時間の逆数に比例した値）の係数をかける。最も蓄積時間が長い画素を基準としたのは、信号の分解能を高くするためである。変換した像信号（変換信号）を図５（ｃ）に示す。変換した信号は、連続した適切な像信号になっている。

ステップＳ５０２では、カメラＭＰＵ６は、第１ライン群において、前述した飽和画素を検知し、ライン内に飽和画素が存在するか否かの判定を行う。ここで、飽和画素の検出について、図７Ａ、図７Ｂを用いて説明する。像信号を変換したため、飽和画素判定の閾値も変換する。

図７Ａは、第１ライン群のうち、蓄積時間ｔ１，ｔ２，ｔ３で制御した変換前の像信号Ｌ１０１を示している。実線は蓄積時間ｔ１以外の画素を間引いた場合、破線は蓄積時間ｔ２以外の画素を間引いた場合、点線は蓄積時間ｔ３以外の画素を間引いた場合の像信号を示している。

蓄積時間ｔ３に設定された画素のうちの一部の画素は、画素飽和レベルを超えている。また蓄積時間ｔ１，ｔ２の像信号に飽和画素は存在しない。図７Ｂは、第１ライン群のうち、蓄積時間ｔ１，ｔ２，ｔ３で蓄積制御して得られた像信号を変換した後の像信号Ｌ１０１を示している。

飽和判定レベル１，２，３は、それぞれ蓄積時間ｔ１，ｔ２，ｔ３の画素の飽和を判定するための飽和判定レベルを示している。飽和判定レベル３は、蓄積時間ｔ３の像信号に対応しており、変換されていないため、もともとの画素飽和レベルと同等である。一方で、飽和判定レベル２は、変換されている蓄積時間ｔ２の像信号に対応しているため、もともとの画素飽和レベルに対し、ｔ３／ｔ２を掛けた閾値である。同様に飽和判定レベル１は、もともとの画素飽和レベルに対し、ｔ３／ｔ１を掛けた閾値である。

このようにそれぞれの蓄積時間の像信号に対する飽和判定レベルを設け、飽和画素判定を行う。飽和画素の判定に基づき、第１ライン群Ｌ１０１〜Ｌ１１２に飽和画素が存在した場合、ステップＳ５０３へ移行し、飽和画素について処理を行う。一方で、ライン内に飽和画素が存在しない場合、ステップＳ５０４へ移行する。

ステップＳ５０３では、カメラＭＰＵ６は、飽和画素について処理を行う。具体的には、カメラＭＰＵ６は、飽和画素が発生した箇所の前後の信号から補間を行う。

図８を用いて飽和画素の補間処理について説明する。×で示した画素は飽和した画素を示している。図８（ａ）は蓄積時間ｔ３の６画素目が飽和している状態を示した図である。６画素目は、５画素目、７画素目の画素（近傍の画素）の信号から補間する。補間信号は、図６のステップ５０１で変換後の５画素目、７画素目の画素の信号から線形補間する。また、図８（ｂ）は５画素目、６画素目が飽和している状態を示した図である。この場合、４画素目、７画素目から、５画素目、６画素目の信号を線形補間、もしくは非線形補間することにより、補間処理を行う。以上、飽和画素を補間する方法について説明した。

ステップＳ５０４では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ５０１で変換した像信号、もしくは、ステップＳ５０３で飽和画素を補間した像信号に基づき、第１デフォーカス量を算出する。前述した方法によるデフォーカス演算によって算出したデフォーカス量を第１デフォーカス量とする。

以上説明したように、本実施形態においては、第１ライン群の演算処理では、蓄積時間が異なる画素が存在するラインは、各画素信号に蓄積時間に基づいた変換係数を掛けることで像信号を変換し、変換した像信号に基づいてデフォーカス演算を行う。これにより、同じ被写体でも、場所によって明るさが大きく異なり、飽和画素が発生してしまうシーンでも広い輝度範囲で焦点検出を行うことが可能になる。そして、精度の高い焦点検出処理を行うことが出来る。

本実施形態においては、焦点検出センサを行毎に異なる蓄積時間で制御した場合でも、複数の相関方向で焦点検出することを可能にした焦点検出装置について説明した。なお、上記の実施形態においては、専用の焦点検出センサを用いて焦点検出処理を行う方法について説明したが、本発明はこれに限定されず、専用の焦点検出センサではなく、撮像素子（イメージセンサー）１０１を用いた焦点検出にも適用可能である。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、図４のステップＳ４０５の第１ライン群演算処理の方法として、蓄積時間の異なる画素を変換して、像信号を生成する方法について説明した。この第２の実施形態では、別の像信号生成方法として、蓄積時間が同一の画素を抜き出し、蓄積時間が同一になるラインを生成し、デフォーカス演算を行う方法について説明する。本実施形態でのカメラの構成、及び焦点検出処理については、第１の実施形態で説明した内容と同様であるため、説明を省略する。

図９を用いて、第２の実施形態における、第１ライン群のデフォーカス量の演算方法について説明する。

ステップＳ８０１では、カメラＭＰＵ６は、同一の蓄積時間で制御された画素を抜き取り、ラインを生成する。図１０を用いて、第１ライン群に対して、蓄積時間毎に抜き取って生成されたラインについて説明する。

図１０は蓄積時間ｔ１の画素を抜き取って生成したラインを示している。図１０では、蓄積時間ｔ１について抜き取ったラインについて示しているが、同様にｔ２，ｔ３についても抜き取ってラインを生成する。したがって、例えばＬ１０１では３種類の蓄積時間のラインが生成される。また、生成されたラインは、３種類の蓄積時間の画素から、１種類の蓄積時間の画素を抜き出しているため、分解能は１／３になる。

ステップＳ８０２では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ８０１で生成したそれぞれの像信号に対して、図５のステップＳ５０４と同じ演算方法で、３種類のデフォーカス量を求める。ステップＳ８０３では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ８０２で求めた３種類のデフォーカス量を、平均処理し、第１デフォーカス量を算出する。

またステップＳ８０１で算出したラインに前述した飽和画素が存在した場合は、飽和画素が存在するラインを除外し、適切な蓄積を行ったラインの平均値を第１デフォーカス量とする。

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。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１：レンズＭＰＵ、６：カメラＭＰＵ、２０：撮影レンズユニット、２１：撮影レンズ、３０：カメラ本体、１００：デジタルカメラ

Claims (14)

1. 二次元に配置された複数の画素を有する光電変換手段と、
   前記光電変換手段のそれぞれの画素行ごとに異なる駆動制御を行う駆動制御手段と、
   前記光電変換手段において第１の方向に配列された画素から得られる第１のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第１の演算手段と、
   前記光電変換手段において第１の方向とは異なる第２の方向に配列された画素から得られる第２のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第２の演算手段と、を備え、
   前記第１の演算手段が前記第１のライン信号を用いて行う演算と、前記第２の演算手段が前記第２のライン信号を用いて行う演算とが異なることを特徴とする焦点検出装置。
2. 前記駆動制御手段は、前記光電変換手段のそれぞれの画素行ごとに異なる蓄積時間の露光を行わせることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
3. 前記第１の演算手段及び前記第２の演算手段の少なくとも一方は、前記光電変換手段のそれぞれの画素行から得られる信号に蓄積時間の逆数に比例するゲインをかけて変換した変換信号を生成し、前記第１の演算手段及び前記第２の演算手段の少なくとも一方は、前記変換信号を用いて、デフォーカス量を算出することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
4. 前記第１のライン信号は、同一の蓄積時間の画素の信号から構成され、前記第２のライン信号は、異なる蓄積時間の画素の信号から構成されることを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
5. 前記第１の方向は、前記画素行が延びる方向であり、前記第２の方向は、前記第１の方向と直交する方向であることを特徴とする請求項４に記載の焦点検出装置。
6. 前記第１の演算手段は、前記第１の方向に配列された画素に飽和画素が存在する場合、該飽和画素の信号を、該飽和画素の近傍の画素の信号を用いて補間することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
7. 前記第２の演算手段は、前記第２の方向に配列された画素に飽和画素が存在する場合、該飽和画素の信号を、該飽和画素の近傍の画素の信号を用いて補間することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の焦点検出装置。
8. 前記第１の演算手段は、前記第１の方向に配列された画素に飽和画素が存在する場合、前記第１の方向に配列された画素のうち、前記飽和画素と異なる蓄積時間で露光された画素の信号を前記デフォーカス量の算出に用い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。
9. 前記第２の演算手段は、前記第２の方向に配列された画素に飽和画素が存在する場合、前記第２の方向に配列された画素のうち、前記飽和画素と異なる蓄積時間で露光された画素の信号を前記デフォーカス量の算出に用い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。
10. 前記第１の演算手段は、前記第１の方向に配列された画素のうち、同一の蓄積時間の画素の信号を用いて前記デフォーカス量を算出することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
11. 前記第２の演算手段は、前記第２の方向に配列された画素のうち、同一の蓄積時間の画素の信号を用いて前記デフォーカス量を算出することを特徴とする請求項２に記載の焦点検出装置。
12. 二次元に配置された複数の画素を有する光電変換手段を備える焦点検出装置を制御する方法であって、
    前記光電変換手段のそれぞれの画素行ごとに異なる駆動制御を行う駆動制御工程と、
    前記光電変換手段において第１の方向に配列された画素から得られる第１のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第１の演算工程と、
    前記光電変換手段において第１の方向とは異なる第２の方向に配列された画素から得られる第２のライン信号を用いて演算を行い、デフォーカス量を算出する第２の演算工程と、を備え、
    前記第１の演算工程において前記第１のライン信号を用いて行う演算と、前記第２の演算工程において前記第２のライン信号を用いて行う演算とが異なることを特徴とする焦点検出装置の制御方法。
13. 請求項１２に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
14. 請求項１２に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。

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