JP6946045B2 - 焦点検出装置及び撮像システム - Google Patents
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また、本発明の他の一観点によれば、フィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、前記光電変換装置は、複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、前記画素領域は、前記第2の方向において分割された、複数の分割領域を含み、前記複数の分割領域は、前記第1焦点検出領域対が配された第1の分割領域と、前記第2焦点検出領域対のうちの一方の焦点検出領域が配された第2の分割領域と、前記第2焦点検出領域対のうちの他方の焦点検出領域が配された第3の分割領域とを含む焦点検出装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、フィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、前記光電変換装置は、複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、前記画素制御部は、前記画素領域に配された前記複数の制御線のうち、前記第1焦点検出領域対又は前記第2焦点検出領域対を構成する前記画素に接続された前記制御線のみを選択するように構成されている焦点検出装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、フィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、前記光電変換装置は、複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、前記光電変換装置は、前記画素領域に配された複数の前記出力線に接続された信号処理部を更に有し、前記信号処理部は、前記画素領域に配された前記複数の出力線のうち、前記第1焦点検出領域対又は前記第2焦点検出領域対を構成する前記画素に接続された前記出力線のみを選択するように構成されている焦点検出装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、フィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、前記光電変換装置は、複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、前記第1の方向は前記画素領域の短辺方向であり、前記第2の方向は前記画素領域の長辺方向である焦点検出装置が提供される。
また、本発明の他の一観点によれば、フィールドレンズと、前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、前記光電変換装置は、複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、前記複数の行の数が、前記複数の列の数よりも多い焦点検出装置が提供される。
本発明の第1実施形態による焦点検出装置について、図1乃至図7を用いて説明する。
本発明の第2実施形態による焦点検出装置について、図8及び図9を用いて説明する。図1乃至図7に示す第1実施形態による焦点検出装置と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図8は、本実施形態による光電変換装置の画素領域の構成例を示す図である。図9は、本実施形態による光電変換装置における分割領域と焦点検出領域との関係を示す概略図である。
最初に、説明で用いる方向の定義について、第1実施形態と異なる点を説明する。前述の第1実施形態の説明においては、制御線14の延びる方向がX方向である。すなわち、1つの行に含まれる複数の画素Pは、X方向に沿って配列されている。また、第1の実施形態の説明においては、出力線16の延びる方向がY方向である。すなわち、1つの列に含まれる複数の画素Pは、Y方向に沿って配列されている。
これに対して、本実施形態においては、制御線14の延びる方向がY方向である。すなわち、1つの行に含まれる複数の画素Pは、Y方向に沿って配列されている。また、本実施形態においては、出力線16の延びる方向がX方向である。すなわち、1つの列に含まれる複数の画素Pは、X方向に沿って配列されている。なお、第1実施形態の行ならびに列に関する説明は、同様に本実施形態に適用される。
本実施形態の光電変換装置10において、行選択回路20は、Y方向に延在する制御線14に接続されており、X方向に並ぶ複数の行から信号を読み出す対象を選択する。読み出し回路22は、X方向に延在する出力線16に接続されている。列選択回路24は、読み出し回路22に接続され、Y方向に並ぶ複数の列から信号を読み出す対象を選択する。
本発明の第3実施形態による焦点検出装置について、図10及び図11を用いて説明する。図1乃至図8に示す第1及び第2実施形態による焦点検出装置と同様の構成要素には同様の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図10及び図11は、本実施形態による光電変換装置における分割領域と焦点検出領域との関係を示す概略図である。X方向、および、Y方向の定義は、第2実施形態と同じである。
このように、本実施形態によれば、焦点検出精度の向上と焦点検出速度の高速化とを両立することができる。
本発明の第4実施形態による撮像システムについて、図12を用いて説明する。図1乃至図11に示す第1乃至第3実施形態による焦点検出装置と同様の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略し或いは簡潔にする。図12は、本実施形態による撮像システムの構成例を示すブロック図である。
本発明は、上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
10…光電変換装置
12…画素領域
14…制御線
16…出力線
20…行選択回路
22…読み出し回路
24…列選択回路
30…フィールドレンズ
32,34,36,38…2次結像レンズ
42,44,46,48,52,54,56,58,62,64,66,68…焦点検出領域
40,401,402,403,50,501,502,503,60,601,602,603…分割領域
100…焦点検出装置
110…撮影レンズ
112,114,116,118…瞳位置
Claims (15)
- フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、
前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、
前記光電変換装置は、
複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、
それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、
それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、
前記画素領域に配された複数の前記出力線に接続された信号処理部と、を有し、
前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、
前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、
前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、
前記信号処理部は、前記出力線の信号を順次選択して出力するように構成されており、
前記画素領域は、前記第1の方向において分割された複数の分割領域を含み、
前記複数の分割領域は、前記第1焦点検出領域対および前記第2焦点検出領域対を含む第1の分割領域を含み、
前記信号処理部は、前記第1の分割領域に含まれる第1行の画素の信号を読み出し、その後、他の分割領域の画素からの信号を読み出す前に、前記第1の分割領域に含まれる第2行の画素の信号を読み出す
ことを特徴とする焦点検出装置。 - 1つの行に含まれる複数の前記画素は、前記複数の分割領域毎に異なる前記制御線に接続されている
ことを特徴とする請求項1記載の焦点検出装置。 - 前記複数の分割領域は、さらに、第2の分割領域および第3の分割領域を含み、
前記第1の分割領域は、前記第2の分割領域と前記第3の分割領域との間に配されている
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。 - 前記複数の行の数が、前記複数の列の数よりも少ない
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。 - フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、
前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、
前記光電変換装置は、
複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、
それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、
それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、
前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、
前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、
前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、
前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、
前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、
前記画素領域は、前記第2の方向において分割された、複数の分割領域を含み、
前記複数の分割領域は、前記第1焦点検出領域対が配された第1の分割領域と、前記第2焦点検出領域対のうちの一方の焦点検出領域が配された第2の分割領域と、前記第2焦点検出領域対のうちの他方の焦点検出領域が配された第3の分割領域とを含む
ことを特徴とする焦点検出装置。 - 前記画素制御部は、前記第1の分割領域に配された前記第1焦点検出領域対の前記画素からの信号の読み出しを行った後、前記第2の分割領域及び前記第3の分割領域に配された前記第2焦点検出領域対の前記画素からの信号の読み出しを行うように構成されている
ことを特徴とする請求項5記載の焦点検出装置。 - 前記第1の分割領域は、前記第2の分割領域と前記第3の分割領域との間に配される
ことを特徴とする請求項5または6に記載の焦点検出装置。 - フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、
前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、
前記光電変換装置は、
複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、
それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、
それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、
前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、
前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、
前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、
前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、
前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、
前記画素制御部は、前記画素領域に配された前記複数の制御線のうち、前記第1焦点検出領域対又は前記第2焦点検出領域対を構成する前記画素に接続された前記制御線のみを選択するように構成されている
ことを特徴とする焦点検出装置。 - フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、
前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、
前記光電変換装置は、
複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、
それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、
それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、
前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、
前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、
前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、
前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、
前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、
前記光電変換装置は、前記画素領域に配された複数の前記出力線に接続された信号処理部を更に有し、
前記信号処理部は、前記画素領域に配された前記複数の出力線のうち、前記第1焦点検出領域対又は前記第2焦点検出領域対を構成する前記画素に接続された前記出力線のみを選択するように構成されている
ことを特徴とする焦点検出装置。 - フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、
前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、
前記光電変換装置は、
複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、
それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、
それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、
前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、
前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、
前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、
前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、
前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、
前記第1の方向は前記画素領域の短辺方向であり、前記第2の方向は前記画素領域の長辺方向である
ことを特徴とする焦点検出装置。 - フィールドレンズと、
前記フィールドレンズを通過した光束を結像し、撮影レンズの異なる瞳位置を通過した光束による一対の像を形成する2次結像レンズと、
前記一対の像を検出する少なくとも一つの焦点検出領域対を含む画素領域を有する光電変換装置と、を含む焦点検出装置であって、
前記光電変換装置は、
複数の行および複数の列の行列を構成するように、前記画素領域に配された複数の画素と、
それぞれが対応する行の少なくとも一部の画素に制御信号を供給する複数の制御線と、
それぞれに対応する列の少なくとも一部の画素からの信号が出力される複数の出力線と、
前記画素領域に配された複数の前記制御線に接続された画素制御部と、を有し、
前記光電変換装置の前記画素領域は、第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第1の方向と交差する第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含み、
前記第1焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第1の方向に沿って配された共通の前記制御線に接続されており、
前記第2焦点検出領域対において、焦点検出のための信号を出力する対となる前記画素は、前記第2の方向に沿って配された共通の前記出力線に接続されており、
前記画素制御部は、前記制御線を順次選択して前記制御信号を供給するように構成されており、
前記複数の行の数が、前記複数の列の数よりも多い
ことを特徴とする焦点検出装置。 - 前記画素領域に、前記第1焦点検出領域対及び前記第2焦点検出領域対をそれぞれが含む複数のブロックが配されている
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の焦点検出装置。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載の焦点検出装置と、
被写体の光学像を画像信号として取得する固体撮像装置と、
前記焦点検出装置の出力信号に基づき、前記被写体までの距離を算出する演算部と、
前記演算部で算出された前記距離に基づき、前記被写体の前記光学像が前記固体撮像装置の撮像面に合焦するように光学系を制御する制御信号を出力する制御部と
を有することを特徴とする撮像システム。 - 第1の方向に配された複数の制御線と、前記第1の方向と交差する第2の方向に配された複数の出力線と、前記複数の制御線と前記複数の出力線との交差部にそれぞれ設けられ、前記制御線に供給される制御信号に応じて光電変換部で生成された電荷に基づく信号を前記出力線に出力する複数の画素とを有する画素領域であって、前記第1の方向の視差を検出するための第1焦点検出領域対と、前記第2の方向の視差を検出するための第2焦点検出領域対とを含む画素領域を有する光電変換装置の駆動方法であって、
前記画素領域を、前記第1焦点検出領域対が配された第1の分割領域と、前記第2焦点検出領域対のうちの一方の焦点検出領域が配された第2の分割領域と、前記第2焦点検出領域対のうちの他方の焦点検出領域が配された第3の分割領域とに分割し、前記第1の分割領域、前記第2の分割領域及び前記第3の分割領域毎に、前記画素からの信号の読み出しを行う
ことを特徴とする光電変換装置の駆動方法。 - 前記第1の分割領域に配された前記第1焦点検出領域対の前記画素からの信号の読み出しを行った後、前記第2の分割領域及び前記第3の分割領域に配された前記第2焦点検出領域対の前記画素からの信号の読み出しを行う
ことを特徴とする請求項14記載の光電変換装置の駆動方法。
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