JP4229963B2 - Focus detection device - Google Patents

Description

本発明は、例えばカメラの焦点検出装置に関し、特に撮影画面内における複数の測距点の焦点状態を検出可能なマルチＡＦ方式の焦点検出装置に関するものである。   The present invention relates to, for example, a camera focus detection apparatus, and more particularly to a multi-AF focus detection apparatus capable of detecting the focus state of a plurality of distance measuring points in a shooting screen.

従来、複数の測距点を有するＡＦセンサを用いた測距システムに関して、例えば、特許文献１によれば、ＡＦセンサとマイコンとの２チップ構成の下、並列に得られる各測距点のアナログ信号をＡＦセンサに内蔵の選択手段（マルチプレクサ）を介してマイコンに内蔵のＡ／Ｄ変換器に入力させてデジタル信号に変換する技術が開示されている。   Conventionally, regarding a ranging system using an AF sensor having a plurality of ranging points, for example, according to Patent Document 1, an analog of each ranging point obtained in parallel under a two-chip configuration of an AF sensor and a microcomputer. A technique is disclosed in which a signal is inputted to an A / D converter built in a microcomputer via a selection means (multiplexer) built in the AF sensor and converted into a digital signal.

また、特許文献２によれば、ＣＣＤ電荷転送タイミングのｎ倍の周波数で対となるセンサ出力をサンプルホールドし、対をなす２つのセンサ出力を時分割で一つの信号線に束ね１個のＡ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換する技術が開示されている。   According to Patent Document 2, a pair of sensor outputs is sampled and held at a frequency n times the CCD charge transfer timing, and two paired sensor outputs are bundled into one signal line in a time-sharing manner. A technique for converting into a digital signal by a / D converter is disclosed.

特開平１０−３３３０２２号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-333022 特開平１０−１２３５８０号公報JP-A-10-123580

しかしながら、特許文献１の方式の場合、（データ転送レート）＝（Ａ／Ｄ変換器のサンプルレート）となってしまう。ＡＦセンサは、ＣＣＤにより実現する場合が多く、ノイズ性能や消費電力などを考慮すると、センサ出力のデータレートは数百ｋＨｚが限界である。これでは、カメラの高性能化、高機能化に伴い、ＡＦセンサの測距点の数が増える傾向にあり、サンプルレートの高速化が求められる現状にそぐわないものとなってしまう。ここで、センサ出力をパラレルとし、出力チャンネルの数だけＡ／Ｄ変換器を備える構成とすれば、高速化の実現は可能であるが、チャンネルの数だけＡ／Ｄ変換器を備えるとなるとコスト高となってしまう。   However, in the case of the method of Patent Document 1, (data transfer rate) = (sample rate of A / D converter). The AF sensor is often realized by a CCD, and the data rate of sensor output is limited to several hundreds of kHz in consideration of noise performance and power consumption. With this, the number of AF sensor ranging points tends to increase as the performance and functionality of the camera increase, making it unsuitable for the current situation where a higher sample rate is required. Here, if the sensor output is parallel and the configuration includes A / D converters as many as the number of output channels, it is possible to realize a higher speed, but if the number of channels includes A / D converters, the cost is reduced. It will be high.

また、特許文献２の方式のように、アンプを通して出力されるセンサデータをＣＣＤ電荷転送タイミングのｎ倍の周波数でサンプルホールドを行うと、センサデータが安定する前にＡ／Ｄ変換器がサンプルホールドを行ってしまい、安定していないアナログデータをＡ／Ｄ変換してしまうこととなる。   If the sensor data output through the amplifier is sampled and held at a frequency n times the CCD charge transfer timing as in the method of Patent Document 2, the A / D converter performs sample holding before the sensor data is stabilized. As a result, analog data that is not stable is A / D converted.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、コストアップの要因となるＡ／Ｄ変換器の個数を最小限に抑えつつ、センサからのアナログ信号が安定したタイミングでＡ／Ｄ変換を行って高速化に対応し得る焦点検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and performs A / D conversion at a stable timing of an analog signal from a sensor while minimizing the number of A / D converters that cause an increase in cost. An object of the present invention is to provide a focus detection apparatus that can cope with the increase in speed.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る焦点検出装置は、被写体像を異なる方向に分割して複数対の像を形成する焦点検出光学系と、前記複数対の像を検出する光電変換素子の配列方向が異なる複数対の電荷蓄積型の光電変換素子列を有して蓄積電荷に対応するアナログ信号を発生するイメージセンサと、前記複数対の光電変換素子列の蓄積電荷を順次転送して出力するための電荷転送シフトパルスを発生する電荷転送シフトパルス発生手段と、前記複数対の光電変換素子列のうちの第１の対をなす光電変換素子群の一方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号と、前記第１の対をなす光電変換素子群とは光電変換素子の配列方向が異なる第２の対をなす光電変換素子群の一方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号とをそれぞれ時分割でデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、前記複数対の光電変換素子列のうちの第１の対をなす光電変換素子群の他方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号と、前記第２の対をなす光電変換素子群の他方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号とをそれぞれ時分割でデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、前記イメージセンサから入力されるアナログ信号を前記第１、第２の前記Ａ／Ｄ変換器がサンプリングするためのサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段と、前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号に基づいて焦点検出を行う焦点検出部と、を備え、前記電荷転送シフトパルス発生手段は、前記第１の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に入力する電荷転送シフトパルスを、前記第２の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に入力する電荷転送シフトパルスに対して位相をずらしてそれぞれの前記光電変換素子列に出力し、前記サンプリングパルス発生手段は、前記第１の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に対応するアナログ信号用のサンプリングパルスを、前記第２の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に対応するアナログ信号用のサンプリングパルスに対して位相をずらして前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器にそれぞれ出力し、前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器は、位相がずらされたサンプリングパルスに対応して前記イメージセンサから出力されるアナログ信号を時分割でデジタル信号に変換することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a focus detection apparatus according to the present invention includes a focus detection optical system that divides a subject image in different directions to form a plurality of pairs of images, and the plurality of pairs of images. an image sensor array direction of the photoelectric conversion element generates an analog signal corresponding to the accumulated charge by a photoelectric conversion element array of charge storage of different pairs to detect a photoelectric conversion element array of the plurality of pairs a charge transfer shift pulse generating means for generating a charge transfer shift pulse for outputting the accumulated charges are sequentially transferred to, the photoelectric conversion element group constituting the first pair of the photoelectric conversion element array before Kifuku several pairs one and a luer analog signal is output corresponding to the photoelectric conversion element array groups, the photoelectric conversion element group forming the second pair of the array direction of the photoelectric conversion element is different from the photoelectric conversion element group constituting the first pair one corresponding to the photoelectric conversion element array groups A first A / D converter for converting a digital signal and an output luer analog signal in a time division respective Te, the photoelectric conversion element group constituting the first pair of the photoelectric conversion element array of the plurality of pairs An analog signal output corresponding to the other photoelectric conversion element array group and an analog signal output corresponding to the other photoelectric conversion element array group of the second pair of photoelectric conversion element groups are respectively A second A / D converter for converting into a digital signal by division and a sampling pulse for sampling the analog signal inputted from the image sensor by the first and second A / D converters are generated. and sampling pulse generating means, said first and second focus detection unit that performs focus detection based on the digital signal output from the a / D converter, Bei example, said charge transfer shift pulse generating means, said First Input charge transfer shift pulse inputted against the one and the other of the photoelectric conversion element array groups photoelectric conversion element group constituting a, the one and the other of the photoelectric conversion element array groups photoelectric conversion element group constituting the second pair of The charge transfer shift pulse is shifted in phase and output to each of the photoelectric conversion element arrays, and the sampling pulse generating means includes one and the other photoelectric conversion element array in the first pair of photoelectric conversion element groups. The sampling pulse for analog signals corresponding to the group is shifted in phase with respect to the sampling pulse for analog signals corresponding to one of the photoelectric conversion element groups forming the second pair and the other photoelectric conversion element array group. The first and second A / D converters output to the first and second A / D converters, respectively, and the first and second A / D converters correspond to the sampling pulses whose phases are shifted. The analog signal output from the signal is converted into a digital signal in a time division manner.

また、本発明に係る焦点検出装置は、上記発明において、前記電荷転送シフトパルス発生手段がずらす位相は、電荷転送シフトパルスの半相分であり、前記サンプリングパルス発生手段がずらす位相は、サンプリングパルスの半相分であることを特徴とする。   In the focus detection apparatus according to the present invention, in the above invention, the phase shifted by the charge transfer shift pulse generating means is a half phase of the charge transfer shift pulse, and the phase shifted by the sampling pulse generating means is the sampling pulse. It is characterized by the half-phase.

本発明に係る焦点検出装置によれば、複数対の光電変換素子列のうちの少なくとも一対の光電変換素子列に入力する電荷転送シフトパルスと他の対の光電変換素子列に入力する電荷転送シフトパルスとの位相をずらすようにしたので、これら複数対の光電変換素子列のうちで対をなす一方と対をなす他方のそれぞれでＡ／Ｄ変換器を共用することで必要とするＡ／Ｄ変換器の個数を最小限に抑えつつ、それぞれの光電変換素子列からの電荷転送処理の高速化を図ることができるという効果を奏する。特に、Ａ／Ｄ変換器におけるアナログ信号のサンプリング用のサンプリングパルスに関して、複数対の光電変換素子列のうちの一対の光電変換素子列に対応するアナログ信号用のサンプリングパルスと他の対の光電変換素子列に対応するアナログ信号用のサンプリングパルスとの位相をずらすようにしたので、処理速度の高速化を図りつつ、Ａ／Ｄ変換されるそれぞれのアナログ信号は半相周期ではなく自身のサンプリングパルス周期の周波数となるため、センサデータが安定する前にサンプルホールドを行ってしまうようなことはなく、安定したタイミングでＡ／Ｄ変換を行わせることができるという効果を奏する。   According to the focus detection apparatus of the present invention, a charge transfer shift pulse input to at least one pair of photoelectric conversion element arrays and a charge transfer shift input to another pair of photoelectric conversion element arrays. Since the phase with respect to the pulse is shifted, the A / D converter required by sharing the A / D converter in each of the paired photoelectric conversion element arrays and the other paired pair. There is an effect that it is possible to speed up the charge transfer processing from each photoelectric conversion element array while minimizing the number of converters. In particular, with respect to a sampling pulse for sampling an analog signal in an A / D converter, an analog signal sampling pulse corresponding to a pair of photoelectric conversion element arrays and another pair of photoelectric conversions among a plurality of pairs of photoelectric conversion element arrays. Since the phase of the sampling pulse for the analog signal corresponding to the element array is shifted, each analog signal to be A / D converted is not a half-phase period but an own sampling pulse while increasing the processing speed. Since the cycle frequency is used, sample hold is not performed before the sensor data is stabilized, and A / D conversion can be performed at a stable timing.

以下、添付図面を参照して、本発明に係る焦点検出装置の最良の実施の形態について説明する。本発明は、本実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a focus detection apparatus according to the invention will be described with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

図１は、本実施の形態のマルチＡＦ方式の焦点検出装置が適用されるカメラシステムのＡＦ周りの構成例に概略機構を含めて示すブロック図である。ここでは、ＴＴＬ位相差ＡＦ方式を一眼レフレックスカメラに適用した場合の例を示している。本実施の形態のカメラシステムは、図１に示すように、交換レンズ１０１とカメラボディ１１０とを備える。   FIG. 1 is a block diagram including a schematic mechanism in a configuration example around an AF of a camera system to which a multi-AF focus detection apparatus according to the present embodiment is applied. Here, an example in which the TTL phase difference AF method is applied to a single-lens reflex camera is shown. As shown in FIG. 1, the camera system of the present embodiment includes an interchangeable lens 101 and a camera body 110.

交換レンズ１０１は、カメラボディ１１０の前面に設けられた図示しないカメラマウントを介してカメラボディ１１０に着脱自在である。交換レンズ１０１は、内部に、撮影レンズ１０２とレンズ駆動部１０３とレンズＣＰＵ１０４とを備える。   The interchangeable lens 101 is detachable from the camera body 110 via a camera mount (not shown) provided on the front surface of the camera body 110. The interchangeable lens 101 includes a photographing lens 102, a lens driving unit 103, and a lens CPU 104 therein.

撮影レンズ１０２は、撮像光学系に含まれる焦点調節用レンズであり、レンズ駆動部１０３内の図示しないモータによってその光軸方向（図１中に示す矢印方向）に駆動される。ここで、実際の撮像光学系は、複数枚のレンズの組合せで構成されているが、図１では撮影レンズ１０２のみを図示している。レンズ駆動部１０３は、モータとその駆動回路（モータドライバ）とにより構成されている。レンズＣＰＵ１０４は、レンズ駆動部１０３の制御などを司る制御回路であり、通信コネクタ１０５を介してカメラボディ１１０内のＡＦコントローラ１２１と通信可能に構成されている。このレンズＣＰＵ１０４からＡＦコントローラ１２１へは、例えばレンズＣＰＵ１０４に予め記憶された撮影レンズ１０２の製造ばらつき情報や収差情報などのレンズデータが通信される。   The photographing lens 102 is a focus adjusting lens included in the imaging optical system, and is driven in the optical axis direction (the arrow direction shown in FIG. 1) by a motor (not shown) in the lens driving unit 103. Here, the actual imaging optical system is composed of a combination of a plurality of lenses, but only the photographing lens 102 is shown in FIG. The lens driving unit 103 includes a motor and its driving circuit (motor driver). The lens CPU 104 is a control circuit that controls the lens driving unit 103 and the like, and is configured to be able to communicate with the AF controller 121 in the camera body 110 via the communication connector 105. For example, lens data such as manufacturing variation information and aberration information of the photographing lens 102 stored in advance in the lens CPU 104 is communicated from the lens CPU 104 to the AF controller 121.

一方、カメラボディ１１０内においては、撮影レンズ１０２の光軸上に位置させてメインミラー１１１が設けられている。このメインミラー１１１は、中央部がハーフミラーで構成され、可動ミラーとして回動可能に設けられている。メインミラー１１１が図１に示すようなダウン位置にあるときには、交換レンズ１０１内の撮影レンズ１０２を介してカメラボディ１１０内に入射した図示しない被写体からの光束の一部がこのメインミラー１１１で反射されて、フォーカシングスクリーン１１２、ペンタプリズム１１３を介して接眼レンズ１１４に至る。これにより、図示しない被写体の状態を観察することができる。   On the other hand, a main mirror 111 is provided in the camera body 110 so as to be positioned on the optical axis of the photographing lens 102. The main mirror 111 is formed of a half mirror at the center, and is rotatably provided as a movable mirror. When the main mirror 111 is in the down position as shown in FIG. 1, a part of a light beam from a subject (not shown) that enters the camera body 110 via the photographing lens 102 in the interchangeable lens 101 is reflected by the main mirror 111. Then, it reaches the eyepiece lens 114 through the focusing screen 112 and the pentaprism 113. Thereby, it is possible to observe the state of a subject (not shown).

また、メインミラー１１１に入射した光束の一部は、ハーフミラー部を透過し、メインミラー１１１の背面に配設されたサブミラー１１５で反射されて自動焦点検出（ＡＦ）を行うためのＡＦ光学系に導かれる。ＡＦ光学系は、コンデンサレンズ１１６と全反射ミラー１１７と２対の絞りを構成するセパレータ絞り１１８と２対の再結像レンズを構成するセパレータレンズ１１９とによって構成されている。   In addition, a part of the light beam incident on the main mirror 111 is transmitted through the half mirror part and reflected by the sub mirror 115 disposed on the back surface of the main mirror 111 to perform auto focus detection (AF). Led to. The AF optical system includes a condenser lens 116, a total reflection mirror 117, a separator diaphragm 118 that forms two pairs of diaphragms, and a separator lens 119 that forms two pairs of re-imaging lenses.

図２は、ＡＦ光学系の２次結像系を模式的に示す斜視図であり、図３は、撮影画面内の複数の測距点の様子を示す説明図である。サブミラー１１５で反射された光束は、１次結像面上に結像される。１次結像面上に結像された被写体の光束は、コンデンサレンズ１１６によって分割及び集光され、全反射ミラー１１７で全反射された後、セパレータレンズ１１９によって集光されてＡＦ光学系の後方に配設されたＡＦセンサ１２０の所定領域に入射する。ここで、ＡＦセンサ１２０は、例えば図３に示すような撮影画面１３１内の複数の測距点Ｐ１〜Ｐ２３の焦点状態を検出可能なものを想定している（ＡＦセンサ１２０については後述する）。   FIG. 2 is a perspective view schematically showing a secondary image forming system of the AF optical system, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing a plurality of distance measuring points in the photographing screen. The light beam reflected by the sub mirror 115 forms an image on the primary image forming surface. The luminous flux of the subject imaged on the primary imaging plane is divided and condensed by the condenser lens 116, totally reflected by the total reflection mirror 117, and then condensed by the separator lens 119 and behind the AF optical system. Is incident on a predetermined area of the AF sensor 120 disposed in the center. Here, the AF sensor 120 is assumed to be capable of detecting the focus state of a plurality of distance measuring points P1 to P23 in the photographing screen 131 as shown in FIG. 3, for example (the AF sensor 120 will be described later). .

以上は、ＴＴＬ位相差検出方式による焦点検出方法であって、２対のセパレータ絞り１１８と、１次結像面に関して光学的に共役である撮影レンズ１０２の不図示の２対の瞳領域を通過する光束を、ＡＦセンサ１２０で受光する。   The above is a focus detection method using the TTL phase difference detection method, and passes through two pairs of pupil regions (not shown) of the two pairs of separator diaphragms 118 and the imaging lens 102 that is optically conjugate with respect to the primary imaging plane. The light beam to be received is received by the AF sensor 120.

ＡＦセンサ１２０においては、被写体からの光束が光電変換によって電気的なアナログ信号に変換される。ＡＦセンサ１２０の出力は、焦点検出部であるＡＦコントローラ１２１に入力されてデフォーカス量の演算が行われる。このＡＦコントローラ１２１の動作制御は、システムコントローラ１２２によって行われる。   In the AF sensor 120, the light flux from the subject is converted into an electrical analog signal by photoelectric conversion. The output of the AF sensor 120 is input to the AF controller 121, which is a focus detection unit, and the defocus amount is calculated. The operation control of the AF controller 121 is performed by the system controller 122.

また、ＡＦコントローラ１２１で得られたデフォーカス量は、レンズＣＰＵ１０４に通信される。レンズＣＰＵ１０４は、通信されたデフォーカス量に基づいて撮影レンズ１０２を駆動するためのモータ駆動量を演算する。演算されたモータ駆動量に基づいてレンズ駆動部１０３を介して撮影レンズ１０２が合焦駆動される。   Further, the defocus amount obtained by the AF controller 121 is communicated to the lens CPU 104. The lens CPU 104 calculates a motor drive amount for driving the photographing lens 102 based on the communicated defocus amount. The taking lens 102 is driven to focus through the lens driving unit 103 based on the calculated motor driving amount.

また、図１において、メインミラー１１１が撮影レンズ１０２の光路上から退避するアップ位置にあるときには、撮影レンズ１０２を介して入射した被写体からの光束が撮像素子１２３に結像して光電変換される。撮像素子１２３で得られた信号がシステムコントローラ１２２に入力され、所定の画像処理が施される。   In FIG. 1, when the main mirror 111 is at the up position where it is retracted from the optical path of the photographic lens 102, the light flux from the subject incident through the photographic lens 102 forms an image on the image sensor 123 and is photoelectrically converted. . A signal obtained by the image sensor 123 is input to the system controller 122 and subjected to predetermined image processing.

次に、ＡＦセンサ１２０について説明する。図４は、図３に示したような２３点の測距点Ｐ１〜Ｐ２３の焦点状態を検出するためのセンサ配置例を示す模式図である。本実施の形態のＡＦセンサ１２０は、撮影画面１３１の水平方向に沿って配置された水平方向基準部センサ群１２０ａ−１および水平方向参照部センサ群１２０ａ−２と、撮影画面１３１の垂直方向に沿って配置された垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１および垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２との４つのセンサ群によって構成されている。なお、水平方向基準部センサ群１２０ａ−１と水平方向参照部センサ群１２０ａ−２とが対をなし、垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１と垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２とが対をなしている。すなわち、ＡＦセンサ１２０は、複数のセンサ群（電荷蓄積型の光電変換素子列）を有して蓄積電荷に対応するアナログ信号をＡＦコントローラ１２１側に出力するイメージセンサとして機能するものであり、水平方向のセンサ群１２０ａ−１，１２０ａ−２の対と垂直方向のセンサ群１２０ｂ−１，１２０ｂ−２の対との異なる方向に配列されたセンサ群対の組合せからなる。このような２対のセンサ群の配置構成により、図３に示したような２３点の測距点Ｐ１〜Ｐ２３の全ての焦点状態の検出が可能とされ、焦点検出精度の向上が図られている。   Next, the AF sensor 120 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing a sensor arrangement example for detecting the focus states of the 23 distance measuring points P1 to P23 as shown in FIG. The AF sensor 120 according to the present embodiment includes a horizontal reference unit sensor group 120 a-1 and a horizontal reference unit sensor group 120 a-2 arranged along the horizontal direction of the shooting screen 131, and a vertical direction of the shooting screen 131. The vertical direction reference part sensor group 120b-1 and the vertical direction reference part sensor group 120b-2 are arranged along the four sensor groups. In addition, the horizontal direction reference part sensor group 120a-1 and the horizontal direction reference part sensor group 120a-2 make a pair, and the vertical direction reference part sensor group 120b-1 and the vertical direction reference part sensor group 120b-2 make a pair. There is no. That is, the AF sensor 120 has a plurality of sensor groups (charge storage type photoelectric conversion element arrays) and functions as an image sensor that outputs an analog signal corresponding to the stored charge to the AF controller 121 side. It consists of a combination of sensor group pairs arranged in different directions, a pair of direction sensor groups 120a-1 and 120a-2 and a pair of sensor groups 120b-1 and 120b-2 in the vertical direction. With such an arrangement configuration of the two pairs of sensor groups, it is possible to detect all of the focus states of the 23 distance measuring points P1 to P23 as shown in FIG. 3 and to improve the focus detection accuracy. Yes.

また、各一対のセンサ群における基準部の画素列からの出力は、図４に示すように参照部の画素列が配置された側とは反対側、すなわち参照部の画素列の存在しない側に向けて順次出力されるように出力部が構成されている。同様に、参照部の画素列からの出力は、基準部の画素列が配置された側とは反対側に向けて順次出力されるように出力部が構成されている。   Further, as shown in FIG. 4, the output from the pixel column of the reference unit in each pair of sensor groups is on the side opposite to the side where the pixel column of the reference unit is arranged, that is, the side where the pixel column of the reference unit does not exist. The output unit is configured so as to output sequentially. Similarly, the output unit is configured so that the output from the pixel column of the reference unit is sequentially output toward the side opposite to the side where the pixel column of the standard unit is arranged.

ここで、水平方向基準部センサ群１２０ａ−１と水平方向参照部センサ群１２０ａ−２とは、図３に示す２３点の測距点Ｐ１〜Ｐ２３の水平方向の配列に対応させて、それぞれ５個の画素列からなるラインセンサと４個の画素列からなるラインセンサとが交互に配置された２３個の画素列から構成されている。また、垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１と垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２とは、図３に示す２３点の測距点Ｐ１〜Ｐ２３の垂直方向の配列に対応させて、それぞれ３個の画素列からなるラインセンサと２個の画素列からなるラインセンサとが交互に配置された２３個の画素列から構成されている。なお、測距点に対応する複数の画素列を、以下必要に応じて、「アイランド」と称する。したがって、２３点の測距点Ｐ１〜Ｐ２３を有する本実施の形態のＡＦセンサ１２０全体のアイランド数は、２３である。   Here, the horizontal direction reference part sensor group 120a-1 and the horizontal direction reference part sensor group 120a-2 correspond to the horizontal arrangement of the 23 distance measuring points P1 to P23 shown in FIG. The line sensor is composed of 23 pixel columns in which line sensors composed of a plurality of pixel columns and line sensors composed of four pixel columns are alternately arranged. Further, the vertical direction reference part sensor group 120b-1 and the vertical direction reference part sensor group 120b-2 each correspond to the vertical arrangement of the 23 distance measuring points P1 to P23 shown in FIG. The line sensor is composed of 23 pixel columns in which line sensors composed of two pixel columns and line sensors composed of two pixel columns are alternately arranged. The plurality of pixel columns corresponding to the distance measuring points are hereinafter referred to as “islands” as necessary. Therefore, the total number of islands of the AF sensor 120 of the present embodiment having 23 distance measuring points P1 to P23 is 23.

図５は、ＡＦセンサ１２０とＡＦコントローラ１２１との間の信号の送受関係を示す概略ブロック図である。ＡＦコントローラ１２１は、２つのＡ／Ｄ変換器３３０，３３１と、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０と、メモリ３４１とを備える。Ａ／Ｄ変換器３３１は、ＡＦセンサ１２０中でそれぞれの対をなす一方の水平方向基準部センサ群１２０ａ−１からの水平方向基準部アナログデータと垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１からの垂直方向基準部アナログデータとがアナログ信号として入力され、サンプリング処理を経てデジタル信号に変換してメモリ３４１に出力する。Ａ／Ｄ変換器３３０も、同様に、ＡＦセンサ１２０中でそれぞれの対をなす他方の水平方向参照部センサ群１２０ａ−２からの水平方向参照部アナログデータと垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２からの垂直方向参照部アナログデータとがアナログ信号として入力され、サンプリング処理を経てデジタル信号に変換してメモリ３４１に出力する。   FIG. 5 is a schematic block diagram showing a signal transmission / reception relationship between the AF sensor 120 and the AF controller 121. The AF controller 121 includes two A / D converters 330 and 331, an A / D converter control circuit 340, and a memory 341. The A / D converter 331 includes the horizontal direction reference portion analog data from one horizontal direction reference portion sensor group 120a-1 and the vertical direction from the vertical direction reference portion sensor group 120b-1 in the AF sensor 120. The direction reference portion analog data is input as an analog signal, converted into a digital signal through sampling processing, and output to the memory 341. Similarly, in the A / D converter 330, the horizontal direction reference portion analog data and the vertical direction reference portion sensor group 120b-2 from the other horizontal direction reference portion sensor group 120a-2 that make a pair in the AF sensor 120 respectively. From the vertical direction reference unit analog data is input as an analog signal, converted into a digital signal through sampling processing, and output to the memory 341.

ここで、Ａ／Ｄ変換器３３０，３３１は、いずれもマルチプレクサ部付きのＡ／Ｄ変換器として構成され、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０による制御の下に、それぞれ入力される２チャンネル分のアナログデータを時分割で切り換える機能を果す。また、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０は、Ａ／Ｄ変換器３３０，３３１におけるアナログ信号のサンプリング動作を制御する。   Here, each of the A / D converters 330 and 331 is configured as an A / D converter with a multiplexer unit, and is controlled by the A / D converter control circuit 340 for two input channels. It performs the function of switching analog data in time division. The A / D converter control circuit 340 controls the sampling operation of the analog signal in the A / D converters 330 and 331.

一方、ＡＦセンサ１２０は、４つのセンサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２の他に、タイミング発生制御回路３００を備える。このタイミング発生制御回路３００は、電荷転送シフトパルス発生回路３０１とサンプリングパルス発生回路３０２とを有する。電荷転送シフトパルス発生回路３０１は、４つのセンサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２のそれぞれに対して画素毎に得られた蓄積電荷を順次転送して出力するための電荷転送シフトパルスを発生して出力する。また、サンプリングパルス発生回路３０２は、Ａ／Ｄ変換器３３０，３３１がＡＦセンサ１２０側から入力されるアナログデータをサンプリングしてデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換開始タイミング用のサンプリングパルスを発生する。Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０は、サンプリングパルス発生回路３０２が発生するサンプリングパルスに従いＡ／Ｄ変換器３３０，３３１のサンプリング動作（Ａ／Ｄ変換動作）を制御する。   On the other hand, the AF sensor 120 includes a timing generation control circuit 300 in addition to the four sensor groups 120a-1 to 120b-2. The timing generation control circuit 300 includes a charge transfer shift pulse generation circuit 301 and a sampling pulse generation circuit 302. The charge transfer shift pulse generation circuit 301 generates a charge transfer shift pulse for sequentially transferring and outputting the accumulated charge obtained for each pixel to each of the four sensor groups 120a-1 to 120b-2. Output. The sampling pulse generation circuit 302 also generates sampling pulses for A / D conversion start timing for the A / D converters 330 and 331 to sample analog data input from the AF sensor 120 side and convert it to digital data. appear. The A / D converter control circuit 340 controls the sampling operation (A / D conversion operation) of the A / D converters 330 and 331 according to the sampling pulse generated by the sampling pulse generation circuit 302.

図６は、ＡＦセンサ１２０中の一部、例えば水平方向基準部センサ群１２０ａ−１および水平方向参照部センサ群１２０ａ−２中のそれぞれ５個の画素列からなるラインセンサ部分を抽出して、そのセンサ回路構成例を示す図である。なお、図６中に示すアイランドｎは、図４中のアイランドｎに対応している。なお、本実施の形態では、焦点検出精度の向上のため、１つの画素列（アイランド）当り、２つのラインセンサ２０１，２０２が千鳥状に配置されて構成されている。すなわち、２つのラインセンサ２０１，２０２のうち、ラインセンサ２０２はラインセンサ２０１に対して１／２画素分ずらして配置されている。このように千鳥配置された２ライン分のラインセンサ２０１，２０２のそれぞれにおいて相関演算を行い、像ずれ量を算出し、２つの像ずれ量の平均値をとることにより、センサノイズ（主にショットノイズ）を１／（√２）倍に低減することができるとともに、１画素周期で現れる誤差量を削減することができる。   FIG. 6 shows a part of the AF sensor 120, for example, a line sensor portion consisting of five pixel columns in the horizontal reference portion sensor group 120a-1 and the horizontal reference portion sensor group 120a-2. It is a figure which shows the example of a sensor circuit structure. Note that the island n shown in FIG. 6 corresponds to the island n in FIG. In the present embodiment, two line sensors 201 and 202 are arranged in a staggered manner per pixel row (island) in order to improve focus detection accuracy. That is, of the two line sensors 201 and 202, the line sensor 202 is arranged with a shift of ½ pixel with respect to the line sensor 201. Correlation is calculated in each of the line sensors 201 and 202 for two lines arranged in a staggered manner in this manner, the image shift amount is calculated, and an average value of the two image shift amounts is taken, thereby obtaining sensor noise (mainly shot shots). Noise) can be reduced to 1 / (√2) times, and the amount of error appearing in one pixel period can be reduced.

また、ラインセンサ２０２には、モニタ用のフォトダイオード２０４が配置されている。また、ラインセンサ２０１中の各画素列（アイランド）は、図６に示すように、それぞれが画素を構成する複数のフォトダイオード２０１−１と、電荷蓄積部２０１−２と、転送スイッチ２０１−３と、電荷転送路２０５とからなる。ラインセンサ２０２中の各画素列（アイランド）も同様である。   The line sensor 202 is provided with a monitoring photodiode 204. Further, as shown in FIG. 6, each pixel column (island) in the line sensor 201 includes a plurality of photodiodes 201-1 that constitute a pixel, a charge storage unit 201-2, and a transfer switch 201-3. And a charge transfer path 205. The same applies to each pixel column (island) in the line sensor 202.

ここで、モニタ用のフォトダイオード２０４は、各画素列（アイランド）のフォトダイオード２０１−１の蓄積時間を制御するためのモニタ動作を行うものであり、同一アイランド内の画素については同一の蓄積時間となるように制御するため、アイランド単位で設けられている。モニタ用のフォトダイオード２０４の出力が入力される積分制御回路１５１は、モニタ用のフォトダイオード２０４の出力が予め設定された所定の閾値以上になったか否かを判定し、所定の閾値以上になった場合には電荷蓄積動作（積分動作）を終了させる信号を出力する。なお、積分制御回路１５１は、モニタ用のフォトダイオード２０４の出力が所定の閾値に達しない場合であっても、所定の積分時間が経過した場合にも電荷蓄積動作（積分動作）を終了させる信号を出力する。また、電荷蓄積動作を終了させるための閾値や積分時間は変更可能である。   Here, the monitoring photodiode 204 performs a monitoring operation for controlling the accumulation time of the photodiode 201-1 of each pixel row (island), and the same accumulation time is applied to pixels in the same island. In order to control so as to become, it is provided in units of islands. The integration control circuit 151 to which the output of the monitoring photodiode 204 is input determines whether or not the output of the monitoring photodiode 204 is equal to or higher than a predetermined threshold value, and is equal to or higher than the predetermined threshold value. In the case of a failure, a signal for terminating the charge accumulation operation (integration operation) is output. The integration control circuit 151 is a signal for ending the charge accumulation operation (integration operation) even when the predetermined integration time has elapsed even when the output of the monitoring photodiode 204 does not reach the predetermined threshold value. Is output. Further, the threshold value and the integration time for ending the charge accumulation operation can be changed.

また、画素単位で設けられたこれらフォトダイオード２０１−１は、該フォトダイオード２０１−１に入射した被写体の光束の光量に応じた光電荷が得られるもので、撮像レンズ１０２の異なる瞳領域を通過した光束を受光して受光量に応じた電荷を発生する受光部を構成する。また、電荷蓄積部２０１−２は、それぞれのフォトダイオード２０１−１で得られた光電荷を一時的に蓄積する。ここで、電荷蓄積部２０１−２の不要電荷のリセットは、電荷蓄積部２０１−２に対する電荷リセット回路１５２からのリセット信号φＲＳをＨレベルにすることにより実行される。   The photodiodes 201-1 provided in units of pixels can obtain photocharges corresponding to the amount of light flux of the subject incident on the photodiodes 201-1 and pass through different pupil regions of the imaging lens 102. A light receiving unit that receives the received light flux and generates a charge corresponding to the amount of received light is configured. Further, the charge storage unit 201-2 temporarily stores the photocharges obtained by the respective photodiodes 201-1. Here, the resetting of the unnecessary charge of the charge storage unit 201-2 is executed by setting the reset signal φRS from the charge reset circuit 152 to the charge storage unit 201-2 to the H level.

そして、モニタ用のフォトダイオード２０４の出力に基づき各アイランドのフォトダイオード２０１−１の蓄積終了タイミングでＴＧ１生成回路１５３が発生するパルス信号ＴＧ１が入力された場合に、同一アイランド内の各フォトダイオード２０１−１に蓄積されている電荷を対応するアイランド用の電荷蓄積部２０１−２に移送させる。電荷蓄積部２０１−２の出力側には、転送スイッチ２０１−３を介して電荷転送路２０５が接続され、電荷蓄積部２０１−２に蓄積された電荷を、不図示の所定のタイミングでタイミング発生制御回路３００中の電荷転送シフトパルス発生回路３０１による電荷転送シフトパルスに従い後段側に向けて出力する電荷転送路２０５に移送させる。   Then, when a pulse signal TG1 generated by the TG1 generation circuit 153 is input at the accumulation end timing of the photodiode 201-1 of each island based on the output of the monitoring photodiode 204, each photodiode 201 in the same island. -1 is transferred to the corresponding island charge storage unit 201-2. A charge transfer path 205 is connected to the output side of the charge storage unit 201-2 via a transfer switch 201-3, and the charge stored in the charge storage unit 201-2 is generated at a predetermined timing (not shown). In accordance with the charge transfer shift pulse from the charge transfer shift pulse generation circuit 301 in the control circuit 300, the charge is transferred to the charge transfer path 205 that outputs toward the rear stage.

電荷転送路２０５の出力側には、電荷転送シフトクロックが印加される毎に、光電荷が１画素ずつ転送される電荷・電圧変換アンプ２０６が設けられている。電荷・電圧変換アンプ２０６の出力側には、増幅回路２０７、出力選択回路２０８が順に設けられている。電荷・電圧変換アンプ２０６で変換された電圧信号は、増幅回路２０７において所定の増幅率（例えば、１倍、２倍、４倍、８倍の何れかが選択される）で増幅された後、出力選択回路２０８に入力される。出力選択回路２０８においては、画素単位で入力された電圧信号を、例えば図示しない温度センサで検出された温度に基づいて温度補償した後、出力電圧ＶＮとして端子ＶＮを介して後段のＡＦコントローラ１２１中のＡ／Ｄ変換器３３０または３３１に出力する。   On the output side of the charge transfer path 205, there is provided a charge / voltage conversion amplifier 206 that transfers the photo charge one pixel at a time each time a charge transfer shift clock is applied. On the output side of the charge / voltage conversion amplifier 206, an amplifier circuit 207 and an output selection circuit 208 are provided in this order. The voltage signal converted by the charge / voltage conversion amplifier 206 is amplified by the amplification circuit 207 at a predetermined amplification factor (for example, one of 1, 2, 4, or 8 is selected) Input to the output selection circuit 208. In the output selection circuit 208, the voltage signal input in units of pixels is compensated for temperature based on, for example, a temperature detected by a temperature sensor (not shown), and then output as an output voltage VN in the AF controller 121 in the subsequent stage via the terminal VN. To the A / D converter 330 or 331.

ここで、本実施の形態においては、電荷転送シフトパルス発生回路３０１は、水平方向用の電荷転送シフトパルスと垂直方向用の電荷転送シフトパルスとを、互いに位相をずらしたタイミングで発生するように構成されている。具体的には、一対の水平方向基準部センサ群１２０ａ−１および水平方向参照部センサ群１２０ａ−２に入力する水平方向電荷転送シフトパルスと、他の対をなす垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１および垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２に入力する垂直方向電荷転送シフトパルスとは、図７に示すように、半相分だけ位相がずれるように設定されている。   Here, in the present embodiment, the charge transfer shift pulse generation circuit 301 generates the horizontal charge transfer shift pulse and the vertical charge transfer shift pulse at timings that are out of phase with each other. It is configured. Specifically, a horizontal direction charge transfer shift pulse input to a pair of horizontal direction reference part sensor group 120a-1 and horizontal direction reference part sensor group 120a-2 and another pair of vertical direction reference part sensor group 120b- As shown in FIG. 7, the vertical direction charge transfer shift pulse input to 1 and the vertical direction reference section sensor group 120b-2 is set so that the phase is shifted by half phase.

また、本実施の形態においては、サンプリングパルス発生回路３０２は、電荷転送シフトパルス発生回路３０１と対応して、水平方向用のサンプリングパルスと垂直方向用のサンプリングパルスとを、互いに位相をずらしたタイミングで発生するように構成されている。具体的には、一対の水平方向基準部センサ群１２０ａ−１および水平方向参照部センサ群１２０ａ−２に対応して出力される水平方向アナログデータサンプリングパルスと、他の対をなす垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１および垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２に対応して出力される垂直方向アナログデータサンプリングパルスとは、図８に示すように、半相分だけ位相がずれるように設定されている。   Further, in the present embodiment, the sampling pulse generation circuit 302 corresponds to the charge transfer shift pulse generation circuit 301 and is a timing at which the phase of the sampling pulse for the horizontal direction and the sampling pulse for the vertical direction are shifted from each other. Is configured to occur. Specifically, a horizontal direction analog data sampling pulse output corresponding to a pair of horizontal direction reference part sensor group 120a-1 and horizontal direction reference part sensor group 120a-2 and another pair of vertical direction reference parts The vertical direction analog data sampling pulses output corresponding to the sensor group 120b-1 and the vertical direction reference unit sensor group 120b-2 are set so as to be out of phase by a half phase as shown in FIG. Yes.

このような構成において、ＡＦ動作に伴うデータ処理制御例について説明する。ＡＦセンサ１２０中の各センサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２の電荷転送路２０５においては、電荷転送シフトパルス発生回路３０１から出力される電荷転送シフトパルスが印加される毎に、蓄積された光電荷が１画素ずつ電荷・電圧変換アンプ２０６に転送されて電圧信号に変換される。この際、センサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２中の水平方向基準部センサ群１２０ａ−１と水平方向参照部センサ群１２０ａ−２に入力させる水平方向電荷転送シフトパルスと、垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１と垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２に入力させる垂直方向電荷転送シフトパルスとは、図７に示したように、半相分だけ位相がずれて出力される。   In such a configuration, an example of data processing control accompanying the AF operation will be described. In the charge transfer path 205 of each of the sensor groups 120a-1 to 120b-2 in the AF sensor 120, the accumulated photocharge is generated each time the charge transfer shift pulse output from the charge transfer shift pulse generation circuit 301 is applied. Is transferred to the charge / voltage conversion amplifier 206 pixel by pixel and converted into a voltage signal. At this time, a horizontal charge transfer shift pulse to be input to the horizontal reference sensor group 120a-1 and the horizontal reference sensor group 120a-2 in the sensor groups 120a-1 to 120b-2, and a vertical reference sensor group. The vertical direction charge transfer shift pulse input to 120b-1 and the vertical direction reference part sensor group 120b-2 is output with a phase shift of half phase as shown in FIG.

そして、電荷・電圧変換アンプ２０６において変換された電圧信号は、増幅回路２０７において所定の増幅率で増幅された後、ＡＦコントローラ１２１側へ出力される。このとき、水平方向基準部センサ群１２０ａ−１、水平方向参照部センサ群１２０ａ−２、垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１、および垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２の各チャンネルからＡＦコントローラ１２１へ出力されるアナログデータ（水平方向基準部アナログデータ、水平方向参照部アナログデータ、垂直方向基準部アナログデータ、および垂直方向参照部アナログデータ）は、電荷転送シフトパルスによる位相差に従い、図８中に示すように、水平方向と垂直方向とでは、半相分だけ位相がずれた信号として出力される。   The voltage signal converted by the charge / voltage conversion amplifier 206 is amplified by the amplification circuit 207 at a predetermined amplification factor and then output to the AF controller 121 side. At this time, the AF controller 121 starts from each channel of the horizontal direction reference part sensor group 120a-1, the horizontal direction reference part sensor group 120a-2, the vertical direction reference part sensor group 120b-1, and the vertical direction reference part sensor group 120b-2. The analog data (horizontal direction reference portion analog data, horizontal direction reference portion analog data, vertical direction reference portion analog data, and vertical direction reference portion analog data) to be output to FIG. 8 according to the phase difference due to the charge transfer shift pulse in FIG. As shown in FIG. 5, the signals are output as signals whose phases are shifted by a half phase in the horizontal direction and the vertical direction.

このようなアナログデータが入力されるＡＦコントローラ１２１側においては、サンプリングパルス発生回路３０２からの水平方向アナログサンプリングパルスが変化（ＬレベルからＨレベル、またはＨレベルからＬレベル）したときには、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０は、Ａ／Ｄ変換器３３１に対して水平方向基準部アナログデータのＡ／Ｄ変換の開始を指示し、Ａ／Ｄ変換器３３１のマルチプレクサ部は時分割処理するアナログデータとして水平方向基準部センサ群１２０ａ−１に対応する水平方向基準部アナログデータ側を選択してそのＡ／Ｄ変換を開始する。同時に、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０は、Ａ／Ｄ変換器３３０に対して水平方向参照部アナログデータのＡ／Ｄ変換の開始を指示し、Ａ／Ｄ変換器３３０のマルチプレクサ部は時分割処理するアナログデータとして水平方向参照部センサ群１２０ａ−２に対応する水平方向参照部アナログデータ側を選択してそのＡ／Ｄ変換を開始する。   On the AF controller 121 side to which such analog data is input, when the horizontal analog sampling pulse from the sampling pulse generation circuit 302 changes (from L level to H level or from H level to L level), A / D The converter control circuit 340 instructs the A / D converter 331 to start A / D conversion of the analog data in the horizontal direction reference unit, and the multiplexer unit of the A / D converter 331 performs the time division processing as analog data. The horizontal reference portion analog data side corresponding to the horizontal reference portion sensor group 120a-1 is selected and its A / D conversion is started. At the same time, the A / D converter control circuit 340 instructs the A / D converter 330 to start A / D conversion of the horizontal direction reference unit analog data, and the multiplexer unit of the A / D converter 330 performs time division. As the analog data to be processed, the horizontal direction reference portion analog data side corresponding to the horizontal direction reference portion sensor group 120a-2 is selected and its A / D conversion is started.

一方、サンプリングパルス発生回路３０２からの垂直方向アナログサンプリングパルスが変化（ＬレベルからＨレベル、またはＨレベルからＬレベル）したときには、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０は、Ａ／Ｄ変換器３３１に対して垂直方向基準部アナログデータのＡ／Ｄ変換の開始を指示し、Ａ／Ｄ変換器３３１のマルチプレクサ部は時分割処理するアナログデータとして垂直方向基準部センサ群１２０ｂ−１に対応する垂直方向基準部アナログデータ側を選択してそのＡ／Ｄ変換を開始する。同時に、Ａ／Ｄ変換器制御回路３４０は、Ａ／Ｄ変換器３３０に対して垂直方向参照部アナログデータのＡ／Ｄ変換の開始を指示し、Ａ／Ｄ変換器３３０のマルチプレクサ部は時分割処理するアナログデータとして垂直方向参照部センサ群１２０ｂ−２に対応する垂直方向参照部アナログデータ側を選択してそのＡ／Ｄ変換を開始する。   On the other hand, when the vertical analog sampling pulse from the sampling pulse generation circuit 302 changes (from L level to H level, or from H level to L level), the A / D converter control circuit 340 sends an A / D converter 331 to the A / D converter 331. The A / D converter 331 instructs the start of A / D conversion of the vertical direction reference portion analog data, and the multiplexer portion of the A / D converter 331 performs the vertical direction corresponding to the vertical direction reference portion sensor group 120b-1 as analog data to be time-division processed. The reference portion analog data side is selected and its A / D conversion is started. At the same time, the A / D converter control circuit 340 instructs the A / D converter 330 to start A / D conversion of the analog data in the vertical direction reference unit, and the multiplexer unit of the A / D converter 330 performs time division. As the analog data to be processed, the vertical direction reference portion analog data side corresponding to the vertical direction reference portion sensor group 120b-2 is selected and A / D conversion is started.

これらのＡ／Ｄ変換動作において、Ａ／Ｄ変換器３３０，３３１は、ＡＦセンサ１２０側から出力されるアナログ信号のサンプリングパルスの２倍以上の速度でＡ／Ｄ変換を実行する。   In these A / D conversion operations, the A / D converters 330 and 331 perform A / D conversion at a speed that is at least twice as high as the sampling pulse of the analog signal output from the AF sensor 120 side.

このように、本実施の形態の焦点検出装置によれば、複数対のセンサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２のうちの少なくとも一対のセンサ群１２０ａ−１，１２０ａ−２に入力する水平方向電荷転送シフトパルスと他の対のセンサ群１２０ｂ−１，１２０ｂ−２に入力する垂直方向電荷転送シフトパルスとの位相を半相分だけずらすようにしたので、これら複数対のセンサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２のうちで対をなす一方と対をなす他方のそれぞれでＡ／Ｄ変換器３３１，３３０を共用することで必要とするＡ／Ｄ変換器の個数を最小限の２個に抑えつつ、それぞれのセンサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２からの電荷転送処理の高速化を図ることができる。同時に、Ａ／Ｄ変換器３３１，３３０におけるアナログ信号のサンプリング用のサンプリングパルスに関して、複数対のセンサ群１２０ａ−１〜１２０ｂ−２のうちの一対の水平方向用のセンサ群１２０ａ−１，１２０ａ−２に対応するアナログ信号用の水平方向サンプリングパルスと他の対の垂直方向用のセンサ群１２０ｂ−１，１２０ｂ−２に対応するアナログ信号用の垂直方向サンプリングパルスとの位相を半相分だけずらすようにしたので、Ａ／Ｄ変換処理の高速化を図りつつ、図８に示すように、Ａ／Ｄ変換されるそれぞれのアナログ信号は半相周期ではなく自身のサンプリングパルス周期の周波数となるため、センサデータが安定する前にサンプルホールドを行ってしまうようなことはなく、安定したタイミングでＡ／Ｄ変換を行わせることができる。   As described above, according to the focus detection apparatus of the present embodiment, the horizontal charge transfer input to at least one pair of sensor groups 120a-1 and 120a-2 among the plurality of pairs of sensor groups 120a-1 to 120b-2. Since the phase of the shift pulse and the vertical direction charge transfer shift pulse input to the other pair of sensor groups 120b-1 and 120b-2 is shifted by a half phase, the plurality of pairs of sensor groups 120a-1 to 120b. -2, while the A / D converters 331 and 330 are shared by one of the pair and the other of the pair, the number of A / D converters required is kept to a minimum of two, The speed of charge transfer processing from each of the sensor groups 120a-1 to 120b-2 can be increased. At the same time, with respect to sampling pulses for sampling analog signals in the A / D converters 331 and 330, a pair of horizontal sensor groups 120a-1 and 120a- of the plurality of pairs of sensor groups 120a-1 to 120b-2. The phases of the analog signal horizontal sampling pulse corresponding to 2 and the analog signal vertical sampling pulses corresponding to the other pairs of vertical sensor groups 120b-1 and 120b-2 are shifted by a half phase. As a result, each analog signal to be A / D converted has a frequency of its own sampling pulse period, not a half-phase period, as shown in FIG. 8 while increasing the speed of the A / D conversion process. , A / D conversion at a stable timing without sample hold before sensor data is stabilized It is possible to 's.

なお、本実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器３３０，３３１として、マルチプレクサ部付きのＡ／Ｄ変換器を用いるようにしたが、Ａ／Ｄ変換器の入力段にマルチプレクサ部を別個に備える構成であってもよい。   In the present embodiment, A / D converters with a multiplexer unit are used as the A / D converters 330 and 331. However, the multiplexer unit is separately provided at the input stage of the A / D converter. It may be.

本発明の実施の形態のマルチＡＦ方式の焦点検出装置が適用されるカメラシステムのＡＦ周りの構成例に概略機構を含めて示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example around an AF of a camera system to which a multi-AF focus detection apparatus according to an embodiment of the present invention is applied, including a schematic mechanism. ＡＦ光学系の２次結像系を模式的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows typically the secondary image formation system of AF optical system. 撮影画面内の複数の測距点の様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the mode of the some ranging point in an imaging | photography screen. 図３に示す測距点の焦点状態を検出するためのセンサ配置例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the example of sensor arrangement | positioning for detecting the focus state of the ranging point shown in FIG. ＡＦセンサとＡＦコントローラとの間の信号の送受関係を示す概略ブロック図である。It is a schematic block diagram which shows the transmission / reception relationship of the signal between AF sensor and AF controller. ＡＦセンサの水平方向基準部センサ群および水平方向参照部センサ群中のそれぞれ５個の画素列からなるラインセンサ部分を抽出して、そのセンサ回路構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a sensor circuit structure which extracts the line sensor part which consists of each 5 pixel rows in the horizontal direction reference | standard part sensor group and horizontal direction reference part sensor group of AF sensor. 水平方向および垂直方向の電荷転送シフトパルス例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of the charge transfer shift pulse of a horizontal direction and a vertical direction. 水平方向および垂直方向のサンプリングパルス例およびアナログデータ例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of a sampling pulse and analog data of a horizontal direction and a vertical direction.

符号の説明Explanation of symbols

１２０ ＡＦセンサ
１２０ａ−１〜１２０ｂ−２ センサ群
１２１ ＡＦコントローラ
３０１ 電荷転送シフトパルス発生回路
３０２ サンプリングパルス発生回路
３３０，３３１ Ａ／Ｄ変換器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 AF sensor 120a-1-120b-2 Sensor group 121 AF controller 301 Charge transfer shift pulse generation circuit 302 Sampling pulse generation circuit 330,331 A / D converter

Claims (2)

被写体像を異なる方向に分割して複数対の像を形成する焦点検出光学系と、
前記複数対の像を検出する光電変換素子の配列方向が異なる複数対の電荷蓄積型の光電変換素子列を有して蓄積電荷に対応するアナログ信号を発生するイメージセンサと、
前記複数対の光電変換素子列の蓄積電荷を順次転送して出力するための電荷転送シフトパルスを発生する電荷転送シフトパルス発生手段と、
前記複数対の光電変換素子列のうちの第１の対をなす光電変換素子群の一方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号と、前記第１の対をなす光電変換素子群とは光電変換素子の配列方向が異なる第２の対をなす光電変換素子群の一方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号とをそれぞれ時分割でデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換器と、
前記複数対の光電変換素子列のうちの第１の対をなす光電変換素子群の他方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号と、前記第２の対をなす光電変換素子群の他方の光電変換素子列群に対応して出力されるアナログ信号とをそれぞれ時分割でデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換器と、
前記イメージセンサから入力されるアナログ信号を前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器がサンプリングするためのサンプリングパルスを発生するサンプリングパルス発生手段と、
前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器から出力されるデジタル信号に基づいて焦点検出を行う焦点検出部と、
を備え、
前記電荷転送シフトパルス発生手段は、前記第１の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に入力する電荷転送シフトパルスを、前記第２の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に入力する電荷転送シフトパルスに対して位相をずらしてそれぞれの前記光電変換素子列に出力し、
前記サンプリングパルス発生手段は、前記第１の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に対応するアナログ信号用のサンプリングパルスを、前記第２の対をなす光電変換素子群の一方および他方の光電変換素子列群に対応するアナログ信号用のサンプリングパルスに対して位相をずらして前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器にそれぞれ出力し、
前記第１、第２のＡ／Ｄ変換器は、位相がずらされたサンプリングパルスに対応して前記イメージセンサから出力されるアナログ信号を時分割でデジタル信号に変換することを特徴とする焦点検出装置。 A focus detection optical system that divides a subject image in different directions to form multiple pairs of images;
An image sensor that has a plurality of pairs of charge storage type photoelectric conversion element arrays having different arrangement directions of the photoelectric conversion elements for detecting the plurality of pairs of images and generates an analog signal corresponding to the stored charge;
A charge transfer shift pulse generating means for generating a charge transfer shift pulse for outputting sequentially transferring charges accumulated in the photoelectric conversion element array of the plurality of pairs,
Is output in response to one of the photoelectric conversion element array groups photoelectric conversion element group constituting the first pair of the photoelectric conversion element array before Kifuku several pairs formed by the luer analog signal, said first pair digital signal in time and one of the output corresponding to the photoelectric conversion element array groups Rua analog signals of the photoelectric conversion element group constituting the arrangement direction different from a second pair of photoelectric conversion elements each divided photoelectric conversion element group A first A / D converter for converting to
An analog signal output corresponding to the other photoelectric conversion element array group of the first pair of photoelectric conversion element groups of the plurality of pairs of photoelectric conversion element arrays, and the second pair of photoelectric conversion elements A second A / D converter that converts an analog signal output corresponding to the other photoelectric conversion element array group of the group into a digital signal in a time-sharing manner;
Sampling pulse generating means for generating a sampling pulse for the first and second A / D converters to sample an analog signal input from the image sensor;
A focus detection unit that performs focus detection based on digital signals output from the first and second A / D converters;
Bei to give a,
The charge transfer shift pulse generating means generates a charge transfer shift pulse input to one and the other photoelectric conversion element array group of the first pair of photoelectric conversion element groups and forms the second pair of photoelectric conversion element groups. Phase shift with respect to the charge transfer shift pulse input to one and the other photoelectric conversion element array group, and output to each photoelectric conversion element array,
The sampling pulse generating means generates a sampling pulse for analog signals corresponding to one and the other photoelectric conversion element array group of the first pair of photoelectric conversion element groups, and the photoelectric conversion element group of the second pair. Output to the first and second A / D converters with a phase shifted with respect to the sampling pulse for analog signals corresponding to one and the other photoelectric conversion element array group,
The first and second A / D converters convert an analog signal output from the image sensor into a digital signal in a time-sharing manner in response to sampling pulses whose phases are shifted. apparatus. 前記電荷転送シフトパルス発生手段がずらす位相は、電荷転送シフトパルスの半相分であり、
前記サンプリングパルス発生手段がずらす位相は、サンプリングパルスの半相分であることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。 The phase shifted by the charge transfer shift pulse generating means is a half phase of the charge transfer shift pulse,
The focus detection apparatus according to claim 1 , wherein the phase shifted by the sampling pulse generation means is a half phase of the sampling pulse.

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