JP2013011662A - 撮像装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】正確なフォトダイオードの出力を供給できるようにする。
【解決手段】
複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御部は、複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する。本技術は、例えば一眼レフカメラに適用できる。
【選択図】図１７

Description

本技術は撮像装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、正確なフォトダイオードの出力を供給するようにした撮像装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。

デジタルカメラには、被写体を自動的に撮影できるように、オートフォーカスの技術が設けられていることが多い（例えば特許文献１参照）。

そのうち、位相差オートフォーカス（ＡＦ）方式で用いられる撮像素子には、複数の測距センサ対が設置されている。測距センサはCCD（Charge Coupled Device）やCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）ラインセンサによって構成される。

測距センサにおいては、入射された光に対応する電荷がフォトダイオードにより蓄積され、その読み出しが行われるまで、アナログメモリで電荷が保持されている。

図１は、従来のＡＦ用撮像素子４０１の例を示す図である。ＡＦ用撮像素子４０１は、複数の測距センサ対５０１−１乃至５０１−Ｘ（Ｘは自然数）を有している。

なお、測距センサ対５０１−１乃至５０１−Ｘを個々に区別する必要がない場合、以下単に、測距センサ対５０１と記述する。このことは、本明細書において、他の構成についても同様とする。

測距センサ対５０１は、所定の測距ポイントに対してＡＦ制御処理を実行する。図２を参照して測距センサ対５０１について説明する。

図２は、従来の測距センサ対５０１の構成例を示すブロック図である。測距センサ対５０１は、撮像画素列５２１およびモニタセンサ５２２から構成される。

撮像画素列５２１は、フォトダイオード５４１−１乃至５４１−Ｙ（Ｙは自然数）、読み出し部５４２、アナログメモリ部５４３−１乃至５４３−Y、および出力部５４４から構成される。１つのフォトダイオード５４１には、１つのアナログメモリ５４３が対応している。モニタセンサ５２２は、フォトダイオード等から構成される。

測距センサ対５０１は、モニタセンサ５２２の出力が所定の閾値以上となるまでの時間に基づいて、撮像画素列５２１のフォトダイオード５４１の電荷を蓄積する。

測距センサ対５０１は、フォトダイオード５４１の電荷の蓄積終了後、読み出し部５４２を介してフォトダイオード５４１の出力結果をアログメモリ部５４３に保持させる。

そして、出力部５４４は、アナログメモリ部５４３に保持されたフォトダイオード５４１の出力結果を出力する。一眼レフカメラは、出力部５４４により出力されたフォトダイオードの出力結果に基づいて、測距ポイントの制御処理を実行する。

特開２０１０−１１７５１２号公報

しかし、アナログメモリ部５４３では、フォトダイオード５４１の出力結果を保持する出力保持時間が長くなるに従い、熱などによるノイズ成分が増加してしまう。

例えば、測距センサ対５０１−１が高照度の光に対応する電荷を蓄積し、測距センサ対５０１−２が低照度の光に対応する電荷を蓄積する場合、すなわち、２つの測距センサ対５０１に対する照度が大きく異なる場合、測距センサ対５０１−１の蓄積時間と測距センサ対５０１−２の電荷の蓄積時間に大きな差がでる。

測距センサ対５０１−１，５０１−２の蓄積時間と出力保持時間の関係を図３を参照して説明する。

図３は、測距センサ対５０１−１，５０１−２の蓄積時間５６１−１，５６１−２と、出力保持時間５６２−１，５６２−２の例を説明する図である。

図３の上側には、測距センサ対５０１−１が高照度の光に対応する電荷を蓄積し、保持する場合の例が示されている。測距センサ対５０１−１のフォトダイオード５４１が高照度の光に対応する電荷を蓄積する場合、その蓄積時間５６１−１は、比較的短時間、例えば数μｓとなる。

一方、図３の下側には、測距センサ対５０１−２が低照度の光に対応する電荷を蓄積し、保持する場合の例が示されている。

測距センサ対５０１−２のフォトダイオード５４１が低照度の光に対応する電荷を蓄積する場合、その蓄積時間５６１−２は、高照度の光に対応する電荷を蓄積する測距センサ対５０１−１の蓄積時間５６１−１に較べて長時間、例えば数百ｍｓとなる。

このような場合、高照度の光の電荷を蓄積する測距センサ対５０１−１のフォトダイオード５４１の出力結果は、低照度の光の電荷を蓄積する測距センサ対５０１−２のフォトダイオード５４１の蓄積が終了するまで測距センサ対５０１−１のアナログメモリ部５４３に保持される。

図３に示すように、測距センサ対５０１−１のアナログメモリ部５４３の出力保持時間５６２−１は、蓄積時間５６１−１に対して充分長くなるので、熱などによるノイズ成分が増加し、Ｓ／Ｎ比が劣化してしまう。

本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、正確なフォトダイオードの出力を供給することができるようにするものである。

本技術の一側面の撮像装置は、複数の測距センサ対のフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御部を備え、前記制御部は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する。

前記測距センサごともしくは測距センサ対ごとに、前記フォトダイオードの蓄積時間を決定するためのモニタセンサをさらに備え、前記制御部は、前記モニタセンサにより決定された前記蓄積時間に基づいて、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御することができる。

前記制御部は、前記モニタセンサの出力が所定時間以内に所定の閾値を超えなかった場合、前記モニタセンサに対応する長蓄積の前記測距センサ対の前記フォトダイオードの蓄積を開始するとともに、前記モニタセンサの出力が前記所定時間以内に前記所定の閾値を超えた短蓄積の前記測距センサ対の蓄積終了のタイミングが、長蓄積の前記測距センサ対の蓄積開始のタイミングから前記所定時間と同じ長さの時間が経過した時となるように、複数の短蓄積の前記測距センサ対の前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御することができる。

前記制御部は、複数の前記モニタセンサの出力が全て前記所定時間以内に前記所定の閾値を超えた場合、前記モニタセンサの出力が最後に前記所定の閾値を超えた前記測距センサ対の前記フォトダイオードの蓄積を開始するとともに、前記モニタセンサの出力が最後に前記所定の閾値を超えたとき、最後に前記所定の閾値を超えた前記測距センサ対の前記フォトダイオードの蓄積終了と同じタイミングで、他の前記測距センサ対の前記フォトダイオードの蓄積が終了するように、他の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御することができる。

前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、前記Ａ／Ｄ変換部は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号を、同じタイミングでデジタル信号に変換することができる。

１つの参照信号生成部をさらに備え、前記Ａ／Ｄ変換部は、前記参照信号生成部の基準電圧を用いて、前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換することができる。

前記Ａ／Ｄ変換部は、前記参照信号生成部の基準電圧を用いて、前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をカラムADC方式でデジタル信号に変換することができる。

前記Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換された前記フォトダイオードの出力結果を記憶するデジタルメモリ部をさらに備えるようにすることができる。

本技術の一側面の撮像方法は、複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップを含み、前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する。

本技術の一側面の記録媒体、またはプログラムは、コンピュータに、複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップを実行させるためのプログラムであって、前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体、またはプログラムである。

本発明の一側面においては、複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、フォトダイオードの蓄積開始のタイミングが制御される。

本技術の側面によれば、正確なフォトダイオードの出力を供給することが可能になる。

従来のＡＦ用撮像素子の構成を示すブロック図である。 従来の測距センサ対の構成を示すブロック図である。 従来のＡＦ用撮像素子の蓄積の例を説明する図である。 本技術の一眼レフカメラの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。 CPUの機能的構成例を示すブロック図である。 一眼レフカメラの簡易的な配置例を示す図である。 測距センサ対の配置例を示す図である。 測距ポイント例を示す図である。 ＡＦ用撮像素子の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 センサ列の一実施の形態の構成を示すブロック図である。 読み出し部の例を示す図である。 測距センサ対の蓄積の例を示す図である。 測距センサ対の出力の例を示す図である。 測距センサ対の配置例を示す図である。 参照信号生成部の大きさを示す図である。 測距センサ蓄積処理を説明するフローチャートである。 測距センサ対の蓄積の例を示す図である。 長蓄積処理を説明するフローチャートである。 短蓄積処理を説明するフローチャートである。 測距センサ対の蓄積と出力のタイミングチャートである。 測距センサ蓄積処理を説明するフローチャートである。 短蓄積測距センサの蓄積の例を示す図である。 短蓄積処理を説明するフローチャートである。

以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．一眼レフカメラの構成
２．ＡＦ用撮像素子の構成
３．測距センサ蓄積処理１
４．長蓄積処理
５．短蓄積処理１
６．測距センサ蓄積処理２
７．短蓄積処理２
８．その他

［一眼レフカメラの構成］

図４は、本技術が適用される一眼レフカメラ１の構成例を示すブロック図である。

撮像装置としての一眼レフカメラ１は、ＡＦ用撮像素子２１、レンズ制御部２２、レンズ２３、撮像部２４、画像信号処理部２５、表示部２６、記録部２７、バス２８、操作部３０、CPU（Central Processing Unit）３１、ROM（Read Only Memory）３２、EEPROM（Erasable Programmable ROM）３３、RAM（Random Access Memory）３４、およびメディアＩ／Ｆ（Interface）３５から構成されている。

ＡＦ用撮像素子２１は、フォトダイオード等を有する測距センサ対４１等から構成される。ＡＦ用撮像素子２１の詳細は、図９を参照して後述する。レンズ制御部２２は、ＡＦ用撮像素子２１からの出力結果に基づいてレンズ２３のフォーカス位置を制御する。

レンズ２３は、凸レンズ等により構成され、被写体からの光を収光する。撮像部２４は、レンズ２３を介して被写体を撮像する。

撮像部２４は、例えばCCDイメージセンサ、またはCMOSイメージセンサ等により構成される。

画像信号処理部２５は、撮像された被写体の静止画像のアナログ映像信号をデジタル映像信号に変換する。表示部２６は、液晶ディスプレイ等により構成され、画像信号処理部２５から取得したデジタル映像信号に対応する画像を表示する。

記録部２７は、画像信号処理部２５から取得したデジタル映像信号を記録する。

バス２８は、ＡＦ用撮像素子２１、レンズ制御部２２、撮像部２４、画像信号処理部２５、操作部３０、CPU３１、ROM３２、EEPROM３３、RAM３４、およびメディアＩ／Ｆ３５をそれぞれ相互に接続する。

操作部３０は、ユーザからの入力を受け付ける。操作部３０は、例えば、ボタン、スイッチ、タッチパネルディスプレイ等により構成される。

CPU３１は、一眼レフカメラ１の動作を制御する。なお、CPU３１の代わりに、マイクロコンピュータを利用することもできる。図５を参照して、CPU３１の詳細について説明する。

図５は、CPU３１の機能的構成例を示すブロック図である。

CPU３１は、制御部５１、判定部５２、取得部５３、および記録部５４の機能ブロックを有している。なお、CPU３１の各ブロックは、必要に応じて相互に信号、データを授受することが可能とされている。

制御部５１は、各種の情報を制御する。判定部５２は、各種の判定処理を実行する。取得部５３は、各種の情報を取得する。記録部５４は、各種の情報を記録する。

なお、制御部５１、判定部５２、取得部５３、および記録部５４の各機能ブロックを、レンズ制御部２２に設けるようにしてもよい。

図４に戻り、ROM３２は、一眼レフカメラ１において実行される各種の処理プログラムや処理に必要なデータ等を記録する。EEPROM３３は、不揮発性メモリであり、ユーザが入力した一眼レフカメラ１の設定など、電源オフ後も保持する必要がある情報を記録する。

RAM３４は、各種処理において得られたデータを一時的に記録保持するなど、各種処理の作業領域として用いられる。メディアＩ／Ｆ３５は、記録メディア等のリムーバブルディスクや、パーソナルコンピュータと相互に接続するインターフェースである。

図６は、一眼レフカメラ１内の簡易的な配置例を示す図である。図６の例には、レンズ２３、撮像部２４、測距センサ対４１、ミラー６１、およびセパレータレンズ６２が示されている。

ミラー６１は、レンズ２３を介して入射された光を反射して、測距センサ対４１に入射させるように動作する。例えば凸レンズ等により構成されるセパレータレンズ６２は、入射された光を２以上の複数の光に分割し、測距センサ対４１に照射する。

図６Ａは、ＡＦ動作時の状態を示す図である。図６Ａに示すように、ＡＦ動作時では、レンズ２３を介して入射された光８１−１がミラー６１に反射して測距センサ対４１に入射されるように、ミラー６１の一端が下方に移動した位置に配置される。

ミラー６１により反射された光８１−１は、セパレータレンズ６２を介して、光８１−１１と光８１−１２に分割され、それぞれ測距センサ対４１に入射する。

測距センサ対４１は、入射された光８１−１１，８１−１２に対して位相差検出方式等のＡＦ制御処理により、２つの結像位置のずれを検出する。

図６Ｂは、撮像時の状態を示す図である。図６Ｂに示すように、撮像時では、レンズ２３を介して入射された光８１−２が撮像部２４に入射されるように、ミラー６１が上方に跳ね上げられる。従って、撮像時には、測距センサ対４１に光が入射されない。

図７は、位相差検出方式におけるＡＦ用撮像素子２１の例を示す図である。

図７のＡＦ用撮像素子２１には、４つの測距センサ対４１−１乃至４１−４が示されている。１つの測距センサ対４１は、２個のセンサ列を１対として構成される。例えば、測距センサ対４１−１は、センサ列１０１−１とセンサ列１０１−２から構成される。

センサ列１０１は、撮像画素列１２１とモニタセンサ１２２により構成される。例えば、センサ列１０１−１は、撮像画素列１２１−１とモニタセンサ１２２−１から構成され、センサ列１０１−２は、撮像画素列１２１−２とモニタセンサ１２２−２から構成される。

なお、図７においては、センサ列１０１−１，１０１−２の撮像画素列１２１−１，１２１−２と、モニタセンサ１２２−１，１２２−２のみが示されているが、他のセンサ列１０１−３乃至１０１−８においても、撮像画素列１２１とモニタセンサ１２２が設けられている。

撮像画素列１２１は、複数のフォトダイオード等の光検出器により構成され、各々の位置に入射された光の光量を検出する。

モニタセンサ１２２は、フォトダイオード等の光検出器により構成され、対応する撮像画素列１２１の出力の平均、または代表的な１つの画素と同じレベルの信号を出力する。

また、測距センサ対４１は、１点の測距ポイントを有している。図８を参照して、測距ポイントについて説明する。

図８は、図７の構成によって得られる、ファインダー上の測距ポイントの例を示している。図８の例では、３点の測距ポイント１０２−１乃至１０２−３が示されている。ＡＦの制御処理が実行される場合、３点の測距ポイント１０２−１乃至１０２−３のうちのいずれか１つが選択される。

測距ポイント１０２−１乃至１０２−３は、対応する測距センサ対４１−１乃至４１−３の略中央（センサ列の間）に位置している。具体的には、例えば測距センサ対４１−２においては、センサ列１０１−３とセンサ列１０１−４との間に測距ポイント１０２−２が位置している。

左側の測距ポイント１０２−２が選択された場合、センサ列１０１−３，１０１−４により構成される測距センサ対４１−２を用いてＡＦの制御処理が実行される。

また、右側の測距ポイント１０２−３が選択された場合、センサ列１０１−５，１０１−６により構成される測距センサ対４１−３を用いてＡＦの制御処理が実行される。

なお、ＡＦの精度を向上させるために、１つの測距ポイント１０２に複数の測距センサ対４１を配置してもよい。

例えば、中央の測距ポイント１０２−１が選択された場合、センサ列１０１−１，１０１−２により構成される測距センサ対４１−１と、センサ列１０１−７，１０１−８により構成される測距センサ対４１−４を用いてＡＦの制御処理が実行される。

［ＡＦ用撮像素子の構成］

図９は、本技術を適用したＡＦ用撮像素子２１の構成例を示すブロック図である。ＡＦ用撮像素子２１は、測距センサ対４１−１乃至４１−Ｍ（Ｍは自然数であり、図７の実施の形態ではＭ＝４）、参照信号生成部１３１、および出力回路１３２から構成されている。

測距センサ対４１は、２つのセンサ列１０１を有しており、２つのセンサ列１０１から出力された被写体の像から、ＡＦ制御処理のための情報、すなわちピントのずれ（位相差）の量を検出するための情報をそれぞれ出力する。

参照信号生成部１３１は、DA変換回路（DAC；Digital Analog Converter）（図示せず）を有して構成される。参照信号生成部１３１は、Ｍ個の測距センサ対４１−１乃至４１−Ｍに、共通のアナログ基準電圧を供給する。

測距センサ対４１−１乃至４１−Ｍは、出力結果を出力回路１３２に出力する。出力回路１３２は、Ｍ個の測距センサ対４１の出力結果をCPU３１に出力する。

次に、図１０を参照して、センサ列１０１の例を説明する。

図１０は、センサ列１０１の構成例を示すブロック図である。センサ列１０１は、撮像画素列１２１およびモニタセンサ１２２から構成されている。

撮像画素列１２１は、フォトダイオード１４１−１乃至１４１−Ｎ（Ｎは自然数）、読み出し部１４２、Ａ／Ｄ変換部１４３−１乃至１４３−Ｎ、デジタルメモリ部１４４−１乃至１４４−Ｎ、および出力部１４５から構成されている。

１つのフォトダイオード１４１には、１つのＡ／Ｄ変換部１４３およびデジタルメモリ部１４４が対応している。

モニタセンサ１２２も、フォトダイオードを有している。モニタセンサ１２２のフォトダイオードの数は１つでもよいし、２つ以上の複数個、例えば撮像画素列１２１と同じN個でもよい。

フォトダイオード１４１は、一列に並べられており、入射された光の光量に対応する電荷を蓄積する。モニタセンサ１２２のフォトダイオードも、入射光量に対応する電荷を蓄積する。

読み出し部１４２は、フォトダイオード１４１の出力を読み出し、フォトダイオード１４１に対応するＡ／Ｄ変換部１４３に出力する。図１１を参照して、読み出し部１４２の回路構成について説明する。

図１１は、読み出し部１４２の回路構成の例を示す図である。図１１には、１個のフォトダイオード１４１−１から信号を読み出す場合の構成が示されている。

図１１の例では、フォトダイオード１４１−１の電荷が転送ゲート３２１を介して転送されるコンデンサ３２２は、リセットゲート３２３により電源供給線３０１からの電位Ｖｄによりリセットされるように接続されている。

また、コンデンサ３２２の電位は、増幅用トランジスタ３２４，３２５を介して信号出力線３０２から出力されるように構成されている。

転送ゲート３２１、リセットゲート３２３、および増幅用トランジスタ３２４，３２５は、例えば電界効果トランジスタ（MOSFET）で構成することができる。

図１０に戻り、Ａ／Ｄ変換部１４３は、フォトダイオード１４１の出力結果を参照信号生成部１３１から供給される基準電圧と比較することで、フォトダイオード１４１の出力結果としてのアナログ信号を、例えばカラムADC（Analog Digital Converter）方式でデジタル信号に変換させる。

デジタルメモリ部１４４は、対応するＡ／Ｄ変換部１４３により変換されたフォトダイオード１４１の出力結果のデジタル信号を記憶する。出力部１４５は、デジタルメモリ部１４４に保持されたフォトダイオード１４１の出力結果のデジタル信号を出力回路１３２に出力する。

出力回路１３２は、出力部１４５からの信号およびモニタセンサ１２２からの信号をCPU３１（または、レンズ制御部２２でもよい）に出力する。

このような図１０の撮像画素列１２１では、アナログメモリ部（図２参照）に代えて、デジタルメモリ部１４４にフォトダイオード１４１の出力結果を記憶するので、熱などによりノイズ成分が増加することを防ぐことができる。

上述したように、デジタルメモリ部１４４にフォトダイオード１４１の出力結果を記録させる場合、フォトダイオード１４１の蓄積終了後、Ａ／Ｄ変換を行う必要がある。

フォトダイオード１４１の出力結果のＡ／Ｄ変換は、各測距センサ対４１のＡ／Ｄ変換部１４３が１個の参照信号生成部１３１からの共通の出力を用いて実行する。また、１つの測距センサ対４１内のフォトダイオード１４１の蓄積は同じタイミングで終了する。

しかし、複数の測距センサ対４１−１乃至４１−Ｍを１つの参照信号生成部１３１を用いて処理する場合、フォトダイオード１４１の出力結果にデータ欠損が起きることがある。図１２を参照して、フォトダイオード１４１の出力結果にデータ欠損が起きる場合について説明する。

図１２は、フォトダイオード１４１の蓄積時間の例を示す図である。蓄積時間１６１−１は、測距センサ対４１−１のフォトダイオード１４１の蓄積時間を示している。蓄積時間１６１−２は、測距センサ対４１−２のフォトダイオード１４１の蓄積時間を示している。

図１２の例では、蓄積時間１６１−１を３μｓとし、蓄積時間１６１−２を６μｓとし、Ａ／Ｄ変換時間１６２を５μｓとする場合について説明する。それぞれ、測距センサ対４１から得られる最適な出力が得られる蓄積時間が設定されているとする。

図１２に示すように、測距センサ対４１−１のフォトダイオード１４１の蓄積は、蓄積時間１６１−１の間に行なわれ、その後Ａ／Ｄ変換が実行される。

しかし、測距センサ対４１−１のフォトダイオード１４１の蓄積が終了し、Ａ／Ｄ変換されている間、すなわちＡ／Ｄ変換時間１６２−１の間に、測距センサ対４１−２のフォトダイオード１４１の蓄積時間１６１−２が経過した場合、１個の参照信号生成部１３１はいま、測距センサ対４１−１のために動作中なので、すぐにＡ／Ｄ変換は実行されない。

このような場合、測距センサ対４１−２のフォトダイオード１４１の蓄積は、蓄積時間１６１−２である６μｓで終了せず、測距センサ対４１−１のＡ／Ｄ変換時間１６２−１が経過するまで、すなわち８μｓが経過するまで蓄積される。

従って、測距センサ対４１−２のフォトダイオード１４１の蓄積時間が２μｓだけ長くなるので、測距センサ対４１−２のフォトダイオード１４１の蓄積量が飽和し、データ欠損が起きることがある。図１３を参照して、フォトダイオード１４１の出力について説明する。

図１３は、フォトダイオード１４１の出力の例を示す図である。図１３の例では、横軸にフォトダイオード１４１−１乃至１４１−Ｎの位置が示されており、縦軸にフォトダイオード１４１の蓄積量、すなわちフォトダイオード１４１の出力が示されている。

基準部は、例えば、測距センサ１０１−１のフォトダイオード１４１を示し、参照部は、センサ列１０１−２のフォトダイオード１４１を示している。

Ｄmaxは、測距センサ対４１ごとに設定されたフォトダイオード１４１のダイナミックレンジの最大値を示している。

図１３Ａは、フォトダイオード１４１の最適な出力の例を示している。最適な出力である場合、フォトダイオード１４１の出力は、ダイナミックレンジの範囲内に収まる。

図１３Ｂは、フォトダイオード１４１の出力が大き過ぎる場合の例を示している。フォトダイオード１４１の出力が大き過ぎる場合、その出力がダイナミックレンジを超えてしまう。Ｄmax以上のフォトダイオード１４１の出力は検出できないので、データ欠損が起こる。

図１２の測距センサ対４１−２のフォトダイオード１４１の蓄積時間１６１−２のように、蓄積時間が長い場合、または強い光が入射された場合、フォトダイオード１４１の出力がダイナミックレンジを超えることがある。

図１３Ｃは、フォトダイオード１４１の出力が小さ過ぎる場合の例を示している。フォトダイオード１４１の蓄積時間が短過ぎる場合、弱い光が入射された場合、フォトダイオード１４１の出力が小さくなり過ぎ、Ｓ／Ｎが悪化する。

図１３Ｂと図１３Ｃのように、フォトダイオード１４１の出力が最適でない場合、測距センサ対４１の出力によるＡＦ処理を確実に実行できなくなる。

図１３Ｂの現象を回避するため、参照信号生成部１３１を測距センサ対４１ごとに配置することが考えられる。

図１４と図１５を参照して、複数の参照信号生成部１３１をＡＦ用撮像素子２１内に設置する場合について説明する。

図１４は、ＡＦ用撮像素子２１のチップ内部の配置例を示す図である。図１４では、図９のＡＦ用撮像素子２１の測距センサ対４１が２１個（すなわちＭ＝２１）となる場合の配置例が示されている。

図１４の例では、ＡＦ用撮像素子２１のチップ内に、センサ列１０１−１０１，１０１−１０２の対、およびセンサ列１０１−１１１，１０１−１１２の対を含む測距センサ対４１が２１個配置され、参照信号生成部１３１が１つ配置されている。

図１５は、２１個の参照信号生成部１３１の例を示す図である。図１５のスケールは、図１４のスケールと同じである。

図１４に示すように、参照信号生成部１３１の大きさは、１つの測距センサ対４１より充分大きい。従って、図１５に示す２１個の参照信号生成部１３１を、図１４のＡＦ用撮像素子２１のチップ内に全て配置することは困難となる。また、参照信号生成部１３１の数が増加するとコストが高くなる。

このような問題が生じないようにするため、１つの参照信号生成部１３１を用いて測距センサ対４１−１乃至４１−Ｍの出力をＡ／Ｄ変換するのが好ましい。以下、そのための一眼レフカメラ１の測距センサ蓄積処理について、図１６乃至図２０を参照して説明する。

［測距センサ蓄積処理１］

図１６は、測距センサ蓄積処理１について説明するフローチャートである。図１６の測距センサ蓄積処理１は、例えばＡＦ動作時に実行される。なお、簡単のため、測距センサ対４１の２つのセンサ列１０１のうちの一方の処理を測距センサ対４１の処理として記述する。

ステップＳ１において、制御部５１は、全てのモニタセンサ１２２の蓄積を開始する。すなわち、全ての測距センサ対４１−１乃至４１−Ｍのモニタセンサ１２２の蓄積が開始される。

ステップＳ２において、判定部５２は、時間Ｔ１が経過したかを判定する。時間Ｔ１は、測距センサ対４１の短蓄積モードと長蓄積モードとを切り換えるための閾値として予め設定されている。

なお、以下では、短蓄積モードの測距センサ対４１を短蓄積測距センサと記述し、長蓄積モードの測距センサ対４１を長蓄積測距センサと記述する。

また、本実施の形態では、時間Ｔ１は全ての測距センサ対４１で同じ時間として説明するが、時間Ｔ１は測距センサ対４１ごとに異なる時間としてもよい。

ステップＳ２において、まだ時間Ｔ１が経過していないと判定された場合、ステップＳ３において、判定部５２は、対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた測距センサ対４１が存在するかを判定する。

すなわち、時間Ｔ１以内の現時点において、モニタセンサ１２２の蓄積が終了した測距センサ対４１が存在するかが判定される。

なお、本実施の形態では、対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えるまでの時間を、測距センサ対４１のフォトダイオード１４１の蓄積の最適時間として設定するが、閾値には他の値を設定してもよい。

例えば、閾値として上述の閾値Ｔｈの半分の値を設定してもよい。閾値として閾値Ｔｈの半分の値を設定する場合、モニタセンサ１２２の出力が閾値を超えた時間の２倍の時間がフォトダイオード１４１の蓄積の最適時間となる。

また、閾値Ｔｈはそのままで、モニタセンサ１２２のモニタ感度等を調整してもよい。モニタ感度を２倍にした場合、モニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた時間の２倍の時間がフォトダイオード１４１の蓄積の最適時間となる。

ステップＳ３において、時間Ｔ１以内の現時点において、モニタセンサ１２２の蓄積が終了した測距センサ対４１が存在しないと判定された場合、処理はステップＳ２に戻り、それ以降同様の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ３において、時間Ｔ１以内の現時点において、モニタセンサ１２２の蓄積が終了した測距センサ対４１が存在すると判定された場合、ステップＳ４において、取得部５３は、その測距センサ対４１を短蓄積測距センサとして取得する。

図１７を参照して、モニタセンサ１２２が時間Ｔ１以内に閾値Ｔｈを超える場合について説明する。

図１７は、測距センサ対４１の蓄積の例を示す図である。図１７の例では、モニタセンサ１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄ，１２２Ｅ，１２２Ｆの蓄積状態が示されている。

図１７の縦軸は、モニタセンサ１２２の出力を示しており、下方向がプラスとなっている。また、横軸は、経過時間を示している。

モニタセンサ１２２の蓄積が開始されると、モニタセンサ１２２の出力２０１が閾値Ｔｈに（図１７において下方向に）向かって増加する。

図１７の例では、モニタセンサ１２２Ａの出力２０１Ａ、モニタセンサ１２２Ｂの出力２０１Ｂ、モニタセンサ１２２Ｃの出力２０１Ｃの順番に閾値Ｔｈを超える。

そして、出力２０１Ａが閾値Ｔｈを超えるまでの経過時間が蓄積時間Ｔｆ１Ａとされ、出力２０１Ｂが閾値Ｔｈを超えるまでの経過時間が蓄積時間Ｔｆ１Ｂとされ、出力２０１Ｃが閾値Ｔｈを超えるまでの経過時間が時間Ｔｆ１Ｂとされる。

一方、モニタセンサ１２２Ｄの出力２０１Ｄ、モニタセンサ１２２Ｅの出力２０１Ｅ、およびモニタセンサ１２２Ｆの出力２０１Ｆは、時間Ｔ１以内に閾値Ｔｈを超えない。

図１６に戻り、ステップＳ５において、記録部５４は、短蓄積測距センサのＩＤと蓄積時間Ｔｆ１＊を記録する。ＩＤ（Identification）は、例えば、短蓄積測距センサの名称等である。

蓄積時間Ｔｆ１＊は、モニタセンサ１２２の蓄積が開始されてから、閾値Ｔｈを超えるまでに経過した時間である。蓄積時間Ｔｆ１＊の「＊」は、対応する短蓄積測距センサのＩＤ等を示している。

例えば、短蓄積測距センサＡの場合、短蓄積測距センサＡのＩＤ「Ａ」と、短蓄積測距センサＡに対応する蓄積時間Ｔｆ１Ａが記録される。

ステップＳ５の処理の後、処理はステップＳ２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

上述のステップＳ２乃至Ｓ５の処理が繰り返されることで、モニタセンサ１２２Ｂに対応する測距センサ対４１Ｂが短蓄積測距センサＢとして取得され、短蓄積測距センサＢのＩＤ「Ｂ」と、その蓄積時間Ｔｆ１Ｂが記録される。

また同様に、モニタセンサ１２２Ｃに対応する測距センサ対４１Ｃが短蓄積測距センサＣとして取得され、短蓄積測距センサＣのＩＤ「Ｃ」と、その蓄積時間Ｔｆ１Ｃが記録される。

一方、ステップＳ２において、時間Ｔ１が経過したと判定された場合、ステップＳ６において、判定部５２は、測距センサ対４１が、時間Ｔ１以内に対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた測距センサ対４１であるかを判定する。

すなわち、測距センサ対４１が短蓄積測距センサであるか、長蓄積測距センサであるかが判定される。

ステップＳ６において、測距センサ対４１が、時間Ｔ１以内に対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた測距センサ対４１でないと判定された場合、すなわち、測距センサ対４１が長蓄積測距センサであると判定された場合、処理はステップＳ７に進む。

ステップＳ７において、取得部５３は、該当する全ての測距センサ対４１を長蓄積センサとして取得する。図１７の例では、モニタセンサ１２２Ｄ，１２２Ｅ，１２２Ｆに対応する測距センサ対４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆが長蓄積測距センサＤ，Ｅ，Ｆとして取得される。

ステップＳ８において、CPU３１は、長蓄積処理を実行する。図１８を参照して、長蓄積測距センサの長蓄積処理について説明する。

［長蓄積処理］

図１８は、長蓄積測距センサの長蓄積処理を説明するフローチャートである。

ステップＳ２１において、制御部５１は、全ての長蓄積測距センサの蓄積を開始する。より正確には、全ての長蓄積測距センサの撮像画素列１２１の蓄積が開始される。

すなわち、図１６のステップＳ１の処理によるモニタセンサ１２２の蓄積開始から時間（Ｔ１＋α（αは実数））経過後に、長蓄積測距センサＤ，Ｅ，Ｆのフォトダイオード１４１の蓄積が開始される。

なお、時間αは、図１６のステップＳ６，Ｓ７の処理時間に対応する微小な時間であるとする。

ステップＳ２２において、判定部５２は、対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた長蓄積測距センサが存在するかを判定する。すなわち、測距センサ対４１の蓄積時間が決定された長蓄積測距センサが存在するかが判定される。

ステップＳ２２において、蓄積時間が決定された長蓄積測距センサが存在しないと判定された場合、処理はステップＳ２２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ２２において、蓄積時間が決定した長蓄積測距センサが存在すると判定された場合、ステップＳ２３において、記録部５４は、長蓄積測距センサのＩＤと蓄積時間Ｔｆ２＊を記録する。

図１７の例では、モニタセンサ１２２の蓄積開始から蓄積時間Ｔｆ２Ｄが経過した時、モニタセンサ１２２Ｄの出力２０１Ｄが閾値Ｔｈを超える。

この時、モニタセンサ１２２Ｄに対応する長蓄積測距センサＤのＩＤ「Ｄ」と、長蓄積測距センサＤに対応する蓄積時間Ｔｆ２Ｄが記録される。

なお、長蓄積測距センサの場合、蓄積時間Ｔｆ２＊は、Ａ／Ｄ変換の時間Ｔad刻みで制御される。図１７において点線は、Ａ／Ｄ変換の処理のタイミングを表わしている。

図１７の例では、モニタセンサ１２２の蓄積開始から蓄積時間Ｔｆ２Ｄが経過した時、モニタセンサ１２２Ｄの出力２０１Ｄが閾値Ｔｈを超え、蓄積時間Ｔｆ２Ｅが経過した時、モニタセンサ１２２Ｅの出力２０１Ｅが閾値Ｔｈを超える。

このような場合、蓄積時間Ｔｆ２Ｄ，Ｔｆ２Ｅは異なる時間となるが、蓄積時間Ｔｆ２Ｄ，Ｔｆ２Ｅが同じ時間Ｔadの範囲内であるので、モニタセンサ１２２Ｅの出力２０１Ｅが閾値Ｔｈを超えるタイミングは出力２０１Ｄと同じタイミングとされる。時間Ｔadは、長蓄積測距センサの蓄積時間に較べて充分小さいからである。

すなわち、モニタセンサ１２２の蓄積開始から時間Ｔｆ２Ｄ＋β（＝Ｔｆ２Ｅ＋γ（β，γ＜Ｔad、β，γは実数））が経過した時、出力２０１Ｄ，２０１Ｅが閾値Ｔｈを超えたとされる。なお、β，γは、次のＡ／Ｄ変換のタイミングまでの時間である。

ステップＳ２４において、判定部５２は、長蓄積測距センサの蓄積開始から蓄積時間Ｔｆ２＊が経過した長蓄積測距センサが存在するかを判定する。すなわち、長蓄積測距センサの蓄積が終了したかが判定される。

ステップＳ２４において、まだ長蓄積測距センサの蓄積が終了していないと判定された場合、後述するステップＳ２７乃至Ｓ２９の処理はスキップされ、処理はステップＳ２５に進む。

ステップＳ２５において、判定部５２は、全ての長蓄積測距センサに対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えたかを判定する。すなわち、全ての長蓄積測距センサの蓄積時間が決定したかが判定される。

ステップＳ２５において、まだ全ての長蓄積測距センサの蓄積時間が決定されていないと判定された場合、処理はステップＳ２２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ２５において、全ての長蓄積測距センサの蓄積時間が決定されたと判定された場合、ステップＳ２６において、判定部５２は、全ての長蓄積測距センサの蓄積が終了したかを判定する。

図１７の例では、上述のステップＳ２２乃至Ｓ２５の処理が繰り返されることで、長蓄積測距センサＤ，Ｅの蓄積時間が決定された後、モニタセンサ１２２Ｆの出力２０１Ｆが閾値Ｔｈを超え、長蓄積測距センサＦのＩＤ「Ｆ」と、その蓄積時間Ｔｆ２Ｆが記録される。

従って、長蓄積測距センサＦの蓄積時間Ｔｆ２Ｆが決定され、全ての長蓄積測距センサＤ，Ｅ，Ｆの蓄積時間が決定される。

ステップＳ２６において、まだ全ての長蓄積測距センサの蓄積が終了していないと判定された場合、すなわち、蓄積が終了していない長蓄積測距センサが存在する場合、処理はステップＳ２４に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ２４において、長蓄積測距センサの蓄積が終了したと判定された場合、ステップＳ２７において、取得部５３は、蓄積時間Ｔｆ２＊が経過した長蓄積測距センサの出力を取得する。

ステップＳ２８において、制御部５１は、蓄積時間Ｔｆ２＊が経過した長蓄積測距センサの出力をＡ／Ｄ変換する。

すなわち、制御部５１は、Ａ／Ｄ変換部１４３を制御し、参照信号生成部１３１が出力する基準電圧を用いてフォトダイオード１４１の出力をＡ／Ｄ変換する。

図１７の例では、長蓄積測距センサの蓄積開始から蓄積時間Ｔｆ２Ｄ＋β（＝Ｔｆ２Ｅ＋γ）が経過した時、長蓄積測距センサＤ，Ｅの出力が取得される。

この場合、制御部５１は、長蓄積測距センサＤ、すなわち測距センサ対４１ＤのＡ／Ｄ変換部１４３Ｄを制御して、フォトダイオード１４１Ｄの出力をＡ／Ｄ変換する。

また同様に、制御部５１は、長蓄積測距センサＥ、すなわち測距センサ対４１ＥのＡ／Ｄ変換部１４３Ｅを制御して、フォトダイオード１４１Ｅの出力をＡ／Ｄ変換する。

なお、制御部５１がＡ／Ｄ変換部１４３を制御するとしたが、Ａ／Ｄ変換部１４３が制御部５１の制御に依らず、独立にフォトダイオード１４１の出力をＡ／Ｄ変換するようにしてもよい。

ステップＳ２９において、記録部５４は、Ａ／Ｄ変換された長蓄積測距センサの出力を記録する。

すなわち、センサ列１０１ごとに、フォトダイオード１４１Ｄの出力がデジタルメモリ部１４４Ｄに記録され、フォトダイオード１４１Ｅの出力がデジタルメモリ部１４４Ｅに記録される。

ステップＳ２９の処理の後、処理はステップＳ２５に進み、それ以降の処理が繰り返される。

上述のステップＳ２４乃至Ｓ２９の処理が繰り返されることで、長蓄積測距センサの蓄積開始から蓄積時間Ｔｆ２Ｆ＋ε（ε＜Ｔad、εは実数）が経過した時、長蓄積測距センサＦの出力が取得される。εも、次のＡ／Ｄ変換のタイミングまでの時間である。

そして、長蓄積測距センサＦのフォトダイオード１４４Ｆの出力がＡ／Ｄ変換されて、デジタルメモリ部１４４Ｆに記録される。

ステップＳ２６において、全ての長蓄積測距センサの蓄積が終了したと判定された場合、長蓄積測距センサの長蓄積処理は終了し、処理は図１６に戻る。

図１６に戻り、ステップＳ６において、測距センサ対４１が短蓄積測距センサであると判定された場合、ステップＳ９において、取得部５３は、全ての短蓄積測距センサを取得する。図１７の例では、短蓄積測距センサＡ，Ｂ，Ｃが取得される。

ステップＳ１０において、CPU３１は、短蓄積処理１を実行する。図１９を参照して、短蓄積測距センサの短蓄積処理１について説明する。

［短蓄積処理１］

図１９は、短蓄積測距センサの短蓄積処理１を説明するフローチャートである。

ステップＳ４１において、判定部５２は、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１＊）が経過した短蓄積測距センサが存在するかを判定する。すなわち、フォトダイオード１４１の蓄積を開始する短蓄積測距センサが存在するかが判定される。

長蓄積測距センサの蓄積は、図１８のステップＳ２１の処理が実行された時、すなわち、モニタセンサ１２２の蓄積開始から時間（Ｔ１＋α）経過後に開始されている。

ステップＳ４１において、まだ蓄積を開始する短蓄積測距センサが存在しないと判定された場合、処理はステップＳ４１に戻り、同様の処理が繰り返される。

ステップＳ４１において、蓄積を開始する短蓄積測距センサが存在すると判定された場合、ステップＳ４２において、制御部５１は、蓄積時間（Ｔ１−Ｔｆ１＊）が経過した短蓄積測距センサの蓄積を開始する。

短蓄積測距センサＡ，Ｂ，Ｃの場合、図１６のステップＳ２乃至Ｓ５の処理により、最後にモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた短蓄積測距センサＣが、最初に蓄積を開始する。

すなわち、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ｃ）が経過した時、短蓄積測距センサＣの蓄積が開始される。

ステップＳ４３において、判定部５２は、全ての短蓄積測距センサが蓄積を開始したかを判定する。

ステップＳ４３において、まだ全ての短蓄積測距センサが蓄積を開始していないと判定された場合、すなわち蓄積が開始されていない短蓄積測距センサが存在すると判定された場合、処理はステップＳ４１に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

上述のステップＳ４１乃至Ｓ４３の処理が繰り返されることで、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ｂ）が経過した時、短蓄積測距センサＢの蓄積が開始され、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ａ）が経過した時、短蓄積測距センサＡの蓄積が開始される。

このように蓄積開始のタイミングを調整することにより、短蓄積測距センサＡ，Ｂ，Ｃの蓄積が同じタイミングで終了するようになる。

ステップＳ４３において、全ての短蓄積測距センサが蓄積を開始したと判定された場合、ステップＳ４４において、制御部５１は、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間Ｔ１が経過するまで待機する。すなわち、全ての短蓄積測距センサＡ，Ｂ，Ｃの蓄積が終了するまで待機する。

ステップＳ４５において、取得部５３は、短蓄積測距センサの出力を取得する。すなわち、取得部５３は、読み出し部１４２を介して、フォトダイオード１４１−１乃至１４１−Ｎの出力を取得する。

図２０を参照して、フォトダイオード１４１の出力結果の読み出しについて説明する。図２０は、短蓄積測距センサの蓄積と読み出しのタイミングチャートである。

図２０の例では、簡単のため、短蓄積測距センサＡ，Ｂ，Ｃの一方のセンサ列１０１のフォトダイオード１４１−１の蓄積と読み出しの例が示されている。また、Ｖoutは、短蓄積測距センサＡの一方のセンサ列１０１の出力結果を示している。

図２０の例では、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ｃ）がカウントダウンされ、カウントが０となったタイミングで信号ＴＧ−Ｃが高レベルから低レベルに変化する。

すなわち、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ｃ）経過した時、短蓄積測距センサＣの蓄積が開始される。

同様に、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ｂ）がカウントダウンされ、カウントが０となったタイミングで信号ＴＧ−Ｂが高レベルから低レベルに変化する。

また、長蓄積測距センサの蓄積開始から時間（Ｔ１−Ｔｆ１Ａ）がカウントダウンされ、カウントが０となったタイミングでＴＧ−Ａが高レベルから低レベルに変化する。

蓄積が終了する少し前のタイミングで、信号ＲＳが高レベルから低レベルに変化すると、コンデンサ３２２がリセットされ、増幅用トランジスタ３２４，３２５の出力Ｖoutは、容量性カップリングの特性により、電源電圧Ｖｄを保持できず、第１の値に低下する。

さらに、蓄積終了の直前のタイミングで信号ＴＧ−Ａが高レベルになると、フォトダイオード１４１−１の電荷がコンデンサ３２２に転送される。その後、蓄積終了のタイミングで信号ＴＧ−Ａが低レベルになると、増幅用トランジスタ３２４，３２５の出力Ｖoutは第２の値となる。

この第１の値と第２の値との差分が最終的なフォトダイオード１４１の出力となる。同様の読み出し処理が他のフォトダイオード１４１に対しても行なわれ、短蓄積測距センサＡの出力となる。

さらに、同様の読み出し処理が短蓄積測距センサＢ，Ｃにおいても行なわれる。

図１９に戻り、ステップＳ４６において、制御部５１は、短蓄積測距センサの出力をＡ／Ｄ変換する。すなわち、制御部５１は、Ａ／Ｄ変換部１４３を制御し、参照信号生成部１３１が出力する基準電圧を用いてフォトダイオード１４１の出力をＡ／Ｄ変換する。

短蓄積測距センサＡ，Ｂ，ＣのＡ／Ｄ変換は、同じタイミングで行なわれるので、それぞれのＡ／Ｄ変換に必要な基準電圧は、共通のものとすることができる。従って、参照信号生成部１３１は１個とすることができる。

ステップＳ４７において、記録部５４は、Ａ／Ｄ変換された短蓄積測距センサの出力を記録する。すなわち、フォトダイオード１４１Ａの出力がデジタルメモリ部１４４Ａに記録される。

また同様に、フォトダイオード１４１Ｂ，Ｃの出力がデジタルメモリ部１４４Ｂ，Ｃにそれぞれ記録される。ステップＳ４７の処理の後、短蓄積処理１は終了し、処理は図１６に戻る。

このように、短蓄積処理１では、全ての短蓄積測距センサの蓄積終了のタイミングが同じになるので、１つの参照信号生成部１３１を用いて、データ欠損等が発生することなく確実にフォトダイオード１４１の出力をＡ／Ｄ変換することができる。

また、フォトダイオード１４１の出力を対応するデジタルメモリ部１４４に記憶するので、長蓄積測距センサの長蓄積処理が終了するまで、ノイズ等が増加することなく、確実にフォトダイオード１４１の出力を保持することができる。

図１６に戻り、ステップＳ８の長蓄積処理、およびステップＳ１０の短蓄積処理１の後、測距センサ蓄積処理１は終了する。

なお、本実施の形態においては、測距センサ対４１が短蓄積測距センサおよび長蓄積測距センサのいずれかであるとしたが、全ての測距センサ対４１が短蓄積測距センサとなる場合がある。図２１乃至図２３を参照して、この場合の測距センサ蓄積処理２について説明する。

［測距センサ蓄積処理２］

図２１は、測距センサ蓄積処理２を説明するフローチャートである。図２２は、測距センサ対４１の蓄積の例を示す図である。図２２の例では、モニタセンサ１２２Ｇ，１２２Ｈ，１２２Ｉの出力２０１Ｇ，２０１Ｈ，２０１Ｉが示されている。

図２１においてステップＳ１０１乃至Ｓ１０５，Ｓ１０８乃至Ｓ１１２の処理は、図１６のステップＳ１乃至Ｓ１０の処理に対応する処理である。したがって、これらの処理は繰り返しになるので簡単に説明する。

ステップＳ１０１において、制御部５１は、全てのモニタセンサ１２２の蓄積を開始する。ステップＳ１０２において、判定部５２は、時間Ｔ１が経過したかを判定する。

ステップＳ１０２において、まだ時間Ｔ１が経過していないと判定された場合、ステップＳ１０３において、判定部５２は、対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた測距センサ対４１が存在するかを判定する。

すなわち、時間Ｔ１以内に蓄積が終了する測距センサ対４１が存在するかが判定される。ステップＳ１０３において、時間Ｔ１以内に蓄積が終了する測距センサ対４１が存在しないと判定された場合、処理はステップＳ１０２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ１０３において、時間Ｔ１以内に蓄積が終了する測距センサ対４１が存在すると判定された場合、ステップＳ１０４において、取得部５３は、測距センサ対４１を短蓄積測距センサとして取得する。

ステップＳ１０５において、記録部５４は、短蓄積測距センサのＩＤと蓄積時間Ｔｆ１＊を記録する。例えば、図２２では、短蓄積測距センサＧのＩＤ「Ｇ」と蓄積時間Ｔｆ１Ｇが取得される。

ステップＳ１０６において、判定部５２は、全てのモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えたかを判定する。すなわち、全ての測距センサ対４１が短蓄積測距センサであるかが判定される。

ステップＳ１０６において、全ての測距センサ対４１が短蓄積測距センサでないと判定された場合、すなわち、まだ対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えていない測距センサ対４１が存在する場合、処理はステップＳ１０２に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

一方、ステップＳ１０６において、全ての測距センサ対４１が短蓄積測距センサであると判定された場合、ステップＳ１０７において、CPU３１は、短蓄積処理２を実行する。図２３を参照して、短蓄積測距センサの短蓄積処理２について説明する。

［短蓄積処理２］

図２３は、短蓄積測距センサの短蓄積処理２を説明するフローチャートである。

ステップＳ１３１において、取得部５３は、最後に出力が閾値Ｔｈを超えたモニタセンサ１２２の蓄積時間Ｔｆ１＊を時間Ｔａとして取得する。図２２の例では、モニタセンサ１２２Ｉの出力２０１Ｉが最後に閾値Ｔｈを超えるので、蓄積時間Ｔｆ１Ｉが時間Ｔａとして取得される。

ステップＳ１３２において、記録部５４は、時間Ｔａを記録する。すなわち、取得された蓄積時間Ｔｆ１Ｉが時間Ｔａとして記録される。

図１７の時間Ｔ１に代わり、時間Ｔａを使用することで、図１７の例に較べて時間（Ｔ１−Ｔａ）×２を削減することができ、迅速に処理を実行することができる。

また、時間（Ｔ１−Ｔａ）×２内に輝度揺れ等があった場合、出力がずれてしまうことがあるが、時間（Ｔ１−Ｔａ）×２を削減することで、より正確な測距センサ対４１の出力を供給することができる。

ステップＳ１３３において、制御部５１は、最後に出力が閾値Ｔｈを超えたモニタセンサ１２２に対応する短蓄積測距センサの蓄積を開始する。図２２の例では、短蓄積測距センサＩのフォトダイオード１４１Ｉの蓄積が開始される。

ステップＳ１３４において、判定部５２は、蓄積開始から時間（Ｔａ−Ｔｆ１＊）が経過した短蓄積測距センサが存在するかを判定する。すなわち、蓄積を開始する短蓄積測距センサが存在するかが判定される。

ステップＳ１３４において、まだ蓄積を開始する短蓄積測距センサが存在しないと判定された場合、処理はステップＳ１３４に戻り、同様の処理が繰り返される。

ステップＳ１３４において、蓄積を開始する短蓄積測距センサが存在すると判定された場合、ステップＳ１３５において、制御部２６１は、時間（Ｔａ−Ｔｆ１＊）が経過した短蓄積測距センサの蓄積を開始する。

例えば、時間（Ｔａ−Ｔｆ１Ｈ）が経過した時、短蓄積測距センサＨの蓄積が開始され、時間（Ｔａ−Ｔｆ１Ｇ）が経過した時、短蓄積測距センサＧの蓄積が開始される。

ステップＳ１３６において、判定部５２は、全ての短蓄積測距センサが蓄積を開始したかを判定する。

ステップＳ１３６において、全ての短蓄積測距センサが蓄積を開始していないと判定された場合、すなわち、蓄積を開始していない短蓄積測距センサが存在する場合、処理はステップＳ１３４に戻り、それ以降の処理が繰り返される。

ステップＳ１３６において、全ての短蓄積測距センサが蓄積を開始したと判定された場合、ステップＳ１３７において、制御部５１は、蓄積開始から時間Ｔａが経過するまで待機する。すなわち、全ての短蓄積測距センサの蓄積が終了するまで待機する。

ステップＳ１３８において、取得部５３は、短蓄積測距センサの出力を取得する。図２２の例では、短蓄積測距センサＧ，Ｈ，Ｉの出力が取得される。

ステップＳ１３９において、制御部５１は、短蓄積測距センサの出力をＡ／Ｄ変換する。すなわち、制御部５１は、Ａ／Ｄ変換部１４３を制御し、参照信号生成部１３１の基準電圧を用いてフォトダイオード１４１の出力をＡ／Ｄ変換する。

短蓄積測距センサＧ，Ｈ，Ｉの出力は、同じタイミングで参照信号生成部１３１に供給される。制御部５１は、短蓄積測距センサＧ、すなわち測距センサ対４１ＧのＡ／Ｄ変換部１４３Ｇおよび参照信号生成部１３１を介して、フォトダイオード１４１Ｇの出力をＡ／Ｄ変換する。

また同様に、制御部５１は、短蓄積測距センサＨ，Ｉ、すなわち測距センサ対４１Ｈ，ＩのＡ／Ｄ変換部１４３Ｈ，Ｉおよび参照信号生成部１３１を介して、フォトダイオード１４１Ｈ，Ｉの出力をそれぞれＡ／Ｄ変換する。

ステップＳ１４０において、記録部５４は、Ａ／Ｄ変換された短蓄積測距センサの出力を記録する。すなわち、フォトダイオード１４１Ｇの出力がデジタルメモリ部１４４Ｇに記録される。

また同様に、フォトダイオード１４１Ｈ，Ｉの出力がデジタルメモリ部１４４Ｈ，Ｉにそれぞれ記録される。ステップＳ１４０の処理の後、短蓄積処理２は終了し、処理は図２１に戻る。

一方、図２１のステップＳ１０２において、時間Ｔ１が経過したと判定された場合、ステップＳ１０８において、判定部５２は、時間Ｔ１以内に対応するモニタセンサ１２２の出力が閾値Ｔｈを超えた測距センサ対４１であるかを判定する。

すなわち、測距センサ対４１が短蓄積測距センサであるか、長蓄積ＡＦであるかが判定される。

ステップＳ１０８において、測距センサが長蓄積測距センサであると判定された場合、ステップＳ１０９において、取得部５３は、該当する全ての測距センサ対４１を長蓄積センサとして取得する。

ステップＳ１１０において、長蓄積処理が実行される。長蓄積処理は、図１８を参照して上述した通りである。

一方、ステップＳ１０８において、測距センサ対４１が短蓄積測距センサであると判定された場合、ステップＳ１１１において、取得部５３は、全ての短蓄積測距センサを取得する。

ステップＳ１１２において、短蓄積処理１が実行される。短蓄積処理１は、図１９参照して上述した通りである。

ステップＳ１０７の短蓄積処理２の後、並びにステップＳ１１０の長蓄積処理、およびステップＳ１１２の短蓄積処理１の後、測距センサ蓄積処理２は終了する。

このように、測距センサ制御装置８１は、全ての測距センサ対４１が短蓄積測距センサである場合、より迅速かつ確実に測距センサ対４１の蓄積を実行することができる。

［その他］

本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。

本技術の実施の形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、本技術の実施の形態は、一部の機能を他の装置が有していても良い。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御部を備え、前記制御部は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する撮像装置。
（２）前記測距センサごとに、前記フォトダイオードの蓄積時間を決定するためのモニタセンサをさらに備え、前記制御部は、前記モニタセンサにより決定された前記蓄積時間に基づいて、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する前記（１）に記載の撮像装置。
（３）前記制御部は、前記モニタセンサの出力が所定時間以内に所定の閾値を超えなかった場合、前記モニタセンサに対応する長蓄積の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積を開始するとともに、前記モニタセンサの出力が前記所定時間以内に前記所定の閾値を超えた短蓄積の前記測距センサの蓄積終了のタイミングが、長蓄積の前記測距センサの蓄積開始のタイミングから前記所定時間と同じ長さの時間が経過した時となるように、複数の短蓄積の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する前記（２）に記載の撮像装置。
（４）前記制御部は、複数の前記モニタセンサの出力が全て前記所定時間以内に前記所定の閾値を超えた場合、前記モニタセンサの出力が最後に前記所定の閾値を超えた前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積を開始するとともに、前記モニタセンサの出力が最後に前記所定の閾値を超えたとき、最後に前記所定の閾値を超えた前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了と同じタイミングで、他の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積が終了するように、他の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する前記（３）に記載の撮像装置。
（５）前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、前記Ａ／Ｄ変換部は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号を、同じタイミングでデジタル信号に変換する前記（１）から（４）のいずれかに記載の撮像装置。
（６）１つの参照信号生成部をさらに備え、前記Ａ／Ｄ変換部は、前記参照信号生成部の基準電圧を用いて、前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換する前記（５）に記載の撮像装置。
（７）前記Ａ／Ｄ変換部は、前記参照信号生成部の基準電圧を用いて、前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をカラムADC方式でデジタル信号に変換する前記（６）に記載の撮像装置。
（８）前記Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換された前記フォトダイオードの出力結果を記憶するデジタルメモリ部をさらに備える前記（５）から（７）のいずれかに記載の撮像装置。
（９）複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップを含み、前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する撮像方法。
（１０）コンピュータに、複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップを実行させるためのプログラムであって、前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御するプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
（１１）コンピュータに、複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップを実行させるためのプログラムであって、前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御するプログラム。

４１ 測距センサ対， ５１ 制御部， １２２ モニタセンサ， １３１ 参照信号生成部， １４１ フォトダイオード， １４３ Ａ／Ｄ変換部， １４４ デジタルメモリ部

Claims (11)

1. 複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御部
   を備え、
   前記制御部は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
   撮像装置。
2. 前記測距センサごとに、前記フォトダイオードの蓄積時間を決定するためのモニタセンサをさらに備え、
   前記制御部は、前記モニタセンサにより決定された前記蓄積時間に基づいて、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、
   前記モニタセンサの出力が所定時間以内に所定の閾値を超えなかった場合、前記モニタセンサに対応する長蓄積の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積を開始するとともに、
   前記モニタセンサの出力が前記所定時間以内に前記所定の閾値を超えた短蓄積の前記測距センサの蓄積終了のタイミングが、長蓄積の前記測距センサの蓄積開始のタイミングから前記所定時間と同じ長さの時間が経過した時となるように、複数の短蓄積の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
   請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、
   複数の前記モニタセンサの出力が全て前記所定時間以内に前記所定の閾値を超えた場合、前記モニタセンサの出力が最後に前記所定の閾値を超えた前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積を開始するとともに、
   前記モニタセンサの出力が最後に前記所定の閾値を超えたとき、最後に前記所定の閾値を超えた前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了と同じタイミングで、他の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積が終了するように、他の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
   請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部をさらに備え、
   前記Ａ／Ｄ変換部は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号を、同じタイミングでデジタル信号に変換する
   請求項４に記載の撮像装置。
6. １つもしくは1つ以上の参照信号生成部をさらに備え、
   前記Ａ／Ｄ変換部は、前記参照信号生成部の基準電圧を用いて、前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をデジタル信号に変換する
   請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記Ａ／Ｄ変換部は、前記参照信号生成部の基準電圧を用いて、前記フォトダイオードの出力結果としてのアナログ信号をカラムADC方式でデジタル信号に変換する
   請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号に変換された前記フォトダイオードの出力結果を記憶するデジタルメモリ部
   をさらに備える請求項７に記載の撮像装置。
9. 複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップ
   を含み、
   前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
   撮像方法。
10. コンピュータに、
    複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップ
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
    プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
11. コンピュータに、
    複数の測距センサのフォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する制御ステップ
    を実行させるためのプログラムであって、
    前記制御ステップの処理は、複数の前記測距センサの前記フォトダイオードの蓄積終了が同じタイミングとなるように、前記フォトダイオードの蓄積開始のタイミングを制御する
    プログラム。

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