JP2001305418A - Focus detector - Google Patents

Focus detector

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JP2001305418A
JP2001305418A JP2000120732A JP2000120732A JP2001305418A JP 2001305418 A JP2001305418 A JP 2001305418A JP 2000120732 A JP2000120732 A JP 2000120732A JP 2000120732 A JP2000120732 A JP 2000120732A JP 2001305418 A JP2001305418 A JP 2001305418A
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conversion signal
focus detection
area
charge accumulation
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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a charge storage time by using a photoelectric conversion signal near a calculation area when the value of a photoelectric conversion signal in the calculation area of an image sensor array is equal to or exceeding a saturation level. SOLUTION: Object light transmitted through a lens 91 is image-formed on the image sensor array 2 by a focus detecting optical system 1. The corresponding photoelectric conversion signal to the incident light quantity is outputted by the image sensor array 2 in accordance with an element position. A prescribed arithmetic operation is performed by using each signal level of plural photoelectric conversion signals outputted from plural pixel areas of the image sensor array 2 and each position of the pixel areas for outputting respective photoelectric conversion signals on the image sensor array 2. The charge storage time Tn is calculated by a storage time control part 4 by using the maximum value Dmax when the maximum value Dmax of the photoelectric conversion signals D[As] to D[Ae] of the elements As to Ae (Fig.4) is below the saturation level, on the other hand, when the value Dmax is equal to or exceeding the saturation level, the charge storage time Tn is calculated by the control part 4 by using the photoelectric conversion signal D[As-i] of an element (As-i)(Fig.4) positioned adjacently on the left side of the element As. The charge storage time Tn is set in the image sensor array 2 by the control part 4.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
カメラの焦点検出装置に関する。
The present invention relates to a focus detection device for an autofocus camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】被写体光をCCDのような光電変換素子
で受光し、光電変換素子から出力される光電変換信号に
基づいて撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出
装置が知られている。光電変換素子の出力信号レベル
は、入射される被写体光量に応じて変化する。入射され
る被写体光量が多過ぎる場合は出力される信号レベルが
高すぎて飽和し、被写体光量が少な過ぎる場合は出力さ
れる信号レベルが低くてノイズの影響を受けやすくな
る。そこで、被写体輝度に応じて光電変換素子の電荷蓄
積時間を変化させることにより、光電変換信号レベルが
適正に調整される。被写体輝度を検出する方法として、
輝度検出用に専用のセンサを設ける方法と、光電変換素
子の出力信号レベルから被写体輝度を検出する方法とが
ある。一般に、専用のセンサを設けるとコストアップに
つながるので、光電変換素子の出力信号レベルから被写
体輝度を検出する方法が用いられる。たとえば、特開平
2−113215号公報には、光電変換時に光電変換素
子から出力される受光素子出力の最大出力値について、
次回の光電変換時に適正値として出力されるように電荷
蓄積時間を演算して求め、光電変換素子の電荷蓄積時間
を制御する焦点検出装置が記載されている。
2. Description of the Related Art There is known a focus detection device which receives a subject light by a photoelectric conversion element such as a CCD and detects a focus adjustment state of a photographing lens based on a photoelectric conversion signal output from the photoelectric conversion element. The output signal level of the photoelectric conversion element changes according to the amount of incident subject light. If the amount of incident subject light is too large, the output signal level is too high to saturate, and if the amount of subject light is too small, the output signal level is low and the signal is susceptible to noise. Therefore, the photoelectric conversion signal level is appropriately adjusted by changing the charge accumulation time of the photoelectric conversion element in accordance with the luminance of the subject. As a method of detecting the subject brightness,
There are a method of providing a dedicated sensor for luminance detection and a method of detecting the luminance of the subject from the output signal level of the photoelectric conversion element. Generally, providing a dedicated sensor leads to an increase in cost. Therefore, a method of detecting subject brightness from the output signal level of the photoelectric conversion element is used. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2-113215 discloses a maximum output value of a light-receiving element output from a photoelectric conversion element during photoelectric conversion.
A focus detection device that calculates and calculates a charge accumulation time so as to be output as an appropriate value at the next photoelectric conversion and controls the charge accumulation time of the photoelectric conversion element is described.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術による焦点検出装置では、光電変換素子の
電荷蓄積時間が所定時間より長くて光電変換信号が飽和
してしまうと、電荷蓄積時間に関係なく光電変換信号レ
ベルが飽和レベルにクリップされてしまう。したがっ
て、電荷蓄積時間と信号レベルとの関係がわからなくな
るので、次回以降の電荷蓄積時間を適正に制御できない
という問題があった。
However, in the focus detection device according to the prior art described above, if the charge conversion time of the photoelectric conversion element is longer than a predetermined time and the photoelectric conversion signal is saturated, the focus detection time is not related to the charge storage time. The photoelectric conversion signal level is clipped to the saturation level. Therefore, the relationship between the charge accumulation time and the signal level is not understood, and there is a problem that the charge accumulation time after the next time cannot be properly controlled.

【0004】本発明の目的は、光電変換素子から出力さ
れる光電変換信号が飽和しても電荷蓄積時間を適正に制
御するようにした焦点検出装置を提供することにある。
[0004] It is an object of the present invention to provide a focus detection device that appropriately controls the charge accumulation time even when the photoelectric conversion signal output from the photoelectric conversion element is saturated.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図
2、図3に対応づけて本発明を説明する。 (1)請求項1に記載の発明による焦点検出装置は、撮
影レンズ91を通して入射される被写体光に応じて光電
変換信号を出力する電荷蓄積型の光電変換素子2と、被
写体光を光電変換素子2の所定の領域に導く光学手段1
と、光電変換素子2の領域から出力される光電変換信号
に基づいて、撮影レンズ91の焦点調節状態を検出する
焦点検出手段3と、光電変換素子2の領域および領域の
近傍から出力される光電変換信号に基づいて、光電変換
素子2の電荷蓄積時間を制御する制御手段4とを備える
ことにより、上述した目的を達成する。 (2)請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の焦点
検出装置において、光電変換信号が飽和しているか否か
を判定する判定手段4をさらに備え、制御手段4は、判
定手段4が飽和を判定していないとき、光電変換素子2
の領域から出力される光電変換信号に基づいて電荷蓄積
時間を制御し、判定手段4が飽和を判定したとき、光電
変換素子2の領域の近傍から出力される光電変換信号に
基づいて電荷蓄積時間を制御することを特徴とする。 (3)請求項3に記載の発明による焦点検出装置は、撮
影レンズ91を通して入射される被写体光に応じて光電
変換信号を出力する電荷蓄積型の光電変換素子2と、被
写体光を所定領域の光束に制限する光束制限手段90
0,400と、光束を光電変換素子2上に導く光学手段
300,501,502と、光束に対応する光電変換素
子2の第1領域から出力される光電変換信号に基づい
て、撮影レンズ91の焦点調節状態を検出する焦点検出
手段3と、第1領域から出力される光電変換信号および
光束の周囲に対応する光電変換素子2の第2領域から出
力される光電変換信号に基づいて、光電変換素子2の電
荷蓄積時間を制御する制御手段4とを備えることによ
り、上述した目的を達成する。 (4)請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の焦点
検出装置において、光電変換信号が飽和しているか否か
を判定する判定手段4をさらに備え、制御手段4は、判
定手段4が飽和を判定していないとき、第1領域から出
力される光電変換信号に基づいて電荷蓄積時間を制御
し、判定手段4が飽和を判定したとき、第2領域から出
力される光電変換信号に基づいて電荷蓄積時間を制御す
ることを特徴とする。 (5)請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれ
かに記載の焦点検出装置において、制御手段4は、前回
の光電変換時の光電変換信号の出力値および電荷蓄積時
間を記憶する記憶手段4と、光電変換信号の目標出力値
と記憶手段4に記憶されている出力値との比率、および
記憶手段4に記憶されている電荷蓄積時間から光電変換
時の電荷蓄積時間を算出する算出手段4とを備えること
を特徴とする。
The present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3 showing one embodiment. (1) The focus detection device according to the first aspect of the present invention includes a charge storage type photoelectric conversion element 2 that outputs a photoelectric conversion signal in accordance with a subject light incident through a photographing lens 91, and a photoelectric conversion element that converts the subject light. Optical means 1 leading to a predetermined area 2
A focus detection unit 3 for detecting a focus adjustment state of the photographing lens 91 based on a photoelectric conversion signal output from a region of the photoelectric conversion element 2; The above-mentioned object is achieved by providing the control unit 4 for controlling the charge accumulation time of the photoelectric conversion element 2 based on the conversion signal. (2) The invention according to claim 2 is the focus detection device according to claim 1, further comprising a judgment unit 4 for judging whether or not the photoelectric conversion signal is saturated. 4 does not determine the saturation, the photoelectric conversion element 2
The charge accumulation time is controlled based on the photoelectric conversion signal output from the area of the photoelectric conversion element. When the determination unit 4 determines the saturation, the charge storage time is controlled based on the photoelectric conversion signal output from the vicinity of the area of the photoelectric conversion element 2. Is controlled. (3) The focus detection device according to the third aspect of the present invention includes a charge storage type photoelectric conversion element 2 that outputs a photoelectric conversion signal in accordance with subject light incident through the photographing lens 91, Light flux limiting means 90 for limiting the light flux
0, 400, the optical means 300, 501, 502 for guiding the light beam onto the photoelectric conversion element 2, and the photoelectric conversion signal output from the first area of the photoelectric conversion element 2 corresponding to the light beam. Focus detection means 3 for detecting a focus adjustment state, and photoelectric conversion based on the photoelectric conversion signal output from the first area and the photoelectric conversion signal output from the second area of the photoelectric conversion element 2 corresponding to the periphery of the light beam. By providing the control means 4 for controlling the charge accumulation time of the element 2, the above-mentioned object is achieved. (4) According to a fourth aspect of the present invention, in the focus detection apparatus according to the third aspect, a determination unit 4 for determining whether the photoelectric conversion signal is saturated is further provided. When the determination unit 4 does not determine the saturation, the charge accumulation time is controlled based on the photoelectric conversion signal output from the first region. When the determination unit 4 determines the saturation, the photoelectric conversion signal output from the second region. The charge storage time is controlled based on (5) According to a fifth aspect of the present invention, in the focus detection device according to any one of the first to fourth aspects, the control means 4 determines the output value of the photoelectric conversion signal and the charge storage time during the previous photoelectric conversion. The charge storage time at the time of photoelectric conversion is obtained from the storage means 4 for storing, the ratio between the target output value of the photoelectric conversion signal and the output value stored in the storage means 4, and the charge storage time stored in the storage means 4. And a calculating means 4 for calculating.

【0006】[0006]

【作用】焦点検出に使用する光電変換素子の所定の領域
から出力される光電変換信号レベルは、所定の領域の近
傍から出力される光電変換信号レベルよりも高い。した
がって、所定の領域の近傍からの光電変換信号は、所定
の領域からの光電変換信号に比べると飽和しにくい。本
発明は、このような現象を利用することにより、光電変
換素子の所定の領域から出力される光電変換信号レベル
を飽和レベルに近い値にするように、光電変換素子の電
荷蓄積時間を最適な値に設定する。
The level of the photoelectric conversion signal output from a predetermined area of the photoelectric conversion element used for focus detection is higher than the level of the photoelectric conversion signal output from the vicinity of the predetermined area. Therefore, the photoelectric conversion signal from the vicinity of the predetermined area is less likely to be saturated than the photoelectric conversion signal from the predetermined area. The present invention utilizes such a phenomenon to optimize the charge storage time of the photoelectric conversion element so that the level of the photoelectric conversion signal output from a predetermined area of the photoelectric conversion element is close to the saturation level. Set to a value.

【0007】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に
限定されるものではない。
In the section of the means for solving the above-mentioned problems, the present invention is associated with the drawings of the embodiments for easy understanding of the present invention, but the present invention is not limited to the embodiments. is not.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明の一実施の形態に
よる焦点検出装置を備える一眼レフカメラである。図1
のカメラは、カメラ本体70と、ファインダ装置80
と、交換レンズ90とを備える。ファインダ装置80お
よび交換レンズ90は、それぞれカメラ本体70に着脱
可能である。交換レンズ90は、レンズ91と絞り92
とを内蔵する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a single-lens reflex camera including a focus detection device according to an embodiment of the present invention. FIG.
Is a camera body 70 and a finder device 80.
And an interchangeable lens 90. The finder device 80 and the interchangeable lens 90 are each detachable from the camera body 70. The interchangeable lens 90 includes a lens 91 and an aperture 92
And built-in.

【0009】図1において、カメラ本体70は、クイッ
クリターンミラー71と、シャッター72と、感光部材
73と、ファインダマット81と、ペンタプリズム82
と、接眼レンズ83と、プリズム84と、結像レンズ8
5と、測光用光電変換素子86と、焦点検出装置36と
を有する。レリーズ前に交換レンズ90を通してカメラ
本体70に入射する被写体光は、点線で示す位置にある
クイックリターンミラー71によりファインダ装置80
に導かれる。この被写体光は、ファインダマット81に
結像するとともに、焦点検出装置36にも被写体像を結
像する。ファインダーマット81に結像する被写体光
は、ペンタプリズム82で接眼レンズ83に導かれる。
また、ファインダーマット81に結像する被写体光は、
プリズム84と結像レンズ85を通って測光用光電変換
素子86にも被写体像を結像する。
In FIG. 1, a camera body 70 includes a quick return mirror 71, a shutter 72, a photosensitive member 73, a finder mat 81, and a pentaprism 82.
, Eyepiece 83, prism 84, and imaging lens 8
5, the photometric photoelectric conversion element 86, and the focus detection device 36. The subject light incident on the camera body 70 through the interchangeable lens 90 before the release is transmitted to the finder device 80 by the quick return mirror 71 located at the position shown by the dotted line.
It is led to. This subject light forms an image on the finder mat 81 and also on the focus detection device 36. The subject light focused on the finder mat 81 is guided to the eyepiece 83 by the pentaprism 82.
The subject light that forms an image on the viewfinder mat 81 is
A subject image is also formed on the photometric photoelectric conversion element 86 through the prism 84 and the imaging lens 85.

【0010】レリーズ後にカメラ本体70に入射する被
写体光は、実線で示す位置に回動されるクイックリター
ンミラー71の下部を通過し、シャッター72を介して
フィルムなどの感光部材73上に結像する。
The subject light that enters the camera body 70 after the release passes through a lower portion of a quick return mirror 71 that is rotated to a position shown by a solid line, and forms an image on a photosensitive member 73 such as a film via a shutter 72. .

【0011】図1のカメラで不図示のレリーズスイッチ
が半押し操作されると、被写体の輝度を検出する測光動
作が行われる。被写体の輝度検出は、測光用光電変換素
子86から出力される検出信号を用いて不図示のCPU
で行われる。CPUは、測光動作をはじめとする全ての
カメラ動作を制御する。このCPUが被写体輝度を検出
し、検出した輝度を用いて所定の演算を行うことによ
り、撮影時の制御シャッター時間と制御絞り値とが算出
される。
When a release switch (not shown) is half-pressed in the camera shown in FIG. 1, a photometric operation for detecting the brightness of the subject is performed. The luminance of the subject is detected by using a detection signal output from the photometric photoelectric conversion element 86 using a CPU (not shown).
Done in The CPU controls all camera operations including the photometric operation. The CPU detects the subject brightness and performs a predetermined calculation using the detected brightness, whereby the control shutter time and the control aperture value at the time of shooting are calculated.

【0012】焦点検出装置36は、レンズ91の焦点調
節状態を検出する。図2は、焦点検出装置36の概要を
表すブロック図である。焦点検出装置36は、焦点検出
光学系1と、イメージセンサーアレイ2と、焦点検出演
算部3と、蓄積時間制御部4とを有し、レンズ91の焦
点調節状態を検出する。焦点検出光学系1は、レンズ9
1を通過する被写体光をイメージセンサーアレイ2上に
結像させる。イメージセンサーアレイ2は、CCDなど
の電荷蓄積型のラインセンサであり、入射光量に応じた
光電変換信号を素子位置に対応して出力する。焦点検出
演算部3は、イメージセンサーアレイ2の複数の画素領
域から出力される複数の光電変換信号の信号レベルと、
各光電変換信号を出力するイメージセンサーアレイ2上
の画素領域の位置とを用いて所定の演算を行う。蓄積時
間制御部4は、光電変換信号の信号レベルを用いてイメ
ージセンサーアレイ2の電荷蓄積時間を制御する。
The focus detecting device 36 detects a focus adjustment state of the lens 91. FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of the focus detection device 36. The focus detection device 36 has a focus detection optical system 1, an image sensor array 2, a focus detection calculation unit 3, and an accumulation time control unit 4, and detects the focus adjustment state of the lens 91. The focus detection optical system 1 includes a lens 9
The subject light passing through 1 is imaged on the image sensor array 2. The image sensor array 2 is a charge accumulation type line sensor such as a CCD, and outputs a photoelectric conversion signal corresponding to an incident light amount in accordance with an element position. The focus detection calculation unit 3 outputs signal levels of a plurality of photoelectric conversion signals output from a plurality of pixel regions of the image sensor array 2,
A predetermined calculation is performed using the position of the pixel area on the image sensor array 2 that outputs each photoelectric conversion signal. The storage time control unit 4 controls the charge storage time of the image sensor array 2 using the signal level of the photoelectric conversion signal.

【0013】図3を参照して焦点検出装置36の構成お
よび焦点検出動作の原理を説明する。焦点検出装置36
は、上述した不図示のCPUにより制御される。焦点検
出光学系1は、視野マスク900、フィールドレンズ3
00、開口マスク400、再結像レンズ501および5
02などで構成される。領域800は、レンズ91(図
1)の射出瞳である。また、領域801、802は、開
口マスク400に穿設される開口部401、402をフ
ィールドレンズ300によってそれぞれ領域800上に
逆投影される像が存在する領域である。焦点検出光学系
1には、赤外光カットフィルタ700が設けられてい
る。領域801、802を介して入射する光束は、感光
部材73(図1)の等価面600上で焦点を結んだ後、赤
外光カットフィルタ700、視野マスク900、フィー
ルドレンズ300、開口部401、402および再結像
レンズ501、502を介してイメージセンサーアレイ
2上の領域201、202にそれぞれ結像する。
Referring to FIG. 3, the configuration of the focus detecting device 36 and the principle of the focus detecting operation will be described. Focus detection device 36
Is controlled by the above-mentioned CPU (not shown). The focus detection optical system 1 includes a field mask 900, a field lens 3
00, aperture mask 400, re-imaging lenses 501 and 5
02 or the like. Region 800 is the exit pupil of lens 91 (FIG. 1). The areas 801 and 802 are areas where images are projected back onto the area 800 by the field lens 300 at the openings 401 and 402 formed in the opening mask 400. The focus detection optical system 1 is provided with an infrared light cut filter 700. The light beams incident through the regions 801 and 802 are focused on the equivalent surface 600 of the photosensitive member 73 (FIG. 1), and then the infrared light cut filter 700, the field mask 900, the field lens 300, the opening 401, An image is formed on the regions 201 and 202 on the image sensor array 2 via the 402 and the re-imaging lenses 501 and 502, respectively.

【0014】イメージセンサーアレイ2の領域201、
202に結像した一対の被写体像は、レンズ91が感光
部材73の等価面600よりも前(被写体側)に被写体
の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、
逆に感光部材73の等価面600よりも後に被写体の鮮
鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかる。そ
して、イメージセンサーアレイ2の領域201、202
に結像した被写体像が所定の間隔となるとき、被写体の
鮮鋭像が感光部材73の等価面600上に位置する。す
なわち、一対の被写体像が相対的に一致する。
The area 201 of the image sensor array 2
The pair of subject images formed on 202 approach each other in a so-called front focus state where the lens 91 forms a sharp image of the subject before (subject side) the equivalent surface 600 of the photosensitive member 73,
Conversely, they move away from each other in a so-called rear focus state in which a sharp image of the subject is formed after the equivalent surface 600 of the photosensitive member 73. Then, regions 201 and 202 of the image sensor array 2
When a subject image formed at a predetermined interval is formed, a sharp image of the subject is located on the equivalent surface 600 of the photosensitive member 73. That is, the pair of subject images relatively match.

【0015】焦点検出演算部3は、イメージセンサーア
レイ2上に結像される一対の被写体像が光電変換された
電気信号を用いて所定の演算を行うことにより、一対の
被写体像の相対距離を求める。一対の被写体像の相対距
離が求められると、レンズ91の焦点調節状態、つまり
交換レンズ90により鮮鋭な像が形成される位置が、感
光部材73の等価面600に対してどの方向にどれだけ
離れているか、つまりずれ量が求められる。図3におい
て焦点検出領域は、イメージセンサーアレイ2の領域2
01,202が再結像レンズ501、502によって逆
投影されて、感光部材73の等価面600の近傍で重な
る部分に相当する。
The focus detection calculation unit 3 performs a predetermined calculation using a photoelectrically converted electric signal of a pair of subject images formed on the image sensor array 2 to determine a relative distance between the pair of subject images. Ask. When the relative distance between the pair of subject images is obtained, the focus adjustment state of the lens 91, that is, the position where a sharp image is formed by the interchangeable lens 90 is shifted in which direction and how far from the equivalent surface 600 of the photosensitive member 73. That is, the shift amount is obtained. In FIG. 3, the focus detection area is the area 2 of the image sensor array 2.
01 and 202 are back-projected by the re-imaging lenses 501 and 502 and correspond to portions that overlap near the equivalent surface 600 of the photosensitive member 73.

【0016】イメージセンサーアレイ2の電荷蓄積時間
の制御を詳細に説明する。イメージセンサーアレイ2の
複数の画素から出力される光電変換信号の信号レベルの
それぞれは、イメージセンサーアレイ2に入射される光
量が多いとき高くなり、入射される光量が少ないとき低
くなる。また、入射される光量が同じでも、電荷蓄積時
間が長いとき高くなり、電荷蓄積時間が短いとき低くな
る。イメージセンサーアレイ2に蓄積される電荷量は、
電荷が蓄積されるコンデンサの容量により制限されるの
で、蓄積電荷がコンデンサの容量を超えて蓄積されるこ
とはない。したがって、イメージセンサーアレイ2に入
射される光量が多い場合や電荷の蓄積時間が長い場合
は、イメージセンサーアレイ2から出力される光電変換
信号の信号レベルが所定の値で制限される。制限される
所定の値を飽和レベルと呼ぶ。
The control of the charge accumulation time of the image sensor array 2 will be described in detail. Each of the signal levels of the photoelectric conversion signals output from the plurality of pixels of the image sensor array 2 increases when the amount of light incident on the image sensor array 2 is large, and decreases when the amount of incident light is small. In addition, even if the amount of incident light is the same, it increases when the charge accumulation time is long, and decreases when the charge accumulation time is short. The amount of charge stored in the image sensor array 2 is
Since the charge is limited by the capacity of the capacitor in which the charge is stored, the stored charge does not exceed the capacity of the capacitor. Therefore, when the amount of light incident on the image sensor array 2 is large or the charge accumulation time is long, the signal level of the photoelectric conversion signal output from the image sensor array 2 is limited to a predetermined value. The predetermined value that is limited is called a saturation level.

【0017】イメージセンサーアレイ2から出力される
光電変換信号にはノイズが存在する。ノイズは光電変換
信号の信号レベルに関係なく存在するので、光電変換信
号レベルを高めて飽和レベルに近づける方がノイズの影
響を受けにくくなる。そこで、光電変換信号レベルを飽
和レベルに達しない範囲でできるだけ高めるように、イ
メージセンサーアレイ2の電荷蓄積時間を変化させるこ
とにより、光電変換信号レベルを入射光量にかかわらず
ほぼ一定にするように制御する。この制御をオートゲイ
ンコントロール(AGC)と呼ぶ。
The photoelectric conversion signal output from the image sensor array 2 has noise. Since noise exists irrespective of the signal level of the photoelectric conversion signal, increasing the photoelectric conversion signal level so as to approach the saturation level makes it less likely to be affected by the noise. Therefore, by controlling the charge storage time of the image sensor array 2 so as to increase the photoelectric conversion signal level as much as possible within a range not reaching the saturation level, control is performed so that the photoelectric conversion signal level is substantially constant regardless of the incident light amount. I do. This control is called auto gain control (AGC).

【0018】図4はイメージセンサーアレイ2から出力
される光電変換信号を説明する図である。(a)はイメー
ジセンサーアレイ2の素子列nを表す図、(b)は白い紙の
ように輝度が均一な被写体をイメージセンサーアレイ2
上に結像した場合に(a)の素子列nから出力される光電変
換信号D[n]を表す図である。図4(b)の横軸は素子番
号、縦軸は信号レベルを表す。図4(a)において、イメ
ージセンサーアレイ2は、素子1〜素子Mで表されるM
個の素子列nを有する。このうち、素子Asから素子Aeで
示される範囲が領域201に、素子Bs〜素子Beで示され
る範囲が領域202に相当する。図4(b)において、素
子列nの領域201および領域202から光電変換信号D
[As]〜D[Ae]およびD[Bs]〜D[Be]がそれぞれ出
力される。上述した焦点検出演算部3は、領域201お
よび202を演算領域として、光電変換信号D[As]〜D
[Ae]およびD[Bs]〜D[Be]を用いて上述した演算を
行う。
FIG. 4 is a diagram for explaining a photoelectric conversion signal output from the image sensor array 2. (a) is a diagram showing the element row n of the image sensor array 2, and (b) is an image sensor array 2 having a uniform brightness like white paper.
FIG. 9A is a diagram illustrating a photoelectric conversion signal D [n] output from an element row n in FIG. In FIG. 4B, the horizontal axis represents the element number, and the vertical axis represents the signal level. In FIG. 4A, the image sensor array 2 has M represented by elements 1 to M.
Element rows n. Among these, the range indicated by the element As to the element Ae corresponds to the region 201, and the range indicated by the element Bs to the element Be corresponds to the region 202. In FIG. 4B, the photoelectric conversion signal D is output from the region 201 and the region 202 of the element row n.
[As] to D [Ae] and D [Bs] to D [Be] are output. The above-described focus detection calculation unit 3 sets the photoelectric conversion signals D [As] to D [
The above-described calculation is performed using [Ae] and D [Bs] to D [Be].

【0019】また、図4(b)において、素子列nの領域2
01および領域202以外から出力される光電変換信号
値は0である。ただし、素子As,Ae,Bs,Beの近傍、すな
わち、素子Asの左側、素子Aeの右側、素子Bsの左側およ
び素子Beの右側は、図3の開口部401,402のエッ
ジで生じる回折や、レンズ91(図1)および焦点検出光
学系1のレンズ収差などにより、出力される光電変換信
号値が階段状に変化する。
In FIG. 4B, the region 2 of the element row n
The photoelectric conversion signal values output from areas other than 01 and the area 202 are 0. However, in the vicinity of the elements As, Ae, Bs, and Be, that is, the left side of the element As, the right side of the element Ae, the left side of the element Bs, and the right side of the element Be have diffraction and edge generated at the edges of the openings 401 and 402 in FIG. The output photoelectric conversion signal value changes stepwise due to lens aberration of the lens 91 (FIG. 1) and the focus detection optical system 1.

【0020】図2の蓄積時間制御部4は、次回の電荷蓄
積時間Tnを次式(1)により算出する
The storage time controller 4 of FIG. 2 calculates the next charge storage time Tn by the following equation (1).

【数1】 Tn=Tp×Lr/Lp (1) ただし、Tpは前回の光電変換時の電荷蓄積時間、Lrは
目標とする光電変換信号D[n]の最大値、Lpは前回の
電荷蓄積時に出力された光電変換信号D[n]の最大値で
ある。
Tn = Tp × Lr / Lp (1) where Tp is the charge storage time during the previous photoelectric conversion, Lr is the maximum value of the target photoelectric conversion signal D [n], and Lp is the previous charge storage. This is the maximum value of the photoelectric conversion signal D [n] output at that time.

【0021】上式(1)によれば、前回の信号レベルLp
が目標信号レベルLrより低い場合には、LrとLpの比
率に応じて電荷蓄積時間Tnが前回の電荷蓄積時間Tpよ
り長く設定され、蓄積時間Tnによる蓄積によって得ら
れる信号レベルが目標信号レベルLrに概等しくなるこ
とが期待できる。反対に、前回の信号レベルLpが目標
信号レベルLrより高い場合には、LrとLpの比率に応
じて電荷蓄積時間Tnが前回の電荷蓄積時間Tpより短く
設定され、蓄積時間Tnによる蓄積によって得られる信
号レベルが目標信号レベルLrに概等しくなることが期
待できる。なお、目標信号レベルLrは、イメージセン
サーアレイ2が飽和しない範囲でできるだけ大きな値と
される。
According to the above equation (1), the previous signal level Lp
Is lower than the target signal level Lr, the charge storage time Tn is set to be longer than the previous charge storage time Tp in accordance with the ratio between Lr and Lp, and the signal level obtained by the storage based on the storage time Tn is the target signal level Lr. Can be expected to be approximately equal to Conversely, when the previous signal level Lp is higher than the target signal level Lr, the charge accumulation time Tn is set shorter than the previous charge accumulation time Tp in accordance with the ratio between Lr and Lp, and is obtained by accumulation based on the accumulation time Tn. The expected signal level can be expected to be approximately equal to the target signal level Lr. Note that the target signal level Lr is set to a value as large as possible within a range where the image sensor array 2 is not saturated.

【0022】前回の信号レベルLpが飽和レベル以上の
場合は、以下のように次回の電荷蓄積時間を算出する。
図5は、図4(b)の素子Asの近傍を拡大した図である。
(a)は出力される光電変換信号の最大値が点線で示され
る飽和レベルに達していない場合の光電変換信号を表す
図、(b)は(a)に比べて被写体輝度が2倍の場合に出力さ
れる光電変換信号を表す図、(c)は(a)に比べて被写体輝
度が4倍の場合に出力される光電変換信号を表す図であ
る。(b)および(c)は光電変換信号の最大値が飽和レベル
に達している。なお、(a)〜(c)の電荷蓄積時間は同一で
ある。
If the previous signal level Lp is equal to or higher than the saturation level, the next charge accumulation time is calculated as follows.
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the element As in FIG.
(a) shows the photoelectric conversion signal when the maximum value of the output photoelectric conversion signal does not reach the saturation level indicated by the dotted line, and (b) shows the case where the subject brightness is twice as large as that of (a) FIG. 7C is a diagram illustrating a photoelectric conversion signal output when the subject luminance is four times as large as that illustrated in FIG. In (b) and (c), the maximum value of the photoelectric conversion signal has reached the saturation level. Note that the charge accumulation times in (a) to (c) are the same.

【0023】図5(a)において、素子Asより右側に位置
する素子から出力される光電変換信号は、被写体の輝度
が均一であることからほぼ同一の信号レベルになる。素
子Asより左側に位置する素子は、開口部401を通過す
る光束の周辺の遮光部に対応するが、上述した回折およ
びレンズ収差に起因する光の回り込みにより完全に遮光
状態にならない。したがって、素子Asに近づくほど光が
回り込み、素子Asから離れるにつれて回り込む光量が低
下して次第に遮光される。この結果、イメージセンサー
アレイ2から出力される光電変換信号は、素子(As-1)か
ら素子(As-4)へと素子Asから離れるにしたがって段階的
に信号レベルが低くなる。このように遮光部で段階的に
信号レベルが低くなるのは、素子Ae,Bs,Beの近傍に共通
である。
In FIG. 5A, the photoelectric conversion signal output from the element located on the right side of the element As has substantially the same signal level because the luminance of the subject is uniform. The element located on the left side of the element As corresponds to the light-shielding portion around the light beam passing through the opening 401, but is not completely in the light-shielded state due to the light wraparound caused by the above-described diffraction and lens aberration. Therefore, the light wraps closer to the element As, and the amount of light sneaking decreases as the distance from the element As decreases, and the light is gradually shielded. As a result, the signal level of the photoelectric conversion signal output from the image sensor array 2 gradually decreases as the distance from the element As changes from the element (As-1) to the element (As-4). The stepwise lowering of the signal level in the light shielding portion is common to the vicinity of the elements Ae, Bs, and Be.

【0024】図5(b)の光電変換信号レベルは、被写体
輝度が2倍のため図5(a)の光電変換信号レベルの2倍
になる。ところが、素子(As-1)より右側から出力される
光電変換信号は、飽和レベルでクリップされるので図5
(a)に比べて2倍の出力にはならない。図5(c)の光電変
換信号レベルは、被写体輝度が4倍のため図5(b)の光
電変換信号レベルのさらに2倍になる。ところが、素子
(As-2)より右側から出力される光電変換信号は、飽和レ
ベルでクリップされるので図5(b)に比べて2倍の出力
にはならない。
The photoelectric conversion signal level in FIG. 5B is twice as large as the photoelectric conversion signal level in FIG. However, the photoelectric conversion signal output from the right side of the element (As-1) is clipped at the saturation level.
The output is not doubled as compared with (a). The photoelectric conversion signal level in FIG. 5C is twice as large as the photoelectric conversion signal level in FIG. However, the element
Since the photoelectric conversion signal output from the right side of (As-2) is clipped at the saturation level, the output is not doubled as compared with FIG. 5B.

【0025】一方、素子(As-4)および素子(As-3)のよう
に素子Asから離れて位置する素子は、入射される光量が
素子Asに近接する素子に入射される光量に比べて少ない
ので、出力される光電変換信号が飽和レベルに達しにく
い。したがって、前回の電荷蓄積時に得られた光電変換
信号D[n]の最大値Lpが飽和レベル以上の場合は、素
子Asから離れて位置する素子から出力される光電変換信
号の値を用いて、次式(2)により次回の電荷蓄積時間を
算出する。
On the other hand, in an element such as the element (As-4) and the element (As-3) which is located away from the element As, the amount of incident light is smaller than the amount of light incident on an element adjacent to the element As. Since it is small, the output photoelectric conversion signal is unlikely to reach the saturation level. Therefore, when the maximum value Lp of the photoelectric conversion signal D [n] obtained at the time of the previous charge accumulation is equal to or higher than the saturation level, the value of the photoelectric conversion signal output from the element located far from the element As is used. The next charge accumulation time is calculated by the following equation (2).

【数2】 Tn=Tp×(Lr×Kb)/Lop (2) ただし、Tpは前回の光電変換時の電荷蓄積時間、Lrは
目標とする光電変換信号D[n]の最大値、Lopは前回の
電荷蓄積時に素子Asから離れて位置する素子(As-i)から
出力された光電変換信号D[As-i]、係数Kbは、飽和の
ない状態での素子Asと素子(As-i)の出力比である。
Tn = Tp × (Lr × Kb) / Lop (2) where Tp is the charge accumulation time at the previous photoelectric conversion, Lr is the maximum value of the target photoelectric conversion signal D [n], and Lop is The photoelectric conversion signal D [As-i] and the coefficient Kb output from the element (As-i) located away from the element As during the previous charge accumulation are the same as those of the element As and the element (As-i) in a state without saturation. ) Is the output ratio.

【0026】たとえば、前回の電荷蓄積時の光電変換信
号が図5(b)で表される場合に、次回の電荷蓄積時の光
電変換信号が図5(a)で表されるような電荷蓄積時間を
算出する場合を考える。この場合には、飽和レベルに達
している素子Asの代わりに、飽和レベルに達していない
素子(As-2)から出力される光電変換信号D[As-2]を用
いて次回の電荷蓄積時間が算出される。素子(As-2)から
出力される信号値が素子Asから出力される信号値の1/
2倍であるとすれば、次回の電荷蓄積時間Tnは、上式
(2)の係数Kb=1/2とおくことにより、前回の電荷
蓄積時間Tpの1/2倍の電荷蓄積時間を算出できる。
For example, when the photoelectric conversion signal at the time of the previous charge accumulation is shown in FIG. 5B, the photoelectric conversion signal at the next charge accumulation is the charge accumulation as shown in FIG. Consider the case of calculating time. In this case, the next charge accumulation time is calculated using the photoelectric conversion signal D [As-2] output from the element (As-2) not reaching the saturation level instead of the element As reaching the saturation level. Is calculated. The signal value output from the element (As-2) is 1 / the value of the signal output from the element As.
If it is twice, the next charge accumulation time Tn is
By setting the coefficient Kb = 1 / in (2), it is possible to calculate a charge accumulation time that is 倍 times the previous charge accumulation time Tp.

【0027】以上のように蓄積時間制御部4でイメージ
センサーアレイ2の電荷蓄積時間Tnが算出されると、
蓄積時間制御部4が次回の電荷蓄積時間Tnを設定し
て、イメージセンサアレイ2に電荷の蓄積を行わせる。
焦点検出演算部3は、電荷蓄積時間Tnで光電変換され
た光電変換信号D[As]〜D[Ae]およびD[Bs]〜D[B
e]を用いて上述した演算を行う。図1において、焦点
検出装置36でレンズ91の焦点調節状態が検出される
と、不図示のレンズ駆動装置によりレンズ91の焦点位
置が調整される。この後、不図示のレリーズスイッチが
全押し操作されると、クイックリターンミラー71が跳
ね上がり、絞り92が上述した制御絞り値に制御され、
シャッター72が上述した制御シャッター時間で制御さ
れて撮影が行われる。
When the charge accumulation time Tn of the image sensor array 2 is calculated by the accumulation time control unit 4 as described above,
The accumulation time control unit 4 sets the next charge accumulation time Tn, and causes the image sensor array 2 to accumulate charges.
The focus detection calculation unit 3 converts the photoelectrically converted signals D [As] to D [Ae] and D [Bs] to D [B
e] to perform the above-described calculation. 1, when the focus detection state of the lens 91 is detected by the focus detection device 36, the focus position of the lens 91 is adjusted by a lens driving device (not shown). Thereafter, when a release switch (not shown) is fully pressed, the quick return mirror 71 jumps up, and the aperture 92 is controlled to the control aperture value described above.
The shutter 72 is controlled by the above-described control shutter time to perform photographing.

【0028】以上説明した動作を図6のフローチャート
を参照して説明する。図6は、焦点調節状態を検出する
時に電荷蓄積時間を決定する処理手順を説明するフロー
チャートである。ステップS1において、不図示のレリ
ーズスイッチが半押し操作されると、図6の処理が起動
される。蓄積時間制御部4内の不図示のメモリに記憶さ
れている所定値が読み出され、電荷蓄積時間Tnの初期
値とされる。続くステップS2では、蓄積時間制御部4
がイメージセンサーアレイ2に電荷蓄積時間Tnを設定
して電荷を蓄積させ、ステップS3へ進む。ステップS
3において、蓄積時間制御部4がイメージセンサーアレ
イ2から光電変換信号D[1]〜D[M]を読み出す。読み
出された光電変換信号D[1]〜D[M]は、焦点検出演算
部3にも送られる。
The operation described above will be described with reference to the flowchart of FIG. FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure for determining a charge accumulation time when detecting a focus adjustment state. In step S1, when a release switch (not shown) is half-pressed, the processing in FIG. 6 is started. A predetermined value stored in a memory (not shown) in the accumulation time control unit 4 is read out and set as an initial value of the charge accumulation time Tn. In the following step S2, the accumulation time control unit 4
Sets the charge accumulation time Tn in the image sensor array 2 to accumulate electric charges, and proceeds to step S3. Step S
In 3, the storage time control unit 4 reads the photoelectric conversion signals D [1] to D [M] from the image sensor array 2. The read photoelectric conversion signals D [1] to D [M] are also sent to the focus detection calculation unit 3.

【0029】ステップS4において、焦点検出演算部3
は、光電変換信号D[1]〜D[M]の中からD[As]〜D
[Ae]およびD[Bs]〜D[Be]を用いて上述した演算を
行い、レンズ91のデフォーカス量を求める。ステップ
S5において、図6の処理を中止する指令が出されたか
否かを検出し、出されていると判定する(ステップS5
の肯定判定)と図6の処理を終了し、出されていないと
判定する(ステップS5の否定判定)とステップS6に進
む。
In step S4, the focus detection calculation unit 3
Are D [As] to D from among the photoelectric conversion signals D [1] to D [M].
The above-described calculation is performed using [Ae] and D [Bs] to D [Be], and the defocus amount of the lens 91 is obtained. In step S5, it is detected whether or not a command to stop the processing in FIG. 6 has been issued, and it is determined that the command has been issued (step S5).
6), and the process of FIG. 6 is ended. If it is determined that no output is made (negative determination in step S5), the process proceeds to step S6.

【0030】ステップS6において、蓄積時間制御部4
は、ステップS2における蓄積動作で用いた電荷蓄積時
間を前回の電荷蓄積時間Tpとおく。続くステップS7
において、光電変換信号D[As]〜D[Ae]の最大値をDm
axとおき、ステップS8に進む。ステップS8では、最
大値Dmaxが飽和レベル以上か否かを判定し、飽和レベル
以上と判定する(ステップS8の肯定判定)とステップS
11へ進み、飽和レベル未満と判定する(ステップS8
の否定判定)とステップS9へ進む。ステップS9で
は、Dmaxを前回の電荷蓄積時の光電変換信号Lpとして
ステップS10に進む。ステップ10において、上式
(1)で算出される電荷蓄積時間をTnとおき、ステップ
S2へ戻る。
In step S6, the accumulation time control unit 4
, The charge accumulation time used in the accumulation operation in step S2 is set as the previous charge accumulation time Tp. Subsequent step S7
, The maximum value of the photoelectric conversion signals D [As] to D [Ae] is Dm
ax, and the process proceeds to step S8. In step S8, it is determined whether or not the maximum value Dmax is equal to or higher than the saturation level, and it is determined that the maximum value Dmax is equal to or higher than the saturation level (Yes in step S8).
11 and determine that it is less than the saturation level (step S8).
And the process proceeds to step S9. In step S9, Dmax is set as the photoelectric conversion signal Lp at the time of the previous charge accumulation, and the process proceeds to step S10. In step 10, the above equation
The charge accumulation time calculated in (1) is set as Tn, and the process returns to step S2.

【0031】一方、ステップS11において、カウンタ
iを1にセットしてステップS12に進む。カウンタi
は、素子(As)の近傍で光電変換信号レベルを判定する素
子の数をカウントするために用いられる。ステップS1
2では、素子(As-i)から出力される光電変換信号D[As-
i]が飽和レベル以上か否かを判定し、飽和レベル以上
と判定する(ステップS12の肯定判定)とステップS1
6へ進み、飽和レベル未満と判定する(ステップS12
の否定判定)とステップS13へ進む。ステップS13
において、光電変換信号D[As-i]を前回の電荷蓄積時
の光電変換信号LopとおいてステップS14に進む。ス
テップ14において、あらかじめ蓄積時間制御部4内の
不図示のメモリに記憶されている出力比Kb[i]を読み
出してKbとおく。ステップS15では、上式(2)で算
出される電荷蓄積時間をTnとおき、ステップS2へ戻
る。
On the other hand, in step S11, a counter
i is set to 1 and the process proceeds to step S12. Counter i
Is used to count the number of elements for determining the photoelectric conversion signal level near the element (As). Step S1
2, the photoelectric conversion signal D [As-i] output from the element (As-i)
i] is equal to or higher than the saturation level, and is determined to be equal to or higher than the saturation level (Yes in step S12) and step S1.
6 and determine that the level is lower than the saturation level (step S12).
And the process proceeds to step S13. Step S13
, The photoelectric conversion signal D [As-i] is set as the photoelectric conversion signal Lop at the time of the previous charge accumulation, and the process proceeds to step S14. In step 14, the output ratio Kb [i] stored in advance in a memory (not shown) in the accumulation time control unit 4 is read and set as Kb. In step S15, the charge accumulation time calculated by the above equation (2) is set to Tn, and the process returns to step S2.

【0032】ステップS16では、カウンタiが4か否
かを判定し、4であると判定する(ステップS16の肯
定判定)とステップS17へ進み、4でないと判定する
(ステップS16の否定判定)とステップS18へ進む。
ステップS17において、あらかじめ蓄積時間制御部4
内の不図示のメモリに記憶されている所定値Ckを読み
出して、次式(3)により算出される時間を次の電荷蓄積
時間TnとおいてステップS2に戻る。
In step S16, it is determined whether or not the counter i is 4, and if it is determined that it is 4 (affirmative determination in step S16), the process proceeds to step S17, where it is determined that it is not 4.
(No in step S16) and the process proceeds to step S18.
In step S17, the storage time control unit 4
A predetermined value Ck stored in a memory (not shown) is read out, and the time calculated by the following equation (3) is set as the next charge accumulation time Tn, and the process returns to step S2.

【数3】 Tn=Tp×Ck (3) ただし、Tpは前回の光電変換時の電荷蓄積時間、Ckは
1未満の係数であり、通常、Ck<Kb[4]とされる。
上式(3)によれば、次回の電荷蓄積時間Tnが所定の割
合で前回の電荷蓄積時間Tpより短縮される。
Tn = Tp × Ck (3) Here, Tp is the charge accumulation time at the time of the previous photoelectric conversion, and Ck is a coefficient less than 1, and is usually set to Ck <Kb [4].
According to the above equation (3), the next charge accumulation time Tn is reduced by a predetermined ratio from the previous charge accumulation time Tp.

【0033】ステップS18では、カウンタiの値を1
つ進めてステップS12に戻る。
In step S18, the value of the counter i is set to 1
The process returns to step S12.

【0034】以上説明した実施の形態によれば、焦点検
出演算部3でデフォーカス量を演算するために用いるイ
メージセンサーアレイ2の演算領域、すなわち、素子As
〜Aeの光電変換信号D[As]〜D[Ae]の最大値Dmaxが飽
和レベル未満のとき、Dmaxを用いて電荷蓄積時間Tnを
算出し、Dmaxが飽和レベル以上のとき、素子Asの左側近
傍の素子(As-i)の光電変換信号D[As-i]を用いて電荷
蓄積時間Tnを求めるようにした。したがって、Dmaxが
飽和レベル以上になることにより、前回の光電変換信号
Lpと前回の電荷蓄積時間Tpとの関係がわからない場合
でも、次回の電荷蓄積時間Tnを算出することが可能に
なる。この結果、光電変換信号レベルが飽和レベルを超
えない範囲で大きくすることが可能になるから、ノイズ
の影響を少なくしてデフォーカス量を演算することが可
能になる。
According to the embodiment described above, the calculation area of the image sensor array 2 used for calculating the defocus amount in the focus detection calculation section 3, that is, the element As
When the maximum value Dmax of the photoelectric conversion signals D [As] to D [Ae] of A to Ae is less than the saturation level, the charge accumulation time Tn is calculated using Dmax. The charge storage time Tn is obtained using the photoelectric conversion signal D [As-i] of the neighboring element (As-i). Therefore, when Dmax becomes equal to or higher than the saturation level, the next charge accumulation time Tn can be calculated even if the relationship between the previous photoelectric conversion signal Lp and the previous charge accumulation time Tp is unknown. As a result, it is possible to increase the photoelectric conversion signal level within a range that does not exceed the saturation level. Therefore, it is possible to calculate the defocus amount while reducing the influence of noise.

【0035】以上の説明では、イメージセンサーアレイ
2の素子As〜Aeの光電変換信号D[As]〜D[Ae]、およ
び素子Asの左側近傍の素子(As-i)の光電変換信号D[As-
i]を用いて電荷蓄積時間Tnを求めるようにしたが、素
子Aeの右側近傍の素子(Ae+i)の光電変換信号D[Ae+i]
を用いて電荷蓄積時間Tnを求めるようにしてもよく、
両近傍の光電変換信号を併用して求めてもよい。また、
素子Bs〜Beの光電変換信号D[Bs]〜D[Be]、素子Bsの
左側近傍の素子(Bs-i)の光電変換信号D[Bs-i]、およ
び素子Beの右側近傍の素子(Be+i)の光電変換信号D[Be+
i]を用いて求めてもよい。
In the above description, the photoelectric conversion signals D [As] to D [Ae] of the elements As to Ae of the image sensor array 2 and the photoelectric conversion signal D [of the element (As-i) near the left side of the element As. As-
i] is used to calculate the charge storage time Tn, but the photoelectric conversion signal D [Ae + i] of the element (Ae + i) near the right side of the element Ae
May be used to determine the charge storage time Tn.
It may be obtained by using the photoelectric conversion signals near both sides together. Also,
The photoelectric conversion signals D [Bs] to D [Be] of the elements Bs to Be, the photoelectric conversion signal D [Bs-i] of the element (Bs-i) near the left side of the element Bs, and the element near the right side of the element Be ( Be + i) photoelectric conversion signal D [Be +
i].

【0036】上述したように、素子As,Ae,Bs,Beの近傍
で、素子Asの左側、素子Aeの右側、素子Bsの左側および
素子Beの右側において出力される光電変換信号値が階段
状に変化する。この変化を表す係数Kbは、焦点検出光
学系1の組立誤差などにより焦点検出装置36ごとに個
体差を有する。したがって、装置ごとにKb[i]をあら
かじめ測定して蓄積時間制御部4内のメモリに記憶させ
ておく。
As described above, near the elements As, Ae, Bs, and Be, the photoelectric conversion signal values output on the left side of the element As, on the right side of the element Ae, on the left side of the element Bs, and on the right side of the element Be are stepwise. Changes to The coefficient Kb representing this change has an individual difference for each focus detection device 36 due to an assembly error of the focus detection optical system 1 or the like. Therefore, Kb [i] is measured in advance for each device and stored in the memory of the accumulation time control unit 4.

【0037】上記の説明では、カウンタiを4までカウ
ントするように説明したが、4に限るものではない。
In the above description, the counter i is counted up to four, but it is not limited to four.

【0038】また、以上の説明では、イメージセンサー
アレイ2にラインセンサを用いて説明したが、2次元の
撮像領域を有する面センサを用いることもできる。この
場合には、開口マスク400の開口部401および40
2による2つの光束が面センサ上にならぶ方向のライン
上のデータを用いるようにする。
In the above description, the line sensor is used for the image sensor array 2. However, a surface sensor having a two-dimensional imaging area can be used. In this case, the openings 401 and 40 of the opening mask 400
The data on the line in the direction in which the two luminous fluxes 2 are arranged on the surface sensor is used.

【0039】さらにまた、上述した説明では、前回の蓄
積で得られたイメージセンサーアレイ2の素子As〜Aeの
光電変換信号D[As]〜D[Ae]の最大値DmaxをLpとし
たが、前回の蓄積で得られた光電変換信号D[As]〜D
[Ae]の平均値をLpとおくようにしてもよい。
Further, in the above description, the maximum value Dmax of the photoelectric conversion signals D [As] to D [Ae] of the elements As to Ae of the image sensor array 2 obtained in the previous accumulation is set to Lp. The photoelectric conversion signals D [As] to D obtained in the previous accumulation
The average value of [Ae] may be set to Lp.

【0040】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、イメージセンサーアレイ2が光電変換素子
に、焦点検出光学系1が光学手段に、素子As〜Aeが所定
の領域および第1の領域に、焦点検出演算部3が焦点検
出手段に、蓄積時間制御部4が制御手段、判定手段およ
び記憶手段に、素子(As-1)〜(As-4)が領域の近傍および
第2の領域に、視野マスク900および開口マスク40
0が光束制限手段に、フィールドレンズ300および再
結像レンズ501,502が光学手段に、それぞれ対応
する。
The correspondence between each component in the claims and each component in the embodiment of the invention will be described. The image sensor array 2 is a photoelectric conversion element, the focus detection optical system 1 is an optical unit, the element is an element. As to Ae are in a predetermined area and a first area, the focus detection calculation unit 3 is in focus detection means, the accumulation time control unit 4 is in control means, determination means and storage means, and the elements (As-1) to (As -4) near the region and in the second region, the field mask 900 and the aperture mask 40
0 corresponds to the light beam limiting means, and the field lens 300 and the re-imaging lenses 501 and 502 correspond to the optical means, respectively.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、次のような効果を奏する。 (1)請求項1,2,5に記載の発明による焦点検出装
置では、撮影レンズの焦点調節状態の検出に用いられる
光電変換素子の所定の領域、およびこの領域の近傍から
出力される光電変換信号に基づいて光電変換素子の電荷
蓄積時間を制御するようにした。したがって、たとえ
ば、低輝度の被写体から高輝度の被写体に変える場合な
ど、光電変換素子の所定の領域から出力される光電変換
信号レベルが飽和する場合でも、所定の領域の近傍から
出力される光電変換信号を用いて電荷蓄積時間の制御を
行うことができる。この結果、従来技術に比べて速く、
適正に電荷蓄積時間を制御することが可能になるから、
シャッターチャンスを逃すことが防止される。 (2)とくに、請求項2に記載の発明では、光電変換信
号が飽和していないとき、所定の領域から出力される光
電変換信号を用いて電間蓄積時間の制御を行い、光電変
換信号が飽和しているとき、所定の領域の近傍から出力
される光電変換信号を用いて電荷蓄積時間の制御を行う
ようにしたから、光電変換信号の飽和の有無に関係なく
電荷蓄積時間を適正に制御することができる。 (3)請求項3〜5に記載の発明による焦点検出装置で
は、制限光束に対応する光電変換素子の第1領域、およ
び制限光束の周囲に対応する光電変換素子の第2領域か
ら出力される光電変換信号に基づいて光電変換素子の電
荷蓄積時間を制御するようにした。したがって、たとえ
ば、低輝度の被写体から高輝度の被写体に変える場合な
ど、制限光束に対応する第1領域から出力される光電変
換信号レベルが飽和する場合でも、制限光束の周囲に対
応する第2領域の光電変換信号を用いて電荷蓄積時間の
制御を行うことができる。この結果、従来技術に比べて
速く、適正に電荷蓄積時間を制御することが可能にな
る。 (4)とくに、請求項4に記載の発明では、光電変換信
号が飽和していないとき、制限光束に対応する第1領域
から出力される光電変換信号を用いて電間蓄積時間の制
御を行い、光電変換信号が飽和しているとき、制限光束
の周囲に対応する第2領域から出力される光電変換信号
を用いて電荷蓄積時間の制御を行うようにしたから、光
電変換信号の飽和の有無に関係なく電荷蓄積時間を適正
に制御することができる。
According to the present invention as described in detail above, the following effects can be obtained. (1) In the focus detecting device according to the first, second, and fifth aspects of the present invention, a predetermined area of the photoelectric conversion element used for detecting the focus adjustment state of the photographing lens and the photoelectric conversion output from the vicinity of this area. The charge accumulation time of the photoelectric conversion element is controlled based on the signal. Therefore, even when the level of the photoelectric conversion signal output from the predetermined area of the photoelectric conversion element is saturated, for example, when changing from a low-luminance object to a high-luminance object, the photoelectric conversion output from the vicinity of the predetermined area is saturated. The charge accumulation time can be controlled using the signal. As a result, faster than the prior art,
Since it becomes possible to appropriately control the charge accumulation time,
Missing a photo opportunity is prevented. (2) In particular, according to the second aspect of the present invention, when the photoelectric conversion signal is not saturated, the charge accumulation time is controlled using the photoelectric conversion signal output from the predetermined area, and the photoelectric conversion signal is When saturated, the charge accumulation time is controlled using the photoelectric conversion signal output from the vicinity of the predetermined area, so that the charge accumulation time is appropriately controlled regardless of whether the photoelectric conversion signal is saturated. can do. (3) In the focus detection device according to the third to fifth aspects of the present invention, the light is output from the first region of the photoelectric conversion element corresponding to the restricted light beam and the second region of the photoelectric conversion element corresponding to the periphery of the restricted light beam. The charge accumulation time of the photoelectric conversion element is controlled based on the photoelectric conversion signal. Therefore, even when the level of the photoelectric conversion signal output from the first area corresponding to the restricted light flux is saturated, for example, when changing from a low-luminance subject to a high-luminance subject, the second area corresponding to the periphery of the restricted light flux The charge accumulation time can be controlled using the photoelectric conversion signal of (1). As a result, it is possible to appropriately control the charge accumulation time faster than in the related art. (4) In particular, in the invention according to claim 4, when the photoelectric conversion signal is not saturated, the electric charge accumulation time is controlled using the photoelectric conversion signal output from the first area corresponding to the restricted light flux. When the photoelectric conversion signal is saturated, the charge accumulation time is controlled using the photoelectric conversion signal output from the second area corresponding to the periphery of the restricted light beam. , The charge accumulation time can be appropriately controlled.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】一実施の形態による焦点検出装置を備える一眼
レフカメラを表す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a single-lens reflex camera including a focus detection device according to an embodiment.

【図2】焦点検出装置の概要を表すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating an outline of a focus detection device.

【図3】焦点検出装置の構成および焦点検出動作の原理
を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a focus detection device and a principle of a focus detection operation.

【図4】イメージセンサーアレイから出力される光電変
換信号を説明する図であり、(a)はイメージセンサーア
レイの素子列を表す図、(b)は被写体の輝度が均一な場
合に(a)の素子列から出力される光電変換信号を表す図
である。
4A and 4B are diagrams illustrating a photoelectric conversion signal output from an image sensor array, where FIG. 4A illustrates an element array of the image sensor array, and FIG. 4B illustrates a case where the brightness of a subject is uniform; FIG. 7 is a diagram illustrating a photoelectric conversion signal output from an element row of FIG.

【図5】図4(b)の素子Asの近傍を拡大した図であり、
(a)は光電変換信号の最大値が飽和レベルに達していな
い場合を表す図、(b)は(a)に比べて被写体輝度が2倍の
場合を表す図、(c)は(a)に比べて被写体輝度が4倍の場
合を表す図である。
FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of an element As in FIG.
(a) is a diagram showing the case where the maximum value of the photoelectric conversion signal has not reached the saturation level, (b) is a diagram showing the case where the subject luminance is twice as large as (a), (c) is (a) FIG. 7 is a diagram illustrating a case where the subject luminance is four times as large as that of FIG.

【図6】焦点調節状態検出時の電荷蓄積時間を決定する
処理手順を説明するフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure for determining a charge accumulation time when a focus adjustment state is detected.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…焦点検出光学系、 2…イメージセ
ンサーアレイ、3…焦点検出演算部、
4…蓄積時間制御部、36…焦点検出装置、
91…撮影レンズ、201,202…イメージセンサー
アレイ上の領域、300…フィールドレンズ、
400…開口マスク、401,402…開口部、
501,502…再結像レンズ、900…視野マスク、D
[As]〜D[Ae]…領域201の光電変換信号、D[Bs]〜D
[Be]…領域202の光電変換信号 D[As-1]〜D[As-4]…素子As左側近傍の光電変換信号
1: focus detection optical system, 2: image sensor array, 3: focus detection calculation unit,
4 accumulation time control unit 36 focus detection device
91: photographing lens, 201, 202: area on image sensor array, 300: field lens,
400: Opening mask, 401, 402: Opening,
501, 502: Re-imaging lens, 900: Field mask, D
[As] to D [Ae]: photoelectric conversion signals in the area 201, D [Bs] to D
[Be]: photoelectric conversion signals in the area 202 D [As-1] to D [As-4]: photoelectric conversion signals near the left side of the element As

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】撮影レンズを通して入射される被写体光に
応じて光電変換信号を出力する電荷蓄積型の光電変換素
子と、 前記被写体光を前記光電変換素子の所定の領域に導く光
学手段と、 前記光電変換素子の前記領域から出力される光電変換信
号に基づいて、前記撮影レンズの焦点調節状態を検出す
る焦点検出手段と、 前記光電変換素子の前記領域および前記領域の近傍から
出力される光電変換信号に基づいて、前記光電変換素子
の電荷蓄積時間を制御する制御手段とを備えることを特
徴とする焦点検出装置。
A charge storage type photoelectric conversion element for outputting a photoelectric conversion signal in response to a subject light incident through a photographing lens; an optical unit for guiding the subject light to a predetermined area of the photoelectric conversion element; Focus detection means for detecting a focus adjustment state of the photographing lens based on a photoelectric conversion signal output from the area of the photoelectric conversion element; and photoelectric conversion output from the area and the vicinity of the area of the photoelectric conversion element A focus detection device comprising: control means for controlling a charge accumulation time of the photoelectric conversion element based on a signal.
【請求項2】請求項1に記載の焦点検出装置において、 前記光電変換信号が飽和しているか否かを判定する判定
手段をさらに備え、前記制御手段は、前記判定手段が飽
和を判定していないとき、前記光電変換素子の前記領域
から出力される光電変換信号に基づいて前記電荷蓄積時
間を制御し、前記判定手段が飽和を判定したとき、前記
光電変換素子の前記領域の近傍から出力される光電変換
信号に基づいて前記電荷蓄積時間を制御することを特徴
とする焦点検出装置。
2. The focus detection device according to claim 1, further comprising a determination unit that determines whether the photoelectric conversion signal is saturated, wherein the control unit determines that the determination unit is saturated. When there is not, the charge accumulation time is controlled based on the photoelectric conversion signal output from the area of the photoelectric conversion element, and when the determination unit determines the saturation, the charge output time is output from the vicinity of the area of the photoelectric conversion element. Wherein the charge accumulation time is controlled based on a photoelectric conversion signal.
【請求項3】撮影レンズを通して入射される被写体光に
応じて光電変換信号を出力する電荷蓄積型の光電変換素
子と、 前記被写体光を所定領域の光束に制限する光束制限手段
と、 前記光束を前記光電変換素子上に導く光学手段と、 前記光束に対応する前記光電変換素子の第1領域から出
力される前記光電変換信号に基づいて、前記撮影レンズ
の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、 前記第1領域から出力される前記光電変換信号および前
記光束の周囲に対応する前記光電変換素子の第2領域か
ら出力される前記光電変換信号に基づいて、前記光電変
換素子の電荷蓄積時間を制御する制御手段とを備えるこ
とを特徴とする焦点検出装置。
3. A charge-storage type photoelectric conversion element for outputting a photoelectric conversion signal in accordance with subject light incident through a photographing lens; light flux limiting means for limiting the subject light to a light flux in a predetermined area; Optical means for guiding the light onto the photoelectric conversion element; focus detection means for detecting a focus adjustment state of the imaging lens based on the photoelectric conversion signal output from the first area of the photoelectric conversion element corresponding to the light flux; Based on the photoelectric conversion signal output from the first area and the photoelectric conversion signal output from the second area of the photoelectric conversion element corresponding to the periphery of the light beam, to determine a charge accumulation time of the photoelectric conversion element. A focus detection device comprising: a control unit for controlling the focus detection device.
【請求項4】請求項3に記載の焦点検出装置において、 前記光電変換信号が飽和しているか否かを判定する判定
手段をさらに備え、前記制御手段は、前記判定手段が飽
和を判定していないとき、前記第1領域から出力される
前記光電変換信号に基づいて前記電荷蓄積時間を制御
し、前記判定手段が飽和を判定したとき、前記第2領域
から出力される前記光電変換信号に基づいて前記電荷蓄
積時間を制御することを特徴とする焦点検出装置。
4. The focus detection device according to claim 3, further comprising a determination unit for determining whether the photoelectric conversion signal is saturated, wherein the control unit determines that the determination unit is saturated. When there is not, the charge accumulation time is controlled based on the photoelectric conversion signal output from the first area, and when the determination unit determines saturation, based on the photoelectric conversion signal output from the second area. A focus detection device for controlling the charge accumulation time by using the control circuit.
【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載の焦点検出
装置において、 前記制御手段は、前回の光電変換時の光電変換信号の出
力値および電荷蓄積時間を記憶する記憶手段と、光電変
換信号の目標出力値と前記記憶手段に記憶されている前
記出力値との比率、および前記記憶手段に記憶されてい
る前記電荷蓄積時間から光電変換時の電荷蓄積時間を算
出する算出手段とを備えることを特徴とする焦点検出装
置。
5. The focus detecting device according to claim 1, wherein said control means stores an output value of a photoelectric conversion signal and a charge accumulation time during a previous photoelectric conversion; Calculating means for calculating a charge storage time during photoelectric conversion from a ratio between a target output value of the conversion signal and the output value stored in the storage means, and the charge storage time stored in the storage means; A focus detection device, comprising:
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06258570A (en) * 1992-06-26 1994-09-16 Nikon Corp Focus detector for camera
JPH1070678A (en) * 1996-06-14 1998-03-10 Asahi Optical Co Ltd Image reader
JPH11142723A (en) * 1997-11-05 1999-05-28 Canon Inc Image pickup device
JP2000039552A (en) * 1998-07-24 2000-02-08 Nikon Corp Focus detector

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06258570A (en) * 1992-06-26 1994-09-16 Nikon Corp Focus detector for camera
JPH1070678A (en) * 1996-06-14 1998-03-10 Asahi Optical Co Ltd Image reader
JPH11142723A (en) * 1997-11-05 1999-05-28 Canon Inc Image pickup device
JP2000039552A (en) * 1998-07-24 2000-02-08 Nikon Corp Focus detector

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