JP2006145792A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体輝度が低い場合に、モニタ信号を検知しつつ、ラインセンサの最大積分時間を延長する。
【解決手段】ラインセンサと、該ラインセンサに隣接して設けたモニタセンサから出力されるモニタ信号が所定の終了値に達するか、または所定の最大積分時間を経過するか、いずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段と、前記画像信号を、前記積分終了時の前記モニタ信号に応じた増幅率で増幅する増幅手段とを備え、該制御手段は、設定された１次最大積分時間経過時に前記モニタ信号が、前記増幅率を最大値を超えた増幅が必要になる値と検知された場合は、積分時間を１次最大積分時間よりも長い２次最大積分時間まで延長し、該２次最大積分時間が経過したときに、積分終了値を段階的に下げ、前記増幅率を段階的に上げる処理を繰り返す。
【選択図】 図７

Description

本発明は、一眼レフカメラ等の光学機器に搭載される焦点検出装置に関する。

一眼レフカメラの自動焦点調節（ＡＦ）装置として備えられた、いわゆる位相差方式の焦点検出装置は、瞳分割した一対の被写体像を、ラインセンサの一対の領域に投影し、ラインセンサで積分（電気的な信号に変換）し、画像信号に変換する。そうして、一対の被写体像に関する一対の画像信号に基づいてその画像の位相差を検出し、位相差に基づいて焦点状態（デフォーカス）を検出している。

複数の焦点検出エリアについて焦点検出が可能な場合は、各焦点検出エリアに対応するラインセンサまたは各領域についてモニタセンサが設けられ、最も明るい被写体像を受光したモニタセンサに基づいて積分終了および画像信号の増幅率の制御を行っている（特許文献１）。
特開平10-90593号公報

従来は、低輝度時には所定の最大積分時間で積分終了し、画像信号を増幅器によって増幅し、被写体輝度が低くて適正レベルの画像信号が得られなかった場合は、積分終了値を下げ、増幅率を上げる等して、再積分していた。
さらに近年は、検出エリアの多数化と自動焦点調節（ＡＦ）光学系の小型化に伴い、ラインセンサ受光面を照射する光量が少なく、暗くなる傾向にある。そのため、適切な積分量を得るためにはより増幅器の増幅率を高くする必要があった。

本発明は、係る従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、ラインセンサの積分中にモニタセンサから出力されるモニタ信号を検知することにより、最大積分時間の延長を可能にすることを目的とする。

この目的を達成する本発明は、複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換した電荷を積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、前記ラインセンサに隣接して設けられ、ラインセンサの積分をモニタしてモニタ信号を出力するモニタセンサと、前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したとき、または設定された最大積分時間を経過するかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段と、前記画像信号を、前記積分終了時の前記モニタ信号に応じた増幅率で増幅する増幅手段とを備え、該制御手段は、前記モニタセンサによるモニタ中に出力されるモニタ信号により前記ラインセンサの積分値を検知し、設定された１次最大積分時間経過時に前記モニタ信号が、前記増幅手段の増幅率を最大値を超えた増幅が必要になる値と検知された場合は、前記最大積分時間を１次最大積分時間よりも長い２次最大積分時間まで積分し、該２次最大積分時間が経過したときに前記増幅手段の増幅率を上げることに特徴を有する。

好ましくは、前記２次最大積分時間は、前記増幅率の最大値を超えた増幅を補う時間とする。
より実際的には、前記制御手段は、前記２次最大積分時間が経過したときに、積分終了値を段階的に下げ、前記増幅率を段階的に上げる処理を、モニタ信号と積分終了値とを比較しながら、モニタ信号が積分終了値に達するまでまたは増幅率が最大値になるまでのいずれか早いときまで繰り返す。
前記制御手段は、前記１次最大積分時間経過時に前記モニタ信号が低輝度用積分終了値に達していないと判定したときに、前記最大積分時間を１次最大積分時間より長い２次最大積分時間に延長する。

請求項５記載発明は、複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換した電荷を積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、前記画像信号を設定された増幅率で増幅する増幅手段と、前記ラインセンサに隣接して設けられ、ラインセンサの積分をモニタしてモニタ信号を出力するモニタセンサと、前記モニタセンサの出力信号が所定の終了値に達したとき、または設定された最大積分時間を経過するかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段を備え、該制御手段は、前記設定された最大積分時間を経過しても前記モニタ信号が所定の終了値に達していないときは、該終了値を下げ、増幅手段の増幅率を上げる処理を、モニタ信号が下げた後の終了値に達するまで繰り返し、モニタ信号が終了値に達するか増幅率が最大値になるかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させることに特徴を有する。

より実際的には、前記制御手段は、前記設定された最大積分時間が経過したときの前記モニタ信号が前記所定の終了値よりも低輝度相当の低輝度終了値に達していないときは、前記最大積分時間を２次最大積分時間まで積分し、該２次最大積分時間が経過したときに前記増幅手段の増幅率を最大値まで上げる。

前記画像信号とモニタ信号とを同一の出力端子から切り換えて出力する切換手段とを備え、前記全てのモニタ信号が積分終了値に達するか、最大積分時間を経過するかいずれか早いときまではモニタ信号を出力し、その後は画像信号を出力する構成とする。
前記ラインセンサおよびモニタセンサは、複数の焦点検出エリア毎に設けられていて、前記制御手段は、モニタセンサ毎に前記制御を実行する構成とする。

さらに別の本発明は、複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換した電荷を積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、前記ラインセンサに隣接して設けられ、ラインセンサの積分をモニタしてモニタ信号を出力するモニタセンサと、前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したとき、または設定された最大積分時間を経過するかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段と、前記画像信号を、前記積分終了時の前記モニタ信号に応じた増幅率で増幅する増幅手段とを備え、該制御手段は、前記モニタセンサによるモニタ中に出力されるモニタ信号により前記ラインセンサの積分値を検知し、設定された最大積分時間経過時に前記モニタ信号が、増幅手段の増幅率が最大値を超えたと検知された場合は、前記最大積分時間を延長し、前記増幅手段の増幅率を最大値に設定することに特徴を有する。

好ましい実施形態では、前記モニタ信号と、前記通常積分終了値および低輝度用積分終了値とを比較する比較手段を備え、前記制御手段は、前記最大積分時間経過時に前記モニタ信号が前記低輝度用積分終了値に達していないと判定したときに、前記最大積分時間を延長し、前記増幅手段の増幅率を最大値に設定する。

本発明によれば、被写体輝度が低く、１次最大積分時間内に、増幅率を最大値にしても適正積分値が得られない場合は、１次最大積分時間を２次最大積分時間まで延長するので、増幅率不足を積分時間の延長により補うことができる。したがって、増幅率を過度に上げることなく、ノイズの少ない画像信号が得れれる。
請求項５記載発明によれば、設定された最大積分時間を経過してもモニタ信号が所定の終了値に達していないときは、終了値を下げ、増幅手段の増幅率を上げる処理を、モニタ信号が下げた後の終了値に達するまで繰り返すので、再積分することなく適正レベルの画像信号が得られる。

図１は、本発明を適用する一眼レフカメラの主要構成の一実施形態をブロックで示した図である。このＡＦ一眼レフカメラは、焦点検出用素子としてＣＣＤ焦点検出素子６１を備えたマルチＡＦモジュール（多点焦点検出モジュール）６０を内蔵したカメラボディ１１と、このカメラボディ１１に着脱可能なＡＦ対応の撮影レンズ５１とを備えている。カメラボディ１１は、カメラボディ１１および撮影レンズ５１を総括的に制御する、選択手段、識別手段および信頼性判定手段としても動作するボディＣＰＵ３１を備えている。
一方撮影レンズ５１は、レンズ機能を制御するレンズＣＰＵ５７を備えている。さらにカメラボディ１１は、撮影レンズ５１に搭載されたレンズＣＰＵ５７との間でレンズ情報、ＡＦレンズ駆動情報等を入出力する周辺制御回路２１を備えている。

撮影レンズ５１からカメラボディ１１内に入射した被写体光束は、大部分がメインミラー１３により、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム１７に向かって反射され、ペンタプリズム１７で反射されてアイピースから射出する。ペンタプリズム１７から射出された被写体光束の一部は測光ＩＣ１８の受光素子に入射する。一方、メインミラー１３の中央部に形成されたハーフミラー部１４に入射した光束の一部はハーフミラー部１４を透過し、メインミラー１３の背面に設けられたサブミラー１５により下方に反射され、マルチＡＦモジュール６０に入射する。

測光ＩＣ１８は、受光量に応じて光電変換した電気信号を、周辺制御回路２１を介してボディＣＰＵ３１に測光信号として入力する。ボディＣＰＵ３１は、測光信号およびフィルム感度情報等に基づいて所定の露出演算を実行し、露出用の適正シャッタ速度および絞り値を算出する。そして、これらの算出したシャッタ速度および絞り値に基づいて、撮影処理の際に周辺制御回路２１は、モータドライブ回路２４を介してミラーモータ２５を駆動してメインミラー１３をアップするとともに、絞り機構２２を駆動して撮影レンズ５１の絞り（図示せず）を算出した絞り値に設定し、算出したシャッタ速度に基づいて露光機構（フォーカルプレーンシャッタ）２３を駆動して露光する。さらに露光終了後、周辺制御回路２１はミラーモータ２５を駆動してメインミラー１３をダウンし、フィルム巻上モータ２６を駆動してフィルムを１コマ分巻き上げる。

ボディＣＰＵ３１は、制御プログラム等をメモリしたＲＯＭ３１ａ、演算用、制御用の所定のデータを一時的にメモリするＲＡＭ３１ｂ、計時用のタイマー３１ｃ、カウンタ３１ｄ、マルチＡＦモジュール６０（ＣＣＤ焦点検出素子６１）から入力した出力ＶＯＵＴ信号（積分終了信号／ビデオ信号Ｖｉｄｅｏ）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３１ｅ、モニタ基準ＶＭＳ信号をＤ／Ａ変換して出力するＤ／Ａ変換器３１ｆを内蔵している。さらにボディＣＰＵ３１には、外部不揮発性メモリ手段としてＥＥＰＲＯＭ３８が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３８には、カメラボディ１１特有の各種定数などがメモリされている。

マルチＡＦモジュール６０は、いわゆる瞳分割位相差方式であって、複数のＣＣラインセンサを有するＣＣＤ焦点検出素子６１と、図示しないがＡＦ光学系として、撮像面と等価な焦点検出面において、複数の焦点検出エリア内に被写体像を形成する被写体光束を二分割に瞳分割して、対応するラインセンサ上に投影する光学系を備えている。

ＣＣＤ焦点検出素子６１は、いわゆる瞳分割された一対の被写体光束をそれぞれ受光して積分する複数列のラインセンサと、各ラインセンサの受光光量をモニタ、つまり積分値をチェックするモニタセンサを備えている。各ラインセンサおよびモニタセンサは、ＣＣＤ焦点検出素子６１が備えた制御回路系により駆動制御される。制御回路系は、モニタセンサのモニタ電圧（出力電圧）が所定のＡＧＣレベルに達すると、そのモニタセンサに対応するラインセンサＩの積分を終了させる。そして、全てのラインセンサの積分を終了させると、ラインセンサが積分した電荷を、ラインセンサ毎に画素単位で逐一電圧に変換し、画素単位のビデオ信号Ｖｉｄｅｏとして、ボディＣＰＵ３１へ出力する。

ボディＣＰＵ３１は、マルチＡＦモジュール６０から入力したビデオ信号Ｖｉｄｅｏを内蔵Ａ／Ｄ変換器３１ｅでデジタル信号に変換し、焦点検出エリアに対応するデジタル信号に基づいて所定の演算（プレディクタ演算）を実行してデフォーカス量を算出する。算出したデフォーカス量に基づいてＡＦモータ３３の回転方向を決定し、回転数を、ＡＦモータ３３の回転数を検出するエンコーダ３７が出力するＡＦパルス数として算出、内蔵のカウンタ３１ｄにセットする。そしてボディＣＰＵ３１は、その回転方向およびパルス数に基づき、ＡＦモータドライバ３２を介してＡＦモータ３３を駆動する。この駆動に際してボディＣＰＵ３１は、ＡＦモータ３３の回転に連動してエンコーダ３７が出力するパルスを内蔵のカウンタ３５ｄでダウンカウントし、カウント値が０になったらＡＦモータ３３を停止させる。

ＡＦモータ３３の回転は、ギヤブロック３４により減速され、カメラボディ１１のマウント部に設けられたジョイント３５と撮影レンズ５１のマウント部に設けられたジョイント５５との接続を介して撮影レンズ５１側に伝達される。

さらにボディＣＰＵ３１には、フォーカスモードをマニュアルモード、ＡＦ（ワンショット／コンティニュアスＡＦ）モードの間で切り換えるフォーカススイッチＳＷＡＦ、マニュアルレリーズ釦の半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲ、周辺制御回路２１等への電源をオン／オフするメインスイッチＳＷＭが接続されている。

ボディＣＰＵ３１は、設定されたＡＦ、露出、撮影などのモード、シャッタ速度、絞り値などを表示パネル３９に表示する。表示パネル３９は、通常、カメラボディ１１の外面およびファインダ視野内の２ヶ所に設けられた表示器を含む。

撮影レンズ５１は、レンズＣＰＵ５７と、焦点調節用レンズ５２を光軸方向に駆動するギアブロック５３と、撮影レンズ５１のマウント部に設けられた、カメラボディ１１のジョイント３５と着脱自在に連結するジョイント５５を備えている。ＡＦモータ３３の回転は、ギアブロック３４、ジョイント３５、５５を介してギアブロック５３に伝達され、ギアブロック５３を介して焦点調節用レンズ５２を進退移動させる。

レンズＣＰＵ５７は、電気接点群５６、３６の接続を介してカメラボディ１１の周辺制御回路２１と接続されていて、この周辺制御回路２１を介してボディＣＰＵ３１との間で、開放、最大Ｆ値情報、焦点距離情報、レンズ位置（距離）情報などを通信する所定のデータ通信を行う。

次に、この一眼レフカメラに搭載した、ＣＣＤ焦点検出素子６１の詳細構成について、さらに図２を参照して説明する。図２は、ＣＣＤ焦点検出素子６１の受光面６１ａ上のラインセンサＩおよびモニタセンサＭの配列の実施形態を示す図である。この実施形態では、ＣＣＤ焦点検出素子６１は、単一の回路基板８０上に、ラインセンサＩおよびモニタセンサＭと、これらを制御する制御回路７１が形成されている。

ＣＣＤ焦点検出素子６１の受光面６１ａ上にはラインセンサＩとして、中央に、横方向に延びる３列の横ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3が互いに上下方向に所定間隔で平行に配置され、これらの横ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3を上下に挟んで縦方向に延びる７列の縦ラインセンサＩ4、Ｉ5、Ｉ6、Ｉ7、Ｉ8、Ｉ9、Ｉ10が互いに横方向に所定間隔で平行に配置されている。この実施形態のラインセンサＩ1〜Ｉ10は、いわゆるＣＣＤラインセンサであって、各ラインセンサの長手方向に多数の受光素子が配置されている。

横ラインセンサＩ1〜Ｉ3は、受光面６１ａの中央より左半分が基準の領域である基準ブロック（基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ3a）として識別され、右半分が参照の領域である参照ブロック（参照ラインセンサＩ1b〜Ｉ3b）として識別される。

各横ラインセンサＩ1〜Ｉ3は、それぞれの基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ3a、参照ラインセンサＩ1b〜Ｉ3bがそれぞれ４個の基準領域（Ｉ1-1a〜Ｉ1-4a）〜（Ｉ3-1a〜Ｉ3-4a）、参照領域（Ｉ1-1b〜Ｉ1-4b）〜（Ｉ3-1b〜Ｉ3-4b）に識別され、各基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ4aの各領域（Ｉ1-1a〜Ｉ1-4a）〜（Ｉ3-1a〜Ｉ3-4a）に隣接してモニタセンサ（Ｍ1-1、Ｍ1-2、Ｍ1-3、Ｍ1-4）〜（Ｍ3-1、Ｍ3-2、Ｍ3-3、Ｍ3-4）が配置されている。

これらの各モニタセンサ（Ｍ1-1〜Ｍ1-4）〜（Ｍ3-1〜Ｍ3-4）は独立して動作し、隣接する基準ラインセンサＩ1〜Ｉ3の各領域（Ｉ1-1a〜Ｉ1-4a）〜（Ｉ3-1a〜Ｉ3-4a）の受光量をモニタする。

各縦ラインセンサＩ4、Ｉ5、Ｉ6、Ｉ7、Ｉ8、Ｉ9、Ｉ10は、横ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3の上方に位置するものが基準ブロック（基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10a）として識別され、下方に位置するものが参照ブロック（参照ラインセンサＩ4b〜Ｉ10b）として識別される。

各縦ラインセンサＩ4〜Ｉ10は、それぞれの各基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10a、参照ラインセンサＩ4b〜Ｉ10bが長手方向を二分割する２個の基準領域（Ｉ4-1a、Ｉ4-2a）〜（Ｉ10-1a、Ｉ10-2a）、参照領域（Ｉ4-1b、Ｉ4-2b）〜（Ｉ10-1b、Ｉ10-2b）に識別され、各基準ラインセンサＩ4〜Ｉ10の基準領域（Ｉ4-1a、Ｉ4-2a）〜（Ｉ10-1a、Ｉ10-2a）に隣接してモニタセンサ（Ｍ4-1、Ｍ4-2）〜（Ｍ10-1、Ｍ10-2）が配置されている。

これらの各モニタセンサ（Ｍ4-1、Ｍ4-2）〜（Ｍ10-1、Ｍ10-2）は独立して動作し、隣接する基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10aの各基準領域（Ｉ4-1a、Ｉ4-2a）〜（Ｉ10-1a、Ｉ10-2a）の受光量をモニタする。

このように構成された各ラインセンサＩ1〜Ｉ10は、複数の測距ゾーンについて瞳分割された各一対の被写体光束のうち、一方を基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ10aで受光し、他方を参照ラインセンサＩ1b〜Ｉ10bで受光するように使用される。

さらにＣＣＤ焦点検出素子６１は、各ラインセンサＩ1〜Ｉ10にモニタセンサＭと反対側に隣接して平行に配置され、各ラインセンサＩ1〜Ｉ10が蓄積した電荷がラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4〜Ｉ10単位で転送されるシフトレジスタ６２、６３、６４、６２１〜６２３、６３４〜６３１０、６４４〜６４１０を備えている。各ラインセンサＩ1〜Ｉ10の各フォトダイオードが光電変換し積分した電荷は、各ラインセンサＩ1〜Ｉ10毎に積分終了時に図示しないＳＴ（ストレージ）部に保持される。

全てのラインセンサＩ1〜Ｉ10の積分が終了すると、シフトレジスタ６２、６３、６４を経由して、電荷検出部６５からシリアルに読み出される。シフトレジスタ６２は直接電荷検出部６５に、シフトレジスタ６３はシフトレジスタ６２と合流して電荷検出部６５に接続されている。
なお、本実施例の縦ラインセンサＩ4〜Ｉ10は、基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10aの電荷はシフトレジスタ６３により、参照ラインセンサＩ4b〜Ｉ10bの電荷はシフトレジスタ６４により電荷検出部６５まで転送される。

図３には、このＣＣＤ焦点検出素子６１の回路基板８０上に形成された制御回路系の要部をブロックで示した。ＣＣＤ焦点検出素子６１の動作は、この回路基板８０上に形成された制御回路７１によって制御される。このＣＣＤ焦点検出素子６１は、この制御回路系によって、使用するラインセンサＩおよびモニタセンサＭの選択が可能なことに特徴を有する。制御回路７１は、ボディＣＰＵ３１から指示を受けて動作する。この実施形態のＣＣＤ焦点検出素子６１は、ボディＣＰＵ３１からのコマンドによって指定されたラインセンサＩとモニタセンサＭを制御回路７１が選択し、制御する。

次にこのＣＣＤ焦点検出素子６１の構成について説明するが、各ラインセンサＩおよびモニタセンサＭの基本的な動作は同一なので、ラインセンサＩおよびモニタセンサＭの具体的な動作は、ラインセンサＩ1（Ｉ1-1〜Ｉ1-4）および対応するモニタセンサＭ１（Ｍ1-1〜Ｍ1-4）に関して説明する。

制御回路７１は、積分を開始するときは、その直前に、ラインセンサＩ1をいわゆる掃き出し駆動して各画素（フォトダイオード）が蓄積した電荷を掃き出し、各画素単位で積分（電荷蓄積）を開始する。同時にモニタセンサＭ1-1〜Ｍ1-4もクリアして、モニタセンサＭ1-1〜Ｍ1-4による積分量モニタを開始する。各モニタセンサＭの出力電圧（モニタ信号）は、バッファを介してオートゲインコントローラＡＧＣに入力され、積分終了制御に使用される。各オートゲインコントローラＡＧＣは、出力電圧をモニタ信号としてモニタ出力選択回路７２に出力するとともに、ボディＣＰＵ３１から出力されるＶＭＳ信号（ＡＧＣレベル、積分終了値）とモニタ信号とを比較して、モニタ信号が積分終了値に達したらそのモニタに対応するラインセンサの積分を終了させる終了信号を制御回路７１に出力し、制御回路７１が対応するラインセンサＩの積分を終了させる。

オートゲインコントローラＡＧＣから出力されるモニタ信号は、制御回路７１およびモニタ出力選択回路７２に入力される。制御回路７１は、各モニタ信号が所定のＡＧＣレベル（積分終了値）に達したことを検知する検知手段としてのロジック（例えばオペアンプ）を内蔵し、いずれかのロジックの出力が変化したときに、選択回路７３を介して積分ＯＲ信号（第一の終了信号）をポートＴＮＴに出力する。このポートＴＮＴに出力された信号によりボディＣＰＵ３１は、いずれかのラインセンサＩが積分終了したことを検知する。本実施例において制御回路７１は、前記いずれかのロジックがハイレベルからローレベルに落ちたときに、選択回路７３に出力している積分ＯＲ信号をハイレベルからローレベルに落とす。なお、積分ＯＲ信号は、積分開始時はハイレベル信号である。

制御回路７１は、前記ロジックの出力が変化したとき、つまりモニタ信号が所定のＡＧＣレベルに達したときにそのモニタセンサＭに対応するラインセンサＩの積分を終了させる。積分の終了処理は、対応するラインセンサＩ1〜Ｉ10のＳＴ部への電荷の蓄積を終了することである。

また、モニタ出力選択回路７２に入力されたモニタセンサＭのモニタ信号は、一つずつ出力選択回路７０に出力され、出力選択回路７０を経由してポートＶＯＵＴから出力される。

ボディＣＰＵ３１は、モニタセンサＭを指定するＤＡＴＡ信号をＣＣＤ焦点検出素子６１に出力する。ＣＣＤ焦点検出素子６１の制御回路７１は、ボディＣＰＵ３１から指定されたモニタセンサＭのモニタ信号を、モニタ出力選択回路７２で選択し、出力選択回路７０を介してＶＯＵＴ信号としてボディＣＰＵ３１に出力する。同時に制御回路７１は、積分ＡＮＤ信号を、選択回路７４を介してポートＳＰから出力し、この積分ＡＮＤ信号をボディＣＰＵ３１はポートＴＲＩＧから入力し、“Ｌ”レベルになるまで入力したモニタ信号をＡ／Ｄ変換する。
ボディＣＰＵ３１は、入力したモニタセンサＭのモニタ信号をＡ／Ｄ変換し、積分時間予測やゲイン（Gain）設定に利用する。

この実施形態のＣＣＤ焦点検出素子６１は、積分開始後、モニタ出力選択回路７２から択一的にモニタ信号を出力選択回路７０からＶＯＵＴ信号として出力する。全てのモニタセンサＭのモニタ信号が所定のＡＧＣレベルに達するか所定時間（最長積分時間）が経過するかいずれか早いときの後、つまり全てのＣＣＤラインセンサＩの積分が終了しまたは強制終了させた後は、ＣＣＤラインセンサＩから読み出した画像信号（ビデオ信号Ｖｉｄｅｏ）を出力選択回路７０を介してポートＶＯＵＴからＶＯＵＴ信号として出力する。

制御回路７１は、所定時間内に全てのモニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達したことを検知したときは、選択回路７４を介して積分ＡＮＤ信号（第二の終了信号）をポートＳＰからボディＣＰＵ３１に出力する。全てのモニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベル（積分終了値）に達する前に所定時間（２次最大積分時間）が経過したときは、制御回路７１はモニタ信号がＡＧＣレベルに達していない全てのモニタセンサＭに対応するラインセンサＩの積分を終了させて、積分ＡＮＤ信号を選択回路７３を介してポートＳＰからボディＣＰＵ３１に出力する。

全てのラインセンサＩの積分が終了したら、各ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4〜Ｉ10の単位で、シフトレジスタ６２、６３、６４を介して、ラインセンサＩ1〜Ｉ10およびその画素単位で電荷を逐次転送し、電荷検出部６５で電圧信号に変換して出力する。

電荷単位の電圧信号を、アンプ（増幅回路（Gain AMP））６６で増幅してから、サンプルホールド回路（S/H）６７、クランプ回路６８でＯＢ電圧をクランプし、バッファ６９から、出力選択回路７０を介してポートＶＯＵＴからＶＯＵＴ信号（ビデオ信号）として出力する。ボディＣＰＵ３１は、ポートＡ／Ｄから入力する。ボディＣＰＵ３１は、入力したＶＯＵＴ信号を画素単位で、内蔵のＡ／Ｄ変換器３１ｅによりディジタル信号に変換し、内蔵のＲＡＭ３１ｂに順にメモリする。

以上のモニタ、積分および読み出し処理を、全てのモニタセンサＭおよびラインセンサＩについて実行できるが、この実施形態は、実行するラインセンサＩおよびモニタセンサＭのセット（選択モード）を任意に選択し、組み合わせることが可能である。つまり、選択モードにおいて指定されているラインセンサＩおよびモニタセンサＭについてのみ、モニタ、積分および読み出し処理を実行できる。さらに、選択モードで指定されたラインセンサＩおよびモニタセンサＭの中から、任意のラインセンサＩおよびモニタセンサＭについて、モニタ、積分および読み出し処理を実行できる。

図４には、このＣＣＤ焦点検出素子６１のモニタ信号とＡＧＣレベルとの関係をグラフで示した。モニタ信号は、積分開始とともに時間にほぼ比例して上昇する。この実施例では、被写体輝度が高い場合はモニタ信号（ア）が１次最大時間経過前にＡＧＣレベルに達する。

１次最大積分時間を経過してもモニタ信号がＡＧＣレベルに達しないときは、ＡＧＣレベルを１／２倍する。それでもモニタ信号が変更後のＡＧＣレベルに達しないときは、ゲインＧａｉｎを２倍してＡＧＣレベルを１／２倍する処理を、モニタ信号がＡＧＣレベルに達するまで、ゲインＧａｉｎが最大ゲインＧａｉｎに達するまで繰り返す。これにより、モニタ信号（イ）が１／４倍のＡＧＣレベルに達している。

さらに、１次最大積分時間の経過時にモニタ信号が１／１６倍のＡＧＣレベル未満の場合（モニタ信号（ウ）、（エ）の場合）は、１次最大積分時間を２倍にした２次最大積分時間まで積分を許可し、２次最大積分時間が経過するのを待ち、２次最大積分時間が経過したときに積分を終了させる。。モニタ信号（エ）は、２次最大積分時間経過しても１／１６倍のＡＧＣレベルに達していない。その後、ＡＧＣレベルを１／２倍、ゲインＧａｉｎを２倍しながらモニタ信号がＡＧＣレベルに達したかどうかをチェックし、達したときにゲインＧａｉｎを設定する。ただし、この実子例では、最大ゲインＧａｉｎを８倍に設定してある。ここでＡＧＣレベルを１/１６倍（１/２⁴倍）とした場合、最大ゲインＧａｉｎは８倍（２^n-1倍）となり、１段低く設定される。つまり、１次最大積分時間経過時に積分を終了させたときよりも、最大ゲインＧａｉｎを低く設定できるので、増幅によるノイズ拡大を防止できる。

以上の処理により、被写体輝度が低い場合であっても、積分処理を改めて実行することなく適正画像信号を得ることができるので、積分処理の短縮を図ることができる。

次に、この一眼レフカメラの自動焦点検出および焦点調節動作について、さらに図５乃至図７に示したフローチャートを参照して説明する。カメラボディ１１に図示しない電池が装填され、メインスイッチＳＷＭがＯＮされると、図５に示したスタート処理に入る。スタート処理に入ると、まず、ボディＣＰＵ３１は、カメラ動作全般を統括的に制御するシステムのイニシャライズを実行する（ステップ（以下「Ｓ」と称する）１０１）。システムのイニシャライズには、ボディＣＰＵ３１の起動、ＲＯＭからマイクロプログラムの読み込み、キャッシュ、入出力ポート、フラグ等のイニシャライズが含まれる。その後、電池から所定の電圧が供給されている間、Ｓ１０３乃至Ｓ１３９の処理を実行する。

まず、ボディＣＰＵ３１以外の部材への電力供給を停止するパワーダウン処理（Ｓ１０３）を実行する。そうして、測光スイッチＳＷＳがＯＮしたかどうかをチェックし（Ｓ１０５）、ＯＮしていなければ（Ｓ１０５；Ｎ）、パワーダウン処理（Ｓ１０３）を実行してパワーダウン状態を維持する。測光スイッチＳＷＳがＯＮすると（Ｓ１０５；Ｙ）、パワーオン（Ｓ１０７）してＰＨＯＮループ処理に入る。パワーオン処理（Ｓ１０７）は、ボディＣＰＵ３１以外の部材へも電池の電力を供給する処理であって、例えば表示パネル４９に撮影モードなどを表示する。

『ＰＨＯＮループ』
ＰＨＯＮループ処理に入ると、ＰＨＯＮループ時間タイマをスタートさせる（Ｓ１０９）。ＰＨＯＮループ時間は、主にＡＦ処理を所定間隔で繰り返し実行するためのインターバル時間である。次に、スイッチチェック（Ｓ１１１）、つまり各スイッチの状態を入力し、レンズ通信（Ｓ１１３）を実行して撮影レンズ５１からレンズ情報を入力する。

周辺制御回路２１から、測光ＩＣ１８によって測光した被写体輝度信号Ｂｖを入力してＡ／Ｄ変換し（Ｓ１１５）、選択された露出モードによるアルゴリズムでＡＥ演算処理（Ｓ１１７）を実行してシャッタ速度および絞り値を求め、これらの値を表示パネル４９に表示する（Ｓ１１９）。

レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかをチェックし、ＯＮしていれば（Ｓ１２１；Ｙ）、レリーズ処理（Ｓ１３９）を実行してＰＨＯＮループ処理に戻る。レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしていない場合（Ｓ１２１；Ｎ）は、ＡＦ処理（Ｓ１２３）を、ループ時間が経過するまで繰り返し実行する（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２３）。ループ時間が経過したら（Ｓ１２５；Ｙ）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかをチェックし（Ｓ１２７）、ＯＮしていたら（Ｓ１２７；Ｙ）ＰＨＯＮループ処理の最初のステップに戻る。

測光スイッチＳＷＳがＯＮしていなかったら（Ｓ１２７；Ｎ）、パワーホールド中フラグが“１”かどうかをチェックし（Ｓ１２９）、“１”でなければパワーホールドタイマをスタートさせ（Ｓ１３１）、パワーホールド中フラグに“１”をセットしてＳ１３５に進む。パワーホールド中フラグに“１”がセットされていたとき（Ｓ１２９；Ｙ）は、Ｓ１３１、Ｓ１３３をスキップしてＳ１３５に進む。

Ｓ１３５では、パワーホールド時間が経過したかどうかをチェックし、経過しているとき（Ｓ１３５；Ｙ）はパワーホールド中フラグをクリア（Ｓ１３７）してからＳ１０３に戻り、経過していないとき（Ｓ１３５；Ｎ）はそのままＰＨＯＮループ処理の最初のステップＳ１０９に戻る。つまり、測光スイッチＳＷＳがオフしてからパワーホールド時間が経過するまではＳ１０９乃至Ｓ１３５の処理を繰り返し実行し、測光スイッチＳＷＳがオフしてからパワーホールド時間が経過したら、パワーホールド中フラグをクリアしてからＳ１０３に戻ってパワーダウン処理を実行し、パワーダウン状態で測光スイッチＳＷＳがＯＮするのを待つ（Ｓ１０５）。

Ｓ１２３で実行するＡＦ処理の詳細について、図６に示したフローチャートを参照して説明する。ＡＦ処理に入ると、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかをチェック（Ｓ２０１）する。測光スイッチＳＷＳがオフしていたとき（Ｓ２０１；Ｎ）は、ＡＦロックフラグ、ＡＧＣレベルシフトフラグおよび時間短縮要求フラグの全てに“０”をセット（フラグクリア）して（Ｓ２１７、Ｓ２１９、Ｓ２２１）、リターンする（ＲＥＴ）。

測光スイッチＳＷＳがＯＮしているとき（Ｓ２０１；Ｙ）は、ＡＦロックフラグが“１”かどうかをチェックする（Ｓ２０３）。ＡＦロックフラグは、ワンショットＡＦモードにおいて合焦したときにその合焦状態を維持するためにセットされるフラグである。

ＡＦロックフラグに“１”がセットされていない場合（Ｓ２０３；Ｎ）は、ＣＣＤ焦点検出素子６１に積分処理を実行させ（Ｓ２０５）、ＣＣＤ焦点検出素子６１からビデオ信号Ｖｉｄｅｏを入力し）、デフォーカス演算を実行する（Ｓ２０７）。そうして、演算したデフォーカス量（絶対値）が合焦幅未満であるかどうかチェックする（Ｓ２０９）。合焦幅とは、焦点深度により合焦とみなせるデフォーカス量の範囲である。この合焦幅は、一定値、または撮影レンズから入力した焦点距離、開放絞り情報から演算して設定することができる。

デフォーカス量が合焦幅未満でなかった場合（Ｓ２０９；Ｎ）は、デフォーカス量に基づいてＡＦモータ３３を駆動するパルス数を演算（Ｓ２１３）し、ＡＦモータ３３を駆動して（Ｓ２１５）リターンする（ＲＥＴ）。
デフォーカス量が合焦未満であった場合（Ｓ２０９；Ｙ）は、ＡＦロックフラグに“１”をセットし（Ｓ２１１）、リターンする（ＲＥＴ）。ＡＦロックフラグに“１”をセットすると、次にＡＦ処理に入っても、Ｓ２０３からリターンする。

『積分処理』
積分処理について、図７に示したフローチャートを参照して説明する。積分処理に入ると、まず、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）レベルを設定する（Ｓ３０１）。ＡＧＣレベルの初期値は、最大値である。次に、１次最大積分時間を設定し（Ｓ３０３）、２次最大積分時間を設定する（Ｓ３０５）。なお、この実施例において２次最大積分時間は、１次最大積分時間の２倍である。そうして、ＣＣＤ焦点検出素子６１との間で積分開始通信を実行し（Ｓ３０７）、ＣＣＤ焦点検出素子６１に積分処理を開始させる。

積分が始まると、いずれかのラインセンサの積分が終了したか否か、つまりいずれかのモニタセンサの出力レベルが積分終了値に達してＯＲ信号が出力されたか否かをチェックする（Ｓ３０９）。ＯＲ信号が出力されていない場合（Ｓ３０９；Ｎ）は、各ラインセンサ毎に積分時間をメモリし（Ｓ３１１）、１次最大積分時間が経過したかどうかをチェックし（Ｓ３１９）、１次最大積分時間が経過していない場合（Ｓ３１９；Ｎ）は、入力したモニタ信号をＡ／Ｄ変換し（Ｓ３２１）、全積分が終了したかどうか（全モニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達したかどうか）をチェックし（Ｓ３３５）、全積分が終了していない場合（Ｓ３３５；Ｎ）は、Ｓ３０９に戻る。

ＯＲ信号が出力され（モニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達し）ていた場合（Ｓ３０９；Ｙ）は、積分終了情報通信を実行し（Ｓ３１３）、積分中のセンサありか否かをチェックし（Ｓ３１５）、積分中のセンサがある場合（Ｓ３１５；Ｙ）は、積分中センサの積分時間をメモリして（Ｓ３１７）からＳ３１９に進み、積分中センサがない場合（Ｓ３１５；Ｎ）は、そのままＳ３１９に進む。

『１次最大積分時間経過』
１次最大積分時間が経過した場合（Ｓ３１９；Ｙ）（モニタ信号（イ）乃至（エ）が該当する）は、モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベルの１／１６倍未満であるか否かをチェックする（Ｓ３２３）。

『ＡＧＣレベル／１６未満の場合』
モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベル／１６未満の場合（Ｓ３２３；Ｙ）（モニタ信号（ウ）、（エ）が該当する）は、１次最大積分時間のときのモニタ信号がＡＧＣレベルの１／１６倍未満の場合にたてるフラグＦｉｎｔ２に“1"をセットして（Ｓ３２４）、２次最大積分時間が経過しているかどうかをチェックする（Ｓ３２６）。２次最大積分時間が経過していない場合（Ｓ３２６；Ｎ）はＳ３３５に進む。そうして、積分終了したか否かチェックし（Ｓ３３５）、終了していなければＳ３０９に戻る。そうして、Ｓ３０９乃至Ｓ３２６；Ｙ、Ｓ３３５の処理を繰り返す。つまり、１次最大積分時間経過時にモニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベル／１６未満の場合は、積分時間が２次最大積分時間まで延長される。そうして、モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベル／１６未満の間は、Ｓ３０９乃至Ｓ３１９；Ｙ、Ｓ３２３；Ｙ、Ｓ３２４、Ｓ３２６；Ｎ、Ｓ３３５；Ｎ、Ｓ３０９の処理を繰り返す。

１次最大積分時間経過後、モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベル／１６以上になると（Ｓ３２３；Ｎ）（モニタ信号（ウ）が該当）、フラグＦｉｎｔ２が“１”かどうかをチェックし（Ｓ３２５）、“１”なので（Ｓ３２５；Ｙ）、Ｓ３２６に戻って積分を継続する。つまり、１次最大積分時間経過時にモニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベル／１６未満の場合は、通常は積分を２次最大積分時間経過まで継続することになる。なお、１次最大積分時間経過後に被写体輝度が急激に高くなってモニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベルを超えた場合は積分終了するので（Ｓ３３５；Ｙ）、Ｓ３３７に抜ける。

そうして、２次最大積分時間が経過すると（Ｓ３２６；Ｙ）、ＡＧＣレベルを１／２倍に設定して（Ｓ３２７）、積分終了したかどうか（モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベルに達したかどうか）をチェックする（Ｓ３２９）。積分終了していない場合（Ｓ３２９；Ｎ）は、ゲインＧａｉｎを前回の２倍に設定し（Ｓ３３１）、ゲインＧａｉｎが最大ゲインＧａｉｎ（８倍）になったかどうかをチェックし（Ｓ３３３）、最大ゲインになっていなければ（Ｓ３３３；Ｎ）、Ｓ３２７に戻ってＡＧＣレベルダウン処理を繰り返す。そうして、積分終了した場合（モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベルに達した場合）（Ｓ３２９；Ｙ）は、Ｓ３３７に抜ける。モニタ信号（ウ）は、ＡＧＣレベル／８、ゲインＧａｉｎ４倍で積分終了（Ｓ３２９；Ｙ）、Ｓ３３７に抜ける。また、積分終了せず（Ｓ３２９；Ｎ）、最大ゲインＧａｉｎ（８倍）になった場合（Ｓ３３３；Ｙ）も、Ｓ３３７に抜ける。モニタ信号（エ）は、最大ゲインＧａｉｎ（８倍）（Ｓ３３３；Ｙ）でＳ３３７に抜けている。

『ＡＧＣレベル／１６未満でない場合』
モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベル／１６未満でない場合（Ｓ３２３；Ｎ）（モニタ信号（イ）が該当する）は、フラグＦｉｎｔ２が“1"か否かチェックする（Ｓ３２５）。“1"でないので（Ｓ３２５；Ｎ）、Ｓ３２６をスキップしＳ３２７に進む。そうして、ＡＧＣレベルを１／２倍に設定して（Ｓ３２７）、積分終了したかどうか（モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベルに達したかどうか）をチェックする（Ｓ３２９）。積分終了していない場合（Ｓ３２９；Ｎ）は、ゲインＧａｉｎを前回の２倍に設定し（Ｓ３３１）、ゲインＧａｉｎが最大ゲインＧａｉｎ（８倍）になったかどうかをチェックし（Ｓ３３３）、最大ゲインになっていなければ（Ｓ３３３；Ｎ）、Ｓ３２７に戻ってＳ３２７乃至Ｓ３３３の処理を繰り返す。そうして、積分終了した場合（モニタ信号Ａ／Ｄ変換値がＡＧＣレベルに達した場合）（Ｓ３２９；Ｙ）は、Ｓ３３７に抜ける。また、積分終了せず（Ｓ３２９；Ｎ）、最大ゲインＧａｉｎ（８倍）になった場合（Ｓ３３３；Ｙ）も、Ｓ３３７に抜ける。モニタ信号（イ）は、ＡＧＣレベル／４、ゲインＧａｉｎ２倍で積分終了している。

Ｓ３３７では、積分終了通信を実行してＣＣＤ焦点検出素子６１に積分処理を終了させる。最大ゲインＧａｉｎ（８倍）になって（Ｓ３３３；Ｙ）抜けた場合も、この積分終了通信によって積分が終了されることになる。そうして、ＣＣＤ焦点検出素子６１から、設定ゲインＧａｉｎで増幅されたビデオ信号Ｖｉｄｅｏ（画像信号）を入力してＡ／Ｄ変換し（Ｓ３３９）、デフォーカス演算を実行して（Ｓ３４１）からリターンする（ＲＥＴ）。

以上の通り本発明の実施形態によれば、積分開始後、１次最大積分時間が経過しても積分が終了しない場合は、積分処理を改めて開始することなく、モニタ信号がＡＧＣレベルの１／１６倍未満か否かをチェックし、未満の場合は、積分を２次最大積分時間まで延長し、２次最大積分時間が経過したらＡＧＣレベルを段階的に（１／２倍ずつ）下げて積分終了したどうかをチェックし、積分終了していない場合はゲインＧａｉｎを段階的にアップ（２倍）する処理を繰り返すので、被写体輝度が低い場合でも、積分を１次最大積分時間経過後、積分時間の延長によってゲイン不足を補うことができる。適正ゲインＧａｉｎを設定して、速やかに終了させることができる。適正ゲインＧａｉｎが設定されるので、増幅後のビデオ信号Ｖｉｄｅｏは適正レベルとなり、正確なデフォーカス量を求めることが可能になる。

図７に示した積分処理は、複数の焦点検出エリアごとに、ラインセンサＩ1〜Ｉ10および対応するモニタセンサＭ1〜Ｍ10毎に繰り返し、さらエリアごとに設定したゲインＧａｉｎでアンプ６６で増幅することにより、焦点検出エリア毎に適正ビデオ信号Ｖｉｄｅｏを得ることができる。

この実施形態では、最大ゲインＧａｉｎを８倍にしたが、。最大ゲインＧａｉｎが８倍に限定されないことはいうまでもなく、８倍を超えていても未満でもよい。また、ゲインＧａｉｎの設定ステップは２（または１／２）倍であるがこれに限定されず、２／３（または３／２）でもよい。

本発明の他の実施形態の主要回路構成を図８に、同他の実施形態のモニタ信号とＡＧＣレベル、ゲインＧａｉｎとの関係をグラフとして図９に示した。この実施形態は、図７のステップＳ３２３でモニタ信号をＡ/Ｄ変換値で判別していたが、モニタ信号が１次最大積分時間内に、低輝度用積分終了値である、Ｇａｉｎ１６倍用ＡＧＣレベルに達しないことをＡＧＣ回路８１で判別して制御回路７１へ出力させるようにし、積分時間を２次最大積分時間まで延長することに特徴を有する。

この実施形態では、各モニタセンサＭ毎に備えたＡＧＣ回路８１に、通常用ＡＧＣレベルと、ゲインＧａｉｎを最大（１６倍）に上げるときの１６倍用ＡＧＣレベル（通常ＡＧＣレベルの１／１６倍）を入力する。ＡＧＣ回路８１は、モニタセンサＭから入力したモニタ信号を、通常用ＡＧＣレベルおよび１６倍ＡＧＣレベルと比較し、通常用ＡＧＣレベルに達したときは積分終了信号ＳＰを制御回路７１に出力し、１６倍用ＡＧＣレベルに達したときはＧａｉｎ１６倍検知信号ＳＰ′を制御回路７１に出力する。

１次最大積分時間を経過したときにモニタ信号がＡＧＣレベル／１６に達していない場合、つまりＡＧＣ回路８１から積分終了信号ＳＰも、Ｇａｉｎ１６倍検知信号ＳＰ′も出力されていない場合は、ボディＣＰＵ３１は最大積分時間を１次最大積分時間の２倍の２次最大積分時間に延長し、ＧａｉｎＡＭＰ６６のゲインＧａｉｎを１６倍に設定する。そうして、ＡＧＣ回路８１からＧａｉｎ１６倍検知信号ＳＰ′が出力されるのを待つ。

以上の通り第２の実施形態によれば、１次最大積分時間経過時に最大ゲインＧａｉｎを超えるゲイン設定が必要になると検知された場合は積分時間を延長して積分を継続するので、輝度が低い被写体であっても正確なデフォーカス量を短時間で得ることができる。

本発明を適用した一眼レフカメラの実施形態の主要部をブロックで示す図である。 同一眼レフカメラに搭載された多点焦点検出素子の一実施例を示す図である。 同一眼レフカメラに搭載された多点焦点検出素子上の制御回路の概略をブロックで示す図である。 同一眼レフカメラに搭載された多点焦点検出素子のモニタ信号とＡＧＣレベル、ゲインとの関係をグラフで示す図である。 同一眼レフカメラの動作に関するメイン処理をフローチャートで示す図である。 同一眼レフカメラのＡＦ処理の実施形態をフローチャートで示す図である。 同ＡＦ処理中の積分処理に関する実施形態をフローチャートで示す図である。 本発明を適用した多点焦点検出素子の別の実施形態におけるモニタセンサ、ラインセンサおよびＡＧＣ回路の概要をブロックで示す図である。 同別の実施形態のモニタ信号とＡＧＣレベル、ゲインとの関係をグラフで示す図である。

符号の説明

１１ カメラボディ
１３ メインミラー
１４ ハーフミラー部
１５ サブミラー
２１ 周辺制御回路
３１ ボディＣＰＵ（制御手段）
３１ｅ Ａ／Ｄ変換器
３２ ＡＦモータドライバ
３３ ＡＦモータ
３４ ギアブロック
３５ ジョイント
３７ エンコーダ
３８ ＥＥＰＲＯＭ
５１ 撮影レンズ
５２ 焦点調節レンズ群
５３ ギアブロック
５５ ジョイント
５７ レンズＣＰＵ
６０ マルチＡＦモジュール
６１ ＣＣＤ焦点検出素子
６２ ６３ ６４ シフトレジスタ
６２１〜６２３ シフトレジスタ
６３４〜６３１０ ６４４〜６４１０ シフトレジスタ
６５ 電荷検出部
６６ アンプ（増幅回路（Gain AMP））
７０ 出力選択回路（出力選択手段）
７１ 制御回路（制御手段）
７２ モニタ出力選択回路
７３ ７４ 選択回路
８０ 回路基板
Ｉ ラインセンサ
Ｉ1 Ｉ2 Ｉ3 横ラインセンサ
Ｉ4 Ｉ5 Ｉ6 Ｉ7 Ｉ8 Ｉ9 Ｉ10 縦ラインセンサ
Ｍ モニタセンサ
Ｍ1 Ｍ2 Ｍ3 Ｍ4 Ｍ5 Ｍ6 Ｍ7 Ｍ8 Ｍ9 Ｍ10 モニタセンサ

Claims (11)

1. 複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換した電荷を積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、
   前記ラインセンサに隣接して設けられ、ラインセンサの積分をモニタしてモニタ信号を出力するモニタセンサと、
   前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したとき、または設定された最大積分時間を経過するかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段と、
   前記画像信号を、前記積分終了時の前記モニタ信号に応じた増幅率で増幅する増幅手段とを備え、
   該制御手段は、前記モニタセンサによるモニタ中に出力されるモニタ信号により前記ラインセンサの積分値を検知し、設定された１次最大積分時間経過時に前記モニタ信号が、前記増幅手段の増幅率を最大値を超えた増幅が必要になる値と検知された場合は、前記最大積分時間を１次最大積分時間よりも長い２次最大積分時間まで積分し、該２次最大積分時間が経過したときに前記増幅手段の増幅率を上げることを特徴とする焦点検出装置。
2. 請求項１記載の焦点検出装置において、前記２次最大積分時間は、前記増幅率の最大値を超えた増幅を補う時間である焦点検出装置。
3. 請求項１または２記載の焦点検出装置において、前記制御手段は、前記２次最大積分時間が経過したときに、積分終了値を段階的に下げ、前記増幅率を段階的に上げる処理を、モニタ信号と積分終了値とを比較しながら、モニタ信号が積分終了値に達するまでまたは増幅率が最大値になるまでのいずれか早いときまで繰り返す焦点検出装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項記載の焦点検出装置において、前記制御手段は、前記１次最大積分時間経過時に前記モニタ信号が低輝度用積分終了値に達していないと判定したときに、前記最大積分時間を１次最大積分時間より長い２次最大積分時間に延長する焦点検出装置。
5. 複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換した電荷を積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、
   前記画像信号を設定された増幅率で増幅する増幅手段と、
   前記ラインセンサに隣接して設けられ、ラインセンサの積分をモニタしてモニタ信号を出力するモニタセンサと、
   前記モニタセンサの出力信号が所定の終了値に達したとき、または設定された最大積分時間を経過するかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段を備え、
   該制御手段は、前記設定された最大積分時間を経過しても前記モニタ信号が所定の終了値に達していないときは、該終了値を下げ、増幅手段の増幅率を上げる処理を、モニタ信号が下げた後の終了値に達するまで繰り返し、モニタ信号が終了値に達するか増幅率が最大値になるかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させることを特徴とする焦点検出装置。
6. 請求項５記載の焦点検出装置において、前記制御手段は、前記設定された最大積分時間が経過したときの前記モニタ信号が前記所定の終了値よりも低輝度相当の低輝度終了値に達していないときは、前記最大積分時間を２次最大積分時間まで積分し、該２次最大積分時間が経過したときに前記増幅手段の増幅率を最大値まで上げる焦点検出装置。
7. 請求項５または６記載の焦点検出装置において、前記ラインセンサおよびモニタセンサは、複数の焦点検出エリア毎に設けられていて、前記制御手段は、モニタセンサ毎に前記制御を実行する焦点検出装置。
8. 請求項５から７のいずれか一項記載の焦点検出装置において、前記モニタセンサは、前記ラインセンサの積分値に比例するモニタ信号を出力する焦点検出装置。
9. 請求項５から８のいずれか一項記載の焦点検出装置は、前記画像信号とモニタ信号とを同一の出力端子から切り換えて出力する切換手段を備え、前記全てのモニタ信号が積分終了値に達するか、前記２次最大積分時間を経過するかいずれか早いときまではモニタ信号を出力し、その後は画像信号を出力する焦点検出装置。
10. 複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換した電荷を積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、
    前記ラインセンサに隣接して設けられ、ラインセンサの積分をモニタしてモニタ信号を出力するモニタセンサと、
    前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したとき、または設定された最大積分時間を経過するかいずれか早いときに前記ラインセンサの積分を終了させる制御手段と、
    前記画像信号を、前記積分終了時の前記モニタ信号に応じた増幅率で増幅する増幅手段とを備え、
    該制御手段は、前記モニタセンサによるモニタ中に出力されるモニタ信号により前記ラインセンサの積分値を検知し、設定された最大積分時間経過時に前記モニタ信号が、増幅手段の増幅率が最大値を超えると検知された場合は、前記最大積分時間を延長し、前記増幅手段の増幅率を最大値に設定することを特徴とする焦点検出装置。
11. 請求項１０記載の焦点検出装置は、前記モニタ信号と、前記通常積分終了値および低輝度用積分終了値とを比較する比較手段を備え、前記制御手段は、前記最大積分時間経過時に前記モニタ信号が前記低輝度用積分終了値に達していないと判定したときに、前記最大積分時間を延長し、前記増幅手段の増幅率を最大値に設定する焦点検出装置。

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