JP2757852B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明はカメラなどにおける
光学系の焦点検出装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】焦点検出装置を構成するイメージセンサ
の受光部に入射する光量をモニタするモニタ素子を受光
部近傍に設け、そのモニタの出力に応じてイメージセン
サの電荷蓄積時間を制御することにより、被写体輝度が
変化しても略一定の受光出力を得るようにした焦点検出
装置が特開昭５７−６４７１１号公報において提案され
ている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、より広
範囲の対象物に対して焦点検出をしようとした場合、例
えば焦点検出ゾーンの幅を広げたり、複数の焦点検出ゾ
ーンを設けたりしようとすると、以下のような問題点が
生じる。即ち、焦点検出の範囲が広がることにより、そ
の範囲内に輝度の異なる対象物部分が入る確率が高くな
るが、モニタ出力は高輝度部分の影響を受けるため、イ
メージセンサの電荷蓄積時間は高輝度に応じた値とな
る。その結果、高輝度の対象物部分については適切な焦
点検出に必要な所定レベルの出力が得られるが、低輝度
の対象物部分についてはそれより低レベルとなるので適
切な焦点検出が行なえない場合が生じる。本発明は、上
述の不都合を生じることなく各焦点検出ゾーンにおいて
適切な焦点検出が行なえる焦点検出装置を得ることをそ
の目的としている。 【０００４】 【課題を解決するための手段】上記課題達成のため、本
発明は、複数のイメージセンサを有し、各イメージセン
サが対象領域のうちの互いに異なる領域からの光束を受
光してそれぞれの領域の焦点状態に関する情報を出力す
るよう構成された焦点検出装置であって、上記互いに異
なる領域毎に上記イメージセンサの受光部近傍に配置さ
れ、各イメージセンサに入射する光量をモニタするモニ
タ手段と、上記モニタ手段の各出力に応じて各イメージ
センサにおける受光出力の増幅率をそれぞれ制御する制
御手段と、上記制御手段により制御された受光出力に基
づいて光学系の焦点状態を検出する検出手段とを備えた
ものである。また、イメージセンサは各領域毎に基準部
と参照部とを有し、上記モニタ手段はその一方の近傍に
配置することができる。 【０００５】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態との比較のた
めに従来の装置につき説明する。図１(a)は従来の合焦
検出域を示す視野図である。従来の装置では、図に示す
ように視野の中央の狭い一つの領域が指示枠により焦点
検出域として示され、実際の合焦検出装置の感度域もこ
の視野に対応した領域の中央の極めて狭い一つの領域に
限られていた。そのため、自動焦点調節（以下ＡＦとい
う）時、操作者はまず自分のフレーミング意図とは関係
なく、まず主たる対象物の像に視野中央の指示枠を合わ
せて合焦検出感度域を主要対象物に合わせてＡＦを行っ
た後、その合焦状態を固定、所謂ＡＦ ＬＯＣＫし、こ
の後意図によるフレーミングを行う必要があった。また
移動する対象物に追随する場合、主対象物を常時この合
焦検出感度域にとらえておくことは非常に困難で、高速
の移動体等はしばしば合焦検出感度域からはずれるため
ＡＦ動作が不安定となる。 【０００６】本発明の実施形態ではこれらの操作の煩雑
さのない装置、即ち図１(b)に示したように、複数個の
合焦検出感度域を持つ装置を使用している。以下、本発
明の好適な実施の形態について説明する。図２に本発明
の実施形態の光学的構成を示す。本発明を一眼レフレッ
クスカメラに適した実施形態の光学系全体を概略的に示
す図２(a)において、撮影レンズ(1)を透過した光の一部
はメインミラー(2)によって反射されファインダー部(5)
に進み、残りはメインミラー(2)の半透明部を透過し、
サブミラー(3)で反射されて自動焦点検出モジュール(4)
に進む。ファインダー部(5)に向かった光はマット面(7)
に結像されペンタプリズム(9)を介して撮影者の眼へと
出力される。そのファインダー光の一部は回折格子(8)
によりマット内で全反射を繰り返しマット側面に配置さ
れたスポット測光素子(10)に導かれ、測光素子の検出光
として用いられる。 【０００７】図２(c)にマット面(7)における回折格子体
の配置とスポット測光素子(ＢＶ１)〜(ＢＶ４)の配置を
示す。回折格子体は図示のごとく４箇所に平面的に配置
され、それぞれ下方から入射する光をマットの側端に向
けて反射し、それぞれの光射出口には測光素子ＢＶ１〜
ＢＶ４が配置されている。 【０００８】メインミラー(2)を透過しサブミラー(3)で
カメラボディ下部に送られた光は、赤外カットフィルタ
(11)、焦点面付近に配置された視野マスク(12)、コンデ
ンサーレンズ(13)、ミラー(14)、再結像レンズ系(15)を
介して光電変換素子(16)上に結像される。この詳細を図
２(b)に示す。 【０００９】図２(b)において、赤外カットフィルタ(1
1)を通過した光は焦点面付近に配置された視野マスク(1
2)に到達する。視野マスクは図１(b)で示した４ゾーン
の光のみを通過させる。この光はコンデンサーレンズ(1
3)を通過後、ミラー(14)で９０゜偏向された後、再結像
レンズ（１５）により瞳分割され、第１ゾーンは(ＰＡ
Ｌ１)と(ＰＡＲ１）、第２ゾーンは(ＰＡＬ２)と(ＰＡ
Ｒ２)、第３ゾーンは(ＰＡＬ３)と(ＰＡＲ３)、第４ゾ
ーンは(ＰＡＬ４)と(ＰＡＲ４)というように、それぞれ
基準部と参照部との２像が光電変換素子上に結像され
る。 【００１０】このそれぞれの基準部、参照部の像(ＰＡ
Ｌｚ)，(ＰＡＲｚ)(ｚ＝１〜４)間の像間隔Ｘｚがそれ
ぞれ予め定められた間隔Ｌｚの時に合焦、Ｘｚ＞Ｌｚの
時にはレンズ位置に対して被写体が近くに、Ｘｚ＜Ｌｚ
の時にはレンズ位置に対して被写体が遠方に存在するこ
とになる。図２(d) は、図２(b) の光学系を展開して示
したものである。 【００１１】次に、図３に本実施形態の電気的構成を示
す。本実施形態は、カメラ全体を制御するマイクロプロ
セッサ(以下制御マイコンと言う)(ＣＯＰ)、ＡＦ制御の
ためのマイクロプロセッサ(以下ＡＦマイコンと言う)
(ＡＦＰ)の２つにより制御される。(Ｓ１)は測光及びＡ
Ｆを開始させる開始スイッチ、(Ｓ２)はカメラの撮影動
作を起動するレリーズスイッチ、(Ｓ４)は前記メインミ
ラー及びフォーカルプレンシャッタのシャッタ幕のチャ
ージによりＯＦＦされ露出完了でＯＮされるスイッチ
で、いずれもその開閉信号が制御マイコン(ＣＯＰ)に入
力される。 【００１２】前述のスポット測光素子(ＢＶ１)〜(ＢＶ
４)の出力はマルチプレクサ(ＡＥＭＰ)で制御マイコン
(ＣＯＰ)からの選択信号ＡＥＭＰＳにより選択出力さ
れ、Ａ／Ｄ変換器(ＡＥＡＤ)でディジタル化された値と
して制御マイコン(ＣＯＰ)に入力される。制御マイコン
(ＣＯＰ)は、レンズデータ出力回路(ＬＤＭ)から、自動
焦点検出部で検出されたデフォーカス量を個々のレンズ
に応じたレンズ繰り出し量に変換する変換係数等ＡＦに
必要なデータや、最大絞り値、最小絞り値等のデータ
(ＬＤＳ)を入力し、ＡＦに必要なデータのみをＡＦマイ
コン(ＡＦＰ)に転送する。 【００１３】制御マイコン(ＣＯＰ)はフィルム感度のア
ペックス値Ｓｖのデータを出力するＩＳＯデータ出力手
段(ＳＶＭ)からのデータを入力する。制御マイコン(Ｃ
ＯＰ)はこれらの入力データにより露出演算を行い、露
出値信号(ＡＥＳ)を露出表示装置(ＡＥＤ)に出力して表
示を行い、さらにレリーズスイッチ(Ｓ２)のレリーズ信
号が入力された後、露出制御信号(ＢＣＳ)を露出コント
ローラ(ＢＣＲ)に出力しそれにより露出制御を行わせ
る。 【００１４】一方、ＡＦ制御マイコン(ＡＦＰ)は、ＡＦ
インターフェース(ＡＦＩＦ)を介しＣＣＤからなるＡＦ
センサー(ＣＣＤ)を駆動し、ＡＦセンサー(ＣＣＤ)の出
力をＡＦインターフェース(ＡＦＩＦ)によりアナログ処
理、Ａ／Ｄ変換を行い、ディジタル像情報を入力する。
その入力情報に従いＡＦ演算を行いデフォーカス量を算
出する。 【００１５】更に、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、前述の制
御マイコン(ＣＯＰ)より送られたレンズデータによりこ
のデフォーカス量をレンズ繰出量に換算し、その値だけ
モーター(ＭＯ)をモーターエンコーダ(ＥＮＣ)の出力
(ＤＣＬ)により回転量を確認しながら、モーター駆動信
号によりモータードライバー(ＭＤＲ)を用いて駆動す
る。さらに、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、合焦状態確認等
のために、合焦状態信号(ＦＡＳ)を合焦表示装置(ＦＡ
Ｄ)に出力して、合焦状態の表示を行う。 【００１６】次に、制御マイコン(ＣＯＰ)とＡＦマイコ
ン(ＡＦＰ)との信号の授受について説明する。(ＡＦＳ
Ｔ)は、制御マイコン(ＣＯＰ)からＡＦマイコン(ＡＦ
Ｐ)に送られてＡＦ動作を開始させるためのＡＦスター
ト信号であり、この信号(ＡＦＳＴ)が「Ｈ」レベルから
「Ｌ」レベルに変化することによってＡＦマイコン(Ａ
ＦＰ)はＡＦ動作を開始する。 【００１７】(ＡＦＥ)は、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)から制
御マイコン(ＣＯＰ)にＡＦ動作が終了して合焦状態であ
ることを伝達するためのＡＦ終了信号であり、この信号
(ＡＦＥ)が「Ｈ」レベルになることによってＡＦ終了状
態であることが伝達される。(ＡＦＳＰ)は制御マイコン
(ＣＯＰ)からＡＦマイコン(ＡＦＰ)にＡＦ動作を停止さ
せるために送られるＡＦストップ信号であり、この信号
(ＡＦＳＰ)にパルスが入力されることによってＡＦマイ
コン(ＡＦＰ)はＡＦ動作を停止する。 【００１８】更に、(ＡＦＺＳ)は上述した４つのゾーン
の内のいずれかが選択されたときに「Ｈ」レベルとなる
ＡＦゾーン選択信号であり、(ＳＺＳ)はその選択された
ゾーンを示す信号である。(ＬＤＴＳ)は制御マイコン
(ＣＯＰ)がレンズデータ出力回路(ＬＤＭ)から入力した
レンズデータ(ＬＤＳ)の内でＡＦ動作に必要なデータの
みをＡＦマイコン(ＡＦＰ)に転送するためのＡＦレンズ
データバスである。 【００１９】図４、図５を用いて本実施形態のこれらの
構成要素の動作フローを制御マイコン(ＣＯＰ)、ＡＦ制
御マイコン(ＡＦＰ)のそれぞれについて説明する。レリ
ーズ釦の第一段までの押下によりスイッチ(Ｓ１)がＯＮ
の状態となり、制御マイコン(ＣＯＰ)の割り込み端子
(ＩＮＴ０)に割り込み信号が印加される(図４＃１)。こ
の信号により制御マイコン(ＣＯＰ)はストップモードか
ら抜け出し、ＡＦスタート信号(ＡＦＳＴ)を「Ｌ」とし
てＡＦ制御マイコン(ＡＦＰ)を動作させ(図４＃２)、測
光動作を開始させる(図４＃３)。次に、制御マイコン
(ＣＯＰ)は露出演算に必要なデータの入力を行う。即
ち、Ｓｖ値出力手段(ＳＶＭ)からＳｖデータ、レンズデ
ータ出力手段(ＬＤＭ)より各種レンズデータを入力し
(図４＃４)、ＡＦに必要なレンズデータのみＡＦ制御マ
イコン(ＡＦＰ)に出力(図４＃５)し、さらに測光データ
を入力する。 【００２０】次に、制御マイコン(ＣＯＰ)はＡＦマイコ
ン(ＡＦＰ)からのＡＦゾーン選択信号(ＡＦＺＳ)を入力
しそれが「Ｈ」かどうか判別する(図３＃７)。この信号
(ＡＦＺＳ)は後述するが、動作開始当初は「Ｌ」が出力
されるのでここでは「Ｌ」の場合について説明を加えて
おく。 【００２１】ＡＦゾーン選択信号(ＡＦＺＳ)が「Ｌ」の
場合(ＡＦゾーン未選択の場合)、ＡＦゾーンが選択され
ないので主被写体を限定できず、測光素子を選択できな
いので制御マイコン(ＣＯＰ)は測光データ(ＢＶ１)〜
(ＢＶ４)の平均を測光値として採り(＃８)、各データよ
り露出演算を行う(図４＃１１)。露出演算が終了する
と、制御マイコン(ＣＯＰ)はその結果を露出表示装置に
出力して表示を行う(＃１２)。以上の１ループ動作の完
了でスイッチ(Ｓ１)が連続して押下されているかどうか
を判断し、押下されていればシャッターチャージが完了
しているか(＃１４)、合焦状態になっているか(＃１５)
のチェックを行い、いずれも満足していれば、レリーズ
許可状態として割込端子(ＩＮＴ１）からの割り込みを
許可した後(＃１６)、各データの再入力(＃４)に戻りル
ープを形成し、いずれか一方でも満足していない場合
は、レリーズ許可状態とせずに各データの再入力(＃４)
に戻りループを形成する。 【００２２】そして、スイッチ(Ｓ１)が押下されていな
い場合には測光及び表示を停止させ、ＡＦ動作を停止さ
せるべくＡＦストップ信号(ＡＦＳＰ)を出力し、更にＡ
Ｆスタート信号(ＡＦＳＴ)を「Ｈ」レベルにする。次に
端子(ＩＮＴ０)からの割り込みを許可しスイッチ(Ｓ２)
からの端子(ＩＮＴ１)の割り込みを禁止して、フラグＢ
ＩＦを０にリセットしてからストップ状態に入る。 【００２３】一方、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)の動作は、制
御マイコン(ＣＯＰ)より送られたＡＦスタート信号(Ａ
ＦＳＴ)がＡＦマイコン(ＡＦＰ)の割り込み端子(ＩＮＴ
Ａ)に印加されること(図５＃３０)でストップモードか
ら抜け出し動作を開始する。ＡＦマイコン(ＡＦＰ)はま
ずＡＦ終了信号(ＡＦＥ)を「Ｌ」に落とし、ＡＦゾーン
選択信号(ＡＦＺＳ)を「Ｌ」としてＡＦ動作中、ゾーン
未選択であることを制御マイコン(ＣＯＰ)に出力すると
ともにレンズを駆動した場合１にセットされるフラグＬ
ＤＦに０をセットする(図５＃３１)。 【００２４】次に、ＡＦセンサーであるＣＣＤのイニシ
ャライズを行った後(図５＃３２)、ＡＦゾーンの数を示
す変数Ｚを４にセットして(＃３３)制御マイコン(ＣＯ
Ｐ)よりＡＦ動作に必要なレンズデータを入力する(＃３
４)。次にＣＣＤを制御する。まずＣＣＤの積分を行
い、積分光量が適切なレベルに達した時点、あるいは被
写体輝度が低い場合にはあらかじめ設定された最大積分
時間に達した時点でシフトパルスを印加し、ＣＣＤのデ
ータ、すなわち像情報をディジタル値として入力する
(図５＃３５)。この動作については後に詳しく説明を加
えるが、ここでは１〜４の全ゾーンについてのＣＣＤデ
ータを入力する。 【００２５】次に、被写体のコントラストが低いか否か
を示すローコントラスト(以下、略してローコンと称す
る)フラグをセットする(図５＃３６)。このフラグは前
回のＣＣＤ積分時に焦点検出が可能だった場合のみクリ
アされ、ここでは第１回目のＣＣＤ積分であったためこ
のフラグをセットする。このフラグは後にローコンスキ
ャンを行うか、レンズ位置をそのままで再度合焦検出動
作を行うかの判断に用いられる。ここで、ローコンスキ
ャンとは、あるレンズ位置で被写体のコントラストが低
いとき、コントラストの高くなるレンズ位置を求めてレ
ンズをその駆動範囲全域にわたって例えば一往復駆動す
ることである。 【００２６】次に４つのゾーンについて合焦検出演算を
行う優先順位を決定するためにデータの前処理(＃３７
〜＃５７)、前相関(＃５７〜＃７２)、前相関ローコン
判別(＃７３〜＃８１)、ゾーンの優先順位づけ(＃８３
〜＃９４)を行う。これらの動作については後に詳しく
述べるが、各ゾーンに含まれている被写体で最近接の被
写体を含むゾーン、すなわち各ゾーンで簡易的に演算さ
れた像間隔の最も大きなゾーンを選択しそのゾーンにつ
いてのみ焦点検出を行うもので、全ゾーンについて本相
関演算を行うと演算時間が長大となるため演算時間の短
縮を計るためである。＃８２では、変数Ｚが０であるか
否かをチェックし、変数Ｚが０であれば、全ＡＦゾーン
についてローコンであることになる。 【００２７】ここでのローコン判別は後の本相関後さら
にもう一度繰り返すため、簡易的でかつローコンという
判別領域の狭い判別を行っている。このようにして前相
関によって選択されたゾーンについてより精度の高い合
焦状態検出演算を行う(＃９６〜＃１０５)。この相関演
算を基にさらにローコンチェックを行い、選択されたゾ
ーンがローコンでないと判断され、デフォーカス量が算
出されるか(＃１１２)、あるいは全ゾーンがローコンで
あると判別されるまでこの本相関演算、ローコン判別を
順位づけに従い各ゾーンについて行う。全ゾーンがロー
コンであると判別されローコンフラグがセットされてい
る時はレンズ位置が被写体に合焦する位置から極めて大
きく離れているために、合焦状態検出不能なデフォーカ
ス量であると考えられ、レンズ位置を変化させレンズを
最近接撮影距離から無限大までの１往復移動間に何回も
ＣＣＤ積分、演算を繰り返し合焦状態検出可能なレンズ
位置をサーチするローコンスキャンを行う(＃１１０〜
＃３３)。 【００２８】ローコンでないと判断されデフォーカス量
が算出された場合には、この状態をメモリするためまず
ローコンフラグをクリアし(＃１１３)、これによって次
の積分で万一ローコンとなった場合にもレンズ駆動は行
わず、そのままのレンズ位置でＣＣＤの全ゾーンの再積
分、再演算を行うようにしている。これは主被写体とカ
メラとの間の距離に変動がなく、前回主被写体が含まれ
たゾーンから主被写体がはずれた場合に前回選択された
ゾーンではローコンとなり、ローコンスキャンを行うこ
とで焦点近傍位置にあったレンズ位置が大きく変動する
のを防止するためである。 【００２９】次に、ＡＦ制御マイコン(ＡＦＰ)は制御マ
イコン(ＣＯＰ)にその測光ゾーンを指定するためにＡＦ
制御マイコン(ＡＦＰ)が選択したゾーン信号(ＳＺＳ)を
制御マイコン(ＣＯＰ)に出力し、ＡＦゾーン選択信号
(ＡＦＺＳ)をHighとし出力する。これ以後、制御マイコ
ン(ＣＯＰ)側フローが＃７のＡＦゾーン選択信号ＡＦＺ
Ｓによる分岐(＃７)にきた時には前述の場合とは逆にＡ
Ｆゾーン信号(ＳＺＳ)を入力し(＃９)、その測光ゾーン
の測光素子出力(＃１０)をもとにスポット測光演算を行
うことになる。 【００３０】ここで、図４の＃７でＡＦゾーン選択信号
(ＡＦＺＳ)が「Ｈ」と判定されると、＃７−１でＡＦ終
了信号(ＡＦＥ)が「Ｈ」か否かが判別される。そして、
このＡＦ終了信号(ＡＦＥ)が「Ｈ」で合焦状態に達して
いる場合には、＃７−２でフラグＢＩＦが１かどうかを
判別する。このフラグＢＩＦが１でなければ、＃７−３
でこのフラグＢＩＦを１にセットして＃９に移行する。
逆に、このフラグＢＩＦが１であれば、＃１０でBvcの
更新を行うことなく＃１１に移行する。従って、レンズ
が合焦状態に達した直後のＡＦゾーン選択信号(ＡＦＺ
Ｓ)に対応する測光データがＡＥロックされることにな
る。＃７−１でＡＦ終了信号(ＡＦＥ)が「Ｈ」でなくて
レンズが合焦状態に達していなければ、＃７−４でフラ
グＢＩＦを０にリセットして＃９に進む。 【００３１】次に、ＡＦ制御マイコン(ＡＦＰ)は算出さ
れたデフォーカス量があらかじめ設定された合焦ゾーン
内にあるかどうか判断し(＃１１５)、合焦ゾーン内にレ
ンズがあると判断した時はＡＦ終了信号(ＡＦＥ)を
「Ｈ」とし、制御マイコン(ＣＯＰ)にＡＦ動作の完了を
指示し合焦表示を行って、レリーズ許可をうながす(＃
１２１、＃１２３)。逆に合焦ゾーン外の場合には先に
入力したレンズ繰出量にデフォーカス量を変換する変換
係数を用いてレンズ繰出量をエンコーダのパルスカウン
ト(ＬＥＰ)として算出し(＃１１６)、カウンタ(ＰＣ)を
用いて、算出されたパルスカウント数だけモータを駆動
し(＃１１７、＃１１８、＃１１９)、レンズ位置を算出
されたレンズ繰出量だけ移動させモータを停止させる
(＃１２０)。この後、ＣＣＤの再積分を行い、合焦か非
合焦かを再チェックする必要があるが、この時、動作時
間の短縮を計るためＣＣＤは前回演算により選択された
ＣＣＤのみを対象として再積分、データの出力を行う
(＃１２７)。 【００３２】これ以前に、選択されたＣＣＤのみのロー
コン判別を行うべく、変数Ｚが１にセットされ、ＡＦ動
作に必要なデータ(ＬＤＴＳ)がＡＦマイコン(ＡＦＰ)に
入力される(＃１２５，＃１２６)。この後、そのブロッ
クのみの本相関演算を行い、合焦、非合焦判断でレンズ
繰出しを行う。万一、この段階でローコンと判断された
場合には先に述べたようにレンズ位置をそのままにして
全ゾーンのＣＣＤの積分からの動作を繰り返す。以上が
主被写体のファインダー視野内の位置とは無関係に適切
な自動焦点調整、及びその主被写体に対するスポット測
光による露出制御をする手段を有する自動焦点カメラの
基本的な動作である。 【００３３】次に、説明を省略した箇所について補足説
明を加える。まず演算時間短縮のため設けられたデータ
前処理、前相関、前相関ローコン判別、ゾーン優先順位
づけの部分についてそれぞれ第６、７、８、９図を用い
て説明を行う。 【００３４】まず、図６図示のデータ前処理ルーチンに
ついて説明する。ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、まずＡＦゾ
ーンの数を示す変数Ｚを１にセットし、コントラスト値
を示す変数Ｃ(Ｚ)を０にセットし、コントラスト演算を
行う回数を示す変数ｊを０にセットする(＃３７，＃３
８，＃３９)。次に、基準部となるＣＣＤの隣接する画
素間のＡ／Ｄ変換されたデータの差分をとり、この差分
が正か負かを判定し、判定結果ごとにデータＬdjに符合
付けを行ってこれをメモリする(＃４０，＃４１，＃４
２)。すなわち、基準部の各画素の出力データをＬＤｊ
とすると、＃４０では ＬＤｊ(Ｚ)−ＬＤｊ＋１(Ｚ)………(1) を演算して、この結果が正か負かが判定されるのであ
る。そして、この結果が正であれば＃４１でその変数ｊ
に対応した値Ｌｄｊを１とし、逆にこの結果が負であれ
ば＃４２でこの値Ｌｄｊを０とする。 【００３５】次に、＃４３で(1)式と同様の演算を行っ
てその結果をコントラスト値Ｃとし、＃４４でこの絶対
値|Ｃ|を前回までのコントラスト値Ｃ(Ｚ)に加えて、得
られた差分データまでの総コントラスト値Ｃ(Ｚ)を得
る。そして、＃４５で変数ｊに１を加え、＃４６で変数
ｊがｋ−１(ここで、ｋは基準部の画素数である。)とな
るまで＃３８〜＃４５の動作を繰り返す。 【００３６】＃４６でｊがｋ−１と等しくなると、４つ
のＡＦゾーンのすべてについて上記＃３８〜＃４５の動
作を行うべく、＃４７でＡＦゾーンの数を示す変数Ｚが
４か否かを判別する。そして、変数Ｚが４でない場合は
＃４８でこの変数Ｚに１を加えて＃３８に戻り、変数Ｚ
が４となるまで＃３８〜＃４７の動作を繰り返す。 【００３７】＃４７で変数Ｚが４になると＃４９に進
む。＃４９〜＃５７では基準部に対する＃３７〜＃４７
(＃３８，＃４２，＃４３を除く)と同様な方法で、参照
部となる画素データから４つのＡＦゾーンのすべてにつ
いてコントラスト値を求めている。ここで、ｌは参照部
の画素数であり、差分データが正か負かはＲｄｊとして
メモリされる。 【００３８】以上第１〜第４の基準部の各コントラスト
値Ｃ(1)〜Ｃ(4)、基準部差分符合データＬｄｊ(1)〜Ｌ
ｄｊ(4)、〔ｊ＝１〜ｋ−１〕、参照部差分符合データ
Ｒｄｊ(1)〜Ｒｄｊ(4)、〔ｊ＝１〜ｌ−１〕が用意され
て前処理作業は完了する(図６)。 【００３９】次に前相関ルーチンのフローチャートを図
７に示し、これについて説明する。ＡＦマイコン(ＡＦ
Ｐ)は、＃５８でＡＦゾーンの数を示す変数Ｚを１にセ
ットし、＃５９で１ビットの基準部の差分データ(Ｌdj)
に対して１ビットの参照部の差分データ(Ｒdj)を１画素
分ずつシフトさせて相関値を得るときのシフト数を示す
変数ｎを１にセットする。更に、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)
は、＃６０で相関度を示す変数ｈｎ(Ｚ)を０にセット
し、＃６１で１つの相関値を得るときに行われる演算の
回数を示す変数ｊを０にセットする。 【００４０】そして、＃６２で１ビットの基準部の差分
データ(Ｌdj)と１ビットの参照部の差分データ(Ｒdj)と
の差を演算し、両データが同一でないとき(すなわち差
が０でないとき)には相関度が良くないと判断して、＃
６３で変数ｈｎ(Ｚ)に１を加える。両データが同一であ
るときには＃６３をスキップする。この＃６２，＃６３
の動作を基準部で得たコントラストの数(ｋ−１)だけ行
う(＃６４，＃６５)。 【００４１】更に、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、最大相関
を得たシフト数を算出する動作を行う。まず、＃６６で
変数ｎが１(シフトされていないことを示す)であるか否
かを判定し、ｎ＝１であれば、＃６８で相関度を示す値
Ｍｈｎ(Ｚ)に変数ｈｎ(Ｚ)をセットし、像間隔誤差Ｍｎ
(Ｚ)をｎ−Ｌｚで求める。尚、ここでＬｚは合焦状態の
像間隔である。一方、＃６６で変数ｎが１でないときに
は、＃６７でメモリされている相関値Ｍｈｎ(Ｚ)と今回
の演算で求められたｈｎ(Ｚ)とを比較する。 【００４２】そして、今回の相関値ｈｎ(Ｚ)の方がメモ
リされている相関値Ｍｈｎ(Ｚ)よりも小さければ、相関
度が高いと判断して＃６８に進んで、そのときの相関値
及び像間隔誤差を演算する。逆に、今回の相関値ｈｎ
(Ｚ)の方がメモリされている相関値Ｍｈｎ(Ｚ)よりも小
さくなければ、＃６８をスキップする。このような＃６
０〜＃６８の動作をｌ−ｋ＋１回行って最小相関値(最
大相関度)及びそのときの像間隔誤差を得る(＃６９，＃
７０)。 【００４３】更に、＃５９〜＃７０の動作を４つのＡＦ
ゾーンのすべてについて行い、それぞれのＡＦゾーンに
関して最小相関値Ｍｈｎ(1)〜Ｍｈｎ(4)とそのときの像
間隔誤差Ｍｎ(1)〜Ｍｈｎ(4)を得て前相関ルーチンが終
了する(＃７１，＃７２)。ここで、＃７１で変数Ｚが４
となりすべてのＡＦゾーンに対して上記演算が終了すれ
ば図８図示の前相関ローコン判別ルーチンに移行する。 【００４４】図８の前相関ローコン判別ルーチンにおい
ては、前相関ルーチンの演算結果に対してローコントラ
スト判別を行う。まず、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、各Ａ
Ｆゾーンについてローコントラスト判別を行うために、
＃７３で変数ｊを１にセットする。そして、＃７４では
各ＡＦゾーンに対して演算されたコントラスト値Ｃ(ｊ)
が所定値ＣＳを越えているか否かが判定され、＃７５で
は前相関ルーチンで得られた最小相関値Ｍｈｎ(ｊ)が所
定値ＳＭ未満か否かが判定される。そして、それぞれの
ＡＦゾーンについて、コントラスト値Ｃ(ｊ)が所定値Ｃ
Ｓを越えているとともに、最小相関値Ｍｈｎ(ｊ)が所定
値ＳＭ未満である場合には、そのＡＦゾーンについては
焦点検出が可能であると判断して、＃７６でそのゾーン
に対応するローコンゾーンフラグＬＺＦ(ｊ)を０にリセ
ットする。 【００４５】一方、コントラスト値Ｃ(ｊ)が所定値ＣＳ
以下である場合、あるいは最小相関値Ｍｈｎ(ｊ)が所定
値ＳＭ以上である場合には、＃７８で初期値として４に
セットされている変数Ｚから１を減じ、＃７９で、その
ＡＦゾーンについては焦点検出不能であると判断して、
そのゾーンに対応するローコンゾーンフラグＬＺＦ(ｊ)
を１にセットする。そして、＃７４〜＃７９の動作をす
べてのＡＦゾーンについて行うべく、＃８０で変数ｊが
４か否かを判定し、４でなければ＃８１で変数ｊに１を
加えて＃７４にリターンする。 【００４６】＃８０で変数ｊが４になれば、＃８２で焦
点検出可能と判断されたＡＦゾーンの数を示す変数Ｚが
０か否かを判定する。そして、この変数Ｚが０であれば
すべてのＡＦゾーンについて焦点検出が不能であると判
断して図５図示の＃１０９に進み、変数Ｚが０でなけれ
ば、焦点検出可能なＡＦゾーンがあると判断して本相関
を行うＡＦゾーンの優先順位を決定するために、図９の
ゾーン優先順位ルーチンに進む。 【００４７】図９のゾーン優先順位ルーチンにおいて
は、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、まず＃８３で、変数ｊを
１にセットし、像間隔誤差をメモリするための変数Ｍ１
〜Ｍ４を−ＬＺにセットし、変数Ｑを０にセットする。
そして、＃８４で各ＡＦゾーンに対応するローコンゾー
ンフラグＬＺＦ(ｊ)がセットされてするか否かを判定す
る。ここで、あるＡＦゾーンについてローコンゾーンフ
ラグＬＺＦ(ｊ)がセットされている場合は、そのＡＦゾ
ーンについて本相関のための優先順位を決定する必要は
ないので、＃９４に進んで変数ｊに１を加えて次のＡＦ
ゾーンに対応するローコンゾーンフラグを判定すべく＃
８４にリターンする。 【００４８】＃８４で、各ＡＦゾーンに対応するローコ
ンゾーンフラグＬＺＦ(ｊ)がセットされていないとき
は、＃８５〜＃９３の動作が施されて、焦点検出可能な
ＡＦゾーンに関してのみ、像間隔誤差が大きい順、すな
わち検出された合焦位置に対応する被写体距離が短い順
に順位づけがなされ、その順位づけに対応して像間隔誤
差もメモリされる。すなわち、焦点検出可能なＡＦゾー
ンの内で、最も被写体距離が短いと判定したＡＦゾーン
に対応する像間隔誤差から順にＭ１，Ｍ２，Ｍ３として
メモリされ、その順にＡＦゾーンの番号もＢ１，Ｂ２，
Ｂ３，Ｂ４としてメモリされる。 【００４９】ここで前処理、前相関、前相関ローコン判
別、ゾーン優先順位づけについての本実施形態での説明
を行ってきたが、このほかにも所定値あるいはＣＣＤデ
ータの平均出力値等によりＣＣＤデータを２値化した前
処理あるいは本相関の相関値を求める図１０のステップ
＃９７の演算（減算）のかわりに２つのデータの排他的
論理和をとり、その結果をたしあわせて最小値となるシ
フト位置を求めて前相関を行う等の手段で同様の機能は
実現しうる。 【００５０】次に、本相関の手順について詳しい説明を
加える。相関値としては、前相関で指定されているゾー
ンの基準部画素と参照部画素の２値化していない出力値
差の和で評価する。この相関値Ｈ(Ｐ)を基準部画素列に
対し参照部画素を１画素ずつｌ−ｋ＋１個までずらして
求めて(＃９６〜＃９９)、その中で最小値Ｈ(ＰＭ)を求
める(＃１０１)。 【００５１】次に、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は真の最小相
関値を求めるべく補間演算を行う。まず、ＡＦマイコン
(ＡＦＰ)は、＃１０２でずらし量ＰＭが１もしくはｌ−
ｋ＋１であるか否かを判定する。そして、このずらし量
ＰＭが１もしくはｌ−ｋ＋１でないときには、＃１０３
で補間演算を行った結果から合焦時の像間隔ＬＢｉを減
じて像間隔ＸＭを求め、更に＃１０４で最小相関値ＹＭ
を求める。一方、＃１０２でずらし量ＰＭが１もしくは
ｌ−ｋ＋１であるときには、補間演算が行えないので、
＃１０５でずらし量ＰＭから像間隔ＸＭを求めるととも
に＃１０１で演算された最小値Ｈ(ＰＭ)をそのまま最小
相関値ＹＭとする。この演算の中で最小相関値を持つ像
間隔はすでに前相関の結果Ｍｎ(Ｂｉ)からあらかじめ予
想しうるので、指定されているゾーン内の予想された像
間隔の付近のみの演算を行い演算時間の短縮を計ること
も可能である。 【００５２】こうして求められた最小相関値ＹＭ、その
時の像間隔をもとに再びローコン判別を行う。ここでは
この最小相関値ＹＭを前処理で求めたコントラスト値で
割った値が所定の値以下であることが条件となる。所定
値以上の場合にはそのゾーンは完全なローコンゾーンと
見なされる(＃１０６−１)。 【００５３】第１のループでデフォーカス量を求め、レ
ンズ駆動をすでに行い合焦近傍までレンズを移動させた
後、ＣＣＤの再積分での２度目以上の演算作業の場合に
は(＃１０６−２、ＬＤＦ＝１)対象被写体が移動被写体
であることを考慮し、デフォーカス量が急激に大きくな
った場合（一定値Ｄ以上となったとき）被写体がそのゾ
ーンからはずれたとしてそのゾーンをローコン状態であ
ると判定して全ゾーンの再積分を行う(＃１０７)。逆に
＃１０７で像間隔ＸＭの絶対値が一定値Ｄ未満であれ
ば、図５図示の＃１１２に進んでデフォーカス量を演算
してからレンズ駆動を行う。 【００５４】前相関はあくまでも簡易的な相関であるた
め、特殊な像情報に対して、また第一ループにおいて
は、前相関と本相関とのデフォーカス量に大きな差が生
じる場合が考えられる。この時、他の合焦検出ゾーンに
求められたゾーンの被写体よりカメラに近い主被写体が
存在する可能性も含まれる。そこで、本実施形態では、
一例として、予備相関の像間隔から本相関の像間隔を減
算し（ここで、変数ｑは初期値として０が設定されてい
る（図５＃９５）ので、＃１０６−３ではｑ＝１とな
り、＃１０６−４から＃１０６−５に進む。）その結果
が１より大きい、すなわち前相関結果にくらべ、１ pit
ch以上本相関ではカメラに対し遠い被写体であった場合
(＃１０６−５)にはその演算結果をメモリし、その次に
選択されたゾーンの本相関を終った後(＃１０６−４)、
第１選択ゾーンと第２選択ゾーンの本相関結果を比較し
(＃１０６−７)、その像間隔の大きな像間隔を有するゾ
ーンを選択し、その像間隔演算結果に従いデフォーカス
量を求めレンズ駆動を行う。 【００５５】逆に減算結果が１より小さい場合には最初
から正しいゾーンが前相関により選択されたものとして
その本相関像間隔演算結果に従いデフォーカス量を求
め、レンズ駆動へと進む。図１１では同様の作業である
が、＃１０６−５での減算対象がそのゾーンの前相関像
間隔量の代わりに第２に選択された前相関像間隔量で行
ったもので(＃１０６−５')、前述の効果とまったく同
じ効果を果たす。 【００５６】以上で本実施形態における動作全体のフロ
ーの説明を終わり、電気回路構成、ＡＦセンサー(ＣＣ
Ｄ)及びＡＦインターフェース(ＡＦＩＦ)の詳細な構成
について説明する。 【００５７】図１２に本実施形態におけるＡＦセンサー
(ＣＣＤ)として用いられるＣＣＤの構成を二つ例示す
る。図１２(ａ)は出力用ＣＣＤレジスタが直列に配置さ
れた構成、図１２(ｂ)は出力用レジスタが並列に配置さ
れた例であり、いずれもワンチップ化されたＣＣＤであ
る。 【００５８】まず、図１２(ａ)(ｂ)に共通な構成から説
明する。第１プロック〜第４ブロックの像は瞳分割さ
れ、基準部像として基準部フォトダイオードアレイ(Ｐ
ＡＬ１)〜(ＰＡＬ４)上、参照部像として参照部フォト
ダイオードアレイ(ＰＡＲ１)〜(ＰＡＲ４)の上に結像さ
れる。尚、ここで、各フォトダイオードアレイは、ダイ
オードアレイに対応した蓄積部を含んでいる。基準部フ
ォトダイオードアレイはｋ個、参照部フォトダイオード
アレイはｍ個の画素を有する(ｋ＜ｍ)。 【００５９】基準部フォトダイオードアレイ(ＰＡＬ１)
〜(ＰＡＬ４)それぞれの近傍にはＣＣＤの積分時間制御
を目的として被写体輝度モニター用フォトダイオード
(ＭＰ１)〜(ＭＰ４)がそれぞれ配置され、フォトダイオ
ード(ＭＰ１)〜(ＭＰ４)で発生する光電流は積分クリア
ゲートパルス(ＩＣＧ)に応じて略電源レベルまで充電さ
れたコンデンサ(Ｃ１)〜(Ｃ４)の電荷をそれぞれの入射
光量に比例した傾きで低下させる。このコンデンサの電
圧が高入力インピーダンス、低出力インピーダンスのバ
ッファを介して外部へモニター出力(ＡＧＣＯＳ１〜４)
として出力される。 【００６０】また積分クリアゲートパルス(ＩＣＧ)は各
画素の蓄積部(フォトダイオードアレイ)と電源との間に
設けられたＭＯＳゲートに印加され、積分クリアゲート
パルス(ＩＣＧ)が「Ｈ」の間に蓄積部はほぼ電源電圧レ
ベルまで充電されクリアされる。この後積分クリアゲー
トパルス(ＩＣＧ)が「Ｌ」の時にＭＯＳゲート(ＭＯＳ)
は開の状態となり、フォトダイオードアレイで発生した
像輝度分布に比例した光電流で電源電圧まで充電された
蓄積部の電荷を放出し、各画素の輝度分布の情報が蓄え
られる。 【００６１】各ブロックの基準部、参照部のペアそれぞ
れに対して電荷蓄積部とレジスタとの間にＭＯＳゲート
(ＭＯＳ)が設置されＳＨパルス(ＳＨ１)〜(ＳＨ４)の
「Ｈ」印加時にそれぞれのゲートが閉じ蓄積部に積分ク
リアゲートパルス(ＩＣＧ)印加後蓄積された電荷がレジ
スタに転送される。 【００６２】モニター出力(ＡＧＣＯＳ１)〜(ＡＧＣＯ
Ｓ４)の補償出力としてＤＯＳ回路が設置されている。
この回路はモニター出力部のコンデンサ及びバッファと
同一特性のもので形成され、その入力端をＯＰＥＮの状
態とした回路で、積分クリアゲートパルス(ＩＣＧ)に応
じてほぼ電源電圧まで充電された電位をこの積分クリア
ゲートパルス(ＩＣＧ)の消滅後も出力しつづける。 【００６３】次に、図１２(ａ)，(ｂ)の構成で異なる点
について説明を加える。図１２(ａ)，(ｂ)はＣＣＤレジ
スタの構成及びそれに続くＣＣＤの出力段の構成が異な
る。図１２(ａ)はＣＣＤレジスタが各ゾーンに対して直
列に配置され、そのＣＣＤレジスタの終端に出力用バッ
ファが設けられ、その出力は第１ゾーン基準部、第２ゾ
ーン基準部、第１ゾーン参照部、第２ゾーン参照部、第
４ゾーン参照部、第３ゾーン参照部、第４ゾーン基準
部、第３ゾーン基準部の順に転送クロックφ１の立下が
りに同期して順次出力される。 【００６４】一方、図１２(ｂ)に示したＣＣＤイメージ
センサの出力構成は各ゾーンそれぞれが異なるレジスタ
を有し、そのそれぞれのＣＣＤレジスタ終端に合計４つ
の出力がバッファを有する並列構成となっている。第１
〜４のバッファ出力からは第１〜４ゾーンの基準部、参
照部の出力が転送クロックφ１の立下がりに同期して順
次出力される。また、このＣＣＤイメージセンサでは４
つのゾーンで異なる積分時間での制御を行うために図１
２(ａ)では各ゾーンの基準部、参照部両者の出力端側に
アルミマスクで遮光を施した画素を設け(斜線部)、温
度、積分時間で大きく変動する暗時出力レベルの補正用
画素として用いている。図１２(ｂ)ではこの暗時出力レ
ベル補正用画素(斜線部)は各基準部の出力端側にのみ設
置され、基準部、参照部両者の補正に用いられている。 【００６５】次に、ＡＦインターフェース(ＡＦＩＦ)の
回路構成とＣＣＤイメージセンサの具体的な駆動法につ
いて説明を加える。まず図１２(ａ)に示した直列型ＣＣ
Ｄレジスタを有するＣＣＤイメージセンサの駆動法を図
１３を用いて説明する。図１３において、図面左側はＣ
ＣＤイメージセンサとの接続部、右側はＡＦマイコン
(ＡＦＰ)との接続部である。ＡＦ動作開始後の第１回目
のＣＣＤ積分では全ゾーンの出力を必要とする。この時
の動作はＡＦマイコン(ＡＦＰ)からの積分クリアゲート
パルス(ＩＣＧ)の印加で積分を開始する。このパルス印
加でＣＣＤの全画素蓄積部及びモニター出力が初期化さ
れ、このパルスの消滅後両者は同時に光電変換出力の蓄
積を開始する。 【００６６】一方、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)から供給され
る原クロックφ０とそのクロックを複数段分周したクロ
ックφaが入力されているＡＦタイミング制御回路(ＡＦ
ＴＣ)では、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)から全ゾーン出力命
令がゾーン選択記号(ＡＦＺＳ)で供給されると、転送ク
ロックはその周期が後段のＡ／Ｄ変換可能な周期として
φaを選択する。積分クリアゲートパルス(ＩＣＧ)はま
たＲ／Ｓフリップフロップのリセット入力に入力され、
Ｒ／ＳフリップフロップをリセットすることでＣＣＤへ
の転送クロックφ１を「Ｈ」、φ２を「Ｌ」の状態に固
定化する。この状態で画素蓄積部の蓄積が進み、同時に
モニターの蓄積もすすみ補償出力より一定レベルＶ１だ
け降下するモニター出力が生じはじめる。この時画素蓄
積部に蓄積された電荷は後段のＡ／Ｄ変換、また合焦検
出演算に適切な平均出力レベルであるという点でＶ１と
いう値はあらかじめ設定される。 【００６７】被写体輝度の高いゾーンから順にそのレベ
ルＶ１を上回り、各コンパレータ(ＣＯＭ１１)〜(ＣＯ
Ｍ１４)は反転し、その出力はＯＲゲート及びワンショ
ットパルス発生器を介しＣＣＤイメージセンサへのシフ
トパルス(ＳＨ１)〜(ＳＨ４)として供給される。このイ
メージセンサへのシフトパルス(ＳＨ１)〜(ＳＨ４)は画
素蓄積部の電荷をそれぞれ転送レジスタへシフトする
が、転送クロックがレジスタに供給されていないので画
素に対応したレジスタのポテンシャルに電荷はホールド
される。このようにしてコンパレータ(ＣＯＭ１１)〜
(ＣＯＭ１４)の反転が完了した時、すなわちＡＮＤゲー
トの出力(ＴＩＮＴ)が「Ｈ」となった時点には適正な平
均レベルの出力を得た各ゾーンの出力がレジスタに格納
された状態となる。 【００６８】ここでＡＮＤゲートの出力(ＴＩＮＴ)の反
転がＡＦマイコン(ＡＦＰ)にＣＣＤイメージセンサの全
ゾーンの積分完了信号として、またＯＲゲート及び遅延
素子を介してＲ／Ｓフリップフロップに入力されること
で転送クロック印加開始信号として用いられる。図１４
にそのタイムチャートを示す。この後ＯＳ端子からφ１
の立下がりに同期して各画素出力が出力されるが、ＡＦ
タイミング制御回路はφ２をカウントすることで暗時出
力補正用画素出力時にぞれぞれのタイミングでサンプリ
ング信号を発生させ、またＡＤコンバータにはＡＤスタ
ート信号(ＡＤＳ)を供給する。 【００６９】こうしてＣＣＤの出力は第１ゾーン基準
部、第２ゾーン基準部、第１ゾーン参照部、第２ゾーン
参照部、第４ゾーン参照部、第３ゾーン参照部、第４ゾ
ーン基準部、第３ゾーン基準部の順でそれぞれの積分時
間にみあった暗時出力補正が施された後、Ａ／Ｄ変換さ
れ、ＡＤ変換完了信号に同期して出力されＡＦ制御マイ
コン(ＡＦＰ)に入力されることになる。 【００７０】次に、この回路で図５のステップ＃１２７
に示した選択ゾーンの積分駆動について説明する。ま
ず、ゾーン信号(ＳＺＳ)がＡＦタイミング制御回路(Ａ
ＦＴＣ)に送信されると、同回路内部のカウンタにその
ゾーンが出力されるまでに必要な転送クロック数がセッ
トされる。積分クリアゲートパルス(ＩＣＧ)の印加後、
ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は出力したいブロックのモニター
用コンパレータ(ＣＯＭ１１)〜(ＣＯＭ１４)の出力(Ｉ
ＮＴ１)〜(ＩＮＴ４)を選択しておき、そのコンパレー
タの反転と同時にマニュアルシフト信号(ＳＨＭ)を発生
させて転送クロックφ１，φ２の停止を解除する。 【００７１】カウンタをセットされたＡＦタイミング制
御回路(ＡＦＴＣ)はクロックφａのカウントを行い、カ
ウンタがセットされた値と等しくなるまで原クロックφ
０をＣＣＤに供給し、選択ゾーンの出力が出力される時
のみＡ／Ｄ変換可能なクロックを供給し、ＡＦマイコン
(ＡＦＰ)にはそのゾーンのみのデータが(ＥＯＣ)に同期
して供給され、またカウンタセットを行い、また他のゾ
ーンが出力されている時は高速転送を行い、注目ゾーン
の残り画素の時に同様の動作を行う。このようにするこ
とでデータダンプ時間及び積分時間のむだな時間を軽減
し、ＡＦ動作の高速化を計る。この動作のタイムチャー
トを図１５に示す。 【００７２】最後に、図１２(ｂ)に示した並列型ＣＣＤ
レジスタを有するＣＣＤイメージセンサの駆動法を図１
６を用いて説明する。図面左側はＣＣＤイメージセン
サ、マルチプレクサ(ＭＰＸ)より右側がＡＦインターフ
ェース(ＡＦＩＦ)で、右端の端子列はＡＦマイコン(Ａ
ＦＰ)に接続されている。 【００７３】このＣＣＤイメージセンサではＡＦ開始後
第１回目のＣＣＤの全ゾーン出力を、次のような駆動法
で時間短縮を計り、得ることができる。まず、ＡＦマイ
コン(ＡＦＰ)は各画素蓄積部及びモニターに蓄積された
電荷を排除するために積分クリアゲートパルス(ＩＣＧ)
を発生させる。このときに、第１ゾーンを示すゾーン信
号(ＺＳ)によって、マルチプレクサ(ＭＰＸ)の出力端子
(ＡＧＣＯＳ０)からは入力信号(ＡＧＣＯＳ１)が出力さ
れ、入力信号(ＳＨ０)は出力端子(ＳＨ１)から出力さ
れ、出力端子(ＯＳ０)からは入力信号(ＯＳ１)が出力さ
れるようにセットされる。 【００７４】そして、第１ゾーンに対するＣＣＤイメー
ジセンサの電荷蓄積のモニタリングは、マルチプレクサ
(ＭＰＸ)を介して信号(ＡＧＣＯＳ １)をコンパレータ
(ＣＯＭ２０)でモニターすることによってなされる。第
１ゾーンのモニター部及び各画素部の電荷蓄積が進ん
で、信号(ＡＧＣＯＳ１)が後段のアナログ処理回路及び
後段の焦点検出演算に適切なレベルＶ１に達するとコン
パレータ(ＣＯＭ２０)の出力が反転して、シフトパルス
(ＳＨ０)が、マルチプレクサ(ＭＰＸ)を介して、シフト
パルス(ＳＨ１)として第１ゾーンのＣＣＤイメージセン
サに供給される。 【００７５】また、信号(ＡＧＣＯＳ１)がレベルＶ１に
達せずに予め設定された最大積分時間が経過したときに
は、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)からのマニュアルシフトパル
ス(ＳＨＭ)の印加によって、シフトパルス(ＳＨ０)がマ
ルチプレクサ(ＭＰＸ)を介してシフトパルス(ＳＨ１)と
して第１ゾーンのＣＣＤイメージセンサに供給される。
このシフトパルス(ＳＨ１)の供給によって第１ゾーンの
ＣＣＤイメージセンサは電荷蓄積動作を終了し、画素蓄
積部に蓄積された電荷はシフトゲートを介して第１ゾー
ンのＣＣＤシフトレジスタ(Ｒｇ１)にシフトされる。 【００７６】ここで、シフトパルス(ＳＨ０)を発生する
遅延及びワンショット回路(ＤＯ)の入力信号は、φ１，
φ２の２つの転送クロックを発生する転送クロック発生
回路(ＴＣＧ)にも供給され、転送クロックφ１が「Ｈ」
レベルである区間内にシフトパルス(ＳＨ１)が第１ゾー
ンのＣＣＤイメージセンサに供給されるように位相が調
整されている。そして、転送クロックφ１の立ち下がり
に同期して、第１ゾーンのＣＣＤイメージセンサに蓄積
された像の光電変換出力(ＯＳ１)がマルチプレクサ(Ｍ
ＰＸ)の出力端子(ＯＳ０)を介して順次出力される。 【００７７】次に、シフトパルス(ＳＨ０)の発生直後
に、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、第２の積分クリアゲート
パルス(ＩＣＧ)をＣＣＤイメージセンサに対して供給す
る。この第２の積分クリアゲートパルス(ＩＣＧ)は第２
ゾーンのＣＣＤイメージセンサに対する積分開始信号で
あり、第１ゾーンの電荷蓄積動作終了の直後に第２ゾー
ンのモニター部及び画素部の電荷蓄積動作及び蓄積され
た電荷の排出動作を引き続いて行わせるためのものであ
る。 【００７８】この後、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は、第１ゾ
ーンに対する光電変換出力(ＯＳ１)の内で暗時出力補正
用画素の出力をサンプル・ホールド回路(Ｓ／Ｈ)にメモ
リさせ、その後に出力される各画素出力とメモリされた
暗時出力補正用画素の出力との差をＡ／Ｄ変換して像情
報として入力する。 【００７９】ここで、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)からのマニ
ュアルシフトパルス(ＳＨＭ)によってＣＣＤイメージセ
ンサの電荷蓄積を強制的終了させたときには、コンパレ
ータ(ＣＯＭ２０)〜(ＣＯＭ２２)の出力によりそのモニ
ター部の出力の平均蓄積レベルに応じて自動ゲイン調整
回路(ＡＧＣ)が自動的にそのゲインを調整する。すなわ
ち、自動ゲイン調整回路(ＡＧＣ)には、光電変換出力
(ＯＳ０)とサンプル・ホールド回路(Ｓ／Ｈ)の出力とが
入力されて、両出力の差が適当に増幅されて出力され
る。そして、自動ゲイン調整回路(ＡＧＣ)の出力はＡ／
Ｄ変換回路(ＡＤＣ)に入力されてディジタル値に変換さ
れ、このディジタル値が像情報としてＡＦマイコン(Ａ
ＦＰ)に入力される。 【００８０】第１ゾーンの像情報がこのようにしてＡＦ
マイコン(ＡＦＰ)に入力されると、次に、先だって電荷
蓄積が開始された第２ゾーンのＣＣＤイメージセンサの
電荷蓄積状態の検出がなされる。このために、まず、Ａ
Ｆマイコン(ＡＦＰ)は信号(TINTC)を「Ｌ」としてマニ
ュアルシフトパルス(ＳＨＭ)がシフトパルス(ＳＨ０)と
して出力されることを禁止し、ゾーン信号(ＺＳ)を第１
ゾーンから第２ゾーンに切り換える。これによって、マ
ルチプレクサ(ＭＰＸ)の出力端子(ＡＧＣＯＳ０)からは
入力信号(ＡＧＣＯＳ２)が出力され、入力信号(ＳＨ０)
は出力端子(ＳＨ２)から出力され、出力端子(ＯＳ０)か
らは入力信号(ＯＳ２)が出力されるようにセットされ
る。 【００８１】そして、ＡＦマイコン(ＡＦＰ)は信号(Ｔ
ＩＮＴ０)の確認を行い、信号(ＴＩＮＴ０)が「Ｈ」の
ときには第２ゾーンのＣＣＤイメージセンサの電荷蓄積
は既に過剰であるから、再び積分クリアゲートパルス
(ＩＣＧ)をＣＣＤイメージセンサに供給して第２ゾーン
のＣＣＤイメージセンサの電荷蓄積を再び開始させる。
逆に、信号(ＴＩＮＴ０)が「Ｌ」の場合には、第２ゾー
ンのＣＣＤイメージセンサの電荷蓄積が第１ゾーンのＣ
ＣＤイメージセンサのＡＦマイコン(ＡＦＰ)への像情報
の取り込み中には完了していない。そこで、ＡＦマイコ
ン(ＡＦＰ)は信号(ＴＩＮＴＣ)を再び「Ｈ」として信号
(ＴＩＮＴ０)の反転を待つ。 【００８２】そして、この信号(ＴＩＮＴ０)が反転した
場合、もしくは第１ゾーンのＣＣＤイメージセンサから
の像情報の取り込みに要した時間に信号(ＴＩＮＴ０)の
反転の待ち時間を加えた時間が予め定められた最大電荷
蓄積時間に達した場合には、シフトパルス(ＳＨ０)が発
生させられて第２ゾーンのＣＣＤイメージセンサの電荷
蓄積が終了する。以下同様に、第３ゾーンのＣＣＤイメ
ージセンサの電荷蓄積開始、第２ゾーンの像情報の取り
込み、第３ゾーンのＣＣＤイメージセンサの電荷蓄積状
態の検出という順に全ゾーンに対してＣＣＤイメージセ
ンサの電荷蓄積及び像情報の取り込みが行われる。 【００８３】ここで、被写体が低輝度であるので長時間
の電荷蓄積時間が必要である場合には、 (像情報の取り込み時間)×{(全ゾーン数)−１} の時間だけＣＣＤの駆動時間が短縮されるが、被写体が
低輝度ではなく長時間の電荷蓄積時間が必要でない場合
には、ＣＣＤの駆動時間は短縮されない。 【００８４】しかし、図１２(ｂ)図示の回路構成におい
ては、シフトパルス(ＳＨ１)のゲート(ＳＨＧ１)〜(Ｓ
ＨＧ４)とレジスタ(Ｒｇ１)〜(Ｒｇ４)との間にバッフ
ァ部とシフトゲート部とを増設することによって、被写
体が高輝度のときにも電荷蓄積動作の完了時に蓄積部か
らバッファ部への蓄積電荷の第１のシフト動作を行い、
前述の電荷蓄積状態検出時に積分完了信号(ＴＩＮＴ０)
が既に発生していた場合にはバッファ部からレジスタ
(Ｒｇ１)〜(Ｒｇ４)への電荷の第２シフト動作を行うよ
うに構成して、ＣＣＤの駆動時間の短縮を可能とするこ
ともできる。 【００８５】また、図１２(ａ)図示の回路構成でも、上
述と同様のバッファ部及びシフトゲート部を増設するこ
とによって、電荷蓄積動作中の転送クロックφ１の停止
という煩雑な回路構成をより簡素化することができると
ともに、煩雑な回路構成によるノイズなどの不都合を低
減させることができる。 【００８６】又、上記実施形態はレンズが合焦状態に達
したときにシャッターのレリーズが許可されるいわゆる
ＡＦ優先式のカメラであったが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、合焦状態か否かにかかわらずシャッ
タレリーズ操作に応じてシャッタがレリーズされるいわ
ゆるレリーズ優先式のカメラでもよい。 【００８７】更にＡＦゾーンに対応した合焦検出感度域
と露出制御用の測光感度域とが必ずしも正確に一致する
必要はなく、例えば１つの測光感度域が１つの合焦検出
感度域を含むより広い範囲をカバーしていても良いし、
撮影範囲の中央をにらむ測光感度域以外の範囲では１つ
の測光感度域が複数の合焦検出感度域をカバーするよう
にしても良い。 【００８８】後者の場合、１つの測光感度域にカバーさ
れる複数の合焦検出感度域のいずれが選択されても、そ
の測光感度域が選択されるように構成すればよい。更
に、ＣＣＤイメージセンサの電荷蓄積状態をモニターす
るために各ＣＣＤイメージセンサに対してそれぞれ設け
られたモニター部の出力をそのまま測光信号として用
い、選択された合焦検出感度域に対応するＣＣＤイメー
ジセンサの電荷蓄積状態モニター用に設けられたモニタ
ー部の出力をその合焦検出感度域に対応して選択された
測光感度域の情報として使用しても良い。 【００８９】更に本実施形態では、最も短い被写体距離
を検出したＡＦゾーンを最も優先してレンズの焦点調節
を行うように構成されているが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば検出された最も短い被写体距
離と検出された最も長い被写体距離との中間にピントが
合うように焦点調節を行うように構成しても良いし、検
出された最も長い被写体距離にピントが合うように焦点
調節を行っても良い。また、どのようなゾーンを優先し
て選択するかを切り換えられるように構成しても良い。
ここで、一般に撮影される写真の統計データに基づい
て、一般の撮影に最も適したゾーンが選択されるように
ゾーンの切り換えの要否をカメラ設計時に決定すれば良
い。 【００９０】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、複数の
イメージセンサを有し、各イメージセンサが対象領域の
うちの互いに異なる領域からの光束を受光してそれぞれ
の領域の焦点状態に関する情報を出力するよう構成され
た焦点検出装置であって、上記互いに異なる領域毎に上
記イメージセンサの受光部近傍に配置され、各イメージ
センサに入射する光量をモニタするモニタ手段と、上記
モニタ手段の各出力に応じて各イメージセンサにおける
受光出力の増幅率をそれぞれ制御する制御手段と、上記
制御手段により制御された各イメージセンサの受光出力
に基づいて光学系の焦点状態を検出する検出手段とを備
えたものであるから、各イメージセンサへの入射輝度に
差があっても適切な焦点検出結果が得られるものであ
る。 【００９１】なお、イメージセンサが各領域毎に基準部
と参照部とを有している場合において、上記モニタ手段
はその一方の近傍に配置することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】従来及び本発明の一実施形態における合焦領域
と測光領域を比較する説明図 【図２】上記実施形態の光学系の説明図 【図３】上記実施形態の回路の全体を示すブロック図 【図４】図３における制御マイコンの動作を示すフロー
チャート 【図５】図３におけるＡＦマイコンの動作を示すフロー
チャート 【図６】上記実施形態におけるデータ前処理ルーチンを
示すフローチャート 【図７】上記実施形態における前相関ルーチンを示すフ
ローチャート 【図８】上記実施形態における前相関ローコン判別ルー
チンを示すフローチャート 【図９】上記実施形態におけるゾーンの優先順位付けル
ーチンを示すフローチャート 【図１０】上記実施形態における本相関ルーチンを示す
フローチャート 【図１１】図１０の変形例を示すフローチャート 【図１２】上記実施形態におけるＣＣＤの一構成例を示
す説明図 【図１３】図１２のＣＣＤの駆動回路の構成例を示す回
路図 【図１４】図１３の動作を示すタイミングチャート 【図１５】図５における選択ゾーンの積分駆動動作のタ
イミングチャート 【図１６】図１２のＣＣＤの駆動回路の他の構成例を示
す回路図 【図１７】図１６の動作を示すタイミングチャート 【符号の説明】 ＰＡＬ１、ＰＡＬ２、ＰＡＬ３、ＰＡＬ４：イメージセ
ンサ ＰＡＲ１、ＰＡＲ２、ＰＡＲ３、ＰＡＲ４：イメージセ
ンサ ＭＰ１、ＭＰ２、ＭＰ３、ＭＰ４：モニタ手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 糊田 寿夫 大阪市中央区安土町二丁目３番13号 大 阪国際ビル ミノルタ株式会社内 審査官 木村 敏康 (56)参考文献 特開 昭58−120111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−101612（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−200312（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/11

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．複数のイメージセンサを有し、各イメージセンサが
   対象領域のうちの互いに異なる領域からの光束を受光し
   てそれぞれの領域の焦点状態に関する情報を出力するよ
   う構成された焦点検出装置であって、 上記互いに異なる領域毎に上記イメージセンサの受光部
   近傍に配置され、各イメージセンサに入射する光量をモ
   ニタするモニタ手段と、 上記モニタ手段の各出力に応じて各イメージセンサにお
   ける受光出力の増幅率をそれぞれ制御する制御手段と、 上記制御手段により制御された各イメージセンサの受光
   出力に基づいて光学系の焦点状態を検出する検出手段と
   を備えた焦点検出装置。 ２．上記イメージセンサは各領域毎に基準部と参照部と
   を有し、上記モニタ手段はその一方の近傍に配置されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。