JP2921867B2

JP2921867B2 - カメラの焦点検出装置

Info

Publication number: JP2921867B2
Application number: JP1184499A
Authority: JP
Inventors: 修進藤; 雅博川崎
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1989-07-19
Publication date: 1999-07-19
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: US5870635A; DE68924880T2; JPH02210335A; DE68924880D1; EP0351855A2; EP0351855A3; EP0351855B1

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、測距ゾーンを複数有するカメラの焦点検出
装置に関する。

「従来技術およびその問題点」近年のカメラは、一眼レフレックスカメラにおいても
自動焦点装置を備えることが標準となりつつある。従来
の一眼レセカメラにおける自動焦点装置は、被写体に合
焦したかどうかを検出する焦点検出装置と、該焦点検出
装置の検出結果に基づいて被写体に合焦する位置まで撮
影レンズ（焦点レンズ）を駆動するレンズ駆動部とを備
えている。

第25図には、従来の焦点検出装置を備えた一眼レフカ
メラの概要を、光軸で縦断して示してある。カメラボデ
ィ１には、撮影レンズ群Ｌを備えた交換レンズ２が装着
されている。カメラボディ１に設けられたメインミラー
３の下方には、フィルム面４と等価な位置に、焦点検出
装置としての測距ユニット160が設けられている。メイ
ンミラー３の中央部はハーフミラーとなっていて、撮影
レンズ群Ｌを透過し、メインミラー３に入射した被写体
線束は、一部が上記ハーフミラー部を透過する。

ハーフミラー部を透過した被写体光線束は、サブミラ
ー６で反射されて、測距ユニット160に導かれる。測距
ユニット160の上部には、測距に用いられない光線束を
カットする遮光板211および測距に用いられる光線束を
通す開口212が設けられている。

一方、メインミラー３で反射された被写体光線束は、
ピントグラス７を透過し、ペンタプリズム９で反射され
てファインダー８に導かれる。

また、ファインダー８には、第30図に示すように、フ
ァインダ視野176の中央部に測距ゾーン177が設定されて
いる。この測距ゾーン177内の被写体について焦点検出
（合焦）動作が行なわれる。

上記従来の測距ユニット160は、第26図に示すよう
に、視野マスク163、コンデンサレンズ164、絞りマスク
165、被写体空中像を二分割する像分割光学系としての
セパレータレンズ166、167および測距センサとしてのCC
Dイメージセンサ168を備えている。

上記視野マスク163、コンデンサレンズ164、絞りマス
ク165およびセパレータレンズ166、167でオートフォー
カス光学系168が構成され、このオートフォーカス光学
系169とCCDイメージセンサ168とから焦点検出光学系が
構成されている。

オートフォーカス光学系169の視野マスク163は、フィ
ルム等価面170の近傍に設けられている。フィルム等価
面170は、撮影レンズ群Ｌを介して被写体162と光学的に
共役な位置関係にある。したがってそのフィルム等価面
170には、撮影レンズ群Ｌが合焦状態にあるときに、被
写体162の空中像171がピントのあった状態で形成され
る。

コンデンサレンズ164と絞りマスク165とは、撮影レン
ズ群Ｌの左右周辺部分を通過する被写体光線束を二つの
光線束に分割する機能を有し、セパレータレンズ166、1
67は、コンデンサレンズ164を介して撮影レンズ群Ｌと
光学的に共役な位置関係にある。

セパレータレンズ166、167は、第27図に模式的に示す
ように、通常画面の長手方向と平行に配設されており、
ファインダ視野176における中央測距ゾーン177（第30図
参照）と光学的に共役な位置にある測距ゾーン172を介
して、カメラボディ１に装着された撮影レンズ群Ｌの射
出瞳173の仮想的な開口領域174、175を覗いている。セ
パレータレンズ166、167には、開口領域174、175を通過
した被写体光線束が取り込まれるもので、セパレータレ
ンズ166、167によってフィルム等価面170に形成された
空中像171がCCDイメージセンサ168上の２個の領域にそ
れぞれ像171a、171aとして再形成される。

その再形成された像171aの合焦時（第28図の（ａ）参
照）の像間隔（像信号Ｓのピーク間隔）を第29図の
（ａ）に示すようにl₀とすると、第28図の（ｂ）に示す
ように、合焦時に比べて前側に撮影レンズ群Ｌのピント
が合っているときには、像間隔が狭まってこれに対応す
る像ピーク信号Ｓの間隔l₁がl₀よりも小さくなる。また
第28図の（ｃ）に示すように、合焦時に較べて後側に撮
影レンズ群Ｌのピントがあっているときには、第29図の
（ｃ）に示すように像間隔が広がって、これに対応する
像ピーク信号Ｓの間隔l₂がl₀よりも大きくなる。

この像間隔の変化が撮影レンズ群Ｌのディフォーカス
量にほぼ比例することから、例えば従来の一眼レフカメ
ラの自動合焦装置では、そのCCDイメージセンサ168に結
像された像間隔を検出し、これを演算処理して撮影レン
ズ群Ｌのディフォーカス方向とディフォーカス量とを求
め、こちらにより、撮影レンズ群Ｌを合焦位置に駆動さ
せている。

そして、例えば、第30図に示すように、ファインダ視
野176の中央に設けられた中央測距（中央合焦）ゾーン1
77に所望の被写体162が入るように構図を決めて測距を
行なうと、図示しない焦点レンズ駆動モータおよび焦点
レンズ駆動機構により撮影レンズ群Ｌの焦点レンズが合
焦位置まで移動され、その状態で撮影を行なうと、被写
体162にピントがあった状態で撮影写真を得ることがで
きる。

この種のカメラの焦点検出装置では、測距ゾーン177
がファインダ視野176の中央に設けられているので、写
真中央に位置する被写体162にピントが合うことにな
る。

しかし写真撮影では、所望の被写体162を中央ではな
く、周辺に配置した写真を得たい場合がある。

また、二人並んだ人物を撮影する場合など、ファイン
ダ視野176の中央、すなわち、測距ゾーン177内に撮影し
たい被写体が位置しない場合がある。

そこで従来のカメラには、上記要請を考慮して、いわ
ゆるフォーカスロック装置を設けてある。このフォーカ
スロック装置では、被写体162をファインダ視野176の中
央の測距ゾーン177に位置させて合焦動作を行なわせ
て、この合焦状態でフォーカスロックをかけて、第31図
に示すように所望のフレーミングを行なって撮影すれ
ば、周辺部に所望の被写体162を位置し、かつ被写体162
に合焦した写真を得ることができる。

しかしながら、この従来の焦点検出装置では、被写体
162を一度ファインダ視野176の中央に位置させて合焦動
作を行なわせ（撮影レンズ群Ｌを合焦状態に移動）、こ
の合焦状態でフォーカスロックをかけて撮影レンズ群Ｌ
を固定し、構造を決め直してレリーズを行なう、という
撮影手順を踏まなければならない。そのため、撮影操作
に手間がかかりすぎる、という問題があった。

そこで、第30図に破線で示すように、ファインダ視野
176の測距ゾーン177に周辺に二つの周辺測距ゾーン177
a、177bを設け、これらの周辺部測距ゾーン177a、177b
内の被写体についても合焦を検出して上記問題を解消せ
んとする多点焦点検出装置が提案されている。

この多点焦点検出装置は、第32図に示すように、中央
の第１オートフォーカス光学系169と、その両側に設け
た一対の第２、第３オートフォーカス光学系211、212
と、各オートフォーカス光学系169、211、212によって
導かれた被写体光学束がそれぞれに結像される、第１、
第２および第3CCDイメージセンサ168、241、242とから
なる。

第１オートフォーカス光学系169は、コンデンサレン
ズ部222およびセパレータレンンズ部222からなる。第２
オートフォーカス光学系211は、コンデンサ部221および
セパレータレンズ部231からなる。第３オートフォーカ
ス光学系212は、コンデンサレンズ部223およびセパレー
タレンズ部23からなる。

177′、177a′、177b′は、第１、第２および第３オ
ートフォーカス光学系169、211、212の中央測距視野、
周辺測距視野であって、ファインダ視野176の測距ゾー
ン177、177a、177bとほぼ共役な位置関係にある。CCDイ
メージセンサ168、241、242は、同一の集積回路基板251
上に形成されている。

ところで、人物の撮影を行なうとき、撮影者がファイ
ンダを通して人物を見る際、人物を顔を注視することが
多い。これは顔が人物の心理状態を反映するものであ
り、無意識のうちに顔を注視する習慣が身に付いている
からである。しかも、通常人物のポートレート撮影にお
いて、顔はファインダ視野の中央ではなくて、中央より
もやや上方に位置する。

しかし、上記の従来のいずれかの焦点検出装置におい
ても、中央測距ゾーン177がファインダ視野176の中央に
設けられている。このため、人物等を撮影する場合、第
31図に示すように人物の顔と中央測距ゾーン177とが一
致しないことが多い。この場合、第30図に示すように顔
をファインダ視野176の中央に位置させて、この状態で
合焦動作を行なわせてフォーカスロックをかけ、第31図
に示すようにフレーミングを行なうことになる。そのた
め、顔と測距ゾーン177とを一致させることに気を取ら
れて、人物の表情の変化に気付かず、シャッタチャンス
を逃してしまう、という問題があった。

また、多点測距装置のセンサチップは、第33図に示す
ように、一枚の基板上に３本のCCDイメージセンサ168、
241、242がＨ型に配設されている。そのため、１本の転
送レジスタ252を用いて３本のCCDイメージセンサ168、2
41、242のデータの読出しを行なうようにすると、転送
レジスタ252を第33図に示すように、曲がりくねった形
状で基板251上に形成しなければならず、転送距離が長
くなってしまうという問題があった。

また、上記多点測距装置のCCDイメージセンサ168、24
1、242に蓄積される電荷量は、被写体光線束の強さ（被
写体輝度）によって異なる。そこで、中央のCCDイメー
ジセンサ168の近傍にモニタセンサ168mを設け、このモ
ニタセンサ168mによってCCDイメージセンサ168の入射光
量を検出し、積分時間（電荷蓄積時間）を制御する焦点
検出装置が提案されている。

しかしながら、各測距ゾーン177、177a、177bの平均
的な輝度または中央の測距ゾーン177のみの輝度にて一
律に積分時間を制御する焦点検出装置では、被写体の明
るさが各測距ゾーン177、177a、177b毎に大きく異なる
と、被写体輝度が高い測距ゾーンに対応するCCDイメー
ジセンサ168、241、242に蓄積される信号電荷が過飽和
して測距が不可能になる、あるいは逆に被写体輝度が低
い測距ゾーンのCCDイメージセンサ168、241、242には信
号電荷が充分に蓄積されないので測距が不可能になる、
という問題があった。

前記従来の焦点検出装置に使用されているCCDイメー
ジセンサは、光電変換素子列を有する受光部と、該受光
部で変換された信号電荷を積分する積分部と、該積分部
で積分された信号電荷を読出す電荷転送部とからなる。
積分部で積分された信号電荷は、蓄積制御パルス（シフ
トパルス）によって電荷転送部に転送され、さらに一定
の間隔で出力される二相またはそれ以上の転送パルスに
よって電荷転送部を順番に転送される。この転送パルス
は、通常定期的に出力され、出力期間中に、信号電荷が
転送される。

そして、転送パルス出力期間中は、信号電荷が積分部
から電荷転送部に転送されないように、蓄積制御パルス
の出力が禁止されている。これは、電荷転送部に電荷が
あるときに蓄積制御パルスが出力されると、信号電荷が
電荷転送部で混合されてしまい、信号としての作用を果
たさなくなるからである。

そのため、被写体輝度が高く、積分部が飽和するとき
でも、転送パルスの出力時間が終了するまで積分を終了
することができない。その結果、被写体が高輝度の場合
には、正確な焦点検出ができないという問題がある。

この問題を解決するために、前記蓄積制御パルス出力
禁止期間を可変とする手段が提案されている（例えば、
特開昭60−121409号など）。しかしこの可変手段は、回
路構成および制御が複雑になる、という問題があった。

「発明の目的」本発明は、上記従来の焦点検出装置の課題に鑑みてな
されたもので、撮影者の注視点と測距ゾーンとを一致さ
せることができる焦点検出装置を提供することを目的と
する。

また本発明は、転送部による信号電荷の転送距離を短
くできる焦点検出装置を提供することを目的とする。

さらに本発明は、複数の測距ゾーン毎に適正な測距信
号を得ることができる焦点検出装置を提供することも目
的とする。

「発明の概要」上記目的を達成する本請求項１記載の発明は、異なる
測距ゾーン内の被写体光線束を、直線上に配置された複
数の光電変換素子を備えた対応する測距センサで受光
し、該各測距センサの出力に基づいて焦点状態を検知す
る焦点検出装置であって、上記測距センサは、第１測距
センサと、該第１測距センサの一方の端部に一方の端部
が最も近接し、該第１測距センサとは異なる方向に延び
る第２測距センサと、該第１測距センサの他方の端部に
一方の端部が最も近接し、該第１測距センサとは異なる
方向に延びる第３測距センサとを備えたことに特徴を有
する。

この構成によれば、ポートレート撮影において、通常
人物の顔が画面中央よりも上方に位置する場合であって
も、測距ゾーンが人物の顔に入り、人物の顔に合焦させ
ることができる。

そして本発明は、第１、第２、第３測距ゾーンおよび
第１、第２、第３測距センサをコ字形状に配置すること
ができる。さらに、１本の電荷転送部を測距センサに沿
わせてコ字形状に形成できるので、転送経路が短くな
り、３個の測距センサが積分した信号電荷を迅速に読み
出すことができる。

「実施例」以下添付図面に基づいて本発明について詳細に説明す
る。

焦点検出ユニットの説明本発明を適用したオートフォーカスユニット５（以下
「AFユニット５」という。）を一眼レフカメラに搭載し
た実施例について説明する。このAFユニット５は、従来
の一眼レフカメラに搭載可能なので、第25図に示した従
来のAF一眼レフカメラに搭載した実施例を参照する。

ファインダー８のファインダ視野11には、第１図に示
すように、中央部よりも上方に第１測距ゾーン12が設定
され、第１測距ゾーン12を挟む両側位置に、一対の第
２、第３測距ゾーン12、14が設定されている（第１図参
照）。なおこれらの測距ゾーン12、13、14は、例えばピ
ントグラフに形成された枠線により視覚化されている。

一方AFユニット５内には、測距センサユニット15が設
けられている。このセンサユニット15は単一の集積回路
基板15aからなり、この集積回路基板15aの表面に、上記
測距ゾーン12、13、14内の被写体光線束をそれぞれ受光
する、第１、第２、第３測距センサとしてのCCDイメー
ジセンサ16、17、18がほぼコ字状に設けられている（第
２図参照）。なお19は、CCDイメージセンサ16、17、18
が蓄積した信号電荷を読出す電荷転送部としての転送レ
ジスタである。

このように、ファインダ視野11の中央部よりも上方に
第１測距ゾーン12を設け、この第１測距ゾーン12内の被
写体光線束を受光する位置に第1CCDイメージセンサ16を
設けてあるので、人物を撮影する場合、人物の顔と第１
測距ゾーン12とがほぼ一致する。つまり、ファインダ視
野11を覗く撮影者の注視点と第１測距ゾーン12とが一致
するので、従来のようにシャッタチャンスを逃してしま
うことがない。

第３図および第４図には、AFユニット５内に設けられ
た焦点検出光学系を概念的に示している。焦点検出光学
系は、測距ゾーン12、13、14内の被写体光線束をそれぞ
れCCDイメージセンサ16、17、18に導くための第１オー
トフォーカス光学系（以下「第1AF光学系」という）169
および一対の第２、第3AF光学系178、179を備えてい
る。

AF光学系169、178、179内のフィルム等価面170には、
測距ゾーン12、13、14と光学的に共役な中央部測距視野
12aおよび周辺部測距視野13a、14aが形成されている。
これらの測距視野12a、13a、14aには、測距ゾーン12、1
3、14内の被写体空中像が結像される。

第３図において、173は、第1AF光学系169の中央測距
視野12aから覗いた撮影レンズ群Ｌの射出瞳である。こ
の射出瞳173の内、実線で示されている方はほぼ円形で
ある。これに対して、セパレータレンズ166、167が光線
束を取り込む開口領域174、175は、第９図に示すよう
に、ほぼ楕円形である。一方、点線で示されている方の
射出瞳173は、周辺測距視野13a、14aから覗いた撮影レ
ンズ群Ｌの射出瞳である。この射出瞳173の内、点線で
示されている方は、楕円形をなす。それに対してセパレ
ータレンズ180、181および183、184が光線光を取り込む
開口領域190、191は、第10図に示すように円形である。

AFユニット５は、第３図および第４図に示すように、
視野マスク203と、コンデンサレンズ201と、このコンデ
ンサレンズ201の前面側に設置されたマスクＭと、コン
デンサレンズ201の後面側に設けられたプリズム板202
と、補助レンズ214と、セパレータレンズと、補助レン
ズ214とセパレータレンズＩとの間に設けられた絞りマ
スク204と、カバーガラス215と、測距センサとしてのCC
Dイメージセンサ16、17、18が形成された集積回路基板1
5aとを有している。

視野マスク203には、中央部および周辺測距視野12a、
13a、14aを形成するための開口203a、203b、203cが形成
され（第６図参照）、これら開口203a、203b、203cは、
ほぼコ字状となるように設けられている。一方マスクＭ
にもそれら開口203a、203b、203cに対応して、第６図に
示すように、測距ゾーン12、13、14と対応するほぼコ字
状となるように開口Ma、Mb、Mcが設けられている。

コンデンサレンズ201は、第７図に示すように、３個
のコンデンサレンズ部201a、201b、201cを有し、コンデ
ンサレンズ部201aの光軸201aoはコンデンサレンズ部201
b、201cの光軸201bo、201coを結ぶ直線lxから上方（第
７図において）に所定距離離れたところに位置してい
る。なお、第７図には、コンデンサレンズ201と視野マ
スク203とを合わせて描いていて、これらコンデンサレ
ンズ部201a、201b、201cと視野マスク203の開口203A、2
03b、203cとの位置関係は図示の通りである。

プリズム板202は、中央の平行平面板202aの両側にプ
リズム202b、202cを有し、セパレータレンズＩは、第８
図に示すようにセパレータレンズ部166、167、180、18
1、183、184を有し、補助レンズ214は補助レンズ部214
a、214b、214cを有している。

絞りマスク204は、第８図に示すように、セパレータ
レンズ部166、167、180、181、183、184に相当する位置
に、楕円状の開口204a、204a′、204b、204b′、204c、
204c′が形成されている。

この実施例では、視野マスク203とコンデンサレンズ2
01との間隔が3.55mm、マスクＭとコンデンサレンズ201
との間隔が0.20mmにそれぞれ設定され、開口203a、203
b、203cが縦3.75mm、横1.4mmの長方形に形成されてい
る。

コンデンサレンズ201は、各コンデンサレンズ部201
a、201b、201cのマスクＭ側面（第４図において上側）
および反対側面の曲率半径がそれぞれ18.504mmおよび7.
496mmに形成され、その中心厚が2.0mmである。

また、セパレータレンズＩは、セパレータレンズ部16
6、167、180、181、183、184の絞りマスク204側面（第
４図において上側）および反対側面の曲率半径∞および
1.750mmにそれぞれ形成され、その中心厚が1.25mmであ
る。

補助レンズ214の曲率半径は、入射面側の補助レンズ
部214a、214b、214cが10.416mm、射出面が∞にそれぞれ
形成され、その中心厚が1.20mmである。

絞りマスク204は、その厚さが0.04mmに形成され、そ
の開口204a、204a′〜204c、204c′の長径が0.96mm、短
径が0.48mmに形成されている。

カバーガラス215の厚さは0.50mmで、カバーガラス215
とセパレータレンズＩとの間隔が1.64mmに設定されてい
る。

また、コンデンサレンズ201と補助レンズ214との間隔
は10.5mmに設定されている。

ここで、第1AF光学系169の左右両側には、周辺測距用
の一対の第２、第3AF光学系178、179が構成されてい
る。第1AF光学系169は、視野マスク203a、マスクＭ、コ
ンデンサレンズ部201a、セパレータレンズ部166、167お
よび補助レンズ部214aから構成されている。第2AF光学
系178は、視野マスク203b、マスクＭ、コンデンサレン
ズ部201b、プリズム202b、補助レンズ部214bおよびセパ
レータレンズ部180、181から構成されている。第3AF光
学系179は、視野マスク203、マスクＭ、コンデンサレン
ズ部201c、プリズム部202c、補助レンズ部214cおよびセ
パレータレンズ部183、184とから構成されている。

そして、第１、第２、第3AF光学系169、178、179およ
び第１、第２、第3CCDイメージセンサ16、17、18によっ
て焦点検出装置が構成されている。

第２図に示したセンサユニット15のCCDイメージセン
サ16、17、18の内、中央の第1CCDイメージセンサ16は、
第1AF光学系169の中心軸Ｘ上にあり（第３図参照）、第
2CCDイメージセンサ17は、第2AF光学系178の中心光軸X₁
上にあり、第3CCDイメージセンサ18は、第3AF光学系179
の中心光軸X₂上にある。そして、各CCDイメージセンサ1
6、17、18で蓄積された信号電荷は、コ字状に形成され
た電荷転送部としての転送レジスタ19を介して順次ビデ
オ信号として出力され、制御回路に転送されるようにな
っている。

このようにCCDイメージセンサ16、17、18をほぼコ字
状に、しかも単一の基板上に配設したので、転送レジス
タ19をほぼコ字状に形成することができ、このため、転
送レジスタ19を従来のように曲がりくねらす必要が無く
なり、受光信号の転送距離を短くすることができる。

ところで、コンデンサレンズ部201b、201cから第２、
第3CCDイメージセンサ17、17に向かい、かつそれらの第
２、第3CCDイメージセンサ17、18上にそれぞれ結像する
光線束Q₁、Q₂（第４図参照）は、プリズム板202のプリ
ズム202b、202cによってそれぞれ中央の第1CCDイメージ
センサ16側に曲げられているので、CCDイメージセンサ1
6、17、18の間隔を狭くすることが可能になり、集積回
路基板15aを小さくすることができる。この実施例で
は、集積回路基板15aの大きさを6mm角にすることができ
た。ちなみに、従来例では、集積回路基板の大きさは12
〜14mm角である。

なお、第４図において、絞りマスク204の開口204a′
に入射して第1CCDイメージセンサ16に像を形成する光線
束は、開口204aから入射して第1CCDイメージセンサ16に
像を形成する光線束と同様であるから省略してある。ま
た、同様に第５図において、開口204cに入射して第2CCD
イメージセンサ17に像を形成する光線束は、開口204c′
に入射して第3CCDイメージセンサ18に像を形成する光線
束と同様であるから省略してある。

また、第３図において、セパレータレンズ180、181、
183、184は、それぞれ上下方向に配置され、コンデンサ
レンズ201およびプリズム板202（第４図に図示）を介し
て撮影レンズ群Ｌの射出瞳173と光学的にほぼ共役な位
置関係とされ、周辺部測距視野13a、14aを介してその射
出瞳173の上下方向の開口領域190、191を覗いている。

このようにしてセパレータレンズ180、181、セパレー
タレンズ183、184を上下方向に配置したのは、撮影レン
ズ群Ｌを介して周辺部測距視野13a、14aに入射する光線
束は斜光線束となり、周辺部測距視野13a、14aから見た
撮影レンズ群Ｌの射出瞳173は、ビネッティングを受け
て第10図に示すように偏平につぶれた形状となっている
ので、水平方向に開口領域190、191を設けると、セパレ
ータレンズ180、181（セパレータレンズ183、184）の実
質的なレンズ間隔が狭くなり、基調線を十分に確保する
ことができず、ひいては、像間隔の検出精度が低下する
からである。

また、第３図において、第２、第3AF光学系178、179
の中心光軸X₁、X₂は、射出瞳173の中心O₁に交わってい
る。また、X₁₁はセパレータレンズ181の光軸、X₁₂はセ
パレータレンズ180の光軸、X₂₂はセパレータレンズ183
の光軸であり、光軸X₁₁、X₂₁は開口領域191の中心O₂で
交わっており、光軸X₁₂、X₂₂は開口領域190の中心O₃で
交わっている。

測距センサの構造説明次に、上記測距センサのより詳細な構造およびその動
作について説明する。第11A図は、本発明の自己走査型
イメージセンサを測距センサとして使用した測距センサ
ユニットの実施例の構成を示す正面図である。なお本実
施例では、自己走査型イメージセンサとしてCCDイメー
ジセンサを用いてあるが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、BBD、CIDおよびMOS型イメージセンサ等を
使用することができる。

この焦点検出装置は、AF光学系として第３図および第
４図に示した第1AF光学系169と同様の光学系を有し、測
距センサとして３個の受光部S1、S2、S3を有する。受光
部S1、S2、S3はそれぞれ、第２測距ゾーン13、第１測距
ゾーン12、第３測距ゾーン14内の被写体光束を受光する
第2CCDイメージセンサ20、第１イメージセンサ30、第３
イメージセンサ40を有する。各CCDイメージセンサ20、3
0、40は１枚の集積回路基板50上に設けられていて、そ
れぞれが、長手方向に一例に配列された多数（例えば10
0個程度）の光電変換素子（ホトダイオード）を有す
る。また第3CCDイメージセンサ40の一端には、遮光され
た光電変換素子41aが設けられている。

CCDイメージセンサ20、30、40は、中央の第1CCDイメ
ージセンサ30が水平方向に配置され、第２、第3CCDイメ
ージセンサ20、40がそれぞれ、第1CCDイメージセンサ30
の左外側下方および右外側下方に垂直方向に配置され、
全体としてほぼコ字状に形成されている。

各CCDイメージセンサ20、30、40の内側には、電荷転
送部としての、コ字形状に形成された１本の転送レジス
タ51が設けられている。転送レジスタ51の一端にはCCD
出力部52が設けられていて、各CCDイメージセンサ20、3
0、40で変換した信号電荷が、このCCD出力部52からビデ
オ信号として順番に読出される。

第２、第３受光部S1、S3は、第２、第3CCDイメージセ
ンサ20、40の外側に、第１受光部S2は、第1CCDイメージ
センサ30の上側に、CCDイメージセンサ20、40、30の長
さのほぼ半分の長さのモニタ受光部22、42、32がそれぞ
れ配設されている。各モニタ受光部22、32、42の外側に
は、モニタ出力部23、33、43が配設されている。

上記CCDイメージセンサ20、30、40およびモニタ受光
部22、32、42には、前記測距ゾーン12、13、14内の被写
体空中像が二分割されて結像される。

また、転送レジスタ51の出力部52にはリセット端子Φ
_Ｒが接続されていて、このリセット端子Φ_Ｒからは、出
力部52から１個のビデオ信号が出力される毎にビデオ信
号をクリアするリセット信号が入力される。

CCDイメージセンサ20、30、40はそれぞれ、長手方向
に配設された多数の光電変換素子（フォトダイオード）
を有する。各CCDイメージセンサ20、30、40に隣接し
て、積分ゲートSTが設けられていて、各光電変換素子で
変換された信号電荷が、積分ゲートSTの下方の集積基板
部で積分（蓄積）される（第12図および第13図参照）。

CCDイメージセンサ20、30、40（積分ゲートST）と転
送レジスタ51との間に設けられたゲート_INT1、
_INT2、_INT3は、それぞれ独立してCCDイメージセン
サ20、30、40に電荷の蓄積（積分）をスタートおよびス
トップさせる、積分コントロール部としての積分コント
ロールゲートである。これらは、“L"で積分をスタート
させ、同“H"で積分をストップする（第13図参照）。

CCDイメージセンサ20、30、40と転送レジスタ51との
間にそれぞれ独立して設けられたゲートの内、Φ_T1、Φ
_T2、Φ_T3は、積分された信号電荷を一時的に保持する電
荷保持部を形成する電荷保持ゲートであり、Φ_Ｔは、ゲ
ートΦ_T1、Φ_T2、Φ_T3の下方に一時的に蓄積された信号
電荷を一斉に転送レジスタ51に転送するシフトゲートで
ある。電荷保持ゲートΦ_T1、Φ_T2、Φ_T3およびその下方
の集積回路基板部で電荷保持部が形成されている。

Φ_１、Φ_２は、転送レジスタ51の表面に長手方向に交
互に設けられた転送ゲートである。転送ゲートΦ_１、Φ
_２には二相クロックパルスが入力され、転送レジスタ51
に転送された信号電荷をさらにCCD出力部52まで順番に
転送する。

モニタ受光部22、32、42は、光電変換素子からなる。
モニタ受光部22、32、42で光電変換された電荷は、積分
ゲートSTの下方で積分（蓄積）されている。そしてこの
積分値は、モニタ出力部23、33、43で検出され、モニタ
出力端子M1、M2、M3から後述の制御回路に出力され、こ
の制御回路を介してマイコンに出力され、マイコンでモ
ニタされている。なお上記モニタ受光部22、32、42での
積分（信号電荷の蓄積）は、積分コントロールゲート
_INT1、_INT2、_INT3が“L"になるとスタートし“H"に
なるとストップする。

各モニタ受光部22、32、42および各モニタ出力部23、
33、43は４個の部分からなるが、第11図には中央モニタ
受光部32および中央モニタ部33にのみそれぞれ４個のモ
ニタ受光部分32a、32b、32c、32dおよびモニタ出力部分
33a、33b、33c、33dを示してある。各モニタ受光部分32
a、32b、32c、32dで光電変換された電荷は、それぞれ対
応する積分ゲートSTの下部で積分され、積分終了時には
捨てられる。

各モニタ出力部分33a、33b、33c、33dには、モニタ出
力端子M2D、M21、M22、M23がそれぞれ接続されている。
モニタ出力端子M2Dはオペアンプ119に接続され（第18図
参照）、モニタ出力端子M21、M22、M23はオペンアンプ7
9、80、81にそれぞれ接続されている（第15図参照）。

モニタ出力端子M2Dと接続されているモニタ受光部分3
2aは遮光されている。この遮光されたモニタ受光部分32
aから暗電流を得て、この暗電流成分を基準電圧から除
去することにより、正確なモニタ基準電圧V_Ref（第16図
および第18図参照）を得ている。

以上が本自動焦点検出装置の受光部の構造の一実施例
であるが、本実施例ではモニタ受光部22、32、42をCCD
イメージセンサ20、30、40とは別個に設けたが、CCDイ
メージセンサ20、30、40の光電変換素子の一部を利用し
てもよい。

測距センサの動作説明次に、上記受光部の電荷転送動作について、第12図の
（Ａ）〜（Ｆ）、第13図の（Ａ）〜（Ｆ）および第16図
を参照して説明する。第12図の（Ａ）は、第11図のXII
−XII線に沿った断面図、第12図の（Ｂ）〜（Ｆ）は、
電荷転送動作を上記断面図において模式的に示した図、
第16図はタイムチャートである。

第2CCDイメージセンサ20の光電変換素子21の右側に隣
接して積分ゲートSTが設けられ、その右隣りに順にゲー
トΦ_T1、Φ_Ｔ、そしてゲートΦ_CCDが設けられている。

光電変換素子21、積分ゲートST、Φ_T1、Φ_Ｔは、集積
回路基準50上に、短手方向に所定間隔で設けられてい
る。ゲートΦ_CCDは、転送レジスタ51上に長手方向に交
互に設けらた転送ゲートΦ_１、Φ_２れている。

次に、上記CCDイメージセンサ20、30、40の積分、電
荷転送動作について、第2CCDイメージセンサ20を例にし
て説明する。

積分ゲートSTには一定の“H"レベル電圧が印加されて
いて、積分がスタートしたt1時には、光電変換素子21で
光電変換された信号電荷が積分ゲートSTの下に蓄積、つ
まり積分されている（第12図の（Ａ）参照）。積分中
は、ゲートΦ_T2、Φ_Ｔがともに“L"である（第16図参
照）。

前記モニタ受光部22の積分値がモニタ基準電圧V_Refに
達した後のt2時に、電荷保持ゲートΦ_T1が“H"に変わ
る。すると、電荷保持ゲートΦ_T1下のポテンシャルが積
分ゲートST下のポテンシャルよりも下がるので、積分ゲ
ートSTFに蓄積された電荷が電荷保持ゲートΦ_T1下に移
動する（第12図の（Ｃ）参照）。そして、t3時に電荷保
持ゲートΦ_T1が“L"に戻り、電荷保持ゲートΦ_T1下に移
動した電荷はそのポテンシャル井戸に閉じ込められ、一
時的に保持される（第12図の（Ｄ）図参照）。他の電荷
保持ゲートΦ_T2、Φ_T3においても同様に動作する。

t4時にシフトゲートΦ_Ｔが“H"に変わると、シフトゲ
ートΦ_Ｔ下のポテンシャルが電荷保持ゲートΦ_T1下のポ
テンシャルよりも下がる。しかもこのとき、ゲートΦ
_CCDには“H"の電圧が印加されているため、ゲートΦ_CCD
下のポテンシャルはシフトゲートΦ_Ｔ下のポテンシャル
よりも低いので、電荷保持ゲートΦ_T1下の電荷がゲート
Φ_CCDの下、つまり転送レジスタ51に流れ込む（第12図
の（Ｅ）参照）。

そして、t5時にシフトゲートΦ_Ｔが“L"に戻り、転送
レジスタ51に移動した電荷がそこに閉じ込められる（第
12図の（Ｆ）図参照）。

以上の動作で、光電変換素子21において光電変換され
た信号電荷の積分、一時保持および転送レジスタ51への
転送が終了する。転送レジスタ51に転送された電荷は、
転送ゲートΦ_１、Φ_２に印加される公知の二相クロック
パルスにより順次CCD出力部52まで転送され、CCD出力部
52からビデオ信号として出力される。

以上の通り本実施例では、光電変換素子21で変換され
て積分された電荷が、電荷保持ゲートΦ_T1の下に一時的
に保持されるので、転送レジスタ51のゲートΦ_CCDのレ
ベルにかかわらず、任意の時間に積分を終了することが
できる。

他のCCDイメージセンサ30、40で変換、積分された信
号電荷も、上記同様の動作により転送レジスタ51まで転
送される。そして、CCDイメージセンサ20、30、40のす
べての信号電荷が転送レジスタ51に転送されると、上記
二相クロックパルスにより転送レジスタ51を段階的に転
送され、各信号は、CCDイメージセンサ40、30、20の順
にCCD出力部52からビデオ信号として出力される。

なお、各CCDイメージセンサ20、30、40には、セパレ
ータレンズ14で二分割された被写体空中像が入力されて
いるので、CCDイメージセンサ20、30、40のビデオ信号
は、それぞれ前半分が一方の像信号、後半分が他方の像
信号となる。

上記ビデオ信号を受けたマイコン（測距演算手段）
は、所定の演算（プレディクタ演算）をして像の位相差
を求め、フィフォーカス値、AFモータの回転数および回
転方向を算出する。

第13図の（Ａ）には、上記第２受光部S1の電荷蓄積
（積分）スタート部を、第13図の（Ｂ）および（Ｃ）に
は同電荷蓄積部の蓄積動作を模式的に示してある。

積分ゲートSTの隣りには、積分コントロールゲート
_Int1が形成されているが、またこの積分ゲートSTの隣に
は、電荷保持ゲートΦ_T1も並列に形成されている。つま
り、積分コントロールゲート_Int1と電荷保持ゲートΦ
_T1とは、長手方向に交互に形成されている。積分コント
ロールゲート_Int1の下方で、P⁺部の下流側（図におい
ては右側）にはN⁺部が形成されていて、これにより、信
号電荷が集積回路基板50の底に捨てられる。

上記構成によれば、積分ゲートST下のポテンシャルに
比較して、積分コントロールゲート_Int1が“L"のとき
にはP⁺部のポテンシャルが高く、積分コントロールゲー
ト_Int1が“H"のときにはP⁺部のポテンシャルが低くな
り、さらにN⁺下のポテンシャルはP⁺のポテンシャルより
も低い。

したがって、積分スタート時t1には積分コントロール
ゲート_Int1が“L"になり、光電変換素子21で光電変換
された信号電荷が積分ゲートST下で積分される（第13図
の（Ｂ）参照）。

一方、積分ストップ時t2には、積分コントロールゲー
ト_Int1が“H"になり、光電変換素子21で光電変換され
た電荷が積分ゲートSTの下から積分コントロールゲート
_Int1のN⁺下まで流れ込み、捨てられる（第13図の
（Ｃ）参照）。

第14A図には、上記実施例と等価な別の実施例を示し
てある。この実施例では、光電変換素子21をゲート列上
から離して紙面に対して垂直方向に積分ゲートSTと並べ
て設け、積分コントロールゲート_Int1と電荷保持ゲー
トΦ_T1とを積分ゲートSTを挟んで設けてあるが、積分ス
タート、ストップおよび転送のシーケンシャル制御およ
び動作は、前記実施例と同様である。

第14B図には、モニタ受光素子の実施例を示してあ
る。モニタ受光部22は、積分ゲートSTを介してフローテ
ィング拡散部55に接続される。このフローティング拡散
部55は、nchディプレッションFET56のソースおよびバッ
ファ57に接続される。nchディプレッションFET56のゲー
トは前記ゲート_Int1に、ドレインは電源V_AAに接続さ
れる。

上記モニタ受光素子の動作を説明すると、ゲート
_Int1が“H"のときはフローティング拡散部55は電源V_AA
にリセットされており、この電圧がバッファを介してモ
ニタ出力としてモニタ端子M1から出力される。

ゲート_Intを“L"にすることにより、nchディプレッ
ションFET56がOFFとなり、モニタ受光部22で発生した電
荷は、積分ゲートSTを介してフローティング拡散部55に
流入する。したがって、この電荷の積分量に応じてモニ
タ端子M1の出力が下降するため、モニタ端子M1をマイコ
ンでモニタすることにより、モニタ受光部22の積分量が
検出できる。

以上は３個の測距ゾーンを有する焦点検出装置用のイ
メージセンサの構造であるが、本発明のイメージセンサ
は、１個の測距ゾーンを有する焦点検出装置にも適用で
きる。その場合の構造を、第11B図に示した。これは第1
1A図に示したイメージセンサの第１測距センサに対応し
ており、第11A図に示したCCDイメージセンサ230に隣接
してモニタセンサ受光部232a、232b、232c、232dが、モ
ニタ受光部とは反対側に転送ゲート251が形成されてい
る。CCDイメージセンサ230と転送ゲート251との間に
は、積分コントロールゲート_Int2、積分ゲートST、電
荷保持ゲートΦ_T2、シフトゲートΦ_Ｔが設けられてい
る。転送ゲート250上には転送ゲートΦ_１、Φ_２が設け
られ、転送ゲート250の端部には出力部252が設けられ、
ここからCCDイメージセンサ230が発生した信号電荷が順
番にビデオ信号として出力される。各部の動作は、第11
A図に示した測距センサと同様である。

測距センサの駆動制御回路の説明次に、上記測距センサの駆動制御回路について、第15
A図を参照して説明する。

オシレータ60は、CCDイメージセンサ20、30、40を作
動させるXHzのクロックパルスを発生する。なお、オシ
レータ60の代りに、マイコンのクロックを利用してもよ
い。

オシレータ60からは1/4X Hzのクロックパルスが出力
され、４ビットカウンタ61に入力される。そして、４ビ
ットカウンタ61のクロック端子Φ８、Φ16、Φ32、Φ64
からはそれぞれ1/8X Hz、1/16X Hz、1/32X Hz、1/64X H
zのクロックパルスが出力される（第16図参照）。

クロック端子Φ８は、インバータ65を介してANDゲー
ト66の入力の一つ、Ｄフリップフロップ73のＣ端子、お
よび３個のフリップフロップ回路A1、A2、A3のそれぞの
第３入力に接続されている。

クロック端子Φ16は、ANDゲート66、68の入力のうち
の一つにそれぞれ接続されている。ANDゲート66、68は
それぞれ４個の入力を持つ。

クロック端子Φ32は、ANDゲート66の入力の一つ、お
よびインバータ62を介してANDゲート68の入力の一つに
接続されている。

クロック端子Φ64は、ANDゲート66、68の入力の一つ
に接続され、さらにゲートΦ_１にバッファ62を介して、
ゲートΦ_２にインバータ63およびバッファ64を介して接
続されている。したがってゲートΦ_１のレベルは、クロ
ック端子Φ64のレベルと同一になり、ゲートΦ_２のレベ
ルは、ゲートΦ_１のレベルとは“H"、“L"が逆になる
（第16図参照）。

ANDゲート66の出力端子は、ゲートΦ_Ｒに接続されて
いる。したがってゲートΦ_Ｒのレベルは、クロック端子
Φ８が“L"に、他のクロック端子Φ16、Φ32、Φ64が
“H"になったときに“H"になり、他の条件では“L"にな
る。

ANDゲート68の出力レベルは、クロック端子Φ16およ
びクロック端子Φ64が“H"で、かつクロック端子Φ32が
“L"のときに“H"に、その他のときには“L"になる。

また、ANDゲート68の出力端子は、前段Ｄフリップフ
ロップ69の端子Ｃ、およびインバータ72を介して後段Ｄ
フリップフロップ70の端子Ｃに接続されている。

両Ｄフリップフロップ69、70の端子Ｄには電源電圧V
_AAが印加され、端子Ｒにはマイコンの出力端子_TPが接
続されている。前段Ｄフリップフロップ69の端子ＱはAN
Dゲート71の一方の入力端子に接続され、後段Ｄフリッ
プフロップの端子はANDゲート71の他方の入力端子に
接続されている。ANDゲート71の出力は、シフトゲート
Φ_Ｔに接続されている。なお、出力端子_TPのレベル
は、マイコンによりコントロールされる。

上記Ｄフリップフロップ69、70の動作およびシフトゲ
ートΦ_Ｔのレベル変化について説明する。Ｄフリップフ
ロップ69、70の端子Ｑ、は、出力端子_TPが“H"、つ
まり端子Ｒのレベルが“H"のときには、それぞれ“L"お
よび“H"である。したがって、シフトゲートΦ_Ｔは“L"
である。

出力端子_TPが“L"のとき、すなわち端子Ｒが“L"の
ときには、前段のＤフリップフロップ69の端子Ｑレベル
は、端子Ｃの立上り、つかりANDゲート68の出力が“L"
から“H"に変わるときにその立上りに追従して“H"にな
る。

一方後段のＤフリップフロップ70の端子は、端子Ｃ
の立上り、つまり、ANDゲート68の出力が“H"から“L"
に変わるときにその立ち下りに追従して“L"になる。し
たがって、ANDゲート68の出力が立上ってから立ち下る
までの間は両端子Ｑ、がともに“H"なので、ANDゲー
ト71の出力、つまりシートゲートΦ_Ｔは“H"になる。そ
の後、端子が“L"になるので、シフトゲートΦ_Ｔは
“L"に戻る。

Ｄフリップフロップ73の端子ＤにはV_AAが印加され、
端子Ｃにはクロック端子Φ８が接続され、端子Ｒにはマ
イコンの出力端子_startが接続され、端子ＱにはNAND
ゲート74、75、76の一方の入力端子がそれぞれ接続され
ている。したがって端子Ｑは、出力端子_startが“H"
のときには常時“L"であり、出力端子_startが“L"の
ときには、端子Ｃの立上りに追随して“H"となる。なお
出力端子_startのレベルは、マイコンにより制御され
る。

NANDゲート74、75、76の他方の入力端子は、それぞれ
ORゲート91の入力端子の一つおよびフリップフロップ回
路A1、A2、A3の一方の出力に接続されている。そしてNA
NDゲート74、75、76の出力は、それぞれゲート_INT1、
_INT2、_INT3に接続されている。ORゲート91は、出力
端子がマイコンの入力端子_TMに接続されている。

フリップフロップ回路A1は、３段のフリップフロップ
87、88、89と、ANDゲート90を有し、３個の入力と２個
の出力を有する遅延回路である。

第１番目の入力は、前段Ｄフリップフロップ87の端子
Ｃに接続された第１クロック入力で、第２番目の入力
は、Ｄフリップフロップ87、88、89の端子Ｒに接続され
たリセット入力で、第３番目の入力は、中段、後段Ｄフ
リップフロップ88、89の端子Ｃにそれぞれ接続された中
央クロック入力である。

出力の一方は、後段Ｄフリップフロップ89の端子に
接続され、他方はANDゲート90の出力に接続されてい
る。

上記第１クロック入力にはNANDゲート84の出力が接続
され、リセット入力には出力端子_startが接続され、
中央のクロック入力にはクロック端子Φ８が接続されて
いる。

前段Ｄフリップフロップ87の端子Ｄには電源電圧ＶAA
含印加され、端子Ｑには中段Ｄフリップフロップ88の端
子Ｄに接続されている。中段Ｄフリップフロップ88の端
子Ｑには後段Ｄフリップフロップ89の端子ＤおよびAND
ゲート90の一方の入力端子が接続されている。

後段Ｄフリップフロップ89の端子は、ANDゲート90
の他方の入力端子と、フリップフロップ回路A1の一方の
出力としてマイコンの入力端子Φ_T1Mと、ORゲート91の
入力の一つと、NANDゲート74の入力と他方とに接続され
ている。

また、ANDゲート90の出力は、フリップフロップ回路A
1の他方の出力となり、電荷保持ゲートΦ_T1に接続され
ている。

フリップフロップA2、A3の内部構造も上記フリップフ
ロップ回路A1と同様であり、それぞれのリセット端子お
よび中央クロック入力の接続先も同様である。

但し、フリップフロップA2、A3の第１クロック入力は
それぞれ、ORゲート85、86の出力に接続されている。そ
して、フリップフロップA2の一方の出力は、マイコンの
入力端子Φ_T2M、ORゲート91の入力端子の一つおよびNAN
Dゲート75の他方の入力端子に接続され、他方の出力は
電荷保持ゲートΦ_T2に接続されている。

フリップフロップA3の一方の出力は、マイコンの入力
端子Φ_T3M、ORゲート91の入力端子の一つおよびNANDゲ
ート76の他方の入力に接続され、他方の出力は電荷保持
ゲートΦ_T3に接続されている。

ORゲート84、85、86は、入力端子の一方が、それぞれ
マイコンの出力端子Φ_stopに接続されている。したがっ
てORゲート84、85、86出力は、出力端子Φ_stopが“H"に
なると、“H"になる。なお、出力端子Φ_stopは、CCDイ
メージセンサ20、30、40の積分をソフトで強制的にスト
ップするための端子で、所定の積分時間が経過したとき
に“H"にされる。

ORゲート84、86の入力端子の他方は、コンパレータ7
8、82の出力端子に接続され、ORゲート85の入力端子の
他方は、ORゲート83の出力端子に接続されている。

コンパレータ78、82の反転入力端子には上記モニタ出
力端子M1、M3が接続され、非反転入力端子にはモニタ基
準電圧V_Refが入力されている。コンパレータ78、82は、
モニタ出力端子M1、M3のレベルがモニタ基準電圧V_Refと
等しくなったときに“H"を出力する。そして、コンパレ
ータ78、82の出力が“H"になると、ORゲート84、88の出
力が“H"になる。

モニタ出力端子M1、M3からは、モニタ入力部22、42の
積分値が出力される。モニタ基準電圧V_Refは、積分をス
トップする基準電圧であって、マイコンによって標準、
標準の約1/2、標準の約1/4の３段階のレベルに切換えら
れる。

ORゲート83は３個の入力を有し、各入力には、それぞ
れコンパレータ79、80、81の出力が入力されている。コ
ンパレータ79、80、81の反転入力端子には、それぞれモ
ニタ出力端子M21、M22、M23が接続され、非反転入力端
子には、上記モニタ基準電圧V_Refが入力されている。し
たがって、モニタ出力端子M21、M22、M23の一つのレベ
ルがモニタ基準電圧V_Refと同一レベルになると、その端
子が接続されたコンパレータ79、80、81の出力が“H"に
なり、ORゲート83の出力が“H"になってORゲート85の出
力が“H"になる。

なお、モニタ受光部32、42をモニタ受光部22と同様に
４個の部分で形成すれば、モニタ出力端子M1とORゲート
84、モニタ出力端子M3とORゲート86との間の回路は、モ
ニタ出力端子M2とORゲート85との間の回路と同様にな
る。

第15B図には、第11B図に示した、測距センサが１個の
場合の測距センサの駆動制御回路を示してある。モニタ
端子M₂₁、M₂₂、M₂₃のいずれかが基準電圧V_REFを越えた
ら、積分ゲートΦ_T2が“H"、“L"に変化して積分を終了
するなど、基本的動作は、第15A図に示した回路と同様
である。

積分回路の説明次に、上記CCDイメージセンサの積分回路の動作につ
いて、第12図、第15A図および第16図を参照して説明す
る。

積分ストップ状態では、出力端子_startが“H"であ
る。この状態では、Ｄフリップフロップ73の端子Ｑが
“L"なので、NANDゲート74〜76の出力、つまり積分コン
トロールゲート_Int1、_Int2、_Int3が“H"となり、
第13図の（Ｃ）に示したように積分はされない。

一方、フリップフロップ回路A1のリセット入力は“H"
である。したがって、後段フリップフロップ89の端子
の出力が“H"、中段フリップフロップ88の出力が“L"な
のでANDゲート90の出力が“L"となる。つまり、フリッ
プフロップ回路A1の一方の出力は“H"、他方の出力は
“L"となる。よって、入力端子Φ_T1Mは“H"、電荷保持
ゲートΦ_T1は“L"となっている。

フリップフロップ回路A2、A3も上記フリップフロップ
回路A1と同様に動作し、ゲートΦ_T2、Φ_T3は“L"、入力
端子Φ_T2M、Φ_T3Mは“H"となっている。

積分スタート時には、出力端子_startが“L"に変わ
る。すると、Ｄフリップフロップ73の端子Ｒが“L"にな
るので、Ｚフリップフロップ73の端子Ｑは、端子Ｃの立
上りに追随して“H"になりかつラッチされる。したがっ
て、NANDゲート74〜76の入力の一方が“H"になる。

また、フリップフロップ回路A1のリセット入力が“L"
になるので、前段Ｄフリップフロップ87の端子Ｑは、OR
ゲート84が“H"に立上ればこれに追従して“H"になる。
しかし、モニタ受光素子22がモニタ基準電圧V_Refに達す
るか、出力端子Φ_STOPが“H"になるまではORゲート84の
出力は“L"である。

したがって、前段Ｄフリップフロップ87、中段Ｄフリ
ップフロップ88の端子Ｑは“L"レベルのまま変化せず、
後段Ｄフリップフロップ89の端子も、“H"のまま変化
しない。つまり、フリップフロップ回路A1の両出力は積
分スタート前と同じ状態、すなわち、入力端子Φ_T1Mは
“H"、電荷保持ゲートΦ_T1は“L"のままなので、NANDゲ
ート74〜76の他方の入力はそれぞれ“H"のままである。

よって、NANDゲート74の両方の入力が“H"になり、NA
NDゲート74の出力端子に接続されている積分コントロー
ルゲート_Int1が“L"になり、CCDイメージセンサ20の
積分およびモニタ受光部22の積分が開始される（第12図
および第13図の（Ｃ）参照）。

他のフリップフロップA2,A3も上記フリップフロップA
1と同様に動作するので、ゲート_Int2、_Int3が“L"
になってCCDイメージセンサ30、40およびモニタ入力部3
2、42の積分が開始される。

モニタ端子M1の積分レベルがモニタ基準電圧V_Refに達
すると、コンパレータ78の出力が“H"になり、ORゲート
84の出力が“H"に変わる。つまり、フリップフロップ回
路A1の第１クロック入力が“H"に変わるので、第１クロ
ック入力の立上りに追随して前段Ｄフリップフロップ87
の端子Ｑが“H"になり、中段フリップフロップ88の端子
Ｄが“H"になる。したがって、中段フリップフロップ88
の端子Ｑは、中央クロック入力（クロック端子Φ８）の
立上りに追随して“H"になり、ANDゲート90の一方の入
力が“H"になる。

一方、後段フリップフロップ89の端子Ｄは、上記AND
ゲート90の一方の入力が“H"になるのと同時に“H"にな
り、その後端子Ｃが“L"から“H"に変わると、この立上
りに追随して端子が“L"に変わる。つまり、ANDゲー
ト90の両入力がクロック信号Φ８の１周期の間“H"にな
り、その後他方の入力が“L"になる。

よって、フリップフロップ回路A1の他方の出力、つま
り電荷保持ゲートΦ_T1がクロック端子Φ８のクロックパ
ルス１周期の間“H"に変わり、その後“L"に戻る。

このように電荷保持ゲートΦ_T1が“H"に変わっている
間（t2〜t3時の間）に、積分ゲートSTFで積分された信
号電荷が電荷保持ゲートΦ_T1下に転送され、積分が終了
する（第12図の（Ｃ）参照）。そして、電荷保持ゲート
Φ_T1が“L"に戻ると（t3時）に、電荷保持ゲートΦ_T1下
に電荷が閉じ込められ、一時的に保持される（第12図の
（Ｄ）参照）。

また、後段Ｄフリップフロップ89の端子、つまり、
フリップフロップ回路A1の一方の出力が“L"になる。し
たがって、NANDゲート74の入力の他方が“L"になり、そ
の出力、つまり積分コントロールゲート_Int1が“H"に
なるので、積分はされない（第13図の（Ｃ）参照）。

要するに、モニタ端子M1がモニタ基準電圧V_Refに達す
ると、電荷保持ゲートΦ_T1が“H"に変わって積分された
電荷を転送し、“L"に戻って転送された電荷を保持す
る。そして、積分コントロールゲート_Int1が“H"に変
わって積分をストップする、という積分ストップ処理が
ハード的になされる。

以上の動作により、被写体輝度が高いときは、モニタ
端子がモニタ基準電圧に達すると、所定時間が経過する
前に、かつ何時でも積分がストップされるので、積分値
（蓄積電荷）が飽和することがない。

フリップフロップ回路A2,A23も上記フリップフロップ
回路A1と同様に動作し、積分コントロールゲート
_Int2、_Int3および電荷保持ゲートΦ_T2、Φ_T3も、上
記積分コントロールゲート_Int1および電荷保持ゲート
Φ_T1と同様に変化する。ただし、中央フリップフロップ
回路A2は、３個のモニタ端子M21、M22、M23の内の一個
でもモニタ基準電圧V_Refに達すると、ORゲート83の出力
が“H"、ORゲート85の出力が“H"になるので、上記積分
ストップ動作を行なう。

また、マイコンは、入力端子Φ_T1M、Φ_T2M、Φ_T3Mの
レベルが“H"から“L"に変わったことにより、積分が終
了したことを検出する。

CCDイメージセンサ20、30、40のすべての積分が終了
したこと（ストア積分ゲートST下の電荷がすべて電荷保
持ゲートΦ_T1、Φ_T2、Φ_T3下に転送されたこと）をモニ
タ端子Φ_T1M、Φ_T2M、Φ_T3Mのレベル変化によりマイコ
ンが検出すると、マイコンは端子_TP、つまりＤフリッ
プフロップ69、70の端子Ｒを“L"に変える。したがっ
て、前段Ｄフリップフロップ69の端子Ｑ（ANDゲート71
の一方の入力端子）は、ANDゲート68の出力が“L"から
“H"に変わるときにその立上りに追従して“H"になる。

一方、後段Ｄフリップフロップ70の端子（ANDゲー
ト71の他方の端子）は、ANDゲート68の出力が“L"から
“H"に変わるときにその立ち下りに追従して“L"にな
る。

よって、ANDゲート68の出力が立上ったとき（t4時）
から立ち下るまで（t5時）の間はANDゲート71の両入力
が“H"になるので、ANDゲート71の出力、つまりシフト
ゲートΦ_Ｔが“H"になり、電荷保持ゲートΦ_T1、Φ_T2、
Φ_T3下に一時的に保持された電荷がゲートΦ_CCD下（転
送レジスタ51）に移動する。

その後、ANDゲート68の出力が“L"に変わるとシフト
ゲートΦ_Ｔが“L"に戻るので、ゲートΦ_CCD下に移動し
た電荷が転送レジスタ51に閉じ込められる。そして、転
送レジスタ51の電荷は、転送ゲートΦ_１、Φ_２に供給さ
れる二相クロックにより、CCD出力部52まで転送され、
ここからビデオ信号として出力される。

以上が積分回路の構成および動作である。

このように、積分された信号電荷は、電荷保持ゲート
Φ_T1、Φ_T2、Φ_T3下に一時的に保持されるので、任意の
タイミングて転送レジスタ51に転送することができる。
つまり、積分時間を任意に変えても、ゲートΦ_CCDおよ
び転送ゲートΦ_１、Φ_２には、定期的にパルスを出力す
ることができるので、回路構成が簡単である。

ビデオ信号処理回路次に、転送レジスタ51から出力されるビデオ信号の処
理回路について、第17図を参照して説明する。

CCDイメージセンサ20、30、40から転送レジスタ51に
転送された信号電荷は、転送ゲートΦ_１、Φ_２に印加さ
れる二相クロックによって順に、CCD出力部52まで転送
される。この転送動作は周知なのでその説明は省略す
る。

CCD出力部52からは、CCDイメージセンサ40、30、20で
蓄積された信号電荷が、この順序でビデオ信号してVide
o端子に出力される。したがって最初にVideo端子に出力
されるビデオ信号は、CCDイメージセンサ40の遮光され
た光電変換素子41aの信号、つまり光電変換素子41aの暗
電流成分である。

Video端子は、MOSスイッチング素子100およびオペア
ンプ101の非反転入力端子に接続されている。

オペアンプ101の反転入力端子には出力がフィードバ
ックされ、出力端子には、抵抗R1を介して差動増幅アン
プ118の反転入力端子が接続されている。差動増幅アン
プ118の出力は、端子A/D_INを介してA/D変換器に入力さ
れている。

また、抵抗R1と差動増幅アンプ118の逆転入力端子と
の間の部分は、抵抗R2、R3、R4を介してそれぞれMOSス
イッチング素子112、114、116に接続されている。MOSス
イッチング素子112、114、116の入力端子は差動増幅ア
ンプ118の出力端子に接続されている。

MOSスイッチング素子100の制御端子にはS/H端子が接
続されている。またMSスイッチング素子100の出力は、
オペアンプ102の非反転入力端子に入力されている。MOS
スイッチング素子100の出力およびオペアンプ102の非反
転入力端子の間とグランドとの間には、コンデンサ103
が接続されている。コンデンサ103には、上記遮光され
た光電変換素子41aの電荷に対応する出力電圧が記憶さ
れる。

オペアンプ102の反転入力には、その出力がフィード
バックされている。オペアンプ102の出力は、抵抗R5を
介して差動増幅アンプ118の非反転入力端子に入力され
ている。抵抗R5と非反転入力端子との間には、抵抗R6を
介してMOSスイッチング素子113が、抵抗R7を介してMOS
スイッチング素子115が、抵抗R8を介してMOSスイッチン
グ素子117がそれぞれ接続されている。MOSスイッチング
素子113、115、117の入力端子はGNDに接地され、出力端
子は、それぞれMOSスイッチング素子112、114、116の制
御端子および端子G1、G2、G3に接続されている。

端子G1、G2、G3はマイコンに接続され、どの端子を選
択するかにより、差動増幅アンプ118のゲインを３段階
に調整できる。上記抵抗R2,R3,R4の抵抗値の比は1:2:4
に、同じく抵抗R6,R7,R8の抵抗値の比は1:2:4に設定さ
れている。つまり、端子G1を選択したとときのゲインを
１とすれば、端子G2を選択したときは２、端子G3を選択
したときは４である。

次に、上記ビデオ処理回路の動作について説明する。
転送レジスタ51からは、まず第3CCDイメージセンサ40の
遮光された光電変換素子41aの基準ビデオ信号が出力さ
れ、Video端子に入力される。この暗電流による基準ビ
デオ信号が入力されるのと同期して後述のマイコンがS/
H端子に、サンプルホールドパルス“H"を出力するの
で、上記基準ビデオ信号がMOSスイッチング素子100を通
ってコンデンサ103に記憶（蓄積）され、オペアンプ102
の非反転入力端子に入力される。このオペアンプ102は
バッファ構成となっており、コンデンサ103の記憶電圧
がバッファ出力される。オペアンプ102からは、抵抗R6
を介して、差動増幅アンプ118の非反転入力端子に出力
される。基準ビデオ信号入力後はS/H端子にサンプルホ
ールドパルス“L"が出力されるので、コンデンサ103に
は基準ビデオ信号の記憶が維持される。

差動増幅アンプ118のゲインは、G1が選択されたとき
に抵抗R1、R5の抵抗値をRa、抵抗R2、R6の抵抗値をRbと
すれば、差動増幅アンプ118の出力電圧は、（Rb/Ra）×（基準ビデオ信号−ビデオ信号）、となる。

同様に、抵抗R3、R7の抵抗値を2Rb、R4、R8の抵抗値
を4Rbと設定しておけば、G2、G3端子の選択により、G1
端子の選択に比して２倍、４倍のゲインが得られる。

したがって、差動増幅アンプ118は、ビデオ入力信号
から基準ビデオ信号成分を除去した信号、すなわち暗電
流およびレベル変動が除去された信号として増幅され、
A/DIn端子に出力される。

第18図には、モニタ基準電圧V_Ref発生回路を示してあ
る。端子M2Dには、モニタ入力部33の遮光入力部分33aの
電圧が入力される。端子M2Dは、オペアンプ119の非反転
入力端子に入力され、オペアンプ119の反転入力端子に
は出力がフィードバックされている。オペアンプ119の
出力は、抵抗R9を介して6bitA/D変換器121の出力に接続
されていて、この抵抗R9と出力の接続点がモニタ基準電
圧V_Refとして取り出されている。

6bitA/D変換器121は電流出力タイプであって、モニタ
基準電圧V_Refは、次式により与えられる。

M2D−V_Ref＝ｅ×ｎ（mV）（但し、ｅ＝50（mV）,n＝０〜63） 6bitA/D変換器121の入力ビットd1〜d6には、マイクロ
コンピュータから所定の6bit信号（ｎ）が入力される。
例えば、「110000」が入力されれば、ｅ×110000≒2.4
V、が与えられる。

このモニタ基準電圧V_Refと各モニタ出力M1,M21,M22,M
23,M3とを比較することにより、暗電流成分および直流
成分が除去されるので、モニタ受光部22、32、42から正
確な積分値を検出することができる。

カメラシステムの説明第19図には、カメラのシステムの全体の構成をブロッ
クで示してある。測距演算手段としての機能を有するCP
U130は、システム全体の制御機能をも有する。

CPU130には、バッテリ151およびレギュレータ142を介
して電源電圧V_DD1が入力されている。電源電圧V_DD1は、
バッテリ151の急激な電圧低下による変動を防止するた
めに、スーパーキャパシタコンデンサ143によりバック
アップされている。

CPU130のポートP1は、DC/DCコンバータ131に接続され
ている。DC/DCコンバータ131にはバッテリ151のプラス
が入力されている。DC/DCコンバータ131からは前記受光
部制御回路用の基準電圧V_AA、および測光回路用の電源
電圧V_DD1が出力されている。

さらにCPU130には、測光用A/D変換回路133、露出制御
回路134、巻上制御回路135、CCD処理回路138、AFモータ
制御回路139、AFモータ用パルサー141、ファインダ内LC
D144、ファインダ外LCD145が機能されている。スイッチ
類としては、測光スイッチ146、レリーズスイッツ147、
ロックスイッチ148および情報スイッチ149が入力されて
いる。

測光用A/D変換回路133は、測光用受光素子132の出力
を対数圧縮し、A/D変換してCPU130に入力する。露出制
御回路134は、ミラー、シャッタ幕をシーケンス制御し
て露光を行なう。巻上制御回路135は巻上モータ136を駆
動し、フィルムローディング時および露光終了時にフィ
ルムを巻上げ、撮影終了時にフィルムを巻戻す。

CCD処理回路138は、前記受光部制御回路、ビデオ処理
回路およびモニタ基準電圧V_Ref発生回路を含み、受光部
137に積分を開始させ、ビデオ信号化してCPU130に所定
のビデオ信号を入力する。CPU130は、上記CCD処理回路1
38からのビデオ信号を基にディフォーカス値を演算し、
さらに合焦するためのAFモータ140の回転数（AFモータ
用パルサ141のパルス数）および回転方向を演算する。

AFモータ制御回路139は、CPU130からの回転数および
回転方向指令により上記AFモータ140を駆動して合焦用
レンズを駆動し、合焦を行なう。AFモータ用パルサ141
は、AFモータの140の回転に応じてパルスを発生し、CPU
130に入力する。

CPU130は、AFモータ140の回転数をAFモータ用パルサ1
41が発生するパルスをカウントすることにより検出し、
パルス数が所定数に達したときにAFモータ制御回路139
にAFモータ停止信号を送り、AFモータ140を停止させ
る。

ファインダ内LCD144は、合焦状態、シャッタスピー
ド、ストロボに関する情報を表示する。ファインダ外LC
D145は、シャッタスピード、ストロＣ、撮影モード、オ
ートフォーカスモード、撮影枚数などの各種撮影情報を
表示する。

測光スイッチ146およびレリーズスイッチ147はレリー
ズボタンに連動するスイッチで、レリーズボタが半押し
されたときに測光スイッチ146がONし、全押しされたと
きにレリーズスイッチ147がONする。

測光スイッチ146がONすると、CCD137の積分、所定のA
F演算の実行およびAFモータ140の駆動等のAF処理、およ
び測光演算処理が行なわれる。

レリーズスイッチ147がONすると、所定条件下で露出
制御回路134が差動してレリーズ、露出処理が行なわ
れ、露出終了後巻き上げモータ136が起動してフィルム
の巻き上げが行なわれる。

ロックスイッチ148がOFFのときは、測光スイッチ14
6、レリーズスイッチ147がONされてもCPU130は受け付け
ずに、ロックスイッチ148がONされたか否かをチェック
する動作を、間欠的に行なっている。

ロックスイッチ148がONのときに測光スイッチ146、レ
リーズスイッチ147がONされると、CPU130はP1を“L"に
し、DC/DCコンバータ131を作動させて周辺回路の電力を
供給する。

情報スイッチ149は、露出モード、AFモード、レリー
ズモード、ISO感度等を切り換えるスイッチである。露
出モードとしては、プログラムモード、絞りマニュアル
オートモード、シャッタマニュアルオートモード等があ
る。AFモードとしては、合焦しなければシャッタが切れ
ないシングルAFモード、合焦したかどうかにかかわらず
シャッタが切れるサーボAFモードおよびマニュアルフォ
ーカスモードがある。レリーズモードとしては、レリー
ズスイッチ147がOFFからONに変わることを条件に１回だ
けシャッタが切れるシングルレリーズモード、およびレ
リーズスイッチ147がONしている間は連続してシャッタ
が切れる連続レリーズモードがある。

さらにCPU130は、レンズに搭載されたレンズ内ROM150
のデータを読み込むためのシリアル通信ポートP3、SC
K、SIを有する。ポートP3はリセット端子で、“H"でリ
セット、“L"でリセット解除である。ポートSCKはシリ
アルクロックポート、ポートSIはシリアルデータ入力ポ
ートである。

CPU130とレンズ内ROM150との間でのデータ通信は、ポ
ートP3を“L"にした状態でシリアルクロックをポートSC
Kからレンズ内ROM150に転送し、レンズ内ROM150を活性
化してROMデータをポートSIに出力さることにより行な
う。

動作フローの説明以上が本発明を適用したAF一眼レフカメラのシステム
概要である。次に、上記CPU130の動作について、第20図
〜第24図のフローチャートに基づいて説明する。なおこ
の動作は、CPU130に格納されたプログラムに基づいて実
行される。

第20図は、本AF一眼レフカメラのメインフローチャー
トである。バッテリ151が装着された状態では、CPU130
は、まずロックスイッチ148の入力およびそのチェック
を行なう（ステップ（以下「Ｓ」と表わす。）301、S30
3）。ロックスイッチ148がONしていれば、測光スイッチ
146およびレリーズスイッチ147のONによる割り込みを可
能にし（S303）、情報スイッチ149の情報を入力する（S
304）。そして、情報スイッチ149によって入力された情
報に基づいて露出モード、AFモード、レリーズモード等
の設定処理および設定モードの記憶処理を実行し（S30
5）、その設定情報をファインダ内LCD144、ファインダ
外LCD145に表示する（S306）。

ロックスイッチ148がOFFしていれば、測光スイッチ14
6、レリーズスイッチ147の割込みを不可にし（S307）、
ファインダ内LCD144、ファインダ外LCD145の表示を消灯
する（S308）。

上記S306またはS308にて表示処理を実行した後にイン
ターバルタイマー（125mS）をスタートし（S309）、こ
のタイマーによる割り込みを可能にしてからストップす
る（S310、S311）。以後125MSに１回このソフトを実行
するが、測光スイッチ146等のスイッチON操作がなけれ
ば後述のフローチャートに割り込む。

測光スイッチ146がONになると、第21図のルーチンに
割り込む。この割込みルーチンでは、まず各条件をイニ
シャライズする（S321）。例えば、積分中かどうかを表
わすbitを「０」、AFモータ駆動中かどうかを表わすbit
を「０」にする等である。

次に、S322にてポートP1を“L"にし、DC/DCコンバー
タ131を起動して各機器に電源電圧V_AA、V_DDを供給し、
各機器を作動または作動可能状態にし、S323に進む。

S323では、受光素子132から出力される被写体輝度信
号を測光用A/D変換回路133でデジタル信号に変換し、そ
の測光値を入力してS324に進む。S324では、レンズ内RO
M150とシリアル通信を行なってレンズ情報を入力する。

続いて測光スイッチ146、レリーズスイッチ147の入力
処理を実行し（S325）、情報スイッチ149で設定された
各種情報の入力（S326）およびその設定処理を実行し、
S328に進む（S327）。なお本実施例では、AFモードがサ
ーボAFモードに設定されたものとする。サーボAFモード
は、合焦していなくても、レリーズスイッチ147がONに
なるとレリーズされるレリーズ優先モードである。

S328では、上記測光値（Bv値）、ISO感度および露出
モードに基づいてAE演算を実行し、露出制御に必要なTv
値およびAv値を求めてそれらをファインダ内LCD144およ
びファインダ外LCD145に表示する（S329）。

上記演算処理が終了すると、S330にてレリーズスイッ
チ147がONしているかどうかをチェックする。ONしてい
れば、S331に進んでレリーズマグネットに通電してミラ
ー、シャッタ幕の機械的係止の解除、先幕マグネットお
よび後幕マグネットに導通してシャッタ幕を磁気的に係
止するレリーズ処理を実行する。そして、上記Av値に基
づいて絞りマグネットに通電して絞りを所定値に絞り込
み、先幕マグネットへの通電を解除して先幕を走行さ
せ、Tv値に基づいたシャッタ時間経過後に後幕マグネッ
トへの通電を解除して後幕を走行させてフィルムに露光
する露出処理を実行する（S332）。

上記露出処理後、巻き上げモータ136を駆動してフィ
ルムの巻き上げおよびミラーとシャッタの機械的チャー
ジを行なう巻き上げ処理を実行し、S323にリターンする
（S333）。

上記S330のチェックにおいて、レリーズスイッチ147
がOFFであれば、S334に進んで測光スイッチ146がONして
いるかどうかをチェックする。OFFであればメインルー
チンにジャンプし、ONであればS335のAFサブルーチンに
進んでAF処理を実行し、S323にリターンする。

次に、S335のAF処理サブルーチンについて、第22A図
および第22B図を参照して説明する。

まず、S341にてAFモータ140駆動中かどうか（AFモー
タ駆動bitが「１」であるかどうか）を判定する。駆動
中（「１」であればAF演算処理が終了してそのディフォ
ーカス値に基づいてAFモータ140が作動中なので、S323
にリターンする。AFモータ駆動bitが「０」であればAF
モータ140が停止しているので、S342に進む。

S342では、積分中であるかどうか（積分bitが「１」
であるかどうか）をチェックする。積分bitが積分実行
中でないことを表わす「０」であればS343に進み、S343
〜S349の処理を実行する。積分bitが積分中を表わす
「１」であれば、S350に進む。

S343では、ビットd6〜d1を、「110000」にセットして
モニタ基準電圧V_Refの標準値をセットする。S344では、
CCDイメージセンサ20、30、40の積分値増幅ゲインを標
準値１に設定する。S345では、積分時間オーバーを検出
する積分タイマーを200mSにセットし、S346でスタート
させる。

S347では、出力端子_TMによる割込を可能にし、S348
では積分中bitを、「１」にし、S349では出力端子
_startを「０」（“L"）にして積分をスタートさせて割
り込みルーチンにリターンする。

上記S342の判定において積分中と判定されたら、S350
に進んで積分タイマーがタイムオーバーしたかどうかを
チェックする。

タイムオーバーしていなければS341にリターンし、積
分が終了するまで上記処理を繰返して待つ。

タイムオーバーしていれば、S351に進んで出力端子
_TMによる割込みを可能にし、ステップS352にて、CCDイ
メージセンサ40、30、20の積分が終了したかどうか（モ
ニタ出力端子M1、M2、M3の積分値がモニタ基準電圧V_Ref
に達したかどうか）を表わす積分終了フラグF3、F2、F1
を「０」に設定する。

そして、S353にて先ず、CCDイメージセンサ20、30、4
0の増幅ゲインＧを標準値１に設定し、S354に進む。

S354〜S369では、モニタ出力端子M1、M2、M3の積分値
が３段階のどのモニタ基準電圧V_Refに達したかを順に判
定し、CCDイメージセンサ20、30、40毎に差動増幅アン
プ118のゲインを設定する。要するに、モニタ出力端子M
1、M2、M3の積分値がモニタ基準電圧V_Refに達しなかっ
た場合には、CCDイメージセンサ20、30、40の積分値が
正確な測距演算が可能大きさではない場合があるので、
所定の測距演算が可能になるように、CCDイメージセン
サ20、30、40（測距ゾーン）毎に積分値の増幅ゲインを
設定するのである。

このゲイン設定処理をフローチャートに基づいて説明
する。まず、S354にて、第２イメージセンサ20の積分終
了フラグF1が「１」であるかどうかを判定する。「０」
であれば積分中なのでステップS355に進み、「１」、で
あればS358に飛ぶ。１回目の判定では「０」なので、S3
55に進んで端子Φ_T1Mが“L"であるかどうか、つまり、
第２モニタ入力部22の積分値がモニタ基準電圧V_Refに達
しているかどうかを判定する。

端子Φ_T1Mが“L"であればモニタ基準電圧V_Refに達し
ているのでS358に飛び、“H"であれば達していないので
S356に進む。S356では、第2CCDイメージセンサ20のゲイ
ンを１に設定し、S357で積分終了フラグF1を立ててS358
に進む。

S358では、第1CCDイメージセンサ30の積分終了フラグ
F2が「１」であるかどうかを判定する。「０」であれば
S359に進み、「１」であればS362に飛ぶ。１回目の判定
では「０」なので、S359に進んで端子Φ_T2Mが“L"であ
るかどうか、つまり、第２モニタ入力部32の積分値がモ
ニタ基準電圧V_Refに達しているかどうかを判定する。

端子Φ_T2Mが“L"であればモニタ基準電圧V_Refに達し
ているのでS362に飛び、“H"であれば達していないので
S360に進む。

S360では、第1CCDイメージセンサ30の増幅ゲインを１
に設定し、S361で積分終了フラグF2を立ててS362に進
む。

S362では、第3CCDイメージセンサ40の積分終了フラグ
F3が「１」であるかどうかを判定する。「０」であれば
S363に進み、「１」であればS366に飛ぶ。１回目の判定
では「０」なので、S363に進んで端子Φ_T1Mが“L"であ
るかどうか、つまり、第３モニタ入力部42の積分値がモ
ニタ基準電圧V_Refに達しているかどうかを判定する。

端子Φ_T3Mが“L"であればモニタ基準電圧V_Refに達し
ているのでS366に飛び、“H"であれば達していないので
S364に進む。S364では、第3CCDイメージセンサ40のゲイ
ンを１に設定し、S365で積分終了フラグF3を立ててS366
に進む。

S366ではＧが３であるかどうか、つまり上記S354〜S3
66を３回通ったかどうかを判定する。３回通っていなけ
ればS367に進んでビットd6〜d1を一つ右にシフトし、６
ビットD/Aコンバータ121の出力電圧を1/2の約1.2Vにし
てモニタ基準電圧V_Refを約1/2にし、S368にてＧを１加
算してS354にリターンする。

つまり、最初は６ビットD/Aコンバータ121の出力電圧
を約24Vにしたモニタ基準電合V_RefでS354〜S366を通る
が、２回目はモニタ基準電圧V_Refを約1/2にし、３回目
はモニタ基準電圧V_Refを約1/4にしてS354〜S366を通る
のである。したがって、CCDイメージセンサ20、30、40
に入射する光量に応じて３段階の増幅ゲインが得られ
る。

S366にてＧ＝３と判定されれば、ステップS354〜S366
を３回通っているのでS369に進み、出力端子Φ_stopを
“H"にしてイメージセンサ20、30、40の積分を強制的に
終了し、リターンする。

したがってこのモニタサブルーチンによれば、モニタ
受光部22、32、42およびCCDイメージセンサ20、30、40
に所定時間、本実施例では200mS積分させ、所定時間内
にモニタ受光部22、32、42の積分値がモニタ基準電圧V
_Refに達したときには、ハード的に積分をストップす
る。所定時間内にモニタ受光部22、32、42の積分値がモ
ニタ基準電圧V_Refに達しても達しなくても、所定時間が
経過すると、S369にてソフトにより積分をストップす
る。

そして、所定時間経過後、上記積分ストップ前に、各
モニタ受光部22、32、43の積分値をそれぞれ３段階のレ
ベルでチェックし、そのレベルに応じてCCDイメージセ
ンサ20、30、40の積分値増幅レベルを設定する。つま
り、積分値が小さい場合には、その積分値を標準ゲイン
の２倍または４倍で増幅する。したがって、測距ゾーン
内のすべての被写体が暗い場合でも、あるいは一部の被
写体が暗い場合でも充分な測距演算のための入力データ
を得ることができる。

次に、CCDイメージセンサの積分、電荷転送動作につ
いて、第23A図および第23B図のフローチャートを参照し
て説明する。

このフローチャートには、入力端子_TMが“L"になる
ことを条件に割り込む。入力端子_TMは、積分スタート
時および積分中は“H"であり、積分ストップ時に“L"に
なる。入力端子_TMが“L"のときは、電荷保持ゲートΦ
_T1〜Φ_T3が“L"→“H"→“L"と変化し、積分ゲートST下
で積分された信号電荷が電荷保持ゲートΦ_T1〜Φ_T3に転
送されている（第12図の（Ｃ）および（Ｄ）参照）。

S371では、出力端子_TPを“L"に変え、S372に進む。
出力端子_TPが“L"になると、クロック端子Φ16および
同Φ64が“H"、クロック端子Φ32が“L"になったときに
ゲートΦ_Ｔが“H"なり、電荷保持ゲートΦ_T1、Φ_T2、Φ
_T3の下に集積された電荷がCCD転送部51に転送される
（第12図の（Ｅ）および（Ｆ）参照）。そうして、CCD
転送部51に転送された電荷は、詳細は図示はしないが二
相クロックパルスが印加されるゲートΦ１、Φ２によっ
て、CCD転送部51をCCD出力部52方向に転送される。

S372〜S386では、CCD出力部52におけるゲートΦ１の
パルスをカウントし、CCD出力部52から出力されるビデ
オ信号がどの受光部の何番目の受光素子の積分値に対応
しているかを検出する。本実施例では、遮光された光電
変換素子41aからの出力が５パルス目に、受光部40、3
0、20の出力が、それぞれ10〜109、120〜219、230〜329
番目のパルス間に出るように構成されている。

S372では、転送ゲートΦ１のパルスカウントをスター
トし、S373で転送ゲートΦ１にパルスが５個出たかどう
かをチェックし、５個出るまでチェックを繰返す。

５個出たらS374に進み、S/Hパルスを出力してそのビ
デオ信号をコンデンサ82に記憶する。

記憶したらS375に進み、差動増幅アンプ118のゲイン
を、前記S364で設定したゲインに設定し、S376に進む。

S376では、第3CCDイメージセンサ40からのビデオ信号
が出てくるまで、つまりゲートΦ１のパルス数が10にな
るまで待つ。

10個目のパルスが出たらS377に進み、差動増幅アンプ
118で増幅され、A/D変換器でデジタル信号に変換された
ビデオ信号をRAMに記憶する。こと処理を、パルスが119
個出るまで繰返し、第3CCDイメージセンサ40の各光電変
換素子からのビデオ信号を順番にRAMに記憶していく。
つまり、10〜109番までの100個のビデオ信号をRAMに記
憶する。

110番目のパルスが出たらS379に進んで差動増幅アン
プ118のゲインを前記S360で設定したゲインに設定し、S
380に進んで120番目のパルスが出るまでパルスをカウン
トして待つ。

120番目のパルスが出たらS381に進み、差動増幅アン
プ118で増幅され、A/D変換器でデジタル信号に変換され
たビデオ信号をRAMに記憶する。この処理を、パルスが2
19個出るまで繰返し、第1CCDイメージセンサ30の各光電
変換素子からのビデオ信号を順番にRAMに記憶してい
く。つまり、130〜229番目までの100個のビデオ信号をR
AMに記憶する。

230番目のパルスが出たらS383に進んで差動増幅アン
プ118のゲインを前記S356で設定したゲインに設定し、S
384に進んで230番目のパルスが出るまでパルスをカウン
トして待つ。

230番目のパルスが出たらS385に進み、差動増幅アン
プ118で増幅され、A/D変換器でデジタル信号に変換され
たビデオ信号をRAMに記憶する。この処理を、パルスが3
29個出るまで繰返し、第1CCDイメージセンサ20の各光電
変換素子からのビデオ信号を順番にRAMに記憶してい
く。つまり、220〜329番目までの100個のビデオ信号をR
AMに記憶する。

以上のようにしてCCDイメージセンサ40、30、20の各
光電変換素子からのビデオ信号を順番にRAMに記憶す
る。

上記記憶処理が終了したらS387に進み、積分中bitを
「０」にリセットし、S388にて出力端子_startを
「１」にセットし、S389にて入力端子Φ_TMによる割込を
不可にする。

そして、S380、S391、S392にて上記RAMに記憶されたC
CDイメージセンサ20、30、40のビデオ信号毎にプレディ
クタ演算（公知の相関法）を実行し、CCDイメージセン
サ20、30、40毎にディフォーカス量（または被写体距
離）を求める。そして、S393にて最短被写体距離の測距
ゾーン12、13、14を求め、この測距ゾーン12、13、14の
被写体に対する合焦動作を実行する。

S395では合焦しているかどうかをチェックし、合焦し
ていればS395に進んでファインダ内LCD144に合焦表示を
し、合焦していなければS396に飛ぶ。

S396では、プレディクタ演算結果に基づいて、AFモー
タ140の回転数を規定するパルスをセットする。そし
て、S397にてAFモータパルスカウンタによる割り込みを
可能にし、S398にてAFモータ駆動bitを「１」にし、AF
モータ140を駆動してリターンする。

AFモータ140が回転するとAFモータ用パルサ121がパル
スを発生するので、このパルスをCPU130内のカウンタが
カウントする。

パルス数が上記S396でセットされた数に達すると、AF
モータ停止ルーチン（SS401）に割り込んでAFモータ140
を停止し、S302にてAFモータ駆動中bitを「０」にして
リターンする。

以上が本発明を適用したAF一眼レフカメラの一実施例
のAF動作である。このように本実施例では、３個の測距
ゾーン毎にモニタ受光部により被写体輝度を測定し、積
分時間、またはゲインを変えるので、測距ゾーン毎に被
写体輝度が大きく異なっても、各測距ゾーン毎に適切な
測距が可能である。

そして、各測距ゾーン毎に被写体距離を求め、最短距
離の被写体に合焦させている。したがって、撮影したい
被写体がファイダ視野の中央にない場合、例えば人物が
間隔をあけて横に並んでいて中央の測距ゾーンに背景が
入る場合でも、左右の測距ゾーンの何れかに人物が入っ
ていれば、測距ゾーンに入った人物に合焦する。よっ
て、従来のように先ず中央の測距ゾーンに人物を入れて
いわゆるフォーカスロックをし、その後所望の構図にカ
メラを動かすという面倒な操作が不要になり、簡単に且
つ迅速に自由な構図でAF撮影をすることができる。

また、本実施例では、測距ゾーン毎に測距して最短距
離の被写体に合焦させるようにしたが、逆に最も遠い被
写体に合焦させたり、あるいは撮影者が選択した測距ゾ
ーンの被写体に合焦させるなどしてもよい。

「発明の効果」以上の説明から明らかな通り本発明は、第１測距セン
サの両端部近接位置から、第２、第３測距センサが第１
測距センサとは異なる方向に延びているので、複数の測
距センサを平行にあるいはクロス方向に配列した場合に
比して、各測距ゾーンを透過した被写体光束が他の測距
センサに入射する量が少なく、測距エラーを生じるおそ
れが亡くなる。さらに本発明は、第１、第２、第３測距
ゾーンがファインダ視野の中央部を囲み、第１測距ゾー
ンが、中央部よりも上位置に、第２、第３測距ゾーンが
中央部の左右位置に配置されているので、撮影において
は、カメラを正位置に向けてのポートレート撮影など、
通常人物の顔が画面中央よりも上方に位置する場合であ
っても、人物の顔に測距ゾーンが入り、人物の顔に合焦
させることができる。また、カメラを縦向きに構えた場
合であっても、第２、第３測距ゾーンの一方が中央より
も上方位置になりますから、人物の顔に第２または第３
測距ゾーンが入り、人物の顔にピントを合わせることが
できる。

さらに本発明は、第１、第２、第３測距センサを略コ
の字を成すように配置し、１本の電荷転送部をこれら測
距センサに沿わせてコ字形状に形成できるので、転送経
路が短くなり、各測距センサが積分した信号電荷を迅速
に読み出すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の焦点検出装置を搭載した一眼レフカ
メラの一実施例におけるファインダ視野における測距ゾ
ーンの関係を示した正面図、第２図は、同実施例のCCDイメージセンサの正面図、第３図は、オートフォーカス光学系の配置状態を模式的
に示す斜視図、第４図は、オートフォーカス光学系の配置を示す平面
図、第５図は、第４図に示したオートフォーカス光学系の側
面図、第６図は、視野マスクの正面図、第７図は、コンデンサレンズの正面図、第８図は、セパレータレンズ部の配置を説明した図、第９図は、カメラの撮影レンズをファインダの中央測距
ゾーンと光学的にほぼ共役なオートフォーカス光学の測
距ゾーンから覗いた射出瞳と開口領域との関係を説明す
る図、第10図は、第３図に示す射出瞳がビネッティングの撮影
を受け場合の、射出瞳と開口領域との関係を説明する
図、第11A図は、本発明に係る３個の測距ゾーン用CCDイメー
ジセンサの実施例の構造を示す正面図、第11B部図は、
本発明に係る１個の測距ゾーン用CCDイメージセンサの
実施例の構造を示す正面図、第12図は、第11A図のXII−XII線に沿って切断して、電
荷転送動作を模式的に示す動作説明図、第13図は、第11
A図のXII−XII線に隣接する部分を示す断面図であっ
て、電荷転送動作を模式的に示す動作説明図、第14A図は、CCDイメージセンサ部の別の実施例を第12図
と同様に切断して示す断面図、第14B図は、モニタ受光
部の断面図、第15A図は、第11A図に示したCCDイメージセンサの駆動
制御回路図、第15B図は、第11B図に示したCCDイメージ
センサの駆動制御回路図、第16図は、本CCDイメージセンサのタイムチャート、第17図は、ビデオ信号処理回路図、第18図は、モニタ基準電圧V_Ref作成回路図、第19図は、
本発明を適用したAF一眼レフカメラのシステムブロック
図、第20図〜第24図は、本AF装置の動作を示すフローチャー
トであって、第20図はメインフローチャート、第21図は測光スイッチ、レリーズスイッチによる割り込
み処理に関するフローチャート、第22A図および第22B図は、AF処理に関するフローチャー
ト、第23A図および第23B図は、CCDイメージセンサのデータ
取り込み動作に関するフローチャート、第24図は、AFモータ停止動作に関するフローチャート、第25図は、焦点検出装置を搭載したAF一眼レフカメラの
概要を、光軸で縦断して示す縦断面図、第26図は、従来のカメラの自動焦点検出装置の光学系の
模式図、第27図は、第26図の従来のオートフォーカス光学系の配
置状態の概略を示す斜視図、第28図および第29図は、従来の自動焦点検出光装置によ
る合焦操作を説明するための図、第30図は、従来の焦点検出用CCDイメージセンサの検出
出力を説明する図、第31図は、従来の焦点検出装置を搭載したカメラにおい
て、所望の主被写体を画面中央から左右にずれた位置に
して撮影する場合の撮影手順を説明する図、第32図は、従来のオートフォーカス光学系の配置を説明
する図、第33図は、従来のCCDイメージセンサの受光部の配置と
転送部の形状を示した正面図である。 11……ファインダー視野、 12、13、14……測距ゾーン、 15……測距センサユニット 15a……集積回路基板、 16、17、18……CCDイメージセンサ（光電変換素子列、
測距センサ）、 20、30、40……CCDイメージセンサ（光電変換素子列、
測距センサ）、 22、32、42……モニタ受光部 23、33、43……モニタ出力部 50……集積回路基板 51……CCD転送レジスタ（電荷転送部） 52……CCD出力部 130……CPU（制御、測距演算手段） 169……第１オートフォーカス光学系、 178……第２オートフォーカス光学系、 179……第３オートフォーカス光学系、 S1、S2、S3……受光部。 ST……積分ゲート、_INT1 、_INT2、_INT3……積分コントロールゲート Φ_T1、Φ_T2、Φ_T3……電荷保持ゲート Φ_Ｔ……シフトゲート Φ_１、Φ_２……転送ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−212278（ＪＰ，Ａ) 特開平２−24615（ＪＰ，Ａ) 特開平２−24616（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−204247（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−178914（ＪＰ，Ａ) 特開平１−134320（ＪＰ，Ａ) 特開平１−134319（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−151818（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−165613（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−251827（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/34 G03B 13/36

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】異なる測距ゾーン内の被写体光線束を、直
線上に配置された複数の光電変換素子を備えた対応する
測距センサで受光し、該各測距センサの出力に基づいて
焦点状態を検知する焦点検出装置であって、上記測距センサは、第１測距センサと、該第１測距センサの一方の端部に一方の端部が最も近接
し、該第１測距センサとは異なる方向に延びる第２測距
センサと、該第１測距センサの他方の端部に一方の端部が最も近接
し、該第１測距センサとは異なる方向に延びる第３測距
センサとを備え，上記第１、第２および第３測距センサに対応する第１、
第２、第３測距ゾーンは、カメラのファインダ視野にお
いてその中央部の上および左右に該中央部を囲むように
配置されていることを特徴とするカメラの焦点検出装
置。
【請求項２】請求項１記載のカメラの焦点検出装置にお
いて、上記第１、第２、第３測距センサは、略コの字を
成すように配置されていることを特徴とするカメラの焦
点検出装置。
【請求項３】請求項１または２記載のカメラの焦点検出
装置において、上記第１、第２および第３測距センサは
それぞれ、多数の光電変換素子を有する受光部と、該各
光電変換素子で変換された信号電荷を積分する積分部
と、該積分部で積分された信号電荷が転送され、転送さ
れた信号電荷を一時的に保持する電荷保持部を備え、さらに、上記各電荷保持部に保持された信号電荷が同時
に転送され、転送された信号電荷を順番に出力する単一
の電荷転送部を備えていることを特徴とするカメラの焦
点検出装置。
【請求項４】請求項３記載のカメラの焦点検出装置にお
いて、上記電荷転送部は、略コの字状に形成されている
カメラの焦点検出装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか一項記載のカメ
ラの焦点検出装置において、上記複数の測距センサはそ
れぞれ、光電変換素子に近接して設けられた、該光電変
換素子が受光する光量を計測するモニタ受光部を備え、さらに、上記各測距センサ毎に、上記モニタ受光部の受
光量が規定値に達したとき、また所定の積分時間が経過
したときのいずれか早いときに、上記積分部で積分され
た信号電荷を上記電荷保持部に転送し、さらに、すべて
の積分部で積分された信号電荷を電荷保持部に転送した
後に、上記各電荷保持部に保持された信号電荷を上記電
荷転送部に一度に転送する制御手段とを備えたことを特
徴とするカメラの焦点検出装置。