JP3109843B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JP3109843B2 JP3109843B2 JP1877191A JP1877191A JP3109843B2 JP 3109843 B2 JP3109843 B2 JP 3109843B2 JP 1877191 A JP1877191 A JP 1877191A JP 1877191 A JP1877191 A JP 1877191A JP 3109843 B2 JP3109843 B2 JP 3109843B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エリアセンサを用いて
撮影画面内の任意の位置で焦点検出を行うことが可能な
焦点検出装置に関するものである。
撮影画面内の任意の位置で焦点検出を行うことが可能な
焦点検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、カメラの自動焦点調節装置とし
て、撮影画面内の複数点の焦点検出が可能な装置が多数
提案されている。
て、撮影画面内の複数点の焦点検出が可能な装置が多数
提案されている。
【０００３】かかる装置に用いられる光電変換センサ
は、上記焦点検出点各々に対応した有限個のセンサ列対
を同一基板上に配置したものである。具体的構成方法は
たとえば特開昭６３−１１９０６号公報，特開昭６３−
１７２２０９号公報，特開平１−２７１７１６号公報等
に詳しく記載されている。その内の１つの従来例を図１
０の焦点検出光学系を用いて簡単に説明する。フィール
ドレンズ４０，多孔視野マスク４１，正レンズ２枚を並
設した２次結像レンズ４２，そしてセンサ列対が複数配
列されたセンサチップ４３から構成される。多孔視野マ
スク４１は不図示の撮影レンズの予定焦点面近傍の位置
に設けられ、各開口４１ａ，４１ｂ，４１ｃはそれぞれ
撮影画面中の焦点検出すべき視野領域を決定している。
２次結像レンズ４２は、開口４１ａで制限された複写体
像の一部をセンサ列対４３ａと４３ｂ上に再結像する。
同様に開口４１ｂあるいは開口４１ｃで制限された被写
体像は、それぞれセンサ列の対４３ｃと４３ｄあるいは
４３ｅと４３ｆ上に再結像される。
は、上記焦点検出点各々に対応した有限個のセンサ列対
を同一基板上に配置したものである。具体的構成方法は
たとえば特開昭６３−１１９０６号公報，特開昭６３−
１７２２０９号公報，特開平１−２７１７１６号公報等
に詳しく記載されている。その内の１つの従来例を図１
０の焦点検出光学系を用いて簡単に説明する。フィール
ドレンズ４０，多孔視野マスク４１，正レンズ２枚を並
設した２次結像レンズ４２，そしてセンサ列対が複数配
列されたセンサチップ４３から構成される。多孔視野マ
スク４１は不図示の撮影レンズの予定焦点面近傍の位置
に設けられ、各開口４１ａ，４１ｂ，４１ｃはそれぞれ
撮影画面中の焦点検出すべき視野領域を決定している。
２次結像レンズ４２は、開口４１ａで制限された複写体
像の一部をセンサ列対４３ａと４３ｂ上に再結像する。
同様に開口４１ｂあるいは開口４１ｃで制限された被写
体像は、それぞれセンサ列の対４３ｃと４３ｄあるいは
４３ｅと４３ｆ上に再結像される。
【０００４】この焦点検出光学系は位相差検出型である
から、対となる２つの被写体像は、撮影レンズのピント
の外れに応じて、互いに相対的位置関係を変位させてゆ
く。
から、対となる２つの被写体像は、撮影レンズのピント
の外れに応じて、互いに相対的位置関係を変位させてゆ
く。
【０００５】各センサ列対の被写体像情報は電気信号と
して読み出され、処理装置内で焦点検出演算が実行され
る。このようにして各開口で決定された焦点検出視野内
の被写体に対する対物レンズの焦点状態が検出される。
して読み出され、処理装置内で焦点検出演算が実行され
る。このようにして各開口で決定された焦点検出視野内
の被写体に対する対物レンズの焦点状態が検出される。
【０００６】３個の開口が決定する焦点検出視野を撮影
画面に当てはめると、例えば、図１１の撮影画面４７の
４９Ｌ，４９Ｃ，４９Ｒの位置に相当する。
画面に当てはめると、例えば、図１１の撮影画面４７の
４９Ｌ，４９Ｃ，４９Ｒの位置に相当する。
【０００７】焦点検出視野が高々数個程度で、また視野
位置が固定の場合には、上記例のようにセンサチップ上
に各検出視野位置に対応してセンサ列を離散的に配し、
チップ上の各センサ列の間の領域にはセンサ駆動用の回
路が設ける構成をとることが一般的である。
位置が固定の場合には、上記例のようにセンサチップ上
に各検出視野位置に対応してセンサ列を離散的に配し、
チップ上の各センサ列の間の領域にはセンサ駆動用の回
路が設ける構成をとることが一般的である。
【０００８】従来以上に焦点検出視野の数を増やしたい
場合や、視野位置を状況に応じて変更したい場合には、
縦横２次元的に光電変換素子が規則正しく配列された、
いわゆるエリアセンサを用いることが望ましい。特に視
野位置を変更したい場合、視野マスクは、前述したよう
な焦点検出視野に対応する開口を有する多孔視野マスク
ではなく、図６の視野マスク４１に示したように、複数
の焦点検出視野総てを包含する大きな開口４１Ｒを１つ
だけ有するものを使用する。
場合や、視野位置を状況に応じて変更したい場合には、
縦横２次元的に光電変換素子が規則正しく配列された、
いわゆるエリアセンサを用いることが望ましい。特に視
野位置を変更したい場合、視野マスクは、前述したよう
な焦点検出視野に対応する開口を有する多孔視野マスク
ではなく、図６の視野マスク４１に示したように、複数
の焦点検出視野総てを包含する大きな開口４１Ｒを１つ
だけ有するものを使用する。
【０００９】図６の形態の焦点検出系の基本原理は前出
図１０の従来形を踏襲しているので、同一構成部材には
同一の番号を付している。視野マスク４１は不図示の撮
影レンズの予定結像面近傍の位置に設けられ、単一の広
い開口４１Ｒの制限するに領域が焦点検出可能な範囲と
なる。２次結像レンズ４２の手前には絞り板４４が置か
れ、絞り孔４４Ｐ，４４Ｑ各々が各正レンズに入射する
光束を規制している。絞り板４４の位置はフィールドレ
ンズ４０のパワーにより撮影レンズの射出瞳の位置に略
々結像関係に置かれている。一対の正レンズ２枚からな
る２次結像レンズ４２は開口４１Ｒで決定された被写体
像をエリアセンサの対４３Ｐと４３Ｑ上に再結像する。
２つのエリアセンサ上の被写体像情報は電気信号として
読み出され、処理装置内で焦点検出演算が実行される。
図１０の従来形を踏襲しているので、同一構成部材には
同一の番号を付している。視野マスク４１は不図示の撮
影レンズの予定結像面近傍の位置に設けられ、単一の広
い開口４１Ｒの制限するに領域が焦点検出可能な範囲と
なる。２次結像レンズ４２の手前には絞り板４４が置か
れ、絞り孔４４Ｐ，４４Ｑ各々が各正レンズに入射する
光束を規制している。絞り板４４の位置はフィールドレ
ンズ４０のパワーにより撮影レンズの射出瞳の位置に略
々結像関係に置かれている。一対の正レンズ２枚からな
る２次結像レンズ４２は開口４１Ｒで決定された被写体
像をエリアセンサの対４３Ｐと４３Ｑ上に再結像する。
２つのエリアセンサ上の被写体像情報は電気信号として
読み出され、処理装置内で焦点検出演算が実行される。
【００１０】図６ではエリアセンサ４３は２個の隔てら
れた受光領域４３Ｐ，４３Ｑを有するものとして表され
ているが、所定の制御性が得られものならば、一続きの
受光領域であってももちろん良い。
れた受光領域４３Ｐ，４３Ｑを有するものとして表され
ているが、所定の制御性が得られものならば、一続きの
受光領域であってももちろん良い。
【００１１】ところで、一般に撮影画面内には主たる被
写体とその背景が同時に並存しているので、焦点検出の
対象となる画面領域は何らかの形で限定されなくてはな
らない。
写体とその背景が同時に並存しているので、焦点検出の
対象となる画面領域は何らかの形で限定されなくてはな
らない。
【００１２】図１０に示した従来例では視野マスク４１
の各開口が光学的な領域限定の役目を果たしている。ま
た、それ故に２次結像レンズの予定結像面上には、各開
口に対応した形状のセンサ列だけを配すれば良いのであ
る。
の各開口が光学的な領域限定の役目を果たしている。ま
た、それ故に２次結像レンズの予定結像面上には、各開
口に対応した形状のセンサ列だけを配すれば良いのであ
る。
【００１３】エリアセンサを用いた図６のような形態で
は、光学的に領域を限定する手段を持たないため、電気
的な手段を構じなければならない。具体的には、例え
ば、エリアセンサの受光領域の一部分の被写体情報を選
択的に読み出したり、あるいは広い範囲で読み出した被
写体像情報のなかの特定の領域の情報を選択的に演算処
理することによって、撮影画面の任意の局所領域に於け
る焦点状態の検出が行われる。
は、光学的に領域を限定する手段を持たないため、電気
的な手段を構じなければならない。具体的には、例え
ば、エリアセンサの受光領域の一部分の被写体情報を選
択的に読み出したり、あるいは広い範囲で読み出した被
写体像情報のなかの特定の領域の情報を選択的に演算処
理することによって、撮影画面の任意の局所領域に於け
る焦点状態の検出が行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記形
態の焦点検出装置では、以下に説明するような問題が生
じるおそれがある。
態の焦点検出装置では、以下に説明するような問題が生
じるおそれがある。
【００１５】被写体像はセンサ全体わたる大きなものに
なり、センサ周辺に結像される像は２次光学系の収差の
影響を受けて少なからず歪んでくる。
なり、センサ周辺に結像される像は２次光学系の収差の
影響を受けて少なからず歪んでくる。
【００１６】撮影光学系と異なり、焦点検出用の光学系
では、構成上の制約もあって一般に収差が大きい。
では、構成上の制約もあって一般に収差が大きい。
【００１７】例えば、図３に示すように、画面２１０上
での長方形の領域２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃは、セ
ンサチップ２３０上では図４に示す如く、それぞれ（２
３０ａ，２３０ｂ），（２３０ｃ，２３０ｄ），（２３
０ｅ，２３０ｆ）の領域に対応し、特に周辺部はゆるく
弧を描く形となる。もちろん、光学系の構造によっては
逆方向に曲がることもあり得る。
での長方形の領域２１０ａ，２１０ｂ，２１０ｃは、セ
ンサチップ２３０上では図４に示す如く、それぞれ（２
３０ａ，２３０ｂ），（２３０ｃ，２３０ｄ），（２３
０ｅ，２３０ｆ）の領域に対応し、特に周辺部はゆるく
弧を描く形となる。もちろん、光学系の構造によっては
逆方向に曲がることもあり得る。
【００１８】更に、撮影画面の位置によって、２像の変
位量と撮影ピントの関係も変化してくる。
位量と撮影ピントの関係も変化してくる。
【００１９】この様子を図５を用いて説明する。
【００２０】撮影ピントが合焦状態となっているときの
２像の相対変位量をΔＺとする。
２像の相対変位量をΔＺとする。
【００２１】図中のグラフは撮影画面２１０の水平方向
の位置ｙに対するΔＺの関係を表している。
の位置ｙに対するΔＺの関係を表している。
【００２２】一般的な焦点検出系では、撮影画面２１０
中に焦点検出視野領域５０ａ〜５０ｇを想定すると、各
領域でのΔＺ値はそれぞれ５１ａ〜５１ｇのようにな
る。これの意味するところは、画面中央位置では２像の
相対変位量が０のとき撮影ピントも合焦なるが、画面周
辺位置では２像の相対位置変位が０のとき非合焦とな
る、ということであり、周辺部の位置においては正しい
焦点検出が行われなくなってしまう。
中に焦点検出視野領域５０ａ〜５０ｇを想定すると、各
領域でのΔＺ値はそれぞれ５１ａ〜５１ｇのようにな
る。これの意味するところは、画面中央位置では２像の
相対変位量が０のとき撮影ピントも合焦なるが、画面周
辺位置では２像の相対位置変位が０のとき非合焦とな
る、ということであり、周辺部の位置においては正しい
焦点検出が行われなくなってしまう。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した問題の
解消を目的としており、その要旨は次の通りである。
解消を目的としており、その要旨は次の通りである。
【００２４】画面の基準となるセンサー領域位置におけ
る焦点検出結果に対して焦点検出用光学系の光学特性に
関わる補正情報を記憶しておくとともに、所定位置のセ
ンサー領域と前記基準位置との位置関係及び前記補正情
報に持つづいて該所定位置のセンサー領域に対する補正
情報を算出し、該算出された補正情報を用いて前記所定
位置のセンサー領域で検出される焦点検出結果に対して
補正を行う。
る焦点検出結果に対して焦点検出用光学系の光学特性に
関わる補正情報を記憶しておくとともに、所定位置のセ
ンサー領域と前記基準位置との位置関係及び前記補正情
報に持つづいて該所定位置のセンサー領域に対する補正
情報を算出し、該算出された補正情報を用いて前記所定
位置のセンサー領域で検出される焦点検出結果に対して
補正を行う。
【００２５】このようにして、画面内の周辺部において
も光学系の収差の影響を受けることなく、正確な焦点検
出を可能とするものである。
も光学系の収差の影響を受けることなく、正確な焦点検
出を可能とするものである。
【００２６】
【実施例】以下、実施例に従い本発明を説明する。
【００２７】図１は本発明の一実施例の概略構成図であ
る。
る。
【００２８】エリアセンサ４３にはインターフェイス回
路６０が接続され、後述する領域指定や蓄積制御を行わ
れる。インターフェイス回路６０は処理装置であるマイ
クロコンピュータ６１に接続される。マイクロコンピュ
ータ６１はＣＰＵ（中央処理部），ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｅ
ＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ）を
有し、ＲＯＭに格納されているプログラムに従って焦点
検出処理を実行してゆく。
路６０が接続され、後述する領域指定や蓄積制御を行わ
れる。インターフェイス回路６０は処理装置であるマイ
クロコンピュータ６１に接続される。マイクロコンピュ
ータ６１はＣＰＵ（中央処理部），ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ｅ
ＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ）を
有し、ＲＯＭに格納されているプログラムに従って焦点
検出処理を実行してゆく。
【００２９】Ｅ2ＰＲＯＭには焦点検出用光学系の画面
基準位置における補正情報が、調整工程等によってあら
かじめ格納されている。
基準位置における補正情報が、調整工程等によってあら
かじめ格納されている。
【００３０】ＲＯＭに格納されている焦点検出処理のプ
ログラムの概略フローを図２に示す。
ログラムの概略フローを図２に示す。
【００３１】マイクロコンピュータ６１が焦点検出処理
を開始すると、ステップ（０１）を経て、ステップ（０
２）のセンサ蓄積を実行し、次のステップ（０３）にて
センサに蓄積された被写体像信号の読み出しを行う。セ
ンサの制御に関しては後で詳しく説明するが、本実施例
では、図４に示した３対の領域（２３０ａ，２３０
ｂ），（２３０ｃ，２３０ｄ），（２３０ｅ，２３０
ｆ）を比較的広くカバーする領域をセンサに対して指定
するものとする。
を開始すると、ステップ（０１）を経て、ステップ（０
２）のセンサ蓄積を実行し、次のステップ（０３）にて
センサに蓄積された被写体像信号の読み出しを行う。セ
ンサの制御に関しては後で詳しく説明するが、本実施例
では、図４に示した３対の領域（２３０ａ，２３０
ｂ），（２３０ｃ，２３０ｄ），（２３０ｅ，２３０
ｆ）を比較的広くカバーする領域をセンサに対して指定
するものとする。
【００３２】所定の領域の像信号の読み出しが完了する
と、次のステップ（０４）へ移行する。
と、次のステップ（０４）へ移行する。
【００３３】ステップ（０４）では焦点検出すべき領域
の決定を行う。ここでの領域の選定は、画面中央領域優
先や前回の選択結果優先といったルールがよく使われる
が、領域の選定に関しては本発明と直接関係がないので
詳しい説明は省略する。
の決定を行う。ここでの領域の選定は、画面中央領域優
先や前回の選択結果優先といったルールがよく使われる
が、領域の選定に関しては本発明と直接関係がないので
詳しい説明は省略する。
【００３４】ステップ（０４）にてセンサチップ上での
焦点検出領域が決定されると、次のステップ（０５）で
はその領域の被写体像信号に対して焦点検出処理が施さ
れるわけであるが、実際に焦点検出処理を行う場合、実
施形の位相差検出タイプでは１次元方向の位相差を検出
するものであるから、２次元の方向を有する領域の被写
体情報を１次元の情報に変換する必要がある。そのため
には、マイクロコンピュータ内部でＲＡＭに格納されて
いる被写体像信号を用いて、水平方向の画素単位毎に、
領域内の垂直方向の像信号を加算して１次元の像信号を
作ればよい。そして、公知の位相差検出型の焦点検出処
理演算によるデフォーカス量算出が１次元信号に対して
行われる。
焦点検出領域が決定されると、次のステップ（０５）で
はその領域の被写体像信号に対して焦点検出処理が施さ
れるわけであるが、実際に焦点検出処理を行う場合、実
施形の位相差検出タイプでは１次元方向の位相差を検出
するものであるから、２次元の方向を有する領域の被写
体情報を１次元の情報に変換する必要がある。そのため
には、マイクロコンピュータ内部でＲＡＭに格納されて
いる被写体像信号を用いて、水平方向の画素単位毎に、
領域内の垂直方向の像信号を加算して１次元の像信号を
作ればよい。そして、公知の位相差検出型の焦点検出処
理演算によるデフォーカス量算出が１次元信号に対して
行われる。
【００３５】次のステップ（０６）では、一応検出され
た焦点検出結果に対する補正を行う。
た焦点検出結果に対する補正を行う。
【００３６】先に説明したように、マイクロコンピュー
タのＥＥＰＲＯＭには補正情報が格納されているから、
焦点検出領域の位置から補正量を算出する。
タのＥＥＰＲＯＭには補正情報が格納されているから、
焦点検出領域の位置から補正量を算出する。
【００３７】具体的には、図５で示した「画面位置対Δ
Ｚ」のグラフの形状をそのまま格納しておいて、領域位
置に応じてテーブル参照で補正量を求めても良いし、あ
るいは何点かの位置での補正量を記憶しておいて、領域
位置に近い２点の補正量を補間して求めても良い。
Ｚ」のグラフの形状をそのまま格納しておいて、領域位
置に応じてテーブル参照で補正量を求めても良いし、あ
るいは何点かの位置での補正量を記憶しておいて、領域
位置に近い２点の補正量を補間して求めても良い。
【００３８】このような補正を行うことで、目的とする
撮影画面領域の焦点状態を検出することが出来る。
撮影画面領域の焦点状態を検出することが出来る。
【００３９】ステップ（０６）での補正処理の一例を図
１３に示す。ステップ（１０１）ではステップ（０４）
にて決定された領域に対応した図１２に示されるＥ2Ｐ
ＲＯＭにストアーされているΔＺに対応する補正値ｆを
求める。該補正値ｆは例えば上記ΔＺに対応するデフォ
ーカス量を表わしている。ステップ（１０２）ではステ
ップ（０５）にて求めた領域におけるデフォーカス量に
対して上記ステップ（１０１）で読み出された補正量ｆ
を加算し正確な焦点状態の検出を行う。
１３に示す。ステップ（１０１）ではステップ（０４）
にて決定された領域に対応した図１２に示されるＥ2Ｐ
ＲＯＭにストアーされているΔＺに対応する補正値ｆを
求める。該補正値ｆは例えば上記ΔＺに対応するデフォ
ーカス量を表わしている。ステップ（１０２）ではステ
ップ（０５）にて求めた領域におけるデフォーカス量に
対して上記ステップ（１０１）で読み出された補正量ｆ
を加算し正確な焦点状態の検出を行う。
【００４０】次に、図１のエリアセンサ４３の機能につ
いて説明する。エリアセンサ４３は以下の機能を有して
いる。 （１）焦点検出を行うべき領域を複数個任意に指定でき
る。 （２）指定された領域での光量のピーク値を検出可能。 （３）ピーク値を検出する画素方向と直交する方向に光
量信号を加算することが可能。
いて説明する。エリアセンサ４３は以下の機能を有して
いる。 （１）焦点検出を行うべき領域を複数個任意に指定でき
る。 （２）指定された領域での光量のピーク値を検出可能。 （３）ピーク値を検出する画素方向と直交する方向に光
量信号を加算することが可能。
【００４１】以下の説明では簡単のために、領域２３
Ｐ，２３Ｑの内、片側の構造について述べる。
Ｐ，２３Ｑの内、片側の構造について述べる。
【００４２】エリアセンサー４３の内部的構造を以下詳
細に説明する。
細に説明する。
【００４３】図７は、本発明の実施例である測距用エリ
アセンサのＲ〜Ｒ＋１行，ｊ〜ｊ＋１列部のブロック図
である。１画素の構成要素について、Ｒ行，ｊ列部に着
目し説明する。１は測距領域を指定するためのＳＲＡＭ
部，２と３はアンプ部，４はスイッチ，５は垂直方向に
並んだ画素で、かつ指定された領域でのピーク値（光量
信号の）を出力する出力ラインＰｏｕｔｊ，６は光電交
換用フォトダイオード部，７，８は電荷転送用ＣＣＤで
ある。アンプ２と３は９に示す電源Ｖ1に接続され、そ
れぞれのゲートはｊ列部で共通の垂直ライン１０，１１
によりφj,1，φj,2パルスが印加可能になっている。
又、１に示すＳＲＡＭへは、垂直ライン１２により、パ
ルスφj,4、水平ライン１３によりパルスΦR,1が印加可
能となっている。光電変換部６はアンプ２と３のゲート
下のセンシングチャネル部１４，１５と１６を介して接
続されている。
アセンサのＲ〜Ｒ＋１行，ｊ〜ｊ＋１列部のブロック図
である。１画素の構成要素について、Ｒ行，ｊ列部に着
目し説明する。１は測距領域を指定するためのＳＲＡＭ
部，２と３はアンプ部，４はスイッチ，５は垂直方向に
並んだ画素で、かつ指定された領域でのピーク値（光量
信号の）を出力する出力ラインＰｏｕｔｊ，６は光電交
換用フォトダイオード部，７，８は電荷転送用ＣＣＤで
ある。アンプ２と３は９に示す電源Ｖ1に接続され、そ
れぞれのゲートはｊ列部で共通の垂直ライン１０，１１
によりφj,1，φj,2パルスが印加可能になっている。
又、１に示すＳＲＡＭへは、垂直ライン１２により、パ
ルスφj,4、水平ライン１３によりパルスΦR,1が印加可
能となっている。光電変換部６はアンプ２と３のゲート
下のセンシングチャネル部１４，１５と１６を介して接
続されている。
【００４４】さらに、アンプ３のソース側電極１７は、
水平読出しライン１８に接続され、このライン１８に
は、信号読出し容量ＣT,Rがつながり、さらにスイッチ
１９を介して、共通の垂直読出しライン２０に接続され
ている。又、光電変換部であるフォトダイオード上面に
は、酸化膜を介して電極２１が設けられ、共通の垂直ラ
イン２２を通してパルスφj,3が印加される。ＣＣＤ
７，８には、共通の垂直ライン２３，２４によりパルス
φj,5，φj,6が印加される。
水平読出しライン１８に接続され、このライン１８に
は、信号読出し容量ＣT,Rがつながり、さらにスイッチ
１９を介して、共通の垂直読出しライン２０に接続され
ている。又、光電変換部であるフォトダイオード上面に
は、酸化膜を介して電極２１が設けられ、共通の垂直ラ
イン２２を通してパルスφj,3が印加される。ＣＣＤ
７，８には、共通の垂直ライン２３，２４によりパルス
φj,5，φj,6が印加される。
【００４５】次に、図７のアンプ部２，３のゲート直下
部と光電変換部の素子断面図を図８に、アンプ部２，３
のソース，ゲート，ドレイン部での素子断面図を図９に
示す。２５はアンプ２，３のゲート電極で、ゲート容量
低減のため、下部のチャネル層との間の酸化膜厚が約１
０００Åとなっている。２６は光電変換部上の電極部
で、２５，２６の電極に印加するバイアス関係により、
光電変換部に蓄積されたキャリアをアンプのセンシング
チャネル部へ転送可能となる。２７は絶縁層（たとえば
ＳｉＯ2層），２８はＳｉとＳｉＯ2との界面に空気層が
接することを防止するためのｎ型拡散層で暗電流の発生
が抑制できる。２９はＰウェル層、３１はｎ型基板で、
上記Ｐウェル、期間は逆バイアスが印加されているため
Ｐウェル部は空乏化している。又、３０は２８のｎ層よ
り深く形成されたｎ層で、上記ｎ層とＰウェルとの界面
３２に光電変換部で発生したキャリア（この場合電子）
３３が転送され、このキャリアにより３１，３２に示す
ドレイン，ソース間を流れるキャリア（ホール）３４が
変調される。これにより、増幅機能をもつ。
部と光電変換部の素子断面図を図８に、アンプ部２，３
のソース，ゲート，ドレイン部での素子断面図を図９に
示す。２５はアンプ２，３のゲート電極で、ゲート容量
低減のため、下部のチャネル層との間の酸化膜厚が約１
０００Åとなっている。２６は光電変換部上の電極部
で、２５，２６の電極に印加するバイアス関係により、
光電変換部に蓄積されたキャリアをアンプのセンシング
チャネル部へ転送可能となる。２７は絶縁層（たとえば
ＳｉＯ2層），２８はＳｉとＳｉＯ2との界面に空気層が
接することを防止するためのｎ型拡散層で暗電流の発生
が抑制できる。２９はＰウェル層、３１はｎ型基板で、
上記Ｐウェル、期間は逆バイアスが印加されているため
Ｐウェル部は空乏化している。又、３０は２８のｎ層よ
り深く形成されたｎ層で、上記ｎ層とＰウェルとの界面
３２に光電変換部で発生したキャリア（この場合電子）
３３が転送され、このキャリアにより３１，３２に示す
ドレイン，ソース間を流れるキャリア（ホール）３４が
変調される。これにより、増幅機能をもつ。
【００４６】次に図７にもどり、本センサの動作方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００４７】まず、測距領域の指定について説明する。
【００４８】まず各画素部に設けられたＳＲＡＭにパル
スφj,4ΦR,1（ｊ，Ｒは選択領域の列番号、行番号）に
より書き込む。この書き込まれた画素がＲ行、ｊ列の時
ＳＲＡＭの出力がスイッチ５に接続されているため、ア
ンプ２の出力端子４０がピーク検出用垂直ライン５に接
続される。
スφj,4ΦR,1（ｊ，Ｒは選択領域の列番号、行番号）に
より書き込む。この書き込まれた画素がＲ行、ｊ列の時
ＳＲＡＭの出力がスイッチ５に接続されているため、ア
ンプ２の出力端子４０がピーク検出用垂直ライン５に接
続される。
【００４９】次いで、像信号の蓄積動作につき説明す
る。
る。
【００５０】上記指定された画素部におけるパルスφ
j,1、φj,2、φj,3、φj,5、φj,6において、アンプ２
のセンシングチャネル部がポテンシャルとして最も高く
なるように印加する。このポテンシャルにより光電変換
部で発生したキャリアは、すべてピーク検出用アンプ２
のセンシングチャネル部１４に流れ込む。図９に示す原
理により、このセンシング部のキャリアによりアンプの
出力が変調され、ピーク検出用垂直ライン５に出力され
る。
j,1、φj,2、φj,3、φj,5、φj,6において、アンプ２
のセンシングチャネル部がポテンシャルとして最も高く
なるように印加する。このポテンシャルにより光電変換
部で発生したキャリアは、すべてピーク検出用アンプ２
のセンシングチャネル部１４に流れ込む。図９に示す原
理により、このセンシング部のキャリアによりアンプの
出力が変調され、ピーク検出用垂直ライン５に出力され
る。
【００５１】この場合、増幅されるホールと光電変換で
発生した電子とは異なる領域により、再結合は生じな
い。
発生した電子とは異なる領域により、再結合は生じな
い。
【００５２】指定領域の画素の列方向のピーク値は、蓄
積期間中に、各ピーク値出力ラインＰｏｕｔ．ｊより検
出される。したがって、測距用領域のうち、像信号を検
出したい垂直ラインのピーク出力をインターフェース回
路６０を介しマイクロコンピュータ６１にてモニター
し，モニター信号が所望の値に達した時、インターフェ
ース回路６０の作用にて指定された画素部におけるパル
スφj,1、φj,2、φj,3によりポテンシャルをアンプ３
のセンシングチャネル１５部が最も高くなるようにす
る。これにより、アンプ２のセンシングチャネル部１４
に蓄積していた光電変換により発生したキャリアは、１
６を介してアンプ３のセンシングチャネル部１５に転送
され、水平読出しライン４０を通して、増幅された信号
が容量ＣT,Rに読出される。
積期間中に、各ピーク値出力ラインＰｏｕｔ．ｊより検
出される。したがって、測距用領域のうち、像信号を検
出したい垂直ラインのピーク出力をインターフェース回
路６０を介しマイクロコンピュータ６１にてモニター
し，モニター信号が所望の値に達した時、インターフェ
ース回路６０の作用にて指定された画素部におけるパル
スφj,1、φj,2、φj,3によりポテンシャルをアンプ３
のセンシングチャネル１５部が最も高くなるようにす
る。これにより、アンプ２のセンシングチャネル部１４
に蓄積していた光電変換により発生したキャリアは、１
６を介してアンプ３のセンシングチャネル部１５に転送
され、水平読出しライン４０を通して、増幅された信号
が容量ＣT,Rに読出される。
【００５３】各ＣT,Rに読出された信号は、パルスΦR,2
によりスイッチ１９を介して、出力ライン２０に出力さ
れるインターフェース回路６０を介してコンピューター
６１に入力される。
によりスイッチ１９を介して、出力ライン２０に出力さ
れるインターフェース回路６０を介してコンピューター
６１に入力される。
【００５４】上記センサーの動作における領域の指定に
際し上記図４に示した３対の領域を指定することで、上
記の如く指定領域に対する像信号の読み出し処理等が実
行されることとなる。
際し上記図４に示した３対の領域を指定することで、上
記の如く指定領域に対する像信号の読み出し処理等が実
行されることとなる。
【００５５】次いで、該センサーにおける横方向画素に
対する加算動作につき説明する。
対する加算動作につき説明する。
【００５６】測距信号（像信号）を検出しようとしてい
た垂直ラインのピーク値が、システムで要求される最大
の蓄積時間においても、十分でない場合、下記に示す横
方向の画素の加算を行う。
た垂直ラインのピーク値が、システムで要求される最大
の蓄積時間においても、十分でない場合、下記に示す横
方向の画素の加算を行う。
【００５７】この場合、上記要求される最大の蓄積時間
の経過後、各画素列のフォトダイオードに接続されたＣ
ＣＤ（たとえばｊ列の場合は８に示すＣＣＤ）に、ピー
ク検出用アンプ２のセンシングチャネル部に蓄積してい
た信号キャリアを転送する。たとえば、ｊ列の場合は、
パルスφj,1、φj,3、φj,5により実行できる。
の経過後、各画素列のフォトダイオードに接続されたＣ
ＣＤ（たとえばｊ列の場合は８に示すＣＣＤ）に、ピー
ク検出用アンプ２のセンシングチャネル部に蓄積してい
た信号キャリアを転送する。たとえば、ｊ列の場合は、
パルスφj,1、φj,3、φj,5により実行できる。
【００５８】次に水平方向のキャリアを加算する。たと
えば、（ｊ＋１）列の信号をｊ列にたし上げる場合、パ
ルスφj+1,5、φj+1,6により、（ｊ＋１）列部の画素部
のＣＣＤのキャリアを８に示すＣＣＤの方へ転送する。
この動作によりｊ列とｊ＋１列のキャリアが加算され
る。加算後、パルスφj,2、φj,3、φj,8により読出し
用アンプ３のセンシングチャネル部１５のポテンシャル
を高くし、キャリアを１５に転送し読出しを行えば、加
算信号が水平ラインに出力される。
えば、（ｊ＋１）列の信号をｊ列にたし上げる場合、パ
ルスφj+1,5、φj+1,6により、（ｊ＋１）列部の画素部
のＣＣＤのキャリアを８に示すＣＣＤの方へ転送する。
この動作によりｊ列とｊ＋１列のキャリアが加算され
る。加算後、パルスφj,2、φj,3、φj,8により読出し
用アンプ３のセンシングチャネル部１５のポテンシャル
を高くし、キャリアを１５に転送し読出しを行えば、加
算信号が水平ラインに出力される。
【００５９】以上、ｊ列と（ｊ＋１）列の加算の方法に
ついて説明したが、この加算は２列だけでなくＣＣＤの
パルスにより多数列の加算も可能であることは言うまで
もない。
ついて説明したが、この加算は２列だけでなくＣＣＤの
パルスにより多数列の加算も可能であることは言うまで
もない。
【００６０】以上のセンサーの動作方法は、各列により
まず蓄積し、そのピーク検出を行い、着目している列の
信号が不足している場合加算を行うものである。
まず蓄積し、そのピーク検出を行い、着目している列の
信号が不足している場合加算を行うものである。
【００６１】それに対し、指定された領域（エリア）内
で、蓄積動作中に加算を行う方式について次に説明す
る。
で、蓄積動作中に加算を行う方式について次に説明す
る。
【００６２】測距領域指定動作は前述と同様に各画素部
に設けられたＳＲＡＭにパルスφj,4、ΦR,1により書き
込むことで行われる。
に設けられたＳＲＡＭにパルスφj,4、ΦR,1により書き
込むことで行われる。
【００６３】この後の蓄積動作における指定された２次
元領域に対して、ｊ列と（ｊ＋１）列の加算を蓄積動作
時から行う列について説明する。この場合はパルスφ
j,1，φj,2、φj,3、φj,5、φj,6、φj+1,1、
φj+1,2、φj+1,3、φj+1,5、φｊ＋１，６によりきま
る各半導体層のポテンシャルをそれぞれ、Ｖφｊ，１、
Ｖφj,2、Ｖφj,3、Ｖφj,5、Ｖφj,6、Ｖφj+1,1、Ｖ
φj+1,2、Ｖφj+1,3、Ｖφj+1,5、Ｖφj+1,6とする。
元領域に対して、ｊ列と（ｊ＋１）列の加算を蓄積動作
時から行う列について説明する。この場合はパルスφ
j,1，φj,2、φj,3、φj,5、φj,6、φj+1,1、
φj+1,2、φj+1,3、φj+1,5、φｊ＋１，６によりきま
る各半導体層のポテンシャルをそれぞれ、Ｖφｊ，１、
Ｖφj,2、Ｖφj,3、Ｖφj,5、Ｖφj,6、Ｖφj+1,1、Ｖ
φj+1,2、Ｖφj+1,3、Ｖφj+1,5、Ｖφj+1,6とする。
【００６４】この場合 Ｖφj,2、Ｖφj,3、＜Ｖφj,1（１） Ｖφj+1,1、Ｖφj+1,2、＜Ｖφj+1,3、＜Ｖφj+1,6、＜
φj+1,5、＜φj,6、＜φj,3（２） （１）、（２）を満足するように、上記パルスを印加す
る。
φj+1,5、＜φj,6、＜φj,3（２） （１）、（２）を満足するように、上記パルスを印加す
る。
【００６５】これにより、フォトダイオード４０、４１
で発生したキャリアは、以上のようなポテンシャルの関
係にしておけばすべてアンプ２のセンシングチャネル部
１４に集められる。これにより、蓄積期間中に水平方向
２画素分の加算信号がピーク出力ラインに読出される。
で発生したキャリアは、以上のようなポテンシャルの関
係にしておけばすべてアンプ２のセンシングチャネル部
１４に集められる。これにより、蓄積期間中に水平方向
２画素分の加算信号がピーク出力ラインに読出される。
【００６６】上記図７のセンサーを用いれば複数の領域
を指定し、上述の如くセンサーを作動させ指定領域から
の像信号を取り出し、以後上述の本発明の信号処理の実
行がなされる。
を指定し、上述の如くセンサーを作動させ指定領域から
の像信号を取り出し、以後上述の本発明の信号処理の実
行がなされる。
【００６７】尚、上記本発明に用いられるセンサーとし
ては図７に示されるもの以外でも良い。例えば図１０に
示した従来センサーを更に複数設けて、そのセンサーに
対して領域指定を行っても良いことはもちろんである。
この場合は信号補正は図７のセンサーの場合と全く同様
に行われるものである。
ては図７に示されるもの以外でも良い。例えば図１０に
示した従来センサーを更に複数設けて、そのセンサーに
対して領域指定を行っても良いことはもちろんである。
この場合は信号補正は図７のセンサーの場合と全く同様
に行われるものである。
【００６８】
【００６９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
撮影画面の基準となる位置における、焦点検出結果に対
する焦点検出光学系の光学特性に関する補正を予め記憶
しておき、撮影画面上で焦点検出すべき領域が決定され
ると、センサーから読み出だした被写体像信号の選択を
行い、選択された像信号に基づいて焦点検出演算を行
う。その後、前記領域の位置に対する補正量を基準位置
の前記補正情報と基準位置と選択領域の位置関係から算
出し、焦点検出結果に対して補正を行うようにしたの
で、画面の周辺部においても光学系の収差の影響を受け
ることなく、正確な焦点検出が可能となる。
撮影画面の基準となる位置における、焦点検出結果に対
する焦点検出光学系の光学特性に関する補正を予め記憶
しておき、撮影画面上で焦点検出すべき領域が決定され
ると、センサーから読み出だした被写体像信号の選択を
行い、選択された像信号に基づいて焦点検出演算を行
う。その後、前記領域の位置に対する補正量を基準位置
の前記補正情報と基準位置と選択領域の位置関係から算
出し、焦点検出結果に対して補正を行うようにしたの
で、画面の周辺部においても光学系の収差の影響を受け
ることなく、正確な焦点検出が可能となる。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１における焦点検出処理のプログラムの概略
フロー図である。
フロー図である。
【図３】焦点検出用光学系の収差の説明図である。
【図４】図３とともに焦点検出用光学系の収差を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
【図５】本発明の補正原理を説明するための説明図であ
る。
る。
【図６】本発明に用いる光学系の一実施例を示す構成図
である。
である。
【図７】本発明に採用するセンサーの一例におけるセン
サの画素の構成図である。
サの画素の構成図である。
【図８】図７に示したセンサーにおける光電変換部の断
面図である。
面図である。
【図９】図７に示したセンサーにおけるアンプ部のソー
ス、ゲート、ドレイン部の断面図である。
ス、ゲート、ドレイン部の断面図である。
【図１０】従来の焦点検出光学系の構成図である。
【図１１】図１０による焦点検出視野を示す説明図であ
る。
る。
【図１２】本発明における補正量とセンサー領域の関係
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図１３】本発明の補正処理動作フローを示す説明図で
ある。
ある。
４３ センサチップ ６１ マイクロコンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲山 寿樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−189415（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−221710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−47711（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−227108（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12
Claims (2)
- 【請求項１】 複数の光電変換素子が配設されたセンサ
ーチップ手段と、画面における異なる所定位置の焦点検
出領域にそれぞれ対応するセンサーチップ手段の光電変
換素子領域からの像信号に応じて所定位置の焦点検出領
域における焦点状態を検出する焦点検出装置において、
基準位置における光電変換素子領域の焦点検出用光学系
の光学特性に関わる補正情報を記憶する記憶手段からの
前記補正情報及び、前記所定位置の焦点検出領域に対応
する光電変換素子領域の位置と前記基準位置との位置関
係に基づいて前記所定位置の焦点検出領域に対応する光
電変換素子領域での補正情報を算出し、前記所定位置の
焦点検出領域に対応する光電変換素子領域で検出される
焦点状態を算出された補正情報で補正する補正手段を有
することを特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項２】前記焦点検出用光学系は複数の焦点検出領
域を包含する単一の開口を有する視野マスクが使用され
ることを特徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1877191A JP3109843B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1877191A JP3109843B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04256917A JPH04256917A (ja) | 1992-09-11 |
| JP3109843B2 true JP3109843B2 (ja) | 2000-11-20 |
Family
ID=11980899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1877191A Expired - Fee Related JP3109843B2 (ja) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3109843B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8223675B2 (en) | 2008-11-05 | 2012-07-17 | Sony Corporation | Information processing apparatus and duplex transmission method |
| US8279747B2 (en) | 2008-12-19 | 2012-10-02 | Sony Corporation | Information processing apparatus and signal transmission method |
| US8300750B2 (en) | 2008-07-31 | 2012-10-30 | Sony Corporation | Information processing device, signal processing method, and signal transmission method |
| US8402354B2 (en) | 2009-04-28 | 2013-03-19 | Sony Corporation | Signal processor and error correction process |
| US8402355B2 (en) | 2009-05-08 | 2013-03-19 | Sony Corporation | Signal processing device and error correction method |
| US8488713B2 (en) | 2008-09-08 | 2013-07-16 | Sony Corporation | Information processing apparatus, encoding method and signal transmission method |
| US8619899B2 (en) | 2008-09-03 | 2013-12-31 | Sony Corporation | Information processing apparatus and signal determination method |
| US8625639B2 (en) | 2008-10-07 | 2014-01-07 | Sony Corporation | Information processing apparatus and signal transmission method |
| US8625706B2 (en) | 2009-06-30 | 2014-01-07 | Sony Corporation | Signal processing apparatus, information processing apparatus, multilevel coding method, and data transmission method |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5724479A (en) * | 1994-12-28 | 1998-03-03 | Takahashi; Kei | Fluid flow controlling member |
| JP2006323172A (ja) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Olympus Corp | 合焦情報取得装置 |
| JP4907956B2 (ja) * | 2005-11-14 | 2012-04-04 | 株式会社リコー | 撮像装置 |
| JP5034429B2 (ja) | 2006-10-16 | 2012-09-26 | ソニー株式会社 | レンズ装置、撮像装置及び収差補正方法 |
| JP6271952B2 (ja) * | 2013-01-23 | 2018-01-31 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| JP6615258B2 (ja) * | 2018-04-13 | 2019-12-04 | キヤノン株式会社 | 制御装置、撮像装置、制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
-
1991
- 1991-02-12 JP JP1877191A patent/JP3109843B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8300750B2 (en) | 2008-07-31 | 2012-10-30 | Sony Corporation | Information processing device, signal processing method, and signal transmission method |
| US8619899B2 (en) | 2008-09-03 | 2013-12-31 | Sony Corporation | Information processing apparatus and signal determination method |
| US8488713B2 (en) | 2008-09-08 | 2013-07-16 | Sony Corporation | Information processing apparatus, encoding method and signal transmission method |
| US8625639B2 (en) | 2008-10-07 | 2014-01-07 | Sony Corporation | Information processing apparatus and signal transmission method |
| US8223675B2 (en) | 2008-11-05 | 2012-07-17 | Sony Corporation | Information processing apparatus and duplex transmission method |
| US8279747B2 (en) | 2008-12-19 | 2012-10-02 | Sony Corporation | Information processing apparatus and signal transmission method |
| US8402354B2 (en) | 2009-04-28 | 2013-03-19 | Sony Corporation | Signal processor and error correction process |
| US8402355B2 (en) | 2009-05-08 | 2013-03-19 | Sony Corporation | Signal processing device and error correction method |
| US8625706B2 (en) | 2009-06-30 | 2014-01-07 | Sony Corporation | Signal processing apparatus, information processing apparatus, multilevel coding method, and data transmission method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04256917A (ja) | 1992-09-11 |
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