JP3153472B2

JP3153472B2 - 自己走査型イメージセンサ

Info

Publication number: JP3153472B2
Application number: JP18221796A
Authority: JP
Inventors: 雅博川崎; 修進藤
Original assignee: 旭光学工業株式会社
Priority date: 1988-07-20
Filing date: 1996-07-11
Publication date: 2001-04-09
Anticipated expiration: 2016-04-09
Also published as: JPH0926541A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】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。

【０００２】

【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。従来の一眼レフカメラにおける
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。

【０００３】図３０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
射した被写体光線束は、一部が上記ハーフミラー部を透
過する。

【０００４】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。

【０００５】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、図３５に示すように、ファインダ視野17
6 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
が行われる。

【０００６】上記従来の測距ユニット160 は、図３１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 CCDイメージセンサ168 を備えている。

【０００７】上記視野マスク163 、コンデンサレンズ16
4 、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169 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。

【０００８】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。

【０００９】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 、167 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。

【００１０】セパレータレンズ166 、167 は、図３２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 （図３５参照）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
結像される。

【００１１】その再結像された像171aの合焦時（図３３
の（ａ）参照）の像間隔（像信号Ｓのピーク間隔）を図
３４の（ａ）に示すようにｄ₀ とすると、図３３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ｄ₁ がｄ₀ よりも
狭くなる。また図３３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、図３４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ｄ₂ がｄ₀ よりも
広くなる。

【００１２】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
カス量を求め、これらにより、撮影レンズ群Ｌを合焦位
置に駆動させている。

【００１３】そして、例えば、図３５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177 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
撮ることができる。

【００１４】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
中央ではなくて、周辺に配置した写真を撮りたい場合が
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。

【００１５】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、この合焦状態でフォーカスロックをかけ
て、図３６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 を配置し、かつ
被写体162 に合焦した写真を撮ることができる。

【００１６】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、構図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。

【００１７】そこで、図３５に破線で示すように、ファ
インダ視野176 の測距ゾーン177 の周辺に二つの周辺測
距ゾーン177a、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。

【００１８】この多点焦点検出装置は、図３７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 、2
12 によって導かれた被写体光線束ががそれぞれに結像
される、第１、第２および第３ CCDイメージセンサ168
、241 、242 とからなる。

【００１９】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232 から
なる。第２オートフォーカス光学系211 は、コンデンサ
レンズ部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233 からなる。なお、
図中符号 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イメーシ゛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。

【００２０】ところで、人物の撮影を行なう場合、撮影
者がファインダを通して人物を見る際、人物の顔を注視
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つ
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。

【００２１】しかし、上記の従来のいずれの焦点検出装
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、図３６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、図３５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、図３６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。

【００２２】また、多点測距装置のセンサチップは、図
３８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 、241 、242のデータの読出しを行なう
ようにすると、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。

【００２３】また、上記多点測距装置の CCDイメージセ
ンサ168 、241 、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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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 号公報など）。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。

【００２９】

【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、積分時間や積分信号の読出
しを自由に制御できる測距センサを提供することを目的
とする。また、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測距センサを提供すること
を目的とする。さらに本発明は、転送部による積分信号
（信号電荷）の転送距離を短くできる測距センサを提供
することを目的とする。

【００３０】

【発明の概要】前記目的を達成する本発明は、複数の異
なる測距ゾーンについて測距可能なイメージセンサであ
って、各測距ゾーン毎に、光電変換素子列を有する受光
部と、該各受光部の各光電変換素子で光電変換された信
号電荷をそれぞれ積分する積分部と、該積分部で積分さ
れた各信号電荷が転送され、転送された信号電荷をそれ
ぞれ一時的に保持する電荷保持部とを有し、各電荷保持
部に保持された各信号電荷が転送され、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、前記電
荷保持部は、前記各受光部の積分部からの転送および転
送された信号電荷の保持動作を、各受光部毎に独立して
実行することに特徴を有する。この構成によれば、複数
の異なる測距ゾーン毎に備えた受光部で光電変換し、積
分部で受光した信号電荷を、電荷転送部に転送する前
に、電荷保持部で一時的に保持し、さらに電荷保持部が
保持した信号電荷を、単一の電荷転送部によって読み出
すことがが可能になる。したがって、電荷転送部の状
態、例えば信号電荷を転送しているといないとにかかわ
らず、複数の測距ゾーンに対応する各積分部で積分した
信号電荷を独立して電荷保持部に転送できる。つまり、
各受光部毎に積分時間、つまり電荷蓄積時間を自由に変
更できるので、高輝度の被写体に対しても、積分値を飽
和させなくてすむ。しかも、信号電荷を電荷転送部に転
送するタイミングを自由に設定することが可能になり、
複数の受光部を備えていてもそれぞれの積分制御が容易
になり、単一の電荷転送部から読み出せるので読み出し
制御が容易になる。

【００３１】また、本発明は、複数の測距ゾーン内の被
写体光線束を受光する、測距ゾーン毎に設けられた複数
の受光部を有する測距センサユニットを備え、該測距セ
ンサユニットの該各受光部の出力信号に基づいて焦点検
出する焦点検出装置であって、前記測距センサユニット
は、各受光部としての、複数の光電変換素子からなる光
電変換素子列と、前記各光電変換素子列で変換された信
号電荷を積分する、各光電変換素子列毎に設けられた積
分部と、該積分部で積分された信号電荷が転送され、転
送された各信号電荷をそれぞれ一時的に保持する、各積
分部毎に設けられた電荷保持部と前記電荷保持部に保持
された信号電荷が転送され、転送された各信号電荷を順
番に出力する単一の電荷転送部とを備え、前記電荷保持
部は、前記各受光部の積分部からの転送および転送され
た信号電荷の保持動作を、各受光部毎に独立して実行す
ること、に特徴を有する。さらに本発明は、光電変換素
子列に近接して設けられた、該光電変換素子列が受光す
る光量を計測するモニタ受光部を備え、前記モニタ受光
部の受光量が規定値に達したとき、または所定の積分時
間が経過したときのいずれか早いときに、前記積分部で
積分された信号電荷を前記電荷保持部に転送する積分制
御手段と、を備えることが望ましい。この構成によれ
ば、各測距ゾーン内の被写体輝度に応じて積分時間が調
整されるので、特に被写体輝度が高い場合には、その輝
度に応じて積分時間が短縮され、高輝度の被写体に対し
ても積分値が飽和することなく正確な信号電荷が得られ
る。しかも、光電変換素子列毎に受光量をモニタして積
分時間を制御できるので、被写体の輝度が測距ゾーン毎
に大きく異なっても、すべての測距ゾーン内の被写体に
ついて、適切な信号電荷を得ることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】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、図３０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。

【００３３】ファインダー８のファインダ視野１１に
は、図１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１３、１４が設定さ
れている（図１参照）。なおこれらの測距ゾーン１２、
１３、１４は、例えばフォーカシングスクリーンに形成
された枠線により視覚化されている。

【００３４】一方ＡＦユニット５内には、測距装置とし
て測距センサユニット１５が設けられている。この測距
センサユニット１５は単一の集積回路基板１５ａで形成
されていて、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がほぼコ字状に配置されて
いる（図２参照）。 CCDイメージセンサ１６、１７、１
８が光電変換し、積分し、蓄積した信号電荷は、電荷転
送手段、読出手段としての転送レジスタ１９によって順
番に段階的に転送され、読み出される。

【００３５】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１ CCD
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、人物撮影において、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。

【００３６】図３および図４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１
ＡＦ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。

【００３７】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、１３、１４内の被写体
空中像が結像される。

【００３８】図３において、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173
（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、図９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
出瞳であり、楕円形をなす。これに対してセパレータレ
ンズ180 、181 および183 、184 が光線束を取り込む開
口領域190 、191 は、図１０に示すように円形である。

【００３９】ＡＦユニット５は、図３および図４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Ｉ
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 CCDイメージセンサ１６、１７、１８が形
成された集積回路基板15a とを有している。

【００４０】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、20
3b、203cが形成され（図６参照）、これら開口203a、20
3b、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、図６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。

【００４１】コンデンサレンズ201 は、図７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201b、201cの光軸201bo 、201co を結ぶ直線ｄ
ｘから上方（図７において）に所定距離離れたところに
位置している。なお、図７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、201c、201cと視野マスク203 の開
口203a、203b、203cとの位置関係は図示の通りである。

【００４２】プリズム板202 は、中央の平行平面版202a
の用側にプリズム202b、202cを有し、セパレータレンズ
Ｉは、図８に示すようにセパレータレンズ部166 、167
、180 、181 、183 、184 を有し、補助レンズ214 は
補助レンズ部214a、214b、214cを有している。

【００４３】絞りマスク204 は、図８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。

【００４４】この実施例では、視野マスク203 とコンデ
ンサレンズ201 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、203b、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201a、201b、201cのマスクＭ側面（図４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
166 、167 、180 、181 、183 、184 の絞りマスク204
側面（図４において上側）および反対側面の曲率半径が
∞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、入射側面の
補助レンズ部214a、214b、214cが10.416mm、射出側面が
∞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。

【００４５】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 、17
9 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。

【００４６】そして、第１、第２、第３ＡＦ光学系169
、178 、179 および第１、第２、第３ CCD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。

【００４７】図２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１ CCDイ
メージセンサ１６は、第１ＡＦ光学系169 の中心光軸Ｘ
上にあり（図３参照）、第２ CCD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３
CCD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。

【００４８】このように CCDイメージセンサ１６、１
７、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、信号電荷の転送距離を短
くすることができる。

【００４９】ところで、コンデンサレンズ部201b、201c
から第２、第３ CCDイメージセンサ１７、１８に向か
い、かつそれらの第２、第３ CCDイメージセンサ１７、
１８上にそれぞれ結像する光線束Ｑ₁ 、Ｑ₂ （図４参
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１ CCD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１６、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。

【００５０】なお、図４において、絞りマスク204 の開
口204a′に入射して第１ CCD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１ CCD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、同様に図５において、開口204cに
入射して第２ CCD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３ CCD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。

【００５１】また、図３において、セパレータレンズ18
0 、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 （図４
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 、14
a を介してその射出瞳173 の上下方向の開口領域190 、
191 に臨んでいる。

【００５２】このようにセパレータレンズ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13
a 、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図１０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。

【００５３】また、図３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 交わっている。また、Ｘ₁₁はセパレータレンズ18
1 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、Ｘ
₂₂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

【００５４】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。図１１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Ｃ
ＣＤ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。

【００５５】この焦点検出装置は、ＡＦ光学系として図
３および図４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２ CCD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、３０、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、長手方向に一列に配設された多数（例えば100 個
程度）の光電変換素子（ホトダイオード）を有する。ま
た第３ CCD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。

【００５６】CCDイメージセンサ２０、３０、４０は、
中央の第１ CCDイメージセンサ３０が水平方向に配置さ
れ、第２、第３ CCDイメージセンサ２０、４０がそれぞ
れ、第１ CCD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形
状に形成されている。

【００５７】各 CCDイメージセンサ２０、３０、４０の
内側には、電荷転送部あるいは読出部としての、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、３０、４０で
変換し、積分し、一時保存した信号電荷が、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。

【００５８】第２、第３受光部Ｓ１、Ｓ３は、第２、第
３ CCDイメージセンサ２０、４０の外側に、第１受光部
Ｓ２は、第１ CCD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。

【００５９】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
再結像される。

【００６０】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 には、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。

【００６１】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２
０、３０、４０に隣接して、積分ゲートＳＴが設けられ
ていて、各光電変換素子で交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
（図１３および図１４参照）。

【００６２】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Φ^- _Int1 、Φ^- _Int2 、Φ^- _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”（ローレベル）で積分をスタートさせ、同
“Ｈ”（ハイレベル）で積分をストップさせる（図１４
参照）。なお、本明細書において、Φの後の符号「^- 」
はトップバーを表わすものとする。

【００６３】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、ゲート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
ゲートである。ゲート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に転送させ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。

【００６４】ゲートΦ₁ 、Φ₂ は、転送レジスタ５１の
表面に交互に長手方向に繰り返し設けられた転送ゲート
である。転送ゲートΦ₁ 、Φ₂ 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。

【００６５】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、２３、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２
３、３３、４３で検出され、モニタ出力端子Ｍ１、Ｍ
２、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Φ^-
_Int1 、Φ^- _Int2 、Φ^- _Int3 が“Ｌ”になるとスタート
し、“Ｈ”になるとストップする。

【００６６】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、図１１には中央モニタ受光部３２および中央モニタ
出力部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 、33
c 、33d を示してある。各モニタ受光部分32a 、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、積分終了時に捨てら
れる。

【００６７】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11
9 に接続され（図２１参照）、モニタ出力端子Ｍ21、Ｍ
22、Ｍ23はオペアンプ７９、８０、８１にそれぞれ接続
されている（図１７参照）。

【００６８】モニタ出力端子Ｍ2Dと接続されているモニ
タ受光部分32a は遮光されている。この遮光されたモニ
タ受光部分32a 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 （図１７および図２１参照）を得ている。

【００６９】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。

【００７０】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、図１３の
（Ａ）〜（Ｆ）、図１４の（Ａ）〜（Ｃ）および図１９
を参照して説明する。図１３の（Ａ）は、図１１のXIII
−XIII線に沿った断面図、図１３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、
図１９はタイムチャートである。

【００７１】第２ CCD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Ｓ
Ｔ、ゲートΦ_T1、Φ_T は、集積回路基板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れた転送ゲ
ートΦ₁ 、Φ₂ れている。

【００７２】次に、上記 CCDイメージセンサ２０、３
０、４０の積分、電荷転送動作について、第２ CCDイメ
ージセンサ２０を例にして説明する。

【００７３】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（図１３の
（Ａ）参照）。積分中は、ゲートΦ_T2、Φ_T がともに
“Ｌ”である（図１９参照）。

【００７４】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ＳＴ下に蓄積された電荷が電荷
保持ゲートΦ_T1下に移動する（図１３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（図１３の
（Ｄ）図参照）。ほかの電荷保持ゲートΦ_T2、Φ_T3にお
いても同様に動作する。

【００７５】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（図１３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（図１３の（Ｆ）
参照）。

【００７６】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Φ₁ 、Φ₂ 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
段階的に転送され、 CCD出力部５２からビデオ信号とし
て出力される。

【００７７】以上の通り本実施例では、光電変換素子２
１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。

【００７８】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て、各信号は混合
されることなく、 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順番に出力
される。

【００７９】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２
０、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。

【００８０】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（プレディクタ演算など）を実
行して像の位相差を求め、ディフォーカス値、ＡＦモー
タの回転数および回転方向を算出する。

【００８１】図１４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、図１４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。

【００８２】積分ゲートＳＴの隣りには、積分コントロ
ールゲートΦ^- _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Φ^- _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Φ^- _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。

【００８３】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Φ^-
_Int1 が、“Ｌ”のときにはＰ⁺ 部のポテンシャルが高
く、積分コントロールートΦ^- _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。

【００８４】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Φ^- _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（図１４の（Ｂ）参照）。

【００８５】一方、積分ストップ時ｔ２には、積分コン
トロールゲートΦ^- _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Φ^- _Int1 のＮ⁺ 下まで流れ込み、
捨てられる（図１４の（Ｃ）参照）。

【００８６】図１５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Φ^- _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。

【００８７】図１６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ＦＥＴ
５６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のゲートは前記積分コント
ロールゲートΦ^- _Int1 に、ドレインは電源Ｖ_AAに接続さ
れる。

【００８８】上記モニタ受光素子の動作を説明する。積
分コントロールゲートΦ^- _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。

【００８９】積分コントロールゲートΦ^- _Int1 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。

【００９０】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、図１２に示した。
これは図１１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、図１１に示した CCDイメージセンサ23
0 に隣接してモニタセンサ受光部232a、232b、232c、23
2d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Φ^- _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Φ₁ 、
Φ₂ 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、図１１に示した測距センサと同様である。

【００９１】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の一実施例につい
て、図１７を参照して説明する。オシレータ６０は、 C
CDイメージセンサ２０、３０、４０を作動させるＸH_Z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。

【００９２】オシレータ６０からは1/4 ＸH_Z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 1/8ＸHz、1/1
6ＸHz、1/32ＸHz、1/64ＸHzのクロックパルスが出力さ
れる（図１９参照）。

【００９３】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Ａ
１、Ａ２、Ａ３のそれぞれの第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６
６、６８はそれぞれ４個の入力を持つ。クロック端子Φ
32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Φ₁ にバッファ６２
を介して、ゲートΦ₂ 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Φ₁ 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Φ₂ のレベルは、ゲートΦ₁ のレベルとは“Ｈ”、
“Ｌ”が逆になる（図１９参照）。

【００９４】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。

【００９５】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７
２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。

【００９６】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Φ^- _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 AND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７０の端子Ｑ^- 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Φ^- _TP のレベルは、マイコンにより
コントロールされる。

【００９７】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、Ｑ^- は、
出力端子Φ^- _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。

【００９８】出力端子Φ^- _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のレベルは、端子Ｃの立上り、つまり 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。

【００９９】一方後段のＤフリップフロップ７０の端子
Ｑ^- 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、Ｑ^- が
ともに“Ｈ”なので、 ANDゲート７１の出力、つまりシ
フトゲートΦ_T は“Ｈ”になる。その後、端子Ｑ^- が
“Ｌ”になるので、シフトゲートΦ_T は“Ｌ”に戻る。

【０１００】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Φ^- _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Φ^- _startが“Ｈ”のときには常時“Ｌ”であり、出
力端子Φ^- _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Φ^- _startのレベル
は、マイコンにより制御される。

【０１０１】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NANDゲート７４、７５、７６
の出力は、それぞれゲートΦ^- _INTI 、Φ^- _Int2 、Φ^-
_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Φ_TMに接続されている。

【０１０２】フリップフロップ回路Ａ１は、３段のＤ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。

【０１０３】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Ｑ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。

【０１０４】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Φ^- _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。

【０１０５】前段Ｄフリップフロップ８７の端子Ｄには
電源電圧ＶAAが印加され、端子Ｑには中断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。

【０１０６】後段Ｄフリップフロップ８９の端子Ｑ^-
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７
４の入力の他方とに接続されている。また ANDゲート９
０の出力は、フリップフロップ回路Ａ１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。

【０１０７】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NAND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。

【０１０８】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。

【０１０９】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、３
０、４０の積分をソフト制御によって強制的にストップ
させるための端子で、所定の積分時間が経過したときに
“Ｈ”にされる。

【０１１０】ＯＲゲート８４、８６の入力端子の他方
は、コンパレータ７８、８２の出力端子に接続され、Ｏ
Ｒ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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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、Ｏ
Ｒ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。

【０１１４】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。

【０１１５】図１８には、図１２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、図１７に
示した回路と同様である。

【０１１６】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、図１３、図１７および図１９を参照して説明する。

【０１１７】積分ストップ状態では、出力端子Φ^- _start
が“Ｈ”である。この状態では、Ｄフリップフロップ７
３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Φ^- _Int1 、Φ
^- _Int2 、Φ^- _Int3 が“Ｈ”となり、図１４の（Ｃ）に示
したように積分はされない。

【０１１８】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Ｑ^- 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。

【０１１９】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。

【０１２０】積分スタート時には、出力端子Φ^- _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、Ｄ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。

【０１２１】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８
７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。

【０１２２】したがって、前段Ｄフリップフロップ８
７、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
Ｑ^- 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Φ^- _start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。

【０１２３】よって、NANDゲート７４の両方の入力が
“Ｈ”になり、NAND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Φ^- _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（図１３および図１４の（Ｃ）参
照）。

【０１２４】他のフリップフロップＡ２，Ａ３も上記フ
リップフロップＡ１と同様に動作するので、積分コント
ロールゲートΦ^- _Int2 、Φ^- _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３２、４
２の積分が開始される。

【０１２５】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。

【０１２６】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Ｑ^- 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。

【０１２７】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Ｓ
Ｔ下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（図１３の（Ｃ）参照）。

【０１２８】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（図１３の（Ｄ）参
照）。

【０１２９】また、後段Ｄフリップフロップ８９の端子
Ｑ、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Φ^- _Int1 が“Ｈ”になるので、積分はされない
（図１４の（Ｃ）参照）。

【０１３０】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
Φ^- _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。

【０１３１】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。

【０１３２】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と同様に作動し、積分コントロ
ールゲートΦ^- _Int2 、Φ^- _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Φ^- _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知する。

【０１３３】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
Φ_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。

【０１３４】一方、後段Ｄフリップフロップ７０の端子
Ｑ^- （ ANDゲート７１の他方の入力端子）は、 ANDゲー
ト６８の出力が“Ｌ”から“Ｈ”に変わるときにその立
ち下りに追従して“Ｌ”になる。

【０１３５】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７
１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。

【０１３６】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_T1、Φ_T2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。以上が積分回路の主要な構成および動作である。

【０１３７】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、任意のタイミングで転送レジスタ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_T1、Φ_T2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。

【０１３８】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、図２０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_T1、Φ_T2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。

【０１３９】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Ｖideo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。Ｖ
ideo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。

【０１４０】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。

【０１４１】また、抵抗Ｒ１と差動増幅アンプ118 の反
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 、11
6 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。

【０１４２】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MOS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10
3 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。

【０１４３】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 、11
7 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。

【０１４４】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、Ｒ
７、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。

【０１４５】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３ CCD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。

【０１４６】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Ｒ
２、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。

【０１４７】同様に、抵抗Ｒ３、Ｒ７の抵抗値を２Ｒ
ｂ、Ｒ４、Ｒ８の抵抗値を４Ｒｂと設定しておけば、Ｇ
２、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。

【０１４８】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、端子Ａ／Ｄ_Inに出力される。

【０１４９】図２１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11
9 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６bit
Ａ／Ｄ変換器121 の出力に接続されていて、この抵抗Ｒ
９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。

【０１５０】６bit Ａ／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）

【０１５１】６bit Ａ／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≒２．４Ｖが与えられる。

【０１５２】このモニタ基準電圧Ｖ_Ref と各モニタ出力
Ｍ１、Ｍ21、Ｍ22、Ｍ23、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、２３、４２から正確な積分値を検出する
ことができる。

【０１５３】カメラシステムの説明図２２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。

【０１５４】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。

【０１５５】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 のプラス電圧が入力されている。
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。

【０１５６】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ＬＣＤ144 、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 、レリーズスイッチ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。

【０１５７】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ＣＰＵ13
0 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出を行なう。巻上制御回路13
5 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。

【０１５８】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。ＣＰＵ
130 は、上記CCD 処理回路138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。

【０１５９】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14
0 を駆動して合焦用レンズを駆動し、合焦を行なう。Ａ
Ｆ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、ＣＰＵ130 に入力する。

【０１６０】ＣＰＵ130 は、ＡＦモータ140 の回転数
を、ＡＦモータ用パルサ141 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。

【０１６１】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ＬＣＤ145 は、シャッタスピード、絞り値、
ストロボ、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。

【０１６２】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
ボタン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 が作
動してレリーズ、露出処理が行なわれ、露出終了後に巻
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。

【０１６３】ロックスイッチ148 がOFF のときは、測光
スイッチ146 、レリーズスイッチ147 がONされてもＣＰ
Ｕ130 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
辺回路に電力を供給する。

【０１６４】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。

【０１６５】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、ＳＣＫ、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。

【０１６６】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ＳＣＫからレンズ内ＲＯＭ150 に
出力し、レンズ内ＲＯＭ150 を活性化してＲＯＭデータ
をポートＳＩに出力させることにより行う。

【０１６７】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、図
２３〜図２９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。

【０１６８】図２３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 、S302）。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（S304) 。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、Ａ
Ｆ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（S305）、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）。

【０１６９】ロックスイッチ148 がOFF していれば、測
光スイッチ146 、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）。

【０１７０】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
のプログラムを実行するが、測光スイッチ146 等のスイ
ッチON操作がされれば後述のフローチャートに割り込
む。

【０１７１】測光スイッチ146 がONになると、図２４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。

【０１７２】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
にしてS323に進む。

【０１７３】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ＲＯＭ150 とシリアル通信を行なってレン
ズ情報を読み出す。

【０１７４】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（S327）、S328に進む。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モードとは、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。

【０１７５】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）。

【０１７６】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系止の解除、先幕
マグネットおよび後幕マグネットに通電してシャッタ幕
を磁気的に係止するレリーズ処理を開始する。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）。

【０１７７】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）。

【０１７８】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。

【０１７９】次に、S335のＡＦ処理サブルーチンについ
て、図２５および図２６を参照して説明する。まず、S3
41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。

【０１８０】S342では、積分中であるかどうか（積分bi
t 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。

【０１８１】S347では、出力端子Φ_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Φ^- _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。

【０１８２】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Φ_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、
４０の増幅ゲインＧを標準値１に設定し、S354に進む。

【０１８３】S354〜S369では、モニタ出力端子Ｍ１、Ｍ
２、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、３
０、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Ｍ1 、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
算が可能な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、３
０、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。

【０１８４】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回目の判定のときは
通常「０」なので、S355に進んで端子Φ_T1M が“Ｌ”で
あるかどうか、つまり、第２モニタ出力部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。

【０１８５】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２ CCD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。

【０１８６】S358では、第１ CCD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回目の判定のときは通常「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。

【０１８７】S360では、第１ CCD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。

【０１８８】S362では、第３ CCD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回目の判定のときは通常「０」なので、S363に
進んで端子Φ_T3M 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。

【０１８９】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３ CCD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。

【０１９０】S366ではＧが３であるかどうか、つまり上
記S354〜S366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。

【０１９１】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２．４Ｖにしたモニタ基準電圧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。

【０１９２】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。

【０１９３】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200m
S 積分させ、所定時間内にモニタ受光部２２、３２、４
２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
にてソフトのより積分をストップする。

【０１９４】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、４２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 CCS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倍またが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十分な測距演
算のための入力データを得ることができる。

【０１９５】次に、 CCDイメージセンサの積分、電荷転
送動作について、図２７および図２８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Φ_TMが“Ｌ”になることを条件に割り込む。入力端子
Φ_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Φ_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下に転送されている
（図１３の（Ｃ）および（Ｄ）参照）。

【０１９６】S371では、出力端子Φ_TPを“Ｌ”に変え、
S372に進む。出力端子Φ_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（図１３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。

【０１９７】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、３０、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。

【０１９８】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。パルスが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。

【０１９９】S376では、第３ CCD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。この処理を、パルスが１１９個出るまで繰
返し、第３ CCD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ＲＡ
Ｍに記憶する。

【０２００】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、S380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ＲＡ
Ｍに記憶する。この処理を、パルスが２１９個出るまで
繰返し、第１ CCD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
ＲＡＭに記憶する。

【０２０１】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、S384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ＲＡ
Ｍに記憶する。この処理を、パルスが３２９個出るまで
繰返し、第１ CCD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
ＲＡＭに記憶する。

【０２０２】以上のようにして CCDイメージセンサ４
０、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。

【０２０３】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Φ
_start を「１」にセットし、S389にて入力端子Φ_TMによ
る割込みを不可にする。

【０２０４】そして、S390、S391、S392にて上記ＲＡＭ
に記憶された CCD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。

【０２０５】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ＬＣＤ14
4 に合焦表示をし、合焦していなければS396に飛ぶ。

【０２０６】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。

【０２０７】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。

【０２０８】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。

【０２０９】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。

【０２１０】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ン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造でＡＦ撮影をすること
ができる。

【０２１１】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。

【０２１２】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り本発明は、
積分部と電荷転送部との間に電荷を一時的に保持する電
荷保持部を有するので、電荷転送部の状態にかかわら
ず、積分をストップすることができることとなり、特に
高輝度の被写体に対しても正確な測距データを得ること
が可能になる。しかも、簡単な制御回路で積分ストップ
の制御が可能になる。さらに、複数の測距ゾーン毎に対
応する測距センサに入射する光量をモニタし、そのモニ
タ受光部の受光量が規定の値に達したときに対応する測
距センサの積分を中止させる構成とすれば、各測距ゾー
ン毎に、積分時間を最適に制御することができる。この
ように本発明によれば、複数の測距ゾーン毎に、測距ゾ
ーン内の被写体の輝度にかかわらず正確な測距が可能な
ので、例えば、測距ゾーン毎に被写体距離を求めて最適
な被写界深度位置に合焦させる機能を有するＡＦ装置に
適用すれば、測距ゾーン毎に確実に測距ができるので、
きわめて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焦点検出装置を搭載した一眼レフカメ
ラの一実施の形態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である。

【図２】同実施例の CCDイメージセンサの正面図であ
る。

【図３】オートフォーカス光学系の配置状態を模式的に
示す斜視図である。

【図４】オートフォーカス光学系の配置を示す平面図で
ある。

【図５】図４に示したオートフォーカス光学系の側面図
である。

【図６】同オートフォーカス光学系の視野マスクの正面
図である。

【図７】同オートフォーカス光学系のコンデンサレンズ
の正面図である。

【図８】同オートフォーカス光学系のセパレータレンズ
部の配置を説明する図である。

【図９】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
図である。

【図１０】図３に示す射出瞳がビネッティングの影響を
受けた場合の、射出瞳と開口領域との関係を説明する図
である。

【図１１】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である。

【図１２】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である。

【図１３】図１１の CCDイメージセンサを切断線XIII-X
III に沿って切断して、電荷転送動作を模式的に示す動
作説明図である。

【図１４】図１１の切断線XIII-XIII 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
説明図である。

【図１５】CCDイメージセンサ部の別の実施例を図１３
と同様に切断して示す断面図である。

【図１６】モニタ受光部の断面図である。

【図１７】図１１に示した CCDイメージセンサの駆動制
御回路図である。

【図１８】図１２に示した CCDイメージセンサの駆動制
御回路図である。

【図１９】本実施例の CCDイメージセンサのタイムチャ
ートを示す図である。

【図２０】ビデオ信号処理回路図である。

【図２１】モニタ基準電圧Ｖ_Ref 作成回路図である。

【図２２】本発明を適用したＡＦ一眼レフカメラの一実
施の形態のシステムブロック図である。

【図２３】本実施の形態のＡＦ装置の動作を示すメイン
フローチャート図である。

【図２４】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図である。

【図２５】ＡＦ処理に関するフローチャートの一部を示
す図である。

【図２６】ＡＦ処理に関するフローチャートの残りの部
分を示す図である。

【図２７】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の一部分を示す図である。

【図２８】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の残りの部分を示す図である。

【図２９】ＡＦモータ停止動作に関するフローチャート
を示す図である。

【図３０】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である。

【図３１】従来のカメラの自動焦点検出装置の光学系を
模式的に示す図である。

【図３２】図３１に示した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である。

【図３３】従来の自動焦点検出装置による合焦操作を説
明する図である。

【図３４】従来の自動焦点検出装置による合焦操作を説
明する図である。

【図３５】従来の焦点検出用 CCDイメージセンサの検出
出力を説明する図である。

【図３６】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
構図して撮影する場合の撮影手順を説明する図である。

【図３７】従来のオートフォーカス光学系の配置を説明
する図である。

【図３８】従来の CCDイメージセンサの受光部の配置と
転送部の形状を示す正面図である。

【符号の説明】

１１ファインダー視野１２測距ゾーン１３測距ゾーン１４測距ゾーン１５測距センサユニット１５ａ集積回路基板１６ CCDイメージセンサ（光電変換素子列、積分部、
電荷蓄積部）１７ CCDイメージセンサ（光電変換素子列、積分部、
電荷蓄積部）１８ CCDイメージセンサ（光電変換素子列、積分部、
電荷蓄積部）２０ CCDイメージセンサ（光電変換素子列、積分部、
電荷蓄積部）３０ CCDイメージセンサ（光電変換素子列、積分部、
電荷蓄積部）４０ CCDイメージセンサ（光電変換素子列、積分部、
電荷蓄積部）２２モニタ受光部３２モニタ受光部４２モニタ受光部２３モニタ出力部３３モニタ出力部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１３０ＣＰＵ（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受光部Ｓ２受光部Ｓ３受光部ＳＴ積分ゲート Φ_INT1 積分コントロールゲート Φ_INT2 積分コントロールゲート Φ_INT3 積分コントロールゲート Φ_T1 電荷保持ゲート Φ_T2 電荷保持ゲート Φ_T3 電荷保持ゲート Φ_T シフトゲート Φ₁ 転送ゲート Φ₂ 転送ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/34 G02B 7/28 G03B 13/36 H01L 27/148

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の異なる測距ゾーンについて測距可
能なイメージセンサであって、各測距ゾーン毎に、光電変換素子列を有する受光部と、該各受光部の各光電変換素子で光電変換された信号電荷
をそれぞれ積分する積分部と、該積分部で積分された各信号電荷が転送され、転送され
た信号電荷をそれぞれ一時的に保持する電荷保持部とを
有し、各電荷保持部に保持された各信号電荷が転送され、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、前記電荷保持部は、前記各受光部の積分部からの転送お
よび転送された信号電荷の保持動作を、各受光部毎に独
立して実行することを特徴とする自己走査型イメージセ
ンサ。
【請求項２】請求項１記載の自己走査型イメージセン
サにおいて、前記各受光部の光電変換素子列はそれぞれ
直線状であることを特徴とする自己走査型イメージセン
サ。
【請求項３】請求項２記載の自己走査型イメージセン
サにおいて、前記複数の受光部の内の少なくとも一つの
受光部の光電変化素子列は、他の受光部の光電変換素子
列とは異なる方向に配置されていることを特徴とする自
己走査型イメージセンサ。
【請求項４】請求項１から３のいずれか一項記載の自
己走査型イメージセンサにおいて、前記積分部および電
荷保持部は前記複数の受光部毎に設けられ、前記複数の
電荷保持部が保持している信号電荷を同時に前記電荷転
送部に転送する転送制御手段を備えたことを特徴とする
自己走査型イメージセンサ。
【請求項５】請求項４記載の自己走査型イメージセン
サにおいて、前記電荷転送部に転送された各光電変換素
子毎の信号電荷は、各受光部の信号電荷毎に順番に前記
電荷転送部から出力されることを特徴とする自己走査型
イメージセンサ。
【請求項６】請求項１、４または５のいずれか一項記
載の自己走査型イメージセンサにおいて、前記電荷転送
部は連続した１本であることを特徴とする自己走査型イ
メージセンサ。
【請求項７】請求項１から６のいずれか一項記載の自
己走査型イメージセンサはさらに、前記各受光部の光電
変換素子列に近接して設けられた、各光電変換素子列に
入射する光量を計測するモニタセンサと、該モニタセン
サの受光量が規定値に達したとき、または所定の積分時
間が経過したときのいずれか早いときに、前記各積分部
で積分された信号電荷を前記電荷保持部に転送する積分
制御手段とを有することを特徴とする自己走査型イメー
ジセンサ。
【請求項８】請求項１から７のいずれか一項記載の自
己走査型イメージセンサにおいて、前記各光電変換素子
列、各積分部、各電荷保持部および電荷転送部は、単一
の集積回路基板に形成されていることを特徴とする自己
走査型イメージセンサ。
【請求項９】異なる複数の測距ゾーン内の被写体光線
束を対応する光電変換素子列で受光し、該各光電変換素
子列の出力に基づいて各測距ゾーン毎に焦点状態を検知
する焦点検出装置であって、前記各光電変換素子列の各光電変換素子で変換された信
号電荷をそれぞれ蓄積する、各光電変換素子列毎に設け
られた積分部と、該各積分部で積分された信号電荷が積分部毎に転送さ
れ、転送された各信号電荷をそれぞれ一時的に保持す
る、各積分部毎に設けられた電荷保持部と、該電荷保持部に保持された信号電荷が転送される単一の
電荷転送部と、前記各積分部から前記電荷転送部まで転送された各信号
電荷を順番に読み出す読出し手段とを備え、前記複数の光電変換素子列の少なくとも一つは他の光電
変換素子列とは異なる方向に配置され、前記電荷保持部は、前記各積分部からの転送および転送
された信号電荷の保持動作を、各測距ゾーン毎に独立し
て実行すること、を特徴とする焦点検出装置。
【請求項１０】複数の測距ゾーン内の被写体光線束を
受光する、測距ゾーン毎に設けられた複数の受光部を有
する測距センサユニットを備え、該測距センサユニット
の該各受光部の出力信号に基づいて焦点検出する焦点検
出装置であって、前記測距センサユニットは、各受光部としての、複数の
光電変換素子からなる光電変換素子列と、前記各光電変換素子列で変換された信号電荷を積分す
る、各光電変換素子列毎に設けられた積分部と、該積分部で積分された信号電荷が転送され、転送された
各信号電荷をそれぞれ一時的に保持する、各積分部毎に
設けられた電荷保持部と前記電荷保持部に保持された信
号電荷が転送され、転送された各信号電荷を順番に出力
する単一の電荷転送部と、を備え、前記電荷保持部は、前記各受光部の積分部からの転送お
よび転送された信号電荷の保持動作を、各受光部毎に独
立して実行することを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１１】請求項１０記載の焦点検出装置におい
て、前記測距ゾーンは異なる複数位置に設定され、前記
光電変換素子列、前記積分部および電荷保持部は前記各
測距ゾーンに対応させて設けられ、前記電荷転送部は連
続した１本として設けられていることを特徴とする焦点
検出装置。
【請求項１２】請求項１１記載の焦点検出装置におい
て、少なくとも、前記１個の測距ゾーンに対応する光電
変換素子列は、他の測距ゾーンに対応する光電変換素子
列とは異なる方向に配置されていることを特徴とする焦
点検出装置。
【請求項１３】請求項１０から１２のいずれか一項記
載の焦点検出装置は、前記複数の電荷保持部が保持して
いる信号電荷を同時に前記電荷転送部に転送する転送制
御手段を備えたことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１４】請求項１３記載の焦点検出装置におい
て、前記電荷転送部に転送された各光電変換素子毎の信
号電荷は、各光電変換素子列毎に順番に前記電荷転送部
から出力されることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１５】請求項１０から１４のいずれか一項記
載の焦点検出装置はさらに、前記光電変換素子列に近接
して設けられた、該光電変換素子列が受光する光量を計
測するモニタ受光部を備え、前記モニタ受光部の受光量
が規定値に達したとき、または所定の積分時間が経過し
たときのいずれか早いときに、前記積分部で積分された
信号電荷を前記電荷保持部に転送する積分制御手段と、
を備えていることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項１６】請求項１０から１５のいずれか一項記
載の焦点検出装置において、前記各光電変換素子列、各
積分部、各電荷保持部および電荷転送部は、単一の集積
回路基板に形成されていることを特徴とする焦点検出装
置。