JP3203742B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】電荷蓄積型イメージセンサーを用
いた焦点検出装置の電荷蓄積時間又は電荷蓄積領域の制
御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】撮影レンズを通った被写体光により被写
体像を電荷蓄積型イメージセンサー上に形成し、このイ
メージセンサーから得られた被写体像信号に基づき前記
撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出装置が知られ
ている。このような焦点検出装置においては、撮影画面
上に設定された焦点検出領域に形成される被写体像がイ
メージセンサーにより光電変換される。

【０００３】電荷蓄積型イメージセンサーを用いた場
合、被写体の輝度に関わらず得られる被写体像信号が焦
点検出演算に適するレベルの値となるようにように電荷
蓄積時間を制御する必要がある。この制御の方法とし
て、例えば、被写体像信号のピーク値が焦点検出演算に
適するレベルの値になるように蓄積時間を制御すること
が知られている。

【０００４】主要被写体と背景の輝度差が少ない通常の
撮影状況で、この制御方法により焦点検出する時は問題
ない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ストロ
ボ撮影を行うような状況では、比較的暗い主要被写体の
背景に街灯やネオンのような高輝度が存在する場合が多
い。従来の焦点検出装置においては、焦点検出領域内に
主要被写体と著しく高輝度な背景とが共存し、電荷蓄積
型イメージセンサーの電荷蓄積時間が高輝度な背景に対
して被写体像信号が適当なレベルとなるように制御され
るので、背景部分の被写体像信号は適当なコントラスト
を有し焦点検出可能となり、一方、主要被写体部分の被
写体像信号は低レベルな出力となってしまいコントラス
トが得られず焦点検出不能となる。

【０００６】このため、背景に対して焦点状態を検出し
その結果に応じてレンズを駆動すると背景にピントが合
い、一方で本来ピントを合わせたい主要被写体がピント
ボケになってしまうという問題があった。かかる状態を
詳述すると次のようになる。例えば、図６（Ａ）のよう
にストロボ撮影が必要な暗い状態で中央に人物、背景に
建物が画面内に配置している場合を考えてみる。図６
（Ｂ）の如く焦点検出領域５１が設定されていると、被
写体像信号としては図７（Ａ）のように建物の窓部分の
明かりが所定レベルの信号となるように制御されるので
窓の明かりに焦点検出し、図７（Ａ）の中央部分の信号
は低レベルであるため結果として人物に対しては焦点検
出ができなくなってしまっていた。

【０００７】そこで、本発明は上記問題を解決し、スト
ロボ撮影を行うような状況において、主要被写体と背景
の輝度差に関わらず確実に主要被写体に対して焦点検出
可能とすることを目的とする。

【０００８】

【問題点を解決する為の手段】本発明の焦点検出装置
は、電荷蓄積が同時に制御される複数画素（５６，５
７）からなり、該複数画素が受光する光量に応じた被写
体像信号を発生する電荷蓄積型イメージセンサ（１１）
と；電荷蓄積型イメージセンサーの電荷蓄積時間を制御
する蓄積制御手段（１５）と；画面内（５０）に設定さ
れる焦点検出領域（５１）における焦点状態を検出する
ため前記被写体像信号に基づき焦点検出演算を行う焦点
検出演算手段（１２）と；からなる焦点検出装置におい
て、前記蓄積制御手段（１５）は、前記被写体像の高輝
度な部分に対応する被写体像のレベルが前記焦点検出演
算に適切となるように（図７(A)）前記電荷蓄積時間を
制御する第１の電荷蓄積時間制御モード（Ｓ３９０）
と、前記被写体像の低輝度な部分に対応する被写体像信
号のレベルが前記焦点検出演算に適切となるように（図
７(B)、(C)）前記電荷蓄積時間を制御する第２の電荷蓄
積時間制御モード（Ｓ３５０）とを備え、前記被写体を
照明する外部の照明手段（９）による照明が行われる場
合は、前記蓄積制御手段（１５）により前記第１の電荷
蓄積時間制御モードと前記第２の電荷蓄積時間制御モー
ドに基づいて前記電荷蓄積型イメージセンサにより１回
の焦点検出につき２回の電荷蓄積動作（Ｓ３２０，Ｓ３
６０）を行わせるとともに、前記第１の電荷蓄積時間制
御モードにより得られた前記被写体像信号に基づき前記
焦点検出手段（１２）により算出された第１の焦点検出
演算結果と、前記第２の電荷蓄積時間制御モードにより
得られた前記被写体像信号に基づき前記焦点検出手段
（１２）により算出された第２の焦点検出演算結果とを
比較し、より近距離を示す焦点検出演算結果を選択する
（Ｓ３７０）焦点検出制御手段（１５）を備えることと
する。また、電荷蓄積が同時に制御される複数画素（５
６，５７）からなり、該複数画素が受光する光量に応じ
た被写体像信号を発生する電荷蓄積型イメージセンサ
（１１）と；電荷蓄積型イメージセンサーの電荷蓄積時
間を制御する蓄積制御手段（１５）と；画面内（５０）
に設定される焦点検出領域（５１）における焦点状態を
検出するため前記被写体像信号に基づき焦点検出演算を
行う焦点検出演算手段（１２）と；からなる焦点検出装
置において、前記蓄積制御手段（１５）は、前記被写体
像の高輝度な部分に対応する被写体像のレベルが前記焦
点検出演算に適切となるように（図７(A)）前記電荷蓄
積時間を制御する第１の電荷蓄積時間制御モード（Ｓ３
９０）と、前記被写体像の低輝度な部分に対応する被写
体像信号のレベルが前記焦点検出演算に適切となるよう
に（図７(B)、(C)）前記電荷蓄積時間を制御する第２の
電荷蓄積時間制御モード（Ｓ３５０）とを備え、前記被
写体を照明する外部の照明手段（９）による照明が行わ
れる場合は、前記第２の電荷蓄積時間制御モードを実行
し、前記照明手段による照明が行われない場合は前記第
１の電荷蓄積時間制御モードを実行する切換手段（１
５，７８、７９，８２）を備えることとする。

【０００９】

【作用】本発明においては、被写体を照明する外部照明
手段による照明が行われる場合には、被写体像の高輝度
な部分に対応する被写体像信号のレベルが焦点検出演算
に適切となるように電荷蓄積時間を制御する第１の電荷
蓄積時間制御モードにより得られた被写体像信号に基づ
いて焦点検出演算された第１の焦点検出演算結果と、被
写体像の高輝度な部分に対応する被写体像信号のレベル
が焦点検出演算に適切となるように電荷蓄積時間を制御
する第２の電荷蓄積時間制御モードにより得られた被写
体像信号に基づいて焦点検出演算された第２の焦点検出
演算結果とを比較し、より近距離を示す焦点検出演算結
果を選択するため、焦点検出領域内に輝度差のある主要
被写体と背景が共存するようなストロボ撮影時には、主
要被写体と背景の輝度差に関わらず確実に至近にある主
要被写体を焦点検出することが可能になる。また、被写
体を照明する外部照明手段による照明が行われる場合
は、第２の電荷蓄積時間制御モードを実行し、照明手段
による照明が行われない場合は第１の電荷蓄積時間制御
モードを実行する切換手段を備えるため、焦点検出領域
内に主要被写体と著しく高輝度な背景が共存するような
ストロボ撮影時には、通常撮影時と比較して低輝度を重
視した電荷蓄積型イメージセンサーの蓄積制御を行うの
で、低輝度な主要被写体に対しても焦点検出が可能とな
り、高輝度な背景に合焦してしまうことを防ぐことがで
きる。

【００１０】

【実施例】本発明の実施例を図１以降の図面に沿って説
明する。 ＜本発明のブロック図＞図１は本発明の実施例のブロッ
ク図である。カメラボディ１に対しレンズ２は交換可能
に構成されており、図１ではレンズ２がカメラボディ１
に装着された状態を示している。

【００１１】撮影光学系３を通る被写体からの光束は、
ハーフミラーから構成されるメインミラー４によりファ
インダー５とサブミラー６方向に分割される。ファイン
ダー光路中に配置されたハーフミラー７により反射され
た光束は、不図示の光学系により画面内の輝度分布を測
定するために測光センサー１６に導かれる。測光センサ
ー１６の出力は測光演算回路１７により測光演算され
て、被写体を撮影するための最適露出値が決定される。
なお、測光センサー１６は後述の焦点検出領域を含むよ
り広い領域を測光領域としてカバーしている。

【００１２】サブミラー６によりさらにボディ底方向に
偏向された光束は、フィルム面と共役な撮影光学系３の
予定焦点面８の近傍に配置された図２で説明する焦点検
出光学系１０を介してＡＦ用の電荷蓄積型イメージセン
サー１１（以後センサーと略す。）に導かれる。焦点検
出光学系１０とセンサー１１とは、画面上に設定された
焦点検出領域において焦点検出が可能なように構成され
ている。

【００１３】センサー１１は、センサー上に形成された
被写体像を光電変換して被写体像の強度分布に対応する
被写体像信号を発生し、被写体像信号を焦点検出演算回
路１２に送る。焦点検出演算回路１２は、被写体像信号
を周知の焦点検出演算で処理し、撮影光学系３の結像面
と予定焦点面８との間のデフォーカス量を算出する。

【００１４】また、モータ駆動制御回路１３は、求めら
れたデフォーカス量に基づきモータ１４の駆動方向及び
駆動量を制御する。モータ１４は、撮影光学系３と機械
的に結合しており、モータ１４の駆動量と駆動速度とが
制御されることにより、撮影光学系３を合焦位置に移動
する。蓄積制御回路１５は、センサー１１の蓄積時間を
制御する。

【００１５】ストロボ９は、カメラボディ１に着脱可能
または内蔵可能であり、発光管１８は発光制御回路１９
の制御のもとに発光する。また、ストロボ９は、マニュ
アルまたは自動により撮影時にストロボ照明を行うスト
ロボ撮影モードとストロボ照明を行わない通常撮影モー
ドに切り換えることができる。発光制御回路１９は、ス
トロボ９の撮影モード状態の情報を蓄積制御回路１５に
与える。 ＜焦点検出光学系およびセンサーの説明＞焦点検出光学
系１０およびセンサー１１の構成例を図２に示す。

【００１６】焦点検出光学系１０は、開口部３１を有す
る視野マスク３０、コンデンサーレンズ３２、１対の絞
り開口部３６，３７を有する絞りマスク３５、１対の再
結像レンズ４６，４７からなり、撮影光学系３により形
成された１次像を１対の受光部５６，５７を有するＣＣ
Ｄ等のセンサー１１上に１対の２次像として再結像して
いる。受光部５６，５７はそれぞれ複数の画素から構成
され、その電荷蓄積時間は前述の蓄積制御回路１５によ
り同時に制御される。

【００１７】また視野マスク３０の開口部３１は撮影光
軸２０上の予定焦点面８の近傍に配置されており、開口
部３１の形状が図３の如く画面５０上に焦点検出領域５
１を設定することになる。以上のような構成において、
１対の絞り開口部３６，３７はコンデンサーレンズ３２
により撮影光学系３の射出瞳近傍の面６０の光軸２０に
対して対称な１対の領域６６，６７に投影されており、
この領域を通る光束は、視野マスク３０付近でまず一次
像を形成する。視野マスク３０の開口部３１に形成され
た一次像は更に、コンデンサーレンズ３２、１対の絞り
開口部３６，３７を通り、１対の再結像レンズ４６，４
７によりセンサー１１の１対の受光部５６，５７上に１
対の二次像として形成される。

【００１８】１対の二次像の強度分布は受光部５６，５
７で光電変換され、電気的な被写体像信号となる。セン
サー１１上で対になった二次像の受光部対並び方向の相
対的位置関係を、センサー１１が発生する被写体像信号
を用いて検出することにより、周知の方法により撮影光
学系３のデフォーカス量を検出できる。 ＜焦点検出演算回路の説明＞焦点検出演算回路１２では
一対の被写体像信号をそれぞれ３ブロック分割し、それ
ぞれのブロックに対して周知の焦点検出相関演算処理を
施す。そして、センサー１１上で対になった二次像の受
光部並び方向の相対的位置関係を検出することにより、
図３に示す画面５０上の焦点検出領域５１の３ブロック
５２，５３，５４における焦点状態を求める。 ＜蓄積制御動作の説明＞蓄積制御回路１５は、モニタ
ー部７２，７３，７４からの信号によって蓄積時間を決
める方法、前回の被写体像信号を用いて蓄積時間を決
める方法、又は測光演算値を用いて蓄積時間を決める
方法によって蓄積時間を制御する。以下、３つに大別し
て説明する。 ．モニター信号を用いる場合。

【００１９】図４（Ａ）に蓄積時間制御用のモニター回
路を有するセンサー１１の構成を示す。一対の受光部５
６，５７を構成する複数画素は、蓄積制御回路１５から
の蓄積開始信号により電荷蓄積を開始する。蓄積された
電荷は、蓄積終了信号によりシフトレジスタ７０に移さ
れて転送され、アンプ７１で増幅されて被写体像信号と
して出力される。

【００２０】また受光部５６の近傍に配置されたモニタ
ー部７２，７３，７４は、受光部５６のそれぞれ左領
域、中央領域、右領域に形成された被写体像の強度の平
均的なレベルを検出するための手段である。これらモニ
ター部７２，７３，７４は、蓄積開始信号により電荷蓄
積を開始し、蓄積された電荷量に対応するモニター電圧
信号を発生する。

【００２１】各モニター電圧信号と参照電圧Ｖrefと
は、コンパレーター７５，７６，７７に入力され比較さ
れる。コンパレーター７５，７６，７７の出力ＭL，Ｍ
C，ＭRは、各モニター電圧信号がＶref以下となった時
Ｌ（Low ）からＨ（High）に反転する。出力ＭL、ＭRと
ＧＮＤは蓄積制御回路１５からの選択信号により制御さ
れるスイッチ７８，７９を介してＯＲ回路８０に入力さ
れ、出力ＭCは直接ＯＲ回路８０に入力する。蓄積制御
回路１５は、ＯＲ回路８０の出力であるモニター信号の
ＬからＨへの立ち上がりを検出して受光部５６，５７に
蓄積終了信号を出す制御を行う。

【００２２】各モニター電圧信号と出力ＭL，ＭC，ＭR
とを図５を用いて説明する。モニター電圧信号は蓄積の
開始以前はリセットレベルにリセットされ蓄積開始とと
もに、蓄積電荷量に応じて電圧が低下していく。この電
圧低下の度合いは被写体像の輝度に応じており、暗い場
合は度合いが緩やかになり、明るい場合は度合いが急激
になる。

【００２３】各モニター電圧信号は各コンパレーターで
参照電圧Ｖrefと比較され、Ｖref以下となった時、コン
パレーター７５，７６，７７の出力ＭL，ＭC，ＭRがＬ
からＨに反転する。蓄積開始からコンパレータ反転まで
の時間が、モニター部７２，７３，７４に対応する受光
部５６の左領域、中央領域、右領域の画素出力が適正な
レベルとなる蓄積時間となる。

【００２４】蓄積制御回路１５は上記選択信号により、
焦点検出領域の中央ブロック５３に合わせて画素出力レ
ベルを適正化するか、焦点検出領域の３つのブロックの
うち一番明るいブロックに合わせて画素出力レベルを適
正化するかなどを選択できるが、一般に主要被写体は画
面中央に存在する確率が高いので、モニター領域を中央
のみに限定することで、周辺の背景の明るい物体に惑わ
されずに主要被写体に対し被写体像信号を適正なレベル
となるようにすることができる。

【００２５】従って、ストロボ撮影モードが選択されて
いるような時は、モニター領域を中央のみに限定すれ
ば、主要被写体に対し被写体像信号を適正なレベルとな
るようにすることができる。また蓄積制御回路１５は参
照電圧Ｖrefをより高くすることにより、被写体像の明
るい部分に重点を置いた蓄積制御を、参照電圧Ｖrefを
より低くすることにより、被写体像の暗い部分に重点を
置いた蓄積制御を行うことができる。

【００２６】また図４（Ｂ）の如くスイッチ７８，７９
を廃止して出力ＭL、ＭRを常時ＯＲ回路８０に入力させ
るとともに、出力ＭL、ＭC、ＭRをＡＮＤ回路８１に入
力させＡＮＤ回路８１の出力とＯＲ回路８０の出力のど
ちらをモニター信号として使用するかを選択信号により
スイッチ８２で切り換える構成にしてもよい。例えば、
低輝度被写体を重視する場合はＡＮＤ回路８１の出力を
モニター信号として使用し、通常時はＯＲ回路８０の出
力をモニター信号として使用することができる。

【００２７】図８は、本発明の動作フローチャートの第
１実施例であって、蓄積制御回路１５がモニター信号を
使用して、センサー１１の蓄積時間を制御する場合の例
である。まず、図４（Ａ）のセンサー１１の場合を説明
する。ステップ１００で電源ＯＮして、ステップ１１０
に進む。

【００２８】ステップ１１０において、蓄積制御回路１
５が発光制御回路１９からの撮影モード状態情報を受
け、ストロボ９がＯＮ状態（撮影時にストロボが発光す
る状態）か否かを判定する。ストロボ９がＯＮ状態と肯
定判定されると、即ちストロボ撮影モードの場合は、蓄
積制御回路１５が、選択信号によりモニター部７３を選
択し、焦点検出領域の中央ブロック５３に合わせて画素
出力レベルを適正制御する（ステップ１２０）。

【００２９】一方、ステップ１１０においてストロボ９
がＯＦＦ状態と否定判定されると、即ち通常撮影モード
の場合は、蓄積制御回路１５が、選択信号によりモニタ
ー部７２，７３，７４を選択し、焦点検出領域全体に合
わせて画素出力レベルを適正制御する（ステップ１３
０）。ステップ１４０において、蓄積制御回路１５は選
択指定されたモニター部を用いてセンサー１１の蓄積時
間の制御を行う。

【００３０】ステップ１５０において、焦点検出演算回
路１２は被写体像信号をセンサー１１から読み込んで処
理し、撮影光学系３のデフォーカス量を算出する。ステ
ップ１６０において、モータ駆動手段１３は算出された
デフォーカス量に基づきモーター１４を用いて撮影光学
系３を合焦位置へと駆動する。そしてステップ１１０に
戻り上記の動作を繰り返す。

【００３１】以上説明した動作により、ストロボ撮影時
には自動的に焦点検出領域におけるモニター領域が全体
領域から中央の領域に狭められる。一般に主要被写体は
画面中央に存在する確率が高いので、モニター領域を中
央のみに限定することにより背景の明るい物体に惑わさ
れずに、主要被写体に対し被写体像信号を適正なレベル
となるようにすることができる。

【００３２】なお、ステップ１５０において焦点検出演
算回路１２は常時焦点検出領域全体で焦点検出を行って
もよいし、ストロボ撮影モード時はモニター領域に合わ
せて焦点検出領域の中央部のみで焦点検出を行うように
してもよい。また、ステップ１２０、ステップ１３０、
ステップ１４０の動作を以下のようにしてもよい。

【００３３】ステップ１２０では、ストロボ撮影モード
の場合は、蓄積制御回路１５は選択信号により、モニタ
ー部７２，７３，７４を選択し、焦点検出領域全体に合
わせて画素出力レベルを適正制御するとともに、参照電
圧Ｖrefを通常の電圧より低下させる。ステップ１３０
では、通常撮影モードの場合は、蓄積制御回路１５は選
択信号により、モニター部７２，７３，７４を選択し、
焦点検出領域全体に合わせて画素出力レベルを適正制御
するとともに、参照電圧Ｖrefを通常の電圧とする。

【００３４】ステップ１４０では、蓄積制御回路１５は
設定された参照電圧でモニター部７２，７３，７４を用
いてセンサー１１の蓄積時間の制御を行う。このような
動作ではストロボ撮影モードの場合は自動的に参照電圧
Ｖrefが低下され、蓄積時間が撮影モードの場合より延
長されることになり、ストロボ撮影対象となる低輝度な
主要被写体に対しても、背景の明るい物体に惑わされず
に、主要被写体部分の被写体像信号を適正なレベルにす
ることができる。

【００３５】次に、図４（Ｂ）のセンサー１１の場合を
説明する。ステップ１２０、ステップ１３０、ステップ
１４０の動作が以下のようになる。ステップ１２０で
は、ストロボ撮影モードの場合は、蓄積制御回路１５は
選択信号により、ＡＮＤ回路８１の出力をモニター信号
とするためモニター部７２，７３，７４のモニター出力
ＭL、ＭC、ＭRのうち一番最後の出力で制御することに
なる。

【００３６】ステップ１３０では、通常撮影モードの場
合は、蓄積制御回路１５は選択信号により、ＯＲ回路８
０の出力をモニター信号とするためモニター部７２，７
３，７４のモニター出力ＭL、ＭC、ＭRのうち一番最初
の出力で制御することになる。ステップ１４０では、蓄
積制御回路１５は選択されたモニター信号を用いてセン
サー１１の蓄積時間の制御を行う。

【００３７】このような動作ではストロボ撮影時にはモ
ニター出力ＭL、ＭC、ＭRのうち一番最後に出力される
ものが選択されることにより被写体の暗い部分に合わせ
て蓄積時間が最適化されることになり、ストロボ撮影対
象となる低輝度な主要被写体に対しても、背景の明るい
物体に惑わされずに、主要被写体部分の被写体像信号を
適正なレベルとなるようにすることができる。 ．前回の被写体像信号を用いる場合 -1 被写体像信号のピーク値を蓄積時間を決定する所
定値にする場合 蓄積制御回路１５からの蓄積開始信号によりセンサー１
１が電荷蓄積を開始し、センサー１１の各画素のうちの
被写体像信号のピーク値が所定値に達した時点でセンサ
ー１１の電荷蓄積を終了し、この終了時点の被写体像信
号から焦点検出を行う方式である。例えば 図７（Ａ）
のようにある画素の被写体像信号のピーク値が所定値Ｐ
ｋに達したら、センサー１１の電荷蓄積を終了する。

【００３８】ここに、前回の蓄積における蓄積時間をＴ
ｐ、被写体像信号のピーク値をＰｐ、所定値をＰｋとし
た場合に今回制御すべき蓄積時間Ｔｑを数式１により決
定する。

【００３９】

【数１】Ｔｑ＝Ｔｐ＊Ｐｋ／Ｐｐ かかる蓄積時間Ｔｑで今回蓄積される被写体像信号のピ
ーク値Ｐｑは、所定値Ｐｋと同値となる。このように被
写体像信号を用いる場合であっても、で説明したモー
ド切換えをしてもよい。即ち、上記ピーク値Ｐｐを図３
に示す焦点検出領域全体５１に渡る被写体像信号から抽
出する全体モードと、焦点検出領域の中央領域５３から
抽出する中央モードとを状況に応じて切り換えてもよ
い。

【００４０】この場合には、例えば、図６（Ｂ）の状況
に全体モードを選択した場合は、結果として得られる被
写体像信号は図７（Ａ）のようになり、建物の窓部分の
明かりがピーク値として所定値Ｐｋとなる。同じ状況に
おいて、中央モードを選択した場合は、結果として得ら
れる被写体像信号は図７（Ｃ）のようになり、人物部分
がピーク値として所定値Ｐｋとなる。この場合、明るい
部分は信号の飽和レベルＳにクリップされてしまう。こ
のようにすることで周辺の背景の明るい物体に惑わされ
ずに主要被写体に対し被写体像信号を適正なレベルにす
ることができる。

【００４１】モード切換えを行わず全体モードを選択し
ている場合においても、蓄積制御回路１５は所定値Ｐｋ
をより高い値に変更することで、被写体像の暗い部分に
重点を置いた蓄積制御を行うことができる。また図３の
ごとく３つに分割されたブロック毎に、数式１を適用
し、各ブロック毎の最適蓄積時間を算出し、暗い部分を
重視したい場合にはその中で一番長い蓄積時間を採用す
るようにしてもよい。 -2 被写体像信号の平均値を蓄積時間を決定する所定
値にする場合 蓄積制御回路１５からの蓄積開始信号によりセンサー１
１が電荷蓄積を開始し、センサー１１の各画素のうちの
被写体像信号の平均値が所定値に達した時点でセンサー
１１の電荷蓄積を終了し、この終了時点の被写体像信号
から焦点検出を行う方式である。例えば 図７（Ｂ）の
ようにある画素の被写体像信号の平均値が所定値Ｒｋに
達したら、センサー１１の電荷蓄積を終了する。

【００４２】前回の蓄積における蓄積時間をＴｐ、被写
体像信号の平均値をＲｐ、所定値をＲｋとした場合に今
回制御すべき蓄積時間Ｔｑを数式２により決定する。

【００４３】

【数２】Ｔｑ＝Ｔｐ＊Ｒｋ／Ｒｐ かかる蓄積時間で今回蓄積される被写体像信号の平均値
Ｒｑは、所定値Ｒｋと同値になる。通常撮影モードの場
合には被写体像信号のピーク値を、ストロボ撮影モード
の場合には被写体像信号の平均値を蓄積時間を決定する
所定値にすれば、暗い主要被写体に対して被写体像信号
を適正なレベルとなるようにすることができる。

【００４４】例えば図６（Ｂ）の状況に全体モードを選
択し、所定値Ｐｋと所定値Ｒｋが同値である場合を想定
する。通常撮影モードの場合に得られる被写体像信号は
図７（Ａ）のようになり、ストロボ撮影モードの場合に
得られる被写体像信号は図７（Ｂ）のようになる。ピー
ク値で制御する方式と比較して平均値で制御する方式
は、暗い人物部分の被写体像信号のレベルが大きくな
る。明るい部分は信号の飽和レベルＳにクリップされて
しまう。そのため、人物に対して適正なレベルの被写体
像信号を得ることができる。

【００４５】また、この場合も、説明と同様にモード
切換えをしてもよい。即ち、上記平均値Ｒｐを図３に示
す焦点検出領域全体５１に渡る被写体像信号から求める
全体モードと、図３に示す焦点検出領域の中央領域５３
から抽出する中央モードを状況に応じて切り換えてもよ
い。同じ状況において、中央モードを選択した場合は、
結果として得られる被写体像信号は、人物部分が平均値
が所定値Ｐｋとなるので、全体モードを選択する場合よ
り人物部分の被写体像信号のレベルを大きくすることが
できる。

【００４６】また、全体モードにおいても蓄積制御回路
１５は所定値Ｒｋをより高い値に変更してもよいこと
や、図３のごとく３つに分割されたブロック毎に数式２
を適用し、各ブロック毎の最適蓄積時間を算出してもよ
いことは、-1の説明と同様である。 -3 被写体像信号の高輝度分布の部分を除外する場合 図７（Ａ）で示した全ての被写体像信号を、横軸に出力
レベル区分をとり縦軸にその出力レベル区間に含まれる
度数を表すヒストグラムを図７（Ｄ）に示す。かかる出
力レベルの区分は、演算処理能力を考慮して２０〜３０
に分割できる程度がよい。

【００４７】このヒストグラムのように高輝度部分と低
輝度部分に分布が分離しているときは、この高輝度部分
の分布を除外した低輝度部分の分布の中の最高頻度を示
すレベルをＬとし、前回の蓄積における蓄積時間をＴ
ｐ、所定値をＲｋとした場合に今回制御すべき蓄積時間
Ｔｑを数式３により決定する。

【００４８】

【数３】Ｔｑ＝Ｔｐ＊Ｒｋ／Ｌ この蓄積時間により今回蓄積される被写体像信号の平均
値Ｒｑは所定値Ｒｋと同値になる。なお、ヒストグラム
の分布が分離しているかしていないかは、ある出力レベ
ルの頻度が０である場合に、その出力レベル以下のとこ
ろに頻度１以上のものがあれば分離しているとする。 測光演算値を用いる場合 被写体輝度と蓄積時間は反比例関係にあるので、比例係
数をＫ、測光演算回路１７が算出した最適露出値をＥ
（ＥＶ値換算）とした場合、今回制御すべき蓄積時間Ｔ
ｑを数式４により決定することができる。

【００４９】

【数４】Ｔｑ＝Ｋ／２^E 一般に測光センサー１６は被写体の平均的な輝度を検出
しているので、局所的に高輝度な部分がある場合でも、
この部分が無視されて平均的な輝度レベルに対応する出
力を発生する。そして、測光演算回路１７はこの出力に
基づき最適露出値を算出している。

【００５０】そこで、蓄積制御回路１５は、数式３のよ
うに測光演算値に従って蓄積時間を制御することによ
り、被写体像の暗い部分により重点を置いた蓄積制御を
行うことができる。従って、通常撮影時には、被写体像
信号のピーク信号を使って蓄積時間の制御をし、ストロ
ボ撮影モードが選択されている時は、測光演算値による
蓄積時間をに決定すれば、暗い人物部分の被写体像信号
を適正なレベルとなるようにすることができる。

【００５１】また測光センサーが撮影画面を多分割して
測光している場合においては、通常撮影時に、全測光領
域を使用して得られた測光演算値により蓄積時間を決定
し、ストロボ撮影モードが選択されている時は、測光演
算回路１７が複数の測光センサー出力から一部に高輝度
があることを判別し、自動的にこの部分を無視して主要
被写体に対して最適露出値を算出し、かかる領域のみを
使用して得られた測光演算値により蓄積時間を決定する
と、暗い人物部分の被写体像信号を適正なレベルとなる
ようにすることができる。

【００５２】図９は本発明の第２実施例の動作フローチ
ャートであって、蓄積制御回路１５が前回の被写体像信
号を使用して、センサー１１の今回の蓄積時間を制御す
る場合の例である。ステップ２００で電源ＯＮしてステ
ップ２１０に進む。ステップ２１０にて、蓄積制御回路
１５は、電源ＯＮ直後は前回の被写体像信号がないた
め、蓄積時間の初期値を設定する。

【００５３】ステップ２２０にて、蓄積制御回路１５
は、設定された蓄積時間でセンサー１１の電荷蓄積を制
御する。ステップ２３０にて、焦点検出演算回路１２は
被写体像信号をセンサー１１から読み込んで処理し、撮
影光学系３のデフォーカス量を算出する。ステップ２４
０にて、モータ駆動手段１３は算出されたデフォーカス
量に基づきモーター１４を用いて撮影光学系３を合焦位
置へと駆動する。

【００５４】ステップ２５０にて、蓄積制御回路１５が
発光制御回路１９からの撮影モード状態情報を受け、ス
トロボ９がＯＮ状態か否かを調べる。ＯＮ状態であれば
ステップ２６０に進み、ＯＮ状態でなければステップ２
７０に進む。ステップ２６０にて、ストロボ撮影モード
の場合は、蓄積制御回路１５は数式２に基づき被写体像
信号の平均値が所定値となるように次の蓄積時間を決定
する。その後ステップ２２０に戻る。

【００５５】ステップ２７０にて、通常撮影モードの場
合は、蓄積制御回路１５は数式１に基づき被写体像信号
のピーク値が所定値となるように次の蓄積時間を決定す
る。その後ステップ２２０に戻る。上記動作により通常
撮影時には被写体像信号のピーク値を用いて蓄積時間が
決定されるので、被写体像信号の明るい部分が適正なレ
ベルとなるように最適化され、ストロボ撮影時には被写
体像信号の平均値を用いて蓄積時間が決定されるので、
背景の明るい物体に惑わされずに、比較的暗い主要被写
体部分に対し被写体像信号を適正なレベルとなるように
することができる。

【００５６】またステップ２６０にて平均値が所定値と
なるように蓄積時間を決定するかわりに、数式３により
最高頻度のレベルが所定値となるよう蓄積時間を決定し
たり、数式４により最適露出演算値に基づき蓄積時間を
決定するようにしてもよい。またステップ２６０、ステ
ップ２７０の動作を以下のようにしてもよい。ステップ
２６０では、ストロボ撮影モードの場合は、蓄積制御回
路１５は数式２に基づき被写体像信号の平均値が所定値
ｋ０となるように次の蓄積時間を決定する。そしてステ
ップ２２０に戻る。なお、所定値ｋ０＜所定値ｋ１とす
る。ステップ２７０では、通常撮影モードの場合は、蓄
積制御回路１５は数式２に基づき被写体像信号の平均値
が所定値ｋ１となるように次の蓄積時間を決定し、ステ
ップ２２０に戻る。

【００５７】この動作によりストロボ撮影時には被写体
像信号の平均値が通常撮影モードより高くなるように蓄
積時間が決定されるので、背景の明るい物体に惑わされ
ずに、比較的暗い主要被写体部分に対し被写体像信号を
適正なレベルとなるようにすることができる。該動作に
て平均値の代わりにピーク値でもよい。またステップ２
６０、ステップ２７０の動作を以下のようにしてもよ
い。

【００５８】ステップ２６０では、ストロボ撮影モード
の場合は、蓄積制御回路１５は数式１に基づき中央領域
の被写体像信号のピーク値が所定値となるように次の蓄
積時間を決定する。そしてステップ２２０に戻る。ステ
ップ２７０では、通常撮影モードの場合は、蓄積制御回
路１５は数式１に基づき全領域の被写体像信号のピーク
値が所定値となるように次の蓄積時間を決定する。そし
てステップ２２０に戻る。

【００５９】上記動作によりストロボ撮影時には自動的
に蓄積時間決定に使用される被写体像の領域が全体領域
から中央の領域に狭められる。一般に主要被写体は画面
中央に存在する確率が高いので、被写体像信号を中央領
域に限定することにより背景の明るい物体に惑わされず
に、主要被写体に対し被写体像信号を適正なレベルとな
るようにすることができる。上記動作にてピーク値の代
わりに平均値としてもよい。

【００６０】ステップ２３０では焦点検出演算回路１２
は常時焦点検出領域全体で焦点検出を行ってもよいし、
ストロボ撮影モード時は焦点検出領域の中央部のみで焦
点検出を行うようにしてもよい。またステップ２６０、
ステップ２７０の動作を以下のようにしてもよい。ステ
ップ２６０にて、ストロボ撮影モードの場合は、蓄積制
御回路１５は被写体像信号を図３に示す３つのブロック
に対応した部分に分割し、それぞれの被写体像部分に対
し数式１に基づきピーク値（又は平均値）が所定値とな
るように蓄積時間を演算し、そのうち最も長い蓄積時間
を次の蓄積時間として決定する。その後ステップ２２０
に戻る。

【００６１】ステップ２７０にて、通常撮影モードの場
合は、蓄積制御回路１５は被写体像信号を図３に示す３
つのブロックに対応した部分に分割し、それぞれの被写
体像部分に対し数式１に基づきピーク値（又は数式２に
基づき平均値）が所定値となるように蓄積時間を演算
し、そのうち最も短い蓄積時間を次の蓄積時間として決
定する。その後ステップ２２０に戻る。

【００６２】この動作によりストロボ撮影時には被写体
像の一番暗い主要被写体部分に合わせて蓄積時間が決定
されるので、背景の明るい物体に惑わされずに、主要被
写体に対し被写体像信号を適正なレベルとなるようにす
ることができる。ステップ２３０にて焦点検出演算回路
１２は常時焦点検出領域全体で焦点検出を行ってもよい
し、ストロボ撮影モード時は蓄積時間が最適化された領
域のみで焦点検出を行うようにしてもよい。

【００６３】図１０は本発明の第３実施例の動作フロー
チャート図であって、蓄積制御回路１５が前回の被写体
像信号を使用して、センサー１１の今回の蓄積時間を制
御する場合の例である。ステップ３００で電源ＯＮして
ステップ３１０に進む。ステップ３１０では、蓄積制御
回路１５は、電源ＯＮ直後は前回の被写体像信号がない
ため、蓄積時間の初期値を設定する。

【００６４】ステップ３２０では、蓄積制御回路１５は
設定された蓄積時間でセンサー１１の電荷蓄積を制御す
る。ステップ３３０では、焦点検出演算回路１２は被写
体像信号をセンサー１１から読み込んで処理し、撮影光
学系３のデフォーカス量を算出する。ステップ３４０で
は、蓄積制御回路１５が発光制御回路１９からの撮影モ
ード状態情報を受け、ストロボ９がＯＮ状態か否かを調
べる。ＯＮ状態であればステップ３５０に進み、ＯＮ状
態でなければステップ３８０に進む。

【００６５】ステップ３５０では、ストロボ撮影モード
の場合は、蓄積制御回路１５が数式２に基づき被写体像
信号の平均値が所定値となるように次の蓄積時間を決定
する。ステップ３６０では、蓄積制御回路１５は設定さ
れた蓄積時間でセンサー１１の電荷蓄積を制御する。

【００６６】ステップ３７０では、焦点検出演算回路１
２は被写体像信号をセンサー１１から読み込んで処理
し、撮影光学系３のデフォーカス量を算出するととも
に、ステップ３３０で算出されたデフォーカス量と比較
して最終的に１つを選択する。この比較では、例えば２
つのデフォーカス量の内近距離側を示すデフォーカス量
を選択する。

【００６７】ステップ３８０では、モータ駆動手段１３
は算出されたデフォーカス量に基づきモーター１４を用
いて撮影光学系３を合焦位置へと駆動する。ステップ３
９０では、蓄積制御回路１５は数式１に基づき被写体像
信号のピーク値が所定値となるように次の蓄積時間を決
定する。その後ステップ３２０に戻る。

【００６８】かかる動作によりストロボ撮影時には通常
撮影時と同様に被写体像信号のピーク値により決定され
た蓄積時間による蓄積動作と、被写体の暗い部分を重視
して被写体像信号の平均値により決定された蓄積時間と
による蓄積動作を行い、それぞれ２つの焦点検出結果を
比較して最終的な焦点検出を行う。そのため、例で挙げ
たように２つのデフォーカス量の内近距離側を示すデフ
ォーカス量を選択し近距離側に主要被写体がある場合に
は、背景の明るい物体に惑わされずに比較的暗い主要被
写体に対しても確実に焦点検出できる。

【００６９】なお、所定条件を近距離側にしてもよい
し、遠距離側にしてもよい。ステップ３５０、ステップ
３９０の動作を次のようにしてもよい。ステップ３５０
では、ストロボ撮影モードの場合は、蓄積制御回路１５
は数式２に基づき被写体像信号の平均値が所定値ｋ０と
なるように次の蓄積時間を決定する。なお、所定値ｋ０
＜所定値ｋ１とする。

【００７０】ステップ３９０では、蓄積制御回路１５は
数式２に基づき被写体像信号の平均値が所定値ｋ１とな
るように次の蓄積時間を決定する。その後ステップ３２
０に戻る。上記動作によりストロボ撮影時には被写体像
信号の平均値が通常撮影モードより高く設定された蓄積
動作と通常の値に設定された蓄積動作が行われ、それぞ
れ２回の焦点検出結果を比較して最終的な焦点検出が行
われる。

【００７１】また、ステップ３５０、ステップ３９０の
動作を以下のようにしてもよい。ステップ３５０では、
ストロボ撮影モードの場合は、蓄積制御回路１５は数式
１に基づき中央領域の被写体像信号のピーク値が所定値
となるように次の蓄積時間を決定する。ステップ３９０
では、蓄積制御回路１５は数式１に基づき全領域の被写
体像信号のピーク値が所定値となるように次の蓄積時間
を決定する。その後ステップ３２０に戻る。

【００７２】この動作によりストロボ撮影時には蓄積時
間決定に使用される被写体像の領域を中央領域と全体領
域にして２回蓄積動作を行い、それぞれ２回の焦点検出
結果を比較して最終的な焦点検出が行われる。この動作
ではピーク値の代わりに平均値としてもよい。またステ
ップ３５０、ステップ３９０の動作を以下のようにして
もよい。

【００７３】ステップ３５０では、ストロボ撮影モード
の場合は、蓄積制御回路１５は被写体像信号を図３に示
す３つのブロックに対応した部分に分割し、それぞれの
被写体像部分に対し数式１に基づきピーク値が所定値と
なるように蓄積時間を演算し、そのうち最も長い蓄積時
間を次の蓄積時間として決定する。ステップ３９０で
は、蓄積制御回路１５は被写体像信号を図３に示す３つ
のブロックに対応した部分に分割し、それぞれの被写体
像部分に対し数式１に基づきピーク値が所定値となるよ
うに蓄積時間を演算し、そのうち最も短い蓄積時間を次
の蓄積時間として決定する。その後ステップ３２０に戻
る。

【００７４】上記動作によりストロボ撮影時には被写体
像の一番暗い被写体部分に合わせて蓄積時間が決定され
た蓄積動作と、被写体像の一番明るい被写体部分に合わ
せて蓄積時間が決定された蓄積動作を行い、それぞれ２
回の焦点検出結果を比較して最終的な焦点検出が行われ
る。この動作ではピーク値の代わりに平均値としてもよ
い。

【００７５】

【効果】本発明においては、被写体を照明する外部照明
手段による照明が行われる場合には、被写体像の高輝度
な部分に対応する被写体像信号のレベルが焦点検出演算
に適切となるように電荷蓄積時間を制御する第１の電荷
蓄積時間制御モードにより得られた被写体像信号に基づ
いて焦点検出演算された第１の焦点検出演算結果と、被
写体像の高輝度な部分に対応する被写体像信号のレベル
が焦点検出演算に適切となるように電荷蓄積時間を制御
する第２の電荷蓄積時間制御モードにより得られた被写
体像信号に基づいて焦点検出演算された第２の焦点検出
演算結果とを比較し、より近距離を示す焦点検出演算結
果を選択するため、焦点検出領域内に輝度差のある主要
被写体と背景が共存するようなストロボ撮影時には、主
要被写体と背景の輝度差に関わらず確実に至近にある主
要被写体を焦点検出することが可能になる。また、被写
体を照明する外部照明手段による照明が行われる場合
は、第２の電荷蓄積時間制御モードを実行し、照明手段
による照明が行われない場合は第１の電荷蓄積時間制御
モードを実行する切換手段を備えるため、焦点検出領域
内に主要被写体と著しく高輝度な背景が共存するような
ストロボ撮影時には、通常撮影時と比較して低輝度を重
視した電荷蓄積型イメージセンサーの蓄積制御を行うの
で、低輝度な主要被写体に対しても焦点検出が可能とな
り、高輝度な背景に合焦してしまうことを防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施例の構成図である。

【図２】焦点検出光学系の説明図である。

【図３】焦点検出領域の説明図である。

【図４】モニター回路の構成図である。

【図５】モニター回路の信号チャートである。

【図６】被写体の例である。

【図７】被写体像信号の説明図である。

【図８】第１実施例の動作フローチャート図である。

【図９】第２実施例の動作フローチャート図である。

【図１０】第３実施例の動作フローチャート図である。

【符号の説明】

１ ボディ ２ レンズ ３ 撮影光学系 ５ ファインダー １０ 焦点検出光学系 １１ センサー １２ 焦点検出演算回路 １３ モ−タ駆動制御回路 １５ 蓄積制御回路 １８ 発光管 １９ 発光制御回路 ５０ 画面 ５１ 焦点検出領域 ５６ 受光画素 ７０ シフトレジスタ ７１ アンプ ７２ モニター部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電荷蓄積が同時に制御される複数の画素
   からなり、該複数画素が受光する光量に応じた被写体像
   信号を発生する電荷蓄積型イメージセンサーと；該電荷
   蓄積型イメージセンサーの電荷蓄積時間を制御する蓄積
   制御手段と；画面内に設定された焦点検出領域における
   焦点状態を検出するため前記被写体像信号に基づき焦点
   検出演算を行う焦点検出演算手段と；を有する焦点検出
   装置において、 前記蓄積制御手段は、前記被写体像の高輝度な部分に対
   応する被写体像のレベルが前記焦点検出演算に適切とな
   るように前記電荷蓄積時間を制御する第１の電荷蓄積時
   間制御モードと、前記被写体像の低輝度な部分に対応す
   る被写体像信号のレベルが前記焦点検出演算に適切とな
   るように前記電荷蓄積時間を制御する第２の電荷蓄積時
   間制御モードとを有し、前記被写体を照明する外部の照明手段による照明が行わ
   れる場合は、前記蓄積制御手段により前記第１の電荷蓄
   積時間制御モードと前記第２の電荷蓄積時間制御モード
   に基づいて前記電荷蓄積型イメージセンサにより１回の
   焦点検出につき２回の電荷蓄積動作を行わせるととも
   に、前記第１の電荷蓄積時間制御モードにより得られた
   前記被写体像信号に基づき前記焦点検出手段により算出
   された第１の焦点検出演算結果と、前記第２の電荷蓄積
   時間制御モードにより得られた前記被写体像信号に基づ
   き前記焦点検出手段により算出された第２の焦点検出演
   算結果とを比較し、より近距離を示す焦点検出演算結果
   を選択する焦点検出制御手段を備える ことを特徴とする
   焦点検出装置。
2. 【請求項２】 電荷蓄積が同時に制御される複数の画素
   からなり、該複数画素が受光する光量に応じた被写体像
   信号を発生する電荷蓄積型イメージセンサーと；該電荷
   蓄積型イメージセンサーの電荷蓄積時間を制御する蓄積
   制御手段と；画面内に設定された焦点検出領域における
   焦点状態を検出するため前記被写体像信号に基づき焦点
   検出演算を行う焦点検出演算手段と；を有する焦点検出
   装置において、 前記蓄積制御手段は、前記被写体像の高輝度な部分に対
   応する被写体像のレベルが前記焦点検出演算に適切とな
   るように前記電荷蓄積時間を制御する第１の電荷蓄積時
   間制御モードと、前記被写体像の低輝度な部分に対応す
   る被写体像信号のレベルが前記焦点検出演算に適切とな
   るように前記電荷蓄積時間を制御する第２の電荷蓄積時
   間制御モードとを有し、 前記被写体を照明する外部の照明手段による照明が行わ
   れる場合は、前記第２の電荷蓄積時間制御モードを実行
   し、前記被写体を照明する外部の照明手段による照明が
   行われない場合は、前記第１の電荷蓄積時間制御モード
   を実行する切換手段を備えたことを特徴とする焦点検出
   装置。