JP3477742B2

JP3477742B2 - イメージセンサー

Info

Publication number: JP3477742B2
Application number: JP14719593A
Authority: JP
Inventors: 洋介日下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1993-06-18
Filing date: 1993-06-18
Publication date: 2003-12-10
Anticipated expiration: 2018-12-10
Also published as: JPH077674A; US5666567A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、イメージセンサーに関
するものであり、特に焦点検出装置に用いて好適なイメ
ージセンサ−に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来イメージセンサーを用いた焦点検出
装置や距離検出装置が知られている。これらの焦点検出
装置や距離検出装置における動作は通常以下のステップ
で行われる。電荷蓄積型イメージセンサーから被写体像
信号がシリアルにマイコンに出力される。

【０００３】被写体像信号がマイコンに内蔵されたＡＤ
変換手段によりＡＤ変換され被写体像データとなる。Ａ
Ｄ変換された被写体像データをマイコンが演算処理し
て、焦点状態や被写体距離を算出する。ＡＤ変換された
被写体像データの特性値（ピーク値、平均値、コントラ
スト値）に応じて、被写体像信号のレベルが焦点状態や
距離検出に最適になるように次回の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。

【０００４】以上のステップを繰り返す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような焦点検出装置や距離検出装置では、今回の被写体
像データに基づいて次回の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ために、焦点検出や距離検出
を行わない場合でも、焦点検出や距離検出が起動された
場合の応答性を向上させるために、常時電荷蓄積型イメ
ージセンサーを動作させ、被写体像データを取り込み、
電荷蓄積型イメージセンサーの蓄積時間を制御して、被
写体像信号のレベルが焦点状態や距離検出に適正になる
ようにしておく必要があった。

【０００６】焦点検出や距離検出が起動されてから、電
荷蓄積型イメージセンサーを動作させ、被写体像データ
を取り込み、電荷蓄積型イメージセンサーの蓄積時間を
制御して、被写体像信号のレベルが焦点状態や距離検出
に適正になるようにした場合には、被写体像信号のレベ
ルが適正になるまでに上記ステップからなるループを何
回か回す必要があり、焦点検出や距離検出の応答性が悪
くなってしまうためである。

【０００７】一方被写体像信号をＡＤ変換するマイコン
は、焦点検出や距離検出を行わない場合、他の目的のた
めの処理（例えば露出演算等）に使用されるので、焦点
検出や距離検出を行わない場合でも、焦点検出や距離検
出の起動に備えて、常時イメージセンサーからの全ての
画素信号のＡＤ変換を行い、被写体像データを取り込む
動作を行うと、他の処理に対する処理速度が低下し、応
答性が低下してしまうという欠点があった。

【０００８】また焦点検出領域や距離検出領域が複数あ
り、その中から選択された領域のみで焦点検出や距離検
出を行う場合でも、選択された領域の焦点検出や距離検
出に並行して、選択されていない領域において上記のよ
うな被写体像データを取り込む動作を行うことはマイコ
ンにとって負担であり、焦点検出や距離検出動作の応答
性が悪化してしまうという問題があった。そこで、本発
明は上記問題を解決し、焦点検出や距離検出を行わない
場合に、電荷蓄積型イメージセンサーの蓄積時間を制御
して、被写体像信号のレベルが焦点状態や距離検出に対
して適正なレベルにしておくために、電荷蓄積型センサ
ーからの全ての被写体像信号をＡＤ変換する必要のない
電荷蓄積型イメージセンサーを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のイメージセンサ
ーは、複数の画素を有し、各画素に入射する光量に応じ
た電荷を発生するとともに、各画素で発生した電荷を画
素毎に蓄積し、該電荷に応じたアナログ信号をイメージ
センサー外部に出力する受光部を有する受光手段と、前
記アナログ信号に基づいた特性値を検出し、検出された
前記特性値を特性信号として出力する特性値検出手段
と、外部に信号を出力するための出力ラインとを有し、
前記受光手段からの前記アナログ信号と、前記特性値検
出手段からの前記特性信号とは前記出力ラインを共用
し、前記特性値検出手段は、前記アナログ信号の出力終
了後に前記特性値を前記イメージセンサー外部に出力す
る構成とした。

【００１０】

【作用】本発明では電荷蓄積型イメージセンサーからの
出力の特性値を検出する特性値検出手段と、外部に信号
を出力するための出力ラインとをイメージセンサー内に
設け、受光手段からのアナログ信号と特性値検出手段か
らの特性信号とは前記出力ラインを共用し、特性値検出
手段は、アナログ信号の出力終了後に特性値をイメージ
センサー外部に出力するようにしたので、特性値検出手
段からの特性信号を必要に応じて選択的にデジタル信号
に変換してイメージセンサーの蓄積制御を行うことがで
きる。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例を図１〜図９を用いて説明す
る。図１は、本発明をカメラに使用した場合の実施例の
構成図である。図１において、装置は、レンズ２内の撮
影光学系３を通った被写体からの光束が、メインミラー
４によりサブミラー５とファインダー６との方向に分割
し、サブミラー５方向の光束はサブミラー５で反射され
焦点検出装置９に入射するように構成されている。ま
た、焦点検出装置９と信号をやり取りするレンズ駆動装
置１０、エリア選択装置１２、起動装置１１を備える。

【００１２】ボディ１は、カメラボディであり、以下に
説明する装置、部材を備える。レンズ２は、ボディ１に
着脱可能に構成されており、レンズ２内の撮影光学系３
により被写体からの光束をボディ１内に導く。メインミ
ラー５は、撮影光学系３からの光束をサブミラー５とフ
ァインダー６との方向に分割するためのハーフミラーで
ある。

【００１３】サブミラー５は、メインミラー４を通過し
た光束を、ボディ１底方向に偏向し、撮影光学系３の予
定焦点面の近傍に配置された焦点検出装置９に導くため
のミラーである。焦点検出装置９は、後述するエリア選
択装置１２により選択された撮影画面内の焦点検出エリ
アにおける撮影光学系の焦点調節状態を検出し、その検
出結果に応じてレンズ駆動装置１０を駆動制御するため
の装置である。後述する如く、焦点検出光学系７、イメ
ージセンサー８およびマイクロコンピュータ９０から構
成されている。

【００１４】レンズ駆動装置１０は、モーター等からな
り、撮影光学系３を光軸方向に移動させて合焦状態を達
成させる装置である。起動装置１１は、焦点検出装置９
の焦点検出動作または自動焦点調節動作の起動をかける
ための装置であって、例えばレリーズ動作を行うための
レリーズボタンと兼用される。レリーズボタンが開放さ
れている場合には焦点検出装置９の焦点検出動作または
自動焦点調節動作が禁止されており、レリーズボタンの
開放から半押し状態への遷移により焦点検出装置９の焦
点検出動作または自動焦点調節動作が起動され、レリー
ズボタンの全押しによりレリーズ動作が行われる。

【００１５】エリア選択装置１２は、焦点検出装置９が
撮影画面内の複数の焦点検出エリアにおいて焦点検出を
行える場合に、マニュアルまたは自動的に特定の焦点検
出エリアを選択する装置である。本実施例では、図２に
示すように第１焦点検出エリア、第２焦点検出エリアの
２つの焦点検出エリアが設けられており、そのうちの１
つを選択する。

【００１６】以上の装置により、不図示のフィルム面上
に被写体像を合焦することができる。図２は、撮影画面
内の焦点検出エリアを示す図である。図２において、第
１焦点検出エリアは後述する受光部８０、８１（第１受
光部）に対応し、第２焦点検出エリアは受光部８２、８
３（第２受光部）に対応する。図３、図４を用いて図１
における焦点検出装置９を説明する。

【００１７】図３は、焦点検出装置９の構成を示した図
であり、図４は、焦点検出装置９内の焦点検出光学系７
を示した図である。図３において、焦点検出装置９は、
大きく分けると、焦点検出光学系７と、イメージセンサ
ー８と、マイクロコンピュータ９０とから構成される。
まず、図４を用いて焦点検出光学系７を説明する。な
お、図４には、図１における撮影光学系３と後述するイ
メージセンサー８との対応関係を説明するため、撮影光
学系３、イメージセンサー８を図示している。

【００１８】焦点検出光学系７は、開口部７０Ａ、７０
Ｂを有する視野マスク７１と、コンデンサーレンズ７２
Ａ、７２Ｂと、２対の絞り開口部７３Ａと７４Ａ、７３
Ｂと７４Ｂを有する絞りマスク７５と、２対の再結像レ
ンズ７６Ａと７７Ａ、７６Ｂと７７Ｂとから構成され
る。以上のような構成において、２対の絞り開口部７３
Ａと７４Ａ、７３Ｂと７４Ｂはコンデンサーレンズ７２
Ａ、７２Ｂにより撮影光学系３の射出瞳近傍の面３０の
光軸に対して対称な１対の領域３１、３２に投影されて
いる。この領域３１、３２を通る光束は、視野マスク７
１付近でまず一次像を形成する。視野マスク７１の開口
部７０Ａ，７０Ｂに形成された一次像は更に、コンデン
サーレンズ７２Ａ、７２Ｂ、２対の絞り開口部７３Ａと
７４Ａ、７３Ｂと７４Ｂを通り、２対の再結像レンズ７
６Ａと７７Ａ、７６Ｂと７７Ｂにより後述するイメージ
センサー８の受光部８０、８１上と受光部８２、８３上
に２対の二次像として形成される。（実際の光軸は図１
におけるサブミラー５により折り曲げられている）次
に、図３に戻りイメージセンサー８を説明する。

【００１９】イメージセンサー８は、電荷蓄積型のイメ
ージセンサーであり、第１受光部と、第２受光部と、ピ
ークホールド回路８４と、制御回路８５とからなる。第
１受光部は、それぞれ複数の画素からなる一対の受光部
８０、８１であり、焦点検出光学系７からの光学的な被
写体像を受け、電気的な被写体像信号を出力する。

【００２０】第２受光部は、第１受光部と同様な一対の
受光部８２、８３である。ピークホールド回路８４は、
出力ライン８７に並列して配置され、第１受光部または
第２受光部の被写体像信号が出力転送される間に、被写
体像信号のピーク値（最も明るい部分に対応する信号
値）を検出保持し、被写体像信号の出力転送が終了した
時点で検出されたピーク値を出力する。

【００２１】制御回路８５は、第１受光部、第２受光部
における電荷蓄積の開始、終了および転送のための制御
信号を発生する回路である。また、第１受光部、第２受
光部をそれぞれ独立して制御する。そして、これらイメ
ージセンサー８を構成するものは、同一半導体基板上に
ワンチップとして実装される。以上のように構成された
イメージセンサー８の動作を簡単に説明する。

【００２２】第１受光部、第２受光部は、焦点検出光学
系７により第１受光部、第２受光部上に形成されたそれ
ぞれ一対の被写体像を、制御回路８７から出力される制
御信号により所定の蓄積時間だけ電荷蓄積を行う。それ
ぞれ１対の被写体像の強度分布に対応して蓄積された電
荷は、それぞれの受光部に併設された周知のＣＣＤシフ
トレジスタより、画素単位ごとアナログの被写体像信号
として転送パルス信号に応じて出力ライン８７からマイ
クロコンピュータ９０にシリアル転送される。

【００２３】また、出力ライン８７に第１受光部、第２
受光部の出力が同時に出現しないように第１受光部、第
２受光部の転送タイミングを制御回路８５が制御する。
また、ピークホールド回路８４により、被写体像信号の
出力転送が終了した時点で検出されたピーク値を出力ラ
イン８７を介してマイクロコンピュータ９０に出力す
る。

【００２４】そして受光部８０上と８１上の１対の二次
像と受光部８２上と８３上の１対の二次像の間の相対的
位置関係がそれぞれ撮影光学系３の焦点状態に応じて変
化することになる。そして、出力されたそれぞれの対の
二次像の相対的位置関係を検出することにより後述のマ
イクロコンピュータ９０で撮影光学系３の焦点調節状態
を検出する。また、イメージセンサー８からの信号の出
力タイミングは後の図５の説明で詳述する。次に、マイ
クロコンピュータ９０を説明する。

【００２５】マイクロコンピュータ９０は、イメージセ
ンサー８内の第１受光部、第２受光部の蓄積時間制御と
焦点検出のための演算とを行うためのものであって、Ａ
Ｄ変換装置９１と、焦点検出演算部９２と、センサー制
御部９３とからなる。ＡＤ変換装置９１は、出力ライン
８５に接続され、被写体像信号およびピーク信号をＡＤ
変換する。エリア選択装置１２により第１焦点検出エリ
アが選択されている場合には、第１受光部に対応する被
写体像信号とピーク信号および第２受光部に対応するピ
ーク信号をＡＤ変換し、第２受光部に対応する被写体像
信号はＡＤ変換しない。またエリア選択装置１２により
第２焦点検出エリアが選択されている場合には、第２受
光部に対応する被写体像信号とピーク信号および第１受
光部に対応するピーク信号をＡＤ変換し、第１受光部に
対応する被写体像信号はＡＤ変換しない。

【００２６】焦点検出演算部９２は、エリア選択装置１
２により第１焦点検出エリアが選択されている場合に
は、第１受光部に対応するＡＤ変換された被写体像デー
タに基づき第１焦点検出エリアの焦点調節状態を検出す
る。またエリア選択装置１２により第２焦点検出エリア
が選択されている場合には、第２受光部に対応するＡＤ
変換された被写体像データに基づき第２焦点検出エリア
の焦点調節状態を検出する。焦点検出については、すで
に公知であるので、詳しい説明は行わない。

【００２７】センサー制御部９３は、第１受光部、第２
受光部から出力される被写体像信号の出力レベルがＡＤ
変換装置９１のＡＤ変換レンジのなかに適正に収まるよ
うに、第１受光部、第２受光部の蓄積時間を決定し、制
御ライン８６を介して制御回路８５に指令を送り、第１
受光部、第２受光部の蓄積時間を制御する。第１受光部
に対応するピーク信号のＡＤ値をＰＡ、該ピーク信号が
得られた時の蓄積時間をＴＡＰ、第２受光部に対応する
ピーク信号のＡＤ値をＰＢ、該ピーク信号が得られた時
の蓄積時間をＴＡＢ、目標ピーク値をＰＸとした場合
に、第１受光部、第２受光部の次回の蓄積時間ＴＡＮ、
ＴＢＮは数式１で演算する。

【００２８】

【数１】ＴＡＮ＝ＴＡＰ×ＰＸ／ＰＡＴＢＮ＝ＴＢＰ×ＰＸ／ＰＢこのように次回の蓄積時間を決定することにより、次回
のピーク値を目標値ＰＸにすることが期待できる。上記
のように、選択されていない焦点検出エリアに対応する
被写体像信号はＡＤ変換する必要がなくなるので、その
分マイクロコンピュータ９０は別の仕事をすることがで
きる。また選択されていない焦点検出エリアも被写体像
信号レベルが適正になるように蓄積時間を制御されて動
作しているので、焦点検出エリアを切り換えられた場合
でも、すぐに適正なレベルの被写体像信号を得て焦点検
出演算ができるので、応答性が向上する。

【００２９】また複数の受光部の出力ラインを共通にし
たので、端子数を節約できるとともに、ピークホールド
回路８４は１つで済むという利点を有する。またピーク
ホールド回路８４の出力ラインを被写体像信号の出力ラ
インと共通にしたので更に端子数が節約できる。図５
は、イメージセンサー８の出力のタイミングチャート図
である。

【００３０】時刻Ｔ１に第１受光部の蓄積が終了して、
第１受光部に蓄積された電荷の転送が開始される。時刻
Ｔ１と時刻Ｔ２の間は画素毎の信号が転送パルス信号に
応じて出力される。時刻Ｔ２に転送が終了すると、時刻
Ｔ１から時刻Ｔ２の間に出力された被写体像信号のピー
ク値がピーク信号として出力される。また時刻Ｔ３に第
２受光部の蓄積が終了して、第２受光部に蓄積された電
荷の転送が開始されるとピーク信号の代わりに被写体像
信号が出力され、時刻Ｔ３と時刻Ｔ４の間は画素毎の信
号が転送パルス信号に応じて出力される。時刻Ｔ４に転
送が終了すると、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間に出力され
た被写体像信号のピーク値がピーク信号として出力され
る。図６は、図３におけるピークホールド回路８４の構
成を示すブロック図である。

【００３１】ピークホールド回路８４は、ＳＷ２０、Ｓ
Ｗ２１、ＳＷ２４、比較回路２２、信号保持回路２３、
シーケンス回路２５から構成される。ＳＷ２０は、シー
ケンス回路２５からの制御信号により、被写体像信号を
ＳＷ２１に入力するか否かを切り換えるスイッチであ
る。ＳＷ２１は、比較回路２２からの制御信号により、
ＳＷ２０から入力される信号を信号保持回路２３に入力
するか否かを切り換えるスイッチである。

【００３２】ＳＷ２４は、シーケンス回路２５からの制
御信号により、信号保持回路２３から入力される信号ま
たは被写体像信号を切り換えて出力するためのスイッチ
である。比較回路２２は、シーケンス回路２５からの制
御信号により、ＳＷ２０から入力される信号と信号保持
回路２３から入力される信号とを比較するための回路で
ある。

【００３３】信号保持回路２３は、シーケンス回路２５
からの制御信号により、ＳＷ２１から入力される信号を
保持し、比較回路２２とＳＷ２４とに出力するための回
路である。シーケンス回路２５は、制御回路８５から被
写体像信号の転送開始タイミングを表す転送開始信号、
転送終了タイミングを表す転送終了信号、受光部を構成
する画素毎の転送タイミングを表す転送パルス信号を受
け、これらの信号に応じてＳＷ２０、比較回路２２、信
号保持回路２３、ＳＷ２４の動作を制御する。次に図６
のブロック図の動作を説明する。

【００３４】被写体像信号のラインはＳＷ２０とＳＷ２
４に入力している。またＳＷ２４には信号保持回路２３
の出力も入力されている。シーケンス回路２５は、被写
体像信号が転送されている期間はＳＷ２０を接続し、被
写体像信号をＳＷ２１と比較回路２２に入力させるとと
もに、ＳＷ２４を被写体像信号を出力させるよう選択す
る。

【００３５】シーケンス回路２５は、転送開始信号を受
けると信号保持回路をリセットし、保持信号の０レベル
にする。信号保持回路２３の出力は比較回路２２に入力
されており、比較回路２２は被写体像信号の転送期間中
に被写体像信号のレベルと信号保持回路２３の出力信号
のレベルを転送パルス信号に同期して画素毎に比較し
て、被写体像信号のレベルが信号保持回路２３の出力信
号のレベルを越えた場合にはＳＷ２１を導通させて、該
被写体像信号を信号保持回路２３に保持させるという動
作を繰り返す。このような動作を繰り返すと結局被写体
像信号の転送終了時には信号保持回路２３には被写体像
信号のピーク信号が保持されることになる。

【００３６】シーケンス回路２５は、転送終了信号に応
じて、ＳＷ２４を信号保持回路２３の保持信号を出力さ
せるように選択する。従って被写体像信号の転送終了に
応じて被写体像信号のピーク値が出力されることにな
る。図７は、マイクロコンピュータ９０の動作フローチ
ャート図である。

【００３７】図７を用いてマイクロコンピュータ９０の
動作を説明する。ステップＳ１００では、電源ＯＮによ
りステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、第
１受光部８０、８１の電荷蓄積動作を行わせる。蓄積時
間は電源ＯＮ直後であれば固定値または不図示の測光装
置の出力に応じた値であり、電源ＯＮ直後以外であれば
後述するステップＳ１０７で数式１により決定された蓄
積時間ＴＡＮを採用する。この時の蓄積時間をＴＡＰと
して保存する。

【００３８】ステップＳ１０２では、レリーズボタンが
半押しされているかいなかをテストし、レリーズボタン
が開放状態になっている場合には、第１受光部に対応す
る第１焦点検出エリアの焦点検出を行わずにステップ１
０６に進み、半押しされている場合には焦点検出動作ま
たは自動焦点調節動作が起動されたとしてステップＳ１
０３に進む。

【００３９】ステップＳ１０３では、エリア選択装置１
２により第１焦点検出エリア即ち第１受光部が選択され
ているか否かをテストし、第１受光部が選択されている
場合にはステップＳ１０４に進み、選択されていない場
合には第１受光部に対応する第１焦点検出エリアの焦点
検出を行わずにステップ１０６に進む。ステップＳ１０
４では被写体像信号を画素毎にＡＤ変換する。

【００４０】ステップＳ１０５では得られたＡＤ変換デ
ータに基づき周知の像ズレ検出演算を行い、第１焦点検
出エリアの焦点調節状態を検出する。ステップＳ１０６
では被写体像信号の転送終了後に出現するピーク信号を
ＡＤ変換し、ピーク値ＰＡを求める。ステップＳ１０７
ではピーク値ＰＡと蓄積時間ＴＡＰから数式１に基づき
次回の蓄積時間ＴＡＮを計算し保存し，ステップＳ１０
８に進む。

【００４１】ステップＳ１０８では、第２受光部８２、
８３の電荷蓄積動作を行わせる。蓄積時間は電源ＯＮ直
後であれば固定値または不図示の測光装置の出力に応じ
た値であり、電源ＯＮ直後以外であれば後述するステッ
プＳ１１４で数式１により決定された蓄積時間ＴＢＮを
採用する。この時の蓄積時間をＴＢＰとして保存する。

【００４２】ステップＳ１０９では、レリーズボタンが
半押しされているかいなかをテストし、レリーズボタン
が開放状態になっている場合には、第２受光部に対応す
る第２焦点検出エリアの焦点検出を行わずにステップ１
１３に進み、半押しされている場合には焦点検出動作ま
たは自動焦点調節動作が起動されたとしてステップＳ１
１０に進む。

【００４３】ステップＳ１１０では、エリア選択装置１
２により第２焦点検出エリア即ち第２受光部が選択され
ているか否かをテストし、第２受光部が選択されている
場合にはステップＳ１１１に進み、選択されていない場
合には第２受光部に対応する第２焦点検出エリアの焦点
検出を行わずにステップ１１３に進む。ステップＳ１１
１では、被写体像信号を画素毎にＡＤ変換する。

【００４４】ステップＳ１１２では得られたＡＤ変換デ
ータに基づき周知の像ズレ検出演算を行い、第２焦点検
出エリアの焦点調節状態を検出する。ステップＳ１１３
では、被写体像信号の転送終了後に出現するピーク信号
をＡＤ変換し、ピーク値ＰＢを求める。ステップＳ１１
４では、ピーク値ＰＢと蓄積時間ＴＢＰから数式１に基
づき次回の蓄積時間ＴＢＮを計算し保存する。そしてス
テップ１０１に戻り、以上の動作を繰り返す。以上の実
施例においては、被写体像のピーク値を検出する回路を
イメージセンサーに備えて、被写体像信号の転送終了後
に検出されたピーク値を外部に出力し、外部制御回路は
該ピーク値を用いてイメージセンサーの蓄積時間を制御
するようになっていたが、一般的には被写体像信号のピ
ーク値以外の被写体像信号の特性を表すデータをイメー
ジセンサー内蔵の特性値検出回路で検出し、被写体像信
号の転送終了後に検出された特性値を外部に出力し、外
部制御回路は該特性値に基づいてイメージセンサーの次
回蓄積時間を制御するようにしてもよい。以下に被写体
像信号の平均値を用いて蓄積時間を制御する場合を説明
する。

【００４５】被写体像信号の平均値を用いて蓄積時間を
制御する場合は、今回の被写体像信号の平均値をＳＰ、
今回の蓄積時間をＴＰ、次回の目標平均値をＳＸとすれ
ば、次回の蓄積時間ＴＮは数式２のように演算すること
ができる。

【００４６】

【数２】ＴＮ＝ＴＰ×ＳＸ／ＳＰこのように次回の蓄積時間を決定することにより、次回
の被写体像の平均値を目標値ＳＸにすることが期待でき
る。図８は、平均値による蓄積時間制御を行う場合に、
イメージセンサー８に内蔵される平均値検出回路の構成
を示すブロック図である。この平均検出回路と図３のピ
ークホールド回路８４とを入れ換えることにより実施で
きる。

【００４７】平均値検出回路は、ＳＷ３０、ＳＷ３２、
加算回路３１、シーケンス回路３３から構成される。Ｓ
Ｗ３０は、シーケンス回路３３からの制御信号により、
被写体像信号を加算回路３１に入力するか否かを切り換
えるスイッチである。ＳＷ３２は、シーケンス回路３３
からの制御信号により、加算回路３２から入力される信
号または被写体像信号を切り換えて出力するためのスイ
ッチである。

【００４８】加算回路３１は、シーケンス回路３３から
の制御信号により、ＳＷ３０から入力される信号を加算
して加算信号をＳＷ３２に出力するための回路である。
シーケンス回路３３は、制御回路８５から被写体像信号
の転送開始タイミングを表す転送開始信号、転送終了タ
イミングを表す転送終了信号、受光部を構成する画素毎
の転送タイミングを表す転送パルス信号を受け、これら
の信号に応じてＳＷ３０、加算回路３１、ＳＷ３２の動
作を制御するための回路である。

【００４９】次に、図８の平均値検出回路の動作を説明
する。被写体像信号のラインはＳＷ３０とＳＷ３２に入
力している。またＳＷ３２には加算回路２３の出力も入
力されている。シーケンス回路３３は被写体像信号が転
送されている期間はＳＷ３０を接続し、加算回路３１に
入力させるとともに、ＳＷ３２を被写体像信号を出力さ
せるよう選択する。

【００５０】シーケンス回路３３は転送開始信号を受け
ると加算回路をリセットさせ、加算回路３１の加算信号
を０レベルにする。加算回路３１は転送パルス信号に同
期して画素毎の出力を総画素数で徐した値を加算してい
く。このような動作を繰り返すと結局被写体像信号の転
送終了時には加算回路３１は被写体像信号の平均値に応
じた信号が保持されることになる。

【００５１】シーケンス回路３３は転送終了信号に応じ
て、ＳＷ３２を加算回路３１の保持信号を出力させるよ
うに選択する。従って被写体像信号の転送終了に応じて
被写体像信号の平均値が出力されることになる。また、
以下に特性値として被写体像信号のコントラスト最大値
（隣接または数画素離れた画素出力の差の絶対値の最大
値）を用いて蓄積時間を制御する場合を説明する。

【００５２】特性値として被写体像信号のコントラスト
最大値を用いて蓄積時間を制御する場合は、今回の被写
体像信号のコントラスト最大値をＣＰ、今回の蓄積時間
をＴＰ、次回の目標コントラスト最大値をＣＸとすれ
ば、次回の蓄積時間ＴＮは数式３のように演算すること
ができる。

【００５３】

【数３】ＴＮ＝ＴＰ×ＣＸ／ＣＰこのように次回の蓄積時間を決定することにより、次回
の被写体像のコントラスト最大値を目標値ＣＸにするこ
とが期待できる。図９は、コントラスト最大値による蓄
積時間制御を行う場合に、イメージセンサー８に内蔵さ
れるコントラスト最大値検出回路の一部の構成を示すブ
ロック図である。

【００５４】コントラスト最大値検出回路は、図６に示
すピークホールド回路８４に、生の被写体像信号の代わ
りにコントラスト信号を入力することで達成され、図６
のＳＷ２０の出力ラインに図９のブロックを付加すれば
よい。図９において、コントラスト最大値検出回路は、
１画素デレィ回路４０、差分回路４１、絶対値化回路４
２から構成される。

【００５５】１画素デレィ回路４０は、入力された被写
体像信号を１画素分だけデレィさせるための回路であ
る。差分回路４１は、被写体像信号と、１画素デレィ回
路４０からのデレィされた被写体像信号との差分をとる
ための回路である。絶対値化回路４２は、差分回路４１
の出力を絶対値化して出力するための回路である。

【００５６】被写体像信号は１画素デレィ回路４０と差
分回路４１に入力される。図９のブロックを図６のブロ
ックに付加することにより、被写体像信号の転送終了に
応じて被写体像信号のコントラストの最大値が出力され
ることになる。以上の実施例においては、ピーク値等の
被写体像信号の特性値を一対の受光部の両方（例えば受
光部８０、８１の両方）から抽出するとして説明をした
が、一対の受光部の一方のみ（例えば受光部８０、８１
の一方）から抽出するようにしても構わない。

【００５７】また特性値検出装置の出力と被写体像信号
の出力を共通にしていたが、別々であっても構わない。
また特性値検出装置をイメージセンサーとワンチップ化
した場合について説明したが、イメージセンサーの外部
に別チップで構成しても構わない。また撮影光学系を通
った光束により焦点検出を行う焦点検出システムについ
て説明したが、いわゆる三角測量方式のパッシブ型の距
離測定システムに対しても応用が可能であることは言う
までもない。

【００５８】例えば距離検出光学系として基線長隔てて
配置された、被写体像を形成するための２つのレンズを
配置し、また該レンズの後方の結像面近傍に１対の電荷
蓄積型の受光部を配置し、２つのレンズにより形成され
た２つの被写体像を受光し、被写体像の強度分布に応じ
た被写体像信号を出力させるとともに、該被写体像信号
をＡＤ変換したデータから、上記一対の被写体像の相対
的間隔を算出し、該相対間隔と、レンズと受光部間の距
離および基線長から被写体までの距離を算出するととも
に、該被写体像信号の特性値を検出、保持し、特性信号
として出力する特性値検出装置を設け、該特性信号をＡ
Ｄ変換した値に基づいて受光部の電荷蓄積時間を制御す
るようにしてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来イメ
ージセンサーの全ての画素信号をＡＤ変換して行ってい
た電荷蓄積型イメージセンサーの蓄積制御を、特性値検
出手段からの特性信号（アナログ信号）を必要に応じて
選択的にデジタル信号に変換して行うことができるの
で、従来画素信号のＡＤ変換に必要とされた処理時間を
他の処理にむけることができ、システムの応答性の向上
が期待できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【図２】撮影画面における焦点検出領域の配置を示す図
である。

【図３】焦点検出装置の構成を示すブロック図である。

【図４】焦点検出光学系の構成を示す斜視図である。

【図５】イメージセンサーの出力を示すタイムチャート
である。

【図６】ピークホールド回路の構成を示すブロック図で
ある。

【図７】マイクロコンピュータの動作フローチャートで
ある。

【図８】平均値検出回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図９】コントラスト最大値検出回路の構成の一部を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ボディ２レンズ３撮影光学系４メインミラー５サブミラー６ファインダー７焦点検出光学系８電荷蓄積型イメージセンサー９焦点検出装置１０レンズ駆動装置１１起動装置１２エリア選択装置８４ピークホールド回路９０マイクロコンピュータ９１ＡＤ変換装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/335 H04N 5/232 G02B 7/28 G03B 7/28

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素を有し、各画素に入射する光
量に応じた電荷を発生するとともに、各画素で発生した
電荷を画素毎に蓄積し、該電荷に応じたアナログ信号を
イメージセンサー外部に出力する受光部を有する受光手
段と、前記アナログ信号に基づいた特性値を検出し、検出され
た前記特性値を特性信号として出力する特性値検出手段
と、外部に信号を出力するための出力ラインとを有し、前記受光手段からの前記アナログ信号と、前記特性値検
出手段からの前記特性信号とは前記出力ラインを共用
し、前記特性値検出手段は、前記アナログ信号の出力終了後
に前記特性値を前記イメージセンサー外部に出力するこ
とを特徴とするイメージセンサー。
【請求項２】前記全ての手段は、同一半導体基板上に
ワンチップで構成されることを特徴とする請求項１記載
のイメージセンサー。
【請求項３】前記受光手段は、複数の受光部を有し、前記複数の受光部は、それぞれ独立して前記アナログ信
号を出力することを特徴とする請求項１記載のイメージ
センサー。
【請求項４】前記特性値検出手段は、前記アナログ信
号のピーク値を検出、保持するとともに、検出されたピ
ーク値をピーク信号として出力することを特徴とする請
求項１記載のイメージセンサー。
【請求項５】前記特性値検出手段は、前記アナログ信
号の平均値を検出し、検出された平均値を平均信号とし
て出力することを特徴とする請求項１記載のイメージセ
ンサー。
【請求項６】前記特性値検出手段は、前記アナログ信
号のコントラスト値を検出、保持するとともに、検出さ
れたコントラスト値をコントラスト信号として外部に出
力することを特徴とする請求項１記載のイメージセンサ
ー。