JP3717626B2 - 光電変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電荷蓄積型の光電変換素子を用いた光電変換装置に係わり、例えばカメラの自動焦点検出装置にも適用できる光電変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電荷蓄積型の光電変換素子を利用した光電変換装置については種々の提案がなされおり、これを適用した焦点検出装置についての提案も既にある。通常、電荷蓄積型光電変換素子に電荷を蓄積するのに要する蓄積時間は電荷蓄積型光電変換素子に入射する入射光強度に依存するが、被写体が低輝度で入射光強度が弱い場合は、電荷蓄積型光電変換素子の蓄積時間を長くしないと焦点検出を行うために十分な被写体像信号が得られない。そのため、このような電荷蓄積型光電変換素子を用いた例えば自動焦点カメラにおいては、狙いとする所定の低輝度検出限界の被写体輝度に対して焦点検出が可能となるような蓄積時間を「蓄積リミット時間」として設定し、この蓄積リミット時間で蓄積を打ち切っている。しかしこれに対して、更に低輝度レベルまで焦点検出を可能とする自動焦点カメラの実現が待望されていた。
【０００３】
このような要望に応じて特開昭５９−１４０４０９号公報には次のような「焦点検出装置」が提案されている。すなわち、電荷蓄積型光電変換素子の蓄積を開始すると共に蓄積時間のカウントを開始し、電荷蓄積型光電変換素子の近傍に配置されたモニタセンサの受光量を所定のレベルと比較し、蓄積リミット時間が経過しても上記モニタセンサ受光量が所定レベルに達しないときには蓄積動作を終了し、光電変換素子の被写体像信号をそのときのモニタセンサ受光量に応じた増幅率で増幅することで、電荷蓄積の不足分を補う方法が教示されている。
【０００４】
またこの他の特開昭６１−２６０１６号公報においては、次のようなカメラの「自動焦点検出装置」が提案されている。すなわち、低輝度時に電荷蓄積型光電変換素子の蓄積時間を所定の蓄積リミット時間で制限し、そのときの被写体像信号を用いて焦点検出演算を実行し、その結果が検出不能のときには、蓄積リミット時間を更に長い第２の蓄積リミット時間に変更して、再度蓄積動作および焦点検出演算をやり直すことで、さらなる低輝度レベルにおける焦点検出を可能と技術が教示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭５９−１４０４０９号公報の焦点検出装置においては、モニタセンサの受光量に応じて増幅率を設定し、画素毎の蓄積信号を前記増幅率で増幅するための増幅回路および増幅制御回路等を設けなければならず、その結果、回路規模自体がが非常に増大化して装置のコストアップを招くという不具合が発生する。
【０００６】
また、上記特開昭６１−２６０１６号公報のカメラにおいては、低輝度下で検出不能だった場合、蓄積時間を更に長くして再度蓄積動作を行うと共に、その被写体像信号の読出し動作および焦点検出演算を全体で各２回ずつ実行しなければならず、このためタイムラグが極めて大きくなりレスポンスが劣化するので。撮影時のシャッタチャンスを逃がしてしまうという使用上の不具合が発生しやすい。
【０００７】
（目的）
そこで本発明は、上述の不具合に鑑みて成されたものであり、特に低輝度レベルの被写体に対しても焦点検出を可能とすると共に、焦点検出の応答性を低下させることがない例えばカメラ等の自動焦点検出装置にも適用できるような光電変換装置を提供することを主な目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
［１］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、この光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、このモニタ信号レベルを第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を入力し、この比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段とを具備し、この蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、当該モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間を経過した時点の当該モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間になるまでこの蓄積動作を延長し上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、蓄積動作を打ち切るように制御する光電変換装置を提供する。
【０００９】
［２］ 上記光電変換装置は、低輝度条件に対応した動作モードを有し、この低輝度モードにおいては上記蓄積制御手段は上記光電変換素子の蓄積動作を上記第２の所定時間で終了するような［１］に記載の光電変換装置を提供する。
【００１０】
［３］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、この光電変換素子の電荷蓄積量の最大値および最小値に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、このモニタ信号の最大値と最小値との差を第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を入力しその比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段とを具備し、この蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号の最大値と最小値との差が第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間になった時点の上記モニタ信号の最大値と最小値との差が上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間が経過するまでは蓄積動作を延長して上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、この蓄積動作を打ち切るような光電変換装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の基本的概念を図１の構成図に基づき説明する。本発明の光電変換装置１０は機能的に図示のような各機能手段により構成されている。すなわち、複数の電荷蓄積型光電変換部を有し入射光量に応じて発生する電荷を蓄積する光電変換素子１と、この光電変換素子１の電荷蓄積量に応じたモニタ信号を発生するモニタ出力手段２と、このモニタ出力手段２の出力するモニタ信号と所定の判定レベルとを比較して比較結果を示す比較信号を出力する比較手段３と、上記光電変換素子１の蓄積開始からの経過時間を計時し、第１蓄積リミット時間が経過すると所定の第１蓄積終了信号を出力し、この第１蓄積リミット時間より大きい第２蓄積リミット時間が経過すると所定の第２蓄積終了信号を出力する蓄積リミット手段４と、上記光電変換素子１の蓄積を開始すると共に、上記比較手段３の出力する比較信号と、上記蓄積リミット手段４の出力する蓄積終了信号とに基づいて蓄積の終了を制御する蓄積制御手段５とから主に構成されている。そして、上述の如き構成の光電変換装置１０において蓄積制御手段５が次のように作用して稼動する。つまりこの蓄積制御手段５は、所定の第１蓄積終了信号を入力すると、比較手段３を動作させ、次にこの比較手段３の比較信号に応じて、所定の制限時間（リミット時間）に基づき終了信号を供給するための）蓄積リミット手段４に対して第１蓄積リミット時間を第２蓄積リミット時間へ変更するように指示を与えることで、光電変換素子の蓄積制御を行い、改善した適正な蓄積レベルによって低輝度レベルの被写体でも正確に検知できるようにする。
【００１２】
以下、本発明の光電変換装置に係わる複数の実施形態に基づき更に具体的に説明する。すなわち、
（第１実施形態）
図２には本発明の光電変換装置１０が登載されたカメラの断面図が示されている。このカメラはカメラボディＢの下部に焦点検出装置ＦＤを有している。この焦点検出装置ＦＤは、撮影レンズＬを通過した光束を絞り込む視野マスクＳ、赤外光をカットする赤外カットフィルタＳＦ、光束を集めるためのコンデンサレンズＣ、光束を全反射する全反射ミラーＺＭ、光束を制限するセパレータ絞りＫ、光束を再度結像するためのセパレータレンズＨおよび、光電変換素子列Ｐとその処理回路から成る光電変換素子としてのＡＦセンサＡＳから構成されている。
【００１３】
また、カメラボディＢには、撮影レンズＬを通過した被写体からの光束を反射または透過させるメインミラーＭＭ、ファインダＦＬおよび、このメインミラーＭＭを透過した光束を焦点検出装置ＦＤ側へ反射させるサブミラーＳＭを内蔵している。
【００１４】
このカメラに対面する被写体（不図示）から反射された光束は、撮影レンズＬを通り、メインミラーＭＭでファインダＦＬ側へ反射されると共に、、このメインミラーＭＭを透過してサブミラーＳＭでカメラボディＢ下方へ全反射されて上述の焦点検出装置ＦＤへ導かれる。
【００１５】
この焦点検出装置ＦＤ側へ導かれた光束は更にこの焦点検出装置内に配置された視野マスクＳ、赤外カットフィルタＳＦ、コンデンサレンズＣを経て全反射ミラーＺＭで再び光束が屈曲され、セパレータ絞りＫ、セパレータレンズＨを経由してＡＦセンサＡＳ内の後述する光電変換素子列Ｐ上に導かれる。
【００１６】
この光電変換素子列Ｐへ被写体光束を導く焦点検出光学系の構成を図３を参照して説明すると、図３に示すようにまず、Ｌは撮影レンズ、Ｓは視野マスク、Ｃはコンデンサレンズ、Ｋは撮影レンズＬの光軸Ｏに関して略対称に配置された開口部Ｋ1 ，Ｋ2 を有するセパレータ絞り、Ｈ1 ，Ｈ2 はセパレータ絞りＫの開口部Ｋ1 ，Ｋ2 に対応してその後方に配置されたセパレータレンズである。なおこの図３では、前述の赤外カットフィルタＳＦ、全反射ミラーＺＭについては省略している。
【００１７】
撮影レンズＬの領域Ｌ1 を介して入射した被写体からの光束は視野マスクＳ、コンデンサレンズＣ、セパレータ絞りＫの開口部Ｋ1 およびセパレータレンズＨ1 を通り光電変換素子列Ｐ上に結像する。また同様に、撮影レンズＬの領域Ｌ2 を介して入射した被写体からの光束は、視野マスクＳ、コンデンサレンズＣ、セパレータ絞りＫの開口部Ｋ2 およびセパレータレンズＨ2 を通り光電変換素子列Ｐ上に結像する。素子列Ｐ上に配置されている光電変換素子列はセパレータレンズＨ1 ，Ｈ2 に対応して第１、第２の光電変換素子列ＰＤＡＬ，ＰＤＡＲを有している。
【００１８】
撮影レンズが「合焦」即ち結像面Ｇ上に被写体像Ｉが形成される場合、その被写体像ＩはコンデンサレンズＣおよびセパレータレンズＨ1 ，Ｈ2 により光軸Ｏに対して垂直な２次結像面Ｐ（即ち光電変換素子列）上に再度結像されて第１像Ｉ1 および、第２像Ｉ2 となる。
【００１９】
撮影レンズが「前ピン」即ち、結像面Ｇの前方に被写体像Ｆが形成される場合、その被写体像Ｆは互いに光軸Ｏに近づいた形で光軸Ｏに対して垂直に再度結像されて第１像Ｆ1 、第２像Ｆ2 となる。また、撮影レンズが「後ピン」即ち、結像面Ｇの後方に被写体像Ｒが形成される場合、その被写体像Ｒは互いに光軸Ｏから離間して光軸Ｏに対して垂直に再結像されて第１像Ｒ1 、第２像Ｒ２となる。これら第１像と第２像の間隔を検出することにより、撮影レンズの合焦状態を前ピンや後ピンを含めて検出することができる。具体的には、第１像と第２像の光強度分布を光電変換素子列により求めて両像の間隔を測定する。
【００２０】
次に図４は、図２のカメラのＡＦセンサＡＳと電気制御系（コントローラ）ＣＬの構成図であり、これに基づいて各部の説明を行う。図４においてまずＣＬはカメラの主要な制御系であり、例えば内部にＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤコンバータ( ＡＤＣ) を有し、レンズ駆動部ＬＤを適宜制御するコントローラである。このコントローラＣＬは内部のＲＯＭに格納された後述する「カメラシーケンス」プログラムに従って、カメラとしての一連の動作を逐次制御する。またコントローラＣＬは内部にＥＥＰＲＯＭを有し、自動焦点制御（ＡＦ制御）、測光等に関連する補正データをカメラボディ毎に記憶させることも可能である。コントローラＣＬは後述するＡＦセンサＡＳの蓄積、信号読み出し動作の制御、ＡＦセンサＡＳの蓄積信号に基づく焦点検出演算及びレンズ駆動部ＬＤへの制御指令による撮影レンズのフォーカシング等を行う。そしてこのレンズ駆動部ＬＤは、レンズ駆動モータＭＬを駆動して撮影レンズＬ内のフォーカシングレンズ部を移動させることができる。
【００２１】
ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）とセカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）はレリーズボタンに連動したスイッチであり、レリーズボタンの第１段階の押下操作によりまず１ＲＳＷがＯＮし、続いて第２段階の押下操作で２ＲＳＷがＯＮするように構成されている。よって、コントローラＣＬはこの１ＲＳＷがＯＮされたとき「測光」及び「ＡＦ」を行い、更に２ＲＳＷがＯＮされたならは所定の「露出動作」とフィルム巻上げを行う。また図中のＹＫＳＷは撮影モードとして「夜景モード」を設定する為のスイッチである。この「夜景モード」とは夜景や夜景を背景にした人物のように被写体が暗い撮影シーン、即ち低輝度な被写体像に対して予め設定された好適な露出制御条件に基づいてその写真撮影を行うモードの１つである。
【００２２】
次に本発明の特徴的な構成要素である処のＡＦセンサＡＳの内部構成について説明する。ＡＦセンサＡＳは光電変換素子列であるフォトダイオードアレイＰＤＡＬ、ＰＤＡＲと処理回路ＳＡとセンサ制御回路ＳＣＣとから構成されている。このセンサ制御回路ＳＣＣはコントローラＣＬからの制御信号に応じてＡＦセンサＡＳ内部の動作を制御する。またＡＦセンサＡＳは、処理回路ＳＡよりモニタ出力ＭＤＡＴＡと蓄積信号出力ＳＤＡＴＡをコントローラＣＬ内部のＡＤコンバータＡＤＣに出力する。
【００２３】
図５には、上記ＡＦセンサＡＳのフォトダイオードアレイＰＤＡＬ、ＰＤＡＲと処理回路ＳＡの回路図が示されている。図中の画素ブロックＥ1 〜Ｅn は、後述の図６に示すフォトダイオードＰＤと画素増幅部である。各画素増幅部はセンサ制御回路ＳＣＣからの信号φRES ，φEND によって制御される。図示の如くこれらの画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力Ｖs1〜ＶsnにはＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のゲートが各々接続されている。これらのＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のドレインは全てＧＮＤに接続され、一方、ソースは全て共通に定電流負荷ＩL に接続されており、バッファＢ1 に入力される。そしてこのバッファＢ1 の出力はＭＤＡＴＡとなる。ここでＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn と定電流負荷ＩL 、バッファＢ1 は、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各蓄積レベルのＭＡＸ値を検出し出力するＭＡＸ検出部６０であり、いわゆる「モニタ回路」を構成している。また画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力Ｖs1〜ＶsnにはさらにスイッチＳＷs1〜ＳＷsnを介した後、共通に接続されてバッファＢ2 に入力される。そしてバッファＢ2 の出力はＳＤＡＴＡとなる。これらのスイッチＳＷs1〜ＳＷsnは、センサ制御回路ＳＣＣからの信号φＣＬＫをシフトレジスタＳＲに入力することによって出力Ｓ1 〜Ｓn により順次ＯＮされる。そして画素ブロックＥ1 〜Ｅn の出力Ｖs1〜ＶsnをＳＤＡＴＡに順次出力する。なお画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力Ｖs1〜ＶsnとＭＤＡＴＡはＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のゲート〜ソース間電圧ＶGSの分だけレベル差が生ずるのでＥＥＰＲＯＭに一時記憶しておき、Ａ／Ｄ変換後に補正処理を行う。
【００２４】
さらに図６には、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の詳細な構成を回路図で示している。フォトダイオードＰＤのアノードはＧＮＤに接続され、カソードは初段アンプ部５１に入力される。この初段アンプ部５１は、反転増幅器Ａ1 、積分コンデンサＣ1 、スイッチＳＷ1 とからいわゆる「積分回路」を構成しており、スイッチＳＷ1 はセンサ制御回路ＳＣＣからの信号φＲＥＳによりＯＮ／ＯＦＦ制御される。蓄積動作時はスイッチＳＷ1 をＯＮとして積分コンデンサＣ1 を初期化した後、スイッチＳＷ1 をＯＦＦして蓄積動作を開始し、フォトダイオードＰＤ1 で発生する電荷が積分コンデンサＣ1 に蓄積され、蓄積量に応じた電圧が初段アンプ部出力Ｖ1 に発生する。
【００２５】
この初段アンプ部５１からの出力Ｖ1 は、２段目アンプ部５２の入力に接続されており、この２段目アンプ部５２は、コンデンサＣ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 、反転増幅器Ａ2 、バッファＡ3 、スイッチＳＷ2 およびＳＷ3 から構成され、いわゆる「サンプルホールド機能」を有すると共に、増幅率−Ｃ2 ／Ｃ3 を有するような反転増幅回路となっている。これらのスイッチＳＷ2 ，ＳＷ3 は各々センサ制御回路ＳＣＣからの信号φRES,φEND により各々ＯＮ、ＯＦＦ制御される。また、蓄積動作時にはまずスイッチＳＷ2 ，ＳＷ3 をＯＮさせ各部を初期化し、その後スイッチＳＷ2 をＯＦＦして蓄積中の初段アンプ部の出力Ｖ1 を前記所定の増幅率で増幅して出力Ｖs を発生する。そして信号φEND によりスイッチＳＷ3 をＯＦＦするとホールドコンデンサＣ4 にその時点での蓄積レベルに対応する電圧レベルを維持、即ちホールドして蓄積レベルを保持する。
【００２６】
次に図７のタイムチャートに基づいて蓄積および蓄積信号の読出し動作について説明する。まず最初に信号ＲＥＳをＬ(Low) 、信号ＥＮＤをＨ(Hi)とすることによりスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 をＯＮして各部の初期化を行っておく。そして所定時間後、信号ＲＥＳをＬ→ＨとすることによりスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 をＯＦＦにして蓄積動作を開始する。蓄積動作中には各フォトダイオード毎の入射光量に応じた傾きで、各画素ブロック出力Ｖs1〜Ｖsnのレベルが下降していく。ＭＤＡＴＡにはこれらのＶs1〜Ｖsnのうちで最もレベルの低い出力（ＭＡＸ）に追従した出力がモニタ信号として出力される。コントローラＣＬはこのＭＤＡＴＡを所定のタイミングで、内蔵しているＡＤコンバータＡＤＣでＡＤ変換し、そのレベルをチェックする。そして蓄積量が適正なレベルになる時刻にて信号ＥＮＤをＨ→Ｌとすることによりスイッチ３をＯＦＦして全画素ブロックでの蓄積を終了し、同時に各画素ブロックの蓄積レベルを保持する。蓄積動作を終了すると次に蓄積信号の読出し動作を行う。
【００２７】
ここで、信号ＣＬＫとして読出しクロックを入力すると、シフトレジスタＳＲよりＳ1 〜Ｓn が出力されスイッチＳＷs1〜ＳＷsnが順次ＯＮされ各画素毎の蓄積信号が順次ＳＤＡＴＡに出力される。コントローラＣＬはＳＤＡＴＡ出力を信号ＣＬＫに同期してＡ／Ｄ変換して内蔵のＲＡＭに格納していき、すべての画素についての蓄積信号の読出しが完了したところでその読出し動作を終了する。
【００２８】
次に本発明を適用したカメラの動作について図８に示されたフローチャトに従ってさらに詳しく説明する。これは図４に示すコントローラＣＬの動作制御手順を示すメインルーチンとしての「カメラシーケンス」である。まず、コントローラＣＬが動作を開始すると、図８に示すメインルーチンが実行されて、最初にＥＥＰＲＯＭにあらかじめ記憶されている各種の補正データや蓄積制御データをＲＡＭに読み込んで展開する（Ｓ２００）。
【００２９】
続くステップＳ２０１では、１ＲＳＷ（ファーストレリーズスイッチ）がＯＮされているか否かを判断し、ＯＮでなければステップＳ２０９に分岐する。一方、ＯＮであれば、露出量を決定するために不図示の測光回路を動作させて被写体の光量を測定して「測光処理」を行い（Ｓ２０２）、被写体に対する焦点状態を検出して撮影レンズを焦点位置に移動してこの被写体にピントを合わせる「ＡＦ動作」を行う（Ｓ２０３）。
【００３０】
このＡＦ動作の結果、合焦したか否かを判別し（Ｓ２０４）、合焦していなければＳ２０８に進み、一方、合焦している場合は、更に２ＲＳＷ（セカンドレリーズスイッチ）がＯＮされているか否かを判別し（Ｓ２０５）、ＯＮされていなければＳ２０８に進み、一方、ＯＮされている場合は、「露出動作」を行うためにまず上記ステップＳ２０２で求めた測光値に基づいて決定された絞り値に撮影レンズの絞りを絞り込み、次にシャッタを制御して所定時間だけシャッタを開いて露出動作を行い（Ｓ２０６）、このシャッタ制御が完了したら絞りを開放状態に戻して、撮影したフィルムを巻き上げて次のコマの位置に給送し（Ｓ２０７）、一連の撮影動作を終了して続くステップＳ２０８に進み、不図示の表示装置ＬＣＤ，ＬＥＤの表示動作を制御し（Ｓ２０８）、その後、前記のステップＳ２０１に戻って同様な処理ステップを繰り返す。
【００３１】
ステップＳ２０９では、シャッタに係わる１ＲＳＷや２ＲＳＷ以外のスイッチのどれかが操作されていることを想定して他のＳＷの状態を判定し（Ｓ２０９）、もしＯＮされていなければ上記ステップＳ２０８に進み、一方、ＯＮされているＳＷが有れば、そのＯＮされたＳＷに応じた処理を実行し（Ｓ２１０）、例えば、ＹＫＳＷのＯＮ操作によれば、後述する所定の「夜景モード」の設定を行った後、上記ステップＳ２０８に進む。
【００３２】
図９には、図８中のステップＳ２０３でコールされたサブルーチン「ＡＦ（自動焦点）」のフローチャートが示されている。このＡＦ動作ではまず、ステップＳ３００で、蓄積中フラグを参照してＡＦセンサＡＳが蓄積中か否か判断し（Ｓ３００）、まだ蓄積中であればステップＳ３０２に進み、蓄積中でなければ、蓄積終了フラグを参照して、ＡＦセンサＡＳの蓄積が終了したか否かを判断し（Ｓ３０１）、蓄積終了していればＳ３０３に進み、まだ蓄積終了していなければ続くステップＳ３０２に進む。
【００３３】
ステップＳ３０２では、サブルーチン「蓄積制御」をコールすることにより、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作を開始すると共に、ＡＦセンサＡＳのモニタ出力をチェックして蓄積終了時間を求める。そして蓄積中を表わすフラグをセットする（Ｓ３０２）。そしてステップＳ３００に戻る。
【００３４】
ステップＳ３０３では、ＡＦセンサＡＳにおいて蓄積された信号をセンサデータとして読み出し、コントローラＣＬから読出しクロックをＡＦセンサＡＳに与え、それに同期したセンサデータがＡＦセンサＡＳより出力されるので、コントローラＣＬはこのセンサデータを順次Ａ／Ｄ変換してＲＡＭに格納する（Ｓ３０３）。
【００３５】
続いて、このＲＡＭに格納されたセンサデータに基づいて所定の焦点検出演算を行う（Ｓ３０４）。またここで蓄積中フラグ、蓄積終了フラグを初期化して次回の蓄積に備える。
【００３６】
次にここで、上記の焦点検出演算により求められたデフォーカス量が許容範囲内であるか否かを判別し合焦判定を行う（Ｓ３０５）。もし合焦状態であれば下記のステップＳ３０８に進んで合焦処理を行い（Ｓ３０８）、リターンする。一方、非合焦状態であれば、上記ステップＳ３０４で求められたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を演算する（Ｓ３０６）。
【００３７】
続いて、このＳ３０６で求められたレンズ駆動量だけレンズを駆動した後（Ｓ３０７）、レンズ駆動が終了すると再び前記のステップＳ３００に戻り、再度、同様なＡＦ動作ステップを順次行って、「合焦」するまで蓄積動作〜レンズ駆動動作を繰り返す。つまり、前記Ｓ３０５において「合焦した」と判定された場合にのみ、ファインダ内の合焦表示等を出力して使用者に告知する等の合焦処理を行ってからメインルーチンにリターンする。
【００３８】
ここで、図１０のフローチャートに基づいて、図９のＳ３０２でコールたサブルーチン「蓄積制御」について説明する。また、図１１のグラフをあわせて参照しながら被写体のモニタ時の輝度（モニタレベル）と蓄積時間の関係についても述べる。
【００３９】
まず、蓄積中フラグを参照して蓄積中か否かを判別し（Ｓ４００）、蓄積中でなければ、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作をスタートし（Ｓ４０１）、同時にＴＬＭＴ変更フラグをクリアした後、リターンする。一方、まだ蓄積中であれば、後述のＴＬＭＴ変更フラグを参照する（Ｓ４０２）。蓄積スタート直後はＴＬＭＴ変更フラグはクリアされているので、Ｓ４０３に進み蓄積をスタートしてからの経過時間ｔ、即ち「蓄積時間」を第１リミット時間ＴLMT1と比較する（Ｓ４０３）。もしこの蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1にまだ達していない場合は、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換する（Ｓ４０４）。次に、Ａ／Ｄ変換の結果Ｍと第１モニタ判定レベルＭTH1 とを比較する（Ｓ４０５）。ここでモニタ判定レベルＭTH1 は蓄積レベルが適正となるモニタＭＤＡＴＡ出力に相当する。もし、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 以上の場合は、適正な蓄積レベルに達していないのでリターンして、蓄積動作を継続する。一方、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 よりも小さい値を示す場合は、ステップＳ４１１に進んで、適正な蓄積レベルに達したので蓄積動作を終了させた後（Ｓ４１１）、リターンする。
【００４０】
ここまで説明した処理ステップは、被写体の輝度が低輝度ではない状況に対応する場合であり、より簡単に解り易すく説明すると、蓄積終了状態でサブルーチン“蓄積制御”がコールされると（図９のＳ３０２）、Ｓ４００→Ｓ４０１→リターンで蓄積が開始される。次に「蓄積制御」がコールされると（図９のＳ３００→Ｓ３０２）、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ４０３→Ｓ４０４→Ｓ４０５→リターンという順序で１回目のモニタＭＤＡＴＡ出力のＡ／Ｄ変換が実行される。このような動作を繰り返し実行し、蓄積時間ｔの経過と共に、モニタＭＤＡＴＡ出力が下降していき、第１モニタ判定レベルＭTH1 より小さくなったとき、前述したステップＳ４１１にて最終的に蓄積動作を終了する。
【００４１】
なお、以上に述べた動作は、図１１のモニタレベルＭと蓄積時間ｔの関係を示すグラフの（Ａ）の領域に相当するものである。また図１１に示すモニタレベルＭはその下限にいくほど蓄積レベルが増加する傾向になっている。
【００４２】
次に、図１０のステップＳ４０３からの説明を続けると、このステップにおい蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1以上となった場合には、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換し（Ｓ４０６）、このＡ／Ｄ変換の結果であるモニタレベルＭを第１モニタ判定レベルＭTH1 に比べてより低い蓄積レベルを示す第２モニタ判定レベルＭTH2 と比較する（Ｓ４０７）。もしこのモニタレベルＭが第２モニタ判定レベルＭTH2 よりも小さい場合は、蓄積リミット時間を第１リミット時間ＴLMT1より大きい第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積動作を継続させるように前述のように制御する。
【００４３】
そして、蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達しているか否かを判定し（Ｓ４０８）、まだ達していない場合は、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡＤ変換する（Ｓ４０９）。そして、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 より低い場合は、適正な蓄積レベルに達したか否かを判定し（Ｓ４１０）、達している場合には蓄積動作を終了して（Ｓ４１１）、リターンする。一方、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 以上の場合は、蓄積リミット時間を延長して蓄積を継続させるためのＴＬＭＴ変更フラグをセットした後（Ｓ４１２）、リターンする。
【００４４】
前記ステップＳ４０８の判定で、もし蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達した場合は、上記ステップＳ４１１に進んで蓄積動作を終了させた後、リターンする。
また、ステップＳ４１２においてＴＬＭＴ変更フラグをセットしリターンした後は再び「蓄積制御」がコールされ（参照：図９のＳ３００→Ｓ３０２）、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ４０８→Ｓ４０９→Ｓ４１０→Ｓ４１２→リターンの順序の動作を実行し、これを繰り返す。そしてステップＳ４１０においてモニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 より低くなると、適正な蓄積レベルに達したと判断してＳ４１１で蓄積動作を終了する。なお、以上の動作は被写体輝度が低輝度の場合であり図１１中の（Ｂ）の領域に対応している。
【００４５】
次にステップＳ４０７に戻り、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH2 以上の場合は蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1に達しており、さらにその時点での蓄積レベルが非常に低いので、第２リミット時間ＴLMT2まで蓄積時間を延長しても適正な蓄積レベルが得られないので、同様にＳ４１１で蓄積動作を終了する。なお、以上の動作は図１１に示す（Ｃ）の領域に相当する。
【００４６】
（作用効果１）
このように本発明の第１実施形態では、モニタレベルＭに応じて第１リミット時間ＴLMT1をより大きな第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積制御を行うことによって、図１１に示す（Ｂ）領域の斜線部分において蓄積レベルが改善される。また、モニタレベルＭをチェックすることにより、第２リミット時間ＴLMT2に変更しても適正な蓄積レベルが得られないと判断した場合は、第２リミット時間ＴLMT2への変更を禁止しているので、無駄なタイムラグが発生するのを防止でき、応答性の低下を生じることはない。
【００４７】
なお、上記第１リミット時間ＴLMT1、第２リミット時間ＴLMT2、第１モニタ判定レベルＭTH1 および、第２モニタ判定レベルＭTH2 は各々、コントローラＣＬに内蔵されているＥＥＰＲＯＭに既定値として記憶されており、図８の「ＡＦ」サブルーチン中のステップＳ３０２においてこのコントローラＣＬ内のＲＡＭに格納される。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図１２，図１３，図１４および図１５に基づいて説明する。図１２には、ＡＦセンサＡＳのフォトダイオードアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲと処理回路ＳＡが示されている。ただしここでは、前記の図５と同一部分については同一符号を付しその説明は省略する。
【００４９】
画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力ＶS1〜ＶS2は前述のようにＭＡＸ検出部６０であるＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のゲートに接続されると共に、ＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn のゲートに各々接続されている。これらのＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn のドレインは全て電源に接続され、一方、ソースは全て共通に定電流負荷ＩM に接続されると共に、スイッチＳＷＭ2 の一端に接続されている。スイッチＳＷＭ2 の他端は出力をＭＤＡＴＡとするバッファＢ1 の入力に接続されている。上記ＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn と定電流負荷ＩM とはＭＩＮ検出部７０を構成し、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の出力ＶＳ1 〜ＶＳn のうち最も蓄積レベルの低い出力に応じたレベルを出力する。一方、ＭＡＸ検出部６０の出力であるＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のソースと定電流負荷ＩL の接続部分はスイッチＳＷＭ1 の一端に接続され、他端はバッファＢ1 に入力される。スイッチＳＷＭ1 とＳＷＭ2 はインバータＩ3 ，Ｉ4 の出力により制御され交互にＯＮするように構成されており、ＭＡＸ検出部６０とＭＩＮ検出部７０の各出力のいずれか一方がバッファＢ1 を介してＭＤＡＴＡに出力される。信号φEND はインバータＩ1 を介してアンドＡＮ1 の一方の入力に接続され、他方の入力にはφCLK が接続されている。よって、φCLK はφEND がＬ(Low) のときだけシフトレジスタＳＲに入力される。また、φCLK はアンドＡＮ2 の一方の入力に接続され、他方の入力にはインバータＩ1 の出力をインバータＩ2 を介した出力が接続される。アンドＡＮ2 の出力はインバータＩ3 に入力される。したがって、φEND がＨ(Hi)のときだけφCLK によりスイッチＳＷＭ1 ，ＳＷＭ2 のＯＮ／ＯＦＦが制御可能であり、φCLK がＨの時スイッチＳＷＭ1 がＯＮし、モニタ出力ＭＤＡＴＡにはＭＡＸ検出部出力が出力され、φCLK がＬの時スイッチＳＷＭ2 がＯＮし、ＭＩＮ検出部７０の出力がモニタ出力ＭＤＡＴＡに出力される。
【００５０】
以上の構成によるＡＦセンサＡＳの蓄積動作を、図１３に示すタイムチャートに基づいて説明する。信号ＲＥＳの変化Ｈ→Ｌにより初期化が行なわれ、信号ＲＥＳＬ→Ｈにより蓄積をスタートする。蓄積中は信号ＥＮＤをＨとしているので、信号ＣＬＫによりＭＤＡＴＡ出力をＭＡＸモニタとＭＩＮモニタとに切り換えて出力させ、コントローラＣＬ内蔵のＡＤコンバータＡＤＣによりＡ／Ｄ変換してＭＡＸモニタ出力とＭＩＮモニタ出力を得て蓄積制御を行う。その後に、適正な蓄積レベルとなると、信号ＥＮＤをＨ→Ｌとして蓄積動作を終了し、ＣＬＫ信号を入力してＳＤＡＴＡに順次に蓄積信号を出力させ、Ａ／Ｄ変換を行う。
【００５１】
なお、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の出力Ｖs1〜Ｖsnとモニタ出力ＭＤＡＴＡは、ＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn 又はＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn のゲート〜ソース間電圧ＶGSの分だけ各々対応するレベル差が生ずるので、あらかじめＥＥＰＲＯＭに記憶されている補正値を用いて補正処理を行う。
【００５２】
次に図１４に示すフローチャートは、第２実施形態におけるサブルーチン「蓄積制御」の動作を表わしている。まず、蓄積中フラグを参照して蓄積中か否かを判別し（Ｓ５００）、蓄積中でなければＡＦセンサＡＳの蓄積を開始する（Ｓ５０１）と共にＴＬＭＴ変更フラグをクリアしてリターンする。一方、まだ蓄積中である場合は、ＴＬＭＴ変更フラグを参照し（Ｓ５０２）、特に蓄積動作の開始直後は、ＴＬＭＴ変更フラグはクリアされているので変更はなく、よって、次ステップＳ５０３では蓄積を開始してからの経過時間ｔ、即ち蓄積時間を第１リミット時間ＴLMT1と比較する（Ｓ５０３）。もしこの蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1に達していない場合は、以下のステップＳ５０４〜Ｓ５１０の一連の処理ステップを実行する。すなわち、信号ＣＬＫをＨとし（Ｓ５０４），モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換し（Ｓ５０５）、モニタレベルＭをＭＭＡＸとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ５０６）。次に信号ＣＬＫをＬとし（Ｓ５０７）、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換して（Ｓ５０８）、モニタレベルＭをＭＭＩＮとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ５０９）。続くステップＳ５１０にて、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸと第３モニタ判定レベルＭTH3 とを比較する（Ｓ５１０）。なおこの処理は、蓄積信号のＭＡＸ値とＭＩＮ値の差であるから被写体像のコントラストを判定値と比較する事とほぼ等価である。ここでもし、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第３モニタ判定レベルＭTH3 よりも大きい場合は、十分な被写体像コントラストが得られている状態なので、後述するステップＳ５２６に進み、蓄積動作を終了してリターンする。一方、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第３モニタ判定レベルＭTH3 以下であるときは、リターンして蓄積動作を継続する。
【００５３】
以上の部分の処理について、サブルーチン「ＡＦ」も含めて説明すると次のようにも言える。すなわち、蓄積終了状態で図９のＳ３０２にて第１実施形態のサブルーチン「蓄積制御」がコールされると、Ｓ５００→Ｓ５０１→リターンで、ＡＦセンサＡＳが蓄積動作をスタートする。次に、図９のＳ３００→Ｓ３０２にて“蓄積制御”がコールされるとＳ５００→Ｓ５０２→Ｓ５０３→Ｓ５０４→…→Ｓ５１０→リターンの順序でモニタＭＤＡＴＡ出力のＡ／Ｄ変換と、コントラストの判定が行なわれる。この動作の繰返しにより、蓄積時間の経過と共に、コントラスト（即ち、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸ）が増加していき、第３モニタ判定レベルＭTH3 を越えるとＳ５２６で蓄積動作を終了する。なお、以上の動作は、図１５に示すモニタレベルＭと蓄積時間ｔの関係を示すグラフにおいて、ＭＭＩＮ１，ＭＭＡＸ１のケースに相当するものである。
【００５４】
続いて図１４のステップＳ５０３に戻り説明すると、一方ここで蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1以上となった場合は、以下のステップＳ５１１〜Ｓ５１７にて上述した「コントラスト判定」を行う。すなわち、信号ＣＬＫをＨとし（Ｓ５１１）、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡＤ変換し（Ｓ５１２）、モニタレベルＭをＭＭＡＸとしてＲＡＭに記憶し（Ｓ５１３）、次に信号ＣＬＫをＬとし（Ｓ５１４）、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡＤ変換し（Ｓ５１５）、モニタレベルＭをＭＭＩＮとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ５１６）。そして続くステップＳ５１７では、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸを第３モニタ判定レベルより小さい第４モニタ判定レベルＭTH4 と比較し（Ｓ５１７）、もし、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第４モニタ判定レベルＭTH4 より大きい場合は、蓄積リミット時間を第１リミット時間ＴLMT1よりも大きい第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積を継続させるように制御する。
【００５５】
さらにステップＳ５１８では、蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達しているか否かを判定し（Ｓ５１８）、達していない場合は、続くステップＳ５１９〜Ｓ５２５において「コントラスト判定」を行う。一方、蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達した場合はＳ５２６に進み、蓄積動作を終了してリターンする。
【００５６】
なお、上記のＳ５１９〜Ｓ５２４については前述したＳ５１１〜Ｓ５１６とまったく同じなのでその説明を省略する。
また、ステップＳ５２５では、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸを第３モニタ判定レベルＭTH3 と比較し（Ｓ５２５）、もしこれを超過している場合には「十分なコントラスト」が得られたと判断して、蓄積を終了し（Ｓ５２６）、リターンする。一方、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第３モニタ判定レベルＭTH3 をまだ越えていない場合は、ステップＳ５２７に進んで、蓄積リミット時間を延長して蓄積動作を継続させるためにＴＬＭＴ変更フラグをセットした後（Ｓ５２７）、リターンする。
【００５７】
このステップＳ５２７でＴＬＭＴ変更フラグをセットし、リターンした後は、図１０に示すサブルーチン「ＡＦ」の手順Ｓ３００→Ｓ３０２に従ってサブルーチン「蓄積制御」がコールされ、Ｓ５００→Ｓ５０２→Ｓ５１８→…→Ｓ５２５→Ｓ５２７→リターンの手順で動作を実行し、これを繰り返す。そして、ステップＳ５２５において被写体のコントラストが第３モニタ判定レベルＭTH3 より大きくなると、適正なコントラストに達したと判断してステップＳ５２６で蓄積動作を終了した後、リターンする。なお、以上の動作は被写体のコントラストが低い場合であり、図１５に示すＭＭＩＮ２，ＭＭＡＸ２に対応している。
【００５８】
前記ステップＳ５１７において、もしコントラストＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第４モニタ判定レベルＭTH4 以下の場合は、蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1に達しているので、さらにこの時点でのコントラストが非常に小さいので、第２リミット時間ＴLMT2まで蓄積時間を延長しても適正なコントラストが得られないと判断し、同様にして蓄積動作を終了して、リターンする。なお、以上の動作は被写体のコントラストが非常に低い場合であり、図１５に示すＭＭＩＮ３，ＭＭＡＸ３に対応している。
【００５９】
（作用効果２）
このように第２実施形態によれば、上記ＭＡＸとＭＩＮのモニタレベルより得られるコントラストに応じて蓄積リミット時間を第１リミット時間ＴLMT1よりも大きい第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積制御を行うことにより、蓄積信号のコントラストを改善してより低コントラストの被写体に対して焦点検出を可能とする。
【００６０】
また、第１リミット時間ＴLMT1におけるコントラストが所定値よりも低い場合は第２リミット時間ＴLMT2に変更しても適正なコントラストが得られないと判断して蓄積リミット時間の変更を禁止したので、無駄なタイムラグが発生するのを防止している。更に、精度も向上する。
【００６１】
（第３実施形態）
次に本発明に係わる第３実施形態について説明する。図１６は第１実施形態を示す図１０に対して更に「夜景モード」の判定ステップ（Ｓ４２０，Ｓ４２１）を追加した一つの変形例でもある。よって、以下では異なる内容のステップのみを中心に説明する。すなわち、本発明の第３実施形態の趣旨は、「夜景モード」の場合のみ前述した第１実施形態と同様な動作を行い、更に、その他のモードの場合はこれを禁止する処に特徴を有する。そこで、図１６のサブルーチン「蓄積制御」のフローチャートに基づき説明すると、まず、ステップＳ４２０において「夜景モード」か否かを判別し（Ｓ４２０）、もし夜景モードの場合は続くステップＳ４０２に進んで、ＴＬＭＴ変更フラグの判定を行う。一方、夜景モードでない場合には、上記Ｓ４０２をスキップする。また、ステップＳ４２１では、「夜景モード」かつ第１リミット時間経過時にはステップＳ４０６以降に進み、前述した第１実施形態と同一の動作を行うが、一方、夜景モードではないときには、第１リミット時間を経過しているのでステップＳ４１１に進み、蓄積動作を終了しリターンする。
【００６２】
（作用効果３）
このように本発明の第３実施形態によれば、運用上例えば、撮影者が夜景モードを設定した場合は、夜景や、夜景を背景とした様な暗い（低輝度）被写体の撮影を意図していると考えられるので、蓄積リミット時間の延長処理により、従来技術では検出不能となっていた場合においても焦点検出を可能とする。また、その他のモードが設定されている場合には、蓄積リミット時間の延長処理を禁止したので、タイムラグを増大させることなく良好なレスポンスで使い勝手が改善されたカメラとすることができる。
【００６３】
（その他の変形例）
なお、上述した変形例のほかにも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施は可能である。
【００６４】
以上、本発明について３つの実施形態に基づいて説明したが、本明細書中には次の様な発明が含まれる。すなわちその概要としては、受光面の光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、この素子の電荷蓄積量に対応したモニタ信号を発生するモニタ手段と、この信号レベルを第１の所定レベル及び該レベルより大きな第２の所定レベルと比べる比較手段と、この比較手段の結果に基づき素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段を備えており、この蓄積制御手段は、光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く第２の所定レベルに達しているか否かで蓄積動作の終了または継続させ、更に、第１の所定時間の経過時点の上記モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過しているか否かでこの第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の経過まで蓄積動作を延長または終了させることを特徴とした光電変換装置である。詳しくは、
［１］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、
上記光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、
このモニタ信号レベルを第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果を入力し、この比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段と、
を具備し、
上記蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、当該モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間を経過した時点の当該モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間になるまでこの蓄積動作を延長し上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、蓄積動作を打ち切るように制御することを特徴とする光電変換装置。
【００６５】
［２］ 上記光電変換装置は、低輝度条件に対応した動作モードを有し、この低輝度モードにおいては上記蓄積制御手段は上記光電変換素子の蓄積動作を上記第２の所定時間で終了することを特徴とする［１］に記載の光電変換装置。
【００６６】
［３］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、
上記光電変換素子の電荷蓄積量の最大値、および最小値に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、
このモニタ信号の最大値と最小値との差を第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果を入力し、その比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段と、
を具備し、
上記蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号の最大値と最小値との差が第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間になった時点の上記モニタ信号の最大値と最小値との差が上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間が経過するまでは蓄積動作を延長して上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、この蓄積動作を打ち切ることを特徴とする光電変換装置。
【００６７】
また、次のような発明も含まれている。例えば、
（１） 複数の電荷蓄積型光電変換部を有し、入射光量に応じて発生する電荷を蓄積する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷蓄積量に応じたモニタ信号を発生するモニタ出力手段と、
前記モニタ出力手段の出力するモニタ信号と所定の判定レベルとを比較して、比較結果を示す比較信号を出力する比較手段と、
前記光電変換素子の蓄積開始からの時間を計時し、第１の蓄積リミット時間が経過すると第１の蓄積終了信号を出力し、第１の蓄積リミット時間より長い第２のリミット時間が経過すると、第２の蓄積終了信号を出力する蓄積リミット手段と、
前記光電変換素子の蓄積を開始すると共に、前記比較手段の出力する比較信号と、前記蓄積リミット手段の出力する蓄積終了信号とに基いて、前記光電変換素子の蓄積の終了を制御する蓄積制御手段と、
を具備し、
前記蓄積制御手段は、前記第１の蓄積終了信号を入力すると、前記比較手段を作動させ、比較信号に応じて前記蓄積リミット手段に対して第１の蓄積リミット時間を第２の蓄積リミット時間に変更させることを特徴とする光電変換装置。（これは第１実施形態に対応する）。
【００６８】
（２） 前記モニタ手段は、複数の電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積量のうちの最大値、もしくは最大値と最小値との両方に応じたモニタ信号を発生することを特徴とする（１）に記載の光電変換装置。（これは第２実施形態に対応する）。
【００６９】
（３） （１）に記載の光電変換装置は夜景モードを有し、
この夜景モードにおいては、前記蓄積制御手段は第２の蓄積リミット時間で蓄積制御を行い、夜景モード以外では第１の蓄積終了時間を初期設定する手段を具備することを特徴とする（１）に記載の光電変換装置。（これは第３実施形態に対応する）。
【００７０】
さらに、本明細書中には次の様な焦点検出装置への適用する内容も含んでいる。
（１' ） 複数の電荷蓄積型光電変換部を有し、入射光量に応じて発生する電荷を蓄積する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷蓄積量に応じたモニタ信号を発生するモニタ出力手段と、
前記モニタ出力手段が出力するモニタ信号と所定の判定レベルとを比較して、この比較結果を示す所定の比較信号を出力する比較手段と、
前記光電変換素子の蓄積動作開始からの経過時間を計時し、所定の第１蓄積リミット時間が経過すると第１蓄積終了信号を出力し、この第１蓄積リミット時間より大きい第２蓄積リミット時間が経過すると第２蓄積終了信号を出力する蓄積リミット手段と、
前記光電変換素子の蓄積動作を開始すると共に前記比較手段からの比較信号と、前記蓄積リミット手段からの蓄積終了信号とに基づいて蓄積動作の終了を制御する蓄積制御手段と、
を具備して成り、
前記蓄積制御手段は、該第１蓄積終了信号を入力すると、前記比較手段を動作させ比較信号に応じて前記蓄積リミット手段に対し第１蓄積リミット時間を第２蓄積リミット時間へ変更するように指示することを特徴とする焦点検出装置。
（２' ） 前記モニタ出力手段は、複数の電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積量の最大値または、最大値と最小値の両方に応じたモニタ信号を発生することを特徴とする（１' ）に記載の焦点検出装置。
（３' ） カメラの夜景モードにおいては、前記蓄積制御手段が第２蓄積リミット時間に変更するように指示することを許可し、夜景モードでない場合は、当該モードを禁止する禁止手段を具備することを特徴とする（１' ）に記載の焦点検出装置。
【００７１】
【発明の効果】
以上に説明のように本発明の光電変換装置は、蓄積リミット時間に達した時点での蓄積モニタ信号に応じて蓄積リミット時間を延長するように制御しているので、例えばこの装置をカメラの自動焦点検出に適用した場合には、低輝度、低コントラストの被写体に対しても、比較的簡単な回路構成でタイムラグを増大することなく、適正な蓄積信号が得られ、正確な焦点検出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の光電変換装置の構成を概念的に示す構成図。
【図２】図２は、本発明の光電変換装置を登載するカメラの断面図。
【図３】図３は、このカメラの焦点検出用の光学系を示す説明図。
【図４】図４は、このカメラの電気制御部（コントローラ）とＡＦセンサの構成を示すブロック構成図。
【図５】図５は、第１実施形態としてのＡＦセンサとその処理部の回路図。
【図６】図６は、画素ブロックの回路図。
【図７】図７は、このＡＦセンサの蓄積及び読出し動作を示すタイムチャート。
【図８】図８は、コントローラが制御するカメラシーケンスを表わすメインルーチンのフローチャート。
【図９】図９は、サブルーチン「ＡＦ（自動測距）」のフローチャート。
【図１０】図１０は、第１実施形態の「蓄積制御」サブルーチンのフローチャート。
【図１１】図１１は、被写体をモニタする場合の輝度（モニタレベル）と蓄積時間の関係を表わすグラフ。
【図１２】図１２は、第２実施形態としてのＡＦセンサとその処理部の回路図。
【図１３】図１３は、このＡＦセンサの蓄積及び読出し動作を示すタイムチャート。
【図１４】図１４は、第２実施形態の「蓄積制御」サブルーチンのフローチャート。
【図１５】図１５は、モニタレベルと蓄積時間との関係を示すグラフ。
【図１６】図１６は、第３実施形態の「蓄積制御」サブルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
１…光電変換素子、
２…モニタ出力手段、
３…比較手段、
４…蓄積リミット手段、
５…蓄積制御手段、
１０…光電変換装置、
２０…カメラ、
３１…ＣＰＵ、
３２…ＡＤコンバータ、
３３…ＲＯＭ、
３４…ＲＡＭ、
３５…ＥＥＰＲＯＭ、
４０…ＡＦセンサ、
５０…画素ブロック、
５１…初段アンプ部、
５２…２段目アンプ部、
６０…ＭＡＸ検出部（モニタ回路）、
７０…ＭＩＮ検出部。
Ｓ２００〜Ｓ２１０…カメラシーケンスの処理ステップ、
Ｓ３００〜Ｓ３０８…サブルーチン「ＡＦ」の処理ステップ、
Ｓ４００〜Ｓ４１１…第１実施形態のサブルーチン「蓄積制御」の処理ステップ、
Ｓ５００〜Ｓ５２７…第２実施形態のサブルーチン「蓄積制御」の処理ステップ、
Ｓ４２０，Ｓ４２１…第３実施形態のサブルーチン「蓄積制御」の追加処理ステップ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電荷蓄積型の光電変換素子を用いた光電変換装置に係わり、例えばカメラの自動焦点検出装置にも適用できる光電変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より電荷蓄積型の光電変換素子を利用した光電変換装置については種々の提案がなされおり、これを適用した焦点検出装置についての提案も既にある。通常、電荷蓄積型光電変換素子に電荷を蓄積するのに要する蓄積時間は電荷蓄積型光電変換素子に入射する入射光強度に依存するが、被写体が低輝度で入射光強度が弱い場合は、電荷蓄積型光電変換素子の蓄積時間を長くしないと焦点検出を行うために十分な被写体像信号が得られない。そのため、このような電荷蓄積型光電変換素子を用いた例えば自動焦点カメラにおいては、狙いとする所定の低輝度検出限界の被写体輝度に対して焦点検出が可能となるような蓄積時間を「蓄積リミット時間」として設定し、この蓄積リミット時間で蓄積を打ち切っている。しかしこれに対して、更に低輝度レベルまで焦点検出を可能とする自動焦点カメラの実現が待望されていた。
【０００３】
このような要望に応じて特開昭５９−１４０４０９号公報には次のような「焦点検出装置」が提案されている。すなわち、電荷蓄積型光電変換素子の蓄積を開始すると共に蓄積時間のカウントを開始し、電荷蓄積型光電変換素子の近傍に配置されたモニタセンサの受光量を所定のレベルと比較し、蓄積リミット時間が経過しても上記モニタセンサ受光量が所定レベルに達しないときには蓄積動作を終了し、光電変換素子の被写体像信号をそのときのモニタセンサ受光量に応じた増幅率で増幅することで、電荷蓄積の不足分を補う方法が教示されている。
【０００４】
またこの他の特開昭６１−２６０１６号公報においては、次のようなカメラの「自動焦点検出装置」が提案されている。すなわち、低輝度時に電荷蓄積型光電変換素子の蓄積時間を所定の蓄積リミット時間で制限し、そのときの被写体像信号を用いて焦点検出演算を実行し、その結果が検出不能のときには、蓄積リミット時間を更に長い第２の蓄積リミット時間に変更して、再度蓄積動作および焦点検出演算をやり直すことで、さらなる低輝度レベルにおける焦点検出を可能と技術が教示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭５９−１４０４０９号公報の焦点検出装置においては、モニタセンサの受光量に応じて増幅率を設定し、画素毎の蓄積信号を前記増幅率で増幅するための増幅回路および増幅制御回路等を設けなければならず、その結果、回路規模自体がが非常に増大化して装置のコストアップを招くという不具合が発生する。
【０００６】
また、上記特開昭６１−２６０１６号公報のカメラにおいては、低輝度下で検出不能だった場合、蓄積時間を更に長くして再度蓄積動作を行うと共に、その被写体像信号の読出し動作および焦点検出演算を全体で各２回ずつ実行しなければならず、このためタイムラグが極めて大きくなりレスポンスが劣化するので。撮影時のシャッタチャンスを逃がしてしまうという使用上の不具合が発生しやすい。
【０００７】
（目的）
そこで本発明は、上述の不具合に鑑みて成されたものであり、特に低輝度レベルの被写体に対しても焦点検出を可能とすると共に、焦点検出の応答性を低下させることがない例えばカメラ等の自動焦点検出装置にも適用できるような光電変換装置を提供することを主な目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
［１］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、この光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、このモニタ信号レベルを第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を入力し、この比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段とを具備し、この蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、当該モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間を経過した時点の当該モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間になるまでこの蓄積動作を延長し上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、蓄積動作を打ち切るように制御する光電変換装置を提供する。
【０００９】
［２］ 上記光電変換装置は、低輝度条件に対応した動作モードを有し、この低輝度モードにおいては上記蓄積制御手段は上記光電変換素子の蓄積動作を上記第２の所定時間で終了するような［１］に記載の光電変換装置を提供する。
【００１０】
［３］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、この光電変換素子の電荷蓄積量の最大値および最小値に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、このモニタ信号の最大値と最小値との差を第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、この比較手段の比較結果を入力しその比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段とを具備し、この蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号の最大値と最小値との差が第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間になった時点の上記モニタ信号の最大値と最小値との差が上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間が経過するまでは蓄積動作を延長して上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、この蓄積動作を打ち切るような光電変換装置を提供する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の基本的概念を図１の構成図に基づき説明する。本発明の光電変換装置１０は機能的に図示のような各機能手段により構成されている。すなわち、複数の電荷蓄積型光電変換部を有し入射光量に応じて発生する電荷を蓄積する光電変換素子１と、この光電変換素子１の電荷蓄積量に応じたモニタ信号を発生するモニタ出力手段２と、このモニタ出力手段２の出力するモニタ信号と所定の判定レベルとを比較して比較結果を示す比較信号を出力する比較手段３と、上記光電変換素子１の蓄積開始からの経過時間を計時し、第１蓄積リミット時間が経過すると所定の第１蓄積終了信号を出力し、この第１蓄積リミット時間より大きい第２蓄積リミット時間が経過すると所定の第２蓄積終了信号を出力する蓄積リミット手段４と、上記光電変換素子１の蓄積を開始すると共に、上記比較手段３の出力する比較信号と、上記蓄積リミット手段４の出力する蓄積終了信号とに基づいて蓄積の終了を制御する蓄積制御手段５とから主に構成されている。そして、上述の如き構成の光電変換装置１０において蓄積制御手段５が次のように作用して稼動する。つまりこの蓄積制御手段５は、所定の第１蓄積終了信号を入力すると、比較手段３を動作させ、次にこの比較手段３の比較信号に応じて、所定の制限時間（リミット時間）に基づき終了信号を供給するための）蓄積リミット手段４に対して第１蓄積リミット時間を第２蓄積リミット時間へ変更するように指示を与えることで、光電変換素子の蓄積制御を行い、改善した適正な蓄積レベルによって低輝度レベルの被写体でも正確に検知できるようにする。
【００１２】
以下、本発明の光電変換装置に係わる複数の実施形態に基づき更に具体的に説明する。すなわち、
（第１実施形態）
図２には本発明の光電変換装置１０が登載されたカメラの断面図が示されている。このカメラはカメラボディＢの下部に焦点検出装置ＦＤを有している。この焦点検出装置ＦＤは、撮影レンズＬを通過した光束を絞り込む視野マスクＳ、赤外光をカットする赤外カットフィルタＳＦ、光束を集めるためのコンデンサレンズＣ、光束を全反射する全反射ミラーＺＭ、光束を制限するセパレータ絞りＫ、光束を再度結像するためのセパレータレンズＨおよび、光電変換素子列Ｐとその処理回路から成る光電変換素子としてのＡＦセンサＡＳから構成されている。
【００１３】
また、カメラボディＢには、撮影レンズＬを通過した被写体からの光束を反射または透過させるメインミラーＭＭ、ファインダＦＬおよび、このメインミラーＭＭを透過した光束を焦点検出装置ＦＤ側へ反射させるサブミラーＳＭを内蔵している。
【００１４】
このカメラに対面する被写体（不図示）から反射された光束は、撮影レンズＬを通り、メインミラーＭＭでファインダＦＬ側へ反射されると共に、、このメインミラーＭＭを透過してサブミラーＳＭでカメラボディＢ下方へ全反射されて上述の焦点検出装置ＦＤへ導かれる。
【００１５】
この焦点検出装置ＦＤ側へ導かれた光束は更にこの焦点検出装置内に配置された視野マスクＳ、赤外カットフィルタＳＦ、コンデンサレンズＣを経て全反射ミラーＺＭで再び光束が屈曲され、セパレータ絞りＫ、セパレータレンズＨを経由してＡＦセンサＡＳ内の後述する光電変換素子列Ｐ上に導かれる。
【００１６】
この光電変換素子列Ｐへ被写体光束を導く焦点検出光学系の構成を図３を参照して説明すると、図３に示すようにまず、Ｌは撮影レンズ、Ｓは視野マスク、Ｃはコンデンサレンズ、Ｋは撮影レンズＬの光軸Ｏに関して略対称に配置された開口部Ｋ1 ，Ｋ2 を有するセパレータ絞り、Ｈ1 ，Ｈ2 はセパレータ絞りＫの開口部Ｋ1 ，Ｋ2 に対応してその後方に配置されたセパレータレンズである。なおこの図３では、前述の赤外カットフィルタＳＦ、全反射ミラーＺＭについては省略している。
【００１７】
撮影レンズＬの領域Ｌ1 を介して入射した被写体からの光束は視野マスクＳ、コンデンサレンズＣ、セパレータ絞りＫの開口部Ｋ1 およびセパレータレンズＨ1 を通り光電変換素子列Ｐ上に結像する。また同様に、撮影レンズＬの領域Ｌ2 を介して入射した被写体からの光束は、視野マスクＳ、コンデンサレンズＣ、セパレータ絞りＫの開口部Ｋ2 およびセパレータレンズＨ2 を通り光電変換素子列Ｐ上に結像する。素子列Ｐ上に配置されている光電変換素子列はセパレータレンズＨ1 ，Ｈ2 に対応して第１、第２の光電変換素子列ＰＤＡＬ，ＰＤＡＲを有している。
【００１８】
撮影レンズが「合焦」即ち結像面Ｇ上に被写体像Ｉが形成される場合、その被写体像ＩはコンデンサレンズＣおよびセパレータレンズＨ1 ，Ｈ2 により光軸Ｏに対して垂直な２次結像面Ｐ（即ち光電変換素子列）上に再度結像されて第１像Ｉ1 および、第２像Ｉ2 となる。
【００１９】
撮影レンズが「前ピン」即ち、結像面Ｇの前方に被写体像Ｆが形成される場合、その被写体像Ｆは互いに光軸Ｏに近づいた形で光軸Ｏに対して垂直に再度結像されて第１像Ｆ1 、第２像Ｆ2 となる。また、撮影レンズが「後ピン」即ち、結像面Ｇの後方に被写体像Ｒが形成される場合、その被写体像Ｒは互いに光軸Ｏから離間して光軸Ｏに対して垂直に再結像されて第１像Ｒ1 、第２像Ｒ２となる。これら第１像と第２像の間隔を検出することにより、撮影レンズの合焦状態を前ピンや後ピンを含めて検出することができる。具体的には、第１像と第２像の光強度分布を光電変換素子列により求めて両像の間隔を測定する。
【００２０】
次に図４は、図２のカメラのＡＦセンサＡＳと電気制御系（コントローラ）ＣＬの構成図であり、これに基づいて各部の説明を行う。図４においてまずＣＬはカメラの主要な制御系であり、例えば内部にＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤコンバータ( ＡＤＣ) を有し、レンズ駆動部ＬＤを適宜制御するコントローラである。このコントローラＣＬは内部のＲＯＭに格納された後述する「カメラシーケンス」プログラムに従って、カメラとしての一連の動作を逐次制御する。またコントローラＣＬは内部にＥＥＰＲＯＭを有し、自動焦点制御（ＡＦ制御）、測光等に関連する補正データをカメラボディ毎に記憶させることも可能である。コントローラＣＬは後述するＡＦセンサＡＳの蓄積、信号読み出し動作の制御、ＡＦセンサＡＳの蓄積信号に基づく焦点検出演算及びレンズ駆動部ＬＤへの制御指令による撮影レンズのフォーカシング等を行う。そしてこのレンズ駆動部ＬＤは、レンズ駆動モータＭＬを駆動して撮影レンズＬ内のフォーカシングレンズ部を移動させることができる。
【００２１】
ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）とセカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）はレリーズボタンに連動したスイッチであり、レリーズボタンの第１段階の押下操作によりまず１ＲＳＷがＯＮし、続いて第２段階の押下操作で２ＲＳＷがＯＮするように構成されている。よって、コントローラＣＬはこの１ＲＳＷがＯＮされたとき「測光」及び「ＡＦ」を行い、更に２ＲＳＷがＯＮされたならは所定の「露出動作」とフィルム巻上げを行う。また図中のＹＫＳＷは撮影モードとして「夜景モード」を設定する為のスイッチである。この「夜景モード」とは夜景や夜景を背景にした人物のように被写体が暗い撮影シーン、即ち低輝度な被写体像に対して予め設定された好適な露出制御条件に基づいてその写真撮影を行うモードの１つである。
【００２２】
次に本発明の特徴的な構成要素である処のＡＦセンサＡＳの内部構成について説明する。ＡＦセンサＡＳは光電変換素子列であるフォトダイオードアレイＰＤＡＬ、ＰＤＡＲと処理回路ＳＡとセンサ制御回路ＳＣＣとから構成されている。このセンサ制御回路ＳＣＣはコントローラＣＬからの制御信号に応じてＡＦセンサＡＳ内部の動作を制御する。またＡＦセンサＡＳは、処理回路ＳＡよりモニタ出力ＭＤＡＴＡと蓄積信号出力ＳＤＡＴＡをコントローラＣＬ内部のＡＤコンバータＡＤＣに出力する。
【００２３】
図５には、上記ＡＦセンサＡＳのフォトダイオードアレイＰＤＡＬ、ＰＤＡＲと処理回路ＳＡの回路図が示されている。図中の画素ブロックＥ1 〜Ｅn は、後述の図６に示すフォトダイオードＰＤと画素増幅部である。各画素増幅部はセンサ制御回路ＳＣＣからの信号φRES ，φEND によって制御される。図示の如くこれらの画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力Ｖs1〜ＶsnにはＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のゲートが各々接続されている。これらのＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のドレインは全てＧＮＤに接続され、一方、ソースは全て共通に定電流負荷ＩL に接続されており、バッファＢ1 に入力される。そしてこのバッファＢ1 の出力はＭＤＡＴＡとなる。ここでＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn と定電流負荷ＩL 、バッファＢ1 は、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各蓄積レベルのＭＡＸ値を検出し出力するＭＡＸ検出部６０であり、いわゆる「モニタ回路」を構成している。また画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力Ｖs1〜ＶsnにはさらにスイッチＳＷs1〜ＳＷsnを介した後、共通に接続されてバッファＢ2 に入力される。そしてバッファＢ2 の出力はＳＤＡＴＡとなる。これらのスイッチＳＷs1〜ＳＷsnは、センサ制御回路ＳＣＣからの信号φＣＬＫをシフトレジスタＳＲに入力することによって出力Ｓ1 〜Ｓn により順次ＯＮされる。そして画素ブロックＥ1 〜Ｅn の出力Ｖs1〜ＶsnをＳＤＡＴＡに順次出力する。なお画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力Ｖs1〜ＶsnとＭＤＡＴＡはＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のゲート〜ソース間電圧ＶGSの分だけレベル差が生ずるのでＥＥＰＲＯＭに一時記憶しておき、Ａ／Ｄ変換後に補正処理を行う。
【００２４】
さらに図６には、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の詳細な構成を回路図で示している。フォトダイオードＰＤのアノードはＧＮＤに接続され、カソードは初段アンプ部５１に入力される。この初段アンプ部５１は、反転増幅器Ａ1 、積分コンデンサＣ1 、スイッチＳＷ1 とからいわゆる「積分回路」を構成しており、スイッチＳＷ1 はセンサ制御回路ＳＣＣからの信号φＲＥＳによりＯＮ／ＯＦＦ制御される。蓄積動作時はスイッチＳＷ1 をＯＮとして積分コンデンサＣ1 を初期化した後、スイッチＳＷ1 をＯＦＦして蓄積動作を開始し、フォトダイオードＰＤ1 で発生する電荷が積分コンデンサＣ1 に蓄積され、蓄積量に応じた電圧が初段アンプ部出力Ｖ1 に発生する。
【００２５】
この初段アンプ部５１からの出力Ｖ1 は、２段目アンプ部５２の入力に接続されており、この２段目アンプ部５２は、コンデンサＣ2 ，Ｃ3 ，Ｃ4 、反転増幅器Ａ2 、バッファＡ3 、スイッチＳＷ2 およびＳＷ3 から構成され、いわゆる「サンプルホールド機能」を有すると共に、増幅率−Ｃ2 ／Ｃ3 を有するような反転増幅回路となっている。これらのスイッチＳＷ2 ，ＳＷ3 は各々センサ制御回路ＳＣＣからの信号φRES,φEND により各々ＯＮ、ＯＦＦ制御される。また、蓄積動作時にはまずスイッチＳＷ2 ，ＳＷ3 をＯＮさせ各部を初期化し、その後スイッチＳＷ2 をＯＦＦして蓄積中の初段アンプ部の出力Ｖ1 を前記所定の増幅率で増幅して出力Ｖs を発生する。そして信号φEND によりスイッチＳＷ3 をＯＦＦするとホールドコンデンサＣ4 にその時点での蓄積レベルに対応する電圧レベルを維持、即ちホールドして蓄積レベルを保持する。
【００２６】
次に図７のタイムチャートに基づいて蓄積および蓄積信号の読出し動作について説明する。まず最初に信号ＲＥＳをＬ(Low) 、信号ＥＮＤをＨ(Hi)とすることによりスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 ，ＳＷ3 をＯＮして各部の初期化を行っておく。そして所定時間後、信号ＲＥＳをＬ→ＨとすることによりスイッチＳＷ1 ，ＳＷ2 をＯＦＦにして蓄積動作を開始する。蓄積動作中には各フォトダイオード毎の入射光量に応じた傾きで、各画素ブロック出力Ｖs1〜Ｖsnのレベルが下降していく。ＭＤＡＴＡにはこれらのＶs1〜Ｖsnのうちで最もレベルの低い出力（ＭＡＸ）に追従した出力がモニタ信号として出力される。コントローラＣＬはこのＭＤＡＴＡを所定のタイミングで、内蔵しているＡＤコンバータＡＤＣでＡＤ変換し、そのレベルをチェックする。そして蓄積量が適正なレベルになる時刻にて信号ＥＮＤをＨ→Ｌとすることによりスイッチ３をＯＦＦして全画素ブロックでの蓄積を終了し、同時に各画素ブロックの蓄積レベルを保持する。蓄積動作を終了すると次に蓄積信号の読出し動作を行う。
【００２７】
ここで、信号ＣＬＫとして読出しクロックを入力すると、シフトレジスタＳＲよりＳ1 〜Ｓn が出力されスイッチＳＷs1〜ＳＷsnが順次ＯＮされ各画素毎の蓄積信号が順次ＳＤＡＴＡに出力される。コントローラＣＬはＳＤＡＴＡ出力を信号ＣＬＫに同期してＡ／Ｄ変換して内蔵のＲＡＭに格納していき、すべての画素についての蓄積信号の読出しが完了したところでその読出し動作を終了する。
【００２８】
次に本発明を適用したカメラの動作について図８に示されたフローチャトに従ってさらに詳しく説明する。これは図４に示すコントローラＣＬの動作制御手順を示すメインルーチンとしての「カメラシーケンス」である。まず、コントローラＣＬが動作を開始すると、図８に示すメインルーチンが実行されて、最初にＥＥＰＲＯＭにあらかじめ記憶されている各種の補正データや蓄積制御データをＲＡＭに読み込んで展開する（Ｓ２００）。
【００２９】
続くステップＳ２０１では、１ＲＳＷ（ファーストレリーズスイッチ）がＯＮされているか否かを判断し、ＯＮでなければステップＳ２０９に分岐する。一方、ＯＮであれば、露出量を決定するために不図示の測光回路を動作させて被写体の光量を測定して「測光処理」を行い（Ｓ２０２）、被写体に対する焦点状態を検出して撮影レンズを焦点位置に移動してこの被写体にピントを合わせる「ＡＦ動作」を行う（Ｓ２０３）。
【００３０】
このＡＦ動作の結果、合焦したか否かを判別し（Ｓ２０４）、合焦していなければＳ２０８に進み、一方、合焦している場合は、更に２ＲＳＷ（セカンドレリーズスイッチ）がＯＮされているか否かを判別し（Ｓ２０５）、ＯＮされていなければＳ２０８に進み、一方、ＯＮされている場合は、「露出動作」を行うためにまず上記ステップＳ２０２で求めた測光値に基づいて決定された絞り値に撮影レンズの絞りを絞り込み、次にシャッタを制御して所定時間だけシャッタを開いて露出動作を行い（Ｓ２０６）、このシャッタ制御が完了したら絞りを開放状態に戻して、撮影したフィルムを巻き上げて次のコマの位置に給送し（Ｓ２０７）、一連の撮影動作を終了して続くステップＳ２０８に進み、不図示の表示装置ＬＣＤ，ＬＥＤの表示動作を制御し（Ｓ２０８）、その後、前記のステップＳ２０１に戻って同様な処理ステップを繰り返す。
【００３１】
ステップＳ２０９では、シャッタに係わる１ＲＳＷや２ＲＳＷ以外のスイッチのどれかが操作されていることを想定して他のＳＷの状態を判定し（Ｓ２０９）、もしＯＮされていなければ上記ステップＳ２０８に進み、一方、ＯＮされているＳＷが有れば、そのＯＮされたＳＷに応じた処理を実行し（Ｓ２１０）、例えば、ＹＫＳＷのＯＮ操作によれば、後述する所定の「夜景モード」の設定を行った後、上記ステップＳ２０８に進む。
【００３２】
図９には、図８中のステップＳ２０３でコールされたサブルーチン「ＡＦ（自動焦点）」のフローチャートが示されている。このＡＦ動作ではまず、ステップＳ３００で、蓄積中フラグを参照してＡＦセンサＡＳが蓄積中か否か判断し（Ｓ３００）、まだ蓄積中であればステップＳ３０２に進み、蓄積中でなければ、蓄積終了フラグを参照して、ＡＦセンサＡＳの蓄積が終了したか否かを判断し（Ｓ３０１）、蓄積終了していればＳ３０３に進み、まだ蓄積終了していなければ続くステップＳ３０２に進む。
【００３３】
ステップＳ３０２では、サブルーチン「蓄積制御」をコールすることにより、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作を開始すると共に、ＡＦセンサＡＳのモニタ出力をチェックして蓄積終了時間を求める。そして蓄積中を表わすフラグをセットする（Ｓ３０２）。そしてステップＳ３００に戻る。
【００３４】
ステップＳ３０３では、ＡＦセンサＡＳにおいて蓄積された信号をセンサデータとして読み出し、コントローラＣＬから読出しクロックをＡＦセンサＡＳに与え、それに同期したセンサデータがＡＦセンサＡＳより出力されるので、コントローラＣＬはこのセンサデータを順次Ａ／Ｄ変換してＲＡＭに格納する（Ｓ３０３）。
【００３５】
続いて、このＲＡＭに格納されたセンサデータに基づいて所定の焦点検出演算を行う（Ｓ３０４）。またここで蓄積中フラグ、蓄積終了フラグを初期化して次回の蓄積に備える。
【００３６】
次にここで、上記の焦点検出演算により求められたデフォーカス量が許容範囲内であるか否かを判別し合焦判定を行う（Ｓ３０５）。もし合焦状態であれば下記のステップＳ３０８に進んで合焦処理を行い（Ｓ３０８）、リターンする。一方、非合焦状態であれば、上記ステップＳ３０４で求められたデフォーカス量に基づいてレンズ駆動量を演算する（Ｓ３０６）。
【００３７】
続いて、このＳ３０６で求められたレンズ駆動量だけレンズを駆動した後（Ｓ３０７）、レンズ駆動が終了すると再び前記のステップＳ３００に戻り、再度、同様なＡＦ動作ステップを順次行って、「合焦」するまで蓄積動作〜レンズ駆動動作を繰り返す。つまり、前記Ｓ３０５において「合焦した」と判定された場合にのみ、ファインダ内の合焦表示等を出力して使用者に告知する等の合焦処理を行ってからメインルーチンにリターンする。
【００３８】
ここで、図１０のフローチャートに基づいて、図９のＳ３０２でコールたサブルーチン「蓄積制御」について説明する。また、図１１のグラフをあわせて参照しながら被写体のモニタ時の輝度（モニタレベル）と蓄積時間の関係についても述べる。
【００３９】
まず、蓄積中フラグを参照して蓄積中か否かを判別し（Ｓ４００）、蓄積中でなければ、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作をスタートし（Ｓ４０１）、同時にＴＬＭＴ変更フラグをクリアした後、リターンする。一方、まだ蓄積中であれば、後述のＴＬＭＴ変更フラグを参照する（Ｓ４０２）。蓄積スタート直後はＴＬＭＴ変更フラグはクリアされているので、Ｓ４０３に進み蓄積をスタートしてからの経過時間ｔ、即ち「蓄積時間」を第１リミット時間ＴLMT1と比較する（Ｓ４０３）。もしこの蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1にまだ達していない場合は、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換する（Ｓ４０４）。次に、Ａ／Ｄ変換の結果Ｍと第１モニタ判定レベルＭTH1 とを比較する（Ｓ４０５）。ここでモニタ判定レベルＭTH1 は蓄積レベルが適正となるモニタＭＤＡＴＡ出力に相当する。もし、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 以上の場合は、適正な蓄積レベルに達していないのでリターンして、蓄積動作を継続する。一方、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 よりも小さい値を示す場合は、ステップＳ４１１に進んで、適正な蓄積レベルに達したので蓄積動作を終了させた後（Ｓ４１１）、リターンする。
【００４０】
ここまで説明した処理ステップは、被写体の輝度が低輝度ではない状況に対応する場合であり、より簡単に解り易すく説明すると、蓄積終了状態でサブルーチン“蓄積制御”がコールされると（図９のＳ３０２）、Ｓ４００→Ｓ４０１→リターンで蓄積が開始される。次に「蓄積制御」がコールされると（図９のＳ３００→Ｓ３０２）、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ４０３→Ｓ４０４→Ｓ４０５→リターンという順序で１回目のモニタＭＤＡＴＡ出力のＡ／Ｄ変換が実行される。このような動作を繰り返し実行し、蓄積時間ｔの経過と共に、モニタＭＤＡＴＡ出力が下降していき、第１モニタ判定レベルＭTH1 より小さくなったとき、前述したステップＳ４１１にて最終的に蓄積動作を終了する。
【００４１】
なお、以上に述べた動作は、図１１のモニタレベルＭと蓄積時間ｔの関係を示すグラフの（Ａ）の領域に相当するものである。また図１１に示すモニタレベルＭはその下限にいくほど蓄積レベルが増加する傾向になっている。
【００４２】
次に、図１０のステップＳ４０３からの説明を続けると、このステップにおい蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1以上となった場合には、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換し（Ｓ４０６）、このＡ／Ｄ変換の結果であるモニタレベルＭを第１モニタ判定レベルＭTH1 に比べてより低い蓄積レベルを示す第２モニタ判定レベルＭTH2 と比較する（Ｓ４０７）。もしこのモニタレベルＭが第２モニタ判定レベルＭTH2 よりも小さい場合は、蓄積リミット時間を第１リミット時間ＴLMT1より大きい第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積動作を継続させるように前述のように制御する。
【００４３】
そして、蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達しているか否かを判定し（Ｓ４０８）、まだ達していない場合は、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡＤ変換する（Ｓ４０９）。そして、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 より低い場合は、適正な蓄積レベルに達したか否かを判定し（Ｓ４１０）、達している場合には蓄積動作を終了して（Ｓ４１１）、リターンする。一方、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 以上の場合は、蓄積リミット時間を延長して蓄積を継続させるためのＴＬＭＴ変更フラグをセットした後（Ｓ４１２）、リターンする。
【００４４】
前記ステップＳ４０８の判定で、もし蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達した場合は、上記ステップＳ４１１に進んで蓄積動作を終了させた後、リターンする。
また、ステップＳ４１２においてＴＬＭＴ変更フラグをセットしリターンした後は再び「蓄積制御」がコールされ（参照：図９のＳ３００→Ｓ３０２）、Ｓ４００→Ｓ４０２→Ｓ４０８→Ｓ４０９→Ｓ４１０→Ｓ４１２→リターンの順序の動作を実行し、これを繰り返す。そしてステップＳ４１０においてモニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH1 より低くなると、適正な蓄積レベルに達したと判断してＳ４１１で蓄積動作を終了する。なお、以上の動作は被写体輝度が低輝度の場合であり図１１中の（Ｂ）の領域に対応している。
【００４５】
次にステップＳ４０７に戻り、モニタレベルＭが第１モニタ判定レベルＭTH2 以上の場合は蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1に達しており、さらにその時点での蓄積レベルが非常に低いので、第２リミット時間ＴLMT2まで蓄積時間を延長しても適正な蓄積レベルが得られないので、同様にＳ４１１で蓄積動作を終了する。なお、以上の動作は図１１に示す（Ｃ）の領域に相当する。
【００４６】
（作用効果１）
このように本発明の第１実施形態では、モニタレベルＭに応じて第１リミット時間ＴLMT1をより大きな第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積制御を行うことによって、図１１に示す（Ｂ）領域の斜線部分において蓄積レベルが改善される。また、モニタレベルＭをチェックすることにより、第２リミット時間ＴLMT2に変更しても適正な蓄積レベルが得られないと判断した場合は、第２リミット時間ＴLMT2への変更を禁止しているので、無駄なタイムラグが発生するのを防止でき、応答性の低下を生じることはない。
【００４７】
なお、上記第１リミット時間ＴLMT1、第２リミット時間ＴLMT2、第１モニタ判定レベルＭTH1 および、第２モニタ判定レベルＭTH2 は各々、コントローラＣＬに内蔵されているＥＥＰＲＯＭに既定値として記憶されており、図８の「ＡＦ」サブルーチン中のステップＳ３０２においてこのコントローラＣＬ内のＲＡＭに格納される。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について、図１２，図１３，図１４および図１５に基づいて説明する。図１２には、ＡＦセンサＡＳのフォトダイオードアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲと処理回路ＳＡが示されている。ただしここでは、前記の図５と同一部分については同一符号を付しその説明は省略する。
【００４９】
画素ブロックＥ1 〜Ｅn の各出力ＶS1〜ＶS2は前述のようにＭＡＸ検出部６０であるＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のゲートに接続されると共に、ＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn のゲートに各々接続されている。これらのＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn のドレインは全て電源に接続され、一方、ソースは全て共通に定電流負荷ＩM に接続されると共に、スイッチＳＷＭ2 の一端に接続されている。スイッチＳＷＭ2 の他端は出力をＭＤＡＴＡとするバッファＢ1 の入力に接続されている。上記ＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn と定電流負荷ＩM とはＭＩＮ検出部７０を構成し、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の出力ＶＳ1 〜ＶＳn のうち最も蓄積レベルの低い出力に応じたレベルを出力する。一方、ＭＡＸ検出部６０の出力であるＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn のソースと定電流負荷ＩL の接続部分はスイッチＳＷＭ1 の一端に接続され、他端はバッファＢ1 に入力される。スイッチＳＷＭ1 とＳＷＭ2 はインバータＩ3 ，Ｉ4 の出力により制御され交互にＯＮするように構成されており、ＭＡＸ検出部６０とＭＩＮ検出部７０の各出力のいずれか一方がバッファＢ1 を介してＭＤＡＴＡに出力される。信号φEND はインバータＩ1 を介してアンドＡＮ1 の一方の入力に接続され、他方の入力にはφCLK が接続されている。よって、φCLK はφEND がＬ(Low) のときだけシフトレジスタＳＲに入力される。また、φCLK はアンドＡＮ2 の一方の入力に接続され、他方の入力にはインバータＩ1 の出力をインバータＩ2 を介した出力が接続される。アンドＡＮ2 の出力はインバータＩ3 に入力される。したがって、φEND がＨ(Hi)のときだけφCLK によりスイッチＳＷＭ1 ，ＳＷＭ2 のＯＮ／ＯＦＦが制御可能であり、φCLK がＨの時スイッチＳＷＭ1 がＯＮし、モニタ出力ＭＤＡＴＡにはＭＡＸ検出部出力が出力され、φCLK がＬの時スイッチＳＷＭ2 がＯＮし、ＭＩＮ検出部７０の出力がモニタ出力ＭＤＡＴＡに出力される。
【００５０】
以上の構成によるＡＦセンサＡＳの蓄積動作を、図１３に示すタイムチャートに基づいて説明する。信号ＲＥＳの変化Ｈ→Ｌにより初期化が行なわれ、信号ＲＥＳＬ→Ｈにより蓄積をスタートする。蓄積中は信号ＥＮＤをＨとしているので、信号ＣＬＫによりＭＤＡＴＡ出力をＭＡＸモニタとＭＩＮモニタとに切り換えて出力させ、コントローラＣＬ内蔵のＡＤコンバータＡＤＣによりＡ／Ｄ変換してＭＡＸモニタ出力とＭＩＮモニタ出力を得て蓄積制御を行う。その後に、適正な蓄積レベルとなると、信号ＥＮＤをＨ→Ｌとして蓄積動作を終了し、ＣＬＫ信号を入力してＳＤＡＴＡに順次に蓄積信号を出力させ、Ａ／Ｄ変換を行う。
【００５１】
なお、画素ブロックＥ1 〜Ｅn の出力Ｖs1〜Ｖsnとモニタ出力ＭＤＡＴＡは、ＰＭＯＳトランジスタＰ1 〜Ｐn 又はＮＭＯＳトランジスタＮ1 〜Ｎn のゲート〜ソース間電圧ＶGSの分だけ各々対応するレベル差が生ずるので、あらかじめＥＥＰＲＯＭに記憶されている補正値を用いて補正処理を行う。
【００５２】
次に図１４に示すフローチャートは、第２実施形態におけるサブルーチン「蓄積制御」の動作を表わしている。まず、蓄積中フラグを参照して蓄積中か否かを判別し（Ｓ５００）、蓄積中でなければＡＦセンサＡＳの蓄積を開始する（Ｓ５０１）と共にＴＬＭＴ変更フラグをクリアしてリターンする。一方、まだ蓄積中である場合は、ＴＬＭＴ変更フラグを参照し（Ｓ５０２）、特に蓄積動作の開始直後は、ＴＬＭＴ変更フラグはクリアされているので変更はなく、よって、次ステップＳ５０３では蓄積を開始してからの経過時間ｔ、即ち蓄積時間を第１リミット時間ＴLMT1と比較する（Ｓ５０３）。もしこの蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1に達していない場合は、以下のステップＳ５０４〜Ｓ５１０の一連の処理ステップを実行する。すなわち、信号ＣＬＫをＨとし（Ｓ５０４），モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換し（Ｓ５０５）、モニタレベルＭをＭＭＡＸとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ５０６）。次に信号ＣＬＫをＬとし（Ｓ５０７）、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡ／Ｄ変換して（Ｓ５０８）、モニタレベルＭをＭＭＩＮとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ５０９）。続くステップＳ５１０にて、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸと第３モニタ判定レベルＭTH3 とを比較する（Ｓ５１０）。なおこの処理は、蓄積信号のＭＡＸ値とＭＩＮ値の差であるから被写体像のコントラストを判定値と比較する事とほぼ等価である。ここでもし、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第３モニタ判定レベルＭTH3 よりも大きい場合は、十分な被写体像コントラストが得られている状態なので、後述するステップＳ５２６に進み、蓄積動作を終了してリターンする。一方、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第３モニタ判定レベルＭTH3 以下であるときは、リターンして蓄積動作を継続する。
【００５３】
以上の部分の処理について、サブルーチン「ＡＦ」も含めて説明すると次のようにも言える。すなわち、蓄積終了状態で図９のＳ３０２にて第１実施形態のサブルーチン「蓄積制御」がコールされると、Ｓ５００→Ｓ５０１→リターンで、ＡＦセンサＡＳが蓄積動作をスタートする。次に、図９のＳ３００→Ｓ３０２にて“蓄積制御”がコールされるとＳ５００→Ｓ５０２→Ｓ５０３→Ｓ５０４→…→Ｓ５１０→リターンの順序でモニタＭＤＡＴＡ出力のＡ／Ｄ変換と、コントラストの判定が行なわれる。この動作の繰返しにより、蓄積時間の経過と共に、コントラスト（即ち、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸ）が増加していき、第３モニタ判定レベルＭTH3 を越えるとＳ５２６で蓄積動作を終了する。なお、以上の動作は、図１５に示すモニタレベルＭと蓄積時間ｔの関係を示すグラフにおいて、ＭＭＩＮ１，ＭＭＡＸ１のケースに相当するものである。
【００５４】
続いて図１４のステップＳ５０３に戻り説明すると、一方ここで蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1以上となった場合は、以下のステップＳ５１１〜Ｓ５１７にて上述した「コントラスト判定」を行う。すなわち、信号ＣＬＫをＨとし（Ｓ５１１）、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡＤ変換し（Ｓ５１２）、モニタレベルＭをＭＭＡＸとしてＲＡＭに記憶し（Ｓ５１３）、次に信号ＣＬＫをＬとし（Ｓ５１４）、モニタＭＤＡＴＡ出力をＡＤ変換し（Ｓ５１５）、モニタレベルＭをＭＭＩＮとしてＲＡＭに記憶する（Ｓ５１６）。そして続くステップＳ５１７では、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸを第３モニタ判定レベルより小さい第４モニタ判定レベルＭTH4 と比較し（Ｓ５１７）、もし、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第４モニタ判定レベルＭTH4 より大きい場合は、蓄積リミット時間を第１リミット時間ＴLMT1よりも大きい第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積を継続させるように制御する。
【００５５】
さらにステップＳ５１８では、蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達しているか否かを判定し（Ｓ５１８）、達していない場合は、続くステップＳ５１９〜Ｓ５２５において「コントラスト判定」を行う。一方、蓄積時間ｔが第２リミット時間ＴLMT2に達した場合はＳ５２６に進み、蓄積動作を終了してリターンする。
【００５６】
なお、上記のＳ５１９〜Ｓ５２４については前述したＳ５１１〜Ｓ５１６とまったく同じなのでその説明を省略する。
また、ステップＳ５２５では、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸを第３モニタ判定レベルＭTH3 と比較し（Ｓ５２５）、もしこれを超過している場合には「十分なコントラスト」が得られたと判断して、蓄積を終了し（Ｓ５２６）、リターンする。一方、ＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第３モニタ判定レベルＭTH3 をまだ越えていない場合は、ステップＳ５２７に進んで、蓄積リミット時間を延長して蓄積動作を継続させるためにＴＬＭＴ変更フラグをセットした後（Ｓ５２７）、リターンする。
【００５７】
このステップＳ５２７でＴＬＭＴ変更フラグをセットし、リターンした後は、図１０に示すサブルーチン「ＡＦ」の手順Ｓ３００→Ｓ３０２に従ってサブルーチン「蓄積制御」がコールされ、Ｓ５００→Ｓ５０２→Ｓ５１８→…→Ｓ５２５→Ｓ５２７→リターンの手順で動作を実行し、これを繰り返す。そして、ステップＳ５２５において被写体のコントラストが第３モニタ判定レベルＭTH3 より大きくなると、適正なコントラストに達したと判断してステップＳ５２６で蓄積動作を終了した後、リターンする。なお、以上の動作は被写体のコントラストが低い場合であり、図１５に示すＭＭＩＮ２，ＭＭＡＸ２に対応している。
【００５８】
前記ステップＳ５１７において、もしコントラストＭＭＩＮ−ＭＭＡＸが第４モニタ判定レベルＭTH4 以下の場合は、蓄積時間ｔが第１リミット時間ＴLMT1に達しているので、さらにこの時点でのコントラストが非常に小さいので、第２リミット時間ＴLMT2まで蓄積時間を延長しても適正なコントラストが得られないと判断し、同様にして蓄積動作を終了して、リターンする。なお、以上の動作は被写体のコントラストが非常に低い場合であり、図１５に示すＭＭＩＮ３，ＭＭＡＸ３に対応している。
【００５９】
（作用効果２）
このように第２実施形態によれば、上記ＭＡＸとＭＩＮのモニタレベルより得られるコントラストに応じて蓄積リミット時間を第１リミット時間ＴLMT1よりも大きい第２リミット時間ＴLMT2に変更して蓄積制御を行うことにより、蓄積信号のコントラストを改善してより低コントラストの被写体に対して焦点検出を可能とする。
【００６０】
また、第１リミット時間ＴLMT1におけるコントラストが所定値よりも低い場合は第２リミット時間ＴLMT2に変更しても適正なコントラストが得られないと判断して蓄積リミット時間の変更を禁止したので、無駄なタイムラグが発生するのを防止している。更に、精度も向上する。
【００６１】
（第３実施形態）
次に本発明に係わる第３実施形態について説明する。図１６は第１実施形態を示す図１０に対して更に「夜景モード」の判定ステップ（Ｓ４２０，Ｓ４２１）を追加した一つの変形例でもある。よって、以下では異なる内容のステップのみを中心に説明する。すなわち、本発明の第３実施形態の趣旨は、「夜景モード」の場合のみ前述した第１実施形態と同様な動作を行い、更に、その他のモードの場合はこれを禁止する処に特徴を有する。そこで、図１６のサブルーチン「蓄積制御」のフローチャートに基づき説明すると、まず、ステップＳ４２０において「夜景モード」か否かを判別し（Ｓ４２０）、もし夜景モードの場合は続くステップＳ４０２に進んで、ＴＬＭＴ変更フラグの判定を行う。一方、夜景モードでない場合には、上記Ｓ４０２をスキップする。また、ステップＳ４２１では、「夜景モード」かつ第１リミット時間経過時にはステップＳ４０６以降に進み、前述した第１実施形態と同一の動作を行うが、一方、夜景モードではないときには、第１リミット時間を経過しているのでステップＳ４１１に進み、蓄積動作を終了しリターンする。
【００６２】
（作用効果３）
このように本発明の第３実施形態によれば、運用上例えば、撮影者が夜景モードを設定した場合は、夜景や、夜景を背景とした様な暗い（低輝度）被写体の撮影を意図していると考えられるので、蓄積リミット時間の延長処理により、従来技術では検出不能となっていた場合においても焦点検出を可能とする。また、その他のモードが設定されている場合には、蓄積リミット時間の延長処理を禁止したので、タイムラグを増大させることなく良好なレスポンスで使い勝手が改善されたカメラとすることができる。
【００６３】
（その他の変形例）
なお、上述した変形例のほかにも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施は可能である。
【００６４】
以上、本発明について３つの実施形態に基づいて説明したが、本明細書中には次の様な発明が含まれる。すなわちその概要としては、受光面の光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、この素子の電荷蓄積量に対応したモニタ信号を発生するモニタ手段と、この信号レベルを第１の所定レベル及び該レベルより大きな第２の所定レベルと比べる比較手段と、この比較手段の結果に基づき素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段を備えており、この蓄積制御手段は、光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く第２の所定レベルに達しているか否かで蓄積動作の終了または継続させ、更に、第１の所定時間の経過時点の上記モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過しているか否かでこの第１の所定時間よりも長い第２の所定時間の経過まで蓄積動作を延長または終了させることを特徴とした光電変換装置である。詳しくは、
［１］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、
上記光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、
このモニタ信号レベルを第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果を入力し、この比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段と、
を具備し、
上記蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、当該モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間を経過した時点の当該モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間になるまでこの蓄積動作を延長し上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、蓄積動作を打ち切るように制御することを特徴とする光電変換装置。
【００６５】
［２］ 上記光電変換装置は、低輝度条件に対応した動作モードを有し、この低輝度モードにおいては上記蓄積制御手段は上記光電変換素子の蓄積動作を上記第２の所定時間で終了することを特徴とする［１］に記載の光電変換装置。
【００６６】
［３］ 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、
上記光電変換素子の電荷蓄積量の最大値、および最小値に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、
このモニタ信号の最大値と最小値との差を第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果を入力し、その比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段と、
を具備し、
上記蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号の最大値と最小値との差が第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間になった時点の上記モニタ信号の最大値と最小値との差が上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間が経過するまでは蓄積動作を延長して上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、この蓄積動作を打ち切ることを特徴とする光電変換装置。
【００６７】
また、次のような発明も含まれている。例えば、
（１） 複数の電荷蓄積型光電変換部を有し、入射光量に応じて発生する電荷を蓄積する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷蓄積量に応じたモニタ信号を発生するモニタ出力手段と、
前記モニタ出力手段の出力するモニタ信号と所定の判定レベルとを比較して、比較結果を示す比較信号を出力する比較手段と、
前記光電変換素子の蓄積開始からの時間を計時し、第１の蓄積リミット時間が経過すると第１の蓄積終了信号を出力し、第１の蓄積リミット時間より長い第２のリミット時間が経過すると、第２の蓄積終了信号を出力する蓄積リミット手段と、
前記光電変換素子の蓄積を開始すると共に、前記比較手段の出力する比較信号と、前記蓄積リミット手段の出力する蓄積終了信号とに基いて、前記光電変換素子の蓄積の終了を制御する蓄積制御手段と、
を具備し、
前記蓄積制御手段は、前記第１の蓄積終了信号を入力すると、前記比較手段を作動させ、比較信号に応じて前記蓄積リミット手段に対して第１の蓄積リミット時間を第２の蓄積リミット時間に変更させることを特徴とする光電変換装置。（これは第１実施形態に対応する）。
【００６８】
（２） 前記モニタ手段は、複数の電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積量のうちの最大値、もしくは最大値と最小値との両方に応じたモニタ信号を発生することを特徴とする（１）に記載の光電変換装置。（これは第２実施形態に対応する）。
【００６９】
（３） （１）に記載の光電変換装置は夜景モードを有し、
この夜景モードにおいては、前記蓄積制御手段は第２の蓄積リミット時間で蓄積制御を行い、夜景モード以外では第１の蓄積終了時間を初期設定する手段を具備することを特徴とする（１）に記載の光電変換装置。（これは第３実施形態に対応する）。
【００７０】
さらに、本明細書中には次の様な焦点検出装置への適用する内容も含んでいる。
（１' ） 複数の電荷蓄積型光電変換部を有し、入射光量に応じて発生する電荷を蓄積する光電変換素子と、
前記光電変換素子の電荷蓄積量に応じたモニタ信号を発生するモニタ出力手段と、
前記モニタ出力手段が出力するモニタ信号と所定の判定レベルとを比較して、この比較結果を示す所定の比較信号を出力する比較手段と、
前記光電変換素子の蓄積動作開始からの経過時間を計時し、所定の第１蓄積リミット時間が経過すると第１蓄積終了信号を出力し、この第１蓄積リミット時間より大きい第２蓄積リミット時間が経過すると第２蓄積終了信号を出力する蓄積リミット手段と、
前記光電変換素子の蓄積動作を開始すると共に前記比較手段からの比較信号と、前記蓄積リミット手段からの蓄積終了信号とに基づいて蓄積動作の終了を制御する蓄積制御手段と、
を具備して成り、
前記蓄積制御手段は、該第１蓄積終了信号を入力すると、前記比較手段を動作させ比較信号に応じて前記蓄積リミット手段に対し第１蓄積リミット時間を第２蓄積リミット時間へ変更するように指示することを特徴とする焦点検出装置。
（２' ） 前記モニタ出力手段は、複数の電荷蓄積型光電変換部の電荷蓄積量の最大値または、最大値と最小値の両方に応じたモニタ信号を発生することを特徴とする（１' ）に記載の焦点検出装置。
（３' ） カメラの夜景モードにおいては、前記蓄積制御手段が第２蓄積リミット時間に変更するように指示することを許可し、夜景モードでない場合は、当該モードを禁止する禁止手段を具備することを特徴とする（１' ）に記載の焦点検出装置。
【００７１】
【発明の効果】
以上に説明のように本発明の光電変換装置は、蓄積リミット時間に達した時点での蓄積モニタ信号に応じて蓄積リミット時間を延長するように制御しているので、例えばこの装置をカメラの自動焦点検出に適用した場合には、低輝度、低コントラストの被写体に対しても、比較的簡単な回路構成でタイムラグを増大することなく、適正な蓄積信号が得られ、正確な焦点検出を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の光電変換装置の構成を概念的に示す構成図。
【図２】図２は、本発明の光電変換装置を登載するカメラの断面図。
【図３】図３は、このカメラの焦点検出用の光学系を示す説明図。
【図４】図４は、このカメラの電気制御部（コントローラ）とＡＦセンサの構成を示すブロック構成図。
【図５】図５は、第１実施形態としてのＡＦセンサとその処理部の回路図。
【図６】図６は、画素ブロックの回路図。
【図７】図７は、このＡＦセンサの蓄積及び読出し動作を示すタイムチャート。
【図８】図８は、コントローラが制御するカメラシーケンスを表わすメインルーチンのフローチャート。
【図９】図９は、サブルーチン「ＡＦ（自動測距）」のフローチャート。
【図１０】図１０は、第１実施形態の「蓄積制御」サブルーチンのフローチャート。
【図１１】図１１は、被写体をモニタする場合の輝度（モニタレベル）と蓄積時間の関係を表わすグラフ。
【図１２】図１２は、第２実施形態としてのＡＦセンサとその処理部の回路図。
【図１３】図１３は、このＡＦセンサの蓄積及び読出し動作を示すタイムチャート。
【図１４】図１４は、第２実施形態の「蓄積制御」サブルーチンのフローチャート。
【図１５】図１５は、モニタレベルと蓄積時間との関係を示すグラフ。
【図１６】図１６は、第３実施形態の「蓄積制御」サブルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
１…光電変換素子、
２…モニタ出力手段、
３…比較手段、
４…蓄積リミット手段、
５…蓄積制御手段、
１０…光電変換装置、
２０…カメラ、
３１…ＣＰＵ、
３２…ＡＤコンバータ、
３３…ＲＯＭ、
３４…ＲＡＭ、
３５…ＥＥＰＲＯＭ、
４０…ＡＦセンサ、
５０…画素ブロック、
５１…初段アンプ部、
５２…２段目アンプ部、
６０…ＭＡＸ検出部（モニタ回路）、
７０…ＭＩＮ検出部。
Ｓ２００〜Ｓ２１０…カメラシーケンスの処理ステップ、
Ｓ３００〜Ｓ３０８…サブルーチン「ＡＦ」の処理ステップ、
Ｓ４００〜Ｓ４１１…第１実施形態のサブルーチン「蓄積制御」の処理ステップ、
Ｓ５００〜Ｓ５２７…第２実施形態のサブルーチン「蓄積制御」の処理ステップ、
Ｓ４２０，Ｓ４２１…第３実施形態のサブルーチン「蓄積制御」の追加処理ステップ。
Claims (3)
- 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、
上記光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、
このモニタ信号レベルを第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果を入力し、この比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段と、
を具備し、
上記蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、当該モニタ信号レベルが第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間を経過した時点の当該モニタ信号レベルが上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間になるまでこの蓄積動作を延長し上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、蓄積動作を打ち切るように制御することを特徴とする光電変換装置。 - 上記光電変換装置は、低輝度条件に対応した動作モードを有し、この低輝度モードにおいては上記蓄積制御手段は上記光電変換素子の蓄積動作を上記第２の所定時間で終了することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
- 受光面上に結像した光学像を電気信号に変換する電荷蓄積型の光電変換素子と、
上記光電変換素子の電荷蓄積量の最大値、および最小値に対応するモニタ信号を発生するモニタ手段と、
このモニタ信号の最大値と最小値との差を第１の所定レベルおよび第１の所定レベルよりも大きな第２の所定レベルと比較する比較手段と、
上記比較手段の比較結果を入力し、その比較結果に基づいて上記光電変換素子の蓄積終了時間を決定する蓄積制御手段と、
を具備し、
上記蓄積制御手段は、上記光電変換素子の蓄積動作開始後、上記モニタ信号の最大値と最小値との差が第１の所定時間よりも早く上記第２の所定レベルに達していれば蓄積動作を終了させ、第２の所定レベルに達していなければ蓄積動作を継続させ、第１の所定時間になった時点の上記モニタ信号の最大値と最小値との差が上記第１の所定レベルを超過していれば、上記第１の所定時間よりも長い第２の所定時間が経過するまでは蓄積動作を延長して上記第２の所定レベルに達したときに上記光電変換素子の蓄積動作を終了させ、上記第１の所定レベル未満であれば、この蓄積動作を打ち切ることを特徴とする光電変換装置。
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