JP3793292B2 - 多点オートフォーカス装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点状態を検出できるカメラなどの光学機器の多点オートフォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点検出が可能な多点オートフォーカス装置は、各焦点検出ゾーン毎に多数の受光素子（例えばフォトダイオード）を備えたラインセンサ（受光手段）で被写体像を受光し、光電変換して電荷を積分する。それぞれのラインセンサの積分値が所定値に達した時点でそのラインセンサの積分は終了するが、所定値に達しないラインセンサは、所定値に達するまで、または所定の最大積分時間が経過する時のいずれか早いときまで積分を継続していた。そして、最大積分時間経過時に積分値が所定値に達していないラインセンサについては、所定値を段階的に、一段階下げては一段階下げた所定値と積分値とを比較してはその積分値のゲイン（増幅度）を段階的に高くする処理を、積分値が段階的に下げた所定値に達するまで複数回実施し、最終的に所定値に達しないラインセンサは強制終了していた。
【０００３】
しかし、積分終了の検知は、ラインセンサの積分値を直接使用するのではなく、各ラインセンサに隣接して配置したモニタセンサの積分値を利用している。つまり、モニタセンサの積分値がラインセンサの積分値と一定の関係を保っていることを前提として、モニタセンサの積分値をモニタしてラインセンサの積分時間を制御している。
【０００４】
ところが、積分終了の所定値は、基準とするモニタセンサにより設定しているため、基準のモニタセンサの積分値と他のモニタセンサの積分値との間で相違する場合がある。例えば、基準のモニタセンサの積分値（絶対値）よりも他のモニタセンサの積分値（絶対値）の方が小さくなる場合には、対応するラインセンサの積分値は所定値に達していないのに積分を終了してしまい、処理可能な最大積分値レンジを有効に活用できない。一方、基準のモニタセンサの積分値（絶対値）よりも他のモニタセンサの積分値（絶対値）の方が大きくなる場合には、対応するラインセンサの積分値は所定値に達しているのに、モニタセンサの積分値が所定値に達していないので積分が継続され、ラインセンサの積分値が処理可能な最大積分値レンジを越えてしまうことがある。また、最大積分時間内に基準のモニタセンサの積分値は所定値に達しているのに、他のモニタセンサの積分値が所定値に達しなくてゲインが上がってしまい、対応するラインセンサの積分値が処理可能な最大積分値レンジを越えてしまうことがある。
【０００５】
前者の場合には、積分値のレンジが低い方に寄るので、特に暗い被写体部分に関する積分値が小さ過ぎてノイズに埋もれてしまうこともあり、検出精度が落ちる。後者の場合には、積分値のレンジが処理可能なレンジを越えてしまうので、特に明るい被写体部分に関する積分値がサチられてしまい、検出精度が落ちる。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の多点オートフォーカス装置の問題に鑑みてなされたもので、各焦点検出ゾーン毎に最適な検出データを得ることができる多点オートフォーカス装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
この目的を達成する請求項１に記載の発明は、複数の焦点検出ゾーン内の被写体像を受光し、光電変換した電荷を積分する各焦点検出ゾーンに対応した受光手段と、各受光手段に近接して配置され、焦点検出ゾーン内の被写体像を受光し、積分して対応する受光手段の積分値をモニタするモニタ手段と、モニタ手段による積分値が所定値に達したときに対応する受光手段の積分を終了させる積分制御手段とを備えたオートフォーカス装置であって、前記モニタ手段と対応する受光手段の積分値との誤差を補正する補正値によって、前記積分制御手段が積分を終了させた受光手段の積分値を補正する補正手段を備え、この補正手段は、前記複数の焦点検出ゾーン中、中央の焦点検出ゾーンをモニタするモニタ手段および対応する受光手段の積分値を補正する補正値を設定し、さらにこの中央のモニタ手段および対応する受光手段の補正値を基準として、他のモニタ手段に対応する受光手段の積分値を補正する補正値を設定すること、に特徴を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明を適用した、自動焦点（ＡＦ）一眼レフカメラの主要構成を示したブロック図である。このＡＦ一眼レフカメラは、カメラボディ１１と、このカメラボディ１１に着脱可能なＡＦ対応の撮影レンズ５１とを備えている。そしてカメラボディ１１は、いわゆる多点オートフォーカス手段（多点焦点検出手段）、自動焦点調節手段を備えている。
【０００９】
撮影レンズ５１からカメラボディ１１内に入射した被写体光束は、大部分がメインミラー１３により、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム１７に向かって反射され、ペンタプリズム１７で反射されてアイピースから射出するが、メインミラー１３で反射された反射光の一部が測光用ＩＣ１８の受光素子に入射する。一方、メインミラー１３のハーフミラー部１４に入射した被写体光束の一部はここを透過し、サブミラー１５で下方に反射されて、マルチ焦点検出センサユニット２１に入射する。
【００１０】
測光用ＩＣ１８は、受光量に応じて光電変換した電気信号を対数圧縮し、周辺部制御用回路２３を介して、メインＣＰＵ３５に測光信号として入力される。メインＣＰＵ３５は、測光信号およびフィルム感度情報に基づいて所定の露出演算を実行し、露出用の適正シャッタ速度および絞り値を算出する。そして、これらのシャッタ速度および絞り値に基づいて撮影処理、つまり、露光機構（シャッタ機構）２５および絞り機構２７を駆動してフィルムに露光する。さらに周辺部制御用回路２３は、撮影処理に際し、モータドライブ回路２９を介してミラーモータ３１を駆動してメインミラー１３のアップ／ダウン処理を行ない、露光終了後にはフィルム巻上モータ３３を駆動してフィルムを１コマ分巻上げる。
【００１１】
マルチ焦点検出センサユニット２１は、いわゆる位相差方式の測距センサであって、図示しないが、撮影画面内における複数の測距ゾーン内に含まれる被写体像を形成する被写体光束を二分割する分割光学系と、二分割された被写体光束をそれぞれ受光して積分（光電変換およびその電荷を蓄積）するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃを備えている。
【００１２】
メインＣＰＵ３５は、マルチ焦点検出センサユニット２１から入力した各焦点検出ゾーンに対応する積分データに基づいて所定の演算によりデフォーカス量を算出する。そして、それらのデフォーカス量に基づいて、使用するデフォーカス量および優先順位を設定し、ＡＦモータ３９の回転方向および回転数（エンコーダ４１が出力するパルス数）を算出する。そしてメインＣＰＵ３５は、その回転方向およびパルス数に基づき、ＡＦモータドライブ回路３７を介してＡＦモータ３９を駆動する。この駆動に際してメインＣＰＵ３５は、ＡＦモータ３９の回転に連動してエンコーダ４１が出力するパルスを検知してカウントし、カウント値が上記パルス数に達したらＡＦモータ３９を停止させる。
【００１３】
メインＣＰＵ３５はＡＦモータ３９を、ＤＣ駆動および、停止前にはエンコーダ４１の出力パルスの間隔に基づいてＰＷＭ制御による一定速度制御をすることができる。ＡＦモータ３９は、その回転を、カメラボディ１１のマウント部に設けられたジョイント４７と撮影レンズ５１のマウント部に設けられたジョイント５７との接続を介して撮影レンズ５１側に伝達する。そして、レンズ駆動機構５５を介して焦点調節用レンズ５３を進退移動させる。
【００１４】
またメインＣＰＵ３５は、プログラム等をメモリしたＲＯＭ３５ａ、演算用、制御用の所定のデータを一時的にメモリするＲＡＭ３５ｂ、計時用の基準タイマー３５ｃ、ハードカウンタ３５ｄおよびＡ／Ｄ変換器３５ｅを内蔵し、外部メモリ手段としてのEEPROM４３が接続されている。このEEPROM４３には、カメラボディ１１特有の各種定数のほかに、本発明の積分制御に必要な所定値などがメモリされている。
【００１５】
さらにメインＣＰＵ３５には、レリーズボタン（図示せず）の半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲ、自動焦点制御とマニュアル焦点制御とを切換える自動焦点スイッチＳＷＡＦ、メインＣＰＵ３５や周辺機器等への電源をON/OFFするメインスイッチＳＷＭが接続されている。メインＣＰＵ３５は、設定されたＡＦ、露出、撮影などのモード、シャッタ速度、絞り値などを表示器４５に表示する。表示器４５は、通常、カメラボディ１１の外面およびファインダ視野内の２か所に設けられた表示器を含む。
【００１６】
このメインＣＰＵ３５は、カメラボディおよび撮影レンズを総括的に制御する制御手段として機能するほかに、マルチ焦点検出センサユニット２１および周辺部制御用回路２３等とで積分制御手段を構成し、ＡＦモータ３９等とでレンズ駆動手段を構成している。
【００１７】
一方撮影レンズ５１には、焦点調節用レンズ５３を光軸方向に駆動する焦点調節機構５５、撮影レンズ５１のマウント部に設けられていて、カメラボディ１１のジョイント４７と連結してＡＦモータ３９の回転を焦点調節機構５５に伝達するレンズ側ジョイント５７、及びレンズＣＰＵ６１を備えている。
【００１８】
レンズＣＰＵ６１は、電気接点群５９、４９の接続を介してカメラボディ１１の周辺部制御用回路２３と接続されていて、この周辺部制御用回路２３を介してメインＣＰＵ３５との間で所定のデータ通信を実行する。レンズＣＰＵ６１から周辺部制御用回路２３に伝達されるデータとしては、制御可能な開放絞り値Ａv （開放Ｆ値のアペックス換算値）、最大絞り値Ａv （最小絞りＦ値のアペックス換算値）、レンズ位置、Ｋバリューデータなどがある。なお、Ｋバリューデータとは、撮影レンズ５１により結像された像面を、ＡＦモータ３９を駆動して光軸方向に単位距離（例えば１mm）移動させる間にエンコーダ４１が出力するパルス数（ＡＦモータ３９の回転数）データである。
【００１９】
この一眼レフカメラは、測光スイッチＳＷＳがオンされるとＡＦ処理を開始する。ＡＦ処理では、先ずマルチ焦点検出センサユニット２１が積分を始める。積分終了後、メインＣＰＵ３５は、その積分データを入力し、そのデータに基づいてデフォーカス量、駆動パルス数を算出し、この駆動パルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する。
【００２０】
マルチ焦点検出センサユニット２１には、図示しないが周知の通り、撮影レンズ５１から入射し、メインミラー１３の中央部ハーフミラー部１４を透過し、さらにサブミラー１５で反射された被写体光が入射する。マルチ焦点検出センサユニット２１に入射した被写体光は、フィルム面と共役な二次結像面上またはその前後位置に結像し、この二次結像面上に配置されたマスクの複数位置に形成された３個の窓を透過して、それぞれ異なる受光手段（図２参照）上に結像される。なお、各３個の窓は焦点検出ゾーンを規制し、各焦点検出ゾーンに含まれる光束はそれぞれ、図示しない分割光学系によって二分割されて、再結像面上に配置された各受光手段に結像される。
【００２１】
マルチ焦点検出センサユニット２１の構成を、図２を参照してより詳細に説明する。マルチ焦点検出センサユニット２１は、１本のＣＣＤ転送部２１１と、ＣＣＤ転送部２１１に隣接し、かつＣＣＤ転送部２１１の長手方向に互いに離反して設けられた、複数の受光手段としての３個のＡセンサ２１２Ａ、Ｂセンサ２１２Ｂ、およびＣセンサ２１２Ｃを備えている。各Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２を備えている。一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２のそれぞれに、分割光学系によって二分割された被写体像が形成される。各受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２は、公知のように、例えば一列に一定の間隔で設けられたフォトダイオードアレイ（画素アレイ）からなる。
なお、図示実施例では３個の一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２をそれぞれ離反して示してあるが、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２はそれぞれ連続した構成でもよい。
【００２２】
各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、詳細は図示しないが公知のように、各受光部Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の各フォトダイオードが光電変換した電荷をフォトダイオード毎に独立して積分する（蓄積する）ストレージ部、および積分が終了したらストレージ部が蓄積した電荷を一時的にメモリするメモリー部を備えている。つまり、被写体光を受光してフォトダイオードが光電変換し、各フォトダイオードが光電変換した電荷はストレージ部で積分され、ストレージ部で積分された電荷は積分が終了した時にメモリー部に転送され、保持される。そして、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了したら、各メモリー部に保持された電荷は、一斉にＣＣＤ転送部２１１に転送される。ＣＣＤ転送部２１１には、図示しない多数の電極が一定の間隔で形成されていて、これらの電極に印加される二相の転送クロックφ１、φ２によって電荷が画素単位で段階的に転送され、ＣＣＤ転送部２１１の出力変換部（読み出し部）２１３から画素単位で電圧に変換され、出力される。
【００２３】
出力変換部２１３から出力された電圧信号は、増幅器２２６により増幅され、クランプ回路２２７により、ビデオ基準レベルから降下する電圧信号化したビデオ信号VIDEO として出力される。出力されたビデオ信号VIDEO はＣＰＵ３５に取り込まれ、Ａ／Ｄ 変換器３５ｅでディジタル信号に変換されて画素単位でRAM ５ｂにメモリされ、RAM ３５ｂから読み込まれてデフォーカス演算に利用される。
【００２４】
また、被写体の明るさに応じて各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分時間（積分終了）をコントロールするために、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃに隣接して、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分値（受光光量）をモニタするＡモニタセンサＭＡ、ＢモニタセンサＭＢ、ＣモニタセンサＭＣが設けられている。Ｂセンサ２１２Ｂの第１受光部Ｂ１に隣接して、モニタダークセンサＭＤが設けられている。モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ同様に被写体光を受光し、積分値を出力するセンサであって、それぞれの積分値は積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃで検出される。一方モニタダークセンサＭＤは、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの暗電流成分を除去するための信号を得るセンサであって、遮光されている。
【００２５】
本実施の形態のモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの一方の受光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２をそれぞれ５分割して受光するモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５を含む。
【００２６】
以上のＡ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分動作（電荷蓄積）、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣからＣＣＤ転送部２１１への電荷（積分値）の転送、ＣＣＤ転送部２１１における電荷の転送、出力変換部２１３での電荷から電圧への変換、クランプ回路２２７によるクランプ処理などは、ＣＣＤ制御回路２２１、タイミング発生回路２２２、ドライバー回路２２３が出力するクロック（パルス信号）によってなされる。
【００２７】
この一眼レフカメラの積分制御処理は、測光スイッチＳＷＳのオンを条件に開始される。測光スイッチＳＷＳがオンすると、ＣＰＵ３５から出力される通信データによりＣＣＤ制御回路２２１が積分開始信号φINT を立ち上げて、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣおよびモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが積分を開始する。図３および図４に、積分制御に関するタイミングチャートの一例を示した。
【００２８】
モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が、予め設定されている積分終了レベルＶRMを越えたことを積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが検知し、積分終了信号END-A END-C を出力したときに、そのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了する（図３参照）。本実施例では、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのそれぞれの５個のモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５の内、いずれかの積分値が積分終了レベルＶRMに達したときに、積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃが対応するセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分を終了させる。積分終了レベルＶRMは、メインＣＰＵ３５から周辺部制御用回路２３を介して出力される基準信号ＶAGC と、モニタダークセンサＭＤから出力される暗電流ＭＤとによって決まる信号である。
【００２９】
全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了すると、ドライバー回路２２３が転送パルスφTGを出力して各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃが積分した信号電荷をＣＣＤ転送部２１１に転送する。ＣＣＤ転送部２１１に転送された各信号電荷は、基準クロックφＭに同期して生成される転送／読出しクロックφ1 、φ2 によって画素単位でＣＣＤ転送部２１１を転送される。そして各電荷は、出力変換部２１３で画素単位で逐一電圧に変換されて出力（読出）され、増幅器２２６で増幅され、クランプ回路２２７でクランプされて、画素単位のビデオVIDEO 信号として出力される。クランプ回路２２７は、サンプルホールドパルスφSHに同期して出力をサンプルホールドし、ビデオ信号VIDEO として出力する。
【００３０】
また、予め設定されている最大積分時間内に全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了しなかったとき、つまり、予め設定した最大積分時間内にいずれかのモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値が積分終了レベルに達しなかったときには、そのモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値を、１／２倍した積分終了レベルＶRMと比較し、積分値が１／２倍積分終了レベルＶRMに達していたら積分を終了する。この処理によっても積分値が１／２倍積分終了レベルＶRMに達しないときには、増幅器２２６のゲインを２倍にし、積分終了レベルＶRMをさらに１／２倍（計１／４倍）して積分値とを比較し、１／４倍積分終了レベルＶRMに達していたら積分を終了する。積分値が１／４倍積分終了レベルＶRMに達しない場合は、増幅器２２６のゲインをさらに２倍（計４倍）にし、積分終了レベルＶRMをさらに１／２倍（計１／８倍）して積分値とを比較し、１／８倍積分終了レベルに達していたら積分を終了する。積分値が１／８倍積分終了レベルＶRMに達しないときは、増幅器２２６のゲインをさらに２倍（計８倍）にし、そのセンサの積分を強制終了させる。
【００３１】
積分の強制終了は、ＣＣＤ制御回路２２１が各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂに強制積分終了信号FENDint を出力し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂが積分終了信号を出力することで実行される。なお、ＣＰＵ３５は、積分開始時から積分時間の計測を開始し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが出力する積分終了信号を入力して各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃの積分時間を計測する。
【００３２】
以上は、ＣＣＤラインセンサを利用したマルチ焦点検出センサユニット２１の基本的な積分動作である。ここで、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣ間の積分特性、あるいはセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分特性と対応するモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性が設計値からずれてしまうことがある。
【００３３】
図３には、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが全く同一の輝度の被写体像を受光した場合の積分制御に関するタイミングチャートを示してある。この実施例では、リセット状態におけるモニタオフセットoffset（積分初期値）が、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣ毎に相違している。したがって、被写体像の輝度が等しいにもかかわらず、ＡモニタセンサＭＡ、ＢモニタセンサＭＢ、ＣモニタセンサＭＣの順番で異なる時間に積分値が積分終了レベルＶRMに達して、積分を終了する。かかる場合に、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値は、最も積分時間が長かったＣセンサ２１２Ｃの積分値が最大値になり、Ａセンサ２１２Ａの積分値が最小値になり、Ｂセンサ２１２Ｂの積分値が中間値になる。このような場合には、Ｃセンサ２１２Ｃの積分値が、メインＣＰＵ３５で処理可能な最大レンジを越えてしまうことがあり、Ａセンサ２１２Ａの積分値は有効レンジの低い部分しか使用しないので精度が落ちることがある。
【００３４】
そこで本実施の形態では、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性のばらつきによる各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃ単位での積分値の誤差の補正値として出力比を、または処理可能な最大積分レンジを使用できるようにする積分値誤差補正値として、モニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetをEEPROM４３にメモリしてある。そして、積分処理に際して、出力比またはモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetをEEPROM４３から読み出して、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値の補正、あるいは各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分終了レベルの補正に使用する。本実施例のモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetは、モニタダークセンサＭＤのレベルと、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが積分開始前の初期状態にあるときのレベルとの差である。
【００３５】
本発明の一実施例では、撮影画面の中央部を焦点検出ゾーンとするＢセンサ２１２Ｂの出力を基準にして、Ａセンサ２１２ＡおよびＣセンサ２１２Ｃの出力比を設定する。そして、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃ積分値をビデオ信号としてＣＰＵ３５に取り込み、Ａセンサ２１２ＡおよびＣセンサ２１２Ｃのビデオ信号をＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタル信号に変換する際に、Ｂセンサ２１２Ｂを基準にした補正を実行する。補正値は、Ｂ出力／Ａ出力、Ｂ出力／Ｂ出力、Ｂ出力／Ｃ出力である。ただし、Ａ出力はＡセンサ２１２Ａの出力、Ｂ出力はＢセンサ２１２Ｂの出力、Ｃ出力はＣセンサ２１２Ｃセンサの出力とする。
この実施例では、ＣＰＵ３５が各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値を補正する補正手段として機能している。
【００３６】
別の実施例では、最大積分時間内に積分を終了しなかった積分値のゲイン設定（増幅器２２６の増幅率設定）時に、対応するモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetによって積分終了レベルＶRMを補正して、補正後の積分終了レベルＶRMによって増幅器２２６のゲインを設定している。
【００３７】
従来、最大積分時間内に積分を終了しなかったときは、積分終了レベルを１／２倍単位で下げて積分値と比較し、積分を終了しなかったセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値のゲイン（増幅率）を２倍単位で引き上げる。そのため、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣでモニタした積分値と対応するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値との間に誤差を生じていると、特に、基準のＢモニタセンサＭＢのモニタオフセットＭＢoffsetより他のモニタセンサＭＡ、ＭＣのモニタオフセットＭＡoffset、ＭＣoffsetの方が小さい場合には、基準のＢモニタセンサＭＢの積分値（絶対値）は積分終了レベルＶRM達しているのに、他のモニタセンサＭＡ、ＭＣは積分終了レベルＶRMに達していないと判断されて、２のｎ乗倍のゲインがかけられてしまう。かかる場合には、ゲインをかけた積分値が最大積分値レンジを越えてしまい、最大積分値を越えた積分値はサチられてしまう。つまり、センサ２１２Ａ〜２１２Ｃ上に形成された被写体像の内、明るい部分は積分値が均等化されてしまい、コントラストが無くなってしまう。
【００３８】
そこで本実施例では、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣとモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分誤差を予め測定し、EEPROM４３にメモリしたモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetによって、積分終了レベルＶRMを補正する。より具体的には、最大積分時間内に積分を終了しないセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃがあったときには、積分終了レベルＶRMを、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetで補正し、補正後の積分終了レベルＶRMと対応するモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値とを比較して、ゲインコントロールを行うこととした。
【００３９】
図４には、最大積分時間内に積分を終了しなかった場合の積分処理に関するタイミングチャートを示してある。本実施例の積分終了レベルＶRMは、下記のように設定される。
初期の積分終了レベル（Ｂセンサ２１２Ｂ基準）
ＶRM＝MD−（AGC レベル）
（但し、AGC レベルは、基準電圧ＶS とＶAGC の差であり、
通常はＢセンサ２１２Ｂにおいて設定されている。）
１／２n 倍積分終了レベル
ＡモニタセンサＭＡ：
ＶRM＝MD−[{(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２ n ＋ (モニタオフセットＭＡoffset)]
１／２n 倍積分終了レベル
ＢモニタセンサＭＢ：
ＶRM＝MD−[{(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２ n ＋ (モニタオフセットＭＢoffset)]
１／２n 倍積分終了レベル
ＣモニタセンサＭＣ：
ＶRM＝MD−[{(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２ n ＋ (モニタオフセットＭＣoffset)]
ただし、ｎは１、２、３である。
この実施例では、メインＣＰＵ３５がAGC レベル、および {(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２n ＋( 各モニタオフセット) を演算および設定し、積分値のゲインを設定するゲイン設定手段として機能している。
【００４０】
この多点オートフォーカス装置を備えたＡＦ一眼レフカメラの焦点調整動作の際の積分処理を、さらに図５〜図９を参照して説明する。
【００４１】
「メイン処理」
図５は、この一眼レフカメラのメイン処理に関するフローチャートである。このメイン処理では、測光スイッチＳＷＳがオンされるのを待ち、測光スイッチＳＷＳがオンされたら測光および露出演算処理（ＡＥ処理）を実行して最適絞り値およびシャッタ速度を求め、焦点検出処理およびレンズ駆動処理（ＡＦ処理）を実行して合焦し、レリーズスイッチＳＷＲがオンされたらＡＥ処理で求めた絞り値およびシャッタ速度で露光処理を実行する。
【００４２】
このメイン処理には、バッテリが装填されたときに入る。この処理に入ると先ず、ＲＡＭ３５ｂをイニシャライズする（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵ３５以外の回路、部品への電源供給を遮断し、測光スイッチＳＷＳがオンするのを待つ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）。測光スイッチＳＷＳがオンされると、周辺機器への電力供給を開始してＶＤＤループ処理を実行する。
【００４３】
ＶＤＤループ処理に入ると、ＶＤＤループ時間タイマをスタートさせて（Ｓ１１１）、各スイッチの状態をチェックし（Ｓ１１３）、レンズＣＰＵ６１との間で所定のレンズ通信を実行して、開放絞り値、最小絞り値、焦点距離データなどのレンズデータを入力する（Ｓ１１５）。
【００４４】
そして、ＡＥ演算処理を実行し（Ｓ１１７）、演算によって求めたシャッタ速度など、撮影に関する表示を行う（Ｓ１１９）。ＡＥ演算処理とは、測光ＩＣ１８によって被写体輝度を測定し、被写体輝度データおよびフィルム感度データなどに基づき、所定の露出モード、例えばプログラム露出モードによって適正シャッタ速度および絞り値を演算により求める処理である。
【００４５】
シャッタ速度および絞り値が求まると、焦点調節レンズ５３を移動し、焦点検出した被写体に合焦させるＡＦ処理を実行する（Ｓ１２１）。このＡＦ処理を、ループ時間が経過するまで繰り返し実行する（Ｓ１２３）。
【００４６】
ループ時間が経過したら、測光スイッチＳＷＳの状態をチェックし、オンしていたらＶＤＤループ処理に戻る（Ｓ１２５、Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていたら、パワーホールド中フラグがセットされているかどうかをチェックし、セットされていなければパワーホールド中タイマをスタートさせ、パワーホールド中フラグをセットしてからパワーホールドタイマがタイムアップするまで、ＶＤＤループ処理を繰り返す（Ｓ１２５、Ｓ１２７、Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３３、Ｓ１１１）。そして、パワーホールド時間が経過したら、パワーホールド中フラグをクリアしてパワーダウン処理に戻る（Ｓ１３３、Ｓ１３５、Ｓ１０３）。
【００４７】
「ＡＦ処理」
Ｓ１２１のＡＦ処理について、図６を参照してより詳細に説明する。ＡＦ処理に入ると、先ず、測光スイッチＳＷＳがオン状態にあるかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていれば、ＡＦロックフラグをクリアしてリターンする（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。ＡＦロックフラグは、一度合焦したときにセットされるフラグで、一旦ある被写体に合焦したときには、その被写体に対する合焦状態を維持する、いわゆるフォーカスロックを可能にするフラグである。
【００４８】
測光スイッチＳＷＳがオン状態にあれば、ＡＦロックフラグがセットされているかどうかをチェックする。ＡＦロックフラグがセットされていればリターンするが、合焦していないときにはセットされていないので、全センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分をスタートさせる（Ｓ２０５、Ｓ２０７）。積分が終了したらＣＣＤビデオデータを入力し、選択された焦点検出ゾーンについてデフォーカス計算を実行してデフォーカス量を求める（Ｓ２０９、Ｓ２１１）。そして、計算したデフォーカス量から合焦しているかどうかをチェックし、合焦していなければデフォーカス量およびＫバリューデータからＡＦパルス数を演算し、演算したＡＦパルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する（Ｓ２１３、Ｓ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１９）。合焦していたら、ＡＦロックフラグをセットしてリターンする（Ｓ２１５、Ｓ２２１）。
【００４９】
「積分スタート処理」
Ｓ２０７の積分スタート処理について、図７を参照してより詳細に説明する。この積分スタート処理は、マルチ焦点検出センサユニット２１に積分を開始させ、適正積分値で積分を終了させる処理である。
【００５０】
積分スタート処理に入ると、先ず、最大積分時間経過フラグおよび強制終了フラグをクリアする（Ｓ３０１）。最大積分時間経過フラグは、使用するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ（に対応するモニタセンサＭＡ〜ＭＣ）が、予め定めてある最大積分時間を経過しても積分値が積分終了レベルＶRMに達しなかったこと（積分が終了しなかったこと）を識別するフラグ、強制終了フラグは、モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が積分終了レベルＶRMに達しないにもかかわらず、強制的に積分を終了させたことを識別するフラグである。なお、本実施の形態では、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを使用するものとする。
【００５１】
次に、ＲＡＭに、最大積分時間をセットし、積分許可センサ２１２Ａ〜２１２Ｃをセットし、ＡＧＣレベル（ＶAGC ）をセットする（Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７）。そして、積分をスタートさせ、積分時間カウントをスタートする（Ｓ３０９、Ｓ３１１）。
【００５２】
そして、許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ全ての積分が終了するか、最大積分時間が経過するのを待つ（Ｓ３１３〜Ｓ３２３）。つまり、積分を許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分終了および積分時間をチェックする積分時間チェック処理を実行し（Ｓ３１３）、強制積分終了フラグがセットされているかどうかをチェックし（Ｓ３１５）、セットされていなければ最大積分時間が経過しているかどうかをチェックし（Ｓ３１７）、経過していなければ積分を許可した全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分終了したかどうかをチェックし（Ｓ３１９）、いずれかのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了していなければＳ３１３に戻る。
【００５３】
積分を許可した全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了したら、そのままリターンする（Ｓ３１９）。また、強制終了フラグがセットされたとき、または強制終了フラグはセットされていないが最大積分時間が経過したときは、最大積分終了処理を実行し（Ｓ３１５、Ｓ３２１またはＳ３１５、Ｓ３１７、Ｓ３２１）、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制的に終了させてリターンする（Ｓ３２３）。
【００５４】
「最大積分時間終了処理」
Ｓ３２１の最大積分終了処理の詳細について、図８に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。この最大積分終了処理は、最大積分時間内に積分が終了しなかったときに、モニタセンサの積分値に応じて積分値のゲイン（増幅率）を２のｎ乗倍する処理である。このゲインは、増幅器２２６によってかけられる。ここで、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣでモニタした積分値と対応するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値との間に誤差を生じていると、特に、基準のモニタセンサＭＢのモニタオフセットより他のモニタオフセットの方が小さい場合には、基準のモニタセンサの積分値は積分終了レベルＶRMに達しているのに、他のモニタセンサは積分終了レベルＶRMに達していないと判断されて、２のｎ乗倍のゲインがかけられてしまう。かかる場合には、ゲインをかけられた積分値が最大積分値レンジを越えてしまい、最大積分値レンジを越えた積分値はサチられてしまう。
【００５５】
そこで、最大積分時間内に積分が終了しなかったときには、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetを大きい方から順番に補正して増幅器２２６のゲインをコントロールすることとした。図４に示した実施例では、ＭＡoffset＞ＭＢoffset＞ＭＣoffsetである。
なお、本実施例では、ゲインの初期値が４なので、２倍のゲインは８倍に、４倍のゲインは１６倍に、８倍のゲインは３２倍に相当する。
【００５６】
最大積分時間終了処理に入ると、先ず、最大積分時間が経過したことを識別する最大積分時間経過フラグをセット（“１”をセット）し、使用しているセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの数（本実施例では３）をＲＡＭ３５ｂにセットする（Ｓ５１１、Ｓ５１３）。
【００５７】
ＡＧＣレベルを最も大きいモニタオフセット値で補正して１／２倍し、オフセット値に対応するモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃを作動させる（Ｓ５１５）。つまり、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃは、補正後の１／２倍積分終了レベルＶRMと対応する積分値とを比較する。
全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了したとき、あるいはいずれかのセンサ２１２Ａ〜１２Ｃ２の積分が終了していなくても、ゲイン（Gain）に最大値（８倍）がセットされていたときにはリターンする（Ｓ５１７、Ｓ５１９）。
【００５８】
選択したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了しておらず、かつゲインを最大（８倍）にセットしていないときには、選択したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃのゲインをセットし、センサ部数から１を減算し、減算値が０になるまで、Ｓ５１５に戻って上記Ｓ５１５〜Ｓ５２５の処理を実行する（Ｓ５２１、Ｓ５２３、Ｓ５２５）。
【００５９】
Ｓ５１５からＳ５２５の処理を、全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃについて実行したら、ゲインを２倍にしてＳ５１５に戻ってＳ５１５〜Ｓ５２５の処理を再実行する（Ｓ５２７）。そして、全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了するか、積分を終了しなくてもゲインに最大値をセットしたらリターンする。そしてリターンしたら、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制終了させる。
【００６０】
以上の最大積分時間終了処理によって、最大積分時間内にモニタセンサの積分値が積分終了レベルＶRMに達しなかったときでも、各モニタセンサの誤差補正後の積分終了レベルＶRMに基づいてゲインコントロールするので、適正なゲインで積分値を増幅することができる。
【００６１】
図４に示した実施例では、１回目の処理でＣモニタセンサＭＣがモニタオフセットＭＣoffsetによる補正後の１／２倍積分終了レベルに達してＣセンサ２１２Ｃの積分を終了し、積分終了していないＡセンサ２１２ＡおよびＢセンサ２１２Ｂのゲインが２倍にセットされ、２回目の処理でＢモニタセンサＭＢがモニタオフセットＭＢoffsetによる補正後では終了せず、モニタオフセットＭＣ offsetによる補正後の１／４倍積分終了レベルに達して積分を終了しているため、終了していないＡセンサ２１２Ａとともにゲインが４倍にセットされている。ＡモニタセンサＭＡは、３回目の処理でも補正後の１／８倍積分終了レベルに達しなかったので、強制終了され、ゲインが８倍にセットされている。
【００６２】
本実施例において、最大積分時間経過後、積分終了レベルＶRMを、モニタオフセット値の大きい方から補正するのは、ゲインが高くなり過ぎるのを防止するためである。
【００６３】
「ＣＣＤデータ入力処理」
次に、Ｓ２０９のＣＣＤデータ入力処理について、図９に示したフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００６４】
本実施例では、クランプ回路２７から逐次出力され、ＣＰＵ３５に入力された、画素単位のアナログのビデオ信号を、ＣＰＵ３５内蔵のＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタルのビデオデータに変換する。ビデオデータに変換したら、そのビデオデータ分が強制積分終了がされておらず、かつ最大積分時間経過前に積分終了したデータであれば、基準出力との比とビデオデータを乗算し、乗算値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。強制積分終了されたか最大積分時間が経過しているビデオデータは、すでに増幅器２２６においてゲインコントロールがされているので、その値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。
以上の処理を、全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全画素についてのビデオ信号について実行する。なお、本実施例では、ビデオ信号を、先ずＡ／Ｄ変換器３５ｅで１０bit のディジタルデータに変換する。さらに、焦点検出演算に使用する精度に応じて、９bit または８bit のディジタルデータに変換している。
【００６５】
ＣＣＤデータ入力処理に入ると、まず、Ａ／Ｄ変換器３５ｅを１０bit モードに設定し、Ａ／Ｄ変換するビット数（画素数）を内蔵カウンタにセットする（Ｓ６０１、Ｓ６０３）。Ａ／Ｄ変換同期信号φＡＤがローレベルに落ちるのを待って、ローレベルに落ちたらＡ／Ｄ変換器３５ｅにＡ／Ｄ変換をスタートさせる（Ｓ６０５、Ｓ６０７、Ｓ６０９）。Ａ／Ｄ変換を終了したら、変換したディジタルデータを入力し、反転する（Ｓ６０９、Ｓ６１１）。この反転処理は、ビデオ信号がビデオ基準値から明るくなるに従って降下する信号、つまり明るいほど小さい値になるので、明るいほど大きくなるように変換する処理である。
【００６６】
次に、強制終了フラグに“１”がセットされているか、最大積分時間経過フラグに“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ６１３、Ｓ６１５）。いずれのフラグも“０”であれば、反転データを、基準出力との比で乗算する。つまり、Ａセンサ２１２ＡのデータのときはＢ／Ａ、Ｂセンサ２１２ＢのデータのときはＢ／Ｂ＝１、Ｃセンサ２１２ＣのデータのときはＢ／Ｃを乗算する。この乗算処理によって、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性のばらつきが補正され、同一の被写体輝度のときには同一レベルのビデオデータを得ることができる。
【００６７】
強制終了フラグまたは最大積分時間経過フラグに“１”がセットされているときは、乗算処理をスキップしてＳ６１９に進む（Ｓ６１３、Ｓ６１９またはＳ６１３、Ｓ６１５、Ｓ６１９）。強制積分終了された場合のビデオデータや、最大積分時間が経過しているビデオデータは、すでに増幅器２２６において、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性のばらつきに応じたゲインコントロールによって補正がされている。
【００６８】
Ｓ６１９では９bit 精度かどうかをチェックする。９bit 精度か８bit 精度かは、マルチ焦点検出センサユニット２１の最大出力電圧、カメラの性能などに応じて設定され、製造時にEEPROM４３にメモリされている。
【００６９】
９bit 精度の場合は、データを２で割って９bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２１）、９bit データがＦＦｈ（１６進数、１０進数では２５５）を越えているかどうかをチェックする。ＦＦｈを越えていたらＦＦｈとするリミット処理を実行してそのデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２３、Ｓ６２５、Ｓ６３３）。このリミット処理は、例えば、Ａ／Ｄ変換器３５ｅが４ボルトで動作する場合は、最大ビデオデータ（入力電圧）を２Ｖに相当する値でカットする処理である。９bit データがＦＦｈ以下の場合は、そのデータをＲＡＭ３５ｂにメモリする。
【００７０】
一方、８bit 精度の場合は１０bit データを４で割って８bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２７）、変換後のデータが飽和出力レベルを越えているかどうかをチェックし、越えている場合は飽和出力レベルでリミットをかけて、リミットをかけた値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３１、Ｓ６３３）。本実施例での飽和出力レベルは、例えば２. ７Ｖ（ＡＣｈ）に相当する。８bit データに変換後のデータが飽和出力レベルに達していないときは、その変換後のデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３３）。
【００７１】
ビデオデータメモリが終了したら、カウンタのビット数を１減算し、減算後のビット数が０でなければＳ６０５に戻ってＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を繰り返す。つまり、以上のＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を、使用する全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全ビデオ信号について実行してからリターンする。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明は、前記複数の焦点検出ゾーン中、中央の焦点検出ゾーンをモニタするモニタ手段および対応する受光手段に基づいて設定し、さらにこの中央のモニタ手段を基準として、他のモニタ手段に対応する受光手段の積分値を補正するので、モニタ手段の特性が設計値と相違していても、各受光手段の積分値を適正に補正して、最も有効なレンジに収まる積分値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多点オートフォーカス装置を一眼レフカメラに適用した一実施の形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサの一実施例を示す図である。
【図３】同マルチ焦点検出センサの積分に関するタイミングチャートを示す図である。
【図４】同マルチ焦点検出センサの積分に関する他のタイミングチャートを示す図である。
【図５】同一眼レフカメラの主要動作に関するフローチャートを示す図である。
【図６】同一眼レフカメラのＡＦ処理に関するフローチャートを示す図である。
【図７】同一眼レフカメラの積分スタート処理に関するフローチャートを示す図である。
【図８】同一眼レフカメラの最大積分時間終了処理に関するフローチャートを示す図である。
【図９】同一眼レフカメラのＣＣＤデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１１ カメラボディ
１３ メインミラー
１４ ハーフミラー部
１５ サブミラー
２１ マルチ焦点検出センサユニット
２１１ ＣＣＤ転送部
２１２Ａ Ａセンサ
２１２Ｂ Ｂセンサ
２１２Ｃ Ｃセンサ
２２１ ＣＣＤ制御回路
２２２ タイミング発生回路
２２３ ドライバー回路
２２４ ＡＧＣ制御回路
２２５Ａ Ａ積分制御回路
２２５Ｂ Ｂ積分制御回路
２２５Ｃ Ｃ積分制御回路
２２６ 増幅器
３５ メインＣＰＵ
ＭＡ Ａモニタセンサ（モニタ手段）
ＭＢ Ｂモニタセンサ（モニタ手段）
ＭＣ Ｃモニタセンサ（モニタ手段）
【発明の技術分野】
本発明は、複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点状態を検出できるカメラなどの光学機器の多点オートフォーカス装置に関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
複数の焦点検出ゾーン内の被写体について焦点検出が可能な多点オートフォーカス装置は、各焦点検出ゾーン毎に多数の受光素子（例えばフォトダイオード）を備えたラインセンサ（受光手段）で被写体像を受光し、光電変換して電荷を積分する。それぞれのラインセンサの積分値が所定値に達した時点でそのラインセンサの積分は終了するが、所定値に達しないラインセンサは、所定値に達するまで、または所定の最大積分時間が経過する時のいずれか早いときまで積分を継続していた。そして、最大積分時間経過時に積分値が所定値に達していないラインセンサについては、所定値を段階的に、一段階下げては一段階下げた所定値と積分値とを比較してはその積分値のゲイン（増幅度）を段階的に高くする処理を、積分値が段階的に下げた所定値に達するまで複数回実施し、最終的に所定値に達しないラインセンサは強制終了していた。
【０００３】
しかし、積分終了の検知は、ラインセンサの積分値を直接使用するのではなく、各ラインセンサに隣接して配置したモニタセンサの積分値を利用している。つまり、モニタセンサの積分値がラインセンサの積分値と一定の関係を保っていることを前提として、モニタセンサの積分値をモニタしてラインセンサの積分時間を制御している。
【０００４】
ところが、積分終了の所定値は、基準とするモニタセンサにより設定しているため、基準のモニタセンサの積分値と他のモニタセンサの積分値との間で相違する場合がある。例えば、基準のモニタセンサの積分値（絶対値）よりも他のモニタセンサの積分値（絶対値）の方が小さくなる場合には、対応するラインセンサの積分値は所定値に達していないのに積分を終了してしまい、処理可能な最大積分値レンジを有効に活用できない。一方、基準のモニタセンサの積分値（絶対値）よりも他のモニタセンサの積分値（絶対値）の方が大きくなる場合には、対応するラインセンサの積分値は所定値に達しているのに、モニタセンサの積分値が所定値に達していないので積分が継続され、ラインセンサの積分値が処理可能な最大積分値レンジを越えてしまうことがある。また、最大積分時間内に基準のモニタセンサの積分値は所定値に達しているのに、他のモニタセンサの積分値が所定値に達しなくてゲインが上がってしまい、対応するラインセンサの積分値が処理可能な最大積分値レンジを越えてしまうことがある。
【０００５】
前者の場合には、積分値のレンジが低い方に寄るので、特に暗い被写体部分に関する積分値が小さ過ぎてノイズに埋もれてしまうこともあり、検出精度が落ちる。後者の場合には、積分値のレンジが処理可能なレンジを越えてしまうので、特に明るい被写体部分に関する積分値がサチられてしまい、検出精度が落ちる。
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、上記従来の多点オートフォーカス装置の問題に鑑みてなされたもので、各焦点検出ゾーン毎に最適な検出データを得ることができる多点オートフォーカス装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
この目的を達成する請求項１に記載の発明は、複数の焦点検出ゾーン内の被写体像を受光し、光電変換した電荷を積分する各焦点検出ゾーンに対応した受光手段と、各受光手段に近接して配置され、焦点検出ゾーン内の被写体像を受光し、積分して対応する受光手段の積分値をモニタするモニタ手段と、モニタ手段による積分値が所定値に達したときに対応する受光手段の積分を終了させる積分制御手段とを備えたオートフォーカス装置であって、前記モニタ手段と対応する受光手段の積分値との誤差を補正する補正値によって、前記積分制御手段が積分を終了させた受光手段の積分値を補正する補正手段を備え、この補正手段は、前記複数の焦点検出ゾーン中、中央の焦点検出ゾーンをモニタするモニタ手段および対応する受光手段の積分値を補正する補正値を設定し、さらにこの中央のモニタ手段および対応する受光手段の補正値を基準として、他のモニタ手段に対応する受光手段の積分値を補正する補正値を設定すること、に特徴を有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明を説明する。図１は、本発明を適用した、自動焦点（ＡＦ）一眼レフカメラの主要構成を示したブロック図である。このＡＦ一眼レフカメラは、カメラボディ１１と、このカメラボディ１１に着脱可能なＡＦ対応の撮影レンズ５１とを備えている。そしてカメラボディ１１は、いわゆる多点オートフォーカス手段（多点焦点検出手段）、自動焦点調節手段を備えている。
【０００９】
撮影レンズ５１からカメラボディ１１内に入射した被写体光束は、大部分がメインミラー１３により、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム１７に向かって反射され、ペンタプリズム１７で反射されてアイピースから射出するが、メインミラー１３で反射された反射光の一部が測光用ＩＣ１８の受光素子に入射する。一方、メインミラー１３のハーフミラー部１４に入射した被写体光束の一部はここを透過し、サブミラー１５で下方に反射されて、マルチ焦点検出センサユニット２１に入射する。
【００１０】
測光用ＩＣ１８は、受光量に応じて光電変換した電気信号を対数圧縮し、周辺部制御用回路２３を介して、メインＣＰＵ３５に測光信号として入力される。メインＣＰＵ３５は、測光信号およびフィルム感度情報に基づいて所定の露出演算を実行し、露出用の適正シャッタ速度および絞り値を算出する。そして、これらのシャッタ速度および絞り値に基づいて撮影処理、つまり、露光機構（シャッタ機構）２５および絞り機構２７を駆動してフィルムに露光する。さらに周辺部制御用回路２３は、撮影処理に際し、モータドライブ回路２９を介してミラーモータ３１を駆動してメインミラー１３のアップ／ダウン処理を行ない、露光終了後にはフィルム巻上モータ３３を駆動してフィルムを１コマ分巻上げる。
【００１１】
マルチ焦点検出センサユニット２１は、いわゆる位相差方式の測距センサであって、図示しないが、撮影画面内における複数の測距ゾーン内に含まれる被写体像を形成する被写体光束を二分割する分割光学系と、二分割された被写体光束をそれぞれ受光して積分（光電変換およびその電荷を蓄積）するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃを備えている。
【００１２】
メインＣＰＵ３５は、マルチ焦点検出センサユニット２１から入力した各焦点検出ゾーンに対応する積分データに基づいて所定の演算によりデフォーカス量を算出する。そして、それらのデフォーカス量に基づいて、使用するデフォーカス量および優先順位を設定し、ＡＦモータ３９の回転方向および回転数（エンコーダ４１が出力するパルス数）を算出する。そしてメインＣＰＵ３５は、その回転方向およびパルス数に基づき、ＡＦモータドライブ回路３７を介してＡＦモータ３９を駆動する。この駆動に際してメインＣＰＵ３５は、ＡＦモータ３９の回転に連動してエンコーダ４１が出力するパルスを検知してカウントし、カウント値が上記パルス数に達したらＡＦモータ３９を停止させる。
【００１３】
メインＣＰＵ３５はＡＦモータ３９を、ＤＣ駆動および、停止前にはエンコーダ４１の出力パルスの間隔に基づいてＰＷＭ制御による一定速度制御をすることができる。ＡＦモータ３９は、その回転を、カメラボディ１１のマウント部に設けられたジョイント４７と撮影レンズ５１のマウント部に設けられたジョイント５７との接続を介して撮影レンズ５１側に伝達する。そして、レンズ駆動機構５５を介して焦点調節用レンズ５３を進退移動させる。
【００１４】
またメインＣＰＵ３５は、プログラム等をメモリしたＲＯＭ３５ａ、演算用、制御用の所定のデータを一時的にメモリするＲＡＭ３５ｂ、計時用の基準タイマー３５ｃ、ハードカウンタ３５ｄおよびＡ／Ｄ変換器３５ｅを内蔵し、外部メモリ手段としてのEEPROM４３が接続されている。このEEPROM４３には、カメラボディ１１特有の各種定数のほかに、本発明の積分制御に必要な所定値などがメモリされている。
【００１５】
さらにメインＣＰＵ３５には、レリーズボタン（図示せず）の半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲ、自動焦点制御とマニュアル焦点制御とを切換える自動焦点スイッチＳＷＡＦ、メインＣＰＵ３５や周辺機器等への電源をON/OFFするメインスイッチＳＷＭが接続されている。メインＣＰＵ３５は、設定されたＡＦ、露出、撮影などのモード、シャッタ速度、絞り値などを表示器４５に表示する。表示器４５は、通常、カメラボディ１１の外面およびファインダ視野内の２か所に設けられた表示器を含む。
【００１６】
このメインＣＰＵ３５は、カメラボディおよび撮影レンズを総括的に制御する制御手段として機能するほかに、マルチ焦点検出センサユニット２１および周辺部制御用回路２３等とで積分制御手段を構成し、ＡＦモータ３９等とでレンズ駆動手段を構成している。
【００１７】
一方撮影レンズ５１には、焦点調節用レンズ５３を光軸方向に駆動する焦点調節機構５５、撮影レンズ５１のマウント部に設けられていて、カメラボディ１１のジョイント４７と連結してＡＦモータ３９の回転を焦点調節機構５５に伝達するレンズ側ジョイント５７、及びレンズＣＰＵ６１を備えている。
【００１８】
レンズＣＰＵ６１は、電気接点群５９、４９の接続を介してカメラボディ１１の周辺部制御用回路２３と接続されていて、この周辺部制御用回路２３を介してメインＣＰＵ３５との間で所定のデータ通信を実行する。レンズＣＰＵ６１から周辺部制御用回路２３に伝達されるデータとしては、制御可能な開放絞り値Ａv （開放Ｆ値のアペックス換算値）、最大絞り値Ａv （最小絞りＦ値のアペックス換算値）、レンズ位置、Ｋバリューデータなどがある。なお、Ｋバリューデータとは、撮影レンズ５１により結像された像面を、ＡＦモータ３９を駆動して光軸方向に単位距離（例えば１mm）移動させる間にエンコーダ４１が出力するパルス数（ＡＦモータ３９の回転数）データである。
【００１９】
この一眼レフカメラは、測光スイッチＳＷＳがオンされるとＡＦ処理を開始する。ＡＦ処理では、先ずマルチ焦点検出センサユニット２１が積分を始める。積分終了後、メインＣＰＵ３５は、その積分データを入力し、そのデータに基づいてデフォーカス量、駆動パルス数を算出し、この駆動パルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する。
【００２０】
マルチ焦点検出センサユニット２１には、図示しないが周知の通り、撮影レンズ５１から入射し、メインミラー１３の中央部ハーフミラー部１４を透過し、さらにサブミラー１５で反射された被写体光が入射する。マルチ焦点検出センサユニット２１に入射した被写体光は、フィルム面と共役な二次結像面上またはその前後位置に結像し、この二次結像面上に配置されたマスクの複数位置に形成された３個の窓を透過して、それぞれ異なる受光手段（図２参照）上に結像される。なお、各３個の窓は焦点検出ゾーンを規制し、各焦点検出ゾーンに含まれる光束はそれぞれ、図示しない分割光学系によって二分割されて、再結像面上に配置された各受光手段に結像される。
【００２１】
マルチ焦点検出センサユニット２１の構成を、図２を参照してより詳細に説明する。マルチ焦点検出センサユニット２１は、１本のＣＣＤ転送部２１１と、ＣＣＤ転送部２１１に隣接し、かつＣＣＤ転送部２１１の長手方向に互いに離反して設けられた、複数の受光手段としての３個のＡセンサ２１２Ａ、Ｂセンサ２１２Ｂ、およびＣセンサ２１２Ｃを備えている。各Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２を備えている。一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２のそれぞれに、分割光学系によって二分割された被写体像が形成される。各受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２は、公知のように、例えば一列に一定の間隔で設けられたフォトダイオードアレイ（画素アレイ）からなる。
なお、図示実施例では３個の一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、およびＣ１とＣ２をそれぞれ離反して示してあるが、一対の受光部Ａ１とＡ２、Ｂ１とＢ２、Ｃ１とＣ２はそれぞれ連続した構成でもよい。
【００２２】
各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃはそれぞれ、詳細は図示しないが公知のように、各受光部Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２の各フォトダイオードが光電変換した電荷をフォトダイオード毎に独立して積分する（蓄積する）ストレージ部、および積分が終了したらストレージ部が蓄積した電荷を一時的にメモリするメモリー部を備えている。つまり、被写体光を受光してフォトダイオードが光電変換し、各フォトダイオードが光電変換した電荷はストレージ部で積分され、ストレージ部で積分された電荷は積分が終了した時にメモリー部に転送され、保持される。そして、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了したら、各メモリー部に保持された電荷は、一斉にＣＣＤ転送部２１１に転送される。ＣＣＤ転送部２１１には、図示しない多数の電極が一定の間隔で形成されていて、これらの電極に印加される二相の転送クロックφ１、φ２によって電荷が画素単位で段階的に転送され、ＣＣＤ転送部２１１の出力変換部（読み出し部）２１３から画素単位で電圧に変換され、出力される。
【００２３】
出力変換部２１３から出力された電圧信号は、増幅器２２６により増幅され、クランプ回路２２７により、ビデオ基準レベルから降下する電圧信号化したビデオ信号VIDEO として出力される。出力されたビデオ信号VIDEO はＣＰＵ３５に取り込まれ、Ａ／Ｄ 変換器３５ｅでディジタル信号に変換されて画素単位でRAM ５ｂにメモリされ、RAM ３５ｂから読み込まれてデフォーカス演算に利用される。
【００２４】
また、被写体の明るさに応じて各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分時間（積分終了）をコントロールするために、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃに隣接して、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分値（受光光量）をモニタするＡモニタセンサＭＡ、ＢモニタセンサＭＢ、ＣモニタセンサＭＣが設けられている。Ｂセンサ２１２Ｂの第１受光部Ｂ１に隣接して、モニタダークセンサＭＤが設けられている。モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ同様に被写体光を受光し、積分値を出力するセンサであって、それぞれの積分値は積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃで検出される。一方モニタダークセンサＭＤは、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの暗電流成分を除去するための信号を得るセンサであって、遮光されている。
【００２５】
本実施の形態のモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣは、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの一方の受光部Ａ２、Ｂ２、Ｃ２をそれぞれ５分割して受光するモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５を含む。
【００２６】
以上のＡ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分動作（電荷蓄積）、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣからＣＣＤ転送部２１１への電荷（積分値）の転送、ＣＣＤ転送部２１１における電荷の転送、出力変換部２１３での電荷から電圧への変換、クランプ回路２２７によるクランプ処理などは、ＣＣＤ制御回路２２１、タイミング発生回路２２２、ドライバー回路２２３が出力するクロック（パルス信号）によってなされる。
【００２７】
この一眼レフカメラの積分制御処理は、測光スイッチＳＷＳのオンを条件に開始される。測光スイッチＳＷＳがオンすると、ＣＰＵ３５から出力される通信データによりＣＣＤ制御回路２２１が積分開始信号φINT を立ち上げて、各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣおよびモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが積分を開始する。図３および図４に、積分制御に関するタイミングチャートの一例を示した。
【００２８】
モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が、予め設定されている積分終了レベルＶRMを越えたことを積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが検知し、積分終了信号END-A END-C を出力したときに、そのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了する（図３参照）。本実施例では、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのそれぞれの５個のモニタセンサＭ１〜Ｍ５、Ｍ６〜Ｍ１０、Ｍ１１〜Ｍ１５の内、いずれかの積分値が積分終了レベルＶRMに達したときに、積分制御回路２２５Ａ、２２５Ｂ、２２５Ｃが対応するセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分を終了させる。積分終了レベルＶRMは、メインＣＰＵ３５から周辺部制御用回路２３を介して出力される基準信号ＶAGC と、モニタダークセンサＭＤから出力される暗電流ＭＤとによって決まる信号である。
【００２９】
全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分が終了すると、ドライバー回路２２３が転送パルスφTGを出力して各センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃが積分した信号電荷をＣＣＤ転送部２１１に転送する。ＣＣＤ転送部２１１に転送された各信号電荷は、基準クロックφＭに同期して生成される転送／読出しクロックφ1 、φ2 によって画素単位でＣＣＤ転送部２１１を転送される。そして各電荷は、出力変換部２１３で画素単位で逐一電圧に変換されて出力（読出）され、増幅器２２６で増幅され、クランプ回路２２７でクランプされて、画素単位のビデオVIDEO 信号として出力される。クランプ回路２２７は、サンプルホールドパルスφSHに同期して出力をサンプルホールドし、ビデオ信号VIDEO として出力する。
【００３０】
また、予め設定されている最大積分時間内に全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了しなかったとき、つまり、予め設定した最大積分時間内にいずれかのモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値が積分終了レベルに達しなかったときには、そのモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値を、１／２倍した積分終了レベルＶRMと比較し、積分値が１／２倍積分終了レベルＶRMに達していたら積分を終了する。この処理によっても積分値が１／２倍積分終了レベルＶRMに達しないときには、増幅器２２６のゲインを２倍にし、積分終了レベルＶRMをさらに１／２倍（計１／４倍）して積分値とを比較し、１／４倍積分終了レベルＶRMに達していたら積分を終了する。積分値が１／４倍積分終了レベルＶRMに達しない場合は、増幅器２２６のゲインをさらに２倍（計４倍）にし、積分終了レベルＶRMをさらに１／２倍（計１／８倍）して積分値とを比較し、１／８倍積分終了レベルに達していたら積分を終了する。積分値が１／８倍積分終了レベルＶRMに達しないときは、増幅器２２６のゲインをさらに２倍（計８倍）にし、そのセンサの積分を強制終了させる。
【００３１】
積分の強制終了は、ＣＣＤ制御回路２２１が各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂに強制積分終了信号FENDint を出力し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｂが積分終了信号を出力することで実行される。なお、ＣＰＵ３５は、積分開始時から積分時間の計測を開始し、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃが出力する積分終了信号を入力して各積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃの積分時間を計測する。
【００３２】
以上は、ＣＣＤラインセンサを利用したマルチ焦点検出センサユニット２１の基本的な積分動作である。ここで、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣ間の積分特性、あるいはセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分特性と対応するモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性が設計値からずれてしまうことがある。
【００３３】
図３には、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが全く同一の輝度の被写体像を受光した場合の積分制御に関するタイミングチャートを示してある。この実施例では、リセット状態におけるモニタオフセットoffset（積分初期値）が、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣ毎に相違している。したがって、被写体像の輝度が等しいにもかかわらず、ＡモニタセンサＭＡ、ＢモニタセンサＭＢ、ＣモニタセンサＭＣの順番で異なる時間に積分値が積分終了レベルＶRMに達して、積分を終了する。かかる場合に、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値は、最も積分時間が長かったＣセンサ２１２Ｃの積分値が最大値になり、Ａセンサ２１２Ａの積分値が最小値になり、Ｂセンサ２１２Ｂの積分値が中間値になる。このような場合には、Ｃセンサ２１２Ｃの積分値が、メインＣＰＵ３５で処理可能な最大レンジを越えてしまうことがあり、Ａセンサ２１２Ａの積分値は有効レンジの低い部分しか使用しないので精度が落ちることがある。
【００３４】
そこで本実施の形態では、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性のばらつきによる各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃ単位での積分値の誤差の補正値として出力比を、または処理可能な最大積分レンジを使用できるようにする積分値誤差補正値として、モニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetをEEPROM４３にメモリしてある。そして、積分処理に際して、出力比またはモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetをEEPROM４３から読み出して、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値の補正、あるいは各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分終了レベルの補正に使用する。本実施例のモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetは、モニタダークセンサＭＤのレベルと、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣが積分開始前の初期状態にあるときのレベルとの差である。
【００３５】
本発明の一実施例では、撮影画面の中央部を焦点検出ゾーンとするＢセンサ２１２Ｂの出力を基準にして、Ａセンサ２１２ＡおよびＣセンサ２１２Ｃの出力比を設定する。そして、各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃ積分値をビデオ信号としてＣＰＵ３５に取り込み、Ａセンサ２１２ＡおよびＣセンサ２１２Ｃのビデオ信号をＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタル信号に変換する際に、Ｂセンサ２１２Ｂを基準にした補正を実行する。補正値は、Ｂ出力／Ａ出力、Ｂ出力／Ｂ出力、Ｂ出力／Ｃ出力である。ただし、Ａ出力はＡセンサ２１２Ａの出力、Ｂ出力はＢセンサ２１２Ｂの出力、Ｃ出力はＣセンサ２１２Ｃセンサの出力とする。
この実施例では、ＣＰＵ３５が各センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値を補正する補正手段として機能している。
【００３６】
別の実施例では、最大積分時間内に積分を終了しなかった積分値のゲイン設定（増幅器２２６の増幅率設定）時に、対応するモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetによって積分終了レベルＶRMを補正して、補正後の積分終了レベルＶRMによって増幅器２２６のゲインを設定している。
【００３７】
従来、最大積分時間内に積分を終了しなかったときは、積分終了レベルを１／２倍単位で下げて積分値と比較し、積分を終了しなかったセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値のゲイン（増幅率）を２倍単位で引き上げる。そのため、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣでモニタした積分値と対応するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値との間に誤差を生じていると、特に、基準のＢモニタセンサＭＢのモニタオフセットＭＢoffsetより他のモニタセンサＭＡ、ＭＣのモニタオフセットＭＡoffset、ＭＣoffsetの方が小さい場合には、基準のＢモニタセンサＭＢの積分値（絶対値）は積分終了レベルＶRM達しているのに、他のモニタセンサＭＡ、ＭＣは積分終了レベルＶRMに達していないと判断されて、２のｎ乗倍のゲインがかけられてしまう。かかる場合には、ゲインをかけた積分値が最大積分値レンジを越えてしまい、最大積分値を越えた積分値はサチられてしまう。つまり、センサ２１２Ａ〜２１２Ｃ上に形成された被写体像の内、明るい部分は積分値が均等化されてしまい、コントラストが無くなってしまう。
【００３８】
そこで本実施例では、Ａ、Ｂ、Ｃセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２ＣとモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分誤差を予め測定し、EEPROM４３にメモリしたモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetによって、積分終了レベルＶRMを補正する。より具体的には、最大積分時間内に積分を終了しないセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃがあったときには、積分終了レベルＶRMを、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetで補正し、補正後の積分終了レベルＶRMと対応するモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分値とを比較して、ゲインコントロールを行うこととした。
【００３９】
図４には、最大積分時間内に積分を終了しなかった場合の積分処理に関するタイミングチャートを示してある。本実施例の積分終了レベルＶRMは、下記のように設定される。
初期の積分終了レベル（Ｂセンサ２１２Ｂ基準）
ＶRM＝MD−（AGC レベル）
（但し、AGC レベルは、基準電圧ＶS とＶAGC の差であり、
通常はＢセンサ２１２Ｂにおいて設定されている。）
１／２n 倍積分終了レベル
ＡモニタセンサＭＡ：
ＶRM＝MD−[{(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２ n ＋ (モニタオフセットＭＡoffset)]
１／２n 倍積分終了レベル
ＢモニタセンサＭＢ：
ＶRM＝MD−[{(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２ n ＋ (モニタオフセットＭＢoffset)]
１／２n 倍積分終了レベル
ＣモニタセンサＭＣ：
ＶRM＝MD−[{(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２ n ＋ (モニタオフセットＭＣoffset)]
ただし、ｎは１、２、３である。
この実施例では、メインＣＰＵ３５がAGC レベル、および {(AGCレベル) − (モニタオフセットＭＢoffset)}／２n ＋( 各モニタオフセット) を演算および設定し、積分値のゲインを設定するゲイン設定手段として機能している。
【００４０】
この多点オートフォーカス装置を備えたＡＦ一眼レフカメラの焦点調整動作の際の積分処理を、さらに図５〜図９を参照して説明する。
【００４１】
「メイン処理」
図５は、この一眼レフカメラのメイン処理に関するフローチャートである。このメイン処理では、測光スイッチＳＷＳがオンされるのを待ち、測光スイッチＳＷＳがオンされたら測光および露出演算処理（ＡＥ処理）を実行して最適絞り値およびシャッタ速度を求め、焦点検出処理およびレンズ駆動処理（ＡＦ処理）を実行して合焦し、レリーズスイッチＳＷＲがオンされたらＡＥ処理で求めた絞り値およびシャッタ速度で露光処理を実行する。
【００４２】
このメイン処理には、バッテリが装填されたときに入る。この処理に入ると先ず、ＲＡＭ３５ｂをイニシャライズする（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵ３５以外の回路、部品への電源供給を遮断し、測光スイッチＳＷＳがオンするのを待つ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）。測光スイッチＳＷＳがオンされると、周辺機器への電力供給を開始してＶＤＤループ処理を実行する。
【００４３】
ＶＤＤループ処理に入ると、ＶＤＤループ時間タイマをスタートさせて（Ｓ１１１）、各スイッチの状態をチェックし（Ｓ１１３）、レンズＣＰＵ６１との間で所定のレンズ通信を実行して、開放絞り値、最小絞り値、焦点距離データなどのレンズデータを入力する（Ｓ１１５）。
【００４４】
そして、ＡＥ演算処理を実行し（Ｓ１１７）、演算によって求めたシャッタ速度など、撮影に関する表示を行う（Ｓ１１９）。ＡＥ演算処理とは、測光ＩＣ１８によって被写体輝度を測定し、被写体輝度データおよびフィルム感度データなどに基づき、所定の露出モード、例えばプログラム露出モードによって適正シャッタ速度および絞り値を演算により求める処理である。
【００４５】
シャッタ速度および絞り値が求まると、焦点調節レンズ５３を移動し、焦点検出した被写体に合焦させるＡＦ処理を実行する（Ｓ１２１）。このＡＦ処理を、ループ時間が経過するまで繰り返し実行する（Ｓ１２３）。
【００４６】
ループ時間が経過したら、測光スイッチＳＷＳの状態をチェックし、オンしていたらＶＤＤループ処理に戻る（Ｓ１２５、Ｓ１１１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていたら、パワーホールド中フラグがセットされているかどうかをチェックし、セットされていなければパワーホールド中タイマをスタートさせ、パワーホールド中フラグをセットしてからパワーホールドタイマがタイムアップするまで、ＶＤＤループ処理を繰り返す（Ｓ１２５、Ｓ１２７、Ｓ１２９、Ｓ１３１、Ｓ１３３、Ｓ１１１）。そして、パワーホールド時間が経過したら、パワーホールド中フラグをクリアしてパワーダウン処理に戻る（Ｓ１３３、Ｓ１３５、Ｓ１０３）。
【００４７】
「ＡＦ処理」
Ｓ１２１のＡＦ処理について、図６を参照してより詳細に説明する。ＡＦ処理に入ると、先ず、測光スイッチＳＷＳがオン状態にあるかどうかをチェックする（Ｓ２０１）。測光スイッチＳＷＳがオフしていれば、ＡＦロックフラグをクリアしてリターンする（Ｓ２０１、Ｓ２０３）。ＡＦロックフラグは、一度合焦したときにセットされるフラグで、一旦ある被写体に合焦したときには、その被写体に対する合焦状態を維持する、いわゆるフォーカスロックを可能にするフラグである。
【００４８】
測光スイッチＳＷＳがオン状態にあれば、ＡＦロックフラグがセットされているかどうかをチェックする。ＡＦロックフラグがセットされていればリターンするが、合焦していないときにはセットされていないので、全センサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃの積分をスタートさせる（Ｓ２０５、Ｓ２０７）。積分が終了したらＣＣＤビデオデータを入力し、選択された焦点検出ゾーンについてデフォーカス計算を実行してデフォーカス量を求める（Ｓ２０９、Ｓ２１１）。そして、計算したデフォーカス量から合焦しているかどうかをチェックし、合焦していなければデフォーカス量およびＫバリューデータからＡＦパルス数を演算し、演算したＡＦパルス数に基づいてＡＦモータ３９を駆動する（Ｓ２１３、Ｓ２１５、Ｓ２１７、Ｓ２１９）。合焦していたら、ＡＦロックフラグをセットしてリターンする（Ｓ２１５、Ｓ２２１）。
【００４９】
「積分スタート処理」
Ｓ２０７の積分スタート処理について、図７を参照してより詳細に説明する。この積分スタート処理は、マルチ焦点検出センサユニット２１に積分を開始させ、適正積分値で積分を終了させる処理である。
【００５０】
積分スタート処理に入ると、先ず、最大積分時間経過フラグおよび強制終了フラグをクリアする（Ｓ３０１）。最大積分時間経過フラグは、使用するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ（に対応するモニタセンサＭＡ〜ＭＣ）が、予め定めてある最大積分時間を経過しても積分値が積分終了レベルＶRMに達しなかったこと（積分が終了しなかったこと）を識別するフラグ、強制終了フラグは、モニタセンサＭＡ〜ＭＣの積分値が積分終了レベルＶRMに達しないにもかかわらず、強制的に積分を終了させたことを識別するフラグである。なお、本実施の形態では、全てのセンサ２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃを使用するものとする。
【００５１】
次に、ＲＡＭに、最大積分時間をセットし、積分許可センサ２１２Ａ〜２１２Ｃをセットし、ＡＧＣレベル（ＶAGC ）をセットする（Ｓ３０３、Ｓ３０５、Ｓ３０７）。そして、積分をスタートさせ、積分時間カウントをスタートする（Ｓ３０９、Ｓ３１１）。
【００５２】
そして、許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃ全ての積分が終了するか、最大積分時間が経過するのを待つ（Ｓ３１３〜Ｓ３２３）。つまり、積分を許可したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分終了および積分時間をチェックする積分時間チェック処理を実行し（Ｓ３１３）、強制積分終了フラグがセットされているかどうかをチェックし（Ｓ３１５）、セットされていなければ最大積分時間が経過しているかどうかをチェックし（Ｓ３１７）、経過していなければ積分を許可した全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分終了したかどうかをチェックし（Ｓ３１９）、いずれかのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了していなければＳ３１３に戻る。
【００５３】
積分を許可した全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃが積分を終了したら、そのままリターンする（Ｓ３１９）。また、強制終了フラグがセットされたとき、または強制終了フラグはセットされていないが最大積分時間が経過したときは、最大積分終了処理を実行し（Ｓ３１５、Ｓ３２１またはＳ３１５、Ｓ３１７、Ｓ３２１）、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制的に終了させてリターンする（Ｓ３２３）。
【００５４】
「最大積分時間終了処理」
Ｓ３２１の最大積分終了処理の詳細について、図８に示したフローチャートを参照してより詳細に説明する。この最大積分終了処理は、最大積分時間内に積分が終了しなかったときに、モニタセンサの積分値に応じて積分値のゲイン（増幅率）を２のｎ乗倍する処理である。このゲインは、増幅器２２６によってかけられる。ここで、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣでモニタした積分値と対応するセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分値との間に誤差を生じていると、特に、基準のモニタセンサＭＢのモニタオフセットより他のモニタオフセットの方が小さい場合には、基準のモニタセンサの積分値は積分終了レベルＶRMに達しているのに、他のモニタセンサは積分終了レベルＶRMに達していないと判断されて、２のｎ乗倍のゲインがかけられてしまう。かかる場合には、ゲインをかけられた積分値が最大積分値レンジを越えてしまい、最大積分値レンジを越えた積分値はサチられてしまう。
【００５５】
そこで、最大積分時間内に積分が終了しなかったときには、各モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣのモニタオフセットＭＡoffset、ＭＢoffset、ＭＣoffsetを大きい方から順番に補正して増幅器２２６のゲインをコントロールすることとした。図４に示した実施例では、ＭＡoffset＞ＭＢoffset＞ＭＣoffsetである。
なお、本実施例では、ゲインの初期値が４なので、２倍のゲインは８倍に、４倍のゲインは１６倍に、８倍のゲインは３２倍に相当する。
【００５６】
最大積分時間終了処理に入ると、先ず、最大積分時間が経過したことを識別する最大積分時間経過フラグをセット（“１”をセット）し、使用しているセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの数（本実施例では３）をＲＡＭ３５ｂにセットする（Ｓ５１１、Ｓ５１３）。
【００５７】
ＡＧＣレベルを最も大きいモニタオフセット値で補正して１／２倍し、オフセット値に対応するモニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃを作動させる（Ｓ５１５）。つまり、積分制御回路２２５Ａ〜２２５Ｃは、補正後の１／２倍積分終了レベルＶRMと対応する積分値とを比較する。
全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了したとき、あるいはいずれかのセンサ２１２Ａ〜１２Ｃ２の積分が終了していなくても、ゲイン（Gain）に最大値（８倍）がセットされていたときにはリターンする（Ｓ５１７、Ｓ５１９）。
【００５８】
選択したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了しておらず、かつゲインを最大（８倍）にセットしていないときには、選択したセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃのゲインをセットし、センサ部数から１を減算し、減算値が０になるまで、Ｓ５１５に戻って上記Ｓ５１５〜Ｓ５２５の処理を実行する（Ｓ５２１、Ｓ５２３、Ｓ５２５）。
【００５９】
Ｓ５１５からＳ５２５の処理を、全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃについて実行したら、ゲインを２倍にしてＳ５１５に戻ってＳ５１５〜Ｓ５２５の処理を再実行する（Ｓ５２７）。そして、全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分が終了するか、積分を終了しなくてもゲインに最大値をセットしたらリターンする。そしてリターンしたら、積分を終了していない全てのセンサ２１２Ａ〜２１２Ｃの積分を強制終了させる。
【００６０】
以上の最大積分時間終了処理によって、最大積分時間内にモニタセンサの積分値が積分終了レベルＶRMに達しなかったときでも、各モニタセンサの誤差補正後の積分終了レベルＶRMに基づいてゲインコントロールするので、適正なゲインで積分値を増幅することができる。
【００６１】
図４に示した実施例では、１回目の処理でＣモニタセンサＭＣがモニタオフセットＭＣoffsetによる補正後の１／２倍積分終了レベルに達してＣセンサ２１２Ｃの積分を終了し、積分終了していないＡセンサ２１２ＡおよびＢセンサ２１２Ｂのゲインが２倍にセットされ、２回目の処理でＢモニタセンサＭＢがモニタオフセットＭＢoffsetによる補正後では終了せず、モニタオフセットＭＣ offsetによる補正後の１／４倍積分終了レベルに達して積分を終了しているため、終了していないＡセンサ２１２Ａとともにゲインが４倍にセットされている。ＡモニタセンサＭＡは、３回目の処理でも補正後の１／８倍積分終了レベルに達しなかったので、強制終了され、ゲインが８倍にセットされている。
【００６２】
本実施例において、最大積分時間経過後、積分終了レベルＶRMを、モニタオフセット値の大きい方から補正するのは、ゲインが高くなり過ぎるのを防止するためである。
【００６３】
「ＣＣＤデータ入力処理」
次に、Ｓ２０９のＣＣＤデータ入力処理について、図９に示したフローチャートを参照して詳細に説明する。
【００６４】
本実施例では、クランプ回路２７から逐次出力され、ＣＰＵ３５に入力された、画素単位のアナログのビデオ信号を、ＣＰＵ３５内蔵のＡ／Ｄ変換器３５ｅでディジタルのビデオデータに変換する。ビデオデータに変換したら、そのビデオデータ分が強制積分終了がされておらず、かつ最大積分時間経過前に積分終了したデータであれば、基準出力との比とビデオデータを乗算し、乗算値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。強制積分終了されたか最大積分時間が経過しているビデオデータは、すでに増幅器２２６においてゲインコントロールがされているので、その値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする。
以上の処理を、全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全画素についてのビデオ信号について実行する。なお、本実施例では、ビデオ信号を、先ずＡ／Ｄ変換器３５ｅで１０bit のディジタルデータに変換する。さらに、焦点検出演算に使用する精度に応じて、９bit または８bit のディジタルデータに変換している。
【００６５】
ＣＣＤデータ入力処理に入ると、まず、Ａ／Ｄ変換器３５ｅを１０bit モードに設定し、Ａ／Ｄ変換するビット数（画素数）を内蔵カウンタにセットする（Ｓ６０１、Ｓ６０３）。Ａ／Ｄ変換同期信号φＡＤがローレベルに落ちるのを待って、ローレベルに落ちたらＡ／Ｄ変換器３５ｅにＡ／Ｄ変換をスタートさせる（Ｓ６０５、Ｓ６０７、Ｓ６０９）。Ａ／Ｄ変換を終了したら、変換したディジタルデータを入力し、反転する（Ｓ６０９、Ｓ６１１）。この反転処理は、ビデオ信号がビデオ基準値から明るくなるに従って降下する信号、つまり明るいほど小さい値になるので、明るいほど大きくなるように変換する処理である。
【００６６】
次に、強制終了フラグに“１”がセットされているか、最大積分時間経過フラグに“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ６１３、Ｓ６１５）。いずれのフラグも“０”であれば、反転データを、基準出力との比で乗算する。つまり、Ａセンサ２１２ＡのデータのときはＢ／Ａ、Ｂセンサ２１２ＢのデータのときはＢ／Ｂ＝１、Ｃセンサ２１２ＣのデータのときはＢ／Ｃを乗算する。この乗算処理によって、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性のばらつきが補正され、同一の被写体輝度のときには同一レベルのビデオデータを得ることができる。
【００６７】
強制終了フラグまたは最大積分時間経過フラグに“１”がセットされているときは、乗算処理をスキップしてＳ６１９に進む（Ｓ６１３、Ｓ６１９またはＳ６１３、Ｓ６１５、Ｓ６１９）。強制積分終了された場合のビデオデータや、最大積分時間が経過しているビデオデータは、すでに増幅器２２６において、モニタセンサＭＡ、ＭＢ、ＭＣの積分特性のばらつきに応じたゲインコントロールによって補正がされている。
【００６８】
Ｓ６１９では９bit 精度かどうかをチェックする。９bit 精度か８bit 精度かは、マルチ焦点検出センサユニット２１の最大出力電圧、カメラの性能などに応じて設定され、製造時にEEPROM４３にメモリされている。
【００６９】
９bit 精度の場合は、データを２で割って９bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２１）、９bit データがＦＦｈ（１６進数、１０進数では２５５）を越えているかどうかをチェックする。ＦＦｈを越えていたらＦＦｈとするリミット処理を実行してそのデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２３、Ｓ６２５、Ｓ６３３）。このリミット処理は、例えば、Ａ／Ｄ変換器３５ｅが４ボルトで動作する場合は、最大ビデオデータ（入力電圧）を２Ｖに相当する値でカットする処理である。９bit データがＦＦｈ以下の場合は、そのデータをＲＡＭ３５ｂにメモリする。
【００７０】
一方、８bit 精度の場合は１０bit データを４で割って８bit データに変換し（Ｓ６１９、Ｓ６２７）、変換後のデータが飽和出力レベルを越えているかどうかをチェックし、越えている場合は飽和出力レベルでリミットをかけて、リミットをかけた値をビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３１、Ｓ６３３）。本実施例での飽和出力レベルは、例えば２. ７Ｖ（ＡＣｈ）に相当する。８bit データに変換後のデータが飽和出力レベルに達していないときは、その変換後のデータをビデオデータとしてＲＡＭ３５ｂにメモリする（Ｓ６２７、Ｓ６２９、Ｓ６３３）。
【００７１】
ビデオデータメモリが終了したら、カウンタのビット数を１減算し、減算後のビット数が０でなければＳ６０５に戻ってＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を繰り返す。つまり、以上のＳ６０５〜Ｓ６３５の処理を、使用する全センサ２１２Ａ〜２１２Ｃの全ビデオ信号について実行してからリターンする。
【００７２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り本発明は、前記複数の焦点検出ゾーン中、中央の焦点検出ゾーンをモニタするモニタ手段および対応する受光手段に基づいて設定し、さらにこの中央のモニタ手段を基準として、他のモニタ手段に対応する受光手段の積分値を補正するので、モニタ手段の特性が設計値と相違していても、各受光手段の積分値を適正に補正して、最も有効なレンジに収まる積分値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の多点オートフォーカス装置を一眼レフカメラに適用した一実施の形態の主要構成をブロックで示す図である。
【図２】同一眼レフカメラのマルチ焦点検出センサの一実施例を示す図である。
【図３】同マルチ焦点検出センサの積分に関するタイミングチャートを示す図である。
【図４】同マルチ焦点検出センサの積分に関する他のタイミングチャートを示す図である。
【図５】同一眼レフカメラの主要動作に関するフローチャートを示す図である。
【図６】同一眼レフカメラのＡＦ処理に関するフローチャートを示す図である。
【図７】同一眼レフカメラの積分スタート処理に関するフローチャートを示す図である。
【図８】同一眼レフカメラの最大積分時間終了処理に関するフローチャートを示す図である。
【図９】同一眼レフカメラのＣＣＤデータ入力処理に関するフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１１ カメラボディ
１３ メインミラー
１４ ハーフミラー部
１５ サブミラー
２１ マルチ焦点検出センサユニット
２１１ ＣＣＤ転送部
２１２Ａ Ａセンサ
２１２Ｂ Ｂセンサ
２１２Ｃ Ｃセンサ
２２１ ＣＣＤ制御回路
２２２ タイミング発生回路
２２３ ドライバー回路
２２４ ＡＧＣ制御回路
２２５Ａ Ａ積分制御回路
２２５Ｂ Ｂ積分制御回路
２２５Ｃ Ｃ積分制御回路
２２６ 増幅器
３５ メインＣＰＵ
ＭＡ Ａモニタセンサ（モニタ手段）
ＭＢ Ｂモニタセンサ（モニタ手段）
ＭＣ Ｃモニタセンサ（モニタ手段）
Claims (3)
- 複数の焦点検出ゾーン内の被写体像を受光し、光電変換した電荷を積分する各焦点検出ゾーンに対応した受光手段と、
各受光手段に近接して配置され、焦点検出ゾーン内の被写体像を受光し、積分して対応する受光手段の積分値をモニタするモニタ手段と、
モニタ手段による積分値が所定値に達したときに対応する受光手段の積分を終了させる積分制御手段とを備えたオートフォーカス装置であって、
前記モニタ手段と対応する受光手段の積分値との誤差を補正する補正値によって、前記積分制御手段が積分を終了させた受光手段の積分値を補正する補正手段を備え、
この補正手段は、前記複数の焦点検出ゾーン中、中央の焦点検出ゾーンをモニタするモニタ手段および対応する受光手段の積分値を補正する補正値を設定し、さらにこの中央のモニタ手段および対応する受光手段の補正値を基準として、他のモニタ手段に対応する受光手段の積分値を補正する補正値を設定すること、を特徴とする多点オートフォーカス装置。 - 請求項１記載の多点オートフォーカス装置において、前記他の受光手段の積分値を補正する前記補正値は、前記中央の焦点検出ゾーンに対応する受光手段の積分値と各受光手段の積分値の比によって設定されている多点オートフォーカス装置。
- 請求項１または２に記載の多点オートフォーカス装置は、前記複数の受光手段のうち、積分許可した受光手段の積分が全て終了した時点で積分終了とし、前記補正手段によって補正された各受光手段の積分値に基づいて各焦点検出ゾーンについて焦点状態を検出する焦点検出手段を備えていることを特徴とする多点オートフォーカス装置。
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