JP5226573B2 - Photoelectric conversion element - Google Patents
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Description
本発明は、例えばカメラの焦点検出用の光電変換素子に関する。 The present invention relates to a photoelectric conversion element for detecting a focus of a camera, for example.
カメラの焦点検出方式に関して、撮影レンズを通過した光束を一対の光電変換素子上に導き、その出力に対して焦点検出演算を行うことで撮影レンズのデフォーカス量を検出するTTL位相差自動焦点検出(AF)方式は、一般に、一眼レフレックスカメラにおいて多く採用されている。また、最近の一眼レフフレックスカメラは、撮影領域内の複数の焦点検出領域で焦点検出或いは測距を行うことも一般的となっている。 TTL phase-difference automatic focus detection that detects the defocus amount of a photographic lens by guiding the light beam that has passed through the photographic lens onto a pair of photoelectric conversion elements and performing a focus detection calculation on the output of the light beam that has passed through the photographic lens. In general, the (AF) method is widely used in single-lens reflex cameras. In addition, recent single-lens reflex cameras generally perform focus detection or distance measurement in a plurality of focus detection areas in the imaging area.
このような複数の測距点を実現するために、複数の画素からなる光電変換素子列を密に配置する。そして、これらの複数の光電変換素子列をそれぞれ測距に最適な蓄積時間で制御するために、蓄積制御は、ライン毎(光電変換素子列毎)に行う必要がある。しかしながら、蓄積制御回路をライン数分用意してしまうと、回路規模が大きくなってしまうため、蓄積制御回路は最小限の数に抑える必要がある。そこで、従来にあっては、蓄積制御回路は全ラインで共通な1つとし、時分割で蓄積制御を行うようにしている。 In order to realize such a plurality of distance measuring points, photoelectric conversion element arrays composed of a plurality of pixels are densely arranged. Then, in order to control each of the plurality of photoelectric conversion element arrays with an optimum accumulation time for distance measurement, it is necessary to perform accumulation control for each line (for each photoelectric conversion element array). However, if the number of storage control circuits is prepared for the number of lines, the circuit scale becomes large, so the number of storage control circuits needs to be kept to a minimum. Therefore, in the prior art, one accumulation control circuit is common to all lines, and accumulation control is performed in a time division manner.
しかしながら、この方式は、時分割で各ラインを蓄積制御するので、1ライン毎に蓄積制御回路を占有する時間が発生してしまう。例えば、蓄積制御回路の処理に1ライン当り10μsec必要とすると、例えば14ラインに対して時分割で蓄積制御を行うとすると、全ライン分の蓄積制御を行う周期が140μsecなってしまう。これでは、高輝度被写体に対して蓄積制御が間に合わないものとなってしまう。 However, since this system performs accumulation control of each line in a time division manner, it takes time to occupy the accumulation control circuit for each line. For example, if 10 μsec per line is required for processing of the accumulation control circuit, for example, if accumulation control is performed on 14 lines in a time-sharing manner, the period for performing accumulation control for all lines will be 140 μsec. In this case, accumulation control is not in time for a high-luminance subject.
また、特許文献1に示されるように、基準部、参照部の両方のモニタ出力を用いて蓄積制御する画素列と、基準部のみのモニタ出力を用いて蓄積制御する画素列とを備えるものもある。
In addition, as disclosed in
しかしながら、特許文献1に記載のものは、配線の制約により片側の画素列のモニタ出力を用いているだけである。基準部または参照部の片側のみのモニタ出力を使用する蓄積制御は、蓄積量が飽和する、または不足するといった蓄積制御の精度を欠く点が問題となる。また、現在は、3層配線層で構成されるセンサが主流であり、配線の交差は可能であるため、特許文献1のような構成とする必要はない。
However, the device described in
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の測距点を有するエリアセンサの蓄積制御を必要最小限の回路で精度よく実現できる光電変換素子を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion element capable of accurately realizing accumulation control of an area sensor having a plurality of distance measuring points with a minimum necessary circuit.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光電変換素子は、基準部と参照部とに分割された焦点検出光束を受光する2次元的な広がりを有するエリアセンサ部を有し、該エリアセンサ部を複数の領域に分割し、該分割領域内の複数画素の蓄積制御を分割領域毎に独立して行う光電変換素子において、前記基準部と前記参照部とに分割された焦点検出光束のそれぞれに対応する前記エリアセンサ部の画素の蓄積量をモニタするための複数のモニタ部と、前記複数の分割領域をそれぞれ個別に蓄積動作を制御する蓄積制御部と、を有し、前記蓄積制御部は、前記エリアセンサ部の一部の前記分割領域の前記基準部に対応する前記モニタ部の出力を用いて、該エリアセンサ部の該一部の分割領域の蓄積動作を制御するとともに、前記エリアセンサ部の他の一部の前記分割領域の前記参照部に対応する前記モニタ部の出力を用いて、該エリアセンサ部の該他の一部の分割領域の蓄積動作を制御することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a photoelectric conversion element according to the present invention includes an area sensor unit having a two-dimensional extension for receiving a focus detection light beam divided into a reference unit and a reference unit. A photoelectric conversion element that divides the area sensor unit into a plurality of regions and independently controls accumulation of a plurality of pixels in the divided regions, and is divided into the reference unit and the reference unit. A plurality of monitor units for monitoring the accumulated amount of pixels of the area sensor unit corresponding to each of the focus detection light beams, and an accumulation control unit for individually controlling the accumulation operation of the plurality of divided regions. The accumulation control unit performs an accumulation operation of the partial area of the area sensor unit using an output of the monitor unit corresponding to the reference part of the partial area of the area sensor unit. With control Controlling the accumulation operation of the other partial area of the area sensor unit using the output of the monitor unit corresponding to the reference part of the other partial area of the area sensor unit. Features.
また、本発明にかかる光電変換素子は、上記発明において、前記蓄積制御部は、前記焦点検出光束の分割方向に垂直な方向に前記エリアセンサ部を2分割し、一方の分割領域の前記基準部の前記モニタ部の出力を用いて該一方の分割領域の蓄積動作を制御し、他方の分割領域の前記参照部のモニタ部の出力を用いて該他方の分割領域の蓄積動作を制御することを特徴とする。 In the photoelectric conversion element according to the present invention as set forth in the invention described above, the accumulation control unit divides the area sensor unit into two in a direction perpendicular to a dividing direction of the focus detection light beam, and the reference unit of one divided region Controlling the accumulation operation of the one divided region using the output of the monitor unit, and controlling the accumulation operation of the other divided region using the output of the monitor unit of the reference unit of the other divided region. Features.
また、本発明にかかる光電変換素子は、上記発明において、前記エリアセンサ部は、複数の画素列を配列して構成され、前記蓄積制御部は、前記複数の画素列のうちの配列順が奇数番目または偶数番目の一方に配列される画素列の前記基準部の前記モニタ部の出力を使用して該奇数番目または偶数番目の一方に配列される画素列の蓄積動作を制御するとともに、奇数番目または偶数番目の他方に配列される画素列の前記参照部の前記モニタ部の出力を使用して該奇数番目または偶数番目の他方に配列される画素列の蓄積動作を制御することを特徴とする。 In the photoelectric conversion element according to the present invention as set forth in the invention described above, the area sensor unit is configured by arranging a plurality of pixel columns, and the accumulation control unit has an odd arrangement order among the plurality of pixel columns. The accumulation operation of the pixel array arranged in the odd-numbered or even-numbered one is controlled using the output of the monitor unit of the reference section of the pixel array arranged in the th-numbered or even-numbered one, and the odd numbered Alternatively, the accumulation operation of the pixel column arranged in the odd-numbered or even-numbered other is controlled using the output of the monitor unit of the reference unit of the pixel column arranged in the even-numbered other. .
また、本発明にかかる光電変換素子は、上記発明において、前記モニタ部は、画素列を構成する複数の画素の出力のうちの最大蓄積量を示す出力を該モニタ部の出力とすることを特徴とする。 In the photoelectric conversion element according to the present invention as set forth in the invention described above, the monitor unit uses an output indicating a maximum accumulation amount among outputs of a plurality of pixels constituting the pixel column as an output of the monitor unit. And
また、本発明にかかる光電変換素子は、上記発明において、前記蓄積制御部は、前記複数のモニタ部にそれぞれ対応する複数の蓄積制御部を有することを特徴とする。 In the photoelectric conversion element according to the present invention as set forth in the invention described above, the accumulation control unit includes a plurality of accumulation control units respectively corresponding to the plurality of monitor units.
また、本発明にかかる光電変換素子は、上記発明において、前記エリアセンサ部は、一方向に分割した前記焦点検出光束に対応する複数の垂直画素列と、前記一方向と垂直な方向に分割した前記焦点検出光束に対応する複数の水平画素列とから構成され、前記複数のモニタ部のそれぞれは、前記垂直画素列と前記水平画素列との両方に隣接する四隅領域に配置されることを特徴とする。 In the photoelectric conversion element according to the present invention, in the above invention, the area sensor unit is divided into a plurality of vertical pixel columns corresponding to the focus detection light beam divided in one direction and a direction perpendicular to the one direction. A plurality of horizontal pixel rows corresponding to the focus detection light beam, and each of the plurality of monitor units is disposed in a four-corner region adjacent to both the vertical pixel row and the horizontal pixel row. And
本発明によれば、複数の測距点を有するエリアセンサの蓄積制御を必要最小限の回路で精度よく実現できる光電変換素子を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photoelectric conversion element which can implement | achieve accumulating control of the area sensor which has several ranging points with a minimum required circuit accurately can be provided.
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる光電変換素子を備える焦点検出装置の好適な実施の形態について説明する。本発明は、本実施の形態に限らず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変形が可能である。 Exemplary embodiments of a focus detection apparatus including a photoelectric conversion element according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to this embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
図1は、本実施の形態のマルチAF方式の焦点検出装置が適用されるカメラシステムのAF周りの構成例を示す概略機構を含むブロック図である。ここでは、TTL位相差AF方式を一眼レフフレックスカメラに適用した場合の例を示している。 FIG. 1 is a block diagram including a schematic mechanism showing an example of a configuration around an AF of a camera system to which the multi-AF type focus detection apparatus of the present embodiment is applied. Here, an example in which the TTL phase difference AF method is applied to a single-lens reflex camera is shown.
まず、カメラ本体(図示せず)に着脱交換自在にマウントされる交換レンズ10は、撮影レンズ11を内蔵している。この撮影レンズ11をモータドライバ12により光軸方向に駆動することにより合焦状態が得られる。また、交換レンズ10は、レンズCPU13を備える。このレンズCPU13は、カメラ本体側からデフォーカス量を受信して撮影レンズ11の駆動量を演算し、その駆動量だけモータドライバ12を介して撮影レンズ11を駆動制御する。
First, an
一方、カメラ本体内においては、撮影レンズ11の光軸上に位置させてメインミラー14が設けられている。このメインミラー14は、可動ミラー構成とされており、AF時は図示のようにダウンした位置に位置しており、撮影レンズ11を透過した光束をファインダ光学系16とAF光学系19とに分割し、被写体の撮影時には上方へアップ退避して、撮影レンズ11を透過した全光束を撮像素子24へ導く。
On the other hand, in the camera body, a
ここで、ファインダ光学系16は、周知のように、ペンタプリズム等の光学素子からなり、その前段には、ファインダ用スクリーン15が配置され、後段には撮影者が覗くファインダ接眼レンズ17が配置されている。また、メインミラー14の光軸方向背後にはこのメインミラー14がダウン位置に位置しているときにメインミラー14を透過した光束をAF光学系19側に全反射するサブミラー18が設けられている。このサブミラー18は、メインミラー14がアップ退避しているときには、撮像素子24への光束を遮らない位置に一緒にアップ退避する。
Here, as is well known, the finder
また、メインミラー14により分割され、AF光学系19を経た光束を、内部の一対の光電変換素子列に入射して焦点検出のための信号を発生する光電変換素子であるAFセンサ20が設けられている。このAFセンサ20は、詳細は後述するが、一対の光電変換素子列を複数の焦点検出領域毎に持つマルチAFセンサが用いられている。
In addition, an
さらに、カメラ本体内には、AF関係の制御を含む各部の制御処理や画像処理を司るシステムコントローラとして機能するマイクロコンピュータ(CPU)21が設けられている。このマイクロコンピュータ(CPU)21は、レンズCPU13からは演算に先立って演算に必要なレンズデータが送信されており、レンズCPU13に対してはAF演算結果であるデフォーカス量を送信する。
Further, a microcomputer (CPU) 21 that functions as a system controller that controls each part including AF-related control and image processing is provided in the camera body. The microcomputer (CPU) 21 transmits lens data necessary for the calculation prior to the calculation from the
AFセンサ20とマイクロコンピュータ(CPU)21との間には、このマイクロコンピュータ(CPU)21により制御され、AFセンサ20の制御を司るASIC構成のAFコントローラ22が設けられている。
Between the
なお、図1において、撮像素子24としては2次元CCDデバイスが用いられているが、銀塩カメラの場合であればフィルムが相当する。この撮像素子24の前面にはフォーカルプレーンシャッタ23が設けられている。
In FIG. 1, a two-dimensional CCD device is used as the
次に、AF光学系19とAFセンサ20の構成例について説明する。図2は、AFセンサ20を含めてAF光学系19の原理的な構成例を示す概略構成図である。AF光学系19は、公知のTTL位相差AF光学系の構成であるので、簡単に説明する。撮影レンズ11が合焦状態にあるときには撮影レンズ11を透過した光束は、AF光学系19前面の仮想面である撮像等価面31で合焦し、コンデンサレンズ32で集光・分割されて一対のセパレータ絞り33で光束が絞られ、一対のセパレータレンズ34でAFセンサ20内の一対の光電変換素子列であるセンサアレイ35A,35B上に結像される。ここで、一対のセンサアレイ35A,35Bの結像間隔を測定することによって撮影レンズ11のデフォーカス量を測定する公知のTTL位相差AF方式が構築される。
Next, configuration examples of the AF
図3は、マルチ構成のAFセンサ20の配置例として、撮影画面25上の測距点配置を示す概略正面図である。本実施の形態のAFセンサ20は、例えば7×5=35点の測距点(焦点検出領域)Pを持つマルチAFセンサへの適用例を示す。これらの測距点Pは、それぞれ水平画素列と垂直画素列との組合せとして設定されている。図3では図面を見やすくするために、14ライン分の水平画素列を撮影画面25上に逆投影して重ねて表示している。実際は、10ライン分の垂直画素列も水平画素列と同様に、撮影画面25上に逆投影して重ねて示すことが可能である。
FIG. 3 is a schematic front view showing a distance measuring point arrangement on the photographing
図4は、図3に示すような測距点Pの配置に対応するAFセンサ20のセンサチップ26上での配置例を示す概略正面図である。センサチップ26は、基準部用と参照部用とが一対のセンサアレイ35A,35Bに相当して対をなすものであり、基準部と参照部とに分割された焦点検出光束を受光する2次元的な広がりを有するエリアセンサ部27を有する。エリアセンサ部27は、ライン構成の画素列を単位に複数の領域に分割されるとともに、複数の画素列を密に配列させることにより構成されている。具体的には、水平画素列は14ライン、垂直画素列は10ラインの分割領域で構成されている。そして、14ライン分の水平画素列は、左右に位置する基準部水平画素列群28aと参照部水平画素列群28bとからなり、10ライン分の垂直画素列は、上下に位置する基準部垂直画素列群29aと参照部垂直画素列群29bとからなる。すなわち、エリアセンサ部27は、一方向に分割した焦点検出光束に対応する複数の垂直画素列群29a,29bと、一方向と垂直な方向に分割した焦点検出光束に対応する複数の水平画素列群28a,28bとから構成されている。
FIG. 4 is a schematic front view showing an arrangement example of the
本実施の形態においては、分割領域である1ライン(画素列)毎に蓄積制御を行うものであり、蓄積制御は、1ライン内の画素出力の最大値が一定値Vth以上になったら、蓄積を終了し、該1ラインに対して読み出し信号φRが出力されるものである。 In the present embodiment, accumulation control is performed for each line (pixel column) that is a divided region. The accumulation control is performed when the maximum value of the pixel output in one line becomes equal to or greater than a certain value Vth. And the read signal φR is output for the one line.
ここで、最大値検出回路の基本動作を、図5を参照して説明する。図5は、最大値検出回路の構成例を示す回路図である。1ライン当りの画素数をNとし、1ライン中の各画素nの出力をVnとする。ここで、1≦n≦Nである。また、ライン数をLとし、どのラインかを示すシンボルをl(エル)とする。ここで、1≦l≦Lである。図5において、ライン毎に設けられる最大値検出回路は、各画素nの出力が入力される差動アンプ31と、差動アンプ31の出力によりオン・オフ制御されるMOSスイッチ32と、MOSスイッチ32のオン時に対応する画素nの出力を出力させる電圧ホロワ33との組を画素毎に有し、OR接続された共通な出力ラインに差動アンプ34を有する。
Here, the basic operation of the maximum value detection circuit will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of the maximum value detection circuit. The number of pixels per line is N, and the output of each pixel n in one line is Vn. Here, 1 ≦ n ≦ N. The number of lines is L, and a symbol indicating which line is l (el). Here, 1 ≦ l ≦ L. 5, the maximum value detection circuit provided for each line includes a
このような構成において、各画素nから最大値検出回路lに入力されるVn(l)が差動アンプ31において現時点の最大値Vp(l)と比較され、Vn(l)が最大値Vp(l)を超えたならば、差動アンプ31の出力が反転し、MOSスイッチ32がオンとなる。そして、対応する画素出力Vn(l)が電圧ホロワ33を介して差動アンプ34に対して出力され、画素出力Vn(l)が新たな最大値Vp(l)となる。新たな最大値Vp(l)は、ダーク画素出力Vdと差動アンプ34で差動増幅され、該ラインlの最大値VP(l)が得られる。
In such a configuration, Vn (l) input from each pixel n to the maximum value detection circuit l is compared with the current maximum value Vp (l) in the
この最大値検出回路lの最大値VP(l)は、制御回路41から出力されるφS(l)信号によって、SW(l)を各ライン毎に時分割にオンさせる。すると、コンパレータ42にて、最大値VP(l)が蓄積制御レベルVthと比較され、コンパレータ42において差動出力が設定レベルVthを超えたら蓄積終了と判断し、制御回路41から該当ラインlに対して蓄積終了信号TG(l)が出力される。この蓄積終了信号TG(l)は、蓄積終了した該当ラインl中の全画素に対して出力されるものである。制御回路41とコンパレータ42とにより蓄積制御部40が構成される。
The maximum value VP (l) of the maximum value detection circuit l turns on SW (l) in a time-sharing manner for each line by the φS (l) signal output from the
この場合、例えば水平画素列に着目すると、水平画素列は14ライン存在しているので、基準部のみで最大値検出を行おうとすると、L=14となる。ここで、各ラインに関して時分割で蓄積制御を行っているので、1ラインの検出に10μsec必要とすると、14ライン全てに対して蓄積制御を行うためには、140μsec必要となる。この結果、140μsec周期でしか蓄積制御ができなくなってしまう。これでは、高輝度被写体に対する蓄積制御が正しく行われない可能性が高い。すなわち、蓄積量が飽和してしまって焦点検出に適した被写体像データが得られず、焦点検出不能となってしまう。本来であれば70μsecで蓄積終了したい被写体に対して、140μsec+70μsec=210μsecかかってしまう可能性がある。 In this case, for example, when attention is paid to the horizontal pixel column, there are 14 horizontal pixel columns. Therefore, if the maximum value is detected only by the reference portion, L = 14. Here, since accumulation control is performed for each line in a time-sharing manner, if 10 μsec is required for detection of one line, 140 μsec is required to perform accumulation control for all 14 lines. As a result, accumulation control can be performed only at a period of 140 μsec. In this case, there is a high possibility that the accumulation control for the high-luminance subject is not correctly performed. In other words, the accumulated amount is saturated and subject image data suitable for focus detection cannot be obtained, and focus detection becomes impossible. There is a possibility that 140 μsec + 70 μsec = 210 μsec may be required for a subject that should be accumulated in 70 μsec.
そこで、本実施の形態においては、図4に示すように、14ラインからなる水平画素列を上下方向に2分割し、上側半分の7ライン(1〜7)に対しては基準部水平画素列群28a中の対応する最大値検出回路(1〜7)の出力に基づいて蓄積制御を行い、下側半分の7ライン(8〜14)に対しては参照部水平画素列群28b中の対応する最大値検出回路(8〜14)の出力にて蓄積制御を行うものである。最大値検出回路(1〜7)、最大値検出回路(8〜14)は、それぞれモニタ部30a,30bを構成し、モニタ部30a,30b毎に蓄積制御部40のような蓄積制御部が設けられる。こうすることで、L=7とすることができるので、本来であれば70μsecで蓄積終了したい被写体に対して、最悪でも70μsec+70μsec=140μsecで蓄積を終了することができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, a horizontal pixel column consisting of 14 lines is divided into two in the vertical direction, and the reference half horizontal pixel column for the upper half of 7 lines (1 to 7). Accumulation control is performed based on the output of the corresponding maximum value detection circuit (1-7) in the
垂直画素列10ラインについても同様に、10ラインを左右方向に2分割し、右側半分の5ライン(6〜10)に対しては基準部垂直画素列群29a中の対応する最大値検出回路(6〜10)の出力に基づいて蓄積制御を行い、左側半分の5ライン(1〜5)に対しては参照部垂直画素列群29b中の対応する最大値検出回路(1〜5)の出力にて蓄積制御を行う。最大値検出回路(6〜10)、最大値検出回路(1〜5)は、それぞれモニタ部30c,30dを構成し、モニタ部30c,30d毎に蓄積制御部40のような蓄積制御部が設けられる。
Similarly, for the 10 vertical pixel columns, the 10 lines are divided into two in the left-right direction, and the corresponding maximum value detection circuit (in the reference vertical
また、蓄積制御レベルVthは、通常は、画素出力の飽和電圧の少し下で終了するように設定しておくが、本実施の形態のように高輝度被写体の場合は、蓄積制御レベルVthを通常の1/2にすることで、適切なレベルで蓄積を終了することができる。すなわち、蓄積制御レベルVthを蓄積量の最大変化範囲の1/2に設定することにより、70μsecで蓄積終了したい被写体に対して蓄積制御遅れを含め、70μsec+70/2μsec=105μsecで蓄積を終了することができるので、蓄積量が飽和することなく適正な被写体像データを得ることが可能である。また、本実施の形態によれば、基準部と参照部との両方のモニタ出力を半々に使用して蓄積制御を行っているので、精度のよい蓄積制御が可能となる。 The accumulation control level Vth is normally set to end slightly below the saturation voltage of the pixel output. However, in the case of a high-luminance subject as in the present embodiment, the accumulation control level Vth is normally set. Therefore, accumulation can be completed at an appropriate level. That is, by setting the accumulation control level Vth to ½ of the maximum change range of the accumulation amount, the accumulation is terminated at 70 μsec + 70/2 μsec = 105 μsec including the accumulation control delay for the subject to be accumulated at 70 μsec. Therefore, it is possible to obtain appropriate subject image data without saturating the accumulation amount. Further, according to the present embodiment, since the accumulation control is performed by using the monitor outputs of both the reference unit and the reference unit in half, the accumulation control can be performed with high accuracy.
ここで、最大値検出回路からなるモニタ部30a〜30dは、各画素列に近いほどノイズの影響を受けにくい。また、エリアセンサ部27に関して、水平画素列と垂直画素列が左右上下に十字状に広がっているため、センサチップ26の中心に対して四隅方向には画素列が存在しない。そこで、本実施の形態では、図4に示したように、各モニタ部30a〜30dを、垂直画素列と水平画素列との両方に隣接する四隅領域に時計回りとなるように1つずつ配置させている。このような配置により、センサチップ26上でのモニタ部30a〜30dの配置を容易に効率のよいものとすることができる上に、ノイズ性能の向上も可能となる。
Here, the
なお、水平画素列の割り振りとしては、14ライン中の下側半分の7ライン(8〜14)に対しては基準部水平画素列群28a中の対応する最大値検出回路の出力に基づいて蓄積制御を行い、上側半分の7ライン(1〜7)に対しては参照部水平画素列群28b中の対応する最大値検出回路の出力にて蓄積制御を行うようにしてもよい。また、垂直画素列の割り振りとしては、10ライン中の左側半分の5ライン(1〜5)に対しては基準部垂直画素列群29a中の対応する最大値検出回路の出力に基づいて蓄積制御を行い、右側半分の5ライン(6〜10)に対しては参照部垂直画素列群29b中の対応する最大値検出回路の出力にて蓄積制御を行うようにしてもよい。この場合、4つの各モニタ部は、垂直画素列と水平画素列との両方に隣接する四隅領域に反時計回りとなるように1つずつ配置させればよい。
As for the horizontal pixel column allocation, the lower half of the 14 lines (8 to 14) is accumulated based on the output of the corresponding maximum value detection circuit in the reference unit horizontal
また、上述の説明では、14ラインの水平画素列を上下に2分割することで蓄積制御対象を二分したが、上から順番に画素列番号を振り分け、奇数番目となる7ラインに対しては基準部水平画素列群28aを用いて蓄積制御を行い、偶数番目となる7ラインに対しては参照部水平画素列群28bを用いて蓄積制御を行うようにしてもよい。10ラインの垂直画素列についても同様に、左側から順番に画素列番号を振り分け、偶数番目となる5ラインに対しては基準部垂直画素列群29aを用いて蓄積制御を行い、奇数番目となる5ラインに対しては参照部垂直画素列群29bを用いて蓄積制御を行うようにしてもよい。
Further, in the above description, the accumulation control target is divided into two by dividing the horizontal pixel column of 14 lines vertically into two. However, the pixel column number is assigned in order from the top, and the reference is applied to the odd-numbered 7 lines. The accumulation control may be performed using the partial horizontal
図6は、このような奇数番目と偶数番目とによる二分方式のAFセンサ20のセンサチップ26上での配置例を示す概略正面図である。すなわち、上から順番に画素列番号が振り分けられた14ラインからなる水平画素列に関して、奇数番目の7ライン(1,3,5,7,9,11,13)に対しては基準部水平画素列群28a中の対応する最大値検出回路(1,3,5,7,9,11,13)の出力に基づいて蓄積制御を行い、偶数番目の7ライン(2,4,6,8,10,12,14)に対しては参照部水平画素列群28b中の対応する最大値検出回路(2,4,6,8,10,12,14)の出力にて蓄積制御を行うものである。最大値検出回路(1,3,5,7,9,11,13)、最大値検出回路(2,4,6,8,10,12,14)は、それぞれモニタ部30a,30bを構成し、モニタ部30a,30b毎に蓄積制御部40のような蓄積制御部が設けられる。
FIG. 6 is a schematic front view showing an example of the arrangement of the odd-numbered and even-numbered
垂直画素列10ラインについても同様に、左から順番に画素列番号が振り分けられた10ラインからなる垂直画素列に関して、偶数番目の5ライン(2,4,6,8,10)に対しては基準部垂直画素列群29a中の対応する最大値検出回路(2,4,6,8,10)の出力に基づいて蓄積制御を行い、奇数番目の5ライン(1,3,5,7,9)に対しては参照部垂直画素列群29b中の対応する最大値検出回路(1,3,5,7,9)の出力にて蓄積制御を行う。最大値検出回路(2,4,6,8,10)、最大値検出回路(1,3,5,7,9)は、それぞれモニタ部30c,30dを構成し、モニタ部30c,30d毎に蓄積制御部40のような蓄積制御部が設けられる。
Similarly, with respect to the
この場合、例えば、水平画素列に関して、上下で二分した場合より、水平画素列と対応する最大値検出回路との距離が長くなってしまうのでノイズの影響を受けやすいが、1ライン毎に交互に蓄積制御対象ラインが異なるため、被写体条件(例えば、基準部側だけ極端に受光量が大きいような被写体)による弊害を減らすことが可能である。 In this case, for example, the distance between the horizontal pixel column and the corresponding maximum value detection circuit is longer than the case where the horizontal pixel column is divided into upper and lower parts. Since the accumulation control target lines are different, it is possible to reduce adverse effects caused by subject conditions (for example, subjects whose light reception amount is extremely large only on the reference side).
例えば、基準部側にだけ主要被写体とは異なる極端に高輝度な被写体が含まれている場合、基準部側の最大値検出回路の出力により蓄積制御を行うと、上記高輝度な被写体に関して適正蓄積量となる蓄積制御が行われるので、主要被写体に関する蓄積量は適正とはならない。よって焦点検出が不能となってしまう。 For example, when an extremely bright subject that is different from the main subject is included only on the reference side, if accumulation control is performed using the output of the maximum value detection circuit on the reference side, the above-mentioned high brightness subject is properly stored. Since accumulation control is performed as a quantity, the accumulation quantity for the main subject is not appropriate. Therefore, focus detection becomes impossible.
これに対して、図6に示すように、ライン毎に交互に基準部側と参照部側とで蓄積制御対象ラインを異ならせることにより、参照部の最大値検出回路の出力により蓄積制御が行われる場合は主要被写体に関して適正な蓄積量となる蓄積制御がなされ、適正な焦点検出を行うことが可能となる。 On the other hand, as shown in FIG. 6, the accumulation control is performed by the output of the maximum value detection circuit of the reference unit by making the accumulation control target line different between the reference unit side and the reference unit side alternately for each line. In the case where the main subject is to be stored, accumulation control is performed so that an appropriate accumulation amount is obtained with respect to the main subject, and appropriate focus detection can be performed.
なお、図6に示すように奇数番目と偶数番目とによる二分方式において、それぞれ奇数番目、偶数番目と基準部側と参照部側との組合せは入れ替えるようにしてもよい。また、各モニタ部30a〜30dは、垂直画素列と水平画素列との両方に隣接する四隅領域に時計回りとなるように1つずつ配置させてもよく、あるい、反時計回りとなるように1つずつ配置させてもよい。
In addition, as shown in FIG. 6, in the bisection method by the odd number and the even number, the combinations of the odd number, the even number, the standard part side, and the reference part side may be switched. Further, each of the
図7は、AFコントローラ22の構成例を示す概略ブロック図である。AFコントローラ22は、マイクロコンピュータ(CPU)21による制御の下にAFセンサ20の動作制御を行うシーケンサ51を備える他、A/D変換器52、データメモリ53、AF演算部54、タイマ55、レジスタ56、およびフラッシュROM57等を備える。A/D変換器52は、AFセンサ20側から出力される画素出力をデジタルデータに変換するためのものである。データメモリ53は、A/D変換器52によりA/D変換されたデータを記憶し、焦点情報の演算等に供する。
FIG. 7 is a schematic block diagram illustrating a configuration example of the
図8は、CPU21の制御により実行される焦点検出・焦点補正動作例を示す概略フローチャートである。まず、最初のレリーズ(半押し操作)に伴い(ステップS201;Yes)、各画素列に対する蓄積動作を開始させる(ステップS202)。そして、蓄積終了アイランドが発生したら、対象となる該アイランドの光電変換素子列の蓄積時間(今回)をタイマ55により検出する(ステップS203)。この処理を全てのアイランドについて蓄積終了となるまで繰返す(ステップS204)。なお、アイランドとは、図3に示した測距点Pに対応する複数の画素列である。
FIG. 8 is a schematic flowchart showing an example of the focus detection / focus correction operation executed under the control of the
次いで、画素出力の転送を開始し(ステップS205)、所定の照度補正を行った後(ステップS206)、TTL位相差方式に従い相関演算を行い(ステップS207)、焦点情報としてデフォーカス量を算出する(ステップS208)。算出されたデフォーカス量に応じて採用する測距点Pを選択し(ステップS209)、その測距点Pのデフォーカス量をCPU21によってレンズCPU13に対して出力することにより、レンズCPU13がモータドライバ12を制御して撮像レンズ11を合焦状態にレンズ駆動する(ステップS210)。これにより、撮像可能となり、撮像動作へ移行する。
Next, transfer of pixel output is started (step S205), predetermined illumination correction is performed (step S206), correlation calculation is performed according to the TTL phase difference method (step S207), and a defocus amount is calculated as focus information. (Step S208). The distance measuring point P to be employed is selected according to the calculated defocus amount (step S209), and the defocus amount at the distance measuring point P is output to the
20 AFセンサ
27 エリアセンサ部
28a 基準部水平画素列群
28b 参照部水平画素列群
29a 基準部垂直画素列群
29b 参照部垂直画素列群
30a〜30d モニタ部
40 蓄積制御部
20
Claims (4)
前記基準部と前記参照部とに分割された焦点検出光束のそれぞれに対応する前記エリアセンサ部の画素の蓄積量をモニタするための複数のモニタ部と、
前記分割領域毎に蓄積動作を制御する蓄積制御部と、
を有し、
前記エリアセンサ部は、複数の画素列を配列して構成され、
前記蓄積制御部は、前記複数の画素列のうちの配列順が奇数番目または偶数番目の一方に配列される画素列の前記基準部の前記モニタ部の出力を使用して該奇数番目または偶数番目の一方に配列される画素列の蓄積動作を制御するとともに、
奇数番目または偶数番目の他方に配列される画素列の前記参照部の前記モニタ部の出力を使用して該奇数番目または偶数番目の他方に配列される画素列の蓄積動作を制御することを特徴とする光電変換素子。 An area sensor unit having a two-dimensional spread for receiving the focus detection light beam divided into the reference unit and the reference unit, the area sensor unit being divided into a plurality of regions, and a plurality of the divided region regions In a photoelectric conversion element that performs pixel accumulation control independently for each divided region,
A plurality of monitor units for monitoring the accumulated amount of pixels of the area sensor unit corresponding to each of the focus detection light beams divided into the reference unit and the reference unit;
A storage control unit for controlling the storage operation for each of the divider region,
Have
The area sensor unit is configured by arranging a plurality of pixel columns,
The accumulation control unit uses the output of the monitor unit of the reference unit of the pixel column arranged in an odd number or even number one of the plurality of pixel columns, and outputs the odd number or even number. And controlling the accumulation operation of the pixel array arranged in one of the
The accumulation operation of the pixel array arranged in the other of the odd-numbered or even-numbered one is controlled using the output of the monitor section of the reference section of the pixel array arranged in the odd-numbered or even-numbered other A photoelectric conversion element.
前記複数のモニタ部のそれぞれは、前記垂直画素列と前記水平画素列との両方に隣接する四隅領域に配置されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の光電変換素子。 The area sensor unit includes a plurality of vertical pixel columns corresponding to the focus detection light beam divided in one direction and a plurality of horizontal pixel columns corresponding to the focus detection light beam divided in a direction perpendicular to the one direction. And
4. The photoelectric conversion according to claim 1 , wherein each of the plurality of monitor units is disposed in a four-corner region adjacent to both the vertical pixel column and the horizontal pixel column. element.
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