JPH01288820A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動焦点調節装置に間するものであり、複数の
焦点検出領域を有する自動焦点検出機能付きの一眼レフ
カメラに特に適するものである。

［従来の技術］ 従来、特開昭６０−４９１４号公報に開示されているよ
うに、撮影レンズの予定焦点面の後方に、コンデンサレ
ンズと第１及び第２の再結像レンズを配置し、撮影レン
ズの予定焦点面からのずれ量（デフォーカス量）を、第
１及び第２の再結像レンズによって再結像された第１及
び第２の像の像間隔の変位量として検出し、その検出結
果に応じて撮影レンズを駆動するようにした、いわゆる
ＴＴＬ位相差検出方式による自動焦点調節装置は公知の
ものとなっている。このような自動焦点調節装置におい
ては、第１及び第２の像の像間隔を検出するために、Ｃ
ＣＤ撮像素子列のような電荷蓄積型の光電変換素子列が
用いられることが多い。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の従来技術において、自動焦点調節のためにレンズ
駆動が行われているときには、電荷蓄積時間中にもレン
ズが駆動されていることになるが、光電変換素子列によ
る電荷蓄積時点と、光電変換素子列の出力に基づく焦点
検出演算の結果、さらなるレンズ駆動量が算出された時
点との間には時間差があり、この間のレンズ駆動量の補
正を行う必要がある。ところが、焦点検出領域が複数個
存在する場合には、各焦点検出領域はそれぞれ異なる被
写体を見ることになり、したがって、各焦点検出領域に
対応する各光電変換素子列の電荷Ｎ積時間はそれぞれ異
なる。このため、各焦点検出領域についてレンズ駆動量
の補正を一律の補正量で行うと、各焦点検出領域につい
て求められたレンズ駆動量は、撮影レンズの異なる繰り
出し位置から見たレンズ駆動量となってしまうという問
題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、複数の焦点検出領域を有する自
動焦点調節装置において、レンズ駆動中に焦点検出動作
を行っても、撮影レンズの同じ縄り出し位置から見たと
きのレンズ駆動量を各焦点検出領域について算出可能と
することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第１
図に示すように、撮影レンズ１と、撮影レンズ１を通過
した光像を受光する複数の電荷蓄積型の光電変換手段２
　ｇ、　２　ｂ、　２　ｃと、各光電変換手段２　ａ、
　２　ｈ、　２　ｅの出力より撮影画面Ｓの複数の領域
Ｉ　Ｓ　１．Ｉ　Ｓ２ｊ　Ｓ３のデフォーカス量ＤＦＩ
　Ｓ　１　、ＤＦ　Ｉ　Ｓ２．ＤＦ　Ｉ　３３を算出す
るデフォーカス量算出手段３と、撮影レンズ１の移動量
を示す信号を出力するレンズ移動量信号発生手段４と、
デフォーカス量算出手段３にて算出された各デフォーカ
ス量ＤＦＩＳＩＤＦＩＳ２．ＤＦＩＳ３を各領域ＩＳＩ
、ＩＳ２．ＩＳ３における電荷蓄Ｔ！ｔｒｆＲ始時及び
電荷蓄積終了時のレンズ移動量信号発生手段４の出力値
に基づいて補正する補正手段５と、補正手段５にて補正
された各デフォーカス量ＤＰ　Ｉ　Ｓ　１’、ＤＦ　Ｉ
　Ｓ２’、ＤＰ　Ｉ　３３’から撮影レンズ駆動用の１
つのデフォーカス量ＤＦを選択するデフォーカス量選択
手段６と、デフォーカス量選択手段６により選択された
デフォーカス量ＤＦに基づいて撮影レンズ１を駆動する
レンズ駆動手段７とを備えて成ることを特徴とするもの
である。

［作用］ 以下、第１図により本発明の作用について説明する。被
写体からの光は撮影レンズ１を通過し、複数の電荷蓄積
型の光電変換手段２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃにて受光
され、その出力よりデフォーカス量算出手段３により、
撮影画面Ｓの複数の領域ＩＳＩ、ＩＳ２．ＩＳ３につい
て、デフォーカス量ＤＰＩＳ１、ＤＦＩＳ２．ＤＰＩＳ
３が算出される。撮影レンズ１が移動中でない場合には
、このデフォーカス量ＤＩ’ｌＳ１．ＤＦＩＳ２．ＤＦ
ＩＳ３から撮影レンズ駆動用の１つのデフォーカス量を
選択するところであるが、撮影レンズ１が移動中であれ
ば、上記のデフォーカスＪＩＤＦ　Ｉ　Ｓ　１　、ＤＦ
　Ｉ　Ｓ２．ＤＦＩＳ３は現在の撮影レンズ１のデフォ
ーカス量を示すものではなく、電荷蓄積型の光電変換素
子列２ｍ、２ｂ、２ｅの電荷蓄積時間帯におけるデフォ
ーカス量を示すものであるから、電荷蓄積時間帯とデフ
ォーカス量算出時点との間のレンズ移動量分を補正する
必要がある。そして、各領域ＩＳＩ。

ＩＳ２．ＩＳ３についての電荷蓄積時間帯は一最に同じ
ではないので、補正すべきレンズ移動量は同じではない
、そこで、デフォーカス量ＤＦＩＳ１、ＤＦＩＳ２．Ｄ
ＦＩＳ３が算出された各領域ＩＳ’ｌ、Ｉ　Ｓ２．Ｉ　
Ｓ３における電荷蓄積開始時及び電荷蓄積終了時のレン
ズ移動量信号発生手段４の出力値に基づいて、各領域で
の電荷蓄積時間帯とデフォーカス量算出時点との間のレ
ンズ移動量を求めて、このレンズ移動量分を相殺するよ
うに、補正手段５により各デフォーカス量ＤＰＩＳＬ。

ＤＦ　Ｉ　Ｓ２．ＤＦ　Ｉ　Ｓ３の補正を行い、補正さ
れたデフォーカスｊｌＤＦＩｓ１’、ＤＦＩＳ２’、Ｄ
ＰＩＳ３’を求める。こうして初めて撮影レンズ１の同
じ繰り出し位置から見た各領域ＩＳＩ、ＩＳ２、ＩＳ３
でのデフォーカス量が得られる。デフォーカス量選択手
段６は、補正されたデフォーカス量ＤＰ　Ｉ　Ｓ　１’
、ＤＦ　Ｉ　Ｓ２°、ＤＦＩＳ３’から撮影レンズ駆動
用の１つのデフォーカス量ＤＦを選択する。そして、選
択されたデフォーカス量ＤＦに基づいて、レンズ駆動手
段７により撮影レンズ１が駆動される。

このようにすれば、各領域ＩＳＩ、ＩＳ２．Ｉｓ３につ
いて電荷蓄積時間帯がそれぞれ異なっていても、撮影レ
ンズ１の同じ繰り出し位置から見たデフォーカス量を求
めることができ、デフォーカス量選択手段６におけるデ
フォーカス量の選択を正しく行うことができるものであ
る。

［実施例］ 本発明の一実施例としての自動焦点検出機能付きの一眼
レフカメラにおける焦点検出用光学系について第２図及
び第３図により説明する。−眼レフカメラのカメラ本体
には、光軸１０上に撮影レンズ１１が設けられ、該撮影
レンズ１１の後方に主ミラー１２が上向き４５度に設け
られ、主ミラー１２の後方にフィルム露光面１３が設け
られていて、撮影レンズ１１を通過した撮影用光束が主
ミラー１２で上方に反射されて、焦点板で結像され、ペ
ンタプリズムを介してファインダー光学系に導かれるよ
うになっている。

主ミラー１２は、少なくとも一部がハーフミラ−に形成
されていて、主ミラー１２のハーフミラ一部とフィルム
露光面１３との間には、主ミラー１２の背面部に回動軸
が枢着された副ミラー１４が下向き４５度に設けられ、
主ミラー１２のハーフミラ一部を透過した焦点検出用光
束を副ミラー１４で下方に反射して、カメラ本体のミラ
ーボックス下部に配！された焦点検出装置１５に導くよ
うになる。

撮影時には、主ミラー１２及び副ミラー１４は、前上方
に回動されて光軸１０上から退避し、撮影レンズ１１を
通過した撮影用光束はフィルム露光面１３に結像して、
フィルム露光面１３に画像的露光を与えるようになる。

上記焦点検出装置１５には、３個の光電変換素子列１６
ａ、１６ｂ、１６ｃを備えるＡＦセンサー１７が設けら
れている。光電変換素子列１６ａ〜１６ｃのうち、１個
の光電変換素子列１６ｍは、光軸１０を含む水平位置に
配置され、２個の光電変換素子列１６ｂ、１６ｃは、光
電変換素子列１６ａの両側方で光軸１０を含まない垂直
位置に配置されている。光電変換素子列１６ｂ、１６ｃ
は、光電変換素子列１６ａに対して略９０度に配向され
ている。

ＡＰセンサー１７の前方にはセパレータレンズ板１８が
設けられ、セパレータレンズ板１８には、光電変換素子
列１６ａ〜１６ｃに対応するセパレータレンズ１８ａ〜
１８ｅが一体的に形成されている。

セパレータレンズ板１８の直前には絞りマスク１つが設
けられ、絞りマスク１９には、セパレータレンズ１８ａ
〜１８ｃに対応する開口１９ａ〜１９ｅが形成されてい
る。絞りマスク１９と副ミラー１４とに対向する反射ミ
ラー２０が設けられ、反射ミラー２０は副ミラー１４で
下方へ反射された焦点検出用光束を、絞りマスク開口１
９ａ〜１９ｃ、セパレータレンズｔＳａ〜１８ｅを介し
て光電変換素子列１６ａ〜１６ａに導くようになってい
る０反射ミラー２０と副ミラー１４との間には、絞りマ
スク開口１９ａ〜１９ｃに対向するコンデンサレンズ２
１ａ〜２１ｅが設けられ、コンデンサレンズ２１８〜２
１ｃの上面には、焦点検出用光束を、位置と方向が異な
る光電変換素子列１６ａ〜１６ｃに対応させるように分
離するための開口２２ａ〜２２ｃを有する視野マスク２
２が設けられている。

焦点検出の原理はＴＴＬ位相差検出方式であって、撮影
レンズ１１の射出瞳面の互いに異なる領域１１ａとｌｌ
ｂ、ｌｉｅとｌｉｄを通過する基準部光束ａ（第３図の
破線で示す）と参照部光束ｂ（第３図の実線で示す）と
を、各光電変換素子列１６ｉ〜１６ｅにおける基準部Ａ
及び参照部Ｂでそれぞれ受光して、像の光分布パターン
を電気信号に変換し、それらの相関関係を相関器（図示
せず）で求めて自動焦点検出を行い、相関器からのずれ
信号に基づいて駆動機構で撮影レンズ１１を前後動させ
ることにより、自動焦点調節を行うものである。

第２図の焦点検出光学系では、水平位置の光電変換素子
列１６ｍに加えて、垂直位置の光電変換素子列１６ｂ、
１６ｃが設けられているので、水平方向と垂直方向の焦
点検出が同時に行えることにより、水平線などの焦点検
出も可能となったのである。

第４図は本実施例のＡＦセンサー１７を用いたカメラの
撮影画面に対する焦点検出エリア及びファインダー内の
表示を示している。この例では撮影画面Ｓに対して画面
中央部の実線で示す３つの領域ＩＳＬ、ＩＳ２、ｌ５３
（以下、夫々第１アイランド、第２アイランド、第３ア
イランドと呼ぶ）の被写体に対して焦点検出を行うこと
ができる。

図中破線で示している長方形の枠ＡＦは、焦点検出を行
っている領域を撮影者に示すべく表示されるものである
。撮影画面Ｓの外に示されている表示Ｌｂは焦点検出状
態を示し、合焦時に点灯する。

第５図は、この焦点検出装置に用いるＣＯＤの受光部（
受光部と蓄積部と転送部を含めてＣＯＤと呼ぶことにす
る）を示している。第５図の各アイランドＩＳＩ、ＩＳ
２、ＩＳ３に対して、基準部及び参照部を夫々設けてお
り、また、夫々のアイランドＩＳＩ、ＩＳ２、ＩＳ３に
ＣＣＤのＮ頂部への積分時間を制御するためのモニター
用の受光素子ＭＰＤ１．ＭＰＤ２、ＭＰＤ３を夫々設け
ている。各アイランドＩＳＩ、ＩＳ２、ＩＳ３の基準部
及び参照部の画素数（Ｘ、Ｙ）は、アイランドＩＳＩで
は（３４，４４）、アイランドＩＳ２では（４４，５２
）、アイランドＩＳ３では（３４，４４）となっている
、これらは、全てワンチップ上に形成されている。

本実施例における焦点検出装置では、上述の３つのアイ
ランドＩＳＩ〜ＩＳ３のＣＣＤにおける基準部を複数の
ブロックに分割し、この分割したブロックの基準部と参
照部の全てとを比較して焦点検出を行う、各アイランド
では分割したブロックで得られた焦点検出の結果のうち
、最も後ビンのデータを各アイランドの焦点検出データ
とし、さらに各アイランドの焦点検出データを元にカメ
ラの焦点検出データを算出する。

この分割する範囲及び分割したブロックのデフす一カス
範囲を第６図乃至第８図に示し、説明する。

第６図は、第４図に示した撮影画面Ｓ上での焦点検出エ
リアを拡大して示したものである。焦点検出用の各アイ
ランドＩＳＩ、ｒｓ２、ＩＳ３は、第５図に示した基準
部の領域である。なお、第６図において、各アイランド
に示している数値は、第５図に示したＣＣＤの画素の３
つ置きの差分を取った差分データの数を示す（差分デー
タは、２つ又は１つ置きでも良い、但し、このとき上記
数値は異なる。）、シたがって・、各アイランドにおけ
る基準部と参照部の差分データの数（Ｘ、Ｙ）は、アイ
ランドＩＳＩでは（３０，４０）、アイランドＩＳ２で
は（４０，４８）、アイランドＩＳ３では（３０，４０
）となる、各アイランドでの分割であるが、アイランド
ＩＳＩでは２つに分け、上端の差分データから（１〜２
０）、（１１〜３０）とし、夫々第１ブロツクＢＬ１、
第２ブロツクＢＬ２とする。アイランドＩＳ２では３つ
に分け、左端の差分データから（１〜２０）、（１１〜
３０）、（２１〜４０）とし、夫々第３ブロツクＢＬ３
、第４ブロツクＢＬ４、第５ブロツクＢＬ５とする。ま
た、全画素について７つ置きに差分を取ったデータの隣
接データの和（１〜３５）を第６ブロツクＢＬ６とし、
このデータ列の前部（１〜２５）を第７ブロツクＢＬ７
、後部（１１〜３５）を第８ブロツクＢＬ８とする。ア
イランドＩＳ３では、上端の差分データから（１〜２０
）、く１１〜３０）の２つとし、夫々第９ブロツクＢＬ
９、第１０ブロツクＢＬＩＯとする。

この位相差検出方式の焦点検出では、基準部と参照部と
の像が一致したときの像間隔が所定の間隔よりも大きい
ときには後ビン、小さいときには前ビン、所定の間隔で
合焦となる。したがって、分割されたブロックでのデフ
ォーカス範囲は、各アイランドの光学中心から離れたブ
ロックはど後ビン側を受は持つことになる。差分データ
を取った後を示す第７図に基づいて具体的に説明する。

第７図はアイランドＩＳ２の基準部と参照部とを示し、
今、ブロック分けした第４ブロツクＢＬ４のデフォーカ
ス範囲を考える。このとき合焦となるのは、参照部にお
いて、左端から１５番目乃至３４番目の像（１５°〜３
４′）と、第４ブロツクＢＬ４の像（１１〜３０）とが
一致したときである。

これより像の一致が参照部の左側になると前ビンとなり
、このとき最大の前ビンのずれデータ数（以下ずれピッ
チという）は１４、像の一致が参照部の右側になると後
ビンとなり、このとき最大の後ビンのずれピッチは１４
となる。他の各アイランドでのブロック分けしたデフォ
ーカス範囲も同様であり、これを第８図に示すと、第３
ブロツクＢＬ３では、前ピン側ずれピッチが４、後ビン
（ｍずれピッチが２４、第５ブロツクＢＬ５では、前ピ
ン側ずれピッチが２４、後ビン側ずれピッチが４である
。アイランドＩＳＩ、ＩＳ３については、ブロックＢＬ
Ｉ、ＢＬ９では前ピン側ずれピッチが５、後ビン側ずれ
ピッチが１５、ブロックＢＬ２、ＢＬＩＯでは前ピン側
ずれピッチが１５、後ビン側ずれピッチが５となる。第
６ブロツクＢＬ６では後ビン、前ピン側共に４ピツチで
あり、第７ブロツクＢＬ７では後ビン側に４から１４ピ
ツチである。また、第８ブロツクＢＬ８では前ピン側に
４から１４ピツチである。

第９図は上述の光電変換装置をカメラの焦点検出装置に
用いた例として、ＡＦセンサー１７及びＡＦコントロー
ラ３０と、その周辺回路を開示している。ＡＦコントロ
ーラ３０は１チツプのマイクロコンピュータで形成され
、その中に前記ＡＰセンサー１７のアナログ信号出力ラ
インＶｏｕｔから得られるアナログ信号をデジタル信号
に変攪するＡ／Ｄ変換部３１と、撮影レンズ（交換レン
ズ）のＲＯＭを含むレンズデータ出力部４０がら、それ
ぞれのレンズで異なるデフォーカス量−レンズ繰り出し
量変換係数ＫＬ、色温度デフォーカス量ｄＦＬ等のデー
タを予め入力し、且っＡ／Ｄ変換部３１からのデジタル
データを逐一格納する、ＲＡＭで形成されたメモリ部３
２と、前記メモリ部３２の出力に基づいて焦点を検出す
る焦点検出部３３と、前記検出された焦点データとレン
ズデータ等から補正量を算出する補正演算部３４と、そ
の補正量に基づいてレンズを駆動するための信号をレン
ズ駆動回路４２に送出すると共に、レンズの移動状況の
データをエンコーダ４４から受けるレンズ駆動制御部３
５と、ＡＦセンサー１７での積分値（「電荷蓄積」のこ
とを以下「積分」とも呼ぶ）が所定時間内に所定値まで
達するか否かを監視するための計時用のタイマー回路３
６と、ＡＰセンサー１７と信号の送受を行うＡＰセンサ
ー制御部３７とを有する。なお、４３はレンズ駆動用の
モータ、４１はＡＦコントローラ３０によって制御され
る表示回路である。ＡＦセンサー１７と前記ＡＦコント
ローラ３０は、それぞれ１チツプずつ別個に形成されて
おり、したがって、ＡＰシステムとしては合計２チツプ
で構成されていることになる。ＶｒｅｆはＡＰコントロ
ーラ３０のＡ／Ｄ変換部３１とＡＰセンサー１７のアナ
ログ基準電圧、Ｖｃｃは電源ライン、ＧＮＤはアースラ
インである。

ＡＦセンサー１７とＡＦコントローラ３０の間は、ＭＤ
Ｉ、ＭＤ２．ＩＣＧ、ＳＨＭ、ＣＰ、ＡＤＴ。

Ｖｏｕｔの７つの信号ラインで接続されている。上述の
７つの信号ラインのうち、ＭＤｌ、ＭＤ２はＡＦコント
ローラ３０からＡＰセンサー１７ヘロジツク信号を出力
する信号ラインであり、ＡＦセンサー１７の動作モード
を設定する。ＡＦセンサー１７の動作モードには、イニ
シャライズモード、低輝度積分モード、高輝度積分モー
ド、データダンプモードの４つがあり、信号ラインＭＤ
Ｉ、ＭＤ２のロジックレベルの組み合わせにより動作モ
ードの設定が行われる。信号ラインＩＣＧ、ＳＨＭは双
方向性であり、前述のデータダンプモードにおいては、
ＡＰセンサー１７がらＡＦコントローラ３０への出力ロ
ジックラインとなり、各アイランドにおける被写体の輝
度並びに積分完了順序に関する情報を出力する。その他
のモードにおいては、信号ラインＩＣＧはＡＦセンサー
１７の新たな積分開始を指示するＩＣＧ信号を、信号ラ
インＳＨＭはＡＦセンサー１７にデータの要求を指示す
るＳＨＭ信号を、ＡＦコントローラ３ｏがらＡＦセンサ
ー１７へ供給するロジックラインとなる。信号ラインＣ
ＰはＡＦコントローラ３ｏがらＡＦセンサー１７へ基本
クロックを供給するラインである。この信号ラインＣＰ
から供給される基本クロックは、ＡＦコントローラ３０
の内部で０Ｎ１０　Ｆ　Ｆ制御可能であり、この基本ク
ロックをＯＦＦ状態とすることによりＡＦセンサー１７
の動作を一時的に凍結させて、ＡＦコントローラ３０が
他の回路部分、例えば、レンズ駆動回路４２等の制御を
行うことも可能である。信号ラインＡＤＴは、データダ
ンプモードにおいてはＡＦセンサー１７の１画素データ
の出力完了を示し、ＡＰコントローラ３０内のＡ／Ｄ変
換部３１にＡ／Ｄ変換開始を指示するＡＤＴ信号を供給
する。他のモードにおいては、ＡＦセンサー１７の各ア
イランドにおいて適正レベルまで電荷蓄積が行われた時
点でＡＦセンサー１７からＡＰコントローラ３０へ積分
の完了を示すための割込信号を出力する。

最後に、信号ラインＶｏｕｔはアナログ信号ラインであ
り、ＡＰセンサー１７における光電変換素子列１６ａ〜
１６ｃの出力をアナログ信号処理した後、ＡＰセンサー
１７からＡＦコントローラ３０内のＡ／Ｄ変換部３１に
供給する。このＶ　ｏ　ｕ　を信号は前述のＡＤＴ信号
に同期して１画素毎に出力され、Ａ／Ｄ変換された後、
ＡＦセンサー１７より得られた被写体像情報としてＡＰ
コントローラ３０に取り込まれるものである。

次に、第１０図を用いてＡＦセンサー１７の具体的構成
を説明する０図中、左側に光電変換素子列１６ａ〜１６
ｃを、右側にＡＦ’コントローラ３０とのＩ１０部分を
示す、まず、光電変換素子列１６８〜１６ｅは上述の第
４図のファインダー内表示に示されたように、Ｈ字形に
配置された３つのアイランドＩＳＩ〜ＩＳ３に分けられ
、原則的には、それぞれ別個に制御される。光電変換素
子列１６ａ〜１６ｅの詳細な構成については、第１１図
乃至第１３図に示される。このうち、ホトダイオードＰ
ＤやシフトレジスタＳＲ等の主要構成要素を含む部分に
ついて説明する。第１１図に示すように、ホトダイオー
ドアレイ部５０は、複数の画素用ホトダイオードＰＤと
、その間に配されたモニター用ホトダイオードＭＰＤと
を交互に有する形を成している。各画素用ホトダイオー
ドＰＤの長手方向の一端はバリアゲートを形成する第１
のＭＯＳトランジスタＴＲＩのソースに結合されている
。

このＭＯＳトランジスタＴＲＩのドレインは次段の蓄積
部ＳＴに結合され、ゲートはＢＧ信号（バリアゲート信
号）の供給ラインに結合されている。

蓄積部ＳＴはアルミニウム膜で遮光されており、光の照
射を受けないが、いわゆる暗時電荷を生じる。蓄積部Ｓ
Ｔの出力端は積分クリアゲートＩＣＧを形成する第２の
ＭＯＳ）ランジスタＴＲ２のソースと、シフトゲートＳ
Ｈを形成する第３のＭｏＳトランジスタＴＲ３のソース
に結合されている。第２のＭＯＳトランジスタＴＲ２の
ドレインは電源ラインＶｃｅに結合され、ゲートはＩＣ
Ｇ信号（積分クリアゲート信号）の供給ラインに結合さ
れている。一方、第３のＭＯＳ）ランジスタＴＲ３のド
レインはシフトレジスタＳＲを構成するセグメントに結
合され、ゲートはＳＨ倍信号シフトゲート信号）の供給
ラインに結合されている。

モニター用ホトダイオードＭＰＤは、図の上端部側で互
いに接続されており、したがってモニター出力は、これ
らの接続された複数のモニター用ホトダイオードＭＰＤ
の総合出力となる。このように複数個のモニター用ホト
ダイオードＭＰＤを結合することによって、広範囲の視
野を有する被写体輝度モニター用ホトダイオードを実現
できることになる。

前記ホトダイオードアレイ部５０の物理的構造の概略は
、第１１図におけるｃ−ｃ’線断面を示す第１２図のご
とく、シリコン基板５１に拡散法によって形成されたＰ
型領域５２と注入法によって形成されたＮ型領域５３と
、画素用ホトダイオードＰＤ及びモニター用ホトダイオ
ードＭＰＤを区切るために上部Ｎ型領域５３に施された
Ｐ＋（Ｐ型の高濃度不純物拡散領域）よりなるチャンネ
ルストッパ５４と、各ホトダイオードＰＤの暗時出力を
抑制するために表面に設けられて表面空乏層の抑制を行
うＮ十膜５５とから成っている。シリコン基板５１には
外部からプラス電位が与えられ、中間のＰ型領域５２に
はアース電位が与えられる。

なお、Ｎ型領域５３はリン注入により、またＰ型領域５
２はホウ素の拡散により形成される。

前述した第１１図における画素用ホトダイオードＰＤ、
モニター用ホトダイオードＭＰＤ、バリアゲート用Ｇ用
の第１のＭＯＳ）ランジスタＴＲ１、蓄積部ＳＴ、積分
クリりゲートＩＣＧ用の第２のＭｏＳトランジスタＴＲ
２、シフトゲート用Ｈ用の第３のＭＯＳ）ランジスタＴ
Ｒ３，及びシフトレジスタＳＲの縦続結合体が横方向に
多数配列されており、例えばシフトレジスタＳＲのセグ
メント数で数えれば１２８個存在する。

ただし、第１３図に示す配列の右端に見られるように、
画素用ホトダイオードＰＤ、モニター用ホトダイオード
ＭＰＤ、バリアゲート用のＭＯＳトランジスタＴＲ１、
蓄積部ＳＴ、積分クリアゲート用のＭＯＳ）ランジスタ
ＴＲ２及びシフトゲート用のＭＯＳトランジスタＴＲ３
のセグメント数は、右端側において、シフトレジスタＳ
Ｒに比べて５個少ない、逆に言えば、シフトレジスタＳ
Ｒのセグメント数だけが右端側で多く形成されているこ
とになる。これら５個のセグメントは、単に光電荷の転
送路として機能するに過ぎないものである。

第１３図において、画素用ホトダイオードＰＤ、モニタ
ー用ホトダイオードＭＰＤのうち、右端の５個、及び左
端の３個には斜線で示すようにアルミニウム膜による遮
光が施されている。これらの遮光されたホトダイオード
ＰＤは例えば画素用ホトダイオードＰＤの出力の暗時補
正に用いられる暗時電荷を発生する。ホトダイオードア
レイ部は、その一部分が基準部Ａ、他の一部分が参照部
Ｂとして割り当てられる９例えば、基準部Ａは４４個分
、参照部Ｂは５２個分の画素用ホトダイオードＰＤとモ
ニター用ホトダイオードＰＤの組み合わせ体を含む、た
だし、構造的には基準部Ａと参照部Ｂの区別はなく、後
述するＡＦコントローラ３０でのソフトウェア処理によ
り、それらを区別している。

前記基準部Ａと参照部Ｂとの間の不要と考えられる部分
については、シフトレジスタＳＲのみを残し、他の画素
用ホトダイオードＰＤ、モニター用ホトダイオードＭＰ
Ｄ、バリアゲート用のＭＯＳトランジスタＴＲ１、蓄積
部ＳＴ、積分クリアゲート用のＭＯＳ）ランジスタＴＲ
２及びシフトゲート用のＭＯＳトランジスタＴＲ３の一
部乃至全部が削除されている。この削除部分に対応する
シフトレジスタＳＲの各セグメントのピッチは、他の部
分のピッチよりも大きくなるように形成し、全画素出力
の転送に必要な転送りロック数を減少させて総電荷転送
時間を短縮できるようにしている。

モニター用ホトダイオードＭＰＤは基準部Ａ（並びに要
すれば参照部Ｂ）に位置するもののみが利用されるよう
に互いに接続されており、他の部分に存在するものは利
用されない、ただし、その不使用のモニター用ホトダイ
オードＭＰＤも、電源ラインＶｃｅに接続して安定化し
ておくことが望ましい、これは電気的に浮いていると、
他の画素用ホトダイオードＰＤからの誘導を受けたり、
他の画素用ホトダイオードＰＤへの誘導を起こしたりし
て、結局、他の画素用ホトダイオードＰＤに影響を与え
るからである。モニター用ホトダイオードＭＰＤの出力
は、ＭＯＳ）−ランジスタＱ、を介してコンデンサＣ２
に一旦与えられ、ここで保持されてソースフォロアＳ　
Ｆ　ｔよりなるバッファを介して自動利得制御出力信号
ＡＧＣＯ８として出力される０Ｍ０ＳトランジスタＱ２
はコンデンサＣ２の初期化用である。この自動利得制御
出力信号ＡＧＣＯ３の電源変動並びに温度依存成分除去
のため、前記コンデンサＣ２の初期化用のＭＯＳトラン
ジスタＱ２と同一構成のＭＯＳ）ランジスタＱ、によっ
て初期化されるコンデンサＣＩからのドリフト出力信号
ＤＯ８が同時に発生される。このコンデンサＣＩには、
モニター用ホトダイオードＭＰＤの総面積と路間−面積
のドリフト成分検出用のダイオードＭＤが、ＭＯＳ）ラ
ンジスタＱ。

を介して接続される。ダイオードＭＤはアルミニウム膜
で遮光されている。初期化用のＭＯＳ）ランジスタＱ　
ｌ、　Ｑ　ｚはＩＣＧ信号（積分クリアゲート信号）の
印加期間に同時にオンされる。

ここで、このＡＦセンサー１７の光電変換素子列１６ａ
〜１６ｃの電荷積分モードについて、第１４図乃至第１
６図を用いて説明する。第１４図は従来の一般的な１次
元の光電変換素子列のポテンシャル分布図である。１画
素分の光電変換素子はオーバーフローゲートＯＧを伴っ
たホトダイオードＰＤと、一定ポテンシャルにセットさ
れたバリアゲートＢＧ、蓄積部ＳＴを有している。まず
積分クリアゲート５ＴＩＣＧへの電圧印加により、蓄積
部ＳＴ及び光電変換用のホトダイオードＰＤは、第１４
図ｂ）に示すように、それ以前に蓄積された電荷をオー
バーフロードレインＯＤに排出する。このオーバーフロ
ードレインＯＤは、電源ラインＶｃｅと共通に設計され
ている。この不要電荷の排出によりホトダイオードＰＤ
、蓄積部ＳＴに残された電荷は無くなり、各画素は初期
化されたことになる１次に、この積分クリアゲート５Ｔ
ＩＣＧへの電圧を除去することにより積分クリアゲート
ＩＣＧのポテンシャルレベルは上昇し、蓄積部ＳＴから
オーバーフロードレインＯＤへの電荷の流出は停止され
、ホトダイオードＰＤへ入射した光強度に応じて発生す
る光電荷は、以後、第１４図（ｂ）に示すように、パリ
アゲ−）ＢＧを介して蓄積部ＳＴに流入し、ここで蓄え
られることになる。これが電荷Ｍ積動作（ＷＩ分動作）
である。

ここで、蓄積部ＳＴに蓄えられた電荷の各画素について
の平均値が後段の処理回路及び処理演算に適正なレベル
まで達するか、又はＡＰコントローラ３０からのデータ
要求があった場合には、積分完了動作を行う、この積分
完了動作は、第１４図（ｃ）に示すように、シフトゲー
トＳＨに電圧印加を行い、このゲートのポテンシャル準
位を下げることにより、光入射によりホトダイオードＰ
Ｄにて発生し、蓄積部ＳＴにそれまでに蓄積された電荷
を、対応するシフトレジスタＳＲへと注入するものであ
る。

ここで、蓄積部ＳＴを設けているのは、以下の理由によ
るところが大である。ＡＦセンサー１７においては、低
輝度域においても使用可能とするために、画素面積の大
きい高感度なホトダイオードＰＤが用いられ、その長さ
ＩＰＨが数１００μ麟に達するものが一般的である。一
方、蓄積部ＳＴの長さＩＳＴは飽和電圧等の要求条件よ
り５０μ−程度が一服的である。ここで、今、積分完了
動作で電荷をシフトレジスタＳＲに移送する必要時間に
ついて考えると、蓄積部ＳＴから電荷を移送する場合に
は約３〜５μＳｅｅを要する。これは電荷の移動速度に
依存する値であり、またその移動距離の２乗に正比例し
て増加することが知られている。

したがって、もしこの蓄積部ＳＴを設けずに、ホトダイ
オードＰＤにおいて電荷の蓄積を行った場合には、電荷
移送時間τＳＨは、ｆｐ＋＝　２００μ転１ｓ丁＝　５
０μ晴として、 τＳＨ＝　５　Ｘ　＜ｌｐＨ／　Ｉ！ＳＴ）　”　＝　
８０　ｔｔ　ｓｅｅとなり、積分開始直後に積分完了動
作を開始するべくシフトゲートＳＨに電圧印加を行った
場合でも８０μＳｅｅの問はその状態′を継続する必要
があり、最短積分時間の制限を受けることになる。この
結果、高輝度時のダイナミックレンジの低下を招く、こ
のような観点から、蓄積部ＳＴを設けて、積分終了時の
！荷移動長の短縮を図り、積分終了動作の応答性改善を
図っているものである。

上述の積分完了動作が終了し、シフトゲートＳＨに印加
された電圧が除去されると、前回の積分完了動作の終了
後から今回の積分完了動作の終了までの間に、ホトダイ
オードＰＤ及び蓄積部ＳＴで発生した電荷が対応するシ
フトレジスタＳＲに並列に移送されたこととなる。

以後、これらの像情報である電荷はシフトレジスタＳＲ
に供給される転送りロックφ１．φ２に同期して順次シ
フトレジスタＳＲ内を転送され、電荷量−電圧変換手段
となるコンデンサＣ１、ソースフォロアＳＦ、よりなる
バッファを介して、第１３図の出力信号ラインＯ８より
アナログ電圧として読み出されることになる。なお、Ｍ
ＯＳトランジスタＱ、はコンデンサＣ５の初期化用であ
る。

ところが、この積分動作においては、次のような問題が
生じる。

■まず、暗時出力の問題がある。これは光入射が無い状
態においても熱励起等により、それぞれの部位でそのポ
テンシャルレベルに応じた電荷が発生する。そこで、通
常、ホトダイオードＰＤのポテンシャルレベルが高く設
定され、電荷の流入条件から蓄積部ＳＴのポテンシャル
レベルを低く設定する必要が生じるため、極めて微小な
暗時出力にも拘わらず、この蓄積部ＳＴのみの暗時出力
はホトダイオードＰＤのそれと比較して数倍乃至数１０
倍となることが一最的である。このため、ノイズ成分と
なる暗時出力の大部分は実際に光電変換とは関係の無い
蓄積部ＳＴで発生することになり、一般のホトダイオー
ドＰＤと比較してＳＺＮ比の低下が生じる。

■また、前述のように光電変換の高感度化の要請に伴い
、より短時間の積分時間制御が必要となる。先に説明し
た通り、積分最短時間はシフトパルスＳＨのパルス幅に
制限を受けるのみならず、このシフトパルスＳＨの発生
がシフトレジスタＳＲに供給される転送りロックφ１．
φ２の位相関係にも制限を与える。

そこで、本実施例においては、これらの暗時出力の低減
とより高速な積分完了を実現するために、２つの積分モ
ードをそれぞれの使用条件により切り替えることで対応
している。

旦ｊコ」分」ヒニ上＝（高輝度積分モード）まず、高速
な積分完了の要求される高輝度被写体の像情報を入力す
る場合においては、前述の信号ラインＭＤ　１　、ＭＤ
　２のロジックの組み合わせによって、第１５図に示し
たＳＴ積分モードが選択される。第１５図（ａ）に示す
積分クリア動作及び積分動作については、先に第１４図
（ａ）に示し説明した通りの動作で実施される。ＳＴ積
分モードにおいては、積分完了動作のみが異なる０本実
施例の光電変換素子列１６ａ〜１６ｃにおいては、ホト
ダイオードＰＤと蓄積部ＳＴの間に配置されたパリアゲ
−）ＢＧのポテンシャルを制御可能なものに設計しであ
る。第１５図（ａ）に示す積分クリア動作中及び積分動
作中は、ホトダイオードＰＤと蓄積部ＳＴの間の電荷移
動を可能とするべく、バリアゲートＢＧに所定電圧印加
を行い、そのポテンシャルを低いレベルに設定しておく
、各画素の蓄積電荷の平均レベルが後段の処理回路に適
正なレベルに達したか、又はＡＰコントローラ３０から
のデータ要求が生じた場合には、その信号により、それ
まで印加されていたバリアゲートＢＧの電圧を除去する
ことで、第１５図（ｂ）に示すように、バリアゲートＢ
Ｇのポテンシャルを高いレベルに上昇させて、ホトダイ
オードＰＤと蓄積部ＳＴの間の電荷移動を停止し、以後
、ホトダイオードＰ’Ｄで光入射により発生する電荷の
蓄積部ＳＴへの流入を禁止することで、積分動作の完了
が実現される。その後、第１５図（ｂ）に示すように、
蓄積部ＳＴのポテンシャルを高いレベルに上昇させて、
ホトダイオードＰＤからの電荷を蓄積部ＳＴで保持して
いる間における蓄積部ＳＴでの暗時電荷の発生を抑制し
、像情報が蓄積部ＳＴで発生する暗時電荷により損なわ
れないようにしている。

この状態の後、ＡＦコントローラ３０からのデータ要求
信号ＳＨＭの発生に伴い、第１５図（ｅ）に示すように
、シフトゲートＳＨに電圧印加を行い、このゲートのポ
テンシャル準位を下げることにより、蓄積部ＳＴとシフ
トレジスタＳＲの間の電荷移送を行う。

このようにして、データ読出と積分完了動作を別個に行
い、バリアゲートＢＧのポテンシャルを低いレベルから
高いレベルに変化させるだけで積分完了動作を実現する
ことにより、積分完了動作の極めて高い応答性を実現し
ている。

ＰＪ口ｉ分」ヒ二上−（低輝度積分モード）次に、暗時
出力の低減が要求される低輝度被写体に対するホトダイ
オードＰＤの積分モードについて、第１６図を用いて説
明する。このホトダイオードＰＤの積分モードは、低暗
時出力のホトダイオードＰＤで電荷蓄積（積分）を行い
、この積分中に蓄積部ＳＴで発生した不要な暗時出力を
積分クリアゲート５ＴＩＣＧを介して排出した後、十分
な時間をかけて、ホトダイオードＰＤがら蓄積部ＳＴへ
、ホトダイオードＰＤのみの発生電荷を移送した後、シ
フトレジスタＳＲへ移送し、順次読み出すモードである
。このモードでは、前述の電荷移動速度の制限を受ける
ので、積分完了動作に約１００μｓｅｃの時間は必要と
なるが、極めて低い暗時出力で像情報の読み出しが可能
となる。

積分クリア動作は、第１４図（ａ）に示したのと全く同
様に行われる０次に、積分開始時であるが、第１６図（
ａ）に示すように、前述の第１４図に示す積分モードや
第１５図に示すＳＴ積分モードとは異なり、ホトダイオ
ードＰＤと蓄積部ＳＴの間にあるバリアゲートＢＧのポ
テンシャルを十分に高レベルに設定し、蓄積部ＳＴでは
なくホトダイオードＰＤで電荷蓄積を行う、このホトダ
イオードＰＤで蓄積された電荷が適正なレベルに達する
か、又はＡＦコントローラ３０がらのデータ要求信号Ｓ
ＨＭにより積分完了動作を行うときには、まず蓄積部Ｓ
Ｔで発生し蓄積部ＳＴに蓄積された不要な暗時出力電荷
の排出を行う、これはバリアゲートＢＧのポテンシャル
を“Ｈｉｇｈ”レベルに維持したままで、第１６図（ｂ
）に示すように、積分クリアゲート５ＴＩＣＧのポテン
シャルを操作することで、蓄積部ＳＴに残された不要電
荷の排出を行うものである。こうして蓄積部ＳＴの不要
電荷を排出した後、第１６図（ｃ）に示すように、積分
クリアゲート５ＴＩＣＧのポテンシャルを元の高いレベ
ルに戻し、その後、バリアゲートＢＧのポテンシャルを
低いレベルとし、ホトダイオードＰＤと蓄積部８７間の
電荷移送を行う（第１６図（ｃ）参照）、この電荷移送
は、前述のように、約１００μ５ｉｅｅ程度の時間を必
要とし、ＡＦセンサー１７内で計時し操作する。こうし
てホトダイオードＰＤで積分された電荷の移送を完了し
た後に、バリアゲートＢＧのポテンシャルを再び高いレ
ベルに戻すことで、積分完了動作を終了する。

また、この積分完了動作の終了後に、第１６図（ｄ）に
示すように、蓄積部ＳＴのポテンシャルを高レベルとし
、暗時電荷の発生を抑制していることは前述のＳＴ積分
モードの終了後と同様である。

この状態で待機した後、ＡＰコントローラ３０からのデ
ータ要求信号ＳＨＭによりシフトゲートＳＨが操作され
て蓄積部ＳＴからシフトレジスタＳＲへ並列に電荷が移
送され、以後、順次、像情報として読み出される動作に
ついても前述の通りである。

以上で第１０図のブロック図に示した光電変換素子列１
６ａ〜１６ｅの各単体についての説明を終わり、次にこ
れらの光電変換素子列１６ａ〜１６ｃが本実施例におい
て、どのように制御されているかについて説明する。第
１０図に示すように、３つの各光電変換素子列１６ａ〜
１６ｃにおけるモニター用ホトダイオードＭＰＤＩ〜Ｍ
ＰＤ３の各出力入ＧＣＯ８Ｉ〜ＡＧＣＯ８３に対してそ
れぞれＣＯＤ積分時間制御部１７１〜１７３を設けられ
、各アイランドＩＳＩ〜ＩＳ３のバリアゲートＢＧ１〜
ＢＧ３、蓄積部ＳＴ１〜ＳＴ３、積分クリアゲートＳＴ
　Ｉ　ＣＧ　１〜５ＴｒＣＧ３が制御される。

また、ＣＣＤクロック発生部１７４が全アイランドに対
して１つ存在し、全アイランドのシフトレジスタＳＲの
共通の転送りロックφ１．φ２及び各アイランドのシフ
トゲートＳＨＩ〜ＳＨ３の制御を行うものである。

以下、高輝度被写体に対するＳＴ積分モードについて、
第１７図（ａ）のタイムチャートを用いて説明する。ま
ず、ＡＦコントローラ３０は、高輝度積分モードにセッ
トするために、信号ラインＭＤ１をＬ　ｏｗ”レベル、
信号ラインＭＤ２を“Ｈｉｇｈ”レベルとする０次に、
ＡＦセンサー１７に積分を開始させるべく、ＩＣＧ信号
（積分クリアゲート信号）の供給を行う、このＩＣＧ信
号は、第１０図の■／○制御部１７５を介して、各ＣＣ
Ｄ１ｉ１１分時間制御部１７１〜１７３に供給される。

各ＣＯＤ積分時間制御部１７１〜１７３から各光電変換
素子列１６ａ〜１６ｃに前述の電荷排出に十分な時間（
約１００　μｓｅｃ＞、５ＴＩＣＧ信号（ＳＴＩ分クワ
クリアゲート信号して供給される。この間、各アイラン
ドの光電変換素子列１６ａ〜１６ｃのバリアゲートＢＧ
Ｉ〜ＢＧ３にも“Ｈｉｇｈ”レベルの電圧が供給され、
ホトダイオードＰＤで発生した電荷はバリアゲートＢＧ
、蓄積部ＳＴ、積分クリアゲート５ＴＩＣＧを介してオ
ーバーフロートレインＯＤに全て排出される。この時間
（約１００μｓｅｃ　）の計時後に、５ＴＩＣＧ信号の
みが“Ｌｏｗ″レベルとなり、５Ｔｆ１分クリアゲート
５ＴＩＣＧのポテンシャルは高レベルとなり、ホトダイ
オードＰＤで発生した電荷は蓄積部ＳＴで蓄積開始され
ることになる。一方、この５ＴＩＣＧ信号により、モニ
ター用ホトダイオードＭＰＤ１〜ＭＰＤ３の各出力ＡＧ
ＣＯ９１〜ＡＧＣＯ３３も積分開始される。この詳細に
ついて、以下、説明する。

第１８図は、モニター用ホトダイオードＭＰＤ１〜ＭＰ
Ｄ３の各出力ＡＧＣＯ３Ｉ〜ＡＧＣＯ３３を積分し、電
圧フラグ信号■ＦＬｃ１〜ＶＦＬＣＩを得るためのＡＧ
Ｃ信号処理回路６０の詳細を示しており、第１９図はそ
のタイムチャートである。このＡＧＣ信号処理回路６０
は、各ＣＯＤ積分時間制御部１７１〜１７３に設けられ
ている。ＩＣＧ信号が入力されると、まず、ドリフト出
力信号ＤｏＳを得るためのコンデンサＣ１の初期化信号
ＤＯＳＲ８と、自動利得制御出力信号ＡＧＣＯ３を得る
ためのコンデンサＣ２の初期化信号ＡＧＣＲ８とに、’
Ｈｉｇｈ”レベルの信号を供給し、コンデンサＣＩ及び
Ｃ２の電圧ΔＶＤＯ８及びΔＶＡＣＣの初期化が行われ
る。同時に、動作点設定パルスφＦで反転増幅部６４の
動作点設定を行い、初期化パルスφＳで基準出力保持部
６５の容Ｊｉｃａの初期化が、また、初期化パルスφＦ
ＬＣＲ５で比較回路部６６の容Ｎ　ｅ　ｔの初期化が行
われる。コンデンサＣ１及びＣ２の電圧Δ■Ｄｏｓ及び
ΔＶＡＧｃはソースフォロアを組み合わせて成る差動増
幅部６１において差動増幅され、ドリフト出力信号を差
し引いた自動利得制御電圧ＶＡＣＣ＝　０．８　Ｘ　（
ΔＶ　ＡＣＣ−ΔＶｏｏｓ）＋■。が得られる。ここで
、ｖｏはオフセット値である。差動増幅部６１から得ら
れる自動利得制御電圧ＶＡＧＣと、基準電圧発生部６２
から得られる基準電圧Ｖｒとは、同じ容量のコンデンサ
Ｃ４、Ｃｓを含む電圧合成回路部６３にて合成される。

この電圧合成回路部６３の出力電圧Ｖｘには、０．８　
Ｘ　＋（ΔＶＡＣＣ−ΔＶ　ｏｏｓ）　　Ｖ　ｒ）／　
２の変動成分が得られる。自動利得制御出力信号をＡＧ
ＣＯ３とすると、ΔｖＡｃｃ＝ΔＶ　００ｓ＋　Ｖ　＋
−ＡＧＣＯ３となる。ここで、■、はオフセット値であ
る。これより、ＶＡｃｃ＝０．８Ｘ（−ＡＧＣＯ９）＋
Ｖ、どなる。ココテ、Ｖｚ（＝Ｖｏ＋０．８Ｘ’ｖ’＋
）もオフセット値である。また、電圧合成回路部６３の
出力電圧ＶＸには、 （０，８ｘ（−ＡＧＣＯ３）　　Ｖｒ）／２の変動成分
が得られる。初期状態では基準電圧切換パルスφａが″
Ｈｉｇｈ″レベル、φｂ〜φｅが“Ｌ　ｏｗ”レベルで
あるので、基準電圧Ｖｒには最小基準電圧Ｖａ（−０，
３７５Ｖ）が供給されている。このときの電圧合成回路
部６２の出力電圧Ｖｘを反転増幅部６４にて反転増幅し
た電圧Ｖｙ＝（１０）ＸＶｘが電圧フラグ信号ＶＦＬＣ
反転のスレシュホールドレベルとなり、この電圧ｖＹは
初期化パルスφＳの立ち下がりのタイミングで基準出力
保持部６５の容量Ｃ６に保持され、レベルｖｙｓとして
供給され続ける０次に、初期化パルスφＦが立ち下がり
、電圧合成回路部６３の容量Ｃ＝　、　Ｃｓにはこのと
きの電薄がトータルで保持される。その後は、電圧合成
回路部６３の各入力電圧ＶＡ（２Ｃ及びＶ「における各
電圧変動分の半分のレベル変動が出力電圧Ｖｘのレベル
変動となる０次に、ＡＦコントローラ３０は、基準電圧
Ｖａ（＝０．３７５）を得るためのパルスφａと、初期
化パルスＤＯ３Ｒ９を“Ｌｏ−”レベルとした後、基準
電圧Ｖｅ（−３，３７５Ｖ）を得るためのパルスφｅを
“Ｈｉｇｈ”レベルとし、電圧ＶＡｃｅの変動が（Ｖｅ
−Ｖａ）だけ生じたか否かのモニターを開始するために
、初期化パルスφＦＩＪＣＲ５を“Ｌｏ−”レベルとし
、初期化パルスＡＧＣＲＳを“Ｌｏｗ”レベルとしてモ
ニター出力の積分を開始する。モニター用ホトダイオー
ドＭＰＤに入射した光は充電変換され１発生電子は容量
Ｃ２に充電された電圧ΔＶ　ＡＣＣを初期値Ｖｅｃから
徐々に低下させる。そして、電圧合成回路部６３の出力
電圧Ｖｘにおける初期値よりの変動は、 （−Ｖａ＋０．８ＸＡＧＣＯ８＋Ｖｅｌ／２となり、こ
の式の値がＯとなったときに反転増幅部６４の出力電圧
ｖＹは初期値ＶＹＭと同電位となり、さらにＶ　ｙ）　
Ｖ　ｇＢ　＃Ｑ　、　８　Ｘ　Ｖ　ＹＭになると、比較
回路部６６の容量Ｃ２に蓄えられた！荷はＭＯＳトラン
ジスタＱ、を介してリークし、電圧フラグ信号ｖｐｔ、
ｃが反転し、積分の適正レベルを示す信号として出力さ
れる。

このような回路により、ＡＧＣ信号処理回路６０が構成
されているが、本実施例のＡＦセンサー１７においては
、各アイランドにおける画素用ホトダイオードＰＤの面
積を共通化して、各ＣＣＤ画素の感度を共通化すると共
に、各アイランドにおけるモニター用ホトダイオードＭ
ＰＤの総面積をも共通化することにより、各アイランド
における画素用ホトダイオードＰＤとモニター用ホトダ
イオードＭＰＤとの感度比を共通化し、これによって、
第１８図に示すＡＧＣ信号処理回路６０における基準電
圧発生部６２を各アイランドについて共通化し、分圧抵
抗群Ｒにおける消費電力の省電力化、並びにＡＦセンサ
ー１７のチップ面積の低減を可能としている。

また、このＡＧＣ信号処理回路６０は、各アイランドに
おけるＣＣＤ画素列の積分時間制御を行うのみならず、
積分が不十分な状態でシステムの最大許容積分時間を計
時したときにも、各アイランドからのモニター信号に応
じてそれぞれ適正なゲインを与える。このゲインの決定
もこのＡＧＣ信号処理回路６０の役割である。

ＡＦコントローラ３０からデータ読出開始のためのＳＨ
Ｍ信号が供給されると、ＣＣＤｆｉ１分時間制御部１７
１〜１７３は積分動作の強制的な完了動作を開始し、バ
リアゲートＢＧＩ〜ＢＧ３、蓄積部ＳＴＩ〜ＳＴ３．５
Ｔｉ１分クリアゲー）ＳＴＩＣＧＩ〜５ＴＩＣＧ３の操
作を開始する。ＳＴ積分モード時においては、バリアゲ
ートＢＧＩ〜ＢＧ３の操作のみで瞬時に、また、ＰＤ積
分モード時においては、ＳＨＭ信号の印加後、５Ｔｆ１
分クリアゲート５ＴＩＣＧＩ〜５ＴＩＣＧ３、バリアゲ
ートＢＧＩ〜ＢＧ３の操作により約１００μＳｅｅが経
過した後、各々、積分完了動作を終了する。引き続き、
まず第２アイランドの蓄積部ＳＴからシフトレジスタＳ
Ｒに電荷移送を行うためにシフトパルスＳＨ２が発生さ
れる。この時点で各アイランドのゲインをメモリーする
必要がある。

そこで、このシフトパルスＳＨ２の発生に引き続き、各
アイランドのモニター用基準電圧Ｖｒを基準電圧切換用
のパルスφｅ、φｄ、φＣ５φｂを用いて順次切り換え
て、電圧フラグ信号■ＦＬｃの反転をチエツクし、どの
時点で電圧フラグ信号ＶＦＬ（２の反転が生じたかに応
じて各アイランドの光電変換信号読出時のゲインを決定
し、メモリーする。

Ｖｒ＝　Ｖｅ（３，３７５Ｖ）で電圧フラグ信号ＶＦＬ
Ｃの反転が既に生じティたり、Ｖｒ＝　Ｖｄ（１，８７
５Ｖ）に切り換えた時点で電圧フラグ信号ｖ　ＦＬｃの
反転が生じた場合には、×１のゲインがメモリーされ、
Ｖｒ＝ＶｄからＶｒ＝　Ｖｃ（１、１２５Ｖ）に切り換
えた時点で電圧フラグ信号Ｖ　ＦＬＧの反転が生じた場
合には×２のゲインがメモリーされ、Ｖ　ｒ　−Ｖ　ｃ
からＶｒ　＝　Ｖｂ（０，７５Ｖ）に切り換えた時点で
電圧フラグ信号ＶＦＬＣの反転が生じた場合には、×４
のゲインがメモリーされ、Ｖｒ＝Ｖｂに切り換えた時点
でも、電圧フラグ信号ＶＦＬＣの反転が生じない場合に
は、×８のゲインがメモリーされる。こうして、第１、
第２、第３の各アイランドのＡＧＣ信号処理回路６０で
同時にゲインが決定され、メモリーされた後、各アイラ
ンドの画素データの読出時に、このメモリーされたゲイ
ンがそれぞれ第２０図に示されなＡＧＣアンプ７４に供
給され、それぞれのアイランドの出力に対し、最も適正
なゲインが供給される。また、これらの各アイランドの
ゲイン情報は、ＩＣＧ、ＳＨＭ信号ラインよりＡＦコン
トローラ３０へのデータダンプの開始直後にＡＤＴ信号
と同期してデジタルデータとして出力される。

以上のようなＡＧＣ信号処理回路６０は、各ＣＣＤ積分
時間制御部１７１〜・１７３にそれぞれ設けられており
、各モニター出力ＡＧＣＯ８Ｉ〜ＡＧＣＯ３３は、適正
レベルに達したか否かをＡＧＣ信号処理回路６０により
常時モニタリングされ、所定のレベル変動が生じ、適正
レベルに達したことがＣＣＤｆ１分時間制御部１７１〜
１７３のいずれかで検出されると、その度に、そのアイ
ランド■Ｓ１〜ＩＳ３の電圧フラグ信号Ｖ　ＦＬＣＩ　
〜Ｖ　ＦＬＧ３が反転する。第１７図の動作例では、ま
ず第２アイランドで電圧フラグ信号ＶＦＬ（ｚの反転が
生じている。この時点でＣＣＤＩＣＤ間制御部１７２は
、積分クリア動作から“Ｈｉｇｈ”レベルの信号を出力
していたバリアゲート信号ＢＧ２を“Ｌｏｗ”レベルに
反転させ、ホトダイオードＰＤと蓄積部ＳＴの間の電荷
流入を遮断し、積分完了動作を行うと共に、積分クリア
時点から“Ｈｉｇｈ”レベルを保っていたＡＤＴ信号に
“Ｌｏｗ”レベルのパルス信号を供給することで、１つ
のアイランドの積分完了をＡＦコントローラ３０に知ら
せる。ＡＰコントローラ３０は、このＡＤＴ信号の立ち
下がりを割込信号として入力し、ＡＤＴ割込処理（第２
５図で後述）を行うことで、１つのアイランドの積分完
了を認識することができるものである。

他のアイランド、つまり第１７図（ａ）の場合には、第
１及び第３アイランドについては、第２アイランドの動
作とは無関係に、バリアゲート信号ＢＧＩ、ＢＧ３は“
Ｈｉｇｈ”レベルの状態を保ち、積分の継続を行う（こ
の動作は５Ｔｆ１分モードの場合に限るものであり、後
述のＰＤ積分モードでは、全アイランドの積分を同時に
停止する。）、第１７図（ａ）の動作例では、第２アイ
ランドの次に第１アイランドの電圧フラグ信号ＶＦＬＣ
＋の反転が生じている。この場合も、先の第２アイラン
ドの場合と同様に、ＡＤＴ信号に°’Ｌｏｗ”レベルの
パルスを出力し、バリアゲート信号ＢＧ１を反転させ、
ホトダイオードＰＤと蓄積部ＳＴの間を遮断し、積分完
了動作を行う、ＡＦコントローラ３０は、このＡＤＴ信
号の立ち下がりで２つ目のアイランドの積分完了を認識
する。ｆ＆後に第３アイランドの電圧フラグ信号■ＦＬ
Ｃ３が最大許容積分時間（８７１１分モードでは２０　
ｓ＋５ｅｃ）の経過前に反転した場合には、ＡＤＴ信号
を“Ｌ　ｏｓ”レベルに保持し、バリアゲート信号ＢＧ
３を“Ｌｏ−”レベルとし、ホトダイオードＰＤと蓄積
部ＳＴの間を遮断し、積分完了を行う、ＡＰコントロー
ラ３０は、第１及び第２の積分完了を示すパルス幅より
も若干長い周期でこのＡＤＴ信号を繰り返しセンスする
ことで、“Ｌｏｗ”レベルの信号が続けて出力されてい
ることを検出し、全アイランドの積分が完了したことを
認識し得るものである。

この時点で全アイランドの光電変換素子列１６ｍ〜１６
ｃの蓄積部には後段のアナログ信号処理部１７６に適し
たレベルの電荷量が用意され、保持された状態となる。

次に、ＡＦコントローラ３０はデータ要求信萼となるＳ
ＨＭ信号をＡＦセンサー１７に供給する。

このＳＨＭ信号は、第１０図のＩ１０制御部１７５を介
し、各ＣＣＤＩＣＤ間制御部１７１〜１７３及びＣＣＤ
クロック発生部１７４に供給される。

第１７図のタイムチャートに示すように、全アイランド
でＳＨＭ信号の供給以前にＣＣＤｆ１分時間制御部１７
１〜１７３により積分動作が自動的に完了している場合
には、ＣＯＤ積分時間制御部１７１〜１７３はこのＳＨ
Ｍ信号に対して動作しない、一方、ＣＯＤクロック発生
部１７４は、このＳＨＭ信号により内部カウンタを初期
化し、この時点から入力パルスＣＰのカウントを開始す
ると共に、転送りロックφ１を“Ｈｉｇｈ”レベルに、
転送りロックφ２を“Ｌｏｗ”レベルにセットし、まず
シフトゲートパルスＳＨ２を供給する。このシフトゲー
トパルスＳＨ２の印加により第２アイランドの各蓄積部
ＳＴ２に保持された電荷が第２アイランドのシフトレジ
スタＳＲ２へ移送される。シフトゲートパルスＳＨ２の
印加完了後、転送りロッ°りφ０．φ２が再開され、こ
の転送りロックφ３．φ２に同期して順次ＣＣＤのシフ
トレジスタＳＲ２は、第２アイランドの光電変換部で発
生された光電荷を出力信号Ｏ３２として転送する。ＣＣ
Ｄクロック発生部１７４は、このＣＣＤの転送りロック
数をカウントし、アナログ信号処理部１７６に送る。

さらに、第１３図に示した７〜９番画素であるＣＣＤ暗
時出力画素からのアナログ信号出力時に、この暗時出力
レベルをＡ／Ｄ変換基準電圧Ｖ　ｒｅｆにクランプさせ
るべく、アナログ信号処理部１７６にレベルクランプ用
の制御信号を供給する。

このアナログ信号処理部１７６の詳細を第２０図に、そ
の動作タイミングを第２１図に示す、アナログ信号処理
部１７６は、各光電変換素子列１６ａ〜１６ｃの出力信
号Ｏ８１〜Ｏ８３を受は入れるバッファ７１〜７３を備
え、各バッファ７１〜７３の出力のうち、いずれか１つ
が出力タイミングに応じてアナログスイッチＡＳＩ〜Ａ
Ｓ３にて選択されて、ＡＧＣアンプ７４に入力される。

ＡＧＣアンプ７４の出力はサンプルホールド回路７５に
てサンプルホールドされ、レベルクランプ回路７６にて
基準電圧Ｖ　ｒｅｆに基準レベルをクランプされ、出力
信号■。Ｓとして出力される。レベルクランプ回路７６
は、ＣＣＤクロック発生部１７４からレベルクランプ用
の制御信号ＣＥ１．ＣＥ２、ＡＲ３３、ＡＲ３４，ＣＬ
ｌ、Ｃｌ３を供給される。

また、ＣＣＤクロック発生部１７４はＡＤＴ信号をＩ１
０制御部１７５を介して出力する。このＡＤＴ信号はＣ
ＣＤデータの一画素、一画素の切替わりを示す信号とし
て出力され、Ａ／Ｄ変換部３１はこのＡＤＴ信号の立ち
下がりでＡ／Ｄ変換を開始する。これらのＣＣＤ転送り
ロックφ９．φ２及びこれに同期した各信号の動作を示
すタイムチャートを第２２図に示す、なお、このＡＤＴ
信号は、第１７図（ａ）に示すように、各アイランドの
積分完了時点を示す立ち下がりパルスの出力時と、ＩＣ
Ｇ及びＳＨＭ信号ラインを用いたデジタルデータ出力時
と、有効画素出力時にのみＣＣＤ転送りロックに同期し
た信号として出力され、無効画素出力時にはＣＣＤクロ
ック発生部１７４内でのカウンタの値によりマスキング
され、出力されない。

このため、ＡＦコントローラ３０の側では、有効画素か
無効画素かの判別を行うことなくＡ／Ｄ変換データの取
り込みが可能となる。

こうして、第２アイランドで光電変換された画像信号が
出力信号Ｖｏｓとして基準部、参照部の順で出力される
。この画像信号は、第２アイランドの積分時間中に発生
した暗時出力レベルを基準電圧Ｖｒｅｆにクランプされ
た出力となる０次に第１アイランドで光電変換された画
像信号を読み出す必要がある。そこで、第２２図に示す
ように、第２アイランドにおける参照部出力の第４８番
目の画素データの出力時のクロックφ、が“Ｈｉｇｈ”
レベルの位相でＳＨＩ信号を発生する。このタイミング
もＣＯＤクロック発生部１７４内のカウンタの値により
導き出される。この時点でＳＨＩ信号を発生するのは、
ＣＣＤ出力の先頭に、第１３Ｉ２１に示すように画素を
持たない空送り画素が存在するためで、この空送り画素
の出力時間を短縮するためである。このＳＨＩ信号の発
生後、第２アイランドにおける参照部の５２番目の画素
データの出力が完了すると、ＣＣＤクロック発生部１７
４はアナログ信号処理部１７６におけるアナログスイッ
チＡＳ２の開閉制御用のＡＳ２信号を“Ｈｉｇｈ“レベ
ルから″Ｌ、ｏ＊″レベルに、ＡＳＩ信号を“Ｌｏｌｌ
″レベルから”Ｈｉｇｈ”レベルに切り替え、第１アイ
ラ？ドのデータをアナログ信号処理部１７６へ供給する
。この後は第２アイランドのデータ出力時と同様に、暗
時出力のサンプルホールドを行った後、アナログ信号Ｖ
ｏｕｔより第１アイランドの積分時間中に発生した暗時
出力レベルをＡ／Ｄ変換基準電圧Ｖｒｅｆにクランプさ
れた出力として基準部、参照部の順で出力される０次に
第２アイランドから第１アイランドへの出力切換時と全
く同様の処理を行うことで、第１アイランドから第３ア
イランドへの出力切換を行い、第３アイランドのデータ
出力を行う０以上で、データの出力を完了し、次の積分
へと移行する。

この第２０図に示したアナログ信号処理部１７６におい
て、積分時間中及び暗時出力レベルのクランプ動作中に
おいては、出力信号Ｖｏｓが不定となるため、外部に供
給する信号としては適さない。

このため、これらの位相時には、Ａ／Ｄ変換基準電圧Ｖ
ｒ＠ｆを温度係数の異なる抵抗で分圧した温度データＶ
　ＴＥＭＰを出力信号ＶｏｕｔとするようにＣＣＤクロ
ック発生部１７４は制御している。温度データＶ　ＴＥ
ＭＰは、第１０図に示す温度検出部１７７からアナログ
信号処理部１７６に供給されている。

次に、低輝度被写体に対するＰＤＩ分モードでは、低輝
度で長い積分時間を有するため、システム全体のスピー
ドを優先し、第１７図（ｂ）のように、最大積分時間（
１００ｍ５ｅｃ）の経過後、又は１回目のＡＤＴ信号が
ＡＰセンサー１７からＡＦコントローラ３０へ入力され
た時点で、ＡＦコントローラ３０からＡＦセンサー１７
にＳＨＭ信号が供給され、全アイランドＩＳＩ〜Ｔｓ３
における積分動作が同時に完了する。この点を除いては
２上述の３７１分モードと大略同じ動作がなされるので
、重複する説明は省略し、以上で５ＴＷｔ分モード及び
ＰＤ［分モードの各動作説明を終える。

ところで、上述のＡＧＣ信号処理回路６０における各ア
イランドの電圧フラグ信号ＶＦＩＪＣ＋〜”ＦＬＣ）は
、ＡＤＴ信号の立ち下がりとして出力され、ＡＦコント
ローラ３０に積分完了のタイミングを認識させる。しか
し、ＡＦコントローラ３０はＡＤＴ信号によりいずれか
のアイランドで積分完了動作がなされたことを認識し得
るに過ぎず、その積分完了動作のなされたアイランドが
どのアイランドであるかについては、ＡＤＴ信号のみか
ら認識することはできない、そこで、後のデータダンプ
時のデジタルデータを用いて、各アイランドの積−分完
了の順番をＡＰコントローラ３０に認識させる。これに
よって、ＡＰコントローラ３０は、各アイランドでの積
分完了のタイミングと、積分完了の順番とを知ることが
でき、これらの情報に基づいて、積分時間中及び焦点検
出演算中のレンズ移動量の補正を行うことができる。つ
まり、自動焦点調節のためのレンズ移動時においては、
ＡＦセンサー１７による積分時点と、ＡＰセンサー１７
の有効画素出力に基づく焦点検出演算の結果、さらなる
レンズ駆動量が算出された時点との間には時間差があり
、この間のレンズ移動量の補正を行う必要がある。積分
完了時点が各アイランド毎に異なるＳＴ積分モードでは
、レンズ移動量の補正量は各アイランド毎に異なる。

以下、第２３図のタイムチャートを用いてレンズ駆動中
の焦点検出動作について説明する。今、レンズが等速で
駆動されている状態においては、ＡＰセンサー１７上に
投影される像も、そのレンズ駆動に従って随時遷移した
像が投影され、その像間隔も遷移した像間隔が算出され
るが、その像間隔は被写体輝度に変化が無い限り、その
ＡＰセンサー１７の積分区間の中点で得られる像間隔と
一致する。今、時刻Ｌ０から積分を開始され、時刻ｔ１
で第１アイランド、時刻Ｌ２で第３アイランド、時刻ｔ
、で第２アイランドの積分がそれぞれ完了したとすると
、時刻ｔ４で算出される焦点検出演算の結果は、各アイ
ランドで異なる時点での像間隔を元にしたデフォーカス
量ｄｆ、〜ｄｆ、として算出される。つまり、第１アイ
ランドでは時刻１１＝（ｔ。

＋ｔ＋＞／２、第２アイランドでは時刻１２＝（ｔ、＋
Ｅコ）／２、第３アイランドでは時刻１３　＝　（ｔｏ
　＋　Ｌ２）／２の時点での像間隔を元に、各アイラン
ド毎にそのデフォーカス量ｄ「１〜ｄらが算出される。

この値ｄｆ、〜ｄｆ、に基づいて駆動パルス数に換算す
ると、それぞれＮ１〜Ｎ３が算出される。ところが、こ
こで算出された駆動パルス数Ｎ１〜Ｎ３はそれぞれ前述
の各アイランド別の精分中心（積分区間の中点の時刻■
１〜Ｉ３）での必要駆動パルス数であるため、これをま
ず焦点検出演算完了時点ｔ４での残り駆動パルス数Ｒ１
〜Ｒ３に換算する必要がある。そこで、時刻ｔｏ、Ｌ、
ｔｚ山のそれぞれにおけるレンズ駆動量を示すパルスカ
ウント値をカウンタレジスタＣＴ（１）〜ＣＴ（４）に
メモリーしておく必要がある。各点でのレンズ駆動量を
示すパルスカウント値をＰ　（ｔ、）、Ｐ　（ｔｌ）、
Ｐ　（ｔｚ）、Ｐ　（ｔ、）、現状でのレンズ駆動量を
示すパルスカウント値をＰ　（ｔ４）とすると、各アイ
ランドＩＳＩ〜ＩＳ３での残り駆動パルス数Ｒ１〜Ｒ３
は、各積分中心■１〜Ｉ３から焦点検出演算完了時点ｔ
、までにそれぞれ駆動されたパルスカウント値を、焦点
検出演算により算出された駆動パルス数Ｎ１〜Ｎ３から
差し引いた値となり、それぞれ次式のようになる。

Ｒ１＝Ｎ　１　＋Ｐ（ｔ４）−ＩＰ（ｔＯ）＋Ｐ（ｔｌ
）ｌ／２Ｆｔ　２　＝　Ｎ　２　＋　Ｐ　（Ｌ４）−ｔ
Ｐ　（ｔｏ）　＋　Ｐ　（ｔｓ）ｌ／　２Ｒ３＝　Ｎ　
３　＋　Ｐ　（ｔ、）−（Ｐ　（ｔ、）＋　Ｐ　（ｔ、
）ｌ／　２こうして初めて同一ポイントから見た各アイ
ランドＩＳＩ〜ＩＳ３のデフォーカス量（この時点では
パルスカウント数Ｒ１〜Ｒ３に換算されている）が算出
され、各アイランドＩＳＩ〜ＩＳ３のうち、どのアイラ
ンドのデフォーカス量に従いレンズ駆動を行うか、この
時点で判別される。

第２３図のタイムチャートでは先に説明を加えたように
、ＡＦセンサー１７とＡＰコントローラ３０の間を伝送
されるＩＣＧ信号、ＳＨＭ信号と、ＡＦセンサー１７中
の電圧フラグ信号ＶＦＬＣ，〜Ｖ　ＦＬＣ３の変化を示
している。

ここで、各アイランドの積分完了信号はタイミングとし
ては、ＡＤＴ信号の立ち下がり時点として、ＡＦコント
ローラ３０に認識され、さらにＡＤＴ信号の３回の“Ｌ
ｏｗ”レベルへの変化を検出し、その後、ＡＤＴ信号が
“Ｌｏ−”レベルの状態で保持されていることを検出し
て、全アイランドの積分完了をＡＦコントローラ３０は
認識する。この時点で電圧フラグ信号ｖＦＬｃｌ〜ＶＦ
ＬＣ３の全ては反転し、Ｉ　１０＠御部１７５に設けら
れた６つのＤフリップフロップＦＦ１２．ＦＦ１３．Ｆ
Ｆ２１．ＦＦ２３．ＦＦ３１　、ＦＦ３２に積分完了の
順がメモリーされる。第２３図に示す動作例では、時刻
ｔ１にて電圧フラグ信号ＶＦＬＧ＋が“Ｈｉｇｈ”レベ
ルから“Ｌｏ−”レベルに反転し、このとき、Ｄフリッ
プフロップＦＦ２１、ＦＦ３１のクロック入力ＣＫが“
Ｌ　ｏｗ”レベルから”Ｈｉｇｈ″レベルに立ち上がっ
て、そのデータ人力りに印加された電圧フラグ信号Ｖ礼
。２１　Ｖ　ＦＬＱ３の“Ｈｉｇｈ”レベルの信号が各
出力Ｑにラッチされる。これによって、Ｄフリップフロ
ップＦＦ２１、ＦＦ３１は第１アイランドの積分完了時
点が第２、第３アイランドの積分完了時点よりも早いこ
とをメモリーする０次に、時刻りにて電圧フラグ信号Ｖ
ＦＬＣ）が’Ｈｉｇｈ”レベルから“ＬＯ−”レベルに
反転し、このとき、ＤフリップフロップＦＦ１３、ＦＦ
２３のクロック入力ＣＫが“Ｌ　ｏｗ”レベルから“Ｈ
ｉｇｈ”レベルに立ち上がって、そのデータ人力りに印
加された電圧フラグ信号■ＦＬＣ＋の“Ｌｏｗ”レベル
の信号と、電圧フラグ信号ＶＦＬＣ２の“Ｈｉｇｈ”レ
ベルの信号が各出力Ｑにラッチされる。これによって、
ＤフリップフロップＦＦ１３、ＦＦ２３は第３アイラン
ドの積分完了時点が第１アイランドの積分完了時点より
も遅く、第２アイランドの積分完了時点よりも早いこと
をメモリーする。さらに、時刻ｔ、にて電圧フラグ信号
ＶＦＬＣｚが“Ｈｉｇｈ”レベルからＬｏｗ”レベルに
反転し、このとき、ＤフリップフロップＦＦ１２、ＦＦ
３２のクロック入力ＣＫが″ＬＯｗ″レベルからＨｉ８
ｈ”レベルに立ち上がって、そのデータ人力りに印加さ
れた電圧フラグ信号Ｖ　ＦＬＣ＋　、　Ｖ　ＦＬＱ）の
’　Ｌ　ｏｗ”レベルの信号が出力Ｑにラッチされる。

これによって、Ｄフリップフロップ・ＦＦ１２、ＦＦ３
２は第２アイランドの積分完了時点が第１、第３アイラ
ンドの積分完了時点よりも遅いことをメモリーする。

これらの６つのＤフリップフロップの出力Ｑは、各アイ
ランドのゲイン情報と共にデータダンプ開始直後にデジ
タルデータとして信号ラインＩＣＧ、ＳＨＭを介してＡ
Ｐセンサー１７からＡＦコントローラ３０に伝送される
。

上述のレンズ移動量補正を行うためのフローチャートを
第２５図に示し説明する。まず、１回目の焦点検出を開
始した場きには、レンズ駆動は無く、各カウンタレジス
タＣＴ（Ｉ）のメモリー値は同値であるので、レンズ移
動量補正は行われず、デフォーカス量ｄｆ、〜ｄｆ、に
従って、駆動パルス数Ｎ１〜Ｎ３が算出され、そのまま
レンズ駆動用のパルスカウンタにセットされ、レンズ駆
動が開始される。

その後、２回目のＡＦセンサー１７の積分が開始される
。第２５図は、この２回目以降のレンズ駆動中のＡＦ開
始後の処理を示している。レンズ駆動用のパルスカウン
タはエンコーダ４４からレンズ駆動量に応じたパルスが
得られる度に、そのパルスカウント値を１つずつデクリ
メントされる。

ＡＦコントローラ３０はＡＦセンサー１７の積分開始時
刻ｔ０に、まずこのパルスカウント値ｐ　（ｔｏ）を第
１のカウンタレジスタＣＴ（１）にメモリーした後、積
分完了を認識するためのＡＤＴ信号による割込を許可し
、ＳＴ積分モード時には２０ＩＩＳｅＣ２ＰＤ積分モー
ド時には１００　ｍ５ｅｃの最大積分時間が経過したか
どうかのチエツクを行い続ける（＃１、＃２）、被写体
が明るい５Ｔｆｉ分モードの場合には、各アイランドが
次々に自動的に積分を完了し、蓄積部ＳＴに電荷を保持
する状態となり、その都度ＡＤＴ信号が“ＬＯ−″レベ
ルとなり、ＡＤＴ信号による割込ルーチンが呼び出され
る。このＡＤＴ割込のルーチンでは、まず、ＳＴ積分モ
ードか、ＰＤ積分モードかの判定がなされる（＃１５）
、これは、既に説明したように、ＳＴ［分モードではそ
れぞれの光電変換素子列１６ａ〜１６ｃのモニター出力
ＡＧＣＯＳＩ〜ＡＧＣＯ９３に従い、異なる積分時間で
電荷蓄積され、ＡＤＴ信号は３つのアイランドＩＳＩ〜
ＩＳ３がそれぞれ積分完了するタイミングで立ち下がり
、ＡＤＴ信号の割込ルーチンが呼び出されるが、ＰＤ積
分モードでは最も明るいアイランドＩＳｎからのＡＤＴ
信号の立ち下がり時点に従い、同一の積分時間で電荷蓄
積されるため、ＡＤＴ信号の割込ルーチンは一度しか呼
び出されないためである。

なお、この積分モードの切換については、第２５図中、
＃２０〜＃２５に示しである０図中、ＴＩＮＴは積分時
間を意味する。まず、ＡＦ開始されると、光電変換素子
列のイニシャライズが行われた後、最大積分時間２０　
ｍ５ｅｃのＰＤ積分モードに設定される。そして、その
積分が１　ｍ５ｅｃ以内で終了した場合には、ＰＤｆ１
分の電圧フラグ信号Ｖ　ＦＬＣ反転後の積分完了動作に
よる過剰積分量が多いために、積分モードをＳＴｍ分モ
ードとして再積分を行う（＃２０．＃２１）、次に積分
時間がｌＱｍｓｅｃ以下の場合には、以後の積分モード
をＳ”ｌｔ分モードとし、焦点検出演算へと向かう（＃
２２．＃２３）、また、全アイランドのゲイン情報が全
て２倍以上の場合には積分モードはＰＤ積分モードのま
まで最大積分時間を１００　ｍ５ｅｃに変更し、焦点検
出演算に向かう（＃２４．＃２５）、最後に、これらの
どの条件も満たさない場合には、積分モードはそのまま
で焦点検出演算に向かう。

これらの積分モードの切換は、光電変換素子列の積分が
終了する度に行われ、−度ＳＴ積分モードとなった場合
、すなわち積分時間が１０ｍ５ｅｃ以下となった場合に
は、全アイランドの積分時間が２０　ｍ５ｅｃとなり、
ゲインが２倍以上となるまで、そのＳＴ積分モードを継
続し、−度ＰＤ積分モードとなった場合、すなわち全ア
イランドが積分時間２０　ｍ５ｅｃでゲインが２倍以上
となった場合には、１つのアイランドの積分時間がｌＱ
ｍｓｅｅを切るまでＰＤ積分モードを継続する。

このように、−度その積分モードに突入した場合、その
積分モードが継続されるように切換条件にヒステリシス
を設けることで、同一積分モードで安定したデータが得
られる。

まず、ＳＴ積分モードの場合には、第１回目のＡＤＴ割
込時、第２回目のＡＤＴ割込時には、割込発生時ｔ＋、
Ｌ２の残り駆動パルス数Ｐ　（ｔｌ）、Ｐ　（ｔ２）を
第２のカウンタレジスタＣＴ（２）、第３のカウンタレ
ジスタＣＴ（３）にそれぞれ格納しく＃１６）、カウン
タレジスタの番号Ｔを１つインクリメントした後、＃２
の最大積分時間経過のチエツクに戻る（＃１７、＃１８
）、３度目のＡＤＴ割込が発生し、全アイランドの積分
が完了すると、第４のカウンタレジスタＣＴ　（４）に
そのときの残り駆動パルス数Ｐ　（ｔｚ＞を格納した後
、データダンプを開始するべ（ＳＨＭ信号の供給（＃３
）へと進む。

一方、ＰＤＴ！を分モード時には最初のＡＤＴ割込発生
時に全アイランドの積分完了動作がなされるので、ＡＤ
Ｔ信号の割込が生じた場合には第２、第３及び第４のカ
ウンタレジスタＣＴ（２）〜ＣＴ（４）にＡＤＴ割込発
生時刻してのパルスカウント値Ｐ　（ｔ）をメモリーし
たｆ＆（＃１９）、データダンプのためのＳＨＭ信号の
供給（＃３）へと進む、−方、＃２で最大積分時間が経
過しても全アイランドの積分が完了しない場合には、＃
３でデータダンプのためのＳＨＭ信号の供給を行い、＃
４でＡＤＴ信号が“Ｌｏｗ”レベルとなっていることを
確認し、＃５〜＃７で第２〜第４カウンタレジスタＣＴ
（２）〜ＣＴ　（４）のうち、まだメモリーされていな
いレジスタに、その時点でのパルスカウント値をメモリ
ーして、データダンプ（＃８）に進む。

次にＡＰセンサー１７は、ＡＤＴ信号に同期して信号ラ
インＩＣＧ、ＳＨＭからＡＧＣデータと、各アイランド
の積分完了類を示すデジタルデータを出力するので、Ａ
Ｆコントローラ３０はそのデジタルデータを入力する。

その後、ＡＦセンサー１７から各光電変換素子１６ａ〜
１６ｃのアナログ信号出力が、アナログ信号ラインＶｏ
ｕｔより出力されるので、ＡＦコントローラ３０はＡＤ
Ｔ信号に同期して、このアナログ信号出力をＡ／Ｄ変換
し、順次入力する（＃８）、ＡＦセンサー１７からの全
出力をＡ／Ｄ変換し、データ入力が完了すると、この光
電変換素子列１６ａ〜１６ｃの出力に従い、各アイラン
ド毎に焦点検出演算を行い、各アイランドのデフォーカ
ス量ｄｆｌ〜ｄｆ３の算出を行う（＃　９　＞、次に、
各アイランドの算出されたデフォーカスＩｆ１〜ｄｆ３
に対してレンズ駆動中の移動分補正を行うべく、ＡＦセ
ンサー１７からのデジタルデータに基づいて、各アイラ
ンドの積分完了順を判定する（＃１０）、次に、各アイ
ランド毎に算出されたデフォーカス量ｄｒｌ〜ｄｆ３を
レンズデータ（変換係数ＫＬ）を用いて駆動パルス数Ｎ
１〜Ｎ３に変換する（＃　１１　）、次に、各アイラン
ドの積分中心１１〜Ｉ３からこの焦点検出演算完了まで
の駆動パルス数を算出する。これは各アイランドの積分
完了順より第２〜第４のカウンタＣＴ（２）〜ＣＴ（４
）のうちいずれか１つＣＴ（Ｉ）を選択し、レンズ移動
補正量ΔＮ（１）＝ＣＴ（５）−（ｃＴ（１）＋ＣＴ（
Ｉ）ｌ／２をそれぞれ算出する。このΔＮ（Ｉ）の符号
は負である。第２３図の動作例では、第１、第２、第３
アイランドの駆動パルス数Ｎｌ、Ｎ２、Ｎ３に対するレ
ンズ移動補正量ΔＮ（Ｉ）は、ΔＮ（２）、ΔＮ（４）
、ΔＮ（３）となる、このレンズ移動補正量ΔＮ（Ｉ）
を各アイランドの駆動パルス数Ｎ１〜Ｎ３に加えて、各
アイランドの残り駆動パルスＲ１〜Ｒ３を算出する（＃
１２）、そして、これらの残り駆動パルス数Ｒ１〜Ｒ３
より、次のレンズ駆動のための駆動パルス数ＲＯを選択
する（＃１３）、この駆動パルス数ＲＯに応じて、レン
ズ駆動（＃１４）を行い、次回のＣＣＤ積分（＃１）を
開始する。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、撮影画面の複数の領域について
焦点検出を行うための複数個の電荷蓄積型の光電変換素
子列を備えるＴＴＬ方式の自動焦点調節装置において、
レンズ駆動中の自動焦点調節時におけるレンズ移動量分
補正を各領域のデフォーカス量についてそれぞれ行うこ
とにより、撮影レンズの同じ繰り出し位置から見たデフ
ォーカス量を求めるようにしたので、複数のデフォーカ
ス量からレンズ駆動用の１つのデフォーカス量を正しく
選択できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概略構成図、第２図は本発明の自動焦
点調節装置の一実施例としての自動焦点カメラにおける
焦点検出光学系の斜視図、第３図は同上の焦点検出光学
系の原理説明図、第４図は同上のカメラにおけるファイ
ンダー内表示を示す図、第５図は同上の焦点検出光学系
における光電変換装置に用いるＣＣＤチップの詳細を示
す説明図、第６図は同上のＣＣＤチップにおける基準部
の分割領域を示す説明図、第７図は同上のＣＣＤチップ
における中央部の詳細を示す説明図、第８図は同上のＣ
ＣＤチップにおける各分割領域についてのシフト量を示
す説明図、第９図は同上の光電変換装置を実現するＡＰ
センサーとＡＰコントローラのブロック回路図、第１０
図は同上のＡＦセンサーのブロック回路図、第１１図は
同上に用いる光電変換素子列の要部構成を示す図、第１
２図は同上のｃ−ｃ’線についての断面図、第１３図は
同上の光電変換素子列の全体構成を示す図、第１４図乃
至第１６図は同上の光電変換装置の異なる積分モードを
示す説明図、第１７図（ａ）は同上の光電変換装置のＳ
Ｔ積分モードとデータダンプモードの動作波形図、第１
７図（ｂ）は同上の光電変換装置のＰＤ積分モードとデ
ータダンプモードの動作波形図、第１８図は同上のＡＦ
センサーに用いるＡＧＣ信号処理回路の回路図、第１９
図は同上の動作波形図、第２０図は同上のＡＰセンサー
に用いるアナログ信号処理部の回路図、第２１図及び第
２２図は同上の動作波形図、第２３図は同上のＡＦセン
サーとＡＰコントローラ間の信号伝送を説明するための
動作波形図、第２４図は同上のＡＰセンサーに用いる積
分完了順序記憶回路の回路図、第２５図は同上のＡＦコ
ントローラの要部動作を示すフローチャートである。 １は撮影レンズ、２　ａ、　２　ｂ、　２　ｃは光電変
換素子列、３はデフォーカス量算出手段、４はレンズ移
動量信号発生手段、５は補正手段、６はデフォーカス量
算出手段、７はレンズ駆動手段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮影レンズと、撮影レンズを通過した光像を受光
   する複数の電荷蓄積型の光電変換手段と、各光電変換手
   段の出力より撮影画面の複数の領域のデフォーカス量を
   算出するデフォーカス量算出手段と、撮影レンズの移動
   量を示す信号を出力するレンズ移動量信号発生手段と、
   デフォーカス量算出手段にて算出された各デフォーカス
   量を各領域における電荷蓄積開始時及び電荷蓄積終了時
   のレンズ移動量信号発生手段の出力値に基づいて補正す
   る補正手段と、補正手段にて補正された各デフォーカス
   量から撮影レンズ駆動用の１つのデフォーカス量を選択
   するデフォーカス量選択手段と、デフォーカス量選択手
   段により選択されたデフォーカス量に基づいて撮影レン
   ズを駆動するレンズ駆動手段とを備えて成ることを特徴
   とする自動焦点調節装置。