JPH025016A - 固体撮像装置 - 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〕 本発明は固体撮像装置に関し、特に、カメラのファイン
ダ用モニタに被写体像を再生するために光学像を光電変
換して該モニタへ供給する受光部と、位相差検出手段に
て自動的に合焦状態を検出するための一対の線撮像デバ
イスを同一の半導体チップ内に形成した固体撮像装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、ＴＴＬ測光型光学系にて撮影を行うカメラとして
第６図に示すものがある。同カメラのファインダ系と自
動焦点検出手段の構成を説明すると、光軸１に対応して
設けられたＴＴＬ型光学系２の後方にハーフ・ミラー３
と反射鏡４が順番に設けられ、該反射鏡４の更に後方に
銀塩フィルム５が位置する。ハーフ・ミラー３と反射鏡
４は矢印で示すように回動自在に設けられており、測光
期間においては図示するように光軸１内に介在して入射
光が銀塩フィルム５に達しない様に遮光すると共に、後
述するファインダ系及び自動焦点検出装置へ光を分光す
る。

ファインダ系への分光はハーフ・ミラー３にて行われ、
複数のレンズ６．７及びプリズム８を介してファインダ
９に導かれる。一方、自動焦点検出装置への光はハーフ
・ミラー３を通過した光を反射鏡４にて反射することに
より行うと共に、セパレーク・レンズ１０にて更に一対
の光学像に分割し、夫々の分割された光学像を一対の線
撮像デハイス群１１に照射されて夫々電気信号に変換さ
れ、該電気信号を位相差検出手段によって信号処理する
ことにより合焦状態を検出する。即ち、一方の線撮像デ
バイスに照射された光学像と他方の線撮像デバイスに照
射された他方の光学像に関する電気信号を相関演算する
ことにより相関値の最大（または最小）となる位相を検
出し、この実測位相と予め設定された合焦状態における
位相との差を算出することで合焦状態及びそのズレ量を
検出する。

そして、測光及び画角設定を行う際には、ノ＼−フ・ミ
ラー３と反射鏡４が図示するように回動して銀塩フィル
ム５への光の入射を遮断し、撮影のときだけは反射鏡４
が光軸１を遮らないように回動して銀塩フィルム５を感
光させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来のカメラにあっては、フ
ァインダ用光学系と自動焦点検出用光学系との２系統を
夫々備えるので装置が大型となること、測光及び自動焦
点検出の際にファインダ及び線撮像デバイス群１１に入
射する光の光量がハーフ・ミラーによる分光で減光して
しまい測定及び検出精度が低下すること等の問題があっ
た。

本発明はこのような課題に鑑みて成されたものであり、
カメラの構成を小型化すると共に、測光及び合焦検出の
精度を向上させ得るができる測光及び合焦検出用の固体
撮像装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため本発明は、ＴＴＬ型光学系の光
軸に対応して配置され且つ該光学系を通過した光学像を
光電変換して得られる信号をファインダ用モニタへ供給
する受光部を有すると共に、該光学系を通過した光の一
部を一対の光学像に分割する分割光学系よりの該光学像
を受光して該対の光学像の相対位相を検出する一対の線
撮像デバイスを該受光部の両側に一体に配置した。

〔作用〕

このような構成を有する本発明の固体撮像装置にあって
は、この固体撮像装置を光軸に対応して配置することで
、ファインダを電子式モニタにて構成するカメラにおけ
る該モニタへ供給する映像信号を上記受光部が発生し、
位相差検出手段による合焦検出を行うための一致の電気
信号を上記−対の線撮像デバイス群が発生する。この結
果、従来のような２系統の光学系を不要としてカメラの
小型化及び簡素化が可能となり、また、２系統に分光す
るためのハーフ・ミラーが不要となるので受光部及び線
撮像デバイス群への入射光量を大幅に増加させることが
できて測光及び合焦検出精度を向上させることができる
。

〔実施例〕

以下、本発明による固体撮像装置の一実施例を図面と共
に説明する。

まず、この実施例の固体撮像装置を適用したカメラの構
成を第１図に基づいて説明する。同図において、１２は
カメラ・ボディに取付けられたＴＴＬ測光型のレンズ系
であり、レンズ系１２の後方にはその光軸１３に対応す
る反射鏡１４が配置され、該反射鏡１４の更に後方に銀
塩フィルム１５が配置される。反射鏡１４は矢印にて示
すように回動自在に設けられ、測光及び合焦検出等の動
作期間においては図示するように光軸１３を遮光し、実
際の撮影の時だけ入射光を遮光しないように回動して銀
塩フィルムを感光させる。測光及び合焦検出等における
反射鏡１４の反射光軸の先方に自動焦点検出装置１６が
設けられている。

第２図は自動焦点検出装置における分割光学系の分解斜
視図であり、同図において、１７は反射鏡１４からの光
を通すコンデンサ・レンズ、１８はコンデンサ・レンズ
１７からの光の光軸を所定方向へ曲げるための反射鏡で
あり、いずれもホルダー１９に固定されている。更に、
ホルダー１９には上記光軸に沿った開口２０が設けられ
ている。２１はマスクであり、光軸中心に沿って形成さ
れた第１の孔２１ａ及びその両側に形成された第２の孔
２１ｂ及び第３の孔２ＩＣを有している。２２は第１な
いし第３の孔２１ａ、　２１ｂ、　２１ｃの対応する３
個のレンズ２２ａ、　２２ｂ、　２２ｃを配列したレン
ズ・ホルダである。２３は固体撮像装置であり、第３図
に示す配列の光電変換手段が体に形成された半導体集積
回路から成っている。

即ち、固体撮像装置２３はレンズ２２ａよりの光が照射
される受光部２３ａ　と、レンズ２２ｂよりの光を受光
する線撮像デバイス２３ｂと、レンズ２２ｃよりの光を
受光する線撮像デバイス２３ｃが形成されている。受光
部２３ａは複数の光電変換素子例えば電荷転送型固体撮
像素子（ＣＣＤ）やＭＯ３型撮像素子等を画素として複
数の画素をマ）ＩＪソックス状配列した構成を成し、入
射してきた光学像を電気信号のパターン・データに変換
して出力する。受光部２３Ｈの両側に配置された線撮像
デバイス２３ｂ２３ｃは夫々独立に形成され、ＣＣＤの
ように複数の電荷転送可能な画素を長手方向に配列した
構造となっている。そして、第１図に示すように、受光
部２３ａより出力されるデータＳはファインダ側の液晶
駆動回路２４及び所定の出力端子２５へ供給され、一対
の線撮像デバイス２３ｂ、　２３ｃより出力される信号
は後述する合焦検出のための信号処理回路へ供給される
。第１図において、２６は液晶デイスプレィであり、デ
ータＳを液晶駆動回路２４を介して供給されることによ
り被写体像を再生する。２７は液晶駆動回路２４に表示
された被写体像を拡大するレンズであり、拡大された被
写体像をファインダ２８を通して見ることができるよう
になっている。

次に、かかる固体撮像装置２３を適用したカメラの作動
を第４図に基づいて説明する。第４図はファインダ及び
自動焦点検出装置をンンボリソクに示したブロック図で
あり、信号処理回路２９に線撮像デバイス２３ｂ、　２
３Ｃよりの夫々の出力信号Ｒ（ｔ）。

Ｂ　（ｔ）が供給され、液晶駆動回路２４に受光部２３
ａよりの出力データＳが供給されることを示す。

即ち、コンデンサ・レンズ１７を通過した光学像はレン
ズ２２ａ、　２２ｂ、　２２ｃを介して１つは受光部２
３ａへ、残りは線撮像デバイス２３ｂ、　２３ｃに入射
する。

受光部２３ａでは画素毎の読取走査によってデータＳに
変換し、液晶駆動回路２４が該データＳに基づく再生画
像をモニタ（液晶デイスプレー）に再生させるための変
換を行う。一方、一対の線撮像デバイス２３ｂ、　２３
Ｃより出力された信号Ｒ（ｔ）、　Ｂ　（ｔ）〔尚、ｔ
は読出し走査の周期毎の時間を示す〕は信号処理回路２
９において、次式（１）に示す相関演算が成される。

ただし、Ｌは例えば１からｎまでの整変数であり、信号
Ｒ（ｔ）、　Ｂ　（ｔ）の位相差に相当する。

上記式（１）の演算に従って位相りをずらしつつ差の積
分値Ｈ（Ｌ）〔Ｌは整変数である〕を演算しこの位相り
のずれ毎に求まる値Ｈ（１）、　Ｈ（２）、　Ｈ（３）
〜Ｈ（Ｌ）を線撮像デバイス２３ｂ、　２３ｃ上の一対
の結像の相関値とする。そして、相関値が最小（あるい
は最大）となるまでの位相差に基づいて合焦状態を識別
する。

第５図は上記式（１）によって求まる相関値Ｈ（Ｌ）の
−例を示す。第５図（ａ）　に示すように、相関値Ｈ（
４）が最大のときに合焦状態であると予め設定しておき
、これよりずれた位置しての相関値が最大値となれば、
そのずれ量即ちＬ＝４までの位相差ｄをピントのずれ量
として検出する。即ち、第５図（ｂ）のようにＬ＜４の
時の相関値が最大値のときは前ピン状態、逆に第５図（
Ｃ）のようにＬ＞４のときは後ピン状態であると判別し
、差ｄをゼロとするように光学系の焦点を調整する。

以上説明したようにこの実施例による固体撮像装置をカ
メラの測光及び合焦検出に適用すれば、従来に較べてカ
メラの構成を簡素化することができると共に、ハーフ・
ミラー等によって入射光を分割しないので測光及び合焦
検出のために強い光を利用することができて検出精度の
向上を図ることができる。又、受像部２３ａより得られ
るデータをファインダに供給して被写体像を再生するだ
けでなく、これらデータの振幅に基づいて露光量を検出
することも出来る。尚、露光量のみの検出を行う場合に
は、上記受光部を１個数フォト・ダイオードやフォト・
トランジスタ等の半導体光電変換素子に置き換えてもよ
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の固体撮像装置によれば、Ｔ
ＴＬ型光学系の光軸に対応して配置され且つ該光学系を
通過した光学像を光電変換して得られる信号をファイン
ダ用モニタへ供給する受光部を有すると共に、該光学系
を通過した光の一部を一対の光学像に分割する分割光学
系よりの該光学像を受光して該一対の光学像の相対位相
を検出する一対の線撮像デバイスを該受光部の両側に一
体に配置したので、この固体撮像装置を光軸に対応して
配置することで、ファインダを電子式モニタにて構成す
るカメラにおける該モニタへ供給する映像信号を上記受
光部が発生し、位相差検出手段による合焦検出を行うた
めの一致の電気信号を上記一対の線撮像デバイス群が発
生する。この結果、従来のような２系統の光学系を不要
としてカメラの小型化及び簡素化が可能となり、また、
２系統に分光するためのハーフ・ミラーが不要となるの
で受光部及び線撮像デバイス群への入射光量を大幅に増
加させることができて測光及び合焦検出精度を向上させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による固体撮像装置を適用したカメラの
一実施例の構成を概略的に示す構成図、第２図は第１図
中の分割光学系の構成を示す分解斜視図、第３図は本発
明による固体撮像装置の実施例の構成を示す平面図、第
４図は第１図のカメラにおける自動焦点検出装置及び測
光系の作動を説明するためにカメラの要部をンンボリッ
クに示した説明図、第５図は第４図の信号処理回路の作
動を説明するめの波形図、第６図は従来のＴＴＬ測光型
カメラの構成を概略的に示す構成図である。 ２１　　マスク ２１ａ、２１ｂ　２１ｃ′孔 ２２ａ、　２２ｂ、　２２ｃ；　Ｌ／　ンズ２３；　固
体撮像装置 ２３ａ：受光部 ２３ｂ、　２３ｃ；線撮像デバイス ２４：　液晶駆動回路 ２６、モニタ ２８、ファインダ ２９、信号処理回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＴＴＬ型光学系の光軸に対応して配置され且つ該光学系
   を通過した光学像を光電変換して得られる信号をファイ
   ンダ用モニタへ供給する受光部を有すると共に、該光学
   系を通過した光の一部を一対の光学像に分割する分割光
   学系よりの該光学像を受光して該一対の光学像の相対位
   相を検出する一対の線撮像デバイスを該受光部の両側に
   一体に配置したことを特徴とする固体撮像装置。