JPH03100535A - カメラのピント検出用光電変換装置 - 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］ この発明はカメラのピント検出用光電変換装置に関し、
特に複数のモニタをＨするカメラのピント検出用光電変
換装置に関する。

［従来の技術］ 従来のカメラに用いられるピント検出用光電変換装置は
、被写体からの光量に応じた信号を出力する光電変換素
子と、その光電変換素子の電荷蓄積量を検知するために
、光電変換素子の全域を覆って設けられるモニタとを含
む。カメラが被写体に向けられ、モニタが所定の光量を
光電変換素子が受光したと判断したとき、光電変換素子
は電荷の蓄積を終了し、そのデータに基づいて合焦のた
めの測距演算が行なわれる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のカメラに用いられるピント検出用光電変換装置は
上記の構成されていた。１つのモニタが光電変換素子列
全体を覆っているため、たとえば被写体が逆光であると
き明るい周辺光輝度によってモニタが制御される。した
がって、主被写体に対応する電荷蓄積が十分行なわれず
、主被写体の輝度が低レベルのためコントラストがはっ
きりしない。その結果、カメラは主被写体に合焦せず、
背景に合焦してしまうという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、ファインダ内の所望の被写体に合わせた電荷
蓄積ができるカメラのピント検出用光電変換装置を提供
することである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るカメラのピント検出用光電変換装置は、
複数のブロックに分割され、電気処理データを出力する
光電変換素子からなるセンサ手段と、センサ手段の各々
のブロックの近傍に設けられ、センサ手段の各ブロック
に対応した受光量を検知するための複数のモニタ手段と
、複数のモニタ手段のうちの所望のモニタ手段の受光量
に基づいてセンサ手段への電荷の蓄積時間を同一タイミ
ングで制御するための蓄積時間制御手段とを含む。

［作用］ センサ手段の各ブロックは、カメラのファインダ内に明
示されたブロック上の各被写体部分に対応する。したが
って、所望の被写体部に対応したモニタ手段を用いてセ
ンサ手段への電荷蓄積量が制御される。

［発明の実施例］ この発明に係るピント検出用光電変換装置を用いた自動
焦点検出機能付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１図および第２図を参照して説明する。

−眼レフカメラの本体は、光軸１０上に設けられた撮影
レンズ１１と、撮影レンズ１１の後方に上向き４５°に
設けられた主ミラー１２とを含む。主ミラー１２の後方
には、フィルム露光面１３が設けられている。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
ファインダ光学系に導かれる。

主ミラー１２の少なくとも一部には１１−フミラーが形
成されている。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ｆ向き４５゜に設けられている。主ミラ
ー１２のハーフミラ−部を透過した焦点検出用光束が副
ミラー１４で下方に反射され、カメラ本体のミラーボッ
クス下部に配置された焦点検出装置１５に導かれる。

撮影時には主ミラー１２および副ミラー１４は、前上方
に回動されて光軸１０上から退避され、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に画像の露光が行なわれる。

焦点検出装置１５は、７個の光電変換素子列１６ａ、１
６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ。

１６ｇを備えるＡＦセンサ１７を含む。光電変換素子列
１６ａ〜１６ｇのうち、３個の光電素子列１６ａ〜１６
ｃは光軸１０を含む水平位置に配置される。４個の光電
変換素子列１６ｄ〜１６ｇは、光電変換素子列１６ａ〜
１６　ｃ　Ｉ：対して約９０゜に配向されている。

ＡＦセンサ１７の前方にはセパレータレンズ板１８が設
けられる。セパレータレンズ板１８には、光電変換素子
列１６ａ〜１６ｇに対応するセパレータレンズ１８ａ〜
１８ｇ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１９が設けられ、絞りマス
ク１９には、セパレータレンズ１８ａ〜１８ｇに対応す
る開口１９ａ〜１９ｇが形成されている。絞りマスク１
９と副ミラー１４とに対向する反射ミラー２０が設けら
れる。反射ミラー２０が副ミラー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１９ａ〜１９ｇ１
セパレータレンズ１８ａ〜１８ｇを介して光電変換素子
列１６ａ〜１６ｇに導く。

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〜１９ｇに対向するコンデンサレンズ２１ａ
〜２１ｇが設けられる。コンデンサレンズ２１ａ〜２１
ｇの上面には、視野マスク２２が設けられている。視野
マスク２２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〜１６ｇに対応させるように分離す
るための開口２２ａ〜２２ｇを有する。

焦点検出の原理はＴＴＬ位相差検出方式である。

撮影レンズ１１の射出瞳面の互いに異なる領域１１ａと
ｌｌｂ、ＩＩＣとｌｌｄを通過する基準部光束ａ（第２
図の破線で示す）と参照部光束ｂ（第２図の実線で示す
）とが、各光電変換素子列１６ａ〜１６ｇにおける基僧
部Ａおよび参照部Ｂでそれぞれ受光される。受光された
光によって形成された像の光分布パターンが各光電変換
素子列１６８〜１６ｇで電気信号に変換され、それらの
相関関係が相関器（図示せず）で求められる。相関器７
のずれ信号に基づいて駆動機構で撮影レンズ１１が前後
動されることにより、焦点調節が行なわれる。

第１図の焦点検出光学系では、水平位置の光電変換素子
列１６ａ〜１６ｃに加えて、垂直位置の光電変換素子列
１６ｄ〜１６ｇが設けられている。

したがって、水平方向と垂直方向の焦点検出が同時に行
なえることにより、水弔線などの焦点検出が可能である
。

第３図は本実施例に係る光電変換装置が適用されたＡＦ
センサを用いたカメラのファインダの表示を示す図であ
る。撮影画面Ｓの画面中央部の実線で示すグラフの領域
ＩＳ１〜ＩＳ７　（以下、それぞれ、第１アイランド〜
第７アイランドと呼ぶ）にある被写体の焦点検出が行な
われる。焦点検出を行なっている領域を撮影者に示すべ
く、点線で示された長方形の枠ＡＦが表示される。撮影
両面Ｓの外に示されている表示部Ｌｂは焦点検出状態を
示すものであり、合焦時に点灯される。

第４Ａ図はこの焦点検出装置に用いられるＡＦセンサ１
７上のＣＣＤ撮像素子列の受光部を示す図である。図に
示すようにＣＣＤ撮像素子列は７本のラインセンサを含
み、各々が受光部と蓄積部と転送部を含む。第３図の各
アイランドＩＳＩ〜ＩＳ７に対して、基準部および参照
部がそれぞれ設けられており、基準部と参照部の中央に
光軸中心がある。各アイランドにおける基準部の長平方
向の側部の一方に、ＣＣＤの蓄積部への積分時間を制御
するためのモニタ用の受光素子が各アイランドについて
複数個設けられているが、これについては後に詳述する
。

第７アイランドＩＳ７は赤色フィルタ付の画素である。

後に第２９図で説明するように、第６アイランドＩＳ６
と切換えて用いられる。

第７アイランドは補助光使用時に外光の影響を受けずに
補助光成分（赤外光）のみで測距するために赤色フィル
タ付の画素となっている。しだがって、外光の下で白い
壁とかのコントラストの低い被写体に対しては従来は測
距が不能であったが、この発明によればそのような従来
の問題点が解消される。すなわち、本システムでは外光
の影響を受けずに補助光成分のみ仙用してそのコントラ
ストパターンでカメラがこ合焦される。したがって、ロ
ーコントラストの被写体に対しての測距性能が大幅に向
上される。この具体的内容については後述する。

本実施例の焦点検出装置では、上述の７つのアイランド
の基準部が複数のブロックに分割されて、この分割され
た基準部の各ブロックと参照部とを比較して焦点検出が
行なわれる。

この分割する範囲および分割した範囲のデフォーカス範
囲がｍ５図、第６図およびｍ４Ｂ図に示される。第５図
は第３図に示した撮影画面上での焦点検出領域を拡大し
て示したものである。焦点検出のための各アイランドＩ
ＳＩ〜ＩＳ７は、第４Ａ図に示した基準部の領域に対応
する。第５図において、各アイランドに示されている数
値は第４Ａ図に示したＣＣＤで得られるデータナンバー
を示す。各アイランドにおける基準部と参照部のデータ
数（Ｘ’　、Ｙ’　）はアイランドＩＳＩ、ＩＳ４、Ｉ
Ｓ６．１５７では（３０，４０）であり、アイランドＩ
Ｓ２、ＩＳ３、ｌｓ５では（４０，４８）である。各ア
イランドは分割されている。

アイランドＩＳＩ、ＩＳ４、ＩＳ６、ＩＳ７は２つのブ
ロックに分けられている。たとえばアイランドＩＳＩは
、２つのブロックＢＬＩとＢＬ２を含み、ＢＬＩはデー
タナンバー（１〜２０）を含み、ＢＬ２は（１１〜３０
）を含む。アイランドＩＳ２、ＩＳ３、ＩＳ５はそれぞ
れ３つのブロックに分けられる。たとえばアイランドＩ
Ｓ２はＢＬ３、ＢＬ４、ＢＬ５に分けられる。ＢＬ３は
データ（１〜２０）を、ＢＬ４は（１１〜３０）を、Ｂ
Ｌ５は（２１〜４０）を含む。

この位相差検出方式の焦点検出では、基準部と参照部と
の間に光軸中心が存在し、基準部と参照部の像が一致し
たときの像間隔が所定の間隔よりも大きいときには後ピ
ン、小さいときには前ピン、所定の間隔て合焦と判断さ
れる。したがって、分割したブロックでのデフォーカス
範囲は各アイランド内で光軸中心から離れたブロックは
ど後ピン側を受は持つことになる。この理由は第４Ｂ図
に基づいて具体的に説明される。第４Ｂ図はアイランド
ＩＳ２の基準部と参照部とを示す。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
き合焦範囲は、参照部において左端から１５番目ないし
３４番目（ＢＬ４’　）の像と、第４ブロツクＢＬ４の
像とが一致したときである。これにより像が参照部の左
側で一致すると前ピンと判断される。このとき最大の前
ピンずれ画素数（ずれピッチという）は１４となる。像
の一致が図示された位置よりも参照部の右側になると後
ピンとなり、このとき最大の後ピンのずれピッチは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
ーカス範囲についても同様である。

この状態が第６図に示される。第３ブロツクＢＬ３、第
９ブロツクＢＬ９、第１７ブロツクＢＬ１７では、前ピ
ン側ずれピッチが４、後ピン側ずれピッチが２４となる
。第４ブロックＢＬ４．第１０ブロックＢＬＩＯ，第１
８ブロツクＢＬ１８では、前ピン側ずれピッチ、後ピン
側ずれピッチ共に１４である。第５ブロツクＢＬ５、第
１１ブロツクＢＬ１１、第１９ブロツクＢＬ１９では、
前ピン側ずれピッチが２４、後ピン側ずれピッチが４で
ある。第１ブロツクＢＬＩ、第１５ブロツクＢＬ１５、
第２３ブロツクＢＬ２３、第２５ブロツクＢＬ２５では
前ピン側ずれピッチが５、後ピン側ずれピッチが１５で
ある。第２ブロツクＢＬ２、第１６８Ｌ１６、第２４ブ
ロツクＢＬ２４、第２６ブロツクＢＬ２６では前ピッチ
側ずれピッチが１５、後ピン側ずれピッチが５となる。

第６ブロツクＢＬ６、第１２ブロツクＢＬ１２、第２０
ブロツクＢＬ２０では、後ピン側、前ビン側共に４ピツ
チである。第７ブロツクＢＬ７、第１３ブロツクＢＬ１
３、第２１ブロツクＢＬ２１では前ピンが４ピツチ、後
ピンが１４ピツチであり、第８ブロツクＢＬ８、第１４
ブロツクＢＬ１４、第２２ブロツクＢＬ２２では、前ピ
ンが１４ピツチ、後ピンが４ピツチとなるが、第６ブロ
ツクＢＬ６等との重複を避けて演算を行なうため、第７
ブロツクＢＬ７は後ピン側の４〜１４ピツチ、第８ブロ
ツクＢＬ８は前ピン側の４〜１４ピツチとなる。

第７図は本発明の光電変換装置をカメラの焦点検出装置
に用いた場合のＡＦシステムのおおまかなブロック図で
ある。第７図を参照して、制御部はＡＦセンサ１７とＡ
Ｆコントローラ３０と、その周辺回路とを含む。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、ＡＦセンサ１７がアナログ出力ラインＶｏｕｔ
から得られるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ
／Ｄ変換部３１と、ＲＡＭで形成されるメモリ部３２と
を含む。メモリ部３２は、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からそれぞれのレ
ンズで異なるデフオースｆｆ１−レンズ繰出し量変換係
数ＫＬ、色温度デフォーカスｍ　ｄ　Ｌ　Ｌ等のデータ
を予め人力し、かつＡ／Ｄ変換部３１からのデジタルデ
ータを逐一格納する。

ＡＦコントローラ３０はさらにメモリ部３２の出力に基
づいて補正量を演算する補正演算部３４と、補正演算部
３４の演算した補正量に基づいて焦点を検出する焦点検
出部３３と、焦点検出部の検出出力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に送出するレ
ンズ駆動制御部３５と、ＡＦセンサ１７での積分値（「
電荷蓄積」のことを以下「積分」と呼ぶ）が所定時間内
に所定値にまで達するか否かを監視するための計時用の
タイマ回路３６と、ＡＦセンサ１７と信号の送受を行な
うＡＦセンサ制御部３７とを含む。レンズ駆動制御部３
５は、レンズの移動状況のデータをエンコーダ４４から
受取る。レンズ駆動用のモータ４３はレンズ駆動回路４
２に接続され、表示回路４１はＡＦコントローラ３０に
よって制御される。ＡＦセンサ１７と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いる。

したがって、ＡＦシステムは合コ１２チップで構成され
ている。アナログ基準電圧Ｖｌｌ　Ｅ　ＦはＡＦコント
ローラ３０のＡ／Ｄ麦換部３１とＡＦセンサ１７に与え
られる。ＡＦセンサ１７は、電源ラインＶＣＣとアース
ラインＧＮＤに接続される。

ＡＦセンサ１７とＡＦコントローラ３０の間は、９つの
信号ラインＭＤＩ、ＭＤ２、ＭＤ３、ｌ５ＴＳＣＢＧＳ
ＲＳＴ、ＣＰ、Ｖｏ　ｕｔ、ＡＤＴで接続されている。

信号ラインを構成しているモード端子ＭＤＩは積分、読
出モードを切換えるための信号を人力する端子である。

モード端子ＭＤ２は読出画素列を選択するための信号や
、モニタを選択するための信号や、後に説明するＳＴ、
、ＰＤ積分選択をするための信号を入力するとともに積
分終了情報１を出力する端子である。モード端子ＭＤ３
は読出画素列を選択するための信号やモニタを選択する
ための信号や読出速度切換入力やＣＰストップするため
の信号の入力を送出するとともに積分終了情報２を出力
するための端子である。

積分開始信号入力端子ＩＳＴは積分開始信号を人力する
とともに出力マスクを制御する信号を入力する端子であ
る。

本実施例では読出開始信号入力端子ＲＳＴは入出力切換
機能を有する端子であり、読出開始信号を入力したりゲ
イン情報信号を出力したりする端子である。ＡＤＴ出力
信号端子ＡＤＴは画素データ出力のタイミング信号兼積
分終了信号を出力するための端子である。積分終了端子
ＣＢＧは光電変換装置を構成しているＣＣＤに対して強
制終了人力信号や入出力切換信号や黒レベルクランプ信
号を入力するための端子である。なお、後述する他の実
施例においては、端子ＲＳＴとＣＢＧの機能は異なって
いる。信号出力端子Ｖｏｕｔは各アイランドからの信号
を出力するための端子である。

クロックパルス入力端子ＣＰはクロックパルスを入力す
るための端子である。以下、各端子の作動をより具体的
に説明する。

モード端子ＭＤＩ、ＭＤ２、ＭＤ３はＡＦコントローラ
３０からＡＦセンサ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１７の動作モードを設定する
。ＡＦセンサ１７の動作モードは、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つのモードを含む。信号ラインＭＤ１、Ｍ
Ｄ２のＭＤ３のロジックレベルの組合わせにより動作モ
ードの設定が行なわれる。信号ラインＣＰから供給され
る基本クロックは、画素データ出力中（信号ラインＭＤ
、がＨｉｇｈ、ＩＳＴがＨｉｇｈのとき）は信号ライン
ＭＤ３をＨｉｇｈとすることでＡＦセンサ１７の内部で
０Ｎ１０ＦＦ制御可能であり、この基本クロックをＯＦ
Ｆ状態にすることにより、ＡＦセンサ１７の動作が一時
的に凍結される。ＡＦコントローラ３０が他の回路部分
、たとえば、レンズ駆動回路４２等の制御を行なうこと
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１７の１画素データの出力完了
を示し、ＡＦ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１７の各アイランドにお
いて適性レベルまで電荷蓄積を行なわれた地点でＡＦセ
ンサ１７からＡＦコントローラ３０へ積分の完了を示す
だめの割込信号が出力される。信号出力端子ＶＯｕｔは
アナログ信号ラインであり、ＡＦセンサ１７における光
電変換素子列１６ａ〜１６ｇの出力をアナログ信号処理
した後、ＡＦセンサ１７からＡＦコントローラ３０内の
Ａ／Ｄ変換部３１に供給する。信号出力端子Ｖｏｕｔ信
号は、前述のＡＤＴ信号に同期して１画素ごとに出力さ
れ、Ａ／Ｄ変換された後、ＡＦセンサ１７より得られた
被写体像情報としてＡＦコントローラ３０に取込まれる
。

次に第７図を用いてＡＦセンサ１７の具体的構成を説明
する。図中、左側に光電変換素子列１６ａ〜１６ｇが、
右側にＡＦコントローラ３０との１１０部分が示される
。光電変換素子列１６ａ〜１６ｇは上述の第３図のファ
インダ内表示に示されたような形に配置された７つのア
イランドＩＳ１〜ＩＳ７を含み、原則的にそれぞれ別個
に制御される。

この発明に係るピント検出用光電変換装置が組込まれた
ＡＦセンサは被写体輝度に応じて２種類の積分モード（
高輝度積分モード、低輝度積分モード）を持つ。第８図
は高輝度積分（以下ＳＴ積分という）モードにおける光
電変換素子の各部分における供給電位を示した図である
。（ａ）は、積分動作中（電荷蓄積中）の状態を示す。

フォトダイオードＰＤで光電変換により発生した電荷が
蓄積部ＳＴに流れ込むように、バリアゲートＢＧの電位
をＨｉｇｈ（以下ｒＨＪと略す）とする。

パリアゲ−）Ｅ３Ｇが開けられ、蓄積部ＳＴの供給電位
をＨにして、電荷を溜まりやすくする。このとき、シフ
トゲートＳＨの電位をＬｏｗ（以下ｒＬＪと略す）とし
て、蓄積部ＳＴに蓄積されるべき電荷がシフトレジスタ
ＳＲ部に流出しないようにしている。

（ｂ）は積分の終了動作を示す。バリアゲートＢＧの電
位がＬとされ、バリアゲートＢＧが閉められてフォトダ
イオードＰＤで発生した電荷が蓄積部ＳＴに流入するの
が防がれる。蓄積部ＳＴの供給電位がＬとされ、蓄積部
ＳＴでの暗電流の発生が抑制される。この状態で成る程
度の時間画素データが記憶される。

（ｃ）は読出開始時の状態を示す。（ｂ）の状態からシ
ステムコントローラ（マイコン）のデータ読出要求に応
じてシフトゲートＳＨの電位がＨとされ、シフトゲート
ＳＨが開けられ、蓄積電荷がＳＲ部に転送される。ＳＲ
部に転送された蓄積電荷は、転送りロックφ４、φ２に
よってアナログ部へ転送される。

なお（ｄ）は積分クリア動作が行なわれている状態ので
の供給電位図である。

第９図は低輝度積分（以下ＰＤ積分という）モードにお
ける供給電位図である。Ｃａ＞は積分クリア動作が行な
われた後の積分中の状態を示す。

発生電荷が蓄積部ＳＴで蓄積される高輝度積分モードと
は異なり、バリアゲートＢＧの電位がＬとされ、バリア
ゲートＢＧが閉じられる。フォトダイオードＰＤ上で電
荷蓄積が行なわれる。

（ｂ）は（ａ）に示した積分期間中に蓄積部ＳＴで発生
した暗電荷を信号ＳＨ，ＲＣＧ、５ＴＩＣＧをＨとして
電源ＯＤに排出する。

（Ｃ）は（ｂ）において蓄積部ＳＴで発生した暗電荷を
排出した後の状態を示す。バリアゲートＢＧの電位がＨ
とされ、バリアゲートＢＧが開けられ、蓄積部ＳＴに蓄
積電荷が転送される。このときシフトゲ−１・の電位Ｓ
ＨをＬとして、蓄積部ＳＴに転送された電荷がＳＲ部に
流出しないようにする。

（ｄ）は（ｃ）において蓄積電荷を蓄積部ＳＴに転送し
た後の状態を示す。バリアゲートＢＧの電位がＬとされ
、バリアゲートＢＧが閉じられ、フォトダイオードＰＤ
部で以後に発生した電荷が蓄積部ＳＴに流入しないよう
にされる。また、蓄積部ＳＴの供給電位がＬとされ、蓄
積部ＳＴでの暗電流の発生が抑制される。これ以後は高
輝度積分モードと同じである。なお積分クリア動作は第
８図の（ｄ）と同じである。

以上のように低輝度積分（ＰＤ積分）モードでは、積分
終了動作が高輝度積分（ＳＴ積分）モードに比べて複雑
である。したがって高輝度時には積分終了の遅れにより
、過剰積分が行なわれるという場合がある。しかし、フ
ォトダイオードＰＤ部での暗電流が蓄積部ＳＴに比べて
小さいため、被写体輝度が低い場合には積分終了遅れの
影響は小さくａ利である。このために、以上述べた２種
類の積分モードが使い分けられている。

第１０図は色検出素子およびモニタ画素の配置図である
。色検出素子は図示したように、基準部画素列の両端に
緑（Ｇ）、赤（Ｒ）フィルタ付の画素が配置されている
。また参照部画素列の両端に青（Ｂ）、赤外（１，Ｒ）
フィルタ付の画素が配置されている。それぞれが基準部
、参照部の上側を覆うように延びている。ここで各色検
出素子の画素面積は他の画素と同じ大きさである。これ
によって、イメージセンサが見ている光源の色温度を検
知し、各波長における焦点移動を捕正し、焦点検出精度
が向上される。また、各色検出素子の出力によって、肌
色被写体（人物）を検知することも可能となる。なお、
この肌色被写体（人物）を検出する方法についても後述
する。

第１０図に示すように、イメージセンサの基準部および
参照部にはそれぞれ４種類のモニタ画素Ｍｌ　（Ｍｌ’
　）〜Ｍ４　（Ｍ４’　）が配置されている。これらは
マイコンによって選択使用が可能である。またこの４種
類のモニタ画素はそれぞれ同一面積になるように構成さ
れている。この理由はどのモニタ画素を用いてもそのモ
ニタ画素か覆っている部分の画素出力か適正レベルにな
るようにするためである。

モニタ画素Ｍｌ（Ｍｌ’）は通常使用されるモニタ画素
で、画素エリア全体の光電変換出力をモニタしている。

しかし、主被写体の周囲に非常に輝度の高い被写体があ
った場合（たとえば逆光時″ｔＰ）、モニタ画素Ｍｌ　
　（Ｍｌ’　）を使用すると、明るい部分の影響で主被
写体に対する画素出力が適正レベルに達する前にイメー
ジセンサの積分が終了してしまう。したがって、正しい
測距ができない。つまり、主被写体が暗く、コントラス
トが低いため１Ｍ１１距不能となり、明るい部分（主被
写体でない部分）に対してカメラが合焦してしまうとい
う問題点が生じる。

本発明においては、このような不具合を防止し、主被写
体に正しく合焦することができるピント険出用の光電変
換装置を提供することを目的としている。つまり、マイ
コンで主被写体か中心部にあると判断されたときは、モ
ニタ画素Ｍ２　（Ｍ２’　）をマイコンが選択してその
モニタ出力で積分が行なわれる。その結果主被写体に対
する画素出力が適正レベルとされる。このとき、明るい
部分はオーバフローしてしまうため、測距は主被写体出
力波形部分のみで行なわれる。そして主被写体に対して
正しく合焦させることができる。同様に主被写体が右側
にあればモニタ画素Ｍ３　（Ｍ３’　）が用いられ、左
側にあればモニタ画素Ｍ２　（Ｍ２’　）が使用される
。その結果、精度良く主被写体に対して合焦ができるピ
ント検出用光電変換装置が提供できる。

なお第１０図に示したフォトダイオードＰＤ。

バリアゲートＢＧ、蓄積部ＳＴ、シフトゲートＳＨ１シ
フトレジスタＳＲ，信号端子ＲＣＧ、ＯＤはそれぞれ第
９図の同一符号部分に対応している。

（１）　第１の実施例（２端子出力タイプ）第１の実施
例においては、イメージセンサのセンザ出力か２端了に
分けて出力される。第１１図はＳＴ積分における２端子
出力タイプのタイムチャートである。まず積分開始信号
ＩＳＴに長めのＨパルスが人力される。その結果不要１
は荷を排出するために信号ＢＧ、にＬレベルが、シフト
ゲートＳＨにＨの電位か印加され、かつレジスタクリア
ゲートＲＣＧにＨの電位が印加される。その間に短い読
出開始信号Ｒ８Ｔパルスが２回人力される。これによっ
てオートゲイン回路（以下ＡＧＣ回路と略す）がリセッ
トされる。そして信号■ＳＴパルスの立下がりでＡＧＣ
回路かりセットされ、信号ＳＨかＬとされ、シフトゲー
トＳＨが閉じられることによって積分が開始される。

このとき信号Ｒ３Ｔの立下がりてモード端子ＭＤ２、Ｍ
Ｄ３を使ってモニタの選択が行なわれる。

また信号ＩＳＴの立下がり時に、端子ＭＤ２によって積
分モードが設定され、端子ＭＤ３で第６、第７アイラン
ドの切換えが行なわれる。モニタ選択とは、第４図に示
すモニタ画素Ｍｌ　（Ｍｌ’　）〜Ｍ４　（Ｍ４’　）
のうちのどのモニタ画素を使用するかをマイコンが設定
することを言う。積分モード設定とは、ＳＴ積分とＰＤ
積分とをマイコンが前回の積分時間によって設定するこ
とを君う。

すなイ〕ち、前回の積分時間が所定値よりも短かったと
きは（被写体が高輝度時）、ＳＴ積分が行なわれ、長か
ったとき（低輝度時）はＰＤ積分が設定される。第６、
第７アイランドの切換えとは、通常画素列（第６アイラ
ンド）と赤フイルタ画素列（第７アイランド）とを補助
光の使用のＨ無によ−〕で切換えることを言う。

次に積分終了について説明する。信号ＩＳＴの立Ｆがり
により積分か開始され、入射光量に応じてモニタレベル
が降下する。このレベルが成る時間内に成る一定のしき
い値を下回ったとき、イメージセンサに対する入射光量
が十分になったとしてＡＧＣの積分終了（ｊ号であるＦ
ＬＧ−Ｄ　　が反転され、信号ＢＧ、がＨにされ、バリ
アゲートＢＧ、の電位がＬにされて積分が終了する。そ
して信号ＡＤＴが立下げられる。他のアイランドがまだ
積分終了になっていなかったときは、一定時間経過後信
号ＡＤＴが立上げられ、次の積分終了に備えられる。

次に強制終了について説明する。ＡＦシステムにおいて
は、撮影者に不快感を与えない程度の時間でレンズは合
焦位置に駆動されねばならない。

そのため、本システムでは最大積分時間を決めている。

したがって、積分時間が最大積分時間に達したとき、マ
イコンか強制的に積分終了を行なう。

まず、マイコンが積分の強制終了を行なわせるために信
号ＣＢＧをＨにする。それによってＣＣＤに対し積分終
了が伝達される。すると、ＣＣＤは信号ＢＧ、をＨとし
て、バリアゲートＢＧ、の電位をＬとしてフォトダイオ
ード部ＰＤから蓄積部ＳＴへの電荷の流入を阻１１−す
ることによって積分を終了して、信号ＡＤＴをＬとする
。本タイムチャートでは、４つのアイランドのうちの１
つが自然終了され、残りの３つが強制終了される。ＣＯ
Ｄがすべてのアイランドの積分終了動作を終了した後、
マイコンが信号Ｒ８Ｔパルスを入力して読出動作に移る
。

次にＰＤ積分について第１３図を参照して説明する。積
分開始動作はＳＴ積分とほぼ同じであるが、第９図に示
すような信号ＢＧの操作をする必要があるため、信号Ｉ
ＳＴパルスの立下げと同時に信号ＢＧ、がＨとされる。

積分クリア後、発生電荷をフォトダイオードＰＤ部に蓄
積する。このときシフトゲート信号ＳＨはＨのままにし
、蓄積部ＳＴで発生した暗電荷がンフトレジスタ部ＳＲ
に排出される。

自然終了は信号ＦＬＧ−Ｄ、がＨとなったとき、ＳＴ積
分では信号ＢＧ、がＨとされ、信号ＡＤＴがＬとされる
。これに対しＰＤ［分では、バリアゲートＢＧを開ける
前にシフトゲートＳＨを明けて蓄積部ＳＴで発生した不
要電荷が排出され、その後シフトゲートＳＨを閉じた後
バリアゲートＢＧが開かれる。その結果発生電荷がフォ
トダイオード部ＰＤより蓄積部ＳＴに移され、バリアゲ
ートＢＧが閉じられて積分が終了される。このために、
マイコンは信号Ｆ　ＬＧ−Ｄ　　がＨとなった後、信号
ＳＨをＬとして信号ＡＤＴをＬとする。その後、信号Ｂ
Ｇ、がＬとされ、一定時間後（１００μｓ）信号ＢＧ、
がＨとされる。この１００μｓの間にフォトダイオード
部ＰＤから蓄積部ＳＴへ電荷が転送される。

強１：す終了も５Ｔｆｉｉ分と同様に行なわれる。信号
ＣＢＧがＨとされ、その後の動作は自然終了と同じであ
る。全アイランドの積分終了後、信号Ｒ３Ｔパルスを入
力することにより、読出動作が開始される。

次に第１３図〜第１５図をづ照して２端子入力タイプの
読出動作について説明する。第９図の２端子出力タイプ
のブロック図に示すように、ＣＣＤからのアナログデー
タは、端子■０ｕｔＩ、端子Ｖ、　Ｕ　ｔ　２から出力
される。一方Ａ／Ｄコンバータの人力は１本とする。端
子■ｏｕｔ１、Ｖｏｕｔｚの出力を１画素ずつ交互に入
力を切換えてＡ／Ｄ変換する。またＡ／Ｄの人力が２本
あれば、同時にＡ／Ｄコンバータに入力される。

第１３図に示すように、２端子出力タイプにおいては、
信号Ｒ３Ｔパルス入力後、モード端子ＭＤＩがＨとされ
、ＡＦセンサはデータダンプモードにされる。画素デー
タ出力のタイミング信号であるＡＤＴ信号（ＡＤＳ信号
）に同期して、端子ｖｏ　ｕ　ｔ　＋から第５アイラン
ドのデータが出力され、端子ｖｏ　ｕ　ｔ　２より第６
または第７アイランドのデータが出力される。このとき
、黒基準部画素出力のときに信号ＣＢＧがＬとされるこ
とによって、黒基準出力がサンプルホールドされる。こ
のように黒基準出力がサンプルホールドされるのは次の
理由による。ＣＣＤの暗電流は温度に比例して増加する
。したがって、アルミ遮光を施された黒Ｗ準部画素が全
画素の代表として光電変換出力から２し引かれる。その
結果、暗電流部分を除いた実際の光電変換出力のみが出
力される。また、基準部画素出力あるいは参照部画素出
力が出力されるときには、信号ＩＳＴがＨにされること
により、端子Ｖｏｕｔからの出力か温度データ出力から
画素データ出力に切換えられる。

読出開始信号人力Ｒ３Ｔ端子は、入出力切換端子であり
、信号ＭＤ２とＩＳＴによってＡＧＣ５１、ＡＧＣ５２
、ＡＧＣ６１、ＡＧＣ６２を切換えて出力する。またデ
ータダンプ期間中に他からの割込みが入った場合に、そ
の処理を優先的にするときは、信号ＩＳＴがＨのとき、
信号ＭＤ３をＨにすることにより人力クロックパルスを
ストップする。そしてデータダンプが中断される。なお
ここでＡＧＣ５１，ＡＧＣ５２とは、第５アイランドＩ
Ｓ５からのＡＧＣ信号の２ビツトデータを示し、］と２
はそれぞれ第１番目のデータおよび第２番目のデータを
表わす。

基準部、参照部の画素出力の読出しが終了すると、信号
ＭＤＩがＬとされ、信号Ｒ３Ｔパルスが入力されること
により、次の画素出力、つまり第２、第４アイランドＩ
Ｓ２、ＩＳ４の画素データが読出される。その読出し方
は第５、第６アイランドＩＳ５、ＩＳ６の場合と同じで
ある。

次に第１、第３アイランドＩＳＩ、ＩＳ３の出力が読出
される。本実施例では、上記のように読出されるアイラ
ンドの順序が予め定められていて・信号Ｒ８Ｔパルスが
入力されるたびに変化していく。なお画素出力信号Ｖ。

ｕ　ｊ　ｌ　＋　ＶＯｕ　ｊ　２　＋外部出力信号ＡＤ
Ｔと内部信号φ、２φ２．Ｒ３゜ＡＲ３，Ｓ／Ｈとの関
係が第１４図に示されている。ここで、φ１．φ２はＣ
ＣＤの転送りロック、Ｒ３はＣＣＤの出力部のリセット
信号、ＡＲ３は出力アンプのリセット信号、Ｓ／Ｈは出
力信号Ｖｏｕｔをサンプルホールドする信号である。

第１６図は２端子出力タイプのＡＦセンサの詳細および
その周辺を示すブロック図である。第１６図を参照して
２端子出力タイプのデバイス構成について説明する。ピ
ント検出用の光電変換装置は、被写体からの信号を検出
するためのＡＦセンサ１７と、ＡＦセンサ１７を制御す
るためのＡＦコントローラ３０と、ＡＦセンサ１７およ
びＡＦコントローラ３０に駆動のための電位を供給する
ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１とを含む。ＡＦセンサ１７は
、ＣＣＤで構成された第５図で説明した７つのアイラン
ドＩＳＩ〜ＩＳ７を含む。各々のアイランドを構成して
いるＣＣＤには、ＣＯＤへの電荷の蓄積を検出するため
のモニタ画素が設ケラれている。各々のモニタ画素から
の自刃は輝度判定回路５３に入力される。また各々のア
イランドからの出力信号は切換コントロール回路５４に
入力される。但し第６アイランドＩＳ６と第７アイラン
ドＩＳ７とは先に説明したように切換えられて用いられ
るように回路は構成されている。各々の輝度判定回路５
３からの出力はコントロール回路５２に入力される。ま
た切換コントロール回路５４には、コントロール回路か
らの信号が入力される。各々の切換コントロール回路５
４からは、ＣＣＤ出力処理回路５５．５６を介して端子
Ｖ。

ｕｔ＋、Ｖｏｕｔ２を経てＡＦコントローラ３゜へ積分
結果が出力される。なお、ＣＣＤ出力処理回路５５から
の出力信号には、温度検出回路５７からの補正信号が印
加される。

ＤＣ／ＤＣＣ／式−タ５１からＡＦセンザ１７のコント
ロール回路へはＣＣＤのシフトレジスタＳＲを駆動する
ための電源電圧Ｖ。ｃ（１３Ｖ）が印加される。ＤＣ／
ＤＣＣ／式−タ５１がらＡＦセンサ１７のコントロール
回路５２およびＡＦコントローラ３０へは、ｖ、Ｅ　Ｆ
電源（５Ｖ）およびＧＮＤが１共給される。ＡＦコント
ローラ３゜からＡＦセンサ１７のコントロール回路５２
へは、クロックパルスＣＰ１モード切換信号ＭＤＩ〜Ｍ
Ｄ３、積分開始信号人力ＩＳＴ、読出開始信号ＲＳＴ、
積分の強制終了信号Ｃ８０，画素データ出力のタイミン
グ信号ＡＤＴが入力される。また光電変換された出力信
号ＶＯｕｔいｖｏ　ｕ　ｔ　２は、信号ＡＤＴに同期し
てＡＦコントローラ３ｏのＡ／Ｄコンバータ３１に人力
される。ＡＦコントローラは、１画素ずつ人力を切換え
て交互にＡ／Ｄ変換を行なう。

次にこの発明に係るピント検出用光電変換装置が適用さ
れたカメラの動作について説明する。第１７図はこの発
明に係るピント検出用光電変換装置が適用されたカメラ
のメインフローを示すフローチャートである。カメラ本
体に設けられた図示のないメインスイッチＳＭがオンさ
れる（ステッブ＃１０１）とカメラシステムがオンされ
る。次いて図示のないレリーズボタンが１段押されたか
否が判断される（ステップ＃１０２）。ステップ＃１０
２てレリーズボタンが１段押されていないとき（以下Ｓ
１スイツチと略す）、メインスイッチＳわがオフか否か
かｆ１１断される（ステップ＃１０３、なお、以下＃を
省略する）。ステップ１０３でメインスイッチＳ力がオ
フであれば、カメラは動作を停止する（ステップ１０４
）。ステップ１０ＢでメインスイッチＳうがオフでなけ
れば、プログラムはステップ１０２へ反る。

ステップ１０２でＳ］がオンであれば、カメラ本体にレ
ンズデータが入力され（ステップ］０５）、以下に説明
するＡＦサブルーチンが実行され（ステップ１０６）、
ａｌ光および露出演算（以下ＡＥと略す）が行なわれる
（ステップ１０７）。

次に図示のないレリーズボタンが２段押されたか否か（
以下Ｓ２スイツチと略す）が判断される（ステップ１０
８）。ステップ１０８でスイッチＳ２がオンされていれ
ば、露出制御（撮影）が行なわれ（ステップ１０９）、
スイッチＳ１かオフになるまで待って（ステップ１１０
）、プログラムはステップ１０２へ戻る。ステップ１０
８でスイッチＳ２がオンでなければ、プログラムはステ
ップ１０５へ戻る。

第１８図は第１７図のステップ１０６て示したＡＦサブ
ルーチンの内容を示すフローチャートである。まずアイ
ランドの全域を覆う第１モニタ（Ｍｌ、Ｍ１′）が選択
され、（ステップ１０００）、積分が行なイつれる（ス
テップ１００５）。

積分終了後、アイランド全域のデータがダンプされ（ス
テップ１．０１０）、測距演算が行なわれる（ステップ
１０１５）。次にアイランド内のブロック間で主被写体
が判別され（ステップ１０２０）、測距のために使用さ
れるブロックが決められる。

これに対して、モニタの選択が正しいかどうかが判断さ
れ（ステップ１０２５）、正しければそのままレンズが
駆動される（ステップ１０３０）。

ここでモニタの選択が正しいか否かは検出された輝度分
布データから判断される。モニタの選択が間違っていた
ら、主被写体を含むブロックに対応したモニタを選択す
るためにプログラムはステップ１０３０へ進む。すなわ
ち、ステップ１０２５でモニタの選択が間違っていた場
合は、主被写体の存在するブロックを求めてそのブロッ
クに対応するモニタを選択し直す（ステップ１０３０，
１０３５．１０４０．１０４５）。そして積分がやり直
される（ステップ１０５０）。積分終了後、データダン
プが行なわれ（ステップ１０５５）、主被写体の存在す
るブロックのみでｔＰｊ距演算演算なわれる（ステップ
１０６０．１０６５．１０７０）。その後プログラムは
１０８０へ進みレンズが駆動されレンズが合焦位置へ移
動される（ステップ１０８５）。

すなわちこの発明によれば、被写体の輝度を測定する１
ラインで構成されたＣＣＤにおいて、第１０図に示すよ
うにＣＣＤを複数のブロックに分割し、各ブロックに対
応した位置の近くに各々のブロックに対応する複数のモ
ニタが配置される。

ＣＣＤからの出力信号がモニタされ、アイランドの全域
を覆う第１モニタからの信号では主被写体がはっきりし
ないときは、主被写体の存在するブロックを求めてその
ブロックに対応するモニタの選択が行なイ〕れる。すな
わち、主被写体に合イ）せた積分’ｄｒｙ制御が行なわ
れるため、逆光時に主被写体が低輝度であっても、背景
の高輝度コントラスト被写体に引張られずに暗い被写体
に対しても正しくピント合わせができる。

次にＡＦサブルーチンの別の実施例について説明する。

第１９図はＡＦサブルーチンの別の実施例を示すフロー
チャートである。まずアイランドの全域を覆う第１モニ
タ（Ｍｌ、Ｍ１′）が選択され（ステップ１１００）、
積分が行なわれる（ステツー７’１１０５）。積分終了
後アイランド全域のデータがダンプされ（ステップ１１
１０）、各ブロックの輝度が調べられ（ステップ１１１
５）、他ブロックに対して極端に低レベルのブロックが
あるかどうかが調べられる（ステップ１１．２０）。低
レベルのブロックがなければ（ステップ１１２０でＮｏ
）　、各ブロックごとに測距演算が行なわれ（ステップ
１１２５）、主被写体が判別され（ステップ１１３０）
、レンズが駆動される（ステップ１．１３５）。その結
果レンズは合焦位置に移動される（ステップ１１９８）
。ステップ１１２０で他のブロックよりも極端に低レベ
ルのブロックがあったときは、低レベルブロック以外の
ブロックの画素データがメモリに格納され（ステップ１
１４５）、低レベルブロックに対応したモニタが選択し
直される（ステップ１１５ｏ、ステップ１１５５、ステ
ップ１，１６０．ステップ１１６５）。その後再積分が
行なわれ（ステップ１１７０）、データダンプが行なわ
れる（ステップ１１７５）。次に低レベルブロックのみ
の測距演算が行なわれ（ステップ１１８０、ステップ１
１８５、ステップ１１９０）、焦点ずれ量が算出される
（ステップ１１９５）。また低レベルブロック以外のメ
モリに格納された画素データによって測距演算が行なわ
れ（ステップ１１９５）、焦点ずれ瓜が算出される。求
められたそれぞれの焦点ずれ量から主被写体の判別が行
なわれ（ステップ１１４ｏ）、レンズ駆動が行なわれ（
ステップ１１３５）、レンズは合焦位置に駆動される（
ステップ１１９８）。

第１９図に示したＡＦサブルーチンの別の実施例におい
ては、３つのブロックについて輝度が判定され、たとえ
ば逆光等で主被写体が黒くなっているような低レベルブ
ロックがあった場合には、その低レベルブロック以外の
ブロックのｉ’ｌｌｌ＋距演算結果から主被写体が判別
されそれに基づいてレンズが合焦位置に駆動される。

次にモニタの配置の変形例を第２０図を参照して説明す
る。第２０図は第１０図に対応する図である。第１０図
と第２０図との違いは、アイランドの全域を覆う第１モ
ニタＭ１、Ｍｌ’　かＣＣＤの画素に近い側に配置され
ている点である。また第２０図にはさらに画素列のブロ
ック分けの一例が示されている。第２０図を参照して、
基準部および参照部はそれぞれＡ、Ｂ、Ｃの３つのブロ
ックに分けられており、各々のブロックに対応した位置
にモニタが配置されている。すなわち、ブロック八に対
してはモニタＭ３、Ｍ３’が、ブロックＢにはモニタＭ
２、Ｍ２’が、ブロックＣにはモニタＭ４、Ｍ４’がそ
れぞれ設けられている。

各々のモニタは基準部、膠照部それぞれにχ・１応する
位置に同じものが配置されており、各々は配線上結ばれ
ている。この理由は、少な（ともピントがごったときに
は、適性ゲインが得られるようにするためである。

（２）　第２実施Ｎ（］端端子出力タイプ次に１端子出
力タイプのピント検出用光電変換装置について説明する
。１端子出カタイプの光電変換装置はＡＦセンサ１７が
らの出力端子が１つしかないものである。したがって、
第１の実施例で説明した端子出力タイプの光電変換装置
においてＡＦセンサ１７からの出力信号Ｖ。ｕｔｚがな
い場合に対応する（第１６図参照）。

第２２図〜第２５図を参照して、１端子出カタイブのタ
イムチャートについて説明する。基本的にＣＣＤの駆動
方法は２端子出方タイプと同じであるが、６アイランド
分の画素出力を１端子よりすべて出力するとデータダン
プ時間が非常に長くなり、ＡＦシステムとしては不適当
である。そのため、第１回Ｌ１のＡＰｊ距のときには、
第２８Ｂ図にホすように転送りロックφ４、φ２を通常
（第２８Ａ図）の２倍速にし、シフトゲート信号ＳＨを
２画素出力に対し１間出力する。したがって、２画素分
のデータが１画素分のデータとしてハード的に加算して
出力される。これによって、姑がけ上、画素数が４４減
したものと等備になり、データダンプ時間が通常の２分
の１になる。

このモードを用いれば第２１図で説明したように、第１
回目の測距により主被写体のあるアイランドか求められ
た後、第２回目からのＡｐＪ距は、主被写体のあるアイ
ランドのみが、またはそのアイランドを含む複数アイラ
ンドのみを指定して通常速でデータが読出される。その
結果、データダンプ時間の短縮と高精度の測距が可能に
なる。

積分開始時のモード設定は、第２２図に示すようにモー
ド信号ＭＤ２、ＭＤ３、ＭＤ４を使って積分開始信号Ｉ
ＳＴの立ドがりで設定する。このモード設定は第１の実
施例で示したような方法によって行なわれてもよい。ま
た読出アイランドの設定もモード信号ＭＤ２、ＭＤ３、
ＭＤ４を用いて行なわれる（第２６図参照）。

第２３図を参照して１端子出力タイプのＳＴ積分のタイ
ムチャートを説明する。先に説明したように積分開始信
号ＩＳＴの立下がりによってモード信号ＭＤ２、ＭＤ３
、ＭＤ４を用いてモニタの選択、積分モードの選択、第
６、第７アイランドの選択等が行なわれる。モード信号
ＭＤ２と、積分強制終了信号ＣＢＧの立上がりとで読出
速度の設定が行なわれる。読出開始信号ＲＳＴとモード
信号ＭＤ２、ＭＤ３、ＭＤ４で読出アイランドの選定が
行なわれる。

バリアゲート信号ＢＧ、　、ンフトゲート信号ＳＨ１の
信号設定とそれに伴う動作は第１の実施例の場合と同じ
である。自然路γの方法も同じである。強制終了動作も
第１の実施例の場合と同じように、積分の強制終了信号
ＣＢＧをＨにすることによって行なわれるが、このとき
モード信号ＭＤ２によって読出速度（通常速読出しまた
は倍速読出し）の切換えが設定される。次に読出開始餉
号ＲＳＴパルスが人力され、読出アイランドが先に述べ
たように選択され、読出したいアイランドがマイコンに
より指定される。ＰＤ積分（第２３図参照）についても
、ＳＴ積分の場合に阜じている。

データダンプ（第２４図参照）についても基本的には２
端子出力タイプの場合と同じである。読出開始信号Ｒ５
Ｔパルス入力時に読出アイランドを設定することにより
、データダンプ時間が長くなるという問題点の解消を図
っている。

第２７図は２倍ピッチの高速読出しが行なわれる場合の
高速読出回路を示す図である。この高速読出回路を用い
ると、オートゲイン信号ＡＧＣは、読出モードが通常読
出しのときＸｌ、Ｘ２、Ｘ４、Ｘ８であったものか、高
速読出モードにされるとそれぞれＸ０１５、Ｘｌ、Ｘ２
、Ｘ４になる。

次に１端子出力タイプのＡＦサブルーチンのフローチャ
ートについて説明する。第２９図は１端子出力タイプの
ＡＦサブルーチンのフローチャートであり、第１の実施
例の第１８図に対応する。

最初画素列全体を覆っているモニタ画素Ｍ１、Ｍ１′が
指定され（ステップ２０００）、積分モードとしてＰＤ
ｉ４分が設定される（ステップ２００５）。そして第６
または第７アイランド内のうちの第６アイランドが指定
され（ステップ２０１０）、電荷蓄積（積分）が開始さ
れる（ステップ２゜１５）。積分終了後、積分時間のチ
エツクが行なわれ（ステップ２０２０）　、積分モード
が不適正なら（ステップ２０２０でＮＯ）、積分がやり
直され、適性であれば、読出速度が倍速読出速度に設定
され（ステップ２０２５）　、全アイランドが順次指定
されてデータダンプが行なわれる（ステップ２０３０．
ステップ２０３５）。輝度分布が確認されてモニタ設定
が適正であれば（ステップ２０４５）、測距演算にプロ
グラムは移行する（ステップ２０５０）。モニタ設定か
不適正ならば（ステップ２０４０でＮｏのとき）、主被
写体が含まれると思われる画素ブロックにχ・１応する
モニタ画素を設定し直して積分がやり直される。測距演
算（ステップ２０５０）、平均処理（ステップ２０５５
）、最近優先（ステップ２０６０）などのアルゴリズム
によって、ピントずれ量が求められ（ステップ２０６５
）、レンズか合焦位置に駆動される（ステップ２０７０
）。主被写体ｆ：　対して続けて測距が行なわれるとき
には、主被写体の含まれる画素列のみか読出され、その
アイランドが指定されて測距が行なわれる。

なお第２の実施例における第１の実施例の第１６図に対
応するデバイス構成図としては、第１６図においてｖｏ
　ｕ　ｔ　２の出力端子が省略されるたけであるので図
示は省略する。

次に倍速モードにおける実施例について説明する。ここ
で倍速モードとは、データの読出しを通常読出しの場合
よりも速く行なうことをふう。第２１図は倍速モードを
使った場合のＡＦサブルーチンを示すフローチャー１・
である。ステップ１２００において最初の４１１距であ
るか否かか判断され、最初の測距であれば全アイランド
を使った多点ａｔｌ＋距が行なわれる（ステップ１２０
５）。ステップ１２０５でＣＣＤの全アイランドの積分
が行なわれ、データ出力のモードが高速モード（倍速モ
ード）にセットされ（ステップ１２１０）、全アイラン
ドのデータダンプが行なわれる（ステップ１２１５）。

次にアイランド別の測距演算が行なわれ（ステップ１２
２０）、各アイランドの測距結果から主被写体がどのア
イランドに存在するかの判定が行なわれ（ステップ１２
２５）、使用すべきアイランドが決定される（ステップ
１２３０）。

次に使用するアイランドのピントのずれ量からレンズ駆
動量が計算され（ステップ１２３５）、その分レンズが
駆動される（ステップ１２４０）。

ステップ１２０５でＡＩ距が２回目以降であると判断さ
れたときは、前回決めた指定アイランドの測距が行なわ
れる。すなわち、指定アイランドの積分が行なわれ（ス
テップ１２４５）、データ出力モードが高速から通常速
モードに切換えられ（ステップ１２５０）、指定アイラ
ンドのデータがダンプされる（ステップ１２５５）。次
いで測距演算が行なわれ（ステップ１２６０）、ピント
ずれ量からレンズ駆動量が求められ（ステップ１２６５
）、プログラムはステップ１２４０に進む。

なおここで２回目以降の１ｉｌｌｌ距時に、指定アイラ
ンドのみの積分が行なわれているが、第１９図、第２０
図で示したように、全アイランドについて積分が行なわ
れてもよい。

（３）　第３実施例（１端子出力タイプでかつアイラン
ドが４つである場合） 次にこの発明の第３の実施例について説明する。

第３の実施例においては、出力端子は第２の実施例の場
合と同じであるが、焦点検出のためのアイランドの数が
７つから４つに減らされている。

この実施例における４つのアイランドはそれぞれ、第１
１〜第１４アイランドｌ５ＩＩ〜■Ｓ１４とする。

第３０図はこの発明の第３の実施例に係るデバイス構成
図であり、第３１図はこの発明の第３の実施例における
モニタ画素のレイアウト図でありり、第３２図は第３の
実施例に係るデバイスの各端子のタイミングチャートで
ある。

第３０図は第１実施例の第１６図に対応し、第３１図は
第４Ａ図に対応し、第３２図は第１１図および第１２図
に対応する。

第３２図を参照して、モード信号ＭＤＩがＬとされ、積
分モードが設定され、積分開始信号ＩｓＴがＩＩの間に
読出開始信号Ｒ５Ｔパルスが２回入力され、ＡＧＣ回路
がリセットされる。このとき、読出開始信号Ｒ３Ｔパル
スの立下がりでモード信号ＭＤ２、ＭＤ３を用いてモニ
タ設定が行なわれる。積分開始信号ＩＳＴパルスの立上
がりでモード信号ＭＤ２により積分モードが設定され、
モード信号ＭＤ３で読出速度が設定され、積分が開始さ
れる。積分開始信号ＩＳＴパルスが立下がって一定時間
紅過後、モード信号ＭＤ２、ＭＤ３の入出力が切換えら
れ、これらの出力端子が出力端子となる。これらの出力
端子ＴＡＴＳＭＤ２、ＭＤ３、ＡＤＴを用いて各アイラ
ンドの積分情報がパラレルに出力される。図示のないＡ
Ｆコントローラは、ＴＩＮＴの４つのパラレル出力がそ
れぞれＬになるのを割込みを許可することによって待つ
ている。したがって各アイランドの積分終了信号ＴＩＮ
ＴがＬになった順番と積分時間をＡＦコントローラはチ
エツクすることができる。すべてのＴＩＮＴ信号が入力
されか、一定時間経過によって積分が強制終了されると
きに、第１の読出開始信号ＲＳＴが人力される。この信
号の人力によってモード端子ＭＤ２、ＭＤ３が入力ピン
として指定され、続く第２の読出開始信号Ｒ３Ｔパルス
の入力によってこれらのビンによって読出アイランドが
設定され、データの読出しが開始される。次にモード信
号ＭＤＩかＨとされ、データダンプモードが設定される
。ＡＤＴ出力信号ＡＤＴパルスに同期して、画素データ
が信号出力端子Ｖｏｕｔから出力される。データが不要
画像データを表わすときは、積分開始信号ＩＳＴがＬと
され、信号出力端子Ｖｏ　ｕ　ｔから温度データが出力
される。

黒基準部画素出力が出力されるときには、読出開始信号
Ｒ５ＴがＩ（とされ、黒基準出力データがサンプルされ
、ホールドされる。次に基準部画素が出力されるときに
は、積分開始信号ＩＳＴがＨとされ、信号出力端子Ｖｏ
ｕｔからは画素データが出力される。またデータダンプ
中、ＡＦコントローラが他の仕事をするためにデータの
取込みが不可能な場合がある。このような場合には信号
ＴＡＴがＨとされ、データダンプか中断される。

（４）　補助光モード 次に第１の実施例で述べた補助光成分（赤外光）で測距
する場合について説明する。第３３図は補助光を発生す
る補助光ＬＥＤの発光波長との発光強度の関係を示す図
である。第３３図を参照して、保持光は６９５ｎｍの波
長でピークを持つスペクトル特性を有している。

第３４図は波長とその波長に対するＡＦセンサを構成す
るＣＣＤセンサの分光感度との関係を示す図である。定
常光で測距か行なイっれた場合に、まわりの白い光によ
る影響を受けないように補助光のみによって測距が行な
イっれる。二のときはＣＣＤの検知部に補助光成分のみ
をｆｌｌｌｌ距するための赤色フィルタが設けられる。

また、積分を制御するモニタ素子にも赤色フィルタが設
けられている。

これはセンサの受光光量とモニタの受光光量とを合わせ
るためである。第３４図には第３３図に示した補助光Ｌ
ＥＤの発光波長が点線で示されているが、このように赤
外カットフィルタと赤色フィルタとで形成されたバンド
パスフィルタによって作られたＣＣＤの感度の高い部分
で補助光が検知されるため、外光の影響を受けずに測距
が行なわれる。なお、赤色フィルタの透過帯域を補助光
のスペクトル分６ｉに合わせて変えるとより効用的であ
る。

次に補助光モードにおけるＡＦサブルーチンについて説
明する。第３５図は補助光モードにおけるＡＦサブルー
チンを示すフローチャー　トである。

まず第１ないし第６アイランドＩＳ１〜ＩＳ６が使用さ
れ（ステップ３０００）、積分が行なわれる（ステップ
３００５）。その結果かデータダンプされ（ステップ３
０１０）、第１〜第６のすべてのアイランドがローコン
か否かが判断される（ステップ３０１５）。すべてのア
イランドがローコンでなければ（ステップ３０１５でＮ
ｏのとき）、コントラストが得られたアイランドのブタ
に基づいてｉ’１ｌｌｌ距演算が行なわれる（ステップ
３０２０）。被写体のあるアイランドが選択され（ステ
ップ３０２５）、その位置へレンズが駆動され（ステッ
プ３０３０）、レンズは合焦位置に移動される（ステッ
プ３０３５）。ステップ３０１５ですべてのアイランド
がローコンであると判断されたときは、すべてのアイラ
ンドからの出力に５号が低輝度であるか否かが判断され
る（ステップ３０４５）。すべてのアイランドからの出
力信号か低輝度であると判断されたときは（ステップ３
０４５てＹＥＳのとき）、補助光モードがセットされ（
ステップ３０５０）　、図示のない補助光回路が駆動さ
れる。そして、第６アイランドおよび第７アイランドの
うち補助光用の赤色フィルタ付きの第７アイランド１５
７が選択され（３０５５）、積分が行なわれ（ステップ
３０６０）、データがダンプされる（ステップ３０６５
）。その後全アイランドがローコンか否かが再度判断さ
れ（ステップ３０７０）、全アイランドからのデータが
ローコンでないとき（ステップ３０７０でＮＯのとき）
、第７アイランドＩＳ７で得られたデータに基づいて測
距演算が行なわれ（ステップ３０７５）、ピントすれ量
に基づいてレンスが合焦位置へ移動される（ステップ３
０３０、ステップ３０３５）。ステップ３０７０で全ア
イランドがローコンであると判断されたときは、ローコ
ンスキャンが行なわれ（’３０８０）　、プログラムが
再びステップ３０００へ戻る。

（５）　色検出素子およびそれを用いた主波写体の存在
するアイランドの判別 次に第１の実施例の第１０図の説明で述べた色検出素子
およびそれを用いた主波写体のあるアイランドの判別方
法について説明する。第３６図は色検出素子に用いられ
る色素フィルタの形成方法を説明するだめの図である。

この色検出素子はＲｌＧ、Ｂの３原色からなる色素フィ
ルタがオンエア方式によって形成されたものである。オ
ンエア方式とは、ＣＣＤのウェハプロセスが完了したウ
ェハ上に、ベース層という透明レジスタを塗布すること
によって形成される。この層はウェハプロセス中に発生
したウェハの凹凸を改善するとともに、この後に続く染
色レジストとの密着性を改善する役割を果たす。この後
通常のＰＥＰ　（Ｐｈｏｔ。

Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ　　Ｐｒｏｃｅｓｓ）によって露光
現像が行なわれる。

第３６図の（ａ）から（ｇ）のプロセスを経て色素フィ
ルタが形成される。露光現像の後、（ｂ）に示すように
ベース層の上に染色レジストが塗布されパターンが１つ
１つ画素上に形成される。次にこのウェハが緑色Ｇの染
色液に浸漬され、乾燥されてＧ層が形成される。次に（
Ｃ）に示すように次の染色工程での混色を防ぐために、
再び透明レジストが塗布されバターニングされる。この
透明層は中間層と呼ばれる。次に（ｄ）に示すように、
Ｇ層を形成したのと同じように染色レジストが塗布され
バターニングされる。次にこのウェハが赤色Ｒ染色液に
浸された後、乾燥される。この層がＲ層と呼ばれる。次
に（ｇ）に示すように各画素の上に発生している凹状態
を改善するため再び透明レジストが塗布される。次に（
ｆ）に示すようにこの透明レジスト（第２の中間層）の
上に染色レジストが塗布されバターニングされる。この
層はＷ（白）層と呼ばれ、染色は行なわれない。

この層はＲ層、Ｇ層の表面状態を改筈し、色再現性を良
くするために用いられる。最後に（ｇ）に示すように表
面を保護するためのオーバコート層が形成され、カラー
ＣＣＤイメージセンサの色フィルタが完成する。

このようにして形成されたカラーＣＣＤイメージセンサ
の色フィルタのそれぞれの分光透過率特性が第３７図に
示される。

次に主被写体が存在するアイランドを検出するための方
法について説明する。主被写体は一般に人物であるため
、肌色が検出された領域に主被写体は（ｊ在すると考え
られる。したがって、以下にこの肌色を検知するための
アルゴリズムについて説明する。色検出素子Ｒ，Ｇ、Ｂ
素子の出力比より各部位での色情報が検出され、全体の
色出力比より光源の種類を判別し、さらに各部位のデフ
ォーカス量より像倍率情報を求め、この３つの情報より
人物と考えられる部位が注視される。その部位を主被写
体として認識してオートフォーカスが施されば主被写体
の位置が選択できる。

まず色情報の検出について説明する。はぼ同じ位置にを
睨む位置に配置されたＡＦセンサ上の１２カ所に設けら
れた受光素子が赤、緑、青（以下Ｒ，Ｇ、Ｂと略す）の
それぞれの色素フィルタで覆われる。ここで受光素子Ｒ
の出力をｖ、、Ｇの出力をＶｇ　、Ｂの出力をＶｏ、赤
外線ＩＲの出力をｖ＋ｒとする。上記した１２カ所の受
光素子の出力比Ｖｒ／Ｖｌ、、、Ｖｇ　／Ｖｂが求めら
れる。これらが各１２ブロツクそれぞれの色情報とされ
る。

次に光源の検出について説明する。人物の肌色は光源に
よりその反射波長分布が異なる。このため、被写体の色
情報を検出しただけでは不十分である。そこで、光源が
どのような状態であるか検出する必要がある。上に述べ
た色情報より光源が推定され、色情報の肌色しきい値に
光源による補正が加えられる。

次に光源の推定方法について説明する。色情報検出素子
と同様に配置されたＩＲフィルタの出力とＢフィルタの
出力との比により光源が推定される。１２カ所に設けら
れた色情報素子の出力のうちＩＲフィルタ、Ｂフィルタ
の出力のそれぞれの出力の和を求め、その和の比により
光源が推定される。

Ｒ（ｉｒ／ｂ）−Σ”＋ｒ／Σ■。

（ｉ−１〜１２） この演算によって求められた比と肌色と検出できるレベ
ルと判定された光源の関係が第３８図に示される。ここ
で肌色と検出できるレベルにおけるＲｑ／ｂはＧの出力
であるｖｇとＢの出力であるＶｂとの被を表わし、Ｒｒ
／ｂはＲの出力であるＶ、とＢの出力であるＶｂの出力
との比を示す。

第３８図に基づいてまずＲ＋ｒ／ｂの値により光源が推
定され、推定された光源状態における肌色検出レベル内
に各ブロックの色検出情報が含まれるか否かがチエツク
されることによって肌色ブロックの抽出が行なわれる。

第３９図は色フイルタ付画素を用いた場合のＡＦサブル
ーチンを示すフローチャートである。第３９図を参照し
て、色フイルタ付画素が用いられた場合にはまず全アイ
ランドの積分が行なわれ（ステップ４０００）、その結
果に基づいて主被写体すなわち人物が存在するアイラン
ドの判別が行なわれる（ステップ４００５）。次にその
主被写体が存在するアイランドのデータを用いて測距演
算が行なわれ（ステップ４０１０）、光源の違いによる
ピントずれ量の補正が行なわれ（ステップ４０１３）、
ピントのずれ量が求められてレンズが駆動され（ステッ
プ４０１５）、レンズは合焦位置へ移動される（ステッ
プ４０２０）。

次に第４０図を用いて主被写体である人物が存在するア
イランドの判別サブルーチンを説明する。

人物アイランド判別サブルーチンにおいては、まずアイ
ランドのナンバーであるとともにループナンバーとして
ｎに６が設定される（ステップ４１１０）。次に第ｎ番
目のＲ，Ｇ、ＢＳＩＲの出力データから先に述べた方法
によって人の肌色の検知が行なわれる（ステップ４１１
５）。次に第ｎ番目のアイランドの出力データが肌色を
表わしているか否かが判断され（ステップ４１２０）、
肌色を表わしていればそのｎが所定のメモリに記憶され
（ステップ４１４０）、そうでない場合はｎから１が減
算されてこのｎが０になるまで以上の判定が繰返される
（ステップ４１２５、ステップ４１３０）。その後記憶
されたｎのうち、カメラに近いアイランドが選択される
（ステップ４１３５）。以上のようにして主被写体すな
わち人物のいるアイランドが判別され、そこが所望のア
イランドであるとしてそのアイランドの出力データが適
正値になるようにＡＦセンサは積分を行なう。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、ＣＣＤのようなセンサ
手段が複数のブロックに分割され、その分割された各ブ
ロックの近傍にセンサ手段の各ブロックに対応した受光
量を検知するための複数のモニタ手段が設けられ、モニ
タ手段の受光量に基づいてＣＣＤのようなセンサ手段へ
の電荷の蓄積時間が同一タイミングで制御される。各ブ
ロックはカメラのファインダ内の各被写体部分に対応す
る。したがって、所望の被写体部分に対応したモニタ手
段を用いてＣＣＤのようなセンサ手段への電荷蓄積量が
制御される。その結果、ファインダ内の所望の被写体に
合わせた電荷蓄積ができるカメラのピント検出用光電変
換装置が提供できるという効果がある。

その結果、逆光時に背景の高輝度コントラスト被写体に
引張られることなく、所望の暗い被写体にも正しくピン
ト合わせができるカメラのピント検出用光電変換装置が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るピント検出用光電変換装置を用
いたカメラの焦点検出光学系を示す斜視図であり、第２
図は第１図に示した焦点検出光学系の原理説明図であり
、第３図は本発明が適用されたカメラにおけるファイン
ダ内表示を示す図であり、第４Ａ図、第４Ｂ図はこの発
明に係る光電変換装置に用いるＣＣＤチップの詳細を示
す図であり、第５図は第４図に示したＣＣＤチップにお
ける基準部の分割領域を示す説明図であり、第６図は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
す説明図であり、第７図はこの発明に係る光電変換装置
を実現するＡＦセンサとＡＦコントローラのブロック回
路図であり、第８図、第９図はこの発明の適用された光
電変換装置の異なる積分モードを示す説明図であり、第
１０図はこの発明に係る色検出素子およびモニタの配置
を示す図であり、第１１図〜第１４図はこの発明の第１
の実施例に係るタイムチャートであり、第１５図はこの
発明の第１の実施例に係る２端子出力タイプの要部を示
すブロック図であり、第１６図はこの発明の第１の実施
例に係る光電変換装置の要部ブロック図であり、第１７
図〜第１９図はこの発明の第１の実施例に係る光電変換
装置の要部の動作を示すフローチャートであり、第２０
図はこの発明に係る光電変換装置のモニタ画素配置の変
形例を示す図であり、第２１図は倍速モードにおけるＡ
Ｆサブルーチンのフローチャートであり、第２２図〜第
２４図はこの発明の第２の実施例に係る光電変換装置の
タイムチャートであり、第２５図および第２６図はこの
発明に係る光電変換装置の積分モードの設定および読出
アイランドの設定方法を説明するための図であり、第２
７図、第２８Ａ図、第２８Ｂ図は高速読出モードを説明
するだめの図であり、第２９図はこの発明に係る第２の
実施例のＡＦサブルチーンを示すフローチャートであり
、第３０図〜第３２図はこの発明に係る第３の実施例を
説明するための図であり、第３３図〜第３５図はこの発
明に係る光電変換装置の補助光モードを説明するための
図であり、第３６図〜第３９図はこの発明に係る光電変
換装置における色フイルタ付画素とその利用方法を説明
するための図であり、第３９図は色フイルタ付画素を用
いた場合のＡＦサブルーチンを示すフローチャートであ
り、第４０図は人物アイランドを判別するためのサブル
ーチンを示すフローチャートである。 １６８〜１６ｇは光電変換素子列、１７はＡＦセンサ、
３０はＡＦコントローラ、３１はＡ／Ｄ変換部、３２は
メモリ、３３は焦点検出部、３４は補正演算部、３５は
レンズ駆動制御部、３６はタイマ回路、３７はＡＦセン
サ制御部である。 なお図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 第１図 ３ 第３図 葛６図 ８２図 （λ仝巳−ｉイ１す） （近臣８１） 第４Ｂ図 萬ｑ図 −ノ 渠１７図 第２１図 第３０図 ８３３０ ：Ｌ−＆入（市） 萬３５図 第３６図 萬３ｇ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のブロックに分割され、電気処理データを出力する
   光電変換素子からなるセンサ手段と、前記センサ手段の
   前記各々のブロックの近傍に設けられ、前記センサ手段
   の各ブロックに対応した受光量を検知するための複数の
   モニタ手段と、前記複数のモニタ手段のうちの所望のモ
   ニタ手段の受光量に基づいて前記センサ手段への電荷の
   蓄積時間を同一タイミングで制御するための蓄積時間制
   御手段とを含むカメラのピント検出用光電変換装置。