JPH04261508A - ピント検出用光電変換素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はピント検出用光電変換
素子に関し、特に通常の読み出し速度だけでなく、通常
の２倍の読み出し速度で読み出しが可能なピント検出用
光電変換素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、画素数の少ないアイランドと画素
数の多いアイランドとからなる複数の焦点検出領域を有
するピント検出用光電変換素子を有するカメラが提供さ
れている。さらに、これらのアイランドを用いて電荷蓄
積を行ない、その結果に基づいて焦点検出する場合、各
アイランドからのデータの読み出しを通常の読み出しよ
り早く行なう倍速の読み出しモードを有するカメラも提
供されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】倍速読み出しを行なう
と、データのダンプ時間が短縮できるため好ましい。し
かしながら、倍速読み出しを行うためには、通常読み出
しとの切替を行う装置が必要になるため、構成が複雑に
なる。従って複数のアイランドからなる焦点検出領域を
有するカメラにおいて、全てのアイランドで倍速読み出
しを可能とすると、ピント検出用光電変換素子が高価に
なる。一方で画素数の少ないアイランドで倍速読み出し
を行なうと、次のような問題が生じる。即ち、倍速読み
出しでは２画素分のデータを加算して読み出すため、読
み出されるデータ数は通常速読み出し時の半数となるが
、画素数の少ないアイランドではデータが半数になると
十分な精度の焦点検出演算を行うためのデータ数を確保
できない。できるだけ精度を上げるため、参照部と比較
するためのデータ数を増やすとレンズが合焦位置に駆動
されたかどうかを判断するための合焦検出幅（スキャン
幅）が十分とれないため、無限遠端または最近端位置か
らレンズが合焦位置へ駆動できないため、合焦検出がで
きない場合が生じる。

【０００４】この発明は上記の問題点を解消するために
なされたもので、複数の焦点検出領域を有するピント検
出用光電変換素子において、構成を簡単にすることを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかる、第１
の画素数の画素列を含む第１のイメージセンサと第１の
画素数より少ない第２の画素数の画素列を含む第２のイ
メージセンサとを含むピント検出用光電変換素子におい
ては、第１のイメージセンサからのデータの読み出しは
通常の第１の読み出し速度および第１の読み出し速度よ
りも速い第２の読み出し速度を用いて選択的に行なわれ
、第２のイメージセンサからのデータの読み出しは第１
の読み出し速度のみで行なわれる。

【０００６】請求項２にかかるピント検出用光電変換素
子においては、第２読み出し速度による読み出しは、第
１の画素数からの読み出しデータが加算されることによ
って行なわれる。

【０００７】

【作用】画素数の多い第１のイメージセンサからのデー
タの出力は通常の読み出し速度とそれより速い読み出し
速度の複数の読み出しモードで行なわれ、画素数の少な
い第２のイメージセンサからの読み出しは通常の読み出
し速度のみで行なわれるため、画素数の多い第１のイメ
ージセンサにおいては必要に応じて倍速読み出しが行な
われ、画素数の少ない第２のイメージセンサにおいては
倍速度の読み出しは行なわれない。倍速読み出しが行な
われなくても、画素数が少ないため、読み出し時間が長
くなって問題になることはない。

【０００８】

【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図１および図２を参照し
て説明する。一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１
２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。

【０００９】主ミラー１２の少なくとも一部にはハーフ
ミラーが形成されている。ハーフミラー部とフィルム露
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゜に設けられてい
る。主ミラー１２のハーフミラー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。

【００１０】撮影時には主ミラー１２および副ミラー１
４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１
３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。

【００１１】焦点検出装置１５は、７個の光電変換素子
列１６ａ、１６ｂ、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〜
１６ｃに対して約９０゜に配向されている。

【００１２】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〜１
８ｇに対応する開口１９ａ〜１９ｇ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１９
ａ〜１９ｇ、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〜１
９ｇ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〜２１ｇ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１
６ａ〜１６ｇに対応させるように分離するための開口２
２ａ〜２２ｇを有する。

【００１３】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１
１ａと１１ｂ、１１ｃと１１ｄを通過する基準部光束ａ
（図２の破線で示す）と参照部光束ｂ（図２の実線で示
す）とが、各光電変換素子列１６ａ〜１６ｇにおける基
準部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１６ａ〜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。

【００１４】図１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、水平線などの焦点検出が可能である。

【００１５】図３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。撮影画面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。

【００１６】図４（Ａ）はこの焦点検出装置に用いられ
るＡＦセンサ１７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。図３の各アイランドＩＳ１〜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
準部の長手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。

【００１７】第７アイランドＩＳ７は赤色フィルタ付の
画素である。後に図２９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。

【００１８】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。したがって、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抽出して
補助光によって投影されるコントラストパターンでカメ
ラが合焦される。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。

【００１９】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。

【００２０】この分割する範囲および分割した範囲のデ
フォーカス範囲が図５、図６および図４（Ｂ）に示され
る。図５は図３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ＩＳ１〜ＩＳ７は、図４（Ａ）に示した基準部の領
域に対応する。図５において、各アイランドに示されて
いる数値は図４（Ａ）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ＩＳ１、ＩＳ４
、ＩＳ６、ＩＳ７では（３０，４０）であり、アイラン
ドＩＳ２、ＩＳ３、ＩＳ５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ＩＳ１、Ｉ
Ｓ４、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ＩＳ１は、２つのブロックＢＬ
１とＢＬ２を含み、ＢＬ１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ＩＳ２はＢＬ３、ＢＬ４
、ＢＬ５に分けられる。ＢＬ３はデータ（１〜２０）を
、ＢＬ４は（１１〜３０）を、ＢＬ５は（２１〜４０）
を含む。

【００２１】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、所定の間隔で
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
たブロックほど後ピン側を受け持つことになる。この理
由は図４（Ｂ）に基づいて具体的に説明される。図４（
Ｂ）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ブロック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
ブロック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。

【００２２】この状態が図６に示される。第３ブロック
ＢＬ３、第９ブロックＢＬ９、第１７ブロック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ＢＬ
１０，第１８ブロック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ブロック
ＢＬ５、第１１ブロックＢＬ１１、第１９ブロックＢＬ
１９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ブロックＢＬ１、第１５ブロック
ＢＬ１５、第２３ブロックＢＬ２３、第２５ブロックＢ
Ｌ２５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ブロックＢＬ２、第１６ＢＬ１６
、第２４ブロックＢＬ２４、第２６ブロック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ブロックＢＬ６、第１２ブロックＢＬ１
２、第２０ブロックＢＬ２０では、後ピン側、前ピン側
共に４ピッチである。第７ブロックＢＬ７、第１３ブロ
ックＢＬ１３、第２１ブロックＢＬ２１では前ピンが４
ピッチ、後ピンが１４ピッチであり、第８ブロックＢＬ
８、第１４ブロックＢＬ１４、第２２ブロックＢＬ２２
では、前ピンが１４ピッチ、後ピンが４ピッチとなるが
、第６ブロックＢＬ６等との重複を避けて演算を行なう
ため、第７ブロックＢＬ７は後ピン側の４〜１４ピッチ
、第８ブロックＢＬ８は前ピン側の４〜１４ピッチとな
る。

【００２３】図７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。図７を参照して、制御部はＡＦセンサ
１７とＡＦ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チッ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ォース量−レンズ繰出し量変
換係数ＫＬ、色温度デフォーカス量ｄＬＬ等のデータを
予め入力し、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３５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４２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チップずつ別個
に形成されている。したがって、ＡＦシステムは合計２
チップで構成されている。アナログ基準電圧ＶＲＥＦは
ＡＦコントローラ３０のＡ／Ｄ変換部３１とＡＦセンサ
１７に与えられる。ＡＦセンサ１７は、電源ラインＶｃ
ｃとアースラインＧＮＤに接続される。

【００２４】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ＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３、ＩＳ
Ｔ、ＣＢＧ、ＲＳＴ、ＣＰ、Ｖｏｕｔ、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ＭＤ１
は積分、読み出しモードを切換えるための信号を入力す
る端子である。モード端子ＭＤ２は読み出し画素列を選
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は読み出し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み出し速度切換入
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。

【００２５】積分開始信号入力端子ＩＳＴは積分開始信
号を入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。

【００２６】本実施例では読み出し開始信号入力端子Ｒ
ＳＴは入出力切換機能を有する端子であり、読み出し開
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に対して強制終了入力信号やバリアゲート制
御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ＲＳ
ＴとＣＢＧの機能は異なっている。信号出力端子Ｖｏｕ
ｔ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。

【００２７】モード端子ＭＤ１、ＭＤ２、ＭＤ３はＡＦ
コントローラ３０からＡＦセンサ１７へロジック信号を
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、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
３つのモードを含む。信号ラインＭＤ１、ＭＤ２とＭＤ
３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ＭＤ１がＨｉｇ
ｈ，ＩＳＴがＨｉｇｈのとき）は信号ラインＭＤ３をＨ
ｉｇｈとすることでＡＦセンサ１７の内部でＯＮ／ＯＦ
Ｆ制御可能であり、この基本クロックをＯＦＦ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。これによって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
すた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。

【００２８】次に図７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Ｉ／Ｏ部分
が示される。光電変換素子列１６ａ〜１６ｇは上述の図
３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。

【００２９】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。図８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「Ｈ」と略す）とする。バ
リアゲートＢＧ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「Ｌ」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。

【００３０】（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
状態で或る程度の時間画素データを記憶できる。

【００３１】（ｃ）は読み出し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
データ読み出し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Ｓ
Ｒ部に転送される。ＳＲ部に転送された蓄積電荷は、転
送クロックφ１、φ２によってアナログ部へ転送される
。

【００３２】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。図９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
。（ａ）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、フォトダイオードＰ
Ｄ上で電荷蓄積が行なわれる。

【００３３】（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をＨとして
電源ＯＤに排出する。

【００３４】（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Ｂ
Ｇ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。このときシフトゲー
トの電位ＳＨ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。

【００３５】（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
リア動作は図８の（ｄ）と同じである。

【００３６】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。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
は小さく有利である。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。

【００３７】図１０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
（Ｉ．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補正し、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。

【００３８】図１０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Ｍ１
（Ｍ１′）〜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
モニタ画素が覆っている部分の画素出力が適正レベルに
なるようにするためである。

【００３９】モニタ画素Ｍ１（Ｍ１′）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（たとえば逆光時等）、モニタ画
素Ｍ１（Ｍ１′）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
ストが低いため測距不能となり、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。

【００４０】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検
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が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
体がセンサー上で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。

【００４１】なお図１０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ＳＨ、
シフトレジスタＳＲ、信号端子ＲＣＧ、ＯＤはそれぞれ
図９の同一符号部分に対応している。

【００４２】（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サ出力
が２端子に分けて出力される。図１１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パルスが入力される。その結
果不要電荷を排出するために信号ＢＧｉバー（ＢＧｉの
上に棒線を引いたもの。なお以下バーは省略する）にＬ
レベルが、シフトゲートＳＨにＨの電位が印加され、か
つレジスタクリアゲートＲＣＧにＨの電位が印加される
。その間に短い読み出し開始信号ＲＳＴパルスが２回入
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ＩＳＴパル
スの立下がりでシフトゲートＳＨにＬレベルが印加され
、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。

【００４３】このとき信号ＲＳＴの立下がりでモード端
子ＭＤ２、ＭＤ３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、図４に示す
モニタ画素Ｍ１（Ｍ１′）〜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言う。 すなわち、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）と赤フィルタ画素列（第７アイランド）とを補助光
の使用の有無によって切換えることを言う。

【００４４】次に積分終了について説明する。信号ＩＳ
Ｔの立下がりにより積分が開始され、入射光量に応じて
モニタレベルが降下する。このレベルが或る時間内に或
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の積分終了信
号であるＦＬＧ−Ｄｉが反転され、信号ＢＧｉがＨにさ
れ、バリアゲートＢＧｉ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。

【００４５】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、マイコンが
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ＢＧｉをＨとして、バリアゲートＢＧｉ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止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。ＣＣＤ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ＲＳＴパルスを
入力して読み出し動作に移る。

【００４６】次にＰＤ積分について図１２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、
図９に示すような信号ＢＧの操作をする必要があるため
、信号ＩＳＴパルスの立下げと同時に信号ＢＧｉ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Ｐ
Ｄ部に蓄積する。このときシフトゲート信号ＳＨｉはＨ
のままにし、蓄積部ＳＴで発生した暗電荷がシフトレジ
スタ部ＳＲに排出される。

【００４７】自然終了は信号ＦＬＧ−ＤｉがＨとなった
とき、ＳＴ積分では信号ＢＧｉがＨとされ、信号ＡＤＴ
がＬとされる。これに対しＰＤ積分では、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Ｓ
Ｈ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、ＣＣＤは信号ＦＬＧ−Ｄｉ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ＢＧｉがＬとされ、一定時間後（１００μｓ）信号
ＢＧｉ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。

【００４８】強制終了もＳＴ積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ＲＳＴパルス
を入力することにより、読み出し動作が開始される。

【００４９】次に図１３〜図１５を参照して２端子入力
タイプの読み出し動作について説明する。図９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Ｖｏｕｔ１、端子Ｖｏｕｔ２から
出力される。一方Ａ／Ｄコンバータの入力は１本とする
。端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２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の入力が
２本あれば、同時にＡ／Ｄコンバータに入力される。

【００５０】図１３に示すように、２端子出力タイプに
おいては、信号ＲＳＴパルス入力後、モード端子ＭＤ１
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Ｖｏｕｔ１から第５アイ
ランドのデータが出力され、端子Ｖｏｕｔ２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基準部画素が
全画素の代表として光電変換出力から差し引かれる。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からの出力が温度データ出力か
ら画素データ出力に切換えられる。

【００５１】読み出し開始信号入力ＲＳＴ端子は、入出
力切換端子であり、信号ＭＤ２とＩＳＴによってＡＧＣ
５１、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Ｉ
ＳＴがＨのとき、信号ＭＤ３をＨにすることにより入力
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ＩＳ５からのＡＧＣ信号の２ビットデー
タを示し、１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。

【００５２】基準部、参照部の画素出力の読み出しが終
了すると、信号ＭＤ１がＬとされ、信号ＲＳＴ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ＩＳ２、ＩＳ４の画素データが読み出され
る。その読み出し方は第５、第６アイランドＩＳ５、Ｉ
Ｓ６の場合と同じである。

【００５３】次に第１、第３アイランドＩＳ１、ＩＳ３
の出力が読み出される。本実施例では、上記のように読
み出されるアイランドの順序が予め定められていて、信
号ＲＳＴ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Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２，外部出力信号Ａ
ＤＴと内部信号φ１，φ２，ＲＳ，ＡＲＳ，Ｓ／Ｈとの
関係が図１４に示されている。ここで、φ１，φ２はＣ
ＣＤの転送クロック、ＲＳはＣＣＤの出力部のリセット
信号、ＡＲＳ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。

【００５４】図１６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。図１６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／ＤＣコンバータ５１とを含む。ＡＦセン
サ１７は、ＣＣＤで構成された図５図で説明した７つの
アイランドＩＳ１〜ＩＳ７を含む。各々のアイランドを
構成しているＣＣＤには、ＣＣＤへの電荷の蓄積を検出
するためのモニタ画素が設けられている。各々のモニタ
画素からの出力は輝度判定回路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５３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５４からは、ＣＣＤ出力処理回路５５、５６を介
して端子Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２を経てＡＦコントロー
ラ３０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。

【００５５】ＤＣ／ＤＣコンバータ５１からＡＦセンサ
１７のコントロール回路へはＣＣＤのシフトレジスタＳ
Ｒを駆動するための電源電圧Ｖｃｃ（１３Ｖ）が印加さ
れる。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１から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
、ＶＲＥＦ電源（５Ｖ）およびＧＮＤが供給される。 ＡＦコントローラ３０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ＣＰ、モード切換信号
ＭＤ１〜ＭＤ３、積分開始信号入力ＩＳＴ、読み出し開
始信号ＲＳＴ、積分の強制終了信号ＣＢＧ、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Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２は、信号ＡＤ
Ｔに同期してＡＦコントローラ３０のＡ／Ｄコンバータ
３１に入力される。ＡＦコントローラは、１画素ずつ入
力を切換えて交互にＡ／Ｄ変換を行なう。

【００５６】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。図１
７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Ｓ
Ｍがオンされる（ステップ＃１０１）とカメラシステム
がオンされる。次いで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＃１０２でレリーズボタンが１段押されていないと
き（以下Ｓ１スイッチと略す）、メインスイッチＳＭが
オフか否かが判断される（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
Ｍ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１０３でメインスイッチＳＭがオフ
でなければ、プログラムはステップ１０２へ戻る。

【００５７】ステップ１０２でＳ１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１０５）
、以下に説明するＡＦサブルーチンが実行され（ステッ
プ１０６）、測光および露出演算（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スイッチと略
す）が判断される（ステップ１０８）。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がオフに
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１０８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。

【００５８】図１８は図１７のステップ１０６で示した
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（Ｍ１、Ｍ１′
）が選択され、（ステップ１０００）、積分が行なわれ
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１０１０）、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１０
５０）。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測距
演算が行なわれる（ステップ１０６０、１０６５、１０
７０）。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１０８
５）。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、図１０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
択が行なわれる。すなわち、主被写体に合わせた積分制
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。

【００５９】次にＡＦサブルーチンの別の実施例につい
て説明する。図１９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（Ｍ１、Ｍ１′）が選択され（ステップ１
１００）、積分が行なわれる（ステップ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１１１０）、各ブロックの輝度が調べられ（ステップ
１１１５）、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１１２０）
。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１１３５）。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１１５０、ステップ１１５５、ステ
ップ１１６０、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１１
８５、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）、焦点ずれ量が算出される。 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１１４０）、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）。

【００６０】図１９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測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。

【００６１】次にモニタの配置の変形例を図２０を参照
して説明する。図２０は図１０に対応する図である。図
１０と図２０との違いは、アイランドの全域を覆う第１
モニタＭ１、Ｍ１′がＣＣＤの画素に近い側に配置され
ている点である。また図２０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。図２０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Ａに対して
はモニタＭ３、Ｍ３′が、ブロックＢにはモニタＭ２、
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、参照部それ
ぞれに対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、少なくともピント
が合ったときには、適性ゲインが得られるようにするた
めである。

【００６２】（２）　　第２実施例（１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端子出力タイプの光電変換装置はＡ
Ｆセンサ１７からの出力端子が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
ｏｕｔ２がない場合に対応する（図１６参照）。

【００６３】図２２〜図２５を参照して、１端子出力タ
イプのタイムチャートについて説明する。基本的にＣＣ
Ｄの駆動方法は２端子出力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回目の測距のときには
、図２８（Ｂ）に示すように転送クロックφ１、φ２を
通常（図２８（Ａ））の２倍速にし、サンプルホールド
信号ＳＨを２画素出力に対し１回出力する。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、見かけ上、画素
数が半減したものと等価になり、データダンプ時間が通
常の２分の１になる。

【００６４】このモードを用いれば図２１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
が求められた後、第２回目からの測距は、主被写体のあ
るアイランドのみか、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み出され
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。

【００６５】積分開始時のモード設定は、図２２に示す
ようにモード信号ＭＤ２、ＭＤ３、ＭＤ４を使って積分
開始信号ＩＳＴの立下がりで設定する。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。また読み出しアイランドの設定もモード信号Ｍ
Ｄ２、ＭＤ３、ＭＤ４を用いて行なわれる（図２６参照
）。

【００６６】図２３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ＭＤ
２、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
りとで読み出し速度の設定が行なわれる。読み出し開始
信号ＲＳＴとモード信号ＭＤ２、ＭＤ３、ＭＤ４で読み
出しアイランドの選定が行なわれる。

【００６７】バリアゲート信号ＢＧｉ、シフトゲート信
号ＳＨｉ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。自然終了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によって読み出し速度（通
常速読み出しまたは倍速読み出し）の切換えが設定され
る。次に読み出し開始信号ＲＳＴパルスが入力され、読
み出しアイランドが先に述べたように選択され、読み出
ししたいアイランドがマイコンにより指定される。ＰＤ
積分（図２３参照）についても、ＳＴ積分の場合に準じ
ている。

【００６８】データダンプ（図２４参照）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。読み出
し開始信号ＲＳＴパルス入力時に読み出しアイランドを
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。

【００６９】図２７は２倍ピッチの高速読み出しが行な
われる場合の高速読み出し回路を示す図である。この高
速読み出し回路を用いると、オートゲイン信号ＡＧＣは
、読み出しモードが通常読み出しのときＸ１、Ｘ２、Ｘ
４、Ｘ８であったものが、高速読み出しモードにされる
とそれぞれＸ０．５、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ４になる。

【００７０】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。図２９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の実施例の図１８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積分が設定される（
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２０１
０）、電荷蓄積（積分）が開始される（ステップ２０１
５）。積分終了後、積分時間のチェックが行なわれ（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、
読み出し速度が倍速読み出し速度に設定され（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）。モニタ設定が不適正ならば（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対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）、レンズが合焦位置
に駆動される（ステップ２０７０）。主被写体に対して
続けて測距が行なわれるときには、主被写体の含まれる
ブロックを含むアイランドのみが読み出され、そのアイ
ランドが指定されて測距が行なわれる。

【００７１】なお第２の実施例における第１の実施例の
図１６に対応するデバイス構成図としては、図１６にお
いてＶｏｕｔ２の出力端子が省略されるだけであるので
図示は省略する。

【００７２】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、データの読み出しを通
常読み出しの場合よりも速く行なうことを言う。図２１
は倍速モードを使った場合のＡＦサブルーチンを示すフ
ローチャートである。ステップ１２００において最初の
測距であるか否かが判断され、最初の測距であれば全ア
イランドを使った多点測距が行なわれる（ステップ１２
０５）。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１
２２０）、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１
２２５）、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）。

【００７３】ステップ１２０５で測距が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１２
５５）。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。

【００７４】なおここで２回目以降の測距時に、指定ア
イランドのみの積分が行なわれているが、図１９、図２
０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。

【００７５】（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。

【００７６】この実施例における４つのアイランドはそ
れぞれ、第１１〜第１４アイランドＩＳ１１〜ＩＳ１４
とする。

【００７７】図３０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、図３１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、図３２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。

【００７８】図３０は第１実施例の図１６に対応し、図
３１は図４（Ａ）に対応し、図３２は図１１および図１
２に対応する。

【００７９】図３２を参照して、モード信号ＭＤ１がＬ
とされ、積分モードが設定され、積分開始信号ＩＳＴが
Ｈの間に読み出し開始信号ＲＳＴ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、読み出し開
始信号ＲＳＴパルスの立下がりでモード信号ＭＤ２、Ｍ
Ｄ３を用いてモニタ設定が行なわれる。積分開始信号Ｉ
ＳＴパルスの立下がりでモード信号ＭＤ２により積分モ
ードが設定され、モード信号ＭＤ３で読み出し速度が設
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経過後、モード信号ＭＤ２、ＭＤ
３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ＴＡＴ、ＭＤ２、ＭＤ３、Ａ
ＤＴ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ＡＦ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っている。したがって各アイランド
の積分終了信号ＴＩＮＴがＬになった順番と積分時間を
ＡＦコントローラはチェッ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の読み出し開始信号Ｒ
ＳＴが入力される。この信号の入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
読み出し開始信号ＲＳＴパルスの入力によってこれらの
ピンによって読み出しアイランドが設定され、データの
読み出しが開始される。次にモード信号ＭＤ１が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Ｖ
ｏｕｔ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Ｖｏｕｔ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、読み出し開始信号ＲＳＴが
Ｈ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Ｖｏｕｔ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、データダンプが中断される。

【００８０】（４）第４の実施例 第４の実施例の基本的な構成は、第３の実施例とほぼ同
じである。つまり、図３０に示されるデバイス構成であ
り、図３１に示されるモニタレイアウトとなっている。 図３２に対応するタイミングチャートを図３８に、倍速
読み出し回路の構成図を図３９および図４０に示す。

【００８１】図３２および図３８の間におけるタイミン
グでの違いは、倍速アンプのゲインが、積分開始信号Ｉ
ＳＴがＨの期間中に入力される２回のＲＳＴパルスのう
ちの最初のＲＳＴパルスの立ち下がりから２回目のＲＳ
Ｔパルスの立ち上がりまでの期間で、ＭＤ２によって決
められる点である。

【００８２】倍速アンプのゲインは次のようにして決定
される。図３９に示すように、まず第１回目の測距は倍
速読み出しで、倍速アンプの増幅率を１／２として行な
う。その結果が、積分時間最大、ＡＧＣアンプのゲイン
が８倍、Ａ／Ｄ変換後の最大出力レベルが所定レベル以
下のとき、つまり、非常に暗くて、２倍の増幅を行なっ
てもＣＣＤがオーバフローしないとき、マイコンが２回
目以降の測距時、倍速アンプのゲインを１倍とする。こ
れによって、センサ出力を倍増することができ、低輝度
限界を１ＥＶ向上することができる。つまり、これによ
って、モニタ制御レベルを切換えるという複雑な制御を
せずに、倍速読み出しの効果による感度アップによって
、低輝度限界を１ＥＶ向上することができる。また、極
端なオーバフローが生じた場合は倍速アンプの増幅列を
１／２に戻す。

【００８３】本実施例のデバイスでは、横アイランド（
第２、第４アイランド）に比べて縦アイランド（第１、
第３アイランド）は画素数が少ないため、倍速読み出し
を行なわなくてもデータ読み出し時間による問題は生じ
ない。

【００８４】また、倍速読み出しでは２画素分のデータ
を加算して読み出すため、読み出されるデータ数は通常
速読み出し時の半数となるが、縦アイランドでは画素数
が少ないので、さらにデータ数が半数になると十分な精
度の焦点検出演算を行うためのデータ数（本実施例では
２０個）を確保できない。できるだけ精度を上げるため
、参照部と比較するためのデータ数を増やすと、十分な
合焦検出範囲が得られない。つまり、レンズが無限遠端
にあるとき、最近接付近を被写体に合焦できない。逆に
、レンズが最近接位置にある場合、無限遠付近の被写体
に合焦できないという問題点がある。

【００８５】このため、本実施例では倍速読み出し時も
、縦アイランドは倍速読み出しを行なわず、十分な合焦
検出範囲が得られるようにしている。

【００８６】なお、この他の機能、タイミングは第３の
実施例と同じである。 （５）第５実施例 図４１から図４８は第５の実施例のタイミングチャート
と、モード設定表である。第５の実施例の基本的な構成
は、図４１に示すように、第３、第４の実施例とほぼ同
じである。違いは、ＴＡＴ端子がＣＢＧ端子となり、Ｐ
Ｄ積分時の積分終了動作において、直接バリアゲートを
制御することと、積分終了情報がＡＤＴ端子からシリア
ルで出力され、積分終了順序信号とゲイン情報がＶｏ　
ｕ　ｔ端子から出力されるため、入出力兼用ピンがなく
なっていることである。

【００８７】まずＳＴ積分で全アイランドの積分終了時
間がばらばらで、すべてのアイランドが自然終了した場
合を図４３を参照して説明する。

【００８８】ＭＤ１＝Ｌにして、積分モードに設定した
後、ＩＳＴ＝Ｈ，ＣＢＧ＝Ｌとし、ＲＳＴパルスを２回
入力し、ＩＳＴ＝Ｌとする。これによってセンサの初期
設定および不要電荷をクリアして積分が開始される。こ
のとき第１ＲＳＴパルスの立ち下がりで、図３５のＬＰ
Ａ信号の立ち下がり、ＭＤ２，ＭＤ３端子の状態をラッ
チすることにより、第２アイランドの分割モニタの指定
を行なう。次に、第２ＲＳＴパルスの立ち上がり（図３
５のＬＰＡ１信号の立ち下がり）で、ＭＤ２端子の状態
をラッチすることにより、倍速アンプの設定を行なう。 倍速アンプとは、倍速読み出し時、増幅率が通常の１／
２倍に設定されていて、倍速読み出しによって増幅され
た電荷を検出した電圧を１／２倍して、通常読み出しの
出力電圧レベルと同程度の電圧レベルが出力される。被
写体が低輝度限界にあるときは、検出電荷量が少なく、
出力電圧を２倍してもオーバフローしない場合には、外
部から増幅率を１倍に設定して出力電圧を２倍にする。 これによって感度を２倍とし、低輝度限界の性能が向上
される。これによって、通常の積分制御は通常読み出し
時も倍速読み出し時も同様にでき、かつ、低輝度限界付
近の非常に暗い輝度のときには感度を２倍にでき、低輝
度限界性能を向上することができる。

【００８９】第２ＲＳＴパルスの立ち下がり（図３５の
ＬＰＢ信号の立ち下がり）でＭＤ２端子の状態をラッチ
することにより、ＳＴ、ＰＤ積分モードの切換を設定し
、ＭＤ３端子の状態をラッチすることにより、通常読み
出しと倍速読み出しの設定を行なう。

【００９０】ＩＳＴの立ち下がりにより、積分が開始さ
れると、マイコンは他の処理を行ないながらＡＤＴ信号
の立ち下がりよる割り込みが通常４回入るのを待ってい
る。このタイミングチャートでは、各アイランドの積分
終了タイミングがすべて違うために、割り込みが４回入
っているが、被写体の輝度分布によっては、同時に積分
を終了する場合がある。このとき、タイミングをずらせ
てＡＤＴ信号の立ち下がりを出力するようにロジックを
構成することも可能であるが、本実施例では、ロジック
回路の規模を縮小するために、同時に積分を終了したら
、１回のＡＤＴ信号の立ち下がりに代表させるように構
成している。このため、本システムのマイコンは、ＡＤ
Ｔ信号の立ち下がり後、一定時間ＡＤＴ信号をチェック
してＡＤＴ信号がＨになるかどうかを見ている。つまり
、一定時間後ＡＤＴ信号がＨにならなければ、すべての
アイランドの積分が終了したとして、次のステップに移
り、Ｈになれば、次のＡＤＴ信号の割り込みに備える。

【００９１】すべてのアイランドの積分が終了すると、
マイコンはＣＢＧ＝Ｈとし、ＲＳＴパルスをセンサに入
力する。このときＲＳＴパルスの立ち下がりでＭＤ２，
ＭＤ３の状態をラッチすることによって読み出しアイラ
ンドの選択を行なう。その後、所定時間後ＭＤ１＝Ｈと
し、データダンプモードに設定する。これによってＭＤ
１＝Ｌのときには、温度データ（ＶＴ　Ｍ　Ｐ　）が出
力されていたＶｏ　ｕ　ｔ　端子からＶｒｅｆ電圧が出
力され内部ではＡＤＴ信号に同期して画素出力が読み出
されるようになる。このときは、その後、黒基準部の遮
光画素の出力が読み出される順番になったとき、ＣＢＧ
＝Ｌとして、黒基準部の出力をＶｒｅｆにクランプする
。このとき、ＭＤ２，ＭＤ３の組合せによって、図３５
（２）のようなデジタルデータがＶｏ　ｕ　ｔ　端子か
ら出力される。その後、基準部画素列が出力される順番
になると、ＩＳＴ＝Ｈとし、Ｖｏ　ｕ　ｔ　端子から基
準部画素列を出力し、基準部画素列出力終了後、ＩＳＴ
＝Ｌとし、出力マスキングを行なう。参照部画素列が出
力される順番になると、ＩＳＴ＝Ｈとし、Ｖｏ　ｕ　ｔ
　端子が参照部画素列を出力する。参照部画素列出力終
了後、ＩＳＴ＝Ｌとし、出力マスキングを行なう。

【００９２】その後、ＭＤ１＝Ｌとして、１つのアイラ
ンドの読み出しを終了する。引続き、別のアイランドを
読み出すときは、前回と同じように、ＲＳＴパルスを入
力して、ＭＤ２，ＭＤ３によって読み出しアイランドを
選択する。

【００９３】図４７は、ＳＴ積分の強制終了時のタイミ
ングチャートである。基本的なタイミングが図４６の場
合と同じで、違う点は所定時間後（本実施例では２０ｍ
ｓ後）、積分終了の割り込みがこない点である。本タイ
ミングチャートでは、１つも積分終了の割り込みが入っ
ていない。しかし、いくつかのアイランドで積分終了し
ているものの、所定時間後にまた積分終了していないア
イランドが存在する場合も同じである。

【００９４】強制終了する理由は、あまり積分時間が長
いとオートフォーカスの作動が遅くなり、ユーザに違和
感を与えるために、違和感を与えない程度の時間で積分
を打ち切るためである。これによる蓄積電荷量不足は、
ＡＧＣアンプによって増幅することによって補う。

【００９５】強制終了の方法は、所定時間たっても全ア
イランドの積分が終了しないとき、マイコンがＣＢＧ＝
Ｈとすることによってセンサに強制終了を指示し、これ
を受けて、センサはＡＤＴ＝Ｌとし、全アイランドの積
分を終了する。以後のタイミングは自然終了と同じであ
る。

【００９６】図４５は、ＰＤ積分の自然終了時のタイミ
ングチャートである。基本的なタイミングは図４３の場
合と同じで、違いは積分終了動作のＣＢＧの操作である
。本実施例では、ロジック規模縮小のため、ＰＤ積分の
積分終了は１つのアイランドの積分終了によってすべて
のアイランドの積分を終了するように構成している。 このため、ＡＤＴ＝Ｌを受けて、ＣＢＧ＝Ｈとして、所
定時間後、ＣＢＧ＝Ｌとし、約１００μｓ後、ＣＢＧ＝
Ｈとすることにより、積分動作を終了する。その後の動
作タイミングは図４６の場合と同じである。

【００９７】勿論、ロジック回路に余裕があれば、各ア
イランドを独立に制御してもよい。図３３はＰＤ積分の
強制終了のタイミングチャートである。図４８の場合と
の違いは、積分開始後、所定時間後（本実施例では２０
ｍｓ）もＡＤＴ＝Ｌとならないとき、ＣＢＧ＝Ｈとして
、強制終了をセンサに伝達し、次に、ＣＢＧ＝Ｌとし、
所定時間後（約１００μｓ）、ＣＢＧ＝Ｈとすることに
よって、積分動作を終了する。その後の動作タイミング
は図４６の場合と同じである。強制終了による蓄積電荷
不足は、ＳＴ積分の強制終了と同様にＡＧＣアンプによ
って増幅することによって補う。

【００９８】図３４は、ＭＤ２，ＭＤ３端子による各モ
ードの設定や、デジタルデータの組合せを表わす表であ
る。

【００９９】本実施例の倍速読み出しの回路を図３９に
示す。これは、図１３の回路図とほぼ同じである。違い
は、図１３の場合は、倍速読み出し時には、ＡＧＣアン
プそのものの増幅率を１／２倍しているが、図３９では
、ＡＧＣアンプの前に倍速アンプを設けて、このアンプ
の増幅率を１／２倍または１倍に切換えることで対応し
ている。

【０１００】各モードの設定方法を図３３−図３７のフ
ローチャートを用いて説明する。図３３は、分割モニタ
の選択方法である。分割モニタは初回の積分時、全体の
輝度分布がわからないので、アイランド全体を広くモニ
タするために、第１モニタを使用する（ステップ５００
１）。２回目以降の測距のときは、第１回目の測距で主
被写体を限定でき、分割モニタを使用した方がよいとマ
イコンが判断したときは、主被写体の存在する測距ブロ
ックに対応する分割モニタを使用する。また、主被写体
が限定できない場合、つまり、像倍率が大きくて、どの
ブロックでも主被写体をとらえていると思える場合や、
ローコントラストなどにより測距できない場合など、ま
たは、主被写体が限定できても、分割モニタを使用しな
い方がよいとマイコンが判断した場合は、第１モニタを
使用する（ステップ５００２，５００３）。

【０１０１】図３４は分割モニタの選択方法の別の実施
例である。初回の積分時は、前述の理由により、第１モ
ニタを使用する（ステップ５１０１）。２回目以降の測
距では、被写体が逆光状態にあることが検知された場合
は、主被写体があると思われる測距ブロックに対応する
分割モニタを使用して測距を行なう（ステップ５１０２
，５１０３）。

【０１０２】図３５は倍速アンプの設定方法を示すフロ
ーチャートである。初回の積分時は、主被写体の位置も
輝度分布もわからないので、倍速読み出しで全測距範囲
を測距し、オーバフローを防止するために、倍速アンプ
を１／２倍に設定する。２回目以降の測距では、前回の
測距において積分時間２００ｍｓ，ゲインが８倍に設定
されており、かつ画素出力の最大値Ｖｏ　ｕ　ｔ　（Ｍ
ＡＸ）が１００ＬＳＢ以下のとき、つまり、最大ＡＧＣ
領域で、出力を２倍してもオーバフローしないという非
常に暗い輝度のときのみ、倍速アンプの倍率を１倍に設
定して、出力電圧を増幅して、低輝度限界を向上させる
（ステップ５２０２，５２０３）。

【０１０３】図３６は読み出し速度の設定のフローチャ
ートである。初回積分のときは、ステップ５２０１と同
じ理由により、倍速読み出しに設定する。２回目以降の
測距においては、倍速アンプが１／２倍に設定されてい
れば、必ず倍速読み出しになり（ステップ５３０２）、
１倍に設定されていれば、次に被写体が動体であるかど
うかの判定を行なう（ステップ５３０２）。動体であり
、かつＳ２（レリーズ開始スイッチ）が押されていなけ
れば、測距時間短縮のため倍速読み出しで測距を行ない
、スイッチＳ２が押されていれば、通常速度読み出しに
設定して、現在の被写体位置を高精度に測距する（ステ
ップ５３０４）。

【０１０４】また、被写体が動体でなければ、補助光モ
ードに入っているか否かを判定し（ステップ５３０５）
、補助光モードであれば、倍速読み出しに設定する。補
助光モードに設定されていなければ、被写体が低周波数
被写体かどうかを判定し、低周波数被写体ならば、倍速
読み出しに設定し、低周波被写体でなければ通常速読み
出しに設定する（ステップ５３０６）。

【０１０５】図３７は積分モード設定のフローチャート
である。初回の積分は残像除去のために、ＰＤ積分を行
なうが、あまり積分時間が長くなると撮影者に違和感を
与えるため、最大積分時間を１０ｍｓに設定して、ＰＤ
積分を行なう（ステップ５４０１，５４０２）。

【０１０６】このとき、被写体輝度が暗くて、２倍以上
のゲインが必要であったときは、次回の測距を最大積分
時間１００ｍｓのＰＤ積分を行なう（ステップ５４０３
，５４０７）。

【０１０７】被写体輝度が明るく、かつ、積分時間が１
ｍｓ未満の場合は、ＰＤ積分の積分終了遅れの影響で正
しい積分終了を行なわれないため、最大積分時間２０ｍ
ｓのＳＴ積分で積分動作をやりなおす（ステップ５４０
４，５４０５）。積分時間が１ｍｓ以上の場合は、次回
の積分を最大積分時間２０ｍｓのＳＴ積分で行ない、今
回の積分による測距結果を有効とする（ステップ５４０
４，５４０６）。

【０１０８】ＳＴ積分に入った場合、どれかのアイラン
ドのゲインが１倍の間は、ＳＴ積分（２０ｍｓ）での測
距を繰返し（ステップ５４０８，５４１４、すべてのア
イランドのゲインが２倍以上のときは、最大積分時間１
００ｍｓのＰＤ積分を行なう（ステップ５４０７）。

【０１０９】ＰＤ積分モードに入った場合、ゲインが２
倍以下で、かつ、積分時間が１０ｍｓ以上のときは、Ｐ
Ｄ積分を繰返し（ステップ５４１０）、積分時間Ｔｉ　
ｎ　Ｔ　が１ｍｓ≦Ｔｉ　ｎ　Ｔ　≦１０ｍｓのときは
、次回の積分を最大積分時間２０ｍｓのＳＴ積分に設定
する（ステップ５４１０，５４０４，５４０６）。積分
時間Ｔｉ　ｎ　Ｔ　≦１ｍｓならば、最大積分時間２０
ｍｓのＳＴ積分でやり直す（ステップ５４０５）。

【０１１０】補助光モードに入った場合は、最大積分時
間２００ｍｓのＰＤ積分に設定し、補助光を発光する（
ステップ５４１１，５４１２）。

【０１１１】（６）　　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。図５１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。図５１を参照して、補助光は６９５ｎｍの波長で
ピークを持つスペクトル特性を有している。

【０１１２】図５２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。定常光下で測距が行なわれた場合に、定常光に
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
なわれる。このときはＣＣＤの検知部に補助光成分のみ
を測距するための赤色フィルタが設けられている。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。図５２には図５１に示した補
助光ＬＥＤ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、定常光の影響を受け
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布に合わせて変えるとより効果
的である。

【０１１３】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。図３５は補助光モードにおけるＡ
Ｆ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
）。その結果がデータダンプされ（ステップ３０１０）
、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ＮＯのとき
）、コントラストが得られたアイランドのデ−タに基づ
いて測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
力信号が低輝度であるか否かが判断される（ステップ３
０４５）。すべてのアイランドからの出力信号が低輝度
であると判断されたときは（ステップ３０４５でＹＥＳ
のとき）、補助光モードがセットされ（ステップ３０５
０）、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ＩＳ７が選択され（３
０５５）、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３０
７０）、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）、ピントず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３０３０、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。

【０１１４】（７）　　色検出素子およびそれを用いた
主被写体の存在するアイランドの判別 次に第１の実施例の図１０の説明で述べた色検出素子お
よびそれを用いた主被写体のあるアイランドの判別方法
について説明する。図５４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ための図である。この
色検出素子はＲ、Ｇ、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のウエハプロセスが完了したウエハ
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。この層はウエハプロセス中に発生した
ウエ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（Ｐｈｏｔｏ　　Ｅｎｇｒａｖｉｎｇ　　Ｐｒ
ｏｃｅｓｓ）によって露光現像が行なわれる。

【０１１５】図５４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。次にこのウエハが
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パターニングさ
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
が塗布されパターニングされる。次にこのウエハが赤色
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パターニングさ
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層の表面状態を改善し、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。

【０１１６】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
が図５５に示される。

【０１１７】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存在
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。

【０１１８】まず色情報の検出について説明する。ほぼ
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、赤外（以下Ｒ
、Ｇ、Ｂ、ＩＲ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Ｖｒ、Ｇの出力をＶ
ｇ、Ｂの出力をＶｂ、赤外線ＩＲの出力をＶｉｒとする
。上記した１２カ所の受光素子の出力比Ｖｒ／Ｖｂ、Ｖ
ｇ／Ｖｂ、Ｖｉｒ／Ｖｂられる。これらが６アイランド
それぞれの色情報とされる。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】 　　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図５６に示される。こ
こで肌色と検出できるレベルにおけるＲｇ／ｂはＧの出
力であるＶｇとＢの出力であるＶｂとの比を表わし、Ｒ
ｒ／ｂはＲの出力であるＶｒとＢの出力であるＶｂの出
力との比を示す。

【０１２２】図５６に基づいてまずＲｉｒ／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
がチェッ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。

【０１２３】図５７は色フィ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。図５８
を参照して、色フィ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４０
１３）、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）。

【０１２４】次に図５８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、Ｂ、ＩＲ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４１１５
）。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。

【０１２５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、画素数
の多い第１のイメージセンサからのデータ出力は通常速
度とそれよりも速い速度のいずれかの複数の読み出しモ
ードで行なわれ、画素数の少ない第２のイメージセンサ
からの読み出しは通常の読み出し速度のみで行なわれる
ため、画素数の多い第１のイメージセンサにおいては、
必要に応じて倍速読み出しが行なわれ、画素数の少ない
第２のイメージセンサにおいては倍速での読み出しが行
なわれない。その結果、構成の簡単な、複数の焦点検出
領域を有する、ピント検出用光電変換素子を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

【図１】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る。

【図２】図１に示した焦点検出光学系の原理説明図であ
る。

【図３】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る。

【図４】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る。

【図５】図４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る。

【図６】ＣＣＤ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る。

【図７】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る。

【図８】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る。

【図９】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る。

【図１０】この発明に係る色検出素子およびモニタの配
置を示す図である。

【図１１】この発明の第１の実施例に係るタイムチャー
トである。

【図１２】この発明の第１の実施例に係るタイムチャー
トである。

【図１３】この発明の第１の実施例に係るタイムチャー
トである。

【図１４】この発明の第１の実施例に係るタイムチャー
トである。

【図１５】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る。

【図１６】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る。

【図１７】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る。

【図１８】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る。

【図１９】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る。

【図２０】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る。

【図２１】倍速モードにおけるＡＦサブルーチンのフロ
ーチャートである。

【図２２】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る。

【図２３】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る。

【図２４】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る。

【図２５】この発明に係る光電変換装置の積分モードの
設定および読み出しアイランドの設定方法を説明するた
めの図である。

【図２６】この発明に係る光電変換装置の積分モードの
設定および読み出しアイランドの設定方法を説明するた
めの図である。

【図２７】高速読み出しモードを説明するための図であ
る。

【図２８】高速読み出しモードを説明するための図であ
る。

【図２９】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る。

【図３０】この発明に係る第３の実施例を説明するため
の図である。

【図３１】この発明に係る第３の実施例を説明するため
の図である。

【図３２】この発明に係る第３の実施例を説明するため
の図である。

【図３３】分割モニタの選択方法を示すフローチャート
である。

【図３４】分割モニタの選択方法の別の実施例を示すフ
ローチャートである。

【図３５】倍速アンプの設定方法を示すフローチャート
である。

【図３６】読み出し速度の設定方法を示すフローチャー
トである。

【図３７】積分モード設定方法を示すフローチャートで
ある。

【図３８】第４の実施例におけるタイミングチャートで
ある。

【図３９】倍速読み出し回路の態様の実施例における構
成図である。

【図４０】倍速読み出し回路におけるタイミングチャー
トである。

【図４１】第５の実施例における基本構成を示すブロッ
ク図である。

【図４２】第５の実施例における各ブロックの配置を示
す模式図である。

【図４３】第５の実施例のタイミングチャートである。

【図４４】第５の実施例のタイミングチャートである。

【図４５】第５の実施例におけるタイミングチャートで
ある。

【図４６】第５の実施例におけるタイミングチャートで
ある。

【図４７】第５の実施例におけるモード設定表である。

【図４８】第５の実施例におけるタイミングチャートで
ある。

【図４９】第５の実施例におけるモード設定表である。

【図５０】第５の実施例におけるモード設定表である。

【図５１】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る。

【図５２】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る。

【図５３】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る。

【図５４】この発明に係る光電変換装置における色フィ
ルタ付画素とその利用方法を説明するための図である。

【図５５】この発明に係る光電変換装置における色フィ
ルタ付画素とその利用方法を説明するための図である。

【図５６】この発明に係る光電変換装置における色フィ
ルタ付画素とその利用方法を説明するための図である。

【図５７】色フィ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。

【図５８】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。

【符号の説明】 １６ａ〜１６ｇ　　光電変換素子列 １７　　ＡＦセンサ ３０　　ＡＦコントローラ ３１　　Ａ／Ｄ変換部 ３２　　メモリ ３３　　焦点検出部 ３４　　補正演算部 ３５　　レンズ駆動制御部 ３６　　タイマ回路 ３７　　ＡＦセンサ制御部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の画素数の画素列を含む第１のイ
   メージセンサと、前記第１の画素数より少ない第２の画
   素数の画素列を含む第２のイメージセンサとを含むピン
   ト検出用光電変換素子であって、前記第１のイメージセ
   ンサからのデータの読み出しは所定の第１の読み出し速
   度と前記第１の読み出し速度よりも速い第２の読み出し
   速度を含む複数の読み出しモードを用いて選択的に行な
   われ、前記第２のイメージセンサからのデータの読み出
   しは前記第１の読み出しモードのみによって行なわれる
   、ピント検出用光電変換素子。
2. 【請求項２】　　前記第２の読み出し速度による読み出
   しは、複数の画素データの合計を読み出すことによって
   行なわれる、請求項１に記載のピント検出用光電変換素
   子。