JPH063580A

JPH063580A - 焦点検出装置

Info

Publication number: JPH063580A
Application number: JP4161069A
Authority: JP
Inventors: Akira Ogasawara; 昭小笠原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-06-19
Filing date: 1992-06-19
Publication date: 1994-01-14
Also published as: US5502538A

Abstract

(57)【要約】【目的】被写体の明るさが急に変化しても正確な焦点
検出をすばやく行うことができる焦点検出装置を提供す
る。【構成】検出手段１０７により光電変換手段１００で
検出された焦点検出用電気信号が所定の最大レベルを超
えたことが検出されると、基準レベル切り換え手段１０
８により電荷蓄積が早く終了する第２の基準レベルに切
り換え、比較手段１０４でモニタ用電気信号と第２の基
準レベルとを比較する。そして、モニタ用電気信号が第
２の基準レベルを超えたら蓄積制御手段１０５により光
電変換手段１００の電荷蓄積を終了させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電荷蓄積型光電変換素
子アレイを用いた焦点検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電荷蓄積型光電変換素子を用いて撮影レ
ンズの焦点調節状態を検出する焦点検出装置が知られて
いる。この種の焦点検出装置は、主に、焦点検出光学系
と、一対の電荷蓄積型光電変換素子アレイを含む焦点検
出センサー（以下、ＡＦセンサーと呼ぶ）と、マイクロ
コンピュータを含む演算装置から構成されている。焦点
検出光学系は、撮影レンズの射出瞳面の光軸に対して対
象な一対の領域を通過した被写体からの一対の光束を一
対の電荷蓄積型光電変換素子アレイ上に導き、各光電変
換素子アレイ上に被写体像を結像させる。各光電変換素
子アレイは、予め設定された期間だけ各光電変換素子ご
とに被写体の光強度に応じて電荷の蓄積を行い、被写体
像の光強度分布に対応した焦点検出用電気信号を出力す
る。演算装置は、これらの焦点検出用電気信号をＡＤ変
換器でデジタル信号に変換し、所定のアルゴリズムで処
理して撮影レンズの焦点調節状態を示すデフォーカス量
を算出する。このデフォーカス量は、撮影レンズによる
被写体像の結像面と、フィルム面と等価な予定焦点面と
の距離である。

【０００３】ここで、電荷蓄積型光電変換素子の出力信
号レベルは被写体の明るさが一定であれば電荷蓄積時間
が長いほど高くなり、毎回の電荷蓄積時間を一定にすれ
ば被写体が明るいほど信号レベルが高くなる。光電変換
素子の出力信号には種々のノイズ成分が含まれているの
で、焦点検出演算に用いられる信号レベルが低いとＳ／
Ｎ比が低下し、焦点検出誤差が大きくなる。高い焦点検
出精度を得るためには、光電変換素子アレイの出力信号
レベルが所定の検出精度を維持できるレベルよりも大き
くなるように、電荷蓄積型光電変換素子の電荷蓄積時間
を制御する必要がある。この電荷蓄積時間は、通常の被
写体の明るさの変化量を考慮すると、例えば１０μＳか
ら数１００ｍＳまで変化させる必要がある。

【０００４】正確な焦点検出結果を得るために、従来か
ら２つの蓄積時間の制御方法が併用されている。その１
つは、光電変換素子アレイの目標出力レベルを設定し、
今回の出力信号の中の最大値またはそれらの平均値と今
回の蓄積時間とに基づいて、次回の光電変換素子アレイ
の出力が目標出力レベルになるような蓄積時間を算出
し、光電変換素子アレイの電荷蓄積を制御する方法であ
る。この制御方法は、電気回路に用いられる増幅器の増
幅ゲインを制御して出力レベルを一定にするのに似てい
ることからソフトウエアＡＧＣ（オートゲインコン
トロール）と呼ばれる。また、ソフトウエアＡＧＣの中
で出力信号の中の最大値を用いる方法はピークＡＧＣと
呼ばれ、平均値を用いる方法はアベレージＡＧＣと呼ば
れる。一般には、ピークＡＧＣが広く用いられている。

【０００５】ソフトウエアＡＧＣによる目標出力レベル
は、被写体輝度が多少変化してもＡＤ変換器の入力レン
ジに収まるように、ＡＤ変換器の最大入力レベルの約１
／２に設定される。この目標出力レベルをＤｏｂｊと
し、今回の電荷蓄積で得られた信号の中の最大値をＤｍ
ａｘとし、今回の蓄積時間をＩＴ（ｎ）とすると、次回
の蓄積時間ＩＴ（ｎ＋１）は、ＩＴ（ｎ＋１）＝ＩＴ（ｎ）×Ｄｏｂｊ／Ｄｍａｘ・・・（１）図７は、ピークＡＧＣにより電荷蓄積時間を制御した場
合の光電変換素子アレイの出力信号レベルを示す。図の
横軸は光電変換素子アレイの素子の並び方向を表し、縦
軸は各素子の出力信号レベルを表す。これらのデータは
厳密には各素子ごとに離散的なデータであるが、以下の
図では便宜上、素子の並び方向に対して連続的に表す。

【０００６】電荷蓄積時間の他の制御方法は、一対の電
荷蓄積型光電変換素子アレイのいずれか一方に隣接して
モニタ用の受光素子（フォトダイオード）を設け、その
出力の積分値が予め設定した基準レベルに達したら光電
変換素子アレイの電荷蓄積を終了させる方法で、ソフト
ウエアＡＧＣに対してハードウエアＡＧＣと呼ばれる。
図８はハードウエアＡＧＣ回路を示し、図９は図８に示
す回路各部の電圧変化を示す。ＡＦセンサー１上には、
一対の電荷蓄積型光電変換素子アレイ１ａ，１ｂと、片
方の光電変換素子アレイ１ｂに隣接してモニタ用受光素
子１ｃが設けられている。モニタ用受光素子１ｃ上には
光電変換素子アレイ１ｂ上に結像されている被写体像と
ほぼ同等の被写体像が結像されており、モニタ用受光素
子１ｃは被写体像の光強度に応じた光電流を出力する。
モニタ用受光素子１ｃから出力される光電流は、光電変
換素子アレイ１ａ，１ｂの電荷蓄積を開始すると同時に
増幅器１ｄによって積分され、電圧信号に変換されてコ
ンパレータ２へ出力される。コンパレータ２では増幅器
１ｄの出力電圧（以下、モニタ電圧と呼ぶ）と基準電圧
Ｖｒｅｆとが比較され、図９に示すようにモニタ電圧が
基準電圧Ｖｒｅｆを超えるとコンパレータ２の出力電圧
がハイレベルからローレベルへ変化する。コンパレータ
２の出力はＡＦセンサー１の電荷蓄積制御を行うマイク
ロコンピュータ３の割り込み端子ＩＮＴへ接続されてお
り、端子ＩＮＴの印加電圧がローレベルになるとマイク
ロコンピュータ３に割り込みが発生する。マイクロコン
ピュータ３は、割り込みプログラムを実行して光電変換
素子アレイ１ａ，１ｂの電荷蓄積を終了させる。

【０００７】モニタ用受光素子１ｃは光電変換素子アレ
イ１ｂに隣接して設置され、且つ光電変換素子アレイ１
ｂの検出領域のかなりの部分をカバーしているので、モ
ニタ用受光素子１ｃは光電変換素子アレイ１ｂの各光電
変換素子の平均電荷蓄積量に相当する光電流を出力し、
増幅器１ｄから出力されるモニタ電圧は光電変換素子ア
レイ１ｂの焦点検出用電気信号の平均値に相当する。従
って、ハードウエアＡＧＣは、上述したソフトウエアＡ
ＧＣのアベレージＡＧＣに相当する。

【０００８】しかし、このアベレージＡＧＣによる電荷
蓄積制御では、被写体のコントラストが大きいと光電変
換素子アレイ１ａ，１ｂの焦点検出用電気信号がＡＤ変
換器の最大入力レベルを超えてしまうことがあり、その
ため焦点検出精度が低下する。そこで、通常はソフトウ
エアＡＧＣのピークＡＧＣにより電荷蓄積制御を行い、
被写体コントラストが大きいときや被写体輝度が急変し
たときのソフトウエアＡＧＣのバックアップ用としてハ
ードウエアＡＧＣを用いている。

【０００９】ピークＡＧＣとアベレージＡＧＣの目標出
力レベルＤｏｂｊが同じであれば、被写体が全く一様な
輝度分布でない限り、必ずピークＡＧＣにより算出され
る蓄積終了時刻の方がアベレージＡＧＣにより算出され
る時刻より早い。つまり、通常、ソフトウエアＡＧＣに
よる蓄積期間中にハードウエアＡＧＣによる蓄積終了の
割り込みがかかることはない。しかし、撮影者がカメラ
を振って被写体輝度が急激に大きくなったときは、ソフ
トウエアＡＧＣによる電荷蓄積期間中にハードウエアＡ
ＧＣにより強制的に電荷蓄積が終了させられる。図１０
は、ソフトウエアＡＧＣとハードウエアＡＧＣによる電
荷蓄積動作を示すタイムチャートである。（ｎ−１）回
目の電荷蓄積時にソフトウエアＡＧＣにより蓄積時間Ｉ
Ｔ（ｎ−１）だけ電荷蓄積が行われた後、被写体の輝度
が急に高くなったとすると、次の（ｎ）回目の蓄積時に
はモニタ用受光素子１ｃのモニタ電圧が急激に増加し、
ソフトウエアＡＧＣの蓄積時間ＩＴ（ｎ）が経過する前
にモニタ電圧が基準電圧Ｖｒｅｆを超え、ハードウエア
ＡＧＣにより電荷蓄積が終了する。

【００１０】ところで、輝度の高い被写体にはコントラ
ストの大きなものが多いため、ハードウエアＡＧＣによ
り電荷蓄積を終了させることができても、そのときの光
電変換素子アレイ１ａ，１ｂの出力信号は図１１に示す
ように一部の信号がＡＤ変換器の最大入力レベルを超え
ていることがある。このような焦点検出用電気信号に基
づいて焦点検出演算を行うと誤差が大きくなるので、よ
り短い蓄積時間を設定して電荷蓄積をやり直し、光電変
換素子アレイ１ａ，１ｂの出力信号レベルを適正なレベ
ルにする必要がある。

【００１１】ところが、ＡＤ変換器の最大入力レベルを
超えるとその信号は最大入力レベルとみなしてＡＤ変換
されるので、上記（１）式では適切な次回の蓄積時間Ｉ
Ｔ（ｎ＋１）が得られない。そこで、従来のソフトウエ
アＡＧＣでは、ＡＦセンサー１で得られた信号の一部が
ＡＤ変換器の入力レンジをオーバーフローした場合、
（１）式の代りに例えば次式により次回の蓄積時間ＩＴ
（ｎ＋１）を算出している。ＩＴ（ｎ＋１）＝ＩＴ（ｎ）／４・・・（２）つまり、焦点検出用電気信号がオーバーフローしたら上
記（２）式により一旦蓄積時間を大きく短縮して蓄積を
行い、確実に焦点検出用電気信号のレベルをＡＤ変換器
の最大入力レベル以下にしてから、ふたたび（１）式に
よるソフトウエアＡＧＣを実行するようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
焦点検出装置では、被写体輝度が急に大きくなって電荷
蓄積型光電変換素子アレイの焦点検出用電気信号の一部
が最大信号レベルを超えると、図７に示すような通常の
ピークＡＧＣの動作状態、すなわち、焦点検出用電気信
号の最大値が最大信号レベルの１／２の目標出力レベル
Ｄｏｂｊになるようにするため、数回電荷蓄積を繰り返
さなければならず、被写体輝度の変化に対する応答性が
悪いという問題がある。

【００１３】本発明の目的は、被写体の明るさが急に変
化しても正確な焦点検出をすばやく行うことができる焦
点検出装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】クレーム対応図である図
１に対応づけて本発明を説明すると、請求項１の発明
は、複数の電荷蓄積型光電変換素子から成る受光部１０
０ａ，１００ｂ，・・を複数個有し、光電変換素子ごと
に被写体像の光強度に応じた電荷を蓄積して被写体像の
光強度分布に対応した焦点検出用電気信号を繰り返し出
力する光電変換手段１００と、複数個の受光部１００
ａ，１００ｂ，・・の中の少なくとも１個の受光部（１
００ａ）に隣接して設けられ、被写体像を受光して受光
部（１００ａ）の平均電荷蓄積量に相関するモニタ用電
気信号を出力する受光手段１０１と、撮影光学系１０２
を通過した被写体からの光束を光電変換手段１００の受
光部１００ａ，１００ｂ，・・および受光手段１０１上
に導き、被写体像を結像させる焦点検出光学系１０３
と、受光手段１０１から出力されるモニタ用電気信号の
レベルを基準レベルと比較し、モニタ用電気信号が基準
レベルを超えたときに光電変換手段１００の電荷蓄積を
終了させるための信号を出力する比較手段１０４と、こ
の比較手段１０４から蓄積終了信号が出力されると光電
変換手段１００の電荷蓄積を終了させる蓄積制御手段１
０５と、光電変換手段１００の焦点検出用電気信号に基
づいて撮影光学系１０２の焦点調節状態を演算する演算
手段１０６とを備えた焦点検出装置に適用される。そし
て、光電変換手段１００から出力される焦点検出用電気
信号が所定の最大レベルを超えたことを検出する検出手
段１０７と、この検出手段１０７で焦点検出用電気信号
が所定の最大レベルを超えたことが検出されると、比較
手段１０４の基準レベルを光電変換手段１００の電荷蓄
積が早く終了する第２の基準レベルに切り換える基準レ
ベル切り換え手段１０８とを備え、これにより、上記目
的を達成する。また、請求項２の焦点検出装置の基準レ
ベル切り換え手段１０８Ａは、焦点検出動作開始直後の
電荷蓄積時は第２の基準レベルに切り換えるようにした
ものである。

【００１５】

【作用】請求項１の焦点検出装置では、焦点検出用電気
信号が所定の最大レベルを超えると、電荷蓄積が早く終
了する第２の基準レベルに切り換えてモニタ用電気信号
と比較し、モニタ用電気信号が第２の基準レベルを超え
たら光電変換手段１００の電荷蓄積を終了させる。請求
項２の焦点検出装置では、焦点検出動作開始直後の電荷
蓄積時は、第２の基準レベルを設定してモニタ用電気信
号と比較する。

【００１６】

【実施例】図２は一実施例の構成を示す。ＡＦセンサー
１１は、一対の電荷蓄積型光電変換素子アレイ１１ａ，
１１ｂと、一方の光電変換素子アレイ１１ｂに隣接して
配設されるモニタ用受光素子１１ｃと、各光電変換素子
アレイ１１ａ，１１ｂおよびモニタ用受光素子（フォト
ダイオード）１１ｃの出力信号を電圧信号に変換して出
力する増幅器１１ｄ，１１ｅ，１１ｆとを備える。焦点
検出光学系１２は、撮影レンズ１３およびメインミラー
１４を通過してサブミラー１５により反射された被写体
からの光束の一部をＡＦセンサー１１に導き、一対の光
電変換素子アレイ１１ａ，１１ｂ上に一対の被写体像を
結像させる。各光電変換素子アレイ１１ａ，１１ｂはそ
れぞれの被写体像の光強度分布に応じて電荷を蓄積し、
増幅器１１ｄ，１１ｅはそれぞれの蓄積電荷量を電圧信
号に変換して焦点検出用電気信号として出力する。ま
た、モニタ用受光素子１１ｃは光電変換素子アレイ１１
ｂ上の被写体像の光強度に応じた光電流を出力し、増幅
器１１ｆはその光電流を積分して電圧信号に変換し、モ
ニタ用電気信号、すなわちモニタ電圧を出力する。

【００１７】ＡＤ変換器１６は、焦点検出用電気信号を
デジタル信号に変換してマイクロコンピュータ１８へ出
力する。コンパレータ１７は、モニタ電圧と基準電圧と
を比較し、モニタ電圧が基準電圧を超えたらマイクロコ
ンピュータ１８の端子ＩＮＴへローレベル信号を出力す
る。これによってマイクロコンピュータ１８に割り込み
が発生し、マイクロコンピュータ１８は割り込みプログ
ラムを実行して電荷蓄積を終了させる。信号切り換え器
１９は、マイクロコンピュータ１８からの制御信号に従
って２つの基準電圧Ｖ１，Ｖ２を切り換える。マイクロ
コンピュータ１８は、メモリやタイマなどの周辺部品を
内蔵し、カメラの各種制御を行うとともに、後述する制
御プログラムを実行してソフトウエアＡＧＣおよびハー
ドウエアＡＧＣを行う。駆動回路２０は、マイクロコン
ピュータ１８からのレンズ駆動信号に従ってレンズモー
タ２１を駆動し、撮影レンズ１３を移動する。なお、ス
イッチ２２は不図示のレリーズボタンが半押しされたと
きにオンするスイッチ、スイッチ２３はレリーズボタン
が全押しされたときにオンするスイッチである。

【００１８】この実施例では、ハードウエアＡＧＣにお
ける基準電圧を２つ（Ｖ１，Ｖ２）設けておき、通常の
ソフトウエアＡＧＣのピークＡＧＣが働いている場合、
すなわち、焦点検出用電気信号がＡＤ変換器１６の入力
レンジをオーバーフローしていない場合は、基準電圧Ｖ
１を選択しておき、被写体輝度が急に高くなってモニタ
電圧が基準電圧Ｖ１を超えたら、ハードウエアＡＧＣに
より電荷蓄積を終了させる。実際にハードウエアＡＧＣ
が動作したときに、被写体のコントラストが高いと焦点
検出用電気信号の一部がオーバーフローすることがあ
る。マイクロコンピュータ１８によって焦点検出信号の
オーバーフローが検出されたら、信号切り換え器１９に
より基準電圧をＶ１からＶ２に切り換える。基準電圧Ｖ
１は、光電変換素子アレイ１１ａ，１１ｂおよびモニタ
用受光素子１１ｃに一様な光強度分布の光を照射したと
き、ハードＡＧＣによる蓄積時間がピークＡＧＣにより
（１）式を用いて算出された電荷蓄積時間よりも長くな
るように設定される。それによって、次回の焦点検出用
電気信号の平均出力レベルが低く抑えられる。基準電圧
Ｖ２は、基準電圧Ｖ１が設定されたときの蓄積時間より
も短くなるような電圧に設定される。オーバーフロー後
の電荷蓄積では基準電圧Ｖ２によるハードウエアＡＧＣ
が働き、焦点検出用電気信号の平均出力レベルが低く抑
えられるので、焦点検出用電気信号がふたたびオーバー
フローする可能性は低い。逆に言えば、続けてオーバー
フローが発生しないように基準電圧Ｖ２を決定する。

【００１９】図３，４はマイクロコンピュータ１８で実
行される制御プログラムを示すフローチャートである。
このフローチャートにより実施例の動作を説明する。マ
イクロコンピュータ１８は、スイッチ２２によりレリー
ズボタンの半押しが検出されるとこのプログラムの実行
を開始する。実行開始直後には、上記（１）式によるソ
フトウエアＡＧＣの蓄積時間ＩＴが算出できないので、
ハードウエアＡＧＣにより蓄積制御を行う。このとき、
初回の電荷蓄積時の焦点検出用電気信号をオーバーフロ
ーさせないようにして、しかも早く通常のピークＡＧＣ
へ収束させるために、ステップＳ１において焦点検出信
号がオーバーフローしたことを示すオーバーフローフラ
グを強制的にセットする。続くステップＳ２で、オーバ
ーフローフラグがセットされているか否かを判別し、セ
ットされていればステップＳ３へ進み、そうでなければ
ステップＳ４へ進む。ステップＳ３では信号切り換え器
１９を制御して基準電圧をＶ２に切り換え、ステップＳ
４では基準電圧をＶ１に切り換える。つまり、焦点検出
動作開始直後の電荷蓄積時は基準電圧Ｖ２によるハード
ウエアＡＧＣが働く。

【００２０】ステップＳ５で、今回の蓄積時間ＩＴ
（ｎ）を不図示の蓄積時間管理用タイマに設定する。な
お、初回の蓄積時は（１）式による蓄積時間の計算がで
きないので、今回の蓄積時間ＩＴ（ｎ）に充分長い時間
を設定する。ステップＳ６で、ＡＦセンサー１１を制御
して電荷蓄積を開始させるとともに、モニタ用受光素子
１１ｃから出力される光電流の積分を開始させ、続くス
テップＳ７で蓄積の終了を待つ。タイマの設定時間が経
過してソフトウエアＡＧＣにより電荷蓄積が終了する
か、あるいはモニタ用受光素子１１ｃで検出されたモニ
タ電圧に基づくハードウエアＡＧＣにより電荷蓄積が終
了すると、ステップＳ８へ進み、ＡＤ変換器１６を制御
して光電変換素子アレイ１１ａ，１１ｂで検出された焦
点検出用電気信号をデジタル信号に変換する。ステップ
Ｓ９では、焦点検出信号がＡＤ変換器１６の入力レンジ
をオーバーフローしていないか調査する。例えば８ビッ
トのＡＤ変換器を用いている場合は、デジタル信号に変
換された焦点検出信号の中で２５５のレベルの信号があ
ればその信号はオーバーフローしているとみなす。焦点
検出信号のオーバーフローが検出されるとステップＳ１
０へ進んでオーバーフローフラグをセットし、オーバー
フローが検出されなければステップＳ１１へ進んでオー
バーフローフラグをリセットする。

【００２１】次に図４のステップＳ１２へ進み、上記
（１）式により次回の電荷蓄積時間ＩＴ（ｎ＋１）を算
出する。ステップＳ１３では焦点検出信号に基づいて焦
点検出演算を行い、デフォーカス量を算出する。続くス
テップＳ１４では算出されたデフォーカス量に基づいて
駆動回路２０を制御し、撮影レンズ１３を移動させる。
ステップＳ１５でスイッチ２３によりレリーズされてい
るか否かを判別し、レリーズされていればステップＳ１
６へ進んで撮影動作を行い、レリーズされていなければ
ステップＳ１７へ進む。ステップＳ１７ではスイッチ２
２によりレリーズボタンが半押しされたままであるか否
かを判別し、半押しされたままであれば図３のステップ
Ｓ２へ戻り、そうでなければプログラムの実行を終了す
る。なお、撮影動作については本発明と直接関係がない
ので説明を省略する。

【００２２】ソフトウエアＡＧＣのピークＡＧＣによる
蓄積期間中に、モニタ用受光素子１１ｃで検出されたモ
ニタ電圧が基準電圧Ｖ１またはＶ２を超えるとハードウ
エアＡＧＣが働き、マイクロコンピュータ１８に割り込
みが発生する。マイクロコンピュータ１８は図５に示す
割り込みルーチンを実行し、ステップＳ２１でＡＦセン
サー１１を制御して電荷蓄積を終了させる。

【００２３】図６は、実施例のソフトウエアＡＧＣとハ
ードウエアＡＧＣの動作を示すタイムチャートである。
（ｎ−１）回目の電荷蓄積時にソフトウエアＡＧＣによ
り蓄積時間ＩＴ（ｎ−１）だけ電荷蓄積が行われた後、
被写体の輝度が急に高くなったすると、ソフトウエアＡ
ＧＣによる（ｎ）回目の蓄積時間ＩＴ（ｎ）の演算には
この被写体の輝度変化を反映させることができず、（ｎ
−１）回目の蓄積で得られた焦点検出信号に基づいて蓄
積時間ＩＴ（ｎ）を算出する。（ｎ）回目の電荷蓄積時
には、被写体輝度が大きくなっているのでモニタ用受光
素子１１ｃのモニタ電圧が急激に立ち上がり、ソフトウ
エアＡＧＣによる蓄積時間ＩＴ（ｎ）の経過前にモニタ
電圧が基準電圧Ｖ１に達し、ハードウエアＡＧＣによっ
て電荷蓄積を終了させる。（ｎ）回目の蓄積で得られた
焦点検出信号にオーバーフローが検出されると、（ｎ＋
１）回目の蓄積時のハードウエアＡＧＣの基準電圧がＶ
２に切り換えられる。ソフトウエアＡＧＣは、焦点検出
信号にオーバーフローが検出されても従来のようにいっ
たん大きく次回の蓄積時間ＩＴ（ｎ＋１）を短縮せず、
（ｎ）回目の焦点検出信号に基づいて（１）式により
（ｎ＋１）回目の蓄積時間ＩＴ（ｎ＋１）を算出する。
従って、次回の蓄積時間ＩＴ（ｎ＋１）は、被写体輝度
の増加量に相当する分だけ前回の蓄積時間ＩＴ（ｎ）よ
りも短くなるだけである。（ｎ＋１）回目の蓄積では、
依然として被写体輝度が高いのでモニタ用受光素子１１
ｃのモニタ電圧は急激に上昇する。そして、ソフトウエ
アＡＧＣによる蓄積時間ＩＴ（ｎ＋１）が経過する前
に、モニタ電圧が切り換えられた基準電圧Ｖ２に達し、
これによってハードウエアＡＧＣにより電荷蓄積を終了
させる。上述したように、基準電圧Ｖ２は焦点検出信号
のオーバーフローを繰り返さないような値に設定されて
いるので、次の（ｎ＋２）回目の蓄積時には図７に示す
ような適正レベルの焦点検出用電気信号が得られる可能
性が高い。

【００２４】このように、ＡＦセンサー１１で検出され
た焦点検出用電気信号がＡＤ変換器１６の入力レンジを
オーバーフローしたら、基準電圧Ｖ１を電荷蓄積を早く
終了させる基準電圧Ｖ２に切り換えてモニタ用受光素子
１１ｃのモニタ電圧と比較するようにしたので、焦点検
出用電気信号のオーバーフローが発生しても、光電変換
素子アレイ１１ａ，１１ｂの焦点検出用電気信号をすば
やく適正なレベルに収束させることができ、被写体の明
るさが急変しても正確な焦点検出をすばやく行うことが
できる。また、焦点検出動作開始直後の電荷蓄積時は、
通常の基準電圧Ｖ１からオーバーフロー時の基準電圧Ｖ
２に切り換えてハードウエアＡＧＣによる電荷蓄積を行
うようにしたので、初回の焦点検出用電気信号がオーバ
ーフローする可能性が低くなり、通常のピークＡＧＣへ
早く収束させることができる。

【００２５】なお、ＡＦセンサー上の光電変換素子アレ
イおよびモニタ用受光素子の個数および配置は上記実施
例に限定されず、複数対の光電変換素子アレイを用いて
撮影画面内の複数のエリアで焦点検出を行う焦点検出装
置に対しても本発明を応用することができる。

【００２６】また、上記実施例ではモニタ電圧と基準電
圧を比較するためにコンパレータ１７を用い、基準電圧
Ｖ１，Ｖ２を切り換えるために信号切り換え器１９を用
いたが、ＡＤ変換器１６でモニタ電圧をデジタル信号に
変換し、マイクロコンピュータ１８でモニタ電圧と基準
電圧とを比較するようにしてもよい。

【００２７】以上の実施例の構成において、ＡＦセンサ
ー１１が光電変換手段を、電荷蓄積型光電変換素子アレ
イ１１ａ，１１ｂが受光部を、モニタ用受光素子１１ｃ
が受光手段を、撮影レンズ１３が撮影光学系を、コンパ
レータ１７が比較手段を、マイクロコンピュータ１８が
蓄積制御手段、演算手段および検出手段を、信号切り換
え器１９が基準レベル切り換え手段をそれぞれ構成す
る。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明によ
れば、光電変換手段から出力される焦点検出用電気信号
が所定の最大レベルを超えると、比較手段の基準レベル
を電荷蓄積が早く終了する第２の基準レベルに切り換え
るようにしたので、被写体輝度変化に対する応答性が向
上し、被写体の明るさが急変しても正確な焦点検出をす
ばやく行うことができる。また請求項２の発明によれ
ば、焦点検出動作開始直後の電荷蓄積時は、比較手段の
基準レベルを電荷蓄積が早く終了する第２の基準レベル
に切り換えるようにしたので、初回の焦点検出用電気信
号がオーバーフローする可能性が低くなり、通常のピー
クＡＧＣへ早く収束させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クレーム対応図。

【図２】一実施例の構成を示すブロック図。

【図３】制御プログラム例を示すフローチャート。

【図４】制御プログラム例を示すフローチャート。

【図５】割り込みルーチンを示すフローチャート。

【図６】ソフトウエアＡＧＣとハードウエアＡＧＣによ
る電荷蓄積動作を示すタイムチャート。

【図７】ピークＡＧＣにより電荷蓄積時間を制御した場
合の光電変換素子アレイの出力信号レベルを示す図。

【図８】従来のハードウエアＡＧＣ回路を示すブロック
図。

【図９】図８に示すハードウエアＡＧＣ回路の各部の電
圧変化を示すタイムチャート。

【図１０】従来のソフトウエアＡＧＣとハードウエアＡ
ＧＣによる電荷蓄積動作を示すタイムチャート。

【図１１】オーバーフローした焦点検出用電気信号を示
す図。

【符号の説明】

１１ＡＦセンサー１１ａ，１１ｂ電荷蓄積型光電変換素子アレイ１１ｃモニタ用受光素子１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ増幅器１２，１０３焦点検出光学系１３撮影レンズ１６ＡＤ変換器１７コンパレータ１８マイクロコンピュータ１９信号切り換え器１００光電変換手段１００ａ，１００ｂ受光部１０１受光手段１０２撮影光学系１０４比較手段１０５蓄積制御手段１０６演算手段１０７検出手段１０８，１０８Ａ基準レベル切り換え手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電荷蓄積型光電変換素子から成る
受光部を複数個有し、前記光電変換素子ごとに被写体像
の光強度に応じた電荷を蓄積して前記被写体像の光強度
分布に対応した焦点検出用電気信号を繰り返し出力する
光電変換手段と、前記複数個の受光部の中の少なくとも１個の受光部に隣
接して設けられ、前記被写体像を受光して前記受光部の
平均電荷蓄積量に相関するモニタ用電気信号を出力する
受光手段と、撮影光学系を通過した被写体からの光束を前記光電変換
手段の前記受光部および前記受光手段上に導き、前記被
写体像を結像させる焦点検出光学系と、前記受光手段から出力される前記モニタ用電気信号のレ
ベルを基準レベルと比較し、前記モニタ用電気信号が前
記基準レベルを超えたときに前記光電変換手段の電荷蓄
積を終了させるための信号を出力する比較手段と、この比較手段から前記蓄積終了信号が出力されると前記
光電変換手段の電荷蓄積を終了させる蓄積制御手段と、前記光電変換手段の前記焦点検出用電気信号に基づいて
前記撮影光学系の焦点調節状態を演算する演算手段とを
備えた焦点検出装置において、前記光電変換手段から出力される前記焦点検出用電気信
号が所定の最大レベルを超えたことを検出する検出手段
と、この検出手段で前記焦点検出用電気信号が前記所定の最
大レベルを超えたことが検出されると、前記比較手段の
前記基準レベルを前記光電変換手段の電荷蓄積が早く終
了する第２の基準レベルに切り換える基準レベル切り換
え手段とを備えることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】請求項１に記載の焦点検出装置におい
て、前記基準レベル切り換え手段は、焦点検出動作開始直後
の電荷蓄積時は前記第２の基準レベルに切り換えること
を特徴とする焦点検出装置。