JPH0726873B2

JPH0726873B2 - 測光装置

Info

Publication number: JPH0726873B2
Application number: JP62112019A
Authority: JP
Inventors: 正文山崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1987-05-08
Filing date: 1987-05-08
Publication date: 1995-03-29
Anticipated expiration: 2010-03-29
Also published as: JPS63275921A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は測光装置、さらに詳しくは、合焦検出用光電変
換素子を用い、焦点状態の検出と並行して光量検出を行
なう測光装置に関する。

［従来の技術］従来、焦点検出装置の合焦検出用光電変換素子に光束を
導びく光学系が形成する光路中に上記合焦検出用光電変
換素子とともに測光素子を配設して物体輝度の測定を併
せ行なう手段が特開昭57−169734号公報等により知られ
ている。

また、被写体輝度ディジタル処理して露光量を制御する
例として、例えば、特公昭53−27609号公報記載の装置
がある。この従来装置では、一定周期のパルスを基準パ
ルス信号として用いて、被写体光量に対応したアナログ
的電気信号を被写体光量に対応したパルス数に変換し、
このパルス数をディジタル的に記憶し、この記憶値に相
応して露光量を制御している。

［発明が解決しようとする問題点］ところで上記特開昭57−169734号公報記載の装置におい
ては、測光素子の出力をいかなる手段によって輝度に変
換するのか不明確であるが、回路から推測すると、測光
素子の発生する光電流をダイオードで圧縮するなどして
測光出力を得ていると考えられる。しかしながら、上記
のように、測光素子を合焦検出用の光電変換素子と併設
することにより上記測光素子の面積が限られてしまい、
しかも合焦検出光学系によってはその光学系による光量
ロスが極めて小さいため、測光素子の発生する電流は極
めて小さく、ダイオードなどで圧縮すると応答が遅くな
り使いものにならない。このように合焦検出用光電変換
素子の積分時間を制御する方法として、合焦検出用光電
変換素子の近傍にモニタ用光電変換素子を設け、そのモ
ニタ用光電変換素子上に被写体のほぼ完全なスポット状
の共役像を結ばせて、焦点検出しているので、このモニ
タ用光電変換素子を測光素子として被写体のスポット測
光に使用することができるが、モニタ用光電変換素子は
積分時間が長くなると暗電流成分が大きくなるので特に
高い精度を要求される測光素子としては不適当である。

また、特公昭53−27609号公報記載の装置においては、
光電変換出力が所定の基準電圧値に達するまでの積分時
間から被写体の明るさを検出しているので、回路が被写
体の広い明るさのダイナミックレンジに追従することが
できない、即ち、高輝度での積分時間を回路が応答可能
な時間に設定すると、低輝度での積分時間が長くなりす
ぎ、A/D変換に時間がかかりすぎる。逆に、低輝度での
積分時間を速くして高速でA/D変換しようとすると、高
輝度での積分時間が速くなりすぎて回路が応答できなく
なり、測光可能な明るさのダイナミックレンジを広くと
れないという問題点があった。

そこで本発明の目的は、上述した点に鑑み、焦点検出用
光電変換素子に並設したモニタ用光電変換素子を測光素
子として用いるとともに、上記不具合を除去した測光装
置を提供するにある。

［問題点を解決するための手段］本発明の測光装置は、焦点検出用光電変換素子の電荷蓄
積時間を制御するための第１の光電変換素子と、この光
電変換素子と特性が等しく、完全に遮光された第２の光
電変換素子と、上記第１の光電変換素子による電荷蓄積
電圧と、上記第２の光電変換素子による電荷蓄積電圧と
の差電圧を出力する減算回路と、この減算回路の出力と
比較される基準電圧回路と、被写体の明るさにより上記
減算回路の出力を増幅する増幅手段の増幅率を切換える
か、または上記基準電圧のレベルを切換える手段と、上
記減算回路の出力電圧が上記基準電圧と所定の関係に達
するまでの時間を計時するカウンタと、このカウンタの
値を被写体の明るさのアペックス値に変換する演算手段
とを具備してなる。

［作用］上記焦点検出用光電変換素子の電荷蓄積時間を制御する
第１の光電変換素子の電荷蓄積電圧と、この第１の光電
変換素子と特性が等しく完全に遮光された第２の光電変
換素子の電荷蓄積電圧との差が減算回路で求められる。
この差電圧は、光電変換素子の出力より暗電流成分を除
去したものに相当する。次に、上記差電圧と基準電圧と
の比較を行なうが、このとき、被写体の明るさにより、
上記モニタ用光電変換出力信号を増幅するか、基準電圧
のレベルを切換えるかして、特に低輝度時における積分
時間が速くなるようにする。減算回路の出力信号が上記
基準電圧と所定の関係に達するまでの積分時間はカウン
タで計時される。この積分時間と上記増幅率または基準
電圧のレベルとの関係から明るさのアペックス値が演算
手段にて演算される。

［実施例］第１図は、本発明の測光装置が適用されている自動焦点
調節カメラの全体のブロック図である。

この第１図において、焦点検出に必要な一対のレンズ
L₁,L₂を透過した光線は、CCDイメージセンサ９に入力さ
れる。一方、CPU13は焦点検出スタートスイッチ20Aが閉
成されると作動を開始し、CCDイメージセンサ９を駆動
するための準備信号である基準クロックパルスφ₀，電
荷蓄積に先立ってCCDドライバ11をリセットするための
リセット信号R_SがCCDドライバ11に供給される。また、C
PU13から増幅率制御回路10に対して、リセット信号R_Sお
よび増幅率切換のタイミング信号T₁が供給される。CCD
ドライバ11からCCDイメージセンサ９に対しては、オー
バフローゲート信号OFG,モニタリセット信号Ｍφ_R，ト
ランスファーパルスφ_TR,CCDシフトレジスタの転送クロ
ックパルスφ₁，₂およびCCDシフトレジスタの出力段の
フローティングディフュージョンを周期的にリセットす
るためのリセットパルスφ_Rが供給される。CCDイメージ
センサ９より増幅率制御回路10に対しては、モニタ出力
信号MOS₁およびCCDシフトレジスタの出力信号OS₁が供給
される。増幅率制御回路10からCCDドライバ11とCPU13と
に対しては、電荷蓄積時間に比例するパルスを出力する
信号MOS₂が供給される。また、CCDシフトレジスタの出
力信号OS₁を増幅率制御回路10により増幅した信号OS₂は
A/Dコンバータ12に供給される。CCDドライバ11からA/D
コンバータ12に対しては、A/D変換のタイミングを知ら
せる信号が供給される。A/Dコンバータ12からCPU13に対
しては、上記増幅率制御回路10の出力信号OS₂をディジ
タル化した信号ADOUTおよびA/Dコンバータ12がA/D変換
を終了したことを知らせる信号RDYが供給される。CPU13
には、増幅率制御回路10より増幅率切換信号ASが供給さ
れる。また、CPU13では、スポット測光スイッチ20Bと露
光動作スタートスイッチ20Cがそれぞれ接続されて、ス
ポット測光や露光動作を制御する。さらにまた、CPU13
には、トランジスタQ₄を介しシャッタ先幕をスタートす
る電磁石Mg1が、トランジスタQ₅を介しシャッタ後幕を
スタートする電磁石Mg2がそれぞれ接続されている。

レンズ駆動回路15は、CPU13で演算された被写体距離情
報に応じてモータ21を回転させ撮影レンズを駆動するた
めの回路である。レンズROM14は、レンズ鏡筒に内蔵さ
れたリードオンリーメモリで、レンズのＦナンバーや像
のずれ量からデフォーカス量を求めるための変換係数な
ど、焦点検出に必要なデータが記憶されている。表示装
置16は合焦か非点焦かを表示する装置で、シャッタスピ
ードや絞り値などの露出情報も表示する。通常、被写体
までの距離を検出し、それに基づいて撮影レンズを駆動
するに当り、レンズの移動量をCPU13にフィードバック
する必要があるが、レンズの移動量として、レンズ駆動
用モータ21の回転数で代用するのが一般的で発光ダイオ
ード18とフォトトランジスタ19はこのためのものであ
る。つまり、レンズ駆動回路15が作動しモータ21が回転
すると、レンズ鏡筒の回転部材に等間隔に設けられたス
リット17が回転し、同スリットの通路を挟んで回転検出
用の発光ダイオード18とフォトトランジスタ19を対向配
置してなるフォトインタラプタがスリット17をカウント
する。CPU13は、スリット17のカウント数をメモリにス
トアし、所定量に達したとき、モータ21の回転をストッ
プする。

第２図は上記自動焦点調節カメラにおけるCCDイメージ
センサ９の構成を示したものである。

この第２図において、第１のモニタフォトダイオード2A
はフォトダイオードアレイ３で発生する信号電荷の蓄積
時間を制御するためのフォトダイオードで、第１のモニ
タバリアゲート1Aに与えられるポテンシャルを越えた電
荷はコンデンサC₁に蓄積される。第２のモニタフォトダ
イオード2Bは、その表面がアルミ被覆などの遮光部材で
覆われており、光が入射しないようになっている。第２
のモニタフォトダイオード2Bは、第１のモニタフォトダ
イオード2Aと寸法・特性ともに同じように作られてお
り、暗電流のみがコンデンサC₂に蓄積される。ソースフ
ォロワの増幅器A₁,A₂でそれぞれ増幅された第１のモニ
タフォトダイオード2Aの蓄積電荷MOS₄と第２のモニタフ
ォトダイオード2Bの蓄積電荷MOS₃は、減算回路８により
減算される。即ち、減算回路８からは第１のモニタフォ
トダイオード2Aによる蓄積電荷MOS₄のうちの暗電流成分
MOS₃が除去された値（MOS₄−MOS₃）がモニタ出力信号MO
S₁として出力される。FETQ₁,Q₂はモニタフォトダイオー
ド2A,2Bの蓄積電荷を蓄積開始に先立ってFETQ₁,Q₂のド
レイン電圧V_DDにリセットするもので、FETQ₁,Q₂のモニ
タリセット信号Ｍφ_Rはオーバフローゲート信号OFGと同
じくCPU13により制御される。フォトダイオードアレイ
３は直線状に並べられた、例えば、128個よりなる光電
変換素子アレイである。各々の光電変換素子よりなる画
素上の光強度に比例して発生し、バリアゲート４に与え
られるポテンシャルを越えた電荷は蓄積ゲート５に蓄積
される。上記モニタフォトダイオード2A,2Bの差出力MOS
₁が所定レベルに達すると、トランスファーゲート６を
開いて信号電荷をCCDシフトレジスタ７に転送する。CCD
シフトレジスタ７の転送出力端に接続されたダイオード
D₁はフローティングディフュージョンの出力用のダイオ
ード、FETQ₃はフローティングディフュージョンを周期
的にリセットするためのもので、CCDドライバ11からの
出力信号φ_Rにより制御される。ところで、FETQ₁〜O₃は
すべてｎチャンネル型のMOSトランジスタである。ソー
スフォロアの増幅器A₃はCCDシフトレジスタ７で、アン
プA₃の出力端子からの各画素の信号電荷OS₁を増幅して
出力される。なお、第２図中、MBAはモニタバリアゲー
ト1A,1Bを制御する信号、BAはバリアゲート４を制御す
る信号、OFDは蓄積ゲート５の下のオーバフロードレイ
ンを制御する信号、OFGは前記オーバフローゲート信
号、STは蓄積ゲート５を制御する信号、φ_TRはトランス
ファーゲート６を制御する前記トランスファーパルス、
φ₁，φ₂はCCDシフトレジスタ７に与えられる前記転送
クロックパルスである。

次に、上記自動焦点調節カメラにおける増幅率制御回路
10の構成を第３図によって説明する。

上記CCDイメージセンサ９のモニタ出力信号MOS₁はコン
パレータ24の反転入力端子とコンパレータ26の非反転入
力端子に入力される。コンパレータ24の非反転入力端子
には基準電圧発生回路23から発生する一定レベルの基準
電圧Vrefが入力され、コンパレータ26の反転入力端子に
は基準電圧発生回路25から発生する一定レベルの基準電
圧Vref/32が入力される。コンパレータ24の出力端子は
アナログスイッチSW₁の入力端子に接続され、コンパレ
ータ26の出力端子はＤ型フリップフロップ回路（以下、
F/F回路と略記する）27のＤ入力端子に接続されている
とともに、アナログスイッチSW₂の入力端子に接続され
ている。アナログスイッチSW₂の出力端子はインバータ2
9の入力端子に接続され、上記アナログスイッチSW₁の出
力端子はインバータ29の出力端子に接続されている。イ
ンバータ29の出力は信号MOS₂としてCCDドライバ11（第
１図参照）へ送出される。F/F回路27のck（クロック）
入力端子にはCPU13からのタイミング信号T₁が与えられ
る。タイミング信号T₁は通常は“H"レベルで、CCDイメ
ージセンサ９の電荷蓄積開始から3.125ms後に“L"レベ
ルに反転する信号である。F/F回路27はこのタイミング
信号T₁が正から負に反転する時点におけるＤ入力端子の
レベルを保持し、これをＱ出力端子より出力する。F/F
回路27のＱ出力はアナログスイッチSW₂と次に述べるア
ナログスイッチSW₄の制御信号となるとともに、この増
幅率制御回路10の増幅率切換信号ASとしてCPU13に向け
出力される。F/F回路27の出力端子より出力される
出力は上記Ｑ出力の反転信号であり、アナログスイッチ
SW₁と次に述べるアナログスイッチSW₃の制御信号とな
る。上記アナログスイッチSW₁〜SW₄は制御信号が“H"レ
ベルのときオン（閉）になり、“L"レベルのときオフ
（開）するようになっている。CCDシフトレジスタ７の
出力信号OS₁はアナログスイッチSW₃の入力端子および増
幅回路28の入力端子に送られる。この増幅回路28の増幅
率ＡはＡ＝32とされている。増幅回路28の出力端子はア
ナログスイッチSW₄の入力端子に接続されている。アナ
ログスイッチSW₃とSW₄の出力端子は互いに接続されてお
り、アナログスイッチSW₃を通じたCCDシフトレジスタ７
の出力信号OS₁またはアナログスイッチSW₄を通じた増幅
回路28の出力が信号OS₂として得られるようになってい
る。この信号OS₂はアナログ信号であり、A/Dコンバータ
12（第１図参照）へ送出されてディジタル値に変換され
る。

第４図は上記測光装置におけるCCDドライバ11の回路図
である。CCDドライバ11の動作時における各部信号波形
は第6,7図に示すようになる。

第４図において、F/F回路31〜35はCPU13からの基準クロ
ックパルスφ₀を順次分周し、それぞれのＱ出力端子よ
り信号φ_A〜信号φ_Eを出力する。アンドゲート43は上記
F/F回路35の出力信号φ_EとF/F回路36の出力端子から
出力される信号S₁とのアンドをとって、その出力φ_R′
を電圧変換回路54に送り、同電圧変換回路54より前記フ
ローティングディフュージョンを周期的にリセットする
パルスφ_Rを前記CCDイメージセンサ９に送出する。ま
た、上記信号φ_Eはオアゲート45を通じて信号φ₁′とし
て、さらに、同信号φ₁′をインバータ46により反転し
た信号φ₂′として共に、電圧変換回路54に送られる。
この信号φ₁′φ₂′は電圧変換回路54で適当なレベルに
変換されて前記転送クロックパルスφ₁，φ₂となる。ア
ンドゲート44およびF/F回路37,38からなる回路は、リセ
ット信号R_SによりF/F回路31〜42がすべてリセットされ
た時点から所定時間、転送クロックパルスφ₁を“H"レ
ベルに、転送クロックパルスφ₂を“L"レベルに保持さ
せるための回路である。アンドゲート44の一方の入力は
上記F/F回路35からの信号φ_Eであり、他方の入力はF/F
回路38の出力端子からの信号φ_Gである。アンドゲー
ト44の出力端子はF/F回路37のck入力端子に接続され、F
/F回路37,38はアンドゲート44の出力を順次分周して信
号φ_F，φ_Gを出力する分周回路を構成している。F/F回
路38の出力である信号φ_Gはオアゲート45の他方の入
力として与えられ、上記信号φ₁′，φ₂′となる。

ナンドゲート47,アンドゲート48,50〜53,F/F回路39〜42
およびオアゲート49は、第２図に示した蓄積ゲート５の
信号電荷をCCDシフトレジスタ７に転送するためのトラ
ンスファーパルスφ_TRを出力するための回路である。こ
のうち、ナンドゲート47,アンドゲート48,50およびF/F
回路39,40は上記F/F回路38の出力信号φ_Gが“H"レベル
の間に電荷蓄積が終了した場合に、F/F回路32の出力
に同期してトランスファーパルスφ_TRの原信号φ_TR′を
出力する。すなわち、アンドゲート48は上記ナンドゲー
ト47の出力S₂と、上記信号φ_Gと、モニタ出力信号MOS₂
のアンドをとって信号S₃としてF/F回路40のＤ入力端子
に与えられ、F/F回路40のＱ出力は信号S₄としてF/F回路
39のck入力およびオアゲート47に与えられてトランスフ
ァーパルスφ_TRの原信号φ_TR′となる。一方、アンドゲ
ート51〜53およびF/F回路41,42は上記F/F回路38の出力
信号φ_Gが“L"レベルになった以後に電荷蓄積が終了し
た場合に、CCD転送クロックパルスφ₁の“H"レベルに同
期してトランスファーパルスφ_TRの原信号φ_TR′を出力
する。信号φ_TR′は電圧変換回路54でレベル変換されて
トランスファーパルスφ_TRとなる。一方、アンドゲート
52はアンドゲート51の出力S₅と、上記F/F回路39の出
力のアンドをとって信号S₆としてF/F回路41のＤ入力端
子に与えられ、F/F回路41のＱ出力は信号S₇としてF/F回
路42のck入力およびオアゲート47に与えられてトランス
ファーパルスφ_TRの原信号φ_TR′となる。このようにす
ることにより電荷蓄積時間が転送クロックパルスφ₁，
φ₂に比べて極めて短い場合においても電荷蓄積終了と
同時に、信号電荷をCCDシフトレジスタ７に転送するこ
とができ、焦点検出可能な明るさのダイナミックレンジ
を拡大することが可能になる。前記モニタリセット信号
Ｍφ_Rとオーバフローゲート信号OFGはリセット信号R_Sに
同期している。

次に、以上のように構成された焦点測光装置の動作を、
第6,7図を参照して説明する。第６図は電荷蓄積時間が
高速の時のタイミングチャートであり、このとき上記信
号φ_TR′は電荷蓄積終了に略同期して出力される。第７
図は、電荷蓄積時間が転送クロックパルスφ₁，φ₂の周
期に比べて比較的長い場合のタイミングチャートで、こ
のとき上記信号φ_TR′は信号φ₁′の“H"レベルに同期
して出力される。

焦点検出スタートスイッチ20Aがオンになると、CPU13は
CCDドライバ11および増幅率制御回路10にリセット信号R
_Sを供給し、CCDドライバ11および増幅率制御回路10を初
期状態に設定する。CCDドライバ11からはリセット信号R
_Sに同期してオーバフローゲート信号OFGが供給されCCD
イメージセンサ９の蓄積部の電荷がオーバフロードレイ
ンOFDに排出される。また同じく、リセット信号R_Sに同
期してモニタリセット信号Ｍφ_Rが供給され、第２図に
示したFETQ₁およびQ₂のゲートは初期状態にリセットさ
れる。増幅率制御回路10のF/F回路27のＱ出力は初期状
態で“L"レベルにあるので、アナログスイッチSW₁,SW₃
がオンし、アナログスイッチSW₂,SW₄はオフしている。
したがって、初期状態では、モニタ出力信号MOS₁はコン
パレータ24で比較されてモニタ出力信号MOS₂となり、CC
Dシフトレジスタ７の出力信号OS₁は増幅率Ａ＝１で出力
信号OS₂となる。そして、CCDイメージセンサ９の受ける
光強度に応じたスピードで上記モニタ出力信号MOS₁の電
位が次第に低下していく。今、被写体が比較的明るくCP
U13より出力されるタイミング信号T₁が“L"レベルに立
ち下がる時点（電荷蓄積開始時より3.125msを経過した
時点）で、上記モニタ出力信号MOS₁の電位が基準電圧発
生回路25の出力電圧Vref/32以下になると、コンパレー
タ26の出力が“L"レベルとなり、F/F回路27はこの時点
のコンパレータ26の出力を保持して出力するので、アナ
ログスイッチSW₁,SW₃がオンし、アナログスイッチSW₂,S
W₄はオフしたままである。このため、出力信号OS₁は増
幅されずにそのまま出力信号OS₂として出力される。

また、被写体が比較的暗く、タイミング信号T₁が“L"レ
ベルに立ち下がる時点で、モニタ出力信号MOS₁が基準電
圧発生回路25の出力電圧Vref/32より高いときには、コ
ンパレータ26の出力は“H"レベルであるので、アナログ
スイッチSW₁,SW₃はオフし、アナログスイッチSW₂,SW₄は
オンする。したがってこのとき、モニタ出力信号MOS₂は
モニタ出力信号MOS₁と基準電圧Vref/32で比較された信
号出力となり、CCD出力信号OS₂はCCD出力信号OS₁を増幅
率Ａ＝32の増幅回路28で32倍に増幅した信号となる。

第５図は以上の被写体の明るさと積分時間の関係をグラ
フで表わしたものである。この第５図から明らかなよう
に、被写体の明るさがEV0〜EV5ではCCD出力は32倍に増
幅され、EV5〜EV18では増幅されない。これにより低輝
度でも応答が可能で、かつダイナミックレンジを広くす
ることができる。ちなみに、積分時間を10μｓ〜100ms
とすると、従来技術では全輝度範囲に亘り増幅率Ａ＝１
であるから、EV5〜EV18しか測距できないが、上記実施
例では、EV0〜EV18で測距可能になることがわかる。な
お、増幅率の切換えは、本実施例では電荷蓄積開始時よ
り3.125msで行なっているが、自由に切換え時点を変え
ることができる。但し、増幅するとS/Nが悪くなるの
で、電荷蓄積時間が許容される限界のなるべく長いとこ
ろで行なった方が精度は向上する。

モニタ出力信号MOS₂が“L"レベルから“H"レベルになる
と、CCDドライバ11は蓄積部の電荷をCCDシフトレジスタ
７に転送するためのトランスファーパルスφ_TRを蓄積ゲ
ート５に出力する。ここで、本実施例装置におけるCCD
イメージセンサ９においては、トランスファーパルスφ
_TRを転送クロックパルスφ₁が“H"レベルの時に出力し
ないと正しく信号電荷が転送されない。転送クロックパ
ルスφ₁の周期は通常、数十μＳであり、このため転送
クロックパルスφ₁に同期させようとすると、電荷蓄積
時間が転送クロックパルスφ₁の周期に比べて高速のと
き電荷蓄積時間が延びてしまい、積分エラーが発生し、
これがために高輝度側のダイナミックレンジが狭くなる
欠点を持っていた。そこで、これを解決するために、電
荷蓄積開始から転送クロックパルスφ₁の一周期より長
い所定時間、転送クロックパルスφ₁を“H"レベルに，
転送クロックパルスφ₂を“L"レベルに保持しておき、
この間に電荷蓄積が終了すると、ただちにトランスファ
ーパルスφ_TRを発生させ、積分エラーを最小限にしてい
る。電荷蓄積時間が長いときはトランスファーパルスφ
_TRを転送クロックパルスφ₁の“H"レベルに同期して出
力させている。このときは、電荷蓄積時間に比べて積分
エラーは小さいので問題にならない。トランスファーパ
ルスφ_TRによりCCDシフトレジスタ７に信号電荷が転送
されると、この信号電荷は転送クロックパルスφ₁，φ₂
により順次転送され、前記増幅率制御回路10にて増幅率
を制御された後、A/Dコンバータ12でディジタル値に変
換される。A/D変換データはCPU13にストアされ、所望の
演算が施されたのち、被写体までの距離が演算される。
例えば、本実施例のように、位相差方式の自動焦点調節
カメラに適用されているものでは、レンズL₁,L₂で、CCD
イメージセンサ９上に結像される２つの像の照度分布の
位相差を演算し、この演算結果と、レンズROM14に収納
されている変換係数により合焦点までのレンズ移動量を
演算する。次にレンズをレンズ駆動回路15およびモータ
21により駆動すると、レンズ鏡筒の回転部材に等間隔に
設けられたスリット17が回転し、発光ダイオード18とフ
ォトトランジスタ19からなるフォトインタラプタがスリ
ット17をカウントする。このカウント値が上記演算結果
と所定の関係になったときレンズ駆動をストップする。
また、このとき表示装置16に合焦，非合焦信号を出力す
る。

以上のようにして焦点検出動作が行なわれるが、本発明
の特徴はスポット測光用受光素子として、焦点検出用フ
ォトダイオードアレイ３の電荷蓄積時間を制御するため
のモニタフォトダイオード2A,2Bを共用した点にある。
モニタフォトダイオードは光電流が極めて小さいので応
答スピードの点などから、前述したように一般に測光回
路で用いられている対数圧縮回路を構成することは困難
である。そのため、モニタフォトダイオードの発生する
電荷が所定レベルに達するまでの時間から被写体の明る
さを検出する必要がある。しかしながら、この方法によ
ると光電流が極めて小さい時にモニタフォトダイオー
ドの発生する暗電流成分が大きくなり、正しい測光を行
なえない。低輝度において電荷蓄積時間が長くなり、
測光に時間がかかるなどの欠点があった。そこで、上記
の改善策として本実施例の測光装置では大きさ、特性
の等しい上記２個のモニタフォトダイオード2A,2Bを用
い、一方のモニタフォトダイオード2Bをアルミ被覆等に
より完全に遮光し、２つのモニタフォトダイオード2A,2
Bの出力の差をとることにより暗電流成分を除去してい
る。また上記の対策としては、前記したように明るさ
に応じて増幅率を切換えることにより低輝度時における
積分時間を短くしている。

次に第８図のフローチャートをもとに、スポット測光と
スポット測光による露出制御の動作を説明する。スポッ
ト測光スイッチ20Bがオンになると、リセット信号R_Sが
出力され、CCDドライバ11および増幅率制御回路10が初
期状態になる。次に、CPU13に内蔵されているイベント
カウンターによりモニタ出力信号MOS₂が“L"レベルにな
っている時間をカウントする。一方、リセット信号R_Sの
立下がりからｔ＝3.125ms後に、増幅率切換えのタイミ
ング信号T₁が“H"レベルから“L"レベルに反転し、増幅
率制御回路10の増幅率の切換選択が行なわれる。そし
て、第1,3図に示す増幅率切換信号ASのレベルを判別す
る。AS＝“H"のときは増幅率は32,AS＝“L"のときは増
幅率は１である。AS＝“H"のときは第５図から明らかな
ように被写体の明るさEVは AS＝“L"のときはで表わされる。なお、第５図に示すEV値はISO100のとき
の明るさであるので、シャッタスピード，絞り値、フィ
ルム感度のアペックス値をそれぞれTV,AV,SVとすると、 TV＋AV＝EV−５＋SV となる。

次に露光動作スタートスイッチ20Cがオンになると、上
記シャッタスピードのアペックス値であるTV値がタイマ
カウンタにセットされる。続いて電磁石Mg1がオフし、
シャッタ先幕がスタートし、同時にタイマカウンタがカ
ウントを開始する。タイマカウンタの値が所定値に達し
たら、電磁石Mg2がオフになってシャッタ後幕がスター
トし、露光動作が終了する。

なお、この第８図のフローからも明らかなように、上記
スポット測光スイッチ20Bをオンにしないとき、焦点検
出スタートスイッチ20Aをオンにすることにより、前述
した焦点検出（オートフォーカス＝AF）動作が行なわれ
る。

第９図は増幅率制御回路の変形例を示したもである。こ
の増幅率制御回路60は前記第３図に示した増幅率制御回
路10と全く同じ機能を有する。前記増幅率制御回路10に
おいては、積分開始からタイミング信号T₁の時間経過後
に、CCDイメージセンサ９の出力信号MOS₁と基準電圧Vre
f/32を比較したが、この増幅率制御回路60においては、
モニタ出力信号MOS₁を増幅率Ａ＝32の増幅回路61により
32倍に増幅した信号をコンパレータ62の非反転入力端子
に供給し、基準電圧発生回路23の発生する基準電圧Vref
をコンパレータ62の反転入力端子に供給している点が異
なるだけである。コンパレータ62の出力端子は前記コン
パレータ26と全く同様にF/F回路27のＤ入力端子および
アナログスイッチSW₂の入力端子に接続される。つま
り、この増幅率制御回路60はモニタ出力信号MOS₁をレベ
ル判定するための基準電圧をVref/32とする代わりに、
基準電圧Vrefとし、モニタ出力信号MOS₁を32倍に増幅し
て両者のレベルを比較するようにしたものであり、機能
的に第３図に示したものと同一である。

上述した実施例においては、被写体の光強度分布を検出
する光電変換素子列の近傍に設けたモニタ用光電変換素
子の発生する電荷量により電荷蓄積時間を制御したが、
電荷蓄積時間制御はこれに限ることなく、例えば、上記
光電変換素子の蓄積時間をフローティングゲートにより
検出し、このフローティングゲートの電位変化を検出す
る方法でも、電荷蓄積時間の制御が可能であり、このよ
うな電荷蓄積時間の制御法においても容易に本発明を適
用できることはいうまでもない。

［考案の効果］以上述べたように、本発明によれば、（１）焦点検出のためのモニタ用光電変換素子を測光用
として併用することにより安価で精度の高いスポット測
光が可能となる。

（２）モニタ用光電変換素子の出力から暗電流出力成分
を除去することにより精度の高い測光を行なうことがで
きる。

（３）被写体の明るさにより、モニタ用光電変換素子の
積分出力の基準レベルを変えるか、またはモニタ用光電
変換素子の出力を増幅することにより、特に低輝度にお
ける測光時間を短くすることができる。

等の顕著な効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の測光装置が適用された自動焦点調節
カメラのブロック図、第２図は、上記第１図中のCCDイメージセンサの構成を
示した図、第３図は、上記第１図中の増幅率制御回路の電気回路
図、第４図は、上記第１図中のCCDドライバの電気回路図、第５図は、上記第３図に示した増幅率制御回路の動作を
説明するための線図、第6,7図は、上記第１図の自動焦点調節カメラの動作を
説明するための各部信号波形のタイミングチャート、第８図は、上記第１図に示した自動焦点調節カメラの測
光動作を説明するためのフローチャート、第９図は、増幅率制御回路の変形例を示した電気回路図
である。 2A……第１のモニタフォトダイオード（第１の光電変換
素子） 2B……第２のモニタフォトダイオード（第２の光電変換
素子）３……フォトダイオードアレイ（焦点検出用光電変換素
子）８……減算回路 13……CPU（カウンタ，演算手段） 23,25……基準電圧発生回路（基準電圧回路） 10,60……増幅率制御回路 28,61……増幅回路（増幅手段） SW₁〜SW₄……アナログスイッチ（切換え手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】焦点検出用光電変換素子の電荷蓄積時間を
制御するための第１の光電変換素子と、この光電変換素子と特性が等しく、完全に遮光された第
２の光電変換素子と、上記第１の光電変換素子による電荷蓄積電圧と、上記第
２の光電変換素子による電荷蓄積電圧との差電圧を出力
する減算回路と、この減算回路の出力と比較される基準電圧回路と、被写体の明るさにより上記減算回路の出力を増幅する増
幅手段の増幅率を切換えるか、または上記基準電圧のレ
ベルを切換える手段と、上記減算回路の出力電圧が上記基準電圧と所定の関係に
達するまでの時間を計時するカウンタと、このカウンタの値を被写体の明るさのアペックス値に変
換する演算手段と、を具備したことを特徴とするカメラの測光装置。