JPH10132657A - 電荷蓄積型光電変換装置 - Google Patents
電荷蓄積型光電変換装置Info
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- JPH10132657A JPH10132657A JP9289988A JP28998897A JPH10132657A JP H10132657 A JPH10132657 A JP H10132657A JP 9289988 A JP9289988 A JP 9289988A JP 28998897 A JP28998897 A JP 28998897A JP H10132657 A JPH10132657 A JP H10132657A
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ソフトＡＧＣ駆動の電荷蓄積型光電変換装置
において、光源のフリッカの影響で電荷蓄積出力が飽和
してしまうことを防止する。 【解決手段】 前回の電荷蓄積より得られた出力によっ
てソフトＡＧＣタイムを決定するオートゲインコントロ
ール方式で駆動される電荷蓄積型光電変換手段（６）の
電荷蓄積時間中に前記光電変換手段への入射光量をモニ
タするリアルタイムモニタ手段（５）を備え、このリア
ルモニタ手段の出力が定常光の条件下における所定の閾
値に達するまでの時間が前記ソフトＡＧＣタイムに比べ
て所定比率短くなるように調整するとともに、このリア
ルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に達
するまでのハードＡＧＣタイムが前記ソフトＡＧＣタイ
ムに対して前記所定比率以下となる場合に、前記ソフト
ＡＧＣタイムに達する以前に前記光電変換手段の電荷蓄
積を中止する制御手段（５2 、５3 、５4 ）を設けた。
において、光源のフリッカの影響で電荷蓄積出力が飽和
してしまうことを防止する。 【解決手段】 前回の電荷蓄積より得られた出力によっ
てソフトＡＧＣタイムを決定するオートゲインコントロ
ール方式で駆動される電荷蓄積型光電変換手段（６）の
電荷蓄積時間中に前記光電変換手段への入射光量をモニ
タするリアルタイムモニタ手段（５）を備え、このリア
ルモニタ手段の出力が定常光の条件下における所定の閾
値に達するまでの時間が前記ソフトＡＧＣタイムに比べ
て所定比率短くなるように調整するとともに、このリア
ルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に達
するまでのハードＡＧＣタイムが前記ソフトＡＧＣタイ
ムに対して前記所定比率以下となる場合に、前記ソフト
ＡＧＣタイムに達する以前に前記光電変換手段の電荷蓄
積を中止する制御手段（５2 、５3 、５4 ）を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
カメラ等に用いる電荷蓄積型光電変換装置に関し、例え
ば蛍光灯のようなフリッカ光源下で、通常用いられる積
分型光電変換素子の光電変換出力と電荷蓄積時間を用い
て測光値を得る測光装置において、短時間に高精度の測
光値を得ることを可能としたものである。
カメラ等に用いる電荷蓄積型光電変換装置に関し、例え
ば蛍光灯のようなフリッカ光源下で、通常用いられる積
分型光電変換素子の光電変換出力と電荷蓄積時間を用い
て測光値を得る測光装置において、短時間に高精度の測
光値を得ることを可能としたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、オートフォーカスカメラ等に
おいて、通常用いられる積分型光電変換素子より構成さ
れる焦点検出装置の出力から被写体輝度に関する測光値
を得ようとする場合、蛍光灯のようなフリッカのある光
源下ではフリッカの山の位置で電荷を蓄積するか、谷の
位置で蓄積するかによって算出した測光値が平均的な被
写体輝度に対して誤差を持つため、測光精度が低下する
ことが知られている。特開昭６２−１９８２４号公報や
特開昭６２−２５９０２２号公報では複数回の積分動作
時、リアルタイムモニタにより決定される電荷蓄積時間
（以後、この方式をハードＡＧＣと称し、またこの方式
で決まる電荷蓄積時間をハードＡＧＣタイムと称する）
の平均値を用いることによって一回毎の測光値の変動の
影響を除去し、平均的な被写体輝度に対する正確な測光
値を求めることが開示されている。また、積分型光電変
換素子より構成される焦点検出装置において、電荷蓄積
時間を決定するため、一回前の蓄積で得られた出力によ
って電荷蓄積時間を決定する方式（以後この方式をソフ
トＡＧＣと称し、またこの方式で決まる電荷蓄積時間を
ソフトＡＧＣタイムと称する）が知られている。ソフト
ＡＧＣによって駆動される装置は、被写体の輝度分布に
よらず、演算で出力を最適なレベルに設定できるため、
好適な方法である。
おいて、通常用いられる積分型光電変換素子より構成さ
れる焦点検出装置の出力から被写体輝度に関する測光値
を得ようとする場合、蛍光灯のようなフリッカのある光
源下ではフリッカの山の位置で電荷を蓄積するか、谷の
位置で蓄積するかによって算出した測光値が平均的な被
写体輝度に対して誤差を持つため、測光精度が低下する
ことが知られている。特開昭６２−１９８２４号公報や
特開昭６２−２５９０２２号公報では複数回の積分動作
時、リアルタイムモニタにより決定される電荷蓄積時間
（以後、この方式をハードＡＧＣと称し、またこの方式
で決まる電荷蓄積時間をハードＡＧＣタイムと称する）
の平均値を用いることによって一回毎の測光値の変動の
影響を除去し、平均的な被写体輝度に対する正確な測光
値を求めることが開示されている。また、積分型光電変
換素子より構成される焦点検出装置において、電荷蓄積
時間を決定するため、一回前の蓄積で得られた出力によ
って電荷蓄積時間を決定する方式（以後この方式をソフ
トＡＧＣと称し、またこの方式で決まる電荷蓄積時間を
ソフトＡＧＣタイムと称する）が知られている。ソフト
ＡＧＣによって駆動される装置は、被写体の輝度分布に
よらず、演算で出力を最適なレベルに設定できるため、
好適な方法である。
【０００３】しかしながら、ハードＡＧＣタイムによっ
て駆動される前記の開示例において、焦点検出装置の電
荷蓄積時間をリアルタイムに制御するためのモニタ素子
（通常はシリコンフォトダイオード）は通常、それが用
いられる装置の画素素子群の受光面積より遥かに小さい
ので、モニタ素子の出力より決定されるハードＡＧＣタ
イムのみを被写体輝度の情報とするのはあまりに微小な
部分の輝度を測光していることになり、安定性も考慮し
た測光精度上、問題がある。加えて、ＡＧＣの方式によ
らず、通常一回の積分動作は電荷蓄積時間と転送時間以
外に２０ミリ秒から５０ミリ秒程度のＡ／Ｄ変換時間
と、焦点検出演算時間とを要するため、測光精度を上げ
るためには複数回（特開昭６２−２５９０２２の開示例
では４回）の積分動作終了を待つ必要があり、これは、
これらの装置を用いるカメラの速写性を犠牲にすること
になる。
て駆動される前記の開示例において、焦点検出装置の電
荷蓄積時間をリアルタイムに制御するためのモニタ素子
（通常はシリコンフォトダイオード）は通常、それが用
いられる装置の画素素子群の受光面積より遥かに小さい
ので、モニタ素子の出力より決定されるハードＡＧＣタ
イムのみを被写体輝度の情報とするのはあまりに微小な
部分の輝度を測光していることになり、安定性も考慮し
た測光精度上、問題がある。加えて、ＡＧＣの方式によ
らず、通常一回の積分動作は電荷蓄積時間と転送時間以
外に２０ミリ秒から５０ミリ秒程度のＡ／Ｄ変換時間
と、焦点検出演算時間とを要するため、測光精度を上げ
るためには複数回（特開昭６２−２５９０２２の開示例
では４回）の積分動作終了を待つ必要があり、これは、
これらの装置を用いるカメラの速写性を犠牲にすること
になる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】また、ソフトＡＧＣに
よって駆動される場合、光源のフリッカの影響で電荷蓄
積出力が飽和してしまうことがある。つまり、一回前の
蓄積時、フリッカの谷の部分で電荷蓄積を行ってしまっ
た場合、平均的な状態よりも暗い状態で電荷蓄積を行っ
たことになり、次の回（すなわち今回になるが）の蓄積
時間を暗い状態に合わせて長めに設定してしまう。とこ
ろが、今回は前回のようにフリッカの谷の部分ではない
場合、蓄積電荷が多くなり過ぎ、結果としては電荷蓄積
出力の一部（明るい部分）もしくは全部が飽和してしま
う。このように電荷蓄積出力が飽和してしまうと、飽和
した部分がどれだけの明るさであったかの情報が全く得
られないので、このような装置で測光値を得ることは望
ましくない。本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、特にソフトＡＧＣ駆動の装置に関し
て、たとえば蛍光灯の様なフリッカ光源下でも被写体の
急激な輝度変化に対して迅速に電荷蓄積条件を適正化す
ることにより、飽和をおこさないで光電変換を行えるよ
うにしたものである。
よって駆動される場合、光源のフリッカの影響で電荷蓄
積出力が飽和してしまうことがある。つまり、一回前の
蓄積時、フリッカの谷の部分で電荷蓄積を行ってしまっ
た場合、平均的な状態よりも暗い状態で電荷蓄積を行っ
たことになり、次の回（すなわち今回になるが）の蓄積
時間を暗い状態に合わせて長めに設定してしまう。とこ
ろが、今回は前回のようにフリッカの谷の部分ではない
場合、蓄積電荷が多くなり過ぎ、結果としては電荷蓄積
出力の一部（明るい部分）もしくは全部が飽和してしま
う。このように電荷蓄積出力が飽和してしまうと、飽和
した部分がどれだけの明るさであったかの情報が全く得
られないので、このような装置で測光値を得ることは望
ましくない。本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたもので、特にソフトＡＧＣ駆動の装置に関し
て、たとえば蛍光灯の様なフリッカ光源下でも被写体の
急激な輝度変化に対して迅速に電荷蓄積条件を適正化す
ることにより、飽和をおこさないで光電変換を行えるよ
うにしたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために第１の発明は、前回の電荷蓄積より得られた出
力によって今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）
を決定するオートゲインコントロール方式で駆動される
電荷蓄積型の光電変換手段と、該光電変換手段の電荷蓄
積時間中に前記光電変換手段への入射光量をモニタする
リアルタイムモニタ手段と、該リアルタイムモニタ手段
の出力が所定の閾値に達するまでの時間（ハードＡＧＣ
タイム）をカウントするカウント手段とを有する電荷蓄
積型光電変換装置において、前記リアルタイムモニタ手
段は、定常光の条件下における前記所定の閾値に達する
までの時間が前記今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタ
イム）に比べて所定比率短くなるように調整されてお
り、前記リアルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所
定の閾値に達するまでの時間（ハードＡＧＣタイム）が
前記今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）に対し
て前記所定比率以下となる場合に、前記今回の電荷蓄積
時間（ソフトＡＧＣタイム）に達する以前に前記光電変
換手段の電荷蓄積を中止する制御手段を備えたことを特
徴とする電荷蓄積型光電変換装置である。
るために第１の発明は、前回の電荷蓄積より得られた出
力によって今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）
を決定するオートゲインコントロール方式で駆動される
電荷蓄積型の光電変換手段と、該光電変換手段の電荷蓄
積時間中に前記光電変換手段への入射光量をモニタする
リアルタイムモニタ手段と、該リアルタイムモニタ手段
の出力が所定の閾値に達するまでの時間（ハードＡＧＣ
タイム）をカウントするカウント手段とを有する電荷蓄
積型光電変換装置において、前記リアルタイムモニタ手
段は、定常光の条件下における前記所定の閾値に達する
までの時間が前記今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタ
イム）に比べて所定比率短くなるように調整されてお
り、前記リアルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所
定の閾値に達するまでの時間（ハードＡＧＣタイム）が
前記今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）に対し
て前記所定比率以下となる場合に、前記今回の電荷蓄積
時間（ソフトＡＧＣタイム）に達する以前に前記光電変
換手段の電荷蓄積を中止する制御手段を備えたことを特
徴とする電荷蓄積型光電変換装置である。
【０００６】光電変換手段によって前回の電荷蓄積より
得られた出力に基づいて今回の電荷蓄積時間（ソフトＡ
ＧＣタイム）が決定され、リアルタイムモニタ手段によ
って光電変換手段の電荷蓄積時間中に入射光量がリアル
タイムモニタされ、カウント手段でリアルタイムモニタ
手段の出力が所定の閾値に達するまでの時間（ハードＡ
ＧＣタイム）がカウントされ、ハードＡＧＣタイムがソ
フトＡＧＣタイムに対して前記所定比率以下となる場合
には、制御手段によって前記光電変換手段の電荷蓄積が
中止される。
得られた出力に基づいて今回の電荷蓄積時間（ソフトＡ
ＧＣタイム）が決定され、リアルタイムモニタ手段によ
って光電変換手段の電荷蓄積時間中に入射光量がリアル
タイムモニタされ、カウント手段でリアルタイムモニタ
手段の出力が所定の閾値に達するまでの時間（ハードＡ
ＧＣタイム）がカウントされ、ハードＡＧＣタイムがソ
フトＡＧＣタイムに対して前記所定比率以下となる場合
には、制御手段によって前記光電変換手段の電荷蓄積が
中止される。
【０００７】特に、そのうち請求項２に記載された電荷
蓄積型光電変換装置は、上記所定比率が１／２であるこ
とを特徴とする。また、請求項３に記載された電荷蓄積
型光電変換装置は、上記制御手段が、特に、ハードＡＧ
ＣタイムがソフトＡＧＣタイムに対して上記所定比率以
下となる場合に、上記ハードＡＧＣタイムの上記所定比
率の逆数倍となる時間を以って上記光電変換手段の電荷
蓄積を中止することを特徴とする。
蓄積型光電変換装置は、上記所定比率が１／２であるこ
とを特徴とする。また、請求項３に記載された電荷蓄積
型光電変換装置は、上記制御手段が、特に、ハードＡＧ
ＣタイムがソフトＡＧＣタイムに対して上記所定比率以
下となる場合に、上記ハードＡＧＣタイムの上記所定比
率の逆数倍となる時間を以って上記光電変換手段の電荷
蓄積を中止することを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、請求項４に記載するよう
に、上記今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）に
到達した時点において上記リアルタイムモニタ手段の実
際の出力が前記所定の閾値に達しない場合に、前記今回
の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）を経過した後も
前記リアルタイムモニタ手段の出力が前記所定の閾値に
達するまで前記光電変換手段による前記電荷蓄積を継続
する制御手段を備えたことを特徴とする電荷蓄積型光電
変換装置である。
に、上記今回の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）に
到達した時点において上記リアルタイムモニタ手段の実
際の出力が前記所定の閾値に達しない場合に、前記今回
の電荷蓄積時間（ソフトＡＧＣタイム）を経過した後も
前記リアルタイムモニタ手段の出力が前記所定の閾値に
達するまで前記光電変換手段による前記電荷蓄積を継続
する制御手段を備えたことを特徴とする電荷蓄積型光電
変換装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態を示
す構成図である。これは公知の焦点検出装置の機能の一
部を利用しているが、本願発明は焦点検出装置とは直接
の関係はない。図１において、１は撮影レンズ、２はフ
イルム等価面、３ａ，３ｂは再結像レンズ、４ａ，４ｂ
は光電変換素子群、５は素子駆動回路、６は光電変換手
段、７は測光演算手段、８は記憶手段である。光電変換
手段６は、再結像レンズ３ａ，３ｂによってフイルム等
価面２上のある領域の像を光電変換素子群４ａ，４ｂ上
に各々再結像させる。合焦状態において、光電変換素子
群４ａ，４ｂは同一領域を測光するように構成されてい
る。
す構成図である。これは公知の焦点検出装置の機能の一
部を利用しているが、本願発明は焦点検出装置とは直接
の関係はない。図１において、１は撮影レンズ、２はフ
イルム等価面、３ａ，３ｂは再結像レンズ、４ａ，４ｂ
は光電変換素子群、５は素子駆動回路、６は光電変換手
段、７は測光演算手段、８は記憶手段である。光電変換
手段６は、再結像レンズ３ａ，３ｂによってフイルム等
価面２上のある領域の像を光電変換素子群４ａ，４ｂ上
に各々再結像させる。合焦状態において、光電変換素子
群４ａ，４ｂは同一領域を測光するように構成されてい
る。
【００１０】図２は図１の光電変換手段６の構成を示し
たものであり、ここで光電変換手段６は光電変換部４と
素子駆動回路５から構成される。光電変換部４は、素子
Ｐ１〜Ｐｎよりなるフォトセンサアレイ４1 、フォトセ
ンサアレイ４1 を初期設定（リセット）する積分クリア
回路４2 、フォトセンサアレイ４1 に蓄えられた蓄積電
荷を素子Ｒ１からＲｎで構成されるＣＣＤシフトレジス
タ４4 に転送するシフトゲート４3 から構成される。素
子駆動回路５は、フォトセンサアレイ４1 の近傍に配置
された輝度モニタ素子５1 、輝度モニタ回路５2 、映像
信号出力回路５3 、インターフェイス回路５4 、基準電
圧発生回路５5 から構成されている。このうち、フォト
センサアレイ４1 は中央部分の右側が図１の記号４ｂと
して使用され、左側が記号４ａとして使用されるように
なっている。また、輝度モニタ受光素子５1 はフォトセ
ンサアレイ４1 と同じ長さであるが、面積が極端に小さ
く構成されている。
たものであり、ここで光電変換手段６は光電変換部４と
素子駆動回路５から構成される。光電変換部４は、素子
Ｐ１〜Ｐｎよりなるフォトセンサアレイ４1 、フォトセ
ンサアレイ４1 を初期設定（リセット）する積分クリア
回路４2 、フォトセンサアレイ４1 に蓄えられた蓄積電
荷を素子Ｒ１からＲｎで構成されるＣＣＤシフトレジス
タ４4 に転送するシフトゲート４3 から構成される。素
子駆動回路５は、フォトセンサアレイ４1 の近傍に配置
された輝度モニタ素子５1 、輝度モニタ回路５2 、映像
信号出力回路５3 、インターフェイス回路５4 、基準電
圧発生回路５5 から構成されている。このうち、フォト
センサアレイ４1 は中央部分の右側が図１の記号４ｂと
して使用され、左側が記号４ａとして使用されるように
なっている。また、輝度モニタ受光素子５1 はフォトセ
ンサアレイ４1 と同じ長さであるが、面積が極端に小さ
く構成されている。
【００１１】以下、本発明による光電変換手段６の駆動
動作について説明する。先ず第１回目の積分動作が行わ
れる。ここで第１回目とは便宜上のある積分動作につい
て称するもので、作動初期の動作ではない。インターフ
ェイス回路５4 より積分クリア回路４2 へ積分クリア信
号４5 が送られるが、その終了後、フォトセンサアレイ
４1 の中の各フォトセンサは被写体輝度に応じた速度で
の電荷蓄積を開始する。ハードＡＧＣタイムは輝度モニ
タ受光素子５1 の光電流５7 に基づく輝度モニタ回路５
2 の出力信号５6 と、基準電圧発生回路５5 の基準電圧
５8 によって求められる。
動作について説明する。先ず第１回目の積分動作が行わ
れる。ここで第１回目とは便宜上のある積分動作につい
て称するもので、作動初期の動作ではない。インターフ
ェイス回路５4 より積分クリア回路４2 へ積分クリア信
号４5 が送られるが、その終了後、フォトセンサアレイ
４1 の中の各フォトセンサは被写体輝度に応じた速度で
の電荷蓄積を開始する。ハードＡＧＣタイムは輝度モニ
タ受光素子５1 の光電流５7 に基づく輝度モニタ回路５
2 の出力信号５6 と、基準電圧発生回路５5 の基準電圧
５8 によって求められる。
【００１２】積分クリア信号４5 の終了後、輝度モニタ
回路５2 の出力信号５6 は被写体輝度に応じた輝度モニ
タ受光素子５1 の光電流５7 により、明るいときは急速
に、暗いときはゆっくりと電圧降下するようになってい
る。インターフェイス回路５4 は輝度モニタ回路５2 の
出力信号５6 と、基準電圧発生回路５5 の出力である基
準電圧５8 とを比較し、同電位になった時点でハードＡ
ＧＣタイム信号５11を出力する。ハードＡＧＣタイム信
号５11は測光演算手段７に供給され、測光演算手段７
は、インターフェイス回路５4 を介して同じく測光演算
手段７に供給される積分クリア信号４5 の終了からハー
ドＡＧＣタイム信号５7 の発生までの時間をカウント
し、第１回目のハードＡＧＣタイムとして記憶手段８に
記憶させる。
回路５2 の出力信号５6 は被写体輝度に応じた輝度モニ
タ受光素子５1 の光電流５7 により、明るいときは急速
に、暗いときはゆっくりと電圧降下するようになってい
る。インターフェイス回路５4 は輝度モニタ回路５2 の
出力信号５6 と、基準電圧発生回路５5 の出力である基
準電圧５8 とを比較し、同電位になった時点でハードＡ
ＧＣタイム信号５11を出力する。ハードＡＧＣタイム信
号５11は測光演算手段７に供給され、測光演算手段７
は、インターフェイス回路５4 を介して同じく測光演算
手段７に供給される積分クリア信号４5 の終了からハー
ドＡＧＣタイム信号５7 の発生までの時間をカウント
し、第１回目のハードＡＧＣタイムとして記憶手段８に
記憶させる。
【００１３】一方、積分動作の終了は測光演算手段７で
演算されるソフトＡＧＣによってなされる。測光演算手
段７は積分クリア信号４5 の終了から前回の蓄積より得
られた画素出力によって予め決められていた今回のソフ
トＡＧＣタイムまでをカウントし、ソフトＡＧＣタイム
に達した時点でソフトＡＧＣタイム信号をインターフェ
イス回路５4 に送る。インターフェイス回路５4 はソフ
トＡＧＣタイム信号入力により、シフトゲート４3 にシ
フトパルス４6 を送る。シフトパルス４6 の入力によ
り、フォトセンサアレイ４1 の蓄積電荷はＣＣＤシフト
レジスタ４4 に転送される。その後、インターフェイス
回路５4 の発する転送パルスφ１、およびこれと位相が
１８０度異なる転送パルスφ２によって得られる映像信
号５9 を基に、補正処理された画素信号５10が映像信号
出力回路５3 から出力される。この信号はインターフェ
イス回路５4 を介して測光演算手段７に供給され、そこ
で逐一Ａ／Ｄ変換され、得られた値を記憶手段８に記憶
させる。測光演算手段７は得られた画素出力より次回の
ソフトＡＧＣタイムを算出し、第２回目の積分動作に備
える。
演算されるソフトＡＧＣによってなされる。測光演算手
段７は積分クリア信号４5 の終了から前回の蓄積より得
られた画素出力によって予め決められていた今回のソフ
トＡＧＣタイムまでをカウントし、ソフトＡＧＣタイム
に達した時点でソフトＡＧＣタイム信号をインターフェ
イス回路５4 に送る。インターフェイス回路５4 はソフ
トＡＧＣタイム信号入力により、シフトゲート４3 にシ
フトパルス４6 を送る。シフトパルス４6 の入力によ
り、フォトセンサアレイ４1 の蓄積電荷はＣＣＤシフト
レジスタ４4 に転送される。その後、インターフェイス
回路５4 の発する転送パルスφ１、およびこれと位相が
１８０度異なる転送パルスφ２によって得られる映像信
号５9 を基に、補正処理された画素信号５10が映像信号
出力回路５3 から出力される。この信号はインターフェ
イス回路５4 を介して測光演算手段７に供給され、そこ
で逐一Ａ／Ｄ変換され、得られた値を記憶手段８に記憶
させる。測光演算手段７は得られた画素出力より次回の
ソフトＡＧＣタイムを算出し、第２回目の積分動作に備
える。
【００１４】ＣＣＤシフトレジスタ４4 の転送後、第１
回目の積分動作開始から予め定められた時間（望ましく
はフリッカ周期の１／２の時間）経過後に第２回目の積
分動作に入る。動作は以後同様で、測光演算手段７は得
られたデータを記憶手段８に記憶させる。また、第２回
目の画素出力も記憶手段８に記憶させる。
回目の積分動作開始から予め定められた時間（望ましく
はフリッカ周期の１／２の時間）経過後に第２回目の積
分動作に入る。動作は以後同様で、測光演算手段７は得
られたデータを記憶手段８に記憶させる。また、第２回
目の画素出力も記憶手段８に記憶させる。
【００１５】図３は以上の動作をまとめて示した図であ
る。第１回目の電荷蓄積時間をｔ１０、第１回目のハー
ドＡＧＣタイムをｔ１、第２回目のハードＡＧＣタイム
をｔ２、第１回目の積分動作と第２回目の積分動作の開
始時間差をｔｄとし、第２回目の電荷蓄積動作中の被写
体輝度が第１回目の電荷蓄積動作中の被写体輝度に比べ
て２倍の輝度であった場合を示す。第２回目のハードＡ
ＧＣタイムｔ２は、第１回目のハードＡＧＣタイムｔ１
の１／２になる。そして記憶手段８に記憶された第１回
目のハードＡＧＣタイム、第２回目のハードＡＧＣタイ
ム、第２回目の電荷蓄積時間、第２回目の積分動作で各
画素信号を逐一Ａ／Ｄ変換して得た値を用いて、平均的
な被写体輝度に対する正確な測光値を求める。
る。第１回目の電荷蓄積時間をｔ１０、第１回目のハー
ドＡＧＣタイムをｔ１、第２回目のハードＡＧＣタイム
をｔ２、第１回目の積分動作と第２回目の積分動作の開
始時間差をｔｄとし、第２回目の電荷蓄積動作中の被写
体輝度が第１回目の電荷蓄積動作中の被写体輝度に比べ
て２倍の輝度であった場合を示す。第２回目のハードＡ
ＧＣタイムｔ２は、第１回目のハードＡＧＣタイムｔ１
の１／２になる。そして記憶手段８に記憶された第１回
目のハードＡＧＣタイム、第２回目のハードＡＧＣタイ
ム、第２回目の電荷蓄積時間、第２回目の積分動作で各
画素信号を逐一Ａ／Ｄ変換して得た値を用いて、平均的
な被写体輝度に対する正確な測光値を求める。
【００１６】以下に、上述の情報を用いて測光値を求め
る詳細を説明する。ここで先ず積分型光電変換素子より
構成される焦点検出装置の出力から測光値を得るための
演算式を示すと、次のようになる。
る詳細を説明する。ここで先ず積分型光電変換素子より
構成される焦点検出装置の出力から測光値を得るための
演算式を示すと、次のようになる。
【００１７】 Ｂ＝Ａ×Ｓ／Ｔ （１） Ｂ：被写体輝度 Ａ：定数 Ｓ：画素出力積算値 Ｔ：積分時間
【００１８】図４はフリッカ光源下での積分動作を示す
図である。以下、図４をもとに説明する。図３同様、第
２回目の電荷蓄積時間をｔ２０、第２回目の積分による
各画素の出力を逐一Ａ／Ｄ変換した値の積算値をＳ２と
おげば、被写体輝度を求める方法として第２回目の積分
時の被写体輝度Ｂ２を次式で求めることになる。
図である。以下、図４をもとに説明する。図３同様、第
２回目の電荷蓄積時間をｔ２０、第２回目の積分による
各画素の出力を逐一Ａ／Ｄ変換した値の積算値をＳ２と
おげば、被写体輝度を求める方法として第２回目の積分
時の被写体輝度Ｂ２を次式で求めることになる。
【００１９】 Ｂ２＝Ａ×Ｓ２／Ｔ２０ （２）
【００２０】第２回目の積分動作の被写体輝度は、フリ
ッカの影響で平均的な状態に比べて高輝度の時もあれ
ば、低輝度のときもあり、上記（２）式で算出されたＢ
２の値がそのまま正確な平均的被写体輝度であるとは限
らない。被写体輝度が平均的な状態でのハードＡＧＣタ
イムをｔＡとすれば、第１回目の積分動作と第２回目の
積分動作の開始時刻が、光源のフリッカの周期の１／２
のほぼ奇数倍の間隔となる所定の時間差（これをｔｄと
表す）であることから、第１回目のハードＡＧＣタイム
ｔ１と第２回目のハードＡＧＣタイムｔ２の相乗平均が
平均的な状態でのハードＡＧＣタイムｔＡとみなせ、次
式を得る。
ッカの影響で平均的な状態に比べて高輝度の時もあれ
ば、低輝度のときもあり、上記（２）式で算出されたＢ
２の値がそのまま正確な平均的被写体輝度であるとは限
らない。被写体輝度が平均的な状態でのハードＡＧＣタ
イムをｔＡとすれば、第１回目の積分動作と第２回目の
積分動作の開始時刻が、光源のフリッカの周期の１／２
のほぼ奇数倍の間隔となる所定の時間差（これをｔｄと
表す）であることから、第１回目のハードＡＧＣタイム
ｔ１と第２回目のハードＡＧＣタイムｔ２の相乗平均が
平均的な状態でのハードＡＧＣタイムｔＡとみなせ、次
式を得る。
【００２１】 ｔＡ＝ＳＱＲＴ（ｔ１×ｔ２） （３）
【００２２】ここで第２回目のハードＡＧＣタイムｔ２
に注目すると、第２回目の積分動作時の被写体輝度が平
均的な状態に比べて高輝度の時は短時間となり、低輝度
の時は長時間となる。
に注目すると、第２回目の積分動作時の被写体輝度が平
均的な状態に比べて高輝度の時は短時間となり、低輝度
の時は長時間となる。
【００２３】上述のように、被写体輝度が平均的な状態
での輝度値をＢＡ、被写体輝度が平均的な状患でのハー
ドＡＧＣタイムをｔＡ、第２回目の積分時の被写体輝度
をＢ２、第２回目のハードＡＧＣタイムをｔ２とした場
合、これらの間には次式が成り立つ。
での輝度値をＢＡ、被写体輝度が平均的な状患でのハー
ドＡＧＣタイムをｔＡ、第２回目の積分時の被写体輝度
をＢ２、第２回目のハードＡＧＣタイムをｔ２とした場
合、これらの間には次式が成り立つ。
【００２４】 ＢＡ×ｔＡ＝Ｂ２×ｔ２ （４）
【００２５】この式を変形して（３）式、（２）式を代
入すると次式が得られる。
入すると次式が得られる。
【００２６】
【００２７】このように、本発明では装置駆動中の２回
の積分動作で平均的な被写体輝度に対する正確な測光値
を求めることができる。また、演算に使用するパラメー
タが比較的少なく、使用するメモリも少なくて済む。
の積分動作で平均的な被写体輝度に対する正確な測光値
を求めることができる。また、演算に使用するパラメー
タが比較的少なく、使用するメモリも少なくて済む。
【００２８】以上説明した測光値算出のアルゴリズム例
を図５に示す。先ず、ステップＰ１でスタートし、ステ
ップＰ２でハードＡＧＣタイムｔ２をカウントする。積
分動作終了後ステップＰ３で今回の積分で得られた各画
素の出力を逐一Ａ／Ｄ変換した値の積算値Ｓ２を算出す
る。次にステップＰ４で記憶手段に記憶させておいた前
回のハードＡＧＣタイムｔ１を入力し、ステップＰ５で
同じく前回の電荷蓄積結果より予め決められている今回
のソフトＡＧＣタイムｔ２０を入力する。次にステップ
Ｐ６で上記（５）式を用いて測光値ＢＡを算出し、ステ
ップＰ７で動作を終了する。測光値はハードＡＧＣタイ
ム情報を補正係数として、各画素の出力を逐一Ａ／Ｄ変
換した値（ここでは積算値〉を用いているため、前にも
述べたように、光電変換素子群の受光部で測光している
ことになり、測光精度が良い。
を図５に示す。先ず、ステップＰ１でスタートし、ステ
ップＰ２でハードＡＧＣタイムｔ２をカウントする。積
分動作終了後ステップＰ３で今回の積分で得られた各画
素の出力を逐一Ａ／Ｄ変換した値の積算値Ｓ２を算出す
る。次にステップＰ４で記憶手段に記憶させておいた前
回のハードＡＧＣタイムｔ１を入力し、ステップＰ５で
同じく前回の電荷蓄積結果より予め決められている今回
のソフトＡＧＣタイムｔ２０を入力する。次にステップ
Ｐ６で上記（５）式を用いて測光値ＢＡを算出し、ステ
ップＰ７で動作を終了する。測光値はハードＡＧＣタイ
ム情報を補正係数として、各画素の出力を逐一Ａ／Ｄ変
換した値（ここでは積算値〉を用いているため、前にも
述べたように、光電変換素子群の受光部で測光している
ことになり、測光精度が良い。
【００２９】本装置で光電変換手段６はソフトＡＧＣに
よる駆動を前提としているが、本発明にかかる電荷蓄積
型光電変換装置では、被写体の急激な輝度変化に対して
は、リアルタイムモニタ手段により迅速に電荷蓄積条件
を適正化できる。
よる駆動を前提としているが、本発明にかかる電荷蓄積
型光電変換装置では、被写体の急激な輝度変化に対して
は、リアルタイムモニタ手段により迅速に電荷蓄積条件
を適正化できる。
【００３０】すなわち、定常光の条件下において、ハー
ドＡＧＣタイムがソフトＡＧＣタイムの所定の比率短時
間（例えば１／２）となるように調整されている場合、
前回の電荷蓄積結果より算出されたソフトＡＧＣタイム
の１／２よりもはるかに早い時刻において（例えばソフ
トＡＧＣタイム×１／４以前に）ハードＡＧＣタイムと
なった場合、被写体の輝度が前回の２倍以上となった可
能性が高いため、ハードＡＧＣタイム×２の時刻になっ
た時点でソフトＡＧＣタイムの完了を待たず、電荷蓄積
を中止するようにすれば、光電変換後の出力が飽和する
危険を回避できる。また、逆の場合、すなわち、ソフト
ＡＧＣタイムの完了時刻においてもハードＡＧＣタイム
とならない場合、被写体輝度が前回の１／２以下となっ
た可能性が高いため、ソフトＡＧＣタイム完了後も電荷
蓄積を行い、ハードＡＧＣタイムとなった時点で電荷蓄
積を終了させれば極めて低出力となってしまう危険を回
避できる。
ドＡＧＣタイムがソフトＡＧＣタイムの所定の比率短時
間（例えば１／２）となるように調整されている場合、
前回の電荷蓄積結果より算出されたソフトＡＧＣタイム
の１／２よりもはるかに早い時刻において（例えばソフ
トＡＧＣタイム×１／４以前に）ハードＡＧＣタイムと
なった場合、被写体の輝度が前回の２倍以上となった可
能性が高いため、ハードＡＧＣタイム×２の時刻になっ
た時点でソフトＡＧＣタイムの完了を待たず、電荷蓄積
を中止するようにすれば、光電変換後の出力が飽和する
危険を回避できる。また、逆の場合、すなわち、ソフト
ＡＧＣタイムの完了時刻においてもハードＡＧＣタイム
とならない場合、被写体輝度が前回の１／２以下となっ
た可能性が高いため、ソフトＡＧＣタイム完了後も電荷
蓄積を行い、ハードＡＧＣタイムとなった時点で電荷蓄
積を終了させれば極めて低出力となってしまう危険を回
避できる。
【００３１】図６はこの応用例を説明した図で、測光演
算手段が電荷蓄積開始後、ソフトＡＧＣタイム×１／４
の時刻で変化するハードＡＧＣ参照信号（ＳＨＨＲ）、
ソフトＡＧＣタイムｔ２０の時刻で変化するソフトＡＧ
Ｃタイム参照信号（ＳＨＳＲ）、ハードＡＧＣタイム信
号（ＳＨＨ）を用いてソフトＡＧＣタイム信号（ＳＨ
Ｓ）の入力時期を算出するアルゴリズムを表１に示す。
算手段が電荷蓄積開始後、ソフトＡＧＣタイム×１／４
の時刻で変化するハードＡＧＣ参照信号（ＳＨＨＲ）、
ソフトＡＧＣタイムｔ２０の時刻で変化するソフトＡＧ
Ｃタイム参照信号（ＳＨＳＲ）、ハードＡＧＣタイム信
号（ＳＨＨ）を用いてソフトＡＧＣタイム信号（ＳＨ
Ｓ）の入力時期を算出するアルゴリズムを表１に示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】なお、上記２例のようにハードＡＧＣタイ
ムを重視するように装置の制御変更するときは、ある程
度比率の余裕を持たせた方が良い。なぜなら、先に記載
したように、ハードＡＧＣのリアルタイムモニタの受光
素子が光電変換素子と同一の領域を測光しているわけで
はなく、またモニタ素子の受光面積は小さく、出力も不
安定になり易いからである。
ムを重視するように装置の制御変更するときは、ある程
度比率の余裕を持たせた方が良い。なぜなら、先に記載
したように、ハードＡＧＣのリアルタイムモニタの受光
素子が光電変換素子と同一の領域を測光しているわけで
はなく、またモニタ素子の受光面積は小さく、出力も不
安定になり易いからである。
【００３４】また、上述の例ではハードＡＧＣタイムを
重視するように装置の制御を変更するときの基準として
所定の時間比率を用いたが、この基準を変動させるよう
にしても良い。すなわち学習機能により過去何回かの電
荷蓄積動作におけるソフトＡＧＣタイムとハードＡＧＣ
タイムとの比率をもって制御変更の基準としても良い。
具体的には図６で示したハードＡＧＣ参用信号（ＳＨＨ
Ｒ）変化の時刻を調節しても良い。また、前記装置の駆
動開始時において、前回の出力が得られないときはハー
ドＡＧＣタイムのカウント値の所定倍の時間経過後に測
光演算手段がインターフェイス回路５4 にソフトＡＧＣ
タイム信号（ＳＨＳ）を送るようにすれば、良好に装置
駆動を開始できる。
重視するように装置の制御を変更するときの基準として
所定の時間比率を用いたが、この基準を変動させるよう
にしても良い。すなわち学習機能により過去何回かの電
荷蓄積動作におけるソフトＡＧＣタイムとハードＡＧＣ
タイムとの比率をもって制御変更の基準としても良い。
具体的には図６で示したハードＡＧＣ参用信号（ＳＨＨ
Ｒ）変化の時刻を調節しても良い。また、前記装置の駆
動開始時において、前回の出力が得られないときはハー
ドＡＧＣタイムのカウント値の所定倍の時間経過後に測
光演算手段がインターフェイス回路５4 にソフトＡＧＣ
タイム信号（ＳＨＳ）を送るようにすれば、良好に装置
駆動を開始できる。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、本発明にかかる電荷蓄積
型光電変換装置では、制御手段によって、リアルタイム
モニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に達するまで
の時間が今回の電荷蓄積時間に対して前記所定比率以下
となる場合に、前記今回の電荷蓄積時間に達する以前に
前記光電変換手段の電荷蓄積を中止し、または前記今回
の電荷蓄積時間に到達した時点において前記リアルタイ
ムモニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に達しない
場合に、前記今回の電荷蓄積時間を経過した後も前記リ
アルタイムモニタ手段の出力が前記所定の閾値に達する
まで前記光電変換手段による前記電荷蓄積を継続するの
で、被写体の急激な輝度変化に対して迅速に電荷蓄積条
件を適正化できる。その結果、従来の積分型光電変換素
子を用いた、特にソフトＡＧＣ駆動の測光装置の問題点
であった、蛍光灯のようなフリッカ光源下での測光に関
し、比較的短時間に高精度の測光値を得ることが可能と
なる。
型光電変換装置では、制御手段によって、リアルタイム
モニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に達するまで
の時間が今回の電荷蓄積時間に対して前記所定比率以下
となる場合に、前記今回の電荷蓄積時間に達する以前に
前記光電変換手段の電荷蓄積を中止し、または前記今回
の電荷蓄積時間に到達した時点において前記リアルタイ
ムモニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に達しない
場合に、前記今回の電荷蓄積時間を経過した後も前記リ
アルタイムモニタ手段の出力が前記所定の閾値に達する
まで前記光電変換手段による前記電荷蓄積を継続するの
で、被写体の急激な輝度変化に対して迅速に電荷蓄積条
件を適正化できる。その結果、従来の積分型光電変換素
子を用いた、特にソフトＡＧＣ駆動の測光装置の問題点
であった、蛍光灯のようなフリッカ光源下での測光に関
し、比較的短時間に高精度の測光値を得ることが可能と
なる。
【図１】 本発明の一実施の形態を示す概略構成図であ
る。
る。
【図２】 図１における光電変換手段の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】 光電変換手段の動作を示す各部波系図であ
る。
る。
【図４】 フリッカ光源下での積分動作を示す図であ
る。
る。
【図５】 測光値演算のアルゴリズムを示した図であ
る。
る。
【図６】 本装置の応用例を示す図である。
１…撮影レンズ、２…フイルム等価面、３ａ，３ｂ・…
再結像レンズ、４ａ，４ｂ…光電変換素子群、５…素子
駆動回路、６…光電変換手段、７…測光演算手段、８…
記憶手段。
再結像レンズ、４ａ，４ｂ…光電変換素子群、５…素子
駆動回路、６…光電変換手段、７…測光演算手段、８…
記憶手段。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｂ 7/08 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 前回の電荷蓄積より得られた出力によっ
て今回の電荷蓄積時間を決定するオートゲインコントロ
ール方式で駆動される電荷蓄積型の光電変換手段と、 該光電変換手段の電荷蓄積時間中に前記光電変換手段へ
の入射光量をモニタするリアルタイムモニタ手段と、 該リアルタイムモニタ手段の出力が所定の閾値に達する
までの時間をカウントするカウント手段とを有する電荷
蓄積型光電変換装置において、 前記リアルタイムモニタ手段は、 定常光の条件下における前記所定の閾値に達するまでの
時間が前記今回の電荷蓄積時間に比べて所定比率短くな
るように調整されており、 前記リアルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所定の
閾値に達するまでの時間が前記今回の電荷蓄積時間に対
して前記所定比率以下となる場合に、前記今回の電荷蓄
積時間に達する以前に前記光電変換手段の電荷蓄積を中
止する制御手段を備えたことを特徴とする電荷蓄積型光
電変換装置。 - 【請求項２】 定常光の条件下における前記リアルタイ
ムモニタ手段の出力が前記所定の閾値に達するまでの時
間と前記今回の電荷蓄積時間との前記所定比率は１／２
であることを特徴とする請求項１に記載の電荷蓄積型光
電変換装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、 前記リアルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所定の
閾値に達するまでの時間が前記今回の電荷蓄積時間に対
して前記所定比率以下となる場合に、前記所定の閾値に
達するまでの時間に対して前記所定比率の逆数倍となる
時間を以って前記光電変換手段の電荷蓄積を中止するこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の電荷蓄積型光電
変換装置。 - 【請求項４】 前回の電荷蓄積より得られた出力によっ
て今回の電荷蓄積時間を決定するオートゲインコントロ
ール方式で駆動される電荷蓄積型の光電変換手段と、 該光電変換手段の電荷蓄積時間中に前記光電変換手段へ
の入射光量をモニタするリアルタイムモニタ手段と、 該リアルタイムモニタ手段の出力が所定の閾値に達する
までの時間をカウントするカウント手段とを有する電荷
蓄積型光電変換装置において、 前記リアルタイムモニタ手段は、 定常光の条件下における前記所定の閾値に達するまでの
時間が前記今回の電荷蓄積時間に比べて所定比率短くな
るように調整されており、 前記今回の電荷蓄積時間に到達した時点において前記リ
アルタイムモニタ手段の実際の出力が前記所定の閾値に
達しない場合に、前記今回の電荷蓄積時間を経過した後
も前記リアルタイムモニタ手段の出力が前記所定の閾値
に達するまで前記光電変換手段による前記電荷蓄積を継
続する制御手段を備えたことを特徴とする電荷蓄積型光
電変換装置。 - 【請求項５】 定常光の条件下における前記リアルタイ
ムモニタ手段の出力が前記所定の閾値に達するまでの時
間と前記今回の電荷蓄積時間との前記所定比率は１／２
であることを特徴とする請求項４に記載の電荷蓄積型光
電変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09289988A JP3132440B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 電荷蓄積型光電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09289988A JP3132440B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 電荷蓄積型光電変換装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02281808A Division JP3109095B2 (ja) | 1990-10-09 | 1990-10-22 | 電荷蓄積型光電変換手段を用いた測光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10132657A true JPH10132657A (ja) | 1998-05-22 |
| JP3132440B2 JP3132440B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=17750334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09289988A Expired - Fee Related JP3132440B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 電荷蓄積型光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3132440B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012145644A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Nikon Corp | 焦点検出装置及び撮影装置 |
-
1997
- 1997-10-22 JP JP09289988A patent/JP3132440B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012145644A (ja) * | 2011-01-07 | 2012-08-02 | Nikon Corp | 焦点検出装置及び撮影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3132440B2 (ja) | 2001-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |