JPS60108815A - 自己走査型イメージセンサーを用いた画像処理装置 - Google Patents

自己走査型イメージセンサーを用いた画像処理装置

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JPS60108815A
JPS60108815A JP21739183A JP21739183A JPS60108815A JP S60108815 A JPS60108815 A JP S60108815A JP 21739183 A JP21739183 A JP 21739183A JP 21739183 A JP21739183 A JP 21739183A JP S60108815 A JPS60108815 A JP S60108815A
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pulse
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Tokuji Ishida
石田 徳治
Toshio Norita
寿夫 糊田
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Focusing (AREA)

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】
区I』υL この発明は、自己走査型イメージセンサー上に形成され
た被写体像の強度分布にもとづいて撮影レンズの焦点i
im1/csを検出するカメラの焦点検出装置に関する
。 11
【1 従来上記のようなカメラの焦点検出′@置としては、C
OD(ChargeCoupled[)evice)を
自己走査型イメージセンサーとして用いたものが知られ
ており、CCOに積分クリアパルスと呼ばれる正パルス
が入力されると、ccDのイメージセンサーアレイを構
成する各フォトダイオードは一旦電源電圧レベルまで充
電され、次にその積分クリアパルスが消滅することによ
って放N(以下これを負の電荷の蓄積と考えて電荷蓄積
と呼ぶ)を開始する。この後、シフトパルスと呼ばれる
正パルスをCODに入力させると、積分クリアパルスの
消滅からシフトパルスの入力までの間に各フォトダイオ
ードに蓄積された電荷がCODシフトレジスタの対応ず
るセルに転送され、転送クロツクパルスがこのCODシ
フトレジスタに入力される毎にそこから順次蓄積電荷が
画像信号出力回路に転送される。この画像信号出カ回路
はccDシフトレジスタから転送される蓄8tm荷を順
次電圧信号として出力し、次・々に出カされるその電圧
信号がイメージセンサーアレイ上における光強度分布、
すなわちその上に形成されている像の強度分布を示すこ
とになる。この画像信号出力回路が出力する電圧信号は
A/D変換器によってディジタル信号に変換された後、
所定のプログラムにしたがって例えばマイクロコンピュ
ータで処理され、その結果撮影レンズの焦点調節状態が
判定される。 ところで、CODシフトレジスタがら画像信号出力回路
に蓄積電荷を転送する場合、CODの基本的な構成上少
なくとも2相の転送クロツクパルスが必要であり、従来
転送ク0ツクパルス発生回路の構成が簡単で済むことが
らそれら各相の転送クロツクパルスはデューティサイク
ルが1/2、すなわち゜゜1″状態と゜゛0″状態のW
続時間比が1になるように定めるのが普通であった。と
ころが、CODシフトレジスタの1セル分の蓄梢電荷を
画像4f4号出力回路に転送するタイミングはある特定
の位相の転送クロツクパルスの立下りの時点つまり、2
相クロツクであれば、一方のクロツクパルスの立下りの
時点に設定されており、一方それの次の立上り時にはノ
イズが発生して画像信号出力回路からの電圧信号が乱れ
る。したがって、画像信号出力回路からの電圧信号のA
/D変換は、上記特定の位相の転送クロックパルスの立
下りから次の立上りまでの間に行わなければならず、上
記のように転送クロツクパルスのデューティサイクルが
1/2の場合、A/D変換時間を短縮せねばならないた
め、高速のA/D変換器が必要であった。しかしながら
、そのような高速のA/D変換器は一般に高価であり、
それをカメラの焦点検出装置に用いるとコストアップが
避けられないという問題があった。また、サンプルボー
ルド回路を用いて電圧信号をサンプルホールドし、その
出力を△/D変換することも考えられるが、この場合も
外付のコンデンサが必要となったり、回路規模が大きく
なり、同じ《コストアップが避けられない。 貝』! この発明は、比較的低速のA/6変換器の使用を可能と
して上記の問題を解決したカメラの焦点検出装置を提供
することを目的としている。 」」 この発明のカメラの焦点検出装置の場合、転送クロック
パルス発生回路が少なくとも2相の転送クロツクパルス
の1つとしで1″状態と゜゛O″状態の継続時間比が1
よりも小さいパルスを発生するように構成されており、
そのパルスの立下り毎に自己走査型イメージセンサーに
おける転送部から画像信号出力回路への蓄積電荷の転送
を行う一方、同じそのパルスの立下りから次の立上りま
での間に画像信号出力回路の出力信号のA/D変換を行
う。 !1U1 次にこの発明の一実施例を第1図乃至第11図を参照し
て説明する。 まず、この実施例の全体回路を示す第1図において、(
1》は、後述するように、例えばCODのような自己走
査型イメージセンサーと、画像信号出力回路、輝度モニ
ター用受光素子、輝度モニター回路、及び!!準信号発
生回路とを備えた充電変換ブロック、(10》は転送ク
ロックパルス発生ブロック、(20)は光電変換ブロッ
ク(1)からの信号にもとづいて撮影レンズの焦点調節
状態判定の基礎となるディジタル信号を形成する回路ブ
ロック、(30)は回路ブロック(20)からのディジ
タル信号にもとづいて餓影レンズの焦点l11tI状態
を判別する一方、各回路ブロックの制御動作を行うマイ
クロコンピュータである。 又、(40冫は充電変換ブロック(1)内の輝度モニタ
ー回路の出力にもとづいて、回路ブロック(20)内の
増幅器の増幅率11JIlを行う一方、光電変換ブロッ
ク(1》内の自己走査型イメージセンサーの電荷蓄積時
間《光電流積分時間》をIl1n′TJるIl1度判定
回路、(AN1)(AN2)はオア回路(OR1)と共
にゲート手段を構成するアンド回路、(DF1)は後述
のフリツブフロツプ(FFO)(FF旬乃至(FF6冫
をリヒットするリセットパルスを発生するDラリツブ7
ロツプ、(DF2)はイメージセンサー内において電荷
蓄積部に蓄槓された電荷を転送部へ転送するシフ1〜パ
ルスを発生ずるDフリツブ7ロツプ、(CLi)は基準
クロックパルスを発生づるクロック回路、(FFO)は
R−Sフリップ7ロツプである。 第2図は上述の光電変換ブロック(1》を示したもので
、フォトダイオード列(P1)(P2)(P−3>=−
(Pn−2>(Pn−1)(Pn)から成るイメージセ
ンサーアレイ(PA).M分クリアゲート(ICG)、
シフトゲート<SG冫、CODシフトレジスタ(SR>
により上述の自己走査型イメージセンサーが栴成されて
いる。ここで、転送部であるCCOシフトレジスタ<S
R)のセル数は電荷蓄積部であるイメージセンサーアレ
イ(PA)のフォl・ダイオード数(画素数》よりも3
個多く、セル(R1)(R2)(R3)は後述の空送り
用であり、イメージセンサーアレイ(PA)の各フォト
ダイA一ド(P1)(P2)(P3)−=−(Pn−2
>(Pr+−1)(Pn)の蓄積電荷はセル(R4)(
R5)(R6>・・・(Rn+1)(Rn+2)(Rn
+3>に転送される。各フtt−1j−イA−ドは、@
3図に示したように、電源(+■)に対して積分クリア
ゲート(ICG>に相当するスイッチ(S)を介して互
に並列接続された一対のダイオード(D旬(D2》とF
ET(QIO)から成り、一方のダイオード(D1)が
光を受けるように設置されている。FET(Q10)は
ダイオード(D1》の両端の電圧を略一定に保ち、ダイ
オード(D1)の容量分を無視できように設けたもので
、そのグー1〜は接地されている。今、スイッチ(S)
が閉じるとダイオード(D2》のアノード、カソード間
に電荷が蓄積され、そのアノード電圧は電源電圧に等し
くなる。そして、次にスイッヂ(S)が聞かれると、ダ
イオード(D2》はダイオード(D1)の光電流によっ
てf−ET(Q10)を{lて放電し、そのアノード電
圧は時間の経過ど共に降下プる。 ずなわち、これはダイオード(D1)に入射づる光の強
度に応じた速度でダイオー1゜:([)2)の力ソード
に負の電荷が蓄積されると考えてよく、したがって、各
フォトダイオードは入躬光強度に応じた速度で、電荷の
蓄積を行うものとして説明する。 上記スイッチ(S1》は実際には積分クリアゲート(I
CG)に入力されるM分クリアバノレスによって導通し
、そのパルスが消llili覆ると不導通となる半導体
アナログスイッチで構成される。シフトゲート(SG)
はフォトダイオード(1〕1冫(P2)(P3)・−(
Pn−2>(Pn−1)(Pn)の蓄積電荷を後述のシ
フトパルスを受けてCODシフトレジスタ(SR)のセ
ル(R4)(R5)(R6)−(Rn+1>(Rn+2
>(Rn+3>に並列的に転送する。フォトダイオード
《P1》(P2冫(P3冫・”(Pn−2冫(Pn−1
)(Pn)の電荷蓄積はシフトパルスのシフトゲート(
SG)への入力によって終了づる。又,CCOシフトレ
ジスタ(SR)は後i&の転送クロックバノレス《φ1
)(φ2)が入力される毎に、転送クロツクパルス《φ
1》の立下りで1セル分の蓄積電荷を順次後述の画像信
号出力回路へ出力する。なお、イメージセンサーアレイ
(PA)の一端から教えて所定個(10111)のフォ
トダイオード(P1)《P2》・・・(P10)はアル
ミニウム膜で覆われており、後述のように暗出カ補正用
として用いられる。第2図の(T8)(T9)は上述の
イメージセンサー、回路(MO)(RS)(VS)にl
lil(+■)を供給づるための電源端子である。 ところで、イメージセンサーアレイ(PA)をカメラに
おいてどのような位置に配置するかは、焦点検出方式に
よって異なる。第4図は、この発明を適用可能な焦点検
出光学系の一例を示しており、<TL)は撮影レンズ、
(C’L)はコンデンサーレンズ、(L1)(L2)は
撮影レンズ(TL)の主光軸(fl’)に関して対称に
配置された一対の再結像レンズ,(M)はマスク、(F
)はカメラのフィルム面と等価な県影レンズ(T[》の
予定結像面である。この光学系によれば、撮影レンズ(
TL)により予定結像面(F)上乃至はその前後に被写
体像が゛結像されると、再結像レンズ(Ll)(L2)
がその被写体像をイメージセンサーアレイ(PA)上に
第1、第2像として再形成するが、イメージセンサーア
レイ(PA)上でのその第1、第2像の間隔は撮影レン
ズ(TL)の焦点調節状態、Jなわちそれによって形成
きれる被写体像の予定結像面(F)に対するずれ状態に
よって変化する。したがって、イメージセンザー7レイ
(D△)の各S素の出力にもとづいて第1、第2像の間
隔を検出すれば搬彰レンズ(TL)の焦点調節状態を示
すデフォーカスm及びデフォーカス方向を判定できるが
、それに必要な出力処理方法については後述する。なお
、第4図において、イメージセンサーアレイ(PΔ》は
、コンデンサーレンズ(CL)及び一対の再結像レンズ
(L1)(L2)に関して予定結像面(F)と共役な位
置乃至はその近傍に配置される。 再び第2図において、(MP)は輝度モニター用の受光
素子であるフォトダイオード、(MO)は輝度モニター
回路、(RS)は基準信号発生回路、(VS)は画像信
号出方回路である。輝度モニター回路(VC,)ハFE
T(Q1)(Q2)(Q3》とコンデンサー(c1)が
ら成る。 FET(Q1)はそのゲートが上記イメージレンサーの
積分クリアゲート(3)に接続されており、その積分ク
リアゲート(ICG)を通過した積分クリアパルスによ
って導通し、これによりコンデンサー(C1)が電源電
圧(+V)のレベルまで充電される。FET(Q1)と
コンデンサ(c1)の接続点(J1》はEFT(Q12
)を介してフォトダイオード(MP)のアノードに接続
される一方、FET(Q2)のゲートに接続されている
。 FET(Q12)はゲートが接地されており、フAl〜
ダイオード(MP)の両端の電圧を略一定に保ち、その
容量分の影響を無視することができるように設けられて
いる。FET(Q2)(Q3)は電源に対して互に直列
接続され、出力インピーダンスが低く、入力インピーダ
ンスの高いバツフ戸を構成しており、FET(Q3)は
ソースフAロアーで用いられているため、FET(Q2
)(Q3)の接続点から引出された出力端子〈T?)か
らは、接続点(J1)の電位に対応した電圧(Vll+
>が出力される。上記積分クリアパルスが消滅JるとF
ET(Q1)は不轡通どなり、コンデンサ(C1》はフ
オ1・ダイオード(MI))の光電流によって放電され
、それに応じ−〔喘子(T1)の出力電圧が降下する。 第5図はこの端子(T1)の出力電圧の時間的変化を示
したものであり、<It><ノ2)(ノ3冫(ノ4冫〈
ノf)i.ti+ffにJ:っT電圧降下の速度が変化
することを示している。 (RN)で示す立上りは、積分クリアパルスによる誘導
ノイズを表わづ゛。 基準電圧発生回路(RS>は、FE丁《Q4)(Q5冫
(Q6)及びコンデンザ(C2)とから成るが、これら
は上述のFET(Q1)(Q2)《Q3》及びコンデン
サ(C1》と夫々同じ特性を備えており、その回路接1
m’e)輝度モニター回路(MC)におけるFET(Q
1)(Q2)(Q3)及びコンデンサ《C1)の回路接
続と同じである。 但シ、FET(Q4)トコンテン4f(02)(Da続
点《J2)にはFET(Q5)のゲートが接続されてい
るだけであり、したがって、FET(Q2)(Q3)と
同様に出力インピーダンスが低く、入力インピーダンス
が高いバッファを栖成しているFET(Q5)(Qθ冫
の接続点から引出した出力端子(T2)から出カされる
電圧信号は桶分クリアパルスの消滅後も第7図に示した
ように一定に保たれる。すなわち、積分クリアパルスの
消滅直後(TO》における接続点(J1)(J2》の電
位は上述のようにFET(Q1)(Q2)(Q3)及ヒ
コンテンサ<CI)I=FET’(Q4)(Q5)(Q
6)及びコンデンサ(C2)の特性が夫々同じであるこ
とがら互に等しいので、端子(T2》がら出カされる電
圧信号は端子(T1)がら出カされる電圧信号の降下量
をめるための基準電圧(Vref)として用いることが
できる。 画像信号出力回路(VS)は、FET(Q7)(Q8)
(Q9)及びコンデンサ(C3)から成り、好ましくは
、これらにもFE丁(Q1)(Q2)(Q3)及びクン
デンサ【C1)と夫々同じ特性のものを用いる。但し、
回路接続においては、FET(Q7)のゲートには転送
クロツクパルス(φ1》が印加されるようになっており
、又、FET(Q7)とコンデンサ(C3)の接続点(
J3》はFET(Q8)のゲート及びイメージセンサー
のCODシフトレジスタ(5)の転送端子に接続ざれて
いる。このため、1個の転送パルス(φ1)が入力され
る毎にFET(Q7)が導通してコンデンサ《C3》は
電源電圧(−1−V)のレベルまで充電され、画像信号
出力回路(VS)がリセットされるが、その各転送パル
ス《φ1》により転送ざれるCODシフトレジスタ(5
)の蓄積電荷に応じて繰返して放電し、結局、低出力イ
ンピーダンス高入力インピーダンスのバッフ1を構成し
ているFET(Q8)と《Q9》の接続点から引出され
た出力端子(T3)からは、イメージセンサーの画素で
ある各フォ1−ダイオードの蓄積電荷に対応した出カが
順次電圧信号(VOS)として出力され、それらが全体
で画像信号を形成する。 ナJ5、上述ノ回路(MC)(RS)(VS)k:おけ
る(C1)(C2>(C3)は説明の便宜上コンデンサ
であるとして説明したが、ダイオードのPN接合に置換
えることができ、これらの回路を集積化Jる楊合には、
夫々ダイオードとして製作する。又、モニター用受光素
子であるフォトダイオード(MP)はイメージヒンザー
アレイ(PA)の近傍に撮影レンズを通過した光の一部
を受光するように配置される。 次に第1図を再び参照して、転送クロツクバルス(φ1
》(φ2冫を発生する転送クロツクパルス発生ブロック
(10)の回路構成の例を説明する。 (FF1)(FF2)・・・(FF6)は分周回路を形
成するフリップ7ロップ回路であり、初段のフリップ7
ロツプ(FFI)のT入力にはクロツク回路(CL1)
からのクロックパルス(周期2μ秒】が入力される。フ
リップフロツプ(FF3)(FF4)(FF5)(FF
6冫のQ出力はオア回路(OR2)にて夫々入力されて
おり、そのAア回路(OR2)の出力はアンド゜回路(
AN4)の一方の入力に入力される。アンド回路(△N
4)のもう一方の入力はインバータ(INI)をfFL
てマイクロコンピュータ(30)の端子(T22)に接
続されていて、端子(T22)が゛゜0″の信号を出力
するとき、このアンド回路(AN4)からはオア回路(
OR2)の゜゛1″の信号が田力される。 一方、アンド回路<AN5)は一方の入カがクロック回
路(CL2)に接続され、他方の入カが上述の端子(T
22)に接続されており、したがって上述の端子(T2
2)が゜゛1″の信号を出力ずるどき、クロツク回路(
CL2)からのクロツクパルスを出力する。ここで、ク
ロツク回路(CL2)から出力ざれるクロックパルスの
周期は夕ロック回路(CL1)から出カされるクロツク
パルスを分周したフリップ7OツプFF6の出力《Q6
》の周期よりも数十倍知く設定されている。オア回路(
OR3)は、アンド回路(AN4冫(AN5>のいずれ
かの出力信号が゜゛1″のとき゜゛1″の信号を転送ク
ロツクパルス(φ2》として光電変換ブロック(1》内
のCODシフトレジスタ<SR)へ出力する。又、オア
回路(OR3)にはインバータ(IN2)が接続されて
いて、このインバータ(IN2)は(φ2)とは逆位相
の信号を転送クロツクパルス(φ旬として充電変換ブロ
ック(1冫内のCODシフトレジスタ(SR>及び画像
信号出力回路(VS)へ出力する(第2図参照》。なお
、マイクロコンピュータ(30)の端子(T22)から
の″゜1″の信号はイニシャライズ作動をイメージセン
サーに行わせるための信号である。 第6図は輝度判定回路《40》及び回路ブロック(20
》の一例を示している。この図で(丁10)(TI1)
(T12)は夫々第2図の端子《T1》(T2)(T3
)に接続される端子であり、端子(T13)(T15)
(T16)には4!!述のように夫々マイクロコンピュ
ータ《30》からデータバス(DB1>を介してラッチ
パルス、サンプル指定パルス、サンプル指定リセットパ
ルスが入力される。又、端子(714)は第1図のアン
ド回路(AN2)の1つの入力に接続されている。まず
、輝度判定回路(40)から説明すると、この回路は上
述の輝度モニター回N(MC)の出力電圧(Vll)の
!ri分クリアパルス消滅後の降下の程度を段階的に判
別するための比較器(AC1)(AC2)(AC3)(
AC4)を備えている。 これらの比較器の反転入力はバツファ(B1)を介して
端子(7’10)に夫々接続されている。一方、これら
の比較器<AC1><AC2)(AC3)(AC4)の
非反転入力は、抵抗《R1》と定電流源(■1》の接統
点(J4冫、抵抗(R2)と定電流源(12)の接続点
(J.5)、抵抗(R3》と定電流源(I3》の接続点
(J6)、抵抗(R4》と定電流源《■4》の接続点《
J7)に夫々接続されており、抵抗(R1)(R2)(
R3)(R4冫はバッファ(B2》を介して端子(T1
1>に接続されている。このような回路接続であれば、
接続点(J4)(J5)(Jθ》(J7)には端子(T
11)に印加される上述の基準電圧発生回路(RS)の
電圧(Vref)から夫々抵抗(R1)(R2)(R3
)(R4)での電圧降下を差引いた電圧が発生しており
、対抗(R1>(R2)(R3)(R4)の抵抗値及び
定1!流源(11)(12)(13)(I4)の電流値
を選ぶことによって、端子(TIO)に入力される上述
の輝度モニター回路(MC)の出力電圧(Vm)の電圧
降下の程度に応じて、比較器(八CI)(AC2)(A
C3)(AC4)の出力が順次“0″から゜゜1″に反
転する。(DF3)(D「4冫(DF5)は夫々D入力
が比較器(ΔC1)<AC2)(ΔC3)の出力に接続
されたDフリップフロツプであり、これらのCP入力に
は第1図のマイクロコンピュータ(30)からのラッチ
パルスが端子(T13)を介して積分クリアパルスの立
下りから所定時間(100m秒》後に入カされる。そし
て、そのラッチパルスが入力されると、Dフリツブフロ
ツプ(DF3)(DF4)(DF5)は、直前の比較器
(AC1)(AC2冫(AC3)の出力を夫々Q出力に
出力し、Q出力からは反転出力を出力する。(AN6)
は一方の入力がDフリツブフロツプ(DF’3)のQ田
力に、もう一方の入力がDフリツプフロツプ<DF4)
のζ田力に接続されたアンド回路、(AN7)は一方の
入力かDフリツプフロツプ(DF4)のQ出力に、もう
一方の入力がDフリツブ7ロツプ(DF5)のQ出力に
接続されたアンド回路であり、アンド回路(AN6)(
AN7)の出力(b)(C)、Dフリツプ7ロツプ(D
F3)のQ出力(a)、(DF5)のQ出力(d)、サ
6ニ比l器(A’C4)の出力(e)がRa判定回路《
40》の出力となる。すなわち、それらの出力がモニタ
ー用受光素子(PM)で検出した輝度レベルを示す信号
となる。 これを第5図を参照してさらに詳しく説明づると、第5
図で<II)(Jr)<fls>(ノ4》は積分クリア
パルス消滅時点くtO》から上述の所定の時間(100
e秒》経過時点(t3)までに生じる電圧降下が夫々0
.35V未満の場合、0.35Vから0.1v未満の場
合、0.1v力)ら1.4V未満の場合、1.4vから
2.8V未満の場合の輝度モニター回路(MC)の出力
電圧変化を示しており、又、(h)は積分クリアパルス
消滅時点(tO》から上述の所定時間(100i秒》軽
過前の時点(t2)r2.8Vl7)電圧降下が生じる
場合の同モニター回路(MC)の出力電圧変化を示して
いる。<It>(ノ2)<ノ3》(74)<1)のいず
れの電圧降下となるかは上述のようにモニター用受光素
子(DM)の光電流の大きさに依存しており、輝度モニ
ター回路(MC>の出力電圧変化が《ノ1>(ノ2冫(
ノJ)(l4)のようになる場合は低輝度の場合、(ノ
5)のようになる場合は高輝度の場合である。今、端子
(J4)(J5)(J6)(J7)の電圧が夫々端子(
T11)に入力される基準電圧発生回路(RS)の出力
電圧(Vref)よりも、夫々0.35V,0.1■、
1,4V12,8V低くなるように、上述の抵抗(R1
)(R2)(R3)(R4)の抵抗値及び定電流源(1
1)(12)(r3)(14)の電流値を設定すると、
ラッチパルス発生後における(ノl)(ノ2)(b)(
ノ4》(ノ5》に対応したDフリップフロップ(DF3
冫(DF4)(6F5)のQ出力、d・出カ、及び一度
モニター回路(MC)の出カ(a)(b)(c)(d)
(e)は次の第1表に示す通りとなる。 なお、(ノ5》の場合、比較器(AC4)の出力(d)
は積分クリアパルス消滅時点Bo)から所定時間(10
0I1秒》が経過する前の時点《t2》で”o”から゜
“1″になる。 第6図の残りの回路は第1図の回路ブロック(20》を
構成する。(22)はバッファ(B3)を介して端子(
T12)から入力される画像4?J.号出カ回路<VS
>の出力電圧(aS)と、バッフ1(B2》を介して端
子(T11)から入力される基準信号発生回路(RS)
の出力電圧(Vre4)との差に対応する出力(v1》
を発生する減算回路である。《24)はイメージセンサ
ーアレイ(PA)におけるアルミニウム膜で覆われ所定
個(10個》分のフォトダイオード(P2)がら(P9
》のうち両端のダイオード(P2)(Q9)を除いたも
のの蓄積電荷に対応する画像信号のピーク値(V2)(
最低レベルの画素信号》を検知し、それをラッチして出
力するピーク値検出回路であり、これにより、アルミニ
ウム被膜で覆われていない、上述の第1第2像を受けて
いるイメージセンサーアレイ(PA)におけるフォトダ
イオードの蓄積電荷に対応する画素信号に対し、いわゆ
る暗出力補正用の信号v2が形成される。すなわち、マ
イクロコンピュータ《30》は、転送クロックパルス(
φ1》(φ2)によりCODシフトレジスタ(SR)か
ら順次蓄積電荷が画像信号出力回路(VS)に転送され
る場合、セル(R5)の蓄積電荷の転送開始と同時にサ
ンプル指定パルスをデータバス(DB1)を介して端子
(T15)に出力し、次いでセル(R12)の蓄憤電荷
の転送終了と同時にサンプル指定リセットパルスをデー
タパス(DB1)を介して端子(.T16)に出力づる
。したがって、ピーク値検出回路(24》はセル(R5
)から(R12)の蓄桶電荷、換言すればフォトダイオ
ード(P2)から(P9》の蓄積電荷の対応づる画像信
号を取込み、それらのうちのピーク値を検出することに
なる。 (26》は回路(22)及び(24》の出力信号(V1
)(V2)を差動増幅する増幅器であり、その増幅率が
上述の輝度¥IJ定回路(40》の出力(a’)(b)
<O)(d)によって制御されるように構成された増幅
器である。この増幅器において、(OP)は演算増幅器
であり、その入力端子(f)<Q)は入力抵抗(R5)
(R6)を介して回路ク22》及び《24》に夫々接続
されている。 (R7》乃至(R14)は演算増幅器(OP)の増幅率
設定のために設けられた抵抗であり、(R5〉(Rθ冫
(R7)(R8)(R11)(R12)の抵抗値をrと
するとき、(R9)(R13)は2rの抵抗値、<Rh
o)(R14)は4rの抵抗値をもっている。(As1
>乃至(As8)はアナログスイッチであり、このうち
<As1)乃至(AS4)は出力(a)(b)(c)(
d)に応じて抵抗(R7)乃至(R10)を選択的に有
効化して演算幅器(OP)の9i遠抵抗鎧を設定するの
に対し、(As5)乃至(A8B)は出力(a)(b)
<C)(d>に応じて抵抗(Rll)乃至(R14冫を
選択的に有効化して同増幅器(OP)のバイアス抵抗値
を設定する。すなわち、上述<7/>(ノ2》(h)(
74)<Is)の各電圧降下が1しる場合のそれらのア
ナログスイッチの状態及び有効化される抵抗は次の第2
表の通りとなる。 上表においてAは演算増幅器(OP)の増幅率で、この
増幅器(OP》の出力電圧は、Vout−E+(V2−
v1)XAテ表t)サレ、これがA/D変換器(ADC
)に入力される。但し、Eは定電圧源(E)の電圧であ
り、A/D変挨器(ADC;)の入力レベル範囲に合わ
せて適当に設定される。そして、各画素信号に対応した
A/D変換器(ADC)の各出力は第1図のマイクロコ
ンピュータの端子(T22)にデータパス(DB1)を
介して取込まれ、所定のプログラムにもとづくディジタ
ル演算によって、撮影レンズの焦点調節状態が検出され
る。このように、第1図の増幅器(26》はIIll度
判定回路(5o)の田方に応じて増幅率を変化させ、A
/D変!Ik器(ADC)での信号処理に適した信号を
出方するから、広範な輝度域で撮影レンズの焦点状態の
調節が可能である。 再度第1図について説明すると、マイクロコンピュータ
(30》の端子(丁11》は積分クリアバリスの川力端
子である。又、マイクロコンピュータ(30》の端子(
T19>からは、シフトパルスの発生を許可する欄台”
1”の信号が出方され、後述のようにイメージセンサー
アレイ(PA)がらCODシフトレジスタ(SR)への
蓄槓電荷の転送中はシフトパルスの発生を禁止する信号
“0″が出力される。さらにマイクロコンピュータ(3
o)の端子(T18)から番よ、Illjfクリアバノ
レスのwJ減時点(tO)から上述の所定時間が経過す
ると゜゛1″の信号が出力される,この信号は輝度判定
回路《40)に対するラッチパルスとなる。靖子(TI
7)から出力される積分クリアパルスは端子(Tθ》を
介して光電変換ブロック(1)におけるイメージセンサ
ーの積分クリアゲート(ICG)に入力される一方、フ
リツプフロツプ(FFO)をセツトし、そのQ出力を″
1”にして、アンド回路(八N1)を開かせる。・又、
フリッ゜プフロツプ(FFO)がセットされた状態で端
子(TI[+>からシフトパルスの発生を許可する゜゛
1″の信号が出力されると、アンド回路(AN2)も間
かれる。 Jl1度判定回路(40)の出力端子(1−14)から
は、1 第5図のくノ5》で示される場合のように被写体輝度が
高い場合のみ、積分クリアパルスの消滅時点(tO》か
ら所定時間(iooI1t秒》l!遇する前の時点(t
2)で“゜1″の信号(8)が出力される。これに対し
、第5図の(,/l)(J2)(ノ3)(ノ4》で示さ
れる場合のように、被写体輝度が低い場合は、マイクロ
コンピュータ(30》の端子(T18)の出力が(t3
》の時点で゛1″となり、輝度判定回路(40)の出力
端子(T15)の出力(e)ぱ゜0″に保たれる。した
がって、被写体iiが高い場合はアンド回路(AN2)
の出力が(t2)のR点で”1”になり、被写体輝度が
低い場合は(t3)の時点でアンド回路(AN1>の出
力が“1″になり、いずれか一方の゜゛1″の出力がオ
ア回路(OR1>を介してDフリップフロツプ(DF1
)のD入力に入力される。このDフリツプフロツプのC
K(クロツク》入力にはクロック回路(OL旬からの基
準クロツクパルス(周期2μ秒)が入力されているため
、第6図に示Jように、D入力に゛1″の信号が入力さ
れた直後のその基準クロツクパルスの立下りでDフリッ
プフロツプ(DFI)のQ出力ば゜1”となり、フリッ
プフロツプ(FFO)がリセットされ、間かれていたア
ンド回路(AN+)又は(AN2)が閉じると共に、転
送クロツクパルス発生ブロック(10)内の7リップフ
ロツブ(FF1)乃至(FF6)がリセットざれ、それ
らのQ出力(Q1)乃至(Q6》がすべて″0″になる
。そして、アンド回路(AN1>又は(AN2)がその
ようにして閉じると、次の基準クロツクパルスの立下り
でDフリップフロツプ(DF1)のQ出力ぱ゛0″に戻
り、結局そのQ出力からは2μ秒の時間幅の正パルスが
出力されたことになる。この正パルスがリセットパルス
である。一方、Dフリツブフロツプ(DF2>はDフリ
ツプフロツプ(DF1)のQ出力が゜゜1″になつ・た
直後のクbツク回路(CLI)からの基準クロックパル
スの立下りでQ出力が゜゛1″になり、Dフリツブフロ
ツプ(DF1)のQ出力が゛O”に戻った直後の同クロ
ツク回路の基準パルスの立下りでQ出力が゜“O″に戻
る。したがってDフリツプフロツプ<DF2)のQ出力
には、リセットパルスの立下りと同期して立上る2μ秒
の時間幅の正パルスが生じるが、これがシフトパルスで
ある。このシフトパルスはマイクロコンピュータ(30
)の端子<T21)に入力されると共に、端子(T7)
を介して光電変換ブロック(1冫におけるイメージセン
ザ−のシフトゲート(SG)に入力される。 以上は第1図の全体の回路構成とそれを栴成する回路ブ
ロックについての説明であるが、次に全体の作動を説明
するに先立ち、第7図、第8図を参照して各部での信号
について説明しておく。 第7図はDフリップ7ロツプ(DF1)のQ出力に生じ
るリセットパルスによりリセットされた直後のフリップ
フロツプ(FF1)乃至(FF6)の出力と、転送パル
ス(φ1》及びDフリップフロツプ(DF2)のQ出力
であるシフトパルスの関係を示している。上述のように
リセットパルスの立上りで7リップ7ロツプ(FF1)
乃至(FF6)がリセットされ、それらのQ出力(Q1
)乃至《Q6》はすべで0″となる。これにより、オア
回路(OR2)の出力ぱ゜0”となるから、転送クロツ
クパルス(φ2)ぱ゜0″に立下り、逆に転送クロツク
パルス(φ1)は゛1”に立上る。そして、2μ秒が経
過すると、リセットパルスが立下り、これと同時にシフ
トパルスが゜゛1″に立上って、このシフトパルスはさ
らに2μ秒後に゛゜O″に立下る。次にオア回路(OR
2)の出力が゛1″となるのは、フリップフロツプ(.
FF3)のQ出力《Q3》が゜゜1”になるときであっ
て、これはリセットパルスが゛0″に立下ってから8μ
秒後であり、結局、転送クロックパルス(φ1)は10
μ秒゜゜1”の状態に保たれる。シフトパルスはこの転
送クロツクパルス(φ1)が゜゜1nの状憇にある間に
発生して消滅する。このように、(・t2)又は(i:
+)の時点の直後に転送クロツクパルス発生ブロック(
10)をリセットし、新たに出力される転送クロツクパ
ルス(φ1〉がmtaしている問にシフトパルスを発生
ざゼるのは、イメージセンサアレイ(PA)におけるフ
ォトダイオードアレイ(P1)(P2)(P3)−=−
(Pn−2)(Pn−1)(Pn)の電荷蓄積《積分》
の終了時点が不必要に遅くなるのを避けるためである。 これを仮に(t2)又は(t3)の時点の後に第1番目
に発生する転送クロツクパルス(φ1》に同期してシフ
トパルスを発生させた場合、(t2》又は《t3》の時
点から最大でほぼ転送クロツクパルスの1周期の時間フ
オi・ダイオード(P1)(P2)(P3>・=(Pn
−2>(Pn−1)(Pn)の電荷蓄槓が不必要に行わ
れる可能性があり、被写体がきわめて明るい場合には電
荷蓄積が飽和して、正しい画像信号が得られなくなる恐
れがある。又,(t2)又は《t3》の時点の後のどの
時点でシフトパルスが発生するかも必ずしも一定しない
から、画像信号レベルが一定しない問題も生じる恐れが
ある。これに対し、第7図では(【2》又は《t3》の
時点から基準クロックパルスの2周期(4μ秒》内には
必ずシフトパルスが発生するから、そのような恐れは皆
無である。 なお、第7図に示したように、次の転送クロツクパルス
(φ1)は出力(Q3)(Q4)(Q5)(Q6》がタ
ベて゜゛0″となる120μ秒後に゜“1”となり、こ
の状態が保たれる時間は8μ秒である。 この転送クロックパルス駅降の転送クロツクパルスはす
べて8μ秒間”1”の状態でその後120μ秒間ぱ゜O
Nの状態となる。したがって、転送クロックパルス《φ
1》の周期は128μ秒で、そのデューティサイクルは
1/2ではなく、゛1″の状態ど゜0″の状態の継続時
間比は1/15となる。 このようにしておけば、CODシフトレジスタ(SR)
の1セルからの蓄積電荷の画像イ8号出力回路(VS)
への転送は転送クロツク1<)レスの立下りで行われる
から、信号処理、特にA/D変換器(ADC>でのA/
D時間を〜1一分に確保づることができ、変換速度が′
遅い安価なA/D変W4器を(ADC>として使用する
ことができる′hXら、これを使用するカメラのコスト
ダウンを達成づ゛ることか可能となる。 第8図はイメージセンサーのシフト1<)レス発生後の
画像信号出力回路(VS’)及び増幅器(26)の出力
を転送クロツクパルス(ψ1)(φ2)及び基準信号発
生回路(RS)のlJ4ノノと共に示している。第7図
の場合、シフ1〜/《ノレスが発生し1こ時点では、C
ODシフトレジスタ(SR)iよ空の状態になっている
ものとしてある。この空の状態をつくるには、フォトダ
イオード<P1)(P2)(P3)−(Pn−2>(P
n−1)(Pn)の蓄積電荷をCODシフトレジスタ(
SR>に転送することなく、CODシフトレジスタ(S
R>のセノレ数分だけ転送クロツクパルス《φ1》(φ
2》をそのレジスタに与えればよい。例えば、そのレジ
スタ<SR)のセル数が100であるときは、100個
の転送クロツクバルス《φ1)及び(ψ2)を与えれば
、そのレジスタの蓄積電荷はすべて排出されてしまう。 但し、イメージセンサーを起動させた当初は一回の電荷
排出11J作ではCODシフトレジスタ(SR)の蓄積
電荷は完全に排出されないのが実際であるため、この場
合は通常数回の排出動作を繰返すことによって完全な空
状態を作る。 このような一連の動作をイメージセンサーのイニシャラ
イズ作動と言う。第8図において、シフトパルスの発生
によりフォトダイオード(P1》(P2)(P3)・−
(Pn−2>(Pn−1)(Pn)の蓄積電荷がCOD
シフトレジスタ(SR>に並列的に転送され、第1番目
の転送クロツクパルス《φ1》の立下りでヒル(R1)
の蓄積電荷が画像信号出力回路(VS)に転送される。 その結果画像信号出力回路<VS>は端子(T3》にセ
ル(R1)の蓄積電荷に対応した出力(Vos1)を出
力する。以後転送クロツクパルス(ψ1》が立下る毎に
、セル(R2)(R3)−(Rn+3>の蓄積電荷に対
応した出力(Vos2)(Vos3>・・・(Vos(
n+3))が順次画像信号出力回路(VS>から出力さ
れる。それらの出力のうち、(Vosl)(Vos2)
゛(Vos3)’ハ空送リ用セノレ(R1)(R2)(
R3)の蓄積電荷に対応1る出力であり、又、(VOS
4)乃至(Vos13>はアルミニウム被覆されたフォ
トダイオード(P1)乃至(P16)、づなわちセル(
R4)乃至(R13)の蓄積電荷に対応づる暗出力であ
る。これら2fl’類の出力間には、ΔSで示したよう
に、7711〜ダイオード(Pi)乃至(P10)に允
生ずる暗電流にもとづく蓄積電荷量に相当づる差が生じ
る。 (V1》で示した演算回路(22)の出力は、各(VO
S)について■1−■ref−Vosの演算によって得
られたものであり、上記昭出力(vos4)乃至(■o
s13)に対応した演算回路(22》の出力うち(VO
S5)乃至(Vos12)k.対応tル6.(7)lf
i上述のピーク値検出回路(24》に取込まれる。そし
て、それらのうちの最大値を有するものがピーク値検出
回路(24》から(v2)として出力される。第7図で
は、破線がこの《■2》を示しており、L.tタffi
っテ、V−−V1−V2が■out−E+(V1−V2
)xAr表ワサレルjl幅器(26)の出力に対応する
。 次に、第9図のフローチャートを参照して第1図に示し
たマイクロコンピュータ(30)の動作とそれによる回
路全体の作用を説明する。 まず、図示しないスイッチの操作によりマイクロコンピ
ュータ(30》にスタート信号が与えられると、#1の
ステップでマイクロコンピュータ(30》は端子(’T
22)に゜゜1”の信号を出力して、イメージセンサー
のイニシャライズ作動を行う。 すなわち、転送クロツクバルス(φ1》(φ2)として
クロツク回路(CL2)からの周期の早いクロックパル
スが端子(T4)(T5)を介してCODシフトレジス
タ(SR)に入力される。このとき、端子(T19)か
らはシフトパルスの発生を票止する信号”o”が出力さ
れており、シフトパルスは発生しないから、CCDシフ
トレジス、夕(SR)はイメージセンサーアレイ(PA
)から蓄積電荷を受取ることなく、自身の蓄積電荷を順
次排出する。(あるいは、シフトパルスの発生を禁止せ
ず、通常のCOD駆動と同様に積分クリアパルスを発生
し、その・後蓄積電荷゜を無視できるように直ちにシフ
トパルスを発生させ、次に転送クロツクパルスによりC
ODシフ]〜レジスタの蓄積電荷排出を行せてもよい。 》この排出動作は上述のように数回繰返され、それによ
ってCODシフトレジスタ(SR>は空状態となる。こ
こで、1回の排出動作はCODシフトレジスタ(SR)
のセル数だけ転送クロツクバルス(φ1》(φ2)が与
えられることによって終了づる。その数回の排出動作を
保証する所定時間が経過すると、マイクロコンピュータ
(30)は端子(T22)の出力を゜゛O″にして、ク
ロツク回路(CL1)からの基準クロックパルスにもと
づいて形成される゜゛1″状態ど0″状態の継続時園比
が1/15のパルスを転送クロツクバルス《φ1》とし
、それと逆位相のパルスを転送クロツクバルス(φ2》
として、CODシフトレジスタ(SR)に入力させる。 次にマイクロコンピュータ(30》は#2のステップで
端子(T19)からシフトパルスの発生を許可する゛゜
1″の信号を出力し、これによりアンド回路(AN1>
が開かれる。そして、#3のステップで端子(T17)
から積分クリアパルスが出力されると、フリツブフロツ
プ(FFO.)がセットされ、アンド回路(AN2)も
間かれる。同時にその積分クリアパルスが積分クリアゲ
ート(ICG>に入力され、イメージセンサーアレイ(
PA)の各フォトダイオードの蓄積電荷がクリアされる
一方、FET(’Q1)(Q4)が導通してコンデンサ
ー(01)(C2)が電源電圧のレベルまで充電される
。この積分クリアパルスはくtO》の時点で潤滅し、こ
れによりイメージセンサーアレイ(PA)の各フォトダ
イオードが電荷蓄積を開始すると共に、モニター用受光
素子(PM)で検出される被写体輝度に応じた速度で輝
度モニター回路(MC)の出力電圧(Vl)が第5図に
示すように降下し始める。又、マイクロコンピュータ(
30)tよ8i分クリアパルスが消滅すると同時に、内
部のプログラマブルプリセットカウンタを#4のステッ
プでセットし、このカウンタが所定時間である100m
秒をカウントし始める。次にマイクロコンピュータ(3
0)は#5のステヅプで輝度モ竺ター回路(MO)の出
力電圧(■ll)の降下量が2.8vに遅しているかど
うかを端子<T20)に入力される輝度判定回路(40
》の出力(e)にもとづ(1てギI1定し、出力(e)
が゜゛1″で、第5図に(15》で示した場合であるこ
とを判定すると、#9のステップに移行して端子(T1
9)の出力を゜゜0″にし、シフトパルスの発生を禁止
する。但し、U4カ<e’>が゜゜1″になると、第6
図に示したように、きわめて短時間のうちにDフリツブ
フロツプ(DF1)からリセットパルスが続いてDフリ
ツブフロツプ(DF2)からシフトパルスがされ、その
1ノセットパルスによってフリツブフロツブ(FFO)
がリセットされてアンド回路(AN1>(AN2)が閉
じるから、#9のステップで発生を禁止づるシフトパル
スは、後述の#10のステップ以降に新たに発生する可
能性のあるシフトパルスである。 これに対し、#5のステップで出力<e>が゛゜0”で
、第5図で<It)(/2)(ノ3》(ノ4》で示した
いずれかの場合であることを判定すると、マイクロコン
ピュータ(30》は#6のステップで上述のプログラマ
ブルプリセットカウンタの内容からl+1I+を減じ、
#7のステップでそのカウンタの内容が゜゜O”になっ
たかどうかを判定する。そして、その内容が“゜0″に
なっていなければ#5のステップに戻り、#6のステッ
プを経て#7のステップで再びプログラマブルプリセッ
トカウンタの内容が゛0”になったかどうかを判定する
。ここで、#5・#6・#7のステップサイクルに要す
る時間を【Sとすれば、tsXN=100111秒とな
るように設定されており、したがって、N回#5、#6
,#7のステップを繰返せば、プログラマブルブリセッ
トカウンタの内容ぱ゜0″になる。すなわち、#4のス
テップでこのカウンタがレッ1〜されてから100+n
秒が経過すると、マイクロコンピュータ(30)#8の
ステップでは端子(T18)から゜゛1″の信号を出力
し、この信号はアンド回路(AN1)(OR1)を介し
てDフリップ7ロツプ(DF1)のD入力に入力される
。したがって、Dフリップ7ロツプ(DF1)からリセ
ツ1−パルスが出力され、フリッ・プフロツプκFFO
)がリセットされてアンド回路(AN1)(AN2)が
閉じる一方、続いてDフリップフロツプ(DF2)から
シフトパルスが発生する。但し、この場合も、さらに時
間が軽過し、輝度モニター回路(MC)の出力電圧(V
m)の降下量が2.8■に達Jると、輝度判定回路《4
0》の出力(e)が゛1″になり、それが#5のステッ
プで判定されるため、端子(T19)からは以降シフト
パルスの発生を禁止する“゜0″の信号が出力される。 上述のようにして発生したシフトパルスはマイクロコン
ピュータ(30》の端子(T21)に入力されると共に
、唱子(T1)を介してシフ1〜ゲート(SG>に入力
される。これによってイメージセンサーアレイ(PA)
の各フォ1〜ダイオードの蓄積電荷がCODシフトレジ
スタ(SR>の対応するセルに転送され、さらに転送ク
ロツクパルス《φ1》(φ2)によって順次そのレジス
タ(SR)の各セルの蓄積電荷が画像信号出力回路(V
S)に転送される。すると、画像信号出力回路(Vs)
の出力端子(T3)からは画像信号(Vos1)(Vo
s2)−(vos(n+3))が順次出力され、増幅器
(26》からは■out−E+(V1−V2)Aで表わ
される信号が順次出力される。これらの信号は逐次A/
D変換器(ΔDC>でディジタル信号に変換され、デー
タパス<DB1)を介してマイクロコンピュータ(30
》に入力される。 一方、マイクロコンピュータ(30》は上述のシフトパ
ルスが端子(T21)に入力すると、#10のステップ
で端子(T17)から積分クリアパルスを出力する。こ
のため、イメージセンサーアレイ(PA)の各フォトダ
イオードの蓄積電荷がクリアーされ、その積分クリアパ
ルスの消滅と同時に各フAトダイオードの電荷蓄積が再
冊される。もちろん、輝度モニター回路(MC)の出力
も上述したと同様モニター用受光素子(PM)により検
出された被写体j1度に応じた速度で降下し始める。 すなわち、第2回目の電荷蓄積サイクルが開始されるが
、マイクロコンピュータ《30》は積分クリアパルスの
消滅と同時に内部のブdグラマブルプリセットカウンタ
を今度はCODシフトレジスタ(SR)のセルの数をカ
ウントするようにセットする。これが#11のステップ
である。マイクロコンピュータ(30)は、その各セル
の蓄積電荷に対応したディジタル信号をA/D変換器(
ADC>から受取ってそれを内部のランダムアクセスメ
モリーにストアし(#12のステップ)、その度毎にプ
ログラマブルプリセットカウンターの内容から1を減じ
て(#13のステップ》、その内容が゜゜0”になった
かどうかを#14のステップで判定する。 #11のステップでセットされたプログラマブルプリセ
ットカウンタ内容が″0″になると.次の#15のステ
ップに移行する。このステップでは、マイクロコンピュ
ータ(30)は例えば次のような演算を行って撮影レン
ズ(TL)の焦点調節状態、すなわち予定焦点面(F)
に封ずるデフォーカス量及びデフォーカス方向を算出す
る。すなわち、上記イメージセンサーアレイ(PA)の
フォトダイオード(P1)(P2)(P3)・・・(P
n−2>(Pn−1)(Pn)から(P1)乃至(P1
0)を除いたもののうち、第4図において上述の第11
1が形成される領域に含まれるものを基準部のフォトダ
イオード、第2像が形成される領域に含まれるものを参
照部のフォトダイオードとし、この基準部及び参照部の
フォトダイオードをイメージセンサーアレイ(PA)の
一方の側から夫々(A1》(A2)・−(An+)、(
B1)(B2)・・・(BRI+k−1)としたとき、
それらに蓄積された電荷に対応した△/D変換器(AD
C>からのディジタル信号を夫々(a1)(a2)・=
(aRI)、(b1》(b包十K−1) (b2)・・・→勃≠=→とすると、 のk組の演算を行い、C1、C2・・・Ck−1、Ck
のうちで最小となるものをめる。例えば、C2の値が最
小となれば、基準部のフォトダイオード(AI)(A2
)・・・(八屈)に形成される像に参照部のフォトダイ
オード(B2)(B3>・・・(Blll)(Blll
+1)に形成される像が最も合致している。したがって
この場合イメージセンサーアレイ(PA)上におけるフ
ォトダイオード《A1》と(B2》の間の間隔が上述の
第1、第2像の間隔であり、これを焦点検出光学系によ
って定まる合焦時における第1、第2像の所定の間隔と
比較すれば、撮影レンズのそのときのデフΔーカス量及
びデフォーカス方向を算出できる。なお、ここで述べた
演算の仕方は一例であって、より正確にデフォーカス量
を判定するには、例えば本出願人が特願昭58−262
2号、特願昭58−113936号において提某してい
る演算方法を用いればよい。 #15のステップでの上述の演算が終わると、マイクロ
コンピュータ《30》は再び輝度判定回路(40)の出
力<e)にもとづいて、輝度モニター回路(MO)の出
力(Vl)の電圧降下量がステップ#11から#15の
期間において2.8■に達したかどうかを#16のステ
ップで判定する。なお#11から#15までのステップ
の実行には例えば50m秒を要覆るものとする。出力(
e)が゜゜1″であり、出力(Vm)の電圧降下量2.
8vに達しておれば、#17のステップで再び積分クリ
アパルスを端子(TI7)から出力して、#12から#
15のステップの実行中にイメージセンサーアレイ(P
A)の各フォトダイオードに蓄積された電荷をクリアし
、再度それらに電荷蓄積を開始させる。このようにする
のは、#16のステップでの判定時に出力<e>が゜゜
1″であると、イメージセンサーアレイ(PA)の各フ
ォトダイオードの電荷蓄積がすでに飽和している恐れが
あるからである。この場合、マイクロコンピュータ(3
0》は積分ク署ノアノ{ノレスが消滅すると同時に#1
7のステップで内部のプログラマブノレプリセットカウ
ンタを100Ill秒をカウントづ゛るようにセットし
、続いて#18のステップで端子(T19)からシフ・
トパルスの漬生を許可する゜“1″の信号を出力する。 そして、これ以後&よ#5のステップに戻って、順次上
述のステップを繰返す。これに対1ハ#16のステップ
で出ノノ(e)が“゜0″であり、出力(Vll)の電
圧降下量が2.8■に達していなければ、#19のステ
ップでマイクロコンピュータ(30》は上記プログラマ
ブノレプリセットカウンタを50一秒をカウントするよ
うにセットし、続いて上記の#18のステップに移{テ
する。このとき、50Ill秒をカウントづるようにカ
ウンタをセットずるのは、上述のように#10のステッ
プで出力された積分クリアパルスが消滅してからすでに
約50m秒が経過しており、残り50m秒をそのカウン
タでカウントさせれtf,合ii100m秒間の電荷蓄
積をイメージセンサーアレイ(PA)の各フォトダイオ
ードに許容することになるからである。すなわち、この
場合は、#5、#7、#8のステップサイクルが最大5
0/ts回繰返される。もちろん、プログラマブルプリ
セットカウンタを他の目的と兼用せず、専用に用いるこ
とができる場合は、#10のステップの終了後そのプロ
グラマブルプリセットカウンタを100IIl秒のカウ
ントを行うようにセットすればよく、#20のステップ
は不要となる。 以上、第9図を参照してマイクロコンピュータ(30)
の動作とそれによる回路全体の作用について説明したが
、以上述べたところからも理解されるように、この実施
例では、シフトパルスによってイメージセンサーアレイ
(PA)のフォトダイオードの蓄積電荷の転送が始まっ
てからマイクロコンピュータ(30》でのデフォーカス
量及びデフォーカス方向の演算が終了するまでは新たな
シフトパルスの発生を禁止しており、又イメージセンサ
ーアレイ(P△》の各フォトダイオードには、その演算
終了を待つことなく前口のシフトパルス発生の直後から
電荷蓄積を開始させている。この理由は次の通りである
。 すなわち、焦点検出にもとづいて撮影レンズを駆動し、
その焦点調節を行う場合、一定時間内に行われる焦点検
出動作の回数が多い程短時間で県影センズを合焦させる
ことができる。そこで、1回の焦点検出動作に要する時
間を考えると、それは、CODのイメージセンサーアレ
イ(PA)での電荷蓄積(光電流積分》時間T1と、そ
のイメージセンサーアレイの蓄槓電荷をCCDシフ1−
レジスタ(SR)を介して画S信号出力回路(VSへ転
送し、続いてそれの信号処理とデフォーカス量及びデフ
ォーカス方向の算出を行うのに必要な時間Td(これを
便宜上データ処理時間と呼ぶ)の和(Ti+Td)であ
り、焦点検出動作を繰返し連続的に行う場合、先の検出
動作が完了してから次の検出動作を行うようにすると、
n回の検出動作を行わせるのに必要な時間は(Ti+T
d)xnとなる。ところが、CODのイメージセンサー
アレイ(PA)での電荷蓄積(光電流積分)の速度はそ
れに入射する光の強度に依存しており、入射光強度が低
いとその速度は遅くなり、長時間電荷蓄積を行わせなけ
ればならない。このため、1回の焦点検出動作に要する
時間が長くなって、一定の時間内に行える焦点検出動作
の回数が制約を受け、短時間で撮影レンズを合焦させる
ことができなくなる。一方、CODの場合、シフトレジ
スタ<SR)から画像信号出力回路(VS)に蓄積電荷
を転送しているときにイメージセンサーアレイ(PA)
に電荷蓄積を行わせても何ら問題はない。したがって、
シフトパルスが発生した直後に積分クリアパルスを発生
させることができ、こうしておけば上述のデータ処理時
間Tdの間にイメージセンサーアレイ(PA)が新たな
電荷蓄積を行うので、入射光強度が低い場合でも1回の
焦点検出動作に要する時間が短くなり、一定時間内に行
われる焦点検出動作の回数が多くなって、短時間に撮影
レンズを合焦させることができるようになる。しかしな
がら、一方でCODシフトレジスタ(SR)の蓄積電荷
が画像信号出力回路(VS)に転送されている途中で新
たな蓄積電荷がCODシフ]一レジスタ(SR)に転送
されるとくコレはCODの栴造上は可能である)、CO
Dシフトレジスタ<SR)内で新旧の蓄積電荷が沢ざり
合い、誤まった画像信号が出力される。又、マイクロコ
ンピュータ・《30}にお({でも、#15のステップ
での演算中はランダムアクセスメモリーのデータを保持
しておかねばならないから、新たな信号を受け付けるこ
とはできない。したがって、上述のデータ処理時間Td
の間はシフ1・パルスを禁止する訳である。 第10図(A)(B)は上記実施例において焦点検出動
作がどのようにして繰返されるかを図示したものであり
、同図(A)は7i<7’dの場合、(B)はTi>7
dの場合である。同図(A>で点線は#10のステップ
で発生する8!1分クリアパルスの消滅後の電荷蓄積期
間を示しているが、この間に蓄積された電荷は上述した
ように#17のステップで発生する積分クリアパルスに
よってクリアされる。これに対し、第11図(A>(B
)は、先にも仮定したように、常にデータ処理が終わっ
た後でイメージセンサーアレイ(PA)のフォ1〜ダイ
オードに電荷蓄積を間始させるようにした場合で、同図
(A)はTi<Tdの場合、同図CB)はTi>Tdの
場合を示す。第11図(B)を第10図(B)と比較す
れば、明らかに上記実施例の場合が一定時間内における
焦点検出動作の回数が多くなることが判る。 一方、上記実施例では、CODシフトレジスタ(SR>
から画像信号出力回路(VS)への蓄積電荷の転送を行
わせる転送クロツクバルスφ1は、1周期が128μ秒
で、“1″状態の継続時間toと゜゜O”状態の継続時
間口とが夫々8μ秒、120μ秒であった。今、この転
送クロツクパルスのデューティサイクノレをtl/(t
O+tl)で定義すると、120/128’=+0.9
4がそのデューティサイクルであり、toとt1の比は
1:15となるが、このtoとt1の比は、1:3程度
から1:20程度の範囲内で設定するのが好ましい。 この理由を説明すると、デューティサイクルを0.5か
ら変化させた場合、CODの最高転送クロツク周波数は
“゜0″状態の継続時間と゜“1”状態の継続時間のう
ちの短い方の時間で決まる。これをφ1について言えば
、最高転送クロツク周波数はtoによって決まり、デュ
ーテイサイクルが0.5の場合の周波数1/(to+t
1>(?zノに相当する1/2・tO(1−1z)でそ
の転送クロツク能力が表わされる。今、この発明の目的
に照らゼば、φ1の転送クロツク能力が高い程t1の時
間が長くなって好都合であるということになるが、転送
クロツク能力をtoとt1の比が1:20の場合を越え
て高くしても、t1は余り延長されず、むしろ、COD
レジスタ(転送部)の浮遊容凱の彰W等の理由で、転送
クロツクパルスによるCOD駆動が困難になる傾向が増
す。すなわら、劃0とt1の比が1:20を越える場合
、【Oがきわめて知くなり、CODレジスタの浮遊容量
によってφ1の゛1″状態への変化が伝達されにくくな
る傾向が増す。 j2 第締図は、φ1のデューテイナイクルを変化させたとき
の転送クロツク能力とt1の時間幅の関係を示したもの
で、φ1のデューティサイクルを仮に0.5とすれば、
t1−tO−64μ秒で、転送クロツク能力は約7.8
Kl{zである。今、この転送クロック能力を10倍の
約78K}−12にすると、t1ζ120μ秒となるの
に対し、20倍の約156KllZにしてもt1ζ12
5μ秒で、転送ク0ツク能力は2倍になるのに対しt1
はわずか4μ秒程度しか長くならない。 そして、これ以上転送クロツク能力を高くしても、t1
は徐々に128μ秒に近づくだけであり、実質的なt1
の延長は生じない。これに対し、転送クロツク能力が高
くなるということは、toがきわめて短くなることでも
あり、上述の如く、φ1によるCCD駆動が困難になる
傾向が増す。従来一般に発表されているCODでは、I
MHz程度の転送クロツクパルスを用いているものもあ
るが、これを可能とするためにシフトレジスタ部の浮遊
容量を特別に小さく抑えていることから、パターン設計
がむづかしくなる他、ノイズの影響も受けやすく、さら
には静電破壊に対する信頼性の面からも使用上の制約が
大きくなっており、そのような欠点を伴なう周波数賊ま
で転送クロツク能力を高めることは合理的であるとは言
えない。 一方、toとt1の比が1:3程度であれば、t1=9
6μ秒、to=32μ秒で、φ1の転送クロツク能力は
約15.6KHZとなり、デューティザイクルが0.5
の場合に比べてt1が1.5倍にdり、A/D変Mk器
(ADC)のA/D変換時間を十分に確保Jることがで
きる。もつとも、デューテイサイクルが0.5の場合に
比べて11を1.5倍以上にづることが必ず必要である
という訳ではなく、使用づるA/D変換器のA/D変換
時間によってこれを1倍以上の範囲で過当に設定すれば
よいから、toとt1の比が1:3程度よりも大きけれ
ば好ましいというのはこの発明にお′いて必須の!!準
ではない。なお、CODでは一般に転送クロツクパルス
の周波数が低くなると、シフトレジスタ部(転送部)で
の光漏れの影響が大きくなるが、通常IKl−IZ以上
であればその影響による実害はないとされている。 以上、一寅施例についてこの発明を説明したが、この発
明は上記実施例に限定されるものではない。 例えば、自己走査型イメージセンサーとしては、COD
だけではなく、BBD(BucketBrigadeD
evice)、CID((;harge(nJectt
onDevice)、MOS(MetalOxideS
emiconductor)g!イメージセンサー等を
用いることができる。又、焦点検出方式も第4図の焦点
検出光学系を用いるものに限られるのではな《、例えば
特同昭54−159259号公報、特開昭57−705
04号、特開昭57−45510%公報等に示されてい
るように、撮影レンズの予定焦点面乃至はそれと共役な
面にレンズレットを配置すると共にその背後に自己走査
型イメージセンサーを配Wl′rJることにより、撮影
レンズの焦点調節状態としてデフォーカス量とデフォー
カス方向を共に算出する方式、あるいは特開昭55−1
55308号公報、特開昭57−72110号公報、特
同昭57−88418号公報等に示されているように、
撮影レンズの予定焦点面乃至はそれと共役な面上及びそ
の前後に夫々自己走査型イメージセンサーを配置し、撮
影レンズの焦点調節状態とじてデフォーカス方向のみ検
出する方式等にもこの発明は適用可能である。 さらに、上記実施例では、CODが2相の転送クロツク
パルスφ1,ψ2によって転送部であるCODシフトレ
ジスタから画像信号処理回路へ蓄I7RN荷を転送する
場合について示し゜たが、3組以上の転送クロツクパル
スによってその電荷転送を行わせることもでき、この発
明では、そのような場合でも特定の位相の転送クロック
パルスの゜゜1″状態と゜゜0″状態の継続時閤比が1
より小さくなるにようにして、その転送クロックパルス
の立下り毎に上記の電荷転送を行わせる一方、同じその
転送クOツクパルスが立下ってから次に立上るまでの間
に画像信号出力回路の出力信号のΔ/D変換をA/D変
換器によって行わせる。 11 以上実施例について説明した通り、この発明の焦点検出
装置によれば、転送クロツクパルス発生回路が少なくと
も2相の転送クロツクパルスのうちの1つとして゜“1
”状態と゜゜0”状態の継続時間比が1よりも小さい転
送クロツクパルスを発生妻し、自己走査型イメージセン
サーの転送部から画像信号出力回路への蓄積電荷の転送
はその転送ク0ツクパルスの立下り毎に行う一方、A/
D変換器による画像信号出力回路の画像信号のA/D変
換は同じその転送クロックパルスが立下ってから次に立
上るまでの間に行うから、A/D変換に賀すことができ
るIi間が長くなり、比較的低速のA/D変換器の使用
が可能となる。その結果、この発明の焦点検出装置をカ
メラに採用すると、カメラの生産に際してコストアップ
を抑えることができる. なお、上記の転送クOツクパルスを画像信号出力回路に
も入力させ、それが立上る毎に画像信号出力n路がリセ
ットざれるように構成すれば、画lm信号出力回路のリ
セットのためのリセッj・パルスを別途発生させる必要
がなく回路構成が簡単化する他、画9xA信号出力回路
の各回のリセットとそれへの蓄m電荷転送のタイミング
の調節も不要となる。さらに、自己走査型イメージセン
サーとの間で信号の授受を行う回路部分をIC化した場
合、そのICの端子数が少なくなって、カメラの組立上
好都合となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の全体回路図、第2因は第
1図の光電変換ブロック〈1冫の詳細を示t図、第3図
はイメージセンザーアレイの各画素を構成するフォトダ
イオードと積分クリアゲートの等価口路図、第4図は上
記実施例にJ3l.llる焦点検出用光学系を示す図、
第5図はモニター回路の出力の時間的変化を示す図、第
6図は第7図の輝度判定回路(40)及びブロック(2
0)の具体例を示す回路図、第7図及び第8図は第1図
の回路の各部における出力波形を示す図、第9図は上記
実塵例におけるマイクロコンビュータの動作を示づフロ
ーチャート、第10図(A)<8)は上記実施例におい
て焦点検出動作がいかに繰返されるかを示ずタイムチャ
ー1・、第11図は常にデータ処理の後イメージセンサ
ーのイメージセンサーアレイを構成する各フォトダイオ
ードに電荷蓄積を開始させる場合に、焦点検出wJ作が
いかに繰返されるl2 かを示すタイムチャート、第補図はφ1の転送クロック
能力とそれが゜゜0″状態にある時間t1の関係を示す
グラフである。 (PA)(ICG)(SG)(SR>・・・自己走査型
イメージセンサー、(SR》・・・シフトレジスタ《蓄
積電荷転送部》、(vS》・・・画像信号出力回路、(
ADC)・・・A/D変換器、(φ1》(φ2)・・・
転送クロツクパルス、《10》・・・転送クロツクパル
ス発生回路。。、 出願人ミノルタカメラ株式会社 ー澗一 −85− −86〜 手続補正書 昭季lJ5いJ5月l7日 特許庁長官若杉和夫殿 1.事件の表示 昭和58年特許願第217391号 2.発明の名称 自己走査型イメーノセンサーを用いたカメラの焦点検出
装置 3.補正をする者 事1′}との関係出願人 住所大阪市東区安土町2丁目30番地大阪国際ピル名称
(607)ミノルタカメラ株式会社代表者田鴫英雄● 4.補正命令の日付 自発補正 5.補正の対象 (1)明細書の発明の詳細な説川ン≧ダ腎層シケ董、(
2)図面 一一 6.補正の内容 (1)明細書第15頁第12行目「弟7図」を「第5図
」に訂jF.する。 (2)同第21頁最終行、「後に」と「入」の間に、[
あるいはその所定時間が#I過する1}クの時点でシフ
トパルスが発生する場合にはそれに同期して、.1を挿
入する。 (3)同第29頁弟18行目、「経過すると」の後に、
[、あるいはその所定時間経過前にン7トパルスが発生
する場合はそのシフトパルスの発生に応答して」を挿入
する。 (4)同tIS30頁@7行[(T18)Jt−r(T
19)Jニ訂正する。 <5)ffi4図を添付の訂正第4図の通りに訂正する
。 (6)第5図を添イ1の訂正第5図の通りに訂正する。 (7)第9図を添付の訂正第9図の通りに訂正する 以上 出願人ミノルタカメラ株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.自己走査型イメージセンサーの蓄積電荷転送部から
    順次転送される蓄積電荷にもとづいて上記イメージセン
    ザー上に形成された被写体像の強度分布に対応した画像
    信号を得、その画像信号をA/D変換器によりデイジタ
    ル化した後、処理演算して撮影レンズの焦点S!節状態
    を検出づるカメラの焦点検出装置において、上記転送部
    から順次転送される蓄積電荷にもとづいて上記画像信号
    を出力する画像信号出力回路と、上記転送郎から上記画
    像信号出力回路へ蓄積電荷を順次転送させる少なくとも
    2相の転送クロツクパルスを発生する転送クロツクパル
    ス発生回路とを設けると共に、上記転送クロツクパルス
    発生回路は、上記少なくとも2相の転送クロツクパルス
    のうちの1つとして、”1”状態ど0”状態の継M時間
    比が1よりも小さい転送ク0ツクパルスを発住するよう
    に構成し、上記蓄積電荷の上記転送部から上記画像信号
    出力回路への転送ば1″状態と゜゛0″状態の継続時間
    比が1よりも小さい上記転送クロツクパルスの立下り毎
    に行うように構成覆ると共に、上記A/D変換器による
    上記画像信号のデイジタル化は同じくその転送クロツク
    パルスが立下ってから次に立上るまでの間に行わせるよ
    うにしたことを特徴とするカメラの焦点検出装置。
  2. 2.゜“1″状態と“0″状態の継続時間比が1よりも
    小さい上記転送クロツクパルスを上記画像信号出力回路
    に入力させ、その転送クロツクパルスの立上りで上記画
    像信号出力回路をリセツ1・ツるように構成したことを
    特徴とづる待許請求の範S第1項記載のカメラの焦点検
    出装置。
JP21739183A 1983-11-08 1983-11-17 自己走査型イメージセンサーを用いた画像処理装置 Granted JPS60108815A (ja)

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JP21739183A JPS60108815A (ja) 1983-11-17 1983-11-17 自己走査型イメージセンサーを用いた画像処理装置
US06/763,338 US4660955A (en) 1983-11-08 1985-08-06 Focus condition detecting device for use in a camera
US06/905,686 US4783701A (en) 1983-11-08 1986-09-09 Focus condition detecting device for use in a camera
US07/251,770 US4862273A (en) 1983-11-08 1988-09-30 Focus condition detecting device for use in a camera

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100426848C (zh) * 2005-02-24 2008-10-15 美格纳半导体有限会社 用于减少分配噪声的cmos图像传感器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53141030A (en) * 1977-05-14 1978-12-08 Ricoh Co Ltd Camera provided with focused point detector
JPS5748717A (en) * 1980-09-08 1982-03-20 Canon Inc Camera

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