JPS63246710A - 焦点検出用光電変換装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は焦点検出用光電変換装置、さらに詳しくは、カ
メラ等の焦点検出装置において、焦点検出用光電変換素
子上の光輝度分布に基づいて焦点状態を検出するための
信号を得る光電変換装置に関する。

［従来の技術］ 焦点検出用光電変換素子は、対応できる明るさの範囲が
問題になる。つまり、通常の使用形態でも、カメラは薄
暗間から頁の海岸のように明るい所で使用されることが
あるので、このような環境にできるだけ対応できるよう
に、従来より、光電変換素子の光電荷を蓄積する時間を
変える方法が採用されていた。例えば、特開昭５７−６
４７１１号公報に開示された焦点検出装置では、光電変
換素子列の近傍に設けたモニタ用光電変換素子による蓄
積電７１：ｆが所定値に達したときに電荷の蓄積を終了
するようにしている。この場合、電荷蓄積時間の高速側
は、回路や素子の応答遅れによる限界で決まり数十μｓ
程度であり、低速側は、焦点検出作動に遅れを生じない
限界で決まり百ｌｌｌ５程度である。したがって、ダイ
ナミックレンジは、約１３段程度にしかならない。実用
上は、ろうそくの光から真夏の明るい被写体まで撮影し
ようとすると、１７〜１８段ぐらいは必要とされる。

また本出願人は先に、被写体の光輝度に応じて透過光量
を調節できる液晶等からなる遮光部材を焦点検出用の光
電変換素子への入射光路中に配設し、被写体が明るいと
き光電変換素子に入射する光量を少なくし、回路や光電
変換素子の応答遅れによる誤差のない電荷蓄積時間を得
るようにした装置を提案した（特願昭６２−３４０５５
号）。

［発明が解決しようとする問題点］ このように、一般的な従来技術においては、明るさのダ
イナミックレンジが狭く、暗い所の応答を早くしようと
すると、明るい所での応答が？くなりすぎ、回路や光電
変換素子の応答速度の限界により明るい側のダイナミッ
クレンジが狭くなる。

また逆に、明るい所での応答を回路や素子の応答に合せ
ると、暗い所での応答が遅くなりすぎ、焦点検出作動に
遅れをとるため暗い側のダイナミックレンジが狭くなる
欠点があった。

また、光路中に透過率を可変できる液晶等の遮光部材を
配設することは焦点検出装置が大きくなり、またコスト
高になる。また、収差１色部度等光学特性にも微妙な影
響を与えるので好ましくない。

一方、ＣＣＤイメージセンサ等の光電変換素子の性能の
向上はめざましく、光電変換素子と増幅回路とをワンチ
ップで一体化することにより光電変換素子の出力をそれ
程Ｓ／Ｎを悪くすることなく増幅できるようになった。

本発明は、このような問題点に鑑み、光電変換素子の出
力に相応した電圧を発生するモニタ用光電変換素子出力
と基準電圧とを比較し、その比較結果に応じて光電変換
素子の出力を増幅し、測距可能な明るさのダイナミック
レンジを拡大するようにした焦点検出用光電変換装置を
提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段および作用］本発明の焦
点検出用光電変換装置は、被写体の光輝度分布に応じた
電荷を発生する光？ｉｉ変換素子と、この光電変換素子
で発生する電荷蓄積量に相応した電圧を発生するモニタ
手段と、上記光電変換素子の出力を増幅するための増幅
手段と、電荷蓄積開始から所定時間経過後に上記モニタ
手段の出力電圧または同出力電圧に関連する電圧と基準
電圧とを比較する比較手段と、この比較手段による比較
の結果、上記モニタ手段の出力電圧または同出力電圧に
関連する電圧が上記基準電圧に達しているとき上記光電
変換素子の出力をそのまま焦点検出用出力とし、上記基
準電圧に達していないときに上記所定時間経過後の上記
光電変換素子の出力を上記増幅手段に送り同増幅手段の
出力を焦点検出用出力とするよう切換える切換え手段と
を具備してなり、高輝度時には増幅されない光電変換出
力が取り出され、低輝度時には増幅された光７１１変換
出力が取り出されることにより光電変換出力のダイナミ
ックレンジが拡大する。

［実　施　例］ 第２図は、本発明の光電変換装置が適用されている焦点
検出装置の全体のブロック図である。

このｍ２図において、焦点検出に必要な一対のレンズＬ
、、Ｌ２を透過した光線は、ＣＣＤイメージセンサ９に
人力される。一方、ＣＰＵ１３’はスタートスイッチ２
０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
φ。、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ＲｓがＣＣＤドライバ１１に
供給される。また、ＣＰＵ１３から増幅率制御回路１０
に対して、リセット信号Ｒｓ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Ｃ
ＣＤ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）　ｊＲ号Ｍφ　　トランス
ファーパルスφＴＲ”１？。

ＣＤシフトレジスタの転送りロックパルスφｌ。

φ２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φＲ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Ｏ８１
が供給される。

増幅率制御回路１０からＣＣＤドライバ１１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ＭＯ８
２が供給される。また、ＣＣＤシフトレジスタの出力信
号Ｏ８１を増幅率制御回路ＩＯにより増幅した信号Ｏ８
２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Ｏ８２をディジタル化した信号Ａ
ＤＯＵＴ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。

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Ｕ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は合焦か非合焦かを表示する装置である。

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Ｗ１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３図は、Ｉ：、２焦点検出装置におけるＣＣＤイメー
ジセンサ９の構成を示したものである。

この第３図において、モニタフォトダイオード２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、モニタバリアゲー
ト１に与えられるポテンシャルを越えた電荷は電界効果
トランジスタ（以下、ＦＥＴと略記する）Ｑｌのゲート
の拡散層に蓄積される。ＦＥＴＱ、〜Ｑ４はソースフォ
ロアの２段増幅回路を構成し、ＦＥＴＱ３のソース出力
がモニタ出力信号ＭＯＳ１となる。なお、ＦＥＴＱｌ−
Ｑｌｏはすべてｎチャンネル型のＭＯＳ）ランジスタで
ある。ＦＥＴＱ５はモニタフォトダイオード２の蓄積電
荷を蓄積開始に先立ってＦＥＴＱ５のドレイン電圧ｖＤ
Ｄにリセットするもので、ＦＥＴＱ５のモニタリセット
信号ＭφＲはオーバフローゲート信号ＯＦＧと同じ＜：
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２で発生する電
１．：ｆ　ｍ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シフトレジスタフの転送出力端に接続
されたダイオードＤｌ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、ＦＥＴＱｌｏ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φＲにより制御
される。ＦＥＴＱ６〜Ｑ９はソースフォロアの２段増幅
回路を構成し、ＦＥＴＱ８のソースから各画素の信号型
ｔｉｔ　ｏ　ｓ　、が出力される。

なお、第３図中、ＭＢＡはモニタバリアゲート１を制御
する信号、ＢＡはバリアゲート４を制御する信号、ＯＦ
Ｄ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、φＴｌ？はトランスファ
ーゲート６を制御する前＝己トランスファーパルス、φ
ｌ、φ２はＣＣＤシフトレジスタ７に与えられる前記転
送りロックパルスである。

次に、上記焦点検出装置における増幅率制御回路１０の
構成を第１図によって説明する。

」−記ＣＣＤイメージセンサ９のモニタ出力信号ＭＯＳ
１はコンパレータ２４の反転入力端子とコンパレータ２
６の非反転入力端子に人力される。

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Ｖ　ｒｃ［’
が人力され、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Ｖ
ｒａｆ’／３２が人力される。コンパレータ２４の出力
端子はアナログスイッチＳＷｌ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
／ｊ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２９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ＭＯ８２としてＣＣＤドライバ１１（第２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、ＣＣＤ
イメージセンサ９の電荷蓄積開始から３．１２５ｍ５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ＴＩ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。Ｆ／Ｆ回路２７の夏出力端子より出力され
る夏出力は」二足Ｑ出力の反転信号であり、アナログス
イッチＳＷ　と次に述べるアナログスイッチＳＷ３の制
■ 御信号となる。」−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。Ｃ
ＣＤシフトレジスタ７の出力信号Ｏ８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ＳＷ　とＳ
Ｗ４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
Ｏ８１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ＯＳ　２として得られるようになって
いる。

この信号Ｏ８２はアナログ信号であり、Ａ／Ｄコンバー
ター２（第２図参照）へ送出されてディジタル値に変換
される。

第４図は上記焦点検出装置におけるＣＣＤドライバー１
の回路図である。ＣＣＤドライバー１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い〜φ、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。とＦ／Ｆ回
路３６の頁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φ１？′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φＫを前記ＣＣ
Ｄイメージセンサ９に送出する。また、上記信号φ　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φ
　′、φ２′は電圧変換回路５４で適当なレベルに変換
されて前記転送りロックパルスφｌ、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Ｒｓ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、転送りロックパ
ルスφｌを＃Ｈルベルに、転送りロックパルス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の一方の人力は上記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の回出力端子か
らの信号φ６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３
７．３８はアンドゲート４４の出力を順次分周して信号
＃、、φ。を出力する分周回路を構成している。Ｆ／Ｆ
回路３８の回出力である信号φ。

はオアゲート４５の他方の人力として与えられ、上記信
号φ　′、φ２′となる。

ナントゲート４７．アンドゲート４ｇ、５０〜５３、Ｆ
／Ｆ回路３９〜４２およびオアゲート４９は、第３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φＴｌ
？を出力するための回路である。

このうち、ナントゲート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φＧ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の回出力に同期してトランスファ
ーパルスφＴＲの原信号φＴＲ’を出力する。すなわち
、アンドゲート４８は上記ナントゲート４７の出力Ｓ２
と、Ｌ記信号φ　と、モニタ出力信号Ｏ８２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大入力よびオアゲート４７に与えられ
てトランスファーパルスφＴＲの原信号φＴＲ’　とな
る。一方、アンドゲート５１〜５３およびＦ／Ｆ回路４
１．４２は上記Ｆ／Ｆ回路３８の出力信号φＧが“Ｌ°
レベルになった以後に電荷蓄積が終了した場合に、ＣＣ
Ｄ転送りロックパルスφｌの“Ｈ”レベルに同期してト
ランスファーパルスφ　の原信号φＴＲ’を出力する。

信号Ｒ φＴＲ’　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φＴＲとなる。一方、アンドゲート５
２はアンドゲート５１の出力Ｓ５と、上記Ｆ／Ｆ回路３
９の回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人力およびオア
ゲート４７に与えられてトランスファーパルスφ　の原
信号φＴＲ’Ｒ となる。このようにすることにより電荷蓄積時間が転送
りロックパルスφｌ、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ＭφＲとオーバフローゲート信
号ＯＦＧはリセット信号Ｒｓに゛同期している。

次に、以上のように構成された焦点検出装置の動作を、
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φＴＲ’　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りロックパルスφｌ、
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φＴＲ’は信号φ１′の“Ｈ“
レベルに同期して出力される。

スタートスイッチ２０がオンになると、ＣＰＵ１３はＣ
ＣＤドライバ１１および増幅率制御回路１０にリセット
信号Ｒｓを供給し、ＣＣＤドライバ１１および増幅率制
御回路１０をｌ）Ｊ明状態に設定する。ＣＣＤドライバ
１１からはリセット信号Ｒｓ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Ｒｓに同期してモニタリセ
ット信号ＭφＲが供給され、第３図に示したＦＥＴＱｌ
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ｓｗ　
　、ｓｗ３がオンし、アナログスイッチｓｗ、、、ｓｗ
４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ＭＯ８１はコンパレータ２４で比較されてモニ
タ出力信号ＭＯ８２となり、ＣＣＤシフトレジスタ７の
出力信号Ｏ８１は増幅率Ａ−１で出力信号Ｏ８２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−Ｊ二記モニタ出力信号ＭＯ３，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３．１２５ｍ
５を経過した時点）で、上記モニタ出力信号ＭＯ８，の
電位が基準電圧発生回路２５の出力電圧Ｖｒｅ［’／３
２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２
６の出力を保持して出力するので、アナログスイッチｓ
ｗ　　　ｓｗ１’　　　３ がオンし、アナログスイッチＳＷ２．ｓｗ４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Ｏ８２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Ｔｌが“Ｌ
°レベルに立ち下がる時点で、モニタ出力信号ＭＯＳ、
が基準電圧発生回路２５の出力電圧Ｖｒｃｒ／８２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ｓｗ　　、ｓｗ３はオ
フし、アナログスイッチＳ　Ｗ　２　、、Ｓ　Ｗ４はオ
ンする。したがってこのとき、モニタ出力信号ＭＯ８２
はモニタ出力信号ＭＯ８１と基準電圧Ｖｒｅｌ’　／３
２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Ｏ８１を増幅率Ａ−３２の増幅回路２
８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図がら明らかなよう
に、被写体の明るさがＥＶＯ−Ｅｖ５ではＣＣＤ出力は
３２倍に増幅され、ＥＶ５〜ＥＶ１ｇ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〜１００　ｍ　ｓ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〜Ｅｖ
１８しか８１１距できないが、上記実施例では、ＥｖＯ
〜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３．１２５ａｓ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″ビレベルから“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φＴＲ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φＴＲを転送りロックパルスφ１が′
″Ｈ°Ｈ°レベル出力しないと正しく信号電荷が転送さ
れない。転送りロックパルスφｌの周期は通常、数十公
であり、このため転送りロックパルス、φｌに同期させ
ようとすると、電荷蓄積時間が転送りロックパルス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りロックパ
ルスφｌの一周期より長い所定時間、転送りロックパル
スφｌを“Ｈ”レベルに、転送りロックパルス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φＴＲを発生させ
、積分エラーを最小限にしぞいる。電荷蓄積時間が長い
ときはトランスファーパルスφＴＲを転送りロックパル
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＋１．７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φＴＲ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りロックパルスφｌ、φ２により
順次転送され、前記増幅率制御回路１ｏ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ｔＵ差方式の焦
点検出装置に適用されているものでは、レンズＬ　ｔ　
、Ｌ　２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。

上記焦点検出装置においては、上記第１図に示した増幅
率制御回路１０の代わりに、第８図に示す構成の増幅率
制御回路６０を用いるようにしてもよい。この第８図に
示した増幅率制御回路６０は増幅率を多段階に切換える
ようにしたものである。基準電圧発生回路６１〜６３の
うち、基準電圧発生回路６１は基準電圧Ｖｒｃｆ’を出
力し、基準電圧発生回路６２は基準電圧Ｖｒｃｌ’／４
を出力し、基準電圧発生回路６３は基準電圧Ｖｒｅ［’
／３２を出力する。基準電圧Ｖ　ｒｅｆ’はコンパレー
タ６４の非反転入力端子に、基準電圧Ｖｒｅｒ／４はコ
ンパレータ６５の反転入力端子に、基準電圧Ｖｒａｌ’
／３２はコンパレータ６６の反転入力端子にそれぞれ人
力される。ＣＣＤイメージセンサ９からのモニタ出力信
号ＭＯＳ１はコンパレータ６４の反転入力端子およびコ
ンパレータ６５．６６の非反転入力端子に入力される。

コンパレータ６４の出力端子はアナログスイッチＳＷ５
の入力端子に、コンパレータ６５の出力端子はアナログ
スイッチＳＷ６の入力端子およびＦ／Ｆ回路６７のＤ入
力端子に、コンパレータ６６の出力はアナログスイッチ
ＳＷ７の入力端子およびＦ／Ｆ回路６８のＤ入力端子に
それぞれ接続されている。タイミング信号Ｔ２は電荷蓄
積開始後０．１９５ｍ　ｓで“Ｌ”レベルに反転する信
号、タイミング信号Ｔ３は電荷蓄積開始後３．１２５ｍ
　ｓで“Ｌ°レベルに反転する信号で、いずれもＣＰＵ
により制御される。Ｆ／Ｆ回路６７のＱ出力はアンドゲ
ート６９の一方の人力として、Ｆ／Ｆ回路６７の回出力
はアンドゲート７０の一方の人力として与えられる。

Ｆ／Ｆ回路６８の回出力はアンドゲート６９゜７０の他
方の人力として与えられる。アンドゲート７０の出力は
アナログスイッチＳＷ５．ＳＷ８の制御信号となり、ア
ンドゲート６９の出力はアナログスイッチｓｗ６．ｓｗ
９の制御信号となり、Ｆ／Ｆ回路６８のＱ出力はアナロ
グスイッチＳＷ７゜５Ｗ１ｏの制御信号となる。アナロ
グスイッチＳＷ、　。

ＳＷ７の出力端子は共にインバータ７３の入力端子に接
続されている。このインバータ７３の出力端子および上
記アナログスイッチＳＷ５の出力端子はＣＣＤドライバ
１１にモニタ出力信号ＭＯ８２を送出するための端子で
ある。また、ＣＣＤイメージセンサ９からのＣＣＤ出力
信号Ｏ８１はアナログスイッチＳＷ８の入力端子および
増幅率Ａ−４の増幅回路７１と増幅率Ａ−３２の増幅回
路７２の各入力端子に入力される。増幅回路７１．７２
の出力端子はアナログスイッチｓｗ９．ｓｗ、ｏの入力
端子にそれぞれ接続されている。アナログスイッチｓｗ
８．ｓｗ９．ｓｗ、ｏの出力端子は共通に接続されてい
て、Ａ／Ｄコンバータ１２にＣＣＤ出力信号Ｏ８２を送
出するための端子となっている。

このように構成された増幅率制御回路６０においては次
のように動作する。

電荷蓄積開始後、モニタ出力信号ＭＯ３，の電位は光輝
度に応じたスピードで低下する。川め、Ｆ／Ｆ回路６７
．６８のＱ出力は“Ｌ”レベル。

回出力は“Ｈ”レベルであるので、アナログスイッチＳ
Ｗ５．ＳＷ８のみがオンし、他のアナログスイッチはオ
フになっている。従ってＣＣＤ出力信号Ｏ８１は増幅率
Ａが１で、そのまま出力信号Ｏ８２となる。電荷蓄積開
始後、ｔ　＝　０．１９５ｍ　ｓにおいてタイミング信
号Ｔ２が“Ｈ°レベルから“Ｌ“レベルになると、Ｆ／
Ｆ回路６７のＱ出力端子にはその時点のＤ入力端子の状
態が出力され、そのまま保持される。従って、もし、ｔ
　−０，１９５ｍ５の時点でモニタ出力信号ＭＯ８，の
電位が基準電圧Ｖ　ｒｃｌ’／　４より高ければ、被写
体は比較的暗いことを意味し、コンパレータ６５の出力
は“Ｈ”レベルであるので、アンドゲート７０の出力は
“Ｌ”レベル、アンドゲート６９の出力は“Ｈ”レベル
、Ｆ／Ｆ回路６８のＱ出力は“Ｌ“レベルのままとなり
、アナログスイッチＳＷ６．ＳＷ９のみがオンし、他の
アナログスイッチはオフする。

従って、ＣＣＤ出力Ｏ８１は増幅率Ａ−４の増幅回路７
１により４倍に増幅される。

次に電荷蓄積開始後、ｔ　”　３．１２５ｍ　ｓの時点
で、タイミング信号Ｔ３が“Ｈ”レベルから″Ｌ°レベ
ルに反転する。この時点でモニタ出力信号ＭＯ８ｌが基
準電圧Ｖｒｃｆ’／３２より高い電位のときは被写体は
さらに暗いことを意味する。このときコンパレータ６６
の出力は“Ｈ“レベルで、Ｆ／Ｆ回路６８はｔ　＝　３
．１２５ｍ　ｓでこのレベルを保持し、Ｑ出力端子に出
力する。ｑ出力端子は“Ｌ。

レベルであるので、アンドゲート６９．７０の出力は“
Ｌルーベルとなる。これによりアナログスイッチＳＷ７
，５Ｗｌｏのみがオンし、他のアナログスイッチはオフ
する。したがって、ＣＣＤ出力信号Ｏ８１は増幅率Ａ−
３２の増幅回路７２により３２倍に増幅され、ＣＣＤ出
力信号Ｏ８２として出力される。

第９図は上記実施例の回路構成による明るさと積分時間
の関係を示したグラフである。この第９図と前記第５図
とを比較して明らかなように、前記第１図に示した実施
例の場合に比べて中間の明るさ領域（ＥＶ５〜ＥＶ１２
）の積分時間を高速にすることができる。

」；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。

第１０図は増幅率制御回路のさらに他の実施例を示した
ちである。この増幅率制御回路８０は前記第１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ｌＯ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Ｖｒｅｆ／３２を比較したが
、この増幅率制御回路８０においては、モニタ出力信号
ＭＯＳ１を増幅率Ａ−３２の増幅回路８１により３２倍
に増幅した信号をコンパレータ８２の非反転入力端子に
供給し、基準電圧発生回路２３の発生するバク電圧Ｖｒ
ａｒをコンパレータ８２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８２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８０はモニタ出
力信号ＭＯ８１をレベル判定するための基準電圧をＶｒ
ａｒ／３２とする代わりに、基準電圧をＶ　ｒｃｒ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１図
に示したものと同一である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、低輝度において出力
を増幅することにより低輝度側の測光弓能範囲を広くす
るとともに、高輝度側においては増幅率を小さくするこ
とにより高輝度における応答スピードをインタフェース
や素子の応答できる限界速度よりも遅くすることができ
、このため測光可能な明るさのダイナミックレンジを広
くするとともに高精度の焦点検出を行なうことができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す焦点検出用光電変換
装置の電気回路図、 第２図は、本発明の焦点検出用光電変換装置が適用され
た焦点検出装置の全体のブロック図、第３図は、上記第
２図の焦点検出装置におけるＣＣＤイメージセンサの構
成を示した図、第４図は、ｌ２第２図の焦点検出装置に
おけるＣＯＤドライバの電気回路図、 第５図は、−［−記第１図に示した焦点検出用光電変換
装置の動作を説明するための線図、第６，７図は、上記
第２図の焦点検出装置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、本発明の他の実施例を示した焦点検出用光電
変換装置の電気回路図、 第９図は、上記第８図に示す焦点検出用光電変換装置の
動作を説明するための線図、 第１０図は、本発明のさらに他の実施例を示した焦点検
出用光電変換装置の電気回路図である。 ９・・・・・・・・・ＣＣＤイメージセンサ（光電変換
素子、モニタ手段） １０．６０．８０・・・・・・増幅率制御回路２４．２
Ｂ、６４〜θ８．８２・・・・・・コンパレータ（比較
手段）２８．７１．７２・・・・・・増幅回路（増幅手
段）ＳＷｌ−８Ｗ１ｏ・・・・・・アナログスイッチ（
切換え手段）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体の光輝度分布に応じた電荷を発生する光電
   変換素子と、 この光電変換素子で発生する電荷蓄積量に相応した電圧
   を発生するモニタ手段と、 上記光電変換素子の出力を増幅するための増幅手段と、 電荷蓄積開始から所定時間経過後に上記モニタ手段の出
   力電圧または同出力電圧に関連する電圧と基準電圧とを
   比較する比較手段と、 この比較手段による比較の結果、上記モニタ手段の出力
   電圧または同出力電圧に関連する電圧が上記基準電圧に
   達しているとき上記光電変換素子の出力をそのまま焦点
   検出用出力とし、上記基準電圧に達していないときに上
   記所定時間経過後の上記光電変換素子の出力を上記増幅
   手段に送り同増幅手段の出力を焦点検出用出力とするよ
   う切換える切換え手段と、 を具備してなることを特徴とする焦点検出用光電変換装
   置。
2. （２）上記比較手段は、上記モニタ手段の出力電圧と上
   記増幅手段の増幅率に略反比例する基準電圧とを比較す
   る比較回路により構成されたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の焦点検出用光電変換装置。
3. （３）上記比較手段は、上記モニタ手段の出力電圧を上
   記増幅手段の増幅率に略反比例する増幅率で増幅した値
   と、基準電圧とを比較する比較回路により構成されたこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の焦点検出用
   光電変換装置。