(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズの通過光束を分割して、複数の光学像を結像する焦点検出用光学系と、
前記焦点検出用光学系により結像された複数の光学像を光電変換する光電変換回路と、
前記光電変換回路により光電変換された複数の光学像について空間上の位相差を計測し、デフォーカス量を算出する焦点検出手段と、
前記光電変換回路の出力レベルを逐次計測するレベル計測手段と、
設定された目標出力レベルと一致する前記出力レベルが得られるように、前記光電変換回路における光電荷の蓄積時間を設定する蓄積時間制御手段と
前記レベル計測手段により計測された出力レベルが、設定された目標出力レベルと一致するように、前記光電変換回路における光電荷の蓄積時間を逐次変更する蓄積時間制御手段と
を備えた焦点検出装置において、
前記光電変換回路の飽和出力のレベルを計測する飽和レベル計測手段と、
前記飽和レベル計測手段により計測された飽和出力のレベルに対して飽和までの余裕を確保して、前記目標出力レベルを設定する目標レベル設定手段と
を備えた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、
前記飽和レベル計測手段は、
前記光電荷の蓄積時間を予め定められた時間以上に延ばして、前記光電変換回路の出力を飽和させ、飽和出力のレベルを計測する
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記飽和レベル計測手段は、
前記光電変換回路の電荷注入端子を介して電荷を注入して、前記光電変換回路の出力を飽和させ、飽和出力のレベルを計測する
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の焦点検出装置において、
前記飽和レベル計測手段は、
前記光電変換回路の受光面に予め定められた光量以上の光を照射して、前記光電変換回路の出力を飽和させ、飽和出力のレベルを計測する
ことを特徴とする焦点検出装置。
【請求項５】
撮影レンズの通過光束を分割して、複数の光学像を結像する焦点検出用光学系と、
前記焦点検出用光学系により結像された複数の光学像を光電変換する光電変換回路と、
前記光電変換回路により光電変換された複数の光学像について空間上の位相差を計測し、デフォーカス量を算出する焦点検出手段と、
前記光電変換回路の出力レベルを逐次計測するレベル計測手段と、
設定された目標出力レベルと一致する前記出力レベルが得られるように、前記光電変換回路における光電荷の蓄積時間を設定する蓄積時間制御手段と
を備えた焦点検出装置に対して、
前記光電変換回路の飽和出力のレベルを計測し、
前記飽和出力のレベルに対して飽和までの余裕を確保して、前記目標出力レベルを設定する
ことを特徴とする焦点検出装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相差検出方式を適用した焦点検出装置およびその調整方法に関し、特に、焦点検出用の光電変換回路について、光電荷の蓄積時間を適正に決定できる焦点検出装置およびその調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラその他の光学機器には、焦点の自動調節などを行うために、被写体像と撮像面とのずれ（以下「デフォーカス量」という）を検出する焦点検出装置が搭載されている。
【０００３】
この種の焦点検出装置では、まず、撮影レンズの通過光束を光軸を挟んで分割する。これらの分割光束は、撮影レンズの合焦点で交差し、合焦点の前後で位置が入れ替わる。
焦点検出装置は、光電変換素子および信号処理回路などからなる光電変換回路を用いて、分割光束の光学像をそれぞれ光電変換し、これらの光学像のパターンずれ（空間上の位相差）を検出して、デフォーカス量を算出する。
【０００４】
ところで、分割光束の光学像は、被写体輝度の変化などにより、明るさが大きく変化する。このように光学像の明るさが大きく変化すると、光電変換回路の出力が白側や黒側につぶれるため、光学像のパターンずれを検出できなくなる。
そこで、光電変換回路の出力が、被写体輝度が変化してもなるべく白側や黒側につぶれないように、光電変換回路の出力レベルを一定に保つように逐次制御しなければならない。
【０００５】
例えば、光電変換素子が光電荷蓄積型である場合には、次のように出力レベルの制御が行われる。まず、前回の光電変換回路の平均出力レベルＳnow と、前回の蓄積時間Ｔnow とを得る。これらの値を用いて、次回の蓄積時間Ｔnextを、
Ｔnext＝Ｔnow ・Ｓtgt ／Ｓnow     ・・・（１）
式（１）に基づいて求める。
【０００６】
ここで、Ｓtgt は、光電変換回路の目標出力レベルを示す値であり、光電変換回路の飽和出力レベルに対して、通常５０％程度の値になるように設定される。
例えば、光電変換回路の飽和出力レベルが、Ａ／Ｄ変換の換算値で２５５の場合、目標出力レベルＳtgt は、１２７程度の値に設定される。
このように、式（１）に基づいて、次回の蓄積時間Ｔnextを逐次変更することにより、光電変換回路の平均出力レベルが、飽和出力レベルの５０％程度に保たれる。そのため、次回の蓄積時点で、被写体輝度が突発的に２倍ほど変化しても、光電変換回路の出力がつぶれることがなく、デフォーカス量を算出することができる。
【０００７】
ところで、光電変換素子などのバラツキや温度上昇などにより、光電変換回路の飽和出力レベルにバラツキが生じることがある。
特に昨今では、ＣＣＤのＩＣ基板上に、ＣＣＤの信号処理回路を集積したデバイスが開発されており、このようなデバイスでは、信号処理回路に使用できる素子の特性が制限されるため、飽和出力レベルのバラツキが大きくなる。
【０００８】
従来の焦点検出装置では、このような飽和出力レベルのバラツキ範囲を許容するため、飽和出力レベルの下限値に基づいて、目標出力レベルＳtgt が一律に設定されていた。
例えば、図１０に示されるように、飽和出力レベルが、２００〜２５０の間でばらつく場合、下限値である２００の５０％を算出して、目標出力レベルＳtgt を１００程度に設定していた。
【０００９】
このように、目標出力レベルＳtgt を低く設定することにより、光電変換回路の出力が低く保たれる。したがって、飽和出力レベルが最も低い光電変換回路を使用した場合にも、光電変換回路の出力が白側につぶれることが少なくなり、デフォーカス量を確実に算出することができる。
【００１０】
【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、目標出力レベルＳtgt が一律に低く設定されるため、飽和出力レベルの大きな光電変換回路に対しても、光電変換回路の出力が徒らに低かった。
【００１１】
そのため、光電変換出力に含まれる暗電流や量子化ノイズその他のノイズ成分の比率が大きくなり、光電出力のＳ／Ｎが徒らに低くなる。
このように光電出力のＳ／Ｎが低くなることにより、光学像のパターンずれが精細に検出できず、デフォーカス量の検出精度が低くなるという問題点があった。
【００１２】
特に、コントラストが若干低い被写体の場合、光電変換回路の出力が低いので、光電変換回路の出力ｐｐ値（Peak To Peak値）が極端に小さくなる。そのため、光学像のパターンずれを検出することができず、デフォーカス量を算出できなくなるという問題点があった。
請求項１に記載の発明は、このような問題点を解決するために、デフォーカス量の検出精度を全般的に高めることができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
【００１３】
請求項２〜４に記載の発明は、請求項１の目的と併せて、光電変換回路の飽和出力レベルを確実かつ簡易に求めることができる焦点検出装置を提供することを目的とする。
請求項５に記載の発明は、デフォーカス量の検出精度を全般的に高めることができる焦点検出装置の調整方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
図１は、請求項１〜４に記載の発明を説明するブロック図である。
請求項１に記載の発明は、撮影レンズ１の通過光束を分割して複数の光学像を結像する焦点検出用光学系２と、焦点検出用光学系２により結像された複数の光学像を光電変換する光電変換回路３と、光電変換回路３により光電変換された複数の光学像について空間上の位相差を計測し、デフォーカス量を算出する焦点検出手段４と、光電変換回路３からの出力レベルを逐次計測するレベル計測手段５と、設定された目標出力レベルと一致する出力レベルが得られるように、光電変換回路における光電荷の蓄積時間を設定する蓄積時間制御手段６とを備えた焦点検出装置において、光電変換回路３からの飽和出力のレベルを計測する飽和レベル計測手段７と、飽和レベル計測手段７により計測された飽和出力のレベルに対して飽和までの余裕を確保して、目標出力レベルを設定する目標レベル設定手段８とを備えて構成する。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、飽和レベル計測手段７は、光電荷の蓄積時間を予め定められた時間以上に延ばして、光電変換回路３からの出力を飽和させ、飽和出力のレベルを計測することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、飽和レベル計測手段７は、光電変換回路３の電荷注入端子を介して電荷を注入して、光電変換回路３からの出力を飽和させ、飽和出力のレベルを計測することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の焦点検出装置において、飽和レベル計測手段７は、光電変換回路３の受光面に予め定められた光量以上の光を照射して、光電変換回路３からの出力を飽和させ、飽和出力のレベルを計測することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、撮影レンズ１の通過光束を分割して複数の光学像を結像する焦点検出用光学系２と、焦点検出用光学系２により結像された複数の光学像を光電変換する光電変換回路３と、光電変換回路３により光電変換された複数の光学像について空間上の位相差を計測し、デフォーカス量を算出する焦点検出手段４と、光電変換回路３からの出力レベルを逐次計測するレベル計測手段５と、設定された目標出力レベルと一致する出力レベルが得られるように、光電変換回路における光電荷の蓄積時間を設定する蓄積時間制御手段６とを備えた焦点検出装置に対して、光電変換回路３の飽和出力のレベルを計測し、その飽和出力のレベルに対して飽和までの余裕を確保して、目標出力レベルを設定する。
【００１７】
（作用）
請求項１の焦点検出装置では、まず、飽和レベル計測手段７により、光電変換回路３からの飽和出力レベルが計測される。
目標レベル設定手段８は、この飽和出力レベルに対応して目標出力レベルを決定し、蓄積時間制御手段６に設定する。
【００１８】
このように目標出力レベルが、飽和出力レベルに応じて随時に決定されるので、飽和出力レベルのバラツキ範囲の下限値を考慮して、目標出力レベルを一律に低く設定する必要がなくなる。
そのため、従来に比べて目標出力レベルが全般的に高く設定され、光学像のパターンずれをより精細に検出することができる。したがって、デフォーカス量の検出精度が全般的に高められる。
【００１９】
また、コントラストが若干低い被写体の場合にも、光電変換回路３の出力ＰＰ値を全般的に大きく確保できるので、光学像のパターンずれが確実に検出される。したがって、コントラストの若干低い被写体に対しても、デフォーカス量を確実に検出することができる。
請求項２の焦点検出装置では、まず、飽和レベル計測手段７が、光電変換回路３における光電荷の蓄積時間を引き延ばすことにより、光電変換回路３の出力を飽和させる。
【００２０】
この状態で、光電変換回路３からの出力レベルを計測することにより、光電変換回路３の飽和出力レベルを求める。
請求項３の焦点検出装置では、まず、飽和レベル計測手段７が、光電変換回路３の電荷注入端子を介して電荷を注入する。この電荷注入端子は、光電変換回路３内の光電荷転送路などに設けられたゲート端子であり、この電荷注入端子を介して電荷を強制的に注入することにより、光電変換回路３からの出力を飽和させることができる。
【００２１】
この状態で、光電変換回路３からの出力レベルを計測することにより、光電変換回路３の飽和出力レベルを求める。
請求項４の焦点検出装置では、まず、飽和レベル計測手段７が、光電変換回路３の受光面に強い光を照射して、光電変換回路３からの出力を飽和させる。
この状態で、光電変換回路３の出力レベルを計測することにより、光電変換回路３の飽和出力レベルを求める。
【００２２】
請求項５の調整方法では、光電変換回路３の飽和出力レベルを装置個々に計測し、その飽和出力レベルに対応した値に、目標出力レベルを調整する。
このように、焦点検出装置ごとに、目標出力レベルを調整するので、従来のように、飽和出力レベルのバラツキ範囲の下限値を考慮して、目標出力レベルを一律に低く設定する必要がなくなる。
【００２３】
そのため、目標出力レベルが全般的に高く調整され、光学像のパターンずれをより精細に検出することができる。したがって、デフォーカス量の検出精度が全般的に高められる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００２５】
図２は、第１の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は請求項１，２に記載の発明に対応する。
図２において、撮影レンズ１（図示せず）の通過光束の光路上に、コンデンサレンズ１１，セパレータレンズ１２および焦点検出用ＣＣＤ１３ａが順に配置される。
【００２６】
この焦点検出用ＣＣＤ１３ａの出力は、信号処理回路１３ｂおよびＡ／Ｄ変換器１４を介して、スイッチ回路１５に入力される。スイッチ回路１５の第１の出力は焦点検出回路１６およびレベル計測回路１７に接続され、レベル計測回路１７の出力は次回蓄積時間算出回路１８に接続される。
次回蓄積時間算出回路１８の出力は、今回蓄積時間記憶回路１９および蓄積時間制御回路２０に個別に接続される。
【００２７】
この蓄積時間制御回路２０は、焦点検出用ＣＣＤ１３ａにおける光電荷の蓄積および転送を制御する回路である。
一方、スイッチ回路１５の第２の出力は、最大値記憶回路２１および目標レベル設定回路２２を介して、次回蓄積時間算出回路１８に接続される。
また、スイッチ回路１５の制御端子には制御回路２３の第１の出力が接続され、制御回路２３の第２の出力は蓄積時間制御回路２０に接続される。
【００２８】
この制御回路２３は、焦点検出装置が搭載されたカメラ本体（図示せず）の電源スイッチがオンされると、スイッチ回路１５を最大値記憶回路２１側に切り換え、かつ蓄積時間制御回路２０における光電荷の蓄積時間を引き延ばす回路である。
なお、請求項１，２に記載の発明と本実施形態との対応関係については、焦点検出用光学系２はコンデンサレンズ１１およびセパレータレンズ１２に対応し、光電変換回路３は焦点検出用ＣＣＤ１３ａおよび信号処理回路１３ｂに対応し、焦点検出手段４は焦点検出回路１６に対応し、レベル計測手段５はレベル計測回路１７に対応し、蓄積時間制御手段６は次回蓄積時間算出回路１８，今回蓄積時間記憶回路１９および蓄積時間制御回路２０に対応し、飽和レベル計測手段７は最大値記憶回路２１に対応し、目標レベル設定手段８は目標レベル設定回路２２に対応する。
【００２９】
図３は、第１の実施形態の動作を説明する流れ図である。
以下、これらの図を用いて、第１の実施形態の動作を説明する。
まず、カメラ本体の電源スイッチがオンされると（ステップＳ１）、制御回路２３はスイッチ回路１５を最大値記憶回路２１側に切り換える（ステップＳ２）。
さらに、制御回路２３は、蓄積時間制御回路２０を介して、焦点検出用ＣＣＤ１３ａにおける光電荷の蓄積時間を十分に引き延ばす（ステップＳ３）。
【００３０】
このように、光電荷の蓄積時間を延長して、焦点検出用ＣＣＤ１３ａに光電荷を蓄積すると（ステップＳ４）、大きな光電出力が発生し、焦点検出用ＣＣＤ１３ａもしくは信号処理回路１３ｂの出力が飽和する。
【００３１】
この飽和出力は、Ａ／Ｄ変換器１４を介して８ビットの数値列に量子化され、最大値記憶回路２１に入力される。
最大値記憶回路２１は、この８ビットの数値列の最大値を飽和出力レベルとして記憶する（ステップＳ５）。
目標レベル設定回路２２は、この飽和出力レベルの５０％を算出し、この算出値を目標出力レベルＳtgt として、次回蓄積時間算出回路１８に設定する（ステップＳ６）。
【００３２】
このように目標出力レベルを設定した後に、制御回路２３は、スイッチ回路１５をレベル計測回路１７側に切り換える（ステップＳ７）。
次に、制御回路２３は、蓄積時間制御回路２０を介して、焦点検出用ＣＣＤ１３ａにおける光電荷の蓄積時間を前回の蓄積時間Ｔnow に戻す（ステップＳ８）。
この状態で、蓄積時間制御回路２０は、カメラ本体のレリーズ釦が半押しされるまで待機する（ステップＳ９）。
【００３３】
ここで、カメラ本体のレリーズ釦が半押しされると、蓄積時間制御回路２０は、焦点検出用ＣＣＤ１３ａに対し、光電荷の蓄積および転送を制御する（ステップＳ１０）。
焦点検出用ＣＣＤ１３ａの光電出力は、Ａ／Ｄ変換器１４を介して、８ビットの数値列に変換され、焦点検出回路１６およびレベル計測回路１７に入力される。
【００３４】
焦点検出回路１６は、この８ビットの数値列についてパターンずれを検出し、デフォーカス量を算出する（ステップＳ１１）。
一方、レベル計測回路１７は、この８ビットの数値列の平均値を算出し、信号処理回路１３ｂの平均出力レベルＳnow として、次回蓄積時間算出回路１８に出力する（ステップＳ１２）。
【００３５】
次回蓄積時間算出回路１８は、電源オン時に設定された目標出力レベルＳtgt と、前回の蓄積時間Ｔnow と、平均出力レベルＳnow の結果を用いて、次回の蓄積時間Ｔnextを、
Ｔnext＝Ｔnow ・Ｓtgt ／Ｓnow     ・・・（１）
上式に基づいて決定する（ステップＳ１３）。
【００３６】
例えば、図４に示すように、信号処理回路１３ｂの飽和出力レベルが、Ａ／Ｄ変換器１４の出力換算で２５０の場合、目標出力レベルＳtgt は１２５となる。仮に、前回の蓄積時間Ｔnow を１ｍsec とし、平均出力レベルＳnow を１００とした場合、次回の蓄積時間Ｔnextは、
Ｔnext＝１ｍsec ・１２５／１００＝１．２５ｍsec
となる。
【００３７】
上述のステップＳ９〜Ｓ１３の動作を、レリーズ釦が半押しされている期間、繰り返し行う。
以上の動作により、第１の実施形態では、カメラ本体の電源投入時に、目標出力レベルを毎回決定するので、従来のように、飽和出力レベルのバラツキ範囲の下限値を考慮して、目標出力レベルを一律に低く設定する必要がなくなる。
【００３８】
そのため、従来に比べて目標出力レベルが全般的に高く設定され、信号処理回路１３ｂの出力レベルが大きくなる。したがって、光学像のパターンずれをより精細に検出できるので、デフォーカス量の検出精度を高めることができる。
また、カメラ本体の電源が投入されるたびに目標出力レベルを変更するので、温度変化や経年変化による飽和出力レベルの変化にも適宜対応することができる。
【００３９】
さらに、第１の実施形態では、焦点検出用ＣＣＤ１３ａにおける光電荷の蓄積時間を十分に引き延ばし、信号処理回路１３ｂの出力を確実かつ簡易に飽和させることにより、飽和出力レベルを迅速に計測することができる。
次に、別の実施形態について説明する。
図５は、第２の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は請求項１，３に記載の発明に対応する。
【００４０】
第２の実施形態における構成上の特徴については、スイッチ回路１５の制御端子に制御回路４１の第１の出力が接続され、制御回路４１の第２の出力が、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの電荷注入端子に接続される点である。
この電荷注入端子は、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの受光面に形成された光電荷の転送路に設けられたゲート端子であり、この電荷注入端子に電圧を印加することにより、転送路上に電荷を強制的に注入することができる。
【００４１】
なお、図５において、第１の実施形態と同じ構成要素については同一の参照番号を付与して示し、ここでの説明を省略する。
以下、第２の実施形態の特有な動作について説明する。
まず、カメラ本体の電源スイッチがオンされると、制御回路４１はスイッチ回路１５を最大値記憶回路２１側に切り換える。
【００４２】
さらに、制御回路４１は、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの電荷注入端子に電圧を印加して、焦点検出用ＣＣＤ１３ａに強制的に電荷を注入する。
このようにして、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの光電出力を十分大きくすると、焦点検出用ＣＣＤ１３ａあるいは信号処理回路１３ｂの出力が飽和する。
この飽和出力は、Ａ／Ｄ変換器１４を介して８ビットの数値列に量子化され、最大値記憶回路２１に入力される。
【００４３】
最大値記憶回路２１は、この８ビットの数値列の最大値を飽和出力レベルとして記憶する。
目標レベル設定回路２２は、この飽和出力レベルの５０％を算出し、この算出値を目標出力レベルＳtgt として、次回蓄積時間算出回路１８に設定する。
上述の動作により、第２の実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４４】
さらに、第２の実施形態における特有な効果としては、電荷注入端子に電圧を印加することにより、焦点検出用ＣＣＤ１３ａあるいは信号処理回路１３ｂの出力を確実かつ簡易に飽和させ、飽和出力レベルを迅速に求めることができる点である。
次に、別の実施形態について説明する。
【００４５】
図６は、第３の実施形態の構成を示す図である。この実施形態は請求項１，４に記載の発明に対応する。
第３の実施形態における構成上の特徴については、スイッチ回路１５の制御端子に制御回路４３の第１の出力が接続され、制御回路４３の第２の出力が、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの受光面に光を照射する発光素子４４に接続される点である。
【００４６】
なお、図６において、第１の実施形態と同じ構成要素については同一の参照番号を付与して示し、ここでの説明を省略する。
以下、第３の実施形態の特有な動作について説明する。
まず、カメラ本体の電源スイッチがオンされると、制御回路４３はスイッチ回路１５を最大値記憶回路２１側に切り換える。
【００４７】
さらに、制御回路４３は、発光素子４４を点灯させ、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの受光面に光を照射する。
このようにして、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの光電出力を十分大きくすると、焦点検出用ＣＣＤ１３ａあるいは信号処理回路１３ｂの出力が飽和する。
この飽和出力は、Ａ／Ｄ変換器１４を介して８ビットの数値列に量子化され、最大値記憶回路２１に入力される。
【００４８】
最大値記憶回路２１は、この８ビットの数値列の最大値を飽和出力レベルとして記憶する。
目標レベル設定回路２２は、この飽和出力レベルの５０％を算出し、この算出値を目標出力レベルＳtgt として、次回蓄積時間算出回路１８に設定する。
【００４９】
上述の動作により、第３の実施形態では、第１の実施形態とほぼ同様の効果を得ることができる。
さらに、第３の実施形態における特有な効果としては、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの受光面に光を照射することにより、焦点検出用ＣＣＤ１３ａあるいは信号処理回路１３ｂの出力を確実かつ簡易に飽和させ、飽和出力レベルを迅速に求めることができる点である。
【００５０】
次に、別の実施形態について説明する。
図７は、第４の実施形態における治具接続を示す図である。この実施形態は、請求項５に記載の発明に対応する。
図８は、第４の実施形態における調整時のカメラ外観を示す図である。
これらの図において、カメラ本体３１には撮影レンズ１が取り付けられ、撮影レンズ１の画角内に照明具５５が配置される。また、カメラ本体３１に設けられたコネクタ３１ａには、調整治具５０が接続される。
【００５１】
このカメラ本体３１内に設けられた焦点検出装置１０には、撮影レンズ１の通過光束の光路上に、コンデンサレンズ１１，セパレータレンズ１２および焦点検出用ＣＣＤ１３ａが順に配置される。
この焦点検出用ＣＣＤ１３ａの出力は、信号処理回路１３ｂおよびＡ／Ｄ変換器１４を介して、焦点検出回路１６，レベル計測回路１７およびコネクタ３１ａの出力端子に接続される。このレベル計測回路１７の出力は次回蓄積時間算出回路１８に接続される。
【００５２】
次回蓄積時間算出回路１８の出力は、今回蓄積時間記憶回路１９および蓄積時間制御回路２０に個別に接続される。
蓄積時間制御回路２０は、焦点検出用ＣＣＤ１３ａにおける光電荷の蓄積および転送を制御する回路である。
一方、コネクタ３１ａの出力端子は、調整治具５０内の最大値記憶回路５２を介して、コネクタ３１ａの入力端子に接続される。このコネクタ３１ａの入力端子は、焦点検出装置１０内の目標レベル記憶回路５３を介して、次回蓄積時間算出回路１８に接続される。
【００５３】
図９は、第４の実施形態における調整工程を示す流れ図である。
以下、これらの図を用いて、焦点検出装置１０の調整工程を説明する。
まず、照明具５５を点灯し、撮影レンズ１に高照度の光を照射する（ステップＳ１）。
ここで、カメラ本体３１のレリーズ釦を半押しにすると（ステップＳ２）、蓄積時間制御回路２０は、焦点検出用ＣＣＤ１３ａに対し、光電荷の蓄積を開始する。この状態では、照明具５５から照射される光により、焦点検出用ＣＣＤ１３ａの光電出力が大きくなり、焦点検出用ＣＣＤ１３ａもしくは信号処理回路１３ｂの出力が飽和する。
【００５４】
この飽和出力は、Ａ／Ｄ変換器１４を介して８ビットの数値列に量子化され、コネクタ３１ａの出力端子を介して、調整治具５０内の最大値記憶回路５２に入力される。最大値記憶回路５２は、この８ビットの数値列の最大値を検出して、飽和出力レベルとする（ステップＳ３）。
最大値記憶回路５２は、この飽和出力レベルの５０％を算出し（ステップＳ４）、算出された値を目標出力レベルとして目標レベル記憶回路５３に書き込む（ステップＳ５）。
【００５５】
次回蓄積時間算出回路１８は、目標レベル記憶回路５３から目標出力レベルを取り込み、上述の式（１）に基づいて蓄積時間の制御を行う。
以上の調整工程により、第４の実施形態では、焦点検出装置１０個々の飽和出力レベルに応じて目標出力レベルを調整するので、従来のように、飽和出力レベルのバラツキ範囲の下限値を考慮して、目標出力レベルを一律に低く設定する必要がなくなる。
【００５６】
そのため、目標出力レベルが全般的に高く調整されるので、焦点検出装置１０は、光学像のパターンずれをより精細に検出することができ、デフォーカス量の検出精度が高められる。
なお、上述した実施形態では、目標出力レベルＳtgt を飽和出力レベルの５０％程度に設定しているが、それに限定されるものではない。目標出力レベルＳtgt に対応して、目標出力レベルＳtgt を適宜に定めればよい。例えば、目標出力レベルＳtgt を飽和出力レベルの３３％程度に設定してもよく、このような設定により、被写体輝度が平均出力レベルの３倍程度まで突発的に変化しても、光電出力は飽和することなく、パターンずれの検出を行うことができる。
【００５７】
また、上述した実施形態では、光電出力の平均出力レベルが目標出力レベルＳtgt に一致するように、光電荷の蓄積時間を制御しているが、この構成に限定されるものではない。例えば、光電出力の最大出力レベルが目標出力レベルＳtgt に一致するように、光電荷の蓄積時間を制御してもよい。このような場合は、目標出力レベルＳtgt として、飽和出力レベルより僅かに低い値を設定すればよい。
【００５８】
さらに、上述した実施形態では、信号処理回路１３ｂの出力がクランプされない場合について述べたが、この構成に限定されるものではない。
例えば、信号処理回路１３ｂの出力の負の尖頭値を、所定のＤＣレベルにクランプした後に、Ａ／Ｄ変換を行ってもよい。しかしながら、この構成では、信号処理回路１３ｂの出力を常に飽和させた場合、飽和出力レベルが所定のＤＣレベルにクランプされてしまうため、飽和出力レベルを計測できなくなる。
【００５９】
そこで、このような場合は、クランプ回路の入力レベルを、飽和出力レベルと非飽和出力レベルとの間で反復させればよい。このようにクランプ回路の入力レベルを反復させることにより、非飽和出力レベルが所定のＤＣレベルにクランプされるので、飽和出力レベルを的確に計測することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明では、目標出力レベルを飽和出力レベルに応じて随時決定できるので、従来のように、飽和出力レベルのバラツキ範囲の下限値を考慮して、目標出力レベルを一律に低く設定する必要がなくなる。
【００６１】
そのため、従来に比べて目標出力レベルが全般的に高く設定され、光電変換回路の出力レベルが全般に大きくなる。したがって、光電変換回路における出力のＳ／Ｎが向上するので、光学像のパターンずれをより精細に検出し、デフォーカス量の検出精度を全般的に高めることができる。
また、コントラストが若干低い被写体の場合にも、光電変換回路の出力ＰＰ値を大きく確保できるので、光学像のパターンずれを確実に検出することができる。したがって、デフォーカス量を検出できる被写体の範疇を広くすることができる。
【００６２】
請求項２に記載の発明では、光電変換回路における光電荷の蓄積時間を引き延ばすことにより、光電変換回路の出力を確実かつ簡易に飽和させる。
したがって、光電変換回路からの飽和出力レベルを確実かつ簡易に求めることができる。
請求項３に記載の発明では、光電変換回路の電荷注入端子に電荷を注入することにより、光電変換回路の出力を確実かつ簡易に飽和させる。
【００６３】
したがって、光電変換回路からの飽和出力レベルを確実かつ簡易に求めることができる。
請求項４に記載の発明では、光電変換回路の受光面に強い光を照射して、光電変換回路の出力を確実かつ簡易に飽和させる。
したがって、光電変換回路からの飽和出力レベルを確実かつ簡易に求めることができる。
【００６４】
請求項５に記載の発明では、個々の焦点検出装置に対し、光電変換回路３の飽和出力レベルを計測して、目標出力レベルを調整するので、従来のように、飽和出力レベルのバラツキ範囲の下限値を考慮して、目標出力レベルを一律に低く調整する必要がなくなる。
そのため、従来の調整方法に比べて目標出力レベルを全般的に高く調整することができる。したがって、焦点検出装置では光学像のパターンずれをより精細に検出し、デフォーカス量の検出精度が全般的に高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜４に記載の発明を説明するブロック図である。
【図２】第１の実施形態の構成を示す図である（請求項１，２記載の発明に対応）。
【図３】第１の実施形態の動作を説明する流れ図である。
【図４】第１の実施形態における画素出力の一例を示す図である。
【図５】第２の実施形態の構成を示す図である（請求項１，３記載の発明に対応）。
【図６】第３の実施形態の構成を示す図である（請求項１，４記載の発明に対応）。
【図７】第４の実施形態における治具接続を示す図である（請求項５記載の発明に対応）。
【図８】第４の実施形態における調整時のカメラ外観を示す図である。
【図９】第４の実施形態における調整工程を示す流れ図である。
【図１０】従来の画素出力を示す図である。
【符号の説明】
１  撮影レンズ
２  焦点検出用光学系
３  光電変換回路
４  焦点検出手段
５  レベル計測手段
６  蓄積時間制御手段
７  飽和レベル計測手段
８  目標レベル設定手段
１０  焦点検出装置
１１  コンデンサレンズ
１２  セパレータレンズ
１３ａ  焦点検出用ＣＣＤ
１３ｂ  信号処理回路
１４  Ａ／Ｄ変換器
１５  スイッチ回路
１６  焦点検出回路
１７  レベル計測回路
１８  次回蓄積時間算出回路
１９  今回蓄積時間記憶回路
２０  蓄積時間制御回路
２１，５２  最大値記憶回路
２２  目標レベル設定回路
２３，４１，４３  制御回路
３１  カメラ本体
３１ａ  コネクタ
５０  調整治具
５３  目標レベル記憶回路
５５  照明具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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