(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換機能を有する複数の画素からなるイメージセンサーと、
前記イメージセンサーの発生するアナログ信号を前記複数の画素に対応するデジタルデータにＡＤ変換するＡＤ変換手段と、
前記複数の画素に対応するデジタルデータを補正するための複数の補正データを格納する電気的消去／書き込み可能な不揮発性メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）と、前記ＥＥＰＲＯＭよりもデータ読み出し速度が高速な電気的消去／書き込み可能な揮発性メモリー（ＲＡＭ）と、
前記補正データを前記不揮発性メモリーから前記ＲＡＭに転送する補正データ転送プログラムと、前記ＡＤ変換手段によりＡＤ変換されたデジタルデータを前記補正データにより補正して前記ＲＡＭに格納する補正プログラムと、前記ＲＡＭに格納された補正後のデジタルデータに所定の処理を施す処理プログラムを格納した読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）と、
前記補正データ転送プログラムと前記補正プログラムと前記処理プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）とを有するイメージセンサーシステムにおいて、
前記イメージセンサーは、複数の焦点検出領域に対応する複数の受光部対と、該複数の受光部対を切り換える切り換え手段とをさらに備え、
前記ＣＰＵは前記補正プログラムと前記処理プログラムのシーケンスを順次繰り返して実行するとともに、前記切り換え手段による前記複数の受光部対の切り換えに応じて前記補正データ転送プログラムを前記シーケンスとは無関係に起動して単発的に実行することを特徴とするイメージセンサーシステム。
【請求項２】
請求項１記載のイメージセンサーシステムにおいて、
前記ＡＤ変換手段とＲＡＭとＲＯＭとＣＰＵはワンチップマイクロコンピュータを構成する同一半導体基板上に形成され、前記イメージセンサーとＥＥＰＲＯＭは前記ワンチップマイクロコンピュータとは別な半導体チップとして形成されることを特徴とする。
【請求項３】
請求項２記載のイメージセンサーシステムにおいて、
前記ワンチップマイクロコンピュータは更に外部デバイスとシリアルデータ通信を行うためのシリアル通信手段を備え、前記ワンチップマイクロコンピュータにおいて前記ＲＡＭおよび前記シリアル通信手段は前記ＣＰＵとパラレルデータバスで接続されるとともに、前記ＥＥＰＲＯＭと前記シリアル通信手段はシリアルデータバスにより接続されることを特徴とする。
【請求項４】
請求項１記載のイメージセンサーシステムにおいて、
更に前記イメージセンサーシステムに電力を供給する電源を備え、前記ＣＰＵは前記電源による電力供給開始に応じて、前記切り換え手段によって設定されている受光部に応じた前記補正データ転送プログラムを起動して実行することを特徴とする。
【請求項５】
請求項１記載のイメージセンサーシステムにおいて、
前記補正データはイメージセンサーを構成する複数の画素の暗電流の画素毎のバラツキを補正するためのデータであることを特徴とする。
【請求項６】
請求項１記載のイメージセンサーシステムにおいて、
前記イメージセンサー上に被写体像を形成するための光学系を備え、
前記補正データは一様輝度の被写体に対する被写体像を前記光学系により前記イメージセンサー上に形成した場合に、前記補正後のデジタルデータが一様な値となるように決定されたデータであり、前記イメージセンサーを構成する複数の画素の感度の画素毎のバラツキの補正および前記光学系の結像位置による光量変化を補正するためのデータであることを特徴とする。
【請求項７】
請求項６記載のイメージセンサーシステムにおいて、
前記イメージセンサーシステムはカメラの撮影光学系の焦点検出装置に適用されるシステムであり、前記イメージセンサーは一対の受光部を備え、前記光学系は前記撮影光学系により形成される被写体像を前記一対の受光部上に一対の像として再結像させるための一対の再結像手段を備えており、
前記処理プログラムは前記一対の像に対応する一対の補正後のデジタルデータの相関演算処理を行うことにより、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出することを特徴とする。
【請求項８】
請求項１記載のイメージセンサーシステムにおいて、
前記ＣＰＵは前記補正プログラムを前記ＡＤ変換手段によるＡＤ変換中に実行することを特徴とする。
【請求項９】
光電変換機能を有する複数の画素からなるイメージセンサーと、
前記イメージセンサーの発生するアナログ信号を前記複数の画素に対応するデジタルデータにＡＤ変換するＡＤ変換手段と、
前記複数の画素に対応するデジタルデータを補正するための複数の補正データを格納する電気的消去／書き込み可能な不揮発性メモリーと、
前記不揮発性メモリーよりもデータ読み出し速度が高速な電気的消去／書き込み可能な揮発性メモリーと、
前記複数のデジタルデータを前記複数の補正データに基づいて補正演算する演算手段とを備えたイメージセンサーシステムにおいて、
前記イメージセンサーは、複数の焦点検出領域に対応する複数の受光部対と、該複数の受光部対を切り換える切り換え手段とをさらに備え、
前記切り換え手段によって前記複数の受光部対が切り換えられた場合に、前記演算手段の補正演算に先立って前記不揮発性メモリーから前記揮発性メモリーに前記切り換えられた受光部対に対応する補正データを転送するとともに、前記揮発性メモリーから読み出した対応する前記補正データに基づいて、前記演算手段による前記デジタルデータの補正演算を繰り返し行う制御手段を備えたことを特徴とするイメージセンサーシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、カメラの焦点検出装置等に用いられるイメージセンサーシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
イメージセンサーにより得られたデータを用いて焦点検出等を高精度に行いたい場合には、イメージセンサーを構成する複数の画素の特性（感度特性、暗電流特性等）のバラツキを補正する必要がある。
図１７はこのようなデータ補正を行うイメージセンサーシステムの構成を示す図である。
【０００３】
光電変換機能を有する複数の画素からなるイメージセンサー８と、前記イメージセンサー８の発生するアナログ信号を前記複数の画素に対応するデジタルデータにＡＤ変換するＡＤ変換手段１９０と前記デジタルデータを処理する処理プログラムを記憶する読み出し専用メモリー（ＲＯＭ、ＲＥＡＤ  ＯＮＬＹ  ＭＥＭＯＲＹの略）１９１と電気的消去／書き込み可能な揮発性メモリー（ＲＡＭ、ＲＡＮＤＯＭ  ＡＣＣＥＳＳ  ＭＥＭＯＲＹの略）１９２とプログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ、ＣＥＮＴＲＡＬ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＵＮＩＴの略）１９３とシリアルデータ通信手段１９４が同一半導体基板上に形成されたワンチップマイクロコンピュータ９と、前記複数の画素に対応するデジタルデータを補正するための複数の補正データを格納する電気的消去／書き込み可能な不揮発性メモリー（ＥＥＰＲＯＭ、ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＹ  ＥＲＡＳＡＢＬＥ  ＡＮＤ  ＰＲＯＧＲＡＭＡＢＬＥ  ＲＡＥＤ  ＯＮＬＹ  ＭＥＭＯＲＹ）１１とがイメージセンサーシステムを構成している。
【０００４】
このようなイメージセンサーシステムにおいて、従来以下のようにしてデジタルデータの補正が行われる。
▲１▼まずイメージセンサー８が発生するアナログ信号がＡＤ変換手段１９０によりＡＤ変換され、ＡＤ変換されたデジタルデータはＣＰＵ１９３内のレジスタ経由でＲＡＭ１９２に格納される。
【０００５】
▲２▼次にＣＰＵ１９３が１つの画素に対応するデジタルデータをＲＡＭ１９２から読みだしてＣＰＵ１９３内のレジスタに格納する。
▲３▼またＣＰＵ１９３は前記画素に対応する補正データをシリアル通信手段１９４を介してＥＥＰＲＯＭ１１から読み出し、ＣＰＵ１９３内の別なレジスタに格納する。
【０００６】
▲４▼ＣＰＵ１９３はＣＰＵ１９３内のレジスタに格納されたデジタルデータに対し同じくＣＰＵ１９３内の別レジスタに格納された補正データに基づき所定の補正演算を行い、補正後のデジタルデータをＲＡＭ１９２に格納する。
▲５▼上記▲２▼▲３▼▲４▼の処理を全デジタルデータに対して行う。
▲６▼補正後の全デジタルデータに対しＣＰＵ１９３は焦点検出演算等の処理を行う。
【０００７】
以上▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼▲５▼▲６▼の処理はＲＯＭ１９１に格納されプログラムにより行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら以上説明した従来の補正方式では、ＥＥＰＲＯＭからＣＰＵへの補正データの読みだしが、読みだし速度の遅いシリアル通信手段を介して行われるために、全デジタルデータを補正するための所用時間が長くなってしまい、しいては全体としての処理速度（例えば焦点検出サイクル）が遅くなり、システムとしての応答性が悪くなってしまった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのイメージセンサーシステム（図８参照）は、光電変換機能を有する複数の画素からなるイメージセンサー（８）と、前記イメージセンサーの発生するアナログ信号を前記複数の画素に対応するデジタルデータにＡＤ変換するＡＤ変換手段（１９０）と、前記複数の画素に対応するデジタルデータを補正するための複数の補正データを格納する電気的消去／書き込み可能な不揮発性メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）（１１）と、前記ＥＥＰＲＯＭよりもデータ読み出し速度が高速な電気的消去／書き込み可能な揮発性メモリー（ＲＡＭ）（１９２）と、前記補正データを前記不揮発性メモリーから前記ＲＡＭに転送する補正データ転送プログラムと前記ＡＤ変換手段によりＡＤ変換されたデジタルデータを前記補正データにより補正して前記ＲＡＭに格納する補正プログラムと前記ＲＡＭに格納された補正後のデジタルデータに所定の処理を施す処理プログラムを格納した読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）（１９１）と、前記補正データ転送プログラムと前記補正プログラムと前記処理プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）（１９３）とからなるイメージセンサーシステムにおいて、前記イメージセンサーは、複数の焦点検出領域に対応する複数の受光部対と、該複数の受光部対を切り換える切り換え手段とをさらに備え、前記ＣＰＵは前記補正プログラムと前記処理プログラムのシーケンスを順次繰り返して実行するとともに、前記切り換え手段による前記複数の受光部対の切り換えに応じて前記補正データ転送プログラムを前記シーケンスとは無関係に起動して単発的に実行することを特徴とする。
また、上記目的を達成するためのイメージセンサーシステム（図８参照）は、光電変換機能を有する複数の画素からなるイメージセンサー（８）と、前記イメージセンサーの発生するアナログ信号を前記複数の画素に対応するデジタルデータにＡＤ変換するＡＤ変換手段（１９０）と、前記複数の画素に対応するデジタルデータを補正するための複数の補正データを格納する電気的消去／書き込み可能な不揮発性メモリー（１１）と、前記不揮発性メモリーよりもデータ読み出し速度が高速な電気的消去／書き込み可能な揮発性メモリー（１９２）と、前記複数のデジタルデータを前記複数の補正データに基づいて補正演算する演算手段（図３，９１）とを備えたイメージセンサーシステムにおいて、前記イメージセンサーは、複数の焦点検出領域に対応する複数の受光部対と、該複数の受光部対を切り換える切り換え手段とをさらに備え、前記切り換え手段によって前記複数の受光部対が切り換えられた場合に、前記演算手段の補正演算に先立って前記不揮発性メモリーから前記揮発性メモリーに前記補正データを転送する（図９，Ｓ１０１）とともに、前記揮発性メモリーから読み出した対応する前記補正データに基づいて、前記演算手段による前記デジタルデータの補正演算を繰り返し行う制御手段（ＣＰＵ）（１９３）を備えたことを特徴とする。
【００１０】
【作用】
本発明においては、以上のように設定された焦点検出領域に対応する補正データをＥＥＰＲＯＭから読みだしてＲＡＭに格納した後、補正データをＲＡＭに常駐させるとともに、デジタルデータ補正演算時には補正データを高速読みだし可能なＲＡＭから読みだして補正演算に使用することができる。そして、焦点検出領域が切り換えられた場合は、これに応じて対応する補正データをＥＥＰＲＯＭから読み出してＲＡＭに格納して用いることにより、ＲＡＭの容量を節約することができる。
【００１１】
【実施例】
＜第１実施例＞
図１は本発明によるイメージセンサーシステムをカメラの自動焦点調節装置の一部として組み込んだ場合のブロック図である。
ボディ１に対しレンズ２は交換可能に構成されており、図はレンズ２がボディ１に装着された状態を示している。
【００１２】
レンズ２内には撮影光学系３があり、撮影光学系３を通る被写体からの光束は、ハーフミラーから構成されるメインミラー４によりサブミラー５とファインダー６の方向に分割される。
サブミラー５によりさらにボディ底方向に偏向された光束は、撮影光学系３の予定焦点面１５（＝フィルム面）の共約面近傍に配置された焦点検出光学系７に導かれ、イメージセンサ８の受光部上に被写体像が形成される。
【００１３】
焦点検出光学系７とイメージセンサー８の詳細な構成は後述する。
イメージセンサー８は受光部上の被写体像の強度分布を光電変換する。
イメージセンサー８の出力信号はワンチップマイクロコンピュータ９に取り込まれる、後述する処理を受け、処理の結果として撮影光学系３の像面と予定焦点面１６とのデフォーカス量ＤＥＦを検出する。
【００１４】
ワンチップマイクロコンピュータ９は、更に得られたデフォーカス量ＤＥＦに基づき撮影光学系３を焦点調節のために駆動するモータ１０の駆動制御を行い、撮影光学系３の合焦を達成する。
また電気的消去／書き込み可能な不揮発性メモリー（ＥＥＰＲＯＭ）１１は後述のイメージセンサー８の出力補正に用いられる補正データを記憶するメモリーである。
【００１５】
また電源１３の電力は電源スイッチ１４を介してイメージセンサー８、ワンチップマイクロコンピュータ９、ＥＥＰＲＯＭ１１に供給されている。
またレリーズボタン１２は２段押し（半押し、全押し）構造となっており、半押しにより自動焦点動作が起動し、全押しにより不図示のシャッター機構が動作してフィルムへの露光が行われる。
【００１６】
図２に第１実施例の焦点検出光学系７とイメージセンサー８とハウジング７９の構成を示す。
焦点検出光学系７は開口部７０を有する視野マスク７１、コンデンサーレンズ７２、１対の絞り開口部７３、７４を有する絞りマスク７５、１対の再結像レンズ７６、７７をプラスチック光学材料で一体成形した再結像手段７８からなる。
【００１７】
イメージセンサー８は電荷蓄積型のＣＣＤから構成された１対の受光部８０、８１からなる半導体基板８２（チップ、ＩＣ基板）とこれを納めるパッケージ８３（セラミックパッケージ）からなる。
受光部８０、８１はそれぞれ光電変換用フォトダイオードからなる画素を所定ピッチで複数個１次元に配列したものからなる。
【００１８】
受光部８０、８１で生成した電荷は不図示の電荷転送手段（ＣＣＤシフトレジスタ）により転送され、アナログ信号としてイメージセンサー８の外部に時系列的に出力される。
なお受光部８０、８１の電荷蓄積動作、電荷転送手段の転送動作はワンチップマイクロコンピュータ９によって制御される。
【００１９】
ハウジング７９は焦点検出光学系７を構成する光学部材を支持するホルダーであって、イメージセンサー８がこのハウジング７９に対して取付られる。
このような構成において、１対の絞り開口部７３、７４はコンデンサーレンズ７２により撮影光学系３の射出瞳近傍の面３０の光軸に対して対称な１対の領域３１、３２に投影されており、この領域を通る光束は、視野マスク７１付近でまず一次像を形成する。視野マスク７１の開口部７０に形成された一次像は更に、コンデンサーレンズ７２、１対の絞り開口部７３、７４を通り、１対の再結像レンズ７６、７７によりイメージセンサー８の受光部８０、８１上に１対の２次像として形成される。
【００２０】
上記１対の２次像の相対的位置関係は撮影光学系３の焦点調節状態に応じて変化する。従って受光部８０、８１の１対の２次像を光電変換して得られる電気的な被写体像信号を処理することにより、上記１対の２次像の相対的位置関係を求め、それに応じて撮影光学系３の焦点調節状態を示すデフォーカス量ＤＥＦを求める。
【００２１】
図３にワンチップマイクロコンピュータ９の機能を更に機能別ブロック図にしたものである。
ＡＤ変換手段９０はイメージセンサー８の出力するアナログ信号をデジタルデータに変換する。
補正手段９１は前記デジタルデータを、前記補正データにより補正する。
【００２２】
図４〜図７を用いて補正手段９１の動作内容を説明する。
図４において１８０、１８１は一様輝度の被写体に対して図２の焦点検出光学系７を適用した場合にイメージセンサー８の受光部８０、８１上に形成される光強度分布であって、焦点検出光学系の特性により図に示すごとく周辺光量が低下し、均一な強度分布とならない。図４において横軸は受光部を構成する画素の位置即ち像高位置である。
【００２３】
図５は受光部８０、８１を構成する画素を配列順にα１〜αｎ、β１〜βｎとした場合に、画素α１〜αｎの感度Ｆ１〜Ｆｎと画素β１〜βｎの感度Ｇ１〜Ｇｎを示したもので、図のように画素間で感度のバラツキがある。
図６は一様輝度の被写体に対して図２の焦点検出光学系７を適用し、イメージセンサー８の受光部８０、８１上に対応する輝度分布を形成した場合に、画素α１〜αｎから出力されるアナログ信号をＡＤ変換したデジタルデータａｈ１〜ａｈｎと画素β１〜βｎから出力されるアナログ信号をＡＤ変換したデジタルデータｂｈ１〜ｂｈｎを示したもので、図４の強度分布と図５の感度を掛け合わせたものとなり、デジタルデータは均一値とはならない。本来はこれが均一値となることが望ましいので、図６に示す不均一な値を均一になるような補正をする必要がある。補正は例えば以下のようにして行われる。
【００２４】
図６においてデジタルデータａｈ１〜ａｈｎ、ｂｈ１〜ｂｈｎの最大値をＰｍａｘとする。次に画素α１〜αｎのデジタルデータに対する補正データＡＨ１〜ＡＨｎと画素β１〜βｎのデジタルデータに対する補正データＢＨ１〜ＢＨｎを数式１のように定められる。
【００２５】
【数１】
0003550599.tif 000002
【００２６】
数式１で定められる補正データＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎは、焦点検出光学系７とイメージセンサー８の組み合わせ毎に異なるのでカメラを組立する際に、カメラ毎に調整値としてＥＥＰＲＯＭ１１に書き込まれる。
一般的な被写体に対する画素α１〜αｎのデジタルデータａ１〜ａｎと画素β１〜βｎのデジタルデータｂ１〜ｂｎに対する補正は数式２のように行われ、補正後のデジタルデータＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎが算出される。
【００２７】
【数２】
0003550599.tif 000003
【００２８】
数式２の補正が補正手段９１で行われる。
図７は数式２の補正を一様輝度の被写体に対する画素α１〜αｎのデジタルデータａｈ１〜ａｈｎと画素β１〜βｎのデジタルデータｂｈ１〜ｂｈｎに対して行ったものを示す図であって、当然のことながら補正後のデジタルデータＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎは均一値Ｐｍａｘとなる。
【００２９】
焦点検出手段９２では補正後のデジタルデータＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎに基づき、受光部８０、８１上に形成される１対の像の相対的位置関係を求める焦点検出演算が行われる。
演算のアルゴリズムの例を以下に示す。
まず数式３に示す差分型相関アルゴリズムによって相関量Ｃ（Ｌ）を求める。
【００３０】
【数３】
0003550599.tif 000004
【００３１】
ただし数式３においてＬは整数であり画素のピッチを単位とした相対的シフト量である。またｊはシフト量Ｌに応じた値である。また数式３のＬのとる範囲は、Ｌｍｉｎ〜Ｌｍａｘである。またｍは所定値である。
数式３の演算結果は、一対のデータＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎの相関が高いシフト量Ｌ＝ｋｊにおいて相関量Ｃ（Ｌ）が最小になる。次に数式４〜数式７の３点内挿の手法を用いて連続的な相関量に対する最小値Ｃ（Ｌ）ｍｉｎ＝Ｃ（ｘ）を与えるシフト量ｘを求める。
【００３２】
【数４】
0003550599.tif 000005
【００３３】
【数５】
0003550599.tif 000006
【００３４】
【数６】
0003550599.tif 000007
【００３５】
【数７】
0003550599.tif 000008
【００３６】
また数式４で求めたシフト量ｘより、被写体像面の前記予定焦点面に対するデフォーカス量ＤＥＦを数式８で求めることができる。
【００３７】
【数８】
0003550599.tif 000009
【００３８】
数式８においてＰＹはセンサーの受光部を構成する画素の並び方向のピッチであり、ＫＸは焦点検出光学系７の構成によって決まる変換係数である。
駆動制御手段９３は数式８で求めたデフォーカス量に基づき、撮影光学系３の合焦位置までのレンズ駆動量を計算し、該駆動量に基づきモーター１０の駆動制御を行い、撮影光学系３の合焦を達成する。
【００３９】
図８はワンチップマイクロコンピュータ９の半導体基板上に形成された機能回路ブロックであるＡＤ変換手段１９０、読みだし専用メモリー（ＲＯＭ）１９１、データ読みだし速度がＥＥＰＲＯＭ１１より高速な電気的書き込み／消去可能な揮発性メモリー（ＲＡＭ）１９２、中央処理装置（ＣＰＵ）１９３、シリアル通信手段１９４、入出力手段（ＩＯポート）１９５と、ワンチップマイクロコンピュータ９の外部にあるデバイス（ＥＥＰＲＯＭ１１、イメージセンサー８、レリーズボタン１２、電源１３、電源スイッチ１４）との関係を示す図であって、ワンチップマイクロコンピュータ９内部においてはＣＰＵ１９３とＡＤ変換手段１９０、ＲＯＭ１９１、ＲＡＭ１９２、シリアル通信手段１９４、ＩＯポート１９５とはパラレルデータバスで接続されている。。
【００４０】
シリアル通信手段１９４はＥＥＰＲＯＭ１１とシリアルデータバスで接続されており、シリアル通信により補正データＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎをＥＥＰＲＯＭ１１から読み出す。
読み出された補正データＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎは、ＣＰＵ１９３経由でＲＡＭ１９２に格納される。
【００４１】
ＥＥＰＲＯＭ１１との通信方式をシリアル通信方式とする理由は、パラレル通信方式よりワンチップマイクロコンピュータの端子数を少なくするためである。ＡＤ変換手段１９０はイメージセンサー８の出力するアナログ信号をＡＤ変換する。
ＡＤ変換されたデジタルデータは一旦ＣＰＵ１９３の内部レジスタに格納される。
【００４２】
ＣＰＵ１９３はＲＡＭ１９２より、ＡＤ変換されたデジタルデータに対応する補正データを読みだし別のレジスタに格納する。
ＣＰＵ１９３はレジスタに格納されたデジタルデータと補正データに基づき数式２に基づく補正演算を施し、補正後のデジタルデータをＲＡＭ１９２に格納する。
【００４３】
ＣＰＵ１９３はＲＡＭ１９２に格納された補正後のデジタルデータＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎに基づき、数式３〜８の焦点検出演算を行いデフォーカス量ＤＥＦを算出する。
ＩＯポート１９５はレリーズボタン１２と接続されており、レリーズボタン１２の操作状態をＣＰＵ１９５に読み込むことができる。
【００４４】
ＩＯポート１９５はまたイメージセンサー８とも接続されており、ＣＰＵ１９３の制御指令をイメージセンサー８に伝達する。
またＩＯポート１９５は不図示のモーター１０とも接続されており、ＣＰＵ１９３の指令に基づきモーター１０の駆動制御が行われる。
上記のＣＰＵ１９３の動作はＲＯＭ１９１に格納されているプログラムに基づいて実行される。
【００４５】
次に図９〜図１２および表１を用いてＣＰＵ１９３の動作を説明する。
図９はＣＰＵ１９３を動作させるためのＲＯＭ１９１に格納されたメインプログラムのフローチャートである。
ステップＳ１００では、電源スイッチ１４の閉成により電源１３の電力がワンチップマイクロコンピュータ９に供給されること（電源ＯＮ）によりステップＳ１０１に進む。
【００４６】
ステップＳ１０１では、シリアル通信手段１９４を介してＥＥＰＲＯＭ１１より全補正データＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎを読みだし、表１に示すＲＡＭ１９２の領域に格納する。
ステップＳ１０２ではＩＯポート１９５を介し、モーター１０を停止させる。ステップＳ１０３ではＩＯポート１９５を介し、レリーズボタン１２の操作状態を検出し、開放状態であるかいなかを調べる。開放状態である場合は開放状態になるまでステップＳ１０３を繰り返す。レリーズボタン１２が撮影者により操作されて開放状態でなくなると、Ｓ１０４以降の自動焦点調節動作に移行する。
【００４７】
ステップＳ１０４ではイメージセンサー８からの画素データ数をカウントするためのカウンタＥを０にリセットする。
ステップＳ１０５ではＩＯポート１９５を介し、イメージセンサー８にアナログ信号の出力開始指令を出す。
イメージセンサー８は出力開始指令に応答して、図１２に示すように画素α１〜αｎ、β１〜βｎに応じたアナログ信号（センサー出力）および該センサー信号をＡＤ変換を開始するタイミングを与えるＡＤ同期信号を時系列的（時間間隔Ｔｄｃ）に発生する。ＡＤ同期信号はその立ち下がりエッジでワンチップマイクロコンピュータ９に割り込みをかけるよう設定されている。また
アナログ信号のＡＤ変換および補正は後述の割り込みプログラムで処理されるので、メインプログラムはステップ１０６でカウンタＥが２ｎに達したかを調べ、全デジタルデータの補正が終了するまで待機する。
【００４８】
全デジタルデータの補正が終了すると、ステップＳ１０７で補正後のデジタルデータに対し上述の焦点検出演算処理を行いデフォーカス量ＤＥＦを算出する。ステップ１０８ではデフォーカス量ＤＥＦよりレンズ駆動量を算出する。
ステップ１０９では得られたレンズ駆動量に応じて、ＩＯポート１９５を介しモーター１０の駆動制御を行う。ステップＳ１０９によりレンズ駆動制御が更新されると、ステップＳ１０３に戻り、以上の動作を繰り返す。
【００４９】
図１０はＡＤ同期信号による割り込み処理のフローチャートである。
ステップＳ２００でＡＤ同期信号の立ち下がりによる割り込みがかかる。
ステップＳ２０１でＣＰＵ１９３はＡＤ変換手段１９０に対しＡＤ変換の開始指令を出す。
ステップＳ２０２でリターンする。
【００５０】
ＡＤ変換手段１９０はＣＰＵ１９３よりＡＤ開始指令を受けると、センサー出力をサンプルホールドし、ＡＤ変換を開始する。ＡＤ変換に必要な時間はＴａｄである。ＡＤ変換手段１９０はＡＤ変換が終了すると、ＣＰＵ１９３に対し、内部的なＡＤ変換終了割り込みをかける。
図１１はＡＤ変換終了による割り込み処理のフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ３００でＡＤ変換終了の立ち下がりによる割り込みがかかる。
ステップＳ３０１でカウンタＥをインクリメントする。
ステップＳ３０２でＡＤ変換手段１９０からＡＤ変換されたデジタルデータを読みだして、レジスタＲ１に格納する。
ステップＳ３０３でＲＡＭ１９２のカウンタの内容に応じたアドレス（Ｗ＋２ｎ＋Ｅ）から補正データを読みだして、レジスタＲ２に格納する。なおＷは所定の固定アドレスである。
【００５２】
ステップＳ３０４でレジスタＲ１に格納されたデジタルデータとレジスタＲ２に格納された補正データに基づき数式２に基づく補正演算を施し、補正後のデジタルデータを表１に示すＲＡＭ１９２のカウンタの内容に応じたアドレス（Ｗ＋Ｅ）に格納する。
ステップＳ３０５でリターンする。
【００５３】
上記処理に要する時間はＴｃであり、次のＡＤ変換終了割り込みがかかる前に処理が終了するように設定されている。
なおＡＤ同期信号による割り込み処理はＡＤ変換終了による割り込み処理より高い優先順位に設定されており、図１１に示す処理中にＡＤ同期信号による割り込みがかかれば図１０の割り込み処理を行う。
【００５４】
このようにＡＤ変換中に補正演算を行うようすれば、センサー出力の終了とほぼ同時に補正演算も終了し、システムの応答時間短縮に効果がある。
このようにＡＤ変換中に補正演算を行うためには、補正データの読み出し時間が問題になり、読み出し速度の遅いＥＥＰＲＯＭ１１からシリアル通信で補正データを読み出す場合には、それに合わせてセンサー出力の出力間隔Ｔｄｃを長くしなければならず、応答性が低下してしまう。
【００５５】
以上のプログラムフローの説明において、補正データ転送プログラムはステップＳ１０１であり、補正プログラムはステップＳ３００〜Ｓ３０５であり、処理プログラムはステップ１０７である。補正プログラムと処理プログラムはメインプログラムのステップＳ１０３からステップＳ１０９までのループによりシーケンス的に順次繰り返して実行されるが、補正データ転送プログラムは前記シーケンスとは無関係に電源ＯＮに応答して起動され１回だけ単発的に実行されることになる。
【００５６】
以上の本発明の第１実施例の説明において、ＡＤ変換中に並行して補正演算を行っていた。だがＡＤ変換を行ったデジタルデータを一旦ＲＡＭに格納し、全デジタルデータが揃ってから補正演算を行うような場合でも、高速読み出し可能なＲＡＭから補正データを読み出す効果が得られる。
以上の本発明の第１実施例の説明において、焦点検出光学系７の説明では再結像レンズを用いてイメージセンサー８上に像を形成するとしたが、像形成が可能な再結像手段であればレンズ以外の球面ミラーであってもよい。また、イメージセンサー８は、ＣＣＤやＭＯＳタイプのイメージセンサーが適用でき、イメージセンサー８の受光部の説明では、複数画素の１次元配列としたが、エリアセンサーのような２次元配列のものでも同様な効果が得られる。
【００５７】
＜第２実施例＞
第１実施例においては電源ＯＮ時に補正データをＥＥＰＲＯＭからＲＡＭに転送したが、第２実施例では焦点検出エリアを２つ備え、該焦点検出エリアを切り換え可能にした自動焦点検出装置に本発明を適用した例を示す。第２実施例の構成は第１図と同じであり、第１実施例と共通な部分については説明を省略する。
【００５８】
図１３にファインダー６の撮影画面１０１内に設定にされた２つの焦点検出エリア１０１、１０２を示す。
これら２つの焦点検出エリア１０１、１０２は図２に示した単一の焦点検出エリアを有するＡＦモジュール（焦点検出光学系７とイメージセンサー８からなる）を２つ備えることにより達成される。
【００５９】
図１４は第２実施例のワンチップマイクロコンピュータ９の半導体基板上に形成された機能回路ブロック図である。図８と共通な部分については説明を省略する。第１実施例と異なる点はイメージセンサー８００が２つの焦点検出エリアに対応する２対の受光部を備えている点と、２つの焦点検出エリアを切り換えるための切り換えスイッチ１６が加わった点である。
【００６０】
イメージセンサー８００の焦点検出エリア１０１に対応する一対の受光部を構成する画素の出力を補正するための一対の補正データをＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎとし、この補正データにより補正された一対の受光部を構成する画素の出力をＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎとする。またイメージセンサー８００の焦点検出エリア１０２に対応する一対の受光部を構成する画素の出力を補正するための一対の補正データをＣＨ１〜ＣＨｎ、ＤＨ１〜ＤＨｎとし、この補正データにより補正された一対の受光部を構成する画素の出力をＣ１〜Ｃｎ、Ｄ１〜Ｄｎとする。
【００６１】
補正データＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎ、ＣＨ１〜ＣＨｎ、ＤＨ１〜ＤＨｎはＥＥＰＲＯＭ１１に格納されている。またＲＡＭ１９２はメモリー容量を節約するために、切り換えスイッチ１４により設定されている焦点検出エリアに対応するデータのみを格納するようになっている。
表１に焦点検出エリア１０１が設定されている場合のメモリーマップをしめし、表２に焦点検出エリア１０２が設定されている場合のメモリーマップを示す。
【００６２】
【表１】
0003550599.tif 000010
【００６３】
【表２】
0003550599.tif 000011
【００６４】
ＩＯポート１９５は切り換えスイッチ１６と接続されており、切り換えスイッチの設定状態をＣＰＵ１９５に読み込むことができる。
ＩＯポート１９５はまたイメージセンサー８００とも接続されており、ＣＰＵ１９３の制御指令をイメージセンサー８００に伝達し、切り換えスイッチ１６より設定されている焦点検出エリアに対応する１対の受光部のアナログ信号を出力させるようにする。
【００６５】
次に図１５を用いてＣＰＵ１９３の動作を説明する。第１実施例とメインプログラムの一部が異なるのみで、割り込み処理は図１０、図１１と同一である。
図１５は第２実施例におけるＣＰＵ１９３を動作させるためのＲＯＭ１９１に格納されたメインプログラムのフローチャートである。
図１５のステップ４０１とステップ４０５とステップ４１０以外が図９の説明と同じなので省略する。
【００６６】
ステップＳ４０１では、ＩＯポート１９５を介し、切り換えスイッチ１６（切り換え手段）の設定状態を検出し、設定されている焦点検出エリアに応じた補正データをシリアル通信手段１９４を介してＥＥＰＲＯＭ１１よりを読みだし、表１または表２に示すＲＡＭ１９２のアドレス領域に格納する。
ステップＳ１０５ではＩＯポート１９５を介し、イメージセンサー８００に切り換えスイッチ１６により設定されている焦点検出エリアに対応する１対の受光部のアナログ信号の出力開始指令を出す。
【００６７】
ステップＳ４０９によりレンズ駆動制御が更新されると、ステップＳ４１０で、ＩＯポート１９５を介し切り換えスイッチ１６（切り換え手段）の設定状態を検出し、焦点検出エリアが切り換えられたか調べ、切り換えられていない場合は、ステップ４０３に戻り、ステップ４０３からの動作を繰り返す。
また焦点検出エリアが切り換えられた場合は、ステップ４０１に戻り、切り換えられた焦点検出エリアに応じた補正データをシリアル通信手段１９４を介してＥＥＰＲＯＭ１１よりを読みだし、表１または表２に示すＲＡＭ１９２のアドレス領域に格納する。
【００６８】
以上のプログラムフローの説明において、補正データ転送プログラムはステップＳ４０１であり、補正プログラムはステップＳ３００〜Ｓ３０５であり、処理プログラムはステップ４０７である。補正プログラムと処理プログラムはメインプログラムのステップＳ４０３からステップＳ４１０までのループによりシーケンス的に順次繰り返して実行されるが、補正データ転送プログラムは前記シーケンスとは無関係に電源ＯＮおよび焦点検出エリアの切り換えに応答して起動され１回だけ単発的に実行されることになる。
【００６９】
＜第３実施例＞
第１実施例においては、焦点検出光学系の特性とイメージセンサーの画素間の感度バラツキを考慮して、一様輝度の被写体に対するデジタルデータが補正後に一様な値となるように補正されたが、第３実施例ではイメージセンサーの画素毎の暗電流成分のバラツキを補正する。
【００７０】
第１実施例とは補正演算のみ異なるのでその他の説明は省略する。
図１６は受光部８０、８１を構成する画素を配列順にα１〜αｎ、β１〜βｎとした場合に、画素α１〜αｎの暗時出力（暗電流成分）Ｈ１〜Ｈｎと画素β１〜βｎの暗時出力（暗電流成分）Ｉ１〜Ｉｎを示したもので、図のように画素間で暗時出力のバラツキがある。
【００７１】
補正は例えば以下のようにして行われる。
次に画素α１〜αｎのデジタルデータに対する補正データＡＨ１〜ＡＨｎと画素β１〜βｎのデジタルデータに対する補正データＢＨ１〜ＢＨｎを数式９のように定められる。
【００７２】
【数９】
0003550599.tif 000012
【００７３】
数式９で定められる補正データＡＨ１〜ＡＨｎ、ＢＨ１〜ＢＨｎは、イメージセンサー８毎に異なるのでカメラを組立する際に、カメラ毎に調整値としてＥＥＰＲＯＭ１１に書き込まれる。また補正データ作成のための暗時出力をとる場合のイメージセンサー８の温度は一定に管理しておく。イメージセンサー８が電荷蓄積型のイメージセンサーである場合は、電荷蓄積時間を所定時間に定める。
【００７４】
一般的な被写体に対する画素α１〜αｎのデジタルデータａ１〜ａｎと画素β１〜βｎのデジタルデータｂ１〜ｂｎに対する補正は数式１０のように行われ、補正後のデジタルデータＡ１〜Ａｎ、Ｂ１〜Ｂｎが算出される。
【００７５】
【数１０】
0003550599.tif 000013
【００７６】
数式１０においてｋは補正係数であって、デジタルデータａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎの取得時のイメージセンサー８の環境温度に応じて変化させる。またｒはイメージセンサー８が電荷蓄積型のイメージセンサーであった場合の補正係数であって、デジタルデータａ１〜ａｎ、ｂ１〜ｂｎの取得時のイメージセンサーの電荷蓄積時間度に応じて変化させる。
【００７７】
以上の本発明の第１、第２、第３実施例においては、本発明をカメラの自動焦点調節に応用した場合について説明したが、自動焦点調節だけでなくイメージセンサーを利用したカメラの被写体輝度の測光装置にも応用可能であるし、カメラ以外でもイメージセンサーを使用したイメージセンサーシステムであれば応用可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、設定された焦点検出領域に対応する補正データをＥＥＰＲＯＭから読みだしてＲＡＭに格納した後は、読みだし速度の遅いＥＥＰＲＯＭにはアクセスせず、補正データをＲＡＭに常駐させるとともに、デジタルデータ補正演算時には補正データを高速読みだし可能なＲＡＭから読みだして補正演算に使用するので、全デジタルデータを補正するための所用時間を短縮でき、システムとしての応答性を改善できる。また、焦点検出領域が切り換えられた場合は、これに応じて対応する補正データをＥＥＰＲＯＭから読み出してＲＡＭに格納して用いることにより、ＲＡＭの容量を節約することができ、延いては容量の小さいＲＡＭを用いることができ、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例の焦点検出光学系およびイメージセンサーの斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例のワンチップマイクロコンピュータの内部の機能ブロック図である。
【図４】本発明の第１実施例の補正原理の説明図である。
【図５】本発明の第１実施例の補正原理の説明図である。
【図６】本発明の第１実施例の補正原理の説明図である。
【図７】本発明の第１実施例の補正原理の説明図である。
【図８】本発明の第１実施例のワンチップマイクロコンピュータの回路ブロック図である。
【図９】本発明の第１実施例の動作フローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施例の動作フローチャートである。
【図１１】本発明の第１実施例の動作フローチャートである。
【図１２】本発明の第１実施例の動作のタイミングチャートである。
【図１３】本発明の第２実施例の焦点検出エリアを示す図である。
【図１４】本発明の第２実施例のワンチップマイクロコンピュータの回路ブロック図である。
【図１５】本発明の第２実施例の動作フローチャートである。
【図１６】本発明の第３実施例の補正原理の説明図である。
【図１７】ワンチップマイクロコンピュータの回路ブロック図である。
【符号の説明】
１      ボディ
２      レンズ
３      撮影光学系
４      メインミラー
５      サブミラー
６      ファインダー
７      焦点検出光学系
８          イメージセンサー
９            ワンチップマイクロコンピュータ
１０    モーター
１１    ＥＥＰＲＯＭ
１２    レリーズボタン
１３    電源
１４    電源スイッチ
１６    切り換えスイッチ
１９０  ＡＤ変換手段
１９１  ＲＯＭ
１９２  ＲＡＭ
１９３  ＣＰＵ
１９４  シリアル通信手段
１９５  ＩＯポート
【図１】
0003550599.tif 000014
【図２】
0003550599.tif 000015
【図３】
0003550599.tif 000016
【図４】
0003550599.tif 000017
【図５】
0003550599.tif 000018
【図６】
0003550599.tif 000019
【図７】
0003550599.tif 000020
【図８】
0003550599.tif 000021
【図９】
0003550599.tif 000022
【図１０】
0003550599.tif 000023
【図１１】
0003550599.tif 000024
【図１２】
0003550599.tif 000025
【図１３】
0003550599.tif 000026
【図１４】
0003550599.tif 000027
【図１５】
0003550599.tif 000028
【図１６】
0003550599.tif 000029
【図１７】
0003550599.tif 000030