(57)【要約】      （修正有）【課題】ラインセンサが飽和しないように積分制御する。【解決手段】複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換して積分し、画像信号として出力するラインセンサと、ラインセンサの複数の領域中の一部の領域に隣接して設けられ、隣接した領域の受光量をモニタ信号として出力するモニタセンサと、前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したときにラインセンサの積分を終了させる制御手段と、前記ラインセンサが出力した画像信号に基づいて、飽和画像信号が存在するか否かを検知する飽和検知手段とを備え、前記制御手段は、前記飽和検知手段が飽和した画像信号を検知したときは、前記モニタ信号がより早く終了値に達するように終了値を変更して前記ラインセンサに再積分をさせる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換して積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、
前記ラインセンサの領域に隣接して設けられ、隣接した領域の受光量をモニタしてモニタ信号として出力するモニタセンサと、
前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したときにラインセンサの積分を終了させる制御手段と、
前記ラインセンサが出力した画像信号に基づいて、飽和画像信号が存在するか否かを検知する飽和検知手段とを備え、
前記制御手段は、前記飽和検知手段が飽和した画像信号を検知したときは、前記モニタ信号がより早く終了値に達するように終了値を変更して前記ラインセンサに再積分をさせることを特徴とする焦点検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の焦点検出装置は、前記画像信号を設定された増幅率で増幅する増幅手段を備え、前記制御手段は、通常の積分において、予め設定された最大積分時間が経過しても前記全てのモニタセンサのモニタ信号が前記所定の終了値に達しないときは、前記積分がより早く終了するように前記終了値を段階的に変更し、かつ増幅手段の増幅率を段階的に高く変更し、
前記制御手段は、前記ラインセンサに再積分をさせた場合において、前記予め設定された最大積分時間が経過しても前記全モニタセンサのモニタ信号が前記変更した終了値に達していないときは、前記積分増幅率は変えずに、前記終了値を前記積分がより早く終了するように前記終了値を段階的に変更する焦点検出装置。
【請求項３】
請求項２記載の焦点検出装置において、前記制御手段は、前記増幅率が所定倍以下であって、前記積分時間が所定時間よりも長かったときは、前記最大積分時間を前記積分時間よりも短い所定時間に変更して前記ラインセンサに通常積分をさせる焦点検出装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の焦点検出装置において、前記飽和検知手段は、前記増幅手段によって増幅された画像信号について飽和しているか否か検知する焦点検出装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか一項記載の焦点検出装置は、前記ラインセンサの複数の領域において積分した電気信号を前記各領域毎に逐次転送し、単一の出力端から出力する転送部を備え、前記増幅手段は、該転送部の出力端から出力された電気信号を増幅する焦点検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一眼レフカメラ等の光学機器に搭載される焦点検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフカメラの自動焦点調節（ＡＦ）装置として備えられた、いわゆる位相差方式の焦点検出装置は、瞳分割した一対の被写体像を、ラインセンサの一対の領域に投影し、ラインセンサで積分（電気的な信号に変換）し、画像信号に変換する。そうして、一対の被写体像に関する一対の画像信号に基づいてその画像の位相差を検出し、位相差に基づいて焦点状態（デフォーカス）を検出している。
【０００３】
複数の焦点検出エリアについて焦点検出が可能な場合は、各焦点検出エリアに対応するラインセンサまたは各領域についてモニタセンサが設けられ、最も明るい被写体像を受光したモニタセンサに基づいて積分終了および画像信号の増幅制御（オートゲインコントロール制御）を行っている（特許文献１）。そのため、いずれかのラインセンサの画像信号が飽和することは希であった。
【特許文献１】特開平10-90593号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら近年は、焦点検出エリア数が増加し、多数の検出エリア毎に、あるいは長い複数の検出エリアについて受け持つ長いラインセンサが備えられるようになってきた。そのため、限られたチップサイズにおいて、各ラインセンサ毎に、あるいは各焦点検出エリア毎に複数のモニタセンサを備えることは困難になってきた。
【０００５】
また、検出エリアの多数化と自動焦点調節（ＡＦ）光学系の小型化に伴い、ラインセンサ受光面を照射する光量が少なく、暗くなる傾向にあるため、積分時間が長くなり、ＡＦ動作の時間が長くなっていた。
【０００６】
本発明は、係る従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、モニタセンサをラインセンサの一部領域にしか設けなくても、ラインセンサが飽和しないように積分制御できる焦点検出装置を提供することを目的とする。
また別の本発明は、中間輝度付近の積分時間の短縮を図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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成する本発明は、複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換して積分し、画像信号として出力するラインセンサと、複数の画素を有する領域を複数備え、各画素が受光した被写体光を光電変換して積分し、積分した電荷を画像信号として出力するラインセンサと、前記ラインセンサの領域に隣接して設けられ、隣接した領域の受光量をモニタしてモニタ信号として出力するモニタセンサと、前記モニタセンサのモニタ信号が所定の終了値に達したときにラインセンサの積分を終了させる制御手段と、前記ラインセンサが出力した画像信号に基づいて、飽和画像信号が存在するか否かを検知する飽和検知手段とを備え、前記制御手段は、前記飽和検知手段が飽和した画像信号を検知したときは、前記モニタ信号がより早く終了値に達するように終了値を変更して前記ラインセンサに再積分をさせることに特徴を有する。
【０００８】
好ましい実施形態では、前記画像信号を設定された増幅率で増幅する増幅手段を備え、前記制御手段は、通常の積分において、予め設定された最大積分時間が経過しても前記全てのモニタセンサのモニタ信号が前記所定の終了値に達しないときは、前記積分がより早く終了するように前記終了値を段階的に変更し、かつ増幅手段の増幅率を段階的に高く変更し、前記制御手段は、前記ラインセンサに再積分をさせた場合において、前記予め設定された最大積分時間が経過しても前記全モニタセンサのモニタ信号が前記変更した終了値に達していないときは、前記積分増幅率は変えずに、前記終了値を前記積分がより早く終了するように前記終了値を段階的に変更する。
【０００９】
前記制御手段は、前記増幅率が所定倍以下であって、前記積分時間が所定時間よりも長かったときは、前記最大積分時間を前記積分時間よりも短い所定時間に変更して前記ラインセンサに通常積分をさせる。
【００１０】
より実際的には、前記飽和検知手段は、前記増幅手段によって増幅された画像信号について飽和しているか否か検知する。
好ましい実施形態では、前記ラインセンサの複数の領域において積分した電気信号を前記各領域毎に逐次転送し、単一の出力端から出力する転送部を備え、前記増幅手段は、該転送部の出力端から出力された電気信号を増幅する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、モニタセンサによって受光光量をモニタしないラインセンサまたは領域があっても、飽和した画像信号が存在する場合は、飽和しないように増幅率を下げ、または最大積分時間を短くして再積分するので、画像信号の飽和による誤合焦が防止される。増幅率を下げずに最大積分時間を短くする場合は、再積分時間が短くなるので、処理時間が短くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明を適用する一眼レフカメラの主要構成の一実施形態をブロックで示した図である。このＡＦ一眼レフカメラは、焦点検出用素子としてＣＣＤ焦点検出素子６１を備えたマルチＡＦモジュール（多点焦点検出モジュール）６０を内蔵したカメラボディ１１と、このカメラボディ１１に着脱可能なＡＦ対応の撮影レンズ５１とを備えている。カメラボディ１１は、カメラボディ１１および撮影レンズ５１を総括的に制御する、選択手段、識別手段および信頼性判定手段としても動作するボディＣＰＵ３１を備えている。
一方撮影レンズ５１は、レンズ機能を制御するレンズＣＰＵ５７を備えている。さらにカメラボディ１１は、撮影レンズ５１に搭載されたレンズＣＰＵ５７との間でレンズ情報、ＡＦレンズ駆動情報等を入出力する周辺制御回路２１を備えている。
【００１３】
撮影レンズ５１からカメラボディ１１内に入射した被写体光束は、大部分がメインミラー１３により、ファインダ光学系を構成するペンタプリズム１７に向かって反射され、ペンタプリズム１７で反射されてアイピースから射出する。ペンタプリズム１７から射出された被写体光束の一部は測光ＩＣ１８の受光素子に入射する。一方、メインミラー１３の中央部に形成されたハーフミラー部１４に入射した光束の一部はハーフミラー部１４を透過し、メインミラー１３の背面に設けられたサブミラー１５により下方に反射され、マルチＡＦモジュール６０に入射する。
【００１４】
測光ＩＣ１８は、受光量に応じて光電変換した電気信号を、周辺制御回路２１を介してボディＣＰＵ３１に測光信号として入力する。ボディＣＰＵ３１は、測光信号およびフィルム感度情報等に基づいて所定の露出演算を実行し、露出用の適正シャッタ速度および絞り値を算出する。そして、これらの算出したシャッタ速度および絞り値に基づいて、撮影処理の際に周辺制御回路２１は、モータドライブ回路２４を介してミラーモータ２５を駆動してメインミラー１３をアップするとともに、絞り機構２２を駆動して撮影レンズ５１の絞り（図示せず）を算出した絞り値に設定し、算出したシャッタ速度に基づいて露光機構（フォーカルプレーンシャッタ）２３を駆動して露光する。さらに露光終了後、周辺制御回路２１はミラーモータ２５を駆動してメインミラー１３をダウンし、フィルム巻上モータ２６を駆動してフィルムを１コマ分巻き上げる。
【００１５】
ボディＣＰＵ３１は、制御プログラム等をメモリしたＲＯＭ３１ａ、演算用、制御用の所定のデータを一時的にメモリするＲＡＭ３１ｂ、計時用のタイマー３１ｃ、カウンタ３１ｄ、マルチＡＦモジュール６０（ＣＣＤ焦点検出素子６１）から入力した出力ＶＯＵＴ信号（積分終了信号／ビデオ信号Ｖｉｄｅｏ）をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３１ｅ、モニタ基準ＶＭＳ信号をＤ／Ａ変換して出力するＤ／Ａ変換器３１ｆを内蔵している。さらにボディＣＰＵ３１には、外部不揮発性メモリ手段としてＥＥＰＲＯＭ３８が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３８には、カメラボディ１１特有の各種定数などがメモリされている。
【００１６】
マルチＡＦモジュール６０は、いわゆる瞳分割位相差方式であって、複数のＣＣラインセンサを有するＣＣＤ焦点検出素子６１と、図示しないがＡＦ光学系として、撮像面と等価な焦点検出面において、複数の焦点検出エリア内に被写体像を形成する被写体光束を二分割に瞳分割して、対応するラインセンサ上に投影する光学系を備えている。
【００１７】
ＣＣＤ焦点検出素子６１は、いわゆる瞳分割された一対の被写体光束をそれぞれ受光して積分する複数列のラインセンサと、各ラインセンサの受光光量をモニタ、つまり積分値をチェックするモニタセンサを備えている。各ラインセンサおよびモニタセンサは、ＣＣＤ焦点検出素子６１が備えた制御回路系により駆動制御される。制御回路系は、モニタセンサのモニタ電圧（出力電圧）が所定のＡＧＣレベルに達すると、そのモニタセンサに対応するラインセンサＩの積分を終了させる。そして、全てのラインセンサの積分を終了させると、ラインセンサが積分した電荷を、ラインセンサ毎に画素単位で逐一電圧に変換し、画素単位のビデオ信号Ｖｉｄｅｏとして、ボディＣＰＵ３１へ出力する。
【００１８】
ボディＣＰＵ３１は、マルチＡＦモジュール６０から入力したビデオ信号Ｖｉｄｅｏを内蔵Ａ／Ｄ変換器３１ｅでデジタル信号に変換し、焦点検出エリアに対応するデジタル信号に基づいて所定の演算（プレディクタ演算）を実行してデフォーカス量を算出する。算出したデフォーカス量に基づいてＡＦモータ３３の回転方向を決定し、回転数を、ＡＦモータ３３の回転数を検出するエンコーダ３７が出力するＡＦパルス数として算出し、内蔵のカウンタ３１ｄにセットする。そうしてボディＣＰＵ３１は、その回転方向およびパルス数に基づき、ＡＦモータドライバ３２を介してＡＦモータ３３を駆動する。この駆動に際してボディＣＰＵ３１は、ＡＦモータ３３の回転に連動してエンコーダ３７が出力するパルスを内蔵のカウンタ３１ｄでダウンカウントし、カウント値が０になったらＡＦモータ３３を停止させる。
【００１９】
ＡＦモータ３３の回転は、ギアブロック３４により減速され、カメラボディ１１のマウント部に設けられたジョイント３５と撮影レンズ５１のマウント部に設けられたジョイント５５との接続を介して撮影レンズ５１側に伝達される。
【００２０】
さらにボディＣＰＵ３１には、フォーカスモードをマニュアルモード、ＡＦ（ワンショット／コンティニュアスＡＦ）モードの間で切り換えるフォーカススイッチＳＷＡＦ、マニュアルレリーズ釦の半押しでオンする測光スイッチＳＷＳおよび全押しでオンするレリーズスイッチＳＷＲ、周辺制御回路２１等への電源をオン／オフするメインスイッチＳＷＭが接続されている。
【００２１】
ボディＣＰＵ３１は、設定されたＡＦ、露出、撮影などのモード、シャッタ速度、絞り値などを表示パネル３９に表示する。表示パネル３９は、通常、カメラボディ１１の外面およびファインダ視野内の２ヶ所に設けられた表示器を含む。
【００２２】
撮影レンズ５１は、レンズＣＰＵ５７と、焦点調節用レンズ５２を光軸方向に駆動するギアブロック５３と、撮影レンズ５１のマウント部に設けられた、カメラボディ１１のジョイント３５と着脱自在に連結するジョイント５５を備えている。ＡＦモータ３３の回転は、ギアブロック３４、ジョイント３５、５５を介してギアブロック５３に伝達され、ギアブロック５３を介して焦点調節用レンズ５２を進退移動させる。
【００２３】
レンズＣＰＵ５７は、電気接点群５６、３６の接続を介してカメラボディ１１の周辺制御回路２１と接続されていて、この周辺制御回路２１を介してボディＣＰＵ３１との間で、開放、最大Ｆ値情報、焦点距離情報、レンズ位置（距離）情報などを通信する所定のデータ通信を行う。
【００２４】
次に、この一眼レフカメラに搭載した、ＣＣＤ焦点検出素子６１の詳細構成について、さらに図２を参照して説明する。図２は、ＣＣＤ焦点検出素子６１の受光面６１ａ上のラインセンサＩおよびモニタセンサＭの配列の実施形態を示す図である。この実施形態では、ＣＣＤ焦点検出素子６１は、単一の回路基板８０上に、ラインセンサＩおよびモニタセンサＭと、これらを制御する制御回路７１が形成されている。
【００２５】
ＣＣＤ焦点検出素子６１の受光面６１ａ上にはラインセンサＩとして、中央に、横方向に延びる３列の横ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3が互いに上下方向に所定間隔で平行に配置され、これらの横ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3を上下に挟んで縦方向に延びる７列の縦ラインセンサＩ4、Ｉ5、Ｉ6、Ｉ7、Ｉ8、Ｉ9、Ｉ10が互いに横方向に所定間隔で平行に配置されている。この実施形態のラインセンサＩ1〜Ｉ10は、いわゆるＣＣＤラインセンサであって、各ラインセンサの長手方向に多数の受光素子が配置されている。
【００２６】
横ラインセンサＩ1〜Ｉ3は、受光面６１ａの中央より左半分が基準の領域である基準ブロック（基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ3a）として識別され、右半分が参照の領域である参照ブロック（参照ラインセンサＩ1b〜Ｉ3b）として識別される。
【００２７】
各横ラインセンサＩ1〜Ｉ3は、それぞれの基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ3a、参照ラインセンサＩ1b〜Ｉ3bがそれぞれ４個の基準領域（Ｉ1-1a〜Ｉ1-4a）〜（Ｉ3-1a〜Ｉ3-4a）、参照領域（Ｉ1-1b〜Ｉ1-4b）〜（Ｉ3-1b〜Ｉ3-4b）に識別されている。そうして各基準ラインセンサＩ1〜Ｉ4の各領域（Ｉ1-1a〜Ｉ1-4a）〜（Ｉ3-1a〜Ｉ3-4a）に隣接してモニタセンサ（Ｍ1-1、Ｍ1-2、Ｍ1-3、Ｍ1-4）〜（Ｍ3-1、Ｍ3-2、Ｍ3-3、Ｍ3-4）が配置されている。
【００２８】
これらの各モニタセンサ（Ｍ1-1〜Ｍ1-4）〜（Ｍ3-1〜Ｍ3-4）は独立して動作し、隣接する基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ3aの各領域（Ｉ1-1a〜Ｉ1-4a）〜（Ｉ3-1a〜Ｉ3-4a）の受光量をモニタする。
【００２９】
各縦ラインセンサＩ4、Ｉ5、Ｉ6、Ｉ7、Ｉ8、Ｉ9、Ｉ10は、図において横ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3の上方に位置するものが基準ブロック（基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10a）として識別され、下方に位置するものが参照ブロック（参照ラインセンサＩ4b〜Ｉ10b）として識別される。
【００３０】
各縦ラインセンサＩ4〜Ｉ10は、それぞれの各基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10a、参照ラインセンサＩ4b〜Ｉ10bが長手方向を二分割する２個の基準領域（Ｉ4-1a、Ｉ4-2a）〜（Ｉ10-1a、Ｉ10-2a）、参照領域（Ｉ4-1b、Ｉ4-2b）〜（Ｉ10-1b、Ｉ10-2b）に識別され、各基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10aの基準領域（Ｉ4-1a、Ｉ4-2a）〜（Ｉ10-1a、Ｉ10-2a）に隣接してモニタセンサ（Ｍ4-1、Ｍ4-2）〜（Ｍ10-1、Ｍ10-2）が配置されている。
【００３１】
これらの各モニタセンサ（Ｍ4-1、Ｍ4-2）〜（Ｍ10-1、Ｍ10-2）は独立して動作し、隣接する基準ラインセンサＩ4〜Ｉ10の各基準領域（Ｉ4-1a、Ｉ4-2a）〜（Ｉ10-1a、Ｉ10-2a）の受光量をモニタする。
【００３２】
このように構成された各ラインセンサＩ1〜Ｉ10は、複数の測距ゾーンについて瞳分割された各一対の被写体光束のうち、一方を基準ラインセンサＩ1a〜Ｉ10aで受光し、他方を参照ラインセンサＩ1b〜Ｉ10bで受光するように使用される。
【００３３】
さらにＣＣＤ焦点検出素子６１は、各ラインセンサＩ1〜Ｉ10と平行にモニタセンサＭとは反対側に隣接して平行に配置された、各ラインセンサＩ1〜Ｉ10の受光素子が積分（蓄積）した電荷がラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4〜Ｉ10単位で転送されるシフトレジスタ６２、６３、６４、６２１〜６２３、６３４〜６３１０、６４４〜６４１０を備えている。なお、各ラインセンサＩ1〜Ｉ10の受光素子は、フォトダイオードと、フォトダイオードが光電変換して積分した電荷を積分終了時に各ラインセンサＩ1〜Ｉ10毎に各受光素子単位で保存する図示しないＳＴ（ストレージ）部を備えている。
【００３４】
全てのラインセンサＩ1〜Ｉ10の積分が終了すると、ＳＴ部に保存された電荷が、シフトレジスタ６２、６３、６４を経由して、電荷検出部６５からシリアルに読み出される。シフトレジスタ６２は直接電荷検出部６５に、シフトレジスタ６３はシフトレジスタ６２と合流して電荷検出部６５に接続されている。
なお、本実施例において、縦ラインセンサＩ4〜Ｉ10の基準ラインセンサＩ4a〜Ｉ10aの電荷はシフトレジスタ６３により、参照ラインセンサＩ4b〜Ｉ10bの電荷はシフトレジスタ６４により電荷検出部６５まで転送される。
【００３５】
図３には、このＣＣＤ焦点検出素子６１の回路基板８０上に形成された制御回路系の要部をブロックで示した。ＣＣＤ焦点検出素子６１の動作は、この回路基板８０上に形成された制御回路７１によって制御される。このＣＣＤ焦点検出素子６１は、この制御回路系によって、使用するラインセンサＩおよびモニタセンサＭの選択が可能である。制御回路７１は、ボディＣＰＵ３１との間で通信により指示を受けて動作する。この実施形態のＣＣＤ焦点検出素子６１は、ボディＣＰＵ３１からのコマンドによって指定されたラインセンサＩとモニタセンサＭを制御回路７１が選択し、制御する。
【００３６】
次にこのＣＣＤ焦点検出素子６１の構成について説明するが、各ラインセンサＩおよびモニタセンサＭの基本的な動作は同一なので、横ラインセンサＩ1（Ｉ1-1〜Ｉ1-4）および対応するモニタセンサＭ１（Ｍ1-1〜Ｍ1-4）の動作に関して説明する。
【００３７】
制御回路７１は、積分を開始するときは、その直前に、ラインセンサＩ1をいわゆる掃き出し駆動して各画素（フォトダイオード）が蓄積した電荷を掃き出し、各画素単位で積分（電荷蓄積）を開始する。同時にモニタセンサＭ1-1〜Ｍ1-4もクリアして、モニタセンサＭ1-1〜Ｍ1-4による積分量モニタを開始する。各モニタセンサＭの出力電圧は、バッファを介してオートゲインコントローラＡＧＣで積分時間を制御する。各オートゲインコントローラＡＧＣは、ボディＣＰＵ３１から出力されるＶＭＳ信号によって制御される。
【００３８】
オートゲインコントローラＡＧＣから出力されるモニタ信号は、制御回路７１およびモニタ出力選択回路７２に入力される。制御回路７１は、各モニタ信号が所定のＡＧＣレベル（積分終了値）に達したことを検知する検知手段としてのロジック（例えばオペアンプ）を内蔵し、いずれかのロジックの出力が変化したときに、選択回路７３を介して積分ＯＲ信号をポートＴＮＴに出力する。このポートＴＮＴに出力された信号によりボディＣＰＵ３１は、いずれかのラインセンサＩが積分終了したことを検知する。本実施例において制御回路７１は、前記いずれかのロジックがハイレベルからローレベルに落ちたときに、選択回路７３に出力している積分ＯＲ信号をハイレベルからローレベルに落とす。なお、積分ＯＲ信号は、積分開始時はハイレベル信号である。
【００３９】
制御回路７１は、前記ロジックの出力が変化したとき、つまりモニタ信号が所定のＡＧＣレベルに達したときにそのモニタセンサＭに対応するラインセンサＩの積分を終了させる。積分の終了処理は、対応するラインセンサＩ1〜Ｉ10のＳＴ部への電荷の蓄積を終了することである。
【００４０】
また、モニタ出力選択回路７２に入力されたモニタセンサＭのモニタ信号は、一つずつ出力選択回路７０に出力され、出力選択回路７０を経由してポートＶＯＵＴから出力される。
【００４１】
ボディＣＰＵ３１は、モニタセンサＭを指定するＤＡＴＡ信号をＣＣＤ焦点検出素子６１に出力する。ＣＣＤ焦点検出素子６１の制御回路７１は、ボディＣＰＵ３１から指定されたモニタセンサＭのモニタ信号を、モニタ出力選択回路７２で選択し、出力選択回路７０を介してＶＯＵＴ信号としてボディＣＰＵ３１に出力する。同時に制御回路７１は、積分ＡＮＤ信号を、選択回路７４を介してポートＳＰから出力し、この積分ＡＮＤ信号をボディＣＰＵ３１はポートＴＲＩＧから入力し、“Ｌ”レベルになるまで入力したモニタ信号をＡ／Ｄ変換する。
ボディＣＰＵ３１は、入力したモニタセンサＭのモニタ信号をＡ／Ｄ変換し、積分時間予測やゲイン（Gain）設定に利用する。
【００４２】
この実施形態のＣＣＤ焦点検出素子６１は、積分開始後、モニタ出力選択回路７２から択一的にモニタ信号を出力選択回路７０からＶＯＵＴ信号として出力する。全てのモニタセンサＭのモニタ信号が所定のＡＧＣレベルに達するか所定時間（最大積分時間）が経過するかいずれか早いときの後、つまり全てのラインセンサＩの積分が終了しまたは強制終了させた後は、ラインセンサＩから読み出した画像信号（ビデオ信号Ｖｉｄｅｏ）を出力選択回路７０を介してポートＶＯＵＴからＶＯＵＴ信号として出力する。
【００４３】
制御回路７１は、所定時間内に全てのモニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達したことを検知したときは、選択回路７４を介して積分ＡＮＤ信号をポートＳＰからボディＣＰＵ３１に出力する。全てのモニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達する前に所定時間が経過したときは、制御回路７１はモニタ信号がＡＧＣレベルに達していない全てのモニタセンサＭに対応するラインセンサＩの積分を終了させて、積分ＡＮＤ信号（第二の終了信号）を選択回路７３を介してポートＳＰからボディＣＰＵ３１に出力する。
【００４４】
全てのラインセンサＩの積分が終了したら、各ラインセンサＩ1、Ｉ2、Ｉ3、Ｉ4〜Ｉ10の単位で、シフトレジスタ６２、６３、６４を介して、ラインセンサＩ1〜Ｉ10およびその画素単位で電荷を逐次転送し、電荷検出部６５で電圧信号に変換して出力する。
【００４５】
電荷単位の電圧信号を、増幅器（Gain AMP）６６で増幅してから、サンプルホールド回路（S/H）６７、クランプ回路６８でＯＢ電圧をクランプし、バッファ６９から、出力選択回路７０を介してポートＶＯＵＴからＶＯＵＴ信号（ビデオ信号）として出力する。ボディＣＰＵ３１は、ポートＡ／Ｄから入力する。ボディＣＰＵ３１は、入力したＶＯＵＴ信号を画素単位で、内蔵のＡ／Ｄ変換器３１ｅによりディジタル信号に変換し、内蔵のＲＡＭ３１ｂに順にメモリする。
【００４６】
ラインセンサＩ1〜Ｉ10の１つの領域（ブロック）に１つのモニタセンサ（Ｍ1-1〜Ｍ1-4）〜（Ｍ3-1〜Ｍ3-4）、（Ｍ4-1、Ｍ4-2）〜（Ｍ10-1、Ｍ10-2）の構成となっており、分割されていないため、モニタセンサ（Ｍ1-1〜Ｍ1-4）、（Ｍ4-1、Ｍ4-2）〜（Ｍ10-1、Ｍ10-2）はその領域の平均出力となる。そのため、同一の領域内の被写体像に暗部分が多い場合、その領域のラインセンサＩ1〜Ｉ10の出力が飽和する場合がある。
【００４７】
そこで本発明の実施形態では、ラインセンサＩ1乃至Ｉ10の出力が飽和した場合は、ＡＧＣレベルを下げて（１／２倍して）再積分する。
または、ゲインが２倍以上でなく、積分時間が所定時間以上（最大時間の１／２を超えていた場合）は、最大積分時間を１／２に短縮する。
この構成より、出力が飽和することによる誤合焦を防止でき、中間輝度付近においてはＡＦ動作時間の短縮を図ることができる。
【００４８】
次に、この一眼レフカメラの自動焦点検出および焦点調節動作について、さらに図４乃至図６に示したフローチャートを参照して説明する。カメラボディ１１に図示しない電池が装填され、メインスイッチＳＷＭがＯＮされると、図４に示したスタート処理に入る。スタート処理に入ると、まず、ボディＣＰＵ３１は、カメラ動作全般を統括的に制御するシステムのイニシャライズを実行する（ステップ（以下「Ｓ」と称する）１０１）。システムのイニシャライズには、ボディＣＰＵ３１の起動、ＲＯＭからマイクロプログラムの読み込み、キャッシュ、入出力ポート、フラグ等のイニシャライズが含まれる。その後、電池から所定の電圧が供給されている間、Ｓ１０３乃至Ｓ１３９の処理を実行する。
【００４９】
まず、ボディＣＰＵ３１以外の部材への電力供給を停止するパワーダウン処理（Ｓ１０３）を実行する。そうして、測光スイッチＳＷＳがＯＮしたかどうかをチェックし（Ｓ１０５）、ＯＮしていなければ（Ｓ１０５；Ｎ）、パワーダウン処理（Ｓ１０３）を実行してパワーダウン状態を維持する。測光スイッチＳＷＳがＯＮすると（Ｓ１０５；Ｙ）、パワーオン（Ｓ１０７）してＰＨＯＮループ処理に入る。パワーオン処理（Ｓ１０７）は、ボディＣＰＵ３１以外の部材へも電池の電力を供給する処理であって、例えば表示パネル４９に撮影モードなどを表示する。
【００５０】
『ＰＨＯＮループ』
ＰＨＯＮループ処理に入ると、ＰＨＯＮループ時間タイマをスタートさせる（Ｓ１０９）。ＰＨＯＮループ時間は、主にＡＦ処理を所定間隔で繰り返し実行するためのインターバル時間である。次に、スイッチチェック（Ｓ１１１）、つまり各スイッチの状態を入力し、レンズ通信（Ｓ１１３）を実行して撮影レンズ５１からレンズ情報を入力する。
【００５１】
周辺制御回路２１から、測光ＩＣ１８によって測光した被写体輝度信号Ｂｖを入力してＡ／Ｄ変換し（Ｓ１１５）、選択された露出モードによるアルゴリズムでＡＥ演算処理（Ｓ１１７）を実行してシャッタ速度および絞り値を求め、これらの値を表示パネル４９に表示する（Ｓ１１９）。
【００５２】
レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしているかどうかをチェックし、ＯＮしていれば（Ｓ１２１；Ｙ）、レリーズ処理（Ｓ１３９）を実行してＰＨＯＮループ処理に戻る。レリーズスイッチＳＷＲがＯＮしていない場合（Ｓ１２１；Ｎ）は、ＡＦ処理（Ｓ１２３）を、ループ時間が経過するまで繰り返し実行する（Ｓ１２５；Ｎ、Ｓ１２３）。ループ時間が経過したら（Ｓ１２５；Ｙ）、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかをチェックし（Ｓ１２７）、ＯＮしていたら（Ｓ１２７；Ｙ）ＰＨＯＮループ処理の最初のステップに戻る。
【００５３】
測光スイッチＳＷＳがＯＮしていなかったら（Ｓ１２７；Ｎ）、パワーホールド中フラグが“１”かどうかをチェックし（Ｓ１２９）、“１”でなければパワーホールドタイマをスタートさせ（Ｓ１３１）、パワーホールド中フラグに“１”をセットしてＳ１３５に進む。パワーホールド中フラグに“１”がセットされていたとき（Ｓ１２９；Ｙ）は、Ｓ１３１、Ｓ１３３をスキップしてＳ１３５に進む。
【００５４】
Ｓ１３５では、パワーホールド時間が経過したかどうかをチェックし、経過しているとき（Ｓ１３５；Ｙ）はパワーホールド中フラグをクリア（Ｓ１３７）してからＳ１０３に戻り、経過していないとき（Ｓ１３５；Ｎ）はそのままＰＨＯＮループ処理の最初のステップＳ１０９に戻る。つまり、測光スイッチＳＷＳがオフしてからパワーホールド時間が経過するまではＳ１０９乃至Ｓ１３５の処理を繰り返し実行し、測光スイッチＳＷＳがオフしてからパワーホールド時間が経過したら、パワーホールド中フラグをクリアしてＳ１０３に戻ってパワーダウン処理を実行し、パワーダウン状態で測光スイッチＳＷＳがＯＮするのを待つ（Ｓ１０５）。
【００５５】
Ｓ１２３で実行するＡＦ処理の詳細について、図５に示したフローチャートを参照して説明する。ＡＦ処理に入ると、測光スイッチＳＷＳがＯＮしているかどうかをチェック（Ｓ２０１）する。測光スイッチＳＷＳがオフしていたとき（Ｓ２０１；Ｎ）は、ＡＦロックフラグ、ＡＧＣレベルシフトフラグおよび時間短縮要求フラグの全てに“０”をセット（フラグクリア）して（Ｓ２１７、Ｓ２１９、Ｓ２２１）、リターンする（ＲＥＴ）。
【００５６】
測光スイッチＳＷＳがＯＮしているとき（Ｓ２０１；Ｙ）は、ＡＦロックフラグが“１”かどうかをチェックする（Ｓ２０３）。ＡＦロックフラグは、ワンショットＡＦモードにおいて合焦したときにその合焦状態を維持するためにセットされるフラグである。
【００５７】
ＡＦロックフラグに“１”がセットされていない場合（Ｓ２０３；Ｎ）は、ＣＣＤ焦点検出素子６１に積分処理を実行させ（Ｓ２０５）、ＣＣＤ焦点検出素子６１からビデオ信号Ｖｉｄｅｏを入力し、デフォーカス演算を実行する（Ｓ２０７）。そうして、演算したデフォーカス量（絶対値）が合焦幅未満であるかどうかチェックする（Ｓ２０９）。合焦幅とは、焦点深度により合焦とみなせるデフォーカス量の範囲である。この合焦幅は、一定値、または撮影レンズから入力した焦点距離、開放絞り情報から演算して設定することができる。
【００５８】
デフォーカス量が合焦幅未満でなかった場合（Ｓ２０９；Ｎ）は、デフォーカス量に基づいてＡＦモータ３３を駆動するパルス数を演算し（Ｓ２１３）、ＡＦモータ３３を駆動して（Ｓ２１５）リターンする（ＲＥＴ）。
デフォーカス量が合焦未満であった場合（Ｓ２０９；Ｙ）は、ＡＦロックフラグに“１”をセットし（Ｓ２１１）、リターンする（ＲＥＴ）。ＡＦロックフラグに“１”をセットすると、次にＡＦ処理に入っても、Ｓ２０３からリターンする。
【００５９】
『積分処理』
積分処理について、図６に示したフローチャートを参照して説明する。積分処理に入ると、まず、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）レベルを設定する（Ｓ３０１）。ＡＧＣレベルの初期値は、あらかじめ決められた適正値である。
次に、ＡＧＣレベルシフトフラグが“１”かどうかをチェックする（Ｓ３０３）。ＡＧＣレベルシフトフラグが“１”の場合（Ｓ３０３；Ｙ）はＡＧＣレベルを１／２に設定して（Ｓ３０５）からＳ３０７に進み、ＡＧＣレベルシフトフラグが“１”でない場合（Ｓ３０３；Ｎ）はそのままＳ３０７に進む。積分処理１回目では、ＡＧＣレベルシフトフラグは“０”である。
【００６０】
Ｓ３０７では、最大積分時間を設定する。最大積分時間の初期値は、所定値である。そうして、時間短縮要求フラグに“１”がセットされているかどうかをチェックする（Ｓ３０９）。時間短縮要求フラグに“１”がセットされている場合（Ｓ３０９；Ｙ）は、最大積分時間を１／２にセットしてＳ３１３に進み、“１”がセットされていない場合（Ｓ３０９；Ｎ）はそのままＳ３１３に進む。Ｓ３１３では、ＣＣＤ焦点検出素子６１との間で積分開始通信を実行して、ＣＣＤ焦点検出素子６１に積分処理を開始させる。
【００６１】
積分が始まると、いずれかのラインセンサの積分が終了したか否か、つまりいずれかのモニタセンサの出力レベルが積分終了値に達してＯＲ信号が出力されたか否かをチェックし（Ｓ３１５）、ＯＲ信号が出力されていなければ（Ｓ３１５；Ｎ）、各ラインセンサ毎に積分時間をメモリし（Ｓ３１７）、最大積分時間が経過したかどうかをチェックし（Ｓ３２５）、最大積分時間が経過していない場合（Ｓ３２５；Ｎ）は、全積分が終了したかどうか（全モニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達したかどうか）をチェックし（Ｓ３２７）、全積分が終了していない場合（Ｓ３２７；Ｎ）は、Ｓ３１５に戻る。
【００６２】
ＯＲ信号が出力され（モニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達し）ていた場合（Ｓ３１５；Ｙ）は、積分終了情報通信を実行し（Ｓ３１９）、積分中のセンサありか否かをチェックし（Ｓ３２１）、積分中のセンサがある場合（Ｓ３２１；Ｙ）は、積分中センサの積分時間をメモリして（Ｓ３２３）からＳ３２５に進み、積分中センサがない場合（Ｓ３２１；Ｎ）は、そのままＳ３２５に進む。
【００６３】
全モニタセンサＭに投影される被写体像が暗い場合等において、モニタセンサＭのモニタ出力がＡＧＣレベルに達する前（全ラインセンサＩの積分が終了する前）に最大積分時間が経過する場合がある（Ｓ３２５；Ｙ）。この場合は、ＡＧＣレベルを１／２に設定して（Ｓ３２９）、積分終了したかどうかをチェックする（Ｓ３３１）。積分終了していなければ（Ｓ３３１；Ｎ）、ゲインＧａｉｎ（増幅率）を前回の２倍に設定し（Ｓ３３３）、ＡＧＣレベルシフトフラグに“１”がセットされているか否かをチェックする（Ｓ３３５）。すでに“１”がセットされていれば（Ｓ３３５；Ｙ）、ゲインＧａｉｎを１／２倍し（Ｓ３３７）、“１”がセットされていなければ（Ｓ３３５；Ｎ）、ゲインＧａｉｎはそのままで（Ｓ３３７をスキップして）、ゲインＧａｉｎが最大ゲインＧａｉｎかどうかをチェックする（Ｓ３３９）。最大ゲインＧａｉｎでないとき（Ｓ３３９；Ｎ）は、Ｓ３２９に戻る。最大ゲインＧａｉｎのとき（Ｓ３３９；Ｙ）は、Ｓ３２７に進む。つまり、積分が終了するか、ゲインＧａｉｎが最大ゲインＧａｉｎになるかいずれか早いときまで、ＡＧＣレベルを１／２倍ずつ下げながらゲインＧａｉｎを２倍する。そうして、全積分が終了したとき（Ｓ３３１；Ｙ）またはゲインＧａｉｎが最大ゲインＧａｉｎに達したとき（Ｓ３３９；Ｙ）のいずれか早いときに、Ｓ３２７に進む。
【００６４】
なお、最大積分時間が経過した場合（Ｓ３２５；Ｙ）の処理（Ｓ３２９乃至Ｓ３３９）において、ＡＧＣレベルを１／２に設定しても（Ｓ３２９）、積分終了しなければ（Ｓ３３１；Ｎ）、ゲインＧａｉｎ（増幅率）を前回の２倍に設定し（Ｓ３３３）、ＡＧＣレベルシフトフラグに“１”がセットされていたとき（Ｓ３３５；Ｙ）は、ゲインＧａｉｎを１／２倍（Ｓ３３７）する代わりに、積分時間を１／２倍しても飽和を防ぐことができる。
【００６５】
最大積分時間が経過する前（Ｓ３２５；Ｎ）に全モニタセンサＭのモニタ信号がＡＧＣレベルに達したとき、つまり全積分が終了したとき（Ｓ３２７；Ｙ）も、Ｓ３４１に進む。Ｓ３４１では、ＣＣＤ焦点検出素子６１に対して積分終了通信を実行して積分を終了させる。そうして、ＣＣＤ焦点検出素子６１からビデオ信号Ｖｉｄｅｏを入力し、Ａ／Ｄ変換してデジタル値により出力が飽和している画素データが存在するか否かをチェックして、飽和した画素データが存在する場合は飽和出力フラグに“１”をセットする（Ｓ３４３）。さらに、各ラインセンサＩからのビデオ信号Ｖｉｄｅｏ毎にデフォーカス演算を実行する（Ｓ３４５）。
【００６６】
次に、ＡＧＣレベルシフトフラグに“１”がセットされているか否かをチェックする（Ｓ３４７）。“１”がセットされていなければ（Ｓ３４７；Ｎ）、飽和出力フラグに“１”がセットされているか否かチェックする（Ｓ３４９）。“１”がセットされていれば（Ｓ３４９；Ｙ）、ＡＧＣレベルシフトフラグに“１”をセットし（Ｓ３５１）、Ｓ３０１に戻って再度積分処理を実行する。飽和出力フラグに“１”がセットされていない場合（Ｓ３４９；Ｎ）は、Ｓ３５７に進む。
【００６７】
ビデオＶｉｄｅｏ信号に飽和した画素データが存在していた場合の再積分処理では、ＡＧＣレベルシフトフラグに“１”をセットされているのでＡＧＣレベルを１／２倍するので（Ｓ３０３；Ｙ、Ｓ３０５）、各ラインセンサＩの積分を１回目よりも低いレベルで、短時間で終了させ、飽和による誤合焦を防ぐことができる。
【００６８】
ＡＧＣシフトレベルフラグに“１”がセットされている場合（Ｓ３４７；Ｙ）、再積分した場合は、Ｓ３５１においてＡＧＣレベルシフトフラグに“１”がセットされているので（Ｓ３４７；Ｙ）、Ｓ３５３に進む。
Ｓ３５３では、デフォーカス演算ＮＧまたはローコントラストであるか否かチェックし、いずれかの場合（Ｓ３５３；Ｙ）はＡＧＣレベルシフトフラグに“０”をセット（Ｓ３５５）してからＳ３５７に進み、いずれでもない場合（Ｓ３５３；Ｎ）はＳ３５５をスキップしてＳ３５７に進む。
【００６９】
Ｓ３５７では、デフォーカス演算ＮＧまたはローコントラストまたはゲインＧａｉｎ２倍以上か否かをチェックし、いずれかであれば（Ｓ３５７；Ｙ）、時間短縮要求フラグに“０”をセット（Ｓ３６３）してリターンし（ＲＥＴ）、いずれでもなければ（Ｓ３５７；Ｎ）、積分時間が最大時間の１／２を超えているか否かをチェックする（Ｓ３５９）。積分時間が最大時間の１／２を超えていれば（Ｓ３５９；Ｙ）、時間短縮要求フラグに“１”をセットして（Ｓ３６１）リターンし（ＲＥＴ）、超えていなければ（Ｓ３５９；Ｎ）、Ｓ３６１をスキップしてリターンする（ＲＥＴ）。
時間短縮要求フラグに“１”をセットして（Ｓ３６１）リターンした場合は、次にこの積分処理に入ったときに、最大積分時間が１／２に設定される（Ｓ３０９；Ｙ、Ｓ３１１）。これにより、被写体が比較的暗い場合に積分処理時間が短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明を適用した一眼レフカメラの実施形態の主要部をブロックで示す図である。
【図２】同一眼レフカメラに搭載された多点焦点検出素子の一実施例を示す図である。
【図３】同一眼レフカメラに搭載された多点焦点検出素子上の制御回路の概略をブロックで示す図である。
【図４】同一眼レフカメラの動作に関するメイン処理をフローチャートで示す図である。
【図５】同一眼レフカメラのＡＦ処理の実施形態をフローチャートで示す図である。
【図６】同ＡＦ処理中の積分処理に関する実施形態をフローチャートで示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１  カメラボディ
１３  メインミラー
１４  ハーフミラー部
１５  サブミラー
２１  周辺制御回路
３１  ボディＣＰＵ
３１ｄ  カウンタ
３２  ＡＦモータドライバ
３３  ＡＦモータ
３４  ギアブロック
３５  ジョイント
３７  エンコーダ
３８  ＥＥＰＲＯＭ
５１  撮影レンズ
５２  焦点調節用レンズ
５３  ギアブロック
５５  ジョイント
５７  レンズＣＰＵ
６０  マルチＡＦモジュール
６１  ＣＣＤ焦点検出素子
Ｉ  ラインセンサ
Ｉ1  Ｉ2  Ｉ3  横ラインセンサ
Ｉ4  Ｉ5  Ｉ6  Ｉ7  Ｉ8  Ｉ9  Ｉ10  縦ラインセンサ
Ｍ  モニタセンサ
Ｍ1  Ｍ2  Ｍ3  Ｍ4  Ｍ5  Ｍ6  Ｍ7  Ｍ8  Ｍ9  Ｍ10  モニタセンサ
【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】
2006145784.tif 000007
【図６】
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