(57)【要約】      【目的】逆光等により２つの光センサアレイに入射する光に光量差が生じた場合でも、光量差の補正量算出およびセンサデータの補正に要する時間を短縮して、カメラにおける測距やＡＦ動作の高速化を実現することができる光センサ回路を提供する。      【構成】平均値検出回路および補正データ生成回路により光センサアレイを構成する光センサユニットのＡＤ変換前の出力より直接平均値および補正データを求め、当該補正値によりＡＤ変換前の光センサユニットの出力を補正することにより、データ処理およびカメラにおける測距やＡＦ動作の高速化を実現することができる。【選択図】        図１
2008232683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受光量を電圧に変換して出力する光センサユニットを複数備えた第１および第２の光センサアレイ、前記第１の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力が入力されてその平均値である第１平均値を出力するとともに前記第２の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力が入力されてその平均値である第２平均値を出力する平均値検出回路、前記第１平均値および前記第２平均値の差分を求めて補正データとして出力する補正データ生成回路、並びに前記補正データにより前記第１の光センサアレイもしくは前記第２の光センサアレイの少なくとも一方を構成する光センサユニットの出力を補正するセンサデータ補正回路を有することを特徴とする光センサ回路。
【請求項２】
前記補正データが前記第１平均値から前記第２平均値を減算したものであり、前記第１の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力から前記補正データを減算することにより光センサユニットの出力を補正することを特徴とする請求項１に記載の光センサ回路。
【請求項３】
前記第１平均値から前記第２平均値を減算するときに正の所定値を加算して前記補正データが負とならないようにするとともに、前記第１の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力から前記補正データを減算するときに前記正の所定値を加算して光センサユニットの出力を補正することを特徴とする請求項２に記載の光センサ回路。
【請求項４】
演算増幅回路によるアナログ回路により前記前記第１平均値，前記第２平均値および前記補正データを求めることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の光センサ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ等の自動焦点装置に用いられ、受光量を電圧に変換して出力する光センサユニットを複数備えて三角測距の原理に基づき対象までの距離を求めることのできる光センサ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
まず、図７により三角測距の原理に基づく距離測定について説明する。被写体５５の光がレンズ５１，５２を通して、光センサレイ５３，５４上に被写体像５６，５７として結像する。点Ｐ６，点Ｐ７は、正面の無限遠からレンズ５１，５２の中心点Ｐ２，Ｐ３を通過する光線（光軸５８、５９）と光センサレイ５３，５４との交点である。点Ｐ６と点Ｐ７の間の距離をＢ、光センサレイ５３，５４とレンズ５１，５２との距離をｆ（レンズ５１，５２の焦点距離と略等しい）とする。また、光軸５８，５９からの被写体像５６，５７のずれをＸ１，Ｘ２とし、このＸ１とＸ２を足した長さをＸとする。尚、６１は測定系を示す。
【０００３】
ここで三角Ｐ１Ｐ２Ｐ４と三角形Ｐ２Ｐ５Ｐ６および三角形Ｐ１Ｐ４Ｐ３と三角形Ｐ３Ｐ７Ｐ８はそれぞれ相似であることから、被写体５５までの距離ｄは次の（１）式で求めることができる。
ｄ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）＝Ｂ・ｆ／Ｘ  ・・・（１）
Ｘは被写体５５が無限遠にあるとき、すなわち二つの被写体像５６，５７がレンズ５１，５２の光軸５８，５９と光センサレイの交点にある場合を基準とした２像の相対変移である。Ｂとｆは定数であるので、Ｘを検出することで距離ｄを求めることができる。
【０００４】
カメラ等の自動焦点装置に用いられる光センサ回路では、電荷蓄積型の光電変換素子を備えた光センサユニットをアレイ状に並べたものを光センサレイ５３，５４として使用し、レンズを介してその素子面に被写体像を結像させている。
図８に従来の光センサ回路の構成例（回路ブロック）を示す。なお、上記のレンズ５１，５２は図示していない。光センサレイ５３，５４を構成する各光センサユニットの出力は、そのピーク出力を検出するためにピーク検出回路７０に入力される。すなわち、これらの光センサユニットでは、映像データをえるため光電荷を一定時間積分するが、その積分時間を決めるため、各光センサ回路の中で最も受光量の多い、すなわち最も出力の大きい光センサ回路のデータに相当する信号Ｖｐｅａｋをモニタ出力している。一般的には、このようなモニタ出力をピーク出力と呼んでいる。
【０００５】
ピーク検出回路７０から出力されるピーク出力信号Ｖｐｅａｋはセンサ動作終了検出回路８０に入力される。センサ動作終了検出回路８０は、ピーク出力信号Ｖｐｅａｋが所定値に達するとセンサ動作終了信号Ｓｅｎｄを出力してセンサユニットの積分動作を停止させる、もしくはその時点の各センサユニットの出力信号を保持する。センサ動作終了検出回路８０はコンパレータにより構成することができる。また、センサ動作終了信号Ｓｅｎｄが出力されると、光センサレイ５３，５４を構成する各センサユニットの出力はゲイン１倍のバッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２を介して外部に出力される。
【０００６】
図９に光センサレイ５３，５４およびピーク検出回路７０の構成例を示す。この回路は光を検知するフォトダイオード１１１〜１１n、演算増幅回路（オペアンプ）１２1〜１２nと積分容量１３1〜１３nからなる積分回路、積分回路をリセットするスイッチ１４1〜１４n、演算増幅回路１２1〜１２nの出力Ｖ１〜Ｖｎが入力されるサンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎ、サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎの出力をゲートに入力し、ドレインをＧＮＤに接続したＰチャネルＭＯＳトランジスタ１５1〜１５n、および定電流源１６０から構成されている。フォトダイオード１１１〜１１n、演算増幅回路１２1〜１２nと積分容量１３1〜１３nからなる積分回路および積分回路をリセットするスイッチ１４1〜１４nからなる部分が光センサレイ５３、５４に相当し、Ｐ型トランジスタ１５1〜１５nおよび定電流源１６０からなる部分がピーク検出回路７０に相当する。このピーク検出回路７０に相当する部分は、各演算増幅回路１２1〜１２nの出力Ｖ１〜Ｖｎをそれぞれトランジスタ１５1〜１５nによって構成されるソースフォロア回路に入力し、その各出力をワイヤ接続して定電流源１６０でプルアップしたものになっている。
【０００７】
次に、本回路の動作を説明する。まず、サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎについて説明する。サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎは、その制御信号入力端子ｓ／ｈにセンサ動作終了検出回路８０からのセンサ動作終了信号Ｓｅｎｄが入力され、センサ動作終了信号Ｓｅｎｄがまだピーク出力信号Ｖｐｅａｋが所定値に達していないことを示す状態であると、入力端子ｉに入力される信号をそのまま出力端子ｏから出力する。そして、センサ動作終了信号Ｓｅｎｄがピーク出力信号Ｖｐｅａｋが所定値に達したことを示す状態に切り替わると、その直前に入力端子ｉに入力されていた信号を保持して、それを出力端子ｏから出力する。
【０００８】
次に全体動作について説明する。初期動作としてスイッチ１４1〜１４ｎをオンさせる。すると各光センサ回路の演算増幅回路１２1〜１２ｎの出力Ｖ１〜ＶｎはＶＲＥＦとなり、また、モニタ出力Ｖｐｅａｋは（ＶＲＥＦ＋Ｐ型トランジスタの閾値電圧値）にほぼ等しくなる。その後、スイッチ１４1〜１４nを一斉にオフさせると、フォトダイオード１１１〜１１nで発生した光電荷はそれぞれ積分容量１３1〜１３nに積分され、演算増幅回路１２1〜１２ｎの出力、すなわち各光センサユニットの出力Ｖ１〜Ｖｎはそれぞれそのフォトダイオード１１１〜１１ｎが受光した光量に応じて下降する。ピーク出力信号Ｖｐｅａｋが所定値に達するまでは、サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎに入力される信号がそのまま出力されるので、モニタ出力Ｖｐｅａｋは演算増幅回路１２1〜１２ｎの出力Ｖ１〜Ｖｎのうち最も応答が進んでいる出力（この場合、最も下降している出力）に追従して下降する。そして、ピーク出力信号Ｖｐｅａｋが所定値に達すると、サンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎがセンサ動作終了信号Ｓｅｎｄに従ってサンプルホールド動作を行い、その時点の各センサユニットの出力信号を保持する。
【０００９】
図１０にバッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２の構成および光センサユニット,サンプルホールド回路との接続を示す。図１０には光センサレイ５３，５４を構成する複数の光センサユニットのうち、フォトダイオード１１１，演算増幅回路１２１，積分容量１３1およびリセットスイッチ１４1からなるセンサユニットおよびそれに接続されるサンプルホールド回路ＳＨ１のみを図示しているが、図９と同様に他の光センサユニットおよびサンプルホールド回路も接続されているものである。各光センサユニットの出力Ｖ１，Ｖ２，・・・，Ｖｎはサンプルホールド回路ＳＨ１〜ＳＨｎおよびスイッチＰＩＸＳＷ１，ＰＩＸＳＷ２，・・・，ＰＩＸＳＷｎを介してバッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２に入力されている。バッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２は演算増幅回路ＯＰＡによるボルテージフォロワである。スイッチＰＩＸＳＷ１，ＰＩＸＳＷ２，・・・，ＰＩＸＳＷｎは複数の光センサユニットの出力（正確にはサンプルホールド回路を介して出力される光センサユニットの出力、以下同様）を一つ選択してバッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２に入力させるためのものであり、バッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２にそれぞれ接続されている複数のスイッチのうち一つのみがオンして、当該スイッチに接続されている光センサユニットの出力をバッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２の入力に接続する。スイッチＰＩＸＳＷ１，ＰＩＸＳＷ２，・・・，ＰＩＸＳＷｎが順次選択的にオンすることにより、複数の光センサユニットの出力が順次外部に出力されることになる。
【００１０】
上記のような光センサ回路は、レンズと一体化されたＡＦ（Auto Focus）モジュールとしてカメラに組み込まれることが多い。ＡＦモジュールの斜視図を図１１に、ＡＦモジュールの図１１のＸ−Ｘ線に沿った断面図を図１２に示す。
ＡＦモジュールは、レンズ５１，５２を一体成形したレンズ部１７０，絞り部１８０およびＩＣ（半導体集積回路）パッケージ１９０を有し、レンズ部１７０，絞り部１８０およびＩＣパッケージ１９０は接着または溶着にて一体化された構造となっている。また、レンズ部１７０および絞り部１８０が結像光学系を構成している。ＩＣパッケージ１９０には光センサレイ５３，５４を同一半導体基板に形成した光センサチップ２００が固定されていて、光センサチップ２００はＩＣパッケージ１９０のリード部１９１に図示しないワイヤ等の手段で電気的に接続されている。絞り部１８０は樹脂モールドにより成形されていて、図１２に示すように、内部に絞りを兼ねた仕切り部１８１を有している。これによりレンズ５１と光センサレイ５３、およびレンズ５２と光センサレイ５４がそれぞれ相互干渉のない独立した光学系として機能できる。
【００１１】
ＡＦモジュールは上記の構成および図７に示す三角測距の原理に基づき、対象までの距離を検出することのできる距離検出装置として機能するものである。
図１３にＡＦモジュールを装着したカメラを示す。ＡＦモジュール２１０は、撮影レンズ２２０周辺に装着される。そして、ノイズとなる対象物以外からの光の影響を低減させるために、カメラ２３０の表面より奥まった場所に装着される。すなわち、ＡＦモジュール２１０のレンズ部１７０の前に、フード部２４０が形成されている形になる。このフード部２４０により、ＡＦモジュール２１０に入射してノイズとなる光を低減させている。
【００１２】
しかしながら、フード部２４０を設けても逆光の影響を防ぐことは難しい。特に、光センサレイ５３に対する影響と光センサレイ５４に対する影響が異なる場合が問題となる。この状況を示すのが図１４である。図１４は図１３のＹ−Ｙ線に沿った断面図である。図１４の斜め上方（カメラ２３０に対しては斜め前方）からの逆光となる光源（太陽もしくは照明などの逆光源）から図１４の矢印で示す角度で光（逆光）が入射すると、フード部２４０により、図１４のハッチングを施された部分は逆光に対し影となる。これにより、光センサアレイ５４にのみ逆光が入射し、光センサアレイ５３には逆光が入射されないことになる。この逆光が光センサアレイ５４，５４からの出力信号に与える影響について図１５，１６により説明する。
【００１３】
図１５，１６にはそれぞれ２つのグラフが示されていて、それぞれ光センサアレイ５３，５４の出力信号を示す。縦軸は図６のバッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２の出力（図１０においてSensor Signalとして示されている）であり、横軸は光センサアレイ５３，５４における個別の光センサユニットを特定する画素ナンバー（図９に示すＶ１，Ｖ２，・・・，Ｖｎの１，２，・・・，ｎに相当する）である。また、図１５が逆光のない場合、図１６は図１４に示す逆光が存在する場合の光センサアレイ５３，５４の出力信号を示す。図１５に示す逆光のない場合は、光センサアレイ５３，５４から同じレベルの信号が出力されている。すなわち、光センサアレイ５３，５４の出力信号の平均値をそれぞれＬａｖｅ，Ｒａｖｅとすると、Ｌａｖｅ≒Ｒａｖｅとなる。一方、逆光が存在する場合は、図１６に示すように両者からレベル（平均値）の異なる信号が出力される。すなわち、光センサアレイ５３と５４とで逆光源から照射される光量が異なり、光センサアレイ５３に対しては正面の対象物方面からの光のみが入射されるのに対し、光センサアレイ５４に対しては正面の対象物方面からの光に逆光源からの逆光が加算された光が入射されることになる。光センサアレイ５３と５４が受ける光に光量差が生じ、当該光量差によりＬａｖｅとＲａｖｅ間に有意な差（Ｄｃｒｃｔ）が生じてしまう。言い換えれば、一方の信号が他方の信号に対しバイアスがかかったものになってしまう。なお、各光センサユニットの出力値は当該センサユニットに照射される光が強いほど低下するので、図１６において、逆光が照射されている光センサアレイ５４の平均値Ｒａｖｅが光センサアレイ５３の平均値Ｌａｖｅより小さいものになっている。
【００１４】
図７で説明した三角測距を実現するために、カメラ等においては、図１５，１６に示すような光センサアレイ５３と５４からの出力信号を比較して同じ波形の部分を見出し、そこを被写体像５６，５７の位置としている。より詳細には、光センサアレイ５３，５４の出力信号をそれぞれＬ（ｉ），Ｒ（ｉ）（ｉ＝１〜ｍ）とすると、
【００１５】
【数１】
2008232683.tif 000003
で定義される評価関数を計算し、光センサアレイ５３，５４の、評価関数が最も小さくなる出力信号を与える部分に被写体像５６，５７が存在すると判断する。なお、（２）式においてＮ１，Ｎ２が被写体像５６，５７の位置を示すパラメータとなるが、１つの評価関数の計算においては定数となる。Ｎ３は被写体像の大きさに相当する定数である。
【００１６】
図１６に示すように逆光によりＬａｖｅとＲａｖｅが異なるものになり、一方のセンサ出力にバイアスがかかった形になると、（２）式に示す評価関数が正確に計算できなくなってしまう。場合によっては別の部分で評価関数値が最小となってしまい、誤測距の原因となる。
上記の逆光の問題に対処するため、光センサアレイ５３，５４からの出力信号をＡＤ（Analog to Digital）変換して一旦デジタルデータとし、当該デジタルデータから光量差を補正する補正量を求め、当該補正量により光センサアレイ５３，５４からの出力信号を補正してから、上記（２）式に示すような評価関数を計算する方式が提案されている（例えば、特許文献１，２を参照）。
【特許文献１】特開平５−２６４８９２号公報
【特許文献１】特開平８−１６６２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記に示す特許文献１，２の方法では、ＡＤ（Analog to Digital）変換→光量差の補正量算出→センサデータの補正→評価関数の計算、というステップを順次経るので、その処理に時間がかかり、カメラにおける測距やＡＦ動作の高速化の障害となってしまうという問題がある。
そこで、本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、その目的は光量差の補正量算出およびセンサデータの補正に要する時間を短縮して、カメラにおける測距やＡＦ動作の高速化を実現することのできる光センサ回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
そこで上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、受光量を電圧に変換して出力する光センサユニットを複数備えた第１および第２の光センサアレイ、前記第１の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力が入力されてその平均値である第１平均値を出力するとともに前記第２の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力が入力されてその平均値である第２平均値を出力する平均値検出回路、前記第１平均値および前記第２平均値の差分を求めて補正データとして出力する補正データ生成回路、並びに前記補正データにより前記第１の光センサアレイもしくは前記第２の光センサアレイの少なくとも一方を構成する光センサユニットの出力を補正するセンサデータ補正回路を有する光センサ回路であることを特徴とする。
【００１９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記補正データが前記第１平均値から前記第２平均値を減算したものであり、前記第１の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力から前記補正データを減算することにより光センサユニットの出力を補正することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項２に係る発明において、前記第１平均値から前記第２平均値を減算するときに正の所定値を加算して前記補正データが負とならないようにするとともに、前記第１の光センサアレイを構成する光センサユニットの出力から前記補正データを減算するときに前記正の所定値を加算して光センサユニットの出力を補正することを特徴とする。
【００２０】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３の何れか１項に係る発明において、
演算増幅回路によるアナログ回路により前記前記第１平均値，前記第２平均値および前記補正データを求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の光センサ回路は、平均値検出回路および補正データ生成回路が光センサアレイを構成する光センサユニットのＡＤ変換前の出力より直接平均値および補正データを求め、当該補正値によりＡＤ変換前の光センサユニットの出力を補正することにより、データ処理およびカメラにおける測距やＡＦ動作の高速化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図に沿って本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の光センサ回路に係る実施形態の全体構成を示す回路ブロック図である。図８と同じ部位には同じ記号を付して、詳細な説明を省略する。
図１の光センサ回路は、図８に示す従来の光センサ回路に対し、平均値検出回路１０，２０および補正データ生成回路３０を付加するとともに、バッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２をセンサデータ補正回路４０に置き換えたものになっている。
【００２３】
平均値検出回路１０，２０は、光センサアレイ５３，５４を構成する光センサユニットのＡＤ変換される前のアナログ出力がそれぞれ入力されてその平均値Ｌａｖｅ，Ｒａｖｅを求め、当該平均値Ｌａｖｅ，Ｒａｖｅを補正データ生成回路３０に入力する。補正データ生成回路３０は（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ）もしくは（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ＋Ｃ）を求めて、これをセンサデータ補正回路４０に入力する。ここで、後者の式におけるＣは定数であり、Ｒａｖｅ＞Ｌａｖｅであっても、（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ＋Ｃ）が負とならないようにするためのものである。センサデータ補正回路４０は、光センサアレイ５３を構成する光センサユニットのＡＤ変換される前のアナログ出力から（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ）の減算を行う、もしくは（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ＋Ｃ）の減算およびＣの加算を行い、光センサアレイ５３，５４を構成する光センサユニット出力の平均値差Ｄｃｒｃｔ＝Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅを補正して、信号ＳＤＬとして出力する。また、光センサアレイ５４からの出力はバッファ回路を通すだけで減算や加算を行わず、値はそのままの信号ＳＤＲとして出力する。これにより、図１６に示す逆光による光量差（の影響分）Ｄｃｒｃｔを解消することができる。
【００２４】
この様子を図２に示す。図２の左側のグラフにおける実線は、光センサアレイ５３から出力される信号Ｓｌｅｆｔであり、図１６で説明したように光量差Ｄｃｒｃｔだけ、光センサアレイ５４から出力される信号Ｓｒｉｇｈｔに対しバイアスがかかった信号となっている。これに対し、上記のように補正することにより、破線で示す信号ＳＤＬを得て信号ＳＤＲ＝Ｓｒｉｇｈｔと比較するので、光量差Ｄｃｒｃｔに影響されない正確な測距演算を行うことができる。
【００２５】
次に、平均値検出回路１０，２０、補正データ生成回路３０およびセンサデータ補正回路４０の実施例について説明する。
図３は平均値検出回路１０，２０に関する実施例である。図３に示す回路が２つあり、それぞれが平均値検出回路１０および２０を構成する。Ｖ１〜Ｖｍは図９に示す演算増幅回路１２1〜１２ｎの出力Ｖ１〜Ｖｎの一部（Ｖ１〜Ｖｎは２つの光センサアレイ５３，５４の出力を合わせた全出力）で、Ｖ１〜Ｖｍを発生させるフォトダイオード１１１〜１１ｍ、演算増幅回路１２1〜１２ｍと積分容量１３1〜１３ｍからなる積分回路、積分回路をリセットするスイッチ１４1〜１４ｍの構成は図９と同じであるため、図３における図示を省略している。本回路は、反転入力部に基準電圧ＶＲＥＦが接続された演算増幅回路１２、一端がそれぞれ演算増幅回路１２1〜１２ｍの出力信号Ｖ１〜Ｖｍに接続され他端が共通に接続されて演算増幅回路１２の反転入力部に接続されている容量１０１〜１０ｍ、一端が演算増幅回路１２の反転入力部に接続され他端が演算増幅回路１２の出力部に接続された容量１３およびスイッチ１４、非反転入力部に基準電圧ＶＲＥＦが接続された演算増幅回路１５、一端が演算増幅回路１５の出力部に接続され他端が演算増幅回路１５の反転入力部に接続された抵抗１７、および一端が演算増幅回路１５の反転入力部に接続され他端が演算増幅回路１２の出力部に接続された抵抗１６から構成されている。容量１０１〜１０ｍの容量値は全て同じＣである。また、容量１３の容量値はＣのｍ倍であるｍＣである。ここで、演算増幅回路１５および抵抗１６，１７は反転増幅器を構成している。抵抗１６と１７の抵抗値はともにＲで等しいため、ＶＲＥＦを動作点として入力信号の大きさを変えずに反転するものとなっている。
【００２６】
次に、本回路の動作を説明する。演算増幅回路１２の反転入力部は非反転入力部とイマジナリショートの状態となっていて、その電位は常にＶＲＥＦである。初期動作としてスイッチ１４を図９のスイッチ１４1〜１４ｎと同じタイミングでオンさせる。すると、演算増幅回路１２の入出力レベルがともにＶＲＥＦに初期化され、容量１４の電荷Ｑ０はゼロに初期化される。この時点では各光センサ回路の演算増幅回路１２1〜１２ｎの出力Ｖ１〜ＶｎもＶＲＥＦに初期化されているため、容量１０１〜１０ｍの電荷Ｑ１〜Ｑｍもゼロに初期化される。また、演算増幅回路１５および抵抗１６，１７で構成される反転増幅器への入力がともにＶＲＥＦであるため、その出力ＶａｖｅもＶＲＥＦとなる。初期化の後に、スイッチ１４をスイッチ１４1〜１４ｎと同じタイミングでオフし、センサ動作を開始する。Ｖ１〜ＶｍはＶＲＥＦを起点として下降していく信号であるため、容量１０１〜１０ｍの演算増幅回路１２への入力側には電荷＋Ｑ１〜＋Ｑｍが、Ｖ１〜Ｖｍ側には電荷−Ｑ１〜−Ｑｍが誘起される。ここで電荷Ｑｉ（ｉ＝１〜ｍ）の値は、
Ｑｉ＝Ｃ（ＶＲＥＦ−Ｖｉ）    ・・・  （３）
となる。容量１０１〜１０ｍ，スイッチ１４，演算増幅回路１２の非反転入力を結ぶラインのインピーダンスは無限大であるから、容量１４には容量１０１〜１０ｍの電荷に応じてＱ０が誘起される。すなわちＱ０の値は、
Ｑ０＝Ｑ１＋・・・＋Ｑｍ    ・・・  （４）
となる。これより、演算増幅回路１２の出力電圧Ｖ０は、
Ｖ０＝ＶＲＥＦ＋Ｑ０／ｍＣ    ・・・  （５）
となり、演算増幅回路１５および抵抗１６，１７で構成される反転増幅器の出力Ｖａｖｅは
Ｖａｖｅ＝ＶＲＥＦ−Ｑ０／ｍＣ    ・・・  （６）
となる。（６）式に（３），（４）式を代入すると、
Ｖａｖｅ＝（Ｖ１＋・・・＋Ｖｎ）／ｍ    ・・・  （４）
となり、ＶａｖｅによりＶ１〜Ｖｎの平均値を求めることができる。
【００２７】
図４は、補正データ生成回路３０の実施例である。この回路は、演算増幅回路３１、抵抗Ｒ１〜Ｒ４および電圧ＶＲＥＦを出力する定電圧源３２からなる減算回路である。抵抗抵抗Ｒ１〜Ｒ４は同じ抵抗値Ｒをもつので、演算増幅回路３１の出力、すなわち補正データＤｃｒｃｔは、Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ＋ＶＲＥＦとなる。ここで、ＶＲＥＦを加算する構成としたのは、演算増幅回路３１の出力が常に正値であることを保証するためであり、このＶＲＥＦは上記のＣに相当する。ＶＲＥＦを加算しないと、Ｒａｖｅ＞Ｌａｖｅのときの演算増幅回路３１の出力が負となり、負の電圧を出力するために演算増幅回路３１に負電圧を供給しなければならなくなる。電源を接地電位および正電圧電源以外にもう一つ用意しなければならないのはコスト等に問題が生じるので、これを避けるのが目的である。逆に、負電圧電源を用意できる場合は、図４の抵抗Ｒ２，Ｒ４および定電圧源３２を省略して、信号Ｌａｖｅを直接演算増幅回路３１の非反転入力端子に入力してもよい。
【００２８】
図５，６はセンサデータ補正回路４０の実施例であり、図５は光センサアレイ５３から出力される信号Ｓｌｅｆｔに関する部分を示し、図６は光センサアレイ５４から出力される信号Ｓｒｉｇｈｔに関する部分を示している。
図５の回路は、演算増幅回路４１、抵抗Ｒ５〜Ｒ８および電圧ＶＲＥＦを出力する定電圧源３２からなる減算回路である。抵抗抵抗Ｒ５〜Ｒ８は同じ抵抗値Ｒをもつので、演算増幅回路４１の出力ＳＤＬは、ＳＤＬ＝Ｓｌｅｆｔ−Ｄｃｒｔ＋ＶＲＥＦ＝Ｓｌｅｆｔ−（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ＋ＶＲＥＦ）＋ＶＲＥＦ＝Ｓｌｅｆｔ−（Ｌａｖｅ−Ｒａｖｅ）、となる。この回路にも電圧ＶＲＥＦを出力する定電圧源３２を接続することにより、補正データＤｃｒｃｔ中のＶＲＥＦをキャンセルすることができる。また、上述のように、負電圧電源が用意できて図４の抵抗Ｒ２，Ｒ４および定電圧源３２を省略した場合は、図５の抵抗Ｒ６，Ｒ８および定電圧源３２を省略して信号Ｓｌｅｆｔを直接演算増幅回路４１の非反転入力端子に入力する。
【００２９】
図６の回路は、演算増幅回路４３によるボルテージフォロワであり、入力信号Ｓｒｉｇｈｔをインピーダンス変換して信号ＳＤＲとして出力する。
光センサ回路として外部に出力されるのは上記のＳＤＬ，ＳＤＲであり、これらの信号は上述のように光量差Ｄｃｒｃｔの影響を補正したものになっているので、正確な測距演算を行うことができる。
【００３０】
また、上で説明したように、平均値検出回路１０，２０、補正データ生成回路３０およびセンサデータ補正回路４０は、光センサアレイ５３，５４を構成する光センサユニットのＡＤ変換される前の並列のアナログ出力を基に、アナログ回路で順次平均値，補正データおよび補正されたセンサデータを求めるので、ほぼリアルタイムで処理が完了し、従来これらの処理に要していた時間を大幅に短縮し、カメラにおける測距やＡＦ動作の高速化を実現することができる。
【００３１】
なお、図４，５に示す定電圧源３２の出力電圧は、図９，１０に示す基準電圧ＶＲＥＦとしたものであるが、これに限定するものではなく、別の値であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の光センサ回路に係る実施形態の全体構成を示す回路ブロック図である。
【図２】光センサアレイ５３から出力される信号に対し光量差Ｄｃｒｃｔを補正する様子を示す図である。
【図３】平均値検出回路１０，２０の実施例である。
【図４】補正データ生成回路３０の実施例である。
【図５】センサデータ補正回路４０の光センサアレイ５３から出力される信号Ｓｌｅｆｔに関する部分の実施例である。
【図６】センサデータ補正回路４０の光センサアレイ５４から出力される信号Ｓｒｉｇｈｔに関する部分の実施例である。
【図７】三角測距の原理について説明するための図である。
【図８】従来の光センサ回路の構成例（回路ブロック）を示す図である。
【図９】光センサレイ５３、５４およびピーク検出回路７０の構成例を示す図である。
【図１０】バッファ回路ＢＵＦ１，ＢＵＦ２の構成および光センサユニットとの接続を示すを示す図である。
【図１１】ＡＦモジュールの斜視図である。
【図１２】ＡＦモジュールの図１１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１３】ＡＦモジュールを装着したカメラである。
【図１４】カメラに装着されたＡＦモジュールに逆光が入射する状況を説明するための図である。
【図１５】逆光が光センサアレイ５４，５４からの出力信号に与える影響について説明するための図である。
【図１６】図１５に続き、逆光が光センサアレイ５４，５４からの出力信号に与える影響について説明するための図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０，２０          平均値検出回路
１２                演算増幅回路
１３                容量
１４                スイッチ
１５                演算増幅回路
１６，１７          抵抗
３０                補正データ生成回路
３１                演算増幅回路
３２                定電圧源
４０                センサデータ補正回路
４１，４３          演算増幅回路
５３，５４          光センサアレイ
７０                ピーク検出回路
８０                センサ動作終了検出回路
１０１〜１０ｍ      容量
１１１〜１１ｎ      フォトダイオード
１２１〜１２ｎ      演算増幅回路
１３1〜１３ｎ      積分容量
１４1〜１４ｎ      スイッチ
１５1〜１５ｎ      ＰチャネルＭＯＳトランジスタ
ＢＵＦ１，ＢＵＦ２  バッファ回路
Ｒ１〜Ｒ８          抵抗
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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