JP2004101455A

JP2004101455A - 光センサ回路

Info

Publication number: JP2004101455A
Application number: JP2002266382A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Enomoto; 榎本　良成; Makoto Tanaka; 田中　誠
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2002-09-12
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】最適な積分期間となるように調整できるようにした光センサ回路を提供する。
【解決手段】複数の光センサを有する光センサアレイの各光センサから出力される光電流を所定の積分期間にわたり積分し、電圧として各光センサの相対光量を検出する光センサにおいて、判定用信号に基づいて演算処理を行って選択信号を出力する判定手段１と、選択信号に基づいて、予め定められた複数の積分終了電圧信号の中から一の積分終了電圧信号を選択して出力する選択手段２と、複数の光センサからの出力を代表する代表信号と積分終了電圧信号とを比較して終了信号を出力する比較手段３とを備え、積分期間を可変に設定できる光センサ回路とした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラなどの自動焦点で使用され、特に光電流を積分して光量を検出する光センサ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラ等の自動焦点装置では、電荷蓄積型の光電変換素子を備えた光センサ回路をアレイ状またはエリア状に並べたものを使用し、その素子面に被写体像をレンズを介して結像させ、この結像位置に基づいて演算処理を行うことで測距を行っている。まず、このような光センサ回路を用いる測距原理について図を参照しつつ説明する。図４は、測距原理を説明する説明図である。
【０００３】
図４において、距離ｄを離間した個所にある対象１０が発する光（例えば太陽光の反射光）は、光学機器、例えばカメラ内に相互にベース距離ｂを離間して組み込まれた短い焦点距離ｆを有する一対のレンズ１１，１２に互いに空間的に異なる二つの光路１３，１４を経てそれぞれ入射する。対象１０は図４では２個の山形で示された光度分布を持っており、かかる光度分布を有する物体の映像１５，１６がレンズ１１，１２によってその共通の焦点面１７に結像される。
【０００４】
対象１０が無限遠にあるときは、その映像１５，１６の中心は、それぞれ２００，３０で示された位置にあるが、図示のように対象１０が近距離にある場合は、映像中心は位置２０，３０からそれぞれｘ_１，ｘ_２だけずれた位置２１，３１に来る。いま、なんらかの手段でこれらのずれ量ｘ_１，ｘ_２を測定することができれば、対象１０までの距離ｄは、次式数１によって決めることができる。
【０００５】
【数１】

【０００６】
このずれ量の測定のため、焦点面１７上に図に略示された光センサアレイ１８，１９が設けられる。両センサアレイはそれぞれ複数個の光センサからなり、映像１５，１６を受光してその光強度分布に応じた映像信号列をそれぞれ発生する。この両映像信号列は位置２０，３０をそれぞれ基準位置とし、両信号列の基準位置をもとに０とすると、両映像信号列の相互のずれ量を測定すれば前述のずれ量ｘが測定される。上式中のずれ量ｘ_１，ｘ_２は距離測定上は別個に測定する必要はなく、それらの和ｘを測定すれば十分なことは前式から明らかであるから、二つの映像信号列の相互のずれ量ｘを測定すれば対象１０までの距離を決めることができる。
【０００７】
上述の映像信号はアナログ量であるから、これを適当な量子化手段でディジタル化して映像データ列とした後、電子回路によって映像データ列間のずれ量ｘ_ｎが決定され、これに光センサの相互間隔を乗算して前述のずれ量ｘが求められる。もっとも、測定装置が出力する距離信号はずれ量ｘやこれから計算された距離ｄである必要は必ずしもなく、前述のデータ列間のずれ量ｘ_ｎで十分である場合が多い。
【０００８】
また、このような測距は、斜方向に対象１０があるような場合でも可能である。この点について図５を参照しつつ説明する。図５は斜方向に対象がある場合の測距原理を説明する説明図である。図５では、図４と同じ部分には同じ符号が付されている。
【０００９】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）の光センサアレイ１８，１９は従来装置の場合よりも図の横方向に長目に作られており、左右の斜め方向の近距離から対象１０の発する光がレンズ１１，１２を経て入射して来ても、その映像１５，１６が光センサアレイ１８，１９の範囲外にまではみ出すことがないように考慮されている。なお、レンズ１１，１２は図では２個の別個のレンズとして描かれているが、一眼リフレックスカメラの場合のように１個のレンズの異なる場所を用いてもよく、この意味ではレンズ１１，１２はレンズ部分であっても差し支えない。但し、その場合は図示しない再結像レンズを必要とし、出力としては距離情報ではなく前ピン、後ピンなどの合焦情報になる。
【００１０】
図５（ａ）は図４と同じく対象１０が光センサアレイの設けられる焦点面１７と直角な正面に位置する場合を示し、この場合は従来と同じように映像１５，１６の対象１０が無限遠にある時の鎖線で示された映像の位置からずれ量ｘ_１，ｘ_２の和ｘを測定することにより物体までの距離ｄを測定することができる。
【００１１】
図５（ｂ）は対象１０ｂ（図５（ａ）の対象１０とは異なることを留意されたい）が右方向斜め角度θ方向前方に位置する場合を示す。図５（ｂ）において、対象１０ｂが無限遠にあるときのレンズ１１による鎖線で示された映像１５の中心位置をＩ_１とし、物体１０ｂが図示の近距離にあるときの映像１５の中心位置をＩとし、その間のずれ量ｘ_１とする。
【００１２】
また、レンズ１１，１２の中心点をＬ_２，Ｌ_３で表し、両点Ｌ_２，Ｌ_３を結ぶベース幅の線と対象１０ｂが無限遠にあるときのこれからの光路（図では距離ｄを示す線として描かれている）との交点を図示のとおり点Ｂとし、点Ｌ_２と点Ｂとの間の間隔をｂ_１，点Ｌ_３と点Ｂとの間の間隔をｂ_２とする（一般にはｂ_１とｂ_２は異なる）。対象１０ｂの中心位置をＯで表すと、三角形Ｏ，Ｂ，Ｌ_２と三角形Ｌ_２，Ｉ_１，Ｉとの相似関係から、次式数２のように表される。
【００１３】
【数２】

【００１４】
線分Ｌ_２Ｉ_１の長さはレンズＬ_２の焦点距離がｆであるから、ｆ／ｃｏｓθとなり、これを代入すると、次式数３のようになる。
【００１５】
【数３】

【００１６】
左側のレンズ１２の側についても、映像１６の中心の対象１０ｂが無限遠にあるときの映像中心からのずれを図示のようにｘ_２とすると、同様に次式数４のようになる。
【００１７】
【数４】

【００１８】
ここにｂ＝ｂ_１＋ｂ_２であるから、両式を加え合わせる次式数５のようになる。
【００１９】
【数５】

【００２０】
前記の数５において距離ｄが左辺にくるように変形すると次式数６のようになる。
【００２１】
【数６】

【００２２】
このように数６によって求める距離ｄが得られる。
【００２３】
図５（ｃ）では対象１０ｃが左方向斜め前方にある場合を示し、図５（ｂ）と同様に対象１０ｃが無限遠にある時の映像１５，１６（鎖線で示す）の中心Ｉ_２からの映像１５，１６の中心Ｉずれをそれぞれｘ_１，ｘ_２とする前式と全く同じ関係が成立して映像の相互ずれ量ｘから距離ｄを求めることができる。
【００２４】
前述の説明と式からわかるように、距離測定に当たっては映像１５，１６の基準点Ｉ_１，Ｉ_２からのずれ量ｘ_１，ｘ_２を分離して測定する必要はなく、その和ｘを知るだけで十分である。従って光センサアレイ１８中の位置Ｉ_１と光センサアレイ１９中の位置Ｉ_２とを互いに対応する基準点として重ね合わせるようにしておけば、対象が近づくに従って映像１５，１６は互いに逆の方向にずれるのであるから、映像１５，１６間のずれ量を測定すれば、前述のずれ量ｘを測定することができる。
測距原理はこのようなものである。
【００２５】
さて、このような測距原理に基づく光センサ回路では、映像データを得るため光電荷を一定時間積分する。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データ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。このような光センサ回路の従来技術として、例えば本出願人の先願に係る光センサ回路（特許文献１参照）などが知られている。
【００２６】
図６，図７は、従来技術の光センサ回路の回路図である。この光センサモニタ回路は、アレイ状またはエリア状に配置された複数の光電変換素子であるところのフォトダイオード５０_１〜５０_ｎ、電荷電圧変換回路であるところのオペアンプ６０_１〜６０_ｎと積分容量７０_１〜７０_ｎからなる積分回路、積分回路をリセットする第１のスイッチ８０_１〜８０_ｎ、ソースフォロア回路を構成しドレインをＧＮＤに接続したｐ型トランジスタ９０_１〜９０_ｎ、ソースフォロア回路の定電流源１００_１〜１００_ｎ、ソースフォロア回路の出力に接続された第２のスイッチ１１０_１〜１１０_ｎ、第２のスイッチ１１０_１〜１１０_ｎの他端側に接続された共通のモニタ出力線１２０により構成され、各ソースフォロア回路の出力はモニタ出力線１２０により互いに接続され、ピークのモニタ出力Ｍ_ＯＵＴとなる。
そしてこのモニタ出力Ｍ_ＯＵＴ　は、図７で示す比較手段２００へ出力され、予め設定された積分終了電圧信号（Ｖ_ｓｔｏｐ　）と比較されて終了信号（ＥＮＤ）として出力される。
【００２７】
次に、図６，図７の回路の動作を説明する。動作の初期として先ず、第２のスイッチ１１０_１〜１１０_ｎの内、モニタに使用する光センサ回路の第２のスイッチをＯＮさせる。次に、第１のスイッチ８０_１〜８０_ｎをＯＮさせる。すると各光センサ回路のオペアンプ６０_１〜６０_ｎの出力は積分開始電圧Ｖ_{ｓｔａｒｔ}となり、また、モニタ出力Ｍ_ＯＵＴは、積分開始電圧Ｖ_{ｓｔａｒｔ}にＰｃｈトランジスタのＶ_ｔｈ値を加えた電位にほぼ近い値となる。
【００２８】
その後、第１のスイッチ８０_１〜８０_ｎを一斉にＯＦＦさせると、フォトダイオード５０_１〜５０_ｎで発生した光電荷はそれぞれ積分容量７０_１〜７０_ｎに積分され、オペアンプ６０_１〜６０_ｎの出力はそれぞれそのフォトダイオード５０_１〜５０_ｎが受光した光量に応じて下降する。すると、モニタ出力Ｍ_ＯＵＴはオペアンプ６０_１〜６０_ｎの出力のなかで、第２のスイッチによって選択されているもの、すなわち、第２のスイッチのＯＮしているオペアンプの出力の最大値（この場合最も下降している出力）に追従して下降する。これにより、任意の領域を指定してその中のピークをモニタすることが可能となる。さらに、そのモニタしたピーク値に基づいて、実際に測距に使用したい領域のダイナミックレンジを十分なものに設定することを可能にしていた。
【００２９】
このような光センサ回路では積分期間を設定している。図７で示す回路においては、比較手段２００にモニタ信号Ｍ_ｏｕｔと積分終了電圧信号Ｖ_ｓｔｏｐとが入力されている。
この場合、積分開始電圧Ｖ_{ｓｔａｒｔ}から積分を開始し、光量に比例した電流を積分していく。そして、積分開始電位Ｖ_{ｓｔａｒｔ}にＰｃｈトランジスタのＶ_ｔｈ値を加えた電位にほぼ近い値であるモニタ出力Ｍ_ＯＵＴが、積分終了電圧信号Ｖ_ｓｔｏｐと一致した時点で、積分動作を終了させるものが一般的である。
【００３０】
これは、複数の光センサのうち最も明るい光センサをモニタ出力Ｍ_ｏｕｔとして、これが積分終了電圧信号Ｖ_ｓｔｏｐに到達した時点で全センサの積分を強制的に終了させてその時の各センサの積分量が光量を表し、その強弱で被写体が表されるというものである。
またこれ以外にも、全センサの平均値をモニタ出力Ｍ_ｏｕｔとして、それが積分終了電圧信号Ｖ_ｓｔｏｐに到達した時点で全センサの積分を強制的に終了させる場合などがある。
【００３１】
【特許文献１】
特開平１０−３１８８３５号公報
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上で説明した従来の技術では、いずれの場合でも、被写体のコントラストや輝度によらずＶ_{ｓｔａｒｔ}からＶ_ｓｔｏｐまで積分を実行するというものであった。
この場合、例えば被写体のコントラストが小さく、必要な情報が得られないときなどに、積分量が少なくなる事態が発生することがあった。
逆に被写体のコントラストが大きいときには、積分量が大きくなる事態が発生することがあった。
さらにまた、輝度が暗く、積分終了までに時間がかかってしまう場合もあった。
このように従来技術では、不適当な積分時間により最適な検出ができないという問題点があった。
【００３３】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、最適な積分期間となるように調整できるようにした光センサ回路を提供することにある。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る発明の光センサ回路は、
複数の光センサを有する光センサアレイの各光センサから出力される光電流を所定の積分期間にわたり積分し、電圧として各光センサの相対光量を検出する光センサにおいて、
判定用信号に基づいて演算処理を行って選択信号を出力する判定手段と、
選択信号に基づいて、予め定められた複数の積分終了電圧信号の中から一つの積分終了電圧信号を選択して出力する選択手段と、
複数の光センサからの出力を代表する代表信号と積分終了電圧信号とを比較して終了信号を出力する比較手段と、
を備え、
積分期間を可変に設定できるようにしたことを特徴とする。
【００３５】
また、本発明の請求項２に係る発明の光センサ回路は、
請求項１記載の光センサ回路において、
前記比較手段に入力される複数の光センサからの出力を代表する代表信号として、複数の光センサ出力の最大値とすることを特徴とする。
【００３６】
また、本発明の請求項３に係る発明の光センサ回路は、
請求項２記載の光センサ回路を自動焦点に適用し、判定手段に入力される判定用信号として被写体輝度信号を用い、
被写体輝度信号に応じて積分終了電圧信号を選択することを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の請求項４に係る発明の光センサ回路は、
請求項２記載の光センサ回路を自動焦点に適用し、判定手段に入力される判定用信号として全ての光センサ出力信号を用い、
光センサ出力信号の最大値から最小値を減じた差であるコントラスト値を求め、
このコントラスト値に応じて積分終了電圧信号を選択することを特徴とする。
【００３８】
また、本発明の請求項５に係る発明の光センサ回路は、
請求項２ないし請求項４のいずれか一つに記載の光センサ回路を自動焦点に適用し、判定手段に入力される判定用信号として全ての光センサ出力信号を用い、光センサ出力信号の最大値を最小値で除した商であるコントラスト値を求め、このコントラスト値に応じて積分終了電圧信号を選択することを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明の光センサ回路に係る第１実施形態について、図を参照しつつ、説明する。図１は光センサ回路のうち積分時間を選択する回路の回路図、図２は分圧手段の一具体例の説明図、図３は一具体例の光センサ回路の回路図である。
【００４０】
図１は、光センサ回路の一部であって、積分時間を選択する回路の回路図であり、積分終了電位信号Ｖ_ｓｔｏｐを３つ用意した例である。
光センサ回路は、図１で示すように、判定手段１、選択手段２、比較手段３を備えている。
【００４１】
判定手段１は、具体的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｕｉｔ）であり、入力される判定用信号を用いて演算処理を行い、選択信号（ＳＥＬ）を出力する。
選択手段２は、具体的にはマルチプレクサであり、複数線（図１では３線）のＶ_{ＳＴＯＰ１}，Ｖ_{ＳＴＯＰ２}，Ｖ_{ＳＴＯＰ３}が積分終了電圧信号として入力されており、選択信号（ＳＥＬ）により上記の何れかの積分終了電圧信号がＭＸ_ＯＵＴ信号として出力される。
比較手段３は、具体的にはコンパレータであり、Ｍ_ｏｕｔ信号がマイナス側に、また、選択手段２からのＭＸ_ｏｕｔ信号がプラス側へそれぞれ入力される。比較手段３は、ＭＸ_ｏｕｔ信号とＭ_ｏｕｔ信号との大小関係を比較した結果を、終了信号（ＥＮＤ）として出力する。この場合、積分とともにＭ_ｏｕｔ信号の電位は下降していく回路構成であり、例えば終了信号（ＥＮＤ）がＬからＨになったときに、積分期間が終了したと判定する。
【００４２】
ここに、積分終了電圧信号Ｖ_{ＳＴＯＰ１}，Ｖ_{ＳＴＯＰ２}，Ｖ_{ＳＴＯＰ３}　は、例えば、図２で示す分圧手段４により生成しても良い。分圧手段４は、分圧抵抗４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを備え、所定電圧となるように分圧している。
分圧抵抗４ａをＲとすると、分圧抵抗４ｂはＲ、分圧抵抗４ｃは２Ｒ、分圧抵抗４ｄは４Ｒという抵抗値を有している。
これにより積分終了電位Ｖ_{ＳＴＯＰ１}は０．５Ｖ、積分終了電位Ｖ_{ＳＴＯＰ２}は１．０Ｖ、積分終了電位Ｖ_{ＳＴＯＰ３}は２．０Ｖ、および、積分開始電位Ｖ_{Ｓｔａｒｔ}は４．０Ｖとなるように積分終了電圧信号をそれぞれ出力する。
【００４３】
続いて動作について概略説明する。
まず、判定手段１は、判定用信号に基づいて演算処理を行って選択信号を生成する。この判定手段１は、選択手段２に対し選択信号ＳＥＬを出力し、まずＶ_{ｓｔｏｐ３}をＭＸ_ｏｕｔ　として出力するように設定する。
このように被写体等によらず最初の積分は、Ｖ_{Ｓｔａｒｔ}からの積分量が最も小さいＶ_{ｓｔｏｐ３}で終了させ、各センサデータを取り、そのデータによる所望の演算等を行い判定する。最初にＶ_{ｓｔｏｐ３}で積分させるのは、最も積分時間が短くて済み、カメラのオートフォーカスの場合なら、シャッター切れが速くなる、という重要なカメラ特性の向上に寄与するからである。
【００４４】
この判定の結果、被写体のコントラストが小さく、このデータでは演算結果の信憑性が薄いと判断される場合は、２回目の積分を行う。このときには、コントラストを上げるために、Ｖ_{ｓｔｏｐ２}、または、Ｖ_{ｓｔｏｐ１}を用いて積分を終了させる。これによって積分量が増大し、コントラストの絶対値が大きくなるので、演算結果の信憑性が高くなる。
【００４５】
Ｖ_{ｓｔｏｐ２}を用いるか、Ｖ_{ｓｔｏｐ１}を用いるかは、１回目の積分にかかった時間とコントラストの程度によって使い分けることができる。こうすれば判定までの時間は増加するが、偽合焦や判定不能などのおそれを低減でき、センサの機能を最大限に引き出すことができる。
【００４６】
このような回路を組み込んで、例えば、図３で示すような光センサ回路を構成する。ここに図３で示す光センサ回路は、先に図６を用いて説明した光センサ回路であり、重複する説明を省略する。このように光センサ回路の積分期間を変更できるようにして、最適な状態にしつつ自動合焦を行うことができる。
なお、光センサ回路は図３で示した以外にも各種の構成を採用することができる。
【００４７】
続いて、判定手段１による判定の具体例について参照しつつ説明する。
本発明の積分終了電圧信号Ｖ_ｓｔｏｐを可変にした光センサ回路をカメラのオートフォーカスに応用する場合の動作フロー例を以下三例について示す。
（１）被写体輝度によりＶ_ｓｔｏｐを可変に選択する例
（２）被写体のコントラストで積分を制御する（その１）
（３）被写体のコントラストで積分を制御する（その２）
【００４８】
（１）被写体輝度によりＶ_ｓｔｏｐを可変に選択する例
まず、図示しないカメラの測光回路による被写体輝度信号出力をＳ_ＡＥとする。ここで、Ｓ_ＡＥは、被写体の輝度が大きいほど（被写体が明るいほど）大きい値をとるものとする。このような被写体輝度信号出力Ｓ_ＡＥ　を判定用信号として、図１の判定手段１へ出力される。
判定手段１は、内蔵するメモリ部（図示せず）に二つの基準値Ｓ_０，Ｓ_１（Ｓ_０＜Ｓ_１）を予め登録しておくものとする。続いて判定手段１は、入力された被写体輝度信号出力Ｓ_ＡＥに対して判定を行う。
【００４９】
ここにＳ_ＡＥ＞Ｓ_１と判定されたならば（高輝度）、ＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ１}を出力するような選択信号ＳＥＬを選択手段２へ出力する。
また、Ｓ_１≧Ｓ_ＡＥ＞Ｓ_０と判定されたならば（中輝度）、ＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ２}を出力するような選択信号ＳＥＬを選択手段２へ出力する。
さらにまた、Ｓ_０≧Ｓ_ＡＥと判定されたならば（低輝度）、ＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ３}を出力するような選択信号ＳＥＬを選択手段２へ出力する。
このようにすることで、被写体の輝度が小さい（被写体が暗い）、つまり、被写体輝度信号出力が小さい場合には積分量を小さくすることで積分時間が短くなり、適正な積分時間を得ることができる。
【００５０】
（２）被写体のコントラストで積分を制御する（その１）
続いて他の判定例について説明する。
判定手段１は、内蔵するメモリ部（図示せず）にコントラストに対する二つの基準値Ｃ_０，Ｃ_１（Ｃ_０＜Ｃ_１）を予め登録しておくものとする。
まず判定手段１は、最初は一旦ＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ３}となるような選択信号ＳＥＬを出力しておく。そして光センサの積分動作を一回行わせる。判定手段１は、このときの光センサ出力信号の最大値Ｓ_ＭＡＸ、最小値Ｓ_ＭＩＮを判定用信号として入力し、その差ＣＯＮＴ＝Ｓ_ＭＡＸ−Ｓ_ＭＩＮを算出する。
Ｓ_ＭＩＮの検出については各光センサの出力信号を読み出して求めても良いし、図６と同様の回路を適用しても良い。最小値検出回路は図６のｐ型トランジスタ９０_１〜９０_ｎをｎ型トランジスタに置き換え、さらに定電流源１００_１から１００_ｎとの配置関係を逆に（トランジスタをＶ_ＤＤ側に、定電流源をＧＮＤ側に配置）すれば、構成できる。
【００５１】
ここにＣＯＮＴ＞Ｃ_１と判断されたならば、光センサの積分動作は完了とする。
また、Ｃ_１≧ＣＯＮＴ＞Ｃ_０ならＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ２}として再積分を行って積分動作完了とする。この再積分は二通りの方法があり、▲１▼前回積分終了したＶ_{ｓｔｏｐ３}での積分値を初期値として積分動作を再開するという方法、または、▲２▼光センサをリセットしてＶ_{ｓｔａｒｔ}から再び積分させる、という方法のいずれかを選択することができる。
さらにまた、Ｃ_０≧ＣＯＮＴならＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ１}として再積分を行って積分動作完了とする。この場合の再積分も、先の説明と同様二通りの方法があり、▲１▼前回積分終了したＶ_{ｓｔｏｐ３}での積分値を初期値として積分動作を再開するという方法、または、▲２▼光センサをリセットしてＶ_{ｓｔａｒｔ}から再び積分させるという方法のいずれかを選択することができる。
このようにすることで、コントラストが小さい場合には積分時間を長くした上で再積分を行うため、適正な光量を受光することができる。
【００５２】
（３）被写体のコントラストで積分を制御する（その２）
続いて他の判定例について説明する。
判定手段１は、内蔵するメモリ部（図示せず）にコントラストに対する二つの基準値Ｃ_０，Ｃ_１（１．０＜Ｃ_０＜Ｃ_１）を予め登録しておくものとする。
まず判定手段１は、最初は一旦ＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ３}となるような選択信号ＳＥＬを出力しておく。そしてセンサの積分動作を一回行わせる。判定手段１は、このときの光センサ出力信号の最大値Ｓ_ＭＡＸ、最小値Ｓ_ＭＩＮを判定用信号として入力し、その比ＣＯＮＴ＝Ｓ_ＭＡＸ／Ｓ_ＭＩＮを算出する。
【００５３】
ここに、ＣＯＮＴ＞Ｃ_１と判断されたならば、光センサの積分動作は完了とする。
また、Ｃ_１≧ＣＯＮＴ＞Ｃ_０ならＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ２}として再積分を行って積分動作完了とする。この再積分は二通りの方法があり、▲１▼前回積分終了したＶ_{ｓｔｏｐ３}での積分値を初期値として積分動作を再開するという方法、または、▲２▼光センサをリセットしてＶ_{ｓｔａｒｔ}から再び積分させる、という方法の何れかを選択することができる。
さらにまた、Ｃ_０≧ＣＯＮＴならＭＸ_ＯＵＴ＝Ｖ_{ｓｔｏｐ１}として再積分を行って積分動作完了とする。この場合の再積分も、先の説明と同様二通りの方法があり、▲１▼前回積分終了したＶ_{ｓｔｏｐ３}での積分値を初期値として積分動作を再開するという方法、または、▲２▼光センサをリセットしてＶ_{ｓｔａｒｔ}から再び積分させるという方法のいずれかを選択することができる。
このようにすることで、コントラストが小さい場合には積分時間を長くした上で再積分を行うため、適正な光量を受光することができる。
【００５４】
なお、このような回路を図３に示した光センサ回路に適用する場合、積分開始電位Ｖ_{ｓｔａｒｔ}にＰｃｈトランジスタのＶ_ｔｈ値を加えた電位にほぼ近い値であるモニタ出力Ｍ_ＯＵＴとして出力されるため、ＰｃｈトランジスタのＶ_ｔｈ値を考慮して積分終了電位Ｖ_ｓｔｏｐ決定することとなる。
【００５５】
上記の例では積分開始電圧信号は三つの信号であるものとして、判断手法を説明しているが、積分開始電圧信号は三つの信号に限定する趣旨ではなく、二つ、または、四以上の多数の積分開始電圧信号を設定することもできる。
【００５６】
【発明の効果】
以上記載したとおり、本発明によれば、積分終了電位Ｖ_ｓｔｏｐを可変とすることにより、被写体によるコントラストの程度や輝度の大小によらず、最適な積分量を選択することができるようになり、苦手被写体の減少や応答時間の高速化、などの性能向上が実現できる。
【００５７】
総じて、最適な積分期間となるように調整できるようにした光センサ回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光センサ回路のうち積分時間を選択する回路の回路図である。
【図２】分圧手段の一具体例の説明図である。
【図３】一具体例の光センサ回路の回路図である。
【図４】測距原理を説明する説明図である。
【図５】斜方向に対象がある場合の測距原理を説明する説明図である。
【図６】従来技術の光センサ回路の回路図である。
【図７】従来技術の光センサ回路の回路図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　　　判定手段（ＣＰＵ）
２　　　　　　　　　　　選択手段（マルチプレクサ）
３　　　　　　　　　　　比較手段（コンパレータ）
１０，１０ｂ，１０ｃ　　対象
１１，１２　　　　　　　レンズ
１３，１４　　　　　　　光路
１５，１６　　　　　　　映像
１７　　　　　　　　　　焦点面
１８，１９　　　　　　　光センサアレイ
２０，２１　　　　　　　位置
３０，３１　　　　　　　位置
５０_１〜５０_ｎフォトダイオード
６０_１〜６０_ｎオペアンプ
７０_１〜７０_ｎ積分容量
８０_１〜８０_ｎ第１のスイッチ
９０_１〜９０_ｎｐ型トランジスタ
１００_１〜１００_ｎ定電流源
１１０_１〜１１０_ｎ第２のスイッチ
１２０　　　　　　　　　共通のモニタ出力線
２００　　　　　　　　　比較手段

Claims

複数の光センサを有する光センサアレイの各光センサから出力される光電流を所定の積分期間にわたり積分し、電圧として各光センサの相対光量を検出する光センサにおいて、
判定用信号に基づいて演算処理を行って選択信号を出力する判定手段と、
選択信号に基づいて、予め定められた複数の積分終了電圧信号の中から一つの積分終了電圧信号を選択して出力する選択手段と、
複数の光センサからの出力を代表する代表信号と積分終了電圧信号とを比較して終了信号を出力する比較手段と、
を備え、
積分期間を可変に設定できるようにしたことを特徴とする光センサ回路。
請求項１記載の光センサ回路において、
前記比較手段に入力される複数の光センサからの出力を代表する代表信号として、複数の光センサ出力の最大値とすることを特徴とする光センサ回路。
請求項２記載の光センサ回路を自動焦点に適用し、判定手段に入力される判定用信号として被写体輝度信号を用い、
被写体輝度信号に応じて積分終了電圧信号を選択することを特徴とする光センサ回路。
請求項２記載の光センサ回路を自動焦点に適用し、判定手段に入力される判定用信号として全ての光センサ出力信号を用い、
光センサ出力信号の最大値から最小値を減じた差であるコントラスト値を求め、
このコントラスト値に応じて積分終了電圧信号を選択することを特徴とする光センサ回路。
請求項２ないし請求項４のいずれか一つに記載の光センサ回路を自動焦点に適用し、判定手段に入力される判定用信号として全ての光センサ出力信号を用い、光センサ出力信号の最大値を最小値で除した商であるコントラスト値を求め、このコントラスト値に応じて積分終了電圧信号を選択することを特徴とする光センサ回路。