JPH0556355A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エリアセンサーにおける不良画素からの信号
の影響を改善し正しいセンサー出力を得られる様にした
光電変換装置を提供する。 【構成】 不良画素からの信号が処理対象となっている
場合、不良画素の近傍画素からの信号を上記不良画素か
らの信号として処理する処理回路を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換装置及び該変
換装置を用いて撮影画面内の任意の複数領域で焦点検出
を行うことが可能な焦点検出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラの自動焦点検出装置とし
て、撮影画面内の複数点の焦点検出が可能な装置が多数
提案されている。

【０００３】かかる装置に用いられる従来の光電変換セ
ンサは、上記焦点検出点各々に対応した有限個のセンサ
列を同一基板上に配置したものである。具体的構成とし
ては、例えば特開昭６３−１１９０６号、特開昭６３−
１７２２０９号、特開平１−２７１７１６号公報等に詳
しく記載されている。

【０００４】その内の一つの従来例を図９の焦点検出光
学系を用いて簡単に説明する。フイールドレンズ４０、
多孔視野マスク４１、正レンズ２枚を並設した２次結像
レンズ４２そしてセンサ列対が複数配列されたセンサチ
ップ４３から構成される。多孔視野マスク４１は不図示
の撮影レンズの予定結像面近傍の位置に設けられ、各開
口４１ａ、４１ｂ、４１ｃはそれぞれ撮影画面中の焦点
検出すべき領域を決定している。２次結像レンズ４２は
開口４１ａで制限された被写体像の一部をセンサ列対４
３ａ，４３ｂ上に再結像する。同様に開口４１ｂ、ある
いは４１ｃで制限された被写体像は、それぞれセンサ列
対４３ｃ，４３ｄあるいは４３ｅ，４３ｆ上に再結像さ
れる。各センサ列対の被写体像信号は電気信号として読
み出され、処理装置内で焦点検出演算が実行される。こ
のようにして各開口で決定された焦点検出視野内の被写
体に対する撮影レンズの焦点状態が検出される。３個の
開口が決定する焦点検出視野を撮影画面に当てはめる
と、例えば図１０の撮影画面４７の４９Ｌ，４９Ｃ，４
９Ｒの位置に相当する。

【０００５】焦点検出視野が高々数個程度で、また視野
位置が固定の場合には、上記例のようにセンサチップ上
に各検出視野位置に対応してセンサ列を離散的に配し、
チップ上の各センサ列の間の領域にはセンサ駆動用の回
路を設ける構成をとることが一般的である。

【０００６】従来以上に焦点検出視野の数を増やしたい
場合や、視野位置を状況に応じて変更したい場合には、
縦横２次元的に光電変換素子を規則正しく配列させた、
いわゆるエリアセンサを用いることが望ましい。特に視
野位置を変更したい場合、視野マスクは前述したような
焦点検出視野に対応する開口を有する多孔視野マスクで
はなく、図８の視野マスク４１に示したように、複数の
焦点検出視野総てを包含する大きな開口４１Ｒを１つだ
け有するものを使用する。

【０００７】図８の形態の焦点検出系の基本原理は前述
図９の従来形を踏襲しているので、同一構成部材には同
一の番号を付している。視野マスク４１は不図示の撮影
レンズの予定結像面近傍の位置に設けられ、単一の広い
開口４１Ｒの制限する領域が焦点検出可能な範囲とな
る。２次結像レンズ４２の手前には絞り板４４が置か
れ、絞り孔４４Ｐ，４４Ｑ各々が各正レンズに入射する
光束を規制している。絞り板４４の位置はフイールドレ
ンズ４０のパワーにより撮影レンズの射出瞳の位置に略
々結像関係に置かれている。一対の正レンズ２枚からな
る２次結像レンズ４２は開口４１Ｒで決定された被写体
像をエリアセンサの対４３Ｐと４３Ｑ上に再結像する２
つのエリアセンサ上の被写体像信号は電気情報として読
み出され、処理装置内で焦点検出演算が実行される。

【０００８】図８ではエリアセンサ４３は２個の隔てら
れた受光領域４３Ｐ，４３Ｑを有するものとして表わさ
れているが、所定の制御性が得られるものならば、一続
きの受光領域であってももちろん良い。

【０００９】ところで、一般に撮影画面内には主たる被
写体とその背景が同時に並存しているので、焦点検出の
対象となる画面領域は何らかの形で限定されなくてはな
らない。

【００１０】図９に示した従来例では視野マスク４１の
各開口が光学的な領域限定の役目を果たしている。ま
た、それ故に２次結像レンズの予定結像面上には、各開
口に対応した形状のセンサ列だけを配すれば良いのであ
る。

【００１１】エリアセンサを用いた図８のような形態で
は、光学的に領域を限定する手段を持たないため、電気
的な手段を構じなければならない。具体的には、例え
ば、エリアセンサの受光領域の一部分の被写体像情報を
選択的に読み出したり、あるいは広い範囲で読み出した
被写体像情報のなかの特定の領域の情報を選択的に演算
処理することによって、撮影画面の局所領域に於ける焦
点状態の検出が行われる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦点検
出用センサとしてエリアセンサを用いると次のような問
題が生じる。

【００１３】即ち、エリアセンサチップはチップ面上に
光電変換素子がラインセンサに較べ多数配置されてお
り、画素数の絶対量が多い分、画素不良が発生し易い。
エリアセンサを使用する上で１つの不良画素も許されな
いとなると歩留りが極めて悪くなり、ひいては製品のコ
ストアップにもつながるため実現的ではなく、ある程度
の画素不良は許容しつつ使用しなければならない。しか
し、正に焦点検出処理を行う領域内に不良画素が存在し
ていると、当然のことながらその領域に対する処理結果
には誤差が混入し、正確な焦点検出動作が保証出来なく
なってしまう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の問題点の
解消を目的としており、エリアセンサーの一部に不良画
素が存在している場合にその画素の信号は用いずに、代
りに近傍の正常な画素の信号を代用することによって、
エリアセンサの歩留りを下げることなく、精度の高い画
素信号を取り出すことの出来る充電変換装置を提供しよ
うとするものである。

【００１５】

【実施例】以下本発明に係る光電変換装置についての説
明を焦点検出に採用した場合を例として説明する。

【００１６】図１は本発明に係る充電変換装置を焦点検
出装置に用いた場合の一実施例を示すブロック図であ
る。

【００１７】図において、４３はエリアセンサで該エリ
アセンサ４３にはインターフェイス回路６０が接続さ
れ、後述する領域指定や蓄積制御が行われる。インター
フェイス回路６０は処理装置であるマイクロコンピュー
タ６１に接続される。マイクロコンピュータ６１はＣＰ
Ｕ（中央処理部）、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ＥＥＰＲＯＭ（電
気的消去可能プログラマブルＲＯＭ）を有し、ＲＯＭに
格納されているプログラムに従って焦点検出処理を実行
してゆく。

【００１８】ＥＥＰＲＯＭには焦点検出領域の位置情報
やエリアセンサの不良画素の位置情報が、調整工程等に
よってあらかじめ格納されている。

【００１９】ＲＯＭに格納されている焦点検出処理のプ
ログラムの概略フローを図２に示す。

【００２０】マイクロコンピュータ６１が焦点検出処理
を開始すると、ステップ（０１）を経て、ステップ（０
２）のセンサ蓄積を実行し、次のステップ（０３）にて
センサに蓄積された被写体像信号の読み出しを行う。

【００２１】像信号の読み出しが完了すると、次のステ
ップ（０４）へ移行する。

【００２２】ステップ（０４）では焦点検出すべき領域
の決定を行う。

【００２３】撮影画面上での焦点検出すべき領域が決ま
れば、ＥＥＰＲＯＭに格納されている情報に基づいてセ
ンサチップ上での選択領域を算出する。そして、その領
域の被写体像信号を実際に焦点検出処理に適した形に変
換する。

【００２４】ここのプロセスについてもう少し詳しく説
明する。

【００２５】図３の画面２１０上で、焦点検出すべき領
域が仮に領域２１０Ｃに決定されたとする。ここでの領
域の選定は、画面中央領域優先や前回の選択結果優先と
いったルールがよく使われるが、領域の選定に関しては
本発明と直接関係がないので詳しい説明は省略する。

【００２６】さて、撮影画面上で焦点検出すべき領域が
２１０Ｃに決まると、ＥＥＰＲＯＭに格納されている情
報から、センサチップ上での対応領域が図４の（２３０
ａ，２３０ｂ）であることが算出される。ＥＥＰＲＯＭ
には、画面各位置について細かい位置情報を格納しても
良いし、あるいは画面上で代表的な何点かの焦点検出領
域の位置と形状をあらかじめ想定し、それに対応するチ
ップ上での領域の位置と形状を記憶しておいても良い。

【００２７】ステップ（０４）にてセンサチップ上での
焦点検出領域の形状が算出されると、次のステップ（０
５）ではそれに基づいて被写体像信号の加工処理が行わ
れる。図５を用いてこの加工処理について説明する。

【００２８】撮影画面上で長方形の被写体領域は、セン
サチップの一部５０上では、実線領域５２のようにな
る。図５は図４の片側のセンサ受光領域を表している
が、もう一方の受光領域も同様である。

【００２９】さて、実際に焦点検出処理を行う場合、実
施形の位相差検出タイプでは１次元方向の位相差を検出
するものであるから、２次元の方向を有する領域の被写
体情報を１次元の情報に変換する必要がある。そのため
には、図５に示すが如く、マイクココンピュータ内部で
ＲＡＭに格納されている被写体像信号を用いて、垂直方
向の画素単位毎に、領域内の水平方向の像信号を加算し
て１次元の像信号５３を作ればよい。焦点検出処理演算
は１次元信号５３に対して行われる。

【００３０】さて、ここでセンサ上での焦点検出処理の
対象領域５２の内部に不良画素５４が存在していたとす
る。このとき各垂直方向の並びの映像信号の様子を示し
たのが、図６である。

【００３１】図中５２１〜５２５がそれぞれ各垂直方向
の並びに読み出した映像信号を表わしている。信号５２
２の右から４つめの画素が不良画素５４に対応し、この
画素の信号は図のように低下している。信号５２１〜５
２５をそのまま水平方向毎に加算した信号が信号５３１
のようになる。５３１の右から４つめの信号は不良画素
の影響で信号が低下している。この信号５３１に基づい
て焦点検出処理を行うとその処理結果に少なからず誤差
が生じてしまうのは明らかである。

【００３２】そこで、あらかじめ工程の検査過程等で不
良画素の位置がわかっていれば、前述図１の６１のマイ
クロコンピュータ内のＥＥＰＲＯＭにその位置情報を記
憶させておく。そして、映像信号の加算処理を行う際
に、その情報を用いて、不良画素位置に対応する映像信
号は例えば隣接した他の正常な画素の信号と置き換え
る。これを図７で説明すると、信号５２２′の右から４
つ目の画素の信号は信号５２３の右から４つ目の画素信
号をもって置き換えたものであり、これらの信号５２
１，５２２′，５２３〜５２５を水平画素毎に加算した
信号が５３１′である。この場合５３１′は図６の信号
５３１に比べ実際に近い信号となり、この信号５３１′
を用いて焦点検出処理を行えば、誤差は極めて小さく押
えることができる。

【００３３】エリアセンサ上に不良画素が存在しない場
合、あるいは存在したとしても焦点検出処理の対象領域
が図５で破線で示した領域５１のように領域内には不良
画素が存在しない場合には、前置した置き換え処理は必
要としないことは言うまでもない。

【００３４】図２に戻って、次のステップ（０６）で
は、先のステップ（０５）で作られた１次元の像信号か
ら、公知の焦点検出演算を使って、目的とする撮影画面
領域の焦点状態を検出する。

【００３５】尚、上記実施例では本発明の光電変換装置
を焦点検出用に用いたことを例示して説明しているが、
本発明は焦点検出用以外の測定装置にも用いられること
はもちろんである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればエ
リアセンサに不良な画素が存在していたとしても、その
画素の信号に代って近傍の正常な画素の信号を代用する
ことによって、エリアセンサチップの歩留りを下げるこ
となく、精度良い光電変換信号処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光電変換装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図２】図１の装置を用いて焦点検出処理を行なわせる
際の一例を示すプログラムフロー図である。

【図３】測定対象領域を示す説明図である。

【図４】図３の対象領域に対応するセンサー領域を示す
説明図である。

【図５】センサーの画素出力処理を説明する説明図であ
る。

【図６】センサーの出力を示す説明図である。

【図７】図６とともにセンサーの出力を示す説明図であ
る。

【図８】本発明に係る光電変換装置を焦点検出装置に採
用する場合の光学系を示す構成図である。

【図９】従来の光電変換装置における光学系を示す構成
図である。

【図１０】図９に示した光電変換装置における測定対象
領域を示す説明図である。

【符号の説明】

４３ センサチップ ６１ マイクロコンピューター

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光電変換画素部が２次元的に配設された
   エリアセンサーと、該センサーの所定範囲からの信号を
   取り出し処理を行なう処理回路を有する充電変換装置に
   おいて、 前記センサーにおける画素のうち不良画素からの信号を
   他の画素からの信号に置き換えて処理を行なうことを特
   徴とする光電変換装置
2. 【請求項２】 前記センサーにおける画素のうち不良画
   素からの信号を該画素に近接する画素からの信号に置き
   換えて処理を行なう請求項１に記載の光電変換装置。
3. 【請求項３】 前記処理回路は取り出された信号に基づ
   いて焦点状態の検出を行なう焦点検出処理回路である請
   求項１に記載の光電変換装置。