JPH10197337A - 光電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】交流光源下においても良好な像信号を得るこ
と。 【解決手段】本発明は、光電変換素子列１と、この素子
列１の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を出力するモニ
タ部２と、上記蓄積動作開始後の第１の時間経過後にモ
ニタ信号レベルを読み出し、上記第１の時間よりも長い
第２の時間経過後のモニタ信号レベルを予測すると共
に、その第２の時間経過後に実際のモニタ信号レベルを
読み出し、上記予測したモニタ信号レベルと実際のモニ
タ信号レベルとを比較し、上記光電変換信号が飽和せず
且つ十分なダイナミックレンジが得られるように、上記
蓄積動作停止時間を所定演算式により予測する蓄積時間
計算部４と、この予測した蓄積動作停止時間が経過した
ときに蓄積動作を停止させる蓄積制御信号読み出し部５
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカメラ等の
撮像装置に用いられる焦点検出装置の信号蓄積動作を最
適に制御する為の光電変換装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラ等に用いられる焦点検
出装置の光電変換された信号を蓄積するための種々の技
術が提案されている。例えば、本出願人による特開平７
−９８４２８号公報によれば、光電変換手段の蓄積動作
開始後、その受光量に応じたモニタ信号を所定時間後に
読み出し、これにより蓄積終了時間を決定して、蓄積時
間を制御する「光電変換装置」に関する技術が開示され
ている。

【０００３】この従来技術に係る光電変換装置の光電変
換手段の蓄積時間とモニタ信号との関係は図２１に示さ
れる通りである。同図に示されるように、一定輝度下で
は光電変換手段の蓄積開始後、モニタ信号が一定の変化
率で変化していく。上記従来技術では、この点に着目
し、時間ｔ1 でのモニタ出力の読み出し値Ｖ1 と蓄積開
始時モニタ信号出力値Ｖ0 及び目標モニタ信号値Ｖ2 と
から、 ｔ2 ＝（Ｖ2 −Ｖ0 ）／（Ｖ1 −Ｖ0 ）・ｔ1 …（１０） として蓄積終了時間ｔ2 を計算している。そして、この
算出した蓄積終了時間ｔ2 となったところで、上記光電
変換手段の蓄積を終了させることで、当該光電変換手段
の信号蓄積を最適に制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（１０）式による蓄積終了時間ｔ2 の予測は、一定輝度
下における蓄積動作を前提としている。よって、交流的
に輝度が変化する光源、例えば蛍光灯等の人工照明下で
は、次のような問題が発生している。

【０００５】以下、図２２，２３には、交流光源下で従
来の蓄積制御方法を行った場合の交流光源の輝度変化と
モニタ出力の変化の関係を示し、上記問題を説明する。
先ず、図２２（ａ）に示されるような交流光源の輝度変
化のタイミングで光電変換素子列の蓄積を開始した場合
については、図２２（ｂ）に示されるように、モニタ出
力の変化率が蓄積開始より徐々に大きくなる。従って、
上記（１０）式に基づいて蓄積制御を行うとモニタ出力
は蓄積終了時間ｔ2 以前に“０”になり飽和してしま
う。このような蓄積動作がなされた場合の光電変換素子
列の蓄積信号は、適正な場合（図２４（ａ）参照）に比
して、図２４（ｂ）に示されるようになる。即ち、光電
変換素子列の蓄積信号が、後段の例えばＡＤ変換器のよ
うな処理回路の入力範囲を越えてしまい、焦点検出不能
となってしまう。

【０００６】一方、図２３（ａ）に示すような交流光源
の輝度変化のタイミングで光電変換素子列の蓄積を開始
した場合については、図２３（ｂ）に示されるように、
モニタ出力の変化率は蓄積開始より徐々に小さくなる。
従って、上記（１０）式に基づいて蓄積制御を行うと、
モニタ出力は適正なレベルＶ2 よりも蓄積レベルとして
は少ないレベルＶ2 ′で蓄積を終了してしまうことにな
る。このような蓄積動作がなされた場合の光電変換素子
列の蓄積信号は、図２４（ｃ）に示されるように、コン
トラストが小さくなってしまうので、焦点検出が不能と
なったり、焦点検出精度が劣化してしまう。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、交流光源下において
も適正な光電変換素子列の蓄積制御を行うことで、良好
な像信号を得ることを可能とし、焦点検出が不能となっ
たり焦点検出精度が劣化することを防止し、高精度な焦
点検出を行うことを可能とすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第１の態様による光電変換装置は、受光面
に入射する光量に応じて発生する電荷を蓄積して光電変
換信号を出力する光電変換素子と、上記光電変換素子の
電荷蓄積量に対応するモニタ信号を出力するモニタ手段
と、上記光電変換素子の蓄積動作開始後の第１の時間経
過後にモニタ信号レベルを読み出し、上記第１の時間よ
りも長い第２の時間経過後のモニタ信号レベルを予測す
ると共に、その第２の時間経過後に実際のモニタ信号レ
ベルを読み出し、上記第２の時間経過後の予測したモニ
タ信号レベルと実際のモニタ信号レベルとを比較し、上
記光電変換信号が飽和せず且つ十分なダイナミックレン
ジが得られるように、上記光電変換素子の蓄積動作停止
時間を所定の演算式によって予測する予測手段と、この
予測した蓄積動作停止時間が経過したとき、上記光電変
換素子の蓄積動作を停止させる蓄積制御手段とを具備す
ることを特徴とする。

【０００９】第２の態様による光電変換装置は、上記予
測手段は、上記第２の時間経過後における予測モニタ信
号レベルと、実測したモニタ信号レベルとの差の絶対値
が所定値よりも大きいときに、上記所定の演算式を変更
することを特徴とする。

【００１０】さらに、第３の態様による光電変換装置
は、受光感度切換可能で、受光面に入射する光量に応じ
て発生する電荷を蓄積して光電変換信号を出力する光電
変換素子と、この光電変換素子の受光感度を切換える感
度切換手段と、上記光電変換素子の電荷蓄積量に対応す
るモニタ信号を出力するモニタ手段と、上記光電変換素
子の蓄積動作開始後の第１の時間経過後にモニタ信号レ
ベルを読み出し、上記第１の時間よりも長い第２の時間
経過後のモニタ信号レベルを予測すると共に、その第２
の時間経過後に実際のモニタ信号レベルを読み出し、上
記第２の時間経過後の予測したモニタ信号レベルと実際
のモニタ信号レベルとを比較する比較手段と、上記光電
変換素子の蓄積動作停止時間を所定の演算式によって予
測する予測手段と、この予測した蓄積動作停止時間が経
過したとき、上記光電変換素子の蓄積動作を停止させる
蓄積制御手段とを具備し、上記比較手段は、上記第２の
時間経過後における予測モニタ信号レベルと実測したモ
ニタ信号レベルとの差の絶対値が所定値よりも大きいと
きに上記感度切換手段に低感度側に切り換えさせるとと
もに再度蓄積動作をやり直すことを特徴とする。

【００１１】即ち、本発明の第１の態様による光電変換
装置では、光電変換素子により、受光面に入射する光量
に応じて発生する電荷が蓄積されて光電変換信号が出力
され、モニタ手段により、上記光電変換素子の電荷蓄積
量に対応するモニタ信号が出力され、予測手段により、
上記光電変換素子の蓄積動作開始後の第１の時間経過後
にモニタ信号レベルが読み出され、上記第１の時間より
も長い第２の時間経過後のモニタ信号レベルが予測され
ると共に、その第２の時間経過後に実際のモニタ信号レ
ベルが読み出され、上記第２の時間経過後の予測したモ
ニタ信号レベルと実際のモニタ信号レベルとが比較さ
れ、上記光電変換信号が飽和せず且つ十分なダイナミッ
クレンジが得られるように、上記光電変換素子の蓄積動
作停止時間が所定の演算式によって予測され、蓄積制御
手段により、この予測した蓄積動作停止時間が経過した
とき、上記光電変換素子の蓄積動作が停止される。

【００１２】そして、第２の態様による光電変換装置で
は、上記予測手段により、上記第２の時間経過後におけ
る予測モニタ信号レベルと、実測したモニタ信号レベル
との差の絶対値が所定値よりも大きいときに、上記所定
の演算式が変更される。

【００１３】さらに、第３の態様による光電変換装置で
は、光電変換素子により、受光感度切換可能で、受光面
に入射する光量に応じて発生する電荷が蓄積されて光電
変換信号が出力され、感度切換手段により、この光電変
換素子の受光感度が切換えられ、モニタ手段により、上
記光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号が出
力され、比較手段により、上記光電変換素子の蓄積動作
開始後の第１の時間経過後にモニタ信号レベルが読み出
され、上記第１の時間よりも長い第２の時間経過後のモ
ニタ信号レベルが予測され、その第２の時間経過後に実
際のモニタ信号レベルが読み出され、上記第２の時間経
過後の予測したモニタ信号レベルと実際のモニタ信号レ
ベルとが比較され、予測手段により、上記光電変換素子
の蓄積動作停止時間が所定の演算式によって予測され、
蓄積制御手段により、この予測した蓄積動作停止時間が
経過したとき、上記光電変換素子の蓄積動作が停止さ
れ、上記比較手段により、上記第２の時間経過後におけ
る予測モニタ信号レベルと実測したモニタ信号レベルと
の差の絶対値が所定値よりも大きいときに上記感度切換
手段が低感度側に切り換えられ、再度蓄積動作がやり直
される。

【００１４】

【発明の実施の形態】先ず、図面を参照して、本発明の
基本概念を説明する。図１は本発明の光電変換装置の第
１の概念図である。同図に示されるように、被写体から
の光束を受光して入射光量に応じた電荷を蓄積する複数
の光電変換素子を有する光電変換素子列１の出力は、当
該光電変換素子列１の電荷蓄積中の受光量に応じたモニ
タ信号を出力するモニタ部２の入力に接続されており、
当該モニタ部２の出力は、上記光電変換素子列１の蓄積
開始から所定時間後に上記モニタ部２のモニタ信号を読
み出すモニタ読み出し部３の入力に接続されている。そ
して、このモニタ読み出し部３の出力は、当該モニタ読
み出し部３の読み出したモニタ信号に基づき交流光源に
よる影響を大きく受けているか否か判定する判定部６の
入力に接続されており、当該判定部６及び上記モニタ読
み出し部３の出力は、上記モニタ信号読み出し部３によ
り読み出されたモニタ信号と当該モニタ信号を読み出し
た時刻とに基づいて蓄積終了時間を計算する蓄積時間計
算部４の入力に接続されている。この蓄積時間計算部４
の出力は、この蓄積時間計算部４により計算された蓄積
終了時間で上記光電変換素子列１の蓄積を終了させ光電
変換素子列１の信号を読み出す蓄積制御、信号読み出し
部５の入力に接続されており、当該蓄積制御、信号読み
出し部５は、上記光電変換素子列１と相互に接続されて
いる。

【００１５】このような構成において、被写体からの光
束は光電変換素子列１により受光され、入射光量に応じ
た電荷が蓄積される。そして、モニタ部２により上記光
電変換素子列１の電荷蓄積量に応じたモニタ信号が、後
段のモニタ読み出し部３に出力される。このモニタ信号
読み出し部３は、上記モニタ部２の出力するモニタ信号
を上記光電変換素子列１の蓄積開始から所定時間後に読
み出し、後段の蓄積時間計算部４と判定部６に出力す
る。そして、蓄積時間計算部４により、上記モニタ読み
出し部３により読み出された複数のモニタ信号と当該モ
ニタ信号が読み出された時刻とに基づいて、上記光電変
換素子列１の蓄積終了時間が計算され、後段の蓄積制
御、信号読み出し部５に出力される。次いで、蓄積制
御、信号読み出し部５により、上記蓄積終了時間計算部
４により計算された蓄積終了時間に基づいて上記光電変
換素子列１の蓄積が終了され、その後、上記光電変換素
子列１で蓄積された信号が読み出される。上記判定部６
により、上記モニタ読み出し信号３により読み出された
モニタ信号に基づいて、交流光源の影響が大きいか否か
が判定される。そして、交流光源の影響が大きいと判定
された場合には、蓄積時間計算部４により通常の計算方
法である第１の計算方法とは異なる第２の計算方法によ
り蓄積時間が計算される。

【００１６】次に図２は本発明の光電変換装置の第２の
概念図である。同図に示されるように、被写体からの光
束を受光して入射光量に応じた電荷を蓄積する複数の光
電変換素子を有する光電変換部１の出力は、この光電変
換部１の電荷蓄積中の受光量に応じたモニタ信号を出力
するモニタ部２の入力に接続されており、当該モニタ部
２の出力は、上記光電変換部１の蓄積開始から所定時間
後に上記モニタ部２のモニタ信号を読み出すモニタ読み
出し部３の入力に接続されている。そして、このモニタ
信号読み出し部３の出力は、当該モニタ信号読み出し部
３により読み出されたモニタ信号と、このモニタ信号を
読み出した時刻とに基づいて蓄積終了時間を計算する蓄
積時間計算部４と、上記モニタ読み出し部３の読み出し
たモニタ信号に基づき、交流光源による影響を大きく受
けているか否かを判定する判定部６の入力に接続されて
いる。この蓄積時間計算部４の出力は、当該蓄積時間計
算部４により計算された蓄積終了時間で上記光電変換部
１の蓄積を終了させて光電変換部１の信号を読み出す蓄
積制御、信号読み出し部５の入力に接続されており、当
該蓄積制御、信号読み出し部５の出力は、上記光電変換
部１の入力に接続されている。上記判定部６の出力は、
上記光電変換部１の感度を切換える感度切換え部７の入
力に接続されており、当該感度切換え部７の出力は光電
変換部１の入力に接続されている。

【００１７】このような構成において、上記判定部６に
より交流光源の影響が大きいと判定された場合に、上記
感度切換え部７により光電変換部１の感度が低感度側に
切り換えられる。そして、蓄積制御、信号読み出し部５
は、光電変換部１に再度電荷の蓄積をやり直しさせる。
その他の構成要素による作用については、図１と同一で
あるため、ここでは説明を省略する。

【００１８】以下、図面を参照して、上記概念を更に具
現化した実施の形態を説明する。先ず図３は第１の実施
の形態に係る光電変換装置が搭載されたカメラの断面図
である。同図に示されるように、カメラボディＢの所定
位置は撮影レンズＬが配設されており、被写体からの光
束の当該撮影レンズＬを介した光束の光路上には、メイ
ンミラーＭＭ，サブミラーＳＭが配設されている。この
メインミラーＭＭとしてはダイクロイックミラーなどが
採用される。そして、当該サブミラーＳＭの反射光の光
路上には、本発明の焦点検出装置ＦＤが配設されてい
る。この焦点検出装置ＦＤ内においては、上記サブミラ
ーＳＭでの反射光の光路上に視野マスクＳ、コンデンサ
レンズＣ、全反射ミラーＺＭ、セパレータ絞りＫ、セパ
レータレンズＨ、ＡＦセンサＡＳがそれぞれ配設されて
いる。このＡＦセンサＡＳは、光電変換素子列Ｐとその
処理回路とで構成されている。この他、カメラボディＢ
は、その上方にファインダＦＬを有している。

【００１９】このような構成において、被写体からの光
束は、撮影レンズＬを通過し、メインミラーＭＭでファ
インダＦＬ側に反射されると共に透過し、サブミラーＳ
ＭにてカメラボディＢ下方に全反射され、焦点検出装置
ＦＤ内に導かれる。

【００２０】この焦点検出装置ＦＤ内では、上記光束
は、視野マスクＳにより絞り込まれ、赤外カットフィル
タＳＦにより赤外光がカットされ、コンデンサレンズＣ
により集光された後、全反射ミラーＺＭにより全反射さ
れる。さらに、この光束は、セパレータ絞りＫにより制
限された後、セパータレンズＨにより再結像され、ＡＦ
センサＡＳの光電変換素子列Ｐに受光され光電変換され
た後、処理回路により所定の処理がなされる。

【００２１】次に図４には上記被写体からの光束をＡＦ
センサＡＳ内の光電変換素子列Ｐに導く焦点検出光学系
の構成を更に詳細に示し説明する。同図において、Ｌは
撮影レンズ、Ｓは視野マスク、Ｃはコンデンサレンズ、
Ｋは撮影レンズＬの光軸Ｏに関して略対称に配置された
開口部Ｋ1 ，Ｋ2 を有するセパレータ絞り、Ｈ1 ，Ｈ2
はセパレータ絞りＫの開口部Ｋ1 ，Ｋ2 に対応してその
後方に配置されたセパレータレンズであり、上記図３の
各構成要素にそれぞれ対応している。Ｐ上には光電変換
素子列が配置されているが、当該光電変換素子列は、セ
パレータレンズＨ1 ，Ｈ2 に対応して第１，第２の光電
変換素子列ＰＤＡＬ，ＰＤＡＲを有している。尚、図４
では、前述の赤外カットフィルタＳＦ、全反射ミラーＺ
Ｍについては図示を省略している。

【００２２】このような構成において、撮影レンズＬの
領域Ｌ1 を介して入射した被写体からの光束は、視野マ
スクＳ、コンデンサレンズＣ、セパレータ絞りＫの開口
部Ｋ1 及びセパレータレンズＨ1 を介して光電変換素子
列Ｐ上に結像する。同様に、撮影レンズＬの領域Ｌ2 を
介して入射した被写体からの光束は、視野マスクＳ、コ
ンデンサレンズＣ、セパレータ絞りＫの開口部Ｋ2 及び
セパレータレンズＨ2を通り光電変換素子列Ｐ上に結像
する。

【００２３】上記撮影レンズＬが合焦、即ち結像面Ｇ上
に被写体像Ｉが形成される場合、その被写体像Ｉはコン
デンサレンズＣ及びセパレータレンズＨ1 ，Ｈ2 により
光軸Ｏに対して垂直な２次結像面Ｐ（光電変換素子列）
上に再結像されて第１像Ｉ1、第２像Ｉ2 となる。ま
た、撮影レンズが前ピン、即ち結像面Ｇの前方に被写体
像Ｆが形成される場合、その被写体像Ｆは互いに光軸Ｏ
に近づいた形で光軸Ｏに対して垂直に再結像されて第１
像Ｆ1 、第２像Ｆ2 となる。また、撮影レンズが後ピン
即ち、結像面Ｇの後方に被写体像Ｒが形成される場合、
その被写体像Ｒは互いに光軸Ｏから離れた形で光軸Ｏに
対して垂直に再結像されて第１像Ｒ1 、第２像Ｒ2 とな
る。従って、これら第１像と第２像の間隔を検出するこ
とにより、撮影レンズの合焦状態を前ピン、後ピンを含
めて検出することができる。具体的には、上記第１像と
第２像の光強度分布を光電変換素子列により求めて両像
の間隔を測定することとしている。

【００２４】次に図５には図３のカメラの電気制御系の
構成を示し説明する。同図において、コントローラＣＬ
はカメラの制御装置であり、例えば内部に中央演算処理
装置(CPU;Central Processing Unit) 、ＲＯＭ(Read On
ly Memory)，ＲＡＭ(Random Access read write Memor
y) 、ＡＤコンバータＡＤＣを有する。このコントロー
ラＣＬは、内部のＲＯＭに格納されたカメラのシーケン
スプログラムに従ってカメラの一連の動作を行ってい
る。また、コントローラＣＬは、不揮発性メモリである
ＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable RO
M)を有しており、ＡＦ制御や測光等に関する補正データ
をカメラボディ毎に記憶することが可能となっている。
レンズ駆動部ＬＤは、上記コントローラＣＬによって制
御され、撮影レンズＬのフォーカシングレンズを駆動す
るものである。

【００２５】ファーストレリーズスイッチ（以下、１Ｒ
ＳＷとする）、セカンドレリーズスイッチ（以下、２Ｒ
ＳＷとする）は、レリーズボタンに連動したスイッチで
あり、レリーズボタンの第１段階の押下により１ＲＳＷ
がオンし、引き続いて第２段階の押下げで２ＲＳＷがオ
ンする。上記コントローラＣＬは、１ＲＳＷオンで測光
及びＡＦを行い、２ＲＳＷオンで露出動作とフィルム巻
上げを行う。

【００２６】一方、ＡＦセンサＡＳは、光電変換素子列
であるフォトダイオードアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲ、画
素増幅回路ＥＡＣ、シフトレジスタＳＲ、及びセンサ制
御回路ＳＣＣとで構成されている。このフォトダイオー
ドアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲは、各フォトダイオードに
入射する光量に応じた電荷を発生し、それぞれ独立して
画素増幅回路ＥＡＣ内の対応する画素増幅回路の部分に
入力される。上記画素増幅回路ＥＡＣでは、上記フォト
ダイオードアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲの各フォトダイオ
ードの発生する電荷をそれぞれ独立して増幅し、電荷量
に対応する電圧信号に変換するとともに増幅して蓄積信
号を発生する。

【００２７】また、上記画素増幅回路ＥＡＣは、各フォ
トダイオードの発生する電荷のうちの最大値、即ち最も
入射光量の大きいフォトダイオードに対応する画素増幅
回路の出力に応じたモニタ信号ＭＤＡＴＡを出力する。
さらに、センサ制御回路ＳＣＣは、コントローラＣＬか
らの信号に応じてＡＦセンサＡＳの内部全体の動作を制
御する。シフトレジスタＳＲは、コントローラＣＬから
のクロック信号ＣＬＫに応じて、フォトダイオードアレ
イＰＤＡＬ，ＰＤＡＲの各フォトダイオードに対応する
画素増幅回路ＥＡＣの蓄積信号ＳＤＡＴＡを順次出力さ
せる。さらに、コントローラＣＬは、ＡＦセンサＡＳの
動作を制御すると共に、ＡＦセンサＡＳの電荷蓄積信号
を読み出して焦点検出演算を行う。

【００２８】以下、図６のタイムチャートを参照して、
上記ＡＦセンサＡＳ及びコントローラＣＬの動作を詳細
に説明する。ここでは、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作と蓄
積信号読み出し動作を中心に説明する。

【００２９】尚、上記ＡＦセンサＡＳとコントローラＣ
Ｌとの信号のやりとりは、コントローラＣＬからＡＦセ
ンサＡＳに対して与えられる制御信号ＣＥＮ，ＲＥＳ，
ＥＮＤ，ＣＬＫと、ＡＦセンサＡＳからコントローラＣ
Ｌに対して与えられるアナログ信号ＳＤＡＴＡ，ＭＤＡ
ＴＡとにより行われる。

【００３０】先ず、コントローラＣＬが制御信号ＣＥＮ
をＨレベルからＬレベルにすると、ＡＦセンサＡＳ内部
のバイアス源がオンして動作可能な状態となる。この制
御信号ＣＥＮがＨレベルのときは、ＡＦセンサＡＳの内
部回路は全てオフ状態であり、消費電流は略“０”とな
っている。上記制御信号ＣＥＮがＨレベルからＬレベル
になった後、制御信号ＣＬＫがＨレベルであれば、ＡＦ
センサＡＳの内部では後述する感度設定が自動的に行わ
れ高感度か低感度のいずれかに設定される。一方、制御
信号ＣＬＫがＬレベルであれば、強制的に低感度に設定
される。

【００３１】次にコントローラＣＬは制御信号ＲＥＳを
ＨレベルからＬレベルとし、Ｌレベル状態を所定時間保
持した後にＬレベルからＨレベルに設定する。このＬレ
ベルの区間にＡＦセンサＡＳ内の画素増幅回路ＥＡＣを
リセットし、積分コンデンサ等に残存している不用な電
荷をクリアする。また、このリセット期間中にＡＦセン
サＡＳの蓄積信号ＳＤＡＴＡとして、先に設定された感
度を示す予め決められた電圧レベルを発生する。詳細に
は、高感度である時はＨレベル、低感度である時はＬレ
ベルを出力する。コントローラＣＬでは内蔵しているＡ
ＤコンバータＡＤＣにより感度データであるリセット期
間中の蓄積信号ＳＤＡＴＡをＡＤ変換して内部のＲＡＭ
に格納する。そして、制御信号ＲＥＳのＬレベルからＨ
レベルの変化により画素増幅回路ＥＡＣは電荷蓄積を開
始する。

【００３２】この電荷蓄積の開始と共に画素増幅回路Ｅ
ＡＣのモニタ信号ＭＤＡＴＡとしては、蓄積レベルに応
じたアナログ信号が出力される。コントローラＣＬで
は、内蔵しているＡＤコンバータＡＤＣによりモニタ信
号ＭＤＡＴＡのレベルをＡＤ変換して、そのレベルをチ
ェックする。そして、コントローラＣＬでは、モニタ信
号ＭＤＡＴＡのレベルに基づいて、適正な電荷蓄積レベ
ルとなる蓄積時間で制御信号ＥＮＤをＨレベルからＬレ
ベルとして蓄積動作を停止させる。

【００３３】次にコントローラＣＬは、蓄積信号を読み
出すためのクロック信号ＣＬＫをＡＦセンサＡＳに対し
て出力し、ＡＦセンサＡＳはこれに対応してアナログ信
号である蓄積信号ＳＤＡＴＡを順次出力する。コントロ
ーラＣＬでは、前述のＡＤコンバータＡＤＣにより蓄積
信号ＳＤＡＴＡをＡＤ変換して内部のＲＡＭに格納して
いく。そして、フォトダイオードアレイＰＤＡＬ，ＰＤ
ＡＲの蓄積信号を全て読み出して読み出し動作を終了す
る。

【００３４】ここで、図７には上記ＡＦセンサＡＳのフ
ォトダイオードアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲ及び画素増幅
回路ＥＡＣの詳細な構成を示し説明する。フォトダイオ
ードアレイＰＤＡＬ，ＰＤＡＲは、フォトダイオードＰ
Ｄ1 ，ＰＤ2 …ＰＤn により構成される。画素増幅回路
ＥＡＣは、各フォトダイオード毎に同一回路を有してい
る。ここでは、説明を簡略化するため、フォトダイオー
ドＰＤ1 に対応する部分についてのみ説明する。

【００３５】フォトダイオードＰＤ1 のアノードは接地
されており、カソードは２つのスイッチＳＷ11，ＳＷ21
の接続端に接続されている。即ち、スイッチＳＷ11を介
して感度設定部ＫＳＣの入力にも接続され、スイッチＳ
Ｗ21を介して初段アンプの入力に接続されている。この
スイッチＳＷ11，ＳＷ21は、それぞれセンサ制御回路Ｓ
ＣＣからの信号ＫＳＴ，ＤＴＫによりオン／オフ制御さ
れ、感度設定動作時はスイッチＳＷ11をオン、スイッチ
ＳＷ21をオフとして、フォトダイオードの光電流を感度
設定部ＫＳＣに入力する。また、蓄積動作時には、スイ
ッチＳＷ11をオフ、スイッチＳＷ21をオンとして、上記
フォトダイオードＰＤ1 の光電流を初段アンプに入力す
る。

【００３６】上記初段アンプは、反転増幅器Ａ11と積分
コンデンサＣ11、スイッチＳＷ31とで積分回路を構成し
ており、スイッチＳＷ31はセンサ制御回路ＳＣＣからの
信号ＳＥＫ１によりオン／オフ制御される。蓄積動作時
は、スイッチＳＷ21がオンの状態で先ずスイッチＳＷ31
をオンとして、初段アンプ出力ＶS1を初期レベルに設定
し、その後、スイッチＳＷ31をオフして蓄積動作を開始
し、フォトダイオードＰＤ1 で発生する電荷（光電流）
を積分コンデンサＣ11に蓄積し、その蓄積量に応じた電
圧を初段アンプ出力ＶS1に発生する。この初段アンプの
出力ＶS1は、２段目アンプの入力に接続される。

【００３７】この２段目アンプは、コンデンサＣ21，Ｃ
31，Ｃ41，Ｃ51、反転増幅器Ａ21、バッファＡ31、スイ
ッチＳＷ41，ＳＷ51，ＳＷ61とで構成されており、サン
プルホールド機能を有する反転増幅回路となっている。
この２段目アンプは、その増幅率を切り換えることが可
能である。即ち、感度設定部ＫＳＣの出力信号ＫＮＤに
よりスイッチＳＷ41をオン／オフすることで増幅率が切
り換えられる。具体的には、２段目アンプの増幅率は、
スイッチＳＷ41がオフの時は−Ｃ21／Ｃ41で低感度側と
なり、スイッチＳＷ41がオンの時は−（Ｃ21＋Ｃ31）／
Ｃ41で高感度側に設定される。

【００３８】上記スイッチＳＷ51は、センサ制御回路Ｓ
ＣＣからの信号ＳＥＫ２により制御され、蓄積動作時に
先ずスイッチＳＷ51をオンとして２段目アンプの出力Ｖ
S2を初期レベルに設定する。その後、蓄積開始、即ち初
段アンプのスイッチＳＷ31のオフと略同期してスイッチ
ＳＷ51をオフし、２段目アンプは初段アンプ出力ＶS1を
前記所定の増幅率で増幅して、出力ＶS2を発生する。

【００３９】上記スイッチＳＷ61、ホールドコンデンサ
Ｃ51、バッファＡ31は、サンプルホールド回路を構成し
ており、スイッチＳＷ61は、センサ制御回路ＳＣＣから
の信号ＨＬＤにより制御される。このサンプルホールド
回路は、スイッチＳＷ61がオンしている間は単にバッフ
ァとして動作する。一方、このサンプルホールド回路
は、蓄積終了時にスイッチＳＷ61がオフされると、その
時の２段目アンプ出力ＶS2と等価な電圧レベルをホール
ドコンデンサＣ51にホールドし、蓄積電荷を保持する。

【００４０】次に２段目アンプの出力に接続されたスイ
ッチＳＷ71は、シフトレジスタからの信号ＳＲ1 によっ
て制御され、スイッチＳＷ71がオンされると２段目アン
プのホールドコンデンサＣ51に保持されたレベルに対応
する２段目アンプ出力ＶS2を蓄積信号ＳＤＡＴＡとして
出力する。以上、フォトダイオードＰＤ1 に対応する部
分についてのみ説明したが、他のフォトダイオードにつ
いても同一回路となっている。

【００４１】次にピークモニタ部ＰＭＴは、ＰＭＯＳト
ランジスタＰＭ1 ，ＰＭ2 …ＰＭｎと定電流負荷ＩM と
から構成されている。各ＰＭＯＳトランジスタはソース
フォロワとして機能し、各画素の２段目アンプ出力ＶS2
を各ＰＭＯＳトランジスタのゲートにそれぞれ独立に接
続され、各ソースは全て共通接続されると共に定電流負
荷ＩM に接続されている。また、各ＰＭＯＳトランジス
タのドレインは全て共通にＧＮＤに接続されている。そ
して、ピークモニタ部ＰＭＴは蓄積動作中に全画素の２
段目アンプ出力ＶS2のうちで最も電荷蓄積量の大きい画
素（電圧レベルとしては最も低い画素）に応じたモニタ
信号ＭＤＡＴＡを発生する。

【００４２】感度設定部ＫＳＣには、フォトダイオード
ＰＤ1 ，ＰＤ2 ，…ＰＤｎがそれぞれスイッチＳＷ11，
ＳＷ12，…，ＳＷ1nを介して入力に接続されており、接
続されるフォトダイオード全体の光電流の和を検出す
る。入力部は、ＮＭＯＳトランジスタＮＭ1 ，ＮＭ2 と
定電流源ＩB とからなり、フォトダイオードの電位をＮ
ＭＯＳトランジスタＮＭ1 のゲート電圧に固定すると共
に、フォトダイオード光電流和Ｉp をＮＭＯＳトランジ
スタＮＭ2 のドレイン電流として検出する。このＩp
は、ＰＭＯＳトランジスタＰＭａ，ＰＭｂからなるカレ
ントミラーを介して定電流源ＩTH及びコンパレータＣＭ
Ｐの入力に接続される。

【００４３】そして、コンパレータの出力は、ＳＷK2を
介して信号ＫＮＤとして感度切り換え用スイッチＳＷ4
1，ＳＷ42，…，ＳＷ4nに接続される。フォトダイオー
ド光電流和Ｉp が定電流ＩTHより大きい場合、即ち被写
体が高輝度側の場合は、コンパレータＣＭＰの入力はＨ
レベル、出力Ｌレベルとなり、スイッチＳＷK2を介して
信号ＫＮＤはＬレベルとしてスイッチＳＷ41，ＳＷ42，
…，ＳＷ4nをオフさせて低感度側に設定される。

【００４４】一方、フォトダイオード光電流和Ｉp が定
電流ＩTHより小さい場合、即ち被写体が低輝度側の場合
は、コンパレータＣＭＰの入力はＬレベル、出力Ｈレベ
ルとなり、スイッチＳＷK2を介して信号ＫＮＤはＨレベ
ルとしてスイッチＳＷ41，ＳＷ42，…，ＳＷ4nをオンし
て高感度側に設定される。

【００４５】以上は信号ＣＬＫがＨの時に感度設定部Ｋ
ＳＣで感度が自動設定される場合で信号ＣＬＫがＬの時
はＳＷＫ１がオン、ＳＷＫ２がオフされて信号ＫＮＤは
Ｌとなり、低感度側に設定される。即ち、コントローラ
ＣＬより強制的に低感度に設定することができる。尚、
ここで設定された感度は蓄積動作中も保持され、蓄積動
作終了毎に設定し直される。また、信号ＫＮＤはスイッ
チＳＷＫ３を介して端子ＳＤＡＴＡに接続され、スイッ
チＳＷＫ３は制御回路ＳＣＣによって信号ＫＤＤにより
オンされる。

【００４６】以下、図８のタイムチャートを参照して、
上記蓄積動作に係る画素増幅回路ＥＡＣ内部の動作を詳
細に説明する。先ず、蓄積動作に先立ち感度設定を行う
ため、スイッチＳＷ11（ＳＷ12…ＳＷ1n）をオンする
と、感度設定部ＫＳＣはフォトダイオードの光電流和に
基づいて信号ＫＮＤを出力し、スイッチＳＷ41をオン
（高感度）又はオフ（低感度）に設定する。次に、セン
サ制御回路ＳＣＣよってスイッチＳＷ11をオフ、スイッ
チＳＷ21をオンしてフォトダイオードの電荷の経路を切
り換えると共に、スイッチＳＷ31，ＳＷ51，ＳＷ61をオ
ンして蓄積準備状態とする。そして、スイッチＳＷ31，
ＳＷ51をオンからオフとして蓄積動作を開始する。この
蓄積動作中は、各フォトダイオード毎の入射光量に応じ
た傾きで初段アンプ出力ＶS1のレベルは上昇し、一方、
２段目アンプＶS2の出力は下降していく。

【００４７】また、蓄積準備状態中では、スイッチＳＷ
Ｋ３がオンされ、蓄積信号ＳＤＡＴＡとして感度データ
が出力される。そして、センサ制御回路ＳＣＣによりス
イッチＳＷ61がオフされて全画素の蓄積を終了し、同時
に各画素の蓄積レベルが保持される。こうして蓄積動作
が終了すると、蓄積信号の読み出し動作を行う。シフト
レジスタＳＲより、スイッチＳＷ71，ＳＷ72…ＳＷ7nに
対して信号ＳＲ1 ，ＳＲ2 …ＳＲｎが出力され、各画素
毎の蓄積信号ＳＤＡＴＡが順次出力される。

【００４８】次に図９のフローチャートを参照して、コ
ントローラＣＬの制御の下になされるカメラの主動作を
説明する。主動作を開始すると、コントローラＣＬは、
先ず１ＲＳＷがオンされているかどうかを判断し（ステ
ップＳ１）、当該１ＲＳＷがオンされていれば露出量を
決定するために不図示の測光回路を動作させて被写体の
光量を測定し測光を行い（ステップＳ２）、続いて、後
述するサブルーチン“ＡＦ”を実行し、被写体に対する
焦点状態を検出して撮影レンズＬを焦点位置に移動し、
被写体にピントを合わせるＡＦ動作を行う（ステップＳ
３）。

【００４９】続いて、コントローラＣＬは、このＡＦ動
作の結果に基づいて合焦したか否かを判別する（ステッ
プＳ４）。ここで、合焦していれば、続いてコントロー
ラＣＬは、２ＲＳＷがオンされているかどうか判断し
（ステップＳ５）、当該２ＲＳＷがオンされていれば、
コントローラＣＬは、露出動作を行うために、先ず上記
ステップＳ２で求めた測光値に基づいて決定された絞り
値に撮影レンズＬの絞りを絞り込み、次いでシャッタを
制御して所定時間シャッタを開いて露出動作を行う（ス
テップＳ６）。こうしてシャッタ制御が完了すると、コ
ントローラＣＬは絞りを開放状態に戻し、撮影したフィ
ルムを巻き上げて次の駒に送り（ステップＳ７）、不図
示の表示装置ＬＣＤ，ＬＥＤの表示を制御した後（ステ
ップＳ８）、上記ステップＳ１に戻る。

【００５０】これに対して、上記ステップＳ４で合焦で
ないと判断されたとき、又は上記ステップＳ５で２ＲＳ
Ｗがオンされていない場合には、上記ステップＳ８に移
行し、上記同様の表示を行う。

【００５１】一方、上記ステップＳ１にて１ＲＳＷがオ
ンされていないと判断された場合には、コントローラＣ
Ｌは、１ＲＳＷ，２ＲＳＷ以外のＳＷの状態を判断し
（ステップＳ９）、オンされているＳＷがあれば、その
オンされているＳＷに応じた処理を実行した後（ステッ
プＳ１０）、上記ステップＳ８に移行し、上記同様の表
示を行う。

【００５２】次に図１０のフローチャートを参照して、
図９のステップＳ３で実行されるサブルーチン“ＡＦ”
の動作を詳細に説明する。このサブルーチンに入ると、
コントローラＣＬは、先ず蓄積中フラグを参照してＡＦ
センサＡＳが蓄積中か否かを検出し（ステップＳ１
１）、ＡＦセンサＡＳが蓄積中であればリターンし、蓄
積中でなければ蓄積終了フラグを参照してＡＦセンサＡ
Ｓの蓄積が終了したか否かを判断する（ステップＳ１
２）。

【００５３】ここで、蓄積終了していなければ、ＡＦセ
ンサＡＳの蓄積を開始すると共に、ＡＦセンサＡＳのモ
ニタ出力をチェックして蓄積終了時間を求め、また、蓄
積中フラグをセットする（ステップＳ１３）。

【００５４】一方、ＡＦセンサＡＳが蓄積終了していれ
ば、ＡＦセンサＡＳにおいて蓄積された信号をセンサデ
ータとして読み出す（ステップＳ１４）。このとき、コ
ントローラＣＬより読み出し、クロックをＡＦセンサＡ
Ｓに与えて、それに同期したセンサデータがＡＦセンサ
ＡＳより出力される。コントローラＣＬは、このセンサ
データを順次ＡＤ変換して所定のＲＡＭに格納する。

【００５５】続いて、ＲＡＭに格納されたセンサデータ
に基づいて焦点検出演算を行う。また、ここで蓄積中フ
ラグ、蓄積終了フラグを初期化して次回の蓄積に備える
（ステップＳ１５）。次いで、焦点検出演算により求め
られたデフォーカス量が許容範囲内であるか否かを判別
し、合焦判定を行い（ステップＳ１６）、非合焦状態で
あれば、上記ステップＳ１５で求められたデフォーカス
量に基づいてレンズ駆動量を演算し（ステップＳ１
７）、この求められたレンズ駆動量だけレンズを駆動す
る（ステップＳ１８）。

【００５６】このレンズ駆動が終了すると、上記ステッ
プＳ１１に戻り、再度ＡＦ動作を行い、合焦するまで上
記蓄積〜レンズ駆動の処理を繰り返す。一方、上記ステ
ップＳ１６にて合焦と判定された場合には、ファインダ
内の合焦表示等の合焦処理を行って終了し（ステップＳ
１９）、前述したメインルーチンに戻る。

【００５７】次に図１１のフローチャートを参照して、
図１０の上記ステップＳ１３で実行されるサブルーチン
“蓄積制御”について説明する。まず、コントローラＣ
Ｌは、ＡＦセンサＡＳのリセットを行い、蓄積動作を開
始させる。また、同時にコントローラＣＬは、モニタ出
力のチェック時刻を管理するために内部のタイマをリセ
ットし、カウントを開始させる（ステップＳ２１）。続
いて、所定時間Ｔ1 のループ回数を初期値（ｎ＝１）と
する（ステップＳ２２）。そして、蓄積開始からタイマ
を参照して時間ｎＴ1 が経過するまで待ち（ステップＳ
２３）、時間ｎＴ1 が経過したらコントローラＣＬのＡ
ＤコンバータＡＤＣによりモニタ信号ＭＤＡＴＡをＡＤ
変換し、その結果のモニタデータＭ1 を内部のＲＡＭに
格納する（ステップＳ２４）。

【００５８】次いで、モニタデータＭ1 と所定の判定レ
ベルＭT 比較し（ステップＳ２５）、判定レベルＭT よ
り大きい場合は蓄積量がまだ少ないので一定量蓄積して
モニタレベルが判定レベルＭT を越えるまで待つ（ステ
ップＳ２６）。即ち、ステップＳ２６にてループ回数ｎ
をインクリメントしてステップＳ２３に戻り、上記同様
の動作をモニタレベルが判定レベルＭT を越えるまで繰
り返す。

【００５９】一方、ステップＳ２５において、モニタデ
ータＭ1 が判定レベル以下の時は、モニタレベルＭ1 を
測定した時刻ｎＴ1 より更に所定時間Ｔ2 だけ待つ（ス
テップＳ２７）。そして、所定時間Ｔ2 の経過後、つま
り蓄積開始からｎＴ1 ＋Ｔ2経過すると、モニタ信号Ｍ
ＤＡＴＡをＡＤ変換し（ステップＳ２８）、その結果を
モニタデータＭ2 としてＲＡＭに格納する。

【００６０】次いで、モニタデータＭ2 を測定した時刻
ｎＴ1 ＋Ｔ2 より更に所定時間Ｔ3だけ待機し（ステッ
プＳ２９）、経過したらモニタ信号ＭＤＡＴＡをＡＤ変
換して、そのＡＤ変換値をモニタデータＭ3 としてＲＡ
Ｍに格納する（ステップＳ３０）。そして、モニタレベ
ルＭ1 ，Ｍ2 間及びモニタレベルＭ2 ，Ｍ3 間の単位時
間当りのモニタレベル変化率を次式（１）（２）により
求める（ステップＳ３１）。

【００６１】 ｍ1 ＝（Ｍ1 −Ｍ2 ）／Ｔ2 …（１） ｍ2 ＝（Ｍ2 −Ｍ3 ）／Ｔ3 …（２） 次いで、コントローラＣＬは、上記ｍ1 とｍ2 の比であ
るｍ1 ／ｍ2 が所定の範囲内Ｋ1 〜Ｋ2 にあるか否か判
定する（ステップＳ３２）。ここでは、モニタレベル変
化率の変化、つまりモニタ信号ＭＤＡＴＡの時間に対す
る傾きの変化が所定の範囲内に入っているか否かチェッ
クすることにより、蛍光灯等の交流光源により強い影響
を受けているか判定する。

【００６２】そして、ｍ1 ／ｍ2 が所定の範囲Ｋ1 〜Ｋ
2 に入っていない場合は、交流光源の影響大と判別し、
ステップＳ３３に進む。このステップＳ３３では、上記
ｍ1とｍ2 の大小関係をチェックし、モニタ信号ＭＤＡ
ＴＡの傾き変化が増加傾向にあるか減少傾向にあるかを
判別する。ここで、ｍ1 ＜ｍ2 の場合はモニタ出力の傾
きが増加傾向にあるので蓄積信号が飽和してしまうのを
防ぐため、蓄積終了時刻を求めるためのモニタ信号ＭＤ
ＡＴＡの傾きとして最新データｍ2 を採用する（ステッ
プＳ３４）。そして、蓄積終了時刻を求めるために次式
（３）の計算を行う（ステップＳ３５）。

【００６３】Ｔx ＝（Ｍ3 −Ｍ0 ）／ｍ …（３） 但し、Ｍ0 は蓄積終了とするべき目標のモニタレベルで
あり、ＴX はモニタレベルＭ2 測定時刻（ｎＴ1 ＋Ｔ2
＋Ｔ3 ）から蓄積終了時刻までの時間である。

【００６４】次にコントローラＣＬは、蓄積終了を実行
するためのタイマの設定を行う（ステップＳ３６）。即
ち、タイマに前記ＴX をセットして開始させ、また割り
込み処理の許可も行い、リターンする。

【００６５】タイマが上記ＴX をカウントすると、コン
トローラＣＬ内部で割り込み動作を行い、図１７に示さ
れるように、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作を終了させる
（ステップＳ８０）。また、蓄積終了フラグの設定を行
う。

【００６６】ここで、モニタ出力の傾き変化が増加傾向
にある場合、図１２に示されるように、従来の方法によ
れば、以下の問題が生ずる。即ち、従来の方法による
と、モニタデータＭ1 ，Ｍ2 より求められるモニタ信号
ＭＤＡＴＡの傾きｍ1 により蓄積終了時刻Ｔa を求め、
Ｔa で蓄積終了する。その結果、モニタ信号ＭＤＡＴＡ
は“０”となってしまうので、蓄積信号の全て又は一部
が飽和してしまう。これに対して、本実施の形態によれ
ば、蓄積信号レベルは、モニタ信号ＭＤＡＴＡでＭX に
制御されるので飽和することはない。

【００６７】一方、上記ステップＳ３３において、ｍ1
≧ｍ2 の場合はモニタ信号ＭＤＡＴＡの傾きが減少傾向
にあると判別され、モニタデータＭ2 測定時刻からさら
に所定時間Ｔ4 の経過を待ち（ステップＳ３７）、経過
すると、モニタ信号ＭＤＡＴＡをＡＤ変換し、そのＡＤ
変換値をモニタデータＭ4 としてＲＡＭに格納する（ス
テップＳ３８）。そして、モニタデータＭ3 ，Ｍ4 間の
単位時間当りのモニタレベル変化率を次式（４）にて求
める（ステップＳ３９）。

【００６８】 ｍ＝（Ｍ3 −Ｍ4 ）／Ｔ4 …（４） そして、上記ｍを用いて蓄積終了時刻ＴX を次式（５）
により求める（ステップＳ４０）。

【００６９】 ＴX ＝（Ｍ4 −Ｍ0 ）／ｍ …（５） ここで、モニタ出力の傾きが減少傾向にある場合、図１
３に示されるように、従来の方法によると、モニタデー
タＭ1 ，Ｍ2 より求められるモニタ出力の傾きｍ1 によ
り蓄積終了時刻を求めるのでＴa で蓄積終了することに
なり、その時点でのモニタ信号ＭＤＡＴＡはＭa となり
蓄積レベルは不十分となってしまう。これに対して、本
実施の形態により、蓄積レベルはモニタ信号ＭＤＡＴＡ
がＭX となり、従って十分な蓄積レベルを得ることがで
きる。

【００７０】上記ステップＳ３２において、ｍ1 ／ｍ2
がＫ1 〜Ｋ2 の範囲内である時は交流光源の影響を受け
ていないので、モニタ出力の傾きはｍ1 とｍ2 の平均値
を採用し（ステップＳ４１）、上記（３）式にて蓄積終
了時刻ＴX を求め（ステップＳ４２）、ＴX をタイマに
セットさせた後、タイマの計時を開始させて（ステップ
Ｓ３６）、リターンする。

【００７１】以上述べたように、第１の実施の形態に係
る光電変換装置では、モニタ出力の傾きの変化率が大き
いか否かにより交流光源の影響が大きいか判別し、影響
が大きい場合は蓄積時間の計算方法を変更しているの
で、適正な蓄積信号レベルに制御することが可能であ
る。

【００７２】次に第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、先に説明した第１の実施の形態の
図１０のステップＳ１３で実行されるサブルーチン“蓄
積制御”の内容が異なるのみである。その他の内容は前
述した第１の実施の形態と同様である為、ここでは説明
を省略する。

【００７３】以下、図１４のフローチャートを参照し
て、サブルーチン“蓄積制御”のシーケンスを説明す
る。尚、ステップＳ５１〜Ｓ５８は、図１１のステップ
Ｓ２１〜Ｓ２８と同一である為、ここでは説明を省略
し、ステップＳ５９から説明する。

【００７４】ステップＳ５９では、前述の式（１）によ
るｍ1 の計算を行い、このモニタ出力の傾きｍ1 を用い
て所定のモニタレベルＭM となると予測される時刻ｎＴ
1 ＋Ｔ2 ＋ＴY となる時間ＴY を計算する。そして、こ
の時刻ｎＴ1 ＋Ｔ2 ＋ＴY となるまで待ち（ステップＳ
６０）、モニタ信号ＭＤＡＴＡをＡＤ変換し、得られた
モニタデータＭ3 をＲＡＭに格納する（ステップＳ６
１）。

【００７５】次いで、時刻ｎＴ1 ＋Ｔ2 ＋ＴY における
モニタレベルの予測値ＭM と実際の測定値Ｍ3 との差の
絶対値｜Ｍ3 −ＭM ｜を所定の判定値ＭZ と比較する
（ステップＳ６２）。そして、｜Ｍ3 −ＭM ｜＞ＭZ で
ある場合は、モニタレベルの予測値と測定値の差が大き
いので、交流光源の影響が大きいと判別され、モニタ出
力の傾き変化が増加傾向であるか減少傾向であるかをモ
ニタレベルＭ3 とＭM の比較により判別する（ステップ
Ｓ６３）。

【００７６】ここで、Ｍ3 ＜ＭM の場合はモニタ出力の
傾き変化が増加傾向と判別され、最新のモニタレベル情
報であるＭ3 とＭ2 を用いてモニタ出力の傾きｍを式
（６）により求める（ステップＳ６４）（図１５参
照）。

【００７７】ｍ＝（Ｍ2 −Ｍ3 ）／ＴY …（６） 続いて、このモニタ出力の傾きｍを用いて蓄積終了予測
時刻ｎＴ1 ＋Ｔ2 ＋ＴY ＋ＴX となる時間ＴX を上記
（３）式により求める（ステップＳ６５）。そしてタイ
マにＴX をセットし、スタートさせ（ステップＳ６
６）、リターンする。

【００７８】このような制御により、図１５に示される
ように、目標レベルＭ0 に対し、実際にはモニタレベル
ＭX で蓄積終了し、蓄積信号を飽和させることなく制御
することができる。

【００７９】これに対して、上記ステップＳ６３におい
て、Ｍ3 ≧ＭM である場合は、モニタ出力の傾き変化が
減少傾向と判別され、モニタレベルＭ3 測定からさらに
所定時間Ｔ3 が経過するまで待ち（ステップＳ６７）、
モニタ信号ＭＤＡＴＡをＡＤ変換し、得られたモニタデ
ータＭ4 をＲＡＭに格納する（ステップＳ６８）。次
に、コントローラＣＬは、最新のモニタレベル情報であ
るＭ4 とＭ3 を用いてモニタ出力の傾きｍを以下の
（７）式により求める（ステップＳ６９）（図１６参
照）。

【００８０】ｍ＝（Ｍ3 −Ｍ4 ）／Ｔ3 …（７） さらに、このモニタ出力傾きｍを用いて蓄積終了予測時
刻ｎＴ1 ＋Ｔ2 ＋ＴY＋Ｔ3 ＋ＴX となる時間ＴX を式
（８）により計算する（ステップＳ７０）。

【００８１】ＴX ＝（Ｍ4 −Ｍ0 ）／ｍ …（８） そして、タイマに上記ＴX をセットし、カウントをスタ
ートして（ステップＳ６６）、リターンする。このよう
な制御により，図１６に示されるように、目標モニタレ
ベルＭ0 に対し、実際にはモニタレベルＭX で蓄積を終
了するのでほぼ十分な蓄積信号を得ることができる。

【００８２】一方、上記ステップＳ６２において、｜Ｍ
3 −ＭM ｜≦ＭZ の場合はモニタ出力の傾きの変化は小
さく交流光源の影響は少ないので、モニタ出力の傾きと
してｍ1 を採用する（ステップＳ７１）。そして、下記
の（９）式により蓄積終了予測時刻ｎＴ1 ＋Ｔ2 ＋ＴY
＋ＴX となる時間ＴX を計算し（ステップＳ７２）、タ
イマにＴX をセットし、カウントをスタートさせ（ステ
ップＳ６６）、リターンする。

【００８３】ＴX ＝（Ｍ2 −Ｍ0 ）／ｍ …（９） 以上述べたように，第２の実施の形態に係る光電変換装
置では、予測されるモニタ出力レベルと実際のモニタ出
力レベルの差から交流光源の影響の大きさを判別し、蓄
積終了時間を求めるので、蓄積信号レベルが適正になる
ように蓄積制御を行うことができる。

【００８４】次に第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態は、図１１のサブルーチン“蓄積制
御”のフローチャートのみを図１８に置き換えたもので
あり、その他は第１の実施の形態と同一である為、、こ
こでは同一内容についての説明を省略する。

【００８５】以下、図１８を参照して、サブルーチン
“蓄積制御”の動作を説明する。尚、図１８においてス
テップＳ１００〜Ｓ１１１は図１１のフローチャートの
ステップＳ２１〜Ｓ３２と同一内容である為、ここでは
説明を省略する。

【００８６】ステップＳ１１１において、モニタ出力の
傾きの比ｍ1 / ｍ2 が所定の判定値Ｋ1 〜Ｋ2 の範囲内
にない時、即ち交流光源の影響を強く受けている時は、
ＲＡＭに格納されている感度データを参照して今回の蓄
積の感度設定をチェックする（ステップＳ１１２）。そ
して、高感度であった場合は、ＣＬＫをＨレベルからＬ
レベルとすることにより低感度側へ切り換える（ステッ
プＳ１１３）。

【００８７】続いて、Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 をｌ倍し
た値に変更し、ステップＳ１００に戻って再度蓄積をや
り直す（ステップＳ１１４）。ここで、感度を低感度側
へ切り換えることによる効果を図１９に示す。

【００８８】図１９において、ＫＨは高感度側でのモニ
タ出力の時間変化、ＫL は同一条件下での低感度側での
モニタ出力の時間変化を示す。但し、高感度と低感度は
約８倍の感度差を有するものとしている。この図１９よ
り明らかなように、高感度ＫH ではモニタ出力の傾き変
化が時間と共に増大していく場合、蓄積信号レベルが適
正となるように蓄積時間を制御するのは前述のように困
難である。

【００８９】一方、低感度側ＫL においては、図１９に
示されるように、交流光源の影響は約１／８に軽減され
るので、従来の蓄積制御方法によっても容易に適正な蓄
積信号レベルとなる制御が可能となる。また、感度を低
感度側へ切り換えたことにより、モニタ出力の時間に対
する傾きが減少したことに合わせて、蓄積制御中のモニ
タ出力測定時間をｌ倍として大きくしている。

【００９０】図１８のフローチャートの説明に戻る。上
記ステップＳ１１２において、今回の蓄積が低感度側に
よるものであればステップＳ１１５以降の処理に進む。
ここで、ステップＳ１１５〜Ｓ１２１については、図１
１のステップＳ３２〜Ｓ４０と同一であるので説明を省
略する。

【００９１】一方、上記ステップＳ１１１において、モ
ニタ出力傾きの比ｍ1 ／ｍ2 が所定の判定値Ｋ1 〜Ｋ2
の範囲内にある時は交流光源の影響は小さいと判断され
てステップＳ１２２以降の処理に進む。ステップＳ１２
２〜Ｓ１２４については、図１１のステップＳ４１，Ｓ
４２，Ｓ３６と同一であるため説明を省略する。

【００９２】こうして計算された蓄積終了時間をタイマ
にセットし、カウントを開始した後（ステップＳ１２
４）、リターンする。その後、タイマのカウントが終了
により割り込みを発生し、図２０に示すサブルーチン
“蓄積終了割り込み”の処理を行う。

【００９３】即ち、同ルーチンでは、先ずＥＮＤをＨレ
ベルからＬレベルとして、ＡＦセンサＡＳの蓄積動作を
終了させる。また、蓄積中フラグをクリア、蓄積終了フ
ラグをセットする（ステップＳ１５０）。続いて、ＡＦ
センサＡＳ内部で蓄積終了時に保持されているモニタ出
力をＡＤコンバータＡＤＣでＡＤ変換して結果ＭE をＲ
ＡＭに格納する（ステップＳ１５１）。そして、上記モ
ニタ出力ＭE と所定値Ｍmin と比較する。ここではモニ
タ出力が飽和しているか否かを判別するためにＭmin は
例えば１０程度の小さい値とする（ステップＳ１５
２）。

【００９４】ここで、ＭE ＜Ｍmin の時は飽和している
と判別し、高感度か否か判別する（ステップＳ１５
３）。そして、高感度の時は低感度側に切り換え（ＣＬ
ＫＨ→Ｌ）（ステップＳ１５４）、前述のように蓄積中
のモニタ出力の測定時間をｌ倍し（ステップＳ１５
５）、蓄積終了フラグをクリアし（ステップＳ１５
６）、リターンする。この場合は、前述のサブルーチン
“ＡＦ”にて再度サブルーチン“蓄積制御”を実行し、
低感度側で再蓄積を行う。

【００９５】一方、上記ステップＳ１５２で、ＭE ≧Ｍ
min の時は、他の処理を行うことなくリターンする。ま
た、ステップＳ１５３にて、低感度である時も他の処理
を行うことなくリターンする。この２つの場合は蓄積信
号の飽和はないか、或いは焦点検出に対する影響は小さ
いという判断でこの蓄積信号に基づいて焦点検出を続行
する。

【００９６】以上説明したように、第３の実施の形態に
係る光電変換装置では、ＡＦセンサＡＳが高感度側での
蓄積を行う場合に、蓄積中のモニタ出力の変化率の変化
又は蓄積終了後のモニタ出力に基づき交流光源の影響が
大きいと判別すると、低感度側に切り換えて再度蓄積を
やり直すことで、適正な蓄積制御を実現する。

【００９７】尚、本発明の上記実施の形態には以下の発
明が含まれる。 （１）被写体からの光束を受光し、光量に応じて発生す
る電荷を蓄積する複数の光電変換素子を有する光電変換
素子列と、上記光電変換素子列に蓄積された電荷量に対
応するモニタ信号を出力するモニタ手段と、上記光電変
換素子列の蓄積開始から所定時間後に上記モニタ信号を
読み出すモニタ信号読み出し手段と、このモニタ信号読
み出し手段の出力を受け、交流光源による光が上記光電
変換素子列に支配的に入射しているかを判定する判定手
段と、読み出されたモニタ信号と、それを読み出した時
刻と、上記判定手段の判定結果とに基づいた所定の演算
式により上記光電変換素子列の適正な蓄積終了時間を予
測する蓄積時間計算手段と、この蓄積時間計算手段から
出力された蓄積終了時間が経過したとき、上記光電変換
素子列の蓄積動作を停止させ、光電変換素子列の出力信
号を読み出す蓄積制御、信号読み出し手段と、を具備す
ることを特徴とする光電変換装置。 （２）上記判定手段は、上記読み出されたモニタ信号の
変化率の変化が所定値より大なる時に、交流光源による
光が上記光電変換素子列に支配的に入射していると判定
することを特徴とする上記（１）に記載の光電変換装
置。 （３）上記判定手段は、上記光電変換素子列の蓄積動作
開始から所定時間後の予測したモニタ信号の値と、実際
のモニタ信号の値との差が所定値よりも大なる時に、交
流光源による光が上記光電変換素子列に支配的に入射し
ていると判定することを特徴とする（１）に記載の光電
変換装置。 （４）被写体からの光束を受光した光量に応じた電荷を
蓄積する、感度切換可能な複数の光電変換素子列を有す
る光電変換手段と、この光電変換手段の感度を切換える
感度切換手段と、この光電変換手段に蓄積された電荷量
に対応するモニタ信号を出力するモニタ手段と、上記光
電変換手段の蓄積動作開始から所定時間後に上記モニタ
信号を読み出すモニタ信号読み出し手段と、このモニタ
信号読み出し手段の出力を受け、交流光源による光が上
記光電変換素子列に支配的に入射しているか判定する判
定手段と、読み出されたモニタ信号と、それを読み出し
た時刻とに基づいて、上記光電変換手段の適正蓄積終了
時間を予測する蓄積時間計算手段と、この蓄積時間計算
手段から出力された蓄積終了時間が経過したとき、上記
光電変換素子列の蓄積動作を停止させ、光電変換素子列
の出力信号を読み出す蓄積制御、信号読み出し手段と、
を具備し、上記判定手段によって、交流光源による光が
上記光電変換素子列に支配的に入射していると判定され
るとき、上記感度切換手段により上記光電変換手段の感
度を下げることを特徴とする光電変換装置。

【００９８】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
交流光源下においても適正な光電変換素子列の蓄積制御
を行うことで、良好な像信号を得ることを可能とし、焦
点検出が不能となったり焦点検出精度が劣化することを
防止し、高精度な焦点検出を行うことを可能とする光電
変換装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光電変換装置の第１の概念図である。

【図２】本発明の光電変換装置の第２の概念図である。

【図３】第１の実施の形態に係る光電変換装置が搭載さ
れたカメラの断面図である。

【図４】図３のカメラの焦点検出光学系の構成を示す図
である。

【図５】図３のカメラの電気制御系の構成を示すブロッ
ク図である。

【図６】ＡＦセンサＡＳ及びコントローラＣＬの動作を
示すタイムチャートである。

【図７】ＡＦセンサＡＳのフォトダイオードアレイＰＤ
ＡＬ，ＰＤＡＲ及び画素増幅回路ＥＡＣの詳細な構成を
示す図である。

【図８】画素増幅回路ＥＡＣ内部の動作を示すタイムチ
ャートである。

【図９】コントローラＣＬの制御によるカメラの主動作
を示すフローチャートである。

【図１０】図９のステップＳ３で実行されるサブルーチ
ン”ＡＦ”の動作を示すフローチャートである。

【図１１】図１０の上記ステップＳ１３で実行されるサ
ブルーチン“蓄積制御”の動作を示すフローチャートで
ある。

【図１２】モニタ信号ＭＤＡＴＡの傾きが増加傾向にあ
る場合の蓄積終了時刻の算出方法を説明するための図で
ある。

【図１３】モニタ信号ＭＤＡＴＡの傾きが減少傾向にあ
る場合の蓄積終了時刻の算出方法を説明するための図で
ある。

【図１４】第２の実施の形態におけるサブルーチン“蓄
積制御”のシーケンスを示すフローチャートである。

【図１５】モニタ信号ＭＤＡＴＡの傾きが増加傾向にあ
る場合の蓄積終了時刻の算出方法を説明するための図で
ある。

【図１６】モニタ信号ＭＤＡＴＡの傾きが減少傾向にあ
る場合の蓄積終了時刻の算出方法を説明するための図で
ある。

【図１７】光電変換素子の電荷の蓄積終了の割り込み処
理を示すフローチャートである。

【図１８】第３の実施の形態によるサブルーチン“蓄積
制御”の動作を示すフローチャートである。

【図１９】感度を低感度側へ切り換えることによる効果
を示す図である。

【図２０】サブルーチン“蓄積終了割り込み”の動作を
示すフローチャートである。

【図２１】従来技術に係る光電変換装置の光電変換手段
の蓄積時間とモニタ信号との関係を示す図である。

【図２２】交流光源下で従来の蓄積制御方法を行った場
合の交流光源の輝度変化とモニタ出力の変化の例を示す
図である。

【図２３】交流光源下で従来の蓄積制御方法を行った場
合の交流光源の輝度変化とモニタ出力の変化の例を示す
図である。

【図２４】ＡＤ変換器の入力範囲と光電変換素子列の蓄
積信号の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 光電変換素子列 ２ モニタ部 ３ モニタ読み出し部 ４ 蓄積時間計算部 ５ 蓄積制御信号読み出し部 ６ 判定部 ７ 感度切換部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光面に入射する光量に応じて発生する
   電荷を蓄積して光電変換信号を出力する光電変換素子
   と、 上記光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を
   出力するモニタ手段と、 上記光電変換素子の蓄積動作開始後の第１の時間経過後
   にモニタ信号レベルを読み出し、上記第１の時間よりも
   長い第２の時間経過後のモニタ信号レベルを予測すると
   共に、その第２の時間経過後に実際のモニタ信号レベル
   を読み出し、上記第２の時間経過後の予測したモニタ信
   号レベルと実際のモニタ信号レベルとを比較し、上記光
   電変換信号が飽和せず且つ十分なダイナミックレンジが
   得られるように、上記光電変換素子の蓄積動作停止時間
   を所定の演算式によって予測する予測手段と、 この予測した蓄積動作停止時間が経過したとき、上記光
   電変換素子の蓄積動作を停止させる蓄積制御手段と、を
   具備することを特徴とする光電変換装置。
2. 【請求項２】 上記予測手段は、上記第２の時間経過後
   における予測モニタ信号レベルと、実測したモニタ信号
   レベルとの差の絶対値が所定値よりも大きいときに、上
   記所定の演算式を変更することを特徴とする光電変換装
   置。
3. 【請求項３】 受光感度切換可能で、受光面に入射する
   光量に応じて発生する電荷を蓄積して光電変換信号を出
   力する光電変換素子と、 この光電変換素子の受光感度を切換える感度切換手段
   と、 上記光電変換素子の電荷蓄積量に対応するモニタ信号を
   出力するモニタ手段と、 上記光電変換素子の蓄積動作開始後の第１の時間経過後
   にモニタ信号レベルを読み出し、上記第１の時間よりも
   長い第２の時間経過後のモニタ信号レベルを予測すると
   共に、その第２の時間経過後に実際のモニタ信号レベル
   を読み出し、上記第２の時間経過後の予測したモニタ信
   号レベルと実際のモニタ信号レベルとを比較する比較手
   段と、上記光電変換素子の蓄積動作停止時間を所定の演
   算式によって予測する予測手段と、 この予測した蓄積動作停止時間が経過したとき、上記光
   電変換素子の蓄積動作を停止させる蓄積制御手段と、を
   具備し、上記比較手段は、上記第２の時間経過後におけ
   る予測モニタ信号レベルと実測したモニタ信号レベルと
   の差の絶対値が所定値よりも大きいときに上記感度切換
   手段に低感度側に切り換えさせるとともに再度蓄積動作
   をやり直すことを特徴とする光電変換装置。