專利名稱：焦點(diǎn)檢測(cè)元件及焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦點(diǎn)檢測(cè)元件，特別涉及可在攝影畫面內(nèi)檢測(cè)多個(gè)測(cè)距 點(diǎn)的焦點(diǎn)狀態(tài)的焦點(diǎn)檢測(cè)元件。
背景技術(shù)：
近年來隨著照相機(jī)的高性能化和多功能化，使用可對(duì)攝影畫面內(nèi)的 較多測(cè)距點(diǎn)的焦點(diǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的焦點(diǎn)檢測(cè)元件。在如此構(gòu)成的焦點(diǎn)檢 測(cè)元件中，如果焦點(diǎn)檢測(cè)用的AF光學(xué)系統(tǒng)或焦點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域發(fā)生變化，則 相應(yīng)地需要開發(fā)新結(jié)構(gòu)的焦點(diǎn)檢測(cè)元件。因此，導(dǎo)致開發(fā)費(fèi)用和開發(fā)時(shí) 間都增加而使照相機(jī)的成本上升的問題。
另外，日本特開2004—272238號(hào)公報(bào)提出可對(duì)應(yīng)于不同的AF光學(xué) 系統(tǒng)的焦點(diǎn)檢測(cè)元件。上述焦點(diǎn)檢測(cè)元件在同一電路基板上設(shè)有多個(gè) 線傳感舉；監(jiān)視傳感器，其與各線傳感器相鄰設(shè)置而對(duì)相鄰的線傳感器 的受光量進(jìn)行監(jiān)視；以及控制單元，其對(duì)這些線傳感器和監(jiān)視傳感器以 任意組合來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有一對(duì)受光部，該一對(duì)受光部接收從具有 視差的不同視場(chǎng)觀察的被攝體像而積蓄電荷。對(duì)于上述一對(duì)受光部中的 電荷積蓄的結(jié)束，可選擇根據(jù)一方受光部中的電荷的積蓄電平來進(jìn)行、 或根據(jù)雙方受光部中的電荷的積蓄電平來進(jìn)行。
而且/或者，本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有一對(duì)受光部(第一受光部和第二受光部)，該一對(duì)受光部接收從具有視差的不同視場(chǎng)觀察的被攝體像 而積蓄電荷，上述受光部分別具有多個(gè)受光單位。向第一受光部和第二 受光部發(fā)送在各受光單位中結(jié)束電荷積蓄的信號(hào)，可對(duì)向第一受光部的 哪個(gè)受光單位和第二受光部的哪個(gè)受光單位發(fā)送的組合進(jìn)行切換。
本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子可如下那樣表現(xiàn)。焦點(diǎn)檢 測(cè)元件包括 一對(duì)受光部，其接收從具有視差的不同視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體 像而積蓄與受光量對(duì)應(yīng)的電荷； 一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部，其對(duì)應(yīng)于所述一
對(duì)受光部而產(chǎn)生表示各受光部的電荷積蓄電平的輸出；以及積蓄控制部，
其向所述一對(duì)受光部輸出積蓄開始信號(hào)和積蓄結(jié)束信號(hào)來控制積蓄動(dòng) 作，其中，所述積蓄控制部進(jìn)一步構(gòu)成為可對(duì)如下兩種情況進(jìn)行選擇-
根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部中的任一方的積蓄電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn) 行積蓄結(jié)束的判定的情況、和根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部雙方的積蓄 電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情況。
本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的結(jié)構(gòu)的另一例子可如下那樣表現(xiàn)。焦點(diǎn)檢
測(cè)元件包括 一對(duì)受光部即作為一對(duì)的第一受光部和第二受光部，其接 收從具有視差的不同視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體像而積蓄與受光量對(duì)應(yīng)的電荷，
所述第一受光部和第二受光部分別由多個(gè)受光單位構(gòu)成；積蓄控制部，
其向所述一對(duì)受光部的所述受光單位輸出積蓄開始信號(hào)和多個(gè)積蓄結(jié)束
信號(hào)來控制積蓄動(dòng)作；以及切換部，其將多個(gè)所述積蓄結(jié)束信號(hào)切換輸 出到所述第二受光部的受光單位，其中，可選擇如下兩種結(jié)構(gòu)即以所
述第一受光部的第一受光單位和所述第二受光部的第二受光單位為一對(duì) 受光單位的結(jié)構(gòu)、和以所述第一受光部的第三受光單位和所述第二受光 部的第二受光單位為一對(duì)受光單位的結(jié)構(gòu)，所述積蓄控制部向所述第一 受光單位和所述切換部輸出第一積蓄結(jié)束信號(hào)，向所述第三受光單位和 所述切換部輸出第二積蓄結(jié)束信號(hào)，所述切換部切換所述第一積蓄結(jié)束 信號(hào)和第二積蓄結(jié)束信號(hào)而輸出到所述第二受光單位。
另外，本發(fā)明也可以理解為焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法的發(fā)明。 根據(jù)本發(fā)明，可提供可對(duì)應(yīng)于多種不同的焦點(diǎn)檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的可能 性高的焦點(diǎn)檢測(cè)元件、焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法。
根據(jù)以下說明、所附權(quán)利要求以及附圖，將更好地理解本發(fā)明的裝 置和方法的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是表示具有本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的單反照相機(jī)的概略框圖。
圖2是示意表示圖1所示照相機(jī)中的AF光學(xué)系統(tǒng)的二次成像系統(tǒng)
部分的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3A是表示用于在圖1所示AF傳感器中檢測(cè)11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)的焦 點(diǎn)狀態(tài)的傳感器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖3B是表示用于在圖1所示AF傳感器中檢測(cè)7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)的焦點(diǎn) 狀態(tài)的傳感器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖4是表示配置于各測(cè)距點(diǎn)的本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的實(shí)施例中的 AF傳感器的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示圖4所示水平方向基準(zhǔn)部線傳感器組和水平方向參照部 線傳感器組的一部分傳感器的電路結(jié)構(gòu)的圖。
圖6是表示圖4所示的水平方向基準(zhǔn)部線傳感器組和從水平方向參 照部線傳感器組的一部分中的積分時(shí)間控制電路輸入積蓄停止信號(hào)的線 傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系的電路結(jié)構(gòu)圖。
圖7是表示在本發(fā)明的AF傳感器中通常的積蓄順序中的AF控制命 令和積分時(shí)間控制電路的關(guān)系的圖。
圖8是表示強(qiáng)制積蓄結(jié)束順序中的AF控制命令和積分時(shí)間控制電 路的關(guān)系的圖。
圖9是表示在第二放大電路中設(shè)定了放大率時(shí)的積蓄順序中的AF 控制命令和積分時(shí)間控制電路的關(guān)系的圖。
圖10是表示使用與圖4所示AF傳感器的11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光 學(xué)系統(tǒng)時(shí)的、使用和不使用的線傳感器的圖。
圖11是表示使用與圖4所示AF傳感器的7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光學(xué) 系統(tǒng)時(shí)的、使用和不使用的線傳感器的圖。
圖12A 12D是表示使用與圖4所示AF傳感器的11點(diǎn)和7點(diǎn)的測(cè)
距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的、基準(zhǔn)部線傳感器和參照部線傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān) 系的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參照附圖來說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。
本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的本實(shí)施方式構(gòu)成為可對(duì)應(yīng)于測(cè)距點(diǎn)為11點(diǎn)
的AF光學(xué)系統(tǒng)和測(cè)距點(diǎn)為7點(diǎn)的AF光學(xué)系統(tǒng)這兩種不同的AF光學(xué)系 統(tǒng)。首先對(duì)照相機(jī)整體的自動(dòng)焦點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖1是表示包括本實(shí)施方式的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的鏡頭更換式單反照相 機(jī)的概略結(jié)構(gòu)框圖。該照相機(jī)具有更換鏡頭101和照相機(jī)主體110。更換 鏡頭101經(jīng)由設(shè)置在照相機(jī)主體110的前表面上的照相機(jī)安裝部(未圖 示)而可裝卸自如地安裝在照相機(jī)主體110上。另外，在該更換鏡頭101 內(nèi)部設(shè)有對(duì)焦透鏡102、透鏡驅(qū)動(dòng)部103、透鏡CPU 104。
對(duì)焦透鏡102是攝影光學(xué)系統(tǒng)中所包括的焦點(diǎn)調(diào)節(jié)用透鏡，可由透 鏡驅(qū)動(dòng)部103內(nèi)的電動(dòng)機(jī)(未圖示)在其光軸方向(圖1中箭頭方向) 上驅(qū)動(dòng)。這里，實(shí)際的攝影光學(xué)系統(tǒng)由多個(gè)透鏡構(gòu)成，而圖1中僅圖示 出對(duì)焦透鏡102。透鏡驅(qū)動(dòng)部103由電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路(電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器) 構(gòu)成。
透鏡CPU 104是進(jìn)行透鏡驅(qū)動(dòng)部103的控制等的控制電路。該透鏡 CPU 104構(gòu)成為可經(jīng)由通信連接器105而與照相機(jī)主體110內(nèi)的AF控制 器121進(jìn)行通信。從透鏡CPU 104向AF控制器121例如進(jìn)行預(yù)先存儲(chǔ) 在透鏡CPU 104中的對(duì)焦透鏡的制造偏差信息和對(duì)焦透鏡的像差信息等 透鏡數(shù)據(jù)的通信。
另外，照相機(jī)主體110如下那樣構(gòu)成。主反射鏡111可以轉(zhuǎn)動(dòng)，且 其中央部為半透半反鏡。主反射鏡lll處于下(down)位置(圖示位置) 時(shí)，經(jīng)由更換鏡頭101內(nèi)的對(duì)焦透鏡102而入射到照相機(jī)主體110內(nèi)的 來自被攝體(未圖示)的光束的一部分被主反射鏡111反射。該反射光 經(jīng)由對(duì)焦屏112、五棱鏡113而到達(dá)目鏡114。由此可觀察被攝體的狀態(tài)。
另外，入射到主反射鏡111上的光束的另一部分透射過半透半反鏡
而被設(shè)置在主反射鏡111背面的副反射鏡115反射，而被導(dǎo)向到用于進(jìn) 行自動(dòng)焦點(diǎn)檢測(cè)(AF)的AF光學(xué)系統(tǒng)。AF光學(xué)系統(tǒng)具有聚光透鏡116、 全反射鏡117、分離光圈118、分離透鏡119。
圖2是示意表示圖1所示照相機(jī)中所使用的AF光學(xué)系統(tǒng)的二次成 像系統(tǒng)的圖。由副反射鏡115所反射的光束在一次成像面上成像。在一 次成像面上成像的被攝體光束由聚光透鏡116聚光并由反射鏡117反射。 對(duì)于反射光，由分離光圈(未圖示)在與分離光圈相對(duì)于焦點(diǎn)面成共軛 關(guān)系的更換鏡頭101的射出瞳(未圖示)中對(duì)其進(jìn)行瞳分割。由分離光 襴進(jìn)行了瞳分割的被攝體光束由分離透鏡119聚光而射入到配置在AF光 學(xué)系統(tǒng)后方的AF傳感器120的規(guī)定區(qū)域。
AF傳感器120對(duì)應(yīng)于兩種AF光學(xué)系統(tǒng)，即在如圖3A所示那樣的 攝影畫面內(nèi)形成與11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的被攝體像的AF光學(xué)系統(tǒng)、和在 如圖3B所示那樣的攝影畫面內(nèi)形成與7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的被攝體像的 AF光學(xué)系統(tǒng)。AF傳感器120可檢測(cè)各測(cè)距點(diǎn)的焦點(diǎn)狀態(tài)。
這兩種AF光學(xué)系統(tǒng)根據(jù)聚光透鏡116和分離透鏡119的不同特性而 設(shè)置。另外，對(duì)于AF傳感器120的結(jié)構(gòu)，將在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。
在AF傳感器120中，來自被攝體的光束通過光電轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)換為模 擬電信號(hào)。AF傳感器120的輸出被輸入到AF控制器121 。AF控制器121 對(duì)AF傳感器120進(jìn)行積蓄的開始/結(jié)束以及讀出控制，并且根據(jù)來自AF 傳感器120的輸入，計(jì)算出散焦量。該AF控制器121的動(dòng)作控制由系統(tǒng) 控制器122進(jìn)行。
另外，向透鏡CPU 104發(fā)送由AF控制器121所取得的散焦量。在 透鏡CPU 104中，根據(jù)所接收的散焦量，計(jì)算出用于驅(qū)動(dòng)對(duì)焦透鏡102 的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)量。根據(jù)該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)量，經(jīng)由透鏡驅(qū)動(dòng)部103而對(duì)對(duì)焦 透鏡102進(jìn)行對(duì)焦驅(qū)動(dòng)。
另外，在圖1中，當(dāng)主反射鏡111位于從對(duì)焦透鏡102的光路上退 避的上(up)位置時(shí)，經(jīng)由對(duì)焦透鏡102所射入的來自被攝體的光束成 像于攝像元件123并進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。由此得到的攝像信號(hào)被輸入到系統(tǒng) 控制器122，而對(duì)其實(shí)施規(guī)定的圖像處理，而記錄在記錄介質(zhì)(未圖示)中。
下面，對(duì)本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測(cè)元件即AF傳感器的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。 圖4是表示用于檢測(cè)圖3A的11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)和圖3B的7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)這兩 種焦點(diǎn)狀態(tài)的各測(cè)定點(diǎn)中的各傳感器的配置狀態(tài)的圖。圖4所示AF傳感 器具有沿著攝影畫面的水平方向配置的水平方向基準(zhǔn)部傳感器組121a-l 和水平方向參照部傳感器組121a-2;以及沿著攝影畫面的垂直方向配置 的垂直方向基準(zhǔn)部傳感器組121b-l和垂直方向參照部傳感器組121b-2。 另外，水平方向基準(zhǔn)部傳感器組121a-l和水平方向參照部傳感器組 121a-2成為一對(duì)。另外，垂直方向基準(zhǔn)部傳感器組121b-l和垂直方向參 照部傳感器組121b-2成為一對(duì)。由各傳感器組對(duì)來進(jìn)行散焦量的運(yùn)算。
這里，水平方向基準(zhǔn)部傳感器組121a-l和水平方向參照部傳感器組 121a-2分別由11個(gè)像素列構(gòu)成，該11個(gè)像素列中配置有1列由5個(gè)像 素列構(gòu)成的線傳感器和2列由3個(gè)像素列構(gòu)成的線傳感器。
垂直方向基準(zhǔn)部傳感器組121b-l和垂直方向參照部傳感器組121b-2 分別由14個(gè)像素列構(gòu)成，該14個(gè)像素列中配置有2列由3個(gè)像素列構(gòu) 成的線傳感器、2歹l」由2個(gè)像素列構(gòu)成的線傳感器、以及1列由4個(gè)像素 列構(gòu)成的線傳感器。垂直方向的傳感器組的像素列數(shù)量多于11個(gè)的原因 在于，有在7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)時(shí)專門使用的像素列(圖11的x2b、 x2r)。
在圖3A所示的測(cè)距點(diǎn)為11點(diǎn)的情況下，從水平方向基準(zhǔn)部傳感器 組121a-l、水平方向參照部傳感器組121a-2、垂直方向基準(zhǔn)部傳感器組 121b-l、垂直方向參照部傳感器組121b-2中，分別使用11個(gè)像素列(線 傳感器)。在圖3B所示的測(cè)距點(diǎn)為7點(diǎn)的情況下，從水平方向基準(zhǔn)部傳 感器組121a-l、水平方向參照部傳感器組121a-2中，分別使用5個(gè)像素 列(線傳感器)，而從垂直方向基準(zhǔn)部傳感器組121b-1、垂直方向參照部 傳感器組121b-2中，分別使用7個(gè)像素列(線傳感器)。各測(cè)距點(diǎn)數(shù)下的 使用像素列的對(duì)應(yīng)關(guān)系將參照附圖10、 11、 12在后面進(jìn)行詳細(xì)說明。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可使用水平方向傳感器組和垂直方向傳感器組這兩 對(duì)傳感器組來檢測(cè)圖3A、 3B所示那樣的11點(diǎn)或7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)的所有焦 點(diǎn)狀態(tài)。因此，可提高焦點(diǎn)檢測(cè)的精度。其中，在7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)的情況
下，如圖3B所示，僅使用垂直方向傳感器組來檢測(cè)左右兩端的測(cè)距點(diǎn)。 另外，輸出部構(gòu)成為，向如圖4所示配置有參照部像素列的一側(cè)的 相反側(cè)、即不存在參照部像素列的一側(cè)，依次輸出來自水平方向和垂直 方向的各一對(duì)傳感器組中的基準(zhǔn)部的像素列的輸出。同樣，輸出部構(gòu)成 為，向配置有基準(zhǔn)部像素列的一側(cè)的相反側(cè)，依次輸出來自參照部的像 素列的輸出。
圖5表示從圖4的水平方向基準(zhǔn)部傳感器組121a-l和水平方向參照 部傳感器組121a-2提取出的一部分(分別由5個(gè)像素列構(gòu)成的線傳感器 部分)的傳感器電路結(jié)構(gòu)。這里，圖5所示的n與圖4的n對(duì)應(yīng)。另外， 對(duì)于圖4中的圖5所示部分以外的傳感器電路結(jié)構(gòu)，除像素列數(shù)量不同 以外與圖5的電路結(jié)構(gòu)相同。
如圖5所示，在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于一個(gè)像素列，橫向錯(cuò)開配置兩 個(gè)線傳感器201、 202。即，相對(duì)于線傳感器201而錯(cuò)開1/2像素列來配 置線傳感器202，使用兩個(gè)線傳感器201、 202雙方的輸出來進(jìn)行與一個(gè) 像素列相關(guān)的運(yùn)算。由此，可提高焦點(diǎn)檢測(cè)的精度。
另外，如圖5所示，沿著第二個(gè)線傳感器202在其橫向上配置有對(duì) 應(yīng)于各像素列(n=l 5)而分割的監(jiān)視用光電二極管204。
構(gòu)成各像素列的兩個(gè)線傳感器201、 202分別具有構(gòu)成像素的多個(gè)光 電二極管201-1、 202-1。在這些多個(gè)光電二極管201-1、 202-1中，取得 與射入到該光電二極管201-1、 202-1的被攝體光束量對(duì)應(yīng)的光電荷。在 電荷積蓄部201-2、 202-2中，積蓄由各光電二極管201-1、 202-1所取得 的光電荷。
這里，由監(jiān)視用的光電二極管204監(jiān)視電荷積蓄部201-2、 202-2的 電荷積蓄量。該監(jiān)視用的光電二極管204有如下兩個(gè)，即基準(zhǔn)部的監(jiān)視 用的光電二極管204和與上述基準(zhǔn)部的監(jiān)視用的光電二極管204對(duì)應(yīng)的 參照部的監(jiān)視用的光電二極管204?？赏ㄟ^開關(guān)210的切換，來選擇上述 兩個(gè)監(jiān)視用的光電二極管204的與各像素列對(duì)應(yīng)的輸出的平均值、或上 述基準(zhǔn)部的監(jiān)視用的光電二極管204的各像素列的輸出的一方。
由第二放大電路211以規(guī)定的放大率對(duì)所選擇的輸出進(jìn)行放大，而
輸出給積分時(shí)間控制電路209-1 209-5。積分時(shí)間控制電路209-1 209-5 是對(duì)應(yīng)于各監(jiān)視用的光電二極管204的像素列來設(shè)置的。判定輸入到積 分時(shí)間控制電路209-1 209-5的以上述規(guī)定的放大率放大的監(jiān)視用光電 二極管204的輸出是否為規(guī)定閾值以上。在是閾值以上的情況下，結(jié)束 將在線傳感器的光電二極管201-1、 202-1中所產(chǎn)生的光電荷向電荷積蓄 部201-2、 202-2進(jìn)行電荷積蓄的積分動(dòng)作。另外，即使監(jiān)視用的光電二 極管204的輸出不是規(guī)定閾值以上，但在接收到來自AF控制器121的積 蓄結(jié)束命令的情況下，也結(jié)束電荷積蓄。另外，可從AF控制器121變更 用于使電荷積蓄結(jié)束的閾值和積分時(shí)間。
開關(guān)210可將來自參照部監(jiān)視用光電二極管204的輸出切換為有效 或無效。切換是根據(jù)AF光學(xué)系統(tǒng)的差異來選擇的，利用圖5中的信號(hào) fpcnt來進(jìn)行切換，控制開關(guān)210以使在11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)時(shí)有效(開關(guān)210 接通)而在7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)時(shí)無效(開關(guān)210斷開)。在該開關(guān)210被切換 為有效的情況下，關(guān)于積蓄電平，向積分時(shí)間控制電路209-l 209-5輸 入基準(zhǔn)部和參照部的監(jiān)視用光電二極管204的輸出的平均值。在開關(guān)210 被切換為無效的情況下，關(guān)于積蓄電平，向積分時(shí)間控制電路209-1 209-5僅輸入基準(zhǔn)部的監(jiān)視用光電二極管204的輸出值。
當(dāng)電荷積蓄結(jié)束后，與電荷積蓄部201-2、 202-2的后級(jí)連接的傳送 開關(guān)201-3、 202-3閉合，向電荷傳送路徑205傳送積蓄在電荷積蓄部 201-2、 202-2中的光電荷。
讀出控制電路212在接收到來自AF控制器121的CCD讀出命令后， 向電荷傳送路徑205施加脈沖列。根據(jù)該脈沖，光電荷按照每個(gè)脈沖在 電荷傳送路徑205內(nèi)向電荷電壓轉(zhuǎn)換放大器206的方向移位，逐個(gè)像素 地傳送到電荷/電壓轉(zhuǎn)換放大器206而轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。在第一放大電路 207中以規(guī)定的放大率(例如可選擇1倍、2倍、4倍、8倍中的任一個(gè))， 對(duì)在電荷/電壓轉(zhuǎn)換放大器206中所轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)進(jìn)行放大之后，輸入 到輸出選擇電路208。
這里，由讀出控制電路212根據(jù)第二放大電路211的放大率來確定 第一放大電路207的放大率。如上所述，第二放大電路211對(duì)與積蓄了
所輸出的電荷的像素列對(duì)應(yīng)的監(jiān)視用光電二極管204的輸出進(jìn)行放大。
由讀出控制電路212控制輸出選擇電路208。輸出選擇電路208從 包括上述傳感器列即光電二極管201-1、 202-1和其他傳感器列(未圖示) 的所有傳感器列的輸出至，選擇規(guī)定電壓(由第一放大電路207對(duì)所選 擇的傳感器列的輸出進(jìn)行了放大的電壓)來輸出。向后級(jí)的AF控制器 121輸出由此所得到的輸出電壓VN。
圖6是表示線傳感器201、線傳感器202的對(duì)應(yīng)關(guān)系的電路結(jié)構(gòu)圖。 線傳感器201、線傳感器202被輸入來自圖4的水平方向基準(zhǔn)部傳感器組 121a-l和水平方向參照部傳感器組121a-2的一部分(分別由5個(gè)像素列 構(gòu)成的線傳感器部分)的積分時(shí)間控制電路209-l 209-5的積蓄結(jié)束信 號(hào)。
當(dāng)積分時(shí)間控制電路209-1 209-5處于應(yīng)結(jié)束積蓄的狀態(tài)時(shí)，向所 對(duì)應(yīng)的線傳感器201和202輸出積蓄結(jié)束信號(hào)。根據(jù)該積蓄結(jié)束，與線 傳感器201和202對(duì)應(yīng)的傳送開關(guān)201-3和202-3閉合，向電荷傳送路徑 205傳送積蓄在所對(duì)應(yīng)的電荷積蓄部201-2和202-2中的光電荷。
選擇器213-1 213-3使從所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)積分時(shí)間控制電路209-1 209-5到參照部傳感器組的積蓄結(jié)束信號(hào)，對(duì)應(yīng)于11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)和7點(diǎn) 的測(cè)距點(diǎn)而進(jìn)行切換，而輸出給參照部傳感器組的規(guī)定的線傳感器201 和202。根據(jù)AF光學(xué)系統(tǒng)利用^cnt信號(hào)來進(jìn)行該選擇器213-1 213-3 中的切換控制，在ll點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)時(shí)向a切換，向構(gòu)成參照部傳感器組的 線傳感器201和202的各像素的光電二極管分別輸入來自所有積分時(shí)間 控制電路209-1 209-5的積蓄結(jié)束信號(hào)。在7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)時(shí)向b切換， 向參照部傳感器組的線傳感器201和202的三個(gè)光電二極管(n=l 3) 分別輸入來自三個(gè)積分時(shí)間控制電路209-3 209-5的積蓄結(jié)束信號(hào)。
對(duì)于圖6中的未圖示的其他結(jié)構(gòu)，具有與圖5相同的結(jié)構(gòu)。另外， 水平方向的基準(zhǔn)部傳感器組和參照部傳感器組中的其他線傳感器部分、 以及垂直方向的基準(zhǔn)部傳感器組和參照部傳感器組中的其他線傳感器部 分的結(jié)構(gòu)也具有與圖5和圖6所示相同的結(jié)構(gòu)。
圖7到圖9表示來自AF控制器121的命令和積分時(shí)間控制電路
209-1 209-5的動(dòng)作關(guān)系。圖7是表示通常的順序的圖，圖8是表示強(qiáng) 制積蓄結(jié)束順序(在規(guī)定時(shí)間積蓄結(jié)束)的圖，圖9是表示在第二放大 電路211中設(shè)定有放大率時(shí)的積蓄順序的圖。圖中的phi—rm是進(jìn)行積蓄 在電荷積蓄部201-2、 202-2中的電荷的排出的信號(hào)，在高電平下進(jìn)行電 荷的排出。vmon是從監(jiān)視用光電二極管204輸出的由第二放大電路211 以規(guī)定的放大率放大的信號(hào)(圖5所示第二放大電路211的輸出)，其被 輸入積分時(shí)間控制電路209-1 209-5而被監(jiān)視。
TG1是積蓄控制信號(hào)，在與電荷排出結(jié)束同時(shí)輸入了脈沖的情況下， 意味著積蓄的開始。當(dāng)輸入積蓄開始的TG1的脈沖后，由光電二極管 201-1、202-1進(jìn)行了光電轉(zhuǎn)換的光電荷被積蓄在電荷積蓄部201-2和202-2 中。第二個(gè)TG1的脈沖(phi—rm為低電平時(shí)輸入的脈沖)意味著積蓄 的結(jié)束。當(dāng)輸入積蓄結(jié)束即第二個(gè)TG1的脈沖后，向電荷傳送路徑205 傳送積蓄在電荷積蓄部201-2和202-2中的光電荷。
這里，在通常積蓄順序時(shí)，如圖7所示，起因于vmon超過TGl生 成用VTH (閾值)而產(chǎn)生第二個(gè)TG1的脈沖。另一方面，在強(qiáng)制結(jié)束時(shí)， 如圖8所示，起因于來自AF控制器121的積蓄結(jié)束命令而產(chǎn)生第二個(gè) TG1的脈沖。
在圖9所示積蓄順序中，通過在第二放大電路211中設(shè)定規(guī)定的放 大率，從而放大來自監(jiān)視用的光電二極管204的輸出，而縮短vmon達(dá)到 TG1生成用VTH的時(shí)間。
在本實(shí)施方式中，對(duì)可對(duì)應(yīng)的不同的AF光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說明。11點(diǎn) 用AF光學(xué)系統(tǒng)和7點(diǎn)用AF光學(xué)系統(tǒng)的進(jìn)行與焦點(diǎn)檢測(cè)精度相關(guān)的瞳分 割的瞳的間隔即基線長(zhǎng)度不同，7點(diǎn)用基線長(zhǎng)度比11點(diǎn)用基線長(zhǎng)度短。 可知基線長(zhǎng)度越長(zhǎng)則焦點(diǎn)檢測(cè)精度越高。另外，對(duì)于可確保光學(xué)性能而 使用的攝影畫面內(nèi)(AF傳感器表面上)的區(qū)域，7點(diǎn)用的區(qū)域比11點(diǎn)用 的區(qū)域窄。這樣，通過縮短基線長(zhǎng)度，縮小可使用范圍，從而可實(shí)現(xiàn)AF 光學(xué)系統(tǒng)的小型化。
圖10表示使用與11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的AF光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的、配置在 各測(cè)距點(diǎn)上的AF傳感器中的水平、垂直方向的基準(zhǔn)部和參照部的傳感器
組。用實(shí)線表示所使用的線傳感器，用虛線表示的垂直方向傳感器組的
線傳感器xlb、 x2b、 x3b、 xlr、 x2r、 x3r為不使用的線傳感器。
圖11為使用與7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)對(duì)應(yīng)的AF光學(xué)系統(tǒng)的情況。用實(shí)線表 示所使用的線傳感器，用虛線表示的傳感器h2bb、 h2cb、 h3ab、 h3bb、 h4bb、 h4cb、 h2cr、 h2dr、 h3dr、 h3er、 h4cr、 h4dr、 v3ab、 v2bb、 v3bb、 v2cb、 v2db、 v3db、 v3eb.、 v3ar、 v3br、 v4br、 v4cr、 v3dr、 v4dr、 v3er 為不使用的線傳感器。
對(duì)于與基線長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的線傳感器，在ll點(diǎn)用AF光學(xué)系統(tǒng)中，在垂直 方向上為v3cb和v3cr，其間隔為基線長(zhǎng)度。在水平方向上，h3cb和h3cr 的間隔相當(dāng)于基線長(zhǎng)度。另外，在7點(diǎn)用AF光學(xué)系統(tǒng)中，在垂直方向上 v4cb和v2cr的間隔相當(dāng)于基線長(zhǎng)度，在水平方向上h3db和h3br的間隔 相當(dāng)于基線長(zhǎng)度。
另外，關(guān)于各AF光學(xué)系統(tǒng)，將包含在可保證光學(xué)性能而使用的區(qū) 域中的線傳感器作為所使用的線傳感器。
另外，圖6所示線傳感器的結(jié)構(gòu)表示與由圖10和圖11所示AF傳 感器中的水平方向傳感器組中的5個(gè)像素列構(gòu)成的線傳感器的使用、不 使用的選擇切換對(duì)應(yīng)的狀態(tài)。
圖12A 圖12D是表示與各AF光學(xué)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的動(dòng)作中的基準(zhǔn)部線 傳感器和參照部線傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系的圖表。圖12A表示11點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn) 時(shí)的水平方向上的基準(zhǔn)部和參照部的線傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖12B表示 11點(diǎn)測(cè)距點(diǎn)時(shí)的垂直方向上的基準(zhǔn)部和參照部的線傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。 圖12C表示7點(diǎn)的測(cè)距點(diǎn)時(shí)的水平方向上的基準(zhǔn)部和參照部的線傳感器 的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖12D表示7點(diǎn)測(cè)距點(diǎn)時(shí)的垂直方向上的基準(zhǔn)部和參照部 的線傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
如以上說明，根據(jù)本實(shí)施方式，通過設(shè)置開關(guān)210，可僅使用基準(zhǔn) 部監(jiān)視用的光電二極管204來進(jìn)行電荷積蓄狀態(tài)的檢測(cè)。在該情況下， 由于不受基準(zhǔn)部和參照部的線傳感器的對(duì)應(yīng)關(guān)系的影響，因此可進(jìn)行不 依賴于AF光學(xué)系統(tǒng)的積蓄狀態(tài)的檢測(cè)。另外，通過切換參照部線傳感器 的積蓄停止控制，可以以較小規(guī)模的電路來應(yīng)對(duì)多個(gè)不同的AF光學(xué)系
統(tǒng)。
另外，在本實(shí)施方式中，測(cè)距點(diǎn)數(shù)不限于11點(diǎn)和7點(diǎn)，并且所對(duì)應(yīng) 的AF光學(xué)系統(tǒng)也不限于兩種。
在本實(shí)施方式中，線傳感器201和202成組(set)，基準(zhǔn)側(cè)的一組和 參照側(cè)的一組成為一對(duì)。該線傳感器201和202接收從具有視差的不同 視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體像來積蓄與受光量對(duì)應(yīng)的電荷，可稱為一對(duì)受光部。 另外，線傳感器201、 202具有多個(gè)像素列，該像素列可稱為受光單位。 監(jiān)視用的光電二極管204成對(duì)，對(duì)應(yīng)于一對(duì)線傳感器，產(chǎn)生表示各線傳 感器的電荷積蓄電平的輸出。因此，可稱為一對(duì)基準(zhǔn)電平部產(chǎn)生部。積 蓄電平部積分時(shí)間控制電路209-1至l」209-5向一對(duì)線傳感器輸出積蓄開始 信號(hào)和積蓄結(jié)束信號(hào)來控制積蓄動(dòng)作，所以可稱為積蓄控制部。選擇器 213-1到213-3將來自上述積蓄電平部積分時(shí)間控制電路209-3到209-5 的多個(gè)積蓄結(jié)束信號(hào)切換輸出到參照側(cè)的線傳感器的各像素列，所以可 稱為切換部。
盡管示出并描述了的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是當(dāng)然應(yīng)理解,在不 脫離本發(fā)明的精神的情況下，易于在形式或細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種修改和改變。 因此本發(fā)明并不旨在限于所描述和例示的確切形式，而構(gòu)造成涵蓋可以 落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有變型例。
權(quán)利要求
1、一種焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其包括一對(duì)受光部，其接收從具有視差的不同視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體像而積蓄與受光量對(duì)應(yīng)的電荷；一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部，其對(duì)應(yīng)于所述一對(duì)受光部而產(chǎn)生表示各受光部的電荷積蓄電平的輸出；以及積蓄控制部，其向所述一對(duì)受光部輸出積蓄開始信號(hào)和積蓄結(jié)束信號(hào)來控制積蓄動(dòng)作，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件的特征在于，所述積蓄控制部進(jìn)一步構(gòu)成為可對(duì)如下兩種情況進(jìn)行選擇根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部中的任一方的積蓄電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情況、和根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部雙方的積蓄電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情況。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有多個(gè)由所述一對(duì)受光部、所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部、所述積蓄控制 部構(gòu)成的模塊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其中，所述積蓄控制部在使用所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部的雙方的積蓄電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn)行積 蓄結(jié)束的判定的情況下，根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部的輸出的平均值 來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其中，所述積蓄控制部根 據(jù)來自外部的信號(hào)，選擇如下兩種情況根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部中的任一方積蓄電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情況、和根 據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部的雙方的積蓄電平產(chǎn)生部的輸出來進(jìn)行積蓄 結(jié)束的判定的情況。
5、 一種焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其包括一對(duì)受光部即作為一對(duì)的第一受光部和第二受光部，其接收從具有 視差的不同視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體像而積蓄與受光量對(duì)應(yīng)的電荷，所述第一受光部和第二受光部分別由多個(gè)受光單位構(gòu)成；以及積蓄控制部，其對(duì)所述一對(duì)受光部的所述受光單位輸出積蓄開始信 號(hào)和多個(gè)積蓄結(jié)束信號(hào)來控制積蓄動(dòng)作，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件的特征在于，上述焦點(diǎn)檢測(cè)元件還具有切換部，該切換部將多個(gè)所述積蓄結(jié)束信 號(hào)切換輸出到所述第二受光部的受光單位，其中，可選擇如下兩種結(jié)構(gòu)即以所述第一受光部的第一受光單位和所述 第二受光部的第二受光單位為一對(duì)受光單位的結(jié)構(gòu)、和以所述第一受光 部的第三受光單位和所述第二受光部的第二受光單位為一對(duì)受光單位的 結(jié)構(gòu)，所述積蓄控制部向所述第一受光單位和所述切換部輸出第一積蓄結(jié) 束信號(hào)，向所述第三受光單位和所述切換部輸出第二積蓄結(jié)束信號(hào)，所述切換部切換所述第一積蓄結(jié)束信號(hào)和第二積蓄結(jié)束信號(hào)而輸出 到所述第二受光單位。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其中，所述焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有多個(gè)由所述一對(duì)受光部、所述積蓄控制部、 所述切換部構(gòu)成的模塊。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其中，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部，該一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部 對(duì)應(yīng)于所述一對(duì)受光部而產(chǎn)生表示各受光部的電荷積蓄電平的輸出，所述積蓄控制部根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平產(chǎn)生部的輸出，而輸出所述 第一積蓄結(jié)束信號(hào)和第二積蓄結(jié)束信號(hào)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件，其中， 所述切換部根據(jù)從外部輸入的信號(hào)，來切換所述第一積蓄結(jié)束信號(hào)和第二積蓄結(jié)束信號(hào)而輸出給所述第二受光單位。
9、 一種焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件接收來自從 具有視差的不同視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體的一對(duì)光束而輸出與各光束的受光量 對(duì)應(yīng)的電荷積蓄電平，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法包括如下步驟對(duì)如下兩種情況進(jìn)行選擇根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平的任一方的積蓄 電平來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情況、和根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平的雙方的積蓄電平來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情況；以及　控制與所述一對(duì)光束相關(guān)的積蓄開始和積蓄結(jié)束的積蓄動(dòng)作。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法，其中，在使用所述一對(duì)積蓄電平的雙方的輸出來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定的情 況下，根據(jù)所述一對(duì)積蓄電平的平均值來進(jìn)行積蓄結(jié)束的判定。
11、 一種焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有一對(duì) 受光部即第一受光部和第二受光部，該一對(duì)受光部接收從具有視差的不 同視場(chǎng)觀測(cè)的被攝體像而積蓄與受光量對(duì)應(yīng)的電荷，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法包括如下步驟對(duì)如下兩種情況進(jìn)行切換向所述第一受光部的第一受光單位和所 述第二受光部的第二受光單位輸出第一積蓄結(jié)束信號(hào)而以所述第一受光 單位和所述第二受光單位為一對(duì)受光部的情況、和向所述第一受光部的 第三受光單位和所述第二受光部的所述第二受光單位輸出第二積蓄結(jié)束 信號(hào)而以所述第三受光單位和所述第二受光單位為一對(duì)受光部的情況。
全文摘要
本發(fā)明提供一種焦點(diǎn)檢測(cè)元件及焦點(diǎn)檢測(cè)元件的積蓄控制方法，該焦點(diǎn)檢測(cè)元件具有一對(duì)受光部(第一受光部和第二受光部)，該一對(duì)受光部接收從具有視差的不同視場(chǎng)觀察的被攝體像而積蓄電荷。對(duì)于上述一對(duì)受光部中的電荷積蓄的結(jié)束，可選擇根據(jù)一方的受光部中的電荷積蓄電平來進(jìn)行、根據(jù)雙方的受光部中的電荷積蓄電平來進(jìn)行。進(jìn)而/并且，上述受光部分別具有多個(gè)受光單位，向第一受光部和第二受光部發(fā)送在各受光單位中結(jié)束電荷的積蓄的信號(hào)。在該情況下，可切換向第一受光部的哪個(gè)受光單位和第二受光部的哪個(gè)受光單位發(fā)送的組合。
文檔編號(hào)H04N5/232GK101175162SQ20071016755
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月27日
發(fā)明者中田康一, 刈屋三友, 土屋仁司, 大澤雅人, 武井達(dá)也, 田宮公成, 菊地哲央 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社;奧林巴斯映像株式會(huì)社