JPS5836079A - 光電変換手段の信号蓄積時間制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換手段の信号蓄積時間（以後蓄積時間と
称する）の制御方式に係り、特に上記光電変換手段への
入射光量の急激な増大等により、信号レベルの異常、特
にＣＣＤ等の自己走査形光電変換素子で生じるいわゆる
信号のプルーミングの際にこれを正しく検知し、かつ速
やかに適正な信号レベルに復帰せしめるだめの信号蓄積
時間の制御方式に関するものである。

通常か様な光電変換素子の蓄積時間の制御方式で知られ
ているものは、信号を読み出したとき、同信号レベルが
所定の範囲内にある場合は蓄積時間を変えず、上記レベ
ルが所定の範囲を越えた場合は短い蓄積時間を設定し、
逆に所定の範囲を下回る場合は長い蓄積時間を設定する
方法である。本方法では予じめ決められた複数個の離散
的な蓄積時間に沿って、−回の信号読み出しの結果によ
り、逐次蓄積時間を伸長又は短縮するものであシ（これ
を追従制御型と名付ける）、急激な入射光量の変化があ
る場合、適正な信号レベルの得られる蓄積時間が設定さ
れる迄に相当の時間を必要とし、素早い応答が出来ない
欠点がある。

本発明ではこの様な欠点を除去するためにブルーミング
を正しく検知し、かつか様な光電変換素子の蓄積時間制
御の高速化を実現し、同上素子を用いた装置、たとえば
画像処理装置又は光学系の合焦位置検知装置の応答性を
向上させることを目的とするものであり、その方法は通
Ｉよ 常の状態でμえば上述の如き追従制御型の蓄積時間制御
モード（第１の制御モード）にあシ、ブルーミングを検
出すると蓄積時間制御モードを変更しく第２の制御モー
ド）蓄積時間を１度に大巾に変更したり、又は遂次近似
的に制御する等の手段を含むものである。

以下添付図面に従って本発明の詳細な説明するが本発明
に係る蓄積時間制御方式の好適なる応用例と考えられる
カメラ等の合焦検知装置を例とする。し２かし乍ら、も
とよシ本発明は以下の例にのみ有用であるものではなく
、ＣＣＵ等の固体撮像素子を用いる装置には、ことごと
く有用である。

第１図は本発明を用いるに適し九合焦位置検知方式の一
例の焦点検出方法の原理を示す模式図であり、同図中１
はその光軸を１′とする結像レンズであシ、２は同光軸
１′中に配設され、半透過部２′及び２“及び全反射部
２′〃を有するビーム・スプリッタである。か様なビー
ム・スプリッタの半透過部２′に上記結像レンズからの
光束が入射し、他方の半透過部２及び全反射部２′〃で
３本の光束３．４及び５に分割される様子が示されてい
る。半透過部２′は入射光束の１／３を透過し、２／３
を反射する特性を有し、他の半透過部ｉは１／２を透過
し、１／２を反射する特性を付与せられたものとすれば
、上記の３分割光束のエネルギーは等しくなることは明
らかである。６は３個の受光部６’、　６″及び６′〃
を有する固体撮像素子等の光電変換素子である。いま結
像レンズによる光束の収れん点が７で示す点にあるとす
ると他の分割光束の収れん点は７′及び７′となること
は容易に理解出来る。もし受光部６′上に半透過部ｌで
反射され分割される光束４の収れん点が一致しているも
のとすれば、受光部６′に入射する光束３の収れん点７
は受光部６′より後方にあり、受光部６″に入射する光
束５の収れん点７′は受光部が等しいとすれば同一にな
り、その結果受光部６“上の像の鮮明度が最大で、他の
受光部上の像は低いが同様の鮮明度となる。もし結像レ
ンズ１を光軸１′に沿って移動されるとすれば３個の受
光部上の像の鮮明度は同図（Ｃ）の如く変化する。すな
わち受光部６’、６’及び６＃上の像の鮮明度及びその
変化を夫々８′、８“及び８″で表わすものとすれば、
横軸に結像レンズ１の移動量（右方移動するときは横軸
方向で右方とする）たて軸に鮮明度をとれば３個の山形
の曲線が並んだものとなる。同図（ａ）に示す状態は同
図（Ｃ）では９で示す点に対応している。光電変換素子
６の受光部６″を結像レンズ１の予定焦点面に配設すれ
ば同図（ａ）の状態すなわち、各受光部の鮮明度の関係
が同図（Ｃ）中９で示される場合に結像レンズ１の合焦
位置の検知が為されることになシ、同レンズによる結像
面が受光部６“の屏前方あるいは後方にある場合に応じ
て、鮮明度８′と８′〃の大小関係が反転することは同
図（Ｃ）において明らかであり、この結果結像レンズ１
の予定焦点面に対する、いわゆる前ビン状態、後ビン状
態が検知可能となる。同図（ｂ）は光電変換素子６の正
面図であり、同図では各受光部６’、６”及び６′〃は
細い帯状のたとえばリニアーＣＯＤ等であるが、その形
状は本例に限られるものではない。

か様にしてビームスプリッタと３個の受光部を有する光
電変換素子を用い九合焦位置検知方式が成立する訳であ
るが、各受光部からの画像信号を読み出し、同信号から
像鮮明度信号を抽出し、更に、３個の鮮明度の大小関係
を判別する作用を有する電気回路のブロックダイヤグラ
ムを第２図に示す。同図に於ける各ブロックの多くは一
般に公知の回路構成の可なるものもあ昭 り、更に、本件出願人に係る特開、、５５−１８６５２
号等一連の出願性にその内容の詳細が開示されているた
め、詳細な回路構成は本件発明に係る部分を中心に示す
ものとする。同図に於て６は第１図に示す３個の受光部
を有するＣＣＤ等の光電変換素子（以後ＣＯＤと称する
）であり、同素子を動作させるだめの一連のクロック信
号はクロックドライバーＣＬＫＤがら与えられており、
これらのクロック信号は予じめ決められた順序でＣＣＤ
６の電荷の蓄積、転送、リセット等の一連の動作を行な
わしめるものである。

なわれだ後、画像信号として雑音抑圧用コンデンサＣを
介１．てバランス調整回路ＢＡに入力される。このとき
ＣＣＤの３個の受光部に対応し７た画像信号はＣＣＤの
構成によって定まった順序で時系列的に読み出される。

バランス調整回路ＢＡは第３図に示す如く、公知のマル
チプレクサ−と３個の可変抵抗器を接続したものである
。すなわち第３図において端子１０へ上述の画像信号が
入力され、可変抵抗器１２．１３゜１４を経てマルチプ
レクサ−１１に供給される。

マルチプレクサ−１１は各受光部に対応した画像信号が
人力されるタイミングを与える信号を端子１６から受け
て夫々の受光部に対応した画像信号を夫々可変抵抗器１
２．１３及び１４を経て増巾器１７に出力する。可変抵
抗器１２゜１３．１４は各受光部からの画像信号のバラ
ンス調整を為すものである。それらの出力は共通して増
巾器１７に入力され、帰還抵抗１８との比で決まる各家
のゲインが調整されて次の電気回路に人力される。この
様な画像信号のバランス調整はビームスプリッタ２によ
って分割される３光束のエネルギーに不均衡がある場合
に有用なものである。端子１６から与えられる同期信号
は後述するタイミング・ゼネレータから供給される。本
例では３個の可変抵抗器の例を示したが、２個を用い、
それで他の１個にバランスさせることももとより可能で
ある。本回路系は各種信号処理が一連の同期信号に基づ
いて行なわれる必要があるためそれらの同期信号をタイ
ミング・ゼネレータＴＭＧＥにより得ている。

タイミング・ゼネレータは杢糸の動作指令信号５ＷＡＰ
（カメラで云えばシャッタボタンの第１押下動作に連動
して発生される信号）及びパワー了 ２ツブクリヤ信号ＰＵＣを受けて、予じめ決められた順
序で各回路ブロックに供給される各種の同期信号を発生
させる作用を為すものであり、その具体的回路は公知の
技術で可なるものであり、ただ本例の回路系の動作形態
に適合した同期信号群を発生すべく設計されるものであ
る。

上記のクロック・ドライバーＣＬＫＤもタイミング・ゼ
ネレータＴＭＧＢからの同期信号を受けて動作する。

バランス調整回路ＢＡにて、バランス調整すれた各画像
信号は第１のサンプルホールド回路ＳＨＡ及び第２のサ
ンプルホールド回路Ｓ　ＨＨに入力される。第１の＋ｊ
／プルホールド回路はＣＣＤの各要素の画像信号の整形
作用を為すものであり、各要素信号がＣＣＵから出力さ
れるタイミングに同期したサンプリング・パルスをタイ
ミング・ゼネレータＴＭＣＪから受けて、各要素信号の
レベルをサンプルホールドするものである。一方、実際
のＣＣＩ）は半導体であるためいわゆる暗電流の影響を
温度、蓄積時間に関Ｌ７て受けるため、画像信号は実際
に受光した光量に対応し７た信号に上記の暗電流レベル
が重畳したものとなり、換言すればとのま＼では雑音の
多い信号となるために、（：　ＣＤの受光部の一部をア
ルミマスク等で遮光しておき、ここから出力される信号
レベルを暗電流レベルに対応するものと見なして、遮光
された部分（以後、これを暗電流ビットと称する）の出
力すなわち暗電流レベルと受光部からの出力信号レベル
の差をとることによって、上記の如き暗電流の影響を除
くことを行なう。本例のＣＯＤの受光部の端部には図示
し２ない暗電流ピットがあり、同ビットの出力が最初に
出力される如くに為されていルモのとする。第２のサン
プルホールド回路５ＨＢＵこれら暗電流ビットの出力レ
ベルをサンプルホールドする作用を有する様に配設され
るもので、タイミング・ゼネレータからは同信ろ 号を所定時間だけホールドす按指令信号をも受ケル。第
１のサンプルホールド回路８ＨＡの出力信号と第２のサ
ンプルホールド回路８ＨＢの出力信号の差をとるために
、岡山力信号は差動増巾器ＤＩＩｉ”に入力される。か
様にして、差動増巾器ＤＩＦの出力である画像信号は上
述の暗電流レベルが相殺された受光光量に正確に比例し
た信号となる。差動増ｌ］器の出力は次いで、一方テハ
バイパスフィルターＩｉ　Ｐ　Ｆに入力されると共に他
方では２個のコンパレータＣＯＭＰＡ。

ＣＯＭＰＢに入力される。コンパレータＣＯＭＰＡには
参照電圧ＶＡが、ＣＯＭＰＢには参照電圧ＶＢが与えら
れており、これらにより、いわゆるウィンドウ・コンパ
レータを構成する。同つイ／ドウ・コンパレータの作用
を第４図を用いて説明する。第４図（ａ）　、　（ｂ）
　、　（Ｃ）は横軸を時間軸にとり、たで軸を電圧にと
って上記の暗電流補償された画像信号（以後これを暗電
流補償信号と称する）のピーク値と、上記参照電圧ＶＡ
、ＶＢとの関係を示すものであシ、同図（ａ）中の矢印
６１／′、　６”及び６′はＣＣＤ６の各受光部６“′
、６”及び６′からの画像信号が出力されているタイミ
ングを表わすものとする。同図（ａ）では暗電流補償信
号の一部（６“の一部）が７人、ＶＢを共に過えていて
、信号レベルが過大であることを示す。このときは、両
コンパレータＣＯＭＰＡ、Ｃ０ＭＰＥの出力は共にハイ
になる。同図（１））は暗電流補償信号が全ての領域で
ＶＢを下回り、信号レベルが過少であることを示してい
る。このときは両コンパレータＣＯＭＰＡ。

ＣＯＭＦＢの出力は共にローになる。同図（Ｃ）は、暗
電流補償信号のピークが７人とＶＢの間にあり、適正レ
ベルであることを示している。このときはコンパレータ
ＣＯＭＰＢの出力のみがハイとなる。ＶＡ及びＶｎが本
回路系における暗電流補償信号の適正レベル範囲を設定
する如くに選択されているものとすれば、両コンパレー
タ出力のハイ、ローの組合わせが暗電流補償信号レベル
の適正、不適正を表わすものとなる。本例では７人＞Ｖ
Ｂ　と設定すれば両コンパレータの出力が共にハイのと
きには、上記信号レベルが飽和状態も含めて過大であり
、逆に両コンノ（レータの出力が共にローのときには、
上記信号レベルが過少であシ、コンパレータＣＯＭＰＡ
の出力がローであり、コンパレータＣＯＭＰＢの出力が
）・イであるときのみ、上記信号レベルが適正状態にあ
ることを示す。同、両コンパレータ出力は図示しないラ
ッチ回路で所定時間保持されているものとする。

暗電流補償信号の過大なるときはＣＯＤの蓄積時間を短
縮し、逆に過少なるときは同蓄積時間を伸長し、常に同
出力レベルの適正化を図るために両コンパレータの出力
は蓄積時間制御回路ＡＧＣに供給される。蓄積時間制御
回路ＡＧＣは各受光部における暗電流補償信号が出力さ
れているタイミングで両コンパレータの出力レベルを判
定可能な様にタイミング・ゼネレータＴＭＧＥよりの同
期信号を受けて動作し、暗電流補償信号のレベルによっ
て、蓄積時間の短縮又は伸長の指令信号をタイミング・
ゼネレータに入力する。タイミング・ゼネレータは、こ
れを受けて次回のＣＣＤ出力の読み出し時に、ＣＣＤの
蓄積時間が短縮又は伸長される様にクロックドライバー
ＣＬＫＤの動作を規定するものである。

ＢＬＭＳで示されるブロックは前記した如く、ＣＣＤか
らの画像信号が何らかの理由でいわゆるブルーミングを
発生したとき、これを検知し、その結果としてＡＧＣ動
作を変更して、速やかに画像信号レベルを適切にするた
めに設けられたブルーミング・センサーである。同ブル
ーミンク、センサーＢＬＭＳはＣＣＤ　６の出力、バラ
ンス調整回路ＢＡの出力、及び第２のサンプルホールド
回路ＳＨＢの出力の少なくとも１出力を受け、一方、タ
イミングゼネレータＴＭＧＥからのタイミングで信号を
受けて蓄積時間制御回路ＡＧＣＶＣＡＧＣ改更指令信号
を与える如く結像されている。同ブルーミンク・センサ
ＢＬＭＳの構成の詳細は第６図に於て詳述する。ＣＣＤ
６、バランス訓整回路ＨＡ、第２のサンプルホールド回
路Ｓ　ＨＢの内どの信号をブルーミング・センサーＨＬ
Ｍ８に入力するかは、どの様にしてブルーミンクを検出
するかに関わるのであるが、第２図には説明の便のため
に、上記３像号をとり込む如き結果として示しである。

バイパスフィルタＩｆ　Ｐ　Ｂ’は画像信号の変化の程
度を評価するもので画像信号の高周波成分を抽出し７、
本方式の像鮮明度評価の第１歩を構成するものである。

バイパスフィルターＪ−１Ｐ　ＦにはＣＣＤの各受光部
に対応した画像信号が入力されるタイミタＴＭＧＥから
供給される。これは各画像信号の。

急激な変化によって生じる像の鮮明度とは無関係なＨＰ
Ｆの出力の発生を防止するだめのもので、上記同期信号
により、ＨＰＦが一時的にリセット状態に為されるもの
である。バイパスフィルターＨＰＦの出力は絶対値回路
ＡＢＳ次いで２乗回路５ＱＪＣ送られる。絶対値回路Ａ
Ｂ８はバイパスフィルターＨＰＦの出方の絶対値化を図
るだめのもので画像信号の変化は正、負存在する（明か
ら暗、暗から明）ために、このままでは後述する積分回
路を通したとき、像パターンによっては出力が相殺され
て、結果的に鮮明度の信号がＯＫなることを防ぐもので
ある。

２乗回路ＳＱＲは例えば半導体の非線形入出力特性を用
いて実現可能なものであるが、水系に於ケる機能はバイ
パスフィルターＨＰＦ（７）出方の大なるもの、すなわ
ち画像信号の時間的変化が急激であ）、したがってよシ
高い鮮明度の状態と強調評価するだめのものである。２
乗回路ＳＱ几にＦｉ（”ＣＤ受光部、すなわち測定視野
の端部付近の画像の鮮明度の評価のウェイトを下げるこ
とにより、視野外の像がデフォーカス時に、視野内にデ
フォーカスした像の一部として入シ込み、正規の鮮明度
評価に対する誤差要因となったシ、結像レンズのブレに
ょシ、測定視野内に別の像が出入りして、ｆｌ的な誤差
を発生させることを抑止するために府、関数発生器ＷＬ
Ｎが設けられ、同発生器の出力により、２乗回路のゲイ
ンが視野端部は低く、中央部では高くなる様に制御され
る。このために、各受光部の開始及びＣＣＤの各要素の
読み出しに同期したタイミング信号をタイミング・ゼネ
レータＴＭＧＥから供給され、同信号入力時から各要素
が読み出される番地（視野内の番地）に対応して予じめ
定められた関係で２乗回路のゲインを制御するものであ
る。か様に１−て、強調された鮮明度情報を含む２乗回
路ＳＱＲ，の出力は、受光部全域に亘る積分により、各
受光部の像の鮮明度を出力するための積分回路ＬＮＴに
入力される。積分回路ＬＮＴには、各受光部に対応した
タイミングで積分及び積分リセットを行なわれる様にタ
イミング・ゼネレータＴ　Ｍ　Ｇ　Ｅからの同期信号が
供給される。か様にして、積分回路ＬＮＴの出力はＣＯ
Ｄから読み出される各受光部の順序に応じ九各像の鮮明
度の電気出力に相当するものである。積分回路ＬＮＴの
出力はアナログ出力であるため、後述の結像レンズの合
焦、前ピン、後ビンを判定する論理演算回路゛ＣＰＵで
の信号処理を容易ならしめるだめに、Ａ−Ｄ変換するた
めにＡ−Ｄ変換回路Ａ／Ｄに供給され、ディジタル値に
変換される。

第５図は、以上説明したＣＯＤの各受光部すなわち３像
の測定視野からの画像信号の読み出しから積分回路ＬＮ
Ｔに至る一連のいわば像鮮明度信号処理過程の内のアナ
ログ処理の内容をは時刻を示し、たて軸は電圧又は電流
出力を任意単位で示しである。図中の矢印６’　、　ｆ
、Ｉ　、　５＃／はＣＣＤの各受光部６′、６“及び６
′〃に対応した信号が読み出され、処理される時間的タ
イミングを示している。また各家の状態は受光部６“の
濠が最も鮮明度の高い状態すなわち第１図（Ｃ）の９で
示される如き、結像レンズの合焦状態を示しである。ま
た図はＣＣＤからの一回分の信号読み出しの状態であり
、実際はか様な信号がくり返し読み出されるものである
。同図（ａ）はＣＯＤがラ読ミ１↑ｊされ、サンプルホ
ールド回路ＳＢＡを通しだ後の画１象信号を示す。読み
出される順番は受光部６“′、６“及び６′であるとし
ている。図中りで示す電圧は暗電流レベルであり、同レ
ベルが最初に読み出され、サンプルホールド回路ＳＨＢ
でホールドされるものである。同図ら）は差動増巾器Ｄ
ＩＦの出力すなわち暗電流補償信号を示１−１暗電流レ
ベルＤは相殺されている。

同図（ｃ）　Ｍバイパスフィルター）−Ｉ　Ｐ　Ｆの出
力、同図（ｄ）は絶対イ直回路Ａ、　Ｂ　Ｓの出力であ
る。同図（ｅ）は２乗回路Ｓ　Ｑ　Ｒの出力を示す図で
あり、図中破線で示す等脚台形は先述１〜だ窯、関数発
生器Ｗ　Ｌ　Ｎにて発生する穴形状に応じて２乗回路Ｓ
　Ｑ　Ｒのゲインが測定視野内で変化する様子を示すも
のである。同図（ｆ）は積分回路■、ＮＴの出力信号を
示し、Ａ（８′〃）、Ｂ（８′／）及びＣ（８′）は夫
々の受光部６ｎ２６Ｎ及び６′中の像の鮮明度に対応し
たレベルでこれをＡ、Ｂ、Ｃと名付ける。

Ａ、、Ｂ、Ｃは第１図（Ｃ）に示すＢ′〃、　Ｂ＃及び
８′のカーブの９で示す点のレベルに対応している。

か様なＡ、Ｂ、Ｃは先述のＡ−Ｄ変換回路Ａ／Ｄを介し
てディジタル化さｆＬ論理演算回回路　Ｐ　ＦＪに人力
される。同回路ＣＩ）　Ｕでは予じめ設定された合焦、
前ピン、後ピンあるいは判断停止の条件に従ってＡ　、
　１３　、　Ｃのレベルの大小関係及び演算を行なう。

基本的には合焦状態ではＢ〉Ａ　、Ｂ＞ＣかつＡ＊Ｃ，
前ピン状態ではＣ＞Ａ。

後ピン状態ではＡ＞Ｃとなり、これらの条件の路］）　
Ｌ　８　Ｐに供給する。表示回路にその基本構成と］７
て、論理回路及びＬ　ｇ　Ｉ）等の表示素子の駆動を司
どる駆動回路から成るもので、ＣＰＵからの指令に応じ
て本例では、合焦状態では発光タイオードＬ１うＤ　、
Ｂを点灯せしめ、前ピン、後ヒンの状態に対しては発光
ダイオードＬ　ＥＩ）Ｃ及び発光ダイオードＬ　Ｅ　ｌ
）Ａをそれぞれ点灯せしめて撮影者に結像レンズの焦点
調節状態を視認せし７めＺ）ものである。Ｒは電源電圧
Ｖを発光ダイオードに供給する際の保誇砥抗である。本
例では表示素子として発光ダイオードの例を示すが、表
示素子と１〜て本発明に適するものは、液晶、エレクト
ロクロミー等でも何ら差しつかえない、。

第６図は前記のブルーミング検出の詳細を示す図であり
、同図（ａ）はＣＣＵのリセットレベルと光電変換部を
もたない転送部からの出力を比電変換部の一部にアルミ
・マスクを施しだ個所の出力レベルとリセットレベルを
比較し、比較信号出力がブルーミングを生じた場合には
上記特定部所の信号レベルすなわち暗時出力レベルに相
当するレベルが上昇することを利用している。同図（ａ
）　、　（ｂ）に於て、１９は光電変換部であり、同変
換部に蓄積された電荷は図中矢印で示す方向に移送され
、転送部２０に移り、図中右方へ順次公知の方法で転送
され、右端に示す個個の光電変換部に対応した信号が発
生する。同出力信号中Ｒ８で示す上部の平担各部はＣＣ
ＩＩ）のリセット・レベルであり、ＤＬで示す左端下部
の平担部は同図（ａ）については、光電変換部をもたな
い転送部２０′の出力を、同図（ｂ）についてはアルミ
マスク２１を施こされた光電変換部の出力レベルを示す
ものである。これらのＩ）　Ｌのレベルとリセットレベ
ルＲ８の相違がブルーミングによって拡大することを検
知して、ブルーミング・センシングを行なうものである
。同図（Ｃ）は以上の方法とけ異なり、電源電圧レベル
ＶｏｃとＯレベルの間に判定レベルＳＬを設け、画像信
号レベルがＳＬより過大になった場合にブルーミングが
発生したと認知する方法である。

第７図は第６図で述べたブルーミング検出法に基づいた
ブルーミング・センサーＢＬＭＳのに構成例であり、同
図（ａ）は第６図（ａ）　、　（ｂ）に対応し、同図伽
）は第６図（Ｃ）に対応するものである。第７図（ａ）
において、コンパレータ２２は第２図示のバランス調整
回路ＢＡ及び第２のサンプルホールド回路ＳＨＢからの
信号を受けてその差すなわち、暗時出力レベルとＣＣＤ
のリセット・°レベルの大小に対応した信号を発生する
。２３は源である。ＳＨＢがＨＡ出力よりバイアスレベ
ルで決する差だけ大きくなるとＡＮＤゲート２２４の一
方の入力がハイになる。同ゲートの他方の入力はタイミ
ングゼネレータＴ　Ｍ　ＧＥよりサンプルホールド回路
の信号を受容しているときにハイになる信号であり、し
たがってブルーミングが発生！７ているとフリップフロ
ップ２５がセットされ、蓄積時間制御回路Ａ　Ｃ４Ｃへ
ブルーミング信号が供給される。同フリップフロップ２
５は画像信号の１回読み出しが終了し、次の読み出しの
はじめでリセットされる様にタイミングゼネレータＴ　
Ｍ　Ｇ　Ｅからタイミング信号を受けている。第７図（
ｂ）においては、ブルーミングセンサーＢ　Ｔ、Ｍ　Ｓ
にはＣＣＤ６から直接取り出す画像信号が入力され、一
方に、しきい値に対応した電圧をバイアスするだめの電
源２７の電圧を入力可能なコンパレータ２６があり、Ｃ
ＣＤ出力がしきい値に比して低い、すなわち第６図（Ｃ
）で右側の信号の如く過大なレベルである場合はＡＮＤ
ゲート２８の一方入力がハイとなる。

以下、タイミングゼネレータＴＭ’ＧＥの信号、フリッ
プフロップ２９の作用は全く第７図（ａ）と同一である
ので説明を省略する。

第８図、第９図は前記の如きブルーミンク・センサＢ　
Ｌ　Ｍ　Ｓからのブルーミンク検知信号ＢＬＭを受けて
通常の第１の制御モードと異なる第２の制醐１モードに
移行し、速やかに適正な画像信号レベルに到達させるこ
との可能な蓄積時間制御回路ＡＧＣの実施例を示す。

第８図において、１点鎖線で囲んだ蓄積時間制（財）回
路ＡＧＣはそれへの入力信号として、コンパ１／−夕Ｃ
ＯＭＰＡ、Ｃ０ＭＰＥの出力信号及びブルーミング・セ
ンサＢＬＭＳからのＢ　Ｌ　Ｍ信号を受ける。通常ＢＬ
Ｍがロー、すなわち、ブルーミングが発生しないときは ｉ）ＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰＢ共にハイ、すなわち、信号
レベルが過大である場合はＡ　Ｎ’　ｉ）ケート３０は
ロー、ＡＮＤゲート３１はハイとなり、しだがって、Ａ
ＮＤゲート３３はロー、０１もゲート３２はハイとなり
、アンプダウンカウンタ３５けＤＯＷＮ指令信号を受け
て蓄積時間レベルが１段シフト（短縮）されて、タイミ
ング、ゼネレータ’１”　Ｍ　Ｇ　Ｅへ指令される。

ｉｉ）ＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰＢ共にロー、すなわち、信
号レベルが過少である場合は、Ａ、　Ｎ　Ｄゲー）　ト
３０けハイ、ＡＮＤゲート３１はローとなり、したがっ
てＯＲゲート３２はロー、インバータ３４はハイ、よっ
て、ＡＮＤゲート３３がハイとなり、アップダウンカウ
ンタ３５はＵＰ指令を受けて、蓄積時間レベルが１段シ
フト（伸長）されて、タイミング・ゼネレータＴＭＧＥ
に指令される。

１１ｉ）ＣＯＭＰＢのみがハイ、すなわち信号レベルが
適切である場合は、ＡＮＤゲー）　３０．３１は共にロ
ー、ＯＲゲート３２はロー、ＡＮＤゲート３３もローと
なり、アップダウンカウンタ３５はＵＰ又はＤＯＷＮの
指令を受はることなく、従前の蓄積時間が維持される。

以上の様な場合にもしブルーミンクが発生したとすると
ＯＲゲート３２がハイとなり、無条件にアップダウンカ
ウンタがＤ　ＯＷ　Ｎモードになり、タイミング、ゼネ
レータＴ　Ｍ’　Ｇ　Ｅよりの各ザイクル毎のタイミン
グ信号に応じて、ＢＬＭ信号がハイである限りは蓄積時
間が短縮されて、ブルーミングを防止して適切な信号レ
ベルが速やかに達成される。

第９図において、ＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰＢの信号を受け
てＡ、　Ｎ　Ｄゲート３６．３７がアップダウンカウン
タ３９の［Ｊ　Ｐ又はダウン指令を行なう方法は第８図
示例と全く同様であり、かく、極めて容易に理解される
ことであるから説明を省く。

今、ＢＬＭ信号がハイになるとインバータ３８を介し、
クリヤー信号がアップダウンカウンタに入力され瞬時に
最小の蓄積時間に設定されるものである。か様にしてＢ
ＬＭ信号が発生すると速やかに画像信号が適切なレベル
に設定されンタ３５，３９には説明はしないが上、下■
のカウント数ストッパを設定することは当然のことであ
る。又、タイミング・ゼネレータＴＭＧＥから１司カウ
ンタ３５，３９へ入るタイミングパルスは所定の時間、
ＡＧＣ出力をラッチするだめのものである。

第１０図は、たとえば合焦位置検知方式において、高速
なる蓄積時間制歯を行ない得る蓄積時間制御ＡＧｃの異
なる具体例を示す図である。

同図に於て、破線で示すブロックが第２図示の蓄積時間
制御回路ＡＧＣに対応するものであり、コンパレータＣ
０ＩＶＩＰＡ　、　ＣＯＭＰＢ及びブルーミンング・ゼ
ネレータＴＭＧＥに与えるものである。タイミング、ゼ
ネレータＴＭＧＥからはパワーアップクリヤ信号を入力
線４１を介し史にＡＧＣレベルすなわち蓄積時間更新の
だめのストローブパルスを人力線４２を介して受容して
いる。４３け）’ｌ　ＯＭ　（Ｒｅａｄ　０ｕｌｙ　Ｍ
ｅｍｏｒｙ）、４４は６ビツトＤフリツプフロツプであ
る。Ｒ，０Ｍ４３の端子ＡＯ〜Ａ５はＤフリップフロッ
プ４４の出力ｅ４ける様になされており、Ａ６．Ａ７け
’ｋ　述ノコンパＬ’−ＪＣＯＭＰＡとＣＯＭＰＢｏ出
カを受容出力様になされており、Ａ８はＢＬＭ信号を受
ける様になっている。ＲＯＭ４３の出力端子ＤＯ−Ｄ４
はＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰＢ、ＢＬＭ（Ｄ出力状態とＡｏ
〜Ａ４の状態によって決定される出方データを発生する
。Ｄ５は遂次近似又は追従制御の指令を行なう出力端子
である。ＤＯ，Ｄ５は６ビツトＤフリップフロップ４４
０人カに接続され、タイミング・ゼネレータＴＭＧＥか
らの蓄積時間更新ストローブ毎にＤｏ〜Ｄ５の信号を出
力端にラッチし、これをＡＧＣ信号とｊ７て信号線４ｏ
を介してタイミング・ゼネレータＴＭＧＥに送ると共に
その状態をＲＯＭ４３のＡＯ−Ａ５人人力報と１．てＲ
ＯＭ４３に入力する。信号線４１を介して送られるパワ
ーアップクリヤ信号はシステムの電源投入時の信号で同
信号により６ビツト７ Ｄフリップフロップ４４＃′ｉクリヤーさＡ、ＲＯＭ４
３にはパワーアップクリヤ信号が入力されたときはＡＯ
〜Ａ５信号としては全て０の状態が与えられる。以上の
構成から成る蓄積時間制御回路ＡＱＣの動作は第１表の
状態遷移表によって理解される。

８ 第１表に於て、ＣＯＭＰＡ（ＡＤＨ７）及びＣＯＭＰＨ
（ＡＤＴｌ、６）はコンパレータＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＩ
）Ｂの出力状態を示す。すなわち共に００ときは蓄積時
間が短かすぎて画像信号が不十分なレベルの場合、共に
１のときは逆に蓄積時間が長すぎて画像信号が飽和気味
である場合、ＣＯＭＰＨ＝１゜ＣＯＭＰＡ＝０は適正な
画像信号が得られていることを示す。またＢＬＯＯＭ＝
１はブルーミンク発生をＢＬＯＯＭ＝Ｏは非発生を示す
。まず、１３ＬＯＯＭ＝０の場合の動作を説明する。Ｕ
Ｄ／５Ａ（Ａ、ＤＲ５）は遂次近似又は追従制御のモー
ドを表わし、０は遂次近似モードを、１は追従側脚モー
ドを示すものとする。各行の０ＬＤＤＡＴＡ（ＡＤＲ，
Ｏ−４）　＝　ｉ　　い＝０．１，２．・・・・・・・
・・３１）はＲＯＭ　　４３のＡＯ−、−Ａ　４の入力
状態すなわち、蓄積時間更新の前回のストローブによっ
て設定された蓄積時間に勾応して紐り各ｉには適当な長
さの蓄積時間が１が犬なる稈長蓄積時間として対応１．
ている。各行、列り要素は前回のストローブによって設
定された酢積時間状態に対して、ＣＯＭＰＡ、ＣＯＭＰ
Ｂ　の今回の情報屋０：　ＴＪＴ）／ＳＡで表わされる
モードにより、どの蓄積時間に移行すべきかを示すもの
であり、同要素に付属の括孤内のＤ５＝０又はＤ５−１
の記号は前者の場合は遂次近似モードを保持する命令を
示し、後者は追従制御モードに移行する命令を示してい
る。たとえば、システム動作開始時にパワーアップクリ
ヤ信号が６ビツトＤフリツプフロツプ４４に与えられる
とＡＯ−Ａ４は全て０になる。（第１　行ＯＬＤ　ＤＡ
ＴＡ（ＡＤＨ，０−４）＝０）。

この状態ではＤ５＝０となるから必らず遂次近似モード
になっている。ここでＩＩＩ！ＯＭＰＡトＣＯＭＰＢの
状態のいかんにかかわらず、次のストローブで逐次近似
モードのまま１６に蓄積時間が伸ばされる。コノ状態−
ｔ”ＣＯＭＰＡ＝ＣＯＭＰＢ＝ＯＴあるとすると、すな
わち蓄積時間が短かすぎると次のストローブでは２４に
蓄積時間が伸ばされる。か様にしてこの様な場合には蓄
積時間が１ステツプずつ伸長されるのではなく、全ステ
ップ（３２）の中央にとび、次に中央から長い方への半
分、すなわち、２４に移行するようになっている。もし
この状態で、次のストローブでＣＯＭＰＡ＝ＣＯＭＰＢ
＝１すなわち蓄積時間が長過ぎる状態になったとすると
図より以下のストローブで２０の蓄積時間に設定される
。これは、前回（２４）と前々回（１６）の中央値であ
り、遂次近似的に蓄積時間が制御される。この状態で、
ＣＯＭＰＡ＝０　、　ＣＯＭＦＢ＝１すなわち適切な蓄
積時間が設定されたとすると図より次のストブ ロー〆では蓄積時間は同じく２０で、Ｄ５−１となり、
追従制御モードに移行する。一旦追従制御モードに移行
すれば、後はコンパレータの出力の組合わせに応じて、
蓄積時間は１ステツプずつ制御されることは第１表をか
様な具合に読むことにより容易に理解できる。

以上はブルーミングが生じないときの本Ａ、ＧＣの動作
の説明でありた。すなわち、ブルーミングが発生しない
場合はパワーアップ時には逐次近似、その後は追従制御
モードで蓄積時間が切換エラれているが、ブルーミング
が発生した場合の本回路の動作を、 １）遂次近似モード時にＢＬＭ＝１となった場合と １１）追従制御モード時にＢＬＭ＝１となった場合 に分けて説明する。１）の場合は第１１図で右端より２
列目の個所に対応しており、この場合はＢＬＭ＝１とな
るとただちに追従制量モード（Ｄ５＝１）に移行し、か
つ最短蓄積時間に無条件に遷移することが理解できる。

１１）の場合は同図で右端の列に対応しており、ＢＬＭ
＝１１Ｃち なると直移に、遂次近似モードに入り、無条件に蓄積時
間設定を初期状態からやり直す動作が行なわれる亀ので
ある。但し、初期状態では１６（中央）であるが、この
値はシステムの条件に従って適宜（例えば８にも）定め
得るものである。何となれば、１６を初期状態にするの
は明る過ぎる可能性があるためで、多少短かめるだめの
ＲＯＭ４３のプログラム内容を示すものである。

第　　２　　表 以上の第１表及び第２表により、第１０図示の蓄積時間
制御回路Ａ（３Ｃの全動作が理解できる。

以上述べた様に本発明の方式によれば、システムのパワ
ーオン時から正しいシステム動作が行なわれる迄の時間
が、所定の初期蓄積時間から１ステツプ毎に蓄積時間を
伸長又は短縮する場合に比して、極めて、短時間で適正
な蓄積時間に到達できるのみならず動作中のプルーミン
グに際しても速やかに適正信号レベルが得られることに
より、本発明を用いるに適したたとえば合焦検知装置等
の動作の高速化をはかることができるものである。なお
、本発明の方式は、必らずしも■を用いる必要は無（、
ＰＬＡ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｌｏｇｉｃ　Ａｒ
ｒａｙ）　　でも、あるいは、ワイアードロジックでも
実現可能であシ、更には、ＴＩ社製型番？４ＬＳ５０２
で指定されるサクセシブ・アブロキシメイション・レジ
スタ（Ｓｕｃｃｅｓｓ−ｒｖｅ　Ａｐｐｒｏａｘｒｍａ
ｔｉｏｎ　Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）と同じくたとえば型番７
４Ｔ、８１６１で指定されるプリセッタブル・アップダ
ウン・カウンタとの組合わせにても、同様の方法が実現
できる。

原理を説明するための模式図で、（ａ）は該装置の光学
的配置構成を、（ｂ）は（ａ）に於ける光電変換素子の
受光部の構成を、（Ｃ）は（ａ）に於ける３点での像の
鮮明度の変化の様子を示す。

第２図は第１図で説明した原理に従う、本発明の一実施
例を採用した合焦位置検知装置の電気回路系の構成を示
すブロックダイアグラム、第３図は第２図示回路系に於
けるバランス調整回路の一例を示す部分回路図、 第４図は第２図示回路系に於ける蓄積時間適否判定用ウ
ィンド・コンパレータの作用関係を説明するための信号
波形図、 第５図は第２図示回路系に於ける主要回路ブロックの出
力を示す出力波形図、 第６図は第２図示回路系に於けるプルーミング・センサ
ーのブルーミング検出の原理を説明するための図、 第７図は第６図で説明したプルーミング検出法に従う上
記プルーミング・センサーの具体例を示すブロックダイ
アグラム、 第８図及び第９図は第７図示プルーミング・センサーと
共に使用可能表蓄積時間制御回路の具体例を示すブロッ
クダイアグラム、 第１０図は第２図示回路系に於ける蓄積時間制御回路の
具体例を示すブロックダイアグラムである。

６・・・信号蓄積型光電変換手段（ＣＣＤ）　、　１９
・・・光電変換部、２０・・・転送部、２０′・・・空
転送部。

２１・・・遮光部、　ＢＬＭＳ・・・プルーミング・セ
ンサー。

ＡＣ３Ｃ・・・信号蓄積時間制御回路、３５．３９・・
・アップ・ダウン・カウンタ、４３・・−ＲＯＭ　、　
４４・・・ＣＯＭＰＡ　、　ＣＯＭＰＢ・・・コンパレ
ータ。

特許出願人　キャノン株式会社 ＋　　　　　　　　　　　１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光電変換手段の信号蓄積時間を制御する際に、通
   常の状態では第１の制御モードをとり、上記信号蓄積時
   間が入射光量に比して著しく長い場合に、これとは異な
   る第２の制御モードをとることを特徴とする光電変換手
   段の信号蓄積時間制御方式。
2. （２）上記第１の制御モードが追従制御型である特許請
   求の範囲第α）項記載の光電変換手段の信号蓄積時間制
   御方式。
3. （３）上記第２の制御モードが遂次近似型の制御を含む
   特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の光電変
   換手段の信号蓄積時間制御方式。
4. （４）上記第１の制御モードから第２の制御モードへの
   切換えをブルーミングの発生の有無により制御するよう
   にした特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項又は第
   （３）項記載の光電変換手段の信号蓄積時間制御方式。