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    • 专利摘要:
    Eine Schärfenerfassungsvorrichtung enthält mehrere Zeilensensoren, die jeweils mehrere Pixel aufweisen und die Licht, das von einem Aufnahmeobjektiv stammt und von den Pixeln empfangen wird, fotoelektrisch wandeln und integrieren, um ein Bildsignal auszugeben, mehrere Monitorsensoren, die den jeweiligen Zeilensensoren benachbart sind und die jeweils einen Integrationswert des ihnen zugeordneten Zeilensensors erfassen, einen Ausgangsanschluss zum Ausgeben eines von dem jeweiligen Monitorsensor ausgegebenen Monitorsignals und des von dem jeweiligen Zeilensensor ausgegebenen Bildsignals sowie eine Ausgabeauswahlvorrichtung zum selektiven Ausgeben des Monitorsignals oder des Bildsignals über einen gemeinsamen Ausgangsanschluss.
    公开号:DE102004007900A1
    申请号:DE200410007900
    申请日:2004-02-18
    公开日:2004-08-26
    发明作者:Satoru Horita；Masahiro Nakata
    申请人:Pentax Corp；
    IPC主号:G02B7-32
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft eine Schärfenerfassungsvorrichtungfür eineKamera.
    [0002] Eine CCD-Phasendifferenz-Schärfenerfassungsvorrichtung,die in einer herkömmlicheneinäugigen AF-Spiegelreflexkameravorgesehen ist, enthältZeilensensoren und Monitorsensoren, die auf eine Aufnahmeoptik undauf Schärfenerfassungsbereicheausgelegt sind.
    [0003] Eine herkömmliche CCD-Schärfenerfassungsvorrichtunggibt ein erstes End- oderAbschlusssignal aus, wenn das Ausgangssignal eines der Monitorsensoreneinen vorbestimmten Schwellenwert erreicht, und sie gibt ein zweitesAbschlusssignal aus, wenn die Ausgangssignale sämtlicher Monitorsensoren denvorbestimmten Schwellenwert erreichen. Deshalb kann der Pegel desAusgangssignals des Monitorsensors nicht erfasst werden.
    [0004] Es gibt auch CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungen,die einen Monitorausgangsanschluss zur externen Ausgabe eines Ausgangssignalsdes Monitorsensors haben, um die Eigenschaften des Monitorsensors zutesten. Um das Ausgangs signal des Monitorsensors, das von diesemMonitorausgangsanschluss ausgegeben wird, in einer für die Kameravorgesehenen CPU verarbeiten zu können, muss diese CPU einenausschließlichhierfürvorgesehenen A/D-Eingangsanschlussoder dergleichen aufweisen.
    [0005] Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen,im Stand der Technik auftretenden Probleme liegt der Erfindung dieAufgabe zugrunde, eine Schärfenerfassungsvorrichtunganzugeben, die in der Lage ist, unter Nutzung eines herkömmlichenSteuersystems ein Monitorsignal eines Monitorsensors zu erfassen.
    [0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch dieSchärtenerfassungsvorrichtungmit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungensind in den Unteransprüchenangegeben.
    [0007] Da bei der Schärtenerfassungsvorrichtung nachAnspruch 1 das Monitorsignal des Monitorsensors und das Bildsignaldes Zeilensensors überden gleichen Ausgangsanschluss ausgegeben wird, kann das Monitorsignaleinem externen Gerät,welches das Bildsignal zur Signalverarbeitung aus dem Ausgangsanschluss empfängt, zugeführt werden,ohne die Zahl an Eingangsanschlüssen,die fürdas externe Gerätvorgesehen sind, erhöhenzu müssen.Außerdemkann das zugeführteMonitorsignal in einer herkömmlichenVerarbeitungsschaltung verarbeitet werden.
    [0008] Die Erfindung wird im Folgenden anHand der Figuren nähererläutert.Darin zeigen:
    [0009] 1 einschematisches Blockdiagramm, das eine einäugige Spiegelreflexkamera zeigt,die mit einer CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungnach der Erfindung ausgestattet ist,
    [0010] 2 dieerfindungsgemäße Anordnungvon Zeilensensoren in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung,
    [0011] 3 einschematisches Blockdiagramm, das eine Steuerschaltung für die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungnach der Erfindung zeigt,
    [0012] 4 eineDarstellung, die Kommunikationsleitungen zwischen der CCD-Schärtenerfassungsvorrichtungund einer CPU der Kamera zeigt,
    [0013] 5 einZeitdiagramm, das die Inhalte der Kommunikationseinstellung beider CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungdarstellt,
    [0014] 6 einZeitdiagramm, das den Gesamtbetrieb der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungdarstellt,
    [0015] 7 einZeitdiagramm, das den Integrationsabschluss der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung zeigt,
    [0016] 8 einBeispiel fürSchärfenerfassungsbereichein einem Sucherbild der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung,
    [0017] 9 einBeispiel füreine AF-Optik der mit der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungausgestatteten einäugigenSpiegelreflexkamera,
    [0018] 10 einerstes Beispiel fürdie Nutzung der Zeilensensoren und der Monitorsensoren in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung,
    [0019] 11 einzweites Beispiel fürdie Nutzung der Zeilensensoren und der Monitorsensoren in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung,
    [0020] 12 eindrittes Beispiel fürdie Nutzung der Zeilensensoren und der Monitorsensoren in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung,
    [0021] 13 einFlussdiagramm, das einen in der CCD-SchärfenerfassungsvorrichtungdurchgeführtenIntegrationsprozess zeigt,
    [0022] 14 einFlussdiagramm, das einen in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungdurchgeführten Prozesszur AGC-Pegel-Korrekturzeigt,
    [0023] 15A einenGraphen, der den Zusammenhang zwischen der Helligkeit eines Aufnahmeobjektes undeiner Ausgangsspannung der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungvor Korrektur des AGC-Pegels zeigt, und
    [0024] 15B einenGraphen, der den Zusammenhang zwischen der Helligkeit des Aufnahmeobjektesund der Ausgangsspannung der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtungnach Korrektur des AGC-Pegels zeigt.
    [0025] Im Folgenden werden unter Bezugnahmeauf die Figuren Ausführungsbeispieleder Erfindung beschrieben. 1 istein Blockdiagramm, das eine einäugigeSpiegelreflexkamera zeigt, die mit einer CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung nachder Erfindung ausgestattet ist.
    [0026] Die einäugige AF-Spiegelreflexkameraumfasst einen Kamerakörper 11,der ein AF-Sensormodul (Schärfenerfassungsmodul) 60 undein Aufnahmeobjektiv (AF-Objektiv) 51 zeigt,das lösbaran dem Kamerakörper 11 angebrachtist. Das AF-Sensormodul 60 istmit einer CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 ausgestattet,die eine fürdie Schärfenerfassungbestimmte Komponente bildet.
    [0027] Der Hauptteil eines von einem Objektstammenden Lichtbündels,das durch das Aufnahmeobjektiv 51 in den Kamerakörper 11 gelangt,wird an einem Hauptspiegel 13 auf ein Pentaprisma (Sucheroptik) 17 reflektiert.Das reflektierte Lichtbün delwird an dem Pentaprisma 17 nochmals reflektiert und trittdann aus einem nicht gezeigten Okular aus. Ein Teil des Objektlichtbündels, dervon dem Pentaprisma 17 austritt, fällt auf ein Lichtempfangselementeines Lichtmess-Schaltkreises 18,im Folgenden kurz als Lichtmess-IC bezeichnet. Dagegen tritt einTeil des Objektlichtbündels,das auf einen in der Mitte des Hauptspiegels 13 angeordnetenhalbdurchlässigenSpiegelteil 14 trifft, durch diesen halbdurchlässigen Spiegelteil 14 undwird anschließendan einem Hilfsspiegel 15, der auf der Rückseite des Hauptspiegels 13 angeordnetist, nach unten reflektiert, so dass der in das AF-Sensormodul 60 gelangt.
    [0028] Der Lichtmess-IC 18 führt einerHaupt-CPU 31 übereine Peripherie- oder Anschlusssteuerschaltung 21 ein elektrischesSignal, das durch fotoelektrische Wandlung der empfangenen Lichtmengeerzeugt wird, als Lichtmess-Signal zu. Die Haupt-CPU 31 nimmtin Abhängigkeitdieses Lichtmess-Signals, der Filmempfindlichkeit (ISO) und dergleicheneine vorbestimmte Belichtungsoperation vor, um eine geeignete Verschlusszeit undeine geeignete f- oder Blendenzahl für die Belichtung zu berechnen.Anschließendwerden Blendenmechanismus 22 und Belichtungsmechanismus 23 inAbhängigkeitder berechneten Verschlusszeit und der berechneten Blendenzahl soangesteuert, dass eine Belichtung auf einem Film vorgenommen wird.Währendder Aufnahmeoperation steuert die Peripheriesteuerschaltung 21 einenSpiegelmotor 25 übereine Motortreiberschaltung (Motortreiber-IC) 24 so an,dass der Hauptspiegel 13 hochgeklappt wird. Nach Abschlussder Belichtungsoperation steuert die Peripheriesteuerschaltung 21 denSpiegelmotor 25 so an, dass der Hauptspiegel 13 wiedernach unten bewegt wird, und steuert ferner einen Transportmotor 26 soan, dass der Film um ein Einzelbild weitertransportiert wird.
    [0029] Das AF-Sensormodul 60 wirdvon einem mit Pupillenteilung arbeitenden Phasendifferenzsystemangesteuert. Das AF-Sensormodul 60 enthält eine CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 mitmehreren CCD-Zeilensensoren I und eine nicht gezeigte AF-Optik.Die AF-Optik nimmt an einem Objektlichtbündel, das innerhalb mehrererSchärfenerfassungsbereicheein Objektbild erzeugt, eine Pupillenteilung in der Weise vor, dassdas Objektlichtbündelin einer Schärfenerfassungsebene,die optisch äquivalentzu einer Bildaufnahmeebene ist, in zwei Lichtbündel geteilt wird. Anschließend sendetdie AF-Optik die Lichtbündelauf die entsprechenden CCD-Zeilensensoren I. Die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 umfasstdie Zeilensensoren I, die jeweils ein Paar durch Pupillenteilungerzeugter Objektbündelempfangen und integrieren sowie Monitorsensoren M, die jeweils dievon dem jeweiligen Zeilensensor I empfangenen Lichtmenge überwachen,d.h. die von den Zeilensensoren I erfassten Integrationswerte überwachen.Die Zeilensensoren I und die Monitorsensoren M werden jeweils voneinem Steuersystem 81 (vergl. 3) gesteuert, das in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 vorgesehenist. Erreicht eine Monitorspannung (Ausgangsspannung) des jeweiligenMonitorsensors M einen vorbestimmten Schwellenwert, so beendet dasSteuersystem 81 die von dem Zeilensensor I, der dem jeweiligenMonitorsensor M zugeordnet ist, vorgenommene Integration. Ist dieIntegration füralle Zeilensensoren I beendet, so werden die von den ZeilensensorenI integrierten Ladungen jeweils in Spannungen gewandelt, die inPixeleinheiten als Videosignal an die Haupt-CPU 31 ausgegebenwerden.
    [0030] Die Haupt-CPU 31 berechnetin Abhängigkeiteines von dem AF-Sensormodul 60 (CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61)zugeführtenBildsignals den Unschärfegradin vorbestimmter Weise. Anschließend legt die Haupt-CPU 31 inAbhängigkeitdes berechneten Unschärfegradesdie Drehrichtung und die Umdrehungszahl (Zahl der von einem Codieren 37 ausgegebenenImpulse) eines AF-Motors 33 fest, um eine Linsengruppe 52 desAufnahmeobjektivs 51 anzutreiben. Die Haupt-CPU 31 steuertdann entsprechend der festgelegten Drehrichtung und der festgelegtenImpulszahl den AF-Motor 33 über den AF-Motortreiber 32 an. Während derAnsteuerung des AF-Motors 33 zählt die Haupt-CPU 31 gleichzeitigmit Drehen des AF-Motors 33 die von dem Codieren 37 ausgegebenenImpulse übereinen Zähler 31d.Erreicht der Zählwertdie oben erwähnteImpulszahl, so stoppt die Haupt-CPU 31 den Betrieb desAF-Motors 33.
    [0031] Das Aufnahmeobjektiv 51 enthält eineObjektiv-CPU 57, einen Getriebeblock 53, um dieLinsengruppe 52 zur Scharfeinstellung längs der optischen Achse anzutreiben,und einen Objektivanschluss 55, der lösbar mit einem an dem Kamerakörper 11 vorgesehenenKörperanschluss 35 verbundenist. Der Objektivanschluss 55 ist an einer Fassung desAufnahmeobjektivs 51 und der Körperanschluss 35 aneiner Fassung des Kamerakörpers 11 vorgesehen.Das Drehen des AF-Motors 33 wird über den Getriebeblock 34 unddie Anschlüsse 35 und 55 aufden Getriebeblock 53 übertragen,so dass die Linsengruppe 52 zur Scharteinstellung über den Getriebeblock 53 vor-und zurückbewegtwird.
    [0032] Die Haupt-CPU 31 enthält einenROM 31a, in dem unter anderem ein Steuerprogramm gespeichert ist,einen RAM 31b, in dem vorbestimmte Berechnungs- und Steuerdatentemporärgespeichert sind, einen Zeitgeber 31c und einen Zähler 31d zurZeitmessung, einen A/D-Wandler 31 e, der an einem von dem AF-Sensormodul 60 (CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61)zugeführtenVOUT-Signal (Bildsignal/Videosignal) eineA/D-Wandlung vornimmt, und einen D/A-Wandler 31f, der an einem VMS-Signaleine D/A-Wandlung vornimmt und das gewandelte Signal ausgibt. Andie Haupt-CPU 31 ist ein EEPROM 38 als externerSpeicher angeschlossen. Der EEPROM 38 speichert verschiedeneKonstanten, insbesondere fürdie Nutzung der in dem Kamerakörper 11 vorgesehenenKomponenten, Modusauswahldaten fürdie Monitorsensoren M und die Zeilensensoren I, die von der CCD-Schärfenertassungsvorrichtung 61 genutztwerden, und dergleichen.
    [0033] Außerdem sind an die Haupt-CPU 31 einHauptschalter SWM, ein Autofokusschalter SWAF, ein LichtmessschalterSWS und ein AuslöseschalterSWR angeschlossen. Überden Hauptschalter SWM wird eine Stromquelle ein- und ausgeschaltet. Über denAutofokusschalter SWAF wird zwischen automatischer Schärfensteuerungoder Autofokussteuerung und manueller Schärtensteuerung umgeschaltet.Der Lichtmessschalter SWS ist eingeschaltet, während eine Auslösetastehalb oder vollständiggedrücktist. Der Auslöseschalter SWRwird eingeschaltet, wenn die Auslösetaste vollständig gedrückt wird.
    [0034] Ist der Lichtmessschalter SWS eingeschaltet,so aktiviert die Haupt-CPU 31 den Lichtmess-IC 18 über diePeripheriesteuerschaltung 21, um die Objekthelligkeit zumessen und so die Belichtung berechnen zu können. Gleichzeitig aktiviertdie Haupt-CPU 31 das AF-Sensormodul 60, so dassein Integrationssignal von einem vorbestimmten Zeilensensor zugeführt wird,um den Schärfengradzu berechnen. Anschließendberechnet die Haupt-CPU 31 in Abhängigkeit des Schärfengradesden Antriebswert fürdie Linsengruppe 52. Der AF-Motor 33 wird in Abhängigkeitdieses berechneten Antriebsbetrags angesteuert.
    [0035] Die Haupt-CPU 31 stellteingestellte Modi wie einen AF-Modus, einen Belichtungsmodus, einenAufnahmemodus, einen Verschlusszeitmodus, einen Blendenzahlmodusetc. auf einer Anzeige 39 dar. Die Anzeige 39 umfasstnormalerweise zwei Anzeigefelder, die in zwei Positionen vorgesehensind, nämlichan der Außenfläche desKamerakörpers 11 undinnerhalb des Suchergesichtsfeldes.
    [0036] Die Objektiv-CPU 57 ist über elektrischeKontaktpunktgruppen 56 und 36 an die Peripheriesteuerschaltung 21 desKamerakörpers 11 angeschlossen.Die Objektiv-CPU 57 führt über diePeripheriesteuerschaltung 21 mit der Haupt-CPU 31 einevorbestimmte Datenkommunikation für bestimmte Daten durch, z.B. für Informationen,die auf die Blendenzahl, die maximale Blendenzahl, die Brennweite,die Objektivposition (Entfernung) und dergleichen bezogen sind.
    [0037] Unter Bezugnahme auf 2 wird im Folgenden die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 beschrieben,die fürdie oben beschriebene einäugigeSpiegelreflexkamera bestimmt ist. 2 isteine schematische Darstellung, in der an Hand eines Ausführungsbeispielsdie Anordnung der Zeilensensoren I und der Monitorsensoren M aufeiner Lichtempfangsfläche 61a derCCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 dargestellt ist.In dem gezeigten Ausführungsbeispielsind die Zeilensensoren I und die Monitorsensoren M, die in einer AF-Operation eingesetztwerden, füreine Vielzahl von Auswahlmodi vorgesehen. In einer tatsächlichen AF-Operationwird ein Auswahlmodus, der fürdie verwendete AF-Optik geeignet ist, ausgewählt, und die Ansteuerung derausgewähltenZeilensensoren I und Monitorsensoren M wird von einer Steuerschaltung(Steuervorrichtung) 71 der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 kontrolliert.Es kann also eine Konstruktion angegeben werden, bei der ein geeigneterAuswahlmodus fürdie AF-Optik ausgewähltwird und die Ansteuerung der Zeilensensoren I und der MonitorsensorenM, die einem solchen Auswahlmodus zugeordnet sind, von der Steuerschaltung 71 derCCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 kontrolliertwerden kann. Die CCD-Schärfenertassungsvorrichtung 61 nachder Erfindung ist insoweit besonders ausgebildet, dass alle Komponenteneinschließlichder Zeilensensoren I, der Monitorsensoren M und der Steuerschaltung 71 aufeinem einzigen Substrat 80 ausgebildet sind.
    [0038] In der Mitte der Lichtempfangsfläche 61a sinddrei horizontale Liniensensoren I1, I2 und I3 parallel zueinander,von oben nach unten in vorbestimmten Abständen voneinander, quer oderhorizontal verlaufend angeordnet. Sieben longitudinal oder vertikalverlaufende Zeilensensoren I4 bis I10 sind parallel zueinander,von links nach rechts in vorbestimmten Abständen voneinander angeordnet.Die Zeilensensoren I4 bis I10 erstrecken sich jeweils beiderseitsder horizontalen Zeilensensoren I1 bis I3 vertikal. Die in dem gezeigtenAusführungsbeispielverwendeten Zeilensensoren sind sogenannte CCD-Zeilensensoren. Sohat jeder der Zeilensensoren I1 bis I10 eine Vielzahl fotoelektrischerWandlerelemente (Fotodioden), die sich in vertikaler Richtung erstrecken.
    [0039] Der bezüglich der Mitte der Lichtempfangsfläche 61a inder linken Hälftedieser Flächeangeordnete Teil der horizontalen Zeilensensoren I1 bis I3 ist alsStandardblock (Standardzeilensensoren I1a bis I3a) festgelegt, dereinem Standardbereich entspricht, während der übrige Teil der horizontalenZeilensensoren I1 bis I3, der in der rechten Hälfte der Lichtempfangsfläche 61a angeordnetist, als Referenzblock (Referenzzeilensensoren I1b bis I3b) festgelegtist, der einem Referenzbereich entspricht.
    [0040] Jeder der StandardzeilensensorenI1a bis I3a des zugehörigenhorizontalen Zeilensensors I1 bis I3 ist ferner in vier Standardbereicheoder Unterbereiche (I1-1abis I1-4a) bis (I3-1a bis I3-4a) unterteilt, während jeder der ReferenzzeilensensorenI1b bis I3b jeweils in vier Referenz- oder Unterbereiche (I1-1bbis I1-4b) bis (I3-1b bis I3-4b) unterteilt ist. Die Monitorsensoren(M1-1, M1-2, M1-3, M1-4) bis (M3-1, M3-2, M3-3, M3-4) sind so angeordnet,dass sie den jeweiligen Standardbereichen (I1-1a bis I1-4a) bis(I3-1a bis I3-4a) der Standardzeilensensoren I1a bis I4a benachbartsind.
    [0041] Jeder der Monitorsensoren (M1-1 bisM1-4) bis (M3-1 bis M3-4) arbeitet unabhängig in der Weise, dass erdie empfangene Lichtmenge in jedem der benachbarten Standardbereiche(I1-1a bis I1-4a) bis (I3-1a- bis I3-4a) der StandardzeilensensorenI1a bis I3a überwacht.
    [0042] Der Teil der vertikalen ZeilensensorenI4 bis I10, der oberhalb der horizontalen Zeilensensoren I1 bis I3angeordnet ist, ist als Standardblock (Standardzeilensensoren I4abis I10a) festgelegt, währendder übrige Teilder vertikalen Zeilensensoren I4 bis I10, der unterhalb der horizontalenZeilensensoren I1 bis I3 angeordnet ist, als Referenzblock (ReferenzzeilensensorenI4b bis I10b festgelegt ist. Jeder der Standardzeilensensoren I4abis I10a der zugehörigenZeilensensoren I4 bis I10 ist in zwei Standardbereiche (I4-1a, I4-2a)bis (I10-1a, I10-2a) unterteilt, die man dadurch erhält, dassder jeweilige Standardzeilensensor I4a bis I10a in vertikaler Richtunghalbiert wird. Jeder der Referenzzeilensensoren I4b bis I10b istin zwei Referenzbereiche (I4-1b, I4-2b) bis (I10-1b, I10-2b) unterteilt,die man dadurch erhält,dass der jeweilige Referenzzeilensensor I4b bis I10b in vertikalerRichtung halbiert wird. Die Monitorsensoren (M4-1, M4-2) bis (M10-1,M10-2) sind so angeordnet, dass sie den jeweiligen Standardbereichen(I4-1a, I4-2a) bis (I10-1a,I10-2a) der Standardzeilensensoren I4a bis I10a benachbart sind.
    [0043] Jeder der Monitorsensoren (M4-1 bisM4-2) bis (M10-1 bis M10-2) arbeitet unabhängig in der Weise, dass erdie in jedem der benachbarten Standardbereiche (I4- 1a bis I4-2a) bis(I10-1a bis I10-2a) der Standardzeilensensoren I4a bis I10a empfangeneLichtmenge überwacht.
    [0044] Jeder der Zeilensensoren I1 bis I10arbeitet in der Weise, dass eines der beiden von dem Objekt stammendenLichtbündel,die fürmehrere Entfernungsmesszonen durch Pupillenteilung erhalten werden,von den Standardzeilensensoren I1a bis I10a empfangen wird, während dasandere der beiden Lichtbündelvon den Referenzzeilensensoren I1b bis I10b empfangen wird.
    [0045] Die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 enthält fernerSchieberegister 62, 63, 64, 621 bis 623, 634 bis 6310 sowie 644 bis 6410.Die Schieberegister 62, 63, 64, 621 bis 623, 634 bis 6310 sowie 644 bis 6410 sindparallel zu den Zeilensensoren diesen benachbart jeweils auf derden Monitorsensoren M abgewandten Seite angeordnet. Die in den ZeilensensorenI1 bis I10 akkumulierten Ladungen werden als auf die ZeilensensorenI1, I2, I3 und auf die Zeilensensoren I4 bis I10 bezogene Einheitentransferiert. Die in jedem der Zeilensensoren I1 bis I10 akkumuliertenLadungen werden am Ende der Integration in einem eigens für jedenZeilensensor I1 bis I10 vorgesehenen Speicherteil (nicht gezeigt)gespeichert.
    [0046] Ist die Integration für alle ZeilensensorenI1 bis I10 abgeschlossen, so werden die Ladungen aus den ZeilensensorenI1 bis I10 überdie Schieberegister 62, 63 und 64 voneinem Ladungserfassungsteil 65 seriell ausgelesen. DasSchieberegister 62 ist direkt an den Ladungserfassungsteil 65 angeschlossen,währenddas Schieberegister 63 zunächst mit dem Schieberegister 62 kombiniertund dann diese Schieberegisterkombination an den Ladungserfassungsteil 65 angeschlossenist.
    [0047] In dem beschriebenen Ausführungsbeispielwerden die in den Standardzeilensensoren I4a bis I10a der vertikalenZeilensensoren I4 bis I10 akkumulierten Ladungen von dem Schieberegister 63 aufden Ladungserfassungsteil 65 transferiert, während diein den Referenzzeilensensoren I4b bis I10b akkumulierten Ladungen vondem Schieberegister 64 auf den Ladungserfassungsteil 65 transferiertwerden.
    [0048] 3 zeigtein Blockdiagramm, in dem ein Hauptteil des auf dem Substrat 80 derCCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 ausgebildetenSteuersystems 81 dargestellt ist. Der Betrieb der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 wirdvon der Steuerschaltung 71 gesteuert. Die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 hatdie Eigenschaft, dass die zu nutzenden Zeilensensoren I und MonitorsensorenM von dem Steuersystem 61 auswählbar sind. Die Haupt-CPU 31 nimmtdie Steuerschaltung 71 in Betrieb. In der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 werdendie Zeilensensoren I und die Monitorsensoren M, die über einenvon der Haupt-CPU 31 ausgegebenen Befehl festgelegt werden,von der Steuerschaltung 71 ausgewählt und gesteuert.
    [0049] Im Folgenden wird der Aufbau derCCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 beschrieben.Da die Grundfunktionen der Zeilensensoren I und der MonitorsensorenM gleich sind, werden die Funktionen der Zeilensensoren I und derMonitorsensoren M stellvertretend an Hand des Zeilensensors I1 (I1-1bis I1-4) und an Hand des zugehörigenMonitorsensors M1 (M1-1 bis M1-4) beschrieben.
    [0050] Unmittelbar vor der Integrationsinitialisierungnimmt die Steuerschaltung 71 eine Löschoperation an dem ZeilensensorI1 vor, um die in jedem Pixel (Fotodiode) akkumulierten Ladungenzu entfernen und so die pixelweise durchzuführende Integration, d.h. Ladungsakkumulation,zu initialisieren. Gleichzeitig werden die Monitorsensoren M1-1bis M1-4 gelöscht,um somit die Überwachungdes Integrationsbetrages zu beginnen. Die Ausgangsspannung jedesMonitorsensors M steuert die Integrationszeit durch eine jeweilszugeordnete automatische Verstärkungssteuerung(im folgenden kurz als AGC für "auto gain controller" bezeichnet) über einenPuffer. Die automatischen VerstärkungssteuerungenAGC werden jeweils überein VMS-Signal gesteuert, das von der Haupt-CPU 31 ausgegebenwird.
    [0051] Ein von der jeweiligen VerstärkungssteuerungAGC ausgegebenes Monitorsignal wird der Steuerschaltung 71 undeiner Monitorauswahlschaltung 72 zugeführt. Die Steuerschaltung 71 umfasstgespeicherte Logikeinheiten (z.B. Operationsverstärker), dieals Erfassungsvorrichtung dienen, durch die erfasst wird, wenn einjeweiliges Monitorsignal einen Integrationsabschluss-Schwellenwert(Integrationsabschlusswert) erreicht. Ändert sich ein Ausgangssignaleiner dieser Logikeinheiten, so gibt die Steuerschaltung 71 einIntegrations-OR-Signal (Integrations-ODER-Signal, erstes Abschlusssignal) über eineAuswahlschaltung 73 an einen Anschluss TINT aus. Auf Grundlagedes an den Anschluss TINT ausgegebenen Signals erfasst die Haupt-CPU 31,ob die Integration eines der Zeilensensoren I abgeschlossen, d.h.beendet ist. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel lässt dieSteuerschaltung 71 den Pegel des von der Auswahlschaltung 73 ausgegebenenIntegrations-OR-Signals von hoch (H) auf tief (L) fallen, wenn derPegel einer der Logikeinheiten von hoch auf tief fällt. ZuBeginn der Integration ist das Integrations-OR-Signal auf hohenPegel eingestellt.
    [0052] Die Steuerschaltung 71 beendetdie Integration des dem Monitorsensor M zugeordneten ZeilensensorsI, wenn sich das Ausgangssignal der Logikeinheit ändert, d.h.wenn das Monitorsignal einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht.Die von den entsprechenden Zeilensensoren I1 bis I10 vorgenommeneLadungsakkumulation in dem Speicherteil wird ebenfalls durch denProzess des Integrationsabschlusses beendet.
    [0053] Die aus dem Monitorsensor M stammendenMonitorsignale, die der Monitorauswahlschaltung 72 zugeführt werden,werden eines nach dem anderen an eine Ausgabeauswahlschaltung 70 ausgegeben,um anschließend über derenAnschluss VOUT ausgegeben zu werden.
    [0054] Die Haupt-CPU 31 gibt einDATA-Signal zur Spezifizierung des Monitorsensors M an die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 aus.Die Steuerschaltung 71 der CCD-Schärfenertassungsvorrichtung 61 wählt über dieMonitorauswahlschaltung 72 das Monitorsignal des MonitorsensorsM aus, das durch die Haupt-CPU 31 spezifiziert worden ist.Die Steuerschaltung 71 gibt das ausgewählte Monitorsignal über dieAusgabeauswahlschaltung 70 als VOUT-Signal an die Haupt-CPU 31 aus.Gleichzeitig gibt die Steuerschaltung 71 über dieAuswahlschaltung 74 aus einem Anschluss SP ein Integrations-AND-Signal(Integrations-UND-Signal) aus. Das Integrations-AND-Signal wird über einenAnschluss TRIG der Haupt-CPU 31 zugeführt, in der das Monitorsignaleiner A/D-Wandlung unterzogen wird, bis der Pegel des Monitorsignalsauf L (tief) gebracht wird.
    [0055] Die Haupt-CPU 31 nimmt andem zugeführtenMonitorsignal des Monitorsensors M eine A/D-Wandlung vor, um dasA/D-gewandelte Signal füreine Vorhersage der Integrationszeit und für eine Verstärkungseinstellungzu nutzen.
    [0056] In dem beschriebenen Ausführungsbeispielwird in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 nach Beginnder Integration das jeweils von der Monitorauswahlschaltung 72 ausgewählte Monitorsignalvon der Ausgabeauswahlschaltung 70 als VOUT-Signal ausgegeben.Nachdem die Integration füralle CCD-Zeilensensoren I abgeschlossen ist, d.h. nachdem sämtlicheMonitorsignale sämtlicherMonitorsensoren M einen vorbestimmten Schwellenwert erreicht haben,oder nachdem der Integrationsabschluss zwangsweise herbeigeführt ist,d.h. nachdem eine vorbestimmte Zeit (maximale Integrationszeit)abgelaufen ist, werden (nach dem früheren der beiden vorstehendgenannten Ereignisse) anschließendBildsignale, die aus den CCD-Zeilensensoren I ausgelesen werden, über dieAusgabeauswahlschaltung 70 von einem Anschluss VOUT alsVOUT-Signale ausgegeben.
    [0057] Erfasst die Steuerschaltung 71,dass die Monitorsignale sämtlicherMonitorsensoren M innerhalb einer vorbestimmten Zeit einen Schwellenwerterreicht haben, so gibt die Steuerschaltung 71 über dieAuswahlschaltung 74 aus dem Anschluss SP ein Integrations-AND-Signal(Integrations-UND-Signal, zweites Abschlusssignal) an die Haupt-CPU 31 aus.Ist eine vorbestimmte Zeit abgelaufen, bevor die Monitorsignale sämtlicherMonitorsensoren den Schwellenwert erreicht haben, so beendet dieSteuerschaltung 71 die Integration für diejenigen Zeilensensoren,die all denjenigen Monitorsensoren M zugeordnet sind, deren Monitorsignaleden Schwellenwert noch nicht erreicht haben. Anschließend gibtdie Steuerschaltung 71 das Integrations-AND-Signal (zweitesAbschlusssignal) überdie Auswahlschaltung 74 aus dem Anschluss SP an die Haupt-CPU 31 aus.
    [0058] Ist die Integration für sämtlicheZeilensensoren I abgeschlossen, so werden die Ladungen in auf die ZeilensensorenI1, I2, I3 sowie I4 bis I10 und deren Pixel bezogene Einheiten über dieSchieberegister 62, 63 und 64 transferiert,um in dem Ladungserfassungsteil 65 in auszugebende Spannungssignalegewandelt zu werden.
    [0059] Nachdem das auf Ladungseinheitenbezogene Spannungssignal in einem Verstärker verstärkt worden ist, wird ein OB-Signalvon einer Abtast-Halte-Schaltung (S/H) 67 und einer Klemmschaltung 68 geklemmt. DasOB-Signal wird anschließendvon einem Puffer 69 überdie Ausgabeauswahlschaltung 70 aus einem Anschluss VOUTals VOUT-Signal (Videosignal) ausgegeben. Das VOUT-Signal wird derHaupt-CPU 31 übereinen Anschluss A/D zugeführt.Die Haupt-CPU 31 wandelt das zugeführte VOUT-Signal über denin ihr enthaltenen A/D-Wandler 31e in Pixeleinheiten inein digitales Signal. Die digitalen Signale werden dann in dem in derHaupt-CPU 31 enthaltenen RAM 31b gespeichert.
    [0060] Der oben beschriebene Überwachungs-,Integrations- und Ausleseprozess kann für alle Monitorsensoren M undZeilensensoren I durchgeführtwerden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispielkann jedoch ein Satz Zeilensensoren I und Monitorsensoren M, andem der vorstehend genannte Prozess durchzuführen ist, nach Belieben ausgewählt undkombiniert werden. Dabei ist es möglich, den Überwachungs-, Integrations- undAusleseprozess nur fürden kombinierten Satz von Zeilensensoren I und Monitorsensoren Mdurchzuführen.Außerdemkann der Überwachungs-,Integrations- und Ausleseprozess an einem gewünschten Zeilensensor I oderMonitorsensor M durchgeführtwerden, der einer der in dem Auswahlmodus vorgesehenen ZeilensensorenI oder Monitorsensoren M ist.
    [0061] 4 zeigtden Zusammenhang zwischen den Anschlüssen der Haupt-CPU 31,den Anschlüssender CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 undden zwischen diesen Anschlüssenausgetauschten Signalen. Dabei bezeichnen die Pfeile jeweils dieSignalsenderichtung.
    [0062] Das Integrations-OR-Signal hat während derIntegration einen hohen Pegel.
    [0063] Am Ende der Integration jedes derMonitorsensoren M fälltder Pegel des Integrations-OR-Signals von hoch auf tief, so dassdie Auswahlschaltung 73 so umgeschaltet wird, dass siedie Integrationsabschlussinformation ausgibt. Anschließend prüft die Haupt-CPU 31 dieIntegrationsabschlussinformation der anderen Monitorsensoren M,um so fürdiese anderen Monitorsensoren M den Wert der Integrationszeit zumessen. Das Umschalten auf die Integrationsabschlussinformationerfolgt demnach, wenn die Integrationsabschlussinformation über denAnschluss TINT ausgegeben wird.
    [0064] Das Integrations-AND-Signal (Integrationsabschlussinsgesamt) befindet sich währendder Integration auf hohem Pegel.
    [0065] Am Ende der Integration sämtlicherMonitorsensoren M fälltder Pegel des Integrations-AND-Signals von hoch auf tief, so dassdie Auswahlschaltung 74 auf die Ausgabe eines A/D-Synchronisationssignalsumgeschaltet wird.
    [0066] Im Folgenden werden die von der Haupt-CPU 31 undder CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 durchgeführten Operationenunter Bezugnahme auf die in den 5 und 7 dargestellten Zeitdiagrammebeschrieben.
    [0067] 5 istein Zeitdiagramm, das die Kommunikationseinstellung zwischen derHaupt-CPU 31 und der Steuerschaltung 71 zeigt,mit der die Haupt-CPU 31 mit der Steuerschaltung 71 kommuniziert.
    [0068] Startet die Haupt-CPU 31 dieKommunikation, so lässtsie den Anschluss CE auf tiefen Pegel fallen, um das Baustein-Freigabesignalmit tiefem Pegel an den Anschluss IST auszugeben. Fällt derPegel am Anschluss IST auf tief, so geht die Steuerschaltung 71 ineinen Kommunikationszustand über.Dieser Zustand, in dem eine Kommunikation möglich ist, wird während einesTiefpegel-Zeitraums aufrecht erhalten.
    [0069] Anschließend gibt die Haupt-CPU 31 einenTaktimpuls überden Anschluss SCK aus. Der Taktimpuls wird dem Anschluss RST zugeführt, sodass die Steuerschaltung 71 einen Prozess zur Kommunikationseinstellungsynchron mit dem zugeführtenTaktimpuls startet.
    [0070] Außerdem gibt die Haupt-CPU 31 16-Bit-Daten über denAnschluss SO synchron mit dem von dem Anschluss SCK ausgegebenenTaktimpuls aus. Die Steuerschaltung führt die 16-Bit-Daten dem Anschluss DATAzu und stellt dann auf Grundlage der 16-Bit-Daten Steuerparameterein.
    [0071] Tabelle 1 zeigt beispielhaft Steuercodesund Steuerparameter als Inhalte der 16-Bit-Daten, die in der oben beschriebenenKommunikationseinstellung gesendet und empfangen werden. In diesemBeispiel stellen von den 16 Bits die Bits 1 bis 3 Steuercodezahlendar, währenddie Bits 4 bis 16 Steuerparameter darstellen. Die Steuercodezahl 0 spezifiziertdie Integrationsabschlussinformation (AGC = 26); die Steuercodezahlen 1 und 2 spezifizierendie Einstellung der automatischen AGC-Abschluss-Einzeldeaktivierung;die Steuercodezahl 4 spezifiziert die Auslese-Zeilenwahl,die Transferate und die Verstärkungseinstellung;die Steuercodezahl 5 spezifiziert den Integrationsbeginn/-abschluss,die AGC-Wahl, die Wahl des zur Ausgabe bestimmten MonitorsensorsM und die Einstellung der automatischen AGC-Abschluss-Gesamtdeaktivierung;die Steuercodezahl 7 spezifiziert die Logik-Rücksetzung(Standardeinstellung).
    [0072] Beispiele für die Steuerparameter sindin den Tabellen 2, 3 und 4 angegeben.
    [0073] Tabelle 2 zeigt die Inhalte der Steuercodezahl 1.Die Steuercodezahl 1 gibt die Einstellung 1 derautomatischen AGC-Abschluss-Deaktivierung an. Die Steuerparameterspezifizieren den Monitorsensor M, der unter den ZeilensensorenI1 bis I4-1 zu deaktivieren ist. Der durch die Steuercodezahl 1 deaktivierteMonitorsensor M und der zugehörigeZeilensensor I werden nicht genutzt. In dem gezeigten Ausführungsbeispielwird der Prozess des Integrationsabschlusses in der Operation desGesamtintegrationsabschlusses durchgeführt.
    [0074] Tabelle 3 zeigt die Inhalte der Steuercodezahl 2.Die Steuercodezahl 2 gibt die Einstellung 2 derautomatischen AGC-Abschluss-Deaktivierung an. Die Steuerparameterspezifizieren denjenigen Monitorsensor M, an dem unter den ZeilensensorenI4-2 bis I10-2 die automatische AGC-Abschluss-Deaktivierung vorzunehmenist. Dabei werden der Monitorsensor M, der an Hand der Steuerparameter derSteuercodezahl 2 fürdie automatische AGC-Abschluss-Deaktivierung spezifiziert ist, undder zugehörigeZeilensensor I nicht genutzt.
    [0075] Tabelle 4 zeigt die Inhalte der Steuercodezahl 5.Die Steuercodezahl 5 spezifiziert den Integrationsbeginn/-abschluss,die AGC-Wahl, die Ausgabemonitorwahl oder die automatische AGC-Abschluss-Gesamtdeaktivierungan Hand der Inhalte der Steuerparameter der Bits 4 bis 16. In demgezeigten Ausführungsbeispiel istder Integrationsbeginn spezifiziert, wenn das Bit 4 gleich 0 ist,wogegen der Integrationsabschluss spezifiziert ist, wenn das Bit4 gleich 1 ist. Die Bits 5 bis 7 spezifizieren einen der AuswahlmodiMODUS 1 bis MODUS 5, die Bits 8 bis 12 spezifiziereneine VREF-Ausgabe, wobei einer der Zeilensensoren 11-1 bis 110-2bestimmt wird, und eine der AGC-Schwarzpegelausgaben. Das Bit 13spezifiziert die automatische AGC-Abschluss-Gesamtdeaktivierung.
    [0076] Die von der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 durchgeführte Integrationsoperationwird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Zeitdiagramm des Gesamtablaufsbeschrieben.
    [0077] Anschließend werden die vorstehendbeschriebenen Operationen (h) und (i) für sämtliche der zu nutzenden ZeilensensorenI1, I2, I3 und I4 bis I10 in beliebiger Reihenfolge durchgeführt. Istdas Auslesen insgesamt beendet, so ist die CCD-Ansteuerung abgeschlossen.
    [0078] 7 istein Zeitdiagramm, das einen Prozess zeigt, in dem der Haupt-CPU 31 dieIntegrationsabschlussinformation jedes der Monitorsensoren M indem oben beschriebenen Schritt (f) zugeführt wird. Erreicht ein Ausgangssignaleines beliebigen Monitorsensors M einen vorbestimmten Schwellenwert,so gibt die Steuerschaltung 71 das Integrations-OR-Signal(mit tiefem Pegel) überdie Auswahlschaltung 73 aus dem Anschluss TINT aus. Wirddas Integrations-OR-Signal dem Anschluss SI zugeführt, solässt dieHaupt-CPU 31 den Pegel am Anschluss CE auf tief fallen,um auch den Pegel am Anschluss IST der Steuerschaltung 71 auf tieffallen zu lassen. Jedes mal, wenn dem Anschluss RST ein Impuls zugeführt wird,gibt also die Steuerschaltung 71 sequenziell die Integrationsabschlussinfor mationjedes Monitorsensors M aus dem Anschluss TINT über die Auswahlschaltung 73 aus.In dem vorliegenden Ausführungsbeispielwird die Integrationsabschlussinformation in der Reihenfolge derden Zeilensensoren I1-1 bis I1-4, I2-1 bis I2-4, I10-1 und I10-2zugeordneten Monitorsensoren M ausgegeben.
    [0079] Da die Haupt-CPU 31 an Handder aus der Steuerschaltung 71 stammenden Kommunikationsdaten zuersterfassen kann, dass das Ausgangssignal des Monitorsensors M einenSchwellenwert erreicht hat, ist die Haupt-CPU 31 nichtbis zu dem Zeitpunkt in ihrer Funktion beschränkt, zu dem sie ihre Kommunikationmit der Steuerschaltung 71 startet. Ist die Objekthelligkeitso hoch, dass das Ausgangssignal des Monitorsensors M einen Schwellenwertinnerhalb kürzesterZeit erreicht, so werden infolge der Logik der in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 vorgesehenenSteuerschaltung 71 die Ausgangssignale der jeweiligen MonitorsensorenM parallel erfasst. Deshalb könnendie Ausgangssignale sämtlicherMonitorsensoren M präziseerfasst werden, um so eine präziseIntegrationsabschlussinformation für die jeweils zugehörigen Zeilensensoren Izu ermitteln.
    [0080] Da in dem beschriebenen Ausführungsbeispielaußerdemdiese Integrationsabschlussinformation über die zwischen den gleichenAnschlüssenTINT und SI stattfindende Kommunikation zugeführt werden kann, können dieAnschlüsseeffizient genutzt werden.
    [0081] Im Folgenden werden beispielhaftNutzungsmuster fürdie Zeilensensoren I und die Monitorsensoren M in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 beschrieben.Tabelle 5 zeigt ein Beispiel fürdie Korrespondenz zwischen den Zeilensensoren I und den MonitorsensorenM, die in den jeweiligen Auswahlmodi MODUS 1 bis MODUS 5 genutztwerden. In Tabelle 5 bedeutet "ALLE", dass alle vierMonitorsensoren (M1-1 bis M1-4) bis (M3-1 bis M3-4) in den horizontalenZeilensensoren I1 bis I3 wirksam sind, während einer der beiden Monitorsensoren(M4-1, M4-2) bis(M10-1 bis M10-2), fürdie die Integration zuerst abgeschlossen ist, in den vertikalenZeilensensoren I4 bis I10 wirksam ist. Obgleich in Tabelle 5 dieZeilen sensoren I in Blöcken(z.B. Block 1 (I1 ∼ I3))gruppiert und als "Mx" (x = 1 ∼ 4) bestimmtsind, kann auch jeder der Zeilensensoren I1 ∼ I10 anders bestimmt sein.
    [0082] In den 10 bis 12 sind Nutzungsmuster für die ZeilensensorenI und die Monitorsensoren M in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 gezeigt,die in den Auswahlmodi MODUS 1 bis MODUS 3 zurAnwendung kommen. In den 10 bis12 stellt jeweils ein mit einer fetten gestrichelten Linie umrahmterBereich einen genutzten Block dar.
    [0083] In Tabelle 5 ist beispielsweise einMonitorsensor, der in Block 4 in MODUS 1 nichtgenutzt wird, als M3 bezeichnet. In Abhängigkeit der AF-Optik müssen jedochdie Sensorbereiche nicht wie die in 10 mitden fetten, gestrichelten Linien dargestellten Bereiche festgelegtsein, sondern es kann ein Teil des Zeilensensors I1-4a genutzt werden.In diesem Fall wird vorausgesetzt, daß der Zeilensensor I1-3a, sodass der Monitorsensor M3, der dem Zeilensensor I1-3a zugeordnetist, auch genutzt wird.
    [0084] 10 zeigtein Nutzungsmuster, das dem Auswahlmodus MODUS 1 entspricht.In dem MODUS 1-Muster werden fürdie drei horizontalen Zeilensensoren I1 bis I3 dererste bis dritte Block, d.h. die Sensorbereiche (I1-1a bis I1-3a)bis (I3-1a bis I3-3a) als Standardblöcke genutzt, während derzweite bis vierte Block, d.h. die Sensorbereiche (I1-2b bis I1-4b)bis (I3-2b bis I3-4b) als Referenzblöcke genutzt werden. Es werden fernerdrei Monitorsensoren (M1-1 bis M1-3) bis (M3-1 bis M3-3) genutzt, die denjeweiligen Bereichen zugeordnet sind. In den sieben vertikalen ZeilensensorenI4 bis I10 werden sämtlicheBereiche (erster und zweiter Bereich), d.h. die Standardzeilenbereiche(I4-1a, I4-2a) bis (I10-1a, I10-2a) sowie die Referenzsensorbereiche (I4-1b,I4-2b) bis (I10-1b, I10-2b) genutzt. Entsprechend werden sämtlicheMonitorsensoren (M4-1, M4-2) bis (M10-1, M10-2) entsprechend sämtlichenvorstehend genannten Bereichen genutzt.
    [0085] Das MODUS 1-Muster ist für Optiken,die eine hochgenaue Schärfenerfassungerfordern, oder fürvergleichsweise großeOptiken geeignet.
    [0086] 11 zeigtein dem Auswahlmodus MODUS 2 entsprechendes Muster. Indiesem MODUS 2-Muster werden fürdie drei horizontalen Zeilensensoren I1 bis I3 der zweite und derdritte Block, d.h. die Standardsensorbereiche (I1-2a, I1-3a) bis(I3-2a, I3-3a) sowie die Referenzzeilenbereiche (I1-2b, I1-3b) bis(I3-2b, I3-3b) genutzt. In den Monitorsensoren M werden entsprechenddem zweiten und dem dritten Bereich zwei Monitorsensoren (M1-2,M1-3) bis (M3-2, M3-3) genutzt. In den sieben vertikalen ZeilensensorenI4 bis I10 werden die zweiten Bereiche, die näher zur Mitte hin angeordnetsind, d.h. die Standardsensorbereiche (I5-2a) bis (I9-2a) sowiedie Referenzsensorbereiche (I5-1b) bis (I9-1b) der fünf vertikalenZeilensensoren I5 bis I9 mit Ausnahme der beiden Zeilensensoren,die an beiden Enden angeordnet sind, genutzt. Entsprechend werden diezweiten Monitorsensoren M5-2 bis M9-2 genutzt.
    [0087] Das MODUS 2-Muster ist für Optikenmittlerer und geringer Größe geeignet.
    [0088] 12 zeigtein Auswahlmuster, das dem MODUS 3 entspricht. In diesemMODUS 3-Muster werden in den drei horizontalen Zeilensensoren I1bis I3 der zweite bis vierte Standardblock, d.h. die Standardsensorbereiche(I1-2a, I1-4a) bis (I3-2a, I3-4a) genutzt, während der erste bis dritteReferenzblock, d.h. die Referenzsensorbereiche (I1-1b, I1-3b) bis(I3-1b, I3-3b) genutzt werden. In den Monitorsensoren M werden entsprechendden vorstehend genannten Bereichen drei Monitorsensoren (M1-2 bisM1-4) bis (M3-2 bis M3-4) genutzt. Von den sieben vertikalen ZeilensensorenI4 bis I10 und den sieben Monitorsensoren M4 bis M10 wird kein Sensorgenutzt.
    [0089] Das MODUS 3-Muster ist für kleineOptiken geeignet.
    [0090] Die oben beschriebenen Muster stellenlediglich Ausführungsbeispieledar. Die Muster könnenauf unterschiedliche Optiken ausgelegt werden, z.B. in Form vonMustern, die auf die Nutzung der Auswahlmodi MODUS 4 undMODUS 5 ausgelegt sind.
    [0091] 8 zeigtein Beispiel fürSchärfenerfassungsbereicheim Gesichtsfeld des Suchers, entsprechend dem oben beschriebenenMODUS 1-Muster. 9 zeigtein Beispiel fürdie AF-Optik.
    [0092] Das Objektlichtbündel, das an dem Hilfsspiegel 15 aufdie AF-Sensoreinheit 60 reflektiert wird, wird durch eineKondensorlinse 81 gesammelt. Nach Ablenkung des Strahlengangesdes Objektlichtbündelsdurch einen Spiegel 82 in eine Richtung etwa parallel zuroptischen Achse des Aufnahmeobjektivs tritt das Objektlichtbündel durchein Infrarot-Blockfilter 83 und eine Hilfslinse 84.Anschließendtritt das Objektlichtbündel durchzwei in einer Separatormaske 85 ausgebildete Öffnungen,die entsprechend den jeweiligen Schärfenerfassungsbereichen vorgesehensind, wodurch Lichtbündelvoneinander separiert werden. Die separierten Lichtbündel projizierendurch ihnen zugeordnete Linsen einer Separatorlinse 86 einObjektbild auf die Zeilensensoren I der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61.
    [0093] Der Integrationsprozess, der vonder Haupt-CPU 31 mit der Steuerschaltung 71 derCCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 durchgeführt wird,wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in 13 gezeigte Flussdiagramm sowie auf diein den 6 und 7 gezeigten Zeitdiagrammebeschrieben. Die Haupt-CPU 31 lässt den Signalpegel an demAnschluss IST auf tief fallen, um das Baustein-Freigabesignal CE auszugeben und damiteine Kommunikation zu ermöglichen,durch die der Integrationsprozess gesteuert wird.
    [0094] Zu Beginn des Integrationsprozessesführt dieHaupt-CPU 31 zunächsteine AGC-Deaktivierungs-Kommunikationder Monitorsensoren M entsprechend den Einstellungen 1 und 2 derDeaktivierung des automatischen AGC-Abschlusses gemäß den Steuercodezahlen 1 und 2 durch(Schritt S101), um eine AGC-Moduswahl-Kommunikationzu ermöglichen(Schritt S102). In dem erläutertenAusführungsbeispielist der AGC-Modus aus fünfModi auswählbar:MODUS 1 bis MODUS 5. Von diesen AGC-Modi sindin den 10 bis 12 die Modi MODUS 1 bisMODUS 3 an Hand ihrer auf die Zeilensensoren I bezogenenMuster dargestellt.
    [0095] Anschließend wird eine Integrationsbeginn-Kommunikationdurchgeführt.Währenddieser Integrationsbeginn-Kommunikation werden die Signalpegel anden AnschlüssenSP und TINT jeweils auf hoch angehoben (Schritt S103). Infolgedessenstarten die von den Monitorsensoren M durchgeführte Überwachung und die von denZeilensensoren 1 durchgeführte Integration.
    [0096] Anschließend wird überprüft, ob das Integrations-OR-Signalausgegeben worden ist oder nicht (d.h., ob der Pegel an dem AnschlussTINT auf tief gefallen ist), insbesondere, ob das Ausgangssignaleines der Monitorsensoren M einen vorbestimmten Schwellenwert erreichthat oder nicht (Schritt S104). Ist das Integrations-OR-Signal nicht ausgegebenworden (Schritt S104; N), so fährtder Steuerablauf mit Schritt S109 fort, nachdem die kürzeste Integrationszeitaktualisiert ist (Schritte S108 und S109).
    [0097] Ist das Integrations-OR-Signal ausgegebenworden (Schritt S104; J), so wird eine Kommunikation bezüglich derIntegrationsabschlussinformation durchgeführt (Schritt S105), um zu überprüfen, oban einem der genutzten Blöcke(Zeilensensoren I) gerade eine Integration vorgenommen wird odernicht (Schritt S106). Mit dem Begriff "genutzter Block" ist ein Block gemeint, der den ZeilensensorI enthält,an dem die Deaktivierung des automatischen AGC-Abschlusses nichtvorgenommen wird.
    [0098] Wird an einem der Blöcke eineIntegration vorgenommen (Schritt S106; J), so wird die Integrationszeit desgerade integrierten Blocks aktualisiert, so dass der Steuerablaufmit Schritt S109 fortfährt(Schritte S107 und S109). Andernfalls fährt der Steuerablauf mit SchrittS109 fort (Schritt S106, N; S109).
    [0099] Der oben beschriebene, in den SchrittenS104 bis S108 durchgeführteProzess dient der Messung der Integrationszeit. Die gemessene Integrationszeitwird einer logarithmischen Komprimierung unterzogen, um für eine AGC-Pegelkorrekturgenutzt zu werden.
    [0100] In Schritt S109 wird ein Monitorsignaleiner A/D-Wandlung unterzogen. Anschließend wird in Abhängigkeitder Integrationszeit das Monitorsignal der AGC- Pegelkorrektur unterzogen (Schritt S110).Die AGC-Pegelkorrektur dient dazu, die Ausgangsspannung am Endeder Integration unabhängigvon der Integrationszeit konstant zu halten.
    [0101] Anschließend wird überprüft, ob die Integration für alle ZeilensensorenI abgeschlossen ist oder nicht, d.h., ob der Pegel an dem AnschlussSP auf tief gefallen ist, so dass das Integrations-AND-Signal ausgegeben wirdoder nicht (Schritt S111). Ist die Integration nicht für alle Zeilensensoren I abgeschlossen(Schritt S111; N), so wird anschließend auf Grundlage der Abschlussinformation überprüft, ob dieIntegration fürdie genutzten Blöcke(dem jeweiligen Auswahlmodus entsprechende Zeilensensoren) abgeschlossenist oder nicht (Schritt S112). Ist die Integration für die genutztenBlöckenicht abgeschlossen (Schritt S112; N), so kehrt der Steuerablaufzu Schritt S104 zurück,um den Prozess ab Schritt S104 bis Schritt S111 und Schritt S112zu wiederholen.
    [0102] Ist die Integration für alle Zeilensensoren 1 abgeschlossen(Schritt S111; J), oder ist die Integration für alle genutzten Blöcke abgeschlossen(Schritte S111, N; S112, J), so wird die auf den Integrationsabschluss bezogeneKommunikation durchgeführt(Schritt S113), um das VOUT-Signal (Videodaten) auszugeben. Anschließend wirddas VOUT-Signal synchron mit dem an dem Anschluss SP anliegendenSignal einer A/D-Wandlung unterzogen, um den Prozess abzuschließen (SchrittS115; RET).
    [0103] Dieser Integrationsprozess wird jeweilsfür einevorbestimmte Zeit durchgeführtund wiederholt.
    [0104] In den 15A und 15B sind Graphen gezeigt,die den Zusammenhang zwischen dem VOUT-Signal und dem VMS-Signalzeigen. In den Graphen bezeichnet jeweils die Abszisse einen zurAPEX-Objekthelligkeit äquivalentenWert Ev, währenddie Ordinate ein Spannungssignal bezeichnet.
    [0105] Das VMS-Signal wird so eingestellt,dass der Integrationswert des Zeilensensors I gleich einem vorbestimmtenWert wird (d.h. in den vorliegenden Ausführungsbeispiel, dass das verstärkte VOUT-Signalgleich einem vorbestimmten Wert wird), wenn das von dem MonitorsensorM ausgegebene Monitorsignal bei der Standardobjekthelligkeit einenvorbestimmten Integrationsabschlusswert (Schwellenwert) erreicht.Jedoch haben die Zeilensensoren I und die Monitorsensoren M dieEigenschaft, dass mit Verlängerungder Integrationszeit (d.h. mit Verringerung der Objekthelligkeit)das VOUT-Signal kleiner als ein vorbestimmter Wert wird ( 15A). Dies führt beihoher Helligkeit dazu, dass der Integrationswert im Bereich hoherHelligkeit nachteilig in die Sättigungkommt. Eine Phasendifferenz kann in diesem Fall nicht mehr präzise gemessenwerden. Dagegen kann bei geringer Helligkeit der dynamische Bereichder CCD nicht effizient genutzt werden, da der Integrationswertkleiner als ein geeigneter Wert wird. Infolgedessen wird es unmöglich, einenhinreichenden Kontrast zu erreichen.
    [0106] Angesichts dieses Problems wird indem vorliegenden Ausführungsbeispieldas als AGC-Standardpegel dienende VMS-Signal so korrigiert (eingestellt),dass das VOUT-Signal ungeachtet der Objekthelligkeit, d.h. ungeachtetder Integrationszeit, einen vorbestimmten Wert annimmt. Der obenbeschriebenen Schritt S110 entspricht diesem Korrekturprozess. DerProzess zur AGC-Pegelkorrektur durch Korrektur der Integrationszeitwird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in 14 gezeigte Flussdiagramm sowie unterBezugnahme auf die 15A und 15B beschrieben.
    [0107] In dem Prozess zur AGC-Pegelkorrekturwird die dem APEX-Wert Ev = 12 (logarithmischer Wert) entsprechendeHelligkeit als Standardhelligkeit eingestellt. Ein unter praktischenGesichtspunkten vernünftigerIntegrationszeitwert wird einer logarithmischen Komprimierung unterzogen,wobei mit der Integrationsabschlusszeit von 1 ms (1024 μs) bei deroben genannten Standardhelligkeit als Standardzeit gearbeitet wird.In Abhängigkeitdes Zeitwertes der logarithmischen Komprimierung wird das VMS-Signalso korrigiert, dass das geeignete VOUT-Signal konstant wird.
    [0108] Zu Beginn des Prozesses zur AGC-Pegelkorrekturwird zunächstein AGC-Standardwerteingestellt (Schritt S201). Dieser Standardwert ist gleich einemReferenzspannungswert VMS.
    [0109] Anschließend wird der dem APEX-Wertentsprechende Ev-Wert auf den Maximalwert eingestellt, in diesemAusführungsbeispiel16 (Schritt S202). Dann wird überprüft, ob dieIntegrationszeit gleich 128 us oder länger ist (Schritt S203). Istdie Integrationszeit gleich oder länger als 128 us (Schritt S203;J), so wird die Integrationszeit halbiert (Schritt S204).
    [0110] Nachdem von dem Ev-Wert der Wert1 subtrahiert ist, kehrt anschließend der Steuerablauf zu Schritt S203zurück(Schritte S205, S203). Der oben beschriebenen Schleifenprozess wirdso lange wiederholt, bis die Integrationszeit kleiner als 128 μs wird. AlsErgebnis des Schleifenprozesses ergibt sich der Ev-Wert in Abhängigkeitder Integrationszeit. Selbst bei Auftreten einer einem Ev-Wert vonmehr als 16 entsprechenden starken Helligkeit, für welche die Integrationszeitkleiner als 128 μswäre, bleibt,da der Ev-Anfangswert (Maximalwert) auf 16 eingestellt ist und derSteuerablauf zu Schritt S206 verzweigt, der Ev-Wert bei 16.
    [0111] Ist die Integrationszeit kleinerals 128 μs,oder ist sie in folge des Prozesses in Schritt S204 kleiner als 128 μs geworden,so wird ein Wert Ev' nachfolgender Formel (Schritt S206) berechnet: (Ev – 12) – (Restvon (Integrationszeit/64 μs/64)
    [0112] Nach dieser Formel kann sich einUnterschied zwischen dem momentanen Ev-Wert, der durch den Prozess in den SchrittenS202 bis S205 eingestellt worden ist, und dem Standard-Ev-Wert (12)ergeben. In dieser Formel wird mit dem Term (Rest von (Integrationszeit/64 μs)/64) derRestwert berechnet, der ausgehend von der durch die Schritte S203bis S205 gegebenen Schleife kleiner als 1 Ev ist. In diesem Fallwird der Wert auf 1/8 Ev herunter gerechnet.
    [0113] Anschließend wird die ReferenzspannungVMS nach folgender Formel korrigiert (Schritt S207): VMS – Ev' × Korrekturwert
    [0114] Die korrigierte ReferenzspannungVMS wird einer D/A-Wandlung unterzogen und dann auf die automatischeVerstärkungssteuerungAGC angewendet. Anschließendspringt der Steuerablauf zurück(Schritt S209, RET).
    [0115] Als Ergebnis des Prozesses zur AGC-Pegelkorrekturwird die Referenzspannung VMS so eingestellt, dass unabhängig vonder Objekthelligkeit ein geeigneter konstanter Integrationswertausgegeben wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die höchste Ausgangsspannungdes jeweiligen Zeilensensors abgeschnitten wird. Dies ermöglicht eineeffiziente Nutzung des Dynamikbereichs des jeweiligen Zeilensensors.
    [0116] Normalerweise werden die in dem Prozesszur AGC-Pegelkorrektur verwendeten Werte, z.B. der StandardspannungswertVMS in Schritt S201, der Ev-Wert in Schritt S202, der Wert 128 μs in SchrittS203, ein Faktor in Schritt S206 und dergleichen in Abhängigkeitder Charakteristik der Zeilensensoren I voreingestellt. Anschließend werdendiese Werte bei der Herstellung in einen Speicher des EEPROM 38 geschrieben.
    [0117] Wie oben beschrieben, enthält die CCD-Schärfenertassungsvorrichtung 61 nachder Erfindung mehrere Sensorsätze,die jeweils aus Zeilensensoren und Monitorsensoren bestehen. Derzu nutzende Sensorsatz kann an Hand der zwischen der Haupt-CPU 31 undder fürdie CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 vorgesehenenSteuerschaltung 71 stattfindenden Kommunikation spezifiziertwerden. Der zu nutzende, aus Zeilensensoren und Monitorsensorenbestehende Satz kann deshalb in Abhängigkeit der Kameraspezifikationenund der Spezifikationen der Aufnahmeoptik sowie des Schärfenerfassungsbereichsausgewähltwerden. Eine einzige CCD-Schärfenertassungsvorrichtung 61 kanndeshalb fürverschiedenarti ge Gerätein Übereinstimmung mitden zu nutzenden Gerätespezifikationeneingesetzt werden.
    [0118] Außerdem können in der CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 jedemZeilensensor mehrere Unterbereiche zugeordnet werden. Ein Monitorsensorist fürjeden Bereich vorgesehen, so dass der Monitorsensor für den jeweiligenBereich angesteuert werden kann. Die CCD-Schärfenerfassungsvorrichtung 61 kannso in einer Vielzahl von Nutzungsmustern arbeiten.
    [0119] Wie sich aus obiger Beschreibungergibt, ist die Schärfenerfassungsvorrichtungnach der Erfindung in der Lage, das Monitorsignal des Monitorsensorsund das Bildsignal des Zeilensensors über den gleichen (gemeinsamen)Ausgangsanschluss auszugeben. Das Monitorsignal kann deshalb einemexternen Gerätzugeführtwerden, welches das Bildsignal aus dem Ausgangsanschluss empfängt undes verarbeitet, ohne dass hierzu die Zahl an Eingangsanschlüssen erhöht werdenmüsste.Außerdemkann das zugeführteMonitorsignal in einer herkömmlichenBildsignalverarbeitungsschaltung verarbeitet werden.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Schärfenerfassungsvorrichtung,umfassend mehrere Zeilensensoren, die jeweils mehrere Pixelaufweisen und das vonvon den Pixeln empfangene Objektlicht fotoelektrischwandeln und integrieren, um ein Bildsignal auszugeben, mehrereMonitorsensoren, die den jeweiligen Zeilensensoren benachbart sindund jeweils einen Integrationswert des ihnen zugeordneten Zeilensensorserfassen, einen Ausgangsanschluss zum Ausgeben eines von demjeweiligen Monitorsensor ausgegebenen Monitorsignals und des vondem jeweiligen Zeilensensor ausgegebenen Bildsignals, und eineAusgabeauswahlvorrichtung zum wahlweisen Ausgeben des Monitorsignalsund des Bildsignals übereinen gemeinsamen Ausgangsanschluss.
    [2] Schärfenerfassungsvorrichtungnach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung, welchedie Ausgabeauswahlvorrichtung überextern zugeführteSteuersignale so steuert, dass das Monitorsignal des jeweiligenMonitorsensors und das Bildsignal des jeweiligen Zeilensensors wahlweise über denAusgangsanschluss ausgegeben werden.
    [3] Schärfenerfassungsvorrichtungnach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Monitorauswahlvorrichtung,welche die Monitorsignale der Monitorsensoren in einer vorbestimmtenReihenfolge auswählt,um die ausgewähltenMonitorsignale an die Ausgabeauswahlvorrichtung auszugeben.
    [4] Schärfenerfassungsvorrichtungnach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung esder Monitorauswahlvorrichtung ermöglicht, die Monitorsignaleder Monitorsensoren in einer vorbestimmten Reihenfolge auszuwählen, unddie Monitorsignale an die Ausgabeauswahlvorrichtung, die wiederumdie ausgewähltenMonitorsignale an den Ausgangsanschluss ausgibt, zwischen dem Beginneiner Integrationsoperation des Zeilensensors und des Monitorsensorsund dem Ende dieser Integrationsoperation ausgibt, und dieSteuervorrichtung nach Abschluss der Integrationsoperation das Bildsignalaus dem jeweiligen Zeilensensor ausliest und das ausgelesene Bildsignal über dieAusgabeauswahlvorrichtung aus dem Ausgangsanschluss ausgibt.
    [5] Schärfenerfassungsvorrichtungnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung eineKombination der zu nutzenden Zeilensensoren und der zu nutzendenMonitorsensoren auf Grundlage des extern zugeführten Signals auswählt, wobeidie ausgewähltenZeilensensoren und die ausgewähltenMonitorsensoren die Integrationsoperation durchführen.
    [6] Schärfenerfassungsvorrichtungnach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen Speicher zum Speichern mehrererAuswahlmodi, die auf die Kombination der zu nutzenden Zeilensensorenund der zu nutzenden Monitorsensoren bezogen sind, wobei derSteuervorrichtung ein den jeweiligen Auswahlmodus spezifizierendesSignal extern zugeführtwird und die Steuervorrichtung die Zeilensensoren und die Monitorsensoren,die diesem Auswahlmodus entsprechen, die Integrationsoperation durchführen lässt.
    [7] Schärfenerfassungsvorrichtungnach einem der Ansprüche4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeilensensoren jeweilseinen Standardsensorbereich und einen Referenzsensorbereich festlegendeSensorbereiche aufweisen, wobei dem Standardsensorbereich und demReferenzsensorbereich jeweils wiederum mehrere Unterbereiche zugeordnetsind, mindestens ein Monitorsensor für jeden Standardbereich vorgesehenist, und die Steuervorrichtung die Monitorsensoren in jedemder Unterbereiche ansteuert.
    [8] Schärfenerfassungsvorrichtungnach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dasssie in einem Schärfenerfassungsmoduleiner Kamera vorgesehen ist.
    [9] Schärfenerfassungsvorrichtungnach einem der Ansprüche2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung Steuersignale über einezweite Steuervorrichtung empfängt,die in einem Kamerakörperder Kamera vorgesehen ist, um die Zeilensensoren und die Monitorsensorenauszuwählen.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    US20040159769A1|2004-08-19|
    US7049571B2|2006-05-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2006-04-20| 8110| Request for examination paragraph 44|
    2008-11-20| 8127| New person/name/address of the applicant|Owner name: HOYA CORP., TOKIO/TOKYO, JP |
    2010-02-11| 8130| Withdrawal|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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