JP2003222791A - 測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents
測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置Info
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- H04N23/71—Circuitry for evaluating the brightness variation
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- Signal Processing (AREA)
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- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＡＦセンサのリニアセンサ回路とＡＧＣ回路
を並列駆動すると、動作時の消費電流が大きくなり、コ
ンパクトカメラに搭載した場合、電池寿命が短くなる。 【解決手段】 複数の測光回路、複数の測距回路はそれ
ぞれ電流を遮断する回路を有し、この電流遮断回路を制
御することにより複数の測光回路、複数の測距回路の動
作、非動作を制御する。また、測距回路の動作、非動作
に応じてＡＧＣ回路の動作、非動作を制御する。従っ
て、使用するズーム領域に応じて使用する測光回路、測
距回路のみを動作状態とし、他の回路は非動作状態とす
ることで、消費電力を低減できる。
を並列駆動すると、動作時の消費電流が大きくなり、コ
ンパクトカメラに搭載した場合、電池寿命が短くなる。 【解決手段】 複数の測光回路、複数の測距回路はそれ
ぞれ電流を遮断する回路を有し、この電流遮断回路を制
御することにより複数の測光回路、複数の測距回路の動
作、非動作を制御する。また、測距回路の動作、非動作
に応じてＡＧＣ回路の動作、非動作を制御する。従っ
て、使用するズーム領域に応じて使用する測光回路、測
距回路のみを動作状態とし、他の回路は非動作状態とす
ることで、消費電力を低減できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測光測距用固体撮
像装置に関し、特に、レンズシャッタコンパクトカメラ
に好適な測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像
装置に関するものである。
像装置に関し、特に、レンズシャッタコンパクトカメラ
に好適な測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は従来の一眼レフカメラに用いら
れる多点測距用オートフォーカスセンサ回路の一例を示
すブロック図である。このオートフォーカスセンサは本
願発明者等が映像情報メディア学会技術報告Vol.25,No2
8,PP.1〜6,Mar.2001で発表したものである。同図におい
て、９００は半導体チップ（半導体基板）、９０１はＡ
Ｆセンサ回路ブロック、９０２はアナログ回路ブロッ
ク、９０３はディジタル回路ブロックである。
れる多点測距用オートフォーカスセンサ回路の一例を示
すブロック図である。このオートフォーカスセンサは本
願発明者等が映像情報メディア学会技術報告Vol.25,No2
8,PP.1〜6,Mar.2001で発表したものである。同図におい
て、９００は半導体チップ（半導体基板）、９０１はＡ
Ｆセンサ回路ブロック、９０２はアナログ回路ブロッ
ク、９０３はディジタル回路ブロックである。
【０００３】このＡＦセンサは7点測距（センターはク
ロス測距）を可能とするため、ＡＦ回路ブロック９０１
は8つのリニアセンサ回路１Ａ（１Ｂ）〜８Ａ（８Ｂ）
で構成されている。アナログ回路ブロック９０２は各リ
ニアセンサ回路の蓄積時間を制御するためのＡＧＣ回路
１〜８、ＡＦセンサ回路ブロック９０２からの信号を増
幅出力する信号増幅回路９０２Ａ、基準電位を発生する
バンドギャップ回路（基準電位発生回路）９０２Ｂ、セ
ンサ回路とアナログ回路で必要とする電圧を発生する中
間電位発生回路９０２Ｃで構成されている。
ロス測距）を可能とするため、ＡＦ回路ブロック９０１
は8つのリニアセンサ回路１Ａ（１Ｂ）〜８Ａ（８Ｂ）
で構成されている。アナログ回路ブロック９０２は各リ
ニアセンサ回路の蓄積時間を制御するためのＡＧＣ回路
１〜８、ＡＦセンサ回路ブロック９０２からの信号を増
幅出力する信号増幅回路９０２Ａ、基準電位を発生する
バンドギャップ回路（基準電位発生回路）９０２Ｂ、セ
ンサ回路とアナログ回路で必要とする電圧を発生する中
間電位発生回路９０２Ｃで構成されている。
【０００４】ディジタル回路ブロック９０３はマイコン
との通信を行うための入出力通信回路（Ｉ／Ｏ）、セン
サの駆動パルスを発生するためのタイミングジェネレー
タ回路（Ｔ／Ｇ）、各種アナログ信号を選択するための
マルチプレクサ回路（ＭＰＸ）から成っている。一眼レ
フカメラは高速オートフォーカスが要求されるため、Ａ
Ｆセンサにおいては8つのリニアセンサ回路とＡＧＣ回
路を並列駆動することにより高速動作を実現している。
との通信を行うための入出力通信回路（Ｉ／Ｏ）、セン
サの駆動パルスを発生するためのタイミングジェネレー
タ回路（Ｔ／Ｇ）、各種アナログ信号を選択するための
マルチプレクサ回路（ＭＰＸ）から成っている。一眼レ
フカメラは高速オートフォーカスが要求されるため、Ａ
Ｆセンサにおいては8つのリニアセンサ回路とＡＧＣ回
路を並列駆動することにより高速動作を実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のオートフォーカスセンサでは、各回路を同時に駆動
することにより動作時の消費電流が大きくなってしま
う。一眼レフカメラにおいては電流容量の大きい電池を
搭載できるため余り問題とならないが、電流容量の小さ
い電池しか搭載できないコンパクトカメラではカメラの
電池寿命が著しく短くなってしまうという問題があっ
た。
来のオートフォーカスセンサでは、各回路を同時に駆動
することにより動作時の消費電流が大きくなってしま
う。一眼レフカメラにおいては電流容量の大きい電池を
搭載できるため余り問題とならないが、電流容量の小さ
い電池しか搭載できないコンパクトカメラではカメラの
電池寿命が著しく短くなってしまうという問題があっ
た。
【０００６】また、コンパクトカメラにおけるＡＥとＡ
Ｆは、一眼レフカメラのＴＴＬ方式とは異なり、外測方
式のＡＥとＡＦになるため、使用する撮影レンズのズー
ム領域によっては不必要なＡＦ回路が動作してしまう
（撮影領域外にＡＦセンサの測距点が位置してしまう）
という問題があった。
Ｆは、一眼レフカメラのＴＴＬ方式とは異なり、外測方
式のＡＥとＡＦになるため、使用する撮影レンズのズー
ム領域によっては不必要なＡＦ回路が動作してしまう
（撮影領域外にＡＦセンサの測距点が位置してしまう）
という問題があった。
【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、消費電力が小さく、外測式のＡ
ＥとＡＦにおいて最適な測距点と測光エリアを選択可能
な測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置を
提供することにある。
たもので、その目的は、消費電力が小さく、外測式のＡ
ＥとＡＦにおいて最適な測距点と測光エリアを選択可能
な測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置を
提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、測距を行うために用いられる測距回路と、
測光を行うために用いられる測光回路とを有する測光測
距用固体撮像装置において、前記測距回路と前記測光回
路とを独立的にバイアス制御する制御回路を有すること
を特徴とする。
成するため、測距を行うために用いられる測距回路と、
測光を行うために用いられる測光回路とを有する測光測
距用固体撮像装置において、前記測距回路と前記測光回
路とを独立的にバイアス制御する制御回路を有すること
を特徴とする。
【０００９】また、測距を行うために用いられる測距回
路と、測光を行うために用いられる測光回路とが同一半
導体基板上に設けられた測光測距用固体撮像装置におい
て、前記測距回路と前記測光回路とを独立的にバイアス
制御する制御回路を有することを特徴とする。
路と、測光を行うために用いられる測光回路とが同一半
導体基板上に設けられた測光測距用固体撮像装置におい
て、前記測距回路と前記測光回路とを独立的にバイアス
制御する制御回路を有することを特徴とする。
【００１０】また、測距を行うために用いられる測距回
路と、前記測距回路の蓄積時間を制御する蓄積時間制御
回路と、測光を行うために用いられる測光回路とを有す
る測光測距用固体撮像装置において、前記測距回路、前
記蓄積時間制御回路、前記測光回路を独立的にバイアス
制御する制御回路を有することを特徴とする。
路と、前記測距回路の蓄積時間を制御する蓄積時間制御
回路と、測光を行うために用いられる測光回路とを有す
る測光測距用固体撮像装置において、前記測距回路、前
記蓄積時間制御回路、前記測光回路を独立的にバイアス
制御する制御回路を有することを特徴とする。
【００１１】また、測距を行うために用いられる測距回
路と、前記測距回路の蓄積時間を制御する蓄積時間制御
回路と、測光を行うために用いられる測光回路とが同一
半導体基板上に設けられた測光測距用固体撮像装置にお
いて、前記測距回路、前記蓄積時間制御回路、前記測光
回路を独立的にバイアス制御する制御回路を有すること
を特徴とする。
路と、前記測距回路の蓄積時間を制御する蓄積時間制御
回路と、測光を行うために用いられる測光回路とが同一
半導体基板上に設けられた測光測距用固体撮像装置にお
いて、前記測距回路、前記蓄積時間制御回路、前記測光
回路を独立的にバイアス制御する制御回路を有すること
を特徴とする。
【００１２】本発明においては、全体の消費電流を低減
することができ、例えば、コンパクトカメラに好適に使
用することが可能となる。
することができ、例えば、コンパクトカメラに好適に使
用することが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】（第１の実施形態）図１は本発明の測光測
距用固体撮像装置の第１の実施形態の構成を示すブロッ
ク図、図２は第１実施形態の固体撮像装置の平面レイア
ウト図である。本実施形態の測光測距用固体撮像装置
は、測距機能以外に測光機能も搭載されている。図中１
００は半導体チップ（半導体基板）、１０１はＡＦ回路
ブロック、１０３はＡＥセンサフォトダイオード領域、
１０４はＡＥ回路ブロック、１０５はアナログ回路ブロ
ック、１０６はディジタル回路ブロックである。各ブロ
ックは半導体チップ１００上に集積化されている。
距用固体撮像装置の第１の実施形態の構成を示すブロッ
ク図、図２は第１実施形態の固体撮像装置の平面レイア
ウト図である。本実施形態の測光測距用固体撮像装置
は、測距機能以外に測光機能も搭載されている。図中１
００は半導体チップ（半導体基板）、１０１はＡＦ回路
ブロック、１０３はＡＥセンサフォトダイオード領域、
１０４はＡＥ回路ブロック、１０５はアナログ回路ブロ
ック、１０６はディジタル回路ブロックである。各ブロ
ックは半導体チップ１００上に集積化されている。
【００１５】ＡＦ回路ブロック１０１は７組の水平リニ
アセンサ回路１０２で構成されている。これは、図１に
示すように水平リニアセンサＬ１Ａ、Ｌ１Ｂを１組と
し、以下同様にＬ２ＡとＬ２Ｂ、Ｌ３ＡとＬ３Ｂ、Ｌ４
ＡとＬ４Ｂ、Ｌ５Ａとｌ５Ｂ、Ｌ６ＡとＬ６Ｂ、Ｌ７Ａ
とＬ７Ｂをそれぞれ１組として７組の水平リニアセンサ
から構成されている。
アセンサ回路１０２で構成されている。これは、図１に
示すように水平リニアセンサＬ１Ａ、Ｌ１Ｂを１組と
し、以下同様にＬ２ＡとＬ２Ｂ、Ｌ３ＡとＬ３Ｂ、Ｌ４
ＡとＬ４Ｂ、Ｌ５Ａとｌ５Ｂ、Ｌ６ＡとＬ６Ｂ、Ｌ７Ａ
とＬ７Ｂをそれぞれ１組として７組の水平リニアセンサ
から構成されている。
【００１６】ＡＦ回路ブロック１０１は図２に示すよう
に略長方形状の半導体チップ１００の両側に配置され、
図１の１つの水平リニアセンサが図２の１つのＡＦセン
サ回路１０２に対応している。即ち、図１の水平リニア
センサＬ１Ａ〜Ｌ７Ａがそれぞれ図２における左側の７
つのＡＦセンサ回路１０２に対応し、図１の水平リニア
センサＬ１Ｂ〜Ｌ７Ｂがそれぞれ図２における右側の７
つのＡＦセンサ１０２に対応している。各々のＡＦセン
サ回路１０２はフォトダイオードを含み、図２の左右に
おけるＡ１〜Ａ７はこのフォトダイオードである。
に略長方形状の半導体チップ１００の両側に配置され、
図１の１つの水平リニアセンサが図２の１つのＡＦセン
サ回路１０２に対応している。即ち、図１の水平リニア
センサＬ１Ａ〜Ｌ７Ａがそれぞれ図２における左側の７
つのＡＦセンサ回路１０２に対応し、図１の水平リニア
センサＬ１Ｂ〜Ｌ７Ｂがそれぞれ図２における右側の７
つのＡＦセンサ１０２に対応している。各々のＡＦセン
サ回路１０２はフォトダイオードを含み、図２の左右に
おけるＡ１〜Ａ７はこのフォトダイオードである。
【００１７】ＡＥセンサフォトダイオード領域１０３と
ＡＥ回路ブロック１０４は図１では１つのブロックとし
て示しているが、ＡＥセンサフォトダイオード領域１０
３は図２に示すように半導体チップ１００の中央部に配
置され、ＡＥ回路ブロック１０４はその隣に配置されて
いる。ＡＥセンサフォトダイオード領域１０３は図２に
示すように１６領域に分割されており、７個のスポット
測光用フォトダイオードＳ１〜Ｓ７、４個の広角測光用
フォトダイオードＷ１〜Ｗ４、４個の標準測光用フォト
ダイオードＭ１〜Ｍ４、１個の望遠測光用フォトダイオ
ードＴで構成されている。
ＡＥ回路ブロック１０４は図１では１つのブロックとし
て示しているが、ＡＥセンサフォトダイオード領域１０
３は図２に示すように半導体チップ１００の中央部に配
置され、ＡＥ回路ブロック１０４はその隣に配置されて
いる。ＡＥセンサフォトダイオード領域１０３は図２に
示すように１６領域に分割されており、７個のスポット
測光用フォトダイオードＳ１〜Ｓ７、４個の広角測光用
フォトダイオードＷ１〜Ｗ４、４個の標準測光用フォト
ダイオードＭ１〜Ｍ４、１個の望遠測光用フォトダイオ
ードＴで構成されている。
【００１８】ここで、ＡＥ回路ブロック１０４は図１に
示すようにＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７、ＡＥ回路Ｗ１〜Ｗ４、
ＡＥ回路Ｍ１〜Ｍ４、ＡＥ回路Ｔを含んでおり、これら
はいずれも電流電圧対数変換型のＡＥ回路である。ま
た、これらのＡＥ回路のうちＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７は図２
のＡＥセンサフォトダイオード領域１０３のフォトダイ
オードＳ１〜Ｓ７にそれぞれ対応し、ＡＥ回路Ｗ１〜Ｗ
４はフォトダイオードＷ１〜Ｗ４にそれぞれ対応し、Ａ
Ｅ回路Ｍ１〜Ｍ４はフォトダイオードＭ１〜Ｍ４にそれ
ぞれ対応し、ＡＥ回路ＴはフォトダイオードＴに対応し
ている。また、ＡＥ回路ブロック１０４はＩｓ（ダイオ
ード逆方向電流）補償回路１０４ａ、信号増幅回路１０
４ｂを含んでいる。
示すようにＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７、ＡＥ回路Ｗ１〜Ｗ４、
ＡＥ回路Ｍ１〜Ｍ４、ＡＥ回路Ｔを含んでおり、これら
はいずれも電流電圧対数変換型のＡＥ回路である。ま
た、これらのＡＥ回路のうちＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７は図２
のＡＥセンサフォトダイオード領域１０３のフォトダイ
オードＳ１〜Ｓ７にそれぞれ対応し、ＡＥ回路Ｗ１〜Ｗ
４はフォトダイオードＷ１〜Ｗ４にそれぞれ対応し、Ａ
Ｅ回路Ｍ１〜Ｍ４はフォトダイオードＭ１〜Ｍ４にそれ
ぞれ対応し、ＡＥ回路ＴはフォトダイオードＴに対応し
ている。また、ＡＥ回路ブロック１０４はＩｓ（ダイオ
ード逆方向電流）補償回路１０４ａ、信号増幅回路１０
４ｂを含んでいる。
【００１９】アナログ回路ブロック１０５は図２に示す
ようにＡＥセンサフォトダイオード領域１０３の隣に配
置され、各々のＡＦセンサ回路１０２の蓄積時間を制御
するためのＡＧＣ回路１〜７、基準電位を発生するバン
ドギャップ回路（基準電位発生回路）１０５ａ、中間電
位を発生するための中間電位発生回路１０５ｂ、ＡＦリ
ニアセンサからの出力を増幅するための信号増幅回路１
０５ｃから構成されている。
ようにＡＥセンサフォトダイオード領域１０３の隣に配
置され、各々のＡＦセンサ回路１０２の蓄積時間を制御
するためのＡＧＣ回路１〜７、基準電位を発生するバン
ドギャップ回路（基準電位発生回路）１０５ａ、中間電
位を発生するための中間電位発生回路１０５ｂ、ＡＦリ
ニアセンサからの出力を増幅するための信号増幅回路１
０５ｃから構成されている。
【００２０】ディジタル回路ブロック１０６は図２に示
すようにアナログ回路ブロック１０５の隣に配置され、
マイコン（図示せず）との通信を行うための入出力通信
回路（Ｉ／Ｏ）、ＡＦ回路、ＡＥ回路、ＡＧＣ回路の駆
動パルスを発生するためのタイミングジェネレータ回路
（Ｔ／Ｇ）、各種アナログ信号を選択するためのマルチ
プレクサ回路（ＭＰＸ）で構成されている。各ＡＦ回
路、ＡＥ回路、ＡＧＣ回路は、詳しく後述するようにマ
イコンの制御に基づいてＴ／Ｇ回路からの制御信号によ
り動作、非動作が制御される。
すようにアナログ回路ブロック１０５の隣に配置され、
マイコン（図示せず）との通信を行うための入出力通信
回路（Ｉ／Ｏ）、ＡＦ回路、ＡＥ回路、ＡＧＣ回路の駆
動パルスを発生するためのタイミングジェネレータ回路
（Ｔ／Ｇ）、各種アナログ信号を選択するためのマルチ
プレクサ回路（ＭＰＸ）で構成されている。各ＡＦ回
路、ＡＥ回路、ＡＧＣ回路は、詳しく後述するようにマ
イコンの制御に基づいてＴ／Ｇ回路からの制御信号によ
り動作、非動作が制御される。
【００２１】図３は図１のＡＦセンサ回路１０２の具体
的な回路図を示す。同図において、１は光電変換を行う
ＰＮ接合フォトダイオード、２はＰＮ接合フォトダイオ
ードの電位をVRESにリセットするリセット用MOSトラン
ジスタ、３はＰＮ接合フォトダイオードで発生した電荷
を増幅するための差動増幅回路、４は差動増幅回路４の
出力電圧をメモリするためのMOS容量、５はメモリスイ
ッチ用MOSトランジスタ、６はMOS容量４に保持された電
荷の増幅読み出しを行うためのソースフォロワ回路であ
る。ここで、ソースフォロワ回路６の出力を差動増幅回
路３にフィードバックをかけることにより、出力電圧の
オフセットバラツキとゲイン低下を抑えることが可能と
なる。
的な回路図を示す。同図において、１は光電変換を行う
ＰＮ接合フォトダイオード、２はＰＮ接合フォトダイオ
ードの電位をVRESにリセットするリセット用MOSトラン
ジスタ、３はＰＮ接合フォトダイオードで発生した電荷
を増幅するための差動増幅回路、４は差動増幅回路４の
出力電圧をメモリするためのMOS容量、５はメモリスイ
ッチ用MOSトランジスタ、６はMOS容量４に保持された電
荷の増幅読み出しを行うためのソースフォロワ回路であ
る。ここで、ソースフォロワ回路６の出力を差動増幅回
路３にフィードバックをかけることにより、出力電圧の
オフセットバラツキとゲイン低下を抑えることが可能と
なる。
【００２２】７はクランプ容量、８はクランプ電位を入
力するためのMOSスイッチであり、６と７でクランプ回
路を構成している。９〜１２はスイッチ用MOSトランジ
スタ、１３は最小値検出用差動増幅器（最小値検出回
路）、１４は最大値検出用差動増幅器（最大値検出回
路）であり、それぞれの差動増幅器は電圧フォロワ回路
を構成している。１５は最小値出力用MOSスイッチ、１
６は最大値出力用MOSスイッチ、１７はORゲート、１
８、１９は定電流用MOSトランジスタ、２０は走査回路
である。最小値検出回路１４には最終段がNMOSのソース
フォロワ回路、最大値検出回路１５には最終段がPMOSの
ソースフォロワ回路が用いられている。２１は画素から
のＡＦ信号が出力される共通出力線である。
力するためのMOSスイッチであり、６と７でクランプ回
路を構成している。９〜１２はスイッチ用MOSトランジ
スタ、１３は最小値検出用差動増幅器（最小値検出回
路）、１４は最大値検出用差動増幅器（最大値検出回
路）であり、それぞれの差動増幅器は電圧フォロワ回路
を構成している。１５は最小値出力用MOSスイッチ、１
６は最大値出力用MOSスイッチ、１７はORゲート、１
８、１９は定電流用MOSトランジスタ、２０は走査回路
である。最小値検出回路１４には最終段がNMOSのソース
フォロワ回路、最大値検出回路１５には最終段がPMOSの
ソースフォロワ回路が用いられている。２１は画素から
のＡＦ信号が出力される共通出力線である。
【００２３】本回路構成において、最大値検出回路１４
と最小値検出回路１５の前段にフィードバック型のノイ
ズクランプ回路を設けることにより、フォトダイオード
で発生するリセットノイズと、センサアンプ、最大値検
出回路、最小値検出回路で発生するFPNの除去が可能と
なっている。
と最小値検出回路１５の前段にフィードバック型のノイ
ズクランプ回路を設けることにより、フォトダイオード
で発生するリセットノイズと、センサアンプ、最大値検
出回路、最小値検出回路で発生するFPNの除去が可能と
なっている。
【００２４】また、最終出力段にソースフォロワ形式で
ある電圧フォロワ回路が画素毎に設けられ、最大値出力
時には各電圧フォロワの出力段の定電流源をオフにし
て、定電流源に接続された出力線に共通接続することに
より、映像信号の最小値を得ることができる。また、Ａ
Ｆ像信号出力時には、各電圧フォロワの出力段の定電流
源をオンにして、各電圧フォロワ回路を順次出力線に接
続することにより、シリアルな映像信号を得ることがで
きる。この動作により、最大値検出回路とＡＦ像信号出
力回路が兼用となるため、チップの小型化が可能とな
る。
ある電圧フォロワ回路が画素毎に設けられ、最大値出力
時には各電圧フォロワの出力段の定電流源をオフにし
て、定電流源に接続された出力線に共通接続することに
より、映像信号の最小値を得ることができる。また、Ａ
Ｆ像信号出力時には、各電圧フォロワの出力段の定電流
源をオンにして、各電圧フォロワ回路を順次出力線に接
続することにより、シリアルな映像信号を得ることがで
きる。この動作により、最大値検出回路とＡＦ像信号出
力回路が兼用となるため、チップの小型化が可能とな
る。
【００２５】図４はＡＦセンサ回路における画素部の差
動増幅回路、ソースフォロワ回路、最大値検出回路の差
動増幅回路、最小値検出回路の差動増幅回路の具体的な
回路図を示す。図４（ａ）は画素部の差動増幅回路（図
３の差動増幅回路３に対応）、図４（ｂ）はソースフォ
ロワ回路６、図４（ｃ）は最小値検出回路１３、図４
（ｄ）は最大値検出回路１４の回路である。
動増幅回路、ソースフォロワ回路、最大値検出回路の差
動増幅回路、最小値検出回路の差動増幅回路の具体的な
回路図を示す。図４（ａ）は画素部の差動増幅回路（図
３の差動増幅回路３に対応）、図４（ｂ）はソースフォ
ロワ回路６、図４（ｃ）は最小値検出回路１３、図４
（ｄ）は最大値検出回路１４の回路である。
【００２６】また、図４（ａ）〜（ｄ）には各回路の具
体的な回路を示している。いずれの回路もＭＯＳトラン
ジスタが用いられ、図４（ａ）〜（ｄ）の各回路のうち
４１〜４６は定電流源となるMOSトランジスタである。
本実施形態では、ＡＦセンサ回路の動作時には、このMO
Sトランジスタを線形領域で動作させる信号をゲートに
印加することで定電流源として使用する。また、ＡＦ回
路の非動作時にはこのMOSトランジスタがカットオフす
る信号をゲートに印加することでバイアス電流をオフす
る。
体的な回路を示している。いずれの回路もＭＯＳトラン
ジスタが用いられ、図４（ａ）〜（ｄ）の各回路のうち
４１〜４６は定電流源となるMOSトランジスタである。
本実施形態では、ＡＦセンサ回路の動作時には、このMO
Sトランジスタを線形領域で動作させる信号をゲートに
印加することで定電流源として使用する。また、ＡＦ回
路の非動作時にはこのMOSトランジスタがカットオフす
る信号をゲートに印加することでバイアス電流をオフす
る。
【００２７】具体的には、このゲートに印加する制御信
号はマイコンからの通信によりＴ／Ｇ回路で生成され、
図１に示す制御信号AFON1〜AFON7と制御信号AF2ON1〜AF
2ON7がそれぞれ対応するＡＦ回路に供給される。ＡＦ回
路を動作状態とする場合は、前述のように定電流源を構
成するMOSトランジスタ４１〜４６のゲートにそれを線
形領域で動作させる制御信号（中間レベル信号）を印加
することで動作状態とする。
号はマイコンからの通信によりＴ／Ｇ回路で生成され、
図１に示す制御信号AFON1〜AFON7と制御信号AF2ON1〜AF
2ON7がそれぞれ対応するＡＦ回路に供給される。ＡＦ回
路を動作状態とする場合は、前述のように定電流源を構
成するMOSトランジスタ４１〜４６のゲートにそれを線
形領域で動作させる制御信号（中間レベル信号）を印加
することで動作状態とする。
【００２８】一方、ＡＦ回路を非動作とする場合には、
そのＭＯＳトランジスタ４１〜４６のゲートにそれをカ
ットオフする制御信号（AFON1〜7の場合はＶＤＤレベル
（電源レベル信号）、ＡＦ２ＯＮ１〜７の場合はＧＮＤ
レベル信号）を印加することで非動作状態とする。な
お、制御信号ＡＦ２ＯＮ１〜ＡＦ２ＯＮ７は図４（ａ）
〜（ｄ）のすべての回路に供給され、制御信号ＡＦ２Ｏ
Ｎ１〜ＡＦ２ＯＮ７は図４（ｃ）の回路だけに供給され
る。
そのＭＯＳトランジスタ４１〜４６のゲートにそれをカ
ットオフする制御信号（AFON1〜7の場合はＶＤＤレベル
（電源レベル信号）、ＡＦ２ＯＮ１〜７の場合はＧＮＤ
レベル信号）を印加することで非動作状態とする。な
お、制御信号ＡＦ２ＯＮ１〜ＡＦ２ＯＮ７は図４（ａ）
〜（ｄ）のすべての回路に供給され、制御信号ＡＦ２Ｏ
Ｎ１〜ＡＦ２ＯＮ７は図４（ｃ）の回路だけに供給され
る。
【００２９】図５は対数変換型ＡＥ回路（フォトダイオ
ードを含む）の具体例を示す。これは、図１のＡＥ回路
Ｓ１〜Ｓ７を含む全てのＡＥ回路に対応している。図中
５００はＰＮ接合フォトダイオード、５０１は対数圧縮
を行うための非線形素子であるＰＮ接合ダイオード、５
０２はCMOS構成の差動増幅回路である。また、図５には
差動増幅回路５０２の具体的な回路を併せて示してい
る。差動増幅回路５０２はMOSトランジスタを用いて構
成され、そのうち４７、４８は定電流源となるPMOSトラ
ンジスタである。
ードを含む）の具体例を示す。これは、図１のＡＥ回路
Ｓ１〜Ｓ７を含む全てのＡＥ回路に対応している。図中
５００はＰＮ接合フォトダイオード、５０１は対数圧縮
を行うための非線形素子であるＰＮ接合ダイオード、５
０２はCMOS構成の差動増幅回路である。また、図５には
差動増幅回路５０２の具体的な回路を併せて示してい
る。差動増幅回路５０２はMOSトランジスタを用いて構
成され、そのうち４７、４８は定電流源となるPMOSトラ
ンジスタである。
【００３０】このＭＯＳトランジスタ４７、４８を制御
することにより、ＡＥ回路の動作、非動作が制御され
る。具体的には、図１に示すようにマイコンの制御に基
づいてＴ／Ｇ回路から制御信号ＡＥＯＮ１〜７、ＡＥＯ
ＮＴ、ＡＥＯＮＷ、ＡＥＯＮＭがそれぞれ対応するＡＥ
回路に供給される。制御信号ＡＥＯＮ１〜７はＡＥ回路
Ｓ１〜Ｓ７にそれぞれ対応し、制御信号ＡＥＯＮＴはＡ
Ｅ回路Ｔに対応し、制御信号ＡＥＯＮＷは４つのＡＥ回
路Ｗ１〜Ｗ４に対応し、制御信号ＡＥＯＮＭは４つのＡ
Ｅ回路Ｍ１〜Ｍ４に対応している。
することにより、ＡＥ回路の動作、非動作が制御され
る。具体的には、図１に示すようにマイコンの制御に基
づいてＴ／Ｇ回路から制御信号ＡＥＯＮ１〜７、ＡＥＯ
ＮＴ、ＡＥＯＮＷ、ＡＥＯＮＭがそれぞれ対応するＡＥ
回路に供給される。制御信号ＡＥＯＮ１〜７はＡＥ回路
Ｓ１〜Ｓ７にそれぞれ対応し、制御信号ＡＥＯＮＴはＡ
Ｅ回路Ｔに対応し、制御信号ＡＥＯＮＷは４つのＡＥ回
路Ｗ１〜Ｗ４に対応し、制御信号ＡＥＯＮＭは４つのＡ
Ｅ回路Ｍ１〜Ｍ４に対応している。
【００３１】ここで、ＡＥ回路の非動作時には、MOSト
ランジスタ４７、４８のゲートにVDDレベル（電源レベ
ル）の制御信号を印加することでMOSトランジスタ４
７、４８をオフし、差動増幅回路５０２のバイアス電流
をオフすることでＡＥ回路を非動作とする。また、ＡＥ
回路の動作時には、MOSトランジスタ４７、４８を線形
領域で動作させる制御信号（中間レベル信号）をそのゲ
ートに印加することでＡＥ回路を動作状態とする。
ランジスタ４７、４８のゲートにVDDレベル（電源レベ
ル）の制御信号を印加することでMOSトランジスタ４
７、４８をオフし、差動増幅回路５０２のバイアス電流
をオフすることでＡＥ回路を非動作とする。また、ＡＥ
回路の動作時には、MOSトランジスタ４７、４８を線形
領域で動作させる制御信号（中間レベル信号）をそのゲ
ートに印加することでＡＥ回路を動作状態とする。
【００３２】図６（ａ）はＡＧＣ回路の具体的な回路図
を示す。図中６１は電圧バッファ回路、６２はコンパレ
ータ回路である。ＡＧＣ回路は図１に示すようにＡＦ回
路ブロック１０１のＡＦ回路１０２に対応して設けら
れ、水平リニアセンサＬ１ＡとＬ１Ｂの組〜Ｌ７ＡとＬ
７Ｂの組にそれぞれ対応してＡＧＣ回路１〜７が設けら
れている。
を示す。図中６１は電圧バッファ回路、６２はコンパレ
ータ回路である。ＡＧＣ回路は図１に示すようにＡＦ回
路ブロック１０１のＡＦ回路１０２に対応して設けら
れ、水平リニアセンサＬ１ＡとＬ１Ｂの組〜Ｌ７ＡとＬ
７Ｂの組にそれぞれ対応してＡＧＣ回路１〜７が設けら
れている。
【００３３】各ＡＧＣ回路では、それぞれ対応するＡＦ
回路からの最大値信号を電圧バッファ回路６１でインピ
ーダンス変換した後、コンパレータ回路６２で比較電圧
ＶＢＢとの比較を行う。そして、ＡＦ回路からの最大値
信号がＶＢＢを超えたところでコンパレータ回路６２の
出力が反転し、ＡＦ回路内のフォトダイオードの蓄積を
終了する。
回路からの最大値信号を電圧バッファ回路６１でインピ
ーダンス変換した後、コンパレータ回路６２で比較電圧
ＶＢＢとの比較を行う。そして、ＡＦ回路からの最大値
信号がＶＢＢを超えたところでコンパレータ回路６２の
出力が反転し、ＡＦ回路内のフォトダイオードの蓄積を
終了する。
【００３４】図６（ｂ）は電圧バッファ回路６１、図６
（ｃ）はコンパレータ回路６２の具体的な回路を示す。
６３、６４は電圧バッファ回路６１の定電流用ＭＯＳト
ランジスタ、６５はコンパレータ回路６２の定電流用Ｍ
ＯＳトランジスタである。ＡＧＣ回路はＴ／Ｇ回路から
の制御信号ＡＧＣＯＮ１〜ＡＧＣＯＮ７により動作、非
動作が制御され、図１に示すように制御信号ＡＧＣＯＮ
１〜ＡＧＣＯＮ７はＡＧＣ回路１〜７にそれぞれ対応し
ている。
（ｃ）はコンパレータ回路６２の具体的な回路を示す。
６３、６４は電圧バッファ回路６１の定電流用ＭＯＳト
ランジスタ、６５はコンパレータ回路６２の定電流用Ｍ
ＯＳトランジスタである。ＡＧＣ回路はＴ／Ｇ回路から
の制御信号ＡＧＣＯＮ１〜ＡＧＣＯＮ７により動作、非
動作が制御され、図１に示すように制御信号ＡＧＣＯＮ
１〜ＡＧＣＯＮ７はＡＧＣ回路１〜７にそれぞれ対応し
ている。
【００３５】ＡＧＣ回路の動作時には、定電流用MOSト
ランジスタ６３〜６５のゲートにＴ／Ｇ回路から中間レ
ベルの制御信号を印加することで定電流源として動作さ
せる。一方、ＡＧＣ回路の非動作時には、定電流用MOS
トランジスタ６３〜６５のゲートにＴ／Ｇ回路からＶＤ
Ｄレベル（電源レベル）の制御信号を印加することで電
流オフ状態とする。ＡＧＣ回路の動作、非動作はＡＦ回
路の動作、非動作に対応して制御され、動作するＡＦ回
路に対応するＡＧＣ回路のみを動作させて消費電流を低
減している。
ランジスタ６３〜６５のゲートにＴ／Ｇ回路から中間レ
ベルの制御信号を印加することで定電流源として動作さ
せる。一方、ＡＧＣ回路の非動作時には、定電流用MOS
トランジスタ６３〜６５のゲートにＴ／Ｇ回路からＶＤ
Ｄレベル（電源レベル）の制御信号を印加することで電
流オフ状態とする。ＡＧＣ回路の動作、非動作はＡＦ回
路の動作、非動作に対応して制御され、動作するＡＦ回
路に対応するＡＧＣ回路のみを動作させて消費電流を低
減している。
【００３６】以上のように、制御回路であるＴ／Ｇ回路
により、ＡＦ回路とＡＥ回路とを独立的にバイアス制御
する。また、制御回路であるＴ／Ｇ回路により、ＡＦ回
路、ＡＥ回路及びＡＧＣ回路を独立的にバイアス制御す
る。
により、ＡＦ回路とＡＥ回路とを独立的にバイアス制御
する。また、制御回路であるＴ／Ｇ回路により、ＡＦ回
路、ＡＥ回路及びＡＧＣ回路を独立的にバイアス制御す
る。
【００３７】次に、実際の撮影におけるズーム領域（広
角域、標準域、望遠域）と動作するＡＦセンサ回路とＡ
Ｅセンサ回路の関係について説明する。表１はズーム領
域と動作するＡＦセンサ回路との関係、表２はズーム領
域と動作するＡＥセンサ回路との関係を示す。また、図
７はズーム領域と動作するＡＦセンサ、ＡＥセンサとの
関係を示す。図７（１）は広角域撮影、図７（２）は標
準域撮影、図７（３）は望遠域撮影時に動作するセンサ
を示す。なお、表１、表２において○の回路がバイアス
オンとなる回路、図７において斜線で示すフォトダイオ
ード領域がバイアスオンとなる回路である。
角域、標準域、望遠域）と動作するＡＦセンサ回路とＡ
Ｅセンサ回路の関係について説明する。表１はズーム領
域と動作するＡＦセンサ回路との関係、表２はズーム領
域と動作するＡＥセンサ回路との関係を示す。また、図
７はズーム領域と動作するＡＦセンサ、ＡＥセンサとの
関係を示す。図７（１）は広角域撮影、図７（２）は標
準域撮影、図７（３）は望遠域撮影時に動作するセンサ
を示す。なお、表１、表２において○の回路がバイアス
オンとなる回路、図７において斜線で示すフォトダイオ
ード領域がバイアスオンとなる回路である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】まず、（１）の広角域撮影の場合、表２に
示すように全てのＡＥセンサ（Ｓ１〜Ｓ７、Ｗ１〜Ｗ
４、Ｍ１〜Ｍ４、Ｔの１６点）を動作させて測光を行
い、表１に示すように全てのＡＦセンサ（Ｌ１〜Ｌ７の
７点）を動作させて測距を行う。但し、ＡＦセンサＬ１
〜Ｌ７とは図１に示す水平リニアセンサＬ１ＡとＬ１Ｂ
〜水平リニアセンサＬ７ＡとＬ７Ｂの各組をいう。
示すように全てのＡＥセンサ（Ｓ１〜Ｓ７、Ｗ１〜Ｗ
４、Ｍ１〜Ｍ４、Ｔの１６点）を動作させて測光を行
い、表１に示すように全てのＡＦセンサ（Ｌ１〜Ｌ７の
７点）を動作させて測距を行う。但し、ＡＦセンサＬ１
〜Ｌ７とは図１に示す水平リニアセンサＬ１ＡとＬ１Ｂ
〜水平リニアセンサＬ７ＡとＬ７Ｂの各組をいう。
【００４１】（２）の標準域撮影の場合は、Ｓ２〜Ｓ
６、Ｍ１〜Ｍ４、ＴのＡＥセンサ（１０領域）とＬ２〜
Ｌ６のAFセンサ（５点）のみを動作させて測光と測距を
行う。その他のＡＦセンサとＡＥセンサは非動作状態と
する。なお、ＡＦセンサＬ２〜Ｌ６は図１に示す水平リ
ニアセンサＬ２ＡとＬ２Ｂ〜水平リニアセンサＬ６Ａと
Ｌ６Ｂの各組をいう。
６、Ｍ１〜Ｍ４、ＴのＡＥセンサ（１０領域）とＬ２〜
Ｌ６のAFセンサ（５点）のみを動作させて測光と測距を
行う。その他のＡＦセンサとＡＥセンサは非動作状態と
する。なお、ＡＦセンサＬ２〜Ｌ６は図１に示す水平リ
ニアセンサＬ２ＡとＬ２Ｂ〜水平リニアセンサＬ６Ａと
Ｌ６Ｂの各組をいう。
【００４２】（３）の望遠域撮影の場合は、Ｓ３〜Ｓ
５、ＴのＡＥセンサ（４領域）とＬ３〜Ｌ５のＡＦセン
サ（３点）のみを動作させて測光と測距を行う。その他
のＡＦセンサとＡＥセンサは非動作状態とする。また、
同様にＡＦセンサＬ３〜Ｌ５は図１に示す水平リニアセ
ンサＬ３ＡとＬ３Ｂ〜水平リニアセンサＬ５ＡとＬ５Ｂ
の各組をいう。これは、以下の実施形態でも同様であ
る。
５、ＴのＡＥセンサ（４領域）とＬ３〜Ｌ５のＡＦセン
サ（３点）のみを動作させて測光と測距を行う。その他
のＡＦセンサとＡＥセンサは非動作状態とする。また、
同様にＡＦセンサＬ３〜Ｌ５は図１に示す水平リニアセ
ンサＬ３ＡとＬ３Ｂ〜水平リニアセンサＬ５ＡとＬ５Ｂ
の各組をいう。これは、以下の実施形態でも同様であ
る。
【００４３】これらのズーム領域におけるＡＦセンサの
選択は、図４で説明したようにマイコンの制御に基づい
てＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。例えば、広角
域撮影の場合は、全てのＡＦセンサ回路に対し定電流源
を構成するMOSトランジスタを線形動作させる信号（中
間レベル信号）を印加することにより、すべてのＡＦ回
路を動作させて測距を行う。
選択は、図４で説明したようにマイコンの制御に基づい
てＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。例えば、広角
域撮影の場合は、全てのＡＦセンサ回路に対し定電流源
を構成するMOSトランジスタを線形動作させる信号（中
間レベル信号）を印加することにより、すべてのＡＦ回
路を動作させて測距を行う。
【００４４】また、ＡＥセンサの選択も図５で説明した
ようにＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。例えば、
広角域撮影の場合は、前述のように全てのＡＥ回路に対
し定電流源を構成するＭＯＳトランジスタを線形動作さ
せる制御信号（中間レベル信号）を印加することですべ
てのＡＥ回路を動作させて測光を行う。また、図６で説
明したようにＴ／Ｇ回路からの制御信号により、動作す
るＡＦ回路に対応するＡＧＣ回路のみ動作させ、非動作
のＡＦ回路に対応するＡＧＣ回路は非動作としてＡＧＣ
回路の選択を行う。広角域撮影の場合は、すべてのＡＦ
回路は動作するのですべてのＡＧＣ回路を動作させる。
ようにＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。例えば、
広角域撮影の場合は、前述のように全てのＡＥ回路に対
し定電流源を構成するＭＯＳトランジスタを線形動作さ
せる制御信号（中間レベル信号）を印加することですべ
てのＡＥ回路を動作させて測光を行う。また、図６で説
明したようにＴ／Ｇ回路からの制御信号により、動作す
るＡＦ回路に対応するＡＧＣ回路のみ動作させ、非動作
のＡＦ回路に対応するＡＧＣ回路は非動作としてＡＧＣ
回路の選択を行う。広角域撮影の場合は、すべてのＡＦ
回路は動作するのですべてのＡＧＣ回路を動作させる。
【００４５】このように本実施形態においては、複数あ
るＡＦ回路とＡＥ回路の中で必要となるＡＦ回路とＡＥ
回路のみ動作状態とし、その他のＡＦ回路とＡＥ回路は
定電流源をオフにして非動作状態にすることにより、大
幅に消費電流を低減することができる。また、消費電流
を低減できるためコンパクトカメラに搭載可能となり、
低消費電力のオートフォーカス用固体撮像装置を実現で
きる。なお、本発明はCMOSセンサのみならず、例えば、
CCD、BASIS、SIT、CMD、AMI等の場合にも応用可能であ
る。
るＡＦ回路とＡＥ回路の中で必要となるＡＦ回路とＡＥ
回路のみ動作状態とし、その他のＡＦ回路とＡＥ回路は
定電流源をオフにして非動作状態にすることにより、大
幅に消費電流を低減することができる。また、消費電流
を低減できるためコンパクトカメラに搭載可能となり、
低消費電力のオートフォーカス用固体撮像装置を実現で
きる。なお、本発明はCMOSセンサのみならず、例えば、
CCD、BASIS、SIT、CMD、AMI等の場合にも応用可能であ
る。
【００４６】（第２の実施形態）図８は本発明の測光測
距用固体撮像装置の第２の実施形態を示す図、図９はそ
の平面レイアウト図である。本実施形態では、ＡＥセン
サの分割数を第１の実施形態よりも少なくしている。即
ち、ＡＥセンサは全体測光用ＡＥ回路Ｗと７つのスポッ
ト測光用ＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７により構成されている。図
９に示すＡＥセンサフォトダイオード領域１０３におけ
るＷは全体測光用ＡＥ回路Ｗのフォトダイオードに対応
し、Ｓ１〜Ｓ７はスポット測光用ＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７の
フォトダイオードにそれぞれ対応している。その他の構
成は図１の第１の実施形態と同様である。
距用固体撮像装置の第２の実施形態を示す図、図９はそ
の平面レイアウト図である。本実施形態では、ＡＥセン
サの分割数を第１の実施形態よりも少なくしている。即
ち、ＡＥセンサは全体測光用ＡＥ回路Ｗと７つのスポッ
ト測光用ＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７により構成されている。図
９に示すＡＥセンサフォトダイオード領域１０３におけ
るＷは全体測光用ＡＥ回路Ｗのフォトダイオードに対応
し、Ｓ１〜Ｓ７はスポット測光用ＡＥ回路Ｓ１〜Ｓ７の
フォトダイオードにそれぞれ対応している。その他の構
成は図１の第１の実施形態と同様である。
【００４７】表３は第２の実施形態における撮影レンズ
のズーム領域（広角域、標準域、望遠域）と動作するＡ
ＦセンサとＡＥセンサとの関係を示す。
のズーム領域（広角域、標準域、望遠域）と動作するＡ
ＦセンサとＡＥセンサとの関係を示す。
【００４８】
【表３】
【００４９】まず、広角域撮影では全てのＡＥセンサ
（８領域）とＡＦセンサ（７点）を動作させて測光と測
距を行う。標準域撮影ではＳ２〜Ｓ６、ＷのＡＥセンサ
（６領域）とＬ２〜Ｌ６のＡＦセンサ（５点）のみを動
作させて測光と測距を行う。望遠域撮影ではＳ３〜Ｓ
５、ＷのＡＥセンサ（４領域）とＬ３〜Ｌ５のＡＦセン
サ（３点）のみを動作させて測光と測距を行う。ＡＦセ
ンサ、ＡＥセンサの動作、非動作の選択は第１の実施形
態と同様にＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。ま
た、第１の実施形態と同様にＡＦセンサ回路の動作、非
動作に対応してＡＧＣ回路の選択動作を行う。
（８領域）とＡＦセンサ（７点）を動作させて測光と測
距を行う。標準域撮影ではＳ２〜Ｓ６、ＷのＡＥセンサ
（６領域）とＬ２〜Ｌ６のＡＦセンサ（５点）のみを動
作させて測光と測距を行う。望遠域撮影ではＳ３〜Ｓ
５、ＷのＡＥセンサ（４領域）とＬ３〜Ｌ５のＡＦセン
サ（３点）のみを動作させて測光と測距を行う。ＡＦセ
ンサ、ＡＥセンサの動作、非動作の選択は第１の実施形
態と同様にＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。ま
た、第１の実施形態と同様にＡＦセンサ回路の動作、非
動作に対応してＡＧＣ回路の選択動作を行う。
【００５０】このように本実施形態では、第１の実施形
態と同様に複数あるＡＦ回路とＡＥ回路の中で必要とな
るＡＦ回路とＡＥ回路のみ動作状態とし、その他のＡＦ
回路とＡＥ回路の定電流源をオフにして非動作状態にす
ることで、大幅に消費電流を低減することができる。ま
た、ＡＥセンサの数が少ない分、構成を簡単化できると
共に、更に消費電力を低減することができる。
態と同様に複数あるＡＦ回路とＡＥ回路の中で必要とな
るＡＦ回路とＡＥ回路のみ動作状態とし、その他のＡＦ
回路とＡＥ回路の定電流源をオフにして非動作状態にす
ることで、大幅に消費電流を低減することができる。ま
た、ＡＥセンサの数が少ない分、構成を簡単化できると
共に、更に消費電力を低減することができる。
【００５１】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の
実施形態に比べて撮影レンズのズーム領域（広角域、標
準域、望遠域）に対し、動作するＡＦセンサとＡＥセン
サが異なっている。装置の構成は第１の実施形態と同じ
である。表４はズーム領域と動作するＡＦセンサの関
係、表５はズーム領域と動作するＡＥセンサの関係を示
す。
実施形態について説明する。第３の実施形態は、第１の
実施形態に比べて撮影レンズのズーム領域（広角域、標
準域、望遠域）に対し、動作するＡＦセンサとＡＥセン
サが異なっている。装置の構成は第１の実施形態と同じ
である。表４はズーム領域と動作するＡＦセンサの関
係、表５はズーム領域と動作するＡＥセンサの関係を示
す。
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】まず、広角領域の場合、Ｌ１、Ｌ４、Ｌ７
のＡＦセンサが用いられ、Ｓ１、Ｓ４、Ｓ７及びＷ１〜
Ｗ４、Ｍ１〜Ｍ４、ＴのＡＥセンサが用いられる。標準
領域ではＬ２、Ｌ４、Ｌ６のＡＦセンサが用いられ、Ｓ
２、Ｓ４、Ｓ６、Ｍ１〜Ｍ４、ＴのＡＥセンサが用いら
れる。望遠領域ではＬ３〜Ｌ５のＡＦセンサが用いら
れ、Ｓ３〜Ｓ５、ＴのＡＥセンサが用いられる。ＡＦセ
ンサ、ＡＥセンサの動作、非動作の選択は第１の実施形
態と同様にＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。ま
た、第１の実施形態と同様にＡＦセンサ回路の動作、非
動作に対応してＡＧＣ回路の選択動作を行う。
のＡＦセンサが用いられ、Ｓ１、Ｓ４、Ｓ７及びＷ１〜
Ｗ４、Ｍ１〜Ｍ４、ＴのＡＥセンサが用いられる。標準
領域ではＬ２、Ｌ４、Ｌ６のＡＦセンサが用いられ、Ｓ
２、Ｓ４、Ｓ６、Ｍ１〜Ｍ４、ＴのＡＥセンサが用いら
れる。望遠領域ではＬ３〜Ｌ５のＡＦセンサが用いら
れ、Ｓ３〜Ｓ５、ＴのＡＥセンサが用いられる。ＡＦセ
ンサ、ＡＥセンサの動作、非動作の選択は第１の実施形
態と同様にＴ／Ｇ回路からの制御信号により行う。ま
た、第１の実施形態と同様にＡＦセンサ回路の動作、非
動作に対応してＡＧＣ回路の選択動作を行う。
【００５５】本実施形態では、７ブロックあるＡＦセン
サ回路の内の３ブロックだけ用いることで、常に３点測
距を行うことを特徴とする。それにより、広角撮影時の
測距点数は減るが、消費電流は第１の実施形態よりも低
減できる。また、ＡＥセンサにおいても全て使用するの
ではなく、一部を使用しないことにより消費電流を低減
できる。従って、測距点数を余り必要としない普及機ク
ラスのコンパクトカメラに本実施形態を使用することに
より、電池寿命の長いコンパクトカメラを実現すること
ができる。
サ回路の内の３ブロックだけ用いることで、常に３点測
距を行うことを特徴とする。それにより、広角撮影時の
測距点数は減るが、消費電流は第１の実施形態よりも低
減できる。また、ＡＥセンサにおいても全て使用するの
ではなく、一部を使用しないことにより消費電流を低減
できる。従って、測距点数を余り必要としない普及機ク
ラスのコンパクトカメラに本実施形態を使用することに
より、電池寿命の長いコンパクトカメラを実現すること
ができる。
【００５６】上記の第１〜第３の実施形態において、非
動作状態では、完全に電流をカットするもののほか、非
動作状態では、動作状態よりも少ない量の電流を供給す
る構成であってもよい。
動作状態では、完全に電流をカットするもののほか、非
動作状態では、動作状態よりも少ない量の電流を供給す
る構成であってもよい。
【００５７】（第４の実施形態）次に、第１〜第３の実
施形態で説明した測光回路ブロック、測距回路ブロック
を有する固体撮像装置を用いた撮像装置について説明す
る。図１０は第４の実施形態を説明するための固体撮像
素子をレンズシャッタディジタルコンパクトカメラ（撮
像装置）に用いた場合の一実施形態を示すブロック図で
ある。同図において、２０１はレンズのプロテクトとメ
インスイッチを兼ねるバリア、２０２は被写体の光学像
を固体撮像素子２０４に結像するレンズ、２０３はレン
ズ２０２を通った光量を可変するための絞り、２０４は
レンズ２０２で結像された被写体を画像信号として取り
込むための固体撮像素子である。
施形態で説明した測光回路ブロック、測距回路ブロック
を有する固体撮像装置を用いた撮像装置について説明す
る。図１０は第４の実施形態を説明するための固体撮像
素子をレンズシャッタディジタルコンパクトカメラ（撮
像装置）に用いた場合の一実施形態を示すブロック図で
ある。同図において、２０１はレンズのプロテクトとメ
インスイッチを兼ねるバリア、２０２は被写体の光学像
を固体撮像素子２０４に結像するレンズ、２０３はレン
ズ２０２を通った光量を可変するための絞り、２０４は
レンズ２０２で結像された被写体を画像信号として取り
込むための固体撮像素子である。
【００５８】また、２０５は第１〜第３の実施形態で説
明した測光測距用固体撮像装置である。ここでは、例え
ば、図１の実施形態ものを用いるものとする。２０６は
固体撮像素子２０４や固体撮像装置２０５から出力され
る画像信号、測光信号、測距信号をアナログ−ディジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換器、２０８はＡ／Ｄ変換器２０７
より出力された画像データに各種の補正やデータを圧縮
する信号処理部、２０９は固体撮像素子２０４、撮像信
号処理回路２０６、Ａ／Ｄ変換器２０７、信号処理部２
０８等に各種タイミング信号を出力するタイミング発生
部、２１０は各種演算とカメラ全体を制御する全体制御
・演算部、２１１は画像データを一時的に記憶するため
のメモリ部である。
明した測光測距用固体撮像装置である。ここでは、例え
ば、図１の実施形態ものを用いるものとする。２０６は
固体撮像素子２０４や固体撮像装置２０５から出力され
る画像信号、測光信号、測距信号をアナログ−ディジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換器、２０８はＡ／Ｄ変換器２０７
より出力された画像データに各種の補正やデータを圧縮
する信号処理部、２０９は固体撮像素子２０４、撮像信
号処理回路２０６、Ａ／Ｄ変換器２０７、信号処理部２
０８等に各種タイミング信号を出力するタイミング発生
部、２１０は各種演算とカメラ全体を制御する全体制御
・演算部、２１１は画像データを一時的に記憶するため
のメモリ部である。
【００５９】更に、２１２は記録媒体に記録または読み
出しを行うためのインターフェース部、２１３は画像デ
ータの記録または読み出しを行うための半導体メモリ等
の着脱可能な記録媒体、２１４は外部コンピュータ等と
通信するためのインターフェース部である。
出しを行うためのインターフェース部、２１３は画像デ
ータの記録または読み出しを行うための半導体メモリ等
の着脱可能な記録媒体、２１４は外部コンピュータ等と
通信するためのインターフェース部である。
【００６０】次に、このようなレンズシャッタディジタ
ルコンパクトカメラの撮影時の動作について説明する。
バリア２０１がオープンされるとメイン電源がオンさ
れ、次にコントロール系の電源がオンし、更にＡ／Ｄ変
換器２０７等の撮像系回路の電源がオンされる。
ルコンパクトカメラの撮影時の動作について説明する。
バリア２０１がオープンされるとメイン電源がオンさ
れ、次にコントロール系の電源がオンし、更にＡ／Ｄ変
換器２０７等の撮像系回路の電源がオンされる。
【００６１】固体撮像装置２０５のＡＦ回路ブロックか
ら出力された信号をもとに三角測距法により被写体まで
の距離の演算を全体制御・演算部２１０で行う。その
後、レンズ２０２の繰り出し量を算出し、レンズ２０２
を所定の位置まで駆動して合焦させる。
ら出力された信号をもとに三角測距法により被写体まで
の距離の演算を全体制御・演算部２１０で行う。その
後、レンズ２０２の繰り出し量を算出し、レンズ２０２
を所定の位置まで駆動して合焦させる。
【００６２】次いで、露光量を制御するために、固体撮
像装置２０５のＡＥセンサから出力された信号をＡ／Ｄ
変換器２０７で変換した後、信号処理部２０８に入力
し、そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部２
１０で行う。この測光を行った結果により明るさを判断
し、その結果に応じて全体制御・演算部２１０は絞り２
０３とシャッタスピードを調節する。
像装置２０５のＡＥセンサから出力された信号をＡ／Ｄ
変換器２０７で変換した後、信号処理部２０８に入力
し、そのデータを基に露出の演算を全体制御・演算部２
１０で行う。この測光を行った結果により明るさを判断
し、その結果に応じて全体制御・演算部２１０は絞り２
０３とシャッタスピードを調節する。
【００６３】その後、露光条件が整った後に固体撮像素
子２０４での本露光が始まる。露光が終了すると、固体
撮像素子２０４から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器
２０７でＡ−Ｄ変換され、信号処理部２０８を通り全体
制御・演算部２１０によりメモリ部２１１に書き込まれ
る。その後、メモリ部２１１に蓄積されたデータは全体
制御・演算部２１０の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部
２１２を通り着脱可能な記録媒体２１３に記録される。
また、外部Ｉ／Ｆ部２１４を通り直接コンピュータ等に
入力してもよい。なお、本発明の測光測距用固体撮像装
置はディジタルコンパクトカメラだけでなく、銀塩カメ
ラ等にも使用できる。また、一眼レフカメラに用いても
同様の効果が得られる。
子２０４での本露光が始まる。露光が終了すると、固体
撮像素子２０４から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器
２０７でＡ−Ｄ変換され、信号処理部２０８を通り全体
制御・演算部２１０によりメモリ部２１１に書き込まれ
る。その後、メモリ部２１１に蓄積されたデータは全体
制御・演算部２１０の制御により記録媒体制御Ｉ／Ｆ部
２１２を通り着脱可能な記録媒体２１３に記録される。
また、外部Ｉ／Ｆ部２１４を通り直接コンピュータ等に
入力してもよい。なお、本発明の測光測距用固体撮像装
置はディジタルコンパクトカメラだけでなく、銀塩カメ
ラ等にも使用できる。また、一眼レフカメラに用いても
同様の効果が得られる。
【００６４】以上説明したように、複数の測光回路と複
数測距回路のうち必要とする測光回路と測距回路のみを
動作させて、必要としない測光回路と測距回路は非動作
とすることにより、消費電流を大幅に低減でき、低消費
電力の測光測距用固体撮像装置を実現することができ
る。また、測距回路の動作、非動作に応じて蓄積時間制
御回路の動作、非動作を制御することにより、更に消費
電流を低減することができる。
数測距回路のうち必要とする測光回路と測距回路のみを
動作させて、必要としない測光回路と測距回路は非動作
とすることにより、消費電流を大幅に低減でき、低消費
電力の測光測距用固体撮像装置を実現することができ
る。また、測距回路の動作、非動作に応じて蓄積時間制
御回路の動作、非動作を制御することにより、更に消費
電流を低減することができる。
【００６５】従って、上記で説明した測光測距用固体撮
像装置はコンパクトカメラに好適に用いることができ、
多点測距が可能なオートフォーカスコンパクトカメラを
実現することができる。また、従来よりも電池寿命が長
い使い勝手の良いオートフォーカスコンパクトカメラを
実現することができる。
像装置はコンパクトカメラに好適に用いることができ、
多点測距が可能なオートフォーカスコンパクトカメラを
実現することができる。また、従来よりも電池寿命が長
い使い勝手の良いオートフォーカスコンパクトカメラを
実現することができる。
【００６６】
【発明の効果】本発明によれば、消費電力の低減を可能
とする。
とする。
【図１】本発明による測光測距用固体撮像装置の第１の
実施形態の構成を示すブロック図である。
実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態の平面レイアウト図であ
る。
る。
【図３】第１の実施形態のＡＦセンサ回路を示す回路図
である。
である。
【図４】第1の実施形態のＡＦセンサ回路の動作、非動
作を説明する図である。
作を説明する図である。
【図５】第１の実施形態のＡＥ回路を示す回路図であ
る。
る。
【図６】第１の実施形態のＡＧＣ回路を示す図である。
【図７】第１の実施形態の撮影時のズーム領域と動作す
るＡＥ回路とＡＦ回路の関係を説明する図である。
るＡＥ回路とＡＦ回路の関係を説明する図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図９】本発明の第２の実施形態の平面レイアウト図で
ある。
ある。
【図１０】本発明の測光測距用固体撮像装置を用いた撮
像装置の一実施形態を示すブロック図である。
像装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図１１】従来例の多点測距用オートフォーカスセンサ
を示す図である。
を示す図である。
1 PN接合フォトダイオード
2 リセットMOSトランジスタ
3 CMOS差動増幅回路
4 MOS容量
5 メモリスイッチ用MOSトランジスタ
6 ソースフォロワ回路
7 クランプ容量
8 クランプMOSスイッチ
９〜１２ MOSスイッチ
１３ 最小値検出用差動増幅器
１４ 最大値検出用差動増幅器
１５、１６ MOSスイッチ
１７ OR回路
１８、１９ 定電流MOSトランジスタ
２０ 走査回路
２１ 共通出力線
４１〜４８ 定電流源用MOSトランジスタ
６１ 電圧バッファ回路
６２ コンパレータ回路
６３〜６５ 定電流用MOSトランジスタ
１００ 半導体チップ
１０１ AF回路ブロック
１０２ AEリニアセンサ回路
１０３ AEセンサフォトダイオード領域
１０４ AE回路ブロック
１０５ アナログ回路ブロック
１０６ ディジタル回路ブロック
２０２ レンズ
２０３ 絞り
２０４ 固体撮像素子
２０５ 測光測距用固体撮像装置
２０７ A/D変換器
２０８ 信号処理回路
２１０ 全体制御・演算部
２１１ メモリ部
２１３ 記録媒体
５００ PN接合フォトダイオード
５０１ PN接合ダイオード
５０２ CMOS差動増幅回路
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H002 DB04 DB05 DB14 HA06 JA03
ZA03
2H011 AA01 AA03 BA05 BB02 BB04
BB05 CA01
2H051 AA00 AA01 BB07 CB20 CB24
CB25 CB27 CE06 DA03 DA07
EB01 EB13 GB08 GB15
4M118 AA04 AB03 BA06 BA14 CA02
DD20
Claims (16)
- 【請求項１】 測距を行うために用いられる測距回路
と、測光を行うために用いられる測光回路とを有する測
光測距用固体撮像装置において、前記測距回路と前記測
光回路とを独立的にバイアス制御する制御回路を有する
ことを特徴とする測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項２】 測距を行うために用いられる測距回路
と、測光を行うために用いられる測光回路とが同一半導
体基板上に設けられた測光測距用固体撮像装置におい
て、前記測距回路と前記測光回路とを独立的にバイアス
制御する制御回路を有することを特徴とする測光測距用
固体撮像装置。 - 【請求項３】 前記測距回路と前記測光回路は、各々電
流を遮断する回路を含み、前記制御回路は、前記電流遮
断回路を制御することを特徴とする請求項１、２に記載
の測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項４】 前記制御回路は、撮影レンズのズーム領
域に応じて使用する測距回路と測光回路のみを動作させ
ることを特徴とする請求項１〜３に記載の測光測距用固
体撮像装置。 - 【請求項５】 前記測距回路と前記測光回路はそれぞれ
定電流回路を有し、前記制御回路は定電流回路のバイア
ス電流をオン、オフすることにより前記測距回路と測光
回路の動作、非動作を制御することを特徴とする請求項
１〜４に記載の測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項６】 前記定電流回路は、MOSトランジスタに
よる回路によって構成され、動作時にはMOSトランジス
タが線形領域で動作する電圧をゲートに印加して定電流
源とし、非動作時にはMOSトランジスタがカットオフす
る電圧をゲートに印加して電流をオフすることを特徴と
する請求項５に記載の測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項７】 前記定電流回路の動作と非動作を選択す
るための制御信号を生成するロジック回路を有すること
を特徴とする請求項５、６に記載の測光測距用固体撮像
装置。 - 【請求項８】 測距を行うために用いられる測距回路
と、前記測距回路の蓄積時間を制御する蓄積時間制御回
路と、測光を行うために用いられる測光回路とを有する
測光測距用固体撮像装置において、前記測距回路、前記
蓄積時間制御回路、前記測光回路を独立的にバイアス制
御する制御回路を有することを特徴とする測光測距用固
体撮像装置。 - 【請求項９】 測距を行うために用いられる測距回路
と、前記測距回路の蓄積時間を制御する蓄積時間制御回
路と、測光を行うために用いられる測光回路とが同一半
導体基板上に設けられた測光測距用固体撮像装置におい
て、前記測距回路、前記蓄積時間制御回路、前記測光回
路を独立的にバイアス制御する制御回路を有することを
特徴とする測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項１０】 前記測距回路、前記蓄積時間制御回路
及び前記測光回路は、各々電流を遮断する回路を含み、
前記制御回路は、前記電流遮断回路を制御することを特
徴とする請求項８、９に記載の測光測距用固体撮像装
置。 - 【請求項１１】 前記制御回路は、撮影レンズのズーム
領域に応じて使用する測距回路、蓄積時間制御回路、測
光回路のみを動作させることを特徴とする請求項８、９
に記載の測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項１２】 前記測距回路、前記蓄積時間制御回
路、前記測光回路は、それぞれ定電流回路を有し、前記
制御回路は、前記定電流回路のバイアス電流をオン、オ
フすることにより前記測距回路、蓄積時間制御回路、測
光回路の動作、非動作を制御することを特徴とする請求
項８〜１１に記載の測光測距用固体撮像措置。 - 【請求項１３】 前記定電流回路は、MOSトランジスタ
による回路によって構成され、動作時にはMOSトランジ
スタが線形領域で動作する電圧をゲートに印加して定電
流源とし、非動作時にはMOSトランジスタがカットオフ
する電圧をゲートに印加して電流をオフすることを特徴
とする請求項１２に記載の測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項１４】 前記定電流回路の動作と非動作を選択
するための制御パルスを生成するロジック回路を有する
ことを特徴とする請求項１２、１３に記載の測光測距用
固体撮像装置。 - 【請求項１５】 前記測光測距用固体撮像装置は、CMOS
プロセスで作製されていることを特徴とする請求項１〜
１４に記載の測光測距用固体撮像装置。 - 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載
の測光測距用固体撮像装置と、被写体像を検出する検出
領域と、前記検出領域へ光を結像するレンズと、前記測
光測距用固体撮像装置からの信号に基づき測距制御及び
測光制御を行う信号処理回路とを、有することを特徴と
する撮像装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023786A JP2003222791A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置 |
| US10/347,875 US7221400B2 (en) | 2002-01-31 | 2003-01-22 | Sensor device for automatic exposure and automatic focus |
| CNB031020992A CN1242301C (zh) | 2002-01-31 | 2003-01-29 | 图像摄取装置 |
| US11/625,529 US7355647B2 (en) | 2002-01-31 | 2007-01-22 | Image pickup apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023786A JP2003222791A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003222791A true JP2003222791A (ja) | 2003-08-08 |
| JP2003222791A5 JP2003222791A5 (ja) | 2004-10-28 |
Family
ID=27654469
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002023786A Pending JP2003222791A (ja) | 2002-01-31 | 2002-01-31 | 測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US7221400B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003222791A (ja) |
| CN (1) | CN1242301C (ja) |
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| JP2007057677A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Canon Inc | 焦点検出用固体撮像装置、及び同固体撮像装置を用いたカメラ |
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| JP2003222791A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Canon Inc | 測光測距用固体撮像装置及びそれを用いた撮像装置 |
| JP2004112422A (ja) * | 2002-09-19 | 2004-04-08 | Canon Inc | 撮像装置 |
| JP4348118B2 (ja) * | 2003-06-04 | 2009-10-21 | 富士フイルム株式会社 | 固体撮像素子及び撮影装置 |
| KR101022476B1 (ko) * | 2004-08-06 | 2011-03-15 | 삼성전자주식회사 | 디지털 촬영 장치에서의 자동 포커싱 방법, 및 이 방법을채용한 디지털 촬영 장치 |
| JP2007295335A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Opt Kk | カメラ装置および画像記録再生方法 |
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| JP5780756B2 (ja) | 2010-12-24 | 2015-09-16 | キヤノン株式会社 | 焦点調節装置及び方法 |
| JP2013221906A (ja) * | 2012-04-19 | 2013-10-28 | Seiko Epson Corp | センサーデバイス及び電子機器 |
| WO2014006435A1 (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-09 | Sony Mobile Communications Ab | Controlling direction of light associated with a flash device |
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| JPH05158107A (ja) * | 1991-12-10 | 1993-06-25 | Fuji Film Micro Device Kk | 撮像装置用自動測光装置 |
| US5302997A (en) * | 1992-12-28 | 1994-04-12 | Eastman Kodak Company | Composite photometric and range finding element array |
| JP3292780B2 (ja) | 1994-05-31 | 2002-06-17 | 京セラ株式会社 | パッシブａｆ測距システムにおけるパララックス補正機構 |
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| JPH08313796A (ja) | 1995-05-19 | 1996-11-29 | Olympus Optical Co Ltd | 測光及び測距装置 |
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-
2002
- 2002-01-31 JP JP2002023786A patent/JP2003222791A/ja active Pending
-
2003
- 2003-01-22 US US10/347,875 patent/US7221400B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-29 CN CNB031020992A patent/CN1242301C/zh not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-22 US US11/625,529 patent/US7355647B2/en not_active Expired - Fee Related
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