JP2696676B2 - Image sensor output device - Google Patents

Image sensor output device

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JP2696676B2
JP2696676B2 JP6336760A JP33676094A JP2696676B2 JP 2696676 B2 JP2696676 B2 JP 2696676B2 JP 6336760 A JP6336760 A JP 6336760A JP 33676094 A JP33676094 A JP 33676094A JP 2696676 B2 JP2696676 B2 JP 2696676B2
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貞雄 村松
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、写真撮影用カメラの
焦点検出装置などとして利用するところのイメ−ジセン
サ−の出力装置に関する。 【0002】 【従来の技術】オ−トフォ−カス機能を有する最近のカ
メラは被写体光をイメ−ジセンサ−に入射させ、このビ
デオ信号(撮像信号)から合焦検出を行なうようになっ
ている。 【0003】イメ−ジセンサ−としてはCCD素子を使
用したものが多く、一般には、イメ−ジセンサ−の受光
面に設けた基準領域と参照領域とに被写体像を結像さ
せ、基準領域の像に対して参照領域の像を一致させるこ
とにより合焦点を検出する、いわゆる位相差検出方式、
また、合焦時にはイメ−ジセンサ−に結像された被写体
像のコントラストが最大になることを利用した、いわゆ
るコントラスト検出方式が採用されている。 【0004】図12は従来例として示したイメ−ジセン
サ−のブロック図を示している。イメ−ジセンサ−は公
知のCCD素子であり、基準領域と参照領域とを有する
センサ−アレイ11、リセットゲ−ト12、シフトゲ−
ト13、CCDシフトししレジスタ14によって構成さ
れ、また、イメ−ジセンサ−は接近させて設けたモニタ
用センサ−15によるモニタ電圧Vmにより図14に示
した如く電荷蓄積時間が定められる。 【0005】すなわち、モニタ電圧Vmは図13に示す
如く、センサ−アレイ11と共にリセットパルスφrを
入力してアンプ16より出力し、このモニタ電圧Vmが
予め定められた設定電圧Vtに達するまでの間にセンサ
−アレイ11が電荷を蓄積する。 【0006】このように蓄積した電荷量はシフトパルス
φsの入力によりCCDシフトレジスタ14に移された
後、転送パルスφ1、φ2にしたがいこのシフトレジスタ
14から順次送り出されてプリアンプ17よりビデオ信
号電圧Vosが出力する。 【0007】このビデオ信号電圧Vosはアンプ18よ
り出力する補償電圧Vcsと比較し、その差電圧をA/
D変換器によってデジタル変換して信号処理回路に送り
測距演算を行なう構成となっている。 【0008】 【発明が解決しようとする課題】上記した従来例のよう
な場合、モニタ用センサ−15がセンサ−アレイ11上
の基準領域における平均的な輝度分布をモニタするた
め、センサ−アレイ11にコントラスト比の高い像が投
影されたとき、また、画素の一部分に強い光が当つてい
るときなどには、図15に示す電荷量曲線Aより分かる
通り、一部分の画素が飽和してしまい正確なビデオ信号
電圧Vosが得られず、測距演算結果に誤差が現われ
る。 【0009】この飽和を避けるために、モニタ電圧Vm
の設定電圧Vtを低いレベルに定めることが考えられる
が、このようにすると、コントラスト比の低い被写体の
検出の場合に電荷蓄積量が少なくなり、ビデオ信号電圧
VosのS/N比が悪くなると共に、飽和領域から充分
余裕をもったレベルで電荷蓄積量を制限することとな
り、イメ−ジセンサ−の能力を効果的に利用せず、S/
N比の低い状態で使用することになって好ましくない。 【0010】また、上記した従来例の場合、モニタ用セ
ンサ−15がイメ−ジセンサ−と同一の被写体或いは被
写体部所の光を受けないため、被写体によっては意図し
た電荷蓄積量のコントロ−ルができないことがある。 【0011】一方、センサ−アレイ11に投影される被
写体像のコントラスト比が小さい場合には、ビデオ信号
電圧Vosの信号変化成分−(Vmax−Vmin)が
ビデオ信号電圧Vosと補償電圧Vcsとの差電圧−
(Vos−Vcs)の平均電圧に比べて遥かに小さいた
め、高分解能のA/D変換器が必要となる。 【0012】また、図14より分かる通り、平均出力信
号に相当するモニタ電圧Vmがリセットパルスφrの入
力された後より一定の設定電圧Vtに達するまでの時間
をイメ−ジセンサ−の電荷蓄積時間としているので、上
記した差電圧−(Vos−Vcs)の平均電圧が一定な
ものとなり、このような電圧を増幅してA/D変換器に
入力することになる。 【0013】また、被写体の明るさが暗くモニタ電圧V
mが規定時間内に設定電圧Vtに達しないような特殊な
場合には、モニタ電圧Vmのレベルに応じて上記した差
電圧−(Vos−Vcs)を増幅していた。 【0014】このような場合にも、上記差電圧−(Vo
s−Vcs)の平均電圧に応じた増幅度となるため、明
暗差の少ない被写体の場合には有効にA/D変換するこ
とができない。 【0015】また、従来のイメ−ジセンサ−では平均的
に暗い被写体に対して合焦検出を行なう場合、充分なコ
ントラスト比がある場合でも長い電荷蓄積時間を要する
と言う問題があった。 【0016】そこでこの発明は上記したような諸問題を
解決すること、部品点数を可能なる限り少なくして構成
の簡単化を図ることを目的としたイメ−ジセンサ−の出
力装置を提案することを目的とする。 【0017】 【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、第1の発明として、入射した光を予めモ
ニタし、モニタ信号にしたがう出力条件の下にイメージ
信号を出力させるイメージセンサーの出力装置におい
て、CCD素子等からなる一つのセンサー手段と、この
センサー手段に入射した光の最も強い部分光と最も弱い
部分光とを検出し、最大光検出信号と最小光検出信号と
の差信号をモニタ信号として出力するモニタ手段とを備
えて構成したことを特徴とするイメージセンサーの出力
装置を提案する。第2の発明として、入射した光を予め
モニタし、モニタ信号にしたがう出力条件の下にイメー
ジ信号を出力させるイメージセンサーの出力装置におい
て、CCD素子等からなる一つのセンサー手段と、この
センサー手段に入射した光の最も強い部分光と最も弱い
部分光とを検出する検出手段と、この検出手段が出力す
る最大光検出信号と最小光検出信号とを入力し、これら
検出信号の差信号をモニタ信号として出力する差動増幅
手段と、上記したモニタ信号にしたがって上記差動増幅
手段の増輻度を設定し、上記検出手段の最大光検出信号
と最小光検出信号とをホールドし、センサー手段の電荷
蓄積を停止させる出力条件の設定手段と、センサー手段
の電荷蓄積が停止した後にモニタ信号の出力動作からイ
メージ信号の出力動作に切換える切換手段とを備え、切
換手段の切換えによりセンサー手段から取り出したセン
サー信号と上記検出手段が出力する最小光検出信号とを
上記の差動増幅手段に入力させ、この差動増幅手段がこ
れら入力信号の差信号をイメージ信号として出力する構
成としたことを特徴とするイメージセンサーの出力装置
を提案する。 【0018】 【作用】第1の発明の出力装置は、モニタ手段が、セン
サー手段に入射した光の最も強い部分光と最も弱い部分
光を検出し、最大光検出信号と最小光検出信号との差信
号をモニタ信号として出力する。 【0019】第2の発明の出力装置は、上記のようにモ
ニタ手段より出力したモニタ信号にしたがってイメージ
信号の出力条件が設定され、その後、センサー手段の電
荷蓄積が停止され、切換手段の切換えによってイメージ
信号が出力される。 【0020】 【実施例】次に、本発明の実施例について図面に沿って
説明する。図1は本発明をカメラの焦点検出用イメ−ジ
センサ−の出力装置として実施した一例を示すブロック
図で、21はセンサ−アレイ、22はリセットゲ−ト、
23はシフトゲ−ト、24はCCDシフトレジスタであ
り、これらはイメ−ジセンサ−を構成する従来例同様の
ものである。 【0021】このイメ−ジセンサ−が駆動制御回路25
から送られる、リセットパルスφr、シフトパルスφ
s、転送パルスφ1、φ2を入力して動作しビデオ信号V
osを出力することについては既に述べたところであ
る。 【0022】このイメ−ジセンサ−にはセンサ−アレイ
21に入射する光のうち、最も強い光が入射する画素の
蓄積電荷量を電気的に検出する最大光検出回路26と、
最も弱い光が入射する画素の蓄積電荷量を電気的に検出
する最小光検出回路27が設けられている。 【0023】すなわち、センサ−アレイ21には図5
(a)、(b)、図6(a)、(b)、図7(a)、
(b)に示すように蓄積電荷量の最大値と最小値が現れ
るから、この最大値と最小値とを上記した検出回路2
6、27によって検出する。 【0024】図2はこれら検出回路26、27の具体例
を示す回路図である。この具体例では、センサ−アレイ
21の各々の光電素子にゲ−トを接続したNチャンネル
のMOS型FET28a、28b、28c・・・・・・
・・によって、光電素子に蓄積された電荷量をソ−スフ
ォロアとして取り出し最小光に相当するVmin信号を
出力し、また、同様に接続されたPチャンネルのMOS
型FET29a、29b、29c・・・・・・・・より
最大光に相当するVmax信号を出力する構成としてあ
る。 【0025】上記最大光検出回路26によって検出され
たVmax信号はアンプ30を介してサンプル/ホ−ル
ド回路31に送り、ここでサンプリングしたVmax信
号及びホ−ルドされたVmax信号をセレクタ回路32
によって選択し差動増幅回路33に入力する。 【0026】上記最小光検出回路27によって検出され
たVmin信号はアンプ34を介して今一つのサンプル
/ホ−ルド回路35に送り、ここでサンプリングしたV
min信号及びホ−ルドされたVmin信号を差動増幅
回路33に入力する。サンプル/ホ−ルド回路31、3
5は駆動制御回路25より送られるサンプル/ホ−ルド
信号φshを入力して、サンプル状態からホ−ルド状態
に切換わる。 【0027】また、上記したセレクタ回路32は、セレ
クタ信号Selを入力して動作するアナログスイッチで
構成してあり、セレクタ信号SelがHigh電圧とな
ることでVmax信号を、Low電圧となることでアン
プ36を介して送られるCCDシフトレジスタ24から
のビデオ信号Vosを各々選択し差動増幅回路33に入
力させる。 【0028】一方、最大光検出回路26のVmax信号
は比較回路37に送られ、予め定めた比較電圧Vtと比
較される。この比較電圧Vtはセンサ−アレイ21の蓄
積電荷量が飽和に近づいたときのVmax信号を入力し
て比較回路37を反転させるように定めてある。 【0029】すなわち、センサ−アレイ21に入射する
被写体光が明るく、その部分光によって電荷蓄積が飽和
に近づくと、比較回路37がその部分光に応じたVma
x信号により反転する。例えば、Vmax信号がセンサ
−アレイ21の飽和レベルの80%程度となった時、比
較回路37が反転する。 【0030】比較回路37の反転出力はシフトパルス制
御回路38に入力する。このシフトパルス制御回路38
はシフト選択信号Ssを入力して切換わり、この信号S
sがLowレベルであるとき、比較回路37の反転出力
が入力可能となり、この信号SsがHighレベルにな
ると、上記反転出力の入力を阻止し、外部からシフト信
号Esを入力する。そして、反転出力の入力にしたがっ
て、また、シフト信号Esの入力にしたがってシフト制
御信号Scを駆動制御回路25に送る。 【0031】シフト信号Esはモニタ動作によって差動
増幅回路33の増幅度が被写体の明暗差にしたがって設
定された後、後述するマイクロコンピュ−タより送られ
るもので、シフトパルス制御回路38にこのシフト信号
Esを入力してシフト制御信号Scを出力している間は
比較回路37からの反転出力の入力が阻止される。この
状態で駆動制御回路25に送られたシフト制御信号Sc
は適当なパルスに整形され、シフトパルスφsとしてシ
フトゲ−ト23に送られる。 【0032】また、被写体の明暗度によって差動増幅回
路33の増幅度が設定される前、すなわち、モニタ動作
中に比較回路37からの反転出力がシフトパルス制御回
路38に入力したときには、上記同様に駆動制御回路2
5がシフト制御信号Scの入力によって上記同様にシフ
トパルスφsをシフトゲ−ト23に送り、また、シフト
制御信号Scが送られたことをシフトモニタ回路39が
監視する。シフトモニタ回路39は、シフト制御信号S
cを監視してセンサ−アレイ21が次回の電荷蓄積を開
始するまで被写体の明暗差モニタを行なわないように動
作する。 【0033】上記したイメ−ジセンサ−の出力装置は図
3のブロック50のようにマイクロコンピュ−タ60と
の間で各種の信号授受が行なわれる。マイクロコンピュ
−タ60から入力する信号として、既に説明したシフト
選択信号Ss、シフト信号Esの他に、スタ−ト信号S
t、増幅度選択信号Asel、転送制御信号φcntが
ある。スタ−ト信号Stはセンサ−アレイ21の電荷蓄
積の開始を指令する信号である。 【0034】増幅度選択信号Aselは差動増幅回路3
3の増幅度を設定する信号である。転送制御信号φcn
tはCCDシフトレジスタ24を高速で駆動する制御信
号である。通常時には差動増幅回路33の出力信号Vo
がA/D変換できるスピ−ドでこのシフトレジスタ24
の信号取り出しが行なわれるが、ビデオ信号Vosが不
要なときに、このシフトレジスタ24を高速で駆動し、
不要電荷をはき出させる。 【0035】マイクロコンピュ−タ60へ出力する信号
としては差動増幅回路33の出力信号Vo及びA/Dタ
イミング信号Sadがある。出力信号Voは、モニタ動
作時に出力する被写体の明暗差に応じた出力信号−Am
(Vmax−Vmin)と、イメ−ジセンサ−からビデ
オ信号Vosを入力したときの出力信号−As(Vos
−Vmin)とがある。 【0036】A/Dタイミング信号Sadは、CCDシ
フトレジスタ24とマイクロコンピュ−タ60に含むA
/D変換器のタイミングを計る信号で、差動増幅回路3
3の出力信号Voが安定しA/D変換が可能であること
を伝達する信号である。 【0037】次に、上記したイメ−ジセンサ−の出力装
置の動作について図4に示すようなタイムチャ−トを参
照しながら説明する。 (1) モニタによる増幅度の設定 スタ−ト信号StがHigh電圧として入力することに
より駆動制御回路25からは、Low電圧としてリセッ
ト信号φrが出力しセンサ−アレイ21に電荷蓄積を開
始させる。 【0038】駆動制御回路25はスタ−ト信号Stと共
にシフト選択信号SsがLow電圧として入力すること
により、サンプル/ホ−ルド信号φshとセレクト信号
Selが共にHigh電圧として出力する。 【0039】サンプル/ホ−ルド信号φshはサンプル
/ホ−ルド回路31、35を共にサンプルモ−ドに保持
し、また、セレクト信号SelはVmax信号を選択す
るようにセレクト回路32を切換える。 【0040】また、シフトパルス制御回路38がシフト
選択信号Ssを入力して比較回路37からの反転出力を
入力する態勢に移る。なお、差動増幅回路33には各々
の回路構成を考慮して予め定めた増幅度Amに設定する
ように増幅度選択信号Aselを供給する。 【0041】上記の状態でセンサ−アレイ21の電荷蓄
積が進み、最大光検出回路26によって検出されたVm
ax信号と最小光検出回路27によって検出されたVm
in信号が各々サンプル/ホ−ルド回路31、35によ
りサンプリングされ差動増幅回路33に入力する。した
がって、差動増幅回路33からは、 Vm=−Am(Vmax−Vmin)・・・・・・(1) の出力信号Voが送り出される。 【0042】上記の出力信号Vo=VmはA/D変換さ
れてマイクロコンピュ−タ60によってデ−タ処理さ
れ、その出力信号Vo=Vmがこのコンピュ−タ60に
よって予め定められた規定時間内に所定レベルに達した
時、マイクロコンピュ−タ60が演算処理した増幅度選
択信号Aselが図5(c)、図6(c)、図7(c)
に示したモニタ信号Vo=Vmとして送られ、差動増幅
回路33の増幅度Amがセンサ−アレイ21に投影され
た被写体像の明暗差にしたがって一定の増幅度として新
たに増幅度Asが設定される。 【0043】この増幅度Asは、 As=(Vf/Vm)・Am K・・・・・・(2) となるように設定する。なお、VfはA/D変換器のフ
ルスケ−ルである。Kは定数であり、上記したモニタ動
作のときと、以下に述べるビデオ信号Vosを出力させ
るときとのセンサ−アレイ21の特性の違いを考慮して
定めた安全係数であり、0.8程度に定めることが好ま
しい。 【0044】図5(b)、図6(b)、図7(b)のよ
うに蓄積電荷量が少なく上記出力信号Vo=Vmの演算
処理値が規定時間内に所定レベルに達しないときには、
この規定時間の経過によって増幅度選択信号Aselが
送られ、図5(d)、図6(d)、図7(d)に示した
モニタ信号Vo=Vmとして送られ上記出力信号Vo=
Vmの値に応じた増幅度として上記増幅度Asが設定さ
れる。 【0045】この場合、出力信号Vo=Vmのレベルを
判断し、図5(b)、図7(b)のようにA/D変換に
不充分であるときは、差動増幅回路33の出力信号Vo
がA/D変換に適するように増幅度Asが切換えられ
る。増幅度選択信号Aselを3ビットの信号で供給す
ると仮定すれば、増幅度Asは次の表1のようにして設
定することができる。 【0046】 【表1】 【0047】(2) ビデオ信号Vosの出力動作 上記したように、差動増幅回路33の出力信号Vo=V
mが所定レベルに達すると、この増幅回路33が増幅度
Asに設定されると同時に、シフト選択信号SsがLo
w電圧からHigh電圧に変わり、シフトパルス制御回
路38がシフト信号Esを入力する態勢に移り、これ以
後はモニタ動作が再度行なわれるまで比較回路37の反
転出力の入力を禁止する。 【0048】シフト信号Esはシフト選択信号SsがH
igh電圧となった後にマイクロコンピュ−タ60より
送られる正パルス信号であり、この信号Esの入力によ
ってシフトパルス制御回路38より出力されるシフト制
御信号Scが駆動制御回路25に送られ、既に述べたよ
うに、シフトパルスφsが供給され、センサ−アレイ2
1の蓄積電荷がCCDシフトレジスタ24に移される。 【0049】また、シフトパルスφsがシフトゲ−ト2
3に送られると、リセットパルスφrがLow電圧から
High電圧となり、センサ−アレイ21の電荷蓄積が
中止する。すなわち、差動増幅回路33、シフトパルス
制御回路38、マイクロコンピュ−タ60などを含む第
1の回路手段の動作によってセンサ−アレイ21の蓄積
電荷が取り出される。 【0050】このように、シフト信号Esが出力装置に
供給された時、つまり、出力信号Vo=Vmが所定レベ
ルに達した時にセンサ−アレイ21の電荷蓄積が中止さ
れるため、電荷蓄積時間が−(Vmax−Vmin)に
したがって定まり、コントラスト比が高ければ短い時間
となり、コントラスト比が高くなければ長い時間とな
る。 【0051】一方、シフト選択信号SsがLow電圧か
らHigh電圧に変わることで、セレクト信号Selが
High電圧からLow電圧に変わり、セレクタ回路3
2がVmax信号を通過させる状態から、ビデオ信号V
osを通過させるように切換わり、また、サンプル/ホ
−ルド信号φshもHigh電圧からLow電圧に変わ
り、サンプル/ホ−ルド回路31、35がホ−ルド状態
に保持される。 【0052】スタ−ト信号Stは所定時間の経過後にH
igh電圧からLow電圧となり、これと同時に転送パ
ルスφ1、φ2がCCDシフトレジスタ24に入力して、
このシフトレジスタ24のデ−タが順次シリアルに送り
出され、ビデオ信号Vosが出力する。 【0053】これより、差動増幅回路33にはビデオ信
号Vosとホ−ルドされたVmin信号が入力し、その
出力信号Voが Vs=−As(Vos−Vmin)・・・・・・・(3) として出力される。この出力信号Vo=Vsは転送パル
スφ1、φ2に同期して1画素づつ順次出されA/D変換
器に送られ、A/D変換された画素デ−タが記憶演算部
に順次記憶される。 【0054】測距演算に必要な全画素デ−タが記憶演算
部に格納されると、モニタ増幅度Amを再度設定し、上
記したモニタ動作に移る。なお、図4において、Tiは
電荷蓄積時間、TsはCCDシフトレジスタ24からの
電荷信号取り出し時間、Toは演算処理時間を示し、T
2は第2回目の電荷蓄積時間である。 【0055】上記(2)、(3)式より分かる通り、被
写体の最大明暗差にしたがう増幅度Asでビデオ信号V
osとVmin信号との差が増幅されるので、明暗差の
小さい場合には増幅度Asを大きく、明暗差の大きい場
合には増幅度Asが小さくなる結果、明暗差の小さい被
写体のときでも出力信号Vsが極めて高精度でA/D変
換されるようになる。 【0056】例えば、フルスケ−ル4VのA/D変換器
を使用したとすれば、(Vmax−Vmin)が100
mVのときは増幅度As=40、(Vmax−Vmi
n)が500mVのときは増幅度As=8として−(V
os−Vmin)信号を増幅する。 【0057】また、ビデオ信号Vosは図9に示すよう
に現れるが、このビデオ信号Vosをそのまま増幅する
ことなく、−(Vos−Vmin)信号として真の信号
変化成分のみを増幅するので、信号の変化を高精度で捕
らえることができる。 【0058】例えば、100:90の被写体光を100
の分解能でA/D変換しても90〜100の信号を得る
ものであるが、−(Vos−Vmin)信号を10倍増
幅してA/D変換すれば、0〜100の信号を得ること
ができ、10倍の分解能をもったA/D変換器を使用し
たことと同等となって効果的である。なお、図9には明
暗差の大きい場合を示しているが、カメラの焦点検出で
はもっと小さい明暗差となる。 【0059】(3) センサ−アレイの飽和の監視動作 被写体の明暗差のモニタ中にセンサ−アレイ21が電荷
蓄積の飽和レベルに近づいたか否かを比較回路37で検
出する。(図8参照) 既に述べたように、比較回路37は被写体光が明るくセ
ンサ−アレイ21が飽和レベルに近づいたときVmax
信号を入力して反転し、反転出力をシフトパルス制御回
路38に送る。 【0060】このとき、シフト選択信号Ssはlowと
なっており、シフトパルス制御回路38が上記反転出力
を入力してシフト制御信号Scを駆動制御回路25に送
る。したがって、上記の状態がシフトモニタ回路39に
よって監視されると共に、CCDシフトレジスタ24へ
蓄積電荷が移される。 【0061】ただし、この時点では差動増幅回路33の
出力信号Vo=Vm=−Am(Vmax−Vmin)が
所定レベルに達しておらず、シフト選択信号SsがLo
w電圧となっているため、サンプル/ホ−ルド回路3
1、35がサンプル状態、セレクタ回路32がVmax
信号の選択状態となっている。 【0062】したがって、この場合には、増幅度選択信
号Aselを再度設定し、上記(1)式の出力信号Vm
が所定レベルに達するようにする。これより、、シフト
選択信号SsがLow電圧からHigh電圧に変わり、
サンプル/ホ−ルド回路31、35がホ−ルドモ−ド、
セレクタ回路32がビデオ信号Vosの選択モ−ドとな
り、差動増幅回路33が上記(3)式にしたがった出力
信号Vo=Vsを出力する。 【0063】上記動作の場合には、センサ−アレイ21
の電荷蓄積時間が比較回路37、シフトパルス制御回路
38などを含む第2の回路手段によって制御される。 【0064】(4) 強制的な実行動作 暗黒中のような場合には、規定時間内に明暗差モニタの
出力信号Vo=Vmが所定レベルに達せず、また、比較
回路37も反転しない。このときには、マイクロコンピ
ュ−タ60によって計測する第1規定時間を経過した時
点でVo=Vmのレベル判断結果にもとづき、この時点
で、シフト選択信号SsをHigh電圧としてシフト信
号Esを有効として入力することにより、CCDシフト
レジスタ24に蓄積電荷を移す。 【0065】例えば、図6(b)に示したようにVo=
Vmが所定レベルの1/4以上あり、被写体パタ−ンに
よって測距演算、コントラスト判定が可能であるとき、
或いは、前回取り入れたデ−タにもとづいたコントラス
ト判定結果より現在のモニタによるVo=Vmのレベル
でも測距演算可能と判断したとき、更には、センサ−ア
レイ21上の被写体像の移動速度が大きく(レンズ移動
中等)これ以上電荷蓄積時間を延長しても無意味と判断
したときなどにシフト信号Es(High)を強制的に
与える。 【0066】上記した第1規定時間内に蓄積電荷がCC
Dシフトレジスタ24に移されない条件の場合には、第
2規定時間まで電荷蓄積時間を延長し、第2規定時間に
達した時無条件にシフト信号Es(High)を与えて
シフトパルスを発生させ、センサ−アレイ21に蓄積さ
れた電荷をCCDシフトレジスタ24に移すようにす
る。 【0067】したがって、上記のような動作となるとき
には、センサ−アレイ21の電荷蓄積時間が第1または
第2の規定時間によって定まることになる。 【0068】図10は図1に示す出力回路のフロ−チャ
−トである。図示するように、ステップST2において
増幅度Amを設定し、センサ−アレイ21の電荷蓄積を
開始させ、その後、ステップST3では出力信号Vmが
(具体的にはマイクロコンピュ−タ60の演算処理値)
所定レベルに達したか否かが判断されて、所定レベルに
達したときにはステップST6に進み増幅度Asが設定
され、次にステップST7で−(Vos−Vmin)信
号が増幅後にA/D変換される。 【0069】測距演算が行なわれた後再度測距するか否
かの判断がステップST10で行なわれるが、再度測距す
る場合にはVmax信号が比較電圧Vtに達しているか
否かをステップST11で判断し、比較電圧Vtに達して
おれば初期のステップST1に戻り不要電荷の高速はき
出しが行なわれ、その後、上記のル−プにしたがう動作
となり、比較電圧Vtに達しないときにはステップST
3に戻って出力信号Vmのレベル判定ステップから進む
ことになる。 【0070】また、ステップST3で出力信号Vmが所
定レベルに達しておらず、Vmax信号が比較電圧Vt
に達すると、電荷蓄積の飽和の監視にしたがって増幅度
Amが再設定されステップST6に移り、更に、規定時
間が経過しても出力信号Vmが所定レベルに達しないと
きには同様に増幅度Amが再設定されステップST5
らステップST6に移り、その後、−(Vos−Vmi
n)信号の増幅、出力信号VsのA/D変換が行なわれ
る。 【0071】次に、センサ−アレイ21の電荷蓄積開始
時点をいろいろ変えて実行した例を示すタイムチャ−ト
を図11に示す。この図において、フェ−ズPh1はV
max信号が比較電圧Vtに達した結果実行された例を
示し、Ti1は電荷蓄積時間、Ts1はCCDシフトレジ
スタ24の信号取り出し時間、To1はデ−タの演算処
理時間を各々示している。なお、この場合増幅度Amが
Am1に再設定される。 【0072】フェ−ズPh2は信号取り出し時間Ts1
終わった後直ちに電荷蓄積を開始させた例を示し、Ti
2、Ts2、To2は同様に電荷蓄積時間、信号取り出し
時間、演算処理時間を示している。 【0073】フェ−ズPh3は、信号取り出し時間Ts2
が終わった後直ちに電荷蓄積を開始させた例で、この場
合には、演算処理時間To2中にVmax信号が比較電
圧Vtに達したため、時間Teの間に電荷の高速はき出
しが行なわれ、その後、フェ−ズPh4の電荷蓄積時間
Ti4が開始される。 【0074】フェ−ズPh4では、シフト時の出力信号
Vo=Vm値により、Vos−Vminの増幅度−As
2を選択している。フェ−ズPh5では、電荷蓄積時間T
4の終了後、電荷蓄積時間Ti5を開始させた例で、演
算処理時間To4中に蓄積時間Ti5が終了し、直ちに信
号取り出し時間Ts5に入っている。 【0075】フェ−ズPh6は、電荷蓄積時間Ti6が規
定時間より長くなり、シフト信号Esが強制的に与えら
れて実行された例である。 【0076】以上、CCD素子を使用したイメ−ジセン
サ−を例にとって説明したが、本発明は他の同様の素
子、例えば、MOSセンサ−を使用したイメ−ジセンサ
−についても同様に実施することができる。 【0077】 【発明の効果】上記した通り、本発明の出力装置は、モ
ニタ信号とイメージ信号とを同じセンサー手段を使って
出力させる構成としたことから、モニタ精度を高めるこ
とができる他、モニタのためのセンサー手段を別設する
必要がないため、部品点数を少なくして構成の簡単化に
適する実用的なイメージセンサーの出力装置となる。 【0078】また、この出力装置は、センサー手段にコ
ントラストの高い光が入射した場合にも、検出手段が出
力する最大光検出信号と最小光検出信号との差信号よ
り、その状態に応じたモニタ信号を得ることができ、こ
のモニタ信号によりイメージ信号の出力条件を定めるこ
とができる。 【0079】さらに、この出力装置は、センサー出力信
号と検出手段の最小光検出信号との差信号をイメージ信
号として増幅出力することから、センサー手段に入射し
た光の信号成分のみのイメージ信号を得ることができ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a camera for photographing.
Image sensor used as a focus detection device, etc.
It relates to an output device of a server. [0002] 2. Description of the Related Art A recent car having an autofocus function has been developed.
The camera makes the subject light incident on the image sensor,
Focus detection is now performed from video signals (imaging signals).
ing. A CCD element is used as an image sensor.
In most cases, the light received by an image sensor is used.
The subject image is focused on the reference area and reference area
The reference area image to the reference area image.
The so-called phase difference detection method that detects the focal point by
Also, when the subject is in focus, the subject formed on the image sensor
Iwayu that uses the maximum image contrast
Contrast detection method is adopted. FIG. 12 shows an image sensor shown as a conventional example.
FIG. 3 shows a block diagram of a server. The image sensor is public
A known CCD element with a reference area and a reference area
Sensor array 11, reset gate 12, shift gate
13 and a CCD shift register 14.
The image sensor is located close to the monitor
FIG. 14 shows the monitor voltage Vm from the sensor 15 for use.
Thus, the charge accumulation time is determined. That is, the monitor voltage Vm is shown in FIG.
As described above, the reset pulse φr is generated together with the sensor array 11.
The monitor voltage Vm is input and output from the amplifier 16.
Until a predetermined set voltage Vt is reached, the sensor
The array 11 stores charge; [0006] The amount of charge thus accumulated is determined by a shift pulse.
Moved to CCD shift register 14 by φs input
Later, transfer pulse φ1, ΦTwoAccording to this shift register
The video signal is sent out sequentially from the
The signal voltage Vos is output. [0007] The video signal voltage Vos is
And outputs the difference voltage as A /
Digitally converted by D converter and sent to signal processing circuit
The distance measurement calculation is performed. [0008] SUMMARY OF THE INVENTION As described above,
The monitoring sensor 15 is on the sensor array 11
Monitor the average luminance distribution in the reference area of
Therefore, an image with a high contrast ratio is projected on the sensor array 11.
When shaded, or when strong light is
At the same time, the charge amount curve A shown in FIG.
As shown, some pixels are saturated and accurate video signal
The voltage Vos cannot be obtained, and an error appears in the calculation result of the distance measurement.
You. In order to avoid this saturation, monitor voltage Vm
May be set at a low level.
However, in this case, the subject having a low contrast ratio
In the case of detection, the amount of charge
As the S / N ratio of Vos deteriorates, the saturation region
It is necessary to limit the amount of charge stored at a level with a margin.
And does not effectively use the capabilities of the image sensor,
It is not preferable to use at a low N ratio. In the case of the above-mentioned conventional example, the monitor cell
Sensor 15 is the same subject or object as the image sensor.
Because it does not receive light from the photo frame, depending on the subject,
In some cases, control of the accumulated charge amount cannot be performed. On the other hand, the object projected onto the sensor array 11
If the contrast ratio of the object image is small, the video signal
The signal change component of the voltage Vos− (Vmax−Vmin) is
Difference voltage between video signal voltage Vos and compensation voltage Vcs−
(Vos−Vcs) is much smaller than the average voltage.
Therefore, a high-resolution A / D converter is required. Also, as can be seen from FIG.
The monitor voltage Vm corresponding to the reset pulse φr
Time until the voltage reaches a certain set voltage Vt after power is applied
Is the charge accumulation time of the image sensor.
The average voltage of the described difference voltage− (Vos−Vcs) is constant.
And amplify such voltage to A / D converter
Will be entered. The brightness of the subject is low and the monitor voltage V
m does not reach the set voltage Vt within the specified time.
In this case, the above-described difference is determined according to the level of the monitor voltage Vm.
The voltage − (Vos−Vcs) was amplified. In such a case, the difference voltage-(Vo
s-Vcs), the amplification degree is in accordance with the average voltage.
A / D conversion is effective for subjects with small dark differences.
I can't do that. Further, in the conventional image sensor, the average
When performing focus detection on a dark subject,
Long charge accumulation time is required even when there is a contrast ratio
There was a problem to say. Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems.
The solution is to use as few components as possible
Of image sensor for the purpose of simplifying
The aim is to propose a force device. [0017] SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to the above objects.
To achieveAs a first invention,The incident light is
Image under the output condition according to the monitor signal
The output device of the image sensor that outputs the signal
And one sensor means such as a CCD element,
The strongest partial light and the weakest light incident on the sensor means
Detects partial light and generates a maximum light detection signal and a minimum light detection signal.
Monitoring means for outputting the difference signal of
Image sensor output characterized by
Suggest a device.As the second inventionThe incident light
Monitor and monitor the image under output conditions according to the monitor signal.
Image sensor output device
And one sensor means such as a CCD element,
The strongest partial light and the weakest light incident on the sensor means
Detecting means for detecting the partial light; and output from the detecting means.
Input the maximum light detection signal and the minimum light detection signal
Differential amplification that outputs the difference signal of the detection signal as a monitor signal
Means and said differential amplifier according to said monitor signal
Set the degree of gain of the means, the maximum light detection signal of the detection means
And the minimum light detection signal, and charges the sensor means.
Output condition setting means for stopping accumulation and sensor means
After the charge accumulation of the
Switching means for switching to an image signal output operation.
The sensor removed from the sensor means by switching the replacement means
Signal and the minimum light detection signal output by the detection means.
The signal is input to the above-described differential amplifier, and this differential amplifier is
The difference signal between these input signals is output as an image signal.
Image sensor output device
Suggest. [0018] The output device of the first invention isIf the monitor means
The strongest part and the weakest part of the light incident on the
Detects light and detects the difference between the maximum light detection signal and the minimum light detection signal.
Signal as a monitor signal. [0019]The output device of the second invention isAs above
Image according to the monitor signal output from the monitor
The signal output conditions are set, and then the sensor
Load accumulation is stopped, and the image is
A signal is output. [0020] BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
explain. FIG. 1 shows an image for detecting the focus of a camera according to the present invention.
Block showing an example implemented as a sensor output device
In the figure, 21 is a sensor array, 22 is a reset gate,
23 is a shift gate, 24 is a CCD shift register.
These are the same as in the conventional example constituting the image sensor.
Things. The image sensor is a drive control circuit 25.
Reset pulse φr, shift pulse φ
s, transfer pulse φ1, ΦTwoTo operate and the video signal V
Outputting os has already been described.
You. The image sensor includes a sensor array.
21 of the pixels where the strongest light is incident
A maximum light detection circuit 26 for electrically detecting the amount of accumulated charge;
Electrically detect the amount of charge stored in the pixel where the weakest light enters
A minimum light detection circuit 27 is provided. That is, FIG.
(A), (b), FIG. 6 (a), (b), FIG. 7 (a),
As shown in (b), the maximum value and the minimum value of the accumulated charge amount appear.
Therefore, the maximum value and the minimum value are determined by the detection circuit 2 described above.
6, 27. FIG. 2 shows a specific example of the detection circuits 26 and 27.
FIG. In this embodiment, the sensor-array
N-channel with gate connected to each photoelectric element 21
MOS FETs 28a, 28b, 28c ...
.. the amount of charge stored in the photoelectric element
The Vmin signal corresponding to the minimum light taken out as a follower
Output, and similarly connected P-channel MOS
Type FETs 29a, 29b, 29c ...
It is configured to output a Vmax signal corresponding to the maximum light.
You. Detected by the maximum light detection circuit 26
The Vmax signal is sampled /
Vmax signal sent to the
Signal and the held Vmax signal are supplied to the selector circuit 32.
And input to the differential amplifier circuit 33. Detected by the minimum light detection circuit 27
Vmin signal is sent to another sample via the amplifier 34.
/ Hold circuit 35, where the sampled V
differential amplification of the min signal and the held Vmin signal
Input to the circuit 33. Sample / hold circuits 31, 3
5 is a sample / hold sent from the drive control circuit 25
Input signal φsh to change from sample state to hold state
Switch to. The selector circuit 32 described above operates as a selector.
Analog switch that operates by inputting the
And the selector signal Sel becomes a High voltage.
The Vmax signal changes to a low voltage, thereby canceling the Vmax signal.
From the CCD shift register 24 sent via the
Are selected and input to the differential amplifier circuit 33.
Force. On the other hand, the Vmax signal of the maximum light detection circuit 26
Is sent to the comparison circuit 37 and is compared with a predetermined comparison voltage Vt.
Are compared. This comparison voltage Vt is stored in the sensor array 21.
Input the Vmax signal when the accumulated charge approaches saturation
Thus, the comparison circuit 37 is inverted. That is, the light enters the sensor array 21.
The subject light is bright, and the partial light saturates the charge accumulation
, The comparison circuit 37 outputs Vma corresponding to the partial light.
It is inverted by the x signal. For example, if the Vmax signal is a sensor
The ratio when the saturation level of the array 21 is about 80%
The comparison circuit 37 is inverted. The inverted output of the comparison circuit 37 is a shift pulse system.
Input to the control circuit 38. This shift pulse control circuit 38
Are switched by inputting a shift selection signal Ss.
When s is at the low level, the inverted output of the comparison circuit 37
Can be input, and this signal Ss becomes High level.
In this case, the input of the inverted output is blocked and shift signals
Enter the number Es. Then, according to the input of the inverted output,
The shift control is performed according to the input of the shift signal Es.
The control signal Sc is sent to the drive control circuit 25. The shift signal Es is differentiated by the monitor operation.
The amplification degree of the amplification circuit 33 is set according to the contrast of the subject.
Is set, and sent from the microcomputer described later.
The shift signal is supplied to the shift pulse control circuit 38.
While inputting Es and outputting shift control signal Sc,
The input of the inverted output from the comparison circuit 37 is blocked. this
The shift control signal Sc sent to the drive control circuit 25 in the state
Is shaped into an appropriate pulse and the shift pulse φs is
It is sent to the footgate 23. The differential amplification circuit depends on the brightness of the object.
Before the amplification of the road 33 is set, that is, the monitor operation
The inverted output from the comparison circuit 37 is
When input to the path 38, the drive control circuit 2
5 is shifted by the input of the shift control signal Sc in the same manner as described above.
Pulse φs to the shift gate 23, and
The shift monitor circuit 39 confirms that the control signal Sc has been sent.
Monitor. The shift monitor circuit 39 outputs the shift control signal S
c and the sensor array 21 starts the next charge accumulation.
Do not monitor the contrast of the subject until
Make. The output device of the above image sensor is shown in FIG.
Microcomputer 60 as in block 50 of 3
Various signals are exchanged between the two. Microcomputer
The signal input from the data 60
In addition to the selection signal Ss and the shift signal Es, the start signal S
t, the amplification degree selection signal Asel, and the transfer control signal φcnt
is there. The start signal St is used to store the electric charge of the sensor array 21.
This signal instructs the start of the product. The amplification selection signal Asel is supplied to the differential amplifier 3
3 is a signal for setting the degree of amplification. Transfer control signal φcn
t is a control signal for driving the CCD shift register 24 at high speed.
No. Normally, the output signal Vo of the differential amplifier circuit 33 is output.
Is the speed at which A / D conversion can be performed.
Is taken out, but the video signal Vos is not
When necessary, this shift register 24 is driven at a high speed,
Unnecessary charges are discharged. Signal to be output to microcomputer 60
The output signal Vo of the differential amplifier circuit 33 and the A / D
There is an imaging signal Sad. The output signal Vo is monitored
Output signal -Am according to the contrast of the subject to be output at the time of composition
(Vmax-Vmin) and the video from the image sensor
Output signal -As (Vos
-Vmin). The A / D timing signal Sad is a CCD system.
A included in the shift register 24 and the microcomputer 60
A signal for measuring the timing of the / D converter, and the differential amplifier circuit 3
3. The output signal Vo of 3 is stable and A / D conversion is possible.
Is transmitted. Next, the output device of the above-described image sensor will be described.
Refer to the time chart shown in FIG.
It will be explained while referring to the figures. (1) Setting of amplification degree by monitor When the start signal St is input as a High voltage
The drive control circuit 25 resets the voltage as a low voltage.
Signal φr is output to open the charge storage in the sensor array 21.
Start. The drive control circuit 25 shares with the start signal St.
The shift selection signal Ss is input as a low voltage
, The sample / hold signal φsh and the select signal
Sel both output as High voltage. The sample / hold signal φsh is a sample
/ Hold circuits 31, 35 are both held in sample mode
And the select signal Sel selects the Vmax signal.
The selection circuit 32 is switched as described above. Also, the shift pulse control circuit 38
The selection signal Ss is input and the inverted output from the comparison circuit 37 is output.
Move on to inputting. Note that the differential amplifier circuit 33 has
Is set to a predetermined amplification degree Am in consideration of the circuit configuration of
Supply the amplification degree selection signal Asel. In the above state, the electric charge of the sensor array 21 is stored.
The product advances, and Vm detected by the maximum light detection circuit 26
ax signal and Vm detected by the minimum light detection circuit 27
The in signal is supplied to the sample / hold circuits 31 and 35, respectively.
And is input to the differential amplifier circuit 33. did
Therefore, from the differential amplifier circuit 33,       Vm = −Am (Vmax−Vmin) (1) Is output. The output signal Vo = Vm is A / D converted.
Data processing by the microcomputer 60.
The output signal Vo = Vm is supplied to the computer 60.
Therefore, a predetermined level has been reached within a predetermined time.
At this time, the amplification degree selected by the microcomputer 60
5 (c), 6 (c) and 7 (c).
Is sent as the monitor signal Vo = Vm shown in FIG.
The amplification Am of the circuit 33 is projected on the sensor array 21.
A constant amplification degree according to the contrast of the subject image
In addition, the amplification As is set. This amplification degree As is:       As = (Vf / Vm) · Am K (2) Set so that Note that Vf is the signal of the A / D converter.
It is a scale. K is a constant, and the monitor
And output the video signal Vos described below.
In consideration of the difference in the characteristics of the sensor array 21 when
This is a defined safety factor, and it is preferable to set it to about 0.8.
New 5 (b), 6 (b) and 7 (b).
Calculation of the output signal Vo = Vm with a small amount of accumulated charge
If the processing value does not reach the predetermined level within the specified time,
By the lapse of the specified time, the amplification degree selection signal Asel becomes
5 (d), FIG. 6 (d), and FIG. 7 (d).
The monitor signal Vo is sent as Vo = Vm and the output signal Vo =
The amplification As is set as the amplification according to the value of Vm.
It is. In this case, the level of the output signal Vo = Vm is
Judgment and A / D conversion as shown in FIG. 5 (b) and FIG. 7 (b)
If the output signal Vo is not sufficient,
Is switched to make it suitable for A / D conversion.
You. The amplification degree selection signal Asel is supplied as a 3-bit signal.
Assuming that, the amplification degree As is set as shown in Table 1 below.
Can be specified. [0046] [Table 1] (2) Output operation of video signal Vos As described above, the output signal Vo = V of the differential amplifier circuit 33
When m reaches a predetermined level, the amplification circuit 33
At the same time, the shift selection signal Ss is set to Lo.
The voltage changes from the w voltage to the High voltage, and the shift pulse control circuit
The path 38 shifts to the state of inputting the shift signal Es, and thereafter,
Thereafter, until the monitor operation is performed again, the operation of the comparison circuit 37 is stopped.
Prohibits the input of transfer output. The shift signal Es is such that the shift selection signal Ss is H
From the microcomputer 60 after the voltage becomes high
This is a positive pulse signal to be sent, and
The shift system output from the shift pulse control circuit 38
The control signal Sc is sent to the drive control circuit 25, and as described above.
Thus, the shift pulse φs is supplied, and the sensor array 2
The one accumulated charge is transferred to the CCD shift register 24. Also, the shift pulse φs is applied to the shift gate 2
3, the reset pulse φr is changed from the low voltage
High voltage, and charge accumulation of the sensor array 21
Abort. That is, the differential amplifier circuit 33, the shift pulse
A control circuit 38, a microcomputer 60
The accumulation of the sensor array 21 by the operation of the first circuit means
Charge is taken out. As described above, the shift signal Es is output to the output device.
When supplied, that is, when the output signal Vo = Vm
The charge accumulation in the sensor array 21 is stopped
The charge accumulation time becomes-(Vmax-Vmin)
Therefore, it is determined, and the higher the contrast ratio, the shorter the time
If the contrast ratio is not high, it will take a long time
You. On the other hand, whether the shift selection signal Ss is a low voltage
Change to High voltage, the select signal Sel
The high voltage changes to the low voltage, and the selector circuit 3
2 passes the Vmax signal,
os, and the sample / e
The negative signal φsh also changes from High voltage to Low voltage.
And the sample / hold circuits 31, 35 are in the hold state.
Is held. The start signal St becomes H after a predetermined time has elapsed.
From the high voltage to the low voltage, the transfer
Loose φ1, ΦTwoIs input to the CCD shift register 24,
The data of the shift register 24 is sent serially sequentially.
And a video signal Vos is output. Thus, the video signal is supplied to the differential amplifier circuit 33.
The signal Vos and the held Vmin signal are input and
The output signal Vo is       Vs = −As (Vos−Vmin) (3) Is output as This output signal Vo = Vs
Φ1, ΦTwoA / D conversion sequentially output one pixel at a time in synchronization with
The pixel data sent to the device and subjected to A / D conversion is stored in the arithmetic operation unit.
Are sequentially stored. All pixel data necessary for the distance measurement calculation is stored and calculated.
Once stored in the section, the monitor amplification Am is set again and
Move on to the monitor operation described. In FIG. 4, Ti is
The charge accumulation time, Ts, from the CCD shift register 24
The charge signal extraction time, To indicates the operation processing time, and T
iTwoIs the second charge accumulation time. As can be seen from the above equations (2) and (3),
The video signal V at the amplification As according to the maximum contrast of the object
Since the difference between the os and the Vmin signal is amplified,
When the value is small, the amplification As is large, and when the contrast is large,
In this case, the amplification As is reduced, and as a result, the brightness difference is small.
The output signal Vs is A / D-converted with extremely high accuracy even in the case of
Will be replaced. For example, a full-scale 4V A / D converter
If (Vmax−Vmin) is 100
When mV, the amplification degree As = 40, (Vmax-Vmi
n) is 500 mV, the amplification degree As = 8 and-(V
os-Vmin) signal. The video signal Vos is as shown in FIG.
Appears, but the video signal Vos is amplified as it is.
Without a true signal as a-(Vos-Vmin) signal
Since only the change component is amplified, signal changes can be captured with high accuracy.
I can get it. For example, if the subject light of 100: 90 is set to 100
90 to 100 signals are obtained even if A / D conversion is performed with a resolution of
, But increase the-(Vos-Vmin) signal by 10 times
A / D conversion to obtain 0-100 signals
Using an A / D converter with 10 times the resolution
It is as effective as it is. Note that FIG.
This shows a case where the dark difference is large.
Results in a smaller contrast. (3) Monitoring operation of sensor array saturation The sensor array 21 is charged while monitoring the contrast of the subject.
The comparison circuit 37 detects whether the saturation level of the accumulation is approached.
Put out. (See Fig. 8) As described above, the comparison circuit 37 controls the brightness of the subject when the subject light is bright.
Vmax when the sensor array 21 approaches the saturation level.
Input the signal and invert it.
Send to Road 38. At this time, the shift selection signal Ss becomes low and
The shift pulse control circuit 38 outputs the inverted output
And sends the shift control signal Sc to the drive control circuit 25.
You. Therefore, the above state is applied to the shift monitor circuit 39.
Therefore, while being monitored, the CCD shift register 24
The stored charge is transferred. At this point, however, the differential amplifier 33
The output signal Vo = Vm = -Am (Vmax-Vmin)
The shift selection signal Ss has not reached the predetermined level and is low.
Since the voltage is w, the sample / hold circuit 3
1 and 35 are in the sample state, and the selector circuit 32 is in the Vmax
The signal is selected. Therefore, in this case, the amplification degree selection signal
The signal Asel is set again, and the output signal Vm of the above equation (1) is set.
Reaches a predetermined level. From this, shift
The selection signal Ss changes from the Low voltage to the High voltage,
Sample / hold circuits 31, 35 are in hold mode,
The selector circuit 32 is in the selection mode of the video signal Vos.
The differential amplifier circuit 33 outputs the signal according to the above equation (3).
The signal Vo = Vs is output. In the case of the above operation, the sensor array 21
Charge accumulation time of the comparison circuit 37, the shift pulse control circuit
38 and the like. (4) Forced execution operation In the case of darkness, the brightness monitor
The output signal Vo = Vm does not reach the predetermined level,
The circuit 37 is not inverted. At this time,
When the first specified time measured by the computer 60 has elapsed
At this point, based on the level determination result of Vo = Vm,
Then, the shift selection signal Ss is set to a High voltage to
By inputting the signal Es as valid, the CCD shift
The stored charges are transferred to the register 24. For example, as shown in FIG.
Vm is 1/4 or more of the predetermined level, and
Therefore, when distance measurement calculation and contrast judgment are possible,
Or, a contrast based on the data taken last time
The level of Vo = Vm by the current monitor based on the judgment result
However, when it is determined that the distance measurement can be calculated, the sensor
The moving speed of the subject image on the ray 21 is high (lens movement
It is judged that it is meaningless to extend the charge storage time any longer
When the shift signal Es (High) is forcibly
give. In the above-mentioned first specified time, the accumulated charge becomes CC
If the condition is not transferred to the D shift register 24,
Extend the charge accumulation time to 2 specified time, and
Unconditionally give shift signal Es (High)
A shift pulse is generated and stored in the sensor array 21.
The transferred charge is transferred to the CCD shift register 24.
You. Therefore, when the above operation is performed,
, The charge storage time of the sensor array 21 is the first or
It is determined by the second specified time. FIG. 10 is a flowchart of the output circuit shown in FIG.
- As shown, step STTwoAt
The amplification degree Am is set, and the charge accumulation of the sensor array 21 is reduced.
To start, then step STThreeNow the output signal Vm
(Specifically, the processing value of the microcomputer 60)
It is determined whether or not the predetermined level has been reached.
When reached, step ST6Proceed to and set the amplification As
And then step ST7And-(Vos-Vmin) signal
The signal is A / D converted after amplification. Whether or not to perform distance measurement again after the distance measurement calculation is performed
Is a step STTenBut the distance is measured again
The Vmax signal has reached the comparison voltage Vt
Step ST11And reaches the comparison voltage Vt.
If it is the initial step ST1Return to high speed
Operation is performed, and then the operation according to the above loop is performed.
When the reference voltage Vt has not been reached, step ST
ThreeAnd the process proceeds from the level determination step of the output signal Vm.
Will be. Step STThreeAt the output signal Vm
Has not reached the constant level, and the Vmax signal is equal to the comparison voltage Vt.
Reaches the amplification level according to the monitoring of charge storage saturation.
Am is reset and step ST6To
If the output signal Vm does not reach the predetermined level even after the time elapses
In the same manner, the amplification degree Am is reset again and the step STFiveOr
Step ST6And then-(Vos-Vmi
n) Amplification of the signal and A / D conversion of the output signal Vs are performed.
You. Next, the charge accumulation of the sensor array 21 is started.
Time chart showing an example of execution at various times
Is shown in FIG. In this figure, the phase Ph1Is V
Example executed as a result of the max signal reaching the comparison voltage Vt
And Ti1Is the charge storage time, Ts1Is a CCD shift register
Signal extraction time of the star 24, To1Is the data processing
The processing time is shown. In this case, the amplification degree Am is
Am1Is reset to Phase PhTwoIs the signal extraction time Ts1But
An example in which charge accumulation is started immediately after completion
Two, TsTwo, ToTwoIs the charge accumulation time and signal extraction
Time and calculation processing time are shown. Phase PhThreeIs the signal extraction time TsTwo
In this example, charge accumulation starts immediately after
In this case, the calculation processing time ToTwoThe Vmax signal is
Since the pressure Vt has been reached, high-speed discharge of charges occurs during the time Te.
After that, the phase PhFourCharge storage time
TiFourIs started. Phase PhFourThen, the output signal at the time of shift
Vo = Vm, the amplification degree of Vos−Vmin−As
TwoIs selected. Phase PhFiveThen, the charge accumulation time T
iFourAfter the end of the charge accumulation time TiFiveIn the example where
Calculation processing time ToFourDuring accumulation time TiFiveIs completed and immediately
Issue time TsFiveIs in. Phase Ph6Is the charge accumulation time Ti6But
It becomes longer than the fixed time, and the shift signal Es is forcibly given.
This is an example of execution. An image sensor using a CCD element has been described.
Although described with the example of a server, the present invention is not limited to this.
Image sensor using a MOS sensor, for example
-Can be similarly implemented. [0077] As described above, the output device of the present inventionIs
Using the same sensor means for the monitor signal and the image signal
The output is configured to improve monitor accuracy.
In addition to installing a sensor for monitoring,
Since there is no need, the number of parts is reduced and the configuration is simplified.
It becomes a suitable practical image sensor output device. This output device isThe sensor means
Even when high contrast light enters, the detection
The difference signal between the maximum and minimum light detection signals
Monitor signal according to the state.
The output condition of the image signal is determined by the monitor signal of
Can be. Further,This output device outputs the sensor output signal.
The difference signal between the signal and the minimum light detection signal
The signal is amplified and output to the sensor means.
Image signal consisting of only the light signal component
You.

【図面の簡単な説明】 【図1】カメラの焦点検出用のイメ−ジセンサ−の出力
装置として本発明を実施したブロック図である。 【図2】上記出力装置に備えた最大光検出回路と最小光
検出回路の具体例を示す回路図である。 【図3】上記出力装置とマイクロコンピュ−タとの信号
授受状態を示すブロック図である。 【図4】上記出力装置の動作を示すタイムチャ−トであ
る。 【図5】低輝度における電荷蓄積とモニタ信号とを示し
た説明図である。 【図6】中輝度における電荷蓄積とモニタ信号とを示し
た説明図である。 【図7】高輝度における電荷蓄積とモニタ信号とを示し
た説明図である。 【図8】上記イメ−ジセンサ−が備えるセンサ−アレイ
の電荷蓄積状態を示す図である。 【図9】上記イメ−ジセンサ−が備えるCCDシフトレ
ジスタから取り出されるビデオ信号を示す図である。 【図10】上記出力装置のフロ−チャ−トである。 【図11】上記センサ−アレイの電荷蓄積開始点をいろ
いろ変えて実行した例を示すタイムチャ−トである。 【図12】従来例として示したイメ−ジセンサ−のブロ
ック図である。 【図13】上記従来のイメ−ジセンサ−の動作波形図で
ある。 【図14】上記従来のイメ−ジセンサ−のモニタ電圧を
示す説明図である。 【図15】上記従来のイメ−ジセンサ−が備えるセンサ
−アレイに蓄積された電荷量を示す図である。 【符号の説明】 21 センサ−アレイ 24 CCDシフトレジスタ 25 駆動制御回路 26 最大光検出回路 27 最小光検出回路 31、35 サンプル/ホ−ルド回路 32 セレクタ回路 33 差動増幅回路 37 比較回路 38 シフトパルス制御回路 39 シフトモニタ回路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram embodying the present invention as an output device of an image sensor for focus detection of a camera. FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a maximum light detection circuit and a minimum light detection circuit provided in the output device. FIG. 3 is a block diagram showing a signal transmission / reception state between the output device and a microcomputer. FIG. 4 is a time chart showing the operation of the output device. FIG. 5 is an explanatory diagram showing charge accumulation and monitor signals at low luminance. FIG. 6 is an explanatory diagram showing charge accumulation and monitor signals at medium luminance. FIG. 7 is an explanatory diagram showing charge accumulation and monitor signals at high luminance. FIG. 8 is a diagram showing a charge accumulation state of a sensor array provided in the image sensor. FIG. 9 is a diagram showing a video signal extracted from a CCD shift register provided in the image sensor. FIG. 10 is a flowchart of the output device. FIG. 11 is a time chart showing an example in which the charge accumulation start point of the sensor array is changed in various ways. FIG. 12 is a block diagram of an image sensor shown as a conventional example. FIG. 13 is an operation waveform diagram of the conventional image sensor. FIG. 14 is an explanatory diagram showing monitor voltages of the conventional image sensor. FIG. 15 is a diagram showing the amount of charge accumulated in a sensor array provided in the conventional image sensor. [Description of Signs] 21 Sensor array 24 CCD shift register 25 Drive control circuit 26 Maximum light detection circuit 27 Minimum light detection circuit 31, 35 Sample / hold circuit 32 Selector circuit 33 Differential amplifier circuit 37 Comparison circuit 38 Shift pulse Control circuit 39 Shift monitor circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−119279(JP,A) 特開 昭59−124159(JP,A) 特開 昭60−58780(JP,A) 特開 昭60−153274(JP,A) 特開 昭62−113468(JP,A) 特開 昭63−196181(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (56) References JP-A-58-119279 (JP, A)                 JP-A-59-124159 (JP, A)                 JP-A-60-58780 (JP, A)                 JP-A-60-153274 (JP, A)                 JP-A-62-113468 (JP, A)                 JP-A-63-196181 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.入射した光を予めモニタし、モニタ信号にしたがう
出力条件の下にイメージ信号を出力させるイメージセン
サーの出力装置において、CCD素子等からなる一つの
センサー手段と、このセンサー手段に入射した光の最も
強い部分光と最も弱い部分光とを検出し、最大光検出信
号と最小光検出信号との差信号をモニタ信号として出力
するモニタ手段とを備えて構成したことを特徴とするイ
メージセンサーの出力装置。 2.入射した光を予めモニタし、モニタ信号にしたがう
出力条件の下にイメージ信号を出力させるイメージセン
サーの出力装置において、CCD素子等からなる一つの
センサー手段と、このセンサー手段に入射した光の最も
強い部分光と最も弱い部分光とを検出する検出手段と、
この検出手段が出力する最大光検出信号と最小光検出信
号とを入力し、これら検出信号の差信号をモニタ信号と
して出力する差動増幅手段と、上記したモニタ信号にし
たがって上記差動増幅手段の増幅度を設定し、上記検出
手段の最大光検出信号と最小光検出信号とをホールド
し、センサー手段の電荷蓄積を停止させる出力条件の設
定手段と、センサー手段の電荷蓄積が停止した後にモニ
タ信号の出力動作からイメージ信号の出力動作に切換え
る切換手段とを備え、切換手段の切換えによりセンサー
手段から取り出したセンサー信号と上記検出手段が出力
する最小光検出信号とを上記の差動増幅手段に入力さ
せ、この差動増幅手段がこれら入力信号の差信号をイメ
ージ信号として出力する構成としたことを特徴とするイ
メージセンサーの出力装置。
(57) [Claims] In an output device of an image sensor for monitoring an incident light in advance and outputting an image signal under an output condition according to the monitor signal, one sensor means such as a CCD element and the strongest light incident on the sensor means are provided. An output device for an image sensor, comprising: monitor means for detecting a partial light and a weakest partial light and outputting a difference signal between a maximum light detection signal and a minimum light detection signal as a monitor signal. 2. In an output device of an image sensor for monitoring an incident light in advance and outputting an image signal under an output condition according to the monitor signal, one sensor means such as a CCD element and the strongest light incident on the sensor means are provided. Detecting means for detecting the partial light and the weakest partial light;
A differential amplifier for inputting a maximum light detection signal and a minimum light detection signal output by the detector and outputting a difference signal between the detection signals as a monitor signal; and a differential amplifier for the differential amplifier according to the monitor signal. Means for setting the amplification degree, holding the maximum light detection signal and the minimum light detection signal of the detection means, and setting output conditions for stopping the charge accumulation of the sensor means, and a monitor signal after the charge accumulation of the sensor means is stopped. Switching means for switching from the output operation to the image signal output operation, and the sensor signal extracted from the sensor means by the switching of the switching means and the minimum light detection signal output by the detection means are input to the differential amplification means. Wherein the differential amplifying means outputs a difference signal between these input signals as an image signal. Location.
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