JP2829007B2 - イメージセンサ装置 - Google Patents
イメージセンサ装置Info
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- photosensitive pixel
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- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Description
用されるイメージセンサ装置に関する。特に、瞳分割式
TTL焦点検出装置等において使用され、多様な配列構造
を有す感光画素列からの信号電荷を時系列的信号出力に
変換し転送するためのイメージセンサ装置に関する。
向に配列した複数方向の感光画素列からなるイメージセ
ンサ装置を用い、各感光画素列の各々に被写体像に対応
する光像を結像させ、撮影レンズの光軸に沿った移動に
ともなう上記各感光画素列上の各被写体像に対応する光
像の相対的移動をこのイメージセンサ装置の出力より判
断し、撮影レンズの合焦位置を検出する焦点検出装置が
知られている。このような装置では、上記のように感光
画素列を複数方向に配置したイメージセンサを用いるた
め、被写体のコントラストが一定方向しか変化しない場
合にもこの方向に関係なく撮影レンズの合焦位置を検出
することができる。かかるイメージセンサは特開昭59−
60303で開示されたものであり、その構成を第4図に示
す。
であり、4個の単位感光画素列14〜17を用い、フォトダ
イオード等の感光画素からなる感光画素列14と15及び16
と17をそれぞれ直交するように配列し、各感光画素列14
〜17に対応して設けられたシフトレジスタ等の電荷転送
手段18〜21、をそれぞれ図示するようにシフトレジスタ
等の遅延線22,23を介して直列に接続したものである。
出力回路24は電荷転送手段18の出力部に1つだけ設けら
れている。各感光画素列14〜17で発生した信号電荷群A
〜Dは、第1図(b)に示すように、各単位感光画素列
ごとに必要な遅延が行われ、同一出力回路24から直列の
時系列信号として順序正しく出力される。
ッサ等により処理され、撮影レンズの合焦位置を検出す
るために使用される。
た。感光画素列の配置や大きさはこれらの上に光像を導
く光学系の設計仕様に従って制限を受けることが多く、
この場合第1図と同様に遅延線を介して感光画素列を配
置し、これらの画素からの信号出力を時系列的に一列に
並べるように継ぎ合わせる事は容易でない。
設計上さらに近接させるか又は離間して半導体基板上に
配置した場合には、シフトレジスタ等から成る遅延部2
2,23を形成するための十分なスペースが存在するとは限
らず、無理に必要な遅延量を確保しようとすれば、シフ
トレジスタ等で構成された遅延部を複雑に折り曲げる必
要があり、性能劣化歩留り低下等の悪影響がある。
時間的に重複することなく(後段の信号処理を考えたと
き、出力の数が多数あることより、むしろ同時に多数の
信号が出力されるほうが回路規模はより増す。)取り出
すためにシフトレジスタを遅延線として利用する方法
は、画素列の配置形態による制約が大きく、特に配列の
方向が複数あって、それらが空間的に分離しているとき
にはなかなかうまい継ぎ合わせの解をみつける事ができ
なかった。又、シフトレジスタを遅延線として用いる事
により、シフトレジスタ部の構造が複雑なため、チップ
上でのシフトレジスタ部の占有面積が増大し、歩留り低
下を招くことになり、コストが上昇するとか、シフトレ
ジスタの屈曲部が増して性能が劣化するとか駆動容量が
増大して消費電力が増大する等の不都合が生じていた。
いて撮影レンズの合焦位置を決定するため、同一の被写
体の光像が投影され、該光像の光強度に応じた信号電荷
を発生する複数の感光画素子を所定方向に配列した一対
の第1感光画素列対と、上記各感光画素子からの信号電
荷を時系列的な群をなす信号出力群として転送する第1
順次読出し手段と、上記所定方向とは異なる第2の方向
に複数の感光画素子を配列してなる第2感光画素列の対
とを備えている。さらに、上記イメージセンサ装置は、
上記第1順次読出し手段の転送の間、上記第2感光画素
列対の各感光画素子からの信号電荷を一時保存するメモ
リ手段と、上記メモリ手段に一時保存した信号電荷を上
記第2感光画素列対の各々の感光画素列ごとに時系列的
な群をなす信号出力群として転送する第2順次読出し手
段と、第1、第2順次読出し手段からの信号出力を時間
的に重複することなく出力させる制御部とを備えてお
り、上記同一被写体からの光像対の相対的なずれ量を2
方向に関して検出する。
け、メモリ手段と順次読出し手段を設けることで、3以
上の方向に関しても光像対の相対的なずれ量を時系列信
号として検出できる。
列対の各感光画素列と順次読出し手段との間にメモリ手
段を設けることで、第1及び第2感光画素列からの信号
出力群が互いに時間的に重複することなく出力され、な
おかつメモリ手段を設けたことで従来の遅延線が不要と
なり、感光画素列を全体の形状として一列に配置する必
要もなくなり各感光画素列を任意に配置することが可能
となった。
に形成されたイメージセンサである。撮影レンズを通過
した被写体の像は、図示なき光学系により一対のほぼ同
一の光像として第1感光画素列対a,bの上に結像され、
他方これと直交する方向に関しても一対のほぼ同一の光
像として第2感光画素列対c,dの上に結像される。測距
又は焦点検出は前記a,b上の一対の光像の相対的変化の
量又はc,d上の一対の光像の相対的変位の量を検出する
事によりなされるが、この方法は瞳分割式TTL焦点検出
装置として公知のものであり、本発明とは直接の関係が
ないため詳細は省略する。
うに、各画素列a,b,c,dに平行して第1,第2,第3順次読
出し手段であるシフトレジスタ111,112,113が形成され
ており、順次読出し手段のシフトレジスタは各画素子か
らの並列の電荷信号を時系列信号に変換し出力部OUT0,O
UT1,OUT2から出力する。画素列c,dと第2順次読出し手
段のシフトレジスタ112,113との間に設けられたメモリ
手段すなわちメモリ部116,119は、画素列c,dからの各画
素子に対応した電荷信号を個々に一時保存し、所定時間
後に次段のシフトレジスタに移送するように設けられた
ものである。
c,dの各画素子に蓄えられた電荷を第1シフトレジスタ1
11又はメモリ部116,119に移送させるために設けられた
ものである。メモリ部116,119と第2,第3シフトレジス
タ112,113の間に設けられた第2のトランスファゲート1
17,110は、メモリ部の各メモリ素子に蓄えられた電荷を
第2,第3シフトレジスタ112,113に移送するために設け
られたものである。
れ、デジタル信号の“L"が入力されている期間のみ感光
画素子に入射した光に応じた電荷を各感光画素子に蓄積
させる。また、入力端子φ1は、すべてのシフトレジス
タに接続され、転送パルスに従って各感光画素列a,b,c,
dからの出力電荷をシフトレジスタ111,112,113ごとに順
次転送するために使用される。
て、端子TR、TR1、TR2にデジタル信号のトリガパルスを
発生する。端子TRに発生されたトリガパルスは、第1ト
ランスファゲート114,115,118に同時に作用し、感光画
素列a,b,c,dに蓄えられた電荷を移送させる。端子TR1と
端子TR2とに発生されたトリガパルスは、第2トランス
ファゲート117,110にそれぞれ異なった時刻に作用し、
メモリ部116,119に保存された電荷をそれぞれ移送させ
る。
ミングチャートを併用しながら作動の説明を行なう。各
画素列a,b,c,dは、入力端子CLRへのデジタル信号が“L"
になる時刻t1において同時に蓄積を開始する。時刻t2に
制御部120から端子TRを介してトランスファゲート114に
パルスが加わると、画素列a,bの信号電荷はシフトレジ
スタ111に送られ、転送パルスに従い転送されて、出力
部OUT0より時系列的信号出力として図示PHのごとく出力
される。この同じ時刻t2に、画素列c,dの信号電荷もそ
れぞれトランスファゲート115,118を介してメモリ部11
6,119にそれぞれ排出される。
bの電荷転送終了の時刻t3で、端子TR1にパルスを印加
し、メモリ部116に保存されていた信号電荷を第2シフ
トレジスタ112に排き出させ、順次出力部OUT1よりPV1の
ごとく時系列的画像信号として出力する。
て時刻t4で端子TR2にパルスを印加し、メモリ部119に保
存されていた信号電荷を第3シフトレジスタ113に排き
出し、順次出力部OUT2よりPV2のごとく画素列cに関す
る画像信号として出力する。
をおいて端子TR1及びTR2にパルスを加える制御部120は
その構成を画素列と同じチップ上に形成してよいし、チ
ップの外に構成してもよい。
セッサ等の外部回路に接続され、この外部回路は制御時
刻t1,t2,t′2、t3,t4を適当に設定する。
することにより、各画素列a,b,c,dから並列に出力され
る電荷信号は、出力端子OUT0,OUT1,OUT2より時間的に重
複することなく、時系列信号として出力される。
やはり複数の方向に関する像ずれを検出するためのイメ
ージセンサであるが、瞳分割式TTL焦点検出装置に用い
る光学系の構成が異なる場合のものである。図示のごと
く、複数画素列は、一般に半導体チップ上で分離された
形で複数方向(多くは直交する方向)に配列される。こ
の実施例においては第1実施例とは画素列の配置が異な
っているが、第1実施例の第1感光画素列対であるa,b
列が本例のe列に、第2感光画素列対の一方のc列がf
列に、第2感光画素列対の他方のd列がg列に対応して
いると考えれば、回路構成及び動作手順は全く同じにな
る。ただし、制御部120のみは省略してある。勿論この
実施例と異なる角度,間隔,個数の画素列配置において
も、本発明のイメージセンサの構成を適用することが可
能である。
モリ部を設けることも可能である。
一半導体チップ上に分離して形成された複数の感光画素
列の出力をメモリ部により一時保存することにより、こ
の感光画素列からの出力を時間的に重複することなく出
力する事が可能である。シフトレジスタ等を遅延線とし
て用いて画素列の出力を時間的に重複する事のないよう
構成した場合に比して、シフトレジスタ全長の増大によ
る転送効率の低下やチップ上の占有面積の増大に伴なう
歩留りの低下がなく、さらにシフトレジスタの屈曲部が
多いと生じる性能の劣化もないため、高性能で低価格な
イメージセンサが得られるという効果がある。
造が複雑となるので暗電流や残像等の性能において、メ
モリ部を持たない場合に比して不利であるが、遅延用の
アナログメモリ部をすべての画素列に設けるのではな
く、少なくとも一対の光像を検出する第1の感光画素列
(第1実施例ではa,b列、第2実施例ではe列)に関し
てはメモリ部を設けない従来構造のままとすることで、
全画素列にアナログメモリ部を設ける場合に比しても又
全体を1つのシフトレジスタで結ぶ従来例に比しても性
能が向上する。すなわち主要検出領域をなす少くとも一
対の光像を検出する第1感光画素列a,b,eに関しての性
能劣化を防止させることが可能になる。この結果、焦点
検出装置の光学系を任意に設定しても、高精度の焦点検
出が比較的簡単な構成を有するイメージセンサにより可
能となる。
示した外略図であり、第2図は第1図のイメージセンサ
装置のタイミングチャート図である。 第3図は、本発明の第2実施例のイメージセンサ装置を
示した外略図である。 第4図(a)は、同一半導体チップ上の4方向に形成さ
れた感光画素列がシフトレジスタである遅延線により接
続された構造となっているイメージセンサを示した概略
図である。 第4図(b)は、上記感光画素列の入射光に対応した強
度信号がシフトレジスタにより時系列的で、重複のない
信号出力として出力されることを示した模式図である。 〔主要部分の符号の説明〕 a,b……第1感光画素列対 c,d……第2感光画素列対 111……第1シフトレジスタ 112……第2シフトレジスタ 113……第3シフトレジスタ 116,119……アナログメモリ部 114,115,118……第1トランスファゲート部 110,117……第2トランスファゲート部 120……制御部
Claims (1)
- 【請求項1】同一物体の光像が投影され、該光像の光強
度に応じた信号電荷を発生する複数の感光画素子を所定
方向に配列した一対の第1感光画素列対と、 上記各感光画素子からの信号電荷を時系列的な群をなす
信号出力群として転送する第1順次読出し手段と、 上記所定方向とは異なる第2の方向に複数の感光画素子
を配列してなる第2感光画素列対とを備え、投影された
光像対の相対的なずれ量を検出するイメージセンサ装置
であって、 上記第1順次読出し手段の転送の間、上記第2感光画素
列対の各感光画素子からの信号電荷を一時保存するメモ
リ手段と、 上記メモリ手段に一時保存した信号電荷を上記第2感光
画素列対の各々の感光画素列ごとに時系列的な群をなす
信号出力群として転送する第2順次読出し手段と、 第1順次読出し手段と、第2順次読出し手段とからの信
号出力群を互いに時間的に重複することなく出力させる
制御部とを備え、投影された光像対の相対的なずれ量を
検出するイメージセンサ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63286657A JP2829007B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | イメージセンサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63286657A JP2829007B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | イメージセンサ装置 |
Publications (2)
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---|---|
JPH02134609A JPH02134609A (ja) | 1990-05-23 |
JP2829007B2 true JP2829007B2 (ja) | 1998-11-25 |
Family
ID=17707267
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63286657A Expired - Lifetime JP2829007B2 (ja) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | イメージセンサ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2829007B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5960303A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Toshiba Corp | 固体撮像装置 |
JP2540801B2 (ja) * | 1986-03-14 | 1996-10-09 | ミノルタ株式会社 | 自動焦点調節装置 |
-
1988
- 1988-11-15 JP JP63286657A patent/JP2829007B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02134609A (ja) | 1990-05-23 |
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