JP3071872B2 - 光電変換素子の蓄積制御装置 - Google Patents
光電変換素子の蓄積制御装置Info
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Landscapes
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カメラのパッシブ方
式の焦点検出装置等に用いられる光電変換素子アレイの
蓄積時間を制御する光電変換素子の蓄積制御装置に関す
るものである。
式の焦点検出装置等に用いられる光電変換素子アレイの
蓄積時間を制御する光電変換素子の蓄積制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の装置としては、例えば、
特開昭61−167916号公報及び特開昭62−11
3468号公報,特願昭61−219668号及び特願
昭62−27267号等に開示されたものがある。特開
昭61−167916号公報に開示された装置の構成
は、光電変換素子アレイに入射する光量の平均値もしく
は和信号に基づいて蓄積時間を制御するものである。ま
た、後者の構成は、光電変換素子アレイの略最大値に基
づいて蓄積時間を制御するものである。いずれの構成も
後段の信号処理を行い易くするように信号のレベルがで
きるだけ一定になるような制御を行っている。後段にお
ける信号処理としては、遮光画素(オプティカルブラッ
ク)を基準に増幅してA/D変換を行ったのち、特開昭
58−142306号,特開昭59−107313号,
特開昭60−101513号の各公報あるいは特願昭6
1−160824号に開示されている演算を行う構成を
採用することができる。
特開昭61−167916号公報及び特開昭62−11
3468号公報,特願昭61−219668号及び特願
昭62−27267号等に開示されたものがある。特開
昭61−167916号公報に開示された装置の構成
は、光電変換素子アレイに入射する光量の平均値もしく
は和信号に基づいて蓄積時間を制御するものである。ま
た、後者の構成は、光電変換素子アレイの略最大値に基
づいて蓄積時間を制御するものである。いずれの構成も
後段の信号処理を行い易くするように信号のレベルがで
きるだけ一定になるような制御を行っている。後段にお
ける信号処理としては、遮光画素(オプティカルブラッ
ク)を基準に増幅してA/D変換を行ったのち、特開昭
58−142306号,特開昭59−107313号,
特開昭60−101513号の各公報あるいは特願昭6
1−160824号に開示されている演算を行う構成を
採用することができる。
【0003】しかし、前記の各構成を用いて合焦状態を
判別する装置を構成するに際しては、被写体の輝度分布
を光電変換素子アレイでサンプリングし、これを電気的
に信号処理して合焦状態を判別している。すなわち、遮
光画素を基準に信号のA/D変換を行うため、低コント
ラスト(輝度分布の場所的変化が小さい場合)の被写体
においては、被写体の特徴を示すパターン部よりも演算
に寄与しない信号の直流分の方が圧倒的に多くなり、量
子化エラーやノイズの影響を受けて演算の信頼性を低下
させるという問題があったため、これを解決すべく、特
願昭63−47644号等に開示されているように、例
えば図9に示すような、光電変換装置に蓄積信号の最大
値と最小値を検出する機能を持たせ、蓄積時間を制御す
る装置が知られており、焦点検出装置の低コストラスト
限界を改善するのに大いに貢献している。
判別する装置を構成するに際しては、被写体の輝度分布
を光電変換素子アレイでサンプリングし、これを電気的
に信号処理して合焦状態を判別している。すなわち、遮
光画素を基準に信号のA/D変換を行うため、低コント
ラスト(輝度分布の場所的変化が小さい場合)の被写体
においては、被写体の特徴を示すパターン部よりも演算
に寄与しない信号の直流分の方が圧倒的に多くなり、量
子化エラーやノイズの影響を受けて演算の信頼性を低下
させるという問題があったため、これを解決すべく、特
願昭63−47644号等に開示されているように、例
えば図9に示すような、光電変換装置に蓄積信号の最大
値と最小値を検出する機能を持たせ、蓄積時間を制御す
る装置が知られており、焦点検出装置の低コストラスト
限界を改善するのに大いに貢献している。
【0004】次に、図9の動作を説明する。同図は光電
変換素子に蓄積信号の最大値と最小値を検出する機能を
持たせ、これにより蓄積時間を制御する光電変換素子の
蓄積制御装置を構成する1つの光電変換素子の回路ブロ
ック図を示したものであり、ブロックSNSCTL,S
NOUT,PDET,BDETから成る。
変換素子に蓄積信号の最大値と最小値を検出する機能を
持たせ、これにより蓄積時間を制御する光電変換素子の
蓄積制御装置を構成する1つの光電変換素子の回路ブロ
ック図を示したものであり、ブロックSNSCTL,S
NOUT,PDET,BDETから成る。
【0005】ブロックSNSCTLは光電変換素子であ
るバイポーラ・トランジスタTR1の制御回路であり、
複数のMOSトランジスタMOS5,MOS8から構成
される。
るバイポーラ・トランジスタTR1の制御回路であり、
複数のMOSトランジスタMOS5,MOS8から構成
される。
【0006】ブロックSNOUTは光電変換素子の蓄積
信号を読み出す回路でMOS10,MOS11,MOS
12,MOS13及びキャパシタCtn,Cts,から
構成される。さらに差動出力アンプSNAMP,MOS
トランジスタMOS14,MOS15から構成される。
信号を読み出す回路でMOS10,MOS11,MOS
12,MOS13及びキャパシタCtn,Cts,から
構成される。さらに差動出力アンプSNAMP,MOS
トランジスタMOS14,MOS15から構成される。
【0007】ブロックPDETは光電変換素子列に入射
する光束を光電変換した出力の最も大きな信号を検出す
る最大信号検出回路でありバイポーラ・トランジスタT
R2,MOSトランジスタMOS6と図示されている数
個のMOSトランジスタから構成される。
する光束を光電変換した出力の最も大きな信号を検出す
る最大信号検出回路でありバイポーラ・トランジスタT
R2,MOSトランジスタMOS6と図示されている数
個のMOSトランジスタから構成される。
【0008】ブロックBDETは光電変換素子列に入射
する光束を光電変換した出力の最も小さな信号を検出す
る最小信号検出回路でありバイポーラ・トランジスタT
R3,MOSトランジスタMOS7と図示されている数
個のMOSトランジスタから構成される。
する光束を光電変換した出力の最も小さな信号を検出す
る最小信号検出回路でありバイポーラ・トランジスタT
R3,MOSトランジスタMOS7と図示されている数
個のMOSトランジスタから構成される。
【0009】同図において、光電変換素子であるバイポ
ーラ・トランジスタTR1のベースに接続されたP−チ
ャンネルMOSトランジスタMOS5のゲートは共通に
接続されていて、光電変換素子のリセット用クロックφ
resが入力される。同MOSトランジスタのソースも
共通に接続されて定電位VBBが供給されている。TR
1のエミッタに接続されたMOSトランジスタMOS8
のゲートは共通に接続されていて、リセット用クロック
φvrsが入力される。また、同エミッタはMOSトラ
ンジスタMOS10を介して、キャパシタCtnに、M
OSトランジスタMOS11を介して、キャパシタCt
sにそれぞれ接続されており、各キャパシタCtn,C
tsの電荷はそれぞれMOSトランジスタMOS12,
MOS13を介してRDLN,RDLSに出力され出力
アンプSNAMPに入力される。また、MOS12,M
OS13はシフトレジスタSNSRにより順次オンされ
る。レジスタSNSRは入力される読みだし用クロック
φreadにより、“H”となる信号端が順次シフトす
るように構成されている。
ーラ・トランジスタTR1のベースに接続されたP−チ
ャンネルMOSトランジスタMOS5のゲートは共通に
接続されていて、光電変換素子のリセット用クロックφ
resが入力される。同MOSトランジスタのソースも
共通に接続されて定電位VBBが供給されている。TR
1のエミッタに接続されたMOSトランジスタMOS8
のゲートは共通に接続されていて、リセット用クロック
φvrsが入力される。また、同エミッタはMOSトラ
ンジスタMOS10を介して、キャパシタCtnに、M
OSトランジスタMOS11を介して、キャパシタCt
sにそれぞれ接続されており、各キャパシタCtn,C
tsの電荷はそれぞれMOSトランジスタMOS12,
MOS13を介してRDLN,RDLSに出力され出力
アンプSNAMPに入力される。また、MOS12,M
OS13はシフトレジスタSNSRにより順次オンされ
る。レジスタSNSRは入力される読みだし用クロック
φreadにより、“H”となる信号端が順次シフトす
るように構成されている。
【0010】MOS10のゲートは共通に接続されてい
て蓄積開始用クロックφTnが入力される。MOS11
のゲートは共通に接続されていて蓄積終了用クロックφ
Tsが入力される。また、出力アンプSNAMPの入力
RDLN,RDLSは、それぞれ各光電変換素子に接続
されている蓄積信号読みだし回路の共通出力ラインとな
っている。また、MOSトランジスタMOS14,MO
S15を介してGNDに接続されている。MOS14,
MOS15のゲートには読みだし用クロックφhrsが
入力されている。
て蓄積開始用クロックφTnが入力される。MOS11
のゲートは共通に接続されていて蓄積終了用クロックφ
Tsが入力される。また、出力アンプSNAMPの入力
RDLN,RDLSは、それぞれ各光電変換素子に接続
されている蓄積信号読みだし回路の共通出力ラインとな
っている。また、MOSトランジスタMOS14,MO
S15を介してGNDに接続されている。MOS14,
MOS15のゲートには読みだし用クロックφhrsが
入力されている。
【0011】また、光電変換素子であるバイポーラ・ト
ランジスタTR1のエミッタはN−チャンネルMOSト
ランジスタMOS6のゲート,P−チャンネルMOSト
ランジスタMOS7のゲートにも接続しており、光電変
換素子出力は蓄積時間中常に最大信号検出回路PDE
T、および最小信号検出回路BDETに供給される。最
大信号検出回路と最小信号検出回路は互いにコンプリメ
ンタリな差動アンプ構成で、出力段はそれぞれNPNト
ランジスタ,PNPトランジスタのエミッタフォロワ形
式をとっており、それぞれ出力アンプVpAMPを介し
てVmax,出力アンプVbAMPを介してVminに
出力される。VpAMPの入力ラインVpLには各光電
変換素子に接続されている最大信号検出ブロックPDE
Tの出力Vpmaxが、VbAMPの入力ラインVbL
には最小信号検出ブロックBDETの出力Vbminが
それぞれ共通に接続されている。
ランジスタTR1のエミッタはN−チャンネルMOSト
ランジスタMOS6のゲート,P−チャンネルMOSト
ランジスタMOS7のゲートにも接続しており、光電変
換素子出力は蓄積時間中常に最大信号検出回路PDE
T、および最小信号検出回路BDETに供給される。最
大信号検出回路と最小信号検出回路は互いにコンプリメ
ンタリな差動アンプ構成で、出力段はそれぞれNPNト
ランジスタ,PNPトランジスタのエミッタフォロワ形
式をとっており、それぞれ出力アンプVpAMPを介し
てVmax,出力アンプVbAMPを介してVminに
出力される。VpAMPの入力ラインVpLには各光電
変換素子に接続されている最大信号検出ブロックPDE
Tの出力Vpmaxが、VbAMPの入力ラインVbL
には最小信号検出ブロックBDETの出力Vbminが
それぞれ共通に接続されている。
【0012】このとき各光電変換素子に照射される光束
の照度によってバイポーラ・トランジスタTR1のエミ
ッタ出力は様々なレベルにあり、最大レベルにないエミ
ッタと接続されている最大信号検出回路PDETはコン
パレータ動作を行うため、バイポーラトランジスタTR
2は総てがカットオフし、最大レベルにあるエミッタと
接続されている最大信号検出回路PDETのみボルテー
ジフォロワ動作となる。バイポーラ・トランジスタTR
2のボルテージフォロワ出力VpmaxはMOSトラン
ジスタMOS6のゲートに入力される電位と等しい値を
出力し、定電流負荷ILmaxとバッファアンプVpA
MPを介し出力される。
の照度によってバイポーラ・トランジスタTR1のエミ
ッタ出力は様々なレベルにあり、最大レベルにないエミ
ッタと接続されている最大信号検出回路PDETはコン
パレータ動作を行うため、バイポーラトランジスタTR
2は総てがカットオフし、最大レベルにあるエミッタと
接続されている最大信号検出回路PDETのみボルテー
ジフォロワ動作となる。バイポーラ・トランジスタTR
2のボルテージフォロワ出力VpmaxはMOSトラン
ジスタMOS6のゲートに入力される電位と等しい値を
出力し、定電流負荷ILmaxとバッファアンプVpA
MPを介し出力される。
【0013】また、最小レベルにないエミッタと接続さ
れている最小信号検出回路BDETはコンパレータ動作
を行うため、バイポーラ・トランジスタTR3は、総て
がカットオフし、最小レベルにあるエミッタと接続され
ている最小信号検出回路BDETのみボルテージフォロ
ワ動作となる。バイポーラ・トランジスタTR3のボル
テージフォロワ出力VbminはMOSトランジスタM
OS7のゲートに入力される電位と等しい値を出力し、
定電流負荷ILminとバッファアンプVbAMPを介
して出力される。バッファアンプVpAMP出力Vma
xとバッファアンプVbAMP出力Vminは蓄積時間
制御回路及び、蓄積信号処理回路にそれぞれ入力されて
いる。
れている最小信号検出回路BDETはコンパレータ動作
を行うため、バイポーラ・トランジスタTR3は、総て
がカットオフし、最小レベルにあるエミッタと接続され
ている最小信号検出回路BDETのみボルテージフォロ
ワ動作となる。バイポーラ・トランジスタTR3のボル
テージフォロワ出力VbminはMOSトランジスタM
OS7のゲートに入力される電位と等しい値を出力し、
定電流負荷ILminとバッファアンプVbAMPを介
して出力される。バッファアンプVpAMP出力Vma
xとバッファアンプVbAMP出力Vminは蓄積時間
制御回路及び、蓄積信号処理回路にそれぞれ入力されて
いる。
【0014】図10に図9に示される光電変換素子から
なる8個の光電変換素子列で構成される光電変換装置を
示す。なお同図中、PDETUは図9のPDETで示し
た回路ブロック複数個から構成されている。また、BD
ETUは図9のBDETで示した回路ブロック複数個か
ら構成されている。
なる8個の光電変換素子列で構成される光電変換装置を
示す。なお同図中、PDETUは図9のPDETで示し
た回路ブロック複数個から構成されている。また、BD
ETUは図9のBDETで示した回路ブロック複数個か
ら構成されている。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
は以上のように構成されているので、光電変換素子受光
部(フォトトランジスタ)に比べ、最大信号検出回路,
最小信号検出回路からなる制御部の占める面積の割合が
非常に大きくなるため、チップ面積の増加と歩留まりの
低下を招く。特に多数の測距点を有する場合、多数の光
電変換素子受光部の配置のすき間に上記制御部をレイア
ウトするため、この問題は特に重要である。この発明は
以上のような従来例の問題点を解消するためになされた
もので、歩留まりと光電変換素子受光部配置の自由度の
向上を目的としている。
は以上のように構成されているので、光電変換素子受光
部(フォトトランジスタ)に比べ、最大信号検出回路,
最小信号検出回路からなる制御部の占める面積の割合が
非常に大きくなるため、チップ面積の増加と歩留まりの
低下を招く。特に多数の測距点を有する場合、多数の光
電変換素子受光部の配置のすき間に上記制御部をレイア
ウトするため、この問題は特に重要である。この発明は
以上のような従来例の問題点を解消するためになされた
もので、歩留まりと光電変換素子受光部配置の自由度の
向上を目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】このため、この発明に係
る光電変換素子の蓄積制御装置は、最も大きな信号を検
出する最大信号検出回路を備えた光電変換素子と、最も
小さな信号を検出する最小信号検出回路を備えた光電変
換素子とを、各1以上の等しい数だけ連続配置して単位
とし、前記単位を交互に配置することにより、前記目的
を達成しようとするものである。
る光電変換素子の蓄積制御装置は、最も大きな信号を検
出する最大信号検出回路を備えた光電変換素子と、最も
小さな信号を検出する最小信号検出回路を備えた光電変
換素子とを、各1以上の等しい数だけ連続配置して単位
とし、前記単位を交互に配置することにより、前記目的
を達成しようとするものである。
【0017】
【作用】以上のような構成としたことにより、チップ上
での制御部の占める割合が小さくなり、光電変換素子受
光部の配置の自由度も向上する。
での制御部の占める割合が小さくなり、光電変換素子受
光部の配置の自由度も向上する。
【0018】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図面に基づいて
説明する。
説明する。
【0019】(構成)この実施例の光電変換装置は特開
昭60−12579号公報,特開昭60−12765号
公報等に開示されているフォトトランジスタ・アレイか
らなる蓄積型光電変換素子列で構成されている。同光電
変換素子列は公知のCCDセンサやMOSセンサとは異
なり、入射光に比例した電荷をトランジスタのベース部
に蓄積し、読みだしに際しては、各素子ごとに蓄積電荷
量に応じた信号を出力する。上記光電変換素子単体の動
作については、上記公報等に開示されているので、説明
は省略する。
昭60−12579号公報,特開昭60−12765号
公報等に開示されているフォトトランジスタ・アレイか
らなる蓄積型光電変換素子列で構成されている。同光電
変換素子列は公知のCCDセンサやMOSセンサとは異
なり、入射光に比例した電荷をトランジスタのベース部
に蓄積し、読みだしに際しては、各素子ごとに蓄積電荷
量に応じた信号を出力する。上記光電変換素子単体の動
作については、上記公報等に開示されているので、説明
は省略する。
【0020】図1−図7はこの発明の一実施例である。
図1,図2はこの発明の特徴を最もよく表す蓄積中に蓄
積信号の最大値と最小値を検出する機能を持った複数の
光電変換素子からなる光電変換装置の構成図及びブロッ
ク図、図3,図4は本光電変換装置を構成する光電変換
素子の1画素に相当する回路図で、図3には受光部と信
号読みだし系のほかに最大信号検出回路が、図4には受
光部と信号読みだし系のほかに最小信号検出回路が付加
されている。図5に光電変換素子の駆動タイミングを表
わす図、図6は光電変換装置の蓄積時間制御及び蓄積信
号処理を行う蓄積制御装置のブロック図、図7に蓄積制
御プログラムのフローチャートをそれぞれ示している。
図中、従来例と同一または相当部分は同一符号で表わ
す。
図1,図2はこの発明の特徴を最もよく表す蓄積中に蓄
積信号の最大値と最小値を検出する機能を持った複数の
光電変換素子からなる光電変換装置の構成図及びブロッ
ク図、図3,図4は本光電変換装置を構成する光電変換
素子の1画素に相当する回路図で、図3には受光部と信
号読みだし系のほかに最大信号検出回路が、図4には受
光部と信号読みだし系のほかに最小信号検出回路が付加
されている。図5に光電変換素子の駆動タイミングを表
わす図、図6は光電変換装置の蓄積時間制御及び蓄積信
号処理を行う蓄積制御装置のブロック図、図7に蓄積制
御プログラムのフローチャートをそれぞれ示している。
図中、従来例と同一または相当部分は同一符号で表わ
す。
【0021】図1,図2において、SNSCTLUが受
光部であるセンサアレイSNSPXを含むセンサ制御ア
レイであり、SNOUTUが蓄積信号読みだし回路SN
OUT複数個から成る像信号読みだし回路,SNBOU
Tが蓄積終了時の最小値VBを読み出す回路,PBDE
TUが蓄積信号の最大値検出機能を備えた回路PDET
と蓄積信号の最小値検出機能を備えた回路BDET複数
個から成る蓄積信号検出回路である。
光部であるセンサアレイSNSPXを含むセンサ制御ア
レイであり、SNOUTUが蓄積信号読みだし回路SN
OUT複数個から成る像信号読みだし回路,SNBOU
Tが蓄積終了時の最小値VBを読み出す回路,PBDE
TUが蓄積信号の最大値検出機能を備えた回路PDET
と蓄積信号の最小値検出機能を備えた回路BDET複数
個から成る蓄積信号検出回路である。
【0022】図3,図4は図2の光電変換装置を構成す
る1つの光電変換素子とその付随回路を示したもので、
図3はブロックSNSCTL,PDET,SNOUTか
らなる。図4はブロックSNSCTL,BDET,SN
OUTからなる。SNSCTLはセンサ受光部とその周
辺回路である。PDETは最大信号検出回路,BDET
は最小信号検出回路である。ブロックSNSCTL,P
DET,BDET,SNOUTの構成は図8の従来例と
同じであり、説明済みなので省略する。
る1つの光電変換素子とその付随回路を示したもので、
図3はブロックSNSCTL,PDET,SNOUTか
らなる。図4はブロックSNSCTL,BDET,SN
OUTからなる。SNSCTLはセンサ受光部とその周
辺回路である。PDETは最大信号検出回路,BDET
は最小信号検出回路である。ブロックSNSCTL,P
DET,BDET,SNOUTの構成は図8の従来例と
同じであり、説明済みなので省略する。
【0023】次に図6に基づいて蓄積制御装置の構成を
説明する。図6において、11は図1に示した蓄積中に
蓄積信号の最大値Vmaxと最小値Vminを検出する
機能を持った、複数の光電変換素子からなる光電変換装
置であって、制御信号φcontによりその蓄積が制御
される。ここでφcontは、光電変換装置11に入力
されるクロック信号φres,φvrs,φTn,φT
s,φsh,φhrs,φreadの総称である。
説明する。図6において、11は図1に示した蓄積中に
蓄積信号の最大値Vmaxと最小値Vminを検出する
機能を持った、複数の光電変換素子からなる光電変換装
置であって、制御信号φcontによりその蓄積が制御
される。ここでφcontは、光電変換装置11に入力
されるクロック信号φres,φvrs,φTn,φT
s,φsh,φhrs,φreadの総称である。
【0024】12は前記最大値Vmaxと最小値Vmi
nの差をとる差動増幅器、13,14は前記差動増幅器
12より最大値Vmaxと最小値Vminの差信号をそ
れぞれ所定レベルVref,Vref/10と比較する
比較器、15は最大値Vmaxを光電変換素子の飽和レ
ベルより若干小さい所定のレベルVref−Lと比較す
る比較器、16は蓄積終了時の最小値VBを記憶する記
憶回路、17は、前記記憶回路16の出力を基準に光電
変換装置11よりの像信号VIDEOを増幅する増幅器
であって、ゲインコントロール信号Gcont(G1,
G2)によってその増幅率(ゲイン)が1倍或いは10
倍に切り換えられる。具体的には、G1=ハイレベル,
G2=ロウレベル時において、この増幅器17のゲイン
は1倍となり、G1=ロウレベル、G2=ハイレベル時
において、ゲインは10倍となる。18はワンチップマ
イクロコンピュータ、19は発振器、20は蓄積開始直
後所定時間Tmaxを計数するカウンタを示す。
nの差をとる差動増幅器、13,14は前記差動増幅器
12より最大値Vmaxと最小値Vminの差信号をそ
れぞれ所定レベルVref,Vref/10と比較する
比較器、15は最大値Vmaxを光電変換素子の飽和レ
ベルより若干小さい所定のレベルVref−Lと比較す
る比較器、16は蓄積終了時の最小値VBを記憶する記
憶回路、17は、前記記憶回路16の出力を基準に光電
変換装置11よりの像信号VIDEOを増幅する増幅器
であって、ゲインコントロール信号Gcont(G1,
G2)によってその増幅率(ゲイン)が1倍或いは10
倍に切り換えられる。具体的には、G1=ハイレベル,
G2=ロウレベル時において、この増幅器17のゲイン
は1倍となり、G1=ロウレベル、G2=ハイレベル時
において、ゲインは10倍となる。18はワンチップマ
イクロコンピュータ、19は発振器、20は蓄積開始直
後所定時間Tmaxを計数するカウンタを示す。
【0025】(動作)次に、図4に示されるブロックS
NSCTL,SNOUTの動作を図5のタイミング・チ
ャートに基づいて説明する。PDET,BDETの動作
は従来例で説明済みなので省略する。同図中、φre
s,φvrs,φTn,φTs,φsh,φhrs,φ
readは図6のワンチップマイクロコンピュータ18
から光電変換装置11に入力されるクロック信号であ
る。
NSCTL,SNOUTの動作を図5のタイミング・チ
ャートに基づいて説明する。PDET,BDETの動作
は従来例で説明済みなので省略する。同図中、φre
s,φvrs,φTn,φTs,φsh,φhrs,φ
readは図6のワンチップマイクロコンピュータ18
から光電変換装置11に入力されるクロック信号であ
る。
【0026】φresを“L”とすることで総てのP−
チャンネルMOSトランジスタMOS5がオンとなり、
各トランジスタTR1のベースに電位VBBが印加され
る。これによって、TR1のベースの残留電位がVBB
より大きければ余分な電荷は再結合され、最終的にベー
ス電位をVBBとする電荷がベースに保持される。ま
た、t1からt2の間はφTn,φTsも“H”である
から、キャパシタCts,Ctn内の電荷もMOSトラ
ンジスタMOS8を介してクリアされる。
チャンネルMOSトランジスタMOS5がオンとなり、
各トランジスタTR1のベースに電位VBBが印加され
る。これによって、TR1のベースの残留電位がVBB
より大きければ余分な電荷は再結合され、最終的にベー
ス電位をVBBとする電荷がベースに保持される。ま
た、t1からt2の間はφTn,φTsも“H”である
から、キャパシタCts,Ctn内の電荷もMOSトラ
ンジスタMOS8を介してクリアされる。
【0027】次に、時刻t4でφresが“H”になっ
たのち、t5でφvrsは“H”になるため、ベースに
保持された電荷は徐々に再結合し消滅してゆく。各トラ
ンジスタTR1のベースには時刻t4でベース電位をV
BBとする電荷が保持されていたわけであるから、時刻
t6においてベースに残る電荷量は、時刻t3以前に保
持されていた電荷量の多少に関わらず、総てのTR1で
等しくなる。
たのち、t5でφvrsは“H”になるため、ベースに
保持された電荷は徐々に再結合し消滅してゆく。各トラ
ンジスタTR1のベースには時刻t4でベース電位をV
BBとする電荷が保持されていたわけであるから、時刻
t6においてベースに残る電荷量は、時刻t3以前に保
持されていた電荷量の多少に関わらず、総てのTR1で
等しくなる。
【0028】時刻t6にφvrsが“L”になると、M
OS8がオフとなり、この時点より光励起により発生し
た電荷はトランジスタのベースに蓄積されてゆく。時刻
t1からt6までの期間がセンサのリセット動作であ
る。所定の蓄積時間を経過し、時刻t9からt10のφ
Tsのパルスによって、パルス幅の時間だけMOS11
がオンし、TR1のベースに蓄積された電荷量に応じた
信号が、トランジスタ動作によってキャパシタCtsに
移される。従って、このときにベースに蓄積される電荷
は減少することなく、引き続きTR1はベースに光励起
された電荷を蓄積してゆく。
OS8がオフとなり、この時点より光励起により発生し
た電荷はトランジスタのベースに蓄積されてゆく。時刻
t1からt6までの期間がセンサのリセット動作であ
る。所定の蓄積時間を経過し、時刻t9からt10のφ
Tsのパルスによって、パルス幅の時間だけMOS11
がオンし、TR1のベースに蓄積された電荷量に応じた
信号が、トランジスタ動作によってキャパシタCtsに
移される。従って、このときにベースに蓄積される電荷
は減少することなく、引き続きTR1はベースに光励起
された電荷を蓄積してゆく。
【0029】この後、先ず時刻t1からt11までφh
rsが所定時間“H”となることで、MOS14,MO
S15がその時間オンし、読みだしラインRDLN,R
DLSの浮遊容量に残っていた電荷をGNDに流してい
るので、時刻t12からt13のφreadのパルスに
よって、シフトレジスタSNSRによる各MOSトラン
ジスタMOS12とMOS13の走査を開始する。MO
S12,MOS13がオンすると、蓄積最小信号読みだ
し回路SNBOUTのキャパシタCtn,Ctsに保持
されている信号が読みだしラインRDLNとRDLSを
通り、差動出力アンプSNAMPを介して、その差出力
VIDEOが出力され、続いて各センサ出力読みだし回
路SNOUTのキャパシタCtn,Ctsの信号が同様
にVIDEOに出力される。
rsが所定時間“H”となることで、MOS14,MO
S15がその時間オンし、読みだしラインRDLN,R
DLSの浮遊容量に残っていた電荷をGNDに流してい
るので、時刻t12からt13のφreadのパルスに
よって、シフトレジスタSNSRによる各MOSトラン
ジスタMOS12とMOS13の走査を開始する。MO
S12,MOS13がオンすると、蓄積最小信号読みだ
し回路SNBOUTのキャパシタCtn,Ctsに保持
されている信号が読みだしラインRDLNとRDLSを
通り、差動出力アンプSNAMPを介して、その差出力
VIDEOが出力され、続いて各センサ出力読みだし回
路SNOUTのキャパシタCtn,Ctsの信号が同様
にVIDEOに出力される。
【0030】以上の動作を繰り返すことにより、時刻t
6からt9までの蓄積時間中に光電変換された信号を順
次読み出すことができる。このようにして、総てのトラ
ンジスタTR1の信号の読みだしが終了すると、再び時
刻t1からt6までのリセット動作を行って次の蓄積動
作が開始される。以上が像信号検出系の動作説明であ
る。
6からt9までの蓄積時間中に光電変換された信号を順
次読み出すことができる。このようにして、総てのトラ
ンジスタTR1の信号の読みだしが終了すると、再び時
刻t1からt6までのリセット動作を行って次の蓄積動
作が開始される。以上が像信号検出系の動作説明であ
る。
【0031】次に図7のフローチャートに従って図6の
動作説明を行う。図7はサブルーチン形式で記述されて
いる。一般にこのようなセンサの蓄積制御プログラムは
それ単独で使用されることは少なく、サブルーチン形式
の記述の方が、汎用性があるためである。また、以下の
説明の中で用いる制御信号φcontは、図5に示すタ
イミングチャートのφres,φvrs,φTn,φT
s,φhrs,φreadの総称である。
動作説明を行う。図7はサブルーチン形式で記述されて
いる。一般にこのようなセンサの蓄積制御プログラムは
それ単独で使用されることは少なく、サブルーチン形式
の記述の方が、汎用性があるためである。また、以下の
説明の中で用いる制御信号φcontは、図5に示すタ
イミングチャートのφres,φvrs,φTn,φT
s,φhrs,φreadの総称である。
【0032】(ステップ201)本サブルーチンがコー
ルされる。
ルされる。
【0033】(ステップ202)制御信号φcont及
びリセット信号を発生し、光電変換装置11は、初期化
動作の後、直ちに蓄積動作に自動的に移行する。
びリセット信号を発生し、光電変換装置11は、初期化
動作の後、直ちに蓄積動作に自動的に移行する。
【0034】(ステップ203)蓄積動作が開始された
後所定時間Tmaxが経過したかどうかをカウンタ20
よりの信号によって検知する。所定時間Tmaxが経過
している場合は、蓄積を終了し、増幅器17のゲインを
決定すべく(ステップ206)に移行し、それ以外は
(ステップ204)に移行する。
後所定時間Tmaxが経過したかどうかをカウンタ20
よりの信号によって検知する。所定時間Tmaxが経過
している場合は、蓄積を終了し、増幅器17のゲインを
決定すべく(ステップ206)に移行し、それ以外は
(ステップ204)に移行する。
【0035】(ステップ204)蓄積信号が、光電変換
装置11の飽和レベルに達するかどうかを検知する。そ
のため、光電変換装置11の最大値Vmaxが飽和に近
いレベルを示すVref−Lを上回ったか否かを示す信
号φmaxがハイレベルの場合は、蓄積を終了し、増幅
器17のゲインを決定するべく(ステップ206)に移
行し、それ以外は(ステップ205)に移行する。
装置11の飽和レベルに達するかどうかを検知する。そ
のため、光電変換装置11の最大値Vmaxが飽和に近
いレベルを示すVref−Lを上回ったか否かを示す信
号φmaxがハイレベルの場合は、蓄積を終了し、増幅
器17のゲインを決定するべく(ステップ206)に移
行し、それ以外は(ステップ205)に移行する。
【0036】(ステップ205)光電変換装置11の最
大値Vmaxと最小値Vminの差が所定レベルVre
fに達したかどうかを調べるため、信号φcomp2が
ハイレベルであれば、蓄積を終了し、増幅器17のゲイ
ンを決定するべく(ステップ206)へ移行し、それ以
外は(ステップ203)へ戻る。
大値Vmaxと最小値Vminの差が所定レベルVre
fに達したかどうかを調べるため、信号φcomp2が
ハイレベルであれば、蓄積を終了し、増幅器17のゲイ
ンを決定するべく(ステップ206)へ移行し、それ以
外は(ステップ203)へ戻る。
【0037】(ステップ206)蓄積信号読みだし時の
増幅器17のゲインを決定するため、最大値Vmaxと
最小値Vminの差と所定レベルVref/10を比較
した信号φcomp1の状態を調べる。この結果該信号
φcomp1がハイレベルの場合は(ステップ207)
に移行し、該信号φcomp1がローレベルの場合は
(ステップ208)へ移行する。
増幅器17のゲインを決定するため、最大値Vmaxと
最小値Vminの差と所定レベルVref/10を比較
した信号φcomp1の状態を調べる。この結果該信号
φcomp1がハイレベルの場合は(ステップ207)
に移行し、該信号φcomp1がローレベルの場合は
(ステップ208)へ移行する。
【0038】(ステップ207)信号φcomp1がハ
イレベルであったので(信号φcomp1がハイレベル
の場合は必ず該ステップへ進むことになる)であれば増
幅器17のゲインを1倍に設定するため、G1=ハイレ
ベル(H),G2=ローレベル(L)にする。この場合
は被写体のコントラストが比較的高い。
イレベルであったので(信号φcomp1がハイレベル
の場合は必ず該ステップへ進むことになる)であれば増
幅器17のゲインを1倍に設定するため、G1=ハイレ
ベル(H),G2=ローレベル(L)にする。この場合
は被写体のコントラストが比較的高い。
【0039】(ステップ208)信号φcomp1がロ
ーレベルであったので、増幅器17のゲインを10倍に
設定するため、G1=ローレベル,G2=ハイレベルに
する。この場合は被写体のコントラストが比較的低い。
ーレベルであったので、増幅器17のゲインを10倍に
設定するため、G1=ローレベル,G2=ハイレベルに
する。この場合は被写体のコントラストが比較的低い。
【0040】(ステップ209)光電変換装置11の蓄
積を終了すべく制御信号φcontを発生する。
積を終了すべく制御信号φcontを発生する。
【0041】(ステップ210)このサブルーチンを終
了する。
了する。
【0042】次に第2の実施例を説明する。実施例1で
は、図3で示した最大信号検出回路を有した光電変換素
子と図4で示した最小信号検出回路を有した光電変換素
子とを1画素毎の交互配置をしたが、光電変換素子上に
照射される光束との組合せによっては、最大信号検出回
路に接続されている光電変換素子と、最小信号検出回路
に接続されている光電変換素子とを、互いに等しい数だ
け連続に配置し、これを交互にした構成も可能である。
は、図3で示した最大信号検出回路を有した光電変換素
子と図4で示した最小信号検出回路を有した光電変換素
子とを1画素毎の交互配置をしたが、光電変換素子上に
照射される光束との組合せによっては、最大信号検出回
路に接続されている光電変換素子と、最小信号検出回路
に接続されている光電変換素子とを、互いに等しい数だ
け連続に配置し、これを交互にした構成も可能である。
【0043】次に第3の実施例を説明する。実施例1で
は、図2で示した1つの光電変換素子列からなる光電変
換装置への実施を取り上げたが、この発明は複数個の光
電変換素子列からなる光電変換装置へ応用したとき、さ
らなる効果を与える。図8に8個の光電変換素子列から
なる光電変換装置のブロック図を示す。なお同図には図
2の主要部のみをブロックで示してある。
は、図2で示した1つの光電変換素子列からなる光電変
換装置への実施を取り上げたが、この発明は複数個の光
電変換素子列からなる光電変換装置へ応用したとき、さ
らなる効果を与える。図8に8個の光電変換素子列から
なる光電変換装置のブロック図を示す。なお同図には図
2の主要部のみをブロックで示してある。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
光電変換装置に蓄積信号の最大値と最小値を検出する機
能をもたせ、これに基づいた蓄積制御により焦点検出装
置の低コストラスト限界の改善効果を保持し、最大信号
検出回路と最小信号検出回路を削減することができたの
で、回路規模の縮小と歩留まりの改善が可能となり資源
の節約とコストダウンが実現する。
光電変換装置に蓄積信号の最大値と最小値を検出する機
能をもたせ、これに基づいた蓄積制御により焦点検出装
置の低コストラスト限界の改善効果を保持し、最大信号
検出回路と最小信号検出回路を削減することができたの
で、回路規模の縮小と歩留まりの改善が可能となり資源
の節約とコストダウンが実現する。
【図1】実施例1の光電変換装置の構成図
【図2】実施例1の光電変換装置のブロック図
【図3】最大信号検出回路を付加した光電変換素子の1
画素相当分の回路図
画素相当分の回路図
【図4】最小信号検出回路を付加した光電変換素子の1
画素相当分の回路図
画素相当分の回路図
【図5】光電変換素子の駆動タイミング図
【図6】光電変換装置の蓄積時間制御及び蓄積信号処理
を行う蓄積制御装置のブロック図
を行う蓄積制御装置のブロック図
【図7】蓄積制御プログラムのフローチャート
【図8】複数個の光電変換素子列からなる光電変換装置
のブロック図
のブロック図
【図9】従来例の光電変換装置を構成する1光電変換素
子のブロック図
子のブロック図
【図10】従来例の複数個の光電変換素子列からなる光
電変換装置のブロック図
電変換装置のブロック図
SNSCTLU センサ制御アレイ PBDETU 蓄積信号検出回路 SNOUTU 像信号読み出し回路 PDET 蓄積最大信号検出回路 BDET 蓄積最小信号検出回路
Claims (1)
- 【請求項1】 光電変換された電荷を蓄積する複数の光
電変換素子の最大信号出力と最小信号出力に基づいて、
蓄積時間制御を行う機能を備えた蓄積制御装置におい
て、最も大きな信号を検出する最大信号検出回路を備え
た光電変換素子と、最も小さな信号を検出する最小信号
検出回路を備えた光電変換素子とを、各1以上の等しい
数だけ連続配置して単位とし、前記単位を交互に配置す
ることを特徴とする光電変換素子の蓄積制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3148439A JP3071872B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 光電変換素子の蓄積制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3148439A JP3071872B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 光電変換素子の蓄積制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0534586A JPH0534586A (ja) | 1993-02-12 |
JP3071872B2 true JP3071872B2 (ja) | 2000-07-31 |
Family
ID=15452821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3148439A Expired - Fee Related JP3071872B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 光電変換素子の蓄積制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3071872B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5721405B2 (ja) | 2010-11-22 | 2015-05-20 | キヤノン株式会社 | 撮像システム、その制御方法及びプログラム |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3148439A patent/JP3071872B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0534586A (ja) | 1993-02-12 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000418 |
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