JP3121033B2 - Imaging device - Google Patents

Imaging device

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JP3121033B2
JP3121033B2 JP03092685A JP9268591A JP3121033B2 JP 3121033 B2 JP3121033 B2 JP 3121033B2 JP 03092685 A JP03092685 A JP 03092685A JP 9268591 A JP9268591 A JP 9268591A JP 3121033 B2 JP3121033 B2 JP 3121033B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光電変換素子からの信
号に基づいて、積分時間の制御及び信号読み出し制御を
行う撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging apparatus for controlling an integration time and a signal reading control based on a signal from a photoelectric conversion element.

【0002】[0002]

【従来の技術】光電変換素子からの信号に基づいて合焦
点検出を行う場合、光電変換素子の適切な積分制御及び
読み出し制御を必要とするが、光電変換素子の積分制
御,読み出し制御に関しては、今までに数多く提案がな
されている。例えば、信号検出用光電変換素子の近傍に
積分制御専用の光電変換素子を配置し、その積分制御専
用の光電変換素子出力に基づいて信号検出用光電変換素
子の積分時間を制御する方式(特願昭57−64711
号)や、光電変換素子の素子そのものの出力のピーク値
を検出し光電変換素子の積分時間を制御する方式があ
る。更にはまた光電変換素子のMAX,MIN値を検出
してコントラスト(MAX−MIN)の値に基づき光電
変換素子の積分時間を制御する方式(特願平1−222
583号)などがある。
2. Description of the Related Art When in-focus detection is performed based on a signal from a photoelectric conversion element, appropriate integration control and readout control of the photoelectric conversion element are required. Many proposals have been made so far. For example, a method of arranging a photoelectric conversion element dedicated for integration control near a photoelectric conversion element for signal detection, and controlling the integration time of the photoelectric conversion element for signal detection based on the output of the photoelectric conversion element dedicated for integration control (Japanese Patent Application No. 2006-122857). Showa 57-64711
And a method of detecting the peak value of the output of the photoelectric conversion element itself and controlling the integration time of the photoelectric conversion element. Further, a method of detecting the MAX and MIN values of the photoelectric conversion element and controlling the integration time of the photoelectric conversion element based on the contrast (MAX-MIN) value (Japanese Patent Application No. 1-222).
No. 583).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】現状の蓄積型光電変換
素子はダイナミックレンジが少なく、一般の被写体をタ
ーゲットにし積分時間制御をする場合、次に述べるよう
な不都合が生じる。図22及び図23は、光電変換素子の1
ラインの出力を横軸を読み出し画素として示し、(A)
は理想状態の信号状態、(B)はピーク値検出により積
分時間制御を行った時の信号状態、(C)は平均値検出
により積分時間制御を行った時の信号状態を示してい
る。光電変換素子全体の平均値で積分時間制御した場
合、暗い中に明るい主要被写体がある[図22の(A)]
と、本来必要な信号が飽和してしまい[図22の(C)]
正しい測距ができない。
The current storage type photoelectric conversion element has a small dynamic range, and the following disadvantages occur when the integration time is controlled by targeting a general subject. FIGS. 22 and 23 show one of the photoelectric conversion elements.
The output of the line is shown with the horizontal axis as a read pixel, and (A)
Shows a signal state in an ideal state, (B) shows a signal state when integration time control is performed by peak value detection, and (C) shows a signal state when integration time control is performed by average value detection. When the integration time is controlled with the average value of the entire photoelectric conversion element, there is a bright main subject in the dark [(A) of FIG. 22].
And the originally required signal is saturated [(C) in FIG. 22]
Correct distance measurement is not possible.

【0004】また光電変換素子のピーク値で積分時間制
御した場合は、主要被写体以外にスポット的な明るいも
のがある[図23の(A)]と、主要被写体のダイナミッ
クレンジがスポット的な部分に影響されて少なくなり
[図23の(B)]正しい測距ができない。また光電変換
素子のコントラスト差(MAX−MIN)を基準にする
場合も、ピーク値での積分時間制御を行うのと同様の問
題が発生する。
When the integration time is controlled by the peak value of the photoelectric conversion element, if there is a bright spot-like object other than the main subject [FIG. 23 (A)], the dynamic range of the main subject is in a spot-like portion. As a result, the distance is lessened [FIG. 23 (B)]. Also, in the case where the contrast difference (MAX-MIN) of the photoelectric conversion element is used as a reference, the same problem as that of performing the integration time control at the peak value occurs.

【0005】本発明は、従来の光電変換素子の積分時間
制御方式の上記問題点を解消するためになされたもの
で、合焦点検出を行うべく、いかなる条件においても適
切な積分時間制御及び信号読み出し制御を行うようにし
た撮像装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem of the conventional integration time control method for a photoelectric conversion element. In order to perform focus detection, appropriate integration time control and signal readout are performed under any conditions. It is an object of the present invention to provide an imaging device that performs control.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段及び作用】上記問題点を解
決するための本発明の撮像装置は、光量分布を電気信号
に変換するアレイ状に配列された光電変換素子と、被写
体からの光束を前記光電変換素子上に結像させる撮影光
学系と、前記光電変換素子の各画素信号の中から最も光
量の多い画素信号を検出するピーク検出回路と、前記光
電変換素子の各画素信号全体の平均値を検出する平均値
検出回路とを少なくとも備えた撮像装置において、前記
ピーク検出回路前記平均値検出回路の信号の積分時間
及び積分値に基づいて前記光電変換素子からそれぞれ読
み出された2つの画像信号を補間処理して合焦点検出に
用いる信号を形成することを特徴とするものである。こ
の構成を、図1の概念図に基づいて説明する。本発明に
係る合焦点検出用の撮像装置は、被写体の光束を光電変
換素子2に導く撮影光学系1と、撮影光学系1からの光
量分布を電気信号の分布に光電変換し光電変換した信号
をピーク検出回路3及び平均値検出回路4へ出力し、合
焦点検出回路6からのタイミング信号により光電変換さ
れた信号の一部又は全部が読み出される光電変換素子2
と、合焦点検出回路6からの起動信号により光電変換素
子2の一部又は全体のピーク値を検出し合焦点検出回路
6へピーク検出信号を出力するピーク検出回路3と、合
焦点検出回路6からの起動信号により光電変換素子2の
一部又は全体の平均値を検出し合焦点検出回路6へ平均
値検出信号を出力する平均値検出回路4と、ピーク検出
回路3及び平均値検出回路4からの検出信号に基づき光
電変換素子2の光電変換信号の一部又は全部を読み出し
合焦点検出を行い、駆動回路5から撮影光学系1の情報
(位置、焦点距離等)を入力すると共に撮影光学系1の
駆動量を駆動回路5へ出力する合焦点検出回路6と、撮
影光学系1から撮影光学系情報を読み込み合焦点検出回
路6へ出力し、合焦点検出回路6からの駆動量に応じて
撮影光学系1を駆動する駆動回路5より構成される。
An image pickup apparatus according to the present invention for solving the above problems comprises a photoelectric conversion element arranged in an array for converting a light quantity distribution into an electric signal, and a light beam from a subject. An imaging optical system that forms an image on the photoelectric conversion element, a peak detection circuit that detects a pixel signal having the largest amount of light from each pixel signal of the photoelectric conversion element, and an average of all pixel signals of the photoelectric conversion element In an image pickup apparatus having at least an average value detection circuit for detecting a value, an integration time of signals of the peak detection circuit and the average value detection circuit
From the photoelectric conversion element based on the
Interpolation processing of the two detected image signals for focus detection
It is characterized by forming a signal to be used. This
The structure of will be explained based on the concept diagram of Figure 1. An imaging apparatus for focus detection according to the present invention includes an imaging optical system 1 that guides a light beam of a subject to a photoelectric conversion element 2 and a signal obtained by photoelectrically converting a light amount distribution from the imaging optical system 1 into a distribution of electric signals. To the peak detection circuit 3 and the average value detection circuit 4, and the photoelectric conversion element 2 from which a part or all of the signal photoelectrically converted by the timing signal from the focus detection circuit 6 is read out
A peak detection circuit 3 that detects a peak value of a part or the whole of the photoelectric conversion element 2 based on a start signal from the focus detection circuit 6 and outputs a peak detection signal to the focus detection circuit 6; An average value detection circuit 4 that detects an average value of a part or the entirety of the photoelectric conversion element 2 based on a start signal from the microcomputer and outputs an average value detection signal to a focus detection circuit 6; a peak detection circuit 3 and an average value detection circuit 4 A part or the whole of the photoelectric conversion signal of the photoelectric conversion element 2 is read out based on the detection signal from the CPU 2 to perform focus detection, and information (position, focal length, etc.) of the imaging optical system 1 is input from the drive circuit 5 and the imaging optical A focus detection circuit 6 for outputting the drive amount of the system 1 to the drive circuit 5; and reading the photographic optical system information from the photographic optical system 1 and outputting the information to the focus detection circuit 6 according to the drive amount from the focus detection circuit 6. Drive the photographing optical system 1 Composed of the drive circuit 5 to.

【0007】このように構成された合焦点検出用撮像
置においては、ピーク検出回路3による光電変換信号の
ピーク値検出後、光電変換素子2の一部又は全部を読み
出し、更にピーク値検出時の平均値出力に応じて次の読
み出しタイミングを決定して再度読み出し、2つの光電
変換素子の出力に基づいて合焦点検出に用いる信号を補
処理して形成し、合焦点検出を行う。
[0007] In the imaging apparatus for focus detection configured as described above, after the peak value of the photoelectric conversion signal is detected by the peak detection circuit 3, part or all of the photoelectric conversion element 2 is read out. The next readout timing is determined according to the average value output at the time of peak value detection, read out again, and the signal used for focus detection is formed by interpolation processing based on the outputs of the two photoelectric conversion elements. Do.

【0008】[0008]

【実施例】次に実施例について説明する。図2は、本発
明をAFラインセンサーを用いた合焦点検出装置に適用
した実施例を示す回路構成図である。この実施例におけ
る光電変換装置は、静電誘導トランジスタ(Static Ind
uction Transistor :以下SITと略称する)型固体撮
像装置で構成する。このSIT型固体撮像装置は、SI
T Fi (i=1〜n)と、SIT Fi をRSin信号
でリセットするトランジスタEi (i=1〜n)と、S
IT Fi で発生した電荷をSFin信号で制御されるト
ランジスタDi (i=1〜n)を介して蓄積する電荷蓄
積用コンデンサCi (i=1〜n)と、電荷蓄積用コン
デンサCi の電荷を増幅出力するトランジスタBi (i
=1〜n)と、トランジスタBi を選択制御するトラン
ジスタAi (i=1〜n)と、加算読み出し時に電荷蓄
積用コンデンサCi の電荷を増幅出力するトランジスタ
i (i=1〜n)と、加算読み出しを行う領域を選択
制御するトランジスタHi (i=1〜n)と、電荷蓄積
用コンデンサCi の電荷をRin信号によりリセットする
トランジスタIi (i=1〜n)と、加算出力ラインリ
セット用トランジスタLと、読み出し制御用トランジス
タAi ,Hi をDCin信号で制御するデコーダDEC
と、電流−電圧変換用抵抗R1と、出力ラインを信号R
VでリセットするトランジスタKと、R1で電流−電圧
変換された出力OSとピーク値レベルに相当するVref1
とを比較しOSP信号として出力するコンパレータOP
1と、加算読み出しのタイミングをAVin信号にて制御
するトランジスタJと、加算電流を加算電流−電圧変換
するオペアンプOP2と、オペアンプOP2の出力を加
算電流基準電圧Vref2を分割した値と比較しMOS1,
MOS2,MOS3に出力するコンパレータOP3,O
P4,OP5と、加算電流基準電圧Vref2を分割する抵
抗R2,R3,R4で構成する。なお加算電流基準電圧
ref2は加算画素数に応じて可変可能になっており、ピ
ーク値出力を検出するOSPより加算電流出力MOS1
が先にONしないように設定される。なお、ここでは、
加算出力すなわち上記各構成要素で所定の重み付けられ
た加算値を平均値としている。
Next, an embodiment will be described. FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment in which the present invention is applied to a focus detection apparatus using an AF line sensor. The photoelectric conversion device in this embodiment is a static induction transistor (Static Ind.
Auction Transistor (hereinafter abbreviated as SIT) type solid-state imaging device. This SIT-type solid-state imaging device has an SI
T F i and (i = 1~n), and the transistor E i (i = 1~n) Reset SIT F i with RS in signal, S
And IT F transistor D i charges generated at controlled by SF in signal i (i = 1~n) and accumulates via the charge storage capacitor C i (i = 1~n), the charge storage capacitor C transistors B i (i amplifying output i of the charge
= 1 to n) and a transistor A i (i = 1~n) for selectively controlling the transistors B i, the transistor G i (i = 1~n for amplifying output charge of the charge storage capacitor C i at the time of addition readout ), A transistor H i (i = 1 to n) for selectively controlling an area in which addition and reading are performed, and a transistor I i (i = 1 to n) for resetting the charge of the charge storage capacitor C i by the R in signal. , A decoder DEC for controlling the addition output line reset transistor L and the read control transistors A i , Hi with a DC in signal
, A current-voltage conversion resistor R1 and an output line
A transistor K to be reset by V, an output OS obtained by current-voltage conversion by R1, and V ref1 corresponding to a peak value level.
And outputs as an OSP signal
1 and a transistor J for controlling the timing of addition and reading by the AV in signal, an operational amplifier OP2 for converting the addition current to the addition current and a voltage, and comparing the output of the operation amplifier OP2 with a value obtained by dividing the addition current reference voltage Vref2. MOS1,
Comparators OP3 and O outputting to MOS2 and MOS3
P4, OP5 and resistors R2, R3, R4 for dividing the added current reference voltage Vref2 . The addition current reference voltage V ref2 can be varied according to the number of pixels to be added.
Is set not to turn on first. Here,
The addition output, that is, a predetermined weight
The added value is the average value.

【0009】図3にSITの光電変換特性を示す。SI
T出力は、図示のように光量に対して飽和レベルまでリ
ニアに変化していく。図4にピーク値検出コンパレータ
OP1の出力OSPと加算出力検出用コンパレータOP
3,OP4,OP5の出力MOS1,MOS2,MOS
3と各状態を示すフラグFGi(i=0〜3)の関係を
示す。
FIG. 3 shows the photoelectric conversion characteristics of the SIT. SI
The T output linearly changes to a saturation level with respect to the light amount as shown in the figure. FIG. 4 shows the output OSP of the peak value detection comparator OP1 and the addition output detection comparator OP.
Output MOS1, MOS2, MOS of 3, OP4, OP5
3 shows a relationship between the number 3 and the flag FGi (i = 0 to 3) indicating each state.

【0010】図5に積分開始から終了までのフロー(S
UB1)を示す。ステップF1000の開始に続いて、
ステップF1001においてスポットエリア,ワイドエ
リアの切り換えによるフォーカスエリアの指定[デコー
ダDECにより信号読み出しトランジスタAi ,H
i (i=j〜m)をON]を行う。次いでステップF1
002において、画素,電荷蓄積用コンデンサCi (i
=1〜n),フラグFGi(i=0〜3),リミッタタ
イマをリセットする。次にステップF1003で積分,
リミッタタイマのスタートを行い、ステップF1004
でリミッタ時間の判定(t<TL )を行って、t<TL
ならばステップF1005へ移りピーク値検出信号OS
Pの判定を行い、OSP=1でない時はステップF10
04に戻る。OSP=1ならばステップF1006でS
in信号にて積分時間を一定に制御するトランジスタD
i (i=1〜n)をOFFし、次いでステップF100
7でOS信号より画素信号をデコーダDECのシフト信
号により読み出す(DD1に取り込む)。
FIG. 5 shows the flow from the start to the end of integration (S
UB1). Following the start of step F1000,
In step F1001, a focus area is designated by switching between a spot area and a wide area [signal reading transistors A i , H by decoder DEC.
i (i = j to m) ON]. Next, step F1
At 002, the pixel and the charge storage capacitor C i (i
= 1 to n), the flag FGi (i = 0 to 3), and the limiter timer are reset. Next, integration is performed in step F1003,
The limiter timer is started, and Step F1004
To determine the limiter time (t <T L ), and t <T L
If so, the process proceeds to step F1005, where the peak value detection signal OS
P is determined, and if OSP is not 1, step F10
Return to 04. If OSP = 1, S in step F1006
Transistor D to control the integration time constant at F in signal
i (i = 1 to n) is turned off, and then step F100
At step 7, the pixel signal is read from the OS signal by the shift signal of the decoder DEC (taken into DD1).

【0011】次いでステップF1009に入り、再度ト
ランジスタDi (i=1〜n)をONし、デコーダDE
Cの制御信号にてトランジスタAi ,Hi (i=j〜
m)のみONして、加算出力の判定用コンパレータ出力
MOS2の判定(MOS2=H)を行うステップF10
10に入る。出力MOS2=Hならば、ステップF10
21で加算出力の判定用コンパレータ出力MOS1の判
定(MOS1=H)を行い、MOS1=Hならばステッ
プF1022でフラグFG0のみを1にする(FG0=
1)。ステップF1021で出力MOS1=Hでなけれ
ば、ステップF1023に移りフラグFG1のみを1に
する(FG1=1)。
Next, in step F1009, the transistors D i (i = 1 to n) are turned on again, and the decoder DE is turned on.
The transistors A i , H i (i = jj
m) is turned ON to determine the comparator output MOS2 for determining the addition output (MOS2 = H) Step F10
Enter 10. If output MOS2 = H, step F10
In step 21, the comparator output MOS1 for determining the addition output is determined (MOS1 = H). If MOS1 = H, only the flag FG0 is set to 1 in step F1022 (FG0 =
1). If the output MOS1 is not H in step F1021, the process proceeds to step F1023, and only the flag FG1 is set to 1 (FG1 = 1).

【0012】前記ステップF1010で出力MOS2=
HでなければステップF1030へ移り、加算出力の判
定用コンパレータ出力MOS3の判定(MOS3=H)
を行い、出力MOS3=HでなければステップF103
1でフラグFG3のみを1にし(FG3=1)、出力M
OS3=HならばステップF1032でフラグFG2の
みを1にする(FG2=1)。次いでステップF103
3でリミッタ時間の判定(t<TL )を行い、t<TL
ならばステップF1034で再度FG2のチェック(F
G2=1)を行い、FG2=1でなければステップF1
033へ戻る。FG2=1ならばステップF1035
で、再度加算出力の判定用コンパレータ出力MOS2の
判定(MOS2=H)を行い、MOS2=Hでなければ
ステップF1033に戻る。
In step F1010, the output MOS2 =
If not H, the flow moves to step F1030 to judge the addition output judgment comparator output MOS3 (MOS3 = H).
Is performed, and if the output MOS3 is not at H, step F103
When 1 is set, only the flag FG3 is set to 1 (FG3 = 1), and the output M
If OS3 = H, only the flag FG2 is set to 1 in step F1032 (FG2 = 1). Next, step F103
At 3, the limiter time is determined (t <T L ), and t <T L
If so, in step F1034, check FG2 again (F
G2 = 1), and if FG2 = 1, step F1
Return to 033. If FG2 = 1, step F1035
Then, the comparator output MOS2 for determining the addition output is determined again (MOS2 = H). If MOS2 = H, the process returns to step F1033.

【0013】ステップF1035でMOS2=Hの時、
ステップF1033でt<TL でない時及びステップF
1004でt<TL の時、ステップF1036に移り、
SFin信号で積分時間を一定に制御するトランジスタD
i (i=1〜n)をOFFする。次いでステップF10
37でOS信号より画素信号デコーダDECのシフト信
号により読み出す(DD2に取り込む)動作を経て、ま
たステップF1022,F1023の動作の後、ステッ
プF1040に入り終了する。
When MOS2 = H in step F1035,
When t < TL is not satisfied in step F1033 and when step F
When t <T L in 1004, the process proceeds to step F1036,
Transistor D that controls integration time constant by SF in signal
i (i = 1 to n) is turned off. Next, step F10
At 37, the operation goes through the operation of reading from the OS signal by the shift signal of the pixel signal decoder DEC (take in the DD2), and after the operations of steps F1022 and F1023, the operation enters step F1040 and ends.

【0014】図6に合焦点検出の様子を示す。1次結像
面をコンデンサーレンズCLにて伝達し、テイキングT
Lの2つに分割された瞳をにらむ2組のセパレーターレ
ンズSLを介してセンサー面SにA,B像として結像さ
せる。ピント状態に応じてA,B2像の間隔は変化す
る。
FIG. 6 shows how the in-focus point is detected. The primary imaging plane is transmitted by the condenser lens CL, and the taking T
Images are formed as A and B images on the sensor surface S via two sets of separator lenses SL that look at the pupil divided into two parts L. The interval between the A and B2 images changes according to the focus state.

【0015】図7に2像間隔検出に関する説明図を示
す。図7の(C)は画素とセンサー出力との関係を示す
図で、A,B2像重ねて示しており、合焦点検出演算で
はA,B像の差の絶対値(斜線表示)が相関演算値とな
る。図7の(A)は相関演算から2像間隔を求める
像間隔検出演算、すなわち相関演算値がMINとなる点
と両隣の2点より真の2像間隔を求める演算の態様を示
している。図7の(B)は、(A)と同様の相関演算で
あるが、2像間隔が(A)の場合の倍となり、ローコン
トラスト時に兼用して用いる。
FIG. 7 is an explanatory diagram relating to the detection of the interval between two images. FIG. 7C is a diagram showing the relationship between the pixel and the sensor output, in which the A and B images are superimposed, and in the focus detection calculation, the absolute value of the difference between the A and B images (shown by oblique lines) is correlated. Value. Figure 7 (A) is 2 to obtain the second image distance from the correlation calculation value
An image interval detection operation, that is, an operation of calculating a true image interval from a point where the correlation operation value is MIN and two points on both sides is shown. FIG. 7B shows a correlation operation similar to that of FIG. 7A, except that the interval between two images is twice as large as that of FIG.

【0016】図8は、コンパレータ出力OSP,MOS
1,MOS2,MOS3とフラグFGi (i=0〜3)
と読み出しタイミングの関係を示す図である。図中の
は、画素内のピーク値を示す出力を示し、〜は、各
状態における加算値を示している。FG0=1の場合
(,の場合)は、ピーク値がOSPレベルに達した
時点aで信号を読み出す。加算値もほぼピーク値と同じ
となり(はMOS1を越えている)コントラストの無
い場合もあるため、図7の(B)に示した2像間隔検出
演算併用して2像間隔を検出する。FG1=1の場合
(,の場合)は、ピーク値がOSPレベルに達した
時点aで信号を読み出し、図7の(A)に示した2像間
隔検出演算にて2像間隔を検出する。FG2=1の場合
(,の場合)は、ピーク値がOSPレベルに達した
時点aと、加算出力がMOS2のレベルに達した時点b
で信号を読み出す。時点a,bで読み出した信号DD
1,DD2を使って信号を補間処理して、図7の(A)
に示した2像間隔検出演算で2像間隔を検出する。FG
3=1の場合(,の場合)は、ピーク値がOSPレ
ベルに達した時点aと、リミッタ時間に達した時点cに
て信号を読み出す。時点a,cで読み出した信号DD
1,DD2を使って信号を補間処理して、図7の(A)
に示した2像間隔検出演算にて2像間隔を検出する。F
Gi=0(i=0〜3)の場合は、リミッタ時間に達し
た時点dにて信号を読み出す。図7の(B)に示した
も併用して2像間隔を検出する。
FIG. 8 shows comparator outputs OSP and MOS.
1, MOS2, MOS3 and flag FG i (i = 0 to 3)
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the read timing and the read timing. In the figure, indicates the output indicating the peak value in the pixel, and indicates the added value in each state. When FG0 = 1 (in the case of,), the signal is read at the time point a when the peak value reaches the OSP level. For additional value also becomes the same as the substantially peak value (the which are beyond the MOS1) in some cases there is no contrast, 2 image interval detection <br/> also in combination of two images interval operation shown in FIG. 7 (B) to detect. When FG1 = 1 (in the case of,), the signal is read out at the time point a when the peak value reaches the OSP level, and the signal is read between the two images shown in FIG.
An interval between two images is detected by an interval detection calculation. When FG2 = 1 (in the case of,), the time point a when the peak value reaches the OSP level and the time point b when the addition output reaches the level of the MOS2
Read the signal with. Signal DD read at time points a and b
1 and DD2, the signal is subjected to interpolation processing, and FIG.
2 image interval 2 image interval detection operation shown to detect. FG
In the case of 3 = 1 (in the case of,), the signal is read at the time point a when the peak value reaches the OSP level and at the time point c when the limiter time is reached. Signal DD read at time points a and c
1 and DD2, the signal is subjected to interpolation processing, and FIG.
Detecting the image-to-image gap at 2 picture interval detection operation shown in. F
When Gi = 0 (i = 0 to 3), the signal is read at the time point d when the limiter time is reached. Starring shown in FIG. 7 (B)
The interval between two images is detected by using the calculation in combination.

【0017】図9は、FG2=1,FG3=1時のA像
についての補間処理を示している。DD1,DD2のデ
ータを図9の(A),(B)に示す。SIT出力は図3
に示したようにリニアに変化するので、DD1,DD2
のデータすなわちピーク検出時と平均値検出時の画像デ
ータと2つの積分時間より線形補間で図9の(C)に示
すようにデータ変換する。
FIG. 9 shows an interpolation process for the A image when FG2 = 1 and FG3 = 1. The data of DD1 and DD2 are shown in FIGS. Figure 3 shows SIT output
Since it changes linearly as shown in FIG.
Data at the time of peak detection and average value detection
The data is converted by linear interpolation from the data and two integration times as shown in FIG.

【0018】図10にカメラの合焦点検出までのフローを
示す。スタートステップ(F1100)より、フォーカ
スエリアのワイド,スポットの判定(F1101)を行
ったのち、ステップF1102で1stレリーズ判定
(1st=ON)を行う。1st=OFFならばF11
01へ戻り、1st=ONならば図5に示したSUB1
の積分動作を行う(F1103)。次いでステップF1
104で図7に示す合焦点検出演算を行い、ステップF
1105で撮影光学系を合焦位置へ駆動し、ストップス
テップ(F1105)となる。
FIG. 10 shows a flow up to the detection of the focal point of the camera. From the start step (F1100), the focus area is determined to be wide or spot (F1101), and then in step F1102, the first release determination (1st = ON) is performed. F11 if 1st = OFF
01, if 1st = ON, SUB1 shown in FIG.
(F1103). Next, step F1
At 104, the in-focus point detection calculation shown in FIG.
In 1105, the photographing optical system is driven to the in-focus position, and a stop step (F1105) is performed.

【0019】本実施例では、ピーク値と平均値すなわち
重み付けした加算値を信号検出画素で検出でき、ピーク
値と平均値を検出した時点で画像信号を読み出し補間処
理することによって、S/Nの高い信号を得ることがで
き、高い合焦精度が得られる。またピーク値と平均値の
検出を1つの固体撮像装置で行うことによって小型化並
びにコストダウンを実現できる。
In this embodiment, the peak value and the average value, that is,
The weighted sum can be detected by the signal detection pixel, and the peak
By reading and interpolating the image signal when the value and the average value are detected, a signal having a high S / N can be obtained, and high focusing accuracy can be obtained. Further, by detecting the peak value and the average value with one solid-state imaging device, downsizing and cost reduction can be realized.

【0020】また本実施例では、光電変換装置としてS
IT型固体撮像装置を用いたものを示したが、AMI
(Amplified MOS Intelligent Imager),CMD(Char
ge Modulation Device)型固体撮像装置等の非破壊読み
出しが可能な撮像装置を用いてもよい。合焦点演算にお
いても本実施例以外の方式を用いてもよい。
In this embodiment, the photoelectric conversion device is S
An example using an IT-type solid-state imaging device is shown.
(Amplified MOS Intelligent Imager), CMD (Char
A non-destructive readout imaging device such as a (ge Modulation Device) type solid-state imaging device may be used. A method other than this embodiment may be used in the focusing operation.

【0021】次に、コントラスト法による合焦点検出装
置に本発明を適用した第2実施例について説明する。コ
ントラスト法は図11に示すように、センサ11の出力から
帯域フィルタ12を通してある周波数帯域の信号を取り出
し、その信号を積分回路13で積分して得られるコントラ
スト信号を用いる。
Next, a description will be given of a second embodiment in which the present invention is applied to an in-focus point detecting apparatus based on the contrast method. In the contrast method, as shown in FIG. 11, a signal in a certain frequency band is extracted from the output of the sensor 11 through a band filter 12, and a signal obtained by integrating the signal in an integration circuit 13 is used.

【0022】図12は、フォーカスレンズの位置とコント
ラスト信号の関係を示した図で、合焦時のレンズ位置J
Pはコントラスト信号が最大となり、その前後でのコン
トラスト信号はレンズ位置に対し、単調に増加又は減少
する。この関係を用いレンズを移動させながらコントラ
スト値を得ることによって、合焦するレンズ位置を決め
ることができる。
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the position of the focus lens and the contrast signal.
As for P, the contrast signal is maximized, and the contrast signal before and after that is monotonically increased or decreased with respect to the lens position. By obtaining a contrast value while moving the lens using this relationship, the position of the lens to be focused can be determined.

【0023】本実施例では、コントラスト法を用い合焦
点検出を行う場合にセンサからの平均及びピーク測光出
力を用い、信号処理系のダイナミックレンジを有効に使
うことを目的としている。図13に、図1に示した合焦点
検出回路6の構成を示す。この合焦点検出回路は、光電
変換装置からの信号を2値化するコンパレータで構成さ
れる判定回路21と、ディレイライン22と、ディレイライ
ン22の出力後の信号から特定周波数帯域を抜き出す帯域
フィルタ23と、フォーカスエリア制御信号24と判定回路
21の条件により帯域フィルタ出力にゲートをかけるゲー
ト回路25と、ゲート回路25の出力をA/D変換するA/
D変換回路26と、A/D変換出力を加算する加算回路27
より構成されている。
The purpose of the present embodiment is to use the average and peak photometric outputs from the sensor when the in-focus point is detected using the contrast method, and to effectively use the dynamic range of the signal processing system. FIG. 13 shows the configuration of the focus detection circuit 6 shown in FIG. The focus detection circuit includes a determination circuit 21 composed of a comparator for binarizing a signal from the photoelectric conversion device, a delay line 22, and a bandpass filter 23 for extracting a specific frequency band from the signal output from the delay line 22. , Focus area control signal 24 and judgment circuit
A gate circuit 25 that gates the output of the band-pass filter according to the condition 21;
D conversion circuit 26 and addition circuit 27 for adding A / D conversion output
It is composed of

【0024】この実施例における積分制御,信号読み出
しに関する動作シーケンスは、第1実施例と同様であ
り、図4,図5,図8に示したとおりである。
The operation sequence relating to integration control and signal reading in this embodiment is the same as that in the first embodiment, and is as shown in FIGS.

【0025】次に検出部のタイミングチャートを、図14
及び図15に示す。図14はピーク検出時の信号成分を示
し、図15は平均値検出時の信号成分を示している。図14
では、(A)に示すセンサ出力に対して、あるレベルa
を判定する(B)に示すコンパレータ出力により、抜き
出す信号領域を決定する。図15では、(A)に示すセン
サ出力と、該センサ出力の非飽和出力レベルbを判定す
る(B)に示すコンパレータ出力により、信号領域を決
定する。図14の(B)のコンパレータ出力と図15の
(B)のコンパレータ出力とは、互いにクロスする領域
はない。
Next, a timing chart of the detection unit is shown in FIG.
And FIG. FIG. 14 shows signal components at the time of peak detection, and FIG. 15 shows signal components at the time of average value detection. Fig. 14
Then, with respect to the sensor output shown in FIG.
The signal region to be extracted is determined by the comparator output shown in FIG. In FIG. 15, the signal area is determined by the sensor output shown in (A) and the comparator output shown in (B) for determining the unsaturated output level b of the sensor output. There is no region where the comparator output of FIG. 14B and the comparator output of FIG. 15B cross each other.

【0026】上記コンパレータ出力により領域の決定さ
れた信号の所定周波数成分を、帯域フィルタ23で抜き出
し、A/D変換後帯域フィルタ23の特性(応答遅れ特
性)に応じてデジタル加算を行う。図14に示した読み出
し時の帯域フィルタ23の加算値は、図15に示した読み出
し時の帯域フィルタ23の加算値に対して、ある重み付け
を設けて加算し、そのレンズ位置でのコントラスト信号
とする。例えばピーク検出時の加算値に対してb/aの
重み付けをして、平均値検出時の加算値と加えてコント
ラスト信号とする。
A predetermined frequency component of the signal whose area is determined by the comparator output is extracted by the bandpass filter 23, and digital addition is performed according to the characteristic (response delay characteristic) of the bandpass filter 23 after the A / D conversion. The addition value of the bandpass filter 23 at the time of reading shown in FIG. 14 is added to the addition value of the bandpass filter 23 at the time of reading shown in FIG. I do. For example, the added value at the time of peak detection is weighted by b / a, and added to the added value at the time of detecting the average value to obtain a contrast signal.

【0027】図16に、第2実施例で用いるAFラインセ
ンサの回路構成図を示す。AFラインセンサは図1に示
した光電変換装置2,ピーク検出回路3,平均値検出回
路4の機能の一部を有する。図16において、S1〜Sn
はラインセンサを構成する画素SITであり、各SIT
はSITのゲートをリセットするためのP−MOSトラ
ンジスタQP1〜QPnを具備しており、SITゲートとQ
P1〜QPnのソースがそれぞれ接続されている。SITの
ドレインは図示していない電源に接続されている。SI
Tのソースはソースライン31-1〜31-nに接続され、各ソ
ースラインは画素信号読み出し回路32及び測光回路33に
接続されている。QP1〜QPnのゲートは共通に接続され
てパルスφPGが印加され、ドレインは共通にSITゲー
トリセット電圧VPDに接続されている。
FIG. 16 is a circuit diagram of an AF line sensor used in the second embodiment. The AF line sensor has a part of the functions of the photoelectric conversion device 2, the peak detection circuit 3, and the average value detection circuit 4 shown in FIG. In FIG. 16, S1 to Sn
Is a pixel SIT constituting a line sensor, and each SIT
Have P-MOS transistors Q P1 to Q Pn for resetting the gate of the SIT.
The source of P1 ~Q Pn are connected, respectively. The drain of the SIT is connected to a power supply (not shown). SI
The source of T is connected to the source lines 31-1 to 31-n, and each source line is connected to the pixel signal readout circuit 32 and the photometry circuit 33. The gate of Q P1 to Q Pn is connected to the pulse phi PG is applied to the common, and a drain connected in common to the SIT gate reset voltage V PD.

【0028】ソースライン31-1〜31-nは、ソースライン
リセット用トランジスタQRS1 〜QRSn に接続され、そ
のゲートには共通にパルスφR が印加されるようになっ
ている。またソースライン31-1〜31-nは転送用トランジ
スタQT1〜QTnを介して、蓄積用キャパシタCH1〜CHn
及びドライブ用トランジスタQD1〜QDnのゲートにそれ
ぞれ接続され、前記転送用トランジスタQT1〜QTnの各
ゲートには共通に転送パルスφT を印加するようになっ
ている。またドライブ用トランジスタQD1〜QDnの各ド
レインは電源VDDに共通に接続され、それらのソースは
水平選択スイッチ用トランジスタQS1〜QSnを介して出
力ライン34に接続されている。該水平選択スイッチ用ト
ランジスタQS1〜QSnの各ゲートは水平走査回路35に接
続して水平走査パルスφH1〜φHnが印加されるように構
成されている。
The source line 31-1 to 31-n is connected to a source line reset transistor Q RS1 to Q RSn, pulse phi R is adapted to be applied in common to the gate. The source lines 31-1 to 31-n are connected to storage capacitors C H1 to C Hn via transfer transistors Q T1 to Q Tn , respectively.
And the gates of the drive transistors Q D1 to Q Dn , respectively, so that a transfer pulse φ T is commonly applied to each gate of the transfer transistors Q T1 to Q Tn . The drains of the driving transistors Q D1 to Q Dn are commonly connected to the power supply V DD , and their sources are connected to the output line 34 via the horizontal selection switch transistors Q S1 to Q Sn . The gates of the horizontal selection switch transistors Q S1 to Q Sn are connected to a horizontal scanning circuit 35 so that horizontal scanning pulses φ H1 to φ Hn are applied.

【0029】また前記ドライブ用トランジスタQD1〜Q
Dnと水平選択スイッチ用トランジスタQS1〜QSnとの接
続点には、リセット用トランジスタQR1〜QRnをそれぞ
れ接続し、そのリセット用トランジスタQR1〜QRnの各
ゲートには、共通にリセットパルスφR が印加されるよ
うになっている。また前記出力ライン34には、負荷抵抗
L 及び出力ラインリセット用トランジスタQRVを並列
に接続し、該リセット用トランジスタQRVのゲートには
出力ラインリセットパルスφRVが印加されるようになっ
ている。そして前記蓄積用キャパシタCH1〜CHnに蓄積
される信号は、ドライブ用トランジスタQD1〜QDn及び
スイッチ用トランジスタQS1〜QSn並びに負荷抵抗RL
とで構成されるソースフォロア回路で読み出されるよう
になっている。
The drive transistors Q D1 -Q D
The connection point between Dn and the horizontal selection switch transistors Q S1 to Q Sn, respectively connected to the reset transistor Q R1 to Q Rn, to the gates of the reset transistors Q R1 to Q Rn, reset to a common pulse phi R is adapted to be applied. Further, a load resistor RL and an output line reset transistor QRV are connected in parallel to the output line 34, and an output line reset pulse φRV is applied to the gate of the reset transistor QRV. I have. The signals stored in the storage capacitors C H1 to C Hn include drive transistors Q D1 to Q Dn, switch transistors Q S1 to Q Sn , and load resistance R L.
And a source follower circuit composed of

【0030】測光回路33は2種類のMOSトランジスタ
スイッチQC11 〜QC1n ,QC21 〜QC2n 、及びピーク
測光回路, 平均測光検出用MOSソースフォロア回路か
ら構成されている。MOSトランジスタスイッチQC11
〜QC1n のドレインはSITソースライン31-1〜31-nに
接続され、各ゲートは共通に接続されパルスφCTL1が印
加される。QC11 〜QC1n の各ソースは、QC21 〜Q
C2n の各ドレイン、容量CM1〜CMn及びピーク測光出力
用MOSソースフォロア回路のドライブ用MOSトラン
ジスタQMP1 〜QMPn のゲートに接続されている。Q
MP1 〜QMPn のドレインは共通に電源VDDに接続され、
ソースはピーク測光出力ライン37にそれぞれ接続されて
いる。またピーク測光出力ライン37には、リセット用M
OSトランジスタQRMP ,負荷抵抗RP が並列に接続さ
れており、QRMP にはパルスφR が印加されるようにな
っている。QC21 〜QC2n のゲートは共通に接続されて
パルスφCTL2が印加され、QC21 〜QC2n のソースは共
通にライン38に接続され、平均測光出力用MOSソース
フォロア回路のドライブ用MOSトランジスタQMAのゲ
ートに接続されている。QMAのドレインは電源VDDに接
続され、ソースは平均測光出力ライン36に接続されて、
リセット用MOSトランジスタQRMA , 負荷抵抗RA
並列に接続されており、QRMA のゲートにはパルスφR
が印加されるようになっている。
The photometric circuit 33 is two MOS transistor switch Q C11 ~Q C1n, Q C21 ~Q C2n, and peak photometric circuit, and a MOS source follower circuit for averaging metering detection. MOS transistor switch Q C11
To Q C1n are connected to SIT source lines 31-1 to 31-n, the gates are connected in common, and pulse φ CTL1 is applied. The sources of Q C11 to Q C1n are Q C21 to Q C
The drains of C2n , the capacitors C M1 to C Mn and the gates of the drive MOS transistors Q MP1 to Q MPn of the peak photometry output MOS source follower circuit are connected. Q
The drains of MP1 to QMPn are commonly connected to the power supply VDD ,
The sources are connected to the peak photometric output lines 37, respectively. The peak metering output line 37 has a reset M
OS transistor Q RMP, the load resistance R P are connected in parallel, the Q RMP adapted pulse phi R is applied. The gates of Q C21 to Q C2n are connected in common and a pulse φ CTL2 is applied, the sources of Q C21 to Q C2n are connected in common to line 38, and the driving MOS transistor Q of the average source photometric output MOS source follower circuit Connected to MA gate. Drain of Q MA is connected to the power supply V DD, and a source is connected to the average photometric output line 36,
Reset MOS transistor Q RMA, the load resistor R A are connected in parallel, to the gate of Q RMA pulse phi R
Is applied.

【0031】次に、このように構成したラインセンサの
動作を、図17に示すパルスタイミング図を参照しながら
説明する。まず期間t1 〜t2 において、パルスφR ,
φT, φCTL1, φCTL2を“H”レベルにし、容量CH1
Hn, M1〜CMn,ソースライン31-1〜31-n及び測光回
路の出力ライン36,37をリセットする。その後、期間t
2 〜t3 でパルスφPGを“L”レベルとしてP−MOS
トランジスタQP1〜Q Pnをオンし、画素SIT S1〜
Snのゲート電圧をVPDに固定し画素SITのリセット
を行う。画素のリセットが終わると画素SITのゲート
は浮遊状態となり、光蓄積を始める。
Next, the line sensor constructed as described above will be described.
The operation will be described with reference to the pulse timing diagram shown in FIG.
explain. First, period t1~ TTwoAt the pulse φR,
φT,φCTL1,φCTL2To the “H” level, and the capacitance CH1~
CHn,CM1~ CMn, Source lines 31-1 to 31-n and photometric times
Reset the output lines 36 and 37 of the road. Then, period t
Two~ TThreeAnd pulse φPGIs set to the “L” level and the P-MOS
Transistor QP1~ Q PnTo turn on the pixels SIT S1
The gate voltage of Sn is VPDReset to pixel SIT
I do. After resetting the pixel, the gate of the pixel SIT
Becomes a floating state and starts light accumulation.

【0032】光蓄積期間において期間t3 〜t4 では、
パルスφCTL1は“H”レベル、パルスφCTL2は“L”レ
ベルであるので、測光出力ライン37の出力端子MOSP
には、全画素中最も強い光の当たっている画素出力に応
じた出力、すなわちピーク測光出力が得られる。期間t
5 〜t6 も同様である。その途中の期間t4 〜t5
は、パルスφCTL1は“L”レベル、パルスφCTL2
“H”レベルとなり、それまで容量CM1〜CMnに蓄積さ
れた電荷が、容量CM1〜CMn及びQC21 〜QC2n のソー
スラインのライン容量で平均化されるため、測光出力ラ
イン36の出力端子MOSAには平均測光出力が現れる。
In the period t 3 to t 4 in the light accumulation period,
Since the pulse φ CTL1 is at “H” level and the pulse φ CTL2 is at “L” level, the output terminal MOSP of the photometry output line 37 is
, An output corresponding to the pixel output of the strongest light among all the pixels, that is, a peak photometric output is obtained. Period t
5 ~t 6 is also similar. In the middle of the period t 4 ~t 5, the pulse phi CTL1 is "L" level, the pulse phi CTL2 becomes "H" level, the charge stored in the capacitor C M1 -C Mn far, capacitor C M1 -C because it is averaged in the line capacitance of the source line of Mn and Q C21 to Q C2n, averaging metering output appears at the output terminal MOSA photometric output line 36.

【0033】ここで、CM1〜CMnの容量値をCM 、図16
中のQMAのゲートに接続されるライン38のライン容量を
L 、φCTL1が“L”,φCTL2が“H”となる直前のC
M1〜CMn端の電圧をV1 〜Vn とすると、φCTL1
“L”,φCTL2が“H”となった後のQC21 〜QC2n
ソースラインの電圧VA は、VA =CM (V1 +V2
・・・ +Vn )/(nCM +CL )と表すことができ
る。この時QMP1 〜QMPn のゲート電圧もVA となる。
このことは期間t6 〜t7 でも同様である。
Here, the capacitance values of C M1 to C Mn are represented by C M , FIG.
The line capacity of the line 38 which is connected to the gate of Q MA C L in, phi CTL1 is "L", φ CTL2 is immediately before the "H" C
M1 -C When the Mn of the voltage and V 1 ~V n, φ CTL1 is "L", the voltage V A of the source line Q C21 to Q C2n after phi CTL2 becomes "H" is, V A = C M (V 1 + V 2 +
··· + V n) can be expressed as / (nC M + C L) . At this time, the gate voltages of Q MP1 to Q MPn also become VA .
This is the same even in the period t 6 ~t 7.

【0034】期間t8 〜t9 で、パルスφT が“H”レ
ベルとなり、画素信号が蓄積容量CH1〜CHnに転送さ
れ、その後シフトレジスタ35を動作させ、パルスφH1
φHnがQS1〜QSnに印加されると出力ライン34の出力端
子OSに画素信号が順次読み出される。
[0034] In the period t 8 ~t 9, becomes the pulse phi T is "H" level, the pixel signals are transferred to the storage capacitor C H1 -C Hn, to operate the subsequent shift register 35, the pulse phi H1 ~
When φ Hn is applied to Q S1 to Q Sn , pixel signals are sequentially read to the output terminal OS of the output line 34.

【0035】以上説明したように、図16に示したように
構成したラインセンサにおいては、パルスφCTL1,φ
CTL2をコントロールすることによってピーク測光出力及
び平均測光出力が得られる。
As described above, in the line sensor configured as shown in FIG. 16, the pulses φ CTL1 and φ CTL1
By controlling CTL2 , a peak photometric output and an average photometric output can be obtained.

【0036】次に第3実施例を図18に基づいて説明す
る。図18は、第2実施例と同様の方式で合焦点を検出す
る装置において、平均及びピーク測光回路を有するライ
ンセンサを示す回路構成図である。このラインセンサに
おいて、画素は図16に示した第2実施例と同じであり、
ソースライン41-1〜41-nは平均測光回路42及びピーク測
光・画素信号読み出し回路43に接続されている。平均測
光回路42は、ソースラインリセット用トランジスタQ
RS1 〜QRSn , 転送用トランジスタQT11 〜QT1n , 蓄
積容量CA1〜CAn, 選択スイッチQSA1 〜QSAn ,及び
選択スイッチのゲートにパルスを与えるシフトレジスタ
44からなり、平均測光出力MOSAは積分回路45を介し
て出力ライン46に現れるようになっている。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a circuit diagram showing a line sensor having an average and peak photometry circuit in an apparatus for detecting a focal point in the same manner as in the second embodiment. In this line sensor, the pixels are the same as in the second embodiment shown in FIG.
The source lines 41-1 to 41-n are connected to an average photometry circuit 42 and a peak photometry / pixel signal readout circuit 43. The average light metering circuit 42 includes a source line reset transistor Q
RS1 to Q RSn , transfer transistors Q T11 to Q T1n , storage capacitors C A1 to C An, selection switches Q SA1 to Q SAn , and a shift register that applies pulses to the gates of the selection switches
The average photometric output MOSA is provided on an output line 46 via an integrating circuit 45.

【0037】ピーク測光・画素信号読み出し回路43は、
図16の画素信号読み出し回路とほぼ同じ構成となってお
り、転送用トランジスタQT21 〜QT2n , 蓄積容量CH1
〜CHn, ドライブ用トランジスタQD1〜QDn, 水平選択
スイッチ用トランジスタQS1〜QSn, 負荷抵抗RL ,出
力ラインリセット用トランジスタQRV及びデコーダ47か
ら構成されている。本実施例のピーク測光・画素信号読
み出し回路では、水平の選択にデコーダ47を用いてお
り、デコーダ47を全てオンすると、出力ライン48にはピ
ーク測光出力MOSPが現れ、デコーダ47を順次オンす
ると、画素信号が時系列で出力ライン48に現れるように
なっている。
The peak photometry / pixel signal readout circuit 43
It has substantially the same configuration as the pixel signal readout circuit of FIG. 16, and includes transfer transistors Q T21 to Q T2n and a storage capacitor C H1.
To Q Hn , drive transistors Q D1 to Q Dn , horizontal selection switch transistors QS 1 to Q Sn , load resistance RL , output line reset transistor QRV, and decoder 47. In the peak photometry / pixel signal readout circuit of this embodiment, a decoder 47 is used for horizontal selection. When all the decoders 47 are turned on, a peak photometry output MOSP appears on the output line 48, and when the decoder 47 is sequentially turned on, Pixel signals appear on the output line 48 in time series.

【0038】次にこのように構成した第3実施例の動作
を、図19に示したパルスタイミング図を参照しながら説
明する。まず期間t1 〜t2 で、パルスφR , φT1, φ
T2及び全デコーダ出力φH1〜φHnを“H”レベルとし、
ソースライン41-1〜41-n,蓄積容量CA1〜CAn, H1
Hn及び出力ライン46, 48をリセットする。続いて期間
2 〜t3 でパルスφPGを“L”レベルとしQP1〜QPn
をオンさせ、画素SIT S1〜Snをリセットする。
このリセットが終了すると、各画素は光蓄積を始める。
Next, the operation of the third embodiment will be described with reference to the pulse timing chart shown in FIG. First, in the period t 1 to t 2 , the pulses φ R, φ T1, φ
T2 and all decoder outputs φ H1 to φ Hn are set to “H” level,
Source lines 41-1 to 41-n, storage capacitors C A1 to C An, C H1 to
Reset C Hn and output lines 46,48 . Subsequently, the pulse φ PG is set to the “L” level in the period t 2 to t 3 , and Q P1 to Q Pn
Is turned on to reset the pixels SIT S1 to Sn.
When this reset ends, each pixel starts storing light.

【0039】光蓄積期間中(図では期間t3 〜t6 )、
パルスφT2及びデコーダ出力φH1〜φHnは“H”レベル
のままとなっているため、出力ライン48には全画素の出
力中最も強い光の当たっている画素出力に応じた出力、
すなわちピーク測光出力が現れる。光蓄積期間中、t4
〜t5 及びt4 ′〜t5 ′期間では、パルスφT1
“L”レベルとなり、この期間中シフトレジスタ44を動
作させると、蓄積容量CA1〜CAnにはφT1が“L”レベ
ルとなる時刻t4 及びt4′までの各画素出力に応じた
電荷が蓄積されているため、出力ライン46には各画素信
号を積分した出力、すなわち平均測光出力が現れる。
During the light accumulation period (period t 3 to t 6 in the figure),
Since the pulse φ T2 and the decoder outputs φ H1 to φ Hn remain at the “H” level, the output line 48 has an output corresponding to the pixel output to which the strongest light is applied among the outputs of all the pixels.
That is, a peak photometric output appears. During the light accumulation period, t 4
In ~t 5 and t 4 '~t 5' duration, pulse phi T1 becomes "L" level, when operating the shift register 44 during this period, the storage capacitor C A1 -C in An phi T1 is "L" Since the electric charge corresponding to each pixel output until time t 4 and t 4 ′ at which the level is reached is accumulated, an output obtained by integrating each pixel signal, that is, an average photometric output appears on the output line 46.

【0040】光蓄積期間が終了(時刻t6 )とすると、
パルスφT1,φT2,及びデコーダ出力φH1〜φHn
“L”レベルとなり、蓄積容量CA1〜CAn, H1〜CHn
には光蓄積期間中の各画素出力に応じた電荷が蓄積され
る。続いて時刻t7 でパルスφRVが“H”レベルとな
り、出力ライン48をリセットする。その後時刻t8 から
デコーダ47が順次“H”レベルとなり、出力ライン48に
画素信号が現れる。
When the light accumulation period ends (time t 6 ),
The pulses φ T1 and φ T2 and the decoder outputs φ H1 to φ Hn go to “L” level, and the storage capacitors C A1 to C An and C H1 to C Hn
Accumulates a charge corresponding to each pixel output during the light accumulation period. Subsequently, at time t 7 , the pulse φ RV becomes “H” level, and the output line 48 is reset. Then the decoder 47 from the time t 8 becomes successively "H" level, the pixel signal appears at the output line 48.

【0041】なお図19において、パルスφT1を“H”又
は“L”レベルに切り換えるタイミングは、使用法に応
じ光蓄積期間中行ってもよいし、積分期間中はパルスφ
T2と同様に、常に“H”レベルとしておき、光蓄積が終
了してから平均測光出力を取り出してもよい。またシフ
トレジスタ44はデコーダに置き換えることも可能であ
る。
In FIG. 19, the timing of switching the pulse φ T1 to the “H” or “L” level may be performed during the light accumulation period or during the integration period depending on the usage.
Similarly to T2 , the average photometry output may be taken out after the light accumulation is always set to the “H” level and the light accumulation is completed. The shift register 44 can be replaced with a decoder.

【0042】次に第4実施例を図20に基づいて説明す
る。この実施例は、本発明を第2実施例と同様の方式で
合焦点を検出する装置に適用したもので、図20はその合
焦点検出装置における平均及びピーク測光回路を有する
エリアセンサの回路構成図を示す。このエリアセンサ
は、図16に示したラインセンサの画素をm×nのマトリ
ックス状に配列したもので、該マトリックス状画素に
は、行選択用にVデコーダ51及びRデコーダ52を設け、
各画素には行選択スイッチQV11 〜QVmn を設けてい
る。なお、この行選択用Vデコーダ51及びスイッチQ
V11 〜QVmn は、1行分のみ使用する場合には、Rデコ
ーダ52の出力を調整する(被選択行以外は画素を常にリ
セット状態にする)ことによって省くことも可能であ
る。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the present invention is applied to an apparatus for detecting a focal point in the same manner as in the second embodiment. FIG. 20 shows a circuit configuration of an area sensor having an average and peak photometry circuit in the focal point detecting apparatus. The figure is shown. This area sensor is obtained by arranging the pixels of the line sensor shown in FIG. 16 in a matrix of m × n. The matrix-shaped pixels are provided with a V decoder 51 and an R decoder 52 for row selection.
Each pixel is provided with row selection switches Q V11 to Q Vmn . Note that this row selection V decoder 51 and switch Q
When only one row is used, V11 to QVmn can be omitted by adjusting the output of the R decoder 52 (the pixels are always reset except for the selected row).

【0043】このセンサの動作は、Vデコーダ51, Rデ
コーダ52により行を選択する動作が必要になる以外は、
図16に示したラインセンサと同じである。
The operation of this sensor is the same as that of the first embodiment except that the operation of selecting a row by the V decoder 51 and the R decoder 52 is required.
This is the same as the line sensor shown in FIG.

【0044】図21は、図18に示したラインセンサの画素
を、図20に示した第4実施例と同様にm×nのマトリッ
クス状に配列して構成した第5実施例のエリアセンサの
回路構成図であり、このセンサの動作もVデコーダ及び
Rデコーダで行を選択する動作が必要になる以外は、図
18に示したラインセンサと同様である。
FIG. 21 shows an area sensor according to a fifth embodiment in which the pixels of the line sensor shown in FIG. 18 are arranged in an m × n matrix in the same manner as the fourth embodiment shown in FIG. FIG. 4 is a circuit configuration diagram. The operation of this sensor is also the same as that of FIG.
This is the same as the line sensor shown in FIG.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
本発明によれば、光電変換装置の画素アレイ自体の信号
の平均値とピーク値とを用いて光電変換装置の画素信号
を読み出し、補間処理を行うことにより適切な合焦点検
出を行うことができる。また平均値の検出とピーク値の
検出とを、一つの光電変換装置から得るように構成して
いるので、小型化及びコストダウンを計ることができ
る。
As described above with reference to the embodiments,
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can read out the pixel signal of a photoelectric conversion apparatus using the average value and the peak value of the signal of the pixel array itself of a photoelectric conversion apparatus, and can perform appropriate focusing detection by performing an interpolation process. . In addition, since the detection of the average value and the detection of the peak value are obtained from one photoelectric conversion device, downsizing and cost reduction can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の構成を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例を示す回路構成図である。FIG. 2 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図3】SITの光電変換特性を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing photoelectric conversion characteristics of SIT.

【図4】ピーク値検出コンパレータの出力OSPと、加
算出力検出用コンパレータの出力MOS1,MOS2,
MOS3と、各状態を示すフラグFGiの関係を示す図
である。
FIG. 4 shows an output OSP of a peak value detection comparator and outputs MOS1, MOS2, and MOS2 of an addition output detection comparator.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between MOS3 and a flag FGi indicating each state.

【図5】図2に示した第1実施例における積分開始から
終了までの動作を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation from the start to the end of integration in the first embodiment shown in FIG. 2;

【図6】焦点検出の態様を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an aspect of focus detection.

【図7】2像間隔検出に関する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram related to two-image interval detection.

【図8】コンパレータ出力とフラグと読み出しタイミン
グの関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a comparator output, a flag, and a read timing.

【図9】補間処理の態様を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an aspect of an interpolation process.

【図10】合焦点検出までの動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation up to the detection of a focal point.

【図11】コントラスト信号を得るための回路構成を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a circuit configuration for obtaining a contrast signal.

【図12】レンズ位置とコントラスト信号との関係を示す
図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a relationship between a lens position and a contrast signal.

【図13】第2実施例の合焦点検出回路の構成を示すブロ
ック構成図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a focus detection circuit according to a second embodiment.

【図14】ピークモニター検出時の信号成分を示す図であ
る。
FIG. 14 is a diagram illustrating signal components at the time of peak monitor detection.

【図15】平均モニター検出時の信号成分を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram illustrating a signal component when an average monitor is detected.

【図16】第2実施例で用いるラインセンサの回路構成図
である。
FIG. 16 is a circuit configuration diagram of a line sensor used in the second embodiment.

【図17】図16に示したラインセンサの動作を説明するた
めのパルスタイミング図である。
FIG. 17 is a pulse timing chart for explaining the operation of the line sensor shown in FIG. 16;

【図18】第3実施例で用いるラインセンサの回路構成図
である。
FIG. 18 is a circuit configuration diagram of a line sensor used in the third embodiment.

【図19】図18に示したラインセンサの動作を説明するた
めのパルスタイミング図である。
19 is a pulse timing chart for explaining the operation of the line sensor shown in FIG. 18.

【図20】第4実施例で用いるエリアセンサの回路構成図
である。
FIG. 20 is a circuit configuration diagram of an area sensor used in the fourth embodiment.

【図21】第5実施例で用いるエリアセンサの回路構成図
である。
FIG. 21 is a circuit configuration diagram of an area sensor used in the fifth embodiment.

【図22】暗い中に明るい主要被写体がある場合の光電変
換素子の1ラインの出力を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating one-line output of a photoelectric conversion element when a bright main subject is present in the dark.

【図23】主要被写体以外にスポット的な明るいものがあ
る場合の光電変換素子の1ラインの出力を示す図であ
る。
[Fig. 23] Fig. 23 is a diagram illustrating an output of one line of the photoelectric conversion element when there is a spot-like bright object other than the main subject.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮像光学系 2 光電変換装置 3 ピーク検出回路 4 平均値検出回路 5 駆動回路 6 合焦点検出回路 REFERENCE SIGNS LIST 1 imaging optical system 2 photoelectric conversion device 3 peak detection circuit 4 average value detection circuit 5 drive circuit 6 focus detection circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H04N 5/335 H04N 1/04 102 (56)参考文献 特開 昭58−147280(JP,A) 特開 昭60−58780(JP,A) 特開 昭63−175468(JP,A) 特開 昭62−115864(JP,A) 特開 平2−36681(JP,A) 特開 平1−103077(JP,A) 特開 昭63−196181(JP,A) 特開 昭59−6677(JP,A) 特開 平1−222583(JP,A) 特開 昭63−76476(JP,A) 特開 昭62−115863(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12 H04N 5/30 - 5/335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H04N 5/335 H04N 1/04 102 (56) References JP-A-58-147280 (JP, A) JP-A-60-58780 ( JP, A) JP-A-63-175468 (JP, A) JP-A-62-115864 (JP, A) JP-A-2-36681 (JP, A) JP-A-1-103077 (JP, A) JP JP-A-63-196181 (JP, A) JP-A-59-6677 (JP, A) JP-A-1-222583 (JP, A) JP-A-63-76476 (JP, A) JP-A-62-115863 (JP, A) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 7/ 28-7/40 G03B 3/00-3/12 H04N 5/30-5/335

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光量分布を電気信号に変換するアレイ状
に配列された光電変換素子と、被写体からの光束を前記
光電変換素子上に結像させる撮影光学系と、前記光電変
換素子の各画素信号の中から最も光量の多い画素信号を
検出するピーク検出回路と、前記光電変換素子の各画素
信号全体の平均値を検出する平均値検出回路とを少なく
とも備えた撮像装置において、前記ピーク検出回路
記平均値検出回路の信号の積分時間及び積分値に基づい
前記光電変換素子からそれぞれ読み出された2つの画
像信号を補間処理して合焦点検出に用いる信号を形成す
ことを特徴とする撮像装置。
1. A photoelectric conversion element arranged in an array for converting a light quantity distribution into an electric signal, a photographing optical system for forming an image of a light beam from a subject on the photoelectric conversion element, and each pixel of the photoelectric conversion element The number of peak detection circuits for detecting a pixel signal having the largest amount of light from among signals and an average value detection circuit for detecting an average value of all pixel signals of the photoelectric conversion element are reduced.
In the imaging device provided with the two, two images read from the photoelectric conversion element based on the integration time and the integration value of the signals of the peak detection circuit and the average value detection circuit, respectively.
Interpolate image signals to form signals for focus detection
Imaging device, characterized in that that.
【請求項2】 前記ピーク検出回路は、前記光電変換素
子の各画素出力ラインにそれぞれ直列に接続した第1の
スイッチ群を介して接続した画素出力ライン電圧保持キ
ャパシタと、該キャパシタにゲート入力端子を接続した
第1のMOSソースフォロア回路とで構成し、前記平均
値検出回路は、前記画素出力ライン電圧保持キャパシタ
にそれぞれ一端を接続した第2のスイッチ群と、該第2
のスイッチ群の他端に共通にゲート入力端子を接続した
第2のMOSソースフォロア回路とで構成したことを特
徴とする請求項記載の撮像装置。
2. A pixel output line voltage holding capacitor connected via a first switch group connected in series to each pixel output line of the photoelectric conversion element, and a peak input terminal connected to the capacitor. And a first MOS source follower circuit connected to the pixel output line voltage holding capacitor, the average value detection circuit includes a second switch group having one end connected to the pixel output line voltage holding capacitor,
Of claim 1 imaging apparatus, wherein the configured at a second MOS source follower circuit connected to a gate input terminal in common to the other end of the switch group.
【請求項3】 前記平均値検出回路は、前記光電変換素
子の各画素出力ラインにそれぞれ直列に接続したスイッ
チ群を介して接続した画素出力ライン電圧保持キャパシ
タと、該キャパシタに保持された各画素信号を加算して
読み出す手段とで構成したことを特徴とする請求項
載の撮像装置。
3. An average value detection circuit comprising: a pixel output line voltage holding capacitor connected through a switch group connected in series to each pixel output line of the photoelectric conversion element; and each pixel held by the capacitor. 2. The image pickup apparatus according to claim 1 , wherein said image pickup apparatus comprises means for adding and reading signals.
【請求項4】 前記ピーク検出回路は、その出力ライン
を前記光電変換素子の画素信号読み出しラインと共通に
し、該共通ラインに出力されるピーク出力と画素信号の
読み出しが、前記共通ラインにつながるスイッチ群に与
える信号により制御されて選択的に出力されるように構
成されていることを特徴とする請求項1又は3記載の撮
像装置。
4. A switch in which the peak detection circuit has an output line common to a pixel signal readout line of the photoelectric conversion element, and a peak output and a pixel signal readout output to the common line are connected to the common line. imaging apparatus according to claim 1 or 3, wherein it is configured so as to selectively output is controlled by a signal applied to the group.
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