JP4574201B2

JP4574201B2 - 信号処理装置

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Publication number: JP4574201B2
Application number: JP2004086506A
Authority: JP
Inventors: 英則谷口
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Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-03-24
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-03-24
Also published as: JP2005274855A

Description

本発明は、光電変換を行う複数画素より成る光電変換素子の出力信号を処理する、レンズシャッタコンパクトデジタルカメラ等に用いられる信号処理装置に関する。

従来の測距（もしくはオートフォーカス）用センサには、複数の受光素子の画素出力の最大値および最小値を検出して、その差分の出力により、受光素子の蓄積制御、いわゆる、ＡＧＣ（オートゲインコントロール）制御を行うものがある（特許文献１参照）。

図７は、特許文献１に開示の一例を示したものであり、同図において、１は光電変換を行うｐｎフォトダイオード、２はフォトダイオード１の電位をＶＲＥＳにリセットするリセット用ＭＯＳトランジスタ、３は差動増幅器であり、１〜３によって１つの光電変換画素２１を構成する。４はクランプ用コンデンサ、５はクランプ電位を入力するためのクランプＭＯＳトランジスタで、４と５でクランプ回路を構成している。６〜９はスイッチ用ＭＯＳトランジスタである。１０は最大値検出用差動増幅器であり、１１は最小値検出用差動増幅器であり、それぞれの差動増幅器は電圧フォロワ回路を構成している。１２は最大値出力用スイッチＭＯＳトランジスタ、１３は最小値出力用スイッチＭＯＳトランジスタ、１４はオア回路、１５は走査回路、１６，１７は定電流用ＭＯＳトランジスタである。２０は画素からの信号が出力される共通出力線である。また、図８に、上記の差動増幅器１０，１１の具体的な回路構成図を示す。最大値検出回路用には最終段がｎＭＯＳのソースフォロワ回路１８、最小値検出回路用には最終段がｐＭＯＳのソースフォロワ回路１９となっている。

以上の構成において、複数の受光素子であるフォトダイオード１の画素出力の最大値および最小値を検出して、その差分の出力により、蓄積制御、ＡＧＣ制御を行っている。

また、複数の受光素子の画素出力のうち最も明るい画素の応答時間を基準として、これをもとに各画素出力の応答時間を量子化して、デジタルデータに変換するものも開示されている（特許文献２参照）。
特開２０００−１８０７０６号公報特開平０５−０５３０５０号公報

上記の特許文献１に開示のＡＧＣ制御を行う装置では、受光素子の最大値、最小値の差分を検出して、受光素子のコントラストが最適になるように制御されるため、対象物のコントラストが低い場合にも、測距用センサからの出力からは、高いコントラストが得られるその反面、最大値検出回路、最小値検出回路、差分検出回路などが必要であり、回路規模が大きくなり、チップサイズが小さくならず、コストアップを招いていた。

また、特許文献２に開示の構成は、最も明るい画素出力の応答時間を基準に各画素出力の応答時間を量子化し、デジタルデータに変換するものであり、画素出力のコントラスト差に応じて、高いコントラスト出力を得るように、ＡＧＣ制御されるものではなく、対象物のコントラストが低い場合には、得られるコントラスト差が少なく、対象物の距離を測距することが困難であった。

（発明の目的）
本発明の目的は、必要最小限の回路規模にて、対象物のコントラストに応じて最適な増幅率を決定することのできる信号処理装置を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、光電変換を行う複数画素より成る光電変換素子と、前記光電変換素子の各画素の出力信号の最大値を検出する最大値検出回路と、前記光電変換素子の出力信号を増幅する増幅率可変型の増幅回路と、前記増幅回路の出力基準電圧を遮光画素の出力レベル、または、前記最大値検出回路の出力レベルにクランプ電圧として固定するクランプ電圧変更手段とを有し、前記クランプ電圧および前記増幅回路の増幅率を制御して、前記光電変換素子の出力信号のＡ／Ｄ変換出力を用いて、所定の信号処理を行う信号処理装置において、前記最大値検出回路の出力レベルと前記遮光画素の出力レベルとの差に基づいて遮光画素出力基準での前記増幅回路の増幅率を設定して、前記出力信号を読み出し、前記遮光画素出力基準で読み出した前記出力信号の最大値と最小値の差が所定値より大きい場合は、前記所定の信号処理を行い、前記遮光画素出力基準で読み出した前記出力信号の最大値と最小値の差が所定値以下の場合は、前記クランプ電圧を前記最大値検出回路の出力レベルに変更し、前記最大値と最小値の差に基づいて前記最大値検出回路出力基準での前記増幅回路の増幅率を再設定して、再度前記出力信号を読み出し、前記最大値検出回路出力基準で読み出した前記出力信号の信号処理を行う信号処理装置とするものである。

ここで、前記遮光画素の出力レベルは、前記増幅回路の出力ダイナミックレンジの最低出力電圧に設定され、前記最大値検出回路の出力レベルは、前記増幅回路の出力ダイナミックレンジの最大出力電圧近傍に設定されていることが望ましい。

また、前記最大値の検出は、前記最大値検出回路の出力、または、前記光電変換素子の前記出力信号のＡ／Ｄ変換値から演算により検出され、前記最小値の検出は、前記光電変換素子の前記出力信号のＡ／Ｄ変換値から演算により検出されることが望ましい。

本発明によれば、必要最小限の回路規模にて、対象物のコントラストに応じて最適な増幅率を決定することができる信号処理装置を提供できるものである。

以下の実施例に示す通りである。

図１は本発明の一実施例に係わる信号処理装置の全体構成を示すブロック図である。該信号処理装置としては、公知の位相差パッシブ方式の測距装置もしくはオートフォーカス装置のいずれでも良いが、この実施例では測距装置を代表例とするものとし、該測距装置は、測距用センサ１００およびマイクロコンピュータ２００により構成される。

測距用センサ１００内において、１０１はＡＦリニアセンサ回路で、図１中のＡ像部、Ｂ像部は位相差パッシブ方式の測距装置に用いられる構成となっており、図２にて後述するように、対象物からの反射光を受光するフォトダイオード、該フォトダイオードの蓄積電荷を電圧に変換するアンプなどから構成される。この種の測距装置においては、対象物からの反射光が、それぞれ一対の受光光学系（図示しない）により、それぞれフォトダイオード上に結像され、その像のずれ量から、対象物までの距離（オートフォーカス装置の場合はデフォーカス量）を検出可能である。

１０２はアナログ回路であり、ＡＦリニアセンサ回路１０１からの像信号の最大値を用いて後述のフォトダイオードの蓄積時間を制御するＡＧＣ回路、所定の増幅率によりＡＦリニアセンサ回路１０１からの像信号を増幅して外部に出力する増幅率可変型の増幅回路、および、このＡＦリニアセンサの信号処理回路などのバイアス電圧や各種のクランプ電圧を与えるための基準電圧発生回路、中間電圧発生回路などが含まれる。１０３はデジタル回路であり、このＡＦリニアセンサ回路１０１を制御するマイクロコンピュータ２００へ接続するためのＩ／Ｏ回路、ＡＦリニアセンサ回路１０１の駆動タイミングを発生するＴＧ（タイミングジェネレータ）回路などが含まれる。

図２は、図１の測距用センサ１００内のＡＦリニアセンサ回路１０１の詳細を示すブロック図であり、同図のＡ像部が図１のＡ像部に、Ｂ像部が図１のＢ像部に、それぞれ対応している。ＡＦリニアセンサ回路１０１は、Ａ像部、Ｂ像部ともに、対象物からの反射光を受光するための、複数のフォトダイオード１０１ａと、該フォトダイオード１０１ａの蓄積電荷を受ける複数の光電変換アンプ１０１ｂ、該光電変換アンプ１０１ｂの出力を受けてＡ像、Ｂ像の像信号の最大値を検出する複数の最大値検出回路１０１ｃ、蓄積終了後の像信号を図１のアナログ回路１０２内の増幅回路に出力する複数の信号出力回路１０１ｄ、および、該信号出力回路１０１ｄの出力を順次、図１のアナログ回路１０２内の増幅回路に出力するための複数のシフトレジスタ１０１ｅによって構成されている。

前記フォトダイオード１０１ａは、通常、外部からの光に応じて電荷を蓄積する開口を有したフォトダイオード、いわゆる有効画素と、開口部をアルミニウムなどで遮光されたフォトダイオード、いわゆる遮光画素（以下、ダーク画素）で構成されている。

図３は、図１のアナログ回路１０２内の増幅回路の詳細を示した回路図である。

同図において、３０１はアナログスイッチであり、図２の光電変換アンプ１０１ｂの出力から最大値検出回路１０１ｃにより出力される最大値画素出力を後述のアンプ３０４に接続するためのもので、コントロール信号ＲＥＡＤ＿Ｐにより制御される。３０２はアナログスイッチであり、図２の信号出力回路１０１ｄの出力を後述のアンプ３０４に接続するためのもので、図２のシフトレジスタ１０１ｅの出力ＰＨｘにより制御される、この出力ＰＨｘは、シフトレジスタ１０１ｅへの外部からの入力パルスにより制御され、フォトダイオード１０１ａの像信号を１画素ごとに、アンプ３０４に入力させる。３０３はアナログスイッチであり、ダーク画素（図中は、ＤＡＲＫ＿ＣＥＬＬと記載）の出力を後述のアンプ３０４に出力するためのもので、コントロール信号ＲＥＡＤ＿Ｄにより制御される。３０４は図２のＡＦリニアセンサ回路１０１からの出力をバッファするためのゲイン１倍のアンプである。３０５はアンプ３０４の出力および後述のアンプ３０７の非反転入力に接続されるコンデンサである。

３０６はアナログスイッチであり、一端が後述のアンプ３０７の非反転入力とコンデンサ３０５の接続点に接続され、もう一端が中間電圧ＡＲＥＦに接続され、コントロール信号ＣＬＡＭＰにより制御される。ダーク画素出力または最大値出力が送出されているときに、該アナログスイッチ３０６がオンされると、コンデンサ３０５に遮光画素出力または最大値画素出力を記憶でき、この出力を基準電圧としての中間電圧（以下、クランプ電圧）ＡＲＥＦにクランプすることができる。ダーク画素出力または最大値画素出力を記憶したのち、像信号を順次出力することにより、クランプ電圧ＡＲＥＦを基準にして、ダーク画素出力または最大値画素出力と各画素出力の差分電圧をアンプ３０７にて増幅して出力することが可能になる。３０８〜３１２は抵抗であり、アナログスイッチ３１３〜３１６を制御することによりアンプ３０７の増幅度を決定することができる。本実施例は、アナログスイッチ３１３〜３１６を制御することにより、５倍、１０倍、２０倍、４０倍に増幅率を変化させる構成になっている。

３１７は基準電圧回路である。３１８，３１９は抵抗であり、基準電圧回路３１７の基準電圧を所定の電圧に分圧している。３２０はクランプ電圧ＡＲＥＦを出力するためのアンプである。３２３，３２４はアナログスイッチであり、抵抗３２１，３２２とアンプ３２０の接続を異ならせることにより、該アンプ３２０の増幅率を可変して、後述の２種類の異なるクランプ電圧ＡＲＥＦを出力することができる。このクランプ電圧ＡＲＥＦの切り換え制御はＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号により行われる。

図４は、ダーク画素基準での信号出力回路１０１ｄおよび該信号出力回路１０１ｄよりの像出力を増幅して出力する増幅回路からの像信号の出力を示した概念図であり、図４を用いて、ダーク画素基準でのアンプ３０７からの像信号出力の説明を行う。

図４において、縦軸はアンプ３０７の出力電圧を示し、横軸は本実施例に用いられる測距装置からの像信号出力を示している。横軸の数字は、フォトダイオード１０１ａの各画素を示す番号であり、本実施例では、Ａ像、Ｂ像各４０画素を前提にして説明する。図中に示された、実線の横線は、出力される電圧レベルを説明している。図中、３．０Ｖに引かれた横線はアンプ３０７が出力可能な最大電圧値（出力飽和レベル）、０．３Ｖはアンプ３０７が出力可能な最低電圧（出力飽和レベル）を示している。２．８Ｖは最大値画素クランプレベル、０．５Ｖはダーク（遮光）画素クランプレベルであり、ＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号に制御されてアンプ３２０より出力されるクランプ電圧ＡＲＥＦである。また、同図に太い実線で示されたものは像信号出力であり、ダーク画素出力をクランプ電圧ＡＲＥＦ（０．５Ｖ）にクランプ（レベル固定）した出力を示している。また、このときのアンプ３０７の増幅率は、最小の増幅率である５倍に設定されている。図中では、Ａ像からの像出力４０画素分を示している。Ｂ像からの像信号出力は、省略してある。

また、図中に矢印Ａで示しているのは最大値画素の出力であり、絶対値で２．５Ｖが出力されている。また、最大値画素出力は、ダーク画素クランプレベルを基準にすると、「２．５Ｖ−０．５Ｖ＝２．０Ｖ」である。また、矢印Ｂで示しているのは、Ａ像内の最大値画素出力と最小値画素出力の差電圧であり、０．４Ｖである。矢印Ｃで示している電圧は、アンプ３０７の最大値出力とダーク画素クランプレベルの差電圧であり、「３．０Ｖ−０．５Ｖ＝２．５Ｖ」である。対象物までの距離（もしくはフォーカス量）を得ようとした場合には、像信号のコントラスト差、すなわち、図中の矢印Ｂで示す像信号が大きく得られるほど、測距（オートフォーカス）精度が上がるため、本来矢印Ｂで示す電圧振幅が大きく得られるようにアンプ３０７の増幅率を設定することが望ましい。しかしながら、図４のようにダーク画素基準で出力した場合、アンプ３０７の増幅率は、矢印Ｃで示す電圧を矢印Ａで示す電圧で除算して、現在のアンプ３０７の増幅率（＝５）を乗算して得られる、「２．５Ｖ／２．０Ｖ×５＝６．２５」倍が限界になる。したがって、本実施例においてダーク画素基準とした場合の増幅回路の構成では、増幅率を５倍から１０倍に上げて設定すると、出力電圧が飽和してしまうため、５倍が限界である。

図５は、最大値画素基準（ピーク基準）での信号出力回路１０１ｄおよび該信号出力回路１０１ｄよりの像出力を増幅して出力する増幅回路からの像信号の出力を示した概念図であり、図５を用いて、最大値画素基準でのアンプ３０７からの像信号出力の説明を行う。

図５において、縦軸および横軸は、図４と同様、アンプ３０７の出力電圧および本実施例に用いられる測距用センサ１００からの像信号出力を示している。図中に示された、実線ないし破線の横線は、出力される電圧レベルを説明しており、図４と同様な部分の説明は省略する。

図中矢印Ｄで示した電圧は、アンプ３０７の最大値画素クランプレベルと該アンプ３０７の最小値出力の差電圧であり、「２．８Ｖ−０．３Ｖ＝２．５Ｖ」である。対象物までの距離を得ようとした場合には、像信号のコントラスト差、すなわち図中の矢印Ｂで示す像信号が大きく得られるほど、測距精度が上がるため、本来矢印Ｂで示す電圧振幅が大きく得られるようにアンプ３０７の増幅率を設定することが望ましいことは、既に述べた通りである。

図４のようにダーク画素基準で出力した場合、アンプ３０７の増幅率は、矢印Ｃで示す電圧（＝２．５Ｖ）を矢印Ａで示す電圧（＝２．０Ｖ）で除算して、現在のアンプ３０７の増幅率（＝５倍）を乗算して得られる、「２．５Ｖ／２．０Ｖ×５＝６．２５」倍が限界になる。しかしながら、最大値画素出力を最大値クランプレベル２．８Ｖにクランプした場合には、矢印Ｄで示す電圧（＝２．５Ｖ）を矢印Ｂで示す電圧（＝０．４Ｖ）で除算して、現在のアンプ３０７の増幅率（＝５倍）を乗算して得られる、「２．５Ｖ／０．４Ｖ×５＝３１．２５」倍が限界になる。したがって、本実施例において最大値画素基準とした場合には、増幅回路の増幅率を５倍から２０倍に上げて設定することが可能になる。

このように増幅回路の増幅率を２０倍に設定して、最大値画素出力を２．８Ｖにクランプして出力した像信号波形を、図５において、太い破線で示してある。太い実線のダーク基準の波形との比較から明らかなように、対象物のコントラストが大きな電圧振幅で得られることになり、測距（オートフォーカス）精度を向上させることができる。

図６は、像信号読み出し時の詳細タイミングを示した図であり、同図を用いて像信号の読み出し手順の説明を行う。

像信号の読み出し制御は、図６に示すように、マイクロコンピュータ２００より送られる、ＲＥＡＤ信号、ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号、および、ＧＡＩＮ＿ＳＥＬ信号により制御される。ＲＥＡＤ信号は図１のデジタル回路１０３内のＩ／Ｏ回路を介してＴＧ回路内の読み出し用のタイミング生成カウンタのリセット信号に使用されるものであり、該ＲＥＡＤ信号をＨ（ハイレベルを意味する）にすることにより、読み出し用のカウンタのリセットが解除される。ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号は読み出し用のカウンタを進めるためのクロック信号であり、このクロック信号を送ることにより、画素読み出し用のシフトレジスタ１０１ｅを順次駆動することができる。ＧＡＩＮ＿ＳＥＬ信号は２ｂｉｔのゲインセレクト信号であり、図３の増幅回路内のアンプ３０７の増幅率を可変するための信号（Ｘ〜Ｘ４）であり、本実施例の増幅回路では、前述したように４種類の増幅率を選択可能である。ＣＬＡＭＰ信号、ＲＥＡＤ＿Ｄ信号、ＲＥＡＤ＿Ｐ信号、ＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号は、ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号を送ることにより、ＴＧ回路内部のカウンタにより生成される内部信号である。ＲＥＡＤ＿Ｄ信号、ＲＥＡＤ＿Ｐ信号、ＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号の役割は、図３にて詳細に説明済みであるため、ここでは詳述しない。

図６のタイミングチャートを用いて、本実施例における読み出し動作の詳細説明を行う。

図１の測距用センサ１００での蓄積動作完了を、アナログ回路１０２内のＡＧＣ回路よりマイクロコンピュータ２００が受け取ると、該マイクロコンピュータ２００は像信号の読み出し動作を開始する。なお、詳細は省略するが、像信号の蓄積時間はその最大値出力によって制御されることは言うまでもない。

マイクロコンピュータ２００は、ＧＡＩＮ＿ＳＥＬ信号を送出して、まず、図３に示すアンプ３０７の増幅率を最小値、本実施例では５倍に設定する。次に、ＲＥＡＤ信号をＬ（ローレベルを意味する）からＨに変化させ、ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号の入力を許可する。次に、ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号をＬからＨに変化させる（図中、期間１参照）。このとき、測距用センサ１００の回路ブロック内部では、ＣＬＡＭＰ信号、ＲＥＡＤ＿Ｄ信号がＨに変化してアナログスイッチ３０３，３０６がオンし、ダーク画素出力が増幅回路に入力され、コンデンサ３０５にダーク画素出力が記憶される。このとき、ＲＥＡＤ＿Ｐ信号はＬであり、最大値画素出力は増幅回路には入力されない。また、ＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号もＬであり、クランプ電圧ＡＲＥＦは、０．５Ｖのダーク画素クランプレベルが出力されている。

次に、ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号をＬに戻し、再度Ｈに立ち上げる（図中、期間２参照）。このとき、ＣＬＡＭＰ信号がＬに変化してアナログスイッチ３０６がオフし、ダーク画素の出力がアンプ３０７から出力される。このダーク画素の出力は、ほぼクランプ電圧ＡＲＥＦ、つまりダーククランプ出力に等しい。マイクロコンピュータ２００は、このダーク画素出力をＡ／Ｄ変換して、Ｓｄとして記憶する。再度ＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号が入力されると（図中、期間３参照）、ＲＥＡＤ＿Ｐ信号がＨになり、アナログスイッチ３０１がオンして、最大値検出回路１０１ｃから最大値画素出力が増幅回路に入力され、コンデンサ３０５で前記最大値画素出力からダーク画素出力が減算され、両者の差電圧がアンプ３０７に入力されて、出力される。マイクロコンピュータ２００は、この最大値画素出力を内蔵するＡ／Ｄ変換部にてＡ／Ｄ変換してＳｐとして記憶し、一旦、ＲＥＡＤ信号をＬに戻し、デジタル回路１０３のＴＧ回路内の読み出し用カウンタをリセットする。ここで、前記ＳｐとＳｄの差分値を、Ｓｐｄとして記憶して、アンプ３０７のダイナミックレンジＶｄと前記Ｓｐｄおよびアンプ３０７の増幅率より、ダーク基準で変更可能な増幅率を演算してアンプ３０７の増幅率の再設定を行う（図６中の演算ＧＡＩＮ設定１）。この後、再設定された増幅率で、再度像信号の読み出しを行う。図中、期間４から６は、前記期間１から３のＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号の動作と同じである。図６中、期間７のＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号の間はＡ像部の像信号の読み出しを、図６中、期間８はＢ像部の像信号の読み出しを、それぞれ行う期間である。前記期間７，８に関しては公知のためにその詳細は省く。

前記期間７，８が終了すると、ＲＥＡＤ信号を一旦、Ｌに戻す。ここで、マイクロコンピュータ２００は、すべての像信号のＡ／Ｄ変換値の中から演算により最大値、最小値を検出し、これらの差分電圧よりコントラスト値を得る。この得られたコントラスト値を所定の値と比較して、所定値よりも大きなコントラストが得られたと判定すると、Ａ像、Ｂ像の像信号の相関をとって対象物までの距離を演算する。視差のある２つの像信号から距離を演算する相関の具体的方法に関しては、種々の公知例が知られているので詳細は省略する。

一方、所定値と比較してコントラストが小さい場合は、信号が充分にあったとしても、前記の相関演算にて充分な信頼性のある相関値が得られず、測距精度が得られない可能性があるため、前記Ｓｐｂとアンプ３０７のダイナミックレンジＶｄ（図５の矢印Ｄで示す電圧）および該アンプ３０７の増幅率より、最大値出力基準で変更可能な増幅率を演算して該アンプ３０７の増幅率の再設定を行う（図６中の演算ＧＡＩＮ設定２）。そして、ＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号をＨに設定して、クランプ電圧ＡＲＥＦを、ダーク画素出力である０．５Ｖのクランプ電圧ＡＲＥＦから２．８Ｖの最大値出力クランプ電圧に変更する。その後、再設定された増幅率で再度読み出しを行う。図６中、期間９から１１がこの読み出し期間であり、前記期間１から３のＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号の動作と概略同じであるが、ＣＬＡＭＰ＿ＣＨＧ信号をＨにすることにより前記のようにクランプ電圧ＡＲＥＦが異なること、また、期間１１でＣＬＡＭＰ信号を出力して、最大値出力の電圧をコンデンサ３０５に記憶させる点が異なっている。図６中、期間１２のＲＥＡＤ＿ＣＬＫ信号はＡ像部の像信号の読み出しを、図６中、期間１３はＢ像部の像信号の読み出しを、それぞれ行う期間である。前記期間１２，１３の像信号読み出しでは、コンデンサ３０５に記憶された最大値信号と各画素の差分電圧がアンプ３０７で増幅されて出力される。

図４、図５の読み出し電圧のところで説明したように、最大値出力でクランプした場合、像信号のコントラストは大きくなるため、ダーク基準で読み出したものよりも信頼性の高い測距データが得られる。

以上の実施例によれば、ダーク出力基準で読み出した像信号出力の最大値と最小値の差（図４の矢印Ｂで示す電圧に相当：コントラスト値に相当）が、所定値以下の場合は、クランプ電圧を最大値検出回路の出力レベルに変更して、最大値出力と最小値出力の差分値から設定される増幅率に増幅回路（詳しくは、図３のアンプ３０７）の増幅率を設定して（図６の最小ＧＡＩＮ設定→演算ＧＡＩＮ設定１，２）、再度像信号を読み出す（この結果、図５の太い実線→太い破線の出力となる）構成にしているので、必要最小限の回路規模で、対象物のコントラストに応じて、最適な増幅率を決定することが可能になり、比較的明るい輝度状態の低コントラストな被写体に対しても、高精度の測距を行うことができる。

本発明の一実施例に係わる測距装置の全体構成を示すブロック図である。図１のＡＦリニアセンサ回路の詳細を示すブロック図である。図１のアナログ回路内の増幅回路の詳細を示すブロック図である。本発明の実施例に係わるダーク基準像信号出力を示す図である。本発明の実施例に係わるピーク基準像信号出力を示す図である。本発明の実施例に係わる像信号読み出し時のタイミングチャートである。従来例に係わる回路構成を示すブロック図である。図７の差動増幅器の具体的な構成を示す回路図である。

符号の説明

１０１ＡＦリニアセンサ回路
１０２アナログ回路
１０３デジタル回路
１０１ａフォトダイオード
１０１ｂ光電変換アンプ
１０１ｃ最大値検出回路
１０１ｄ信号出力回路
１０１ｅシフトレジスタ
３０１〜３０３，３０６アナログスイッチ
３０４，３０７アンプ
３０５コンデンサ
３０８〜３１２抵抗
３０９，３１４〜３１６アナログスイッチ
３１８，３１９抵抗
３２０アンプ
３２１，３２２抵抗
３２２，３２４アナログスイッチ

Claims

光電変換を行う複数画素より成る光電変換素子と、
前記光電変換素子の各画素の出力信号の最大値を検出する最大値検出回路と、
前記光電変換素子の出力信号を増幅する増幅率可変型の増幅回路と、
前記増幅回路の出力基準電圧を遮光画素の出力レベル、または、前記最大値検出回路の出力レベルにクランプ電圧として固定するクランプ電圧変更手段とを有し、
前記クランプ電圧および前記増幅回路の増幅率を制御して、前記光電変換素子の出力信号のＡ／Ｄ変換出力を用いて、所定の信号処理を行う信号処理装置において、
前記最大値検出回路の出力レベルと前記遮光画素の出力レベルとの差に基づいて遮光画素出力基準での前記増幅回路の増幅率を設定して、前記出力信号を読み出し、
前記遮光画素出力基準で読み出した前記出力信号の最大値と最小値の差が所定値より大きい場合は、前記所定の信号処理を行い、
前記遮光画素出力基準で読み出した前記出力信号の最大値と最小値の差が所定値以下の場合は、前記クランプ電圧を前記最大値検出回路の出力レベルに変更し、前記最大値と最小値の差に基づいて前記最大値検出回路出力基準での前記増幅回路の増幅率を再設定して、再度前記出力信号を読み出し、前記最大値検出回路出力基準で読み出した前記出力信号の信号処理を行うことを特徴とする信号処理装置。
前記所定の信号処理とは、対象物までの距離を測定する、もしくは、対象物のデフォーカス状態を検出することであることを特徴とする請求項１に記載の信号処理装置。