JPH0275282A - 固体撮像素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はビデオカメラ用オートフォーカス装置において
、フコ−カス・請ＩＩＪを受けるための可動部かノアい
簡ｉ１ｊな構成てオー１〜フオーカス（以後ＡＦ）を行
う固体撮像素子に関するものである。

［従来の技術］ 従来、ＴＶ映像信号を利用したオー１〜フオーカス装置
は、「昭和４０年Ｎ　ＩＩ　Ｋ技術研究第１７巻第１号
通巻ａｂ−；ｐ２＋〜３７」等で詳細に記述され、また
、特開昭５２−１０４２４５号公報および特開昭５６−
５１１６４号公報に記載されているように、映像信号の
高周波成分の大器さに応した焦点電圧かより高くなるよ
うにフ］−カスレンズを移動する、いわゆる「山登りサ
ーボタイプ」および特開昭５８−１８８９１＋５号公報
等に記載されているように、たとえば撮像素子あるいは
フォーカスレンズ自体を小さく移動して光路変調し、焦
点電圧の変化の位相からフォーカスレンズ移動方向を判
断し、上述の焦点電圧か高くなる方向に７１−カスレン
ズを移動するいわゆる変調タイプ等がある。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、特開昭５２−１．０４２４５号公報等に
記載されている山登りサーボタイプでは、フォーカスレ
ンズを移動するまではレンズ駆動方向かわからず、フォ
ーカスレンズを１度移動させたときにぼεプか増えれば
逆方向に、ビン）・か合う方向てあればその方向へとフ
ォーカスレンズの移動を細り、２方向のうちのどちらに
移動してもげりか減らない個所を合焦点とするため、む
たな移動か多く、また、焦点合せのスピードも遅くなる
という欠点かあった。また、特開昭５８−１８８９６５
号公報に記載されているタイプでは、フォーカスレンズ
の焦点調節のための移動のほかに撮像素子フォーカシン
グレンズ等を微小振動させねばならず、そのため装置自
体の構成か複雑かつ大型になり、かつ精度も要求される
等の問題点を有しているものであった。

本発明の目的は上述の欠点を除去し、レンズの効率的な
焦点合ゼと行うことのできるＡＦシスデムのための描像
素子を提供することにある。

［課題を解決するだめの手段］ このような目的を達成するために、木発明は、複数の光
電変換素子列と、光電変換素子列の少なくとも２列を１
周期とした溝構造を持ち、かつ素子列に配された位相板
とを具える。

Ｕ作　用コ 木発明によれは、光電変換素子列のうちの少なくとも２
列を周期とする溝をもつ位相板を光電変換素子に配設し
たことにより、フォーカスレンズを移動する以外の駆動
部をもたずに、フォーカスレンズの移動の方向、量をず
みやかに検出することかできる。

［実施例］ 以下、図面を参叩して木発明の詳細な説明す第１図およ
び第２図は本発明の特徴を最もよく表わす図面であり、
固体撮像素子の断面を示す。

第１図および第２図に示す固体撮像素子は、共に基板ｊ
上に配された光電変換素子列２の直前に位相板３か配さ
れ、色分解フィルター４、フェースプレート５か設しプ
られている。第１図に示す固体撮像素子と第２図に示す
固体撮像素子とは位相板３の溝の位置か異なる。第１図
および第２図に示ず光電変換素子列２は８列の素子を１
周期としている。

位相板３の溝のない部分Ａと接する素子列の部分に入射
する光束と位相板３の溝のある部分Ｂと接する素子列部
分に入射する光束とは位相板３の溝の深さｄおよび屈折
率ｎにより、ｄ（１−−−）たけ光路長に差が生じる。

従りて第３図（Ａ）　、（Ｂ）および（Ｃ）　に示すよ
うに、撮影レンズによって結ばれた像は、素子列Ａに至
る光束の方が素子列Ｂ】 に至る光束よりもｄ　（＋、　−−）たけ遠くに結像さ
一υらねることになる。

素子列Ａに至る光束、素子列Ｂに至る光束のそれぞれか
結像する位置はレンズを８動することによって変化する
。それゆえ、第４図（Ａ）および（Ｂ）　に示すように
、映像信号の高周波成分の大ぎさて測定される焦点電圧
ｖＡおよびｖｌ、ｌは素子列Ａと素子列Ｂては異／ぼり
、従ってテフ刈−カス量も異なる。第３図に示ず光電変
換素子列は４列の素子を１周期としている。

第３図（八）および第４図（Ａ）の場合、素子列Ａ、Ｂ
の両方共にピン１〜位置よりも前で結像している。第３
図（Ｂ）および第４図（［１）の場合、素子列Ａ、Ｂの
両方共にピント位置よりも後で結像している。

撮像レンズの位置を調節して第４図（Ｃ）に示すような
焦点電圧ＶＡおよびＶＢか得られるようにし、素子列Ａ
およびＢのデフォーカス量かピント位置から等しい位置
にあるときはピントか合ったといえる。すなわち、第３
図（Ｃ）および第４図ｆｃ）の場合のみ合焦点という情
報か得られる。

第５図は本発明の固体撮像素子の一部分を正面から見た
図である。素子列Ａおよび素子列Ｂは１木またＧｊ数木
の走査線を含む形で設定されており、その範囲は撮像素
子の全域におよんている。

このタイプの撮像素子では被写体を横方向に走査するた
め例えは、縦縞のような、映像信号の高周波成分の大小
か焦点電圧を決定する。従って縦縞に強いＡＦとなる。

しかし、ＡＦに利用する範囲を撮像素子の全域に限定す
る必要はなく、撮像画面の任意の一部を利用することか
できる。木実施例においては、素子か櫂方向（水平方向
）に走査される場合について説明したか、光電変換素子
列２の縦方向に位相板３のＡ、Ｂ列を配し、縦走査する
事によって横縞の高周波数成分で合焦点の判定を行って
もさしつかえない。

また、光路長差ｄ　（＋、−−）をもった映像情報は走
査線間の相間をと９で映像の輪郭強調したり、他の画像
処理を行う前にへＦ回路に送出されるへきである。わず
かな光路長差による、映像自体のほりによる劣化６Ｊ、
画像処理回路を経ることにより回復されるので、引ぎ起
こされることはない。

なお、位相板３としてはポリメヂルメタアクリレー）−
（ＰＭＩ、ＩＡ）をエッヂンク処理して製造する方法等
かあるか、話電体等で蒸着することによって製造しても
何ら木発明の目的を限定するものではない。

第６図は未発明実施例の装置構成を示す。本図を参照し
て、位相板のＡ領域およびＢ領域それぞれに対応する焦
点イ＝号ＶＡおよびｖｌｌを取り出す具体的な方法につ
いて説明する。

フォーカシングレンズ４および位相板５を介して、撮像
素子６の撮像面に結像された画像は光電変換され、プリ
アンプ７て増幅される。増幅された画像信号はプロセス
回路８て所定のプロセス処理か行われ規格化されたＶｉ
ｄｅｏ信号として出力される。

一方、プリアンプ７からの出力はＢＰＦ　（バントパス
フィルタ）９て描像画面上の計にイ１効な所定の高周波
成分を抽出され、ゲート１０おにびケー１−１１にそね
そね供給される。ケート】０は、第３図に示した位相板
３の突条部に相当する領域Ａ１．：対応する撮像（ｇ号
をサンプリングするケー１へ回路である。ケート１１は
位相板３の構部に相当する領域Ｂに相当する撮像信号を
サンプリングするケート回路である。ケート回路１０お
よび１１はＣＣＤの読み出しタイミング信号等を始めと
する各種制御信号を出力するマイクロコンピュータ１２
によって制御され、ＣＯＤの読み出し動作に応して、そ
れぞれの領域Ａ、Ｂの撮像信号か取り出される。

ケート１０および１１によって取り出された信号は、そ
わそれピーク検出器１３および１４に供給され、所定の
期間（例えばフィールド周期）におりるゲート１０およ
び１１の出力のピーク値ｖＡおよびｖＢが検出され、比
較器１５によって比較される。比較器１５による比較結
果に応じて第４図に示したようなピン）・の状態の判別
か可能となる。

比較器１５の比較出力はへ／Ｄ変換器１６てへ／Ｄ変換
されてマイクロコンピュータ１２に供給される。マイク
ロコンピュータ１６はそのデータに基ついて、前ピンか
後ビンか、かつ非合訪量かとのくらいかが判定され、こ
の判定結果に応してモータ駆動回路１７を制御し、レン
ズ駆動モータ１８を駆動してフオー力シンクレンス４を
合焦点へと移動することかできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、木発明によれは、光電変換素子列
のうちの少なくとも２列を周期とする講をもつ位相板を
光電変換素子に配設したので、フン−カスレンズを移動
する以外の駆動部をもたすに、フォーカスレンズの移動
の方向、量をすみやかに検出することかできるΔＦ装置
を得ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明実施例の固体撮像素子の断
面図、 第３図は本発明実施例のデフ２−カス量検出の原理を説
明する図、 第４図は本発明実施例のデフ（−カス量−焦点電圧特性
図、 第５図は本発明実施例の固定撮像素子の正面図の一部を
拡大した図、 第６図は本発明実施例の装置構成を示す図である。 １・・・基板、 ２・・・光電変換素子列、 ３・・・位相板。 く　　　　　　　　　　　　　　ｍ 区 、瘍

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の光電変換素子列と、 該光電変換素子列の少なくとも２列を１周期とした溝構
   造を持ち、かつ前記素子列に配された位相板と を具えたこと特徴とする固体撮像素子。