JPS58188969A - イメ−ジセンサ - 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】 この発明は、例えばオートフォーカスカメラ等に用いる
ことのできるイメージセンサに関する。

この種のイメージセンサとして、Ｃ０Ｄ−次元センサが
知られて込るが、ＣＣＤｄ特性を上げようとすると、！
極の長さおよび電極間の距離を短くしなければならない
。このため容量が小さくなり保持できる電荷の険が限ら
れて、ダイナミックレンジが狭くなりブルーミングが起
きやすくなるという欠点がある。−に要求される最小寸
法が現在のＩＣ製造プロセスの限界に近いので、その制
御が雌しく安定性か要求さｎる等の問題がある。これら
の欠点を回避するためには、ＣＣＤのかわり九第１図の
ブロック図に示すようなフォトダイオードアレイを用い
ることが考えられるが、このタイプのセンサーにはデー
ターの読みとりがシフトレジスタ１の順次走査でフォト
ダイオード２．もしくは蓄積容量３のスイッチをＯＮし
ていく手段をとるため、スイッチングのノイズがのりや
すい、ビット数を多くすると、センサ中のビデオライン
容量が大きくなり感度が落ちる等という欠点がある。

これＦｉ、センサアレイ中の各センサの出力を１つの回
路で共通に処理しようとする九めに生ずるものであり１
例えば各センザ毎にＡ／Ｄ変換器をつけて後はディジタ
ル処理すれば解決するが、これでは回路の規模が大きく
なりすぎて現実的でない。

−また、各センサの出力をアナログとせずに１ビツトの
ディジタル出力とすればノイズ等の問題は回避できるが
、扱われる情報量が少くなってしまう。

この発明は上記に鑑みなされたものであり、ダイナミッ
クレンジが広く、情報量の豊富な出力を得ることができ
、しかも構成が簡単なイメージセンサを提供することを
目的とする。

この目的は本発明によれば、受光素子としてアレ１状に
配されたｎ個のフォトセンサより出力される光強度に応
じた光電信号を、順序判定回路に入力することによりア
ナログ値としてその大小順の順序付けを行なうとともに
、この結果に基づいて順序を表わす数を前記各センサに
対応づけてレジスタに記憶することＫより達成される。

第２図は、本発明におけるイメージセンサの処理過程の
一例を示すグラフであり、フォトセンサに照射される光
強度■の対数値ｌｏｇ　ｌ　（縦軸ンを受光素子として
のフォトセンサｎｌ横軸）Ｋ対応して表わしている。各
出力値に付され次数字は。

本発明により光強度の大きいものから順位付けを行なっ
た状態を示すもので、３番目と（ｎ−１）番目の各フォ
トセンサに照射される光強度は、斜線で示す所定の幅内
に含まれているため、各光強度には同順位が付されてい
る。この幅は進行制御部　４から出力される同期パルス
幅、あるいは基準値発生器から出力される基準値の変化
量により決定されるものであり、その詳細については本
発明の実施例にて説明する。尚、同順位として付され九
回数をＸで表せば、順位付けの最終値はｎ−ｘとなる。

＃！２図から明らかなように光の強度の値を直接処理し
ていた従来の装置に比べ、本発明では各々の光の強度を
順位付けし次後記憶するという手段をとったため、同図
に示すように１例えば１〜ｌＯの幅をもつ入射光がフォ
トセンサに照射される場合を考えると、従来ではそれを
記憶するレジスタＦｉ、この場合少なくとも２０ビツト
は必要であるのに対し、本発明に必要とするレジスタの
ピット数は、多くともフォトセンサの数ｎを２進数で表
縮される。これはダイナミックレンジが広くなることを
意味するとともに、装置の簡略化ＶＣ伴なう高信頼性を
裏付けている。

以下に上述の原理に基づいた本発明の実施例を述べる。

まず第１の実施例として、フォトセンすからの光電信号
を光電流信号としてその増大とともに減少する時間値に
変換し、この時間値の大小に基づいて順序付けを行なう
堝合罠ついて第３図に基づき説明する。

１ｊ、１２．・・・、Ｉｎｌｌｎ個の光一時間変換回路
であり、その構成九ついては第４図にて詳細に説明する
が、ここではその出力の初期値が論理値＠０”でそれが
光電流により″１”に反転するタイプを仮定する。もち
ろん、逆のタイプのものでも回路に若干の変更を加えれ
ば実施できることはいうまでもない。ま几同図では、フ
ォトセンサとしてのｎ個のフォトダイオードは、光一時
間変換回路１１゜１２、・・・、ｉｎ　　Ｋ含まれてい
るものとする。２１゜２２、・・・、２ｎｔｉ前記変換
回路からのパルスを受けてそのパルス幅終期を検出する
ｎ個のパルス幅検出回路であり、それぞれ光一時間変換
回路１１゜１２、・・・、１ｎＫ対応している。すなわ
ちパルス幅検出回路２１の出力の初期値は″０″であり
、対応する光一時間変換回路１１の出力が反転した時に
″１″を出力する。その後進行制御部３０からの信号φ
ｔにより出力は＠０”にもどり、信号φ、が入力される
までは光一時間変換回路１ｉの出力紙は影響されずに出
力＠０″を保つ。パルス幅検出回路２１゜２２、・・・
、２ｎ　からのｎ個の出力は、ｎ入力ＯＲゲート４０に
入力される。ＯＲゲート４０の出力は進行制御部３０よ
りの信号φ４と共にＡＮＤゲート５０に入力される。Ａ
ＮＤゲート５ｏの出力はｍビットカウンタ６０へ入力さ
れる。カウンタ６０＃′ｉこの入力によりカウントアツ
プもしくはカウントダウン動作を行う。アンドゲート７
ｏ１１　＋　７０１！　、・・・。

７０ｎｍは、パルス幅検出回路２１，２２．・・・、２
ｎのトレジスタ８１，８２．・・・、８ｍのうちの対応
するビットへ入力する。シフトレジスタ８１，８２．・
・・、８ｍはそれぞれｎビットのシフトレジスタであり
、シフトレジスタ８ｊのｉビット目Ｋｔｉ、ＡＮＤゲー
グー０ｉｊにより信号反転検出回路２１の出力とカウン
タ６０の」ビット目との論理積がとられて入力される。

すなわちシフトレジスタ８ｊのｉビット目は、ＡＮＤゲ
ーグー０ｉｊの出力がＩＫなっ几時にのみ内部状態を初
期値から反転させる。

尚、上記の説明におりてたびたび用いられているｎ、ｍ
の記号は、それぞれ受光素子数、カウンタのビット数を
表わしており、第３図及び後述する＠９図においてレジ
スタ列をマトリックス的に考えれば、ｎは縦の列１ｍは
横の列に各々対応している。またｉ及びｊけ１≦ｉ≦ｎ
、］≦Ｊ≦ｍで表わされる任意の自然数を表すものとす
る。

＠４図（ａ）に光一時間変換回路の構成例を示す。

トランスファーゲー）９０は、動作の最初に入力φ。に
より導通され容量９１を電流電圧ｖＤＤまで充電した後
カットオフされる。容量９１に蓄積され定電荷は、フォ
トダイオード９２に照射さｎる光の強度によって定貫る
（はぼ比例するものと見てよい）光電流ｉによって放電
される。初期状態においてはインバータ９３の入力Ｖｉ
ｎ　ＦｉＶｌ）。（すななった時、インバータ９３は論
理１直“１２を出力−ｒる。インバータ９３の出力が０
”から“ｌ＃に反転するまでの時間ｔ１は谷［９１に蓄
積された電荷全放電するスピード、すなわち光電流ｉ　
Ｋよるから。

光の強度が時間に変換さｆＬ７ｔ−ことになる。神Ｉ、
この場合、光量または光強度が大きけ扛ば時間ｔ１は小
さくなり、ま次光強度が小さければ１＋１工大きくなる
。つまり、第４図（ａ）の回路によって光強度をそ扛と
略反比例する時間をもつ−Ｃ２値化する丸一時間変換回
路が形成される。同図（ｂ）　、　（ｃ）　、　（（１
）は九一時間変換回路の他の構成例でめＱ、いずｎも入
力φ。にエリトランスファーゲート９０を操作してイン
バータ９３の入力ＶｉｎをｖＤｏもしくは接地レベルに
初期設定した後、光電流ｉにより容１ｉ９１を充放電し
てインバータ９３の論理出力Ｖｏｕｔｉ反転させるもの
である。

但し、第４図（Ｃ）　、　（ｄ）の構成は同図（ａ）　
、　（ｂ）と比べ。

トランスファーゲート９０の人力φ。に対しインバータ
９３０反転時が逆となるため、同図（ａ）　、　（ｂ）
と同様の動作を行うには、インバ〜り９３０次段にもう
１つ別のインバータを設ける必要がある。淘これらのイ
ンバータは、本構成によれば受光素子毎にすぐ近くに設
けることが可能な為、ノイズに強いとｈう効果がある。

第５図にパルス幅検出回路の構成例を示す。基本はセッ
トリセットフリップフロップ９４であ抄。

そのセット人力Ｓは、光〜時間変換回路の出力信号φ、
と、進行制御部よりの信号φ！と、フリップ７０ツブ９
４の反転出力Ｑを帰還させたものの３つの信号のＡＮＤ
入力となっている。Ｑとパルス幅検出回路の出力φ重と
の論理積が、　ＡＮＤゲート９５によってとられて外部
へＯＵＴ信号として出力される。

に の回路の動作を第Ｒ図のタイミングチャートを用いて説
明すると、まず動作の開始に先だって信号φ重圧より７
リツププロツプ９４をリセットシておく（時刻ｉｏ）。

すると初期状轢としてＱ＝１が実現される。また信号φ
、の初期状引１０”であるから、０ＵＴ＝φ、・Ｑの初
期状態は”Ｏ＃である。

動作を開始すると第３図に示した進行制御部３０より、
第６図に示すような周期的なパルスφ、が入重、で“１
＃になると０ＵＴ＝φ１”Ｑも“１”となる。信号φ１
が“１″となっ友後の液切のφ、パルスの立上り（時刻
ｔＲ）で、フリップフロップ９４のセット人力８はＡＮ
Ｄ条件が満尺されて１−となり、フリップフロップ９４
はセットさ扛る。すなわちＱ＝０となるから、ＯＵＴ、
＝φ１・Ｑｔｆｆ再び“Ｏ”となる。この後はφ、やφ
、かどのように変化をしてもＱ＝Ｏは変化しないから、
出力信号０［ＪＴはフリップフロップ９４が信号φ、に
よってリセットされるまで＠０＃を保つ。このようにし
て、光一時間変換回路よりの信号が反転した時だけパル
ス状に”１”を出力するパルス幅検出回路を構成するこ
とができる。尚。

ｗＸ６図に示されている前記進行制御部３０から出力さ
れる信号φ、は、その立ち下がりが、信号φ！の立ち上
がりの直前もしくは同時となるよう周期パルスとして設
定されたものであり、その動作については後程第３図の
本発明の実施例回路の動作説明において詳述する。また
、第６図のタイミングチャートには示されていないが、
動作の始めにカウンタ６０をリセットする信号としてφ
部を設定しておく。

第７図にはパルス幅検出回路の８ｇ２の構成例が。

第８図には第７図の回路のタイミングチャートが示され
ている。第７図の回路の構成は、第５図の回路と光一時
間変換回路の間にセットリセットフリップ９６を置い念
もの罠なっている。これは第５図の回路では、信号φ、
が１”となっている短い期間にもし信号φ、が”１″に
なると回路が誤動作をする可能性があるので、これを完
全に防止する急めのものである。フリップフロップ９６
のセット端子８には、光一時間変換回路よりの信号φ、
と進行制御部よりの信号φ６との論理積が入力されてい
る一６信号φ１１は信号φ鵞と同時に１１＃に々ること
は無い、クロックパルスである。フリップフロップ９６
のリセット端子ＲＶＣｔ−Ｊ、、フリップフロップ９４
のリセット端子Ｒに入力されているものと同じ前記進行
制御部３０からの信号φ、が入力されている。

フリップフロップ９６の役割はその出力信号Ｑ、　　　
゛（第７図の信号φ、に相当する）が、信号φ、が”１
”の期間に反転しないようにすることである。第８図の
タイミングチャートを見ればわかるように。

もし信号φ１が信号φ、が”１″の期間九反転したとし
て本、その時は信号φ６が°０”であるからフリップ７
０ツブ９６はセットされず、信号Ｑ１は信号φｓＫよっ
て時刻ｔ０に設定さｎた初期値１０”のままであ２Ｌ＋ 力Ｑ、Ｆｉ＠１　”に反転する。Ｑｌが反転する時刻ｂ
Ｆｉ。

信号φ、が１０”の時に限られるから前述１−たような
不都合は生じない。後の動作は第５図、Ｗ４６図のもの
と同様である。

以下１１！３図に示［また本発明の第１の実施例の動作
を説明する。最初に進行制御部３０よりの信号φ３によ
って光一時間変換回路１１，１２．・・・、Ｉｎとパル
ス幅検出回路２１，２２．・・・、２ｎが、マ几信号φ
、によりカウンタ６０がリセットされ初期状態となる。

カウンタ６０はダウンカウンタのタイプであれば全ての
ビットに＠１＃が、アップカウンタのタイプであれば全
てのビットに″０”が初期状態としてセットされる。こ
の時シフトレジスタ８１゜８２、・・・、８ｍ　　も図
には示されていない手段によって、カウンタ６０がダウ
ンカラｙりであれば全てのビットが”Ｏ”Ｋ、アップカ
ラ／りであれば全てのビット″″１＃にセットされる。

すなわちカウンタ６０のカウント動作の最終状態に対応
するビットハｊｊ−ン（全て”０”もしくは全て＠１′
］がシフトレジスタ８１．８２．・・・、８ｍに初期設
定される。

このため、シフトレジスタ８ｊの各ビットは。

対応するＡＮＤゲーグー０ｉｊの出力がＩＫなった時そ
の内部状態を初期状態から反転させる構造のものとする
。マタ、カウンタ６０の並列出力はカウンタがダウンカ
ウンタである時はカウンタ値をそのママ、アップカウン
タである時はレジスタ６０の各々の出力端子に図示され
ないインバータを設けて、各ビットの反転値が出力され
る構成と゛する必要がある。これは、全体の動作が、反
転検出回路１１，１２．・・・、】ｎの出力がすべてが
反転し終らない時点で打ち切られた場合九対処したもの
である。すなわち、まだ出力を反転していない光一時間
検出回路２１に対応するシフトレジスタ８１゜８２、・
・・、８ｍ　のそれぞれｉピット目ＫＦｉ、初期設定と
してカウンタ６０の最終値が書き込まれているので、光
一時間変換回路２１の出力反転が遅いこと、換言すれば
対応するフォトセンｔＫ照射される光が弱いことが認識
でき全体として有益な情報を得ることができる。これは
後述する第２の実施例においても同様である。

光一時間変換回路１１．１２．・・・、Ｉｎの出力は。

それぞれＫＲ射される光の強度に対応して出力を＠０１
から＠１”に反転させていく。パルス幅検出回路２１．
２２．・・・、２ｎは、対応する光一時間変換回路の出
力反転により１＃を出力する。ＯＲゲート４０ｉｊパル
ス幅検出回路２１．２２．・・・、　２　ｒ［ｆ）　全
”Ｃの出力の論理和をとっているので、ノ＜ルス幅検出
回路２１．２２．・・・、２ｎの出力のうち１つでも＠
１”に本なっていれば出力が１１＃となる。第６図、第
８図のタイミングチャートで示し友ように進行制御部３
０からの信号φ！の立ち上がりのたびにノくルれてしま
う几め、ＯＲゲート４０の出力も信号φ。

の立ち上りで０＃となる。進行制御部３０よりの信号φ
４は第６図に示し次ようにその立ち下がりが信号φ、の
立ち上がりの直前もしくは同時にくる本のである、すな
わちＯＲゲート４０の出力との論理積がＡＮＤゲート５
０によってとられ、ＯＲゲート４０の出力情報を信号φ
宜によってリセットされる前にカウンタ６０に伝達する
。したがってＡＮＤゲート５０ｉｊ信号信号圧４って同
期をとられながら、パルス幅検出回路２１，２２．・・
・、２ｎの出力のうち１つでも″１＃であれば＠１”を
、パルス幅検出回路２１．２２．・・・、２ｎの出力が
全て″０＃であると″０″を出力する。この出力は、カ
ウンタ６０罠よって順次カウントされる。一方パルス幅
検出回路２１゜２２、・・・、２ｎ　の出力は、対応す
る光一時間変換回路１１，１２．・・・、１ｎの出力が
反転した後から次のφ、パルスでリセットされるまでの
期間だけ１′であり、その期間にφ４パルスは１度しか
発生しないので、カウンタ６０はφ４パルスの１周期の
間に光一時間食間回路１１，１２．・・・、Ｉｎのうち
の１つ、もしくは複数の出力が反転した時のみφ、パル
スをカウントすることになる。すなわちパルス幅検出回
路２ｉＫ対してその出力が＠ｌ＃になった時のカウンタ
６０の内容を記憶してやれば、それがすなわち対応する
光一時間変換回路１１が全体で何番目にその出力を反転
させ友かという順位となる。

光一時間変換回路１ｉの出力反転順位を記憶させるレジ
スタは、シフトレジスタ８１，８２．・・・、８ｍのそ
れぞれｌビット目によって構成されている。

すなわちシフトレジスタ８ｊのｉビット目ｔ−ＱＩｊで
あられせばｓ　Ｑ！＋　ｔＱｉｔ・＝＋　Ｑｉｍ　　Ｋ
光一時間変換回路１１０反転順位が記憶される。前述し
たようにＱｌｊは対応するＡＮＤゲーグー０Ｉｊの出力
が＠】＃になった時、その内部状態を初期状態から反転
させる構造のものであり、またカウンタ６０の並列出力
は、カウンタがダウンカウンタである時はカウント値を
そのまま、アップカウンタである時は２進カウント値の
名ビットの反転値が出力されるものであるから、レジス
タＱｉ１．えＱｉ＊＋・６．、　Ｑｉｍにｉｌｔ　ＡＮ
Ｄゲーグー０　ｉｌ　、　７０　ｉｌ　、＋＋・、　７
０　ｉｍ　　によってパルス幅検出回路２１が′１”の
時の、すなわち九一時間変換回路１１の出力が反転した
時のカウンタ６０のカウント値が書き込まれることは明
らかである。このようＫして光一時間変換回路１１．１
２．・・・、Ｉｎの出力が反転していくに伴い。

その反転順位がシフトレジスタ８１．８２．・・・、８
ｍ中に記憶されていく。因には示されていない手段で動
作終了を判断すると、シフトレジスタ８１゜８２、・・
・、１３ｍ　　を各々シフトさせて出力を読みとれば、
九一時間変換回路８　ｉ　（１＝１　、２、−、（奎警
２）の出力の反転順位、すなわち各受光素予圧照射され
る光強度の順位を順次読み取ることができる。

以上１よ１本発明におけるフォトセンサからの光電信号
を、光電滴信号として処理する第１の実施例を示すもの
であるが、以下に第２の実施例として、繭記フォトセン
サからの光電信号を電圧信号として処理することにより
、その各アナログ値と基準値との大小に基づいて順序付
けを行う場合について第９図に基き説明する。

１１１．１１２．・・・、１ｌｎｉｊトランスフアーゲ
ートであり、シフトレジスタ１２０の出力によってＯＮ
。

ＯＦＦ　　サｔＬ、　ＯＮ　サｔｌＪｊ時ｔｊ入力電圧
Ｖ＋　、　Ｖｔ　−・・・、Ｖｎと比較器１３０の十人
力とを接続する。

入力電圧ＶＩｅｖｌ＋・・・、Ｖｎを光電圧信号として
入力する７オトセンサ１０１　、１０２　、・・・、１
０ｎ　として＃ｉ、例えば第１０図に示すよう釦、フォ
トダイオード１１１のアノードを抵抗１１２に直列接続
し。

前記フォトダイオード１１１のカソード（電圧■。。

を入力するとともに、抵抗１１２の他端を丁−スに落と
した構成としたものをｎ個用意し、フォトダイオード１
１１が各々光を受けて導通した際に、この抵抗１１２の
両端に生じる電圧降下Ｖｉ　　をそれぞれトランスファ
ーゲート１１１，１１２．・・・、１１ｎＫ入力される
電圧■１１Ｖ１．・・・、Ｖｎとすれば、フォトダイオ
ードに照射される光強度に応じた電圧を発生する第２の
実施例のフォトセンサが構成される。

シフトレジスタ１２０はトランスファーゲート１１１゜
１１２、・・・、ｌｌｎ　を１つずつ順番ＫＯＨさせる
ためのものであり、トランスファーゲート１１１をＯＮ
させた時は反転検出回路１４ｉも同時九動作させるよう
に、シフトレジスタ１２０のｉビット目にはトランスフ
ァーゲート１１１と反転検出回路１４ｉの両方が接続さ
れている。比較器１３０は、入力電圧Ｖｌと基準値発生
器１５０から出力される基準電圧■と≧ を比較しＶｉ〜（〉）■ならば論理値”ビを、　Ｖｔ＜
（≦）■ならは論理値”０”を出力する。基準値発生器
１５０＃′ｉ、基準電圧Ｖを変化させて入力電圧ｖ１　
＋ｖ！、・・・、Ｖｎ　と比較することにより各入力電
圧の大きさを知るための手段である。反転検出回路１４
ｉは基準値発生＠１５０から出力される基準電圧Ｖを単
調増加あるいは単調減少させていった時。

基準電圧■と反転検出回路１４ｉｌ／Ｃ対応する入力電
圧Ｖｉとの比較結果、すなわち比較器１３０の出力が反
転した時だけ出力パルスを発生する回路で第１１図に具
体的構成例を、第１２図にそのタイミングチャートを示
す。反転検出回路１４１，１４２．・・・、】４ｎには
比較器１３０の出力φ１１　と進行制御部１６０より　
３の制御信号φ、およびφ、４が入力されている。

以下、第ｉｉｏ＜その構成例を示す。反転検出回路１４
ｉはフリップフロップ１７０を中心として。

そのセット人力ＳにはＡＮＤゲート１８０によってフリ
ップフｐツブ１７００反転出力Ｑと、シフトレジスタ１
２０の１ビツト目からの信号φｓ１ｉと、前記比較器１
３０よりの信号φ１．および前記進行制御部１６０より
の信号φ□の論理積がとられて入力されている。ｔたリ
セット人力Ｂには、進行制御部１６０よりの信号φ１４
が入力されている。動作を説明すると％まず最初（時刻
ｔｅｌに７リツプフロツプ１７０を信号１６．４　によ
ってリセットしてＱ＝１とする。

信号φ□は１４ｉ以外の反転検出回路にも対応してパル
スを生じているが、１つの反転検出回路１４１を考える
時には無関係であるから、第１１図には信号φ、と信号
φ＋＋ｉとのＡＮＤ信号φｐｉ・φ＋ｔ　ｆ示した。同
図を見ればわかるように反転検出回路１４ｉは信号φｘ
ｔｉパルスが入力される時のみ動作し、φ、、ｌ＝０で
あるとＡＮＤゲート１８０，１９０とも出力が＠０′″
になってしまうので１反転検出回路１４ｉについてはφ
Ｈｉ＝１の時の動作のみを考えれば良い。

基準値発生器１５０からの基準電圧■を時間とともに小
さくシ、ていくと、時刻１＝１．まではＶ）Ｖｉが成り
立っているので比較器１３０の出力Ｆｉ”ｏ”、すなわ
ちφ＋＋ｉ・φ、ｉじ０＃であるがらＡＮＤゲート１９
０の出力信号Ｐ１も＠０”である。１＝１．の時点で■
１〉■が成り立つと、その時初めてφｌｌｉ・φＩ！＝
１となるからＡＮＤゲート１９０の出力信号Ｐｉも初め
て″１″となる。時刻ｔ、になると今度は信号φ２．も
１１＃となり、　ＡＮＤゲート１８０のＡＮＤ条件（す
なわちφｒｔｉ−φ、！＝φｕ　＝　Ｑ＝　１　）　　
が初めて満たされて、７リツプフロツプ１７０のセット
入力に１１′′が入力するとＱ＝０となるので、ＡＮＤ
ゲーグー１９０　Ｆ）　ＡＮＤ条件カ満たされなくなり
ｐｔ＝ｏとなる。以後信号φｔ４　Ｋよって７１１ツブ
フロツプ１７０がリセットされるまでＱ＝０のままなの
でｐｉ＝ｏを保つ。すなわち出力信号ＰｉＦｉ入力電圧
Ｖｉが基準電圧■より大きくなっ次点後のｔ、から１．
までの短い期間”１”Ｋなるだけである。

再び第９因に戻り説明を続ける。信号ら、Ｐ！。

−、Ｐ　ｎはＯＲゲート１９５により論理和をとられて
クリップ７０ツグ２００のセット人力８にも入力されて
いる。またフリップフロップ２００のリセット端子ＲＫ
は進行制御部１６０よりの信号φ０．が接続されている
。フリップフロップ２００の出力は、進行制御部１６０
よりの信号φＩｌｌとの論理積をＡＮＤゲート２】ＯＫ
よってとられｍビットのカウンタ２２０に入力される。

信号φ、、　Ｆｉ、信号φ１．のパルスが立ち下がって
次の立ち上がりまでに１度だけ１１ｍを出力する。カウ
ンタ２２０はこの入力によりカウントアツプもしくはカ
ウントダウン動作を行う。

ｎＸｍ個のＡＮＤゲーグー２３１１，２３１２、−．２
３ｎｍは反転検出回路１４１，１４２．・・・、１４ｎ
の出力のうちの１つと、カウンタ２２０のｍビットの出
力信号のうちのカウント信号の論理積をとり、シフトレ
ジスタ２４１，２４２．・・・、２４ｍの対応するビッ
トへ入力する。すなわちシフトレジスタ２４ｊのｉビッ
ト目をＱｉｊとすれば、ここにはＡＮＤゲーグー３ｉｊ
によって反転検出回路１４４とカウンタ２２０のＪビッ
ト目との論理積がとられて入力される。Ｑｉｊｔ！ＡＮ
Ｄゲー）２３ｉｊグー″１”になっ金時のみ、その値を
初期状態から反転させる。

以下第９図に示した本発明の第２の実施例の動作を説明
する。最初に基準値発生器１５０から出力される基準電
圧Ｖを最大にしておき、進行制御１６０の信号φ、４に
より反転検出回路１４］、１４２゜・・・、１４ｎがリ
セットされ、信号φ１．によりカウンタ２２０がリセッ
トされ初期状態となる。カウンタ２２０ハダウンカウン
タであれば全てのビットに１″がアップカウンタでは全
てのビットに′０”がビットされる。この時シフトレジ
スタ２４１，２４２゜・・・、２４ｍも図には示されて
いない手段によって、アップカウンタに対してＦｉ”ｌ
”がダウンカウンタに対しては１０ｎがセットされる。

すなわちカウンタ２２０のカウント最終値がシフトレジ
スタ２４１゜２４２、・・・、２４ｍに初期設定される
。これは、前述［７急本発明の第１の実施例で述べた通
りである。

次に進行制御部１６０よりの信号φ、、によってフリッ
プフロップ２００がリセットされた後、シフトレジスタ
１２０によってトランスファーゲート１１１゜１１２、
・・・、１１ｎが１つずつ順次ＯＮされていく。

すなわち入力電圧ｖ１　＋　■＊　ｅ・・・、Ｖｎが、
順次比較器１３０によって基準値発生器１５００基準電
圧Ｖと比較される。この間に入力電圧ｖ１　＋Ｖｔ　ｒ
・・・、Ｖｎのうち１つでもＶｉ）Ｖｎとなれば、それ
に対応した信号反転検出回路１４４の信号Ｐｉ　　が１
１”を出力し、それはＯＲゲート１９５を通してフリッ
プフロップ２００　Ｋ記憶される。基準電圧■と入力電
圧■ｌ。

■Ｉ　＋・・・、Ｖｎ　　の比較を全て終了したら信号
φｌｌＫよってフリップフロップ２００をリセットする
紡に、７’）ｙブフロップ２００の出力Ｑと進行制御部
１６０よりのパルス信号φｌｅｔがＡＮＤゲート２１０
により論理積をとられカウンタ２２０に入力される。す
なわちカウンタ２２０ｔ′ｉ、基準電圧■と入力！圧Ｖ
、、Ｖ曹。

・・・、Ｖｎ全てとの比較を１回する毎に、基準電圧Ｖ
、　、Ｖ＠　、−・−、Ｖｎのうちｔｔｅ１ツでもＶｉ
（ＶからＶ＋＞Ｖと変化−した信号があれば、その値を
１つ変化させる。その後は、出力電圧Ｖを少し減らさせ
几後、前述の方法と同様に信号φ７．によりフリップフ
ロップ２００をリセットし−で再び基準電圧■と入力電
圧■１＋■ｆ＋・・・、Ｖｎとの比較を行い、その際の
信号Ｐ１　＋　Ｐｌ　＋・・・、Ｐｎの出力によってカ
ウンタ２２０の内容を変化させるということをくり返す
。

ここである入力電圧Ｖｉに注目すればそれに対応した信
号Ｐｉ　が“１＃を出力した瞬間のカウンタ２２０の内
容が入力電圧■１の大きさの順位（フォトセンサに照射
される光強度の順′位］に相当することは明らかである
。すなわちＰｉ＝ＩＫなった時のカウンタ２２０の内容
を各入力電圧Ｖｉに対応して記憶し、それを後で出力す
ればこの発明の目的とする動作を達することができる。

これを行うのがシフトレジスタ２４１，２４２．−．２
４ｍとＡＮＤゲート２３１１，２３１２、−、２３ｎｍ
　　である。前述した任意のレジスタＱｉｊの記号を用
いればＱ　Ｉ　ｒ　＋　Ｑ’＊　＊・・・、Ｑｉｍによ
って入力電圧Ｖｉの順位すなわち光強度の順位が記憶さ
れるレジスタが構成される。

カウンタ２２０　メ並列出力は、カウンタがダウンカウ
ンタである時は内容をそのまま、アップカウンタである
時は内容を２進数であられし念時の各ビットの反転値が
出力されるものとする。するとし塾　　　　　　　　　
　　− ジスタＱｉ＋＋Ｑｉｔ＋・・・、Ｑｉｌ）には、ＡＮＤ
ゲート２３４１．２３ｉ２　、・・・、２３１ｍ　　に
よって反転検出回路１４１が１の時のカウンタ２２０の
内容が記憶されることは明らかである。このようＫして
基準値発生器１５０から出力される基準電圧を小さくし
ていくにつれ、入力電圧Ｖｌ　＋■ｔ　、・・・、■ｉ
の大きさの順位がシフトレジスタ２４１，２４２．・・
・、２４ｍ中に記憶されていく。第１の実施例でも述べ
た様に。

全体の動作をもし反転検出回路１４１，１４２．・・・
。

１４ｎ　　すべてがパルスを出力しきらないうちに打ち
きっても、ｔだパルスを出力していない反転検出回路１
４！に対応するレジスタＱ　ｉ＋　＋　Ｑ　！ｔ　・”
　、　Ｑｉｍには初期設定としてカウンタ２２０のカウ
ント最終値が書き込まれているので、入力電圧Ｖｉが小
さいこと、換言すれば対応するフォトセンサＫＭ射され
る光が弱いことが認識でき全体として有益な情報を得る
ことができる。

図忙は示されていない手段で勢作終了を判断し。

シフトレジスタ２４１，２４２．・・・、２４ｍを７フ
トさせて出力を読みとれば入力電圧Ｖｉの大きさの順位
を順次読みとることができる。

なお基準値発生器１５０から出力される基準電圧Ｖは時
間の経過と共に小さくなるものとし比が、時間の経過と
共に大きくなるものとしても比較器１３０の十入力と一
人力を入れ換えれば同様の動作を行わせることができる
。但しこの場合には、レジスタに記憶さノする反転順位
は上記の構成とは逆となり、入力電圧の小さいものから
順位付けが行々われる構成となる。

以−トの説明から明らかな様に本発明によれば。

フ第１・センサに照射される光強度をそれに応じた＃：
、！信号に変換し、この信号値の大小順の順序を１１定
する順序判定回路の判定結果に基づいて、その順序を表
わす数を前記７オトセンサごとにレジスタに記憶する構
成とし７を九め、ダイナミックレンジが広く、情報量の
豐富な出力を得ることができる回路を比較的簡単に構成
できるという効果が得られる。

以下に参考として、この発明によるイメージセンサを用
いて構成し之オートフォーカスシステム　３の構成例を
第１３図に示す。第１３図において。

被写体２８０の像はそれぞれ異る光路２９０および３０
０を通り、２つの光学系３１０および３２０によってそ
れぞれこの発明によるイメージセンサ３３０および３４
０の７オトセンサ上に結像される。８＠１４図に。

この場合のイメージセンサ３３０および３４０の出力例
を示す。第１４図において各フォトセンサ上の図形は１
個々のセンサに対応する出力（すなわち順位）を対応す
るセンサの上にプロットして結ンだ折れ線グラフであり
、同図は前述したカウンタ６０あるいハ２２０がダウン
カウンタである時の例を示す。第１４図のグラフは光学
系３１０および３２０によって各フォトセンサ上に結像
される被写体の儂罠よって決定されるものであるから、
イメージセンサ３３０おＬび３４０の各７オトセンサ上
の被写体の濠が略同じであｎは第１４図の２つのグラフ
の形も略同じものとなる。つまり、第１４図の出力図形
は、従来から三角ｉ１１＋１　ｆｒの原理として知られ
ている方式を用いｔオートフォーカス／ステムに使用さ
れているセンサの出力と同じものと見なすことができる
。したがって第１４図の出力波形を順次相対的に移動さ
せてはその都度相関をとりその相関が最大になっ友時の
相対的移動量をみることなどにより被写体２８０までの
距離を算出することができ、オートフォーカスが可能と
なる。

三角測量の原理およびその応用については従来より良く
知られているのでこの明細書では詳述しない。なお１以
上はこの発明によるイメージセンサｆオートフォーカス
システムに適用した一例を述べたにすぎず、決し７てそ
の応用を三角測量の本のだけに限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の７オトダイオードアレイを用いたイメー
ジセンサのブロック図、第２図は本発明におけるイメー
ジセンサの処理過程の一例を示すグラフ、第３崗は本発
明の第】の実施例を示すブロック図、＠４図（ａ）乃至
（ｃ）は第３図における光一時間変換回路の具体的構成
を示す回路図、第５図。 第６図は第３図におけるパルス幅検出回路の構成を示す
ブロック図及びそのタイミングチャート。 第７図、第８図は第３図におけるパルスｌ１１１［出回
路の他の構成を示すブロック図及びそのタイミングチヤ
ード、第９図は本発明の第２の実施例を示すブロック図
、第１０図は第９因におけるフォトセンサの具体的構成
を示す回路図、第１１図、第１２図は第９図における信
号反転検出回路の構成を示すブロック図及びそのタイミ
ングチャート。 第１３図は本発明をオートフォーカスシステムに適用し
た場合の概略図、第１４図は第１３図における２つのイ
メージセンサからの出力の一例を各フォトセンサに対応
して示す折れ線グラフである。 １１．１２．・・・、１ｎ　：光時間変換回路、２１，
２２゜・・・　２ｎ’：ハルス幅検出回路、３０，１６
０：Ｊ行制御ｓ、４０，１９５　：ＯＲゲート、５０，
７０ｏ　。 ７０■、・・・、７０ｎｍ、　　　９５，１８０，１９
０．２１（Ｌ２３ｏ　　、　　２３ｓｔ　　＋−＋　　
２３ｎｍ　　：　　ＡＮＤ　ゲ　−　ト　、　　６　０
　　、２２０：カウンタ、８０，８２．・・・、８ｍ、
２４］、２４２゜・・・、２４ｍ：シフトレジスタ、９
０．　　１１１，１１２゜・・・、ｌｌｎ　：　トラン
スファーゲ飄ト、９１：コンデンサ、９２．１１１　　
＝フォトダイオード％　９３：ゲート、９４．９６，１
７０．２０（１：フリップフロツブ。 １０１．１０２．−、Ｉｎｎ　：フオトセンサ、１３０
　；比較器、１５０：基準値発生器、１４１，１４２．
・・・。 １４ｎ　：信号反転検出回路。 才　１　　図 牙　２　図 ／　　２　３　４　６；　　−ｉ　　　　（７１−１）
７１フイトでン１ 才４０ （ａ＞　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ｂ）（
Ｃ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　（Ｄ）７５　図 ψｚ　　’Ｉ’ｓ 才６圓 ｉ　　ｔｌ　　図 ら’ｌ’／３〜 才１３図 −ｉ　７４図 手続補正書動式） １、事件の表示　　　特願昭＜７　７．Ｚ；、９へゞ５
５、補正指令の１」伺　　昭矛餡寸Ｚ１已７　Ｌ］２７
Ｆｌ補　　正　　の　　内　　容 １明細書第５頁＠２行目「尚、同順位として」より、第
３行目「ｎ−Ｘとなる。」までを削除する。 ２明細１Ｆ第６頁第１７行目「２凰」の後に２１は１≦
２≦ｎを表す任意の自然数）」を挿入する。 ３明細書第１４頁第６行目「ビット」の後に「が」を挿
入する。 ４明細ｉｉＦ第１５頁第１８行目「にもなっていれば」
の「も」を削除する。 ５明細書第１７頁第１９行目「名ビット」とあるを「各
ビット」に訂正する。 ６明細書第１９頁第８行目、第９行目、第１２行目の「
ダイオード１ｌｌｊとあるを「ダイオード１２１」に、
また同頁第８行目、第１０行目、第１３行目の「抵抗１
１２」とあるを「抵抗１２２」に訂正する。 ７、明細書ｔ４２１頁第１２行目「生じているが、」よ
り、第１３行目「第１１図には」までを「生じており説
明の都合上、第１２図には」と訂正する。 ８゜明細書第２２頁第１６行目「ｔ、」とあるを「ｔ、
」に訂正する。 ９、明細書第２４頁第９行目「ビット」とあるを「セッ
ト」に訂正する。 １０、明細書第２５頁第３行目「■ｎ」とあるをｒＶＪ
に訂正する。 ｉｔ、明細書第３（］頁第１５行目ｒ　（ｃｌ　Ｊとあ
るをｒ　［ｄｌ　ｌに訂正する。 １２、明細書第３１頁第１８行目ｒ　１１１　Ｊとある
をｒ１２１Ｊに訂正する。 １３図面第９図、第１０図、第１１図を別紙の様に訂正
する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アレイ状に配され受光し次光の強度に応じた光電信
   号を発生する複数個のフォトセンサと、＃フォトセンサ
   からの光電信号を受は核信号値の大小順の順序を判定す
   る順序判定回路と、該判定回路の順序判定結果に基づい
   て順序を表わす数をフォトセンすごとに記憶するレジス
   タとを備えてなることｔ特徴とするイメージセンサ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサ罠おい
   て、複数個の７オトセンサからの光電信号の信号値が所
   定の幅内に入るとき罠は、該複数個の７オトセンサに対
   して同一の順序を表わす数がレジスタに記憶されること
   を特徴とするイメージセンサ。 ３）特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサ忙おい
   て、７オトセンサからの光電信号が光電流信号であり、
   眩光電流信号値がその増大とともに減少する時間値に変
   換され、咳時間値の大小に基づい゛［前記九電流信号値
   の大小順が判定されることを特徴とするイメージセンサ
   。 ４）特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサにおい
   て、フォトセンサからの光電信号が電圧信号であること
   を％徴とするイメージセンサ。 ５）特許請求の範囲第１項記載のイメージセンサにおい
   て、順序を表わす数が２値化され次自然数であることを
   特徴とするイメージセンナ。