JPS62169569A - Ccd 1-dimensional image sensor - Google Patents

Ccd 1-dimensional image sensor

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JPS62169569A
JPS62169569A JP61011537A JP1153786A JPS62169569A JP S62169569 A JPS62169569 A JP S62169569A JP 61011537 A JP61011537 A JP 61011537A JP 1153786 A JP1153786 A JP 1153786A JP S62169569 A JPS62169569 A JP S62169569A
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pulse
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敏彦 唐崎
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石田 徳治
Masataka Hamada
正隆 浜田
Toshio Norita
寿夫 糊田
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Abstract

PURPOSE:To obtain accurate image information by finishing the integration at the 1st storage part when the output of a monitor store part is set at a prescribed level to transfer the integration to the 2nd storage part for storage and then outputting it to a shift register at the next stage. CONSTITUTION:The 2nd charge storage part GAn and gate parts EGn and CGn are provided between a charge storage part FAn and a CCD register CAn. Thus the end of integration is confirmed when the electric charge produced by a photoelectric converter stored in the 1st charge storage part is transferred to the part GAn only with an operation of the gate at the part EGn regardless of the cycle of a transfer clock. In this example, the part CGn, i.e., a clear gate opposite to the part GAn is provided but is not always needed. Here the gate CGn does not need the data after the electric charge is once transferred to the part GAn from the part FAn. This data is needed only the start of reintegration is desired. This need is decided by the sequence of an AF action.

Description

【発明の詳細な説明】 一産業上の利用分野コ この発明はCoDl次元イメージセンザに関す[従来の
技術] 第10図に従来のCODを用いた1次元イメージセンサ
1の構成を示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application: This invention relates to a CoDl-dimensional image sensor [Prior Art] FIG. 10 shows the configuration of a one-dimensional image sensor 1 using a conventional COD.

光電変換素子列、EAn(n= l 、2゜・・n・・
)、氾荷蓄積素子列FAn、電荷転送レジスタCA n
、 CBn、それぞれの間のゲート、さらに出力段で構
成され、O8端子から光電変換素子列上に投影された象
の照度が光電変換により電気信号として出力される。ま
た光電変換素子列EAn近傍にモニターフォトダイオー
ドMPが配列され、そのモニターフォトダイオードMP
の光電流の積分値かへGCO5端子より出力され、まf
二O3,l\GCO8信号の基Q電圧がDO9O9端子
出力されろ。
Photoelectric conversion element array, EAn (n=l, 2°...n...
), flood storage element array FAn, charge transfer register CA n
, CBn, gates between them, and an output stage, and the illuminance of the image projected onto the photoelectric conversion element array from the O8 terminal is output as an electrical signal by photoelectric conversion. Further, a monitor photodiode MP is arranged near the photoelectric conversion element array EAn, and the monitor photodiode MP
The integrated value of the photocurrent is output from the GCO5 terminal, and
The base Q voltage of the 2O3, 1\GCO8 signal is output from the DO9O9 terminal.

ここで光電変換素子列Et〜nの出力かO5端子から出
力される点について詳細な説明をくわえる。
Here, a detailed explanation will be given regarding the point that the output of the photoelectric conversion element array Et~n is output from the O5 terminal.

ICGパルスの印加が積分開始信号となり、電A蓄積素
子列FAnと;−u 71間のMOSトランジスタCG
nをON L各電荷蓄積素子F 、−nのイニノヤライ
ズを行い、モニタフすトグイオートMPIIlのフロー
テIングゲートMFGと7ij源間に接続されたMO8
I−ラノノスタMCGをON t、モニターフ第1・グ
イオー+:X1pの出力をクリアする。
The application of the ICG pulse becomes an integration start signal, and the MOS transistor CG between the electric A storage element array FAn and ;-u71
ON L Each charge storage element F, -n is initialized, and the MO8 connected between the floating gate MFG of the monitor switch auto MPII and the 7ij source is turned on.
Turn on I-Lannostar MCG, clear the output of monitor 1st GUIO+:X1p.

次にICGパルスの除去後、各光電変換素子EAn」:
に投影された像の照度に比例した電荷が各光電変換素子
EAnで発生され、その電荷が各フローティング・ゲー
トを通過し電荷蓄積素子FAn上に蓄えられる。モニタ
ーフォトダイオードMPで発生した電荷はフローティン
グゲートMl”’Gを介して、電荷蓄積用コンデンサに
蓄えられリアルタイムでAC;COS端子から電荷蓄積
状況を示す信号が出力される。こうしてAGCOS出力
か所定レベルに降下した時点で各光電変換素子EAnで
発生した電荷量が後段処理回路に対して適正であると判
断しS I−1パルスの印加によりゲートSGnをオン
として各電荷蓄積素子FAnの電荷を電荷転送レジスタ
CAnへ並列に転送することで積分の完了となる。
Next, after removing the ICG pulse, each photoelectric conversion element EAn':
A charge proportional to the illuminance of the image projected on the photoelectric conversion element EAn is generated in each photoelectric conversion element EAn, and the charge passes through each floating gate and is stored on the charge storage element FAn. The charge generated by the monitor photodiode MP is stored in the charge storage capacitor via the floating gate Ml''G, and a signal indicating the charge storage status is output from the AC/COS terminal in real time.In this way, the AGCOS output or the predetermined level is output. When the amount of charge generated in each photoelectric conversion element EAn is determined to be appropriate for the subsequent processing circuit, the gate SGn is turned on by applying the S I-1 pulse to charge the charge in each charge storage element FAn. The integration is completed by transferring the data in parallel to the transfer register CAn.

ここでシフトゲートSGnは電荷転送レジスタのφ1ク
ロックのHighの周期にポテンシャルウェルを形成し
、電荷をとらえる転送チャンネルCAnと接続されてい
るために、シフトパルスSHの発生は転送りロックと位
相をあわせる必要があり、まず転送りロックをφ、 =
 I−T 、φ、二りにし、シフトレジスタCAn下に
ボテンンヤルウエルを形成した後、シフトパルスSHを
Highとし電荷蓄積素子FAnとノフトレジスタCA
n間のMOS)ランジスタSGをONt積分時間中に蓄
積された電荷をソフトレジスタのφ+H+ghで形成さ
れるボテンソヤルウェルに注入する。
Here, the shift gate SGn forms a potential well in the high period of the φ1 clock of the charge transfer register and is connected to the transfer channel CAn that captures the charge, so the generation of the shift pulse SH is in phase with the transfer lock. It is necessary to first transfer the lock to φ, =
After dividing I-T, φ, and forming a bottom well under the shift register CAn, the shift pulse SH is set to High to connect the charge storage element FAn and the noft register CA.
The charges accumulated during the ONt integration time of the transistor SG (MOS) between n and SG are injected into the bottom soyral well formed by φ+H+gh of the soft resistor.

以後電荷転送レジスタCAn、 cBnは転送りロック
φ1の周期でクロックφ1がHighのときレジスタC
An、クロックφ、 = HighのときレジスタCB
n、φ+ = HighのときレジスタCAn−1とい
う具合に電荷は図上布の方に転送され、レジスタCBO
より出力段バッファを介して端子O9より電圧変換され
とり出される。この結果、シフトパルス発生後転送りロ
ックφ1の立ち下がりに同期し、て電圧変換された像情
報が光電変換素子EAIの画素から順に逐次O8端子に
出力される。これらの制御のタイミングを第1L図、こ
れらの駆動回路を第12図、第13図に示す。
Thereafter, charge transfer registers CAn and cBn are transferred to register C at the cycle of transfer lock φ1 when clock φ1 is High.
An, clock φ, register CB when = High
When n, φ+ = High, the charge is transferred to the cloth in the figure, such as register CAn-1, and register CBO
The voltage is then converted into a voltage and taken out from the terminal O9 via the output stage buffer. As a result, the voltage-converted image information is sequentially output to the O8 terminal from the pixels of the photoelectric conversion element EAI in synchronization with the fall of the transfer lock φ1 after the shift pulse is generated. The timing of these controls is shown in FIG. 1L, and these drive circuits are shown in FIGS. 12 and 13.

この第12図と第13図の駆動回路は特開昭60−10
1516号公報で示した回路である。■は第10図で示
した1次元イメージセンサ、10は転送りロックパルス
発生ブロック、2oは1次元イメージセンサ1からの信
号にもとづいて撮影レンズの焦点調節状態判定の基礎と
なるディジタル信号を形成する回路ブロック、3oは回
路ブロック20からのディジタル信号にもとづいて撮影
レンズの焦点調節状態判定を判別する一方、各回路ブロ
ックの制御動作を行なうマイクロコンピュータである。
The drive circuits shown in Fig. 12 and Fig.
This is the circuit shown in Publication No. 1516. 2 is a one-dimensional image sensor shown in FIG. 10, 10 is a transfer lock pulse generation block, and 2o is a digital signal that forms the basis for determining the focus adjustment state of the photographic lens based on the signal from the one-dimensional image sensor 1. The circuit block 3o is a microcomputer that determines the focus adjustment state of the photographing lens based on the digital signal from the circuit block 20, and also controls each circuit block.

又、40は1次元イメージセンサ1内の輝度モニター回
路の出力にもとづいて、回路ブロック20内の増幅器の
増幅率制御を行なう一方、1次元イメージセンサ1での
電荷蓄積時間(光電流積分時間)を制御する輝度判定回
路、AN I 、 AN 2はオア回路ORIと共にゲ
ート手段を構成するアンド回路、DPIは後述のフリッ
プフロップFFn DC”lTLgr>I’q(!?、
lIk、t2プllh  +−,eルスを発生するDフ
リップフロップ、DF2はイメージセンサ1において電
荷蓄積素子FAnに蓄積された電荷を電荷転送レジスタ
Anへ転送するシフトパルスを発生するDフリップフロ
ップ、CLlは基準クロックパルスを発生するクロック
回路、FF”0はR−Sフリップフロップである。
Further, 40 controls the amplification factor of the amplifier in the circuit block 20 based on the output of the brightness monitor circuit in the one-dimensional image sensor 1, and controls the charge accumulation time (photocurrent integration time) in the one-dimensional image sensor 1. AN I and AN 2 are AND circuits that together with an OR circuit ORI form a gate means, and DPI is a flip-flop FFn DC"lTLgr>I'q(!?,
DF2 is a D flip-flop that generates lIk, t2 pull llh +-, e pulses; DF2 is a D flip-flop that generates a shift pulse that transfers the charge accumulated in the charge storage element FAn to the charge transfer register An in the image sensor 1; CLl; is a clock circuit that generates a reference clock pulse, and FF"0 is an R-S flip-flop.

転送りロックパルスφ1.φ2を発生する転送りロック
パルス発生ブロックlOの回路構成例を説明すると、F
FI、FF2・・・FF6は分周回路を形成するフリッ
プフロップ回路であり、初段のフリップフロップFFI
のT入力にはクロック回路CLIからのクロックパルス
(周期2μ秒)が人力される。フリップフロップFF3
.FF4.FF5、FF6のQ出力はオア回路○R2に
て夫々入力されており、そのオア回路0r(2の出力は
アンド回路AN4の一方の入力に入力されろ。アンド回
路AN4のもう一方の入力はインバータINIを介して
マイクロコンピュータ30の端子T22に接続されてい
て、端子T22が“0”の信号を出力すると、8−この
アンド回路AN4かニはナア日路0R20の“ビの信号
が出力される。一方、アンド回路A N 5は一方の入
力がりCツク回路CL2に接続され、他方の入ノアが上
述の端子T22に接続されており、したがって上述の端
子T22か“ビの信号を出力するとき、クロック回路C
L2からのクロックパルスを出力する。ここで、クロッ
ク回路CL2から出力されるクロックパルスの周期はク
ロック回路CLIから出力されろクロックパルスを分周
したフリップフロップFF6の出力Q6の周期よりも数
十倍短く設定されている。オア回路OR3は、アンド回
路AN4.AN5のいずれかの出力信号が“1”のとき
、“ビの信号を転送りロックパルスφ2として一次元イ
メージセンサーl内のCODシフトレジスタCAn、C
Bnへ出力する。又、オア回路OR3にはインバータ■
N2が接続されていて、このインバータrN2はφ2と
は逆位相の信号を転送りロックパルスφlとして1次元
イメージセンサ1内のCCDシフトレジスタCAn、C
Bn及び画像信号出力回路VSへ出力する(第1O図参
照)。なお、マイクロコンピュータ30の端子T22か
らの“ビの信号はイニソヤライズ作動をイメージセンサ
−に行なわせるための信号である。
Transfer lock pulse φ1. To explain an example of the circuit configuration of the transfer lock pulse generation block lO that generates φ2, F
FI, FF2...FF6 are flip-flop circuits forming a frequency dividing circuit, and the first stage flip-flop FFI
A clock pulse (period: 2 .mu.sec) from the clock circuit CLI is input manually to the T input of the . flip flop FF3
.. FF4. The Q outputs of FF5 and FF6 are respectively input to the OR circuit ○R2, and the output of the OR circuit 0r (2 is input to one input of the AND circuit AN4. The other input of the AND circuit AN4 is input to the inverter. It is connected to the terminal T22 of the microcomputer 30 via the INI, and when the terminal T22 outputs a "0" signal, the AND circuit AN4 or D outputs the "B" signal of the 0R20. On the other hand, one input of the AND circuit A N 5 is connected to the input circuit CL2, and the other input is connected to the above-mentioned terminal T22. Therefore, when the above-mentioned terminal T22 outputs the "B" signal, , clock circuit C
Outputs the clock pulse from L2. Here, the cycle of the clock pulse output from the clock circuit CL2 is set to be several tens of times shorter than the cycle of the output Q6 of the flip-flop FF6, which is the frequency-divided clock pulse output from the clock circuit CLI. OR circuit OR3 is connected to AND circuit AN4. When any output signal of AN5 is "1", the signal of "B" is transferred to the COD shift register CAn, C in the one-dimensional image sensor l as a lock pulse φ2.
Output to Bn. Also, an inverter is installed in the OR circuit OR3.
N2 is connected, and this inverter rN2 transfers a signal with the opposite phase to φ2 and uses it as a lock pulse φl to be applied to the CCD shift registers CAn and C in the one-dimensional image sensor 1.
Bn and the image signal output circuit VS (see FIG. 1O). The "B" signal from the terminal T22 of the microcomputer 30 is a signal for causing the image sensor to perform an initializing operation.

第13図は輝度判定回路40及び回路ブロック20の一
例を示している。この図でTIO,TI。
FIG. 13 shows an example of the brightness determination circuit 40 and the circuit block 20. In this figure, TIO and TI.

T12は夫々第1O図の端子AGCO8,DOS。T12 are terminals AGCO8 and DOS in FIG. 1O, respectively.

O8に接続される端子であり、端子T13.TI5、T
16には後述のように夫々マイクロコンピュータ30か
らデータバスDPIを介して、サンプル指定パルス、サ
ンプル指定リセットパルスが人力される。又、端子T1
4は第12図のアンド回路AN2の1つの入力に接続さ
れている。まず、輝度判定回路40から説明すると、こ
の回路は上述の輝度モニター回路MCの出力電圧AGC
OSの積分クリアパルス消滅後の降下の程度を段階的に
判別するための比較器Act、AC2,Δ3゜AC4を
備えている。これらの比較器の反転入力はバッファB1
を介して端子TIOに夫々接続されている。一方、これ
らの比較11Acl、AC2゜AC3,AC4の非反転
入力は、抵抗R1と定電流源11の接続点J4、抵抗R
2と定電流源■2の接続点J5、抵抗R3と定電流源■
3の接続点J6、抵抗R4と定電流源T4の接続点J7
に夫々接続されており、抵抗r(1,R2,R3,R4
はバッファB2を介して端子Tllに接続されている。
This is a terminal connected to terminal T13. TI5,T
16, a sample designation pulse and a sample designation reset pulse are input manually from the microcomputer 30 via the data bus DPI, respectively, as will be described later. Also, terminal T1
4 is connected to one input of the AND circuit AN2 in FIG. First, the brightness determination circuit 40 will be explained. This circuit uses the output voltage AGC of the brightness monitor circuit MC described above.
Comparators Act, AC2, and Δ3°AC4 are provided for determining in stages the degree of drop after the disappearance of the integrated clear pulse of the OS. The inverting inputs of these comparators are buffer B1
are connected to the terminal TIO via the respective terminals TIO. On the other hand, the non-inverting inputs of these comparisons 11Acl, AC2° AC3, AC4 are connected to the connection point J4 between the resistor R1 and the constant current source 11, and the resistor R
2 and constant current source■ Connection point J5 of 2, resistor R3 and constant current source■
3 connection point J6, connection point J7 of resistor R4 and constant current source T4
are connected to the resistors r(1, R2, R3, R4
is connected to terminal Tll via buffer B2.

このような回路接続であれば、接続点J4゜J5.J6
.J7には端子Tllに印加される上述の基準電圧発生
回路RSの電圧DOSから夫々抵抗R1,R2,R3,
R4での電圧降下を差引いた電圧が発生しており、抵抗
R1,R2,R3゜R4の抵抗値及び定電流源II、1
2,13.r4の電流値を選ぶことによって、端子TI
Oに入力される上述の輝度モニター回路MCの出力電圧
AGCO8の電圧降下の程度に応じて、比較器AC1,
AC2,AC3,AC4の出力が順次“0“から”l“
に反転する。 DT3.DT;”4.DT5は夫々0人
力が比較器ACI、AC2,AC3の出力に接続された
Dフリップフロップであり、これらのCP大入力はDフ
リップフロップDF2からのソフトパルスが入力される
。そして、そのシフトパルスが入力されると、Dフリッ
プフロップDF’3.、DT4.DF’5は、直前の比
較器AC1、AC2,AC3の出力を夫々Q出力に出力
し、ζ出力からは反転出力を出力する。AN6は一方の
入力がDフリップフロップDF’3のQ出力に、もう一
方の入力がDフリップフロップDF4のQ出力に接続さ
れたアンド回路、AN7は一方の入力がDフリップフロ
ップDF4の蚕−出力に、もう一方の入力がDフリップ
フロップDF5のQ出力に接続されたアンド回路であり
、アンド回路AN6.AND7の出力す、c1Dフリッ
プフロップDF3のす出力a、DP5のQ出力d、さら
に比較器AC4の出力eが輝度判定回路40の出力とな
る。すなわち、それらの出力がモニター用受光素子MP
で検出した輝度レベルを示す信号となる。
If the circuit is connected like this, the connection points J4°J5. J6
.. J7 is connected to resistors R1, R2, R3,
A voltage is generated after subtracting the voltage drop at R4, and the resistance values of resistors R1, R2, R3゜R4 and constant current sources II, 1
2,13. By selecting the current value of r4, the terminal TI
Depending on the degree of voltage drop in the output voltage AGCO8 of the luminance monitor circuit MC inputted to
The outputs of AC2, AC3, and AC4 sequentially change from “0” to “l”
to be reversed. DT3. DT; "4. DT5 is a D flip-flop whose zero power is connected to the outputs of comparators ACI, AC2, and AC3, and the soft pulses from the D flip-flop DF2 are input to their CP large inputs. And , when the shift pulse is input, the D flip-flops DF'3., DT4.DF'5 output the outputs of the immediately preceding comparators AC1, AC2, AC3 to the Q output, respectively, and the ζ output outputs the inverted output. AN6 is an AND circuit with one input connected to the Q output of the D flip-flop DF'3 and the other input connected to the Q output of the D flip-flop DF4, and AN7 has one input connected to the Q output of the D flip-flop DF4. This is an AND circuit whose other input is connected to the Q output of the D flip-flop DF5, and the output of the AND circuit AN6, AND7, the output a of the D flip-flop DF3, and the Q output d of DP5. , furthermore, the output e of the comparator AC4 becomes the output of the brightness determination circuit 40. That is, these outputs are the outputs of the monitor light receiving element MP.
This is a signal indicating the brightness level detected by .

第13図の残りの回路は第12図の回路ブロック20を
構成する。22バツフアB3を介して端子TI2から入
力される画像信号出力回路VSの出力電圧Vosと、バ
ッファB2を介して端子T11から入力される基準信号
発生回路RSの出力電圧V refとの差に対応する出
力V1を発生する減算回路である。24は光電変換素子
列EAnにおけろアルミニウム膜て覆われ所定値分の光
電変換素子のうち両端の光電変換素子を除いたものの蓄
積電荷に対応する画像信号のピーク値V2(最低レベル
の画素信号)を検知し、それらをラッチして出力するピ
ーク値検出回路であり、これにより、いわゆる暗出力補
正用の信号V2が形成される。
The remaining circuits in FIG. 13 constitute circuit block 20 in FIG. 12. 22 corresponds to the difference between the output voltage Vos of the image signal output circuit VS inputted from the terminal TI2 via the buffer B3 and the output voltage V ref of the reference signal generation circuit RS inputted from the terminal T11 via the buffer B2. This is a subtraction circuit that generates an output V1. 24 is a peak value V2 (lowest level pixel signal) of an image signal corresponding to the accumulated charge of a predetermined value of photoelectric conversion elements excluding the photoelectric conversion elements at both ends covered with an aluminum film in the photoelectric conversion element array EAn. ), and latches and outputs them, thereby forming a so-called dark output correction signal V2.

T15.T16はこのピーク値検出回路24てのサンプ
リング期間を設定するザンブリング指定パルスおよびサ
ンプリング指定リセットパルスをデータバスDBIを介
してマイクロコンピュータ30から受は取る入力端子で
ある。
T15. T16 is an input terminal that receives a zumbling designation pulse and a sampling designation reset pulse for setting the sampling period of the peak value detection circuit 24 from the microcomputer 30 via the data bus DBI.

26は回路22及び24の出力信号Vl、V2を差動増
幅ずろ増幅器であり、その増幅率が上述の輝度判定回路
40の出力a、 b、 c、 dによって制御されるよ
うに構成された増幅器である。この増幅器において、O
Pは演算増幅器であり、その入力端子r1gは入力抵抗
R5,R6を介して回路22及び24に夫々接続されて
いる。R7乃至R14は演算増幅器OPの増幅率設定の
ために設けられた抵抗であり、R5,R6,f17.R
8,R11、RI2の抵抗値をrとするとき、f19.
 [13は2rの抵抗値、RIO,R14は4rのtf
fi UC,値をもっている。ASI乃至AS8はアナ
ログスイッチであり、このうち、ASI乃至AS4は出
力a。
Reference numeral 26 denotes a differential amplification difference amplifier for the output signals Vl and V2 of the circuits 22 and 24, and the amplifier is configured such that its amplification factor is controlled by the outputs a, b, c, and d of the brightness determination circuit 40 described above. It is. In this amplifier, O
P is an operational amplifier, and its input terminal r1g is connected to circuits 22 and 24 via input resistors R5 and R6, respectively. R7 to R14 are resistors provided for setting the amplification factor of the operational amplifier OP, and R5, R6, f17 . R
When the resistance values of 8, R11, and RI2 are r, f19.
[13 is the resistance value of 2r, RIO, R14 is tf of 4r
fi UC, has a value. ASI to AS8 are analog switches, of which ASI to AS4 have output a.

b、 c、 dに応じて1正洗R7乃至R10を選択的
に有効化して演算増幅器OPの帰還抵抗値を設定するの
に対し、AS5乃至AS8は出力a、 b、 c、 d
に応じて抵抗R11乃至R14を選択的に有効化して同
増幅器○Pのバイアス抵抗値を設定する。
The feedback resistance value of the operational amplifier OP is set by selectively activating 1-direction R7 to R10 according to b, c, and d, whereas AS5 to AS8 outputs a, b, c, and d.
The bias resistance value of the amplifier ○P is set by selectively activating the resistors R11 to R14 in accordance with this.

すなわちAは演算増幅器OPの増幅率で、この増幅器O
Pの出力電圧は、 Vout=E+(V2−V 1)XA  で表わされ、
これがA/D変換器ADCに入力される。但し、上式の
Eは定電圧源Eの電圧であり、A/D変換器ADCの入
力レベル範囲に合わせて適当に設定される。そして、各
画素信号に対応したA/D変換器ADCの各出力は第1
2図のマイクロコンピュータの端子T22にデータバス
DBIを介して取込まれ、所定のプログラムにもとづく
ディジタル演算によって、撮影レンズの焦点調節状態が
検出される。このように、第13図の増幅器26は輝度
判定回路40の出力に応じて増幅率を変化させ、A/D
変換器ADCでの信号処理に適した信号を出力するから
、広範な輝度域で撮影レンズの焦点状態の調節が可能で
ある。
That is, A is the amplification factor of the operational amplifier OP, and this amplifier O
The output voltage of P is expressed as Vout=E+(V2-V1)XA,
This is input to the A/D converter ADC. However, E in the above equation is the voltage of the constant voltage source E, and is appropriately set according to the input level range of the A/D converter ADC. Then, each output of the A/D converter ADC corresponding to each pixel signal is
The focus adjustment state of the photographic lens is detected by digital calculation based on a predetermined program, which is input to the terminal T22 of the microcomputer shown in FIG. 2 via the data bus DBI. In this way, the amplifier 26 in FIG. 13 changes the amplification factor according to the output of the brightness determination circuit 40, and
Since it outputs a signal suitable for signal processing by the converter ADC, it is possible to adjust the focal state of the photographing lens over a wide brightness range.

再度第12図について説明すると、マイクロコンピュー
タ30の端子TI7は積分クリアパルスの出力端子であ
る。又、マイクロコンピュータ30の端子T19からは
、ソフトパルスの発生を許可する場合、“1”の信号が
出力され、後述のように光電変換素子列EAnから電荷
転送用レジスタCAn、CBnへの蓄積電荷の転送中は
ソフトパルスの発生を禁止する信号“0”が出力される
。マイクロコノピユータ30の端子T18からは積分ク
リアパルスの/l!i滅時点LOから所定時間ハード的
にソフトパルスの発生か行なわれない場合”ビの信号が
出力される。この信号:ま端子TI7から出力される1
、1)分りリアパルスH−t::μ子T6本介j、て−
次元イメージセンサ−1の積分クリアゲート■CGに人
力される一方、フリップフロップFFOをセットし、そ
のQ出力を“1″にしてアンド回路ANlを開かせる。
Referring again to FIG. 12, the terminal TI7 of the microcomputer 30 is an output terminal for an integral clear pulse. Furthermore, when the generation of soft pulses is permitted, a signal of "1" is output from the terminal T19 of the microcomputer 30, and the accumulated charge is transferred from the photoelectric conversion element array EAn to the charge transfer registers CAn and CBn as described later. During the transfer, a signal "0" is output that prohibits the generation of soft pulses. The integral clear pulse /l! is output from the terminal T18 of the microcontroller 30. If a soft pulse is not generated by hardware for a predetermined period of time from the i-death point LO, a signal “B” is output. This signal: 1 output from terminal TI7.
, 1) Minute rear pulse H-t:: μ child T6 Honsuke j, Te-
The integral clear gate of the dimensional image sensor-1 is manually inputted to the CG, while the flip-flop FFO is set and its Q output is set to "1" to open the AND circuit ANl.

又、フリップフロップFFOがセットされた状態で端子
T18からソフトパルスの発生を許可する“ビの信号が
出力されると、アンド回路AN2も開かれる。輝度判定
回路40の出力端子T14からは、被写体輝度が高い場
合のみ、積分クリアパルスの消滅時点toから所定時間
(100m秒)経過する前の時点t2で”■”の信号e
が出力される。被写体輝度か低い場合は、マイクロコン
ピュータ30の端子T18の出力が[3の時点で“ビと
なる。被写体輝度が高い場合はアンド回路AN2の出力
がt2の時点て“1”になり、被写体輝度が低い場合は
t3の時点でアンド回路ANIの出力が″)”になり、
いずれか一方の“ビの出力がオア回路OR1を介してD
フリップフロップ[)PI47)D入力に入力される。
In addition, when the flip-flop FFO is set, when the "BI" signal that permits the generation of soft pulses is output from the terminal T18, the AND circuit AN2 is also opened. Only when the brightness is high, a "■" signal e is generated at time t2, before a predetermined time (100 msec) has elapsed from the time to when the integral clear pulse disappears.
is output. When the subject brightness is low, the output of the terminal T18 of the microcomputer 30 becomes "B" at time 3. When the subject brightness is high, the output of the AND circuit AN2 becomes "1" at time t2, and the subject brightness If is low, the output of the AND circuit ANI becomes ")" at time t3,
The output of either “B” is connected to D via the OR circuit OR1.
It is input to the flip-flop [)PI47)D input.

このDフリップフロップのCK(クロック)人力にはク
ロック回路CLIからの括錦クロックパルス(周期2μ
秒)か入力されているため、D入力に“じの信号が入力
された直後その基糸クロックパルスの立下りでDフリッ
プフロップDPIのQ出力は“I”となり、フリップフ
ロップP’FOがリセットされ、開かれていたアンド回
路AN+又はAN2が閉じると共に、転送りロックパル
ス発生ブロック10内のフリップフロップFFI乃至F
F6がリセットされ、それらのQ出力Q1乃至Q6がす
べて“0”になる。
The CK (clock) of this D flip-flop is manually supplied with a bracketed clock pulse (period: 2μ) from the clock circuit CLI.
Since the same signal is input to the D input, the Q output of the D flip-flop DPI becomes "I" at the falling edge of the basic clock pulse, and the flip-flop P'FO is reset. The opened AND circuit AN+ or AN2 is closed, and the flip-flops FFI to F in the transfer lock pulse generation block 10 are closed.
F6 is reset and their Q outputs Q1 to Q6 all become "0".

そして、アンド回路ANI又はAN2がそのようにして
閉じると、次の基準クロックパルスの立下りでDフリッ
プフロップDFlのQ出力は0”に戻り、結局そのQ出
力からは2μ秒の時間幅の正パルスが出力されたことに
なる。この正パルスがリセットパルスである。一方、D
フリップフロップDF2はDフリップフロップDPIの
Q出力が“l”になった直後のクロック回路CLIから
の基桑クロックパルスの立下りでQ出力が“ビになり、
DフリップフロップDF’lのQ出力が“0”に戻った
直後の同クロック回路の基準パルスの立下りでQ出力が
“0”に戻る。したがってDフリップフロップDF2の
Q出力には、リセットパルスの立下りと同期して立上る
2μ秒の時間幅の正パルスが生じるが、これがシフトパ
ルスである。このソフトパルスはマイクロコンピュータ
30の端子1゛21に入力されると共に、端子T7を介
1.て1次元イメージセンサ1のシフトゲートSGnに
入力される。
When the AND circuit ANI or AN2 is closed in this way, the Q output of the D flip-flop DFl returns to 0'' at the next falling edge of the reference clock pulse, and eventually the Q output has a positive value of 2 μs. This means that a pulse has been output. This positive pulse is a reset pulse. On the other hand, D
The Q output of the flip-flop DF2 becomes "B" at the fall of the basic clock pulse from the clock circuit CLI immediately after the Q output of the D flip-flop DPI becomes "L".
Immediately after the Q output of the D flip-flop DF'l returns to "0", the Q output returns to "0" at the falling edge of the reference pulse of the same clock circuit. Therefore, at the Q output of the D flip-flop DF2, a positive pulse with a time width of 2 μsec is generated, which rises in synchronization with the falling edge of the reset pulse, and this is a shift pulse. This soft pulse is input to terminals 1 and 21 of the microcomputer 30, and is also input to terminals 1 and 21 of the microcomputer 30 through terminal T7. and is input to the shift gate SGn of the one-dimensional image sensor 1.

以上は第12図の全体の回路構成とそれを構成する回路
ブロックについての説明であるが、第11図に高輝度時
のシフトパルス信号発生時のタイミングチャートを示す
。rCGパルスの印加で省電源状態にチャージされた端
子AGCOSは電荷蓄積の進行とともにその電位を降下
させL2のタイミングでシフトパルス発生レベルV=r
(4・■4に達し、第12図のコンパレータAC4の出
力T14は反転する。この信号をもとにクロック回路C
LIの最大1周期2μsの遅れでフリップフロップDF
lの出力が反転し、さらにクロック回路CLlの1周期
2μsの遅れでフリップフロップDF2の出力、すなわ
ちシフトパルスSHが出力される。このパルスSHはま
たクロック回路CLIのパルスの1周期2μsで形成さ
れており、その立ち下がりで電荷蓄積素子PAnからレ
ジスタCAnへの電荷の転送が完了するため、端子T1
4の反転から最小4μSec、最大6μSec後に電荷
蓄積素子FAnでの実質的な電荷蓄積、すなわち光積分
が完了する。
The above is a description of the overall circuit configuration in FIG. 12 and the circuit blocks that constitute it. FIG. 11 shows a timing chart when a shift pulse signal is generated during high brightness. The terminal AGCOS, which has been charged to the power saving state by applying the rCG pulse, lowers its potential as the charge accumulation progresses, and at the timing of L2, the shift pulse generation level V=r
(4・■4 is reached, and the output T14 of the comparator AC4 in FIG. 12 is inverted. Based on this signal, the clock circuit C
Flip-flop DF with a maximum delay of 2 μs for one cycle of LI
The output of the flip-flop DF2 is inverted, and the output of the flip-flop DF2, that is, the shift pulse SH is output with a delay of 2 μs for one cycle of the clock circuit CLl. This pulse SH is also formed with one period of 2 μs of the pulse of the clock circuit CLI, and the transfer of charge from the charge storage element PAn to the register CAn is completed at the falling edge of the pulse SH, so that the terminal T1
After a minimum of 4 μSec and a maximum of 6 μSec from the reversal of 4, the substantial charge storage in the charge storage element FAn, that is, the optical integration is completed.

[従来技術の問題点〕 ところが低輝度の被写体に対しても、より精度良くその
象の画像信号を得ようとした場合、より大きな画素出力
が低輝度においても得られること、すなわち光電変換素
子部の高感度化が要求される。
[Problems with the prior art] However, when trying to obtain an image signal of a low-luminance object with higher accuracy, it is necessary to obtain a larger pixel output even at low luminance, that is, the photoelectric conversion element section High sensitivity is required.

そこでこの高感度化を行った場合、高輝度時に適正なレ
ベルで画素出力を得ようとした場合、lOμS程度の極
めて短い積分時間によるイメージセンサ制御を実現する
必要が生じる。
Therefore, in the case of increasing the sensitivity, if an attempt is made to obtain pixel output at an appropriate level during high brightness, it becomes necessary to realize image sensor control using an extremely short integration time of about 10 μS.

このため従来の上記の方法では6μSec程度の過剰積
分が行なわれてしまい画素出力の平均レベルが高くなり
、画素出力が後段の処理回路で飽和してしまうという問
題が生じる。
For this reason, in the conventional method described above, excessive integration of about 6 μSec is performed, resulting in an increase in the average level of the pixel output, causing the problem that the pixel output becomes saturated in the subsequent processing circuit.

[発明が解決しようとする課題] この発明は被写体の低輝度時においても高精度で画像信
号が得られる一方、高輝度時にも過剰積分を行うことな
(、適正なレベルで画像信号が得られるようにした1次
元イメージセンサを提供することを目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] This invention is capable of obtaining an image signal with high precision even when the brightness of the subject is low, while also being able to obtain an image signal at an appropriate level without performing excessive integration even when the brightness is high. An object of the present invention is to provide a one-dimensional image sensor that achieves this.

[課題を解決するための手段] この発明の1次元イメージセンサは複数画素で構成され
た光電変換部と、光電変換部からの電荷を蓄積する第1
の蓄積部と、第1の蓄積部からの電荷が並列に転送され
る第2の蓄積部と、第2の蓄積部からの電荷が並列に転
送され、直列に各画素に対応した電荷を出力するCCD
ンフトレジスタと、光電変換部近傍に設けられたモニタ
ー用受光部と、モニター用受光部の出力電荷をN債する
モニター用蓄積部と、モニター用蓄積部の出力か所定値
に達すると第1の蓄積部の電荷を第2の蓄積部に転送す
る転送ゲートとを備え1こことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A one-dimensional image sensor of the present invention includes a photoelectric conversion section composed of a plurality of pixels, and a first photoelectric conversion section that accumulates charges from the photoelectric conversion section.
a second storage section to which the charge from the first storage section is transferred in parallel; and a second storage section to which the charge from the second storage section is transferred in parallel, outputting charges corresponding to each pixel in series. CCD
a monitor light-receiving section provided near the photoelectric conversion section; a monitor storage section that collects the output charge of the monitor light-receiving section; A transfer gate that transfers the charge in the storage section to the second storage section.

[実施例コ 第1図に本発明による1次元ラインセンサの一実施例を
示す。
[Example 1] Fig. 1 shows an example of a one-dimensional line sensor according to the present invention.

なお第10図にしめしたらのと同じ部分には同じ符号を
付した。
Note that the same parts as shown in FIG. 10 are given the same reference numerals.

第1図との相異は従来の電荷蓄積部PAnとCODレノ
スタCA n間に第2の電荷蓄積部GAn。
The difference from FIG. 1 is that a second charge storage section GAn is provided between the conventional charge storage section PAn and the COD renostar CAn.

ゲート部E G n、 CG nを増設しである。Gate parts EGn and CGn are added.

この結果転送りロックの周期とは無関係に第1の電荷蓄
積部で蓄えられた光電変換素子で発生しfコミ荷をEG
nのゲートの操作のみて第2の電荷蓄積部へ転送するこ
とで積分の完了を実現することか可能となった。
As a result, regardless of the transfer lock period, the fcomi charge generated in the photoelectric conversion element stored in the first charge storage section is
It became possible to complete the integration by transferring the charge to the second charge storage section only by operating the n gate.

この実施例ではCGn、すなわち第2の蓄積部GAnに
対するクリアゲートは設置しであるが必ずしも必要なし
のではない。このゲートCGnは一度FAnからGAn
への電荷転送を行った後、そのデータを必要としなくな
り再積分を開始したいとのぎ図を有する場合のみ必要で
、AP’動作でのンーケンスにより必要性の有無は決定
される。
In this embodiment, a clear gate for CGn, that is, the second storage section GAn, is provided, but it is not necessarily unnecessary. This gate CGn is once changed from FAn to GAn.
This is necessary only when the data is no longer needed after the charge transfer to , and reintegration is to be started. Whether or not it is necessary is determined by the sequence in the AP' operation.

第2図〜第4図に1次元ラインセンサを駆動する回路図
を示し、第5図にそのタイミングチャートを示す。
FIGS. 2 to 4 show circuit diagrams for driving the one-dimensional line sensor, and FIG. 5 shows its timing chart.

第2図に示した回路は第1の電荷蓄積部FAmから第2
の電荷蓄積部GAmへの電荷転送ゲートE G n操作
信号SHIとして第1t図で先に説明を加えたDPIの
出力、クロックパルス発生ブロックのリセット入力を応
用した回路である。このため積分の完了がこのSHlの
立ち下がりとなるため、過剰積分時間が第12図の従来
例では最小4μs、最大6μsであったのを、夫々2μ
s短縮し、最小2μs、最大4μsにすることができる
The circuit shown in FIG.
This is a circuit that applies the DPI output and the reset input of the clock pulse generation block, which were previously explained in FIG. For this reason, the completion of integration is the falling edge of SH1, so the excess integration time is reduced to 2μs, which was the minimum of 4μs and the maximum of 6μs in the conventional example shown in FIG.
s can be shortened to a minimum of 2 μs and a maximum of 4 μs.

なお、後段のAGC回路のゲイン切換回路のラッチ信号
T13も、このSHI信号の反転信号とし、この信号の
立ち上がり、すなわち積分完了時点のモニター出力の値
によりゲインコントロールされる。この回路におけるタ
イミングチャートを第5図(a)に示した。
The latch signal T13 of the gain switching circuit of the subsequent AGC circuit is also an inverted signal of this SHI signal, and its gain is controlled by the rise of this signal, that is, the value of the monitor output at the time of completion of integration. A timing chart for this circuit is shown in FIG. 5(a).

第3図には第1図に示した1次元イメージセンサの第1
の電荷蓄積部PAmと第2の電荷蓄積部GAmの間のM
OSトランジスタゲートEGnをI次元センザの積分時
間開始時にON状態として光電変換素子EAnの発生電
荷を第1の電荷蓄積部分FAmを通過させて第2の電荷
蓄積部GAmに蓄積し、その蓄積の完了、すなわち積分
時間の完了を萌述の〜10SトランジスタゲートEGn
のOFFて行なう回路の構成を示す。
Figure 3 shows the first part of the one-dimensional image sensor shown in Figure 1.
M between the charge storage section PAm and the second charge storage section GAm
The OS transistor gate EGn is turned on at the start of the integration time of the I-dimensional sensor, and the charges generated by the photoelectric conversion element EAn are passed through the first charge accumulation section FAm and accumulated in the second charge accumulation section GAm, and the accumulation is completed. , that is, the completion of the integration time is ~10S transistor gate EGn
The configuration of the circuit that turns OFF is shown.

積分開始信号ICGのパルスTI7、マイクロコンピュ
ータ30からの強制的なシフトパルスT18、それに輝
度判定回路40のコンパレータ出力T I 4の3信号
を人力とするNOR回路回路OR1の出力を1次元イメ
ージセンサlのS )[Iゲート入力に印加し、さらに
輝度判定回路40にラッチ信号としてこのNot”(回
路N0R1の反転信号をインバータr\3を介して印加
する回路構成となっている。動作についてはまず積分開
始信号rCGのパルス入力によってNOR回路回路OR
lの出力はり、owにセットされる。また1次元イメー
ジセノザIJ)モニター回路出力A G COSは基準
電工と等411iの7u圧となり輝度判定回路・10の
コンパレータ出力T I =IはL ow (!: ’
:る。また当然マイクロコンピュータ30からの強制的
なシフトパルスT18はLowに保たれる。この状態で
積分開始信号ICGパルスの除去によりNOR回路NO
Rlの出力はi−1−1iとなり、1次元イメージセン
サ1のMOSトランジスタゲートEGnはON状態とな
り、第2の電荷蓄積部GAnによる電荷蓄積が開始され
る。
A one-dimensional image sensor l outputs the output of a NOR circuit circuit OR1 using human power from three signals: the pulse TI7 of the integration start signal ICG, the forced shift pulse T18 from the microcomputer 30, and the comparator output T14 of the brightness determination circuit 40. The circuit configuration is such that the S)[I gate input is applied, and the inverted signal of the Not"(circuit N0R1 is applied as a latch signal to the brightness determination circuit 40 via the inverter r\3. The NOR circuit circuit OR is activated by the pulse input of the integration start signal rCG.
The output of l is set to ow. In addition, the one-dimensional image sensor IJ) monitor circuit output A G COS becomes 7u pressure of 411i as the standard electrician, and the brightness judgment circuit/10 comparator output T I =I is Low (!: '
: Ru. Naturally, the forced shift pulse T18 from the microcomputer 30 is kept low. In this state, by removing the integration start signal ICG pulse, the NOR circuit NO
The output of Rl becomes i-1-1i, the MOS transistor gate EGn of the one-dimensional image sensor 1 is turned on, and charge storage by the second charge storage section GAn is started.

高輝度時の場合は、モニター回路の出力AGCO8の降
下が激しく所定時間経過前に所定電圧の降下が生じて、
T14信号がLowからHighに反転する。この信号
がリアルタイムでNOR回路N01”tlに印加され、
NOR回路の出力S HlはI−l−1lからしOVt
に反転し、1次元イメージセンサのM OS )ランノ
スタのゲートEGl′IをOFF状態にする。したがっ
て、TI4信号の反転後即座に積分か完了する。一方、
低輝度時には所定時間内にTI4信号の反転は生じず、
マイクロコンピュータ30の強制的シフトパルスのT1
8印加により、NOR回路回路ORIの出力SHIの反
転が生じる。すなわち、この場合は強制的シフトパルス
T18の発生後即座に積分が完了する。
In the case of high brightness, the output AGCO8 of the monitor circuit drops sharply and a predetermined voltage drop occurs before a predetermined time elapses.
The T14 signal is inverted from Low to High. This signal is applied to the NOR circuit N01''tl in real time,
The output S Hl of the NOR circuit is OVt from I-l-1l.
MOS) of the one-dimensional image sensor and turns off the gate EGl'I of the runnostar. Therefore, the integration is completed immediately after the TI4 signal is inverted. on the other hand,
At low brightness, the TI4 signal does not invert within the predetermined time,
T1 of forced shift pulse of microcomputer 30
8 application causes an inversion of the output SHI of the NOR circuit circuit ORI. That is, in this case, the integration is completed immediately after the forced shift pulse T18 is generated.

同時に、T14信号又はT18信号はANDゲートAN
2、又はANlをそれぞれ反転し、ORゲートORIの
出力がHighとなって、フリップフロップDPI、D
F2のQ出力か順次[−Tighになる。フリップフロ
ップDF2のQ出力はソフトパルスSHであるから、こ
れがHighになると第27[を荷蓄積部GAnに蓄積
された電荷が対応するノットレジスタCAnのセルへ転
送されることになり、この後φl、φ2によって画像出
力が自動的に順次出力される。(第5図(b)参照。)
ところがマイクロコンピュータ30がなんらかの他の動
作を行っている場合、T14信号の反転による積分完了
をチェックしきれず、自動的にイメージセンサから順次
出力される画像出力の取り込みができない場合ら生じ、
これを避けようとすればマイクロコンピュータ30のソ
フトウェアに大きな制約が加わる。
At the same time, the T14 signal or T18 signal is connected to the AND gate AN
2, or ANl, respectively, and the output of the OR gate ORI becomes High, and the flip-flops DPI and D
The Q output of F2 becomes [-Tight] sequentially. Since the Q output of the flip-flop DF2 is a soft pulse SH, when it becomes High, the charge stored in the 27th load storage unit GAn is transferred to the corresponding cell of the not register CAn, and after that, φl , φ2, the image outputs are automatically sequentially output. (See Figure 5(b).)
However, if the microcomputer 30 is performing some other operation, it may not be able to check the completion of integration due to the inversion of the T14 signal, and it may not be possible to automatically capture the image output sequentially output from the image sensor.
If this is to be avoided, major restrictions will be placed on the software of the microcomputer 30.

そこで第2の電荷蓄積部GAnに蓄積された電荷をマイ
クロコンピュータ30からのデータ要求かあるまでそこ
に保持し、マイクロコンピュータ30のデータ要求信号
に従い第2蓄積部G A nからCODレノスタCAn
に電荷転送を行なうようにすることが考えられるか、第
4図はこれを第2図に示した回路に変更を加えて実現し
た構成を示す。
Therefore, the charges accumulated in the second charge storage section GAn are held there until there is a data request from the microcomputer 30, and the charges are transferred from the second storage section GAn to the COD reno star CAn according to the data request signal from the microcomputer 30.
FIG. 4 shows a configuration in which this is realized by modifying the circuit shown in FIG. 2.

ソフトパルス5H(T7)はマイクロコンピュータ30
のT18端子がHighになったときのみ発生し、この
ため高輝度時、T14信号の反転による積分完了で第2
の電荷蓄積部GAnに保持された電荷はT7端子にパル
ス人力が加わるまで第2電荷蓄積部GΔnに保持されつ
づける。なお、マイクロコンピュータ30はTI4信号
の反転を検出し、データ取り込みの余裕か生じた後に′
r18T18端子ghにする。
Soft pulse 5H (T7) is microcomputer 30
This occurs only when the T18 terminal of the
The charges held in the second charge storage unit GAn continue to be held in the second charge storage unit GΔn until a pulse force is applied to the T7 terminal. Note that the microcomputer 30 detects the inversion of the TI4 signal, and after there is enough room for data acquisition, the
Set r18T18 terminal gh.

このようにすれば、高輝度時間においてCCDレジスタ
CAnからの画像信号の出力開始時点を設定しうる。
In this way, it is possible to set the time point at which the output of the image signal from the CCD register CAn starts during the high brightness time.

次に第1図に示した第2電荷蓄積部GΔnを有する1次
元イメージセンサ1を多点焦点検出ンステムへ応用した
例について述べる。
Next, an example will be described in which the one-dimensional image sensor 1 having the second charge storage section GΔn shown in FIG. 1 is applied to a multi-point focus detection system.

第6図に一眼レフ多点焦点検出システムの光学的構成を
示す。21はカメラの対物レンズ、22は主ミラー、2
3は全反射サブミラー、24は視野マスク、25はコン
デンサーレンズ、26は全反射ミラー、27は一対の再
結像レンズ、28は自動焦点センサで構成されている。
FIG. 6 shows the optical configuration of the single-lens reflex multi-point focus detection system. 21 is the objective lens of the camera, 22 is the main mirror, 2
3 is a total reflection submirror, 24 is a field mask, 25 is a condenser lens, 26 is a total reflection mirror, 27 is a pair of re-imaging lenses, and 28 is an autofocus sensor.

第7図に示すように視野マスク24は2行2列に配設さ
れた4つの透光部24−1.24−2.24−3.24
−4を有し、光像のゾーンを・1つに限定する。視野マ
スク24て4つのゾーンに限定された光はコンデンサレ
ンズ25を通り全反射ミラー26で再結像レンズ27に
向けられ、再結像レンズ27で2.1−1〜2−1−4
の4つの視野ゾーンに対して基準部と参照部に分割され
ろ。そしてゾーンの基べC(部と参照部の光を自動焦点
センサ28上に基準部PAL 1’ 、PAL2’ 、
PAL3’ 、PAL51′、参照部PARI’ 、P
AR2’ 、PAR3’、1) A R4’ とそれぞ
れの組み合わせで結像させ、それぞれのゾーンについて
像間隔を求めることで合焦検出を行うものである。ここ
で各ゾーンでそれぞれのゾーンに対して適正なレベルで
出力を得、合焦検出演算を行なうことが各ゾーンでの平
均輝度の差が大きな場合には必要となる。このためにこ
れを1つの1次元イメージセンサで実現しようとすれば
、各ゾーンごとにセンサの積分時間、センサ出力を増幅
する後段の増幅器のゲインを異なったもので制御し出力
を得ろ必要がある。そこでこれを実現するセンサを第8
図、その駆動回路を第9図に示す。
As shown in FIG. 7, the field mask 24 has four transparent parts 24-1.24-2.24-3.24 arranged in 2 rows and 2 columns.
-4, and limits the optical image to one zone. The light confined to four zones by the field mask 24 passes through the condenser lens 25 and is directed to the re-imaging lens 27 by the total reflection mirror 26.
be divided into a reference part and a reference part for four viewing zones. Then, the light from the zone base C (portion and reference portion) is transferred onto the automatic focus sensor 28 at the reference portions PAL 1 ′, PAL 2 ′,
PAL3', PAL51', reference part PARI', P
Focus detection is performed by forming images in combination with AR2', PAR3', and 1) A R4', and determining the image interval for each zone. Here, it is necessary to obtain an output at an appropriate level for each zone and perform focus detection calculations when the difference in average luminance between the zones is large. To achieve this with a single one-dimensional image sensor, it is necessary to control the integration time of the sensor and the gain of the subsequent amplifier that amplifies the sensor output differently for each zone to obtain the output. . Therefore, we developed the 8th sensor to realize this.
The drive circuit is shown in FIG.

まず、API次元センサについて説明する。第8図にお
いてP A L nは各ゾーン24−1〜24−4の基
準部P A L n’用の光電変換画素列、PA R’
nは各ゾーン24−1〜24−4の参照部PARn’用
の光電変換画素列、M P nは各ゾーンに対するモニ
ターフォトダイオード、F A L i、FARi(i
=1〜4)は各ゾーン基学部、参照部それぞれの画素に
対応したフローティング・ケートと電荷蓄積素子列、S
 HI −S +−14は各ゾーンのそれぞれの第1の
ソフトゲート、GALiは第2の電荷蓄積部、5HGI
、5HG2は全画素にねrこる第2のノフトゲ−1・、
rtgはCCDレジスタでその一端にはO5出力段か設
けられている。各ゾーンのモニターフォトダイオードは
それぞれ異なる出力段につながり各ゾーンごとのモニタ
ー出力1・グイオード出力ΔGCOS I〜AGCO6
4として出力されている。さらに基Q、71圧発生部が
設(1られDOS端子よりOS、AGCO9nの基準電
圧どして出力される。各光電変換画素列PALi、PA
Riの出力段側に設けられた斜線部Qは暗出力?+li
正用画木用画素ミマスクによって遮光されf、:数画素
から成る。
First, the API dimensional sensor will be explained. In FIG. 8, P A L n is a photoelectric conversion pixel array for the reference portion P A L n' of each zone 24-1 to 24-4, and P A R'
n is a photoelectric conversion pixel array for the reference part PARn' of each zone 24-1 to 24-4, M P n is a monitor photodiode for each zone, F A Li, FA Ri (i
=1 to 4) are the floating gates and charge storage element arrays corresponding to the pixels of each zone base section and reference section, S
HI -S +-14 is the respective first soft gate of each zone, GALi is the second charge storage section, 5HGI
, 5HG2 is the second noft game that covers all pixels - 1.
rtg is a CCD register, and one end thereof is provided with an O5 output stage. Each zone's monitor photodiode is connected to a different output stage, and each zone's monitor output 1 and guiode output ΔGCOS I to AGCO6
It is output as 4. Furthermore, a base Q and 71 voltage generation section is provided (1 and outputted from the DOS terminal as a reference voltage for OS and AGCO9n. Each photoelectric conversion pixel column PALi, PA
Is the shaded area Q provided on the output stage side of Ri the dark output? +li
The normal drawing pixel is shielded from light by the mimask and consists of several pixels.

上述の各構成要素は1枚の基板上に図示のような配列で
集積回路として構成される。光電変換画素列PALi、
PARi(i= lないし4)はそれぞれ第1図に示し
た光電変換画素を横列状に配列した乙のであり、(也の
ゲーJ−FALi、FAR4電荷蓄VI部GALi等ら
第1図における対応する構成要素FAm、GAmと同様
の構成を有する。
The above-mentioned components are arranged as an integrated circuit on a single substrate as shown in the figure. photoelectric conversion pixel array PALi,
PARi (i = 1 to 4) is the photoelectric conversion pixel shown in Fig. 1 arranged in horizontal rows, and the correspondence in Fig. 1 is as follows: It has the same configuration as the constituent elements FAm and GAm.

次に第9図の駆動回路の構成を動作とともにを説明する
。この第9図の駆動回路では第13図に示した回路と基
本構成は同じであるが、アナロク信号処理回路20、輝
度検出回路40が変更されている。ICGにより基準電
圧まで充電されたモニター出力AGCO9nはそれぞれ
のゾーン24−1〜24−4の平均輝度に比例して降下
する。
Next, the configuration and operation of the drive circuit shown in FIG. 9 will be explained. The drive circuit shown in FIG. 9 has the same basic configuration as the circuit shown in FIG. 13, but the analog signal processing circuit 20 and brightness detection circuit 40 are changed. The monitor output AGCO 9n charged to the reference voltage by the ICG drops in proportion to the average brightness of each zone 24-1 to 24-4.

ここでモニター出力が所定電圧■4・R4の降下を行な
ったゾーンからTn4(T 14.T24.Ta2、T
44のこと)端子出力が反転しHighになって、I 
CG(T 17)の立ち下がりで反転していた信号SH
nがLowとなり、そのゾーンの積分が完了する(SH
nは便宜上、第1のシフトゲートSHnへ印加される信
号をも表すものとする)。したがってその後光電変換部
PALiSPARiで発生した電荷が電荷蓄積素子列G
ALnSGARnへ流入することはなく、電荷蓄積素子
列GALn、GARnは積分終了時の電荷を保つ。全ゾ
ーンについて所定時間以前に積分が完了した場合にはT
n4信号がすべてHighとなりANDゲートANIO
の出力T20をHighに反転させ、これにより全シー
/の積分完了をマイクロコンピュータ30に知らせる。
Here, the monitor output changes from the zone where the predetermined voltage ■4・R4 has dropped to Tn4 (T14.T24.Ta2, T
44) The terminal output is inverted and becomes High, and I
Signal SH that was inverted at the falling edge of CG (T17)
n becomes Low, and the integration of that zone is completed (SH
For convenience, n also represents the signal applied to the first shift gate SHn). Therefore, the charges generated in the photoelectric conversion unit PALiSPARi are transferred to the charge storage element array G.
It does not flow into ALnSGARn, and the charge storage element arrays GALn and GARn maintain the charge at the end of integration. If the integration is completed for all zones before the specified time, T
All n4 signals become high and AND gate ANIO
The output T20 of is inverted to High, thereby notifying the microcomputer 30 that the integration of all C/ is completed.

この持金ての電荷蓄積部GALn、GARnにはそれぞ
れのゾーンの画像情報として適正な電荷が蓄積されてい
る。マイクロコンピュータ30はこのT20信号の検知
によりT18信号をHighとすることて直列接続され
た2つのDフリップフロップを基qクロックにより順次
セットし、これにより転送りロックの位相調整を行いφ
、信号を11ighにセットし、次いて第2のS I−
1ゲートSHG+、5l−IO2をONにして電荷蓄積
部GAL l、G A L 2、GARI、GAR2の
全画素の電荷をCCDレノスタFzgに並列に転送させ
ろ。以後画素出力は転送りロックφ2に従いO5端子か
ら順次出力される。一方、積分開始から所定時間経過時
点て、なおらT20信号の検知がなされない場合には、
マイクロコンピュータ30は強制的にT18信号をI(
ighとすることで、漬方未定ゾーンに対応するSHn
をNORゲート4nを介してLowとして強制的に積分
完了さU゛る。なお、TI8信号かHighとなること
で、直列接続された2つのDフリップフロップを基準ク
ロックにより順次セットされ、これにより転送りロック
の位相調整が行なわれ、次いで、電荷蓄積部GAL 1
.GAL2゜GARI、GAR2の全画素の電荷がCO
DレジスタRgに並列転送されることは先の場合と同じ
である。
Appropriate charges are stored in the charge storage units GALn and GARn as image information of each zone. Upon detection of this T20 signal, the microcomputer 30 sets the T18 signal high to sequentially set the two D flip-flops connected in series based on the q clock, thereby adjusting the phase of the transfer lock.
, set the signal to 11ight, then set the second S I-
Turn on the 1-gate SHG+ and 5l-IO2 to transfer the charges of all pixels in the charge storage units GALl, GAL2, GARI, and GAR2 to the CCD renostar Fzg in parallel. Thereafter, pixel outputs are sequentially output from the O5 terminal according to the transfer lock φ2. On the other hand, if the T20 signal is still not detected after a predetermined period of time has elapsed from the start of integration,
The microcomputer 30 forces the T18 signal to I(
By setting SHn corresponding to the pickling method undetermined zone
is set to Low via the NOR gate 4n, and the integration is forcibly completed. In addition, when the TI8 signal becomes High, the two D flip-flops connected in series are set sequentially by the reference clock, thereby adjusting the phase of the transfer lock, and then the charge storage unit GAL1
.. GAL2゜GARI, the charge of all pixels of GAR2 is CO
The parallel transfer to D register Rg is the same as in the previous case.

また第1の5l−1ゲー) S Hnh<ONからOF
Fに反転した時点でNORゲートN0R41の出力S 
H1のLowへの反転信号によりモニター出力レベルを
フリップフロップDF3〜5て記憶して各ゾーンのゲイ
ンをメモリする。このゲインが生かされるのは所定時間
経過後もSHn信号の反転か生じない暗い検出ゾーンに
対してなされる。
Also, the first 5l-1 game) S Hnh<ON to OF
The output S of the NOR gate N0R41 at the moment it is reversed to F.
The monitor output level is stored in flip-flops DF3 to DF5 by the inverted signal of H1 to Low, and the gain of each zone is memorized. This gain is utilized for dark detection zones where no inversion of the SHn signal occurs even after a predetermined period of time has elapsed.

APマイクロコンピュータ30はSHパルス発生後アナ
ログディジタル変換器(以下ADC)からの完了信号を
受は取ることで、出力されるデータがど位置の画素であ
るかの判断を行い各ブロツクの先頭画素をむかえるとゾ
ーン信号をアナログ処理回路20に出力しマルチプレク
サMXを切換え、各ゾーンごとメモリされfこアンプの
ゲインを回路26のA G Cアンプに供給する。また
各ブロックごとに先頭の数画素の暗出力補正用画素Qの
出力を、ザンブル指定パルスTI5を出力することで回
路2・1でサンプルホールドを行いそれ以後出力されろ
光出力を何する出力との差を取ることで、それらの出力
の光出力のみを抽出し、各画素の像情報とし、ADCで
ディンタル化してAPマイクロコンビューク30内に人
力する。各ブロックの出力を入力し終えた時点でT16
端子よりサンプルリセット信号を出力し次に出ツノされ
るブロックの暗出力補正用画素Qの出力のサンプルホー
ルドにそなえる。
After the SH pulse is generated, the AP microcomputer 30 receives a completion signal from an analog-to-digital converter (hereinafter referred to as ADC), determines the pixel position of the output data, and selects the first pixel of each block. Upon arrival, the zone signal is output to the analog processing circuit 20, the multiplexer MX is switched, and the gain of the f amplifier stored in memory for each zone is supplied to the AGC amplifier of the circuit 26. In addition, the output of the dark output correction pixel Q of the first few pixels of each block is sampled and held in circuit 2.1 by outputting the sample designation pulse TI5. By taking the difference between the two, only the optical output of these outputs is extracted, used as image information for each pixel, converted into digital data by an ADC, and manually inputted into the AP microcombuque 30. T16 when inputting the output of each block is completed.
A sample reset signal is output from the terminal to prepare for sample and hold of the output of the dark output correction pixel Q of the next block to be output.

こうして各ブロック24−1〜24−4でそれぞれのブ
ロックの平均輝度により定まる適正な積分時間で電荷を
蓄積する一方で、さらに、それぞれのブロックの平均輝
度に基づいたゲイン制御を行うことによって、どのブロ
ックについてもそれの平均輝度とは無関係に適正レベル
の画像信号を得ることができる。
In this way, each block 24-1 to 24-4 accumulates charge in an appropriate integration time determined by the average brightness of each block, and further performs gain control based on the average brightness of each block. An image signal of an appropriate level can also be obtained for the block, regardless of its average brightness.

[発明の効果] 以上詳述したように、この発明は複数画素の光電変換素
子の出力′1′■荷を積分する第1の蓄積:1≦と、こ
の蓄積電荷を受けて蓄積部第2の蓄積部とモニタ用受光
部の出力電荷を蓄積4−るモニタ用蓄積部とを備え、モ
ニタ用蓄積部の出力か所定値になった時点で第1蓄積部
での積分を完了して、第2蓄積部へ転送して、第2蓄積
部で貯蓄してから後段のソフトレジスタへ出力するよう
にしたのて、第1蓄積部での積分時間は後段の7フトレ
ノスクへの電荷転送用のクロック同期をとる必要かなく
、積分完了の時間の遅れが生じることがなくなる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, the present invention integrates the output '1' of the photoelectric conversion element of a plurality of pixels by the first accumulation: 1≦ and the second accumulation part which receives this accumulated charge. and a monitor accumulation section that accumulates the output charge of the monitor light receiving section, and when the output of the monitor accumulation section reaches a predetermined value, the integration in the first accumulation section is completed, The charge is transferred to the second storage section, stored in the second storage section, and then output to the subsequent soft register. There is no need for clock synchronization, and there is no longer a delay in the completion of integration.

したがって、高輝度の測定対象についても電荷の積分が
過剰となることがなく、正確な画像情報を得ることがで
きる。
Therefore, even for a high-luminance measurement target, charge integration does not become excessive, and accurate image information can be obtained.

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

m1図はこの発明のC,CDI次元イメージセンサの一
実施例を示すブロック図、第2図ないし第・4図は第1
図の実施例に用いられるゲート回路の詳細な回路図、第
5図(a)と(b)は第1図の回路の要部の動作を示す
タイムヂャート、第6図は第1図の実施例の応用例に用
いられる光学系を示す系統図、第7図は第6図の要部の
斜視図、第8図は第6図の応用例に用いられるイメージ
センサの集積回路の構成を示す正面図、第9図は第6図
の応用例に用いられる回路を示す回路図、第1O図は従
来のイメージセンサの一例を示すブロック図、第11図
は第10図のイメージセンサの要部の波形図、第12図
と第13図は第10図の回路のゲート回路を示す回路図
である。
Figure m1 is a block diagram showing one embodiment of the C, CDI dimensional image sensor of the present invention, and Figures 2 to 4 are
A detailed circuit diagram of the gate circuit used in the embodiment shown in the figure, FIGS. 5(a) and (b) are time charts showing the operation of the main parts of the circuit in FIG. 1, and FIG. 6 is an example of the embodiment shown in FIG. Fig. 7 is a perspective view of the main parts of Fig. 6, and Fig. 8 is a front view showing the configuration of the integrated circuit of the image sensor used in the application example of Fig. 6. 9 is a circuit diagram showing a circuit used in the application example of FIG. 6, FIG. 1O is a block diagram showing an example of a conventional image sensor, and FIG. The waveform diagrams of FIGS. 12 and 13 are circuit diagrams showing the gate circuit of the circuit of FIG. 10.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数画素で構成された光電変換部と、光電変換部
からの電荷を蓄積する第1の蓄積部と、第1の蓄積部か
らの電荷が並列に転送される第2の蓄積部と、第2の蓄
積部からの電荷が並列に転送され、直列に各画素に対応
した電荷を出力するCCDシフトレジスタと、光電変換
部近傍に設けられたモニター用受光部と、モニター用受
光部の出力電荷を蓄積するモニター用蓄積部と、モニタ
ー用蓄積部の出力が所定値に達すると第1の蓄積部の電
荷を第2の蓄積部に転送する転送ゲートとを備えたこと
を特徴とするCCD1次元イメージセンサ。
(1) A photoelectric conversion section composed of a plurality of pixels, a first accumulation section that accumulates charges from the photoelectric conversion section, and a second accumulation section to which charges from the first accumulation section are transferred in parallel. , a CCD shift register to which charges from the second storage section are transferred in parallel and output charges corresponding to each pixel in series, a monitor light receiving section provided near the photoelectric conversion section, and a monitor light receiving section. It is characterized by comprising a monitoring storage section that accumulates output charge, and a transfer gate that transfers the charge of the first storage section to the second storage section when the output of the monitoring storage section reaches a predetermined value. CCD one-dimensional image sensor.
JP61011537A 1986-01-21 1986-01-21 CCD one-dimensional image sensor Expired - Lifetime JPH084295B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61011537A JPH084295B2 (en) 1986-01-21 1986-01-21 CCD one-dimensional image sensor
US07/005,413 US4835615A (en) 1986-01-21 1987-01-20 Image sensor with improved response characteristics
US07/353,813 US4979045A (en) 1986-01-21 1989-05-18 Image sensor for a movable zone detection array
US07/656,107 US5068737A (en) 1986-01-21 1991-02-13 Image sensor having multiple pairs of array sensors

Applications Claiming Priority (1)

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JP61011537A JPH084295B2 (en) 1986-01-21 1986-01-21 CCD one-dimensional image sensor

Publications (2)

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ID=11780710

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JPS6480920A (en) * 1987-09-22 1989-03-27 Nikon Corp Focus detector
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JPH084295B2 (en) 1996-01-17

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