JPS63169183A - Image sensing system - Google Patents

Image sensing system

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Publication number
JPS63169183A
JPS63169183A JP62000950A JP95087A JPS63169183A JP S63169183 A JPS63169183 A JP S63169183A JP 62000950 A JP62000950 A JP 62000950A JP 95087 A JP95087 A JP 95087A JP S63169183 A JPS63169183 A JP S63169183A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
output
integration
section
photoelectric conversion
Prior art date
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Pending
Application number
JP62000950A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tokuji Ishida
石田 徳治
Toshio Norita
寿夫 糊田
Jun Hasegawa
潤 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Priority to US07/141,080 priority patent/US4905033A/en
Publication of JPS63169183A publication Critical patent/JPS63169183A/en
Priority to US07/437,271 priority patent/US5097339A/en
Priority to US07/437,526 priority patent/US5010409A/en
Priority to US07/712,094 priority patent/US5115321A/en
Priority to US07/742,558 priority patent/US5144449A/en
Priority to US07/774,168 priority patent/US5227834A/en
Priority to US08/090,008 priority patent/US5371567A/en
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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of connection wires to an external part, and to attain a high speed control without inducing the increase of a current consumption by constituting an image sensing system with two number of chips. CONSTITUTION:An A/D conversion function 54, which is included in an interface IC chip customarily, is arranged in the IC chip of a system controller 51, and an analog signal processing function 18 and a photoelectric converting part 15 are arranged in the IC chip of a photoelectric transducer 12. Accordingly, the system is constitute with two chips substantially. Thus, the number of the connection wires to the external part is reduced, and therefore, the control of the photoelectric converting part 15 goes to a high speed control without inducing the increase of the current consumption, and a focusing detection is made faster.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はイメージセンシングシステムに関するものであ
り、特に光電変換素子とそれを制御するシステムコント
ローラとを有するイメージセンシングシステムに関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an image sensing system, and more particularly to an image sensing system having a photoelectric conversion element and a system controller for controlling the photoelectric conversion element.

従来の技術 一眼レフのオートフォーカスカメラでは合焦検出のため
に、光電変換素子と、システムコントローラと、該シス
テムコントローラの制御信号に基づいて光電変換素子を
制御するインターフェース回路を備えているのが普通で
あり、ここで前記インターフェース回路は前記光電変換
素子の出力をアナログ処理する機能と、その処理された
アナログ信号をディジタル信号に変換するA/D変換機
能も併せもっている。ところが、従来のイメージセンシ
ングシステムでは、これらの光電変換素子、システムコ
ントローラ、インターフェース回路は、それぞれ別個の
ICチップで形成されていた。
Conventional technology Single-lens reflex autofocus cameras typically include a photoelectric conversion element, a system controller, and an interface circuit that controls the photoelectric conversion element based on control signals from the system controller for focus detection. Here, the interface circuit also has a function of analog processing the output of the photoelectric conversion element and an A/D conversion function of converting the processed analog signal into a digital signal. However, in conventional image sensing systems, these photoelectric conversion elements, system controllers, and interface circuits are each formed by separate IC chips.

発胡が解決しようとする問題点 そのため、従来例ではチップ相互間を結ぶ信号ラインが
多くなって、ラインの容量(外部配線に付随する容量)
や消費電流が大きいことから高速制御ができないという
欠点があった。また、光電変換素子からの未処理のアナ
ログ信号が外部信号ラインを伝送されることになるので
、外部ノイズを受は易いという問題もあった。更に、゛
接続箇所が多くなるので生産性の点からも好ましくなか
った。
The problem that Hatsuko tries to solve: Therefore, in the conventional example, the number of signal lines connecting each chip increases, and the line capacitance (capacitance associated with external wiring) increases.
The drawback was that high-speed control was not possible due to large current consumption. Furthermore, since the unprocessed analog signal from the photoelectric conversion element is transmitted through an external signal line, there is also the problem that it is susceptible to external noise. Furthermore, since the number of connection points increases, it is also unfavorable from the viewpoint of productivity.

それ故に、本発明の目的はチップ間の接続ラインを可及
的に減少できるように工夫したイメージセンシングシス
テムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide an image sensing system in which the number of connection lines between chips can be reduced as much as possible.

問題点を解決するための手段 本発明のイメージセンシングシステムは、1チツプとし
て形成された光電変換素子と、該光電変換素子からのア
ナログ出力信号をA/D変換するAID変換機能を有す
る1チツプで形成されたシステムコントローラとからな
る。そして、光電変換素子はシステムコントローラから
の制御信号に基づいて前記光電変換部を制御する制御部
と、前記光電変換部の出力をアナログ信号処理するアナ
ログ処理部を有するように構成されている。
Means for Solving the Problems The image sensing system of the present invention is a single chip having a photoelectric conversion element formed as one chip and an AID conversion function for A/D converting an analog output signal from the photoelectric conversion element. consisting of a system controller formed. The photoelectric conversion element is configured to include a control section that controls the photoelectric conversion section based on a control signal from a system controller, and an analog processing section that processes the output of the photoelectric conversion section into an analog signal.

作    用 上記のように、従来インターフェースICチップに含ま
れていたA/D変換機能はシステムコントローラのIC
チップ内に、そしてアナログ信号処理機能と光電変換制
御部は光電変換素子のICチップ内に設けることによっ
て実質的に2チツプでシステムを構成するので、外部接
続線が著しく少なくなる。そのため光電変換部の制御は
消費電流の増大を招くことな(高速制御となり、合焦検
出が迅速化される。光電変換部での積分値出力が小さい
場合でも、その出力を光電変換素子内でアナログ処理す
ることで、外部(システムコントローラ)に対しては、
充分なアナログ信号として供給しうる。
Function As mentioned above, the A/D conversion function that was conventionally included in the interface IC chip is integrated into the system controller IC.
By providing the analog signal processing function and the photoelectric conversion control section within the chip and within the IC chip of the photoelectric conversion element, the system is essentially configured with two chips, so the number of external connection lines is significantly reduced. Therefore, the control of the photoelectric conversion unit does not cause an increase in current consumption (it becomes a high-speed control, and the focus detection is speeded up. Even if the integrated value output in the photoelectric conversion unit is small, the output is transferred within the photoelectric conversion element. Analog processing allows external (system controller)
It can be supplied as a sufficient analog signal.

実施例 第1図に示すように、カメラの焦点検出装置を構成する
焦点検出用光学系(OF)は撮影レンズ(1)の後方の
予定焦点面(F)よりも後方に設けられた赤外光カット
フィルタ(10)、コンデンサレンズ(2)、さらにそ
の後方に位置する絞りマスク(3)を配した一対の再結
像レンズ(4a) (4b)、それらの再結像レンズ(
4a) (4b)の結像面に設けられた電荷結合素子(
CCD)を受光素子として有する、焦点検出用受光部(
RF)の構成要素としてのAF(オートフォーカス)用
ホトセンサアレイの主要部分(6) (7)等から構成
されている。
Embodiment As shown in FIG. 1, the focus detection optical system (OF) constituting the focus detection device of the camera is an infrared optical system provided behind the planned focal plane (F) behind the photographic lens (1). A light cut filter (10), a condenser lens (2), a pair of re-imaging lenses (4a) (4b) with an aperture mask (3) located behind them, and these re-imaging lenses (
4a) A charge-coupled device (
A focus detection light receiving section (CCD) having a light receiving element (CCD) as a light receiving element.
It is composed of the main parts (6), (7), etc. of a photosensor array for AF (autofocus) as a component of RF).

上記AF用ホトセンンサアレイとして、例えばシリコン
のように可視光(V)内で比較的フラットな分光怒度を
有するものを用いた場合には、撮影レンズ(1)による
可視光中の長波長成分(例えばλ= 720nm) (
U)の結像点が、撮影レンズ(1)のもつ軸上色収差に
起因して予定焦点面(F)よりも後方に移動するので、
一般にこのような反射光成分を多く含む被写体に対応す
る像間隔(zu)は可視光(V)〔重心(λ−560n
s) )の反射光成分を多く含む被写体に対応する像間
隔C1W )(焦点位置検出信号に相当する)より大き
くなる。
When the above-mentioned AF photo sensor array is made of silicon, which has a relatively flat spectral intensity within visible light (V), it is possible to component (e.g. λ = 720 nm) (
Since the imaging point of U) moves to the rear of the intended focal plane (F) due to the axial chromatic aberration of the photographic lens (1),
In general, the image interval (zu) corresponding to a subject that contains many reflected light components is determined by visible light (V) [center of gravity (λ-560n
The image interval C1W (corresponding to the focal position detection signal) corresponding to the object containing a large number of reflected light components (s)) becomes larger than the image interval C1W (corresponding to the focal position detection signal).

第2図に、上述した焦点検出装置を一体化したAFセン
サモジュール(MP)の構成を示す、このAFセンサモ
ジュール(MF)は、光路変換用ミラー(8)を内蔵し
、このミラー(8)の上方に前述したコンデンサレンズ
(2)、視野マスク(9)、及び、はぼ750rv以上
の波長域の赤外光をカットする赤外光カットフィルタ(
10)を配している。
FIG. 2 shows the configuration of an AF sensor module (MP) that integrates the focus detection device described above. This AF sensor module (MF) has a built-in mirror (8) for changing the optical path, and Above are the aforementioned condenser lens (2), field mask (9), and infrared light cut filter (which cuts infrared light in the wavelength range of 750 rv or more).
10) are arranged.

ここで、赤外光カットフィルタ(lO)は、単に不要な
赤外光を除去して色収差の悪影響を最小限におさえるだ
けでなく、CCDなどの半導体ラインセンサに見られる
、長波長入射光に対する各画素の光感度バラツキの増大
による金魚信号の信頼性の劣化をも防ぐものである。
Here, the infrared light cut filter (lO) not only removes unnecessary infrared light and minimizes the negative effects of chromatic aberration, but also protects against long wavelength incident light seen in semiconductor line sensors such as CCDs. This also prevents the reliability of the goldfish signal from deteriorating due to increased variations in light sensitivity of each pixel.

そして、それら各構成要素は、レンズホルダ(11)に
支持されるとともに、光路変換用ミラー(8)で変換さ
れた光軸に対して垂直に、絞りマスク(3)、一対の再
結像レンズ(4a) (4b)を有する基板(5)、及
び、前述したホトセンサアレイを内蔵する光電変換素子
(12)が支持された基本構造を有している。
Each of these components is supported by a lens holder (11), and is arranged perpendicularly to the optical axis converted by the optical path conversion mirror (8), including an aperture mask (3) and a pair of re-imaging lenses. It has a basic structure in which a substrate (5) having (4a) and (4b) and a photoelectric conversion element (12) containing the aforementioned photosensor array are supported.

第3図にAFセンサモジュール(MP)のうちの光電変
換素子(12)の構成を示す。
FIG. 3 shows the configuration of the photoelectric conversion element (12) of the AF sensor module (MP).

光電変換素子(12)において、焦点検出用受光部(R
F)を構成するためのホトセンサアレイ(第3図におい
ては、第1図の原理図で示した2つのホトセンサアレイ
の主要部分(6) (7)を連続したものとして示しで
ある)に、一対の色温度検出用ホトダイオード(13)
 (14)がほぼ平行に隣接されて並んでいる。そして
、2つの再結像レンズ(4a) (4b)によって、ホ
トセンサアレイ及び色温度検出用ホトダイオード(13
) (14)上に被写体像が形成されるようになってい
る。
In the photoelectric conversion element (12), a focus detection light receiving part (R
F) (in Fig. 3, the main parts (6) and (7) of the two photosensor arrays shown in the principle diagram of Fig. 1 are shown as continuous) , a pair of color temperature detection photodiodes (13)
(14) are lined up almost parallel to each other. Then, the two re-imaging lenses (4a) (4b) are used to detect the photo sensor array and color temperature detection photodiode (13).
) (14) A subject image is formed above.

第4図は横軸に波長を、縦軸に相対分光感度をとって色
温度検出用ホトダイオード(13) (14)を構成す
るホトダイオード(PD ” )と、その上に配される
色素フィルタの分光感度特性を示しである。
Figure 4 shows the spectra of the photodiodes (PD'') that make up the color temperature detection photodiodes (13) and (14), and the dye filter placed above them, with wavelength on the horizontal axis and relative spectral sensitivity on the vertical axis. This shows the sensitivity characteristics.

ここで、(13’ )が黄色素フィルタ、(14’)が
赤色素フィルタの分光感度特性を示す、従って、色温度
検出用ホトダイオード(13) (14)の分光感度特
性は第4図の(PD ”)に(13” ) (14’ 
)をそれぞれ掛けたものになる。
Here, (13') shows the spectral sensitivity characteristics of the yellow dye filter and (14') shows the spectral sensitivity characteristics of the red dye filter.Therefore, the spectral sensitivity characteristics of the color temperature detection photodiodes (13) and (14) are shown in FIG. PD ”) to (13”) (14'
) are multiplied by each.

前記色温度検出用ホトダイオードは各別の再結像レンズ
によって、略同−の被写体をみている。
The color temperature detecting photodiodes view approximately the same subject through separate re-imaging lenses.

各種光源からの光の分光エネルギー分布とともに描いた
のが、第5図のグラフである。横軸は波長、縦軸は相対
的な分光感度又はエネルギーである。
The graph in FIG. 5 is drawn together with the spectral energy distribution of light from various light sources. The horizontal axis is wavelength, and the vertical axis is relative spectral sensitivity or energy.

図中(A) 、 (B) 、 (C)の曲線は、夫々、
タングステンランプ等の標準光源Aからの光、太陽光、
白色の蛍光灯からの光の分光エネルギー分布を示してい
る。また、図中(13’)、 (14゛)及び(PD’
)の曲線は第4図に準じている。
The curves (A), (B), and (C) in the figure are, respectively,
Light from standard light source A such as a tungsten lamp, sunlight,
It shows the spectral energy distribution of light from a white fluorescent lamp. Also, in the figure (13'), (14') and (PD'
) is based on Figure 4.

なお、図中、750n*の位置の二点鎖線(IR)は、
前述した赤外光カットフィルタ(10)によるカット波
長を示している。
In addition, in the figure, the two-dot chain line (IR) at the position of 750n* is
The cut wavelength by the infrared light cut filter (10) described above is shown.

そして、後述するが、この一対の色温度補正用受光部で
ある色温度検出用ホトダイオード(13) (14)か
らの出力電流に基づいて、具体的には、その比に基づい
て、焦点検出用測定光の分光エネルギー分布を検出する
ようになっている。
As will be described later, based on the output currents from the color temperature detection photodiodes (13) and (14), which are the pair of light receiving sections for color temperature correction, specifically, based on the ratio, the focus detection It is designed to detect the spectral energy distribution of the measurement light.

即ち、両ホトダイオード(13) (14)からの出力
差が顕著にあられれるのは、グラフから分かるように、
およそ600n−以上の領域であるから、両者の面積を
1:1に設計すると白色蛍光灯からの光に対して、両ホ
トダイオード(13) (14)からの出力はほぼ同一
であり、その比は略1.0である。また、標準光源Aの
光の下では、光エネルギーが60on−以上で顕著にな
るから両ホトダイオード(13) (14)からの出力
は、その比が大きく、約2.0となる。さらに、太陽光
は赤外光領域の光のエネルギーの分布が、白色の蛍光灯
からの光、及び、標準光源Aからの光のほぼ中間であり
、両ホトダイオード(13) (14)からの出力の比
は約1.5である。
That is, as can be seen from the graph, the difference in output from both photodiodes (13) and (14) is significant.
Since the area is about 600n- or more, if the area of both is designed to be 1:1, the output from both photodiodes (13) and (14) will be almost the same for the light from the white fluorescent lamp, and the ratio is It is approximately 1.0. Furthermore, under the light of the standard light source A, since the light energy becomes significant at 60 on- or more, the ratio of the outputs from both photodiodes (13) and (14) is large, and is approximately 2.0. Furthermore, the distribution of light energy in the infrared light region of sunlight is approximately between the light from a white fluorescent lamp and the light from standard light source A, and the output from both photodiodes (13) (14) The ratio is approximately 1.5.

また、第1の色温度検出用ホトダイオード(13)と、
第2の色温度検出用ホトダイオード(14)は後述する
ホトダイオードアレイ部の基準部と参照部に隣接して同
一チップ上に設けられており、その基準部及び参照部と
略同−の被写体をみている。
Further, a first color temperature detection photodiode (13),
The second color temperature detection photodiode (14) is provided on the same chip adjacent to a reference part and a reference part of the photodiode array part, which will be described later. There is.

次に第6図〜第13図を用いて前記光電変換素子の構成
について説明する。まず、第6図に示すように光電変換
素子(12)は照射された光の量に応じて光電荷を発生
するホトダイオードやシフトレジスタ等を有する光電変
換部(15)と、そのホトダイオード側からシフトレジ
スタ側への電荷転送、シフトレジスタでの電荷転送の制
御、及び後述のアナログ処理部の信号処理タイミングの
制御などを行なうデータ出力制御部(16)、前記光電
変換部(15)の積分時間等を制御する積分時間制御部
(17)、光電変換部(15)からのアナログ信号を処
理するアナログ処理部(18)、温度変化に感応して温
度情報を後述するシステムコントローラに供給するため
の温度検出部(19)、及びi10コントロール部(2
0)から構成されている。そして、この光電変換素子(
12)は1つの基板上に前記各構成部分を設けた1チツ
プICとして形成されている。
Next, the structure of the photoelectric conversion element will be explained using FIGS. 6 to 13. First, as shown in FIG. 6, the photoelectric conversion element (12) includes a photoelectric conversion section (15) having a photodiode, a shift register, etc. that generates a photocharge according to the amount of irradiated light, and a photoelectric conversion section (15) that has a photoelectric conversion element (15) that generates photocharges according to the amount of light irradiated. A data output control unit (16) that controls charge transfer to the register side, control of charge transfer in the shift register, and signal processing timing of the analog processing unit (described later), integration time of the photoelectric conversion unit (15), etc. an analog processing section (18) that processes analog signals from the photoelectric conversion section (15), and a temperature control section (18) that processes analog signals from the photoelectric conversion section (15); Detection unit (19) and i10 control unit (2
0). And this photoelectric conversion element (
12) is formed as a one-chip IC with each of the above-mentioned components provided on one substrate.

光電変換部(15)は前述した一対の色温度検出用ホト
ダイオード(13) (14)と、ホトダイオードアレ
イ部(21)、パリアゲ−) (22)、電荷を一時的
に蓄える蓄積部(23)、蓄積部クリアゲ−) (24
)、シフトゲート(25)、シフトレジスタ(26)の
各メイン要素から構成されると共に、それらの各出力バ
ッファ、即ち、シフトレジスタ(26)の出力用バッフ
ァ(27)と、後述するようにホトダイオードアレイ中
に挿入配置されたモニター用ホトダイオード(MPD)
用の出力バッファ(2日)、色温度検出用ホトダイオー
ド(13) (14)の出力用バッファ(29) (3
0)、並びにモニター用ホトダイオード(MPD)の出
力を暗時補正するためのモニター出力補償信号の出力用
バッファ(31)、色温度検出信号(OSY) (O3
R)のための基準電圧用バッファ (31″)を具備し
ている。
The photoelectric conversion section (15) includes the aforementioned pair of color temperature detection photodiodes (13) (14), a photodiode array section (21), a photodiode array section (22), an accumulation section (23) for temporarily storing charge, Accumulation part clear game) (24
), a shift gate (25), and a shift register (26), and each output buffer thereof, that is, an output buffer (27) of the shift register (26), and a photodiode as described later. Monitor photodiode (MPD) inserted into the array
Output buffer (2 days) for color temperature detection photodiode (13) (14) (29) (3
0), a monitor output compensation signal output buffer (31) for dark-time correction of the monitor photodiode (MPD) output, and a color temperature detection signal (OSY) (O3
It is equipped with a reference voltage buffer (31'') for R).

更に、色温度検出用ホトダイオード(13) (14)
とバッファ(29) (30)の間、並びにモニター用
ホトダイオード(MPD)とバッファ(28)との間、
更にバッファ(31) (31′)の前段に、それぞれ
コンデンサとスイッチ用トランジスタが設けられている
が、これらのコンデンサ及びトランジスタについては第
7図に示す光電変換部(15)の具体的回路構成に関す
る説明の際に付言することにする。データ出力制御部(
16)は信号処理タイミング発生部と転送りロック発生
部とから構成され、後述するシステムコントローラから
i10コントロール部(20)を通して与えられる信号
を基にしてシフトレジスタ駆動用の転送りロック(φl
)(φよ)を生成する他に、シフトゲート(25)への
シフトゲートパルス(SR)を発生する。またサンプリ
ング信号や光電変換素子(12)から外部へ出力される
信号の切換えを行うためのタイミング信号作成に役立つ
信号をアナログ処理部(18)に与えたりする。
Furthermore, color temperature detection photodiodes (13) (14)
and the buffer (29) (30), and between the monitor photodiode (MPD) and the buffer (28),
Furthermore, capacitors and switching transistors are provided in the preceding stages of the buffers (31) and (31'), respectively, and the details of these capacitors and transistors will be explained with reference to the specific circuit configuration of the photoelectric conversion section (15) shown in FIG. I will add this to the explanation. Data output control section (
16) is composed of a signal processing timing generation section and a transfer lock generation section, and generates a transfer lock (φl
) (φyo), it also generates a shift gate pulse (SR) to the shift gate (25). It also provides the analog processing section (18) with a signal useful for creating a timing signal for switching the sampling signal and the signal output from the photoelectric conversion element (12) to the outside.

積分時間制御部(17)は光電変換部(15)のモニタ
ー用ホトダイオード(MPD)からバッファ(28)を
通して与えられる信号(AGCO5)をモニターし、そ
のモニター結果に応じてバリアゲート(22)、蓄積部
(23)、蓄積部クリアゲート(24)をそれぞれ制御
する制御信号(BG) (S?) (STICG)を適
宜出力して積分時間の制御を行なう、そのモニターの際
に、積分時間制御部(17)はモニター信号(AGCO
5)をバッファ(31)から与えられるモニター出力補
償信号(AGCooS)で暗時補償する。積分時間制御
部(17)は、まりに10コントロール部(20)を介
してシステムコントローラとの間で信号の交信を行なう
が、そのうちシステムコントローラへ与えるものとして
は積分完了信号(〒I N?)が挙げられる。更に、こ
の積分時間制御部(17)は光電変換部(15)での積
分値が所定時間内に、予め定めた所定積分値まで達しな
かった場合に、システムコントローラからの指令信号(
SHM)で強制的に積分完了をなすが、それに付随する
積分出力の不充分状態をアナログ処理の段階で補正する
べく、積分値に応じた自動利得制御信号(八GC)を発
生してアナログ処理部(18)へ与えることも行なう、
アナログ処理部(18)は基本的機能としてはシフトレ
ジスタ(26)からの信号(O8)及び色温度検出用ホ
トダイオード(13) (14)からの出力信号(O5
Y) (O5R)からノイズ成分を除去したり、暗時出
力信号補償、自動利得制御など各種のアナログ処理を行
なうものである。尚、後で詳述するように、このアナロ
グ処理部(18)は出力信号をシステムコントローラの
A/D変換部のダイナミックレンジに合致させるための
基準電圧クランプを行なう構成も備えている。
The integration time control section (17) monitors the signal (AGCO5) given from the monitoring photodiode (MPD) of the photoelectric conversion section (15) through the buffer (28), and controls the barrier gate (22) and the accumulation according to the monitoring result. (23) and the storage section clear gate (24), respectively, to control the integration time by appropriately outputting control signals (BG) (S?) (STICG). (17) is the monitor signal (AGCO
5) is compensated for in the dark using the monitor output compensation signal (AGCooS) given from the buffer (31). The integral time control section (17) communicates signals with the system controller via the control section (20), among which the integral time control section (17) sends an integration completion signal (〒IN?) to the system controller. can be mentioned. Furthermore, this integral time control section (17) receives a command signal (
SHM), the integration is forcibly completed, but in order to correct the insufficient integration output accompanying this at the analog processing stage, an automatic gain control signal (8GC) is generated according to the integral value and analog processing is performed. Also give to the department (18),
The basic functions of the analog processing section (18) are the signal (O8) from the shift register (26) and the output signal (O5) from the color temperature detection photodiodes (13) (14).
Y) It performs various analog processing such as removing noise components from (O5R), dark output signal compensation, and automatic gain control. As will be described in detail later, this analog processing section (18) also has a configuration for performing reference voltage clamping in order to match the output signal with the dynamic range of the A/D conversion section of the system controller.

110コントロ一ル部(20)は第14図に示す信号処
理タイミング発生部(16B) 、積分時間制御回路(
17b)、転送りロック発生部(16A)にそれぞれ分
散されている人出力バッファをさす、第6図においてr
10コントロール部(20)に結合した外付は端子(T
1)〜(T、)及び(T++)(Lx)のうち、(T+
) (Tm)は積分開始モード、低輝度積分モード、高
輝度積分モード、システムコントローラへ積分出力を与
えるデータダンプモードを選択的に指定するモード信号
(MDI) (Mot)を受信する入力端子、(T、)
は積分開始に係る積分クリア信号(ICS)の入力端子
、(T4)は強制的に積分を終了させてシフトレジスタ
(26)からのデータを要求するためのデータ要求端子
、(T、)はデータダンプモードのときに外部(システ
ムコントローラ)へA/D変換開始信号(八〇T)を出
力する端子、(T、)は基本クロック(CP)の入力端
子である。更に、(Ti+)は積分完了信号(TINT
)を出力する端子、(TI□)は自動利得制御用のデー
タ(八〇C)を出力する端子群である。また、I10コ
ントロール部(20)とは離れた位置に示されている端
子(Ty) (Ts)はそれぞれ電源(Vcc)の入力
端子とアース用端子である。また(T、)はアナログ信
号出力端子、(T、。)は基準電圧(Vref)の入力
端子である。
110 control section (20) includes a signal processing timing generation section (16B) and an integral time control circuit (16B) shown in FIG.
17b), refers to the human output buffers distributed in the transfer lock generation unit (16A),
10 The external device connected to the control section (20) is connected to the terminal (T
1) to (T, ) and (T++) (Lx), (T+
) (Tm) is an input terminal that receives a mode signal (MDI) (Mot) that selectively specifies an integration start mode, a low-intensity integration mode, a high-intensity integration mode, and a data dump mode that provides an integral output to the system controller; T,)
is the input terminal for the integration clear signal (ICS) related to the start of integration, (T4) is the data request terminal for forcibly ending the integration and requesting data from the shift register (26), (T, ) is the data A terminal (T,) is an input terminal for a basic clock (CP), which outputs an A/D conversion start signal (80T) to the outside (system controller) in the dump mode. Furthermore, (Ti+) is the integration completion signal (TINT
), and (TI□) are a group of terminals that output data (80C) for automatic gain control. Further, terminals (Ty) and (Ts) shown at positions apart from the I10 control section (20) are an input terminal for a power supply (Vcc) and a terminal for grounding, respectively. Further, (T,) is an analog signal output terminal, and (T,.) is an input terminal for a reference voltage (Vref).

次に、前記光電変換素子(12)の各部の具体的構成に
ついて詳述する。まず、光電変換部(15)の全体は第
7図に示すように構成されているが、このうちホトダイ
オードやシフトレジスタ等のメイン要素を有する部分に
ついて第8図〜第13図を用いて説明する。第8図に示
すように、ホトダイオードアレイ部(21)は複数の画
素ホトダイオード(PD)と、その間に配されたモニタ
ー用ホトダイオード(MPD)とを交互に有する形を成
している。各画素ホトダイオードの長手方向の一端は解
放されているが、他端はバリアゲート(22)を形成す
る第1MO5トランジスタ(TR,)のソースに結合さ
れている。
Next, the specific configuration of each part of the photoelectric conversion element (12) will be described in detail. First, the entire photoelectric conversion section (15) is configured as shown in FIG. 7, and the portion including main elements such as photodiodes and shift registers will be explained using FIGS. 8 to 13. . As shown in FIG. 8, the photodiode array section (21) has a plurality of pixel photodiodes (PD) and monitor photodiodes (MPD) arranged therebetween, which are alternately arranged. One longitudinal end of each pixel photodiode is open, while the other end is coupled to the source of a first MO5 transistor (TR,) forming a barrier gate (22).

このMOS  )ランジスタ(TI?、)のドレインは
次段の蓄積部(23)に結合され、ゲートはバリアゲー
ト信号供給端子(32)に結合される。蓄積部(23)
はアルミニウム膜で遮光されており、光の照射を受けな
いが、所謂暗時電荷を生じる。蓄積部(23)の出力端
は蓄積部クリアゲ−1−(24)を形成する第2のMO
S トランジスタ(TRz)のソースと、シフトゲート
(25)を形成する第3の?lO5)ランジスタ(TR
s)のソースに結合されており、その第2MO5)ラン
ジスタ(TRz)のドレインは電源(Vcc)が与えら
れる電源端子(T、)に結合され、ゲートは蓄積部クリ
アゲート信号供給端子(33)に接続されている。一方
、第3M05)ランジスタ(TR3)のドレインはシフ
トレジスタ(26)を構成するセグメント(26a)に
結合され、ゲートはシフトゲート信号供給端子(34)
に結合されている。
The drain of this MOS transistor (TI?,) is coupled to the next stage storage section (23), and the gate is coupled to the barrier gate signal supply terminal (32). Accumulation section (23)
is shielded from light by an aluminum film and is not irradiated with light, but it generates so-called dark charges. The output end of the storage section (23) is connected to a second MO forming the storage section clear gate 1-(24).
The source of the S transistor (TRz) and the third transistor forming the shift gate (25). lO5) transistor (TR
The drain of the second MO5) transistor (TRz) is coupled to the power supply terminal (T,) to which the power supply (Vcc) is applied, and the gate is connected to the storage section clear gate signal supply terminal (33). It is connected to the. On the other hand, the drain of the third M05) transistor (TR3) is coupled to the segment (26a) constituting the shift register (26), and the gate is connected to the shift gate signal supply terminal (34).
is combined with

モニター用のホトダイオード(MPD)は図の上端部側
でホトダイオードによって互いに接続されており、従っ
て、モニター出力は接続された複数のモニター用ホトダ
イオード(MPD)の総合出力となる。
The monitor photodiodes (MPDs) are connected to each other by photodiodes at the upper end of the figure, so the monitor output is the total output of the plurality of connected monitor photodiodes (MPDs).

このように複数個のモニター用ホトダイオードを結合す
ることによって広範囲の視野を有する被写体輝度モニタ
ーホトダイオードデバイスを実現することになる。
By combining a plurality of monitoring photodiodes in this manner, a subject brightness monitoring photodiode device having a wide field of view can be realized.

前記ホトダイオードアレイ部(21)の物理的構造の概
略は第8図におけるA−A ′線断面を示す第9図の如
く、シリコン基板(35)に拡散法によって形成された
P壁領域(36)と注入法によるn型領域(37)と、
画素ホトダイオード(PD)及びモニター用ホトダイオ
ード(MPD)を区切るために上部n型領域(37)に
施されたPlよりなるチャンネルストッパ(38)と、
各ホトダイオードの暗時出力を抑制するために表面に設
けられて表面空乏層の抑制を行なうP0膜(39)とか
ら成っている。基板(35)には外部からプラス電位が
与えられ、中間のP壁領域(36)にはアース電位が与
えられる。尚、n型領域(37)はリン注入により、ま
たP壁領域(36)はホウ素の拡散により形成される。
The physical structure of the photodiode array section (21) is schematically illustrated in FIG. 9, which shows a cross section taken along the line A-A' in FIG. and an n-type region (37) by implantation method,
a channel stopper (38) made of Pl applied to the upper n-type region (37) to separate the pixel photodiode (PD) and the monitor photodiode (MPD);
It consists of a P0 film (39) provided on the surface to suppress the dark output of each photodiode and suppress the surface depletion layer. A positive potential is applied to the substrate (35) from the outside, and a ground potential is applied to the intermediate P wall region (36). Note that the n-type region (37) is formed by phosphorus implantation, and the P-wall region (36) is formed by boron diffusion.

ところで、前述の画素ホトダイオード(PD)で蓄積さ
れた電荷をバリアゲート(22)を通して蓄積部(23
)へ移送するのに要する時間は画素ホトダイオードCP
D’)の長さくIl)の2乗に略比例することが知られ
ている。一方、合焦検出装置としては、かなり低輝度の
被写体に対しても動作するように長さくりを太き(する
ことで各画素ホトダイオード(PD)の総面積を太き(
とって発生電荷量を大きくすることが望ましい。ここで
画素ホトダイオード(PD)の幅を大きくすると合焦検
出装置の精度を悪化させるので好ましくない、この相反
する要求を充足させるために、本発明者は前述のP゛膜
(39)のすぐ下のn型領域(37)の深さを長手方向
に沿って変えることを考えた。即ち、第10図(a)の
平面的な構成図において点線(40)で示す方向に断面
した同図(c)にその要部(表面に近い部分)の構造を
示すように、P″膜(39)の下のn型領域作成に関し
、リンのイオン注入量を長手方向(第10図の左右方向
)に沿って変えることによってn−領域(37a)とn
sI域(37b)とを形成する。こうすれば、同図(b
)に示すように画素ホトダイオード(PD)のポテンシ
ャルはバリアゲート(22)に向けて順次低くなってい
き、電荷が左方向(バリアゲート側)へ移動し易くなる
。このことは、画素ホトダイオード(PD)で蓄積され
た電荷を移送するのに要する時間が短縮されることを意
味する。それ故、画素ホトダイオード(PD)の長手方
向長(1)を大きくとってホトダイオードの発生電荷を
多くすると共に、蓄積部へ向けてその発生電荷を迅速に
移送するという課題を解決できる。尚、第10図におい
て、(41) (42) (43) (44)は、それ
ぞれバリアゲート(22)、蓄積部(23)、シフトゲ
ート(25)、シフトレジスタ(26)の電極であり、
これらの電極の形成には通常アルミニウム材料が用いら
れる。(45)は5iO1等で形成された絶縁膜である
By the way, the charge accumulated in the pixel photodiode (PD) mentioned above is transferred to the accumulation section (23) through the barrier gate (22).
) to the pixel photodiode CP
It is known that the length of D') is approximately proportional to the square of Il). On the other hand, as a focus detection device, the total area of each pixel photodiode (PD) is increased (by making the length thicker (by doing so, the total area of each pixel photodiode (PD) is thicker (
Therefore, it is desirable to increase the amount of generated charge. Increasing the width of the pixel photodiode (PD) is undesirable because it deteriorates the accuracy of the focus detection device.In order to satisfy these contradictory requirements, the present inventor developed We considered changing the depth of the n-type region (37) along the longitudinal direction. That is, as shown in FIG. 10(c), which is taken in the direction indicated by the dotted line (40) in the planar configuration diagram of FIG. 10(a), the structure of the main part (portion near the surface) is shown. Regarding the creation of the n-type region under (39), by changing the amount of phosphorus ion implanted along the longitudinal direction (left and right direction in FIG. 10), the n- region (37a) and the n-type region (37a) and
sI region (37b). In this way, the same figure (b
), the potential of the pixel photodiode (PD) gradually decreases toward the barrier gate (22), making it easier for the charge to move to the left (towards the barrier gate). This means that the time required to transfer the charge accumulated in the pixel photodiode (PD) is reduced. Therefore, it is possible to solve the problem of increasing the length (1) of the pixel photodiode (PD) in the longitudinal direction to increase the amount of charge generated by the photodiode and quickly transporting the generated charge toward the storage section. In FIG. 10, (41), (42), (43), and (44) are the electrodes of the barrier gate (22), the storage section (23), the shift gate (25), and the shift register (26), respectively.
Aluminum material is usually used to form these electrodes. (45) is an insulating film formed of 5iO1 or the like.

次に光電変換部全体の構成を第7図を参照して説明する
Next, the structure of the entire photoelectric conversion section will be explained with reference to FIG.

前述した第8図の画素ホトダイオード(PD)、モニタ
ー用ホトダイオード(MPD) 、バリアゲート(22
)、蓄積部(23)、蓄積部クリアゲート(24)、シ
フトゲート(25)、シフトレジスタ(26)の縦続結
合体が横方向に多数配列されており、例えばシフトレジ
スタ(26)のセグメント数でいえば128個存在する
。ただし、前記配列の右端にみられるように画素ホトダ
イオード(PD)、モニター用ホトダイオード(MPD
) 、バリアゲート(22)、蓄積部(23)、蓄積部
クリアゲート(24)及びシフトゲ−) (25)のセ
グメント数は右端側においてシフトレジスタ(26)に
比べて5個少ない、逆にいえば、シフトレジスタ(26
)のセグメント数だけが右端側で5個多く形成されてい
ることになるが、これは次の理由による。
The pixel photodiode (PD), monitor photodiode (MPD), and barrier gate (22
), a storage section (23), a storage section clear gate (24), a shift gate (25), and a shift register (26) are arranged in large numbers in the horizontal direction, for example, the number of segments of the shift register (26) is In other words, there are 128 of them. However, as seen at the right end of the array, the pixel photodiode (PD), monitor photodiode (MPD)
), the barrier gate (22), the storage section (23), the storage section clear gate (24), and the shift gate (25) have five fewer segments on the right end side than the shift register (26). For example, shift register (26
) is formed five more segments on the right end side, and this is due to the following reason.

シフトレジスタ(26)の出力を受けるコンデンサ(C
1)はシフトレジスタ(26)と一体に形成されるよう
になっており、具体的には第11図(a)の従来例に示
すように拡散形成されたn″領域46)とP壁領域(4
7)との間に生じる接合容量で形成される。ところが、
絶縁U1(4B)を介して表面に被膜された遮光用のア
ルミニウム膜(49)と前記nゝ領領域46)との間で
も分布容1i(C’)を生じる。この不所望な分布容1
i(C’)は第11図(c)に示すように接合容量で形
成された本来のコンデンサ(C,)に対し並列に入って
出力容量を増大させ結果として光感度を低下させること
になる。しかも、前記遮光用アルミニウム膜(49)と
n′″領域(46)の間に生じる前記分布容量(C′)
はバラツキが多く製品ごとの光感度のバラツキの原因と
なり、好ましくない。そこで、第11図(b)に示すよ
うに出力段部に位置する部分のアルミニウム膜(49)
を削除(50)することを行なう、こうすると、前記分
布容W(C’)は殆どなくなり1、出力用のコンデンサ
(C1)が殆ど影響されなくなり、光感度は上昇する。
A capacitor (C) receives the output of the shift register (26).
1) is formed integrally with the shift register (26), specifically, as shown in the conventional example of FIG. (4
7) is formed by the junction capacitance generated between However,
A distribution volume 1i (C') is also generated between the light-shielding aluminum film (49) coated on the surface via the insulation U1 (4B) and the n area 46). This undesirable distribution volume 1
As shown in Fig. 11(c), i(C') is connected in parallel to the original capacitor (C,) formed of junction capacitance, increasing the output capacitance and resulting in a decrease in photosensitivity. . Moreover, the distributed capacitance (C') generated between the light-shielding aluminum film (49) and the n''' region (46)
There is a lot of variation, which causes variations in photosensitivity from product to product, which is undesirable. Therefore, as shown in FIG. 11(b), the aluminum film (49) located in the output stage portion is
(50). In this way, the distribution capacitance W(C') almost disappears 1, the output capacitor (C1) is hardly affected, and the photosensitivity increases.

一方、その削除した部分の遮光は第2図に示した視野マ
スク(9)によって行なうようにする。即ち、前記コン
デンサ(C1)としての接合容量部分を視野マスク(9
)の窓から、それた位置に配するのである。これは、シ
フトレジスタ(26)の出力段に設けられたコンデンサ
(C,)に限られるものはなく、各出力段に設けられて
いるコンデンサ(C3)〜(C6)の上部のナルミニラ
ム膜も削除されている。
On the other hand, the removed portion is shielded from light by a visual field mask (9) shown in FIG. That is, the junction capacitance portion as the capacitor (C1) is covered with a field mask (9).
) is placed away from the window. This is not limited to the capacitor (C,) provided at the output stage of the shift register (26), but also removes the Narminiram film above the capacitors (C3) to (C6) provided at each output stage. has been done.

第12図は、この構成を視野マスク側から見た光電変換
部(15)の概略□形状で示しており、(51)はホト
ダイオードアレイ(21)や色温度検出用ホトダイオー
ド(13) (14)からなる受光部分であり、(52
)は視野□マスク(9)の窓の投影を顕わす、前記コン
デンサ(C,)〜(C6)は前記窓の投影像からは離れ
た位1、従って光の当たらない位置に配置される。ここ
でコンデンサ(Ct)〜(C1)の開口面積は互゛いに
等しく設定されている。このように構成することによっ
て、同一の大きさの受光素子からの同一の出力に対して
、コンデンサ(C1)〜(C6)の出力電圧を等しくす
ることができる。これらのコンデンサ(C8)〜(C6
)のうちでコンデンサ(C1)のみが受光部分に対応す
るシフトレジスタのセグメントよりも離れた位置に存す
るため、その間を連結するためのセグメントが必要とな
る訳であり、そのセグメントが第7図で示す1番目から
5番目までのセグメントである。従って、これら5個の
セグメントは単に光電荷の転送路として機能するに過ぎ
ないものである。コンデンサ(Ct)〜<cb>は受光
部の出力を直接入力するので、上述のような余分なセグ
メントを必要としない、シフトレジスタ(26)の出力
はリセット信号(O5RST)によって瞬時オンするト
ランジスタ(Q、)のオフ時に転送りロック(φ1)(
φ富)によって前記コンデンサ(C3)に与えられバッ
ファ(27)を通して出力される。
Figure 12 shows this configuration as a schematic square shape of the photoelectric conversion unit (15) seen from the field mask side, where (51) indicates the photodiode array (21) and color temperature detection photodiodes (13) (14). The light receiving part consists of (52
) represents the projection of the window of the field □ mask (9), and the condensers (C, ) to (C6) are placed at a distance 1 from the projected image of the window, and therefore at a position where no light hits. Here, the opening areas of the capacitors (Ct) to (C1) are set equal to each other. With this configuration, the output voltages of the capacitors (C1) to (C6) can be made equal for the same output from the light receiving elements of the same size. These capacitors (C8) to (C6
), only the capacitor (C1) is located further away from the shift register segment corresponding to the light receiving part, so a segment is required to connect them, and this segment is shown in Figure 7. These are the first to fifth segments shown. Therefore, these five segments merely function as photo-charge transfer paths. Since the capacitors (Ct) to <cb> directly input the output of the light receiving section, there is no need for extra segments as mentioned above.The output of the shift register (26) is a transistor ( Transfer lock (φ1) (
φ) is applied to the capacitor (C3) and output through the buffer (27).

第7図において、画素ホトダイオード(PD’)、モニ
ター用ホトダイオード(MPD)のうち、右端の5個、
及び左端の3個にはアルミニウム膜による遮光が施され
ている。これらの遮光されたホトダイオードは例えば画
素ホトダイオードの出力の暗時補正に用いられる暗時電
荷を発生する。ホトダイオードアレイ(21)は、その
一部分が基準部(M。)、他の一部分が参照部(M、)
として割り当てられる。
In FIG. 7, among the pixel photodiodes (PD') and monitor photodiodes (MPD), the five on the right end,
The three on the left end are shielded from light by an aluminum film. These light-shielded photodiodes generate a dark charge that is used, for example, for dark correction of the output of the pixel photodiode. A part of the photodiode array (21) is a reference part (M.) and another part is a reference part (M,).
Assigned as

例えば基準部(MO)は40個分、参照部(L)は50
個分の画素ホトダイオードとモニター用ホトダイオード
の組合せ体を含む。ただし、構造的には基準部(M。)
と参照部(M、)の区別はなく、後述するシステムコン
トローラでのソフト処理により、それらの区別をする。
For example, the standard part (MO) is for 40 parts, and the reference part (L) is for 50 parts.
It includes a combination of individual pixel photodiodes and a monitor photodiode. However, structurally, the standard part (M.)
There is no distinction between the reference section (M) and the reference section (M,), and they are distinguished by software processing in the system controller, which will be described later.

前記基準部(M。)と参照部(M、)との間の不要と考
えられる部分については、シフトレジスタ(26)のみ
残し、他の画素ホトダイオード、モニター用ホトダイオ
ード、バリアゲート、蓄積部、蓄積部クリアゲート、シ
フトゲートは図面上削除されている。この削除部分を(
S)で示す、削除部分(S)に対応するシフトレジスタ
の各セグメント(26a)は、全画素出力の転送に必要
な転送りロック数を減少させて総電荷転送時間を短縮す
るためピッチが他の部分のピッチより大きくなるように
形成している。
Regarding the unnecessary parts between the standard part (M.) and the reference part (M,), only the shift register (26) is left, and other pixel photodiodes, monitor photodiodes, barrier gates, storage parts, and storage parts are removed. The clear gate and shift gate have been deleted from the drawing. This deleted part (
Each segment (26a) of the shift register corresponding to the deleted portion (S), indicated by S), has a different pitch in order to reduce the number of transfer locks required to transfer all pixel outputs and shorten the total charge transfer time. It is formed to be larger than the pitch of the part.

モニター用ホトダイオード(?1PD)は基準部(hゆ
)と参照部(Ml)に位置するもののみが利用されるよ
うに互いに接続されており、他の部分に存在するものは
利用されない、ただし、その不使用のモニター用ホトダ
イオード(MPD) も第13図に示す如く電源端子(
T7)に接続して安定化しておくのが望ましい。これは
電気的に浮いていると、他の画素ホトダイオードからの
誘導を受けたり、他の画素へ誘導を起したりして、結局
他の画素ホトダイオードへ影響を与えるからである。モ
ニター用ホトダイオードの出力はコンデンサ(Cz)に
−たん与えられ、ここで保持されてバッファ(28)を
介してモニター信号(AGCO5)として出力される。
The monitor photodiodes (?1PD) are connected to each other so that only those located in the standard part (hyu) and reference part (Ml) are used, and those located in other parts are not used. The unused monitor photodiode (MPD) is also connected to the power supply terminal (as shown in Figure 13).
It is desirable to stabilize it by connecting it to T7). This is because if it is electrically floating, it will receive induction from other pixel photodiodes or cause induction to other pixels, eventually affecting other pixel photodiodes. The output of the monitor photodiode is directly applied to a capacitor (Cz), where it is held and output as a monitor signal (AGCO5) via a buffer (28).

このモニター信号(AGCO5)の電源変動並びに温度
依存成分除去のため、前記コンデンサ(CZ)の初期化
トランジスタ(aX)と同一構成のトランジスタ(O3
)によって初期化されるコンデンサ(C1)からの出力
(AGCDO3)が同時に用意される。このコンデンサ
(C1)にはアルミニウム膜で遮光された、モニター用
ホトダイオード(MPD)  と略同−サイズのホトダ
イオード(D、)が図示のように接続される。トランジ
スタ(O2)(O3)は積分クリアゲート信号(ICG
)の印加期間に同時にオンされる。
In order to remove power supply fluctuations and temperature-dependent components of this monitor signal (AGCO5), a transistor (O3) having the same configuration as the initialization transistor (aX) of the capacitor (CZ) is used.
) is simultaneously prepared for the output (AGCDO3) from the capacitor (C1). A photodiode (D,) which is shielded from light by an aluminum film and has approximately the same size as a monitor photodiode (MPD) is connected to this capacitor (C1) as shown in the figure. Transistors (O2) (O3) are integrated clear gate signal (ICG
) is turned on simultaneously during the application period.

次に、一対の色温度検出用ホトダイオード(13)(1
4)は図示のように基準部(M。)と参照部(Ml)に
それぞれ配されており、これら2つのホトダイオード(
13) (14)の出力は積分クリアゲート信号(IC
G)でオンするトランジスタ(Q&) (Qt)によっ
て初期設定されるコンデンサ(C,) (C5)と、色
温度検出ゲート信号(PDS)で導通するトランジスタ
(口a) (Qs)によって、それぞれ黄色温度検出信
号(OSY) 、赤色温度検出信号(OSR)として出
力される。これらの色温度検出用ホトダイオード(13
) (14)の表面には色フィルタ(不図示)が設けら
れている。ここで、シフトレジスタ(26)に後続する
出力バッファと赤色温度検出信号の出力バッファ、黄色
温度検出信号の出力バッファを同一に形成すると共に、
画素ホトダイオード(PD)と色温度検出用ホトダイオ
ード(13) (14)との大きさを略同−に設定して
おくことにより、黄色温度検出信号(OSY) 、赤色
温度検出信号(OSR)の出力電圧は基準部(M。)、
参照部(MI)の画素ホトダイオードの平均出力と前記
色フィルタの透過率の積となって出力される。そこで、
この赤色温度検出信号(OSR)と黄色温度検出信号(
OSY)は画素ホトダイオード(PD)の出力電圧と略
等しいダイナミックを有することになり、後段のアナロ
グ処理部で時分割で処理することで画素信号(O3)の
処理回路を兼用することができる。また、前記色温度検
出用ホトダイオード(13) (14)のサイズは遮光
された画素ホトダイオード(OPD)のサイズとも同一
になるので、その遮光画素ホトダイオード(OPD)の
出力電圧との差動をとることにより暗時出力の補償も可
能である。また、第7図には、色温度検出信号(OSY
) (OSR)の電源ノイズ等を除去するための出力(
PDDO9)を発生するコンデンサ(C1)、スイッチ
用トランジスタ(O8)も設けられている。
Next, a pair of color temperature detection photodiodes (13) (1
4) are respectively arranged in the standard part (M.) and the reference part (Ml) as shown in the figure, and these two photodiodes (
13) The output of (14) is the integral clear gate signal (IC
The capacitor (C,) (C5) is initialized by the transistor (Q&) (Qt) that is turned on at G), and the transistor (port a) (Qs) is turned on by the color temperature detection gate signal (PDS), respectively. Output as temperature detection signal (OSY) and red temperature detection signal (OSR). These color temperature detection photodiodes (13
) A color filter (not shown) is provided on the surface of (14). Here, the output buffer following the shift register (26), the output buffer for the red temperature detection signal, and the output buffer for the yellow temperature detection signal are formed identically, and
By setting the sizes of the pixel photodiode (PD) and the color temperature detection photodiodes (13) (14) to be approximately the same, the yellow temperature detection signal (OSY) and red temperature detection signal (OSR) can be output. The voltage is the reference part (M.),
It is output as the product of the average output of the pixel photodiode of the reference section (MI) and the transmittance of the color filter. Therefore,
This red temperature detection signal (OSR) and yellow temperature detection signal (
OSY) has approximately the same dynamic as the output voltage of the pixel photodiode (PD), and can be used as a processing circuit for the pixel signal (O3) by processing it in a time-division manner in a subsequent analog processing section. Furthermore, since the size of the color temperature detection photodiodes (13) and (14) is the same as the size of the light-shielded pixel photodiode (OPD), the difference between the output voltage of the light-shielded pixel photodiode (OPD) must be taken. It is also possible to compensate for dark output. In addition, FIG. 7 shows the color temperature detection signal (OSY
) (OSR) output to remove power supply noise etc.
A capacitor (C1) that generates PDDO9) and a switching transistor (O8) are also provided.

第7図では、色温度検出用ホトダイオード(13)(1
4)の出力信号(OSY) (OSR)を別設のトラン
ジスタ(口4) (Qs)、コンデンサ(C4) (c
s)、バッファ(29) (30)等を通して出力する
ように構成されているが、このように出力系を別設する
ことなしに画素出力(O5)の出力系を利用して取り出
すことも可能である。
In Fig. 7, color temperature detection photodiodes (13) (1
4) output signal (OSY) (OSR) is connected to a separate transistor (port 4) (Qs) and capacitor (C4) (c
s), buffers (29), (30), etc., but it is also possible to take out using the output system of the pixel output (O5) without installing a separate output system like this. It is.

第13図は、このような観点に沿った実施例を示してお
り、第7図の左端側に配される3個の遮光画素ホトダイ
オード(OPD)のいずれか1つ(図示の場合左から2
番目)と、それに順次結合されたバリアゲート、蓄積部
、シフトゲートを利用してシフトレジスタ(26)に赤
色温度検出用ホトダイオード(14)の出力信号を送る
。この出力信号は通常の画素ホトダイオードの出力信号
と同様にシフトレジスタ(26)からコンデンサ(C+
)に送られ、更にバッファ(27)を介して出力される
。第13図は上述の通り参照部(Ml)に対応する赤色
温度検出用ホトダイオード(14)に関して示しており
、アルミニウム膜で遮光された左端から2番目の遮光画
素ホトダイオード(OPD)の一端を他の画素ホトダイ
オードよりも長く形成して赤色温度検出用ホトダイオー
ド(14)の出力端と結合しているが、基準部(M。)
に対応する黄色温度検出用ホトダイオード(13)の出
力端は第7図の右端側の5個の一遮光画素ホトダイオー
ド(OPD)のいずれか1つを同様に長く形成して、そ
れと結合する。
FIG. 13 shows an embodiment based on this viewpoint, in which any one of the three light-shielding pixel photodiodes (OPDs) arranged on the left side of FIG.
), and the output signal of the red temperature detection photodiode (14) is sent to the shift register (26) using the barrier gate, storage section, and shift gate sequentially coupled thereto. This output signal is transferred from the shift register (26) to the capacitor (C+
) and further output via a buffer (27). FIG. 13 shows the red temperature detection photodiode (14) corresponding to the reference part (Ml) as described above, and one end of the second light-shielded pixel photodiode (OPD) from the left end that is shielded with an aluminum film is connected to the other end. The reference part (M) is formed longer than the pixel photodiode and is connected to the output end of the red temperature detection photodiode (14).
The output end of the yellow temperature detecting photodiode (13) corresponding to the yellow temperature detecting photodiode (13) is similarly formed long and connected to any one of the five one-blocking pixel photodiodes (OPD) on the right side in FIG.

次に、第14図は前記光電変換部(15)を1つのブロ
ックで示すと共に光電変換素子(12)における、その
他の部分を詳細に示し、併せてシステムコントローラ(
53)と、その周辺回路を開示している。
Next, FIG. 14 shows the photoelectric conversion section (15) as one block, and also shows other parts of the photoelectric conversion element (12) in detail, and also shows the system controller (
53) and its peripheral circuits.

システムコントローラ(53)は1チツプのマイクロコ
ンピュータで形成され、その中に前記光電変換素子(1
2)からのアナログ信号(Vout)をディジタル信号
に変換するA/D変換部(54)と、撮影レンズ(交換
レンズ)のROMを含むレンズデータ出力部(61)か
ら、それぞれのレンズで異なるディフォーカス量、レン
ズ繰出し量変換係数(KL)、色温度ディフォーカス量
(dpt )等のデータを予め入力し、且つA/D変換
部(54)からのディジタルデータを逐一格納する、R
AMで形成されたメモリ部(55)と、前記メモリ部(
55)の出力に基づいて焦点を検出する焦点検出部(5
6)と、前記検出された焦点データとレンズデータ等か
ら補正量を算出する補正演算部(57)と、その補正量
に基づいてレンズを駆動するための信号をレンズ駆動回
路(63)に送出すると共に、レンズの移動状況のデー
タをモーターエンコーダ部(64)から受けるレンズ駆
動コントロール部(58)と、光電変換部(15)での
積分値が所定時間に所定値まで達する否か監視するため
の計時用タイマー回路(59)と、光電変換素子(12
)と信号の送受を行なうセンサーコントロール部(60
)とを有する。尚、(65)はレンズ駆動モーター、(
62)はシステムコントローラ(53)によって制御さ
れる表示回路である。光電変換素子(12)と前記シス
テムコントローラ(53)は、それぞれlチップずつ別
個に形成されており、従ってイメージセンシングシステ
ムとしては合計2チツプで構成されていることになる。
The system controller (53) is formed by a one-chip microcomputer, and includes the photoelectric conversion element (1).
A/D converter (54) that converts the analog signal (Vout) from R inputs data such as focus amount, lens extension amount conversion coefficient (KL), color temperature defocus amount (dpt), etc. in advance, and stores digital data from the A/D converter (54) one by one.
A memory part (55) formed of AM, and the memory part (55)
a focus detection section (55) that detects the focus based on the output of the
6), a correction calculation unit (57) that calculates a correction amount from the detected focus data and lens data, etc., and sends a signal for driving the lens to a lens drive circuit (63) based on the correction amount. In addition, to monitor whether the integral value at the lens drive control section (58) that receives data on the movement status of the lens from the motor encoder section (64) and the photoelectric conversion section (15) reaches a predetermined value in a predetermined time. A timer circuit (59) for measuring time and a photoelectric conversion element (12)
) and the sensor control section (60
). In addition, (65) is the lens drive motor, (
62) is a display circuit controlled by the system controller (53). The photoelectric conversion element (12) and the system controller (53) are each formed separately with one chip each, so that the image sensing system is composed of two chips in total.

第6図の積分時間制御部(17)は、その中に輝度判定
回路と積分時間制御回路を含んでいるが、第14図では
、この輝度制御回路(17a)と積分時間制御回路(1
7b)を分離して示している。また、第14図に示され
る信号処理タイミング発生部(16B)は第6図で示す
データ出力制御部(16)に含まれているものである。
The integral time control section (17) in FIG. 6 includes a brightness determination circuit and an integral time control circuit, and in FIG. 14, this brightness control circuit (17a) and the integral time control circuit (1
7b) is shown separately. Further, the signal processing timing generation section (16B) shown in FIG. 14 is included in the data output control section (16) shown in FIG.

第6図のI10コントロール部(20)は第14図の信
号処理タイミング発生部(16B)、積分時間制御回路
(17b)及び転送りロック発生部(16A)に分散さ
れている。システムコントローラ(53)は光電変換素
子(12)に対し、まず基本クロック(CP)を与える
。この基本タロツク(CP)は転送りロック発生部(1
6A)及び積分時間制御回路(17b)にそれぞれ与え
られる。システムコントローラ(53)は、また光電変
換素子(12)に対してモード信号(MDI)(MDx
)を与える。モード信号は2ビツトで構成されていて、
光電変換素子(12)のイニシャライズモード、低輝度
積分モード、高輝度積分モード、データダンプモードの
4つのモードを表現でき、2本のラインを使って送信さ
れる。
The I10 control section (20) in FIG. 6 is distributed into the signal processing timing generation section (16B), the integral time control circuit (17b), and the transfer lock generation section (16A) in FIG. 14. The system controller (53) first provides a basic clock (CP) to the photoelectric conversion element (12). This basic tarlock (CP) is the transfer lock generation unit (1
6A) and an integral time control circuit (17b), respectively. The system controller (53) also sends a mode signal (MDI) (MDx) to the photoelectric conversion element (12).
)give. The mode signal consists of 2 bits,
Four modes can be expressed: initialization mode, low brightness integral mode, high brightness integral mode, and data dump mode of the photoelectric conversion element (12), and are transmitted using two lines.

イニシャライズモードのとき、転送りロック発生部(1
6A)から光電変換部(15)へは転送りロック(φ、
)(φ2)が高周波で供給され、転送りロック供給以前
にシフトレジスタ(26)に不要に蓄積された電荷をシ
フトレジスタ(26)の出力側のコンデンサ(C3)に
排出する。このコンデンサ(C,)に排出された電荷は
第7図でトランジスタ(Ql)がリセット信号(OSR
5↑)でオンしたとき電源(Vcc)へ排出される。ま
た、イニシャライズモードではアナログ処理部(18)
のイニシャライズも行なわれる。
In the initialization mode, the transfer lock generation section (1
6A) to the photoelectric conversion unit (15) is a transfer lock (φ,
) (φ2) is supplied at a high frequency, and the charge that has been unnecessarily accumulated in the shift register (26) before the transfer lock is supplied is discharged to the capacitor (C3) on the output side of the shift register (26). The charge discharged to this capacitor (C,) is transferred to the reset signal (OSR) by the transistor (Ql) in Figure 7.
5↑) When turned on, it is discharged to the power supply (Vcc). In addition, in the initialization mode, the analog processing section (18)
is also initialized.

次に、システムコントローラ(53)は、まず低輝度積
分モードを指令すると共に、第16図に示す積分クリア
信号(rcs)を積分時間制御回路(17b)に供給す
る。この積分クリア信号(IC3)の入力により積分時
間制御回路(17b)は、この積分クリア信号(IC3
)に同期した積分クリアゲート信号(ICG)、バリア
ゲート信号(BG) 、蓄積部クリアゲート信号(ST
ICG)を発生し、それぞれ第7図に示した光電変換部
(15)の所定部分へ与える。積分クリアゲート信号(
ICG)はモニター出力信号(AGCOS)、モニター
出力補償信号(AGCDOS)、色温度検出出力信号(
OSR) (OSY)、色温度検出補償信号(FDDO
5)をそれぞれ初期化し、一方、バリアゲート信号(B
G)と蓄積部クリアゲート信号(STICG)は画素ホ
トダイオード(PD)及び蓄積部(23)を初期化する
Next, the system controller (53) first instructs the low brightness integration mode and supplies an integration clear signal (rcs) shown in FIG. 16 to the integration time control circuit (17b). By inputting this integral clear signal (IC3), the integral time control circuit (17b) controls the integral clear signal (IC3).
), the integral clear gate signal (ICG), the barrier gate signal (BG), and the storage section clear gate signal (ST
ICG) is generated and applied to a predetermined portion of the photoelectric conversion unit (15) shown in FIG. Integral clear gate signal (
ICG) is the monitor output signal (AGCOS), monitor output compensation signal (AGCDOS), color temperature detection output signal (
OSR) (OSY), color temperature detection compensation signal (FDDO
5), respectively, and on the other hand, the barrier gate signal (B
G) and the storage section clear gate signal (STICG) initialize the pixel photodiode (PD) and the storage section (23).

前記積分クリア信号(ICS)が消えると、積分クリア
ゲート信号(ICG) 、バリアゲート信号(BG)、
蓄積部クリアゲート信号(STICG) も消える。そ
の結果、トランジスタ(at) (O2)がオフとなっ
て、初期時に電源電圧(Vcc)まで充電されたコンデ
ンサ(Ct)はモニター用ホトダイオード(MPD)の
発生電荷に比例して電圧降下を開始し、コンデンサ(C
3)は遮光されたホトダイオード(D+)の少量の発生
電荷に応じて僅かに電圧を降下する。また、(PDS)
がトランジスタ(O4)(口、)に与えられていること
と相俟ってコンデンサ(Ca) (Cs)も初期時の電
源電圧(Vcc)から色温度検出用ホトダイオード(1
3) (14)の電荷発生量に応じて電圧を降下させて
いく。一方、バリアゲート(22)並びに蓄電部クリア
ゲート(24)はオフとなり、その結果、画素ホトダイ
オード(PD)では照射光に応じて光電荷発生とその蓄
積を開始し、遮光ホトダイオード(MPD)では微小な
暗時出力電荷の蓄積を開始する。更に、蓄積部(23)
では、自身で発生する暗時出力電荷の蓄積を行なう。
When the integral clear signal (ICS) disappears, the integral clear gate signal (ICG), barrier gate signal (BG),
The storage unit clear gate signal (STICG) also disappears. As a result, the transistor (at) (O2) turns off, and the capacitor (Ct), which was initially charged to the power supply voltage (Vcc), begins to drop in voltage in proportion to the charge generated by the monitor photodiode (MPD). , capacitor (C
3) drops the voltage slightly in response to a small amount of charge generated by the photodiode (D+) that is shielded from light. Also, (PDS)
is given to the transistor (O4), and the capacitors (Ca) (Cs) also change from the initial power supply voltage (Vcc) to the photodiode (1) for color temperature detection.
3) Drop the voltage according to the amount of charge generated in (14). On the other hand, the barrier gate (22) and the power storage unit clear gate (24) are turned off, and as a result, the pixel photodiode (PD) starts generating and accumulating photocharges in response to the irradiation light, and the light-shielding photodiode (MPD) starts generating and accumulating photocharges. The dark output charge starts to accumulate. Furthermore, an accumulation section (23)
Then, the dark output charge generated by itself is accumulated.

第16図(a)から窺知できるように、積分クリア信号
(IC5)に対し、前述の(BG) (STICG) 
(TCG)は同一のパルス幅となっている。そこで、(
IC5)のパルス幅は画素ホトダイオード(PD)にお
いて、それ以前に(即ち初期化以前に)蓄積されていた
全電荷をバリアゲート(22) 、蓄積部(23)、及
び蓄積部クリアゲート(24)を通して電源(Vcc)
へ排出するのに要する時間で制限を受ける。そして、具
体的には50μs〜100μs 若しくは、それ以上の
パルス幅に選ばれる。
As can be seen from FIG. 16(a), for the integral clear signal (IC5), the aforementioned (BG) (STICG)
(TCG) have the same pulse width. Therefore,(
The pulse width of IC5) is determined by the pulse width of the pixel photodiode (PD) to remove all charges previously accumulated (i.e. before initialization) to the barrier gate (22), the accumulation section (23), and the accumulation section clear gate (24). Power supply (Vcc) through
It is limited by the time required to discharge the water to the Specifically, the pulse width is selected to be 50 μs to 100 μs or more.

光電変換部(15)の積分動作はいつまでも行なう必要
はなく、むしろそれをどこか、で完了させなければなら
ない、積分値が所定レベルに達したら、それ以上継続し
て積分を行なう必要はないからであり、また、積分値が
所定レベルに達するのに長時間を要する場合にはシャッ
ター釦の押し込みからレリーズできるまでの時間が著し
く長くなるので、途中で積分を完了させて、その積分値
の不足分を信号処理の段階で補正してやる方がよいから
である。
The integration operation of the photoelectric conversion unit (15) does not need to be performed forever; rather, it must be completed at some point, because once the integral value reaches a predetermined level, there is no need to continue integrating it any further. In addition, if it takes a long time for the integral value to reach a predetermined level, the time from pressing the shutter button to being able to release the camera will be significantly longer, so it is necessary to complete the integral midway and avoid shortfalls in the integral value. This is because it is better to correct the amount at the signal processing stage.

輝度判定回路(17a)は、モニター用ホトダイオード
(MPD)のモニター出力信号(AGCOS)とモニタ
ー出力補正信号(AGCDOS)とから積分状態を判定
し、所定の値に達している場合には、それを指示する指
示信号(VFLG)を発生して前記積分時間制御回路(
17b)に与えると共に、積分値の不足分に応じた利得
制御信号(AGC)を出力する。その利得制御信号(A
GC)はAGC減算回路(71)へ供給される。
The brightness determination circuit (17a) determines the integration state from the monitor output signal (AGCOS) of the monitor photodiode (MPD) and the monitor output correction signal (AGCDOS), and when it reaches a predetermined value, Generates an instruction signal (VFLG) to instruct the integration time control circuit (
17b), and also outputs a gain control signal (AGC) corresponding to the shortfall in the integral value. Its gain control signal (A
GC) is supplied to an AGC subtraction circuit (71).

AGC@算回路(71)は入力される画素出力信号(O
3)や色温度検出出力信号(OSR) (OSY)のゲ
インを補正する。 AGC減算回路(71)は後述する
ように画素出力信号(O8)の暗時出力補償を行なう機
能も有してイル。AGCデータはシステムコントローラ
(53)へも供給される。不図示の補助光発光の要否を
AGCデータに基づいてシステムコントローラ(53)
で判断できるようにするためである。前記輝度判定回路
(17a)の具体的構成は第15図に示される。第15
図において、点線(17a)で示すブロックが輝度判定
回路であり、他の点線ブロックはAGC減算回路(71
)である、輝度判定回路(17a)では、モニター出力
補償信号(AGCDOS)を抵抗値が1倍、2倍、4倍
、8倍の抵抗(R) (2R) (4R) (8R)を
通して演算増幅器(A+) (At) (A+) (A
4)のプラス入力(+)に印加している。このとき、各
抵抗には定電流源(B)によって一定の電流(1)が流
れるので、抵抗による電圧降下はそれぞれ1倍、2倍、
4倍、8倍の関係となる。演算増幅器(A、)〜(A4
)のマイナス入力端子(−)にはモニター出力信号(A
GCOS)が供給され、出力には(AGCOS)と(A
GCDOS)の差電圧が生じるが、第7図に示したよう
に同一チップ上にコンデンサ(CZ)と(C1)、トラ
ンジスタ(Q2)と(Q、)、バッファ(28)と(3
1)がそれぞれ同一に設計しであるので、その両信号(
AGCOS)と(AGCDOS)は積分クリアゲート信
号(ICG)印加直後は同電位で、そのうちモニター出
力信号(AGCOS)はモニター用ホトダイオード(M
PD)での光電荷の発生と共に低下していき、一方モニ
ター出力補償信号(AGCDOS)は、そのままの状態
を保ち、常時モニター出力信号の初期電位を保持してい
る。従って、それらの信号の差をとることで電荷の蓄積
量(積分値)のモニターが可能となる。しかも、前記両
信号の差をとることにより、電源電圧の変動をキャンセ
ルでき、更に温度上昇によって暗時出力が増大する場合
には遮光ホトダイオード(D+)がそれに感応するので
、モニター出力補償信号(AGCDOS)には、その暗
時出力の温度変動分が含まれていることになり、前記両
信号の差電圧は温度影響も除去された正しいモニター情
報信号となる。画素ホトダイオード(PD)での積分値
が所定の値に達したと考えられるときには、モニター用
ホトダイオード(MPD)からのモニター出力信号(A
GCOS)が、初期電位よりもI×8R降下するので、
演算増幅器(A4)から指示信号(VFLG)が発生す
ル、コノ指示信号(VFLc)は積分時間制御回路(1
7b)に供給される。積分時間制御回路(17b)は、
指示信号(vy。)若しくは強制積分完了信号(SHM
)のいずれかを受けると光電変換部(15)に対し積分
完了動作を行なわせると共に、ラッチ信号(LCK)を
発生し、このラッチ信号(LCK)を前記輝度判定回路
(17a)のDフリップフロップ(FF I)〜(FF
3)のクロック端子(CP)に供給する、Dフリップフ
ロップ(FFI)〜(Fh)はそれぞれ前段の演算増幅
器(A1)〜(A、)に対しデータ端子(D)が接続さ
れているので、モニター出力信号(AGCOS)の値に
依存したラッチ状態となる。
The AGC@ calculation circuit (71) receives the input pixel output signal (O
3) and the gain of the color temperature detection output signal (OSR) (OSY). The AGC subtraction circuit (71) also has a function of performing dark output compensation of the pixel output signal (O8), as will be described later. AGC data is also supplied to the system controller (53). The system controller (53) determines whether or not to emit an auxiliary light (not shown) based on AGC data.
This is to enable judgment to be made. A specific configuration of the brightness determination circuit (17a) is shown in FIG. 15. 15th
In the figure, the block indicated by the dotted line (17a) is the brightness determination circuit, and the other dotted line blocks are the AGC subtraction circuits (71
), the brightness determination circuit (17a) calculates the monitor output compensation signal (AGCDOS) through resistors (R) (2R) (4R) (8R) whose resistance values are 1x, 2x, 4x, and 8x. Amplifier (A+) (At) (A+) (A
4) is applied to the positive input (+). At this time, a constant current (1) flows through each resistor due to the constant current source (B), so the voltage drop due to the resistor is 1 times, 2 times, and 2 times, respectively.
The relationship is 4x and 8x. Operational amplifier (A,) ~ (A4
) is connected to the negative input terminal (-) of the monitor output signal (A
GCOS) is supplied, and the outputs are (AGCOS) and (A
However, as shown in Figure 7, there are capacitors (CZ) and (C1), transistors (Q2) and (Q, ), buffers (28) and (3) on the same chip.
1) are designed identically, so both signals (
AGCOS) and (AGCDOS) are at the same potential immediately after the integral clear gate signal (ICG) is applied, and the monitor output signal (AGCOS) is the monitor photodiode (M
PD), the monitor output compensation signal (AGCDOS) remains unchanged and always maintains the initial potential of the monitor output signal. Therefore, by taking the difference between these signals, it is possible to monitor the amount of accumulated charge (integral value). Moreover, by taking the difference between the two signals, fluctuations in the power supply voltage can be canceled.Furthermore, if the dark output increases due to temperature rise, the light-shielding photodiode (D+) is sensitive to this, so the monitor output compensation signal (AGCDOS) ) includes the temperature fluctuation of the dark output, and the difference voltage between the two signals becomes a correct monitor information signal from which temperature effects are also removed. When it is considered that the integral value at the pixel photodiode (PD) has reached a predetermined value, the monitor output signal (A
GCOS) drops by I×8R from the initial potential, so
The instruction signal (VFLG) is generated from the operational amplifier (A4), and the control signal (VFLc) is generated by the integral time control circuit (1
7b). The integral time control circuit (17b) is
Instruction signal (vy.) or forced integration completion signal (SHM
), it causes the photoelectric conversion unit (15) to perform an integration completion operation, generates a latch signal (LCK), and sends this latch signal (LCK) to the D flip-flop of the brightness determination circuit (17a). (FF I) ~ (FF
The data terminals (D) of the D flip-flops (FFI) to (Fh), which are supplied to the clock terminal (CP) in 3), are connected to the operational amplifiers (A1) to (A,) in the preceding stage, respectively. It becomes a latch state depending on the value of the monitor output signal (AGCOS).

各Dフリップフロップ(FFI) (FFg) (FF
3)の出力端はANDゲー1− (N、) (at)に
図示の如(接続されており、その結果、輝度判定回路(
17a)の出力路(72)(73) (74) (75
)には1倍、2倍、4倍、8倍の割合の補正量に対応す
る利得制御信号(八GC)が出力されることになる。因
みに、システムコントローラ(53)によって管理され
る所定時間内に指示信号(VFLG)が出力される状況
下では、(AGC)は出力路(72)に生じる。
Each D flip-flop (FFI) (FFg) (FF
The output terminal of 3) is connected to the AND gate 1- (N,) (at) as shown in the figure, and as a result, the brightness judgment circuit (
17a) output path (72) (73) (74) (75
), gain control signals (8GC) corresponding to correction amounts of 1x, 2x, 4x, and 8x are output. Incidentally, in a situation where the instruction signal (VFLG) is output within a predetermined time managed by the system controller (53), (AGC) is generated in the output path (72).

しかしながら、前記所定時間内に指示信号(V、L、)
が発生しない状況下では、後でも述べるように強制的に
積分完了が行なわれるので、出力路(72) (73)
 (74) (75)のいずれか1つにAGC信号が生
じることになる。
However, within the predetermined time, the instruction signal (V, L,)
In a situation where no
An AGC signal will be generated in one of (74) and (75).

第16図(a)のタイムチャートで低輝度積分モードに
おいての説明を加える。積分クリア信号(IC5)が消
滅した時点から光電変換部(15)で積分動作が始まり
、しばらくしてモニター出力信号(AGCOS)が所定
の積分値に対応するレベルにまで降下すると指示信号(
VFLl、)が輝度判定回路(17a)から発生する。
An explanation of the low luminance integration mode will be added using the time chart of FIG. 16(a). The integration operation starts in the photoelectric conversion unit (15) from the moment the integration clear signal (IC5) disappears, and after a while, when the monitor output signal (AGCOS) drops to a level corresponding to a predetermined integral value, the instruction signal (
VFLl,) is generated from the brightness determination circuit (17a).

これを受けて積分時間制御回路(17b)は蓄積部クリ
アゲート信号(STICG)を発生して蓄積部クリアゲ
−) (24)を開き蓄積部(23)で不要に蓄積され
た僅かな暗時電荷を電源(Vcc)側へ排出させる。続
いて、この蓄積部クリアゲート信号が消えることによっ
て蓄積部クリアゲート(24)が閉じる。この後、すぐ
に積分時間制御回路(17b)はバリアゲート信号(B
G)を発生してバリアゲート(22)を開き、画素ホト
ダイオード(PO)の蓄積電荷を蓄積部(23)へ移送
させる。前記指示信号(Vyte)が発生してから、こ
の蓄積部(23)への移送動作が完了するまで約50〜
100μsの時間(1)が必要となる。このようにして
各画素ホトダイオード(PD)で蓄積された電荷を蓄積
部(23)に移送せしめた後、積分時間制御回路(17
b)はシステムコントローラ(53)に対し積分の完了
信号(TINT)を与える。本実施例では(TINT)
におけるハイレベルからローレベクへの変遷が積分の完
了を表している。
In response to this, the integration time control circuit (17b) generates a storage section clear gate signal (STICG) to open the storage section clear gate (24) and remove the small amount of dark charge that was unnecessarily accumulated in the storage section (23). is discharged to the power supply (Vcc) side. Subsequently, the accumulation section clear gate (24) is closed by the disappearance of this accumulation section clear gate signal. After this, the integral time control circuit (17b) immediately switches on the barrier gate signal (B
G) is generated to open the barrier gate (22) and transfer the accumulated charge in the pixel photodiode (PO) to the accumulation section (23). It takes about 50~50 seconds from the generation of the instruction signal (Vyte) until the transfer operation to the storage section (23) is completed.
A time (1) of 100 μs is required. After the charges accumulated in each pixel photodiode (PD) are transferred to the accumulation section (23) in this way, the integration time control circuit (17) is transferred to the accumulation section (23).
b) provides an integration completion signal (TINT) to the system controller (53). In this example (TINT)
The transition from high level to low level represents the completion of the integration.

この積分完了信号(TINT)はシステムコントローラ
(53)において割込み信号として受は入れられ、シス
テムコントローラ(53)が他の処理を行なっている間
も、その処理が重要なものでなく、従って割込み禁止で
の処理でない限り、即座に積分完了信号(TINT)の
認識処理を行なう。また、他の処理が割込み禁止処理で
ある場合には、その処理を終了した時点で前記積分完了
信号(TINT)の処理を行なう、システムコントロー
ラ(53)は、この積分完了信号(TINT)に基づい
て、メモリ部(55)の画情報データ格納のためのアド
レス等のセットを行なった後に、光電変換素子(12)
内の転送りロック発生部(16A)に対してシフトパル
ス発生信号(SHM)を供給する。その結果、転送りロ
ック発生部(16A)はシフトパルス(SH)を発生し
、このシフトパルス(SH)を光電変換部(15)のシ
フトゲ−1−(25)へ与えて蓄積部(23)に既に移
送されている、適正積分レベルまで蓄積された電荷のシ
フトレジスタ(26)への移送を実行する。その後、す
ぐにシステムコントローラ(53)はモード信号(MD
I) (MDりとしてデータダンプモード信号を光電変
換素子(12)に与えて、光電変換素子(12)をデー
タダンプモードにセットする。 尚、上記においてシス
テムコントローラ(53)が積分完了信号(TINT)
の受信後10IIls程度割込み禁止処理によって積分
の完了を認識しえない場合においても、既に光電変換部
(15)では画素ホトダイオード(PD)と蓄積部(2
3)間がバリアゲート信号(BG)の消滅によるバリア
ゲート(22)の不導通により遮断されているため、前
記1OIIIs間に画素ホトダイオード(PD)内に蓄
積される電荷が蓄積部(23)に蓄積されている所望電
荷に何ら影響を与えることはないし、また、そのLos
s間に蓄積部のポテンシャル準位を持ち上げるべく信号
(ST)をローレベルにしている(詳細は後述する)の
で、蓄積部(23)自身で発生して前記所望電荷に加算
される暗時電荷は極めて微小であり、問題にならない。
This integration completion signal (TINT) is accepted as an interrupt signal in the system controller (53), and even while the system controller (53) is performing other processing, the processing is not important and therefore interrupts are disabled. Unless the processing is performed in step 1, the recognition processing of the integration completion signal (TINT) is immediately performed. Furthermore, if the other process is an interrupt prohibition process, the system controller (53) processes the integration completion signal (TINT) at the time when that process is finished, based on this integration completion signal (TINT). After setting the address etc. for storing image information data in the memory section (55), the photoelectric conversion element (12)
A shift pulse generation signal (SHM) is supplied to the transfer lock generation section (16A) inside. As a result, the transfer lock generation section (16A) generates a shift pulse (SH), and applies this shift pulse (SH) to the shift gate 1-(25) of the photoelectric conversion section (15), and then transfers the shift pulse (SH) to the shift gate (25) of the photoelectric conversion section (15). The charge accumulated to the proper integration level, which has already been transferred to the shift register (26), is transferred to the shift register (26). Thereafter, the system controller (53) immediately sends the mode signal (MD
I) (Gives a data dump mode signal to the photoelectric conversion element (12) as MD, and sets the photoelectric conversion element (12) to data dump mode. In the above, the system controller (53) outputs the integration completion signal (TINT). )
Even if it is not possible to recognize the completion of integration due to interrupt disabling processing for about 10IIs after reception of the pixel photodiode (PD) and the storage section (2
3) Since the barrier gate signal (BG) disappears and the barrier gate (22) becomes non-conductive, the charge accumulated in the pixel photodiode (PD) during the 1OIIIs is transferred to the accumulation section (23). It has no effect on the accumulated desired charge, and its Loss
Since the signal (ST) is set to a low level in order to raise the potential level of the storage section during the interval s (details will be described later), the dark charge generated in the storage section (23) itself and added to the desired charge. is extremely small and poses no problem.

第16図(a)において積分完了信号(TINT)がロ
ーレベルへ反転した時点からシフトパルス発生信号(S
HM)並びに該(SHM)に略同期するシフトパルス(
SH)の発生が少し遅れているのはシステムコントロー
ラ(53)における上記積分完了信号(TINT)の処
理が遅れていることを表している。
In FIG. 16(a), from the time when the integration completion signal (TINT) is inverted to low level, the shift pulse generation signal (S
HM) and a shift pulse (SHM) approximately synchronized with the (SHM).
The slight delay in the generation of SH) indicates that the processing of the integration completion signal (TINT) in the system controller (53) is delayed.

前記積分時間制御回路(17b)はバリアゲート信号(
BG)に同期して立ち上がり、2個目のバリアゲート信
号の終了に同期して、立下る色温度検出ゲート信号(P
DS)も発生する。この色温度検出ゲート信号(PDS
)は積分クリアゲート信号(ICG)に対応する期間に
は、それ以前に色温度検出用ホトダイオード(13) 
(14)で不要に蓄積されていた電荷をコンデンサ(C
4) (Cs)へ排出するために色温度検出用ホトダイ
オード(13) (14)とコンデンサCCa> (C
s)間のスイッチ用トランジスタ(Q4)(Q%)をオ
ン状態にし積分クリアゲート信号(ICG)が消滅した
後もハイレベルを保持してトランジスタ(Q4)(Qs
)をオン状態になし、各色温度検出用ホトダイオード(
13) (14)で発生した電荷をそれぞれのコンデン
サ(C4) (cs)に蓄積させる。そして、指示信号
(V FLG)の発生から蓄積部クリアゲート信号(S
T ICG)の発生を経てバリアゲート信号(BG)の
発生立下り時に色温度検出ゲート信号(PDS)は立下
り、前記トンジスタ(Q4)(QS)をオフ状態とする
。これにより、各色温度検出用ホトダイオード(13)
 (14)で発生する電荷の前記コンデンサ(C4)(
C5)での積分動作は完了し、次の積分開始まで、この
完了時点での電位が色温度検出出力信号(OSR) (
OSY)として保持される。
The integration time control circuit (17b) receives a barrier gate signal (
The color temperature detection gate signal (P
DS) also occurs. This color temperature detection gate signal (PDS
) is the color temperature detection photodiode (13) during the period corresponding to the integral clear gate signal (ICG).
(14) The charge that was unnecessarily accumulated in the capacitor (C
4) Color temperature detection photodiodes (13) (14) and capacitor CCa> (C
Even after the integral clear gate signal (ICG) disappears, the switch transistor (Q4) (Q%) between
) is turned on, and each color temperature detection photodiode (
13) Accumulate the charge generated in (14) in each capacitor (C4) (cs). Then, from the generation of the instruction signal (V FLG), the storage section clear gate signal (S
After the generation of the barrier gate signal (BG), the color temperature detection gate signal (PDS) falls, turning off the transistors (Q4) (QS). As a result, each color temperature detection photodiode (13)
(14) The charge generated in the capacitor (C4) (
The integration operation at C5) is completed, and the potential at the time of completion is the color temperature detection output signal (OSR) until the start of the next integration.
OSY).

以上の説明は被写体が比較的明るい場合の低輝度積分モ
ードであるが、被写体が極めて暗い場合における低輝度
積分モードでは積分完了動作等が少し異なる。このとき
の各信号のタイムチャートは第16図(b)に示される
。システムコントローラ(53)は前述の積分開始後、
積分完了信号(TINT)の受信待ち状態においてタイ
マー回路(59)を用いて積分時間の計時を行なう。そ
して、積分開始後10100I経過後も積分が継続され
、積分完了信号(TINT)が受信されない場合、シス
テムコントローラ(S3)は光電変換素子(12)に強
制的に積分を完了させるためシフトパルス発生信号(S
HM)を与える。このシフトパルス発生信号(SKIM
)を入力した光電変換素子(12)の積分時間制御回路
(17b)は光電変換部(15)に対して前述の蓄積部
クリアゲート信号(STICG)を与えて、蓄積部(2
3)の不要電荷を排出した後、バリアゲート信号(BG
)を与えて画素ホトダイオード(PD)の蓄積電荷を蓄
積部(23)に移す。これによって積分は完了する。尚
、このときに蓄積部のポテンシャル準位を持ち上げるべ
く信号(ST)をローレベルにしないのは、この蓄積部
の蓄積時間が殆どないからである。各蓄積部(23)の
電荷は引き続いて転送りロック発生部(16A)から与
えられるシフトパルス(SH)によってシフトレジスタ
(26)にシフトされ、続いて送られてくる転送りロッ
ク(φ1)(φ2)によって順次コンデンサ(C2)側
へ転送される。このようにシステムコントローラ側から
の指令に基づく強制的な積分完了では、適正な積分レベ
ルまで電荷蓄積が行なわれていないので、その出力レベ
ルは小さく S/N比の低下の原因となったり、システ
ムコントローラ(53)のA/D C8部(54)にお
けるダイナミックレンジに対し不適になったりする。そ
こで、このような場合、アナログ処理部(18)でゲイ
ン補正をしてやるのが望ましい。
The above explanation is about the low-luminance integration mode when the subject is relatively bright, but the integration completion operation etc. are slightly different in the low-luminance integration mode when the subject is extremely dark. A time chart of each signal at this time is shown in FIG. 16(b). After starting the above-mentioned integration, the system controller (53)
While waiting for reception of the integration completion signal (TINT), the timer circuit (59) is used to measure the integration time. Then, if the integration continues even after 10100I have passed after the start of integration and the integration completion signal (TINT) is not received, the system controller (S3) sends a shift pulse generation signal to force the photoelectric conversion element (12) to complete the integration. (S
HM). This shift pulse generation signal (SKIM
), the integration time control circuit (17b) of the photoelectric conversion element (12) supplies the above-mentioned storage section clear gate signal (STICG) to the photoelectric conversion section (15) to clear the storage section (2).
3) After discharging unnecessary charges, the barrier gate signal (BG
) to transfer the accumulated charge of the pixel photodiode (PD) to the accumulation section (23). This completes the integration. The reason why the signal (ST) is not set to low level to raise the potential level of the storage section at this time is because there is almost no storage time in this storage section. The charges in each accumulation section (23) are subsequently shifted to the shift register (26) by a shift pulse (SH) given from the transfer lock generation section (16A), and then transferred to the transfer lock (φ1) ( φ2) is sequentially transferred to the capacitor (C2) side. In this way, when the integration is forced to complete based on a command from the system controller, the charge is not accumulated to the appropriate integration level, so the output level is small, which may cause a decrease in the S/N ratio or cause the system The dynamic range of the A/DC 8 section (54) of the controller (53) may become inappropriate. Therefore, in such a case, it is desirable to perform gain correction in the analog processing section (18).

このゲイン補正量の決定を行なうのが、先に第15図で
述べた輝度判定回路(17a)であり、ゲイン不足量に
応じて×1、×2、×4、×8の出力路(72) (7
3) (74) (75)のいずれかが選択(ハイレベ
ル化)される、その選択された状態は次の積分が完了し
モニター出力信号が処理されるまでの間、保持される。
The brightness determination circuit (17a) described earlier in FIG. 15 determines the amount of gain correction, and the output path (72 ) (7
3) Either (74) or (75) is selected (set to high level), and the selected state is maintained until the next integration is completed and the monitor output signal is processed.

以上で低輝度積分モードの積分動作についての説明を終
えるが、低輝度積分モードで積分開始し1ms以前に積
分完了信号(TINT)が検知された場合には低輝度積
分モードでは過剰積分成分が多くなって画素出力信号の
アナログ処理やA/D変換処理において飽和してしまう
ため、システムコントローラ(53)は高輝度積分モー
ドへモード信号(MD I )(Mow)を切換える。
This concludes the explanation of the integration operation in the low-brightness integration mode. However, if integration is started in the low-brightness integration mode and the integration completion signal (TINT) is detected before 1ms, there will be many excessive integral components in the low-brightness integration mode. Therefore, the system controller (53) switches the mode signal (MD I ) (Mow) to the high-luminance integration mode because the analog processing and A/D conversion processing of the pixel output signal become saturated.

次に、この高輝度積分モード時の積分動作を第17図(
a)のタイムチャートを参照して説明する。
Next, the integration operation in this high brightness integration mode is shown in Figure 17 (
This will be explained with reference to the time chart of a).

まず低輝度積分モード時と同様にシステムコントローラ
(53)は積分クリア信号(ICS)を発生する。
First, the system controller (53) generates an integral clear signal (ICS) as in the low brightness integral mode.

このパルス幅は低輝度積分モード時と同一に選ばれる。This pulse width is chosen to be the same as in the low brightness integration mode.

この積分クリア信号(IC5)を受けて積分時間制御回
路(17b)は光電変換部(15)の初期化のた  。
Upon receiving this integral clear signal (IC5), the integral time control circuit (17b) initializes the photoelectric conversion section (15).

め積分クリアゲート信号(ICG) 、蓄積部クリアゲ
ート信号(STICG) 、バリアゲート信号(BG)
を発生する。次に、積分クリア信号(ICS)の消滅と
共に低輝度積分モード時と同様に積分の開始が行なわれ
るが、今回は高輝度積分であるため第17図(a)に示
す如くバリアゲート信号(BG)は積分開始から終了ま
でハイレベルの信号として積分時間制御回路(17b)
から出力されている。このことは画素ホトダイオード(
PD)と蓄積部(23)間のバリアゲート(22)をオ
ン状態としたまま積分を行ない、始めから蓄積部(23
)で画素ホトダイオードに生じた電荷を蓄積させること
を意味する。尚、この積分時に蓄積部クリアゲート(2
4)はオフとなる。こうして積分が開始し低輝度積分モ
ード時と同様にモニター出力信号(AGCOS)が、そ
の初期電位に相当するモニター出力補償信号(AGCD
OS)のレベルから所定量Vth (= I x8R)
だけ低下した時点で指示信号(VFLG)が輝度判定回
路(17a)から発生され積分時間制御回路(17b)
へ供給される。積分時間制御回路(17b)は、この指
示信号(VFLG)を受けてバリアゲート信号(BG)
をローレベルになし、その時点までオン状態であったバ
リアゲート(22)をオフ状態とする。これによって画
素ホトダイオード(PD)から蓄積部(23)への電荷
流入をストップすると共に、システムコントローラ(5
3)へ積分完了信号(TINT)を送出する。このよう
に高輝度積分モードでは低輝度積分モードでみられた画
素ホトダイオード(PD)から蓄積部(23)への電荷
の転送は行なう必要はなく、単にバリアゲート(22)
をオン状態からオフ状態へ切換えるだけで積分完了動作
を終了することができるため、指示信号(VFIJ)に
対する積分完了は第17図(a)にみられるように遅れ
をなくすことができる。これに対し低輝度積分モードで
は前述したように50〜100μsの時間の遅れ(t)
〔第16図(a)参照〕が生じる。そして、バリアゲー
ト(22)がオフ状態となると、信号(ST)をローレ
ベルにして蓄積部の電位を持ち上げて暗時電荷の発生を
少なくする。こうして電位の高くなった蓄積部(23)
に蓄えられた適正積分レベルまで積分された電荷は低輝
度積分モード時と同様にシステムコントローラ(53)
からのシフトパルス発生信号(SHM)を入力してシフ
トパルス(SH)と転送りロック(φ1)(φ2)を形
成する転送りロック発生部(16A)の制御によってシ
フトレジスタ(26)ヘシフトされ順次シフトレジスタ
(26)の出力コンデンサ(C+)へ転送される。上記
信号(ST)はシフトパルス(SH)の消滅と同期して
ハイレベルとなり、これによって蓄積部の電荷はもとの
状態に戻る。尚、色温度検出用ホトダイオード(13)
 (14)の出力の積分を制御する色温度検出ゲート信
号(PDS)は、ここではバリアゲート信号(BG)と
同値の信号として出力されバリアゲート信号(BG)の
立下りで立下って画素ホトダイオード(PD)の積分完
了時点での色温度検出出力信号(OSR) (O5Y)
の出力を保持する。
Integral clear gate signal (ICG), storage section clear gate signal (STICG), barrier gate signal (BG)
occurs. Next, as the integral clear signal (ICS) disappears, integration is started in the same way as in the low-luminance integration mode, but since this time it is high-luminance integration, the barrier gate signal (BG ) is the integration time control circuit (17b) as a high level signal from the start to the end of integration.
It is output from. This means that the pixel photodiode (
Integration is performed with the barrier gate (22) between the storage section (PD) and the storage section (23) turned on, and the storage section (23) is connected from the beginning.
) means that the charge generated in the pixel photodiode is accumulated. Note that during this integration, the storage section clear gate (2
4) is turned off. Integration starts in this way, and the monitor output signal (AGCOS) changes to the monitor output compensation signal (AGCD) corresponding to its initial potential, as in the low-luminance integration mode.
A predetermined amount Vth (= I x 8R) from the level of OS)
At the point when the brightness has decreased by
supplied to The integral time control circuit (17b) receives this instruction signal (VFLG) and outputs a barrier gate signal (BG).
is set to a low level, and the barrier gate (22), which had been on until that point, is turned off. This stops the charge flow from the pixel photodiode (PD) to the storage section (23) and also stops the charge flow from the pixel photodiode (PD) to the storage section (23).
3) Sends an integration completion signal (TINT) to In this way, in the high-brightness integration mode, there is no need to transfer charge from the pixel photodiode (PD) to the storage section (23), which was seen in the low-brightness integration mode, but simply by transferring the charge from the barrier gate (22).
Since the integration completion operation can be completed simply by switching from the on state to the off state, it is possible to eliminate the delay in the completion of integration with respect to the instruction signal (VFIJ) as shown in FIG. 17(a). On the other hand, in the low-luminance integration mode, there is a time delay (t) of 50 to 100 μs as described above.
[See FIG. 16(a)] occurs. When the barrier gate (22) is turned off, the signal (ST) is set to a low level to raise the potential of the storage section and reduce the generation of dark charges. The storage part (23) where the potential has become high in this way
The charge integrated to the appropriate integration level stored in the system controller (53) is stored in
The signals are sequentially shifted to the shift register (26) under the control of the transfer lock generation section (16A) which inputs the shift pulse generation signal (SHM) from and forms the shift pulse (SH) and transfer locks (φ1) (φ2). It is transferred to the output capacitor (C+) of the shift register (26). The signal (ST) becomes high level in synchronization with the disappearance of the shift pulse (SH), thereby returning the charge in the storage section to its original state. In addition, the color temperature detection photodiode (13)
The color temperature detection gate signal (PDS) that controls the integration of the output in (14) is output here as a signal with the same value as the barrier gate signal (BG), and falls at the falling edge of the barrier gate signal (BG), and is output to the pixel photodiode. Color temperature detection output signal (OSR) at the time of completion of integration of (PD) (O5Y)
hold the output of .

尚、上記高輝度積分モードにおいて被写体の輝度が極め
て低い場合は第17図(b)のタイムチャートに示しで
ある。この場合、システムコントローラ(53)のタイ
マー回路による所定の計時時間内に積分完了信号が発生
しないので、第16図(b)の低輝度積分モードでの極
低輝度時と同様にシステムコントローラ側から(TIN
T)の受信よりも先に(SH旧が発生し、積分動作を完
了させる。積分動作の完了の動作は第17図(a)と同
じである。
Incidentally, a case where the brightness of the subject is extremely low in the high brightness integration mode is shown in the time chart of FIG. 17(b). In this case, since the integration completion signal is not generated within the predetermined time measured by the timer circuit of the system controller (53), the system controller side (TIN
(SH old occurs before T) is received, and the integral operation is completed. The operation for completing the integral operation is the same as that in FIG. 17(a).

以上において、光電変換部(15)の積分動作について
低輝度積分モード時、高輝度積分モード時の各々につい
て説明したが、第19図と第20図は光電変換部の画素
ホトダイオード(PD)、バリアゲート(22)、蓄積
部(23)、シフトゲート(25)、シフトレジスタ(
26)の物理的動作を模式的に示している。
In the above, the integration operation of the photoelectric conversion unit (15) has been explained in the low-intensity integration mode and in the high-intensity integration mode. Gate (22), storage section (23), shift gate (25), shift register (
26) schematically shows the physical operation.

また、これらの図において画素ホトダイオード(PD)
以外の部分は印加信号の記号で示している。尚、(OG
)は画素ホトダイオード(PD)の端部に添設されたア
ウトゲートを示しており、必要な場合、例えば第20図
(b) (c)の如く画素ホトダイオード(PD)に不
要な電荷が著しく生じた場合に、このアウトゲート(O
G)を通して不要電荷を排出することができる。゛第1
9図は低輝度積分モード、第20図は高輝度積分モード
の場合をそれぞれ表わす。
Also, in these figures, the pixel photodiode (PD)
Other parts are indicated by symbols of applied signals. Furthermore, (OG
) shows an outgate attached to the end of the pixel photodiode (PD), and if necessary, for example, as shown in FIGS. This out gate (O
G) can discharge unnecessary charges.゛First
FIG. 9 shows the low-brightness integration mode, and FIG. 20 shows the high-brightness integration mode.

第19図において、(a)は積分中。(b)は積分完了
動作(i)として画素ホトダイオード(PD)の電荷を
移送する前に蓄積部(23)の電荷を蓄積部クリアゲー
ト(24)を通して電源(Vcc)へ排出する動作を示
している。(C)は積分完了動作(ii)として画素ホ
トダイオードの電荷を蓄積部(23)へ移送する動作を
示す、(d)は積分完了時点の状態を示すが、ここで蓄
積部の電位制御信号(ST)をハイレベルからローレベ
ルに変えて蓄積部のポテンシャル準位を上げているが、
これは次の理由による0画素ホトダイオード(PD)か
らの電荷を保持する状態では、蓄積部(23)は深いポ
テンシャルはど蓄積部自身での暗時電荷が生じ易くなっ
て蓄積電荷量が変化するのでポテンシャルを浅くするこ
とによって、蓄積部自身での暗時電荷の発生を抑えるた
めである。この点に関しては第20図の高輝度積分モー
ドの場合でも同じである。第19図(e)は初期化、即
ち積分のクリア動作を示す。
In FIG. 19, (a) is during integration. (b) shows an operation in which the charge in the storage section (23) is discharged to the power supply (Vcc) through the storage section clear gate (24) before transferring the charge in the pixel photodiode (PD) as the integration completion operation (i). There is. (C) shows the operation of transferring the charge of the pixel photodiode to the storage section (23) as the integration completion operation (ii). (d) shows the state at the time of completion of the integration, where the potential control signal of the storage section ( ST) is changed from high level to low level to raise the potential level of the storage part.
This is due to the following reason: When the charge from the 0 pixel photodiode (PD) is held, the storage section (23) has a deep potential, so dark charge is likely to occur in the storage section itself, and the amount of stored charge changes. Therefore, by making the potential shallow, the generation of dark charges in the storage section itself is suppressed. Regarding this point, the same applies to the high brightness integration mode shown in FIG. 20. FIG. 19(e) shows the initialization, that is, the clearing operation of the integral.

高輝度積分モードでは、第20図(a)が積分中を、(
b)が積分完了時を、そして(c)がシフトレジスタへ
の電荷転送を示す、この場合でも、積分クリア動作につ
いては第19図(e)のように行なわれる。
In high-intensity integration mode, Fig. 20(a) shows that during integration, (
b) shows the completion of integration, and (c) shows charge transfer to the shift register. Even in this case, the integration clearing operation is performed as shown in FIG. 19(e).

次に第14図に示すアナログ処理部(18)について、
第16図〜第18図のタイムチャートを参照しながら説
明する。第7図に示すようにシフトレジスタ(26)の
うち右から1番目〜5番目のセグメントは対応する画素
ホトダイオードを有しない、従って、バッファ(27)
を通して出力される画素出力信号(O5)の最初の5個
はホトダイオードを有しないレジスタ・セグメントの出
力であり、続いて遮光画素ホトダイオード(OPD)の
出力が6番目〜10番目に出力され、しかる後、基準部
(M。)における画素ホトダイオードの出力、不要部(
S)に対応するレジスタ・セグメントの出力、参照部(
lのホトダイオードの出力、そして最後に左端側の遮光
画素ホトダイオード(OPD)の出力、という順序で続
くようになっている。その出力波形を第18図で(O5
)として示す。
Next, regarding the analog processing section (18) shown in FIG.
This will be explained with reference to the time charts of FIGS. 16 to 18. As shown in FIG. 7, the first to fifth segments from the right of the shift register (26) do not have corresponding pixel photodiodes, so the buffer (27)
The first five of the pixel output signals (O5) output through are the outputs of the register segment without photodiodes, followed by the outputs of the shaded pixel photodiodes (OPD) from the 6th to the 10th, and then , the output of the pixel photodiode in the reference part (M.), the unnecessary part (
The output of the register segment corresponding to S), the reference part (
1 photodiode, and finally the output of the light-shielded pixel photodiode (OPD) on the left side. The output waveform is shown in Figure 18 (O5
).

画素出力信号(O8)の初期化は第7図においてコンデ
ンサ(C+)をリセットすることにより行なう。
The pixel output signal (O8) is initialized by resetting the capacitor (C+) in FIG.

その際、リセットパルス(OSRST)をトランジスタ
(Q、)のゲートに加え、該トランジスタ(Ql)を導
通させてコンデンサ(C1)を電源電圧(Vcc)に充
電するが、そのリセットパルス(OSRST)の印加時
にMOS型のトランジスタ(Q、)のクロックフィール
ドスルー効果により誘導を受けた信号が発生し、このリ
セットパルス(OSRST)が終わった時にコンデンサ
(Cυは略電源電圧まで充電され、本来の基準レベルを
示す。ただし、この基準レベルは前記リセットパルス(
OSRST)印加時の電源電圧変動により変動する。次
に、転送りロック(φ、)の立下りでシフトレジスタ(
26)が1位相転送し、コンデンサ(C1)に次の画素
ホトダイオードの蓄積電荷が流入され、出力される。こ
のときの電圧降下量が、その画素ホトダイオードの入射
光量に比例した画素出力信号V os (n)である。
At that time, a reset pulse (OSRST) is applied to the gate of the transistor (Q, ) to make the transistor (Ql) conductive and charge the capacitor (C1) to the power supply voltage (Vcc). When applied, a signal induced by the clock field-through effect of the MOS transistor (Q,) is generated, and when this reset pulse (OSRST) ends, the capacitor (Cυ) is charged to approximately the power supply voltage and returns to the original reference level. However, this reference level is the reset pulse (
Varies depending on power supply voltage fluctuations when applying OSRST). Next, at the falling edge of the transfer lock (φ,), the shift register (
26) transfers one phase, and the accumulated charge of the next pixel photodiode flows into the capacitor (C1) and is output. The amount of voltage drop at this time is the pixel output signal V os (n) that is proportional to the amount of light incident on the pixel photodiode.

次に、またリセットパルス(OSRST)がトランジス
タ(Ql)に印加されてコンデンサ(C3)がリセット
され、次の転送りロック(φ、)で次の画素ホトダイオ
ードの画素出力信号V os (n + 1)が得られ
る。順次、斯様にして画素出力信号が出力されていく。
Next, another reset pulse (OSRST) is applied to the transistor (Ql) to reset the capacitor (C3), and at the next transfer lock (φ,), the pixel output signal V os (n + 1) of the next pixel photodiode is ) is obtained. Pixel output signals are sequentially output in this manner.

そして、このようにして出力された一連の画素出力信号
は第1サンプルホールド回路(66)において第18図
の(RSS/H)のタイミングでサンプリング且つホー
ルドされた( V aS)との差動を減算回路(67)
でとることによって、その差動出力(OSdir)のリ
セットレベルが一定値に揃えられ、そのレベルからの電
圧低下が画素出力信号の値となる。この電源ノイズ除去
力は一般に2重すンプリング方式と呼ばれる。
The series of pixel output signals output in this way is sampled and held at the timing of (RSS/H) in FIG. Subtraction circuit (67)
By taking this value, the reset level of the differential output (OSdir) is adjusted to a constant value, and the voltage drop from that level becomes the value of the pixel output signal. This power supply noise removal ability is generally called a double sampling method.

次に、こうして得られた前記差動出力(OSdir)を
用いて同じ減算回路(67)に設けられている第2サン
プルホールド回路(不図示)でサンプルホールドを行な
う、これは、後段のシステムコントローラ(53)内の
A/D変換部(54)に対して入力アナログ量を一定に
保つ時間を確保するためである。前記減算回路(67)
でサンプルホールドされた画素出力信号は第18図(7
) (VosS/H)から、ツレぞれVos(n) 、
Vos(n+1) 、Vos(n+2)下がった値の信
号となる。
Next, using the differential output (OSdir) obtained in this way, a second sample and hold circuit (not shown) provided in the same subtraction circuit (67) performs sample and hold. This is to ensure time for keeping the input analog amount constant for the A/D converter (54) in (53). The subtraction circuit (67)
The pixel output signal sampled and held in Figure 18 (7
) From (VosS/H), the difference is Vos(n),
Vos(n+1) and Vos(n+2) become the lower value signals.

こうして処理された画素出力信号(Vos)のうち7番
目〜9番目に出力される暗時画素出力信号が次の第3サ
ンプルホールド回路(70)でサンプルホールドされる
。このときのサンプリングパルス(OBS/H)は第1
6図に示されるように、丁度画素出力信号(Vos)の
うち7番目〜9番目のアルミニウム膜によって遮光され
た遮光画素ホトダイオード(OPD)の出力信号を抽出
するようなパルスとなっている。尚、6番目の信号はサ
ンプリングされず、従って使用されないことなるが、こ
れは次の理由による。即ち、6番目の画素出力信号は第
7図に示すように遮光画素ホトダイオード(OPD)の
うち、最端部に位置するものであるため、外部からのノ
イズの影響を受は易く、従ってその出力は必ずしも正確
な暗時画素出力とならないからである。前記(OBS/
H)によりサンプリングされた7番目〜9番目の暗時画
素出力は、少なくとも一連の画素ホトダイオードの出力
が終わるまで(シフトレジスタのセグメントでいう12
8番目の出力が処理されるまで)保持されるものとする
Among the pixel output signals (Vos) processed in this way, the seventh to ninth dark pixel output signals are sampled and held in the next third sample and hold circuit (70). The sampling pulse (OBS/H) at this time is the first
As shown in FIG. 6, the pulse is such that the output signal of the light-shielded pixel photodiode (OPD) that is shielded by the seventh to ninth aluminum films of the pixel output signal (Vos) is extracted. Note that the sixth signal is not sampled and therefore is not used for the following reason. That is, as shown in FIG. 7, the sixth pixel output signal is located at the end of the light-shielded pixel photodiode (OPD), so it is easily affected by external noise, and therefore its output This is because this does not necessarily result in accurate dark pixel output. Said (OBS/
The 7th to 9th dark pixel outputs sampled by H) are processed at least until the output of a series of pixel photodiodes ends (12 in the shift register segment).
(until the eighth output is processed).

このように、サンプルホールドされた暗時画素出力(■
。、)と前述の11番目以降に出力される画素出力信号
(Vos)との差動を次段のAGC減算回路(71)で
とることによって暗時出力の除去された光電荷出力のみ
による画素出力信号(Vos)を得ることができる。こ
の減算は先に第15図に示したAGC減算回路(71)
で行なわれる。第15図において、(A、)は端子(7
7)から入力される暗時画素出力(Vow)と端子(7
6)から入力される画素出力信号(Vos)との差動を
とる演算増幅器である。尚、この演算増幅器(A、)の
出力端とマイナス入力端子(−)間に接続される抵抗(
r、) (r−) (r3) (r4)及び基準電圧(
Vref)とプラス入力端子(+)間に接続される抵抗
(rs) (ra) (r、t) (re)を前述の利
得制御信号(AGC)によりアナログスイッチ(S、)
〜(S、)を介して切換えることによって、低輝度時に
おける積分の強制停止に基づく画像出力信号のゲイン不
足分を補正する。このAGC減算回路(71)を通った
信号は光電変換素子(12)からシステムコントローラ
(53)へ出力される。そのためシステムコントローラ
(53)内のA/D変換部(54)のダイナミックレン
ジ(1/3 V ref≦I)R≦V ref)に出力
レベルを調整し、暗時画素出力を(V ref)とし、
画素出力(Vos)が増大すれば、Vref−Vosと
する出力形態をとることができるように前記AGC減算
回路(71)は構成されている。即ち、端子(77)に
入力される暗時出力電圧(V on)に等しい電圧の画
素出力電圧(Vos)が端子(76)に入力された場合
には演算増幅器(A、)の出力はVrefとなり、入力
の(V。
In this way, the sample-held dark pixel output (■
. , ) and the pixel output signal (Vos) output from the 11th and subsequent stages is taken by the AGC subtraction circuit (71) in the next stage, so that the pixel output is based only on the photocharge output with the dark output removed. A signal (Vos) can be obtained. This subtraction is performed by the AGC subtraction circuit (71) shown in FIG.
It will be held in In Figure 15, (A,) is the terminal (7
7) and the dark pixel output (Vow) input from the terminal (7).
This is an operational amplifier that takes a differential with the pixel output signal (Vos) input from 6). In addition, a resistor (
r, ) (r-) (r3) (r4) and the reference voltage (
The resistor (rs) (ra) (r, t) (re) connected between the positive input terminal (+) and the positive input terminal (+) is connected to the analog switch (S, ) by the aforementioned gain control signal (AGC).
~(S, ) to compensate for the lack of gain in the image output signal due to the forced stop of integration during low brightness. The signal passing through this AGC subtraction circuit (71) is output from the photoelectric conversion element (12) to the system controller (53). Therefore, the output level is adjusted to the dynamic range (1/3 V ref ≦ I) R ≦ V ref) of the A/D converter (54) in the system controller (53), and the dark pixel output is set as (V ref). ,
The AGC subtraction circuit (71) is configured so that when the pixel output (Vos) increases, it can take an output form of Vref-Vos. That is, when a pixel output voltage (Vos) equal to the dark output voltage (V on ) input to the terminal (77) is input to the terminal (76), the output of the operational amplifier (A, ) is Vref. Then, the input (V.

S)が(■。、)よりも低くなると、演算増幅器(A、
)の出力はVref−Vosとなる。
When S) becomes lower than (■.,), the operational amplifier (A,
) output becomes Vref-Vos.

一方、色温度検出出力信号(OSR) (OSY)は第
2、第3減算回路(68) (69)で基準電圧出力と
して作用する色温度検出補償信号(PDDO3)との差
動をとる。
On the other hand, the color temperature detection output signal (OSR) (OSY) is differentiated from the color temperature detection compensation signal (PDDO3) which acts as a reference voltage output in the second and third subtraction circuits (68) and (69).

更に、その差動出力を暗時出力補償し、且つ適正なゲイ
ンになすと共に基準電圧に調整するために前述のAGC
減算回路(71)に供給する。このときAGC減算回路
(71)への供給タイミングは減算回路(67) (6
8) (69)に後続するアナログスイッチ(AND)
 (aNt) (aNs)に対し、信号処理タイミング
発生部(16B)から与えられる、第16図、第17図
に示す制御信号(ANS+) (ANSz) (八N5
3)によって行なわれる。
Furthermore, the above-mentioned AGC is used to compensate the differential output in the dark, to make it an appropriate gain, and to adjust it to the reference voltage.
The subtraction circuit (71) is supplied with the subtraction circuit (71). At this time, the timing of supply to the AGC subtraction circuit (71) is determined by the timing of supply to the subtraction circuit (67) (6
8) Analog switch (AND) following (69)
(aNt) (aNs), the control signal (ANS+) (ANSz) (8N5) shown in FIGS. 16 and 17 is given from the signal processing timing generator (16B)
3).

その結果、本実施例では第16図及び第17図の画素出
力信号(Vos)に示されるように、暗時出力のサンプ
リングが終わった直後の10番目の画素出力信号の出力
中に、それに代わって黄色温度検出信号(OSY)が、
11番目の画素出力信号の出力中にそれに代わって赤色
温度検出信号(OSR)がそれぞれAGC減算回路(7
1)へ供給される。尚、色温度検出信号(O3I?) 
(OSY)を光電変換部(15)において別設の出力バ
ッファを用いて出力させる方法でなく、第13図に示し
たように遮光画素ホトダイオード(OPD)を利用して
通常の画素出力信号と同一の経路で出力させるようにし
た場合には、10番目及び12727番目素出力信号と
してバッファ(27)から出力される。そこで、これら
の出力は前述の2重サンプリングでノイズ成分の除去、
暗時出力サンプリング値との差をとるによって暗時出力
補償された後、前記Accl算回路(71)へ供給され
る。この場合には、第2、第i減算回路(68) (6
9)やアナログスイッチ(AND) (ANt) (A
N3)は不要となる。
As a result, in this embodiment, as shown in the pixel output signal (Vos) in FIGS. 16 and 17, during the output of the 10th pixel output signal immediately after the sampling of the dark output, the The yellow temperature detection signal (OSY) is
During the output of the 11th pixel output signal, the red temperature detection signal (OSR) is sent to the AGC subtraction circuit (7
1). In addition, the color temperature detection signal (O3I?)
Instead of outputting (OSY) using a separate output buffer in the photoelectric conversion unit (15), a light-shielded pixel photodiode (OPD) is used as shown in Fig. 13 to generate the same signal as a normal pixel output signal. In the case of outputting through the path, the buffer (27) outputs the signals as the 10th and 12727th elementary output signals. Therefore, these outputs are subjected to the aforementioned double sampling to remove noise components,
After the dark time output is compensated by taking the difference from the dark time output sampling value, it is supplied to the Accl calculating circuit (71). In this case, the second, i-th subtraction circuit (68) (6
9) and analog switch (AND) (ANt) (A
N3) becomes unnecessary.

以上でアナログ処理部(18)の説明を終え、次に温度
検出部(19)について説明する。第2図に示すオート
フォーカス検出機構のうち、例えばレンズホルダ(9)
のアクリル材料部分や再結像レンズ(4a) (4b)
を保持する基板(5)等は温度によって膨張して所定部
分の寸法を微妙に変化させたりする。
This concludes the explanation of the analog processing section (18), and next the temperature detection section (19) will be explained. Among the autofocus detection mechanisms shown in Fig. 2, for example, the lens holder (9)
acrylic material part and re-imaging lens (4a) (4b)
The substrate (5) etc. that hold the holder expand depending on the temperature, causing slight changes in the dimensions of a predetermined portion.

これは温度によるオートフォーカス誤差を生じる。This causes autofocus errors due to temperature.

このような点から、温度補償を電気的に行なうべく温度
検出部(19)が設けられるが、この温度検出部(19
)は第21図に示すように電源(Vcc)から所定電位
低い値の前記基準電圧(V ref)とアース間に抵抗
(R1) (Rz)を直列に接続し、その接続中点を演
算増幅器(A、)のプラス入力端子(+)に接続してい
る。マイナス入力端子(−)と出力端は直かに接続する
。ここで、抵抗(Rυは温度係数βRI=5000pp
mのイオン注入型抵抗、(R2)は温度係数βR2= 
500ppa+のポリシリコン抵抗であり、25°Cに
おける抵抗値は(R1)(Ih)とも10 KΩである
。そして、第21図で電源電圧Vcc=13V 、基準
電圧Vref =5vとしたときの温度検出部の出力特
性を第22図に示す。検出出力は抵抗(R+)の両端電
圧で表わされる。
From this point of view, a temperature detection section (19) is provided to electrically perform temperature compensation;
), as shown in Figure 21, a resistor (R1) (Rz) is connected in series between the reference voltage (V ref), which has a predetermined potential lower than the power supply (Vcc), and the ground, and the midpoint of the connection is connected to the operational amplifier. Connected to the positive input terminal (+) of (A,). Connect the negative input terminal (-) and output terminal directly. Here, resistance (Rυ is temperature coefficient βRI = 5000pp
m ion-implanted resistance, (R2) is the temperature coefficient βR2=
It is a polysilicon resistor of 500 ppa+, and the resistance value at 25°C is both (R1) and (Ih) 10 KΩ. FIG. 22 shows the output characteristics of the temperature detection section when the power supply voltage Vcc=13V and the reference voltage Vref=5V in FIG. 21. The detection output is expressed by the voltage across the resistor (R+).

第16図及び第17図のタイムチャートにおいて、AG
C減算回路(71)から出力される画素出力信号(Vo
s)のうち、9番目の出力までは、光電変換素子(12
)の出力信号としてシステムコントローラ(53)へ与
える必要は存しない、システムコントローラ(53)へ
供給すべき信号としては10番目に位置する赤色温度検
出信号(OSR)からである。従って9番目までは画素
出力信号に代わって前記温度検出信号(Vt□)を同一
の出力ラインを通してシステムコントローラ(53)へ
与える。このためAGC減算回路(71)と温度検出回
路(19)の結合点(イ)の手前にそれぞれアナログス
イッチ(ANA) (AN、)が設けられていて、これ
らのアナログスイッチ(ANa) (ANs)に信号処
理タイミング発生部(20a)から、それぞれ第16図
(及び第17図)に示されるゲート信号(ANSa) 
(ANSs)が供給される。
In the time charts of FIGS. 16 and 17, AG
The pixel output signal (Vo
s), up to the 9th output are photoelectric conversion elements (12
) is not necessary to be supplied to the system controller (53) as an output signal.The signal to be supplied to the system controller (53) is from the red temperature detection signal (OSR) located at the 10th position. Therefore, up to the ninth pixel output signal, the temperature detection signal (Vt□) is supplied to the system controller (53) through the same output line. For this reason, analog switches (ANA) (AN,) are provided in front of the connection point (a) between the AGC subtraction circuit (71) and the temperature detection circuit (19), and these analog switches (ANa) (ANs) The gate signal (ANSa) shown in FIG. 16 (and FIG. 17) is generated from the signal processing timing generator (20a) at
(ANSs) is provided.

次に、転送りロック発生部(16)の具体的構成を第2
6図(a)と第26図(b)に示す。そのうち、第26
図(a)はシフトパルス(SH)を形成する部分を、第
26図(b)は転送りロック(φ、)(φ2)をはじめ
、(O3RST) (R3S/■) (O3S/H) 
(ADT)等を発生する部分を示す、第26図(a)に
おいて、(16a)はシステムコントローラ(53)か
らの基本クロック(cp)を分周する第1分周器であり
、その分周出力は(SHM) (ICG)(TINT)
のロジックによりシフトパルス(SH)を形成するシフ
トパルス形成部(16b)の出力でリセットされる第2
分周器(16c)で分周され、([100) (QDI
)(QD2)を発生する。これらの出力は第26図(b
)のデコーダ部(16d)でデコードされデコーダ部(
16d)に後続する回路を通して(φ1)(φz) (
O5RST)等が作成される。
Next, the specific configuration of the transfer lock generating section (16) will be explained in the second section.
This is shown in FIG. 6(a) and FIG. 26(b). Of these, the 26th
Figure (a) shows the part that forms the shift pulse (SH), and Figure 26 (b) shows the transfer lock (φ, ) (φ2), (O3RST) (R3S/■) (O3S/H)
In FIG. 26(a), which shows the part that generates the clock signal (ADT), etc., (16a) is the first frequency divider that divides the basic clock (cp) from the system controller (53); Output is (SHM) (ICG) (TINT)
The second pulse is reset by the output of the shift pulse forming section (16b) which forms the shift pulse (SH) according to the logic of
The frequency is divided by the frequency divider (16c), ([100) (QDI
) (QD2) is generated. These outputs are shown in Figure 26 (b
) is decoded by the decoder unit (16d) of the decoder unit (
(φ1) (φz) (
O5RST) etc. are created.

第27図は信号処理タイミング発生部(20a)の具体
例を示しており、(φt) (SH) (IC5)を入
力して、(ANS r ) 〜(ANSs)と(085
/H) (ADT)を発生する。 (AnT)はシステ
ムコントローラ(53)のA/D 変換をトリガーする
制御信号である。
FIG. 27 shows a specific example of the signal processing timing generation section (20a), which inputs (φt) (SH) (IC5) and generates (ANS r ) ~ (ANSs) and (085
/H) Generates (ADT). (AnT) is a control signal that triggers A/D conversion of the system controller (53).

次に、システムコントローラ(53)の説明を行なう、
システムコントローラ(53)内のA/D変換部(54
)は第23図に示すように形成されており、端子(78
)に前述の光電変換素子(12)からの画素出力信号(
Vout)が入力され、端子(79)に基準電圧(Vr
ef)、端子(80)に(ADT)が入力される。そし
て端子(0+)(0□)・・・(On)からA/D変換
出力が導出される。
Next, the system controller (53) will be explained.
A/D converter (54) in the system controller (53)
) is formed as shown in Fig. 23, and the terminal (78
) is the pixel output signal (
Vout) is input, and the reference voltage (Vr
ef), (ADT) is input to the terminal (80). Then, the A/D conversion output is derived from the terminals (0+) (0□)... (On).

システムコントローラ(53)は、こうしてA/D i
換した色温度検出信号(OSR) (O5Y)のディジ
クル値(Vasll)  (Vosy )の比Rを算出
することで被写体の色温度を検出し、その色温度に応じ
た補正を行なう訳であるが、そのフローチャートを第2
4図に示す、第24図には合焦検出動作全体のフローを
、第25図(a) (b) (c) (d)には、その
うちの特に色温度補正のフローを示す。
The system controller (53) thus performs the A/D i
The color temperature of the subject is detected by calculating the ratio R of the digital values (Vasll) (Vosy) of the converted color temperature detection signal (OSR) (O5Y), and correction is performed according to the color temperature. , the flowchart is shown in the second
4, FIG. 24 shows the overall flow of the focus detection operation, and FIGS. 25 (a), (b), (c), and (d) show the flow of color temperature correction in particular.

まず、第24図を用いて合焦検出動作の概要を説明する
。カメラにおけるシャッター釦の押下により合焦検出動
作がスタートすると、システムコントローラ(53)は
フラグをリセットしてレンズデータ出力部(61)から
色温度補正データを含むレンズデータを入力する。シス
テムコントローラ(53)は積分モードとして、蓄積部
に蓄積を行なわせる積分モード(ST)を設定しく信号
MDI =ローレベル、Mn2−ハイレベル)、最大積
分時間を20a+secに設定する。そして、積分クリ
ア信号(IC5)を発生して積分を開始させる。その際
色温度検出用ホトダイオード(13) (14)の積分
も同時に実行させる。そして、積分終了を示す積分終了
信号(TINT)がローレベルになるのを待ち、ローレ
ベルになれば積分終了とし、それに要する時間を判定す
る。その時間が1m5ec以内であれば次回の積分モー
ドを蓄積部への積分を行なうモード(STモード)とす
べく高鐸度フラブ()ILP)をセットし、時間が1t
sec〜20m5ecであれば次回の積分モードは、今
回と同じとし、20n+sec以内に積分終了信号(T
INT)がローレベルにならなければ次回の積分モード
を受光部への積分を行なうモード(PDモード)とすべ
(低輝度フラグ(LLF)をセットする。そして、いず
れの場合にも、積分完了動作を示すべ(信号(SHM)
を出力し、積分終了信号(T I NT)がローレベル
になるのを待つ、これによって低輝度積分モードで20
秦sec以内に積分が終了しなかった場合だけ、積分終
了信号がローレベルになるのを待つことになり、それ以
外はすでにローレベルとなっている。尚、ハード的にシ
フトパルスにより、画素データはシフトレジスタに送ら
れる。そして、積分終了信号(TINT)カローレベル
であるとシステムコントローラ(53)は、データ入力
モードを設定し、ディジタル信号のAGCデータを入力
する。次に温度データを入力するが、このアナログデー
タに対する^/D変換が信号(ADT)のパルスにより
開始され、この、A/D変換が終了するのを待つ、 A
/D変換が終了した時点で温度データ(SBT)を入力
し、所定のレジスタに格納する。上述したように、この
温度データ入力は、シフトレジスタ(26)の9番目の
データ入力のタイミング(タイムチャート参照)である
(シフトレジスタのデータは入力しない)。
First, an outline of the focus detection operation will be explained using FIG. 24. When the focus detection operation is started by pressing the shutter button on the camera, the system controller (53) resets the flag and inputs lens data including color temperature correction data from the lens data output section (61). The system controller (53) sets an integration mode (ST) in which the storage unit performs storage (signal MDI = low level, Mn2 - high level), and sets the maximum integration time to 20a+sec. Then, an integration clear signal (IC5) is generated to start integration. At this time, the integration of the color temperature detection photodiodes (13) and (14) is also performed at the same time. Then, it waits for the integration end signal (TINT) indicating the end of integration to become low level, and when it becomes low level, it is determined that the integration has ended, and the time required for this is determined. If the time is within 1m5ec, the high-speed flub ()ILP) is set to set the next integration mode to the mode (ST mode) that performs integration into the storage section, and the time is 1t.
sec~20m5ec, the next integration mode will be the same as this time, and the integration end signal (T
If INT) does not go to low level, the next integration mode is set to a mode that performs integration to the light receiving section (PD mode) and the low luminance flag (LLF) is set.In either case, the integration completion operation is performed. (Signal (SHM)
output and wait for the integration end signal (T I NT) to go low level.
Only when the integration is not completed within 9 seconds, it is waited for the integration end signal to become low level; otherwise, it is already low level. Note that pixel data is sent to the shift register by a shift pulse in terms of hardware. If the integration end signal (TINT) is at the low level, the system controller (53) sets the data input mode and inputs the AGC data of the digital signal. Next, temperature data is input, but ^/D conversion for this analog data is started by the pulse of the signal (ADT), and we wait for this A/D conversion to finish.
When the /D conversion is completed, temperature data (SBT) is input and stored in a predetermined register. As described above, this temperature data input is at the timing of the ninth data input of the shift register (26) (see the time chart) (no data is input to the shift register).

次にシステムコントローラ(53)は色温度検出用ホト
ダイオードの数、及び画素出力信号の数を含めた取込デ
ータの画素数をセットし、入力するアナログ信号(Vo
s)のA/D変換を行ない、この終了によって生じる割
込み信号のたびに内部のメモリにデータを格納し、これ
を上記セットした数だけ繰り返す、こうして、メモリ(
55)内に格納された基準部側。)並びに参照部(Ml
)のそれぞれの像に対応したディジタル信号は特開昭6
0−247211号に本出願人が開示しているような相
関演算を用いて両部(M。)(Ml)の像間隔を求める
ことによりディフォーカスdf、を算出する。測距演算
でdf、を算出した後に、温度検出部(19)からの出
力に基づく温度補正も行なう。そこで、βはカメラ自体
の温度補正係数、SBTは温度情報、5BT6は25°
Cのときの基本温度情報である。この温度補正を行なっ
たディフォーカスdfoは被写体の光源が太陽光で与え
られた場合に真の値となるように設定されている。
Next, the system controller (53) sets the number of pixels of the captured data including the number of color temperature detection photodiodes and the number of pixel output signals, and sets the input analog signal (Vo
Perform A/D conversion of s), store data in the internal memory every time an interrupt signal occurs due to the completion of this, and repeat this for the number set above. In this way, the memory (
55) The reference section side stored within. ) as well as the reference part (Ml
) The digital signals corresponding to each image of
The defocus df is calculated by determining the image interval between the two parts (M.) and (Ml) using a correlation calculation as disclosed by the applicant in No. 0-247211. After calculating df by distance measurement calculation, temperature correction is also performed based on the output from the temperature detection section (19). Therefore, β is the temperature correction coefficient of the camera itself, SBT is the temperature information, and 5BT6 is 25°
This is basic temperature information when C. The temperature-corrected defocus dfo is set to take the true value when the light source of the subject is sunlight.

このディフォーカス量df、が所定値Tdf(=2〜3
m)より大の場合は色温度補正値は、それ程大きな値と
はなっていない(約100〜200μ−以下)ため、そ
の補正値自体は大きな影響を持たず、レンズ駆動が行な
われ、再測定が行なわれるときに、所定値Tdf以下の
ディフォー“カスが検出された場合に色温度補正値Δd
fが加えられることになる。こうして色温度補正値Δd
fが加えられた後、合焦判別が行なわれ、合焦範囲内に
あれば合焦表示を行ない、非合焦と判定されると色温度
補正値Δdfをディフォーカス量dfoに加えた検出デ
ィフォーカスldfに従いレンズ駆動を開始し、積分モ
ードの設定を経てIC3発生による積分開始のステップ
以降のルーチンを繰り返す。
This defocus amount df is a predetermined value Tdf (=2 to 3
m), the color temperature correction value is not that large (approximately 100 to 200μ or less), so the correction value itself does not have a large effect, and the lens is driven and remeasured. When defocus is detected below a predetermined value Tdf, the color temperature correction value Δd
f will be added. In this way, the color temperature correction value Δd
After f is added, focus is determined, and if it is within the focus range, an in-focus display is performed, and if it is determined that it is out of focus, the detection diagonal is added by adding the color temperature correction value Δdf to the defocus amount dfo. Lens driving is started in accordance with the focus ldf, and after setting the integration mode, the routine from the step of starting integration by IC3 generation is repeated.

ここで色温度補正の内部での動作について説明を加える
Here, we will add an explanation of the internal operation of color temperature correction.

先にも述べたようにフローチャートのトップ部分でレン
ズの色温度補正データdFLが入力される。
As mentioned earlier, the lens color temperature correction data dFL is input at the top of the flowchart.

この値は、例えばそれぞれのレンズの800nm単色光
源時の550nm (昼光)時に対する色収差量がレン
ズ内のメモリに格納されている。一方、各画素ホトダイ
オードと同時に積分制御され、アナログ処理を施された
色温度検出用ホトダイオードの出力信号(O5R) (
OSY)はシステムコントローラ(53)のA/D変換
部(54)でディジタル化され(Vos*)(Vosv
 )としてメモリ内(55)内に格納されている。シス
テムコントローラ(53)は第25図(a)に示すよう
に、この(Vos* )  (Vosv )の比Rを算
出する。この比Rが所定値、例えば1.8以上のときは
被写体からの入射光は長波長成分が多く、色温度が低い
と判別され、色温度補正データのdFLに所定の係数k
(0≦に1≦1)を乗算し、その色温度補正量Δdfと
する。また、逆に比Rが1.2以下のときは被写体から
の入射光は短波長成分が多く、色温度が低いと判別され
色温度補正データdFLに所定の係数−kt(0≦に2
≦1)を乗算し、その色温度補正量をΔdfとする。比
Rが、1.2〜1.8の間にあるときは、被写体からの
入射光は白昼光に近い成分の光によって積分され、色温
度補正は必要なく、その色温度補正量ΔdfをΔdf 
=Oとする。このように被写体からの光によって、それ
ぞれ決定された色温度補正量Δdfを測距演算により求
めたディフォーカス量df、に対して加算し、真の検出
ディフォーカス量dfを算出する。
This value is, for example, the amount of chromatic aberration of each lens with respect to 550 nm (daylight) when an 800 nm monochromatic light source is stored in the memory within the lens. On the other hand, the output signal (O5R) of the color temperature detection photodiode is integrally controlled simultaneously with each pixel photodiode and subjected to analog processing.
OSY) is digitized by the A/D converter (54) of the system controller (53) and (Vos*) (Vosv
) is stored in the memory (55). The system controller (53) calculates this ratio R of (Vos*) (Vosv) as shown in FIG. 25(a). When this ratio R is a predetermined value, for example 1.8 or more, it is determined that the incident light from the subject has many long wavelength components and has a low color temperature, and a predetermined coefficient k is added to dFL of the color temperature correction data.
Multiply (0≦ and 1≦1) to obtain the color temperature correction amount Δdf. Conversely, when the ratio R is 1.2 or less, it is determined that the incident light from the subject has many short wavelength components and the color temperature is low, and a predetermined coefficient -kt (2 for 0≦) is added to the color temperature correction data dFL.
≦1) and set the color temperature correction amount to Δdf. When the ratio R is between 1.2 and 1.8, the incident light from the subject is integrated by a light component close to daylight, and color temperature correction is not necessary, and the color temperature correction amount Δdf is
=O. The color temperature correction amount Δdf determined based on the light from the object is added to the defocus amount df obtained by the distance measurement calculation to calculate the true detected defocus amount df.

こうして色温度補正は行なわれるが、他の方法としてレ
ンズの種類に応じてレンズデータとして色温度補正の必
要性の有無をもたせておいて第25図(b)におけるフ
ローのように色温度補正を行なうか否かの判別を最初に
行なうことで色温度補正の必要のない場合、余分なフロ
ーを通ることなしに高速化できる。また、それぞれの補
正値を(a)(b)の如くM数的に決定するのでなく、
Rの値に対して連続的に補正値を決定するフローを第2
5図(c)に示す、ここで、Rは短い波長の単波長成分
の被写体に対し無限大を示す可能性があり、それに対し
て光学系の色収差では可視光である限り色収差は当然有
限の値となっている。そのための制限を加えるためにR
≧2.5の場合、Rの値を2.5までに制限し、その補
正量を前述のレンズの色温度ディフォーカス補正量と所
定の係数に、及び比Rとから基準となる昼光色時の1.
5を引いた値との積で決定する。
Color temperature correction is performed in this way, but another method is to include the necessity of color temperature correction as lens data depending on the type of lens, and perform color temperature correction as shown in the flowchart in FIG. 25(b). By first determining whether or not to perform color temperature correction, if color temperature correction is not necessary, speed can be increased without going through an extra flow. Also, instead of determining each correction value in terms of M numbers as in (a) and (b),
The second flow of determining the correction value continuously for the value of R is
As shown in Figure 5 (c), R may show infinity for a subject with a short single wavelength component, whereas in the case of chromatic aberration in an optical system, as long as it is visible light, chromatic aberration is naturally finite. value. To add restrictions for that, R
In the case of ≧2.5, the value of R is limited to 2.5, and the correction amount is determined based on the color temperature defocus correction amount of the lens mentioned above, a predetermined coefficient, and the ratio R at the reference daylight color. 1.
Determined by multiplying by the value subtracted by 5.

次に、第25図(a)のように離散的に行なう場合に、
補正量Δdfの値をレンズ個々にもたせることが可能な
場合には、第25図(d)の如く補正量ΔdfはR≧1
.8のときはdf、、R≦1.2のときはdf8という
具合にレンズ個々にもたせた値df、、artになる。
Next, when performing discretely as shown in FIG. 25(a),
If it is possible to set the value of the correction amount Δdf for each lens, the correction amount Δdf will be R≧1 as shown in FIG. 25(d).
.. When R≦1.2, the value df, . . . art is given to each lens, such as df8 when R≦1.2.

いずれにしても、以上の実施例では可視光内での長波長
成分と短波長成分による色温度を検出して補正を施すの
で合焦検出の精度が高まる。
In any case, in the embodiments described above, the color temperature of long wavelength components and short wavelength components within visible light is detected and corrected, so that the accuracy of focus detection is improved.

発明の効果 本発明によれば、2チツプでイメージセンシングシステ
ムを構成するので、それら相互を接続する外部接続線が
少なくなり、それに伴ってラインの容量が少なくなるの
で、消費電流の増大を招くことがなく高速制御が可能と
なる。また、光電変換素子内で信号処理をして充分なア
ナログ信号として外部へ(システムコントローラへ)供
給できるので、外部ノイズも少なくなる。更に、接続点
数の減少により生産性が向上するという効果もあり、本
発明は極めて有用である。
Effects of the Invention According to the present invention, since an image sensing system is configured with two chips, the number of external connection lines connecting them to each other is reduced, and the line capacity is accordingly reduced, which does not lead to an increase in current consumption. This enables high-speed control. Furthermore, since the signal can be processed within the photoelectric conversion element and supplied to the outside (to the system controller) as a sufficient analog signal, external noise is also reduced. Furthermore, the present invention has the effect of improving productivity by reducing the number of connection points, making the present invention extremely useful.

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

図はいずれも本発明に関するものであって、第1図は本
発明のイメージセンシングシステムをカメラの焦点検出
用として用いる場合の光学系の原理図である。第2図は
そのセンサーモジュールの分解斜視図であり、第3図は
光電変換素子の概略構成図である。第4図及び第5図は
色温度検出用ホトダイオードに関する分光感度を説明す
るための特性図である。第6図は光電変換素子のブロッ
ク回路図であり、第7図はその光電変換部の回路構成を
示す図である。第8図は第7図の一部についての拡大図
であり、第9図は第8図のA−A ’線断面図である。 第10図は画素ホトダイオードの物理的構造を示す構造
図である。第11図は第7図におけるシフトレジスタの
出力部の構造を従来例と対比して示す図である。第12
図は光電変換部の光入射方向からみた概略形状を示す図
である。第13図は第8図に対応する他の実施例の図で
ある。 第14図はイメージセンシングシステムの全体の構成を
示すブロック回路図であり、第15図はその一部分の具
体的回路図である。第16図、第17図はそれぞれ低輝
度積分モード時と高輝度積分モード時における第14図
の各部分信号のタイムチャートである。第18図は第1
4図におけるアナログ処理部の動作を説明するための各
種信号波形図である。第19図、第20図はそれぞれ低
輝度積分モード時と高輝度積分モード時における光電変
換部の物理的動作を示す図である。第21図は温度検出
部の具体的回路図であり、第22図はその出力特性図で
ある。 第23図はシステムコントローラのA/D変換部の回路
構成図である。第24図はシステムコントローラの動作
を示すフローチャートであり、第25図はその一部分を
詳細に示すフローチャートである。第26図は転送りロ
ック発生部の具体的回路図であり、第27図は信号処理
タイミング発生部の具体的■路図である。 (12)・・・光電変換素子、(15)・・・光電変換
部、(16)・・・データ出力制御部、(16A)・・
・転送りロック発生部、(16B)・・・信号処理タイ
ミング発生部、(53)・・・システムコントローラ、
(54)・・・A/D lli換部。
All figures relate to the present invention, and FIG. 1 is a principle diagram of an optical system when the image sensing system of the present invention is used for focus detection of a camera. FIG. 2 is an exploded perspective view of the sensor module, and FIG. 3 is a schematic configuration diagram of the photoelectric conversion element. FIGS. 4 and 5 are characteristic diagrams for explaining the spectral sensitivity of the color temperature detection photodiode. FIG. 6 is a block circuit diagram of the photoelectric conversion element, and FIG. 7 is a diagram showing the circuit configuration of the photoelectric conversion section. FIG. 8 is an enlarged view of a part of FIG. 7, and FIG. 9 is a sectional view taken along the line AA' in FIG. FIG. 10 is a structural diagram showing the physical structure of a pixel photodiode. FIG. 11 is a diagram showing the structure of the output section of the shift register in FIG. 7 in comparison with a conventional example. 12th
The figure is a diagram showing a schematic shape of a photoelectric conversion unit viewed from the light incident direction. FIG. 13 is a diagram of another embodiment corresponding to FIG. 8. FIG. 14 is a block circuit diagram showing the overall configuration of the image sensing system, and FIG. 15 is a specific circuit diagram of a portion thereof. 16 and 17 are time charts of each partial signal of FIG. 14 in the low-luminance integration mode and the high-luminance integration mode, respectively. Figure 18 is the first
5 is a diagram of various signal waveforms for explaining the operation of the analog processing section in FIG. 4. FIG. FIGS. 19 and 20 are diagrams showing the physical operation of the photoelectric conversion section in the low-brightness integration mode and the high-brightness integration mode, respectively. FIG. 21 is a specific circuit diagram of the temperature detection section, and FIG. 22 is its output characteristic diagram. FIG. 23 is a circuit diagram of the A/D conversion section of the system controller. FIG. 24 is a flowchart showing the operation of the system controller, and FIG. 25 is a flowchart showing a portion thereof in detail. FIG. 26 is a specific circuit diagram of the transfer lock generation section, and FIG. 27 is a specific circuit diagram of the signal processing timing generation section. (12)...Photoelectric conversion element, (15)...Photoelectric conversion section, (16)...Data output control section, (16A)...
・Transfer lock generation unit, (16B)...Signal processing timing generation unit, (53)...System controller,
(54)...A/D lli exchange part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)1チップとして形成された光電変換素子と、該光
電変換素子からのアナログ出力信号をA/D変換するA
/D変換機能を有する1チップで形成されたシステムコ
ントローラとからなり、更に前記光電変換素子は光電変
換部と、前記システムコントローラからの制御信号に基
づいて前記光電変換部を制御する制御部と、前記光電変
換部の出力をアナログ信号処理するアナログ処理部を有
することを特徴とするイメージセンシングシステム。
(1) A photoelectric conversion element formed as one chip and A/D converter for analog output signals from the photoelectric conversion element
a system controller formed in one chip having a /D conversion function; further, the photoelectric conversion element includes a photoelectric conversion section; a control section that controls the photoelectric conversion section based on a control signal from the system controller; An image sensing system comprising an analog processing section that processes the output of the photoelectric conversion section into an analog signal.
JP62000950A 1987-01-06 1987-01-06 Image sensing system Pending JPS63169183A (en)

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US07/437,271 US5097339A (en) 1987-01-06 1989-11-16 Single chip solid state image sensing devices
US07/437,526 US5010409A (en) 1987-01-06 1989-11-16 Image sensing system
US07/712,094 US5115321A (en) 1987-01-06 1991-06-07 Image sensing system
US07/742,558 US5144449A (en) 1987-01-06 1991-08-09 Image sensing system
US07/774,168 US5227834A (en) 1987-01-06 1991-10-15 Image sensing system having a one chip solid state image device
US08/090,008 US5371567A (en) 1987-01-06 1993-07-12 Image sensing system
US08/319,632 US5469239A (en) 1987-01-06 1994-10-07 Image sensing system

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0715672A (en) * 1993-06-17 1995-01-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Solid-state image pickup device and driving method

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