JPH021698A - Charge storage type photoelectric conversion device - Google Patents

Charge storage type photoelectric conversion device

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JPH021698A
JPH021698A JP63272842A JP27284288A JPH021698A JP H021698 A JPH021698 A JP H021698A JP 63272842 A JP63272842 A JP 63272842A JP 27284288 A JP27284288 A JP 27284288A JP H021698 A JPH021698 A JP H021698A
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JP
Japan
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charge
photoelectric conversion
signal
integration
island
Prior art date
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Application number
JP63272842A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuji Ishida
石田 徳治
Toshio Norita
寿夫 糊田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH021698A publication Critical patent/JPH021698A/en
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  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the output of good S/N by switching and controlling the charge storage mode of photoelectric conversion element train by a charge storage control part. CONSTITUTION:The title device is provided with the photoelectric conversion element trains 1a to 1c capable of operating in the different charge storage modes and the charge storage control parts 2a to 2c to control the charge storage operation of every element train and the charge storage mode of the element trains 1a to 1c is switched and controlled under the control of the control parts 2a to 2c. At the time of low luminance, when the device is controlled so that charge storage is performed by light receiving element trains PDa to PDc of less generation of a dark time charge, and the stored charge is held in charge storage element trains STa to STc, the influence of the dark time charge can be reduced. At the time of high luminance, when the device is controlled so that the charge storage is performed by the element trains STa to STc of smaller areas than the element trains PDa to PDc, and the stoted charge is held by the element trains STa to STc, the read-out time of the stored charge can be shortened. Thus, the output of good S/N can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電荷蓄積型の光電変換装置に関するものであ
り;複数の焦点検出領域を有する自動焦点カメラの焦点
検出素子として特に適するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a charge accumulation type photoelectric conversion device; it is particularly suitable as a focus detection element of an autofocus camera having a plurality of focus detection areas. .

[従来の技術] 従来、CODラインセンサーのような電荷蓄積型の光電
変換素子をカメラの焦点検出素子として用いることが提
案されている。CODラインセンサーは、受光素子列と
、受光素子列から得られる電荷を蓄積する電荷蓄積素子
列と、電荷蓄積素子列の蓄積電荷を並列的に移送され転
送りロックに従って直列的に読み出す電荷転送素子列を
含み、受光素子列が配列されたライン上のn変分布を検
出することができ、輝度分布データを自己走査型で読み
出すことができるので、焦点検出素子としては極めて好
適なものである。しかしながら、CCDラインセンサー
は受光した光の絶対量を検出しているものではなく、電
荷蓄積素子列に蓄積された電荷の相対値を見ることによ
り、受光素子列に照射された光の輝度分布を知るように
なっているのて、受光する光が強すぎると電荷蓄積素子
列からの出力が飽和して出力信号が歪み、また、受光す
る光が弱すぎると電荷蓄積素子列からの出力が低くなっ
て、S/N比が悪くなるという問題がある。そこで、輝
度モニター用の受光素子を、受光素子列の近傍に、より
好ましくは各受光素子の間に配して、その輝度モニター
出力に応じて電荷蓄積素子列への電荷の蓄積時間を制御
し、輝度が高いときには電荷の蓄積時間を短くし、■度
が低いときには電荷の蓄積時間を長くして、電荷の蓄積
量が適当な値となるように制御することが提案されてい
る。
[Prior Art] Conventionally, it has been proposed to use a charge accumulation type photoelectric conversion element such as a COD line sensor as a focus detection element of a camera. A COD line sensor consists of a light-receiving element array, a charge storage element array that accumulates charges obtained from the light-receiving element array, and a charge transfer element that transfers the accumulated charges in the charge storage element array in parallel and reads them out in series according to a lock. It is extremely suitable as a focus detection element because it can detect an n-variant distribution on a line in which light-receiving element arrays are arranged, and can read out luminance distribution data in a self-scanning manner. However, the CCD line sensor does not detect the absolute amount of light received, but rather detects the brightness distribution of the light irradiated onto the light receiving element array by looking at the relative value of the charge accumulated in the charge storage element array. We have come to know that if the received light is too strong, the output from the charge storage element array will be saturated and the output signal will be distorted, and if the received light is too weak, the output from the charge storage element array will be low. Therefore, there is a problem that the S/N ratio deteriorates. Therefore, a light-receiving element for brightness monitoring is arranged near the light-receiving element row, more preferably between each light-receiving element, and the charge accumulation time in the charge storage element row is controlled according to the brightness monitor output. It has been proposed to control the charge accumulation amount to an appropriate value by shortening the charge accumulation time when the luminance is high and increasing the charge accumulation time when the luminance is low.

また、特開昭60−256279号公報には、1ライン
のCCDラインセンサーについて、受光素子列を複数の
ブロックに分け、各ブロック毎に光量モニターを配置し
、最も明るいブロックについて電荷蓄積時間の制御を行
うことが提案されているが、各ブロックは離散的に配置
されているものではなく、1ライン上に近接して配置さ
れているものであり、ブロック間の光量差は余り大きく
ない。また、光量に応じて電荷蓄積時間の制御方式を切
り換えるものではない。
In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. 60-256279 discloses that for a one-line CCD line sensor, the light-receiving element array is divided into a plurality of blocks, a light amount monitor is placed in each block, and the charge accumulation time is controlled for the brightest block. However, the blocks are not arranged discretely, but are arranged close to each other on one line, and the difference in light amount between the blocks is not very large. Further, the control method for charge accumulation time is not switched depending on the amount of light.

[発明が解決しようとする課題] ところで、複数の焦点検出領域を有する自動焦点カメラ
では、複数のCCDラインセンサーを離散的に配置する
必要がある。この場合、各焦点検出領域では異なる被写
体を捕らえていることになるので、各CCDラインセン
サーに結像される被写体像も夫々異なり、その輝度も夫
々異なることになる。したがって、画面全体の平均輝度
に応じて各CCDラインセンサーの電荷蓄積時間を制御
していると、電荷蓄積時間が適正値よりも長過ぎて出力
が飽和したり、短過ぎてS/N比が低下したりすること
があった。そして、このように、CCDラインセンサー
の出力が飽和したり、S/N比が低下したりすると、正
確な自動焦点検出ができなくなるという問題があり、誤
焦点検出となることがあった。
[Problems to be Solved by the Invention] Incidentally, in an autofocus camera having a plurality of focus detection areas, it is necessary to discretely arrange a plurality of CCD line sensors. In this case, since different objects are captured in each focus detection area, the object images formed on each CCD line sensor are also different, and the brightness thereof is also different. Therefore, if the charge accumulation time of each CCD line sensor is controlled according to the average brightness of the entire screen, the charge accumulation time may be too long than the appropriate value and the output will be saturated, or it may be too short and the S/N ratio will be reduced. There were times when it decreased. As described above, when the output of the CCD line sensor becomes saturated or the S/N ratio decreases, there is a problem in that accurate automatic focus detection becomes impossible, resulting in incorrect focus detection.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、複数の光電変換素子列の電荷M
積動作を適正に制御できるようにした電荷蓄積型の光電
変換装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of these points, and its purpose is to reduce the charge M of a plurality of photoelectric conversion element arrays.
It is an object of the present invention to provide a charge storage type photoelectric conversion device in which a product operation can be appropriately controlled.

[課題を解決するための手段] 本発明に係る電荷蓄積型の光電変換装置にあっては、上
記の課題を解決するために、第1図に示すように、異な
る電荷蓄積モードで動作可能な複数の光電変換素子列1
a〜1cと、各光電変換素子列18〜1cの電荷蓄積動
作の制御を行う電荷蓄積制御部2a〜2cとを備え、各
光電変換素子列1a〜1cは電荷蓄積制御部2a〜2c
の制御下にて電荷蓄積モードを切換制御されることを特
徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the charge storage type photoelectric conversion device according to the present invention has a charge storage type photoelectric conversion device that can operate in different charge storage modes, as shown in FIG. Multiple photoelectric conversion element rows 1
a to 1c, and charge accumulation control units 2a to 2c that control the charge accumulation operation of each photoelectric conversion element array 18 to 1c, and each photoelectric conversion element array 1a to 1c includes a charge accumulation control unit 2a to 2c.
It is characterized in that the charge accumulation mode is switched and controlled under the control of.

ここで、電荷蓄積モードは光電変換素子列1a〜1cへ
の入射光量又は・電荷蓄積時間の長さに基づいて切り換
えることが好ましい。この電荷蓄積モードの切り換えに
ヒステリシス特性を持たせれば、つまり、低輝度用の電
荷蓄積モードから高輝度用の電荷蓄積モードへの切り換
えを行う輝度よりも、高輝度用の電荷蓄積モードから低
輝度用の電荷蓄積モードへの切り換えを行う輝度を低く
設定すれば、電荷蓄積モードの切換頻度を少なくするこ
とができる。
Here, the charge accumulation mode is preferably switched based on the amount of light incident on the photoelectric conversion element arrays 1a to 1c or the length of the charge accumulation time. If a hysteresis characteristic is provided for switching this charge accumulation mode, in other words, the switching from the high-luminance charge accumulation mode to the low-luminance charge accumulation mode will By setting the brightness at which the charge accumulation mode is switched to a low value, the frequency of switching the charge accumulation mode can be reduced.

また、低輝度用の電荷蓄積モードは各光電変換素子列1
a〜1cが同一の電荷蓄積時間で制御されるモードとし
、高輝度用の電荷蓄積モードは各光電変換素子列1a〜
1cがそれぞれ別々の電荷蓄積時間で制御されるモード
とすることが好ましい。
In addition, the charge accumulation mode for low brightness is
A to 1c are controlled by the same charge accumulation time, and the charge accumulation mode for high brightness is controlled by each photoelectric conversion element array 1a to 1c.
It is preferable to adopt a mode in which each of the charge accumulation times 1c is controlled by a separate charge accumulation time.

さらに、低輝度用の電荷蓄積モードでは光電変換素子列
18〜1cにおける受光素子列PDa〜PDcにて電荷
蓄積を行い蓄積電荷を電荷蓄積素子列STa〜STcに
て保持し、高輝度用の電荷蓄績モードでは電荷蓄積素子
列STa〜STcにて電荷蓄積を行い蓄積電荷を電荷蓄
積素子列STa〜STcにて保持することが好ましい。
Furthermore, in the charge accumulation mode for low luminance, charge is accumulated in the light receiving element arrays PDa to PDc in the photoelectric conversion element arrays 18 to 1c, and the accumulated charges are held in the charge storage element arrays STa to STc, and the charges for high luminance are stored. In the record storage mode, it is preferable that charges are accumulated in the charge storage element arrays STa to STc and the accumulated charges are held in the charge storage element arrays STa to STc.

し作用] 本発明の電荷蓄積型の光電変換装置において、入射光量
に応じて電荷蓄積モードを切換制御する場合の動作につ
いて説明する。
Operation] In the charge accumulation type photoelectric conversion device of the present invention, the operation when controlling the charge accumulation mode to be switched according to the amount of incident light will be described.

まず、入射光量が大きい場合(高輝度時)においては、
電荷蓄積時間が比較的短く、電荷蓄積動作中における暗
時電荷の影響が少ないので、各光電変換素子列1a〜1
cの電荷蓄積時間は、出力が飽和しない限度内、で長い
時間で、且つそれぞれの入射光量に応じた時間で制御さ
れる6本発明の光電変換装置は、光電変換素子列18〜
1cが設けられた部分の輝度分布?相対的に検出するも
のであるから、出力が飽和しない限度内において電荷蓄
積時間を長く設定することにより、S/N比が改善され
、輝度分布のデータを正確に検出することができる。蓄
積電荷の読出は全ての光電変換素子列の電荷蓄積動作が
完了した後に行われ、先に電荷蓄積動作を終了した光電
変換素子列は、他の光電変換素子列の電荷蓄積動作が終
了するまで待機していることになるが、高輝度時には電
荷蓄積時間が比較的短いので、待機中に蓄積された暗時
電荷によりS/N比が劣化する恐れは少ない、また、電
荷蓄積素子列STa〜STcを受光素子列PDa〜PD
cよりも小面積とし、蓄積電荷保持中のポテンシャルを
高く設定すれば、待機中の暗時電荷の発生を少なくする
ことができる。
First, when the amount of incident light is large (at high brightness),
Since the charge accumulation time is relatively short and the influence of dark charges during charge accumulation operation is small, each photoelectric conversion element array 1a to 1
The charge accumulation time of c is controlled to be a long time within a limit that does not saturate the output, and at a time corresponding to the amount of incident light.6 The photoelectric conversion device of the present invention includes photoelectric conversion element arrays 18 to
Luminance distribution of the part where 1c is provided? Since the detection is performed relatively, the S/N ratio can be improved by setting the charge accumulation time to be long within the limit where the output is not saturated, and the brightness distribution data can be detected accurately. The stored charge is read out after the charge accumulation operation of all the photoelectric conversion element rows is completed, and the photoelectric conversion element row that finished the charge storage operation first is read out until the charge storage operation of the other photoelectric conversion element rows is completed. Although it is on standby, the charge storage time is relatively short at high brightness, so there is little risk that the S/N ratio will deteriorate due to dark charge accumulated during standby. STc is the photodetector array PDa to PD
By making the area smaller than c and setting the potential while holding the accumulated charges high, it is possible to reduce the generation of dark charges during standby.

一方、入射光量が小さい場合(低輝度時)においては、
電荷蓄積時間が比較的長く、電荷蓄積動作中における暗
時電荷の影響が大きくなるので、各光電変換素子列1a
〜1cは同一の電荷蓄積時間で制御される。つまり、1
つの光電変換素子列が電荷蓄積動作を終了した時点で他
の光電変換素子列も同時に電荷蓄積動作を終了するが、
又は、いずれの光電変換素子列も電荷蓄積動作を終了し
ないまま所定時間が経過した時点で全ての光電変換素子
列が電荷蓄積動作を終了する。したがって、先に電荷蓄
積動作を終了した光電変換素子列は、他の光電変換素子
列の電荷蓄積動作が終了するまで待機する必要はなく、
この状態で各光電変換素子列にそれぞれの入射光量に応
じたゲインを供給するので、待機中に蓄積された暗時電
荷によりS/N比が劣化することはない。
On the other hand, when the amount of incident light is small (low brightness),
Since the charge accumulation time is relatively long and the influence of dark charges during the charge accumulation operation is large, each photoelectric conversion element array 1a
~1c are controlled with the same charge accumulation time. In other words, 1
When one photoelectric conversion element array finishes its charge accumulation operation, the other photoelectric conversion element arrays also finish their charge accumulation operation at the same time.
Alternatively, when a predetermined period of time has elapsed without any of the photoelectric conversion element arrays completing their charge accumulation operations, all of the photoelectric conversion element arrays complete their charge accumulation operations. Therefore, the photoelectric conversion element array that has completed its charge accumulation operation first does not need to wait until the charge accumulation operation of the other photoelectric conversion element arrays has been completed.
In this state, a gain corresponding to the amount of incident light is supplied to each photoelectric conversion element array, so that the S/N ratio does not deteriorate due to dark charges accumulated during standby.

そのほか、低輝度時には暗時電荷の発生が少ない受光素
子列PDa〜PDcにて電荷蓄積を行い蓄積電荷を電荷
蓄積素子列STa〜STcにて保持するように制御すれ
ば暗時電荷の影響を少なくすることができ、高輝度時に
は受光素子列PDa〜PDCよりも面積の小さい電荷蓄
積素子列STa〜STcにて電荷蓄積を行い蓄積電荷を
電荷蓄積素子列STa〜STcにて保持するように制御
すれば蓄積電荷の読出時間を短縮することができる。
In addition, at low brightness, the influence of dark charges can be reduced by controlling the charge accumulation in the photodetector arrays PDa to PDc, where less charge is generated in the dark, and holding the accumulated charges in the charge storage element arrays STa to STc. At high brightness, the charge storage element arrays STa to STc, which have a smaller area than the light receiving element arrays PDa to PDC, perform charge storage, and control is performed so that the accumulated charges are held in the charge storage element arrays STa to STc. For example, the readout time of accumulated charges can be shortened.

本発明の更に詳しい構成及び作用については、以下の実
施例の説明において詳述する。
More detailed structure and operation of the present invention will be explained in detail in the following description of the embodiments.

[実施例] 本発明の光電変換装置を用いた自動焦点検出機能付きの
一眼レフカメラにおける焦点検出用光学系について第2
図及び第3図により説明する。−眼レフカメラのカメラ
本体には、光軸1o上に撮影レンズ11が設けられ、該
撮影レンズ11の後方に主ミラー12が上向き45度に
設けられ、主ミラー12の後方にフィルム露光面13が
設けられていて、撮影レンズ11を通過した撮影用光束
が主ミラー12で上方に反射されて、焦点板で結像され
、ペンタプリズムを介してファインダー光学系に導かれ
るようになっている。
[Example] Second example about the optical system for focus detection in a single-lens reflex camera with an automatic focus detection function using the photoelectric conversion device of the present invention
This will be explained with reference to the drawings and FIG. - The camera body of the eye reflex camera is provided with a photographing lens 11 on the optical axis 1o, a main mirror 12 is provided at an upward angle of 45 degrees behind the photographic lens 11, and a film exposure surface 13 is provided behind the main mirror 12. A photographing light beam passing through a photographing lens 11 is reflected upward by a main mirror 12, formed into an image by a focus plate, and guided to a finder optical system via a pentaprism.

主ミラー12は、少なくとも一部がハーフミラ−に形成
されていて、主ミラー12のハーフミラ一部とフィルム
露光面13との間には、主ミラー12の背面部に回動軸
が枢着された副ミラー14が下向き45度に設けられ、
主ミラー12のハーフミラ一部を透過した焦点検出用光
束を副ミラー14で下方に反射して、カメラ本体のミラ
ーボックス下部に配置された焦点検出装置15に導くよ
うになる。
At least a part of the main mirror 12 is formed into a half mirror, and a rotation shaft is pivotally attached to the back surface of the main mirror 12 between the half mirror part of the main mirror 12 and the film exposure surface 13. A secondary mirror 14 is provided downward at 45 degrees,
The focus detection light flux that has passed through a part of the half mirror of the main mirror 12 is reflected downward by the sub mirror 14 and guided to a focus detection device 15 disposed at the bottom of the mirror box of the camera body.

撮影時には、主ミラー12及び副ミラー14は、前上方
に回動されて光軸10上から退避し、撮影レンズ11を
通過した撮影用光束はフィルム露光面13に結像して、
フィルム露光面13に画像的露光を与えるようになる。
During photography, the main mirror 12 and the secondary mirror 14 are rotated forward and upward to retreat from above the optical axis 10, and the photographing light flux that has passed through the photographic lens 11 forms an image on the film exposure surface 13.
This provides imagewise exposure to the exposed film surface 13.

・上記焦点検出装置15には、3個の光電変換素子列1
6a、16b、16cを備えるAPセンサー17が設け
られている。光電変換素子列1.6a〜16cのうち、
1個の光電変換素子列16aは、光軸10を含む水平位
置に配置され、2個の光電変換素子列16b、16cは
、光電変換素子列16aの両側方で光軸10を含まない
垂直位置に配置されている。光電変換素子列16b、1
6cは、光電変換素子列16aに対して略90度に配向
されている。
- The focus detection device 15 includes three photoelectric conversion element rows 1.
An AP sensor 17 comprising 6a, 16b and 16c is provided. Among the photoelectric conversion element rows 1.6a to 16c,
One photoelectric conversion element row 16a is arranged at a horizontal position that includes the optical axis 10, and two photoelectric conversion element rows 16b and 16c are arranged at vertical positions that do not include the optical axis 10 on both sides of the photoelectric conversion element row 16a. It is located in Photoelectric conversion element array 16b, 1
6c is oriented at approximately 90 degrees with respect to the photoelectric conversion element array 16a.

AFセンサー1”7の前方にはセパレータレンズ板18
が設けられ、セパレータレンズ板18には、光電変換素
子列16a〜16cに対応するセパレータレンズ18a
〜18cが一体的に形成されている。
In front of the AF sensor 1”7 is a separator lens plate 18.
are provided, and the separator lens plate 18 has separator lenses 18a corresponding to the photoelectric conversion element arrays 16a to 16c.
-18c are integrally formed.

セパレータレンズ板18の直前には絞りマスク1つが設
けられ、絞りマスク1つには、セパレータレンズ18a
〜18cに対応する開口19a〜19cが形成されてい
る。絞りマスク19と副ミラー14とに対向する反射ミ
ラー20が設けられ、反射ミラー20は副ミラー14で
下方へ反射された焦点検出用光束を、絞りマスク開口1
9a〜19c、セパレータレンズ18a〜18cを介し
て光電変換素子列16a〜16cに導くようになってい
る。反射ミラー20と副ミラー14との間には、絞りマ
スク開口19a〜19cに対向するコンデンサレンズ2
1a〜21cが設けられ、コンデンサレンズ218〜2
1cの上面には、焦点検出用光束を、位置と方向が異な
る光電変換素子列16a〜16cに対応させるように分
離するための開口22a〜22cを有する視野マスク2
2が設けられている。
One aperture mask is provided immediately before the separator lens plate 18, and one aperture mask includes the separator lens 18a.
Openings 19a to 19c corresponding to 18c are formed. A reflection mirror 20 facing the aperture mask 19 and the sub mirror 14 is provided, and the reflection mirror 20 directs the focus detection light beam reflected downward by the sub mirror 14 to the aperture mask aperture 1.
9a to 19c and separator lenses 18a to 18c to lead to photoelectric conversion element arrays 16a to 16c. Between the reflection mirror 20 and the sub-mirror 14, there is a condenser lens 2 facing the aperture mask openings 19a to 19c.
1a to 21c are provided, and condenser lenses 218 to 2
A field mask 2 has openings 22a to 22c on the upper surface of 1c for separating the focus detection light beam so as to correspond to the photoelectric conversion element arrays 16a to 16c having different positions and directions.
2 is provided.

焦点検出の原理はTTL位相差検出方式であって、撮影
レンズ11の射出諺面の互いに異なる領域11aとll
b、llcとlidを通過する基準部光束a(第3図の
破線で示す)と参照部光束b(第3図の実線で示す)と
を、各光電変換素子列16a〜16cにおける基準部A
及び参照部Bでそれぞれ受光して、像の光分布パターン
を電気信号に変換し、それらの相関関係を相関器(図示
せず)で求めて自動焦点検出を行い、相関器からのずれ
信号に基づいて駆動機構で撮影レンズ11を前後動させ
ることにより、自動焦点調節を行うものである。
The principle of focus detection is the TTL phase difference detection method, in which different areas 11a and ll of the exit surface of the photographing lens 11 are used.
The reference portion light flux a (indicated by the broken line in FIG. 3) and the reference portion light beam b (indicated by the solid line in FIG. 3) passing through the reference portion A in each of the photoelectric conversion element rows 16a to 16c are
and the reference part B, convert the light distribution pattern of the image into an electrical signal, calculate the correlation between them with a correlator (not shown), perform automatic focus detection, and convert it into a shift signal from the correlator. Automatic focus adjustment is performed by moving the photographic lens 11 back and forth using a drive mechanism based on this.

第2図の焦点検出光学系では、水平位置の光電変換素子
列16aに加えて、垂直位置の光電変換素子列16b、
16cが設けられているので、水平方向と垂直方向の焦
点検出が同時に行えることにより、水平線などの焦点検
出も可能となったのである。
In the focus detection optical system of FIG. 2, in addition to the horizontally positioned photoelectric conversion element array 16a, the vertically positioned photoelectric conversion element array 16b,
16c, horizontal and vertical focus detection can be performed at the same time, making it possible to detect focus on horizontal lines and the like.

第4図は本実施例のAFセンサー17を用いたカメラの
撮影画面に対する焦点検出エリア及びファインダー内の
表示を示している。この例では撮影画面Sに対して画面
中央部の実線で示す3つの領域ISI、IS2、I S
3(以下、夫々第1アイランド、第2アイランド、第3
アイランドと呼ぶ)の被写体に対して焦点検出を行うこ
とができる。
FIG. 4 shows the focus detection area and the display in the finder for the photographing screen of the camera using the AF sensor 17 of this embodiment. In this example, three areas ISI, IS2, and IS shown by solid lines in the center of the screen are shown on the shooting screen S.
3 (hereinafter referred to as the first island, the second island, and the third island, respectively)
It is possible to perform focus detection on objects (referred to as islands).

図中破線で示している長方形の枠AFは、焦点検出を行
っている領域を撮影者に示すべく表示されるものである
。撮影画面Sの外に示されている表示Lbは焦点検出状
態を示し、合焦時に点灯する。
A rectangular frame AF indicated by a broken line in the figure is displayed to show the photographer the area where focus detection is being performed. A display Lb shown outside the photographing screen S indicates the focus detection state and lights up when the camera is in focus.

第5図は、この焦点検出装置に用いるCCDの受光部(
受光部と蓄積部と転送部を含めてCCDと呼ぶことにす
る)を示している。第5図の各アイランドエS1、IS
2、IS3に対して、基準部及び参照部を夫々設けてお
り、また、夫々のアイランドISI、IS2、IS3に
CCDの蓄積部への積分時間を制御するためのモニター
用の受光素子MPDI、MPD2、MPD3を夫々設け
ている。各アイランドIS1、IS2、IS3の基準部
及び参照部の画素数(X、Y)は、アイランドISIで
は(34,44)、アイランドIS2では(44,52
)、アイランドIS3では(34,44)となっている
、これらは、全てワンチップ上に形成されている。
Figure 5 shows the light receiving section (of the CCD) used in this focus detection device.
(hereinafter referred to as a CCD including the light receiving section, storage section, and transfer section). Each island S1, IS in Figure 5
2. A standard part and a reference part are provided for IS3, and light receiving elements MPDI and MPD2 for monitoring are provided for each island ISI, IS2, and IS3 to control the integration time to the storage part of the CCD. , MPD3 are provided respectively. The number of pixels (X, Y) in the standard part and reference part of each island IS1, IS2, and IS3 is (34, 44) for island ISI, and (44, 52) for island IS2.
) and (34, 44) in island IS3, all of which are formed on one chip.

本実施例における焦点検出装置では、上述の3つのアイ
ランドISI〜IS3のCCDにおける基準部を複数の
ブロックに分割し、この分割したブロックの基準部と参
照部の全てとを比較して焦点検出を行う。各アイランド
では分割したブロックで得られた焦点検出の結果のうち
、最も後ピンのデータを各アイランドの焦点検出データ
とし、さらに各アイランドの焦点検出データを元にカメ
ラの焦点検出データを算出する。
In the focus detection device in this embodiment, the reference portion of the CCD of the three islands ISI to IS3 is divided into a plurality of blocks, and the focus detection is performed by comparing the reference portion of the divided blocks with all of the reference portions. conduct. In each island, among the focus detection results obtained in the divided blocks, the data of the rearmost focus is used as the focus detection data of each island, and further, the focus detection data of the camera is calculated based on the focus detection data of each island.

この分割する範囲及び分割したブロックのデフォーカス
範囲を第6図乃至第8図に示し、説明する。
The range to be divided and the defocus range of the divided blocks are shown and explained in FIGS. 6 to 8.

第6図は、第4図に示した撮影画面S上での焦点検出エ
リアを拡大して示したものである。焦点検出用の各アイ
ランドISI、IS2、IS3は、第5図に示した基準
部の領域である。なお、第6図において、各アイランド
に示している数値は、第5図に示したCCDの画素の3
つ置きの差分を取った差分データの数を示す(差分デー
タは、2つ又は1つ置きでも良い。但し、このとき上記
数値は異なる。)、シたがって、各アイランドにおける
基準部と参照部の差分データの数(x、y)は、アイラ
ンドISIでは(30,40)、アイランドIS2では
(40,48>、アイランドIS3では(30,40)
となる、各アイランドでの分割であるが、アイランドI
SIでは2つに分け、上端の差分データから(1〜20
>、(11〜30)とし、夫々第1ブロツクBL1、第
2ブロツクBL2とする。アイランドIS2では3つに
分け、左端の差分データから(1〜20)、(11〜3
0)、(21〜40)とし、夫々第3ブロツクBj3、
第4ブロツクBL4、第5ブロツクBL5とする。また
、全画素について7つ置きに差分を取ったデータの隣接
データの相(1〜35)を第6ブロツクBL6とし、こ
のデータ列の前部(1〜25)を第7ブロツクBL7、
後部(11〜35)を第8ブロツクBL8とする。アイ
ランドIS3では、上端の差分データから(1〜20)
、(11〜30)の2つとし、夫々第9ブロツクBL9
、第10ブロツクBLIOとする。
FIG. 6 shows an enlarged view of the focus detection area on the photographing screen S shown in FIG. Each of the focus detection islands ISI, IS2, and IS3 is an area of the reference section shown in FIG. In addition, in FIG. 6, the numerical values shown for each island correspond to 3 of the pixels of the CCD shown in FIG.
Indicates the number of difference data obtained by taking every second difference (difference data may be every second or every second. However, in this case, the above numerical value will be different), therefore, the reference part and the reference part in each island. The number of differential data (x, y) is (30, 40) for island ISI, (40, 48> for island IS2, and (30, 40) for island IS3.
The division on each island is as follows, but island I
In SI, it is divided into two parts, and from the top difference data (1 to 20
>, (11-30), and the first block BL1 and the second block BL2, respectively. In Island IS2, it is divided into three parts, and from the leftmost difference data (1-20), (11-3
0), (21 to 40), and the third block Bj3, respectively.
A fourth block BL4 and a fifth block BL5 are assumed. Further, the phase (1 to 35) of adjacent data of data obtained by taking differences every seventh for all pixels is set as the sixth block BL6, and the front part (1 to 25) of this data string is set as the seventh block BL7,
The rear part (11 to 35) is referred to as the eighth block BL8. For island IS3, from the difference data at the top (1 to 20)
, (11 to 30), and the ninth block BL9 respectively.
, the 10th block BLIO.

この位相差検出方式の焦点検出では、基準部と参照部と
の像が一致したときの像間隔が所定の間隔よりも大きい
ときには後ピン、小さいときには前ビン、所定の間隔で
合焦となる。したがって、分割されたブロックでのデフ
ォーカス範囲は、各アイランドの光学中心から離れたブ
ロックはど後ピン側を受は持つことになる。差分データ
を取った後を示す第7図に基づいて具体的に説明する。
In focus detection using this phase difference detection method, when the images of the reference part and the reference part match, when the image interval is larger than a predetermined interval, the rear focus is on, and when it is smaller, the front bin is focused, and the image is focused at the predetermined interval. Therefore, in the defocus range of the divided blocks, the blocks that are far from the optical center of each island have the rear pin side. This will be explained in detail based on FIG. 7, which shows the state after the differential data has been taken.

第7図はアイランドIS2の基準部と参照部とを示し、
今、ブロック分けした第4ブロツクBL4のデフォーカ
ス範囲を考える。このとき合焦となるのは、参照部にお
いて、左端から15番目乃至34番目の像(15′〜3
4′)と、第4ブロツクBL4の像(11〜30)とが
一致したときである。
FIG. 7 shows the reference part and the reference part of the island IS2,
Now, consider the defocus range of the fourth block BL4 divided into blocks. At this time, the images in focus are the 15th to 34th images (15' to 34th) from the left end in the reference section.
4') and the images (11 to 30) of the fourth block BL4 coincide.

これより像の一致が参照部の左側になると前ビンとなり
、このとき最大の前ビンのずれデータ数(以下ずれピッ
チという)は14、像の一致が参照部の右側になると後
ピンとなり、このとき最大の後ピンのずれピッチは14
となる。他の各アイランドでのブロック分けしたデフォ
ーカス範囲も同様であり、これを第8図に示すと、第3
ブロツクBL3では、前ピン側ずれピッチが4、後ピン
側ずれピッチが24、第5ブロツクBL5では、前ピン
側ずれピッチが24、後ピン側ずれピッチが4である。
From this, when the images match on the left side of the reference part, it becomes the front bin, and at this time, the maximum number of deviation data of the front bin (hereinafter referred to as deviation pitch) is 14, and when the image matches on the right side of the reference part, it becomes the rear bin, and this When the maximum rear pin deviation pitch is 14
becomes. The defocus range divided into blocks in each of the other islands is the same, and this is shown in Figure 8.
In block BL3, the front pin side deviation pitch is 4 and the rear pin side deviation pitch is 24. In the fifth block BL5, the front pin side deviation pitch is 24 and the rear pin side deviation pitch is 4.

アイランドISI、IS3については、ブロックBLI
、BL9では前ピン側ずれピッチが5、後ピン側ずれピ
ッチが15、ブロックBL2、BLIOでは前ピン側ず
れピッチが15、後ピン側ずれピッチが5となる。第6
ブロツクBL6では後ピン、前ビン側共に4ピツチであ
り、第7ブロツクBL7では後ピン側に4から14ピツ
チである。また、第8ブロツクBL8では前ピン側に4
から14ピツチである。
For islands ISI and IS3, block BLI
, BL9 has a front pin side deviation pitch of 5 and a rear pin side deviation pitch of 15, and blocks BL2 and BLIO have a front pin side deviation pitch of 15 and a rear pin side deviation pitch of 5. 6th
In block BL6, there are 4 pitches on both the rear pin side and on the front pin side, and in the seventh block BL7, there are 4 to 14 pitches on the rear pin side. Also, in the 8th block BL8, there are 4 pins on the front pin side.
This is 14 pitches.

第9図は本発明の光電変換装置をカメラの焦点検出装置
に用いた例として、AFセンサー17及びAPコントロ
ーラ30と、その周辺回路を開示している。AFコント
ローラ30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AFセンサー17のアナログ信号出力
ラインVoutから得られるアナログ信号をデジタル信
号に変換するA/D変換部31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4oがら、そ
れぞれのレンズで異なるデフォーカス量−レンズ繰り出
し量変換係数にし、色温度デフォーカス範囲L等のデー
タを予め入力し、且つA/D変換部31からのデジタル
データを逐一格納する、RAMで形成されたメモリ部3
2と、前記メモリ部32の出力に基づいて焦点を検出す
る焦点検出部33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34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42に送出すると共に、レンズの移動状況の
データをエンコーダ44から受けるレンズ駆動制御部3
5と、AFセンサー17での積分値(「電荷蓄積」のこ
とを以下「積分」とも呼ぶ)が所定時間内に所定値まで
達するか否かを監視するための計時用のタイマー回路3
6と、AFセンサー17と信号の送受を行うAPセンサ
ー制御部37とを有する。なお、43はレンズ駆動用の
モータ、41はAFコントローラ30によって制御され
る表示回路である。AFセンサー17と前記AFコント
ローラ3oは、それぞれ1チツプずつ別個に形成されて
おり、したがって、AF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。VrefはAPコントロ
ーラ30のA/D変換部31とAFセンサー17のアナ
ログ基準電圧、Vccは電源ライン、GNDはアースラ
インである。
FIG. 9 shows an AF sensor 17, an AP controller 30, and their peripheral circuits as an example in which the photoelectric conversion device of the present invention is used as a focus detection device of a camera. The AF controller 30 is formed of a one-chip microcomputer, and includes an A/D converter 31 that converts an analog signal obtained from the analog signal output line Vout of the AF sensor 17 into a digital signal, and a photographing lens (interchangeable lens). ), the defocus amount-lens extension amount conversion coefficient is set to be different for each lens, and data such as the color temperature defocus range L is input in advance from the A/D converter 31. A memory section 3 formed of RAM that stores digital data one by one.
2, a focus detection unit 33 that detects a focus based on the output of the memory unit 32, a correction calculation unit 34 that calculates a correction amount from the detected focus data and lens data, etc., and a correction calculation unit 34 that calculates a correction amount based on the correction amount. A lens drive control section 3 that sends a signal for driving the lens to the lens drive circuit 42 and receives data on the movement status of the lens from the encoder 44.
5, and a timer circuit 3 for monitoring whether the integral value (hereinafter also referred to as "charge accumulation") of the AF sensor 17 reaches a predetermined value within a predetermined time.
6, and an AP sensor control section 37 that sends and receives signals to and from the AF sensor 17. Note that 43 is a lens driving motor, and 41 is a display circuit controlled by the AF controller 30. The AF sensor 17 and the AF controller 3o are formed separately with one chip each, so the AF system is comprised of two chips in total. Vref is an analog reference voltage for the A/D converter 31 of the AP controller 30 and the AF sensor 17, Vcc is a power supply line, and GND is an earth line.

AFセンサー17とAFコントローラ30の間は、MD
I、MD2.ICG、SHM、CP、ADT。
Between the AF sensor 17 and the AF controller 30 is an MD
I, MD2. ICG, SHM, CP, ADT.

VouLの7つの信号ラインで接続されている。上述の
7つの信号ラインのうち、MDI、MD2はAFコント
ローラ30からAFセンサー17ヘロジツク信号を出力
する信号ラインであり、APセンサー17の動作モード
を設定する。AFセンサー17の動作モードには、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つがあり、信号ラインMD
I、MD2のロジックレベルの組み合わせにより動作モ
ードの設定が行われる。信号ラインICG、SHMは双
方向性であり、前述のデータダンプモードにおいては、
AFセンサー17からAFコントローラ30への出力ロ
ジックラインとなり、各アイランドにおける被写体の輝
度並びに積分完了順序に関する情報を出力する。その他
のモードにおいては、信号ラインICGはAFセンサー
17の新たな精分開始を指示するICG信号を、信号ラ
インSHMはAFセンサー17にデータの要求を指示す
るSHM信号を、AFコントローラ30からAFセンサ
ー17へ供給するロジックラインとなる。信号ラインC
PはAPコントローラ30がらAFセンサー17へ基本
クロックを供給するラインである。この信号ラインCP
から供給される基本クロックは、APコントローラ30
の内部で0N10 F F制御可能であり、この基本ク
ロックをOF’F状態とすることによりAFセンサー1
7の動作を一時的に凍結させて、AFコントローラ30
が他の回路部分、例えば、レンズ駆動回路42等の制御
を行うことも可能である。信号ラインADTは、データ
ダンプモードにおいてはAFセンサー17の1画素デー
タの出力完了を示し、AFコントローラ30内のA/D
変換部31にA/D変換開始を指示するADT信号を供
給する。他のモードにおいては、AFセンサー17の各
アイランドにおいて適正レベルまで電荷蓄積が行われた
時点でAFセンサー17からAFコントローラ30へ積
分の完了を示すための割込信号を出力する。
It is connected by seven signal lines of VouL. Of the seven signal lines mentioned above, MDI and MD2 are signal lines for outputting logic signals from the AF controller 30 to the AF sensor 17, and set the operating mode of the AP sensor 17. There are four operating modes of the AF sensor 17: initialization mode, low brightness integral mode, high brightness integral mode, and data dump mode.
The operation mode is set by a combination of the logic levels of I and MD2. The signal lines ICG and SHM are bidirectional, and in the data dump mode described above,
This is an output logic line from the AF sensor 17 to the AF controller 30, and outputs information regarding the brightness of the subject in each island and the order of completion of integration. In other modes, the signal line ICG receives the ICG signal instructing the AF sensor 17 to start a new resolution, and the signal line SHM receives the SHM signal instructing the AF sensor 17 to request data. It becomes a logic line that supplies to 17. signal line C
P is a line that supplies a basic clock from the AP controller 30 to the AF sensor 17. This signal line CP
The basic clock supplied from the AP controller 30
0N10FF control is possible inside the AF sensor 1, and by turning this basic clock into the OFF state, the AF sensor 1
Temporarily freezes the operation of AF controller 30.
It is also possible for the control unit to control other circuit parts, such as the lens drive circuit 42 and the like. In the data dump mode, the signal line ADT indicates the completion of outputting one pixel data of the AF sensor 17, and the signal line ADT indicates the completion of outputting one pixel data of the AF sensor 17, and
An ADT signal is supplied to the conversion unit 31 to instruct the start of A/D conversion. In other modes, when charge is accumulated to an appropriate level in each island of the AF sensor 17, an interrupt signal is output from the AF sensor 17 to the AF controller 30 to indicate completion of integration.

最後に、信号ラインVoutはアナログ信号ラインであ
り、AFセンサー17における光電変換素子列16a〜
16cの出力をアナログ信号処理した後、AFセンサー
17からAFコントローラ30内のA/D変換部31に
供給する。このVout信号は前述のADT信号に同期
して1画素毎に出力され、A/D変換された後、AFセ
ンサー17より°得られた被写体像情報としてAFコン
トローラ30に取り込まれるものである。
Finally, the signal line Vout is an analog signal line, and the photoelectric conversion element rows 16a to 16a in the AF sensor 17.
After analog signal processing is performed on the output of the AF sensor 16c, the signal is supplied from the AF sensor 17 to the A/D converter 31 in the AF controller 30. This Vout signal is output for each pixel in synchronization with the above-mentioned ADT signal, and after being A/D converted, is taken into the AF controller 30 as subject image information obtained from the AF sensor 17.

次に、第10図を用いてAFセンサー17の具体的構成
を説明する。図中5左側に光電変換素子列16a〜16
cを、右側にAFコントローラ3゜とのI10部分を示
す。まず、光電変換素子列16a〜16cは上述の第4
図のファインダー内表示に示されたように、H字形に配
置された3つのアイランドISI〜IS3に分けられ、
原則的には、それぞれ別個に制御される。光電変換素子
列16a〜16cの詳細な構成については、第11図乃
至第13図に示される。このうち、ホトダイオードPD
やシフトレジスタSR等の主要構成要素を含む部分につ
いて説明する。第11図に示すように、ホトダイオード
アレイ部50は、複数の画素用ホトダイオード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。各画素用ホトダイオード
PDの長手方向の一端はバリアゲートを形成する第1の
MOSトランジスタTRIのソースに結合されている。
Next, the specific configuration of the AF sensor 17 will be explained using FIG. 10. Photoelectric conversion element rows 16a to 16 are on the left side of 5 in the figure.
c, and the I10 portion with the AF controller 3° is shown on the right. First, the photoelectric conversion element rows 16a to 16c are the fourth
As shown in the viewfinder display in the figure, it is divided into three islands ISI to IS3 arranged in an H shape.
In principle, each is controlled separately. The detailed configuration of the photoelectric conversion element arrays 16a to 16c is shown in FIGS. 11 to 13. Of these, photodiode PD
The portion including main components such as the shift register SR and the like will be explained. As shown in FIG. 11, the photodiode array section 50 includes a plurality of pixel photodiodes PD,
Monitoring photodiodes MPD are arranged in between. One longitudinal end of each pixel photodiode PD is coupled to the source of a first MOS transistor TRI forming a barrier gate.

このMOSトランジスタTRIのドレインは次段の蓄積
部STに結合され、ゲートはBG他信号バリアゲート信
号)の供給ラインに結合されている。
The drain of this MOS transistor TRI is coupled to the next stage storage section ST, and the gate is coupled to a supply line for BG and other signals (barrier gate signal).

蓄積部ST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、いわゆる暗時電荷を生じる。蓄積部S
Tの出力端は積分クリアゲート■CGを形成する第2の
MOSトランジスタTR2のソースと、シフトゲートS
Hを形成する第3のMOS)ランジスタTR3のソース
に結合されている。第2のMOS)ランジスタTR2の
ドレインは電源ラインVccに結合され、ゲートはIC
G信号(積分クリアゲート信号)の供給ラインに結合さ
れている。一方、第3のMOS)ランジスタTR。
Although the storage section ST is shielded from light by an aluminum film and is not irradiated with light, so-called dark charges are generated. Storage section S
The output terminal of T is connected to the source of the second MOS transistor TR2 forming the integral clear gate CG and the shift gate S.
It is coupled to the source of a third MOS transistor TR3 forming a transistor TR3. The drain of the second MOS) transistor TR2 is coupled to the power supply line Vcc, and the gate is connected to the IC
It is coupled to the supply line of the G signal (integral clear gate signal). On the other hand, the third MOS) transistor TR.

3のドレインはシフトレジスタSRを構成するセグメン
トに結合され、ゲートはSH信号(シフトゲート信号)
の供給ラインに結合されている。
The drain of No. 3 is coupled to the segment constituting the shift register SR, and the gate is connected to the SH signal (shift gate signal).
is connected to the supply line.

モニター用ホトダイオードMPDは、図の上端部側で互
いに接続されており、したがってモニター出力は、これ
らの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。このように複数個のモニター用ホト
ダイオードMPD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用ホトダイオードを実現
できることになる。
The monitor photodiodes MPD are connected to each other at the upper end of the figure, and therefore the monitor output is from these connected monitor photodiodes MPD.
This is the total output of By combining a plurality of monitoring photodiodes MPD in this manner, it is possible to realize a subject brightness monitoring photodiode having a wide field of view.

前記ホトダイオードアレイ部50の物理的構造の概略は
、第11図におけるc−c’線断面を示す第12図のご
とく、シリコン基板51に拡散法によって形成されたP
壁領域52と注入法によって形成されたN型領域53と
、画素用ホトダイオード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53に施された
P+(P型の高濃度不純物拡散領域)よりなるチャンネ
ルストッパ54と、各ホトダイオードPDの暗時出力を
抑制するなめに表面に設けられて表面空乏層の抑制を行
うN十膜55とから成っている。シリコン基板51には
外部からプラス電位が与えられ、中間のP壁領域52に
はアース電位が与えられる。
The physical structure of the photodiode array section 50 is schematically illustrated in FIG. 12, which shows a cross section taken along the line c-c' in FIG.
From the P+ (P-type high concentration impurity diffusion region) applied to the upper N-type region 53 to separate the wall region 52, the N-type region 53 formed by the implantation method, the pixel photodiode PD and the monitor photodiode MPD. The channel stopper 54 is formed of a channel stopper 54, and an N0 film 55 is provided on the surface to suppress the dark output of each photodiode PD to suppress a surface depletion layer. A positive potential is applied to the silicon substrate 51 from the outside, and a ground potential is applied to the intermediate P wall region 52.

なお、N型領域53はリン注入により、またP壁領域5
2はホウ素の拡散により形成される。
Note that the N-type region 53 is formed by phosphorus implantation, and the P-wall region 5
2 is formed by diffusion of boron.

前述した第11図における画素用ホトダイオードPD、
モニター用ホトダイオードMPD、バリアゲート信号用
の第1のMoSトランジスタTR1、蓄積部ST、積分
クリアゲ−)ICG用の第2のMOS)ランジスタTR
2、シフトゲート信号用の第3のMOSトランジスタT
R3、及びシフトレジスタSR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SRのセグ
メント数で数えれば128個存在する。
The pixel photodiode PD in FIG. 11 described above,
Monitoring photodiode MPD, first MoS transistor TR1 for barrier gate signal, storage section ST, second MOS transistor TR for integral clear gate (ICG)
2. Third MOS transistor T for shift gate signal
A large number of cascade combinations of R3 and shift register SR are arranged in the horizontal direction, for example, there are 128 if you count the number of segments of shift register SR.

ただし、第13図に示す配列の右端に見られるように、
画素用ホトダイオードPD、モニター用ホトダイオード
MPD、バリアゲート用のMOSトランジスタTR1、
蓄積部ST、積分クリアゲート用のMOS)ランジスタ
TR2及びシフトゲート用のMOS)ランジスタTR3
のセグメント数は、右端側において、シフトレジスタS
Rに比べて5個少ない。逆に言えば、シフトレジスタS
Rのセグメント数だけが右端側で多く形成されているこ
とになる。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。
However, as seen at the right end of the array shown in Figure 13,
Pixel photodiode PD, monitor photodiode MPD, barrier gate MOS transistor TR1,
Storage section ST, integral clear gate MOS) transistor TR2, and shift gate MOS) transistor TR3
The number of segments in shift register S is on the right end side.
There are 5 fewer pieces than R. Conversely, shift register S
Only the number of R segments is greater on the right end side. These five segments merely function as photo-charge transfer paths.

第13図において、画素用ホトダイオード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個には斜線で示すように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
PDは例えば画素用ホトダイオードPD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
レイ部は、その一部分が基準部A、他の一部分が参照部
Bとして割り当てられる0例えば、基準部Aは44個分
、参照部Bは52個分の画素用ホトダイオードPDとモ
ニター用ホトダイオードPDの組み合わせ体を含む。た
だし、構造的には基準部Aと参照部Bの区別はなく、後
述するAPコントローラ30でのソフトウェア処理によ
り、それらを区別している。
In FIG. 13, among the pixel photodiodes PD and the monitor photodiodes MPD, five on the right end and three on the left end are shielded from light by an aluminum film as shown by diagonal lines. These light-shielded photodiodes PD generate dark charges used for dark correction of the output of the pixel photodiodes PD, for example. One part of the photodiode array part is assigned as the reference part A, and the other part is assigned as the reference part B. For example, the reference part A has 44 pixel photodiodes and the reference part B has 52 pixel photodiodes PD and monitor photodiode PD. including combinations of However, structurally, there is no distinction between the standard part A and the reference part B, and they are distinguished by software processing in the AP controller 30, which will be described later.

萌記基準部Aと参照部B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SRのみを残し、他の画素
用ホトダイオードPD、モニター用ホトダイオードMP
D、バリアゲート用のMOSトランジスタTR1、蓄積
部ST、積分クリアゲート用のMOSトランジスタTR
2及びシフトゲート用のMOS)ランジスタTR3の一
部乃至全部が削除されている。この削除部分に対応する
シフトレジスタSRの各セグメントのピッチは、他の部
分のピッチよりも大きくなるように形成し、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比電荷転送
時間を短縮できるようにしている。
Regarding the unnecessary portion between Moeki standard part A and reference part B, only the shift register SR is left, and other pixel photodiodes PD and monitor photodiodes MP are installed.
D, MOS transistor TR1 for barrier gate, storage section ST, MOS transistor TR for integral clear gate
2 and shift gate MOS) A part or all of the transistor TR3 is deleted. The pitch of each segment of the shift register SR corresponding to this deleted portion is formed to be larger than the pitch of other portions, thereby reducing the number of transfer locks required to transfer all pixel outputs and reducing the specific charge transfer time. This makes it possible to shorten the .

モニター用ホトダイオードMPDは基準部A(並びに要
すれば参照部B)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、電源ラインVccに接続して安定化し
ておくことが望ましい、これは電気的に浮いていると、
他の画素用ホトダイオードPDからの誘導を受けたり、
他の画素用ホトダイオードPDへの誘導を起こしたりし
て、結局、他の画素用ホトダイオードPDに影響を与え
るからである。モニター用ホトダイオードMPDの出力
は、MOS)ランジスタQ5を介してコンデンサC2に
一部与えられ、ここで保持されてソースフォロアSF2
よりなるバッファを介して自動利得制御出力信号AGC
OSとして出力される。MOS)ランジスタQ2はコン
デンサC2の初期化用である。この自動利得制御出力信
号AGCO3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C2の初期化用のMOSトランジスタ
Q2と同一構成のMOS)ランジスタQ1によって初期
化されるコンデンサC1からのドリフト出力信号DO3
が同時に発生される。このコンデンサCIには、モニタ
ー用ホトダイオードMPDの総面積と略同−面積のドリ
フト成分検出用のダイオードMDが、MOS)ランジス
タQ。
The monitoring photodiodes MPD are connected to each other so that only those located in the reference portion A (and reference portion B if necessary) are used, and those located in other portions are not used. However, it is desirable to connect the unused monitor photodiode MPD to the power supply line Vcc to stabilize it.
Receiving guidance from other pixel photodiodes PD,
This is because the light may be guided to the photodiodes PD for other pixels, and the photodiodes PD for other pixels will be affected. A portion of the output of the monitor photodiode MPD is given to a capacitor C2 via a MOS transistor Q5, where it is held and connected to a source follower SF2.
automatic gain control output signal AGC through a buffer consisting of
It is output as an OS. MOS) transistor Q2 is for initializing capacitor C2. In order to remove power supply fluctuations and temperature-dependent components of this automatic gain control output signal AGCO3, a drift output signal DO3 from the capacitor C1 is initialized by a MOS transistor Q1 having the same configuration as the MOS transistor Q2 for initializing the capacitor C2.
are generated simultaneously. This capacitor CI includes a transistor Q (MOS) including a diode MD for detecting a drift component, which has approximately the same area as the total area of the monitor photodiode MPD.

を介して接続される。ダイオードMDはアルミニウム膜
で遮光されている。初期化用のMOSトランジスタQ、
、Q2はICG信号(fi分ツクリアゲート信号の印加
期間に同時にオンされる。
connected via. Diode MD is shielded from light by an aluminum film. MOS transistor Q for initialization,
, Q2 are turned on simultaneously during the application period of the ICG signal (fi minute clear gate signal).

ここで、このAFセンサー17の光電変換素子列16a
〜16cの電荷積分モードについて、第14図乃至第1
6図を用いて説明する。第14図は従来の一般的な1次
元の光電変換素子列のポテンシャル分布図である。1画
素分の光電変換素子はオーバーフローゲートOGを伴っ
たホトダイオードPDと、一定ポテンシャルにセットさ
れたバリアゲートBG、蓄積部STを有している。まず
積分クリアゲート5TICGへの電圧印加により、蓄積
部ST及び光電変換用のホトダイオードPDは、第14
図(a)に示すように、それ以前に蓄積された電荷をオ
ーバーフロートレインODに排出する。このオーバーフ
ロードレインODは、電源ラインVccと共通に設計さ
れている。この不要電荷の排出によりホトダイオードP
D、蓄頂部STに残された電荷は無くなり、各画素は初
期化されたことになる。次に、この積分クリアゲート5
TICGへの電圧を除去することにより積分クリアゲー
トICGのポテンシャルレベルは上昇し、蓄積部STか
らオーバーフロードレインODへの電荷の流出は停止さ
れ、ホトダイオードPDへ入射した光強度に応じて発生
する光電荷は、以後、第14図(b)に示すように、バ
リアゲートBGを介して蓄積部STに流入し、ここで蓄
えられることになる。これが電荷蓄積動作(積分動作)
である。
Here, the photoelectric conversion element row 16a of this AF sensor 17
Regarding the charge integration mode of ~16c, Figures 14 to 1
This will be explained using Figure 6. FIG. 14 is a potential distribution diagram of a conventional general one-dimensional photoelectric conversion element array. A photoelectric conversion element for one pixel includes a photodiode PD with an overflow gate OG, a barrier gate BG set to a constant potential, and a storage section ST. First, by applying a voltage to the integral clear gate 5TICG, the storage section ST and the photodiode PD for photoelectric conversion are
As shown in figure (a), the previously accumulated charge is discharged to the overflow train OD. This overflow drain OD is designed in common with the power supply line Vcc. By discharging this unnecessary charge, the photodiode P
D, the charge remaining in the top storage part ST is gone, and each pixel has been initialized. Next, this integral clear gate 5
By removing the voltage to TICG, the potential level of the integral clear gate ICG increases, the flow of charge from the storage section ST to the overflow drain OD is stopped, and the photocharge generated according to the intensity of light incident on the photodiode PD is stopped. Thereafter, as shown in FIG. 14(b), the energy flows into the storage section ST via the barrier gate BG and is stored there. This is charge accumulation operation (integral operation)
It is.

ここで、蓄積部STに蓄えられた電荷の各画素について
の平均値が後段の処理回路及び処理演算に適正なレベル
まで達するが、又はAFコントローラ30からのデータ
要求があった場合には、積分完了動作を行う。この積分
完了動作は、第14図(e)に示すように、シフトゲー
トSHに電圧印加を行い、このゲートのポテンシャル準
位を下げることにより、光入射によりホトダイオードP
Dにて発生し、蓄積部STにそれまでに蓄積された電荷
を、対応するシフトレジスタSRへと注入するものであ
る。
Here, if the average value for each pixel of the charges stored in the storage section ST reaches a level appropriate for the subsequent processing circuit and processing operation, or if there is a data request from the AF controller 30, the integral Perform the completion action. As shown in FIG. 14(e), this integration completion operation is performed by applying a voltage to the shift gate SH and lowering the potential level of this gate.
The charge generated at D and accumulated in the storage section ST up to that point is injected into the corresponding shift register SR.

ここで、蓄積部STを設けているのは、以下の理由によ
るところが大である。AFセンサー17においては、低
輝度域においても使用可能とするために、画素面積の大
きい高感度なホトダイオードPDが用いられ、その長さ
NPHが数100μmに達するものが一般的である。一
方、蓄積部STの長さ15Tは飽和電圧等の要求条件よ
り50μm程度が一般的である。ここで、今、積分完了
動作で電荷をシフトレジスタSRに移送する必要時間に
ついて考えると、蓄積部STから電荷を移送する場合に
は約3〜5μSecを要する。これは電荷の移動速度に
依存する値であり、またその移動距離の2乗に正比例し
て増加することが知られている。
Here, the reason why the storage section ST is provided is largely due to the following reasons. In the AF sensor 17, a highly sensitive photodiode PD with a large pixel area is used so that it can be used even in a low brightness region, and its length NPH generally reaches several hundred μm. On the other hand, the length 15T of the storage section ST is generally about 50 μm due to requirements such as saturation voltage. Now, considering the time required to transfer the charges to the shift register SR in the integration completion operation, it takes about 3 to 5 μSec to transfer the charges from the storage section ST. This is a value that depends on the moving speed of the charge, and is known to increase in direct proportion to the square of the moving distance.

したがって、もしこの蓄積部STを設けずに、ホトダイ
オードPDにおいて電荷のN積を行った場合には、電荷
移送時間τ5t−1は、1pH= 200μm、i’s
v= 50μmとして、 τSH= 5 X (ip+/ (sT) 2= 80
 u seeとなり、積分開始直後に積分完了動作を開
始するべくシフトゲートSHに電圧印加を行った場合で
も80μsecの間はその状態を継続する必要があり、
最短積分時間の制限を受けることになる。この結果、高
輝度時のダイナミックレンジの低下を招く、このような
観点から、蓄積部STを設けて、積分終了時の電荷移動
長の短縮を図り、積分終了動作の応答性改善を図ってい
るものである。
Therefore, if the N product of charges is performed in the photodiode PD without providing this storage section ST, the charge transfer time τ5t-1 is 1pH=200μm, i's
Assuming v=50μm, τSH=5X(ip+/(sT)2=80
u see, and even if a voltage is applied to the shift gate SH to start the integration completion operation immediately after the start of integration, it is necessary to continue this state for 80 μsec.
This is subject to the restriction of the shortest integration time. This results in a reduction in the dynamic range at high brightness.From this perspective, a storage section ST is provided to shorten the charge transfer length at the end of integration and improve the responsiveness of the integration end operation. It is something.

上述の積分完了動作が終了し、シフトゲートSHに印加
された電圧が除去されると、前回の積分完了動作の終了
後から今回の積分完了動作の終了までの間に、ホトダイ
オードPD及び蓄積部STで発生した電荷が対応するシ
フトレジスタSRに並列に移送されたこととなる。
When the above-mentioned integration completion operation is completed and the voltage applied to the shift gate SH is removed, the photodiode PD and the storage unit ST This means that the charges generated in are transferred in parallel to the corresponding shift register SR.

以後、これらの像情報である電荷はシフトレジスタSR
に供給される転送りロックφ1.φ2に同期して順次シ
フトレジスタSR内を転送され、電荷量−電圧変換手段
となるコンデンサC1、ソースフォロアSF、よりなる
バッファを介して、第13図の出力信号ラインO8より
アナログ電圧として読み出されることになる。なお、M
OS)ランジスタQ3はコンデンサC3の初期化用であ
る。
Thereafter, these image information charges are transferred to the shift register SR.
Transfer lock φ1. It is sequentially transferred in the shift register SR in synchronization with φ2, and is read out as an analog voltage from the output signal line O8 in FIG. It turns out. In addition, M
OS) Transistor Q3 is for initializing capacitor C3.

ところが、この積分動作においては、次のような問題が
生じる。
However, the following problem occurs in this integral operation.

■まず、暗時出力の問題がある。これは光入射が無い状
態においても熱励起等により、それぞれの部位でそのポ
テンシャルレベルに応じた電荷が発生する。そこで、通
常、ホトダイオードPDのポテンシャルレベルが高く設
定され、電荷の流入条件から蓄積部STのポテンシャル
レベルを低く設定する必要が生じるため、極めて微小な
暗時出力にも拘わらず、この蓄積部STのみの暗時出力
はホトダイオードPDのそれと比較して数倍乃至数10
倍となることが一般的である。このため、ノイズ成分と
なる暗時出力の大部分は実際に光電変換とは関係の無い
蓄積部STで発生することになり、一般のホトダイオー
ドPDと比較してS/N比の低下が生じる。
■First, there is the problem of dark output. This is because even in a state where no light is incident, electric charges are generated in each part according to its potential level due to thermal excitation or the like. Therefore, the potential level of the photodiode PD is normally set high, and the potential level of the storage section ST needs to be set low due to the charge inflow conditions. The dark output of the PD is several times to several tens of times higher than that of the photodiode PD.
It is common to double the amount. Therefore, most of the dark output, which is a noise component, is actually generated in the storage section ST, which has nothing to do with photoelectric conversion, resulting in a decrease in the S/N ratio compared to a general photodiode PD.

■また、前述のように光電変換の高感度化の要請に伴い
、より短時間の積分時間制御が必要となる。先に説明し
た通り、積分最短時間はシフトパルスSHのパルス幅に
制限を受けるのみならず、このシフトパルスSHの発生
がシフトレジスタSRに供給される転送りロックφ3.
φ2の位相関係にも制限を与える。
(2) Furthermore, as mentioned above, with the demand for higher sensitivity in photoelectric conversion, shorter integration time control is required. As explained above, the minimum integration time is not only limited by the pulse width of the shift pulse SH, but also by the transfer lock φ3.
Limits are also imposed on the phase relationship of φ2.

そこで、本実施例においては、これらの暗時出力の低減
とより高速な積分完了を実現するために、2つの積分モ
ードをそれぞれの使用条件により切り替えることで対応
している。
Therefore, in this embodiment, in order to reduce the dark output and complete the integration faster, the two integration modes are switched depending on the usage conditions.

旦1分jヒ二上−(高輝度積分モード)まず、高速な積
分完了の要求される高輝度被写体の像情報を入力する場
合においては、前述の信号ラインMD 1 、MD 2
のロジックの組み合わせによって、第15図に示したS
T積分モードが遼択される。第15図(a)に示す積分
クリア動作及び積分動作については、先に第14図(a
)に示し説明した通りの動作で実施される。5Tfi分
モードにおいては、積分完了動作のみが異なる。本実施
例の光電変換素子列16a〜16cにおいては、ホトダ
イオードPDと蓄積部STの間に配置されたバリアゲー
トBGのポテンシャルを制御可能なものに設計しである
。第15図(、)に示す積分クリア動作中及び積分動作
中は、ホトダイオードPDと蓄積部STの間の電荷移動
を可能とするべく、バリアゲートBGに所定電圧印加を
行い、そのポテンシャルを低いレベルに設定しておく、
各画素の蓄積電荷の平均レベルが後段の処理回路に適正
なレベルに達したか、又はAFコントローラ30からの
データ要求が生じた場合には、その信号により、それま
で印加されていたバリアゲートBGの電圧を除去するこ
とで、第15図(b)に示すように、バリアゲートBG
のポテンシャルを高いレベルに上昇させて、ホトダイオ
ードPDと蓄積部STの間の電荷移動を停止し、以後、
ホトダイオードPDで光入射により発生する電荷の蓄積
部STへの流入を禁止することで、積分動作の完了が実
現される。その後、第15図(b)に示すように、N’
f1部STのポテンシャルを高いレベルに上昇させて、
ホトダイオードPDからの電荷を蓄積部STで保持して
いる間におけるM頂部STでの暗時電荷の発生を抑制し
、像情報が蓄積部STで発生する暗時電荷により損なわ
れないようにしている。
First, when inputting image information of a high-brightness object that requires quick integration completion, the signal lines MD 1 and MD 2 described above are input.
By combining the logic of
T-integration mode is selected. Regarding the integral clearing operation and integral operation shown in FIG. 15(a), first refer to FIG. 14(a).
). In the 5Tfi minute mode, only the integration completion operation is different. The photoelectric conversion element arrays 16a to 16c of this embodiment are designed so that the potential of the barrier gate BG disposed between the photodiode PD and the storage section ST can be controlled. During the integral clearing operation and the integrating operation shown in FIG. Set it to
When the average level of the accumulated charge of each pixel reaches an appropriate level for the subsequent processing circuit, or when a data request from the AF controller 30 occurs, the signal causes the barrier gate BG that has been applied to By removing the voltage of barrier gate BG, as shown in FIG.
The potential of is raised to a high level to stop charge transfer between the photodiode PD and the storage section ST, and thereafter
Completion of the integration operation is achieved by prohibiting the charge generated by the incidence of light from flowing into the storage section ST in the photodiode PD. After that, as shown in FIG. 15(b), N'
Raise the potential of f1 ST to a high level,
While the charge from the photodiode PD is held in the storage section ST, the generation of dark charges at the top of M is suppressed to prevent image information from being damaged by the dark charges generated in the storage section ST. .

この状態の後、APコントローラ30からのデータ要求
信号S HMの発生に伴い、第15図(c)に示すよう
に、シフトゲートSHに電圧印加を行い、このゲートの
ポテンシャル準位を下げることにより、蓄積部STとシ
フトレジスタSRの間の電荷移送を行う。
After this state, in response to the generation of the data request signal SHM from the AP controller 30, as shown in FIG. 15(c), a voltage is applied to the shift gate SH to lower the potential level of this gate. , performs charge transfer between the storage section ST and the shift register SR.

このようにして、データ読出と積分完了動作を別個に行
い、バリアゲートBGのポテンシャルを低いレベルから
高いレベルに変化させるだけで積分完了動作を実現する
ことにより、積分完了動作の極めて高い応答性を実現し
ている。
In this way, the data readout and the integration completion operation are performed separately, and the integration completion operation is realized simply by changing the potential of the barrier gate BG from a low level to a high level, thereby achieving extremely high responsiveness of the integration completion operation. It has been realized.

圧囚l光i:五(低算度精分モード) 次に、暗時出力の低減が要求される低輝度被写体に対す
るホトダイオードPDの積分モードについて、第16図
を用いて説明する。このホトダイオードPDの積分モー
ドは、低暗時出力のホトダイオードPDで電荷蓄1(f
i分)を行い、この積分中に蓄積部STで発生した不要
な暗時出力を積分クリアゲート5TICGを介して排出
した後、十分な時間をかけて、ホトダイオードPDから
蓄積部STへ、ホトダイオードPDのみの発生電荷を移
送した後、シフトレジスタSRへ移送し、順次読み出す
モードである。このモードでは、前述の電荷移動速度の
制限を受けるので、積分完了動作に約100μseQの
時間は必要となるが、極めて低い暗時出力で像情報の読
み出しが可能となる。
Pressure I Light i: 5 (Low Calculation Precision Mode) Next, the integration mode of the photodiode PD for a low-brightness subject requiring reduction of the dark output will be described using FIG. 16. The integration mode of this photodiode PD is such that the photodiode PD has a low dark output and the charge is accumulated 1 (f
i minutes) and discharge unnecessary dark output generated in the storage section ST during this integration via the integration clear gate 5TICG. In this mode, after the generated charges are transferred to the shift register SR, they are sequentially read out. In this mode, since it is subject to the above-mentioned charge transfer speed limitation, a time of about 100 μseQ is required to complete the integration operation, but image information can be read out with extremely low dark output.

積分クリア動作は、第14図(a)に示したのと全く同
様に行われる。次に、積分開始時であるが、第16図(
a)に示すように、前述の第14図に示す積分モードや
第15図に示すST積分モードとは異なり、ホトダイオ
ードPDと蓄積部STの間にあるバリアゲートBGのポ
テンシャルを十分に高レベルに設定し、蓄積部STでは
なくホトダイオードPDで電荷蓄積を行う。このホトダ
イオードPDで蓄積された電荷が適正なレベルに達する
か、又はAFコントローラ30からのデータ要求信号S
HMにより積分完了動作を行うときには、まず蓄積部S
Tで発生し蓄積部STに蓄積された不要な暗時出力電荷
の排出を行う、これはバリアゲートBGのポテンシャル
を“’High”レベルに維持したままで、第16図(
b)に示すように、積分クリアゲート5TrCGのポテ
ンシャルを操作することで、蓄積部STに残された不要
電荷の排出を行うものである。こうして蓄積部STの不
要電荷を排出した後、第16図(c)に示すように、積
分クリアゲート5TICGのポテンシャルを元の高いレ
ベルに戻し、その後、バリアゲートBGのポテンシャル
を低いレベルとし、ホトダイオードPDと蓄積部ST間
の電荷移送を行う(第16図(c)参照)。この電荷移
送は、前述のように、約100μsec程度の時間を必
要とし、AFセンサー17内で計時し操作する。こうし
てホトダイオードPDで積分された電荷の移送を完了し
た後に、バリアゲートBGのポテンシャルを再び高いレ
ベルに戻すことで、積分完了動作を終了する。
The integral clearing operation is performed in exactly the same manner as shown in FIG. 14(a). Next, at the beginning of the integration, Figure 16 (
As shown in a), unlike the integration mode shown in FIG. 14 and the ST integration mode shown in FIG. The charge is stored in the photodiode PD instead of the storage unit ST. The charge accumulated in this photodiode PD reaches an appropriate level, or the data request signal S from the AF controller 30
When performing the integral completion operation by HM, first the storage section S
The unnecessary dark output charges generated at T and accumulated in the accumulation section ST are discharged.
As shown in b), unnecessary charges remaining in the storage section ST are discharged by manipulating the potential of the integral clear gate 5TrCG. After discharging the unnecessary charges from the storage section ST in this way, as shown in FIG. Charge transfer between PD and storage section ST is performed (see FIG. 16(c)). As described above, this charge transfer requires a time of about 100 μsec, and is clocked and operated within the AF sensor 17. After completing the transfer of the charge integrated by the photodiode PD in this way, the potential of the barrier gate BG is returned to a high level again, thereby completing the integration completion operation.

また、この積分完了動作の終了後に、第16図(cl)
に示すように、蓄積部STのポテンシャルを高レベルと
し、暗時電荷の発生を抑制していることは前述のST積
分モードの終了後と同様である。
Also, after the completion of this integral operation, as shown in FIG. 16 (cl)
As shown in FIG. 3, the potential of the storage section ST is set to a high level to suppress the generation of dark charges, which is the same as after the end of the ST integration mode described above.

この状態で待機した後、AFコントローラ30からのデ
ータ要求信号ST(MによりシフトゲートSHが操作さ
れて蓄積部STからシフI〜レジスタSRへ並列に電荷
が移送され、以後、順次、像情報として読み出される動
作についても前述の通りである。
After waiting in this state, the shift gate SH is operated by the data request signal ST (M) from the AF controller 30, and charges are transferred in parallel from the storage section ST to shift I to register SR. The read operation is also as described above.

以上で第10図のブロック図に示した光電変換素子列t
ga〜16cの各単体についての説明を終わり、次にこ
れらの光電変換素子列16a〜16cが本実施例におい
て、どのように制御されているかについて説明する。第
10図に示すように、3つの各光電変換素子列16a〜
16cにおけるモニター用ホトダイオードMPDI〜M
PD3の各出力AGCO31〜AGCO33に対してそ
れぞれCCD積分時間制御部171〜173を設けられ
、各アイランドISI〜IS3のバリアゲートBG1〜
BG3、蓄積部ST1〜ST3、積分クリアゲートST
 I CG 1〜5TrCG3が制御される。
The photoelectric conversion element array t shown in the block diagram of FIG.
Having finished the explanation of each of the photoelectric conversion element arrays 16a to 16c, a description will now be given of how these photoelectric conversion element arrays 16a to 16c are controlled in this embodiment. As shown in FIG. 10, each of the three photoelectric conversion element rows 16a to
Monitor photodiode MPDI~M in 16c
CCD integration time control units 171-173 are provided for each output AGCO31-AGCO33 of PD3, respectively, and barrier gates BG1-BG1 of each island ISI-IS3 are provided.
BG3, storage section ST1 to ST3, integral clear gate ST
I CG 1-5TrCG3 are controlled.

また、CCDクロック発生部174が全アイランドに対
して1つ存在し、全アイランドのシフトレジスタSRの
共通の転送りロックφ1.φ2及び各アイランドのシフ
トゲートSH1〜SH3の制御を行うものである。
Further, one CCD clock generation section 174 exists for all islands, and a common transfer lock φ1. It controls φ2 and the shift gates SH1 to SH3 of each island.

以下、高n度被写体に対するST積分モードについて、
第17図(a)のタイムチャートを用いて説明する。ま
ず、AFコントローラ30は、高輝度積分モードにセッ
トするために、信号ラインMD1を°’Loud”レベ
ル、信号ラインMD2を”High”レベルとする。次
に、APセンサー17に積分を開始させるべく、ICG
信号(積分クリアゲート信号)の供給を行う。このIC
G信号は、第10図のI10制御部175を介して、各
CCD積分時間制御部171〜173に供給される。各
CCD積分時間制御部171〜173から各光電変換素
子列16a〜16cに前述の電荷排出に十分な時間(約
100 μ5ec)、5TICG信号(ST積分クリア
ゲート信号)として供給される。この間、各アイランド
の光電変換素子列16a〜16cのバリアゲートBGI
〜BG3にもHigh”レベルの電圧が供給され、ホト
ダイオードPDで発生した電荷はパリアゲ−)BG、蓄
積部ST、積分クリアゲートSTI CGを介してオー
バーフロードレインODに全て排出される。この時間(
約100μ5ec)の計時後に、5TrCG信号のみが
’Low”レベルとなり、ST[分クリアゲート5TI
CGのポテンシャルは高レベルとなり、ホトダイオード
PDで発生した電荷は蓄積部STで蓄積開始されること
になる。一方、この5TICG信号により、モニター用
ホトダイオードMPD1〜MPD3の各出力AGCO3
I〜AGCO93も積分開始される。この詳細について
、以下、説明する。
Below, regarding the ST integration mode for high-n degree subjects,
This will be explained using the time chart of FIG. 17(a). First, the AF controller 30 sets the signal line MD1 to the "Loud" level and the signal line MD2 to the "High" level in order to set the high brightness integration mode.Next, in order to set the AP sensor 17 to start integration, , I.C.G.
Provides a signal (integral clear gate signal). This IC
The G signal is supplied to each CCD integration time control section 171-173 via the I10 control section 175 in FIG. A 5TICG signal (ST integral clear gate signal) is supplied from each CCD integration time control section 171 to 173 to each photoelectric conversion element array 16a to 16c for a time (approximately 100 μ5ec) sufficient for the above-described charge discharge. During this time, the barrier gates BGI of the photoelectric conversion element rows 16a to 16c of each island
A high level voltage is also supplied to BG3, and the charges generated in the photodiode PD are all discharged to the overflow drain OD via the pass gate BG, the storage section ST, and the integral clear gate STICG.
After approximately 100μ5ec), only the 5TrCG signal becomes 'Low' level, and the ST[minute clear gate 5TI
The potential of CG becomes high level, and the charge generated in photodiode PD starts to be accumulated in storage section ST. On the other hand, this 5TICG signal causes each output AGCO3 of the monitor photodiodes MPD1 to MPD3 to
Integration is also started for I~AGCO93. The details will be explained below.

第18図は、モニター用ホトダイオードMPD1〜MP
D3の各出力AGCO31〜AGCOS3を積分し、電
圧フラグ信号VFLcl〜VFLC3を得るためのAG
C信号処理回路60の詳細を示しており、第19図はそ
のタイムチャートである。このAGC信号処理回路60
は、各CCD積分時間制御部171〜173に設けられ
ている。ICG信号が入力されると、まず、ドリフト出
力信号DO8を得るためのコンデンサC1の初期化信号
DO3R3と、自動利得制御出力信号AGCO3を得る
ためのコンデンサC2の初期化信号AGCR8とに、“
’High”レベルの信号を供給し、コンデンサCI及
びC2の電圧ΔV DO5及びΔV ACCの初期化が
行われる。同時に、動作点設定パルスφFで反転増幅部
64の動作点設定を行い、初期化パルスφSで基準出力
保持部65の容量C6の初期化が、また、初期化パルス
φFLGR9で比較回路部66の容JLC7の初期化が
行われる。コンデンサC1及びC2の電圧Δv oos
及びΔv Accはソースフォロアを組み合わせて成る
差動増幅部61において差動増幅され、ドリフト出力信
号を差し引いた自動利得制御電圧VAcc= 0.8 
X (ΔV ACC−ΔV oos) +■oが得られ
る。ここで、Voはオフセット値である。差動増幅部6
1から得られる自動利得制御電圧V M;Cと、基準電
圧発生部62から得られる基準電圧Vrとは、同じ容量
のコンデンサC4,C5を含む電圧合成回路部63にて
合成される。この電圧合成回路部63の出力電圧Vxに
は、0.8 X ((ΔV AGO−ΔV oos) 
 V rt/ 2の変動成分が得られる。自動利得制御
出力信号をAGCO3とすると、ΔVAGC=ΔV 0
0s+ V +AGCO8となる。ここで、Vlはオフ
セット値である、これより、VACC=0.8X(−A
GCO3)+V2となる。ココテ、V2(=Vo+0.
8XV、)もオフセット値である。また、電圧合成回路
部63の出力電圧V×には、 (0,8X(AGCO9)−Vrl/2の変動成分が得
られる。初期状態では基準電圧切換パルスφaがHig
h”レベル、φb〜φeが” L o四しベルであるの
で、基準電圧V「には最小基準電圧Va(= 0.37
5 V)が供給されている。このときの電圧合成回路部
62の出力電圧Vxを反転増幅部64にて反転増幅した
電圧Vy−(10)xVxが電圧フラグ信号V FLC
;反転のスレシュホールドレベルとなり、この電圧Vy
は初期化パルスφSの立ち下がりのタイミングで基準出
力保持部65の容量C6に保持され、レベルVY阿とし
て供給され続ける。次に、初期化パルスφFが立ち下が
り、電圧合成回路部63の容量C4、Csにはこのとき
の電荷がトータルで保持される。その後は、電圧き成回
路部63の各入力電圧VAco及びVrにおける各電圧
変動分の半分のレベル変動が出力電圧Vxのレベル変動
となる。次に、AFコントローラ30は、基準電圧Va
(=0.375)を得るためのパルスφaと、初期化パ
ルスDO3R3を”Low″レベルとした後、基準電圧
Ve(= 3.375 V)を得るためのパルスφeを
’High”レベルとし、電圧VACCの変動が(Ve
−Va)だけ生じたか否かのモニターを開始するために
、初期化パルスφFLCR9をL ow’″レベルとし
、初期化パルスAGCR8を“Loud”レベ1ルとし
てモニター出力の積分を開始する。モニター用ホトダイ
オードMPDに入射した光は光電変換され、発生電子は
容量C2に充電された電圧Δv Acoを初期値Vcc
から徐々に低下させる。そして、電圧合成回路部63の
出力電圧Vxにおける初期値よりの変動は、 (−Va+0.8XAGCO3+Vel/2となり、こ
の式の値がOとなったときに反転増幅部64の出力電圧
VYは初期値VYMと同電位となり、さらにV y) 
V sB # 0 、8 X V YMになると、比較
回路部66の容量C7に蓄えられた電荷はMOSトラン
ジスタQ6を介してリークし、電圧フラグ信号VFLC
が反転し、積分の適正レベルを示す信号として出力され
る。
Figure 18 shows monitor photodiodes MPD1 to MP
AG for integrating each output AGCO31 to AGCOS3 of D3 and obtaining voltage flag signals VFLcl to VFLC3.
The details of the C signal processing circuit 60 are shown, and FIG. 19 is a time chart thereof. This AGC signal processing circuit 60
are provided in each CCD integration time control section 171-173. When the ICG signal is input, "
A 'High' level signal is supplied to initialize the voltages ΔV DO5 and ΔV ACC of the capacitors CI and C2.At the same time, the operating point of the inverting amplifier 64 is set using the operating point setting pulse φF, and the initializing pulse The capacitor C6 of the reference output holding unit 65 is initialized by φS, and the capacitor JLC7 of the comparison circuit unit 66 is initialized by the initialization pulse φFLGR9.The voltage Δv oos of the capacitors C1 and C2
and Δv Acc are differentially amplified in a differential amplification section 61 which is a combination of source followers, and the automatic gain control voltage VAcc after subtracting the drift output signal is 0.8.
X (ΔV ACC−ΔV oos) +■o is obtained. Here, Vo is an offset value. Differential amplifier section 6
The automatic gain control voltage V M;C obtained from 1 and the reference voltage Vr obtained from the reference voltage generation section 62 are synthesized in a voltage synthesis circuit section 63 including capacitors C4 and C5 of the same capacity. The output voltage Vx of this voltage synthesis circuit section 63 is 0.8X ((ΔV AGO−ΔV oos)
A variation component of V rt/2 is obtained. If the automatic gain control output signal is AGCO3, ΔVAGC=ΔV 0
0s+V+AGCO8. Here, Vl is the offset value. From this, VACC=0.8X(-A
GCO3)+V2. Kokote, V2 (=Vo+0.
8XV, ) is also an offset value. Further, the output voltage Vx of the voltage synthesis circuit section 63 has a fluctuation component of (0,8
h" level, φb to φe are "Lo4" level, so the reference voltage V" has the minimum reference voltage Va (= 0.37
5 V) is supplied. The voltage Vy-(10)xVx obtained by inverting and amplifying the output voltage Vx of the voltage synthesis circuit section 62 at this time in the inverting amplifier section 64 is the voltage flag signal V FLC.
; This becomes the inversion threshold level, and this voltage Vy
is held in the capacitor C6 of the reference output holding unit 65 at the falling timing of the initialization pulse φS, and continues to be supplied as level VYA. Next, the initialization pulse φF falls, and the total charge at this time is held in the capacitors C4 and Cs of the voltage synthesis circuit section 63. After that, the level fluctuation of half of each voltage fluctuation in each of the input voltages VAco and Vr of the voltage generator circuit section 63 becomes the level fluctuation of the output voltage Vx. Next, the AF controller 30 controls the reference voltage Va
(=0.375) and the initialization pulse DO3R3 are set to the "Low" level, and then the pulse φe to obtain the reference voltage Ve (=3.375 V) is set to the "High" level. The fluctuation of voltage VACC is (Ve
-Va), initialization pulse φFLCR9 is set to Low''' level, initialization pulse AGCR8 is set to "Loud" level 1, and integration of the monitor output is started.For monitoring The light incident on the photodiode MPD is photoelectrically converted, and the generated electrons change the voltage Δv Aco charged in the capacitor C2 to the initial value Vcc.
Gradually decrease from Then, the variation from the initial value in the output voltage Vx of the voltage synthesis circuit section 63 is (-Va + 0.8 It becomes the same potential as VYM, and further V y)
When V sB # 0, 8
is inverted and output as a signal indicating the appropriate level of integration.

このような回路により、AGC信号処理回路60が構成
されているが、本実施例のAPセンサー17においては
、各アイランドにおける画素用ホトダイオードPDの面
積を共通化して、各COD画素の感度を共通化すると共
に、各アイランドにおけるモニター用ホトダイオードM
PDの総面積をも共通化することにより、各アイランド
における画素用ホトダイオードPDとモニター用ホトダ
イオードMPDとの感度比を共通化し、これによって、
第18図に示すAGC信号処理回路60における基準電
圧発生部62を各アイランドについて共通化し、分圧抵
抗群Rにおける消費電力の省電力化、並びにAFセンサ
ー17のチップ面積の低減を可能としている。
The AGC signal processing circuit 60 is configured by such a circuit, but in the AP sensor 17 of this embodiment, the area of the pixel photodiode PD in each island is made common, and the sensitivity of each COD pixel is made common. At the same time, a monitor photodiode M in each island
By standardizing the total area of the PDs, the sensitivity ratio of the pixel photodiodes PD and the monitor photodiodes MPD in each island can be made the same, and as a result,
The reference voltage generating section 62 in the AGC signal processing circuit 60 shown in FIG. 18 is shared by each island, making it possible to save power consumption in the voltage dividing resistor group R and to reduce the chip area of the AF sensor 17.

また、このAGC信号処理回路60は、各アイランドに
おけるCCD画素列の積分時間制御を行うのみならず、
積分が不十分な状態でシステムの最大許容積分時間を計
時したときにも、各アイランドからのモニター信号に応
じてそれぞれ適正なゲインを与える。このゲインの決定
もこのAGC信号処理回路60の役割である。
Furthermore, this AGC signal processing circuit 60 not only controls the integration time of the CCD pixel array in each island, but also controls the integration time of the CCD pixel array in each island.
Even when the maximum allowable integration time of the system is measured in a state where integration is insufficient, appropriate gains are provided depending on the monitor signals from each island. Determination of this gain is also the role of this AGC signal processing circuit 60.

AFコントローラ30からデータ読出開始のためのSH
M信号が供給されると、COD積分時間制御部171〜
173は精分動作の強制的な完了動作を開始し、バリア
ゲートBGI〜BG3、蓄積部STI〜ST3、ST積
分クリアゲート5TICGI〜5TICG3の操作を開
始する。ST積分モード時においては、バリアゲートB
GI〜B G、 3の操作のみで瞬時に、また、PDi
’ii分モード時においては、SHM信号の印加後、S
T績精分リアゲ−) ST I CG 1〜5TICG
3、バリアゲートBGI〜BG3の操作により約100
μsecが経過した後、各々、積分完了動作を終了する
。引き続き、まず第2アイランドの蓄積部STからシフ
トレジスタSRに電荷移送を行うためにシフトパルスS
H2が発生される。この時点で各アイランドのゲインを
メモリーする必要がある。
SH to start reading data from the AF controller 30
When the M signal is supplied, the COD integration time control section 171~
173 starts a forced completion operation of the refinement operation, and starts operating the barrier gates BGI to BG3, storage sections STI to ST3, and ST integral clear gates 5TICGI to 5TICG3. In ST integration mode, barrier gate B
GI~B G, Instantly with only 3 operations, PDi
In 'ii minute mode, after applying the SHM signal, S
T performance performance real game) ST I CG 1~5 TICG
3. Approximately 100 by operating barrier gates BGI to BG3
After μsec has elapsed, the integration completion operation is completed. Subsequently, a shift pulse S is first applied to transfer charges from the storage section ST of the second island to the shift register SR.
H2 is generated. At this point, it is necessary to memorize the gain of each island.

そこで、このシフトパルスSH2の発生に引き続き、各
アイランドのモニター用基準電圧Vrを基準電圧切換用
のパルスφe、φd、φC1φbを用いて順次切り換え
て、電圧フラグ信号VFLCの反転をチエツクし、どの
時点で電圧フラグ信号v FLcの反転が生じたかに応
じて各アイランドの光電変換信号読出時のゲインを決定
し、メモリーする。
Therefore, following the generation of this shift pulse SH2, the monitoring reference voltage Vr of each island is sequentially switched using the reference voltage switching pulses φe, φd, φC1φb, and the inversion of the voltage flag signal VFLC is checked, and it is determined at which point. The gain at the time of reading out the photoelectric conversion signal of each island is determined depending on whether or not the voltage flag signal vFLc is inverted, and is stored in memory.

Vr=Ve(3,375V)で電圧フラグ信号VFLG
の反転が既に生じていたり、Vr= Vcl(1,87
5V)に切り換えた時点で電圧フラグ信号VFLCの反
転が生じた場合には、×1のゲインがメモリーされ、V
 r −V dからVr=Vc(1,125V)に切り
換えた時点で電圧フラグ信号VFLCの反転が生じた場
合には×2のゲインがメモリーされ、V r = V 
cからVr=Vb(0,75V)に切り換えた時点で電
圧フラグ信号V FL(2の反転が生じた場合には、×
4のゲインがメモリーされ、V r = V bに切り
換えた時点でも、電圧フラグ信号VFLCの反転が生じ
ない場合には、×8のゲインがメモリーされる。こうし
て、第1、第2、第3の各アイランドのAGC信号処理
回路60で同時にゲインが決定され、メモリーされた後
、各アイランドの画素データの読出時に、このメモリー
されたゲインがそれぞれ第20図に示されたAGCアン
プ74に供給され、それぞれのアイランドの出力に対し
、最も適正なゲインが供給される。また、これらの各ア
イランドのゲイン情報は、ICG、SHM信号ラインよ
りAFコントローラ30へのデータダンプの開始直後に
ADT信号と同期してデジタルデータとして出力される
Voltage flag signal VFLG when Vr=Ve (3,375V)
The reversal of Vr=Vcl(1,87
5V), if the voltage flag signal VFLC is inverted, the gain of ×1 is memorized and the V
If the voltage flag signal VFLC is inverted at the time of switching from r - V d to Vr = Vc (1,125 V), the gain of ×2 is memorized, and V r = V
At the time of switching from c to Vr=Vb (0,75V), the voltage flag signal V FL (if an inversion of 2 occurs, ×
A gain of 4 is memorized, and if the voltage flag signal VFLC is not inverted even when switching to V r = V b, a gain of ×8 is memorized. In this way, the gains are simultaneously determined and memorized by the AGC signal processing circuits 60 of each of the first, second, and third islands, and then when the pixel data of each island is read, the memorized gains are determined as shown in FIG. The most appropriate gain is supplied to the output of each island. Further, the gain information of each island is outputted as digital data in synchronization with the ADT signal immediately after the start of data dumping from the ICG and SHM signal lines to the AF controller 30.

以上のようなAGC信号処理回路60は、各CCDIC
D間制御部171〜173にそれぞれ設けられており、
各モニター出力AGCO5I〜AGCO33は、適正レ
ベルに達したか否かをAGC信号処理回路60により常
時モニタリングされ、所定のレベル変動が生じ、適正レ
ベルに達したことがCCD積分時間制御部171〜17
3のいずれかて検出されると、その度に、そのアイラン
ド■S1〜■S3の電圧フラグ信号VFLc1〜VFL
Czが反転する。第17図の動作例では、まず第2アイ
ランドで電圧フラグ信号VFLC2の反転が生じている
。この時点でCCD1分時間制御部172は、積分クリ
ア動作から’High’”レベルの信号を出力していた
バリアゲート信号BG2を“Low”レベルに反転させ
、ホトダイオードPDと蓄積部STの間の電荷流入を遮
断し、積分完了動作を行うと共に、積分クリア時点から
High”レベルを保っていたADT信号に°’Low
”レベルのパルス信号を供給することで、1つのアイラ
ンドの積分完了をAFコントローラ30に知らせる。A
Fコントローラ30は、このADT信号の立ち下がりを
割込信号として入力し、ADT割込処理(第25図で後
述)を行うことで、1つのアイランドの積分完了を認識
することができるものである。
The AGC signal processing circuit 60 as described above is connected to each CCDIC.
are provided in the D-interval control units 171 to 173, respectively,
Each of the monitor outputs AGCO5I to AGCO33 is constantly monitored by the AGC signal processing circuit 60 to determine whether or not it has reached an appropriate level.
3 is detected, each time the voltage flag signals VFLc1 to VFL of that island ■S1 to ■S3 are detected.
Cz is inverted. In the operation example shown in FIG. 17, first, the voltage flag signal VFLC2 is inverted in the second island. At this point, the CCD 1-minute time control unit 172 inverts the barrier gate signal BG2, which had been outputting a 'High' level signal from the integral clearing operation, to a 'Low' level, thereby reducing the charge between the photodiode PD and the storage unit ST. The inflow is cut off, the integration is completed, and the ADT signal, which had been kept at the "High" level since the time the integration was cleared, is changed to °'Low.
By supplying a level pulse signal, the AF controller 30 is notified of the completion of integration for one island.A
The F controller 30 can recognize the completion of integration for one island by inputting the fall of this ADT signal as an interrupt signal and performing ADT interrupt processing (described later in FIG. 25). .

池のアイランド、つまり第17図(a)の場合には、第
1及び第3アイランドについては、第2アイランドの動
作とは無関係に、バリアゲート信号BGI、BG3は゛
’High’レベルの状態を保ち、積分の継続を行う(
この動作はSTM分モードの場合に限るものであり、後
述のPDfit分モードでは、全アイランドの積分を同
時に停止する。)、第17図(a)の動作例では、第2
アイランドの次に第1アイランドの電圧フラグ信号VF
LC+の反転が生じている。この場合も、先の第2アイ
ランドの場合と同様に、ADT信号にl L oIII
11レベルのパルスを出力し、バリアゲート信号BGI
を反転させ、ホトダイオードPDとMTrt部STの間
を遮断し、積分完了動作を行う。AFコントローラ30
は、このADT信号の立ち下がりで2つ目のアイランド
の積分完了を認識する。最後に第3アイランドの電圧フ
ラグ信号V FLC3が最大許容猜分時間(ST積分モ
ードでは20 m5ec)の経過前に反転した場合には
、ADT信号をI L o、、I+レベルに保持し、バ
リアゲート信号BG3をLOLI+”レベルとし、ホト
ダイオードPDと蓄積部STの間を遮断し、積分完了を
行う。AFコントローラ30は、第1及び第2の積分完
了を示すパルス幅よりも若干長い周期でこのADT信号
を繰り返しセンスすることで、l゛L owI+レベル
の信号が続けて出力されていることを検出し、全アイラ
ンドの積分が完了したことを認識し得るものである。
In the case of the islands in the pond, that is, in the case of FIG. 17(a), the barrier gate signals BGI and BG3 remain at the ``High'' level for the first and third islands, regardless of the operation of the second island. , perform the continuation of the integral (
This operation is limited to the STM minute mode, and in the PDfit minute mode, which will be described later, the integration of all islands is stopped at the same time. ), in the operation example of FIG. 17(a), the second
Next to the island is the voltage flag signal VF of the first island.
An inversion of LC+ has occurred. In this case, as in the case of the second island, the ADT signal is
Outputs 11 level pulses and outputs barrier gate signal BGI
is inverted, the connection between the photodiode PD and the MTrt section ST is cut off, and the integration completion operation is performed. AF controller 30
recognizes the completion of the integration of the second island at the fall of this ADT signal. Finally, if the voltage flag signal V FLC3 of the third island is inverted before the maximum allowable minute time (20 m5ec in ST integration mode) has elapsed, the ADT signal is held at I Lo, , I + level and the barrier The gate signal BG3 is set to the LOLI+'' level, the connection between the photodiode PD and the storage section ST is cut off, and the integration is completed. By repeatedly sensing the ADT signal, it is possible to detect that a signal at the low I+ level is continuously output, and to recognize that the integration of all islands has been completed.

この時点で全アイランドの光電変換素子列16a〜16
cの蓄積部には後段のアナログ信号処理部176に適し
たレベルの電荷量が用意され、保持された状態となる。
At this point, the photoelectric conversion element arrays 16a to 16 of all islands
In the accumulation section c, an amount of charge at a level suitable for the subsequent analog signal processing section 176 is prepared and held.

次に、AFコントローラ30はデータ要求信号となるS
HM信号をAFセンサー17に供給する。
Next, the AF controller 30 sends the S
The HM signal is supplied to the AF sensor 17.

このSHM信号は、第10図のI10制御部175を介
し、各CCD積分時間制御部171〜173及びCCD
クロック発生部174に供給される。
This SHM signal is transmitted to each CCD integration time control section 171 to 173 and the CCD through the I10 control section 175 in FIG.
The signal is supplied to the clock generating section 174.

第17図のタイムチャートに示すように、全アイランド
でSHM信号の供給以前にCCD積分時間制御部171
〜173により積分動作が自動的に完了している場合に
は、CCD積分時間制御部171〜173はこのSHM
信号に対して動作しない。一方、CCDクロック発生部
174は、このSHM信号により内部カウンタを初期化
し、この時点から入力パルスCPのカウントを開始する
と共に、転送りロックφ1を゛High″レベルに、転
送りロックφ2を“L ow”レベルにセットし、まず
シフトゲートパルスSH2を供給する。このシフトゲー
トパルスSH2の印加により第2アイランドの各蓄積部
ST2に保持された電荷が第2アイランドのシフトレジ
スタSR2へ移送される。シフトゲートパルスS H2
の印加完了後、転送りロックφ1.φ2が再開され、こ
の転送りロックφ1.φ2に同期して順次CCDのシフ
トレジスタSR2は、第2アイランドの光電変換部で発
生された光電荷を出力信号OS2として転送する。CO
Dクロック発生部174は、このCCDの転送りロック
数をカウントし、アナログ信号処理部176に送る。
As shown in the time chart of FIG. 17, before the SHM signal is supplied to all islands, the CCD integration time control unit 171
-173, when the integration operation is automatically completed, the CCD integration time control units 171-173 control this SHM.
Does not work on signals. On the other hand, the CCD clock generator 174 initializes the internal counter with this SHM signal, starts counting the input pulse CP from this point, sets the transfer lock φ1 to the "High" level, and sets the transfer lock φ2 to the "L" level. ow'' level and first supplies a shift gate pulse SH2. By applying this shift gate pulse SH2, the charge held in each storage section ST2 of the second island is transferred to the shift register SR2 of the second island. Shift gate pulse S H2
After the application of φ1. φ2 is restarted and this transfer lock φ1. In synchronization with φ2, the shift register SR2 of the CCD sequentially transfers the photocharges generated in the photoelectric conversion section of the second island as an output signal OS2. C.O.
The D clock generator 174 counts the number of CCD transfer locks and sends it to the analog signal processor 176.

さらに、第13図に示した7〜9番画素であるCCD暗
時出力画素からのアナログ信号出力時に、この暗時出力
レベルをA/D変換基準電圧Vrefにクランプさせる
べく、アナログ信号処理部176にレベルクランプ用の
制御信号を供給する。
Furthermore, when outputting an analog signal from the CCD dark output pixels, which are the 7th to 9th pixels shown in FIG. 13, the analog signal processing unit 176 Supplies control signals for level clamping.

このアナログ信号処理部176の詳細を第20図に、そ
の動作タイミングを第21図に示す。アナログ信号処理
部176は、各光電変換素子列16a〜16cの出力信
号O81〜O33を受は入れるバッファ71〜73を備
え、各バッファ71〜73の出力のうち、いずれか1つ
が出力タイミングに応じてアナログスイッチASI〜A
S3にて選択されて、AGCアンプ74に入力される。
Details of this analog signal processing section 176 are shown in FIG. 20, and its operation timing is shown in FIG. 21. The analog signal processing unit 176 includes buffers 71 to 73 that receive output signals O81 to O33 of the respective photoelectric conversion element arrays 16a to 16c, and one of the outputs of the buffers 71 to 73 is output according to the output timing. Analog switch ASI~A
It is selected in S3 and input to the AGC amplifier 74.

AGCアンプ74の出力はサンプルホールド回路75に
てサンプルホールドされ、レベルクランプ回路76にて
基準電圧Vrefに基準レベルをクランプされ、出力信
号■。Sとして出力される。レベルクランプ回路76は
、CCDクロック発生部174からレベルクランプ用の
制御信号CE1、CF2、AR33、AR34、CLl
、CF2を供給される。
The output of the AGC amplifier 74 is sampled and held in a sample and hold circuit 75, and the reference level is clamped to the reference voltage Vref in a level clamp circuit 76, resulting in an output signal (2). Output as S. The level clamp circuit 76 receives level clamp control signals CE1, CF2, AR33, AR34, and CLl from the CCD clock generator 174.
, CF2.

また、CCDクロック発生部174はADT信号をI1
0制御部175を介して出力する。このADT信号はC
CDデータの一画素、一画素の切替わりを示す信号とし
て出力され、A/D変換部31はこのADT信号の立ち
下がりでA/D変換を開始する。これらのCCD転送り
ロックφ1.φ2及びこれに同期した各信号の動作を示
すタイムチャートを第22図に示す。なお、このADT
信号は、第17図(a)に示すように、各アイランドの
積分完了時点を示す立ち下がりパルスの出力時と、■C
G及びS HM信号ラインを用いたデジタルデータ出力
時と、有効画素出力時にのみCCD転送りロックに同期
した信号として出力され、無効画素出力時にはCCDク
ロック発生部174内でのカウンタの値によりマスキン
グされ、出力されない。
Further, the CCD clock generator 174 outputs the ADT signal to I1.
0 control unit 175. This ADT signal is C
The ADT signal is output as a signal indicating switching between one pixel and one pixel of the CD data, and the A/D conversion section 31 starts A/D conversion at the falling edge of this ADT signal. These CCD transfer locks φ1. A time chart showing the operation of φ2 and each signal synchronized therewith is shown in FIG. Furthermore, this ADT
As shown in FIG. 17(a), the signal is output at the time of the falling pulse indicating the completion of the integration of each island, and at the time of the output of the ■C
It is output as a signal synchronized with the CCD transfer lock only when outputting digital data using the G and SHM signal lines and when outputting a valid pixel, and is masked by the counter value in the CCD clock generator 174 when outputting an invalid pixel. , no output.

このため、AFコントローラ30の側では、有効画素か
無効画素かの判別を行うことな(A/D変換データの取
り込みが可能となる。
Therefore, on the AF controller 30 side, it is possible to import A/D conversion data without determining whether a pixel is a valid pixel or an invalid pixel.

こうして、第2アイランドで光電変換された画像信号が
出力信号Vosとして基準部、参照部の順で出力される
。この画像信号は、第2アイランドの積分時間中に発生
した暗時出力レベルを基準電圧Vrefにクランプされ
た出力となる。次に第1アイランドで光電変換された画
像信号を読み出す必要がある。そこで、第22図に示す
ように、第2アイランドにおける参照部出力の第48番
目の画素データの出力時のクロックφ1が“High’
”レベルの位相でSHI信号を発生する。このタイミン
グもCCDクロック発生部174内のカウンタの値によ
り導き出される。この時点でSHI信号を発生するのは
、CCD出力の先頭に、第13図に示すように画素を持
たない空送り画素が存在するためで、この空送り画素の
出力時間を短縮するためである。このSHI信号の発生
後、第2アイランドにおける参照部の52番目の画素デ
ータの出力が完了すると、CCDクロック発生部174
はアナログ信号処理部176におけるアナログスイッチ
AS2の開閉制御用のAS2信号をHigh”レベルか
ら゛’Lo切°ルベルに、AS1信号を“LOL11″
ルベルから゛”High”レベルに切り替え、第1アイ
ランドのデータをアナログ信号処理部176へ供給する
。この後は第2アイランドのデータ出力時と同様に、暗
時出力のサンプルホールドを行った後、アナログ信号V
outより第1アイランドの積分時間中に発生した暗時
出力レベルをA/D変換基準電圧Vrefにクランプさ
れた出力として基準部、参照部の順で出力される0次に
第2アイランドから第1アイランドへの出力切換時と全
く同様の処理を行うことで、第1アイランドから第3ア
イランドへの出力切換を行い、第3アイランドのデータ
出力を行う。以上で、データの出力を完了し、次の積分
へと移行する。
In this way, the image signal photoelectrically converted in the second island is outputted as an output signal Vos to the reference section and then to the reference section. This image signal is an output obtained by clamping the dark output level generated during the integration time of the second island to the reference voltage Vref. Next, it is necessary to read out the image signal photoelectrically converted in the first island. Therefore, as shown in FIG. 22, the clock φ1 at the time of outputting the 48th pixel data of the reference unit output in the second island is “High”.
The SHI signal is generated at the phase of the "level." This timing is also derived from the value of the counter in the CCD clock generator 174. At this point, the SHI signal is generated at the beginning of the CCD output as shown in FIG. This is because there are skip-feeding pixels that do not have any pixels, and the purpose is to shorten the output time of these skip-feeding pixels.After this SHI signal is generated, the 52nd pixel data of the reference section in the second island is output. Once completed, the CCD clock generator 174
The AS2 signal for opening/closing control of the analog switch AS2 in the analog signal processing unit 176 is changed from the “High” level to the “Lo” level, and the AS1 signal is changed to the “LOL11” level.
The level is switched from the low level to the "High" level, and the data of the first island is supplied to the analog signal processing unit 176. After this, as in the case of data output from the second island, after sampling and holding the dark output, the analog signal V
The dark output level generated during the integration time of the first island is clamped to the A/D conversion reference voltage Vref from out, and is output to the reference section and then the reference section in that order from the second island to the first island. By performing exactly the same process as when switching the output to the island, the output is switched from the first island to the third island, and data is output from the third island. This completes the data output and moves on to the next integration.

この第20図に示したアナログ信号処理部176におい
て、積分時間中及び暗時出力レベルのクランプ動作中に
おいては、出力信号Vosが不定となるため、外部に供
給する信号としては適さない。
In the analog signal processing section 176 shown in FIG. 20, the output signal Vos becomes unstable during the integration time and during the clamping operation of the dark output level, so it is not suitable as a signal to be supplied to the outside.

このため、これらの位相時には、A/D変換基準電圧V
 refを温度係数の異なる抵抗で分圧した温度データ
V TEMPを出力信号VoutとするようにCCDク
ロック発生部174は制御している。温度データV T
EMPは、第10図に示す温度検出部177からアナロ
グ信号処理部176に供給されている。
Therefore, during these phases, the A/D conversion reference voltage V
The CCD clock generator 174 controls the temperature data V TEMP obtained by dividing ref by resistors having different temperature coefficients to be the output signal Vout. Temperature data V T
EMP is supplied from a temperature detection section 177 shown in FIG. 10 to an analog signal processing section 176.

次に、低輝度被写体に対するPDi分モードては、低輝
度で長い積分時間を有するため、システム全体のスピー
ドを優先し、第17図(b)のように、最大積分時間(
100m5ec)の経過後、又は1回目のADT信号が
AFセンサー17からAPコントローラ30へ入力され
た時点で、AFコントローラ30からAFセンサー17
にSHM信号が供給され、全アイランド■S1〜■S3
における精分動作が同時に完了する。この点を除いては
、上述の5Tff分モードと大略同じ動作がなされるの
で、重複する説明は省略し、以上でST積分モード及び
PD積分モードの各動作説明を終える。
Next, in the PDi minute mode for low-brightness subjects, since the low brightness has a long integration time, priority is given to the speed of the entire system, and as shown in Figure 17 (b), the maximum integration time (
100m5ec) or when the first ADT signal is input from the AF sensor 17 to the AP controller 30, the AF controller 30 sends the AF sensor 17
The SHM signal is supplied to all islands ■S1 to ■S3.
The refinement operations in are completed at the same time. Except for this point, the operation is roughly the same as in the 5Tff minute mode described above, so a redundant explanation will be omitted, and this concludes the explanation of each operation in the ST integration mode and the PD integration mode.

ところで、上述のAGC信号処理回路60における各ア
イランドの電圧フラグ信号VFLC+〜VFLC:1は
、ADT信号の立ち下がりとして出力され、AFコント
ローラ30に積分完了のタイミングを認識させる。しか
し、AFコントローラ30はADT信号によりいずれか
のアイランドで積分完了動作がなされたことを認識し得
るに過ぎず、その積分完了動作のなされたアイランドが
どのアイランドであるかについては、ADT信号のみか
ら認識することはできない、そこで、後のデータダンプ
時のデジタルデータを用いて、各アイランドの積分完了
の順番をAFコントローラ30に認識させる。これによ
って、APコントローラ30は、各アイランドでの積分
完了のタイミングと、積分完了の順番とを知ることがで
き、これらの情報に基づいて、積分時間中及び焦点検出
演算中のレンズ移動量の補正を行うことができる。つま
り、自動焦点調節のためのレンズ移動時においては、A
Fセンサー17による積分時点と、AFセンサー17の
有効画素出力に基づく焦点検出演算の結果、さらなるレ
ンズ駆動量が算出された時点との間には時間差があり、
この間のl/ンズ移動量の補正を行う必要がある。積分
完了時点が各アイランド毎に異なるST積分モードでは
、レンズ移動量の補正量は各アイランド毎に異なる。
By the way, the voltage flag signals VFLC+ to VFLC:1 of each island in the AGC signal processing circuit 60 described above are outputted as the falling edge of the ADT signal, and cause the AF controller 30 to recognize the timing of completion of integration. However, the AF controller 30 can only recognize from the ADT signal that the integration has been completed on one of the islands, and the island on which the integration has been completed can only be determined from the ADT signal. Therefore, the AF controller 30 is made to recognize the order in which the integration of each island is completed using digital data from a later data dump. This allows the AP controller 30 to know the timing of completion of integration in each island and the order of completion of integration, and based on this information, corrects the amount of lens movement during the integration time and during focus detection calculation. It can be performed. In other words, when moving the lens for automatic focus adjustment, A
There is a time difference between the time of integration by the F sensor 17 and the time when the further lens drive amount is calculated as a result of focus detection calculation based on the effective pixel output of the AF sensor 17.
It is necessary to correct the l/lens movement amount during this time. In the ST integration mode in which the point of completion of integration differs for each island, the amount of correction of the lens movement amount differs for each island.

以下、第23図のタイムチャートを用いてレンズ駆動中
の焦点検出動作について説明する。今、レンズが等速で
駆動されている状態においては、APセンサー17上に
投影される(象も、そのレンズ駆動に従って随時遷移し
た像が投影され、その像間隔も遷移した像間隔が算出さ
れるが、その像間隔は被写体輝度に変化が無い限り、そ
のAFセンサー17の積分区間の中点で得られる像間隔
と一致する。今、時刻し。から積分を開始され、時刻t
lで第1アイランド、時刻t2で第3アイランド、時刻
t3で第2アイランドの積分がそれぞれ完了したとする
と、時刻り、で算出される焦点検出演算の結果は、各ア
イランドで異なる時点での像間隔を元にしたデフォーカ
スfitclf、〜df、として算出される。つまり、
第1アイランドでは時刻11=(t。
The focus detection operation during lens drive will be described below using the time chart of FIG. 23. Now, when the lens is being driven at a constant speed, the image is projected onto the AP sensor 17 (an image that changes at any time according to the driving of the lens is projected, and the image interval that has changed is calculated. However, as long as there is no change in subject brightness, the image interval will match the image interval obtained at the midpoint of the integration interval of the AF sensor 17. Integration is now started from time t.
Assuming that the integration of the first island is completed at time l, the third island is completed at time t2, and the second island is completed at time t3, the result of the focus detection operation calculated at time , is the image at different times for each island. It is calculated as defocus fitclf, ~df, based on the interval. In other words,
On the first island, time 11=(t.

+t、)/2、第2アイランドでは時刻l2=(to+
t:+)/2、第3アイランドでは時刻I 3 = (
to + t2)/2の時点での像間隔を元に、各アイ
ランド毎にそのデフォーカス量drl〜clf、が算出
される。この値df1〜df、に基づいて駆動パルス数
に換算すると、それぞれN1〜N3が算出される。とこ
ろが、ここで算出された駆動パルス数N1〜N3はそれ
ぞれ前述の各アイランド別の積分中心(積分区間の中点
の時刻■1〜I3)での必要駆動パルス数であるため、
これをまず焦点検出演算完了時点し、での残り駆動パル
ス数R1〜R3に換算する必要がある。そこで、時刻t
、、t+ +t2+t3のそれぞれにおけるレンズ駆動
量を示すパルスカウント値をカウンタレジスタCT(1
)〜CT (4)にメモリーしておく必要がある。各点
でのレンズ駆動量を示すパルスカウント値をP (to
)、p (t+>、P (t2)、P (t3)、現状
でのレンズ駆動量を示すパルスカウント値をp (t<
)とすると、各アイランドIS1〜IS3での残り駆動
パルス数R1〜R3は、各積分中心11〜I3から焦点
検出演算完了時点t4までにそれぞれ駆動されたパルス
カウント値を、焦点検出演算により算出された駆動パル
ス数N1〜N3から差し引いた値となり、それぞれ次式
のようになる。
+t, )/2, and on the second island, time l2=(to+
t:+)/2, and on the third island, time I 3 = (
The defocus amount drl~clf is calculated for each island based on the image interval at the time of to + t2)/2. When converted into the number of drive pulses based on these values df1 to df, N1 to N3 are calculated, respectively. However, the number of drive pulses N1 to N3 calculated here is the number of drive pulses required at the integration center for each island (times 1 to 13 at the middle point of the integration interval), respectively.
It is first necessary to convert this into the remaining number of drive pulses R1 to R3 at the time when the focus detection calculation is completed. Therefore, time t
, , t+ +t2+t3, the pulse count value indicating the lens driving amount is stored in the counter register CT(1
) ~ CT (4) It is necessary to store it in memory. The pulse count value indicating the amount of lens drive at each point is P (to
), p (t+>, P (t2), P (t3), the pulse count value indicating the current lens drive amount is p (t<
), the remaining number of drive pulses R1 to R3 at each island IS1 to IS3 is calculated by focus detection calculation using the pulse count value driven from each integration center 11 to I3 until the focus detection calculation completion time t4. The values are obtained by subtracting the number of driving pulses N1 to N3, which are expressed by the following equations.

R1= N 1 + P (t4>−(P (t、)+
 P (t+))/ 2R2= N 2 + P (t
、)−(p (t、) + p (ts))/ 2R,
3= N 3 + P (t、)−fP (t、)+ 
P (t2))/2こうして初めて同一ポイントから見
た各アイランド■S1〜IS3のデフォーカス量(この
時点ではパルスカウント数R1〜R3に換算されている
)が算出され、各アイランドISI〜IS3のうち、ど
のアイランドのデフォーカス量に従いレンズ駆動を行う
か、この時点で判別される。
R1= N 1 + P (t4>-(P (t,)+
P (t+))/2R2= N 2 + P (t
, )−(p (t,) + p (ts))/2R,
3= N 3 + P (t,)-fP (t,)+
P (t2))/2 In this way, the defocus amount of each island S1 to IS3 (at this point, it is converted to the pulse count number R1 to R3) viewed from the same point is calculated, and the defocus amount of each island S1 to IS3 is calculated for the first time. At this point, it is determined which island's defocus amount is to be used for lens driving.

第23図のタイムチャートでは先に説明を加えたように
、APセンサー17とAPコントローラ30の間を伝送
されるICG信号、SHM信号と、AFセンサー17中
の電圧フラグ信号VFLC+〜VFLCIの変化を示し
ている。
As explained earlier, the time chart in FIG. 23 shows changes in the ICG signal and SHM signal transmitted between the AP sensor 17 and the AP controller 30, and the voltage flag signals VFLC+ to VFLCI in the AF sensor 17. It shows.

ここで、各アイランドの積分完了信号はタイミングとし
ては、ADT信号の立ち下がり時点として、APコント
ローラ30に認識され、さらにADT信号の3回の“’
Low”レベルへの変化を検出し、その後、ADT信号
が11 L oIIIIIレベルの状態で保持されてい
ることを検出して、全アイランドの積分完了をAFコン
トローラ30は認識する。この時点で電圧フラグ信号v
FLC+〜VFLC3の全ては反転し、I10制御部1
75に設けられた6つのDフリップフロップFF12.
FF13.FF21.FF23.FF31.FF32に
積分完了の順がメモリーされる。第23図に示す動作例
では、時刻tにて電圧フラグ信号VFLCIが°’Hi
gh”レベルから”Lou+”レベルに反転し、このと
き、DフリップフロップFF21、FF31のクロック
人力c r<が“Low″レベルから“High”レベ
ルに立ち上がって、そのデータ人力りに印加された電圧
フラグ信号VFLC2、V FLC2の”High”レ
ベルの信号が各出力Qにラッチされる。これによって、
DフリップフロップFF21、FF31は第1アイラン
ドの積分完了時点が第2、第3アイランドの積分完了時
点よりも早いことをメモリーする9次に、時刻t2にて
電圧フラグ信号”FLC:lが“High”レベルから
Loいレベルに反転し、このとき、Dフリップフロップ
FF13、FF23のクロック人力CKが”Lowレベ
ルから゛High″レベルに立ち上がって、そのデータ
人力りに印加された電圧フラグ信号VFLQ+の°’L
ow″レベルの信号と、電圧フラグ信号VFLC2の“
High”レベルの信号が各出力Qにラッチされる。こ
れによって、DフリップフロップFF13、FF23は
第3アイランドの積分完了時点が第1アイランドの積分
完了時点よりも遅く、第2アイランドの積分完了時点よ
りも早いことをメモリーする。さらに、時刻t、にて電
圧フラグ信号■FLC2が″“High”レベルからL
ou+”レベルに反転し、このとき、Dフリップフロッ
プFF12、FF32のクロック入力CKが”Low”
レベルから°’Higb°′レベルに立ち上がって、そ
のデータ人力りに印加された電圧フラグ信号V FLC
I 、 V FLG3の゛Lo四′”レベルの信号が出
力Qにラッチされる。これによって、Dフリップフロッ
プFF12、FF32は第2アイランドの積分完了時点
が第1、第3アイランドの積分完了時点よりも遅いこと
をメモリーする。
Here, the integration completion signal of each island is recognized by the AP controller 30 as the falling edge of the ADT signal, and is also recognized by the AP controller 30 as the falling edge of the ADT signal.
The AF controller 30 detects the change to "Low" level, and then detects that the ADT signal is maintained at the 11 Lo III level, and recognizes that the integration of all islands is complete.At this point, the voltage flag signal v
All of FLC+ to VFLC3 are inverted, and I10 control unit 1
Six D flip-flops FF12.
FF13. FF21. FF23. FF31. The order of completion of integration is stored in the FF 32. In the operation example shown in FIG. 23, the voltage flag signal VFLCI becomes °'Hi at time t.
At this time, the clock power of the D flip-flops FF21 and FF31 rises from the "Low" level to the "High" level, and the voltage applied to the data voltage The "High" level signals of the flag signals VFLC2 and VFLC2 are latched to each output Q. As a result,
The D flip-flops FF21 and FF31 memorize that the integration completion time of the first island is earlier than the integration completion time of the second and third islands.Next, at time t2, the voltage flag signal "FLC:l" becomes "High". At this time, the clock signal CK of the D flip-flops FF13 and FF23 rises from the "Low" level to the "High" level, and the voltage flag signal VFLQ+ applied to the data signal is reversed. 'L
ow" level signal and the voltage flag signal VFLC2 "
A "High" level signal is latched to each output Q. As a result, the D flip-flops FF13 and FF23 complete the integration of the third island later than the first island, and the second island completes the integration later than the first island. Furthermore, at time t, the voltage flag signal ■FLC2 changes from the “High” level to the L level.
At this time, the clock input CK of the D flip-flops FF12 and FF32 becomes "Low".
The voltage flag signal V FLC rises from level to °'Higb°' level and is applied to that data input.
The "Lo4'" level signal of I, V FLG3 is latched to the output Q. As a result, the D flip-flops FF12 and FF32 determine that the time when the integration of the second island is completed is different from the time when the integration of the first and third islands is completed. Remember that it is also slow.

これらの6つのDフリップフロップの出力Qは、各アイ
ランドのゲイン情報と共にデータダンプ開始直後にデジ
タルデータとして信号ラインICG、SHMを介してA
Pセンサー17からAFコントローラ30に伝送される
The outputs Q of these six D flip-flops are sent to A via signal lines ICG and SHM as digital data immediately after the data dump starts, along with the gain information of each island.
The signal is transmitted from the P sensor 17 to the AF controller 30.

上述のレンズ移動量補正を行うためのフローチャートを
第25図に示し説明する。まず、1回目の焦点検出を開
始した場合には、レンズ駆動は無く、各カウンタレジス
タCT(I)のメモリー値は同値であるので、レンズ移
動量補正は行われず、デフォーカス、idf、〜df、
に従って、駆動パルス数N1〜N3が算出され、そのま
まレンズ駆動用のパルスカウンタにセットされ、レンズ
駆動が開始される。
A flowchart for performing the lens movement amount correction described above is shown in FIG. 25 and will be described. First, when the first focus detection is started, there is no lens drive and the memory values of each counter register CT(I) are the same, so lens movement amount correction is not performed and defocus, idf, ~df ,
Accordingly, the number of drive pulses N1 to N3 is calculated and set as is in a pulse counter for lens drive, and lens drive is started.

その後、2回目のAFセンサー17の積分が開始される
。第25図は、この2回目以降のレンズ駆動中のAP開
始後の処理を示している。レンズ駆動用のパルスカウン
タはエンコーダ44からレンズ駆動量に応じたパルスが
得られる度に、そのパルスカウント値を1つずつデクリ
メントされる。
After that, the second integration of the AF sensor 17 is started. FIG. 25 shows the processing after the start of AP during lens driving from the second time onward. The pulse counter for driving the lens has its pulse count value decremented by one each time a pulse corresponding to the amount of lens driving is obtained from the encoder 44.

APコントローラ30はAFセンサー17の積分開始時
刻L0に、まずこのパルスカウント値p (to)を第
1のカウンタレジスタCT(1)にメモリーした後、積
分完了を認識するためのADTD号による割込を許可し
、5Tfi分モード時には20m5ec、PD積積分モ
ー待時は100…Secの最大積分時間が経過したかど
うかのチエツクを行い続ける(#1、#2)、被写体が
明るいSTT分モードの場合には、各アイランドが次々
に自動的に積分を完了し、蓄積部STに電荷を保持する
状態となり、その都度ADTD号が“Low”レベルと
なり、ADTD号による割込ルーチンが呼び出される。
At the integration start time L0 of the AF sensor 17, the AP controller 30 first stores this pulse count value p (to) in the first counter register CT (1), and then interrupts with the ADTD signal to recognize the completion of integration. 20m5ec when in 5Tfi minute mode, 100...Sec when waiting in PD integration mode, and continues to check whether the maximum integration time has elapsed (#1, #2), when in STT minute mode where the subject is bright , each island automatically completes the integration one after another and becomes in a state where the charge is held in the storage section ST, and each time the ADTD signal goes to "Low" level and an interrupt routine is called by the ADTD signal.

このADTD込のルーチンでは、まず、STT分モード
か、PDD分モードかの判定がなされる(#15)、こ
れは、既に説明したように、STT分モードではそれぞ
れの光電変換素子列16a〜16cのモニター出力AG
CO91〜AGCO33に従い、異なる積分時間で電荷
蓄積され、ADTD号は3つのアイランドISI〜IS
3がそれぞれ積分完了するタイミングで立ち下がり、A
DTD号の割込ルーチンが呼び出されるが、PD績背分
モードは最も明るいアイランドISnからのADTD号
の立ち下がり時点に従い、同一の積分時間で電荷蓄積さ
れるため、ADTD号の割込ルーチンは一度しか呼び出
されないためである。
In this routine including ADTD, first, it is determined whether it is the STT minute mode or the PDD minute mode (#15). monitor output AG
According to CO91~AGCO33, charges are accumulated with different integration times, and ADTD is divided into three islands ISI~IS
3 falls at the timing when the integration is completed, and A
The interrupt routine for the DTD signal is called, but since the PD tracking mode follows the fall point of the ADTD signal from the brightest island ISn and charges are accumulated in the same integration time, the interrupt routine for the ADTD signal is called once. This is because it is only called.

なお、この積分モードの切換については、第25図中、
#20〜#25に示しである0図中、TINTは積分時
間を意味する。まず、AF開始されると、光電変換素子
列のイニシャライズが行われた後、最大積分時間20I
IlsecのPDD分モードに設定される。そして、そ
の積分がllllsec以内で終了した場合には、PD
積分の電圧フラグ信号VFLc反転後の積分完了動作に
よる過剰積分量が多いために、積分モードをST頂頂上
モードして再積分を行う(#20.#21)。次に積分
時間が10輪See以下の場合には、以後の積分モード
をSTT分モードとし、焦点検出演算へと向かう(#2
2.#23)、また、全アイランドのゲイン情報が全て
2倍以上の場合には積分モードはPDi1Dモードのま
まで最大積分時間を100m5ecに変更し、焦点検出
演算に向かう(#24.#25)。最後に、これらのど
の条件も満たさない場合には、積分モードはそのままで
焦点検出演算に向かう。
Regarding switching of this integral mode, in Fig. 25,
In the diagrams #20 to #25, TINT means integration time. First, when AF is started, the photoelectric conversion element array is initialized, and then the maximum integration time is 20I.
Set to Ilsec PDD minute mode. Then, if the integration is completed within llllsec, PD
Since there is a large amount of excess integration due to the integration completion operation after the integration voltage flag signal VFLc is inverted, the integration mode is changed to the ST top mode and reintegration is performed (#20, #21). Next, if the integration time is less than 10 wheels, the subsequent integration mode is set to STT minute mode and the process proceeds to focus detection calculation (#2
2. #23), If all the gain information of all islands is twice or more, the integration mode remains PDi1D mode, the maximum integration time is changed to 100 m5ec, and the process proceeds to focus detection calculation (#24.#25). Finally, if none of these conditions are satisfied, the integration mode remains unchanged and focus detection calculation is performed.

これらの積分モードの切換は、光電変換素子列の積分が
終了する度に行われ、−度ST積分モードとなった場合
、すなわち積分時間が10m5ec以下となった場合に
は、全アイランドの積分時間が20m5ecとなり、ゲ
インが2倍以上となるまで、そのSTT分モードを継続
し、−度PD積分モードとなった場合、すなわち全アイ
ランドが積分時間20 m5ecでゲインが2倍以上と
なった場合には、1つのアイランドの積分時間が10…
Seeを切るまでPDD分モードを継続する。
These integration modes are switched every time the integration of the photoelectric conversion element array is completed, and when the -degree ST integration mode is selected, that is, when the integration time is less than 10 m5ec, the integration time of all islands is changed. The STT minute mode continues until the gain becomes 20 m5ec and the gain doubles or more, and when the mode becomes - degree PD integration mode, that is, when all the islands have an integration time of 20 m5ec and the gain doubles or more. The integration time of one island is 10...
The PDD minute mode continues until the See is turned off.

このように、−度その積分モードに突入した場合、その
積分モードが継続されるように切換条件にヒステリシス
を設けることで、同一積分モードで安定したデータが得
られる。
In this way, by providing hysteresis in the switching condition so that when the integration mode is entered into the integration mode by -degree, the switching condition is provided with hysteresis so that the integration mode is continued, stable data can be obtained in the same integration mode.

まず、ST積分モードの場合には、第1回目のADT割
込時、第2回目のADT割込時には、割込発生時t+、
hの残り駆動パルス数p (t+)、p (tz)を第
2のカウンタレジスタCT(2)、第3のカウンタレジ
スタCT (3)にそれぞれ格納しく#16)、カウン
タレジスタの番号■を1つインクリメントした後、#2
の最大積分時間経過のチエツクに戻る(#17、#18
)、3度目のADT割込が発生し、全アイランド・の積
分が完了すると、第4のカウンタレジスタCT (4)
にそのときの残り駆動パルス数p (ti>を格納した
後、データダンプを開始するべ(SHM信号の供給(#
3)へと進む。
First, in the case of ST integration mode, at the first ADT interrupt, at the second ADT interrupt, when the interrupt occurs, t+,
Store the remaining drive pulse numbers p (t+) and p (tz) of h in the second counter register CT (2) and third counter register CT (3), respectively #16), and set the counter register number ■ to 1. After incrementing #2
Return to checking the elapsed maximum integration time (#17, #18
), when the third ADT interrupt occurs and the integration of all islands is completed, the fourth counter register CT (4)
After storing the remaining drive pulse number p (ti>) in , data dump should be started (SHM signal supply (#
Proceed to 3).

一方、PD積分モード時には最初のADT割込発生時に
全アイランドの積分完了動作がなされるので、ADT信
号の割込が生じた場合には第2、第3及び第4のカウン
タレジスタCT(2)〜CT(4)にADT割込発生時
刻tでのパルスカウント値p (t)をメモリーした後
(#19)、データダンプのためのSHM信号の供給(
#3)へと進む。
On the other hand, in the PD integration mode, the integration of all islands is completed when the first ADT interrupt occurs, so when an ADT signal interrupt occurs, the second, third, and fourth counter registers CT(2) ~ After memorizing the pulse count value p (t) at the ADT interrupt generation time t in CT (4) (#19), supplying the SHM signal for data dump (
Proceed to #3).

方、#2で最大積分時間が経過しても全アイランドの積
分が完了しない場合には、#3でデータダンプのための
SHM信号の供給を行い、#4でADT信号がLoIl
”レベルとなっていることを確認し、#5〜#7で第2
〜第4カウンタレジスタCT(2)〜CT (4’)の
うち、まだメモリーされていないレジスタに、その時点
でのパルスカウント値をメモリーして、データダンプ(
#8)に進む。
On the other hand, if the integration of all islands is not completed even after the maximum integration time has elapsed in #2, the SHM signal for data dump is supplied in #3, and the ADT signal is set to LoIl in #4.
”Confirm that the
~ The pulse count value at that point is memorized in a register that has not been memorized yet among the fourth counter registers CT (2) ~ CT (4'), and the data dump (
Proceed to #8).

次にAPセンサー17は、ADT信号に同期して信号ラ
インICG、SHMからAGCデータと、各アイランド
の積分完了順を示すデジタルデータを出力するので、A
Fコントローラ30はそのデジタルデータを入力する。
Next, the AP sensor 17 outputs AGC data and digital data indicating the order of completion of integration for each island from the signal lines ICG and SHM in synchronization with the ADT signal.
The F controller 30 inputs the digital data.

その後、AFセンサー17から各光電変換素子16a〜
16cのアナログ信号出力が、アナログ信号ラインVo
utより出力されるので、APコントローラ30はAD
T信号に同期して、このアナログ信号出力をA/D変換
し、順次入力する(#8)、AFセンサー17からの全
出力をA/D変換し、データ入力が完了すると、この光
電変換素子列16a〜16cの出力に従い、各アイラン
ド毎に焦点検出演算を行い、各アイランドのデフォーカ
ス量dfl〜df3の算出を行う(#9)、次に、各ア
イランドの算出されたデフォーカス量dfl〜df3に
対してレンズ駆動中の移動分補正を行うべく、AFセン
サー17からのデジタルデータに基づいて、各アイラン
ドの積分完了順を判定する(# 10 )、次に、各ア
イランド毎に算出されたデフォーカス量dfl〜df3
をレンズデータ(変換係数KL)を用いて駆動パルス数
N1〜N3に変換する(#11)、次に、各アイランド
の積分中心■1〜■3からこの焦点検出演算完了までの
駆動パルス数を算出する。これは各アイランドの積分完
了順より第2〜第4のカウンタCT(2)〜CT (4
)のうちいずれか1つCT(I)を選択し、レンズ移動
補正量ΔN(I)=CT(5)icT(1)十CT(1
))/2をそれぞれ算出する。このΔN(I)の符号は
負である。第23図の動作例では、第1、第2、第3ア
イランドの駆動パルス数N1、N2、N3に対するレン
ズ移動補正量ΔN(I)は、ΔN(2)、ΔN(4)、
ΔN(3)となる、このレンズ移動補正量ΔN(I)を
各アイランドの駆動パルス数N1〜N3に加えて、各ア
イランドの残り駆動パルスR1〜R3を算出する(#1
2)。そして、これらの残り駆動パルス数R1〜R3よ
り、次のレンズ駆動のための駆動パルス数ROを選択す
る(#13)。この駆動パルス数ROに応じて、レンズ
駆動(#14)を行い、次回のCOD積分(#1)を開
始する。
After that, from the AF sensor 17 to each photoelectric conversion element 16a~
The analog signal output of 16c is connected to the analog signal line Vo.
Since the output is from ut, the AP controller 30
In synchronization with the T signal, this analog signal output is A/D converted and inputted sequentially (#8). All outputs from the AF sensor 17 are A/D converted, and when the data input is completed, this photoelectric conversion element According to the outputs of columns 16a to 16c, focus detection calculations are performed for each island to calculate the defocus amounts dfl to df3 for each island (#9), and then the calculated defocus amounts dfl to df3 for each island are calculated (#9). In order to correct the movement during lens driving for df3, the order in which the integration is completed for each island is determined based on the digital data from the AF sensor 17 (#10), and then the Defocus amount dfl~df3
is converted into the number of driving pulses N1 to N3 using the lens data (conversion coefficient KL) (#11). Next, the number of driving pulses from the integration center of each island ■1 to ■3 until the completion of this focus detection calculation is calculated. calculate. This is the second to fourth counters CT (2) to CT (4
), select one CT(I), and calculate the lens movement correction amount ΔN(I)=CT(5)icT(1)×CT(1
))/2 are calculated respectively. The sign of this ΔN(I) is negative. In the operation example shown in FIG. 23, the lens movement correction amount ΔN(I) for the number of drive pulses N1, N2, and N3 for the first, second, and third islands is ΔN(2), ΔN(4),
This lens movement correction amount ΔN(I), which is ΔN(3), is added to the number of drive pulses N1 to N3 for each island to calculate the remaining drive pulses R1 to R3 for each island (#1
2). Then, from these remaining drive pulse numbers R1 to R3, the drive pulse number RO for the next lens drive is selected (#13). The lens is driven (#14) in accordance with this drive pulse number RO, and the next COD integration (#1) is started.

[発明の効果] 本発明は上述のように、異なる電荷蓄積モードで動作可
能な複数の光電変換素子列と、各光電変換素子列の電荷
蓄積動作の制御を行う電荷蓄積制御部とを備え、各光電
変換素子列は電荷蓄積制御部の制御下にて電荷蓄積モー
ドを切換制御されるものであるから、複数の光電変換素
子列の電荷蓄積動作を適正に制御することができ、常に
適正なレベルでS、/N比の良好な出力が得られるとい
う効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention includes a plurality of photoelectric conversion element arrays that can operate in different charge accumulation modes, and a charge accumulation control section that controls the charge accumulation operation of each photoelectric conversion element array, Since the charge accumulation mode of each photoelectric conversion element array is switched under the control of the charge accumulation control section, the charge accumulation operation of the plurality of photoelectric conversion element arrays can be appropriately controlled, and the charge accumulation operation can always be performed properly. This has the effect that an output with a good S/N ratio can be obtained at the level.

特に、高輝度時には各光電変換素子列の電荷蓄積時間を
入射光量に応じて別々に制御することにより、出力が飽
和しない範囲で十分に大きい出力が得られるという効果
があり、また、電荷蓄積を受光素子列よりも小面積の電
荷蓄積素子列で行い蓄積電荷を電荷N積素子列で保持す
ることにより蓄積電荷の読出時間を短縮できるという効
果がある。
In particular, at high brightness, by controlling the charge accumulation time of each photoelectric conversion element array separately according to the amount of incident light, it is possible to obtain a sufficiently large output without saturating the output. By using a charge storage element array having a smaller area than the light-receiving element array and holding the accumulated charges in the charge N product element array, there is an effect that the readout time of the accumulated charges can be shortened.

一方、低輝度時には全ての光電変換素子列の電荷蓄積時
間を同じにすることにより、暗時電荷によるS/N比の
劣化を防止することができるという効果があり、また、
電荷蓄積を受光素子列で行い蓄積電荷の保持を電荷蓄積
素子列で行うことにより暗時電荷の影響を少なくするこ
とができるという効果がある。
On the other hand, at low brightness, by making the charge accumulation time of all photoelectric conversion element arrays the same, it is possible to prevent deterioration of the S/N ratio due to charges in the dark.
By accumulating charges in the light receiving element array and retaining the accumulated charges in the charge accumulating element array, there is an effect that the influence of dark charges can be reduced.

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

第1図は本発明の概略構成図、第2図は本発明の一実施
例に係る光電変換装置を用いたカメラにおける焦点検出
光学系の斜視図、第3図は同上の焦点検出光学系の原理
説明図、第4図は同上のカメラにおけるファインダー内
表示を示す図、第5図は同上の光電変換装置に用いるC
CDチップの詳細を示す説明図、第6図は同上のCCD
チップにおける基準部の分割領域を示す説明図、第7図
は同上のCCDチップにおける中央部の詳細を示す説明
図、第8図は同上のCCDチップにおける各分割領域に
ついてのシフト量を示す説明図、第9図は同上の光電変
換装置を実現するAPセンサーとAFコントローラのブ
ロック回路図、第10図は同上のAPセンサーのブロッ
ク回路図、第11図は同上に用いる光電変換素子列の要
部構成を示す図、第12図は同上のc−c’線について
の断面図、第13図は同上の光電変換素子列の全体構成
を示す図、第14図乃至第16図は同上の光電変換装置
の異なる積分モードを示す説明図、第17図(a)は同
上の光電変換装置のST積分モードとデータダンプモー
ドの動作波形図、第17図(b)は同上の光電変換装置
のPDff分モードとデータダンプモードの動作波形図
、第18図は同上のAFセンサーに用いるAGC信号処
理回路の回路図、第19図は同上の動作波形図、第20
図は同上のAFセンサーに用いるアナログ信号処理部の
回路図、第21図及び第22図は同上の動作波形図、第
23図は同上のAFセンサーとAPコントローラ間の信
号伝送を説明するための動作波形図、第24図は同上の
AFセンサーに用いる積分完了順序記憶回路の回路図、
第25図は同上のAFコントローラの要部動作を示すフ
ローチャートである。 1a〜1cは光電変換素子列、28〜2cは電荷蓄積制
御部、PDa−S−PDcは受光素子列、STa−ST
cは電荷N猜素子列である。 第1図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of a focus detection optical system in a camera using a photoelectric conversion device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of the focus detection optical system of the same. A diagram explaining the principle, Fig. 4 is a diagram showing the display in the finder of the same camera, and Fig. 5 is a diagram showing the C used in the photoelectric conversion device shown above.
An explanatory diagram showing the details of the CD chip, Figure 6 is the same CCD as above.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the details of the central part of the CCD chip, and FIG. 8 is an explanatory diagram showing the amount of shift for each divided region in the CCD chip. , FIG. 9 is a block circuit diagram of an AP sensor and AF controller that realize the photoelectric conversion device as described above, FIG. 10 is a block circuit diagram of the AP sensor as described above, and FIG. 11 is a main part of a photoelectric conversion element array used in the same as above. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line c-c' of the same as above, FIG. 13 is a diagram showing the overall structure of the photoelectric conversion element row of the same as above, and FIGS. 14 to 16 are photoelectric conversion of same as above. An explanatory diagram showing the different integration modes of the device, FIG. 17(a) is an operation waveform diagram of the ST integration mode and data dump mode of the photoelectric conversion device same as the above, and FIG. 17(b) is the PDff component of the photoelectric conversion device same as the above. Figure 18 is a circuit diagram of the AGC signal processing circuit used in the above AF sensor, Figure 19 is an operation waveform diagram of the same mode and data dump mode, Figure 20
The figure is a circuit diagram of the analog signal processing unit used in the above AF sensor, Figures 21 and 22 are operation waveform diagrams of the above, and Figure 23 is a circuit diagram for explaining signal transmission between the above AF sensor and the AP controller. Operation waveform diagram, Figure 24 is a circuit diagram of the integration completion order storage circuit used in the above AF sensor,
FIG. 25 is a flowchart showing the operation of the main parts of the AF controller same as above. 1a to 1c are photoelectric conversion element arrays, 28 to 2c are charge accumulation control units, PDa-S-PDc is a light receiving element array, STa-ST
c is a charge N-element array. Figure 1

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)異なる電荷蓄積モードで動作可能な複数の光電変
換素子列と、各光電変換素子列の電荷蓄積動作の制御を
行う電荷蓄積制御部とを備え、各光電変換素子列は電荷
蓄積制御部の制御下にて電荷蓄積モードを切換制御され
ることを特徴とする電荷蓄積型の光電変換装置。
(1) Equipped with a plurality of photoelectric conversion element rows that can operate in different charge accumulation modes and a charge accumulation control section that controls the charge accumulation operation of each photoelectric conversion element row, and each photoelectric conversion element row has a charge accumulation control section. A charge accumulation type photoelectric conversion device characterized in that a charge accumulation mode is switched and controlled under the control of.
(2)異なる電荷蓄積モードは、各光電変換素子列が同
一の電荷蓄積時間で制御されるモードと、各光電変換素
子列がそれぞれ別々の電荷蓄積時間で制御されるモード
であることを特徴とする請求項1記載の電荷蓄積型の光
電変換装置。
(2) The different charge accumulation modes are characterized by a mode in which each photoelectric conversion element row is controlled with the same charge accumulation time, and a mode in which each photoelectric conversion element row is controlled with a separate charge accumulation time. The charge accumulation type photoelectric conversion device according to claim 1.
(3)光電変換素子列は受光素子列と電荷蓄積素子列を
含み、異なる電荷蓄積モードは、受光素子列にて電荷蓄
積を行い電荷蓄積素子列にて蓄積電荷を保持するモード
と、電荷蓄積素子列にて電荷蓄積を行い電荷蓄積素子列
にて蓄積電荷を保持するモードであることを特徴とする
請求項1記載の電荷蓄積型の光電変換装置。
(3) The photoelectric conversion element array includes a light-receiving element array and a charge storage element array, and the different charge accumulation modes are a mode in which charge is accumulated in the light-receiving element array and a stored charge is retained in the charge storage element array; 2. The charge accumulation type photoelectric conversion device according to claim 1, wherein the charge storage type photoelectric conversion device is in a mode in which charge is accumulated in the element array and the accumulated charge is held in the charge storage element array.
(4)電荷蓄積モードは光電変換素子列への入射光量又
は電荷蓄積時間の長さに基づいて切り換えられることを
特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電荷
蓄積型の光電変換装置。
(4) The charge accumulation type photoelectric converter according to any one of claims 1 to 3, wherein the charge accumulation mode is switched based on the amount of light incident on the photoelectric conversion element array or the length of charge accumulation time. conversion device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002131620A (en) * 2000-10-23 2002-05-09 Olympus Optical Co Ltd Range-finding device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002131620A (en) * 2000-10-23 2002-05-09 Olympus Optical Co Ltd Range-finding device

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