JPH0675130B2 - 光電変換装置 - Google Patents
光電変換装置Info
- Publication number
- JPH0675130B2 JPH0675130B2 JP58126332A JP12633283A JPH0675130B2 JP H0675130 B2 JPH0675130 B2 JP H0675130B2 JP 58126332 A JP58126332 A JP 58126332A JP 12633283 A JP12633283 A JP 12633283A JP H0675130 B2 JPH0675130 B2 JP H0675130B2
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- Japan
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- photoelectric conversion
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- gate
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は光電変換装置に関し特に外光を含んだ投光した
光の反射光を受け、その反射光を抽出する蓄積形の光電
変換素子の特に演算抽出に特徴を有する光電変換装置に
関するものである。
光の反射光を受け、その反射光を抽出する蓄積形の光電
変換素子の特に演算抽出に特徴を有する光電変換装置に
関するものである。
従来、この種の光電変換素子は高感度，高応答性の光電
変換素子を用い、投光した光の弁別を同期積分を用いて
外光の影響を統計的に排除して行い、その反射光成分の
みを出力する形のものがあった。
変換素子を用い、投光した光の弁別を同期積分を用いて
外光の影響を統計的に排除して行い、その反射光成分の
みを出力する形のものがあった。
しかし、光電変換素子に種々のノイズが混入する可能性
があった。特にこのように１つの受光素子からの信号を
異なるタイミングで別々の蓄積手段に蓄積しその差を形
成するようにした場合には、それぞれの蓄積手段に蓄積
される信号が飽和してしまうと前記の差が誤差を含むも
のとなってしまう問題が有った。
があった。特にこのように１つの受光素子からの信号を
異なるタイミングで別々の蓄積手段に蓄積しその差を形
成するようにした場合には、それぞれの蓄積手段に蓄積
される信号が飽和してしまうと前記の差が誤差を含むも
のとなってしまう問題が有った。
本発明は上述の従来例の欠点を除去すると共に誤差の少
ない差出力を形成できる光電変換装置を提供することを
目的とする。
ない差出力を形成できる光電変換装置を提供することを
目的とする。
そして上記目的を達成するために、本願発明の光電変換
装置は、 被写体からの光を検出するための受光素子と、 周期的に発光する投光手段と、 前記受光素子の出力電荷をそれぞれ異なるタイミングで
蓄積するための第１、第２の蓄積手段と、 前記受光素子の出力電荷を前記投光手段の発光時に前記
第１の蓄積手段に導くための第１のゲート手段と、 前記受光素子の出力電荷を前記投光手段の非発光時に前
記第２の蓄積手段に導くための第２のゲート手段と、 前記第１、第２の蓄積手段に蓄積された電荷の差出力を
形成蓄積する第３の蓄積手段と、 前記第１、第２の蓄積手段の一方の電荷レベルが所定の
基準レベルに達したことを検出するための検出手段と、 該検出手段の出力に応じて前記第３の蓄積手段における
前記差出力の形成蓄積を開始させる制御手段と、 を有する。
装置は、 被写体からの光を検出するための受光素子と、 周期的に発光する投光手段と、 前記受光素子の出力電荷をそれぞれ異なるタイミングで
蓄積するための第１、第２の蓄積手段と、 前記受光素子の出力電荷を前記投光手段の発光時に前記
第１の蓄積手段に導くための第１のゲート手段と、 前記受光素子の出力電荷を前記投光手段の非発光時に前
記第２の蓄積手段に導くための第２のゲート手段と、 前記第１、第２の蓄積手段に蓄積された電荷の差出力を
形成蓄積する第３の蓄積手段と、 前記第１、第２の蓄積手段の一方の電荷レベルが所定の
基準レベルに達したことを検出するための検出手段と、 該検出手段の出力に応じて前記第３の蓄積手段における
前記差出力の形成蓄積を開始させる制御手段と、 を有する。
次に本発明の一実施例を各図を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例の説明図で、１は投光用50％
ヂューティの発振器、２は投光増巾器、３は投光用発光
器である。投光用発光器３は４の投光レンズにより５の
被写体を照明し、この被写体からの反射光と外光は、６
の受光レンズを通って７の光電変換部に導かれる。
ヂューティの発振器、２は投光増巾器、３は投光用発光
器である。投光用発光器３は４の投光レンズにより５の
被写体を照明し、この被写体からの反射光と外光は、６
の受光レンズを通って７の光電変換部に導かれる。
前記光電変換部の電荷は投光時開になる８のゲート及び
非投光時に９の反転器による反転信号により開になる10
のゲートにより各々11,12で示す蓄積部に蓄積される。
非投光時に９の反転器による反転信号により開になる10
のゲートにより各々11,12で示す蓄積部に蓄積される。
前記両蓄積部の蓄積された電荷（電圧）の差が信号であ
る投光による反射光成分であるが、その量が蓄積電荷に
比べて小さい、即ち外光成分が大きい場合に充分な差出
力が得られない内に蓄積部が飽和してしまうことが有
る。
る投光による反射光成分であるが、その量が蓄積電荷に
比べて小さい、即ち外光成分が大きい場合に充分な差出
力が得られない内に蓄積部が飽和してしまうことが有
る。
このため13,14の比較器で15,16の抵抗による基準電圧と
各蓄積電圧を比較し、どちらかの蓄積部が一定レベルに
達したことを１つのオアゲート出力により検知し、その
立上り信号により18のモノ・ステーブル・マルチバイブ
レーターを起動し一定巾のハイの信号を19のＱからのラ
インに出力する。
各蓄積電圧を比較し、どちらかの蓄積部が一定レベルに
達したことを１つのオアゲート出力により検知し、その
立上り信号により18のモノ・ステーブル・マルチバイブ
レーターを起動し一定巾のハイの信号を19のＱからのラ
インに出力する。
これにより以下のごとく差出力の形成蓄積のためのシー
ケンスが開始する。すなわち、12の蓄電器に蓄積された
電荷を21のゲートを開け50の増巾器で増巾し同じく19の
ラインのハイによりハイになる51のOR・ゲートにより52
のゲートを開け同電荷電圧を53の蓄電器に与えると共
に、同じくハイになる54のOR・ゲートにより開く55のゲ
ートにより56の蓄電器に蓄えられる。
ケンスが開始する。すなわち、12の蓄電器に蓄積された
電荷を21のゲートを開け50の増巾器で増巾し同じく19の
ラインのハイによりハイになる51のOR・ゲートにより52
のゲートを開け同電荷電圧を53の蓄電器に与えると共
に、同じくハイになる54のOR・ゲートにより開く55のゲ
ートにより56の蓄電器に蓄えられる。
次に19のラインの低下即ち57のラインの上昇により58の
モノ・ステーブル・マルチバイブレーターが起動され、
一定巾のハイの信号が59のラインに与えられ60のOR・ゲ
ートを通して61のゲートを閉じ53の蓄電器に蓄えられた
電荷、電圧をクリアーする。
モノ・ステーブル・マルチバイブレーターが起動され、
一定巾のハイの信号が59のラインに与えられ60のOR・ゲ
ートを通して61のゲートを閉じ53の蓄電器に蓄えられた
電荷、電圧をクリアーする。
次に59のラインの低下即ち62のラインの上昇により63の
モノ・ステーブル・マルチバイブレーターが起動し64の
ラインに一定巾のハイの信号を出力する。
モノ・ステーブル・マルチバイブレーターが起動し64の
ラインに一定巾のハイの信号を出力する。
これにより11の蓄電器に蓄積された電荷を20のゲートを
開け50の増巾器で増巾し、同じく64のラインのハイによ
りハイになる51のOR・ゲートにより52のゲートを開け同
電荷電圧を53の蓄電器に与える。
開け50の増巾器で増巾し、同じく64のラインのハイによ
りハイになる51のOR・ゲートにより52のゲートを開け同
電荷電圧を53の蓄電器に与える。
これにより53の蓄電器には11の蓄電電圧即ち外光と反射
光を加えた量が又、56の蓄電器には50の増巾器側に12の
蓄電電圧即ち外光量が各々蓄えられる。
光を加えた量が又、56の蓄電器には50の増巾器側に12の
蓄電電圧即ち外光量が各々蓄えられる。
次に64のラインの低下即ち65のラインの上昇により66の
モノ・ステーブル・マルチバイブレーターは起動され67
のラインの一定巾のハイの信号を出力する。
モノ・ステーブル・マルチバイブレーターは起動され67
のラインの一定巾のハイの信号を出力する。
この67のラインのハイにより68,23のゲートは開き70の
抵抗を通して69の増巾器は入力電圧を電流（電荷）へ変
換し24の蓄電器に蓄積する。
抵抗を通して69の増巾器は入力電圧を電流（電荷）へ変
換し24の蓄電器に蓄積する。
この時入力電圧は前述の様に53の蓄電器及び56の蓄電器
の直列の電圧故に（外光＋反射光量−外光）の反射光量
となる。
の直列の電圧故に（外光＋反射光量−外光）の反射光量
となる。
次に67のラインの低下即ち71のラインの上昇により19の
モノマルチが起動され、一定巾のパルスが25のＱからの
ラインに得られる。このパルスにより25,26のゲートを
開け11,12の蓄積部の電荷を流出（クリアー）せしめ、
次の蓄積を可能にすると同時に60,54のOR・ゲートを通
して61,55のゲートを開け53,56の蓄電器もクリアーす
る。
モノマルチが起動され、一定巾のパルスが25のＱからの
ラインに得られる。このパルスにより25,26のゲートを
開け11,12の蓄積部の電荷を流出（クリアー）せしめ、
次の蓄積を可能にすると同時に60,54のOR・ゲートを通
して61,55のゲートを開け53,56の蓄電器もクリアーす
る。
以上の様にして差分の反射光成分のみが24の蓄電部に蓄
積される。そしてそれが充分な信号レベルに達したこと
を27の比較器により28,29の抵抗による基準電圧と比較
し30の端子より出力する。又その蓄積信号は31の増巾器
により32端子より出力する。33端子は34のプルダウン抵
抗に抗したハイの信号により35のゲートを開け、この蓄
積信号電荷を流出（クリアー）するものである。
積される。そしてそれが充分な信号レベルに達したこと
を27の比較器により28,29の抵抗による基準電圧と比較
し30の端子より出力する。又その蓄積信号は31の増巾器
により32端子より出力する。33端子は34のプルダウン抵
抗に抗したハイの信号により35のゲートを開け、この蓄
積信号電荷を流出（クリアー）するものである。
以上の様にして外光に混入した反射光を同期積分的に32
の端子電圧の変化又は33の端子のクリアー後の30の端子
のハイになるまでの時間で、S/N比を高く計測可能にな
る。
の端子電圧の変化又は33の端子のクリアー後の30の端子
のハイになるまでの時間で、S/N比を高く計測可能にな
る。
以上の光電変換素子は、光電変換部，ゲート，増巾器に
より構成されているため単一IC内に構成することがCCD
やMOS構造により容易になり、充分高いS/N比の同期差動
出力を得ることが可能になる。
より構成されているため単一IC内に構成することがCCD
やMOS構造により容易になり、充分高いS/N比の同期差動
出力を得ることが可能になる。
前記実施例中差分演算及び蓄積クリアー時には、１の発
振器をリセットして、９の反転器を禁止することにより
上述期間中の無効時間を排除した光電変換が可能にな
る。
振器をリセットして、９の反転器を禁止することにより
上述期間中の無効時間を排除した光電変換が可能にな
る。
又、差分蓄積量により投光電力を変えて節電することも
可能である。又、同じ光電変換ユニットを複数個配して
その相互間差のみを出力することも同様に可能である。
可能である。又、同じ光電変換ユニットを複数個配して
その相互間差のみを出力することも同様に可能である。
第２図は本発明の他の実施例の説明図で、第１図におい
て53の蓄電器をクリアーしていたのに対し、72のゲート
により浮動にしその制御を73のOR・ゲートにより11の蓄
積電荷の採り込み及び演算読み出し時及び全クリアー時
に開ける様にしたものである。
て53の蓄電器をクリアーしていたのに対し、72のゲート
により浮動にしその制御を73のOR・ゲートにより11の蓄
積電荷の採り込み及び演算読み出し時及び全クリアー時
に開ける様にしたものである。
第３図は他の実施例の説明図で第２図の53,56の蓄電器
に直接光電荷を蓄えるものである。
に直接光電荷を蓄えるものである。
即ち投光時、非投光時に73,54のOR・ゲートを通して72,
55のゲートにより選択的に蓄積を繰り返し行なう。
55のゲートにより選択的に蓄積を繰り返し行なう。
その時の交互に発生する蓄積電圧を13の比較器により比
べ飽和前に66のモノ・ステーブル・マルチバイブレータ
ーを起動して２図と同様に差情報のみを24の蓄電器に蓄
積し、その後の19のモノ・ステーブル・マルチバイブレ
ーター起動により54,73のOR・ゲート及び75,53,55のゲ
ートを開けて53,56の蓄電電荷をクリアーする。
べ飽和前に66のモノ・ステーブル・マルチバイブレータ
ーを起動して２図と同様に差情報のみを24の蓄電器に蓄
積し、その後の19のモノ・ステーブル・マルチバイブレ
ーター起動により54,73のOR・ゲート及び75,53,55のゲ
ートを開けて53,56の蓄電電荷をクリアーする。
第４図は１つの蓄積部によって誤差要因を少なくした一
実施例の説明図で投光時には80のAND・ゲートにより読
み出し時を除いてハイの信号を81のラインに生じせしめ
82のOR・ゲートを通して83のゲート及び84のゲートを開
け投光時光電荷を85の蓄電器の右側に蓄え、非投光時に
は同じく86のAND・ゲートにより読み出し時を除いてハ
イの信号を87のラインに生じせしめ88のOR・ゲートを通
して89のゲート及び90のゲートを開け非投光時光電荷を
85の蓄電器の左側に蓄える。
実施例の説明図で投光時には80のAND・ゲートにより読
み出し時を除いてハイの信号を81のラインに生じせしめ
82のOR・ゲートを通して83のゲート及び84のゲートを開
け投光時光電荷を85の蓄電器の右側に蓄え、非投光時に
は同じく86のAND・ゲートにより読み出し時を除いてハ
イの信号を87のラインに生じせしめ88のOR・ゲートを通
して89のゲート及び90のゲートを開け非投光時光電荷を
85の蓄電器の左側に蓄える。
そしてこの85の蓄電器の飽和は投光時に起こるのでその
電位を13の比較器によって比べ、66のモノ・ステーブル
・マルチバイブレーターを起動させ差情報のみを次の24
の蓄電器に積算する。
電位を13の比較器によって比べ、66のモノ・ステーブル
・マルチバイブレーターを起動させ差情報のみを次の24
の蓄電器に積算する。
即ち71のラインのロウにより80,86のAND・ゲートを閉
じ、67のラインのハイにより82のOR・ゲートを通して83
のゲートを開け85の蓄電器の反射光成分のみを69の増巾
器により24の蓄電器に積算し、次に19のモノ・ステーブ
ル・マルチバイブレーターの起動により82,88のOR・ゲ
ートを通して83,89のゲートを開け85の蓄電器をクリア
ーする。
じ、67のラインのハイにより82のOR・ゲートを通して83
のゲートを開け85の蓄電器の反射光成分のみを69の増巾
器により24の蓄電器に積算し、次に19のモノ・ステーブ
ル・マルチバイブレーターの起動により82,88のOR・ゲ
ートを通して83,89のゲートを開け85の蓄電器をクリア
ーする。
なお、上記のゲート操作、蓄積は半導体内のポテンシャ
ルを用いても同様である。
ルを用いても同様である。
尚、本発明の光電変換素子は図に示した光学系に限ら
ず、一眼レフレックスカメラの光学系，ビデオカメラ,T
Vカメラ等の光学系に用いることができることは言うま
でもない。
ず、一眼レフレックスカメラの光学系，ビデオカメラ,T
Vカメラ等の光学系に用いることができることは言うま
でもない。
又、物体からの反射光を受光して物体までの距離検出を
行う、いわゆるオートフオーカス用として用いれば精度
の良いオートフオーカス装置を達成することができる。
行う、いわゆるオートフオーカス用として用いれば精度
の良いオートフオーカス装置を達成することができる。
以上説明したごとく本発明によれば、受光素子の出力を
第１、第２の蓄積手段に異なるタイミングで蓄積し、そ
れぞれ読み出して差出力を第３の蓄積手段に蓄積すると
共に、第３の蓄積手段における差出力の形成蓄積開始を
前記第１、第２の蓄積手段の一方の蓄積電荷レベルが所
定のレベルに達したことを検出して行うようにしたの
で、第１の蓄積手段と第２の蓄積手段の一方の蓄積電荷
レベルが飽和レベルに達する前に差出力を形成し第３の
蓄積手段に蓄積することができ、第３の蓄積手段からは
最終的に誤差の少ない有為な差出力が得られる。
第１、第２の蓄積手段に異なるタイミングで蓄積し、そ
れぞれ読み出して差出力を第３の蓄積手段に蓄積すると
共に、第３の蓄積手段における差出力の形成蓄積開始を
前記第１、第２の蓄積手段の一方の蓄積電荷レベルが所
定のレベルに達したことを検出して行うようにしたの
で、第１の蓄積手段と第２の蓄積手段の一方の蓄積電荷
レベルが飽和レベルに達する前に差出力を形成し第３の
蓄積手段に蓄積することができ、第３の蓄積手段からは
最終的に誤差の少ない有為な差出力が得られる。
第１図は本発明の光電変換装置を説明するための説明図
である。 第２図は、第１図の光電変換装置の演算部の変形の一実
施例の説明図、 第３図は本発明の光電変換装置の光電蓄積と演算を共用
した一実施例の説明図、 第４図は本発明の光電変換装置の単一の蓄積部を用いた
一実施例の説明図である。 図中、１は発振器、３は投光素子、4,6は投受光用レン
ズ、７は光電変換素子、22は差動増巾器である。
である。 第２図は、第１図の光電変換装置の演算部の変形の一実
施例の説明図、 第３図は本発明の光電変換装置の光電蓄積と演算を共用
した一実施例の説明図、 第４図は本発明の光電変換装置の単一の蓄積部を用いた
一実施例の説明図である。 図中、１は発振器、３は投光素子、4,6は投受光用レン
ズ、７は光電変換素子、22は差動増巾器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 進 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭54−154351（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】被写体からの光を検出するための受光素子
と、 周期的に発光する投光手段と、 前記受光素子の出力電荷をそれぞれ異なるタイミングで
蓄積するための第１、第２の蓄積手段と、 前記受光素子の出力電荷を前記投光手段の発光時に前記
第１の蓄積手段に導くための第１のゲート手段と、 前記受光素子の出力電荷を前記投光手段の非発光時に前
記第２の蓄積手段に導くための第２のゲート手段と、 前記第１、第２の蓄積手段に蓄積された電荷の差出力を
形成蓄積する第３の蓄積手段と、 前記第１、第２の蓄積手段の一方の電荷レベルが所定の
基準レベルに達したことを検出するための検出手段と、 該検出手段の出力に応じて前記第３の蓄積手段における
前記差出力の形成蓄積を開始させる制御手段と、 を有することを特徴とする光電変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126332A JPH0675130B2 (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 光電変換装置 |
| DE19843411690 DE3411690A1 (de) | 1983-04-01 | 1984-03-29 | Fotoelektrische wandlervorrichtung |
| US06/595,242 US4681432A (en) | 1983-04-01 | 1984-03-30 | Photo-electric converting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58126332A JPH0675130B2 (ja) | 1983-07-12 | 1983-07-12 | 光電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6017711A JPS6017711A (ja) | 1985-01-29 |
| JPH0675130B2 true JPH0675130B2 (ja) | 1994-09-21 |
Family
ID=14932559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58126332A Expired - Lifetime JPH0675130B2 (ja) | 1983-04-01 | 1983-07-12 | 光電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0675130B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7744553B2 (en) | 2003-12-16 | 2010-06-29 | Baxter International Inc. | Medical fluid therapy flow control systems and methods |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54154351A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-05 | Canon Inc | Distance measuring device |
| JPS5533005A (en) * | 1978-08-29 | 1980-03-08 | Hitachi Ltd | Transformer |
-
1983
- 1983-07-12 JP JP58126332A patent/JPH0675130B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6017711A (ja) | 1985-01-29 |
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