JPH07104482B2 - Automatic focus adjustment device - Google Patents
Automatic focus adjustment deviceInfo
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- JPH07104482B2 JPH07104482B2 JP63053979A JP5397988A JPH07104482B2 JP H07104482 B2 JPH07104482 B2 JP H07104482B2 JP 63053979 A JP63053979 A JP 63053979A JP 5397988 A JP5397988 A JP 5397988A JP H07104482 B2 JPH07104482 B2 JP H07104482B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カメラ等の光学機器の自動焦点調整装置に係
り、特に撮像光学系の焦点検出時に行う位相差検出の演
算処理をアナログ信号処理にて行なうカメラの自動焦点
調整装置に使用するに好適な自動焦点調整装置に関す
る。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focus adjustment device for an optical device such as a camera, and more particularly to an analog signal process for calculating a phase difference detected when detecting a focus of an image pickup optical system. The present invention relates to an automatic focus adjusting device suitable for use in an automatic focus adjusting device for a camera.
従来のカメラ等の光学機器の自動焦点調整装置に用いら
れる自動焦点調整装置は、第12図に示す構成となってお
り、撮影レンズ1の後方に位置する撮像等価面2の更に
後方に、コンデンサレンズ3、セパレータレンズ4及び
位相差検出装置が順に配置されている。An automatic focus adjusting device used in a conventional automatic focus adjusting device of an optical device such as a camera has a configuration shown in FIG. 12, and further includes a condenser on a further rear side of an image pickup equivalent surface 2 located on the rear side of a photographing lens 1. The lens 3, the separator lens 4, and the phase difference detection device are sequentially arranged.
位相差検出装置は、セパレータレンズ4によって結像さ
れる1対の被写体像を受光してこれを光電変換するCCD
等のラインセンサ5、6と、該ラインセンサ5、6の各
画素における光度分布に応じて発生する電気信号に基づ
き合焦状態を判別する処理回路7より構成されている。The phase difference detection device is a CCD that receives a pair of subject images formed by the separator lens 4 and photoelectrically converts them.
And the like, and a processing circuit 7 for determining the in-focus state based on an electrical signal generated according to the luminous intensity distribution in each pixel of the line sensors 5, 6.
ラインセンサ5、6上の結像は、被写体像が撮像等価面
2より前方に位置する前ピン状態にあっては光軸8側に
近づき、逆に後ピン状態にあっては光軸8より遠ざか
り、合焦状態では、前ピンと後ピンの中間の所定の位置
となる。従って、処理回路7が、夫々のラインセンサ
5、6より発生した電気信号に基づき、結像の光軸8よ
りの位置を検出することで合焦状態を判別している。ラ
インセンサ5,6上の結像の位置を検出するために位相差
検出の手法が用いられている。この手法は、次式(1)
に基づく演算によりラインセンサ5、6上の1対の結像
の相関演算値を求め、相関演算値が最小となるまでこれ
らの結像の相対移動量(位相差)に基づいて合焦状態を
判別する。The image formation on the line sensors 5 and 6 approaches the optical axis 8 side in the front focus state in which the subject image is located in front of the imaging equivalent surface 2, and conversely from the optical axis 8 in the rear focus state. When it is moved away and in focus, it is at a predetermined position between the front pin and the rear pin. Therefore, the processing circuit 7 determines the in-focus state by detecting the position of the image formation from the optical axis 8 based on the electric signals generated by the respective line sensors 5 and 6. A phase difference detection method is used to detect the position of image formation on the line sensors 5 and 6. This method uses the following equation (1)
By calculating the correlation calculation value of a pair of image formations on the line sensors 5 and 6 by the calculation based on, the focusing state is determined based on the relative movement amount (phase difference) of these image formations until the correlation calculation value becomes minimum. Determine.
ただし、lは1から9までの整数で、上記の相対移動量
を示す。 However, l is an integer from 1 to 9 and indicates the relative movement amount.
但しl=1ではシフト動作が行われてない状態にあり、
l≧2以上でシフト動作が行われる。However, when l = 1, the shift operation is not performed,
The shift operation is performed when l ≧ 2.
例えば、B(k)はラインセンサ5の各画素より時系列
的に出力される電気信号、R(k+l−1)はラインセ
ンサ6の各画素より時系列に出力される電気信号であ
り、lを1乃至9まで変化させる毎に上記式(1)の演
算を行えば、相関演算値H(1)、H(2)、…H
(9)が得られる。例えば、相関演算値H(5)が最小
値となる場合に合焦状態であると予め設定しておき、こ
れよりずれた位置での相関演算値が最小値となれば、そ
のずれ量即ちl=5までの位相差をピントのずれ(ディ
フォーカス量)として検出することができる。For example, B (k) is an electrical signal output from each pixel of the line sensor 5 in time series, R (k + 1-1) is an electrical signal output from each pixel of the line sensor 6 in time series, and l When the calculation of the above equation (1) is performed every time the value is changed from 1 to 9, correlation calculation values H (1), H (2), ... H
(9) is obtained. For example, when the correlation calculation value H (5) is the minimum value, it is set in advance as the in-focus state, and when the correlation calculation value at the position deviated from this is the minimum value, the deviation amount, that is, l The phase difference up to = 5 can be detected as the focus shift (defocus amount).
従来の処理回路7の構成を第13図に示す。ラインセンサ
5、6の各画素により発生したアナログの電気信号B
(k)、R(k)を、A/D変換器9によって例えば8ビ
ットのデジタルデータに変換し、マイクロコンピュータ
10を介して一旦RAM(Random Access Memory)11に記憶
させ、その後これらのデジタルデータに基づいて上記式
(1)の演算を行うようになっている。The structure of the conventional processing circuit 7 is shown in FIG. An analog electric signal B generated by each pixel of the line sensors 5 and 6
(K) and R (k) are converted into 8-bit digital data by the A / D converter 9, and a microcomputer
The data is temporarily stored in a RAM (Random Access Memory) 11 via 10, and then the calculation of the above formula (1) is performed based on these digital data.
しかしながら、この様な従来の自動焦点調整装置にあっ
ては、撮像光学系の焦点検出時における位相検出の演算
処理に関してはマイクロコンピュータ等を用いてデジタ
ル信号処理による演算を行っているため、高速かつ高精
度の演算を行うためには高価なA/D変換器等を必要と
し、又、演算を行うマイクロコンピュータ等の量子化に
起因するまるめ誤差が生じて演算精度の低下を招来し、
更に、演算処理のためのコンピュータプログラム設計の
負担が大きくなるとともに多量のデジタルデータを記憶
する記憶装置を必要とする等の理由で部品点数が多く装
置の大型化を招来するなどの問題があった。However, in such a conventional automatic focus adjustment device, since the calculation processing of the phase detection at the time of detecting the focus of the image pickup optical system is performed by the digital signal processing using the microcomputer or the like, the high speed and In order to perform a highly accurate operation, an expensive A / D converter or the like is required, and a rounding error caused by the quantization of a microcomputer that performs the operation causes a decrease in the operation accuracy,
Further, there is a problem that the load of designing a computer program for arithmetic processing becomes large and a storage device for storing a large amount of digital data is required, so that the number of parts is large and the device becomes large. .
本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、
簡単な構成で且つ被写体に対する撮像光学系の合焦制御
を高速且つ高精度で行うことができる自動焦点調整装置
を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of such circumstances,
An object of the present invention is to provide an automatic focus adjustment device having a simple configuration and capable of performing focusing control of an imaging optical system on a subject at high speed and with high accuracy.
上記目的を達成するため本発明は、被写体の一対の光学
像の相対的位置を検出して撮像光学系が合焦点状態にあ
るか否かを判別し、合焦点状態にない場合には前記相対
的位置に基づいて撮像光学系を合焦点状態に至るまでそ
の光軸方向に駆動することにより焦点合わせを行う自動
焦点調整装置において、ライン状に配設された複数個の
光電変換素子と、各光電変換素子から読み出された電荷
を水平方向に転送するCCDシフトレジスタ部と、該CCDシ
フトレジスタ部に並設され、CCDシフトレジスタ部との
間で双方向に電荷が並列に転送されるCCDフローティン
グゲートと、該CCDフローティングゲートに転送された
電荷に基づいて光学像に相当するアナログ電気信号を画
素単位毎に順次出力する出力部とを有する一対のセンサ
を含み、前記出力部から一対の光学像に相当する一対の
アナログ電気信号が出力されると、CCDフローティング
ゲートの電荷をCCDシフトレジスタ部に転送し、該CCDシ
フトレジスタ部によって1画素分水平方向に転送したの
ち、再度各電荷をCCDフローティングゲートに転送する
ことによって所定周期で画素単位毎にずらしながら非破
壊的に一対のアナログ電気信号を出力するセンサ手段
と、該センサ手段より出力される一対のアナログ電気信
号を相関演算し、相関演算値を出力するアナログ演算手
段と、該アナログ演算手段より時系列的に出力される相
関演算値に基づいて相関演算値が最小となる画素のずれ
量を求める手段と、撮像光学系をその光軸方向に駆動す
る駆動手段と、前記求めた画素のずれ量からディフォー
カス量を算出し、該ディフォーカス量に応じて撮像光学
系をその光軸上の合焦位置まで駆動させるように駆動手
段を制御する制御手段と、を有することを特徴とするも
のである。In order to achieve the above object, the present invention detects the relative position of a pair of optical images of a subject to determine whether or not the imaging optical system is in the in-focus state. In an automatic focus adjustment device that performs focusing by driving the imaging optical system in the optical axis direction to reach the focused state based on the target position, a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a line and A CCD shift register unit that transfers charges read out from the photoelectric conversion element in the horizontal direction, and a CCD that is arranged in parallel in the CCD shift register unit and that transfers charges bidirectionally in parallel with the CCD shift register unit. A pair of sensors including a floating gate and an output unit that sequentially outputs an analog electric signal corresponding to an optical image on a pixel-by-pixel basis based on the charges transferred to the CCD floating gate. When a pair of analog electric signals corresponding to the optical image of is output, the charge of the CCD floating gate is transferred to the CCD shift register unit, and the CCD shift register unit transfers one pixel in the horizontal direction, and then the charges are again transferred. To the CCD floating gate to perform a correlation operation between the sensor means for non-destructively outputting a pair of analog electric signals while displacing each pixel unit in a predetermined cycle, and the pair of analog electric signals output from the sensor means. An analog calculation means for outputting a correlation calculation value; a means for obtaining a pixel shift amount that minimizes the correlation calculation value based on the correlation calculation value output in time series from the analog calculation means; and an imaging optical system. A defocus amount is calculated from the driving unit that drives in the optical axis direction and the obtained pixel shift amount, and the imaging light is calculated according to the defocus amount. It is characterized in that and a control means for controlling the driving means to drive the system to a focusing position on the optical axis.
本発明による自動焦点調整装置では撮像光学系を介して
一つの画素を形成する光電変換素子がライン状に複数
個、配設されてなるセンサ手段を構成する一対のセンサ
に各々、被写体の光学像が結像される。In the automatic focus adjusting device according to the present invention, a pair of sensors forming a sensor means in which a plurality of photoelectric conversion elements forming one pixel are arranged in a line via an image pickup optical system are provided respectively to an optical image of a subject. Is imaged.
前記センサ手段からは一対の光学像の光度分布に応じた
一対のアナログ電気信号を所定周期で画素単位毎にずら
しながら非破壊的に出力される。該センサ手段から出力
される一対のアナログ電気信号はアナログ演算手段によ
り相関演算され、時系列的に相関演算値が出力される。From the sensor means, a pair of analog electric signals corresponding to the luminous intensity distributions of the pair of optical images are non-destructively output while being shifted for each pixel unit at a predetermined cycle. The pair of analog electric signals output from the sensor means are subjected to correlation calculation by the analog calculation means, and correlation calculation values are output in time series.
アナログ演算手段より出力される相関演算値は比較手段
により大小比較され、その比較結果に基づいて制御手段
は、相関演算値が最小となった前記センサ手段の画素位
置の合焦時における画素位置からのずれ量を求め、該ず
れ量からディフォーカス量を演算し、撮像光学系が合焦
状態になる方向に前記ディフォーカス量だけ撮像光学系
を駆動するように駆動手段を制御する。The correlation calculation value output from the analog calculation means is compared in magnitude by the comparison means, and based on the comparison result, the control means determines from the pixel position at the time of focusing of the pixel position of the sensor means having the minimum correlation calculation value. The amount of deviation is calculated, the defocus amount is calculated from the amount of deviation, and the driving unit is controlled so as to drive the imaging optical system by the defocus amount in the direction in which the imaging optical system is in the focused state.
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳説する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図には本発明が適用される自動焦点調整装置を備え
たカメラの一実施例の構成が示されている。同図におい
て、ズームレンズ20は被写体像を焦点面に結像させるフ
ォーカスレンズ群20Aと、焦点距離を変更するバリエー
ターレンズ群20Bと、焦点距離の移動に伴って生じる焦
点ずれを補正するコンペンセーターレンズ群20Cと、マ
スターレンズ群20D、20Eとから構成されている。コンペ
ンセーターレンズ群20Cとマスターレンズ群20Dとの間に
は絞り22が配設されている。また、マスターレンズ群20
D及び20Eの間にはビームスプリッタ24が配設されてい
る。FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a camera equipped with an automatic focus adjustment device to which the present invention is applied. In the figure, the zoom lens 20 includes a focus lens group 20A for forming a subject image on the focal plane, a variator lens group 20B for changing the focal length, and a compensator lens for correcting defocus caused by movement of the focal length. It is composed of a group 20C and master lens groups 20D and 20E. A diaphragm 22 is arranged between the compensator lens group 20C and the master lens group 20D. Also, the master lens group 20
A beam splitter 24 is arranged between D and 20E.
フォーカスレンズ群20Aは図示しない第1の内筒に保持
され第1の外筒に内通されている。第1の外筒を回動さ
せることによりフォーカスレンズ群20Aを光軸方向に移
動できるようになっており、その外筒の回動は直流モー
タ66によって行われる。直流モータ66はモータ駆動回路
68から出力される駆動信号により回転駆動されるように
なっている。第1の外筒の回動に伴って所定位置に移動
するフォーカスレンズ群20Aの絶対位置は第1の外筒に
設けられたフォーカスレンズ位置検出部70から出力され
るグレーコードによる位置データから判定することがで
きる。グレーコードによる位置データはフォーカスレン
ズ位置検出部70に形成されたパターン電極によって作成
され、フォーカスレンズ群20Aの移動位置を示す位置デ
ータが制御回路86に出力されるようになっている。The focus lens group 20A is held by a first inner cylinder (not shown) and is inserted into the first outer cylinder. The focus lens group 20A can be moved in the optical axis direction by rotating the first outer cylinder, and the rotation of the outer cylinder is performed by the DC motor 66. DC motor 66 is a motor drive circuit
It is designed to be driven to rotate by a drive signal output from 68. The absolute position of the focus lens group 20A that moves to a predetermined position in accordance with the rotation of the first outer cylinder is determined from the position data based on the gray code output from the focus lens position detection unit 70 provided in the first outer cylinder. can do. The position data based on the gray code is created by the pattern electrode formed in the focus lens position detection unit 70, and the position data indicating the moving position of the focus lens group 20A is output to the control circuit 86.
制御回路86はマイクロコンピュータ等で構成され、焦点
制御を含むカメラ各部の制御を行うが、本実施例では焦
点制御以外の制御については本発明の本旨から外れるの
で説明を省略する。The control circuit 86 is composed of a microcomputer or the like, and controls each part of the camera including focus control. However, in the present embodiment, control other than focus control is out of the scope of the present invention, and therefore description thereof is omitted.
直流モータ66の回転軸は歯車機構を介して第1の外筒に
連結されており、該第1の外筒は直流モータ66により回
動されるようになっている。その回動量はスリットが放
射状に多数形成された円板64A及びフォトインタラプタ6
4Bから成るエンコーダ64によって検出される。The rotating shaft of the DC motor 66 is connected to the first outer cylinder via a gear mechanism, and the first outer cylinder is rotated by the DC motor 66. The rotation amount is a disc 64A having a large number of slits radially formed and a photo interrupter 6
It is detected by an encoder 64 consisting of 4B.
フォーカスレンズ群20Aの移動量の検出は直流モータ66
の回転量をスリット付円板のスリット数を計数する検出
器によって検出し、該検出値とフォーカスレンズ群20A
の移動量とを対応づけておくことにより行うように構成
してもよい。The DC motor 66 detects the amount of movement of the focus lens group 20A.
The rotation amount of the disc is detected by a detector that counts the number of slits in the disk with slits, and the detected value and the focus lens group 20A
May be configured to be associated with the movement amount of
バリエーターレンズ群20B及びコンペンセーターレンズ
群20Cは図示しない第2の内筒に共に保持され第2の外
筒に内通されている。第2の外筒はその内側にカム溝が
形成され、カム溝には第2の内筒の外側に突設されたピ
ンが位置している。第2の外筒が回動されることによっ
てズームレンズの倍率が変化するが被写体像は常に撮像
用のCCD42の受光面に結像されるようになっている。ズ
ームレンズの倍率は第2の外筒に設けられたズームレン
ズ検出部72から出力されるグレーコードによるズーム情
報(本実施例ではズームレンズの焦点距離fz)から調べ
ることができる。ズームレンズ検出部72から出力される
ズーム情報は制御回路86に入力される。The variator lens group 20B and the compensator lens group 20C are both held by a second inner cylinder (not shown) and internally passed through the second outer cylinder. A cam groove is formed inside the second outer cylinder, and a pin protruding from the outer side of the second inner cylinder is located in the cam groove. Although the magnification of the zoom lens changes due to the rotation of the second outer cylinder, the subject image is always formed on the light receiving surface of the CCD 42 for image pickup. The magnification of the zoom lens can be checked from the zoom information (focal length fz of the zoom lens in this embodiment) by the gray code output from the zoom lens detection unit 72 provided in the second outer cylinder. The zoom information output from the zoom lens detector 72 is input to the control circuit 86.
絞りを通過した光はビームスプリッタ24で撮像光学系と
AF光学系に分岐される。The light that has passed through the diaphragm is passed through the beam splitter 24 to the imaging optical system.
Branched to the AF optical system.
ビームスプリッタ24により分岐された光はAF(Auto Foc
us)用レンズ26、反射鏡28、センサ光学系30を介してAF
用のセンサ手段32により受光されるようになっている。
サンサ光学系は第12図に示すコンデンサンズ3、セパレ
ータレンズ4等から構成されている。The light split by the beam splitter 24 is AF (Auto Foc
us) lens 26, reflecting mirror 28, sensor optical system 30 through AF
The light is received by the sensor means 32.
The sensor optical system is composed of condensers 3 and separator lens 4 shown in FIG.
絞り22は制御回路86によって駆動制御される図示してな
いサーボモータによってその開口が調節されるようにな
っている。The aperture of the diaphragm 22 is adjusted by a servomotor (not shown) which is driven and controlled by the control circuit 86.
ズームレンズを通った光は反射鏡34によって上方に90°
反射されてビームスプリッタ36に入射される。反射鏡34
は撮影時には上方に蹴り上がり、これにより入射光はロ
ーパスフィルタ38、シャッタ40を介して撮像用のCCD42
の受光面に結像される。CCD42の受光面には被写体像に
対応した電荷が蓄積され、その電荷パターンに応じた電
気信号が記録部44に出力される。The light passing through the zoom lens is moved upward by 90 ° by the reflecting mirror 34.
It is reflected and enters the beam splitter 36. Reflector 34
Is kicked upward during shooting, whereby incident light passes through the low-pass filter 38 and the shutter 40 and the CCD 42 for imaging
An image is formed on the light receiving surface of. Electric charges corresponding to the subject image are accumulated on the light receiving surface of the CCD 42, and an electric signal corresponding to the electric charge pattern is output to the recording unit 44.
ローパスフィルタ38は干渉縞が発生しないように入射光
のうち不要成分を除去するために設けられており、シャ
ッタ40はCCD42の受光時間を調節するためのものであ
る。記録部44は入力信号に基づいて被写体像を示す映像
信号を作成し磁気シート等の記録媒体に記録するように
構成されている。The low-pass filter 38 is provided to remove unnecessary components of incident light so that interference fringes are not generated, and the shutter 40 is for adjusting the light receiving time of the CCD 42. The recording unit 44 is configured to generate a video signal showing a subject image based on the input signal and record it on a recording medium such as a magnetic sheet.
ビームスプリッタ36に入射した光はそのまま結像用レン
ズ44を介してファインダ光学系に導かれ、ビームスプリ
ッタ36の光の一部は、受光素子46で受光される。The light incident on the beam splitter 36 is directly guided to the finder optical system via the imaging lens 44, and a part of the light of the beam splitter 36 is received by the light receiving element 46.
受光素子46によって光電変換された電気信号は制御回路
86に入力され、制御回路86はこの入力信号に基づいて絞
り22の絞り値及びシャッタ40のシャッタスピードを制御
する。The electric signal photoelectrically converted by the light receiving element 46 is a control circuit.
The control circuit 86 controls the aperture value of the aperture 22 and the shutter speed of the shutter 40 based on the input signal.
ファインダ光学系は反射鏡48と、リレーレンズ50と、接
眼レンズ52とから構成されている。The finder optical system includes a reflecting mirror 48, a relay lens 50, and an eyepiece lens 52.
カメラ本体の上部にはストロボ53が設置され、ストロボ
53の本体内には自動焦点調節を行う際、被写界光の輝度
が不足している場合に補助光として使用する発光素子12
が設けられている。A strobe 53 is installed on top of the camera body.
Light emitting element 12 used as auxiliary light when the brightness of the field light is insufficient when performing automatic focus adjustment in the body of 53.
Is provided.
制御回路86はカメラ本体を統括、制御する回路であり、
該制御回路86には電源スイッチ、シャッタレリーズボタ
ン等の操作部88、各種データを表示させる表示部等(図
示せず)が接続されている。The control circuit 86 is a circuit that controls and controls the camera body.
The control circuit 86 is connected to a power switch, an operation section 88 such as a shutter release button, and a display section (not shown) for displaying various data.
さて、センサ手段より出力される光電変換されたアナロ
グ電気信号はアナログ演算手段74に入力され、該アナロ
グ演算手段74により相関演算が行われる。センサ手段32
及びアナログ演算手段74の構成を第2図に示す。同図に
おいてセンサ手段32は参照イメージセンサ320、基準イ
メージセンサ321、参照読出部322及び基準読出部323か
ら構成されており、参照イメージセンサ320及び基準イ
メージセンサ321は、第12図のラインセンサ5、6に相
当し、画素毎に発生した信号電荷を複数の電荷転送エレ
メントにより転送するCCD(電荷蓄積ディバイス)を備
えている。Now, the photoelectrically converted analog electric signal output from the sensor means is input to the analog calculation means 74, and the correlation calculation is performed by the analog calculation means 74. Sensor means 32
The structure of the analog calculation means 74 is shown in FIG. In the figure, the sensor means 32 comprises a reference image sensor 320, a reference image sensor 321, a reference reading section 322 and a reference reading section 323. The reference image sensor 320 and the reference image sensor 321 are the line sensor 5 of FIG. , 6 and a CCD (charge storage device) for transferring signal charges generated for each pixel by a plurality of charge transfer elements.
また、参照読出部322と基準読出部323は、各イメージセ
ンサ320、321で光電変換された被写体像に関するアナロ
グ電気信号(以下、画素信号という)を所定タイミング
で時系列的に出力するようになっている。Further, the reference reading unit 322 and the standard reading unit 323 are adapted to output analog electric signals (hereinafter, referred to as pixel signals) relating to the subject image photoelectrically converted by the image sensors 320 and 321 in time series at predetermined timings. ing.
アナログ演算手段74はアナログ演算部740、制御信号発
生部742及びAGC回路744から構成されている。The analog calculation unit 74 is composed of an analog calculation unit 740, a control signal generation unit 742, and an AGC circuit 744.
アナログ演算740は、参照続出部322及び基準続出部323
より出力される画素単位毎にずらしながら出力される画
素信号R(k)、B(k)に基づいて位相差検出の演算
を行い、その演算結果を出力端子745へ出力する。The analog operation 740 includes a reference extension 322 and a standard extension 323.
The phase difference detection is calculated based on the pixel signals R (k) and B (k) that are output while being shifted for each pixel unit that is output, and the result of the operation is output to the output terminal 745.
制御信号発生部742は装置全体の作動タイミングを制御
するための各種制御信号を発生し、例えば、イメージセ
ンサ320、321内の前記CCDを転送動作させるための電荷
転送クロック信号、読出部322、323における画素信号R
(k)、B(k)の出力動作を該電荷転送クロック信号
に同期した所定タイミングで行わせる制御信号その他を
発生する。The control signal generation unit 742 generates various control signals for controlling the operation timing of the entire device, and, for example, a charge transfer clock signal for performing a transfer operation of the CCD in the image sensors 320, 321 and the reading units 322, 323. Pixel signal R at
A control signal and the like for causing the output operation of (k) and B (k) to be performed at a predetermined timing synchronized with the charge transfer clock signal are generated.
AGC回路744は、イメージセンサ320、321の各画素に発生
する信号電荷を検出し、所定の電荷量となったことを検
出すると位相差検出の演算を開始すべきことを制御信号
発生部742へ指令する。The AGC circuit 744 detects to the control signal generation unit 742 that the signal charge generated in each pixel of the image sensors 320 and 321 is detected, and that when the predetermined charge amount is detected, the calculation of the phase difference detection should be started. Order.
第3図は第2図に示すブロック図に基づいて構成された
具体的な回路を示す。第2図の各ブロックに対応づけて
回路を説明すると、参照イメージセンサ320及び基準イ
メージセンサ321はほぼ同じ構成からなり、夫々の画素
となる光電変換素子Dr1〜Drn、Db1〜Dbnを有する受光部
100、101と、夫々の受光部100、101に発生する信号電荷
を画素毎に蓄積するために設けられたCCDより成る蓄積
部102、103と、蓄積部102、103より転送される信号電荷
を取込み、これらを水平方向へ電荷転送するCCDで形成
されたシフトレジスタ部104、105で構成されている。FIG. 3 shows a specific circuit constructed based on the block diagram shown in FIG. A circuit will be described in association with each block in FIG. 2. The reference image sensor 320 and the standard image sensor 321 have substantially the same configuration, and the light receiving unit has photoelectric conversion elements Dr1 to Drn and Db1 to Dbn which are pixels.
100 and 101, storage sections 102 and 103 formed of CCDs for storing the signal charges generated in the respective light receiving sections 100 and 101 for each pixel, and signal charges transferred from the storage sections 102 and 103. It is composed of shift register units 104 and 105 formed by CCDs that take in and transfer charges in the horizontal direction.
即ち、蓄積部102、103及びシフトレジスタ部104、105は
光電変換素子Dr1〜Drn、Db1〜Dbnに対応した電荷転送エ
レメントTr1〜Trn、Tb1〜Tbn、Cr1〜Crn、Cb1〜Cbnを有
し、蓄積部102、103は信号電荷をシフトレジスタ部10
4、105へ並列転送し、シフトレジスタ部104はそれを水
平方向へ転送する。尚、後述するが、基準イメージセン
サ側のシフトレジスタ部105はシフトレジスタ部104と異
なり信号電荷の水平方向への転送を行わないようになっ
ている。That is, the storage units 102 and 103 and the shift register units 104 and 105 have the charge transfer elements Tr1 to Trn, Tb1 to Tbn, Cr1 to Crn, and Cb1 to Cbn corresponding to the photoelectric conversion elements Dr1 to Drn, Db1 to Dbn, The storage units 102 and 103 store the signal charges in the shift register unit 10
4 and 105 are transferred in parallel, and the shift register unit 104 transfers them in the horizontal direction. As will be described later, unlike the shift register unit 104, the shift register unit 105 on the reference image sensor side does not transfer the signal charges in the horizontal direction.
106、107は、受光部100、101から蓄積部102、103へ信号
電荷を移動させるチャネル部の表面上に形成される導電
層であり、ポリシリコン層で形成され、ポテンシャル障
壁部となる。Reference numerals 106 and 107 denote conductive layers formed on the surface of the channel portion that transfers the signal charges from the light receiving portions 100 and 101 to the storage portions 102 and 103, which are formed of polysilicon layers and serve as potential barrier portions.
108、109は信号電荷の移動を制御するトランスファゲー
トである。Reference numerals 108 and 109 denote transfer gates that control the movement of signal charges.
更に、夫々の電荷転送エレメントCr1〜Crn、Cb1〜Cbnに
隣接してフローティングゲートFr1〜Frn、Fb1〜Fbnが形
成され、夫々のフローティングゲートFr1〜Frn、Fb1〜F
bnは、ゲートに制御信号CEが供給されるMOS型FET Mr1〜
Mrn、Mb1〜Mbnを介してリセット端子RESに接続されると
共に、ゲートにチャネル切換信号GH1〜GHnが印加される
ことによりマルチプレックス動作を行うMOS型FET Qr1〜
Qrn、Qb1〜Qbnを介して共通接点Pr、Pbに接続され、共
通接点Pr、Pbは夫々インピーダンス変換回路110、111を
介して接点Pr0、Pb0に接続されている。Further, floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn are formed adjacent to the respective charge transfer elements Cr1 to Crn and Cb1 to Cbn, and the floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fb are formed.
bn is a MOS type FET Mr1 ~ whose control signal CE is supplied to the gate
MOS type FET Qr1 ~ which is connected to the reset terminal RES via Mrn, Mb1 ~ Mbn and performs multiplex operation by applying the channel switching signals GH1 ~ GHn to the gate.
The common contacts Pr and Pb are connected via Qrn and Qb1 to Qbn, and the common contacts Pr and Pb are connected to the contacts Pr0 and Pb0 via impedance conversion circuits 110 and 111, respectively.
インピーダンス変換回路110、111は共に同一の回路構成
からなり、電源VDDとアース端子間にドレイン・ソース
路を直列接続するMOS型FET Ir1、Ir2、Ib1、Ib2と、MOS
型FET Ir1、Ib1のゲート・ソース間に並列接続されリフ
レッシュ信号φRが印加されると共通接点Pr、Pbを電源
VDDにクランプするMOS型FET Ir3、Ib3を有し、MOS型FET
Ir2、Ib2のゲートは所定電位にバイアスされている。The impedance conversion circuits 110 and 111 both have the same circuit configuration, and MOS type FETs Ir1, Ir2, Ib1 and Ib2 that connect drain / source paths in series between the power supply VDD and the ground terminal, and MOS
Type FET Ir1 and Ib1 are connected in parallel between the gate and source, and when refresh signal φR is applied, the common contacts Pr and Pb are powered.
It has MOS type FETs Ir3 and Ib3 clamped to VDD, and is a MOS type FET
The gates of Ir2 and Ib2 are biased to a predetermined potential.
次に、シフトレジスタ部104、105とフローティングゲー
トFr1〜Frn、Fb1〜Fbnの位置関係を第4図と共に説明す
る。Next, the positional relationship between the shift register units 104 and 105 and the floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn will be described with reference to FIG.
参照イメージセンサ320側の受光部100、蓄積部102、シ
フトレジスタ部104の光電変換素子及び電荷転送エレメ
ントは共に等しいピッチ幅Wで48個ずつ形成され、両側
の4個ずつの部分から成る第1、第2ブロックIR、IIR
を除く40個の部分から成る第3ブロックIIIRの電荷転送
エレメントCr1〜Cr40にフローティングゲートFr1〜Fr40
が併設され、更に32個のフローティングゲートFr1〜Fr3
2から成る第4ブロックIVRと、残りの第5ブロックVRに
分類されている。そして、フローティングゲートFr1〜F
r40の一端は、第3図のMOS型FET Mr1、Mr2、…を介して
リセット端子RESに接続され、その内のフローティング
ゲートFr1〜Fr32が第3図のMOS型FET Qr1〜Qrnを介して
接点Prに接続されている。即ち、第3図には、第4図の
第3、第4ブロックIIIR,IVRの部分を代表して示し、他
のIR、IIR、VRの部分の記載は省略してあるが、これら
は信号電荷を水平方向へ転送する際などに作動する予備
の領域となっている。The photoelectric conversion elements and charge transfer elements of the light receiving section 100, the storage section 102, and the shift register section 104 on the side of the reference image sensor 320 are formed with 48 pieces each with an equal pitch width W, and are formed by four sections on both sides. , 2nd block IR, IIR
The floating gates Fr1 to Fr40 are connected to the charge transfer elements Cr1 to Cr40 of the third block IIIR consisting of 40 parts excluding
And 32 floating gates Fr1 to Fr3
It is classified into a fourth block IVR consisting of 2 and the remaining fifth block VR. And the floating gates Fr1 to F
One end of r40 is connected to the reset terminal RES via the MOS type FETs Mr1, Mr2, ... Of FIG. 3, and the floating gates Fr1 to Fr32 therein are contacted via the MOS type FETs Qr1 to Qrn of FIG. It is connected to Pr. That is, in FIG. 3, the portions of the third and fourth blocks IIIR and IVR of FIG. 4 are shown as representatives, and other IR, IIR, and VR portions are omitted, but these are signal It is a reserve area that operates when transferring charges in the horizontal direction.
一方、基準イメージセンサ321側の受光部101、蓄積部10
3、シフトレジスタ部105の光電変換素子及び電荷転送エ
レメントは共に等しいピッチ幅W(参照イメージセンサ
320側とも等しい)で40個ずつ形成され、両側の4個ず
つの部分から成る第1、第2ブロックIB、IIBを除く第
3ブロックIIIBの電荷転送エレメントCb1〜Cb32に隣接
してフローティングゲートFb1〜Fb32が併設されてい
る。そして、フローティングゲートFb1〜Fb32の夫々の
一端は、第3図のMOS型FET Mb1〜Mbn、Qb1〜Qbnに接続
されている。即ち、第3図には第4図の第3ブロックII
IBについて示されている。On the other hand, the light receiving unit 101 and the storage unit 10 on the reference image sensor 321 side.
3, the photoelectric conversion element and the charge transfer element of the shift register unit 105 have the same pitch width W (reference image sensor
The floating gate Fb1 is adjacent to the charge transfer elements Cb1 to Cb32 of the third block IIIB except for the first and second blocks IB and IIB, each of which is formed of 40 pieces on each side. ~ Fb32 is attached. One end of each of the floating gates Fb1 to Fb32 is connected to the MOS type FETs Mb1 to Mbn and Qb1 to Qbn shown in FIG. That is, FIG. 3 shows the third block II of FIG.
Shown for IB.
又、受光部100は光軸90に対して距離l1だけ離して形成
され、受光部101は距離l1に4ピッチ幅4Wを加算した距
離l2(=l1+4・W)だけ離して形成されている。Further, the light receiving portion 100 is formed with a distance l1 from the optical axis 90, and the light receiving portion 101 is formed with a distance l2 (= l1 + 4 · W) obtained by adding the four pitch width 4W to the distance l1.
次に、この実施例による位相差検出装置は、半導体集積
回路装置としてワンチップ化されるものであり、イメー
ジセンサ100(101)からフローティングゲートFr1〜Frn
(Fb1〜Fbn)にかけて示す第5図の概略断面図に基づい
て、その構造を説明する。Next, the phase difference detection device according to this embodiment is integrated into a single chip as a semiconductor integrated circuit device, and the phase difference detection device is connected from the image sensor 100 (101) to the floating gates Fr1 to Frn.
The structure will be described based on the schematic sectional view of FIG. 5 shown from (Fb1 to Fbn).
第5図において、N型半導体基板の表面部分に形成され
たP型拡散層(P−well)の一部に複数のN+型層が形成
されることで受光部100(101)の光電変換素子群が構成
されている。又、半導体基板上にはSiO2層(図示せず)
を介して、信号STSを生じる障壁部106(107)、蓄積部1
02(103)の各電荷転送エレメントを構成する転送ゲー
ト電極層、トランスファゲート108(109)を構成するゲ
ート電極層及び、シフトレジスタ部104(105)の各電荷
転送エレメントを構成する転送ゲート電極層が併設され
ている。更に、シフトレジスタ部104、105の隣りには、
フローティングゲートFr1〜Frn、Fb1〜Fbnを構成するポ
リシリコン層及び、電源VDDにクランプされる電極層Al
が蓄積されている。この電極層Alは、複数形成されるフ
ローティングゲートFr1〜Frn、Fb1〜Fbnの上面全体を覆
うように形成されている。そして、各フローティングゲ
ートの一端にMOS型FET Mr1〜Mrn、Mb1〜Mbnが接続され
ている。In FIG. 5, a plurality of N + type layers are formed on a part of the P type diffusion layer (P-well) formed on the surface of the N type semiconductor substrate, so that photoelectric conversion of the light receiving unit 100 (101) is performed. An element group is configured. Also, a SiO 2 layer (not shown) on the semiconductor substrate
The barrier unit 106 (107) that generates the signal STS via the storage unit 1
02 (103), the transfer gate electrode layer forming each charge transfer element, the transfer gate 108 (109) forming the gate electrode layer, and the shift register section 104 (105) forming each charge transfer element forming the transfer gate electrode layer. Is attached. Further, next to the shift register units 104 and 105,
Floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn are composed of polysilicon layers and the electrode layer Al clamped to the power supply VDD.
Has been accumulated. The electrode layer Al is formed so as to cover the entire upper surfaces of the plurality of floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn formed. The MOS type FETs Mr1 to Mrn and Mb1 to Mbn are connected to one end of each floating gate.
また、半導体基板の表面部分に形成された受光部100(1
01)に隣接してSiO2層(図示せず)を介してラテラルオ
ーバフローゲート(LOG)90が設けられており、更にラ
テラルオーバフローゲート90に隣接して半導体基板の表
面部分にラテラルオーバフロードレイン(LOD)92が形
成されている。In addition, the light receiving portion 100 (1
01) is provided with a lateral overflow gate (LOG) 90 via a SiO 2 layer (not shown), and a lateral overflow drain (LOD) is provided on the surface portion of the semiconductor substrate adjacent to the lateral overflow gate 90. ) 92 is formed.
オーバフローゲート90には手動により又は自動的に切り
替えられるスイッチ94を介して電源電圧Vcc又は電圧VBA
(VBA<Vcc)が供給されるようになっている。The overflow gate 90 is supplied to the power supply voltage Vcc or the voltage VBA via a switch 94 that can be switched manually or automatically.
(VBA <Vcc) is supplied.
さて、リセット端子RESに印加されるリセット信号φFG
を電源VDDと等しい電位にして“H"レベルの制御信号CE
によりMOS型FET Mr1〜Mrn、Mb1〜Mbnを介してフローテ
ィングゲートFr1〜Frn、Fb1〜Fbnを電源VDDにクランプ
した後、再びMOS型FET Mr1〜Mrn、Mb1〜Mbnを遮断状態
にすると、第5図中の点線で示すように半導体基板内に
深いポテンシャル井戸が形成され、シフトレジスタ部10
4(105)の信号電荷がフローティングゲート下の領域へ
流入する。この流入した信号電荷の夫々の電荷量に応じ
た電圧降下が夫々のフローティングゲートFr1〜Frn(Fb
1〜Fbn)に生じ、受光部100(101)上の結像パターンを
電圧信号として検出することができる。Now, the reset signal φFG applied to the reset terminal RES
Is set to the same potential as the power supply VDD and the "H" level control signal CE
After the floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn are clamped to the power supply VDD via the MOS type FETs Mr1 to Mrn and Mb1 to Mbn, the MOS type FETs Mr1 to Mrn and Mb1 to Mbn are turned off again, and the fifth As shown by the dotted line in the figure, a deep potential well is formed in the semiconductor substrate, and the shift register 10
4 (105) signal charge flows into the region under the floating gate. The voltage drop corresponding to each amount of the inflowing signal charges causes the floating gates Fr1 to Frn (Fb
1 to Fbn), the imaging pattern on the light receiving unit 100 (101) can be detected as a voltage signal.
一方、リセット端子RESをアース電位にしてからMOS型FE
T Mr1〜Mrn、Mb1〜Mbnをオンにすることによりフローテ
ィングゲートFr1〜Frn、Fb1〜Fbnを“L"レベルにする
と、フローティングゲート下の領域のポテンシャル井戸
が浅くなり、再び信号電荷をシフトレジスタ部104(10
5)へ戻すことができる。このような信号電荷の移動は
非破壊的に行われるので、信号電荷の読出しを何回も繰
り返すことができる。On the other hand, after setting the reset terminal RES to the ground potential, the MOS type FE
When the floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn are set to “L” level by turning on T Mr1 to Mrn and Mb1 to Mbn, the potential well in the region under the floating gate becomes shallow, and the signal charge is again transferred to the shift register section. 104 (10
You can return to 5). Since such movement of the signal charges is performed nondestructively, the reading of the signal charges can be repeated many times.
一方、受光部100(101)により光電変換されて生じた信
号電荷のうちの不要電荷はラテラルオーバフローゲート
90を電源電圧Vcc(>VBAにクランプすることによりラテ
ラルオーバフロードレイン(LOD)領域92に排出され
る。従って受光部100を構成する複数の光電変換素子群
のうちの特定の範囲に属する光電変換素子の信号電荷の
みをフローティングゲートFr1〜Frn(Fb1〜Fbn)下の領
域に流入させ、電圧信号として検出するには上記特定の
範囲外の光電変換素子に生じた信号電荷を上述したよう
にラテラルオーバフロードレイン領域92に排出すればよ
い。On the other hand, unnecessary charges of the signal charges generated by photoelectric conversion by the light receiving unit 100 (101) are lateral overflow gates.
The 90 is clamped to the power supply voltage Vcc (> VBA) to be discharged to the lateral overflow drain (LOD) region 92. Therefore, a photoelectric conversion element belonging to a specific range among a plurality of photoelectric conversion element groups forming the light receiving unit 100. In order to detect the voltage signal by flowing only the signal charge of the above into the area under the floating gates Fr1 to Frn (Fb1 to Fbn), the signal charge generated in the photoelectric conversion element outside the above specific range is lateral overflow as described above. It may be discharged to the drain region 92.
このようにフローティングゲートFr1〜Frn、Fb1〜Fbnを
介して発生する信号をMOS型FET Qr1〜Qrn、Qb1〜Qbnの
マルチプレックス動作により時系列の信号R(k)、B
(k)に変換してアナログ演算部740の端子Pr0、Pb0に
出力する。In this way, the signals generated through the floating gates Fr1 to Frn and Fb1 to Fbn are converted into time series signals R (k) and B by the multiplex operation of the MOS FETs Qr1 to Qrn and Qb1 to Qbn.
It is converted into (k) and output to the terminals Pr0 and Pb0 of the analog operation unit 740.
制御信号発生部742は、所定周期のチャネル切換信号CH1
〜CHn、蓄積部102、103と転送クロック信号Tf、トラン
スファゲート108、109のゲート信号TG、シフトレジスタ
部104、105の転送クロック信号φr1〜φr4、φb1〜φb
4、イネーブル信号EN、クリア信号CLR及び制御信号CE、
φSH、φSHを所定のタイミングで発生する。The control signal generator 742 uses the channel switching signal CH1 of a predetermined cycle.
To CHn, storage units 102 and 103 and transfer clock signal Tf, gate signal TG of transfer gates 108 and 109, transfer clock signals φr1 to φr4 and φb1 to φb of shift register units 104 and 105.
4, enable signal EN, clear signal CLR and control signal CE,
φSH and φSH are generated at a predetermined timing.
次に、第2図及び第3図に示す位相差検出装置による位
相差検出の動作を第6図のタイミングチャートと共に説
明する。Next, the operation of the phase difference detection by the phase difference detection device shown in FIGS. 2 and 3 will be described together with the timing chart of FIG.
時刻t0の前において、光電変換素子Dr1〜Drn、Db1〜Dbn
が所定の信号電荷を発生したことをAGC回路744により検
出されると、AG信号が“H"レベルとなり、時刻t0に印加
されたスタート信号STR(カメラのレリーズボタン等に
連動して生じる)に同期して演算処理が開始する。ま
ず、リセット端子28へは一定周期Taのリセット信号φR
が発生する。又、時刻t0からt3までの期間、シフトレジ
スタ部104、105の各電荷転送エレメント(第4図参照)
に4相駆動方式に基づく電荷転送を1ピッチ分だけ行わ
せる4相クロック信号φr1〜φr4、φb1〜φb4が発生す
る。Before time t0, the photoelectric conversion elements Dr1 to Drn, Db1 to Dbn
When the AGC circuit 744 detects that a predetermined signal charge has been generated, the AG signal becomes “H” level, and the start signal STR (generated in association with the release button of the camera, etc.) applied at time t0 is generated. The arithmetic processing starts synchronously. First, to the reset terminal 28, a reset signal φR having a constant cycle Ta
Occurs. Also, during the period from time t0 to t3, the charge transfer elements of the shift register units 104 and 105 (see FIG. 4).
4 phase clock signals .phi.r1 to .phi.r4 and .phi.b1 to .phi.b4 are generated which cause the charge transfer based on the four phase driving method for one pitch.
この電荷転送エレメントにより電荷転送の間の時刻t1に
おいて、制御信号CEが“H"レベルとなってMOS型FET Mr1
〜Mrn、Mb1〜Mbnがターンオンしている時にリセット信
号φFGが“L"から“H"レベルに反転することにより、フ
ローティングゲートFr1〜Fr40、Fb1〜Fb32は電源電圧VD
Dの電位にクランプされ、時刻t2において制御信号CEが
“L"レベルとなってMOS型FET Mr1、Mr2、…、Mb1、Mb
2、…が高インピーダンスとなることによりフローティ
ングゲートはそのまま電位に保持される。これにより、
フローティングゲート下の半導体基板内には第5図に示
すようなポテンシャル井戸が形成される。そして、時刻
t2より若干前の時点でゲート信号φTGによるトランスフ
ァゲート108、109の導通が行われるので、蓄積部102、1
03の信号電荷がシフトレジスタ部104、105の対応する電
荷転送エレメントへ移される。そして電荷転送エレメン
トの転送動作が時刻t4において完了するまでに上記夫々
のポテンシャル井戸に信号電荷は更に移される。At time t1 during charge transfer by this charge transfer element, the control signal CE becomes "H" level and the MOS type FET Mr1
~ Mrn, Mb1 to Mbn are turned on, the reset signal φFG is inverted from "L" to "H" level, so that the floating gates Fr1 to Fr40 and Fb1 to Fb32 are connected to the power supply voltage VD.
Clamped to the potential of D, the control signal CE becomes "L" level at time t2, and the MOS type FETs Mr1, Mr2, ..., Mb1, Mb
The floating gates are kept at the potential as they are because of high impedance. This allows
A potential well as shown in FIG. 5 is formed in the semiconductor substrate below the floating gate. And the time
Since the transfer gates 108 and 109 are turned on by the gate signal φTG at a time slightly before t2, the storage units 102 and 1
The signal charge of 03 is transferred to the corresponding charge transfer element of the shift register units 104 and 105. Then, the signal charge is further transferred to each of the potential wells by the time the transfer operation of the charge transfer element is completed at time t4.
次に、時刻t4乃至t5の期間において、チャネル切換信号
CH1〜CH32が出力され、マルチプレクサ回路を構成するM
OS型FET Qr1〜Qrn、Qb1〜Qbnがターンオンされ、各画素
毎の時系列信号が接点Pr0、Pb0に出力される。接点Pr
0、Pb0の信号波形は例えば第6図のCQiに示すように現
れる。即ち、各フローティングゲートFr1〜Frn、Fb1〜F
bnは画素毎の信号電荷に相当する電圧降下が発生し、接
点Pr0、Pb0には電源電圧VDDを基準として該電圧降下分
だけ下がった電圧波形が現れる。Next, in the period from time t4 to t5, the channel switching signal
CH1 to CH32 are output and M that constitutes the multiplexer circuit
The OS type FETs Qr1 to Qrn and Qb1 to Qbn are turned on, and the time series signal for each pixel is output to the contacts Pr0 and Pb0. Contact Pr
The signal waveforms of 0 and Pb0 appear as shown in CQi of FIG. 6, for example. That is, each floating gate Fr1 to Frn, Fb1 to Fb
A voltage drop corresponding to the signal charge of each pixel is generated at bn, and a voltage waveform that is lowered by the voltage drop with respect to the power supply voltage VDD appears at the contacts Pr0 and Pb0.
次に、第2図に示すアナログ演算部740の構成を第7図
に基づいて説明する。このアナログ演算部740はスイッ
チド・キャパシタ積分器から成り、端子Pr0(第3図参
照)より延設された信号線が、互いに直列接続されたス
イッチング端子140、容量素子Cs1及びスイッチング素子
141を介して差動積分器142の反転入力端子に接続され、
容量素子Cs1の両端がスイッチング素子143、144を介し
てグランド端子に接続されている。Next, the configuration of the analog operation unit 740 shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG. This analog operation unit 740 is composed of a switched capacitor integrator, and a signal line extending from a terminal Pr0 (see FIG. 3) has a switching terminal 140, a capacitive element Cs1, and a switching element which are connected in series.
Connected to the inverting input terminal of the differential integrator 142 via 141,
Both ends of the capacitive element Cs1 are connected to the ground terminal via the switching elements 143 and 144.
一方、端子Pb0(第3図参照)より延設された信号線
が、互いに直列接続するスイッチング素子145、容量素
子Cs2及びスイッチング素子146を介して差動積分器142
の反転入力端子に接続され、容量素子Cs2の両端がスイ
ッチング素子147、148を介してグランド端子に接続され
ている。差動積分器142の反転入力端子と出力端子149と
の間には、相互に並列接続したスイッチング素子150と
容量素子CIが接続されている。On the other hand, the signal line extending from the terminal Pb0 (see FIG. 3) has a differential integrator 142 via a switching element 145, a capacitive element Cs2, and a switching element 146 which are connected in series.
Of the capacitive element Cs2 is connected to the ground terminal via the switching elements 147 and 148. A switching element 150 and a capacitive element CI, which are connected in parallel with each other, are connected between the inverting input terminal and the output terminal 149 of the differential integrator 142.
更に、端子Pr0、Pb0より延設された信号線にはアナログ
コンパレータ151の反転・被反転入力端子が接続され、
その入力端子がチャネルセレクト回路152の入力端子に
接続され、該チャネルセレクト回路152はスイッチング
素子140、141、143、144、145、146、147、148の「オ
ン」、「オフ」を制御するセレクト信号φ1、φ2、φ
KA、φKBを発生する。Further, the inverting / inverted input terminal of the analog comparator 151 is connected to the signal line extending from the terminals Pr0 and Pb0,
The input terminal is connected to the input terminal of the channel select circuit 152, and the channel select circuit 152 is a select for controlling “on” and “off” of the switching elements 140, 141, 143, 144, 145, 146, 147, 148. Signal φ1, φ2, φ
Generates KA and φKB.
アナログコンパレータ151は被演算信号のレベルがR
(k)≧B(k)の時は“H"レベル、R(k)<B
(k)の時は“L"レベルの極性信号Sgn(k)を出力
し、この極性信号Sgn(k)のレベルに従ってセレクト
信号φ1、φ2、φKA、φKBの電圧レベルが決定される
ようになっている。In the analog comparator 151, the level of the signal to be operated is R
When (k) ≧ B (k), “H” level, R (k) <B
In the case of (k), the polarity signal Sgn (k) of "L" level is output, and the voltage levels of the select signals φ1, φ2, φKA, and φKB are determined according to the level of the polarity signal Sgn (k). ing.
次に、かかる構成からなるアナログ演算部740の動作を
第8図のタイミングチャートに基づいて説明する。Next, the operation of the analog operation unit 740 having such a configuration will be described based on the timing chart of FIG.
まず、図示していないリセット手段よりのリセット信号
φRSTによりスイッチング素子150が「オン」となって容
量素子CIの不要電荷を放電した後、再びスイッチング素
子150を「オフ」にして第8図に示す動作が開始され
る。First, after the switching element 150 is turned “on” by a reset signal φ RST from a reset means (not shown) to discharge the unnecessary charge of the capacitive element C I , the switching element 150 is turned “off” again. The operation shown in is started.
センサ手段32における参照読出部322、基準読出部323か
らは同図(A)に示すように所定の周期で被演算信号R
(k)、B(k)が出力される。時刻t1乃至t2の期間の
ように被演算信号がR(k)≧B(k)の関係にあると
極性信号Sgn(k)は“H"となり、同図(B)、
(C)、(D)、(E)に示すような矩形波のセレクト
信号φ1、φ2、φKA、φKBが発生する。ここでセレク
ト信号φ1とφ2、φKA、φKBは相互に同時には“H"と
はならないタイミングで発生する。From the reference reading unit 322 and the standard reading unit 323 of the sensor means 32, as shown in FIG.
(K) and B (k) are output. When the signal to be operated has a relationship of R (k) ≧ B (k) as in the period from time t1 to t2, the polarity signal Sgn (k) becomes “H”, and FIG.
Rectangular-wave select signals φ1, φ2, φKA, and φKB as shown in (C), (D), and (E) are generated. Here, the select signals .phi.1 and .phi.2, .phi.KA, and .phi.KB are generated at timings that do not become "H" at the same time.
一方、時刻t3乃至t4の期間のように被演算信号R(k)
<B(k)の関係にあると極性信号Sgn(k)は“L"と
なり、時間t1乃至t2とは位相が逆のセレクト信号φKA、
φKBが発生する。尚、セレクト信号φ1、φ2は極性信
号Sgn(k)のレベルにかかわらず同じタイミングで発
生する。On the other hand, as in the period from time t3 to t4, the processed signal R (k)
In the relationship of <B (k), the polarity signal Sgn (k) becomes “L”, and the select signal φKA whose phase is opposite to that of the times t1 to t2,
φKB occurs. The select signals φ1 and φ2 are generated at the same timing regardless of the level of the polarity signal Sgn (k).
これらのセレクト信号φ1、φ2、φKA、φKBにより期
間t1〜t2の前半の周期TF1ではスイッチング素子144、14
8及びスイッチング素子140、147が「オン」となり、被
演算信号R(k)が容量素子Cs1に充電され、容量素子C
s2の不要電荷が放電される。次に期間t1〜t2の後半の周
期TR1においてはスイッチング素子143、141が「オン」
となるので容量素子Cs1と容量素子CIの電荷が結合さ
れ、更にこれと同時にスイッチング素子145、146が「オ
ン」、スイッチング素子147、148が「オフ」となるの
で、被演算信号B(k)が容量素子Cs2を介して差動積
分器142に供給される。この結果、次式(2)に示す電
荷q(k)が容量素子CIに蓄積される。These select signals φ1, φ2, φKA, and φKB cause switching elements 144 and 14 in the first half cycle T F1 of the period t1 to t2.
8 and the switching elements 140 and 147 are turned “on”, the operated signal R (k) is charged in the capacitive element Cs1, and the capacitive element C
The unnecessary charge of s2 is discharged. Next, in the second half period TR1 of the period t1 to t2, the switching elements 143 and 141 are “on”.
Therefore, the charges of the capacitive element Cs1 and the capacitive element C I are coupled, and at the same time, the switching elements 145 and 146 are turned “on” and the switching elements 147 and 148 are turned “off”. ) Is supplied to the differential integrator 142 via the capacitive element Cs2. As a result, the electric charge q (k) shown in the following equation (2) is accumulated in the capacitive element C I.
一方、時刻t3乃至t4のように被演算信号がR(k)<B
(k)の場合には、該期間t3〜t4の前半の周期TF2にお
いてスイッチング素子144、148及びスイッチング素子14
3、145が「オン」となり、被演算信号B(k)が容量素
子Cs2に充電され、容量素子Cs1の不要電荷が放電され
る。次に期間t3〜t4の後半の周期TR2においてはスイッ
チング素子147、146が「オン」となるので容量素子Cs2
と容量素子CIの電荷が結合され、更にこれと同時にスイ
ッチング素子140、141が「オン」、スイッチング素子14
3、144が「オフ」となるので、被演算信号R(k)が容
量素子Cs1を介して差動積分器142に供給される。この結
果、次式(3)に示す電荷q(k)が容量素子CIに蓄積
される。 On the other hand, the signal to be operated is R (k) <B from time t3 to time t4.
In the case of (k), the switching elements 144 and 148 and the switching element 14 in the first half period T F2 of the period t3 to t4.
3, 145 are turned on, the signal to be operated B (k) is charged in the capacitive element Cs2, and the unnecessary charge in the capacitive element Cs1 is discharged. Next, in the period TR2 in the latter half of the period t3 to t4, the switching elements 147 and 146 are turned on, so that the capacitive element Cs2
And the charge of the capacitive element C I are coupled, and at the same time, the switching elements 140 and 141 are turned “on”, and the switching element 14
Since the signals 3 and 144 are “off”, the signal R (k) to be operated is supplied to the differential integrator 142 via the capacitive element Cs1. As a result, the electric charge q (k) shown in the following equation (3) is accumulated in the capacitive element C I.
上式(2)、(3)から明らかなように、このアナログ
演算部740は必ずレベルの大きな被演算信号からレベル
の小さな被演算信号を減算した値に相当する電荷を容量
素子CIに蓄積するので、時系列の被演算信号R(1)、
…R(n)、B(1)…B(n)について処理を繰り返
し行うと、次式(4)に示すように、これらの信号の差
の絶対値Hが出力端子745に電圧として得られる。 As is clear from the above equations (2) and (3), this analog operation unit 740 always accumulates in the capacitive element C I a charge corresponding to the value obtained by subtracting the low-level calculated signal from the high-level calculated signal. Therefore, the time-series processed signal R (1),
When R (n), B (1), ..., B (n) are repeatedly processed, the absolute value H of the difference between these signals is obtained as a voltage at the output terminal 745, as shown in the following expression (4). .
上式(4)の演算を完了すると、参照読出部322は参照
イメージセンサ320のシフトレジスタ部104に保持されて
いる信号電荷を他方のシフトレジスタ部105の信号電荷
に対して1ピッチ分電荷転送し、その相互に位相のずれ
た信号電荷を再び時系列的に読出してアナログ演算部74
0は上式(4)の演算処理を行う。そして更にシフトレ
ジスタ部104、105の信号電荷の位相をずらしこれを繰り
返し行う。この位相のずれは前記の相対移動量lに相当
し、この移動量lを順次変化させた時の相関演算値は次
式(5)として得ることができ、出力端子745より電圧
として検出される。 When the calculation of the above equation (4) is completed, the reference reading unit 322 transfers the signal charges held in the shift register unit 104 of the reference image sensor 320 by one pitch with respect to the signal charges of the other shift register unit 105. Then, the signal charges whose phases are shifted from each other are read again in time series, and the analog calculation unit 74
0 performs the arithmetic processing of the above equation (4). Then, the phase of the signal charges of the shift register units 104 and 105 is further shifted, and this is repeated. This phase shift corresponds to the relative movement amount l, and the correlation calculation value when the movement amount l is sequentially changed can be obtained as the following equation (5) and detected as a voltage from the output terminal 745. .
即ち、上式(5)は前記式(1)に相当し、相関演算値
H(1)、H(2)、…H(l)がアナログ信号処理に
て求められる。 That is, the above equation (5) corresponds to the above equation (1), and the correlation calculation values H (1), H (2), ... H (l) are obtained by analog signal processing.
次に時刻t10乃至t11の期間において、先の時刻t6乃至t1
0と同じ処理が所定の回数だけ繰り返され、シフトレジ
スタ部104において順にシフトされるパターンとシフト
されないシフトレジスタ部105のパターンとの相関演算
値が得られる。Next, in the period from time t10 to t11, the previous time t6 to t1
The same process as 0 is repeated a predetermined number of times, and the correlation calculation value between the pattern that is sequentially shifted in the shift register unit 104 and the pattern of the shift register unit 105 that is not shifted is obtained.
以上の処理は、lをシフト動作の回数とすれば、 で示され、従来例を述べたデジタル信号処理による相関
演算値〔式(1)を参照〕に相当する。In the above process, where l is the number of shift operations, And corresponds to the correlation calculation value by the digital signal processing described in the conventional example [see Formula (1)].
第10図(a)〜(c)は、8回のシフト動作によって出
力端子745より得られる信号Voutの波形例を示し、同図
(a)のようにl=4の時に最小値となるような相関演
算値のパターンが発生した場は、合焦状態にあると識別
することができ、同図(b)のようにl<4の時の相関
演算値が最小の時は前ピン状態、同図(c)のようにl
>4の時に最小となる時は、後ピン状態であり、lの値
によってピントとずれ量も同時に検出することができ
る。10 (a) to 10 (c) show waveform examples of the signal Vout obtained from the output terminal 745 by eight times of shift operation, and the minimum value is obtained when l = 4 as shown in FIG. 10 (a). When a pattern of different correlation calculation values occurs, it can be identified that it is in focus. When the correlation calculation value is the minimum when l <4 as shown in FIG. L as shown in FIG.
When it becomes minimum when> 4, it is in the rear focus state, and the focus and the shift amount can be simultaneously detected by the value of l.
以上説明したように、この実施例によれば、アナログ信
号処理により相関演算値の演算を行うので演算速度が極
めて速く、また回路をユニット化することができるので
半導体集積回路装置として製造するのに適している。特
に半導体集積回路のうちコンデンサーの相対精度は極め
て優れており、回路のユニット化と相俟って高精度の演
算が可能となる。As described above, according to this embodiment, since the correlation calculation value is calculated by analog signal processing, the calculation speed is extremely high, and the circuit can be unitized, so that it can be manufactured as a semiconductor integrated circuit device. Is suitable. In particular, the relative accuracy of the capacitors in the semiconductor integrated circuit is extremely excellent, and in combination with the unitization of the circuit, highly accurate calculation becomes possible.
更に、シフトレジスタにはフローティングゲートを設け
信号電荷を非破壊的に繰り返し読出すことができるの
で、被写体像に関わるパターンの信号を記憶するための
記憶装置が不要となり、小形の位相差検出装置を提供す
ることができる。Furthermore, since a floating gate is provided in the shift register so that signal charges can be repeatedly read out nondestructively, a storage device for storing a signal of a pattern related to a subject image is not required, and a small phase difference detection device can be provided. Can be provided.
再び第1図にもどる。上述したようにアナログ演算手段
74内のアナログ演算部740により相関演算値H(l)が
算出され、該相関演算値H(l)はサンプルホールド回
路76を介して又は直接比較器78に入力される。アナログ
演算手段74からは周期的に相関演算値H(l)(lは1
以上の整数)がH(1)、H(2)、…と順次、出力さ
れるが、比較器78の非反転入力端子にはタイミングパル
ス発生器80により制御されるサンプルホールド回路76に
より前回、アナログ演算手段74より出力された相関演算
値が保持される。ここでアナログ演算手段74より前回、
出力された相関演算値をH(l−1)、今回出力された
相関演算値をH(l)とすれば、H(l−1)とH
(l)との大小関係が比較器78により比較される。Return to FIG. 1 again. As described above, analog calculation means
The analog calculation unit 740 in 74 calculates the correlation calculation value H (l), and the correlation calculation value H (l) is input to the comparator 78 via the sample hold circuit 76 or directly. The correlation calculation value H (l) (l is 1
The above integers are sequentially output as H (1), H (2), ..., But the non-inverting input terminal of the comparator 78 is previously output by the sample hold circuit 76 controlled by the timing pulse generator 80. The correlation calculation value output from the analog calculation means 74 is held. Here from the analog calculation means 74 last time,
Let H (l-1) be the output correlation calculation value and H (l) be the correlation output value output this time.
The magnitude relation with (l) is compared by the comparator 78.
制御回路86は比較器78の比較結果に基づいてズームレン
ズ20の焦点調節を行う駆動手段である直流モータ66を駆
動制御するための制御信号をモータ駆動回路68に出力す
る。The control circuit 86 outputs, to the motor drive circuit 68, a control signal for driving and controlling the DC motor 66, which is drive means for performing focus adjustment of the zoom lens 20, based on the comparison result of the comparator 78.
次に制御回路86により実行される自動焦点制御処理プロ
グラムの内容を第11図に示す。同図においてプログラム
が起動されると、タイミングパルス発生器80は制御回路
86からの制御信号を受けてサンプルホールド回路76にタ
イミングパルスを出力し、該サンプルホールド回路76は
アナログ演算手段74より出力される相関演算値H(l)
を所定の周期でサンプルホールドする(ステップ50
0)。次いでサンプルホールド回路76により保持されて
いる前回、アナログ演算手段74より出力された相関演算
値H(l−1)と、今回出力された相関演算値H(l)
との大小比較が比較器78により行われる(ステップ50
1)。Next, the contents of the automatic focus control processing program executed by the control circuit 86 are shown in FIG. In the figure, when the program is started, the timing pulse generator 80
Upon receiving the control signal from 86, a timing pulse is output to the sample hold circuit 76, and the sample hold circuit 76 outputs the correlation operation value H (l) output from the analog operation means 74.
Is sampled and held at a predetermined cycle (step 50
0). Next, the correlation calculation value H (l-1) previously output by the analog calculation means 74 and held by the sample hold circuit 76 and the correlation calculation value H (l) output this time are stored.
The magnitude comparison with is performed by the comparator 78 (step 50).
1).
ステップ501でH(l−1)<H(l)であると判定さ
れた場合には制御回路86内のソフトカウンタの計数値j
がインクリメントされ、ステップ501に戻る(ステップ5
02)。When it is determined in step 501 that H (l-1) <H (l), the count value j of the soft counter in the control circuit 86
Is incremented and the process returns to step 501 (step 5
02).
ここでソフトカウンタはアナログ演算手段74によりアナ
ログ相関演算を行う際の参照イメージセンサ320と基準
イメージセンサ321との画素単位でのずれ量(相対移動
量)j(本実施例ではj=1〜9)を計数するカウンタ
である。Here, the soft counter is a shift amount (relative movement amount) j in pixel units between the reference image sensor 320 and the standard image sensor 321 when performing analog correlation calculation by the analog calculation means 74 (j = 1 to 9 in this embodiment). ) Is a counter that counts.
ステップ501でH(l−1)>H(l)であると判定さ
れた場合にはその時点におけるソフトカウンタの内容j
が取り込まれ(ステップ503)、ディフォーカス演算が
行われる(ステップ504)。ディフォーカス演算は次の
ようにして行われる。即ち、合焦時において相対移動量
がj=kで相関演算値H(l)が最小になるものとす
る。非合焦時における相関演算値H(l)が最小となる
場合の相対移動量をjとすると、非合焦時における相関
演算値H(l)が最小となる相対移動量と合焦時におけ
る相関演算値H(l)が最小となる相対移動量との差n
は n=k−(j+1) ……(7) (nは正又は負の符号をとる。) となる。次にズームレンズ20のフォーカスレンズ群20A
(第1図)のディフォーカス量をΔd、相関演算値H
(l)が最大となるイメージセンサ320、321上における
画素単位当たりのディフォーカス量をΔxとすると、デ
ィフォーカス量Δdは Δd=Δx・n ……(8) となる。When it is determined in step 501 that H (l-1)> H (l), the contents of the soft counter at that time j
Is taken in (step 503), and defocus calculation is performed (step 504). The defocus calculation is performed as follows. That is, it is assumed that the relative operation amount is j = k and the correlation calculation value H (l) is minimized during focusing. When the relative movement amount when the correlation calculation value H (l) at the time of out-of-focus is the minimum is j, the relative movement amount at which the correlation calculation value H (l) at the time of out-of-focus becomes the minimum and at the time of focusing The difference n with the relative movement amount that minimizes the correlation calculation value H (l)
Is n = k- (j + 1) (7) (n has a positive or negative sign). Next, the focus lens group 20A of the zoom lens 20
The defocus amount (Fig. 1) is Δd, and the correlation calculation value H is
When the defocus amount per pixel unit on the image sensors 320 and 321 where (l) is the maximum is Δx, the defocus amount Δd is Δd = Δx · n (8).
尚、上式(7)において本実施例ではK=5である。ま
たnの符号はフォーカスレンズ群20Aを撮像光学系の光
軸方向に駆動する方向を示し、直流モータ66の回転駆動
方向に対応している。In the above formula (7), K = 5 in this embodiment. The symbol n indicates the direction in which the focus lens group 20A is driven in the optical axis direction of the image pickup optical system, and corresponds to the rotational drive direction of the DC motor 66.
制御回路86は、上式(7)、(8)によりディフォーカ
ス量Δdを算出し、更に該ディフォーカス量に応じてフ
ォーカスレンズ群20Aその光軸上、合焦位置まで移動さ
せるようにモータ66を駆動するための制御信号がモータ
駆動回路68に出力される(ステップ505)。The control circuit 86 calculates the defocus amount Δd by the above equations (7) and (8), and further, according to the defocus amount, the motor 66 so as to move the focus lens group 20A to the in-focus position on the optical axis thereof. A control signal for driving the motor is output to the motor drive circuit 68 (step 505).
この結果、フォーカスレンズ群20A、延いてはズームレ
ンズ20が合焦状態に焦点調整がなされる。As a result, focus adjustment is performed so that the focus lens group 20A, and further the zoom lens 20, are in focus.
尚、上記実施例では本発明に係る自動焦点調整装置をカ
メラについて適用した場合について説明したが、これに
限定されることなく他の光学機器、例えば測距装置等に
も適用可能であることは勿論である。In the above embodiment, the case where the automatic focus adjustment device according to the present invention is applied to the camera has been described, but the present invention is not limited to this, and may be applied to other optical devices such as a distance measuring device. Of course.
以上に説明したように本発明では被写体の一対の光学像
の相対的位置を検出して撮像光学系が合焦状態にあるか
否かを判別し、合焦状態にない場合には前記相対的位置
に基づいて撮像光学系を合焦状態に至るまでその光軸方
向に駆動することにより焦点合わせを行う自動焦点調整
装置において、一つの画素を形成する光電変換素子が複
数個、ライン状に配設されてなる一対のセンサを含み、
該一対のセンサにより前記一対の光学像を光電変換し該
光電変換により発生した一方の光学像に相当するアナロ
グ電気信号と他方の光学像に相当するアナログ電気信号
とを所定周期で画素単位毎にずらしながら非破壊的に出
力するセンサ手段と、該センサ手段により出力される一
対のアナログ電気信号を相関演算し、相関演算値を出力
するアナログ演算手段と、該アナログ演算手段より時系
列的に出力される相関演算値を順次、大小比較する比較
手段と、撮像光学系をその駆動方向に駆動する駆動手段
と、前記比較手段の出力信号を取り込み、該比較出力に
基づいてアナログ演算手段から出力される相関演算値が
最小となる前記センサ手段の画素位置を求め且つ該画素
位置の合焦時における画素位置からのずれ量を算出する
と共に、該ずれ量からディフォーカス量を算出し、該デ
ィフォーカス量に応じて撮像光学系をその光軸上の合焦
位置まで駆動させるように駆動手段を制御する制御手段
とを具備するように構成したので、本発明によれば被写
体に対する撮像光学系の合焦制御を簡単な構成で高速且
つ高精度で行うことが可能となる。As described above, in the present invention, the relative position of the pair of optical images of the subject is detected to determine whether or not the imaging optical system is in focus. In an automatic focus adjustment device that performs focusing by driving the imaging optical system in the optical axis direction until it reaches a focused state based on the position, a plurality of photoelectric conversion elements forming one pixel are arranged in a line. Including a pair of sensors that are installed,
The pair of sensors photoelectrically converts the pair of optical images, and an analog electrical signal corresponding to one optical image generated by the photoelectric conversion and an analog electrical signal corresponding to the other optical image are generated for each pixel unit in a predetermined cycle. A sensor means for non-destructively outputting while shifting, an analog calculating means for performing a correlation calculation of a pair of analog electric signals output by the sensor means, and outputting a correlation calculation value, and a time series output from the analog calculating means Comparing means for sequentially comparing the calculated correlation values with each other, driving means for driving the image pickup optical system in the driving direction, and output signals of the comparing means, and output from the analog calculating means based on the comparison output. The pixel position of the sensor means that minimizes the correlation calculation value is calculated, and the shift amount from the pixel position at the time of focusing of the pixel position is calculated. And a control means for controlling the driving means so as to drive the imaging optical system to the in-focus position on the optical axis according to the defocus amount. According to the invention, it becomes possible to perform the focus control of the imaging optical system with respect to the subject with a simple configuration at high speed and with high accuracy.
第1図は本発明が適用される自動焦点調整装置を備えた
カメラの一実施例の構成を示すブロック図、第2図は第
1図における位相差検出装置の一実施例の構成を示すブ
ロック図、第3図は第2図の実施例の具体的な回路構成
を示す回路図、第4図は参照部及び基準部の受光部、蓄
積部、シフトレジスタ部及びフローティングゲートの配
置を示す説明図、第5図は受光部、蓄積部、シフトレジ
スタ部及びフローティングゲートの要部断面を概略的に
示す縦断面図、第6図は第3図の回路動作を説明するた
めのタイミングチャート、第7図は第3図におけるアナ
ログ演算部の具体的な回路構成を示す回路図、第8図は
アナログ演算部の動作を示すタイミングチャート、第9
図は相関演算値の演算過程を説明するための説明図、第
10図は相関演算値より合焦状態を判別するための原理を
示す説明図、第11図は制御回路により実行される自動焦
点制御処理プログラムの内容を示すフローチャート、第
12図は従来の自動焦点検出装置の構成を示す概略構成
図、第13図は第12図における位相差検出装置の構成を示
すブロック図である。 20……ズームレンズ、32……センサ手段、68……モータ
駆動回路、74……アナログ演算手段、76……サンプリン
グホールド回路、78……比較器、86……制御回路。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a camera provided with an automatic focus adjustment device to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a phase difference detection device in FIG. 3 and FIG. 3 are circuit diagrams showing a concrete circuit configuration of the embodiment of FIG. 2, and FIG. 4 is an explanation showing arrangements of a light receiving section, a storage section, a shift register section and a floating gate of a reference section and a reference section. 5 and 5 are vertical cross-sectional views schematically showing cross sections of a light receiving portion, a storage portion, a shift register portion, and a floating gate, and FIG. 6 is a timing chart for explaining the circuit operation of FIG. FIG. 7 is a circuit diagram showing a specific circuit configuration of the analog operation unit in FIG. 3, FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the analog operation unit, and FIG.
The figure is an explanatory diagram for explaining the calculation process of the correlation calculation value,
FIG. 10 is an explanatory view showing the principle for determining the in-focus state from the correlation calculation value, and FIG. 11 is a flow chart showing the contents of the automatic focus control processing program executed by the control circuit.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing the configuration of a conventional automatic focus detection device, and FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the phase difference detection device in FIG. 20 …… Zoom lens, 32 …… Sensor means, 68 …… Motor drive circuit, 74 …… Analog computing means, 76 …… Sampling hold circuit, 78 …… Comparator, 86 …… Control circuit.
Claims (1)
して撮像光学系が合焦点状態にあるか否かを判別し、合
焦点状態にない場合には前記相対的位置に基づいて撮像
光学系を合焦点状態に至るまでその光軸方向に駆動する
ことにより焦点合わせを行う自動焦点調整装置におい
て、 ライン状に配設された複数個の光電変換素子と、各光電
変換素子から読み出された電荷を水平方向に転送するCC
Dシフトレジスタ部と、該CCDシフトレジスタ部に並設さ
れ、CCDシフトレジスタ部との間で双方向に電荷が並列
に転送されるCCDフローティングゲートと、該CCDフロー
ティングゲートに転送された電荷に基づいて光学像に相
当するアナログ電気信号を画素単位毎に順次出力する出
力部とを有する一対のセンサを含み、前記出力部から一
対の光学像に相当する一対のアナログ電気信号が出力さ
れると、CCDフローティングゲートの電荷をCCDシフトレ
ジスタ部に転送し、該CCDシフトレジスタ部によって1
画素分水平方向に転送したのち、再度各電荷をCCDフロ
ーティングゲートに転送することによって所定周期で画
素単位毎にずらしながら非破壊的に一対のアナログ電気
信号を出力するセンサ手段と、 該センサ手段より出力される一対のアナログ電気信号を
相関演算し、相関演算値を出力するアナログ演算手段
と、 該アナログ演算手段より時系列的に出力される相関演算
値に基づいて相関演算値が最小となる画素のずれ量を求
める手段と、 撮像光学系をその光軸方向に駆動する駆動手段と、 前記求めた画素のずれ量からディフォーカス量を算出
し、該ディフォーカス量に応じて撮像光学系をその光軸
上の合焦位置まで駆動させるように駆動手段を制御する
制御手段と、 を有することを特徴とする自動焦点調整装置。1. A relative position of a pair of optical images of a subject is detected to determine whether or not an imaging optical system is in a focused state, and when it is not in a focused state, based on the relative position. In an automatic focus adjustment device that performs focusing by driving the imaging optical system in the optical axis direction until it reaches the focused state, a plurality of photoelectric conversion elements arranged in a line and reading from each photoelectric conversion element are performed. CC that transfers the generated charge horizontally
A D shift register section, a CCD floating gate which is provided in parallel with the CCD shift register section, and in which charges are transferred in parallel bidirectionally between the CCD shift register section, and a charge transferred to the CCD floating gate. A pair of sensors having an output unit that sequentially outputs an analog electrical signal corresponding to an optical image for each pixel unit, and a pair of analog electrical signals corresponding to a pair of optical images are output from the output unit, The charge of the CCD floating gate is transferred to the CCD shift register unit, and the CCD shift register unit outputs 1
After transferring in the horizontal direction for pixels, each charge is transferred again to the CCD floating gate to non-destructively output a pair of analog electric signals while shifting for each pixel unit in a predetermined cycle, and the sensor means. An analog calculation unit that performs a correlation calculation on a pair of analog electric signals that are output and outputs a correlation calculation value, and a pixel that has a minimum correlation calculation value based on the correlation calculation values that are output in time series from the analog calculation unit. A deviation amount, a driving unit that drives the imaging optical system in the optical axis direction thereof, a defocus amount is calculated from the calculated pixel deviation amount, and the imaging optical system is adjusted according to the defocus amount. An automatic focus adjustment device comprising: a control unit that controls a drive unit so as to drive to a focus position on the optical axis.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63053979A JPH07104482B2 (en) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Automatic focus adjustment device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP63053979A JPH07104482B2 (en) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Automatic focus adjustment device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH01227112A JPH01227112A (en) | 1989-09-11 |
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Family Applications (1)
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| JP63053979A Expired - Fee Related JPH07104482B2 (en) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | Automatic focus adjustment device |
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| JP (1) | JPH07104482B2 (en) |
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-
1988
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| JPH01227112A (en) | 1989-09-11 |
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