JPH0810297B2 - 位相差検出装置 - Google Patents
位相差検出装置Info
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- JPH0810297B2 JPH0810297B2 JP62167906A JP16790687A JPH0810297B2 JP H0810297 B2 JPH0810297 B2 JP H0810297B2 JP 62167906 A JP62167906 A JP 62167906A JP 16790687 A JP16790687 A JP 16790687A JP H0810297 B2 JPH0810297 B2 JP H0810297B2
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- signals
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/34—Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
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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、例えばカメラの自動焦点検出装置などに適
用される位相差検出装置に関し、特に、位相差検出の為
の演算処理をアナログ信号処理にて行う位相差検出装置
に関する。
用される位相差検出装置に関し、特に、位相差検出の為
の演算処理をアナログ信号処理にて行う位相差検出装置
に関する。
[従来例] 従来の位相差検出装置をカメラの自動焦点検出装置に
適用した場合について述べれば、撮影レンズの後方に位
置するフィルム等価面の更に後方にコンデンサレンズ、
セパレータレンズ及び位相差検出装置が順に配置され、
この位相差検出装置は、セパレータレンズによって結像
される一対の被写体像を光電変換するCCD等からなる一
対のイメージセンサと、光電変換により発生した電気信
号に基づき上記一対の被写体像の位相差を演算して合焦
状態を判別する演算回路を備えている。
適用した場合について述べれば、撮影レンズの後方に位
置するフィルム等価面の更に後方にコンデンサレンズ、
セパレータレンズ及び位相差検出装置が順に配置され、
この位相差検出装置は、セパレータレンズによって結像
される一対の被写体像を光電変換するCCD等からなる一
対のイメージセンサと、光電変換により発生した電気信
号に基づき上記一対の被写体像の位相差を演算して合焦
状態を判別する演算回路を備えている。
即ち、一方のイメージセンサより時系列的に出力され
る被演算信号B(k)と、他方のイメージセンサより時
系列的に出力される被演算信号R(k)とを次式(1)
に従って差分演算することにより、相関値H(1),H
(2)〜H(l)を算出し、この相関値の分布パターン
から合焦状態及びピントのずれ量を検出する。
る被演算信号B(k)と、他方のイメージセンサより時
系列的に出力される被演算信号R(k)とを次式(1)
に従って差分演算することにより、相関値H(1),H
(2)〜H(l)を算出し、この相関値の分布パターン
から合焦状態及びピントのずれ量を検出する。
H(l)= |B(k)−R(k+l−1)| …(1) 但し、lは1以上の整数で、信号B(k)とR(k)の
相対移動量を示す。
相対移動量を示す。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、この様な従来の位相差検出装置にあっ
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ビット数の制限に起
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問題があった。
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ビット数の制限に起
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問題があった。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、この様な問題点に鑑みて成されたものであ
り、高速かつ高精度で演算処理を行うとともに、簡素な
構成にしてIC化に適した位相差検出装置を提供すること
を目的とする。
り、高速かつ高精度で演算処理を行うとともに、簡素な
構成にしてIC化に適した位相差検出装置を提供すること
を目的とする。
この目的を達成するために本発明は、撮影レンズを通
過した被写体光束から得られる一対の結像の相対的な間
隔を検出して該撮影レンズの合焦状態を判別する位相差
検出装置において、前記第1の結像を受光するように一
列に配置された画素群からなる第1の受光部と、該第1
の受光部の夫々の画素に生じる信号を所定方向に転送さ
せると共に、該信号をCCDのフローティングゲートを介
して並列的に出力する第1の信号読出部と、該第1の信
号読出部から並列的に出力された信号を時系列の第1の
被演算信号に変換して出力する手段とを有する第1の信
号発生手段と、前記第2の結像を受光するように一列に
配置された画素群からなる第2の受光部と、該第2の受
光部のそれぞれの画素に生じる信号をCCDのフローティ
ングゲートを介して並列的に出力する第2の信号読出部
と、該第2の信号読出部から並列的に出力された信号を
該第1の被演算信号に対して所定の相対移動量を有する
時系列の第2の被演算信号に変換して出力する手段とを
有する第2の信号発生手段と、複数の容量素子及びこれ
らの容量素子間を断接するスイッチング素子群とを有し
第1、第2の被演算信号が供給されるスイッチト・キャ
パシタ積分器と、該第1、第2の被演算信号の大小関係
を比較してこれらの信号の大小関係に応じた制御信号を
発生し、該制御信号に基づいて上記スイッチング素子群
を制御することにより、第1、第2の被演算信号の差の
絶対値の積分値に相当する電荷を上記スイッチト・キャ
パシタ積分器に発生させると共に、上記相対移動量を変
化させる毎に所定数の第1、第2の被演算信号に基づく
積分値を相関値として発生させる制御手段とを具備した
ことを特徴とする。
過した被写体光束から得られる一対の結像の相対的な間
隔を検出して該撮影レンズの合焦状態を判別する位相差
検出装置において、前記第1の結像を受光するように一
列に配置された画素群からなる第1の受光部と、該第1
の受光部の夫々の画素に生じる信号を所定方向に転送さ
せると共に、該信号をCCDのフローティングゲートを介
して並列的に出力する第1の信号読出部と、該第1の信
号読出部から並列的に出力された信号を時系列の第1の
被演算信号に変換して出力する手段とを有する第1の信
号発生手段と、前記第2の結像を受光するように一列に
配置された画素群からなる第2の受光部と、該第2の受
光部のそれぞれの画素に生じる信号をCCDのフローティ
ングゲートを介して並列的に出力する第2の信号読出部
と、該第2の信号読出部から並列的に出力された信号を
該第1の被演算信号に対して所定の相対移動量を有する
時系列の第2の被演算信号に変換して出力する手段とを
有する第2の信号発生手段と、複数の容量素子及びこれ
らの容量素子間を断接するスイッチング素子群とを有し
第1、第2の被演算信号が供給されるスイッチト・キャ
パシタ積分器と、該第1、第2の被演算信号の大小関係
を比較してこれらの信号の大小関係に応じた制御信号を
発生し、該制御信号に基づいて上記スイッチング素子群
を制御することにより、第1、第2の被演算信号の差の
絶対値の積分値に相当する電荷を上記スイッチト・キャ
パシタ積分器に発生させると共に、上記相対移動量を変
化させる毎に所定数の第1、第2の被演算信号に基づく
積分値を相関値として発生させる制御手段とを具備した
ことを特徴とする。
[実施例] 以下、本発明による位相差検出装置の一実施例を図面
とともに説明する。第1図は、基本構成を示すブロック
図であり、位相差の検出が行われる一対の被演算信号R,
Bを発生する第1、第2の信号発生手段と、前記第1式
と同様の差分演算処理を行う演算手段3及び装置全体の
動作を制御する同期信号発生手段4で構成されている。
とともに説明する。第1図は、基本構成を示すブロック
図であり、位相差の検出が行われる一対の被演算信号R,
Bを発生する第1、第2の信号発生手段と、前記第1式
と同様の差分演算処理を行う演算手段3及び装置全体の
動作を制御する同期信号発生手段4で構成されている。
この位相差検出装置は、一般的には一対の被演算信号
間の位相差を検出するものであるから各種用途に利用で
きるが、この実施例では写真やビデオ等のカメラの自動
焦点検出装置に適用した場合について説明する。
間の位相差を検出するものであるから各種用途に利用で
きるが、この実施例では写真やビデオ等のカメラの自動
焦点検出装置に適用した場合について説明する。
まず構成に述べると、第2図において、カメラの光学
系に備えられた撮影レンズ5の後方に位置するフィルム
等価面6の更に後方にコンデンサレンズ7、セパレータ
レンズ8が順に配置され、セパレータレンズ8の結像面
に第1、第2の信号発生手段1,2が設けられている。
系に備えられた撮影レンズ5の後方に位置するフィルム
等価面6の更に後方にコンデンサレンズ7、セパレータ
レンズ8が順に配置され、セパレータレンズ8の結像面
に第1、第2の信号発生手段1,2が設けられている。
第1、第2の信号発生手段1,2は、例えば本願発明者
が先に出願した特願昭61-212720号、同61-212721号、同
61-222211号に開示される電荷蓄積デバイス等が用いら
れる。第3図は特願昭61-222211号に示される参照イメ
ージセンサと参照読出部を第1の信号発生手段とし、基
準イメージセンサと基準読出部を第2の信号発生手段2
として適用した場合を示す。
が先に出願した特願昭61-212720号、同61-212721号、同
61-222211号に開示される電荷蓄積デバイス等が用いら
れる。第3図は特願昭61-222211号に示される参照イメ
ージセンサと参照読出部を第1の信号発生手段とし、基
準イメージセンサと基準読出部を第2の信号発生手段2
として適用した場合を示す。
第3図に基づいてその構成を説明すると、第1の信号
発生手段1は、セパレータレンズ8よりの一方の結像を
受光するフォトダイオードから成る複数の光電変換素子
Dr1〜Drnを有する受光部22、第2の信号発生手段2は
セパレータレンズ8よりの他方の結像を受光するフォト
ダイオードから成る複数の光電変換素子Db1〜Dbnを有
する受光部23を具備しており、受光部22,23は光軸に対
して直交する方向に所定の間隔を置いて延設され、更
に、各々の受光部22,23に対して蓄積部24,25及びシフト
レジスタ部26,27が順に並設されている。
発生手段1は、セパレータレンズ8よりの一方の結像を
受光するフォトダイオードから成る複数の光電変換素子
Dr1〜Drnを有する受光部22、第2の信号発生手段2は
セパレータレンズ8よりの他方の結像を受光するフォト
ダイオードから成る複数の光電変換素子Db1〜Dbnを有
する受光部23を具備しており、受光部22,23は光軸に対
して直交する方向に所定の間隔を置いて延設され、更
に、各々の受光部22,23に対して蓄積部24,25及びシフト
レジスタ部26,27が順に並設されている。
即ち、蓄積部24,25及びシフトレジスタ部26,27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
有するCCD(電荷転送デバイス)から成る。蓄積部24,25
は受光部22,23の夫々の光電変換素子Dr1〜Drn,Db1〜
Dbnに発生した信号電荷を並列に受け取り、更にシフト
レジスタ部26,27へ並列転送する。一方のシフトレジス
タ部26はそれを矢印にて示す水平方向へ電荷転送する。
尚、シフトレジスタ部26,27の作動は後述するが、他方
のシフトレジスタ部27は水平方向への電荷転送を行なわ
ないようになっている。
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
有するCCD(電荷転送デバイス)から成る。蓄積部24,25
は受光部22,23の夫々の光電変換素子Dr1〜Drn,Db1〜
Dbnに発生した信号電荷を並列に受け取り、更にシフト
レジスタ部26,27へ並列転送する。一方のシフトレジス
タ部26はそれを矢印にて示す水平方向へ電荷転送する。
尚、シフトレジスタ部26,27の作動は後述するが、他方
のシフトレジスタ部27は水平方向への電荷転送を行なわ
ないようになっている。
28,29は受光部22,23から蓄積部24,25へ信号電荷を移
動さるチャネル部の表面上に形成された導電層であり、
ポリシリコン層で形成されてポテンシャル障壁部となっ
ている。30,31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。
動さるチャネル部の表面上に形成された導電層であり、
ポリシリコン層で形成されてポテンシャル障壁部となっ
ている。30,31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。
更に、夫々の電荷転送エレメントCr1〜Crn,Cb1〜C
bnに隣接してフローティングゲートFr1〜Frn,Fb1〜F
bnが形成され、夫々のフローティングゲートFr1〜
Frn,Fb1〜Fbnは、ゲートに制御信号CEが供給されるMO
S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CH1〜C
Hnが印加されることによりマルチプレックス動作を行な
うMOS型FET Qr1〜Qrn,Qb1〜Qbnを介して共通接点Pr,P
b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32,33を介して出力端子Pr0,Pb0に接続している。
bnに隣接してフローティングゲートFr1〜Frn,Fb1〜F
bnが形成され、夫々のフローティングゲートFr1〜
Frn,Fb1〜Fbnは、ゲートに制御信号CEが供給されるMO
S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CH1〜C
Hnが印加されることによりマルチプレックス動作を行な
うMOS型FET Qr1〜Qrn,Qb1〜Qbnを介して共通接点Pr,P
b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32,33を介して出力端子Pr0,Pb0に接続している。
インピーダンス変換回路32,33は共に同一の回路構成
から成り、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F
ET 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FETIr2,I
b2のゲートは所定電位にバイアスされている。
から成り、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F
ET 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FETIr2,I
b2のゲートは所定電位にバイアスされている。
次に、シフトレジスタ部26,27とフローティングゲー
トFr1〜Frn,Fb1〜Fbnの位置関係を第4図に基づいて
説明する。第1の信号発生手段1の受光部22、蓄積部2
4、シフトレジスタ部26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個づつ形成され、
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F
r1〜Fr40が並設され、更に32個のフローティングゲー
トFr1〜Fr32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〜Fr40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図の第1の信号発生手段1には、第4図の第3、第4
のブロックIIIR,IVRの部分を代表して示し、他のIR,II
R,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。
トFr1〜Frn,Fb1〜Fbnの位置関係を第4図に基づいて
説明する。第1の信号発生手段1の受光部22、蓄積部2
4、シフトレジスタ部26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個づつ形成され、
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F
r1〜Fr40が並設され、更に32個のフローティングゲー
トFr1〜Fr32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〜Fr40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図の第1の信号発生手段1には、第4図の第3、第4
のブロックIIIR,IVRの部分を代表して示し、他のIR,II
R,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。
一方、第2の信号発生手段2の受光部23は、蓄積部2
5、シフトレジスタ部27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(第1の信号発生手段
1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が並設されてい
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FETMb1〜Mbn,Qb1〜Qbnに接
続している。即ち、第3図の第2信号発生手段2は第4
図の第3ブロックIIIBについて示されている。
5、シフトレジスタ部27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(第1の信号発生手段
1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が並設されてい
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FETMb1〜Mbn,Qb1〜Qbnに接
続している。即ち、第3図の第2信号発生手段2は第4
図の第3ブロックIIIBについて示されている。
又、受光部22は光軸に対して距離l1だけ離れて形成
され、受光部23は距離l1に4ピット幅4Wを加算した距
離l2(=l1+4W)だけ離して形成されている。
され、受光部23は距離l1に4ピット幅4Wを加算した距
離l2(=l1+4W)だけ離して形成されている。
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IC化されるものであり、第3図及び第4図の
信号発生手段1,2及びフローティングゲートの構造を第
5図の概略断面図に基づいて説明する。
装置としてIC化されるものであり、第3図及び第4図の
信号発生手段1,2及びフローティングゲートの構造を第
5図の概略断面図に基づいて説明する。
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+型層か
形成されることで受光部22(23)の光電変化素子群が構
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、障壁部28(29)、蓄積部24(25)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30(31)を構成するゲート電極層及び、シ
フトレジスタ部26(27)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並設されている。更に、シフト
レジスタ部26,27の隣りには、フローティングゲートF
r1〜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が積層されている。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F
ET Mr1〜Mrn,Mb1〜Mbnが接続している。
れたP型拡散層(P−well)の一部に複数のN+型層か
形成されることで受光部22(23)の光電変化素子群が構
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、障壁部28(29)、蓄積部24(25)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30(31)を構成するゲート電極層及び、シ
フトレジスタ部26(27)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並設されている。更に、シフト
レジスタ部26,27の隣りには、フローティングゲートF
r1〜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が積層されている。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F
ET Mr1〜Mrn,Mb1〜Mbnが接続している。
ここで、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FETMr1〜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26(27)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
応じた電圧変化が夫々のフローティングゲートFr1〜F
rn(Fb1〜Fbn)に生じ、受光部22(23)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。
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FETMr1〜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26(27)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
応じた電圧変化が夫々のフローティングゲートFr1〜F
rn(Fb1〜Fbn)に生じ、受光部22(23)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。
一方、リセット端子RESをアース電位にしてからMOS型
FET 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26(27)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なわれるので、信号電荷の読出し
を何回も繰返すことができる。
FET 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26(27)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なわれるので、信号電荷の読出し
を何回も繰返すことができる。
そして、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)マルチプレックス動作により時系
列の信号R(k),B(k)に変換して各出力端子Pr0,P
b0に出力する。
(Fb1〜Fbn)を介して発生する信号を、MOS型FET Qr1
〜Qrn(Qb1〜Qbn)マルチプレックス動作により時系
列の信号R(k),B(k)に変換して各出力端子Pr0,P
b0に出力する。
次に、第1図に示す演算遮断3の構成を第6図に基づ
いて説明する。この演算手段はスイッチト・キャパシタ
積分器から成り、第1の信号発生手段1の出力端子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素子40、容量素子Cs1及びスイッ
チング素子41を介して差動積分器42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43,44
介してグランド端子に接続されている。一方、第2の信
号発生手段2の出力端子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4
5、容量素子Cs2及びスイッチング素子46を介して差動
積分器42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47,48を介してグランド端子に接
続されている。作動積分器42の反転入力端子と出力端子
49との間には、相互に並列接続したスイッチング素子50
と容量素子CIが接続されている。
いて説明する。この演算手段はスイッチト・キャパシタ
積分器から成り、第1の信号発生手段1の出力端子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素子40、容量素子Cs1及びスイッ
チング素子41を介して差動積分器42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43,44
介してグランド端子に接続されている。一方、第2の信
号発生手段2の出力端子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4
5、容量素子Cs2及びスイッチング素子46を介して差動
積分器42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47,48を介してグランド端子に接
続されている。作動積分器42の反転入力端子と出力端子
49との間には、相互に並列接続したスイッチング素子50
と容量素子CIが接続されている。
更に、出力端子Pr0,Pb0より延設された信号線にはアナ
ログコンパレータ51の反転・非反転入力端子が接続さ
れ、その出力端子がチャネルセレクト回路52の入力端子
に接続し該セレクト回路52はスイッチング素子40,41,4
3,44,45,46,47,48の「オン」,「オフ」を制御するセレ
クト信号φ1,φ2,KA,KBを発生する。
ログコンパレータ51の反転・非反転入力端子が接続さ
れ、その出力端子がチャネルセレクト回路52の入力端子
に接続し該セレクト回路52はスイッチング素子40,41,4
3,44,45,46,47,48の「オン」,「オフ」を制御するセレ
クト信号φ1,φ2,KA,KBを発生する。
アナログコンパレータ51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を出力し、この
極性信号Sgnのレベルに従ってセレクト信号φ1,φ2,K
A,KBの電圧レベルが決定されるようになっている。
(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を出力し、この
極性信号Sgnのレベルに従ってセレクト信号φ1,φ2,K
A,KBの電圧レベルが決定されるようになっている。
次に、かかる構成の演算手段の作動を第7図のタイミ
ングチャートに基づいて説明する。
ングチャートに基づいて説明する。
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50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50を「オフ」にして第7図に示す動作が開始され
る。
号φRSTによりスイッチング素子50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50を「オフ」にして第7図に示す動作が開始され
る。
第1、第2の信号発生手段1,2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ないし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,KA,KBが発生さ
れる。ここでセレクト信号φ1とφ2は、KAとKB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。一
方、時刻t3ないしt4の期間のように被演算信号がR
(k)<(k)の関係にあると極性信号Sgnは“L"とな
り、時間t1ないしt2とは位相が逆のセレクト信号KA,K
Bが発生する。尚、セレクト信号φ1,φ2は極性信号S
gnのレベルにかかわらず同じタイミングで発生する。
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ないし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,KA,KBが発生さ
れる。ここでセレクト信号φ1とφ2は、KAとKB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。一
方、時刻t3ないしt4の期間のように被演算信号がR
(k)<(k)の関係にあると極性信号Sgnは“L"とな
り、時間t1ないしt2とは位相が逆のセレクト信号KA,K
Bが発生する。尚、セレクト信号φ1,φ2は極性信号S
gnのレベルにかかわらず同じタイミングで発生する。
これらのセレクト信号φ1,φ2,KA,KBにより期間t1
〜t2の前半の周期TF1ではスイッチング素子44,48及び
スイッチング素子40,47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Cs2の不
要電荷が放電される。次に期間t1〜t2の後半の周期T
R1においてはスイッチング素子43,41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45,46が「オン」、ス
イッチング素子47,48が「オフ」となるので、被演算信
号B(k)が容量素子Cs2を介して作動積分器42へ供給
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。
〜t2の前半の周期TF1ではスイッチング素子44,48及び
スイッチング素子40,47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Cs2の不
要電荷が放電される。次に期間t1〜t2の後半の周期T
R1においてはスイッチング素子43,41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45,46が「オン」、ス
イッチング素子47,48が「オフ」となるので、被演算信
号B(k)が容量素子Cs2を介して作動積分器42へ供給
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。
一方、時刻t3ないし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44,48及びスイッチ
ング素子43,45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47,46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40,41が「オン」、スイッチン
グ素子43,44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42へ供給され
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。
(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44,48及びスイッチ
ング素子43,45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47,46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40,41が「オン」、スイッチン
グ素子43,44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42へ供給され
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。
上記式(2),(3)から明らかなように、この演算
手段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C
I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な
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49に電圧として得られる。
手段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C
I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な
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49に電圧として得られる。
次に、第3図に示す第1、第2の信号発生手段1,2
は、上記式(4)の演算を完了すると、第1の信号発生
手段1のシフトレジスタ部26に保持されている信号電荷
を他方のシフトレジスタ部27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上記式(4)の演算処理を行な
う。そして更にシフトレジスタ部26,27の信号電荷の位
相をずらしこれを繰返し行なう。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
た時の相関値は次式(5)として得ることができ、出力
端子49より電圧として検出される。
は、上記式(4)の演算を完了すると、第1の信号発生
手段1のシフトレジスタ部26に保持されている信号電荷
を他方のシフトレジスタ部27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上記式(4)の演算処理を行な
う。そして更にシフトレジスタ部26,27の信号電荷の位
相をずらしこれを繰返し行なう。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
た時の相関値は次式(5)として得ることができ、出力
端子49より電圧として検出される。
即ち、上記式(5)は前記式(1)に相当し、相関値
H(1),H(2),…,H(l)をアナログ信号処理にて
求められている。
H(1),H(2),…,H(l)をアナログ信号処理にて
求められている。
そして、これらの相関値の分布パターンから位相差の
検出を行なうことができる。例えば、第8図(a)〜
(b)はカメラの自動焦点検出装置に適用した場合の相
関値のパターンを示すが、同図(a)のように、相当移
動量がl=4で最大の相関値となる場合を合焦状態とす
れば、それより小さい相対移動量(l=2)の時に最大
の相関値が得られれば前ピン状態、それより大きい相対
移動量(l=6)の時に最大の相関値が得られれば後ピ
ン状態であると判別することができる。
検出を行なうことができる。例えば、第8図(a)〜
(b)はカメラの自動焦点検出装置に適用した場合の相
関値のパターンを示すが、同図(a)のように、相当移
動量がl=4で最大の相関値となる場合を合焦状態とす
れば、それより小さい相対移動量(l=2)の時に最大
の相関値が得られれば前ピン状態、それより大きい相対
移動量(l=6)の時に最大の相関値が得られれば後ピ
ン状態であると判別することができる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、撮影レンズを通
過した被写体光束から得られる1対の結像の相対的な間
隔を検出して該撮影レンズの合焦状態を判別する位相差
検出装置において、夫々の結像を光電変換することによ
って生じた信号をCCDに蓄積し、該CCDに設けられたフロ
ーティングゲートを介して非破壊的に出力するようにし
たので、別個に大規模な記憶装置を設ける必要がなく、
装置の小形化を可能とする。又、該出力された信号の相
関量を演算するのに容量素子による電荷結合の手法を用
いているので、演算が極めて高速かつ高精度に行なうこ
とができる。そして、回路構成が簡素であり、半導体集
積回路技術を用いれば該容量素子の相対精度を向上する
ことができるので、この発明の位相差検出装置を半導体
集積回路装置として製造するのに適している。
過した被写体光束から得られる1対の結像の相対的な間
隔を検出して該撮影レンズの合焦状態を判別する位相差
検出装置において、夫々の結像を光電変換することによ
って生じた信号をCCDに蓄積し、該CCDに設けられたフロ
ーティングゲートを介して非破壊的に出力するようにし
たので、別個に大規模な記憶装置を設ける必要がなく、
装置の小形化を可能とする。又、該出力された信号の相
関量を演算するのに容量素子による電荷結合の手法を用
いているので、演算が極めて高速かつ高精度に行なうこ
とができる。そして、回路構成が簡素であり、半導体集
積回路技術を用いれば該容量素子の相対精度を向上する
ことができるので、この発明の位相差検出装置を半導体
集積回路装置として製造するのに適している。
第1図は本発明による位相差検出装置の実施例の基本構
成を示すブロック図、第2図は第1図に示す基本構成に
おいて自動焦点検出装置に適用した場合の全体構成を示
す概略構成図、第3図は第1図における第1、第2信号
発生手段の実施例を示すブロック図、第4図は第3図に
示す第1、第2信号発生手段の受光部、蓄積部、シフト
レジスタ部の構成を示す概略構成図、第5図は第1、第
2信号発生手段の動作原理を示す要部断面図、第6図は
第1図の演算手段の構成を示す回路図、第7図は第6図
に示す演算手段の作動を説明するためのタイミングチャ
ート、第8図はこの実施例により得られる相関値の分布
パターンに基づいて合焦状態を判別する場合の原理を示
す説明図である。 1:第1の信号発生手段 2:第2の信号発生手段 3:演算手段 4:同期信号発生手段 22,23:受光部 24,25:蓄積部 26,27:シフトレジスタ部 32,33:インピーダンス変換回路 40,41,43,44,45,46,47,48,50:スイッチング素子 42:差動積分器 51:アナログコンパレータ 52:チャネルセレクト回路
成を示すブロック図、第2図は第1図に示す基本構成に
おいて自動焦点検出装置に適用した場合の全体構成を示
す概略構成図、第3図は第1図における第1、第2信号
発生手段の実施例を示すブロック図、第4図は第3図に
示す第1、第2信号発生手段の受光部、蓄積部、シフト
レジスタ部の構成を示す概略構成図、第5図は第1、第
2信号発生手段の動作原理を示す要部断面図、第6図は
第1図の演算手段の構成を示す回路図、第7図は第6図
に示す演算手段の作動を説明するためのタイミングチャ
ート、第8図はこの実施例により得られる相関値の分布
パターンに基づいて合焦状態を判別する場合の原理を示
す説明図である。 1:第1の信号発生手段 2:第2の信号発生手段 3:演算手段 4:同期信号発生手段 22,23:受光部 24,25:蓄積部 26,27:シフトレジスタ部 32,33:インピーダンス変換回路 40,41,43,44,45,46,47,48,50:スイッチング素子 42:差動積分器 51:アナログコンパレータ 52:チャネルセレクト回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 重典 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 高坂 国光 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−161355(JP,A) 特開 昭56−46409(JP,A) 特開 昭59−208513(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】被写体光束から得られる一対の結像の相対
的な間隔を検出して位相差を検出する装置において、 前記第1の結像を受光するように一列に配置された画素
群からなる第1の受光部と、 該第1の受光部の夫々の画素に生じる信号をCCDフロー
ティングゲートを介して非破壊に繰り返し並列出力する
と共に、該繰り返し出力毎に上記列方向に転送させる第
1の信号読出部と、 該第1の信号読出部から並列出力された信号を時系列の
第1の被演算信号に変換して繰り返し出力する手段とを
有する第1の信号発生手段と、 前記第2の結像を受光するように一列に配置された画素
群からなる第2の受光部と、 該第2の受光部の夫々の画素に生じる信号をCCDのフロ
ーティングゲートを介して非破壊に繰り返し並列出力す
る第2の信号読出部と、 該第2の信号読出部から並列出力された信号を時系列の
第2の被演算信号に変換して繰り返し出力し、これによ
って該第1の被演算信号に対して繰り返し出力毎に相対
移動量を変化させた時系列の第2の被演算信号を出力す
る手段とを有する第2の信号発生手段と、 複数の容量素子及びこれらの容量素子間を断接するスイ
ッチング素子群とを有し第1、第2の被演算信号が供給
されるスイッチト・キャパシタ積分器と、 該第1、第2の被演算信号の大小関係を比較してこれら
の信号の大小関係に応じた制御信号を発生し、該制御信
号に基づいて上記スイッチング素子群を制御することに
より、第1、第2の被演算信号の差の絶対値の積分値に
相当する電荷を上記スイッチト・キャパシタ積分器に発
生させると共に、上記相対移動量を変化させる繰り返し
出力毎に所定数の第1、第2の被演算信号に基づく積分
値を相関値として発生させる制御手段とを具備したこと
を特徴とする位相差検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167906A JPH0810297B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 位相差検出装置 |
| DE88110890T DE3884685T2 (de) | 1987-07-07 | 1988-07-07 | Phasendifferenzdetektor. |
| EP88110890A EP0298486B1 (en) | 1987-07-07 | 1988-07-07 | Phase difference detecting apparatus |
| US07/216,354 US5008696A (en) | 1987-07-07 | 1988-07-07 | Phase difference detecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62167906A JPH0810297B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 位相差検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6413110A JPS6413110A (en) | 1989-01-18 |
| JPH0810297B2 true JPH0810297B2 (ja) | 1996-01-31 |
Family
ID=15858242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62167906A Expired - Fee Related JPH0810297B2 (ja) | 1987-07-07 | 1987-07-07 | 位相差検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5008696A (ja) |
| EP (1) | EP0298486B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0810297B2 (ja) |
| DE (1) | DE3884685T2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2614137B2 (ja) * | 1990-05-30 | 1997-05-28 | 富士写真フイルム株式会社 | 位相差検出装置 |
| DE4216073C2 (de) * | 1991-05-15 | 1995-01-26 | Asahi Optical Co Ltd | Vorrichtung zum automatischen Scharfeinstellen eines optischen Systems |
| JP3832441B2 (ja) | 2002-04-08 | 2006-10-11 | 松下電工株式会社 | 強度変調光を用いた空間情報の検出装置 |
| US7461790B2 (en) * | 2006-04-04 | 2008-12-09 | Datalogic Scanning, Inc. | Data reader and methods for imaging targets exposed to high intensity illumination |
| CN120970816B (zh) * | 2025-10-20 | 2026-02-03 | 杭州高谱成像技术有限公司 | 一种实时自动对焦的高光谱采集方法及装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51142318A (en) * | 1975-05-20 | 1976-12-07 | Asahi Optical Co Ltd | Focus adjusting device for optical systems |
| JPS5385454A (en) * | 1977-01-06 | 1978-07-27 | Canon Inc | Distance detecting method |
| DE2801383A1 (de) * | 1978-01-13 | 1979-07-19 | Agfa Gevaert Ag | Fotografische kamera mit einer fokussiervorrichtung |
| JPS54161355A (en) * | 1978-06-09 | 1979-12-20 | Minolta Camera Co Ltd | Automatic range finder |
| JPS558102A (en) * | 1978-07-03 | 1980-01-21 | Olympus Optical Co Ltd | Picture signal process circuit |
| US4470676A (en) * | 1978-07-28 | 1984-09-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detecting device |
| JPS55111921A (en) * | 1979-02-14 | 1980-08-29 | Asahi Optical Co Ltd | Focus detector of camera |
| JPS55115023A (en) * | 1979-02-28 | 1980-09-04 | Canon Inc | Distance detector and focus control system utilizing this |
| DE2936491A1 (de) * | 1979-09-10 | 1981-05-21 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Mit einem belichtungsmessteil versehene schaltung zur sensorgesteuerten entfernungsmessung |
| JPS57161839A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Canon Inc | Distance measuring device of camera |
| JPS59208513A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-26 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| US4709138A (en) * | 1984-02-09 | 1987-11-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for detecting shake of image of object |
-
1987
- 1987-07-07 JP JP62167906A patent/JPH0810297B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-07-07 US US07/216,354 patent/US5008696A/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-07 DE DE88110890T patent/DE3884685T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-07-07 EP EP88110890A patent/EP0298486B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0298486B1 (en) | 1993-10-06 |
| DE3884685T2 (de) | 1994-01-27 |
| US5008696A (en) | 1991-04-16 |
| JPS6413110A (en) | 1989-01-18 |
| DE3884685D1 (de) | 1993-11-11 |
| EP0298486A3 (en) | 1989-06-14 |
| EP0298486A2 (en) | 1989-01-11 |
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