JPH02102582A - Photoelectric conversion device - Google Patents
Photoelectric conversion deviceInfo
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- JPH02102582A JPH02102582A JP63255676A JP25567688A JPH02102582A JP H02102582 A JPH02102582 A JP H02102582A JP 63255676 A JP63255676 A JP 63255676A JP 25567688 A JP25567688 A JP 25567688A JP H02102582 A JPH02102582 A JP H02102582A
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、光電変換装置に間し、特に、オートフォーカ
ス・カメラ等に用いられる半導体光電変換装置において
、被写体の発する分光分布を検出する機能を有する光電
変換装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a photoelectric conversion device, particularly a semiconductor photoelectric conversion device used in an autofocus camera, etc., which has a function of detecting the spectral distribution emitted by a subject. The present invention relates to a photoelectric conversion device having:
[従来の技術]
従来のオートフォーカス・カメラに使用される光電変換
装置としてはオートフォーカス用CCDが知られている
が、これを用いたオートフォーカス機能を図面を参照し
て説明する。第3図は、カメラのオートフォーカス状態
を検出する装置の原理図であって、第3図(a)は、合
焦点状態、第3図(b)は、前ピント状態、第3図(c
)は、後ピント状態をそれぞれ表している。同図におい
て、101は被写体、102は撮影レンズ、103は感
板面、104は、撮影レンズによる像を2つに分割する
セパレータレンズ、105は、分割された2つの像の像
間距離を測定するためのCCDである。[Prior Art] An autofocus CCD is known as a photoelectric conversion device used in a conventional autofocus camera, and an autofocus function using this will be explained with reference to the drawings. FIG. 3 is a principle diagram of a device for detecting the autofocus state of a camera, in which FIG. 3(a) shows the in-focus state, FIG. 3(b) shows the front focus state, and FIG.
) respectively represent the rear focus state. In the figure, 101 is a subject, 102 is a photographic lens, 103 is a photosensitive plate surface, 104 is a separator lens that divides the image taken by the photographic lens into two, and 105 is a measurement of the distance between the two divided images. It is a CCD for
図に示したように、CCD面への結像位置は、ピント合
わせ状態によって異なるので、2つの像の像間V@離を
測定することによって、ピント状態が判定できる。今、
合焦点状態での像間距離をdO1前ピント状態、後ピン
ト状態での像間距離をそれぞれd、、d、とすると、
d2 >do>d+
の関係があるので、オートフォーカス機構によって焦点
を合わせるには、像間距離を測定し、この測定値と合焦
点状態での距11 d oと比較し、これと一致させる
ようにコントロール機構を通して撮影レンズ機構を自動
的に操作させればよい。As shown in the figure, since the image formation position on the CCD surface differs depending on the focusing state, the focusing state can be determined by measuring the distance V@ between the two images. now,
The distance between the images in the in-focus state is dO1, and the distance between the images in the front-focus state and the rear-focus state are d, d, respectively. Since there is a relationship of d2 > do > d+, the focus is adjusted by the autofocus mechanism. In order to do this, it is sufficient to measure the inter-image distance, compare this measured value with the distance 11 d o in the in-focus state, and automatically operate the photographing lens mechanism through the control mechanism so as to match this value.
[発明が解決しようとする問題点コ
上述した従来例においては、被写体までの距離が等しく
、かつ、撮影レンズ状態が同じであっても被写体の分光
分布によって、CCDの検出する像間距離が異なってく
る。即ち、セパレータレンズの波長による屈折率の違い
によって、被写体の分光分布が例えば短波長寄りとなっ
ている場合には、仮置、ピントが合っていても、像間距
離はdOとはならずこれより小さくなる。また、逆に像
間距離がctoとなっていても、分光分布が短波長側あ
るいは長波長側に寄っている時には焦点は合っていない
、従って、被写体の分光分布を正確に把握していないと
、像間距離を測ってもピント合わせ状態を正しく判定す
ることはできない。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional example described above, even if the distance to the subject is the same and the condition of the photographing lens is the same, the distance between images detected by the CCD differs depending on the spectral distribution of the subject. It's coming. In other words, if the spectral distribution of the object is closer to short wavelengths due to the difference in refractive index depending on the wavelength of the separator lens, the inter-image distance will not be dO even if the image is placed temporarily and in focus. become smaller. On the other hand, even if the inter-image distance is cto, if the spectral distribution is closer to the short wavelength side or the long wavelength side, it is out of focus. Therefore, the spectral distribution of the subject must be accurately understood. Even if the distance between images is measured, the focusing state cannot be determined correctly.
よって、本発明の目的とするところは、分光分布の如何
に拘らず正確にピント合わせ状態を判定しうる光電変換
装置を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a photoelectric conversion device that can accurately determine the focusing state regardless of the spectral distribution.
[問題点を解決するための手段]
本発明による光電変換装置は、半導体基板内に形成され
該半導体面に結像する2つの像の像間距離を測定する光
電変換装置であって、該光電変換装置が形成された半導
体基板内には、さらに、前記像を形成する入射光の分光
分布を測定するために、互いに異なる分光感度特性を有
する受光素子が少なくとも2個形成されているものであ
る。[Means for Solving the Problems] A photoelectric conversion device according to the present invention is a photoelectric conversion device that measures the distance between two images formed in a semiconductor substrate and formed on the semiconductor surface. At least two light-receiving elements having mutually different spectral sensitivity characteristics are further formed in the semiconductor substrate on which the conversion device is formed, in order to measure the spectral distribution of the incident light that forms the image. .
[実施例]
次に、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。[Example] Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の一実施例の受光素子部分の断面図で
ある。同図に示されるように、P型半導体基板1内には
、フォトダイオードN型層3、N1型フローティングジ
ャンクション層4、N+型リすットドレイン層5が3組
形成されており、これらはP導電型のチャンネルストッ
パ2によって分離されている。各フォトダイオードN型
層3と各N+型フローティングジャンクション層4との
間にはトランスファーゲートが設けられ、また、各N+
型フローティングジャンクション層4と各N“型リセッ
トドレイン層5との間にはリセットゲートが設けられて
いる。そして、各フォトダイオードN型層3の上には、
それぞれ、ブルーカラーフィルタ7、グリーンカラーフ
ィルタ8及びレッドカラーフィルタ9が形成されている
。また、各N+型フローティングジャンクション層4に
は光電変換された電荷量を検出するために、出力検出回
路10が接続されている。FIG. 1 is a sectional view of a light receiving element portion of an embodiment of the present invention. As shown in the figure, three sets of photodiode N-type layer 3, N1-type floating junction layer 4, and N+ type lit drain layer 5 are formed in P-type semiconductor substrate 1, and these are P-conducting. separated by a mold channel stop 2. A transfer gate is provided between each photodiode N type layer 3 and each N+ type floating junction layer 4, and each N+ type floating junction layer 4 is provided with a transfer gate.
A reset gate is provided between the type floating junction layer 4 and each N" type reset drain layer 5. On each photodiode N type layer 3, a reset gate is provided.
A blue color filter 7, a green color filter 8, and a red color filter 9 are formed, respectively. Furthermore, an output detection circuit 10 is connected to each N+ type floating junction layer 4 in order to detect the amount of photoelectrically converted charge.
この受光素子を用いた焦点合わせは次のように行われる
。まず、リセットゲートにリセットパルスφれを印加し
て、フローティングジャンクション層4の電位をリセッ
トドレイン層5が接続された電源のリセット電位VF1
sに固定する。受光素子を一定時間露光すると、露光時
間と各色の光強度に応じた電荷がフォトダイオードN型
層3内に蓄積される。この蓄積された電荷をトランスフ
ァーゲートにトランスファーパルスφ丁を印加すること
により、フローティングジャンクション層4に転送する
。この電荷量に応じてフローティングジャンクション層
4の電位が変動し、この電位変動は、出力検出回路10
を介して出力される。それぞれの出力検出回路10の出
力V、、V、及びV代は、青色、緑色及び赤色の成分光
の強さを示しているので、いま、VB >VQ 、VR
であるとするならば、この場合、この被写体の分光分布
は、青色部分が最大であることになる。従って、この場
合には、第3図の合焦点時の像間距ud。を、do−Δ
dと補正し、この値に合致させるように焦点合わせを行
う。Focusing using this light receiving element is performed as follows. First, a reset pulse φ is applied to the reset gate to reset the potential of the floating junction layer 4 to the reset potential VF1 of the power supply to which the drain layer 5 is connected.
Fixed to s. When the light-receiving element is exposed to light for a certain period of time, charges corresponding to the exposure time and the light intensity of each color are accumulated in the photodiode N-type layer 3. This accumulated charge is transferred to the floating junction layer 4 by applying a transfer pulse φd to the transfer gate. The potential of the floating junction layer 4 varies depending on the amount of charge, and this potential variation is caused by the output detection circuit 10
Output via . Since the outputs V, , V, and V range of each output detection circuit 10 indicate the intensity of blue, green, and red component light, now, VB > VQ, VR
If so, then in this case, the spectral distribution of this subject will have a maximum in the blue region. Therefore, in this case, the inter-image distance ud at the focused point in FIG. , do−Δ
d, and focus is adjusted to match this value.
第2図は、本発明の他の実施例の受光素子の縦断面図で
ある。第2図において、第1図のものと同一の部分には
同一の番号が付されているので、重複した説明は省略す
る。第2図において、3aは、短波長側に感度のピーク
を持つシャロー・PNフォトダイオードのN型層、6は
、ストアゲート信号φsTが印加され、中波長に感度の
ピークを有するM OSキャパシタ型フォトダイオード
の多結晶シリコンゲート、3bは、長波長に感度のピー
クを有するディープ・PNフォトダイオードのN型層で
ある。この受光素子を用いても、第1図の例と同様に正
確に焦点合わせをすることができる。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a light receiving element according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2, parts that are the same as those in FIG. 1 are given the same numbers, so redundant explanation will be omitted. In FIG. 2, 3a is an N-type layer of a shallow PN photodiode that has a sensitivity peak on the short wavelength side, and 6 is an MOS capacitor type layer to which a store gate signal φsT is applied and has a sensitivity peak on a medium wavelength side. The polycrystalline silicon gate of the photodiode, 3b, is an N-type layer of a deep PN photodiode with a peak sensitivity at long wavelengths. Even if this light receiving element is used, accurate focusing can be performed as in the example shown in FIG.
以上の実施例では、3個のフォトダイオードを用いるも
のであったが、本発明はこれに限定されるものではなく
、2個乃至4個以上のフォトダイオードを用いるもので
あってもよい、2個のフォトダイオードを用いる場合に
は、青色あるいは赤色に感度のピークを有するものとし
、いずれかのフォトダイオードの出力の方が大きく、か
つ、その、出力レベルが一定の値を超えたときに合焦点
時の像間距離の補正を行うようにする。一方、4個以上
のフォトダイオードを用いる場合には、被写体の分光分
布のピークをより細かく測定することができるので、よ
り精確なピント合わせが可能となる。In the above embodiment, three photodiodes were used, but the present invention is not limited to this, and two to four or more photodiodes may be used. When using multiple photodiodes, the sensitivity peak should be in blue or red, and if the output of one of the photodiodes is greater and the output level exceeds a certain value, the peak of sensitivity will be detected. The distance between images at focus is corrected. On the other hand, when four or more photodiodes are used, the peak of the spectral distribution of the object can be measured more precisely, so more accurate focusing is possible.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明は、オートフォーカス用光
電変撓装置に被写体の分光分布を検知する受光素子を配
置したものであるので、本発明によれば、被写体の分光
分布の相違によるピントずれを上記受光素子の出力を用
いて、正確に補正することができる。また、本発明は、
分光分布を測定する受光素子を、像間距離を測定する光
電変換素子と同一半導体基板内に形成したものであるの
で、素子点数が増加しても光電変換装置はそれほど大型
化することはなく、カメラ内に実装するのに好都合であ
る。[Effects of the Invention] As explained above, in the present invention, a photoelectric conversion device for autofocus is provided with a light receiving element for detecting the spectral distribution of the subject. It is possible to accurately correct the out-of-focus caused by the difference in the light-receiving element using the output of the light-receiving element. Moreover, the present invention
Since the light-receiving element that measures the spectral distribution is formed on the same semiconductor substrate as the photoelectric conversion element that measures the inter-image distance, even if the number of elements increases, the size of the photoelectric conversion device does not increase significantly. It is convenient to implement inside the camera.
第1図、第2図は、それぞれ本発明の実施例の受光素子
部分の断面図、第3図は、オートフォーカス機構の原理
説明図である。
1・・・・・・P型半導体基板、 2・・・・・・チャ
ンネルストッパ1.3.3a、3b・・・・・・フォト
ダイオードN型層、 4・・・・・・N+型型口ローテ
ィングジャンクシ5フ
6・・・・・・多結晶シリコンゲート、 7・・・・・
・ブルーカラーフィルタ、 8・・・・・・グリーン
カラーフィルタ9・・・・・・レッドカラーフィルタ5
10・・・・・・出力検出回路、 101・・・・
・・被写体、 102・・・・・・撮影レンズ、 10
3・・・・・・感板面、 104・・・・・・セパレー
タレンズ、 105・・・・・・オートフォーカス用
COD。FIGS. 1 and 2 are sectional views of a light-receiving element portion of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of an autofocus mechanism. 1...P-type semiconductor substrate, 2...Channel stopper 1.3.3a, 3b...Photodiode N-type layer, 4...N+ type Mouth loading junk 5 6...Polycrystalline silicon gate, 7...
・Blue color filter, 8... Green color filter 9... Red color filter 5
10... Output detection circuit, 101...
...Subject, 102...Photographing lens, 10
3...Sensitive plate surface, 104...Separator lens, 105...COD for autofocus.
Claims (1)
つの像間距離を測定する光電変換装置において、該光電
変換装置が形成された半導体基板内には前記像を形成す
る入射光の分光分布を測定するために、互いに異なる分
光感度特性を有する受光素子が少なくとも2個形成され
ていることを特徴とする光電変換装置。2 formed within a semiconductor substrate and imaged on the semiconductor substrate surface.
In a photoelectric conversion device that measures the distance between two images, a semiconductor substrate on which the photoelectric conversion device is formed includes light receiving elements having mutually different spectral sensitivity characteristics in order to measure the spectral distribution of the incident light that forms the image. A photoelectric conversion device characterized in that at least two of these are formed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63255676A JPH02102582A (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Photoelectric conversion device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63255676A JPH02102582A (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Photoelectric conversion device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02102582A true JPH02102582A (en) | 1990-04-16 |
Family
ID=17282075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63255676A Pending JPH02102582A (en) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | Photoelectric conversion device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02102582A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7162160B2 (en) | 2001-02-05 | 2007-01-09 | Finisar Corporation | System and method for protecting eye safety during operation of a fiber optic transceiver |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174710A (en) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Minolta Camera Co Ltd | Focus detecting device |
JPS62192714A (en) * | 1986-02-20 | 1987-08-24 | Minolta Camera Co Ltd | Focus detecting device |
-
1988
- 1988-10-11 JP JP63255676A patent/JPH02102582A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS62174710A (en) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Minolta Camera Co Ltd | Focus detecting device |
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