專利名稱：焦點(diǎn)檢測設(shè)備、驅(qū)動(dòng)該設(shè)備的方法及照相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焦點(diǎn)檢測設(shè)備、驅(qū)動(dòng)該設(shè)備的方法及照相機(jī)系統(tǒng)，尤
其涉及使用在TTL-SIR自動(dòng)聚焦數(shù)字照相機(jī)或模擬(銀鹽)照相機(jī)中 的用于自動(dòng)聚焦檢測的AF傳感器。
背景技術(shù)：
本申請(qǐng)人在第2005-300844號(hào)日本專利申請(qǐng)公報(bào)中公開了 一種相 關(guān)技術(shù)中的TTL-SIR (通過鏡頭二次成像配準(zhǔn)，Through The Lens Secondary Imaged Registration )類型的自動(dòng)聚焦(以下稱為AF )傳 感器。圖9例示了一種用于相關(guān)技術(shù)中線性TTL-SIR類型AF的AF 固態(tài)圖像傳感器的線性傳感器配置布局。相應(yīng)于AF的測距點(diǎn)(ranging points),在該AF傳感器的同一半導(dǎo)體基片101上形成了 7個(gè)線性傳 感器對(duì)102。此外， 一中央線性傳感器對(duì)103被放置用于測距中央交 叉。因此，在水平及垂直方向上以交叉形式在中央測距點(diǎn)上布置線性 傳感器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于垂直及水平線檢測的交叉測距。
線性傳感器對(duì)102及中央線性傳感器對(duì)103每一個(gè)都分別具有一 對(duì)線性傳感器，即用于A像(標(biāo)準(zhǔn)部分)104的線性傳感器及用于B 像(參考部分)105的線性傳感器。經(jīng)過照相機(jī)系統(tǒng)的成像鏡頭(未 示)的光束被二次成像光學(xué)系統(tǒng)(未示)成像為AF傳感器上用于A 像104的線性傳感器和用于B像105的線性傳感器的兩個(gè)對(duì)象。相 位差被檢測以計(jì)算散焦(de-focusing)量。
以上的線性類型的AF傳感器具有一個(gè)缺點(diǎn)，即在對(duì)象是低對(duì)比 度的天空的情況下，窄的測距區(qū)域使得其難以一次獲得散焦量，增加 了AF計(jì)算處理的次數(shù)，從而降低了AF速度。
圖IO例示了相關(guān)技術(shù)中對(duì)于區(qū)域類型TTL-SIR AF用于自動(dòng)聚
焦檢測的AF傳感器的布圖。本申請(qǐng)人在第HI 1-191867及2005-109370 號(hào)日本專利申請(qǐng)公報(bào)中公開了該區(qū)域類型的AF傳感器。在該圖中， 通過CMOS處理在同一半導(dǎo)體基片中形成一芯片，該芯片包括傳感器 電路塊201、模擬電路塊202和數(shù)字電路塊203。區(qū)域傳感器204、 205、 206及207內(nèi)的像素具有光電轉(zhuǎn)換元件，例如二維布置以形成拾取對(duì) 象的圖像拾取區(qū)域的光電二極管。
TTL-SIR類型的AF傳感器需要對(duì)于A像(標(biāo)準(zhǔn)部分)和B像 (參考部分)的圖像拾取區(qū)域，以檢測兩個(gè)待測距對(duì)象之間的相位差。 這就是^>，區(qū)域傳感器l， (205)相對(duì)于經(jīng)過光中心214 (或傳感器中 心)的垂直線對(duì)稱地布置，B像與區(qū)域傳感器l (204)的A像相對(duì)。 此外，區(qū)域傳感器2， (207)相對(duì)于經(jīng)過光中心214的水平線對(duì)稱地 布置，B像與區(qū)域傳感器2 (206)的A像相對(duì)。在區(qū)域傳感器l和l， 內(nèi)，布置了 56個(gè)像素陣列x 18行。在區(qū)域傳感器2和2，內(nèi)，布置了 145個(gè)像素陣列x42列。
模擬電路塊202包括自動(dòng)增益控制(AGC)電路208,用于通 過AF傳感器的積累時(shí)間來自動(dòng)控制信號(hào)輸出電路的增益；信號(hào)放大 電路209，用于放大并輸出所述AF傳感器的所述光電轉(zhuǎn)換信號(hào)；及 電源電路210，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)該傳感器所需要的參考電壓。數(shù)字電路 塊203包括SRAM211，用于保存所述AF傳感器的積累時(shí)間數(shù)據(jù)及 增益設(shè)定值；復(fù)用器電路212，用于選擇一模擬信號(hào)并將其輸出給監(jiān) 控器；及定時(shí)發(fā)生器和輸入/輸出(I/O) 213。
在用于對(duì)于以上TTL-SIR AF進(jìn)行自動(dòng)聚焦檢測的AF傳感器 中， 一條線被分割為多條以實(shí)現(xiàn)測距多個(gè)點(diǎn)。另一方面，由于每個(gè)測 距區(qū)域較窄，不能一次聚焦較大的散焦。這需要AF測距多次，引起 了 AF速度較慢的問題。特別是，區(qū)域類型的AF傳感器被用于較寬 范圍內(nèi)的多個(gè)測距點(diǎn)的AF，但是由于芯片區(qū)域的增加，增加了成本。
在線性類型的AF傳感器中，存在如下限制，即在預(yù)定區(qū)域內(nèi)布 置專用于大的散焦的一條線不能實(shí)現(xiàn)多個(gè)點(diǎn)測距。但是，這具有沒有 直接增加芯片區(qū)域的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，像素非常密集地排列在區(qū)域類
型的AF傳感器中，從而以所布置的專用線的區(qū)域成比例地增加了芯 片區(qū)域，增加了成本，這阻礙了實(shí)際使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提高AF速度而不必為大的散焦AF提供專用 傳感器，從而實(shí)現(xiàn)低成本及高速度的AF傳感器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在根據(jù)本發(fā)明的相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測 設(shè)備中，該焦點(diǎn)檢測設(shè)備具有兩個(gè)傳感器，其每一個(gè)包括多個(gè)光電轉(zhuǎn) 換元件，并基于從所述傳感器讀取出的信號(hào)檢測焦點(diǎn)，該兩個(gè)傳感器 的每一個(gè)包括多個(gè)線性傳感器；多個(gè)積累控制電路，用于控制所述 光電轉(zhuǎn)換元件的積累時(shí)間；以及多個(gè)掃描電路，用于讀取從所述光電 轉(zhuǎn)換元件輸出的信號(hào)，該焦點(diǎn)檢測設(shè)備的特征在于包括第一驅(qū)動(dòng)單 元，用于執(zhí)行第一模式，在該模式中兩個(gè)傳感器的每一個(gè)中的線性傳 感器的積累時(shí)間被獨(dú)立控制，以及信號(hào)被獨(dú)立輸出；及第二驅(qū)動(dòng)單元， 用于執(zhí)行第二模式，在該模式中兩個(gè)傳感器的每一個(gè)中的多個(gè)線性傳 感器的積累時(shí)間被共同控制，并且信號(hào)被輸出。
在本發(fā)明中，所述第一驅(qū)動(dòng)單元在執(zhí)行第一模式時(shí)可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)多 個(gè)掃描電路，所述第二驅(qū)動(dòng)單元在執(zhí)行第二模式時(shí)可順序驅(qū)動(dòng)多個(gè)掃 描電路。所述多個(gè)積累控制電路檢測從待布置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件輸 出信號(hào)的最大和最小值，并基于被檢測的最大和最小值之差來控制所 述光電轉(zhuǎn)換元件的積累時(shí)間，從而對(duì)象圖像的亮度對(duì)比度可以是一個(gè) 預(yù)定值。所述多個(gè)線性傳感器可彼此緊鄰放置。該多個(gè)線性傳感器可 放置為對(duì)準(zhǔn)其排列方向。
根據(jù)本發(fā)明的照相機(jī)系統(tǒng)的特征在于包括上述相位差檢測類型 的焦點(diǎn)檢測設(shè)備。
在根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動(dòng)所述焦點(diǎn)檢測設(shè)備的一個(gè)方法中，該焦點(diǎn)檢測 設(shè)備包括兩個(gè)傳感器，其每一個(gè)包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件，并基于從所 述傳感器讀取的信號(hào)檢測焦點(diǎn)，該兩個(gè)傳感器的每一個(gè)包括多個(gè)線 性傳感器;多個(gè)積累控制電路，用于控制所述多個(gè)線性傳感器的積累
時(shí)間；以及多個(gè)掃描電路，用于讀取從所述多個(gè)線性傳感器輸出的信 號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)焦點(diǎn)檢測設(shè)備的方法的特征在于包括執(zhí)行第一模式， 在該模式中所述線性傳感器的積累時(shí)間被獨(dú)立控制，并且信號(hào)被獨(dú)立 輸出；及執(zhí)行第二模式，在該模式中所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間 被共同控制，并且信號(hào)被輸出。
在本發(fā)明中，執(zhí)行所述第一模式可獨(dú)立驅(qū)動(dòng)多個(gè)掃描電路，執(zhí)行 所述第二模式可順序驅(qū)動(dòng)多個(gè)掃描電路。
根據(jù)本發(fā)明，AF速度可被提高而不必為大的散焦AF提供專用 傳感器，從而實(shí)現(xiàn)了低成本及高速度的AF傳感器。
通過以下參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的說明，本發(fā)明進(jìn)一步的特征 將更加明顯。


圖l是一個(gè)結(jié)構(gòu)圖，其例示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例AF傳感器 (焦點(diǎn)檢測設(shè)備)的配置。
圖2是一個(gè)在所述第一實(shí)施例中，用在PB檢測電路中的最大和 最小值檢測電路的示意性電路圖。
圖3是在第一實(shí)施例中積累判決電路的示意性電路圖。 圖4是在第一實(shí)施例中移位寄存器的示意圖。 圖5A是例示第一模式的典型示圖。 圖5B是例示第二模式的典型示圖。
圖6是一示意圖，其例示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例，AF傳感器 (焦點(diǎn)檢測設(shè)備)的配置。
圖7A是例示第一模式的典型示圖。 圖7B是例示第二模式的典型示圖。
圖8是一典型示圖，其例示了根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例照相機(jī)系統(tǒng) 的通常配置。
圖9是一示意圖，其例示了相關(guān)技術(shù)中線性類型的AF傳感器的配置。
圖IO是一示意圖，其例示了相關(guān)技術(shù)中區(qū)域型AF傳感器的配置。
具體實(shí)施例方式
以下參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測設(shè)備、驅(qū)動(dòng)該焦點(diǎn)檢測 設(shè)備的方法以及使用該焦點(diǎn)檢測設(shè)備的照相機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明的焦點(diǎn)檢測設(shè)備(以下稱為AF傳感器)使用相位差 檢測類型的AF，其具有兩個(gè)傳感器，每一個(gè)包括被布置的多個(gè)光電 轉(zhuǎn)換元件，并從所述傳感器讀取信號(hào)以檢測焦點(diǎn)。所述兩個(gè)傳感器每 一個(gè)由多個(gè)線性傳感器形成，并被提供了多個(gè)積累控制電路，用于 控制所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間；及多個(gè)掃描電路，用于讀取從 所述多個(gè)線性傳感器輸出的信號(hào)。該配置具有多種焦點(diǎn)檢測模式。本 實(shí)施例具有第一模式和第二模式，在第一模式中，所述兩個(gè)傳感器中 每個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被獨(dú)立控制，并且信號(hào)輸出被獨(dú)立讀取， 在第二模式中，所述兩個(gè)傳感器中的所述線性傳感器的積累時(shí)間被共 同控制，并且信號(hào)輸出被讀取。在所述第一模式中，每個(gè)線性傳感器 的積累時(shí)間被獨(dú)立控制，并且每個(gè)掃描電路被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)而輸出信號(hào)。 在第二模式中，多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被控制為好像它們是一個(gè)
線性傳感器一樣，并且每個(gè)掃描電路被順序驅(qū)動(dòng)以輸出信號(hào)。
如上所述，在本實(shí)施例中，相同線性傳感器具有散焦區(qū)域不同的 第一和第二模式。這使得對(duì)于普通的AF使用所述第一模式，對(duì)于大 的散焦AF使用所述第二模式，從而提高了 AF速度而不必為大的散 焦AF提供專用的傳感器，抑制了芯片區(qū)域的增加，實(shí)現(xiàn)了低成本及 高速度的AF傳感器。 (第一實(shí)施例)
圖l是一個(gè)示意圖，其描述了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的AF傳感器。
圖1中例示的本實(shí)施例的AF傳感器使用TTL-SIR類型的AF傳 感器，其具有兩個(gè)傳感器，每一個(gè)包括被布置的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件，
并且從所述傳感器讀取信號(hào)以檢測焦點(diǎn)。由于所述兩個(gè)傳感器在配置 上是相同的，為了方便僅描述其中之一。在所述傳感器中的半導(dǎo)體基
片10上，相應(yīng)于多個(gè)區(qū)域1到3 (該圖中的3個(gè)區(qū)域)布置了 3個(gè)線 性傳感器11到13用于AF。該傳感器具有的電路包括3個(gè)峰/底(PB ) 檢測電路14到16，用于根據(jù)區(qū)域1到3劃分的AGC控制；及3個(gè)積 累判決電路17到19，其作為積累控制電路，用于控制線性傳感器ll 到13的積累時(shí)間。這些電路布置在半導(dǎo)體基片10上。此外，在同一 半導(dǎo)體基片10上布置了包括3個(gè)移位寄存器21到23的電路作為掃描 電路，用于讀取從線性傳感器ll到13輸出的信號(hào)。
區(qū)域1到3中的線性傳感器ll到13由布置在一條直線上的像素 形成，其包括光電轉(zhuǎn)換元件，例如光電二極管，用于將光轉(zhuǎn)換為電信 號(hào)，從而根據(jù)轉(zhuǎn)換的光信號(hào)的積累量來輸出信號(hào)。所述3個(gè)線性傳感 器11到13布置在一條直線上，其像素的排列方向?qū)R。
所述PB檢測電路14到16被分割以執(zhí)行AGC控制，以基于相 應(yīng)線性傳感器ll到13內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換元件的積累時(shí)間來自動(dòng)控制所述 信號(hào)輸出電路的增益。圖1中除成直線連接的所述3個(gè)線性傳感器11 到13兩側(cè)之外的部分被用作PB檢測電路14到16。最大和最小值檢 測電路用于檢測所述線性傳感器11到13中多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件的輸出 的最大和最小值，其被使用在所述PB檢測電路14到16中。
圖2是使用在所述PB檢測電路14到16中的最大和最小值檢測 電路的示意電路圖。
在圖2中，被所述線性傳感器11到13的所述光電轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換 為電信號(hào)的光信號(hào)被分別輸入到最大值檢測電路30中相應(yīng)的放大器 31，和最小值檢測電路40中相應(yīng)的放大器41。在所述最大值檢測電 路30中，具有一個(gè)恒定電流源負(fù)載的NMOS源極跟隨器32檢測與從 放大器31輸出的光信號(hào)相應(yīng)的信號(hào)的最大值，并將該最大值輸出作為 PEAK(峰)輸出。另一方面，在最小值檢測電路40中，具有一個(gè)恒 定電流源負(fù)載的PMOS源極跟隨器42檢測與從放大器41輸出的光信 號(hào)相應(yīng)的信號(hào)的最小值，并將該最小值輸出作為BTM (底)輸出。這
時(shí)的AGC控制范圍是由AGC控制選擇開關(guān)所開啟的區(qū)域。在所選擇 的范圍內(nèi)比較的最大和最小值檢測信號(hào)被輸出。
所述積累判決電路17到19基于最大和最小值檢測電路30和40 檢測的信號(hào)輸出的最大和最小值之差來控制線性傳感器11到13的積 累時(shí)間，從而對(duì)象圖像的亮度對(duì)比度可等于一預(yù)定值。
圖3是積累判決電路17到19的示意性電路圖。
圖3中例示的積累判決電路17到19分別在微分放大器50的反 轉(zhuǎn)輸入端上和非反轉(zhuǎn)輸入端上，接收由最大值檢測電路30檢測的作為 PEAK值的最大值信號(hào)、以及由最小值檢測電路40檢測到的作為BTM 值的最小值信號(hào)。比較器51將所述微分放大器50的輸出信號(hào)與數(shù)模 轉(zhuǎn)換器(未示)設(shè)定的恒定電壓VDAC進(jìn)行比較，從而判決是否終止 積累，并輸出該積累的判決。
移位寄存器21到23是用于讀取線性傳感器11到13的圖像信號(hào) 的掃描電路，其通過CMOS處理形成在同一半導(dǎo)體基片IO上。
圖4是移位寄存器21到23的電路圖。
如圖4所示，移位寄存器21到23包括串行連接的多階(n階) 觸發(fā)器(FF)。移位脈沖被輸入到該移位寄存器21到23中其每一階 上的FF70。用于區(qū)域l、 2和3的開始脈沖被分別獨(dú)立輸入給所述移 位寄存器21到23中的第一階的FF 70。從前一階的FF 70輸出的信 號(hào)被輸入給第二到第n階上的FF70。通過一個(gè)或門(OR)電路71, 將第一移位寄存器21第n階FF 70的信號(hào)輸出與用于所述區(qū)域2的所 述開始脈沖之間的邏輯或信號(hào)輸入到第二移位寄存器22的第一階上 的FF70。類似地，通過一個(gè)或門電路71，將第二移位寄存器22第n 階FF 70的信號(hào)輸出與用于所述區(qū)域3的開始脈沖之間的邏輯或信號(hào) 輸入到第三移位寄存器23的第一階上的FF 70。
移位寄存器21到23中其每一階上的FF 70的輸出信號(hào)被連接到 傳輸MOS晶體管開關(guān)72的柵極。該傳輸MOS晶體管開關(guān)72被連接 到以陣列布置的線存儲(chǔ)器60。被3個(gè)區(qū)域1到3的線性傳感器11到 13光電轉(zhuǎn)換的電信號(hào)(圖像信號(hào))被存儲(chǔ)在線存儲(chǔ)器60中。該圖像 信號(hào)由移位寄存器21到23通過各個(gè)傳輸MOS晶體管開關(guān)72以水平 方向輸出。當(dāng)從區(qū)域1到3中的移位寄存器21到23讀取圖像信號(hào)時(shí)， 可通過用于區(qū)域l、 2和3的開始脈沖獨(dú)立控制所述區(qū)域l到3。 以下參考圖5A到5B描述本實(shí)施例的總體操作。 本實(shí)施例中AF傳感器中兩個(gè)傳感器的每一個(gè)都具有第一驅(qū)動(dòng)模 式和第二驅(qū)動(dòng)模式，在第一驅(qū)動(dòng)模式中，線性傳感器ll到13的積累 時(shí)間被獨(dú)立控制，并且信號(hào)被獨(dú)立輸出，在第二驅(qū)動(dòng)模式中，線性傳 感器11到13的積累時(shí)間被共同控制，并且信號(hào)被輸出，在第一模式 中，線性傳感器ll到13的積累時(shí)間被獨(dú)立控制，從而移位寄存器21 到23被獨(dú)立驅(qū)動(dòng)以輸出信號(hào)。在第二模式中，線性傳感器11到13 的積累時(shí)間被控制為好像它們是一個(gè)線性傳感器一樣，從而移位寄存 器21到23被順序驅(qū)動(dòng)以輸出信號(hào)。
圖5A是例示第一模式的示意圖。圖5B是例示第二模式的示意圖。
首先，參考圖5A描述第一模式的操作。
通過在區(qū)域1中存儲(chǔ)由照射在線性傳感器11上的光產(chǎn)生的電荷 而光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過PB檢測電路14被提供了 AGC控制的范圍， 以被輸出到積累判決電路17。根據(jù)積累判決電路17關(guān)于是否終止積 累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。通過移位寄存器21 與所述移位脈沖同步地順序讀取區(qū)域l的圖像信號(hào)，其中用于所述區(qū) 域1的所述開始脈沖被輸入到該移位寄存器21中。
類似地，在所述區(qū)域2中，通過存儲(chǔ)由照射在線性傳感器12上 的光產(chǎn)生的電荷而光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過PB檢測電路15被提供了 AGC控制的范圍，以被輸出到積累判決電路18。根據(jù)積累判決電路 18關(guān)于是否終止積累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。通 過所述移位寄存器22與移位脈沖同步地順序讀取區(qū)域2的圖像信號(hào)， 其中用于所述區(qū)域2的所述開始脈沖被輸入到該移位寄存器22中。所 述區(qū)域1和2的所述線性傳感器11和12被互相獨(dú)立控制。
類似地，在區(qū)域3中，通過存儲(chǔ)由照射在線性傳感器13上的光
產(chǎn)生的電荷而光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過PB檢測電路16被提供了 AGC控 制的范圍，從而被輸出到積累判決電路19。根據(jù)積累判決電路19關(guān) 于是否終止積累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。通過移 位寄存器23與移位脈沖同步地順序讀取區(qū)域3的圖像信號(hào)，其中用于 所述區(qū)域3的所述開始脈沖被輸入到該移位寄存器23中。所述區(qū)域1、 2和3的線性傳感器11、 12和13被互相獨(dú)立控制。 參考圖5B描述第二模式的操作。
在第二模式中，區(qū)域1到3被共同視為一個(gè)線性傳感器。出于這 個(gè)原因，被分割用于區(qū)域1到3每一個(gè)的PB檢測電路14到16被互 相連接。根據(jù)積累判決電路18關(guān)于是否終止積累的判決結(jié)果來終止積 累，然后讀取圖像信號(hào)。被連接在一起的PB檢測電路14到16可與 積累判決電路17和19進(jìn)行連接，但該積累判決電路17和19不判決 是否終止積累。用于區(qū)域1的開始脈沖被輸入給移位寄存器21以使得 所述移位脈沖順序地驅(qū)動(dòng)所述區(qū)域1的線性傳感器11到所述區(qū)域3 的線性傳感器13，從而讀取圖像信號(hào)。
可基于來自控制臺(tái)(未示)(例如預(yù)定的操作按鈕或者用于AF 的開關(guān))的操作信號(hào)執(zhí)行從第一模式到第二模式的轉(zhuǎn)換，或者從第二 模式到第一模式的轉(zhuǎn)換。
根據(jù)上述本實(shí)施例，線性傳感器彼此緊鄰地二維地放置，實(shí)現(xiàn)了 區(qū)域類型的AF傳感器。此外，AF傳感器具有大的散焦功能，并且能 夠共同處理過去被分割為3部分的所述區(qū)域，從而將AF的速度提高 了兩倍，這實(shí)現(xiàn)了高速度和低成本的AF傳感器。
就是說，在本實(shí)施例中形成AF傳感器的兩個(gè)傳感器每一個(gè)都具 有第一模式和第二模式，在第一模式中，多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間 被獨(dú)立控制，并且信號(hào)被獨(dú)立輸出，在第二模式中，多個(gè)線性傳感器 的積累時(shí)間被共同控制，并且信號(hào)被輸出。這使得第一模式能被用于 普通AF，第二模式能用于大的散焦AF。因此，同一線性傳感器具有 散焦區(qū)域不同的多種模式，使得能夠共同處理過去被分割為三部分的 所述區(qū)域，而不必提供專用于大的散焦AF的傳感器。這將AF的速
度提高了兩倍，并且實(shí)現(xiàn)了高速度和低成本的AF傳感器。 (第二實(shí)施例)
圖6是一示意圖，其描述了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的AF傳感器。 通過相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)表示與第 一實(shí)施例中相同的組成元件，并 且簡化或省略了對(duì)其的說明。
在圖6所例示的本實(shí)施例的AF傳感器中，與第一實(shí)施例的情況 相同，在半導(dǎo)體基片10上相應(yīng)于3個(gè)區(qū)域1到3布置了 3個(gè)線性傳感 器11到13。包括光電轉(zhuǎn)換元件(例如光電二極管)的像素在線性傳 感器11到13中被布置在一條直線中。該3個(gè)線性傳感器11到13在 一條直線中互相連接。
PB檢測電路14到16被分割以執(zhí)行AGC控制，以基于各線性傳 感器的積累時(shí)間來自動(dòng)控制信號(hào)輸出電路的增益。該P(yáng)B檢測電路14 到16如圖6所示被平均分割以提高計(jì)算處理速度。區(qū)域l和2之間的 空間區(qū)域24，及區(qū)域2和3之間的空間區(qū)域25被作為無效區(qū)域，且 不用于AGC控制。PB檢測電路14到16根據(jù)光強(qiáng)度檢測多個(gè)光電轉(zhuǎn) 換元件的輸出中的最大和最小值。積累判決電路17到19基于該最大 和最小值之差來控制所述積累時(shí)間，從而對(duì)象圖像的亮度對(duì)比度可等 于一預(yù)定值。該積累判決電路17到19與圖2中第一實(shí)施例所例示的 一致。在AF傳感器上提供了移位寄存器21到23，其作為掃描電路 用于讀取圖像信號(hào)，并且通過CMOS處理形成在同一半導(dǎo)體基片10 上。該移位寄存器21到23與圖4中的第一實(shí)施例中的相同。
以下參考圖7A和7B描述本實(shí)施例的總體操作。
圖7A是描述第一模式的示意圖，圖7B是描述第二模式的示意圖。
首先，參考圖7A描述第一模式的操作。
通過在區(qū)域1中存儲(chǔ)由照射在線性傳感器11上的光產(chǎn)生的電荷 而光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過PB檢測電路14被提供了 AGC控制的范圍， 以被輸出到積累判決電路17。根據(jù)積累判決電路17關(guān)于是否終止積 累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。通過移位寄存器21
與所述移位脈沖同步地順序讀取所述區(qū)域l的圖像信號(hào)，其中用于所
述區(qū)域1的所述開始脈沖被輸入到該移位寄存器21中。
類似地，在區(qū)域2中，通過存儲(chǔ)由照射在線性傳感器12上的光 產(chǎn)生的電荷而光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過PB檢測電路15被提供了 AGC控 制的范圍，以被輸出到積累判決電路18。根據(jù)積累判決電路18關(guān)于 是否終止積累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。通過移位 寄存器22與所述移位脈沖同步地順序讀取所述區(qū)域2的圖像信號(hào)，其 中用于區(qū)域2的所述開始脈沖被輸入到該移位寄存器22中。所述區(qū)域 1和2的線性傳感器11和12被互相獨(dú)立控制。
類似地，在區(qū)域3中，通過存儲(chǔ)由照射在線性傳感器13上的光 產(chǎn)生的電荷而光電轉(zhuǎn)換的信號(hào)通過PB檢測電路16被提供了 AGC控 制的范圍，以被輸出到積累判決電路19。根據(jù)積累判決電路19關(guān)于 是否終止積累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。通過移位 寄存器23與所述移位脈沖同步地順序讀取區(qū)域3的圖像信號(hào)，其中用 于所述區(qū)域3的所述開始脈沖被輸入到該移位寄存器23中。所述區(qū)域 1、 2和3的線性傳感器11、 12和13被互相獨(dú)立控制。 參考圖7B描述第二模式的操作。
在第二模式中，區(qū)域1到3的線性傳感器11到13被共同視為一 個(gè)線性傳感器。出于這個(gè)原因，被分割用于區(qū)域1到3每一個(gè)的PB 檢測電路14到16被互相連接。根據(jù)積累判決電路18關(guān)于是否終止積 累的判決結(jié)果來終止積累，然后讀取圖像信號(hào)。被連接在一起的PB 檢測電路14到16可與積累判決電路17和19進(jìn)行連接，但該積累判 決電路17和19不判決是否終止積累。用于區(qū)域l的開始脈沖被輸入 給移位寄存器21以使得所述移位脈沖順序驅(qū)動(dòng)區(qū)域1的線性傳感器 11到區(qū)域3的線性傳感器13,以讀取圖像信號(hào)。
根據(jù)本實(shí)施例，線性傳感器彼此緊鄰地二維地放置，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域
類型的AF傳感器。此外，AF傳感器具有大的散焦功能，并且能夠共 同處理過去被分割為3部分的所述區(qū)域，從而將AF的速度提高了兩 倍，這實(shí)現(xiàn)了高速度和低成本的AF傳感器。就是說，在本實(shí)施例中形成AF傳感器的兩個(gè)傳感器每一個(gè)都具 有第一模式和第二模式，在第一模式中，多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間 被獨(dú)立控制，并且信號(hào)被獨(dú)立輸出，在第二模式中，多個(gè)線性傳感器 的積累時(shí)間被共同控制，并且信號(hào)被輸出。因此，同一傳感器具有散 焦區(qū)域不同的多種模式，實(shí)現(xiàn)了共同處理過去被分割為三部分的所述 區(qū)域，而不必提供專用于大的散焦AF的傳感器。這將AF的速度提 高了兩倍，并且實(shí)現(xiàn)了高速度和低成本的AF傳感器。
在本實(shí)施例中，用于由多個(gè)線性傳感器的PB檢測電路進(jìn)行AGC 控制的區(qū)域被相等地分割，并且在所述線性傳感器之間的空白區(qū)域作 為無效區(qū)域而不用于AGC控制，從而實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步提高處理速度。 (第三實(shí)施例)
圖8是一示意圖，其例示了根據(jù)本發(fā)明，具有使用焦點(diǎn)檢測設(shè)備 的TTL-SIR類型AF系統(tǒng)的單反照相機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)。該光學(xué)系統(tǒng)包括 成像鏡頭80，用于同時(shí)將對(duì)象圖像成像在膠片或者圖像傳感器上；快 速返回鏡81,其是透射百分之幾十光的半透明鏡，用于將光反射給取 景屏82;副鏡83,用于將光傳導(dǎo)到AF系統(tǒng)；以上實(shí)施例中提到過的 AF傳感器84; 二次成像鏡頭(軟焦點(diǎn)透鏡組)85,用于再次將對(duì)象 圖像成像在AF傳感器84上；反射鏡86，用于將光傳導(dǎo)給AF傳感器 84;焦面快門87;膠片或圖像傳感器88;及光的主軸89。
根據(jù)本實(shí)施例，在上述實(shí)施例中描述的AF傳感器的使用實(shí)現(xiàn)了 比傳統(tǒng)傳感器更快的聚焦速度，并且實(shí)現(xiàn)了低成本的單反照相機(jī)。
應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的本實(shí)施例可應(yīng)用于無論是模擬或數(shù)字照相機(jī) 的TTL-SIR類型的AF照相機(jī)。
本發(fā)明可使用在焦點(diǎn)檢測設(shè)備及使用該設(shè)備的照相機(jī)系統(tǒng)中，尤 其可使用在照相機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的AF傳感器中，該照相機(jī)系統(tǒng)例如是數(shù)字 或模擬的TTL-SIR類型的AF照相機(jī)。
雖然參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于
所公開的示例性實(shí)施例。以下權(quán)利要求的范圍符合最寬泛的解釋，從 而包括所有修改及等價(jià)的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1、一種相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備，其被提供有兩個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件，該焦點(diǎn)檢測設(shè)備用于基于從所述傳感器讀取出的信號(hào)檢測焦點(diǎn)，其中所述兩個(gè)傳感器的每一個(gè)包括多個(gè)線性傳感器，并包括多個(gè)用于控制所述光電轉(zhuǎn)換元件的積累時(shí)間的積累控制電路，以及多個(gè)用于讀取從所述光電轉(zhuǎn)換元件輸出的信號(hào)的掃描電路，其中所述焦點(diǎn)檢測設(shè)備包括用于執(zhí)行第一模式的第一驅(qū)動(dòng)單元，在該第一模式中所述兩個(gè)傳感器每一個(gè)中的所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被獨(dú)立控制，并且信號(hào)被獨(dú)立輸出；及用于執(zhí)行第二模式的第二驅(qū)動(dòng)單元，在該第二模式中所述兩個(gè)傳感器每一個(gè)中的所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被共同控制以從所述傳感器讀取出輸出信號(hào)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l的相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備，其中 所述第一驅(qū)動(dòng)單元在執(zhí)行第一模式時(shí)獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)掃描電路，及所述第二驅(qū)動(dòng)單元在執(zhí)行第二模式時(shí)順序地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)掃描電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2的相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備，其中所述多個(gè)積累控制電路檢測從布置的所述多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件輸 出的信號(hào)的最大和最小值，并基于檢測的所述最大和最小值之差來控 制所述光電轉(zhuǎn)換元件的積累時(shí)間，使得對(duì)象圖像的亮度對(duì)比度可以為 一預(yù)定值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2的相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備，其中所述多個(gè)線性傳感器4皮彼此緊鄰地布置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備，其中 所述多個(gè)線性傳感器被布置為對(duì)準(zhǔn)其排列方向。6、 一種照相機(jī)系統(tǒng)，其包括根據(jù)權(quán)利要求1或2的相位差檢測 類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備。7、 一種用于驅(qū)動(dòng)相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備的方法，該焦 點(diǎn)檢測設(shè)備被提供有兩個(gè)傳感器，每個(gè)傳感器包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件， 該焦點(diǎn)檢測設(shè)備用于基于從所述傳感器讀取的信號(hào)來檢測焦點(diǎn)，其中所述兩個(gè)傳感器每一個(gè)包括多個(gè)線性傳感器，并包括多個(gè)用于控 制所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間的積累控制電路，以及多個(gè)用于讀 取從所述多個(gè)線性傳感器輸出的信號(hào)的掃描電路，其中驅(qū)動(dòng)所述焦點(diǎn)檢測設(shè)備的所述方法包括步驟執(zhí)行第一模式，其中所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被獨(dú)立控 制，并且信號(hào)被獨(dú)立輸出；及執(zhí)行第二模式，其中所述多個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被共同控制 以從所述傳感器讀取出輸出信號(hào)。8、 根據(jù)權(quán)利要求7的驅(qū)動(dòng)相位差檢測類型的焦點(diǎn)檢測設(shè)備的方 法，其中所述執(zhí)行第一模式獨(dú)立地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)掃描電路，及 所述執(zhí)行第二模式順序地驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)掃描電路。
全文摘要
通過提高AF速度實(shí)現(xiàn)低成本和高速度的AF傳感器，而不必提供專用于大的散焦AF的傳感器。該AF傳感器具有兩個(gè)傳感器，每一個(gè)包括多個(gè)光電轉(zhuǎn)換元件，該AF傳感器基于從所述傳感器讀取的信號(hào)檢測焦點(diǎn)。該兩個(gè)傳感器每一個(gè)包括多個(gè)線性傳感器11到13。該兩個(gè)傳感器每一個(gè)具有多個(gè)積累控制電路(PB檢測電路14到16及積累判決電路17到19)，用于控制所述光電轉(zhuǎn)換元件的積累時(shí)間；及多個(gè)掃描電路(移位寄存器21到23)，用于讀取出從所述光電轉(zhuǎn)換元件輸出的信號(hào)。所述AF傳感器具有第一模式和第二模式，在第一模式中兩個(gè)傳感器中每個(gè)線性傳感器的積累時(shí)間被獨(dú)立控制以獨(dú)立地讀取信號(hào)輸出，在第二模式中兩個(gè)傳感器中線性傳感器的積累時(shí)間被共同控制以讀取信號(hào)輸出。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101097288SQ20071012790
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月30日
發(fā)明者井上大介, 高橋秀和 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社