CN101742103B - 固体摄像器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的固体摄像器件具备传感器部及焦点调整电路，焦点调整电路具备：轮廓提取电路，从W、B、G、B的波长信号提取轮廓信号；轮廓信号选择电路，被供给控制信号及由、轮廓提取电路提取出的多个轮廓信号，并选择对应于控制信号的期望的波段的轮廓信号来输出；以及多个加法电路，将由轮廓提取电路提取出轮廓信号之前的波长信号的每个与从轮廓信号输出电路输出的轮廓信号相加。

Description

固体摄像器件
本申请基于2008年11月14日提交的日本在先专利申请2008-292237号，并要求享受其优先权，后一份申请以引用方式全部并入本申请。
技术领域
本发明涉及内置了图像传感器等用于处理影像信号的处理电路的固体摄像器件，用于带图像传感器的便携电话、数字摄像机、视频摄像机等。
背景技术
随着便携电话的薄型化，强烈要求用于便携电话的摄像机模块小型化。此外，要求用于便携电话摄像机模块即便掉落也不易损坏。此外，近年来，为了满足高图像质量化的要求，正在发展500万像素或800万像素以上的多像素化。在多像素传感器中，随着像素尺寸的缩小化，景深变浅。因此，由于需要自动对焦(AF)机构，存在模块的小型化困难、掉落时容易损坏的问题。在Alon et al.(US 7,065,256)、Medlovic et al.(US 5,909,312)、Mendlovic et al.(US 6,343,307)中，公开了一种加深景深的固体摄像器件。但是，没有对透镜色差问题采取措施，存在有图像产生假色的问题，不能充分得到分辨率信号，因而得不到充分的分辨率和良好质量的彩色再现图像。
发明内容
根据本发明的第1实施方式，提供一种固体摄像器件，包括：传感器部，由光电变换元件和光学滤光片构成的像素配置成二维，将光信号分离为至少2个以上的波长成分而生成电的波长信号，上述光电变换元件将光学透镜会聚的上述光信号变换成电信号，该光学透镜会聚光，并且该光学透镜的焦点位置根据光的波长而不同，上述光学滤光片配置在该光电变换元件的前面并分离光的波长；以及信号处理电路，对上述传感器部生成的至少2个以上的波长信号进行处理，上述信号处理电路包括：多个轮廓信号提取电路，接受上述至少2个以上的波长信号并分别提取轮廓信号；轮廓信号选择电路，被供给控制信号及由上述多个轮廓信号提取电路所提取出的上述多个轮廓信号，根据上述控制信号选择期望的波段的轮廓信号进行输出；以及多个加法电路，将上述多个轮廓信号提取电路提取出上述多个轮廓信号之前的一部分上述多个波长信号的每个波长信号分别与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
根据本发明的第2实施方式，提供一种固体摄像器件，包括：传感器部，由光电变换元件和光学滤光片构成的像素配置成二维，将光信号分离为使用蓝色波段、绿色波段以及红色波段中的2个波段的第1色波段、第2色波段以及全波段的3个波长成分而生成电的波长信号，上述光电变换元件将由光学透镜会聚的光信号变换成电信号，该光学透镜会聚光，并且该光学透镜的焦点位置根据光的波长而不同，上述光学滤光片配置在该光电变换元件的前面并分离光的波长；以及信号处理电路，对上述传感器部生成的3个波长信号进行处理，其中，上述信号处理电路包括：波长信号生成电路，接受上述全波段、上述第1色波段以及上述第2色波段的3个波长信号，生成第3色波段的波长信号；多个轮廓信号提取电路，接受上述全波段、上述第1色波段以及上述第2色波段的3个波长信号并分别提取轮廓信号；轮廓信号选择电路，被供给控制信号及由上述多个轮廓信号提取电路提取出的上述多个轮廓信号，根据上述控制信号选择期望的波段的轮廓信号进行输出；以及多个加法电路，将上述多个轮廓信号提取电路提取出上述轮廓信号之前的一部分上述多个波长信号及由上述波长信号生成电路生成的上述第3色波段的波长信号的每个波长信号，与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
根据本发明的第3实施方式，提供一种固体摄像器件，包括：传感器部，由光电变换元件和光学滤光片构成的像素配置成二维，将光信号分离为蓝色波段、绿色波段及红色波段的3个波长成分而生成电的波长信号，上述光电变换元件将由光学透镜会聚的光信号变换成电信号，该光学透镜会聚光，并且该光学透镜的焦点位置根据光的波长而不同，上述光学滤光片配置在该光电变换元件的前面并分离光的波长；以及信号处理电路，对上述传感器部生成的3个波长信号进行处理，其中，上述信号处理电路包括：第1至第3轮廓信号提取电路，接受上述蓝色波段、上述绿色波段及上述红色波段的3个波长信号来提取第1至第3轮廓信号；轮廓信号合成电路，接受上述第1至第3轮廓信号，合成全波段的波长信号的轮廓信号而作为第4轮廓信号输出；轮廓信号选择电路，被供给控制信号、上述第4轮廓信号及上述第1至第3轮廓信号，根据上述控制信号选择期望的波段的轮廓信号进行输出；以及第1至第3加法电路，将上述第1至第3轮廓信号提取电路提取出上述第1至第3轮廓信号之前的上述多个波长信号的每个波长信号，与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
附图说明
图1是表示在第1实施例涉及的固体摄像器件中使用的传感器芯片的电路结构的框图。
图2是表示第1实施例涉及的固体摄像器件的光学透镜和传感器芯片的框图。
图3A～图3D是表示在图2中的像素插补电路中进行透明像素、蓝色像素、绿色像素、红色像素的信号的插补处理的样子的图。
图4A～图4C是表示图2中的多个轮廓提取电路中提取出透明像素的轮廓而生成轮廓信号的样子的图。
图5是表示在图2中的多个LPF电路中进行信号的高频带去除处理的样子的图。
图6A及图6B是表示图2中的轮廓信号选择电路的结构的一例的框图及该电路主要部分信号波形的一例的信号波形图。
图7A及图7B是表示图1中所示的光学透镜的特征的特性图。
图8A及图8B是表示第1实施例的固体摄像器件的分光灵敏度特性的特性图及图6A的轮廓信号选择电路中的轮廓信号的输出结果的特性图。
图9是表示在第2实施例涉及的固体摄像器件中使用的传感器芯片的电路结构的框图。
图10A～图10C是表示在图9中的像素插补电路中进行透明像素、蓝色像素、绿色像素、红色像素的信号的插补处理的样子的图。
图11A及图11B是表示图9中的轮廓信号选择电路的结构的框图及该电路主要部分的信号波形的一例的信号波形图。
图12A及图12B是表示第2实施例的固体摄像器件的分光灵敏度特性的特性图及图11A的轮廓信号选择电路中的轮廓信号的输出结果的特性图。
图13是表示在第3实施例涉及的固体摄像器件中使用的传感器芯片的电路结构的框图。
图14A～图14C是表示在图13中的像素插补电路中进行透明像素、蓝色像素、绿色像素、红色像素的信号的插补处理的样子的图。
图15A及图15B是表示第3实施例的固体摄像器件的分光灵敏度特性的特性图及图13的轮廓信号选择电路中的轮廓信号的输出结果的特性图。
具体实施方式
以下，参照附图，通过实施例说明本发明。而且，在实施例的说明时，在对应的部位附上相同的附图标记，以避免重复的说明。
(第1实施例)
图1是表示使用第1实施例涉及的CMOS图像传感器的固体摄像器件的概略结构的图。该固体摄像器件由传感器芯片12构成，该传感器芯片12将通过图2所示的光学透镜11会聚的光信号变换成电信号而输出数字图像信号。将在后面进行详细说明，作为光学透镜11而使用色差透镜，该色差透镜具有焦点位置根据R(红)、G(绿)、B(蓝)的各波段的波长而不同的特性。在图2中，焦距以FD表示，物距(到物体的距离)以OD表示。
图1表示包含在固体摄像器件中的传感器芯片12的电路结构。传感器芯片12具备：传感器部21、线路存储器22、焦点调整电路23、后级信号处理电路24、***定时发生电路(SG)25、命令解码器26及串行接口(IF)27。
在传感器部21配置有像素阵列211及柱形模拟数字变换器(ADC)212。作为像素阵列211，在硅半导体基板上二维配置了将由光学透镜11会聚的光信号变换成电信号的作为光电变换元件的发光二极管(像素)。在发光二极管的前面，分别配置有由W(透明)、B(蓝)、G(绿)及R(红)这4种构成的作为波长分离机构的滤色片。滤色片的色排列是在基本的4×4像素排列内W以方格形配置8像素，G配置4像素，R配置2像素，B配置2像素。在传感器部21中，入射到发光二极管的光的波长通过滤色片分离成4个，由二维的发光二极管阵列变换成信号电荷，进而通过ADC212变换成数字信号而输出。此外，在各像素中配置有未图示的微透镜。
来自传感器部21的输出信号供给到线路存储器22，例如，垂直7条线路的输出信号存储在线路存储器22。该7条线路的信号被并列读取而输入到焦点调整电路23。
在焦点调整电路23中，通过多个像素插补电路231a～231d，W、B、G、R的各信号***补处理。***补处理的信号并列供给到多个轮廓提取电路232a～232d，分别提取轮廓信号Ew、Eb′、Eg′、Er′。此外，***补处理的B、G、R的各信号并列供给到多个LPF(低通滤波器)电路233a～233c，分别生成将信号频带限制在低频的信号即去除了高频带信号的信号。多个轮廓提取电路232a～232d所提取出的轮廓信号Ew、Eb′、Eg′、Er′被供给到轮廓信号选择电路234。在轮廓信号选择电路234被供给从命令解码器26输出的例如4比特的控制信号PSEL。根据轮廓信号Ew、Eb′、Eg′、Er′及控制信号PSEL，从轮廓信号选择电路234输出期望的波段的轮廓信号PEw。从轮廓信号选择电路234输出的轮廓信号PEw，在通过电平调整电路235适当调整电平之后，被供给到多个加法电路236a～236c。在多个加法电路236a～236c中，从多个LPF电路233a～233c输出的被限制在低频的B、G、R的各信号的每个信号和被调整电平之后的轮廓信号PEw相加。由多个LPF电路233a～233c相加的信号及被调整电平之后的轮廓信号PEw被供给到后级信号处理电路24，进行一般的白平衡调整、彩色调整(RGB矩阵)、γ校正、YUV变换处理等，作为YUV信号形式或RGB信号形式的数字信号DOUT0～DOUT7输出。
从外部向***定时发生电路25供给主时钟信号MCK。从***定时发生电路25输出用于控制传感器部21、线路存储器22及焦点调整电路23的动作的时钟信号。
另外，通过命令控制线路存储器22、焦点调整电路23及***定时发生电路25的动作。例如，从外部输入的数据DATA通过串行接口27输入到命令解码器26，被解码的控制信号输入到上述各电路，从而能够基于外部输入数据DATA控制处理的参数等。
另一方面，从后级信号处理电路24输出的数字信号DOUT0～DOUT7被供给到未图示的DSP等的处理器，生成用于进行焦点对准的焦点信息。作为焦点信息的生成方法的一例，例如确定人物的脸部分，生成焦点落在该被确定的部分的焦点信息。所生成的焦点信息作为数据DATA的一部分，被供给到传感器芯片12内的串行接口27。此外，该焦点信息还可能在后级信号处理电路24的内部生成。
图3A～图3D是表示在图2中的像素插补电路231a～231d中进行W、G、R、B的各信号的插补处理的样子的图。而且，在图3A～图3D各图上部示出插补前的信号，在各图下部示出插补后的信号。图中，箭头为2个时，用2个像素的信号的平均值进行插补，箭头为3根时，用3个像素的信号的平均值进行插补，箭头为4根时用4个像素的信号的平均值进行插补。例如，如图3A所示的像素插补电路231d的处理，被4个部位的信号W1、W3、W4、W6围绕的位置的W信号是用这些4个部位的信号W1、W3、W4、W6的平均值插补的。此外，如图3B所示的像素插补电路231b的处理，位于2部位的信号G1、G2之间的G信号是用该2个部位的信号G1、G2的平均值进行插补的，位于4个部位的信号G1、G2、G3、G4的中央的G信号是用这些4个部位的信号G1、G2、G3、G4的平均值进行插补的。
图4A～图4C是表示图2中的多个轮廓提取电路232a～232d中提取出W像素的轮廓而生成轮廓信号Ew的轮廓提取电路232d中的处理的样子的图。
在图4A所示的方法中，对3×3像素的区域的中心像素的增益为8倍，对其周围8个像素的每个像素的增益为-1倍，通过相加这些9个像素的信号来生成轮廓信号Ew。在均匀被摄体中，轮廓信号Ew成为0。另一方面，若产生纵条纹或横条纹的图案，则产生轮廓信号。
在图4B所示的方法中，对3×3像素的区域的中心像素的增益为4倍，对在倾斜方向与中心像素相邻的4个像素的每个的增益为-1倍，通过相加这些5个像素的信号而生成轮廓信号Ew。
在图4C所示的方法中，对5×5像素的区域的中心像素的增益为32倍，对包围中心像素的8像素的每个的增益为-2倍，对进一步包围上述8像素的16像素的每个，增益为-1倍，通过相加这些25个像素的信号而生成轮廓信号Ew。
除上述以外，轮廓信号的生成可以利用各种方法。例如，除3×3像素及5×5像素以外，也可以采用7×7像素的区域，也可以变更像素的加权(增益)。W像素以外的R、G、B的各像素中的轮廓信号的生成，可以通过由与图4A～图4C所示的情况相同的方法来实施。这时，也可以利用7×7像素的区域生成轮廓信号。
图5是表示在图2中的多个LPF电路233a～233c中进行信号的高频带去除处理的样子的图。在该例中，使用5×5像素的区域进行处理。在图5所示的方法中，对5×5像素的区域的中心像素的增益为36倍，对相对于中心像素位于上下左右的4像素的每个的增益为24倍，对相对于中心像素位于倾斜方向的4像素的每个的增益为16倍，对相对于中心像素隔1像素位于上下左右的4像素的每个的增益为6倍，对相对于中心像素隔1像素位于倾斜方向的4像素的每个增益为1倍。而且，对位于5×5像素的区域的最外周并位于增益为6倍的像素和增益为1倍的像素之间的8像素的每个的增益为4倍，以上的信号被相加，进而除以256的信号作为LPF输出信号而生成。对B、G、R的各信号，按每1像素依次实施该处理。
图6A是表示图2中的轮廓信号选择电路234的结构的一例的框图，图6B是表示图6A的电路中主要部分信号波形的一例的信号波形图。从图2中的轮廓提取电路232d输出的W信号的轮廓信号Ew被供给到开关电路31。此外，从图2中的其它轮廓提取电路232a～232c输出的B信号、G信号、R信号的轮廓信号Eb′、Eg′、Er′并列供给到绝对值电路(ABS)321～323，输出分别取绝对值的轮廓信号Eb、Eg、Er。在拍摄了白色的被摄体时，如图6B中以Ew及Eg′表示轮廓信号，成为沿着被摄体的边缘具有正负的振幅的信号。在被摄体的对比度大时，该信号电平也增大。R、G、B的轮廓信号作为由绝对值电路321～323反转负信号的正信号Eb、Eg、Er而输出。这些输出信号被供给到多个运算处理电路331～338。
运算处理电路331根据轮廓信号Eb和预先设定的一定的基准信号电平Ke的大小关系，在Eb＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路332根据轮廓信号Eg和基准信号电平Ke的大小关系，在Eg＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路333根据轮廓信号Er和基准信号电平Ke的大小关系，在Er＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路334根据轮廓信号Eb和Eg之差的信号(Eb-Eg)和基准信号电平Ke的大小关系，在(Eb-Eg)＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路335根据轮廓信号Eb及Eg的每个和基准信号电平Ke的大小关系，在Eb＞Ke且Eg＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路336根据从轮廓信号Eg减去轮廓信号Eb及Er的信号(Eg-Eb-Er)和基准信号电平Ke的大小关系，在(Eg-Eb-Er)＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路337根据轮廓信号Eg及Er的每个和基准信号电平Ke的大小关系，在Eg＞Ke且Er＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路338根据轮廓信号Er和Eg之差的信号(Er-Eg)和基准信号电平Ke的大小关系，在(Er-Eg)＞Ke的情况下输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路331～338的逻辑运算输出信号被并列供给到选择器34的“1”～“8”的输入端子。在选择器34的“0”的输入端子被供给逻辑1的信号。选择器34根据4比特的控制信号PSEL，对供给到上述“0”～“8”的输入端子的信号进行选择，并从输出端子Y输出。
根据选择器34的输出信号切换控制开关电路31，在选择器34的输出信号为逻辑1时，轮廓信号Ew作为Pew而输出，选择器34的输出信号为逻辑0时0作为PEw输出。即，选择器34的输出信号进行控制，以使轮廓信号Ew作为Pew有效输出或使其无效。
图7A及图7B是表示图2中所示的光学透镜11(色差透镜)的特征的特性图。通常的透镜的折射率根据光的波长而不同，所以产生色差。因此通过组合材质不同的透镜，来校正该色差。在本实施例中，通过积极应用该色差，从而加深景深。
图7A表示色差透镜的焦点特性。对于最大波长为460nm的B信号，到物体(被摄体)的距离为15cm时，将透镜11设计成焦点对准传感器芯片12。进而，对于峰值波长为530nm的G信号，到被摄体(物体)的距离为50cm时，使用色差将透镜11设计为焦点对准传感器芯片12；对于峰值波长为600nm的R信号，到被摄体(物体)的距离为2m时，使用色差将透镜11设计为焦点对准传感器芯片12。
图7B是在本实施例中使用的光学透镜中，表示到物体的距离OD和各峰值波长B＝460nm、G＝530nm、R＝600nm下的PSF(点像分布函数)之间的关系的特性图。而且，在图7B中，一并表示W(透明)像素中的400～650nm的各单一波长下的PSF的峰值的变化。即，在W像素中从大约15cm到无限大得到连续高的PSF。过去，由于色差而产生颜色的渗色，所以有分辨率(PSF)下降的问题，但是在本实施例中可大幅度降低颜色的渗色，所以可以得到高的PSF。
图8A是表示本实施例的固体摄像器件的分光灵敏度特性的特性图，图8B是表示图6的轮廓信号选择电路234中的轮廓信号的输出结果的特性图。B信号的分光特性的峰值为460nm，G信号的分光特性的峰值为530nm，R信号的分光特性的峰值为600nm。由于W信号是透明层，所以灵敏度高，从400nm到650nm成为平缓的特性。
如图8B所示，在由图6中的选择器34选择输入“0”时，作为轮廓信号Pew而输出轮廓信号Ew。这时，得到从大约13cm到无限大的连续的分辨率。在由选择器34选择输入“1”时，作为轮廓信号PEw输出对应于B信号的区域的轮廓信号PEw(Eb)。这时，若将在图6的轮廓信号选择电路234中利用的轮廓信号的判定电平Ke设定为相对灵敏度的20％，则轮廓信号PEw(Eb)的分辨率仅成为从大约13cm到50cm。50cm以上的信号仅成为模糊的信号。在由选择器34选择输入“2”时，作为轮廓信号Pew而输出对应于G信号的区域的轮廓信号PEw(Eg)。这时，若将轮廓信号的判定电平Ke同样设定为相对灵敏度的20％，则轮廓信号PEw(Eg)的分辨率仅成为从大约16cm到200cm。位于其前后的距离的信号成为模糊的信号。同样，在由选择器34选择输入“3”时，作为轮廓信号Pew而输出对应于R信号的区域的轮廓信号PEw(Er)。这时，若将轮廓信号的判定电平Ke同样设定为相对灵敏度的20％，则轮廓信号PEw(Er)的分辨率成为从大约70cm到无限大。70cm之前成为模糊的信号。而且，通过由选择器34分别选择输入“4”、“5”、“6”、“7”、“8”，如图8B所示，作为轮廓信号Pew而输出对应于各种区域的轮廓信号PEw。
这样，从轮廓信号选择电路234输出对应于控制信号PSEL的期望的波段的轮廓信号，可以根据控制信号PSEL精密地设定得到分辨率的距离范围。此外，通过改变轮廓信号的判定基准电平Ke，也可以变更得到轮廓信号PEw的距离范围。
通过利用该轮廓信号选择电路234，与过去的AF同样利用控制信号PSEL，可以生成将焦点对准人物、使背景模糊的具有远近感的图像。进而，通过选择W信号的轮廓信号Pew来作为轮廓信号Ew，也可以实现用于焦点模糊的失败或不错过快门机会的加深景深的设定。
这样，根据第1实施例的固体摄像器件，可以进行电子焦点控制，并且可以任意选择焦点深度。
(第2实施例)
图9是表示在第2实施例涉及的固体摄像器件中使用的传感器芯片12的电路结构的框图。而且，作为光学透镜11，与第1实施例同样地使用具有如下特性的色差透镜：焦点位置根据R(红)、G(绿)、B(蓝)的各波段的波长而不同。
本实施例中的传感器芯片12与第1实施例的传感器芯片的不同点在于，传感器部21的滤色片的色排列在基本的4×4像素排列内W像素以方格形配置有8像素，G像素配置有4像素，R像素配置有4像素。通过采用这种滤色片，与第1实施例的传感器芯片相比，R信号的输出变成2倍。其结果，作为R像素的轮廓信号，得到与G像素相同的高分辨率信号。随着这种滤色片的色排列的变更，焦点调整电路的一部分也被变更。即，在本实施例的焦点调整电路23a中，没有B信号输入，所以省略了B信号的像素插补电路及轮廓提取电路。而且，从插补W像素的信号中利用LPF电路237去除高频带的信号，通过利用减法电路238从W信号的LPF输出中减去G信号的LPF输出及R信号的LPF输出(BLPF＝WLPF-GLPF-RLPF)，来生成B信号的LPF输出信号。此外，由多个轮廓提取电路232b～232d提取出的轮廓信号Ew、Eg′、Er′及控制信号PSEL供给到轮廓信号选择电路234a；根据这些轮廓信号Ew、Eg′、Er′及控制信号PSEL，从轮廓信号选择电路234a输出期望的波段的轮廓信号PEw。
图10A～图10C是表示在图9中的像素插补电路231b～231d中进行W、G、R的各信号的插补处理的样子的图。而且，在图10A～图10C的各图上部示出插补前的信号，在各图下部示出插补后的信号。图中，箭头为2个时，用2个像素信号的平均值进行插补，箭头为4个时用4个像素信号的平均值进行插补。例如，如图10A所示的像素插补电路231d的处理，由4部位的信号W1、W3、W4、W6围绕的位置的W信号是用这些4部位的信号W1、W3、W4、W6的平均值进行插补的。此外，如图10C所示的像素插补电路231c的处理，位于4部位的信号R1、R2、R4、R5的中央的R信号是用该4部位的信号R1、R2、R4、R5的平均值进行插补的，位于2部位的信号R1、R2之间的R信号是用该2部位的信号R1、R2的平均值进行插补的。
图11A是表示图9中的轮廓信号选择电路234a的结构的框图，图11B是表示该电路的主要部分的信号波形的一例的信号波形图。在图11A的轮廓信号选择电路234a中，没有B信号的轮廓信号输入(Eb′)，所以图6中的绝对值电路321被省略，代之设置绝对值电路324，该绝对值电路324取W信号的轮廓信号Ew的绝对值来输出轮廓信号Ewa。而且，图6中的多个运算处理电路331～338中，代替被供给B信号的轮廓信号Eb′的运算处理电路331、334～336而设置运算处理电路351～354。此外，在本例的轮廓信号选择电路234a中，除了第1实施例中使用的基准信号电平Ke之外，还使用第2基准信号电平Kr。
运算处理电路351根据从轮廓信号Ewa中减去轮廓信号Eg及Er的信号(Ewa-Eg-Er)和预先设定的一定的基准信号电平Ke的大小关系，在(Ewa-Eg-Er)＞Ke时，输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路352根据轮廓信号Er和基准信号电平Kr之间的大小关系，以及轮廓信号Eg和Er之差的信号(Eg-Er)与基准信号电平Ke之间的大小关系，在Er＜Kr且(Eg-Er)＞Ke时，输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路353根据轮廓信号Eg和Er之差的信号(Eg-Er)与基准信号电平Ke之间的大小关系，在(Eg-Er)＞Ke时，输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。运算处理电路354根据轮廓信号Er和预先设定的一定的基准信号电平Kr之间的大小关系，以及轮廓信号Eg和Er之差的信号(Eg-Er)与基准信号电平Ke之间的大小关系，在Er＞Kr且(Eg-Er)＞Ke时，输出逻辑1(YES＝1)，除此以外的情况下输出逻辑0。其它运算处理电路332、333、337、338的动作与图6的情况相同。
运算处理电路351、332、333、352、353、354、337、338的逻辑运算输出信号并列供给到选择器34的“1”～“8”的输入端子。在选择器34的“0”输入端子被供给逻辑1的信号。选择器34根据4比特的控制信号PSEL选择供给到上述“0”～“8”的输入端子的信号，从输出端子Y输出。
根据选择器34的输出信号切换控制开关电路31，选择器34的输出信号为逻辑1时，轮廓信号Ew作为PEw输出，在选择器34的输出信号为逻辑0时，0作为PEw输出。即，选择器34的输出信号进行控制，以使轮廓信号Ew作为PEw有效输出或使其无效。
图12A是表示本实施例的固体摄像器件的分光灵敏度特性的特性图，图12B是图11的轮廓信号选择电路234a中的轮廓信号的输出结果的特性图。在本实施例中没有B像素，所以分光特性的曲线成为W、G和R这3种。G信号的分光特性的峰值为530nm，R信号的分光特性的峰值为600nm。W信号由于是透明层，所以灵敏度高，成为从400nm到650nm平缓的特性。
如图12B所示，在图11中的选择器34选择了输入“0”时，轮廓信号Ew作为轮廓信号Pew而输出。这时，得到从大约13cm到无限大的连续的分辨率。由选择器34选择输入“2”时，作为轮廓信号PEw输出对应于G信号的区域的轮廓信号PEw(Eg)。这时，假设将在图11的轮廓信号选择电路234a中利用的轮廓信号的判定基准电平Ke设定为相对灵敏度的20％时，轮廓信号PEw(Eg)的分辨率仅成为从大约16cm到200cm。位于其前后的距离的信号成为模糊的信号。同样，在由选择器34选择输入“3”时，作为轮廓信号PEw输出对应于R信号的区域的轮廓信号PEw(Er)。这时，若将轮廓信号的判定基准电平Ke同样设定为相对灵敏度的20％，则轮廓信号PEw(Er)的分辨率成为从大约70cm到无限大。70cm之前成为模糊的信号。而且，通过由选择器34选择输入“1”、“5”、“7”、“8”、“4”、“6”，可以精密地设定能够得到分辨率信号PEw的距离范围。第2基准信号电平Kr设定为相对灵敏度的大约10％。此外，通过改变判定基准电平Kr和Ke，还可以变更能够得到分辨率信号PEw的距离范围。
而且，第1实施例的情况下相同，但是W像素的灵敏度高到G信号的大约2倍。因此，由于在硅半导体基板内被光电变换的信号电荷扩散混入到其它像素，所以发生向R、G、B信号的混色。为降低该混色，通过比其它像素减小配置在W像素的微透镜的尺寸来降低灵敏度，可以降低混色。
在本实施例中，得到与第1实施例同样的效果。即，可以电子地进行焦点控制，并且可以任意选择焦点深度。
而且，在本实施例中，说明了如下情况：作为滤色片而使用了在基本的4×4像素排列内W像素以方格形配置8像素、G像素配置4像素、R像素配置4像素的色排列滤色片，并利用减法电路238从W信号的LPF输出中减去G信号的LPF输出及R信号的LPF输出来得到B信号的LPF输出信号。但是，也可以变形为：作为滤色片而使用配置W像素、G像素及B像素的色排列滤色片，并利用减法电路从W信号的LPF输出中减去G信号的LPF输出及B信号的LPF输出来得到R信号的LPF输出信号，或作为滤色片而使用配置W像素、R像素及B像素的色排列滤色片，并利用减法电路从W信号的LPF输出中减去R信号的LPF输出及B信号的LPF输出来得到G信号的LPF输出信号。
(第3实施例)
图13是表示在第3实施例涉及的固体摄像器件中使用的传感器芯片12的电路结构的框图。而且，作为光学透镜11，与第1实施例同样地使用具有如下的特性的色差透镜：焦点位置随着R(红)、G(绿)、B(蓝)的各波段的波长而不同。
本实施例中的传感器芯片12与第1实施例的传感器芯片的不同点在于，传感器部21的滤色片的色排列为在基本的2×2像素排列内G像素配置2像素、B像素配置1像素、R像素配置1像素的一般的拜尔排列。随着这种滤色片的色排列的变更，焦点调整电路的一部分也被变更。即，在本实施例的焦点调整电路23b中，没有W信号输入，所以省略了W信号的像素插补电路及轮廓提取电路。而且，B信号的轮廓信号Eb′、G信号的轮廓信号Eg′、及R信号的轮廓信号Er′由轮廓信号合成电路239合成，生成W信号的轮廓信号Ew。此外，向轮廓信号选择电路234供给由多个轮廓提取电路232a～232c提取出的轮廓信号Eb′、Eg′、Er′、由轮廓信号合成电路239合成的W信号的轮廓信号Ew，以及控制信号PSEL。根据这些轮廓信号Eb′、Eg′、Er′、Ew、及控制信号PSEL，从轮廓信号选择电路234输出期望的波段的轮廓信号PEw。
图14A～图14C是表示在图13中的像素插补电路231a～231c中进行G、R、B的各信号的插补处理的样子的图。而且，在图14A～图14C的各图上部示出插补前的信号，在各图下部示出插补后的信号。图中，箭头为2个时，用2个像素信号的平均值进行插补，箭头为4个时，用4个像素的信号的平均值进行插补。例如，如图14A所示的像素插补电路231c的处理中，由4部位的信号G1、G3、G4、G6围绕的位置的G信号是用这些4部位的信号G1、G3、G4、G6的平均值进行插补的。此外，如图14C所示的像素插补电路231a的处理中，位于4部位的信号B1、B2、B4、B5的中央的R信号是用该4部位的信号B1、B2、B4、B5的平均值进行插补的，位于2部位的信号B4、B5之间的B信号是用该2部位的信号B4、B5的平均值进行插补的。
图15A是表示本实施例的固体摄像器件的分光灵敏度特性的特性图，图15B是图13中的轮廓信号选择电路234中的轮廓信号的输出结果的特性图。而且，作为本实施例的轮廓信号选择电路234，也可以使用与图6A所示的第1实施例相同的电路。B信号的分光特性的峰值为460nm，G信号的分光特性的峰值为530nm，R信号的分光特性的峰值为600nm。
如图15B所示，在由图6A中的选择器34选择输入“0”时，由轮廓信号合成电路239合成的W信号的轮廓信号Ew作为轮廓信号Pew输出。在轮廓信号合成电路239中，例如进行各色的轮廓信号Eb′、Eg′、Er′的OR逻辑运算而合成W信号的轮廓信号Ew。这时，得到从大约13cm到无限大的连续的分辨率。在由选择器34选择了输入“1”时，作为轮廓信号PEw输出对应于B信号的区域的轮廓信号PEw(Eb)。这时，假设将在图13中的轮廓信号选择电路234中使用的轮廓信号的判定基准电平Ke设定为相对灵敏度的20％时，轮廓信号PEw(Eb)的分辨率仅成为从大约13cm到50cm。50cm以上的信号仅成为模糊的信号。由选择器34选择输入“2”时，作为轮廓信号Pew而输出对应于G信号的区域的轮廓信号PEw(Eg)。这时，假设将轮廓信号的判定基准电平Ke同样地设定为相对灵敏度的20％时，轮廓信号PEw(Eg)的分辨率仅成为从大约16cm到200cm。位于其前后的距离的信号成为模糊的信号。同样，在由选择器34选择输入“3”时，作为轮廓信号Pew而输出对应于R信号的区域的轮廓信号PEw(Er)。这时，若同样将轮廓信号的判定基准电平Ke设定为相对灵敏度的20％，则轮廓信号PEw(Er)的分辨率成为从大约70cm到无限大。70cm之前成为模糊的信号。而且，通过由选择器34选择输入“4”、“5”、“6”、“7”、“8”，从而如图15B所示输出对应于各种区域的轮廓信号Pew，来作为轮廓信号PEw。
这样，从轮廓信号选择电路234输出对应于控制信号PSEL的期望的波段的轮廓信号，可以根据控制信号PSEL精密地设定能够得到分辨率的距离范围。此外，通过改变轮廓信号的判定基准电平Ke，也可以变更能够得到轮廓信号PEw的距离范围。
在本实施例中，能够得到与第1实施例同样的效果。即，可以电子地进行焦点控制，并且可任意选择焦点深度。
以上，如上说明，根据本发明的固体摄像装置，可以电子地进行焦点控制，并且可以任意地选择焦点深度。
而且，在本发明的固体摄像装置中得到如以下的各种效果。由于不使用机械性的AF，因此即使掉落也不易损坏。可以降低模块的高度。通过减少透镜的片数，从而可以进一步降低模块的高度。通过减小透镜的F值，能够进行高灵敏度化。在加深焦点深度的固定焦点动作中，由于不使用AF，所以能够立即放开快门，所以不易错过快门机会。而且，也可以避免由AF的错误动作造成的焦点模糊。在数字自动对焦动作中，由于不进行机械性的AF动作，所以可以瞬间设定焦点位置。没有机械性的劣化。能够得到具有与机械性的AF同样的远近感的再现图像。
另外，在上述各实施例中，对滤色片的色排列为RGB或WRGB的单板彩色摄像机的情况进行了说明，但是在使用了棱镜的得到3原色的RGB信号的3板彩色摄像机中也发生色差，以同样的原理可以进行高灵敏度化、减少由色差造成的边缘的假色。在采用使用W像素的色滤光片排列时，从W像素得到分辨率信号，所以W像素以方格形配置。其它R、G、B的色滤光片由LPF弄模糊，所以没有特别的配置限制。
本发明不限于上述各实施方式，在实施阶段，在不脱离其宗旨的范围内可以进行各种变形。例如，在上述各实施例中包含各种阶段的发明，通过公开的多个构成要件中的适当的组合可提取出各种发明。例如，在即使从各实施例所示的所有构成要件中删除几个构成要件，也可以解决在发明内容部分所述的技术问题并得到发明效果部分所述的效果时，删除该构成要件的构成可提取为发明。

Claims (15)

1.一种固体摄像器件，包括：
传感器部，由光电变换元件和光学滤光片构成的像素配置成二维，将光信号分离为至少2个以上的波长成分而生成电的波长信号，上述光电变换元件将光学透镜会聚的上述光信号变换成电信号，该光学透镜会聚光，并且该光学透镜的焦点位置根据光的波长而不同，上述光学滤光片配置在该光电变换元件的前面并分离光的波长；以及
信号处理电路，对上述传感器部生成的至少2个以上的波长信号进行处理，
上述信号处理电路包括：
多个轮廓信号提取电路，接受上述至少2个以上的波长信号并分别提取轮廓信号；
轮廓信号选择电路，被供给控制信号及由上述多个轮廓信号提取电路所提取出的上述多个轮廓信号，根据上述控制信号选择期望的波段的轮廓信号进行输出；以及
多个加法电路，将上述多个轮廓信号提取电路提取出上述多个轮廓信号之前的一部分上述多个波长信号的每个波长信号分别与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
2.如权利要求1所述的固体摄像器件，其中，
上述光学滤光片是将光的波长分离为全波段、蓝色波段、绿色波段以及红色波段的滤色片，
上述传感器部生成对应于全波段、蓝色波段、绿色波段以及红色波段的波长信号，作为上述波长信号。
3.如权利要求2所述的固体摄像器件，其中，
上述多个轮廓信号提取电路包括：第1轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的全波段的波长信号中提取第1轮廓信号；第2轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的蓝色波段的波长信号中提取第2轮廓信号；第3轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的绿色波段的波长信号中提取第3轮廓信号；以及第4轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的红色波段的波长信号中提取第4轮廓信号；
上述轮廓信号选择电路根据上述第2至第4轮廓信号限制上述第1轮廓信号，从而输出期望的波段的轮廓信号。
4.如权利要求2所述的固体摄像器件，其中，
上述信号处理电路还包括第1至第3低通滤波电路，该第1至第3低通滤波电路接受由上述传感器部生成的蓝色波段、绿色波段以及红色波段的波长信号；
上述多个加法电路包括第1至第3加法电路，该第1至第3加法电路将上述第1至第3低通滤波电路的输出信号的每个输出信号分别与从上述轮廓信号选择电路输出的轮廓信号相加。
5.如权利要求3所述的固体摄像器件，其中，
上述轮廓信号选择电路包括：
第1运算电路，将上述第2轮廓信号与一定的基准电平比较，在第2轮廓信号大时输出成为逻辑1的第1逻辑信号；
第2运算电路，将上述第3轮廓信号与上述基准电平比较，在上述第3轮廓信号大时输出成为逻辑1的第2逻辑信号；
第3运算电路，将上述第4轮廓信号与上述基准电平比较，在第4轮廓信号大时输出成为逻辑1的第3逻辑信号；
第4运算电路，将上述第2轮廓信号和上述第3轮廓信号之间的信号差与上述基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第4逻辑信号；
第5运算电路，将上述第2轮廓信号与上述基准电平比较，并且，将上述第3轮廓信号与上述基准电平比较，在上述第2轮廓信号大且上述第3轮廓信号大时输出成为逻辑1的第5逻辑信号；
第6运算电路，将从上述第3轮廓信号减去上述第2轮廓信号及上述第4轮廓信号的信号差与上述基准电平比较，信号差大时输出成为逻辑1的第6逻辑信号；
第7运算电路，将上述第3轮廓信号与上述基准电平比较，并且，将上述第4轮廓信号与上述基准电平比较，在第3轮廓信号大且上述第4轮廓信号大时输出成为逻辑1的第7逻辑信号；
第8运算电路，将上述第4轮廓信号及上述第3轮廓信号的信号差与上述基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第8逻辑信号；
选择器，接受上述第1至第8逻辑信号以及逻辑1的第9逻辑信号，根据上述控制信号，从这些第1至第9逻辑信号中选择任意1个逻辑信号来输出；以及
开关电路，接受上述第1轮廓信号，根据上述选择器的输出信号进行控制，以使有效输出第1轮廓信号或使第1轮廓信号无效。
6.一种固体摄像器件，包括：
传感器部，由光电变换元件和光学滤光片构成的像素配置成二维，将光信号分离为使用蓝色波段、绿色波段以及红色波段中的2个波段的第1色波段、第2色波段以及全波段的3个波长成分而生成电的波长信号，上述光电变换元件将由光学透镜会聚的上述光信号变换成电信号，该光学透镜会聚光，并且该光学透镜的焦点位置根据光的波长而不同，上述光学滤光片配置在该光电变换元件的前面并分离光的波长；以及
信号处理电路，对上述传感器部生成的3个波长信号进行处理，其中，
上述信号处理电路包括：
波长信号生成电路，接受上述全波段、上述第1色波段以及上述第2色波段的3个波长信号，生成第3色波段的波长信号；
多个轮廓信号提取电路，接受上述全波段、上述第1色波段以及上述第2色波段的3个波长信号并分别提取轮廓信号；
轮廓信号选择电路，被供给控制信号及由上述多个轮廓信号提取电路提取出的上述多个轮廓信号，根据上述控制信号选择期望的波段的轮廓信号进行输出；以及
多个加法电路，将上述多个轮廓信号提取电路提取出上述轮廓信号之前的一部分上述多个波长信号及由上述波长信号生成电路生成的上述第3色波段的波长信号的每个波长信号，与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
7.如权利要求6所述的固体摄像器件，其中，
上述波长信号生成电路是从上述全波段的波长信号减去上述第1色波段及上述第2色波段的波长信号来生成上述第3色波段的波长信号的运算电路。
8.如权利要求6所述的固体摄像器件，其中，
上述多个轮廓信号提取电路包括：第1轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的上述全波段的波长信号中提取第1轮廓信号；第2轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的上述第1色波段的波长信号中提取第2轮廓信号；第3轮廓信号提取电路，从上述传感器部生成的上述第2色波段的波长信号中提取第3轮廓信号；
上述轮廓信号选择电路根据由上述第2及第3轮廓信号提取电路提取出的上述多个轮廓信号限制由上述第1轮廓信号提取电路提取出的上述轮廓信号，输出期望的波段的轮廓信号。
9.如权利要求8所述的固体摄像器件，其中，
上述信号处理电路还包括第1及第2低通滤波电路，该第1及第2低通滤波电路接受由上述传感器部生成的上述第1色波段及上述第2色波段的波长信号；
上述多个加法电路包括第1至第3加法电路，该第1至第3加法电路将上述波长信号生成电路和上述第1及第2低通滤波电路的输出信号的每个输出信号，与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
10.如权利要求8所述的固体摄像器件，其中，
上述轮廓信号选择电路包括：
第1运算电路，将从上述第1轮廓信号减去上述第2轮廓信号及上述第3轮廓信号的信号差与一定的第1基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第1逻辑信号；
第2运算电路，将上述第2轮廓信号与上述第1基准电平比较，在上述第2轮廓信号大时输出成为逻辑1的第2逻辑信号；
第3运算电路，将上述第3轮廓信号与上述第1基准电平比较，在上述第3轮廓信号大时输出成为逻辑1的第3逻辑信号；
第4运算电路，将上述第3轮廓信号与一定的第2基准电平比较，并且，将从上述第2轮廓信号减去上述第3轮廓信号的信号差与上述第1基准电平比较，在上述第3轮廓信号小且信号差大时输出成为逻辑1的第4逻辑信号；
第5运算电路，将从上述第2轮廓信号减去上述第3轮廓信号的信号差与上述第1基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第5逻辑信号；
第6运算电路，将上述第3轮廓信号与上述第2基准电平比较，并且，将从上述第2轮廓信号减去上述第3轮廓信号的信号差与上述第1基准电平比较，在上述第3轮廓信号大且信号差大时输出成为逻辑1的第6逻辑信号；
第7运算电路，将上述第2轮廓信号与上述第1基准电平比较，并且，将上述第3轮廓信号与上述第1基准电平比较，在上述第2轮廓信号大且上述第3轮廓信号大时输出成为逻辑1的第7逻辑信号；
第8运算电路，将从上述第3轮廓信号减去上述第2轮廓信号的信号差与上述第1基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第8逻辑信号；
选择器，接受上述第1至第8逻辑信号以及逻辑1的第9逻辑信号，根据上述控制信号从这些第1至第9逻辑信号中选择任意1个逻辑信号来输出；以及
开关电路，接受上述第1轮廓信号，根据上述选择器的输出信号进行控制，以使有效输出第1轮廓信号或使第1轮廓信号无效。
11.如权利要求6所述的固体摄像器件，其中，
上述光学滤光片是将光的波长分离为全波段、绿色波段及红色波段的滤色片，或者是将光的波长分离为全波段、绿色波段及蓝色波段的滤色片，或者是将光的波长分离成全波段、红色波段及蓝色波段的滤色片，
在上述光学滤光片是分离为上述全波段、上述绿色波段及上述红色波段的上述滤色片时，上述传感器部生成绿色波段的波长信号而作为上述第1色波段的波长信号，并且生成红色波段的波长信号而作为上述第2色波段的波长信号；
在上述光学滤光片是分离为上述全波段、上述绿色波段及上述蓝色波段的上述滤色片时，上述传感器部生成绿色波段的波长信号而作为上述第1色波段的波长信号，并且生成蓝色波段的波长信号而作为上述第2色波段的波长信号；
在上述光学滤光片是分离为上述全波段、上述红色波段及上述蓝色波段的上述滤色片时，上述传感器部生成红色波段的波长信号而作为上述第1色波段的波长信号，并且生成蓝色波段的波长信号而作为上述第2色波段的波长信号；
在上述光学滤光片为分离成上述全波段、上述绿色波段及上述红色波段的上述滤色片时，上述波长信号生成电路(238)生成蓝色波段的波长信号而作为上述第3色波段的波长信号；
在上述光学滤光片为分离成上述全波段、上述绿色波段及上述蓝色波段的上述滤色片时，上述波长信号生成电路(238)生成红色波段的波长信号而作为上述第3色波段的波长信号；
在上述光学滤光片是分离为上述全波段、上述红色波段及上述蓝色波段的上述滤色片时，上述波长信号生成电路(238)生成绿色波段的波长信号而作为上述第3色波段的波长信号。
12.一种固体摄像器件，包括：
传感器部，由光电变换元件和光学滤光片构成的像素配置成二维，将光信号分离为蓝色波段、绿色波段及红色波段的3个波长成分而生成电的波长信号，上述光电变换元件将由光学透镜会聚的上述光信号变换成电信号，该光学透镜会聚光，并且该光学透镜的焦点位置根据光的波长而不同，上述光学滤光片配置在该光电变换元件的前面并分离光的波长；以及
信号处理电路，对上述传感器部生成的3个波长信号进行处理，其中，
上述信号处理电路包括：
第1至第3轮廓信号提取电路，接受上述蓝色波段、上述绿色波段及上述红色波段的3个波长信号来提取第1至第3轮廓信号；
轮廓信号合成电路，接受上述第1至第3轮廓信号，合成全波段的波长信号的轮廓信号而作为第4轮廓信号输出；
轮廓信号选择电路，被供给控制信号、上述第4轮廓信号及上述第1至第3轮廓信号，根据上述控制信号选择期望的波段的轮廓信号进行输出；以及
第1至第3加法电路，将上述第1至第3轮廓信号提取电路提取出上述第1至第3轮廓信号之前的上述多个波长信号的每个波长信号，与从上述轮廓信号选择电路输出的上述轮廓信号相加。
13.如权利要求12所述的固体摄像器件，其中，
上述轮廓信号选择电路根据上述第1至第3轮廓信号限制从上述轮廓信号合成电路输出的上述第4轮廓信号，输出期望的波段的轮廓信号。
14.如权利要求12所述的固体摄像器件，其中，
上述信号处理电路还包括第1至第3低通滤波电路，该第1至第3低通滤波电路接受由上述传感器部所生成的蓝色波段、绿色波段及红色波段的波长信号；
上述第1至第3加法电路将上述第1至第3低通滤波电路的输出信号的每个输出信号，与从上述轮廓信号选择电路输出的轮廓信号相加。
15.如权利要求12所述的固体摄像器件，其中，
上述轮廓信号选择电路包括：
第1运算电路，将上述第1轮廓信号与一定的基准电平比较，在上述第1轮廓信号大时输出成为逻辑1的第1逻辑信号；
第2运算电路，将上述第2轮廓信号与上述基准电平比较，在上述第2轮廓信号大时输出成为逻辑1的第2逻辑信号；
第3运算电路，将上述第3轮廓信号与上述基准电平比较，在上述第3轮廓信号大时输出成为逻辑1的第3逻辑信号；
第4运算电路，将上述第1轮廓信号及上述第2轮廓信号的信号差与上述基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第4逻辑信号；
第5运算电路，将上述第1轮廓信号与上述基准电平比较，并且，将上述第2轮廓信号与上述基准电平比较，在上述第1轮廓信号大且上述第2轮廓信号大时输出成为逻辑1的第5逻辑信号；
第6运算电路，将从上述第2轮廓信号减去上述第1轮廓信号及上述第3轮廓信号的信号差与上述基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第6逻辑信号；
第7运算电路，将上述第2轮廓信号与上述基准电平比较，并且，将上述第3轮廓信号与上述基准电平比较，在上述第2轮廓信号大且上述第3轮廓信号大时输出成为逻辑1的第7逻辑信号；
第8运算电路，将上述第3轮廓信号及上述第2轮廓信号的信号差与上述基准电平比较，在信号差大时输出成为逻辑1的第8逻辑信号；
选择器，接受上述第1至第8逻辑信号以及逻辑1的第9逻辑信号，根据上述控制信号从这些第1至第9逻辑信号中选择任意1个逻辑信号来输出；以及
开关电路，接受上述第4轮廓信号，根据上述选择器的输出信号进行控制，以使有效输出第4轮廓信号或使第4轮廓信号无效。
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