JPH04267211A - Solid image pick-up device - Google Patents

Solid image pick-up device

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JPH04267211A
JPH04267211A JP3028777A JP2877791A JPH04267211A JP H04267211 A JPH04267211 A JP H04267211A JP 3028777 A JP3028777 A JP 3028777A JP 2877791 A JP2877791 A JP 2877791A JP H04267211 A JPH04267211 A JP H04267211A
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light
image sensors
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Abstract

PURPOSE:To simply detect a focused condition by using a solid image pick-up device. CONSTITUTION:In an image pick-up device in which several image pick-up elements Da, Db... are arranged in a matrix pattern, lens La, Lb... are provided on the pick-up elements Da, Db... respectively. Of these lenses La, Lb... provided on the pick-up elements Da, Db... first and second La, Lb are positioned so that light rays which has been incident upon the lenses La, Lb in the same direction are incident respectively upon the image elements Da, Db at positions different from each other, and with the result of comparison between output signals from the first and second image pick-up elements Da, Db, a focused condition is detected.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に適用
される固体撮像装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid-state imaging device applied to video cameras and the like.

【0002】0002

【従来の技術】ビデオカメラ装置として、撮像レンズの
フォーカス制御を自動的に行ういわゆるオートフォーカ
ス機構が備わり、被写体に常に合焦状態となるようにし
たものがある。このオートフォーカス機構は、合焦方式
の原理から分類すると、測距方式とピント検出方式があ
る。測距方式は、被写体までの距離を測距し、これに応
じてレンズを位置制御するものである。ピント検出方式
は、撮像面でのピントを検出し、ピントが合った位置に
レンズを位置制御するものである。
2. Description of the Related Art Some video camera devices are equipped with a so-called autofocus mechanism that automatically controls the focus of an imaging lens so that the subject is always in focus. This autofocus mechanism can be categorized based on the principle of the focusing method: a distance measurement method and a focus detection method. The distance measurement method measures the distance to the subject and controls the position of the lens accordingly. The focus detection method detects the focus on the imaging surface and controls the position of the lens to the focused position.

【0003】ピント検出方式の一例を図5〜図7を参照
して説明すると、例えばピントが合った合焦時には、図
5のAに示すように、撮像レンズlの各部を通過した光
a0 ,b0 ,c0 が撮像面mに収束し、図5のB
に示すように、撮像面mでピントの合った像Z0 が得
られる。 そして、この図5に示す合焦状態よりもフォーカス位置
がずれていわゆる前ピン状態になると、図6のAに示す
ように、撮像レンズlの各部を通過した光a1 ,b1
 ,c1 が撮像面mよりも後に収束し、図6のBに示
すように、撮像面mで各光がそれぞれ別の像Za1 ,
Zb1 ,Zc1 となってしまう。また、いわゆる後
ピン状態になると、図7のAに示すように、撮像レンズ
lの各部を通過した光a2 ,b2 ,c2 が撮像面
mよりも前で収束し、図7のBに示すように、撮像面m
で各光がそれぞれ別の像Za2 ,Zb2 ,Zc2 
となってしまう。この場合、前ピン状態と後ピン状態と
では、像のずれる方向が逆になり、ずれる方向とずれ量
を検知することで図5に示す合焦状態にさせるオートフ
ォーカス制御ができる。 この方式のオートフォーカス制御機構は、例えば特開昭
54−145133号公報に記載されている。
An example of the focus detection method will be explained with reference to FIGS. 5 to 7. For example, when the focus is in focus, the light a0, which has passed through each part of the imaging lens l, is b0 and c0 converge on the imaging plane m, and B in Fig. 5
As shown in the figure, a focused image Z0 is obtained on the imaging surface m. When the focus position deviates from the focused state shown in FIG. 5 and becomes a so-called front-focus state, as shown in A of FIG.
, c1 converge after the imaging surface m, and as shown in FIG. 6B, each light beam forms a separate image Za1 ,
This results in Zb1 and Zc1. In addition, when the so-called rear focus state occurs, as shown in A of FIG. 7, the lights a2, b2, and c2 that have passed through each part of the imaging lens l converge in front of the imaging surface m, as shown in B of FIG. , the imaging plane m
Each light produces a separate image Za2 , Zb2 , Zc2
It becomes. In this case, the direction in which the image shifts is opposite between the front focus state and the back focus state, and by detecting the shift direction and shift amount, autofocus control can be performed to bring the image into the focused state shown in FIG. 5. This type of autofocus control mechanism is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 145133/1983.

【0004】ここで、このずれる方向とずれ量の検知は
、例えば複合プリズムと複数の受光素子とで構成される
センサで行われ、このセンサは撮像装置とは別に設置さ
れる。即ち、図8に示すように、撮像レンズ11を介し
た像光を固体撮像装置13の撮像面に結像させるように
光路が構成される場合、撮像レンズ11と固体撮像装置
13との間に、ビームスプリッタ12を配置し、このビ
ームスプリッタ12で分岐された光をフォーカス位置検
出用のセンサ14に入射させる。
[0004] Here, the direction and amount of deviation are detected by a sensor composed of, for example, a composite prism and a plurality of light receiving elements, and this sensor is installed separately from the imaging device. That is, as shown in FIG. 8, when the optical path is configured so that the image light passing through the imaging lens 11 is imaged on the imaging surface of the solid-state imaging device 13, there is a gap between the imaging lens 11 and the solid-state imaging device 13. , a beam splitter 12 is arranged, and the light split by the beam splitter 12 is made to enter a sensor 14 for detecting a focus position.

【0005】このようにすることで、センサ14で固体
撮像装置13の撮像面での合焦状態が検出でき、このセ
ンサ14の検出出力に応じて撮像レンズ11を駆動させ
ることで、オートフォーカス制御ができる。
[0005] By doing so, the sensor 14 can detect the in-focus state on the imaging surface of the solid-state imaging device 13, and by driving the imaging lens 11 according to the detection output of the sensor 14, autofocus control is performed. Can be done.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ビームスプリッタを使用して固体撮像装置の撮像面に向
かう光を分岐させると、それだけ撮像光にロスが生じ、
撮像される画像が暗くなってしまう。また、合焦状態を
検出するセンサの構成も複雑である不都合があった。こ
のため、このような方式のオートフォーカス制御は、銀
塩フィルムによるスチルカメラに使用されることが多く
、合焦状態の検出と撮像とを同時に行う必要があるビデ
オカメラにはほとんど使用されていない。特に、3原色
等の複数の色成分に分離して、それぞれ別の撮像体で撮
像を行う3板式のビデオカメラに適用すると、色成分の
分離手段としてのビームスプリッタと合焦状態検出用セ
ンサのためのビームスプリッタが必要になり、光路構成
が非常に複数になってしまい、実現が困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, when a beam splitter is used to split the light directed toward the imaging surface of a solid-state imaging device, a loss occurs in the imaging light.
The captured image becomes dark. Furthermore, the configuration of the sensor for detecting the in-focus state is also complicated. For this reason, this type of autofocus control is often used in still cameras that use silver halide film, and is rarely used in video cameras, which need to detect the focus state and capture images at the same time. . In particular, when applied to a three-chip video camera that separates multiple color components such as the three primary colors and captures images using separate image pickup bodies, it is possible to use a beam splitter as a color component separation means and a focus state detection sensor. A beam splitter is required for this purpose, resulting in a very large number of optical path configurations, making it difficult to implement.

【0007】本発明の目的は、この種の方式のオートフ
ォーカス制御が、固体撮像装置を使用して簡単にできる
ようにすることにある。
An object of the present invention is to enable this type of autofocus control to be easily performed using a solid-state imaging device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図1に
示すように、マトリクス状に配置された複数の撮像子D
a,Db,Da,Db‥‥に被写体からの被撮像光が入
射され、撮像子Da,Db,Da,Db‥‥で被撮像光
が光電変換されて出力されるようになされた固体撮像装
置において、複数の撮像子Da,Db,Da,Db‥‥
の上面にそれぞれレンズLa,Lb,La,Lb‥‥を
設けると共に、複数の撮像子Da,Db,Da,Db‥
‥の上面にそれぞれ設けられたレンズLa,Lb,La
,Lb‥‥のうち互いに隣接した第1,第2のレンズL
a,Lbに、同一方向から入射した光が第1,第2のレ
ンズLa,Lbの下面にそれぞれ位置する第1,第2の
撮像子Da,Db上の異なる部分にそれぞれ入射するよ
うに、第1,第2のレンズLa,Lbが位置決めされ、
第1,第2の撮像子Da,Dbの出力信号の比較結果に
基づいて、合焦状態を検出するようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides a plurality of image sensors D arranged in a matrix, as shown in FIG. 1, for example.
A solid-state imaging device in which light to be imaged from a subject is incident on a, Db, Da, Db..., and the imaged light is photoelectrically converted and output by image sensors Da, Db, Da, Db... , a plurality of image sensors Da, Db, Da, Db...
Lenses La, Lb, La, Lb... are provided on the top surface of each, and a plurality of image sensors Da, Db, Da, Db...
‥ Lenses La, Lb, La provided on the top surface respectively
, Lb..., the first and second lenses L adjacent to each other
a, Lb such that light incident from the same direction is incident on different parts of the first and second image sensors Da and Db located on the lower surfaces of the first and second lenses La and Lb, respectively. The first and second lenses La and Lb are positioned,
The in-focus state is detected based on the comparison result of the output signals of the first and second image sensors Da and Db.

【0009】[0009]

【作用】このようにしたことで、隣接する第1,第2の
撮像子Da,Dbの出力信号が同じレベルであるとき、
合焦状態であると判断でき、この固体撮像装置の出力だ
けで合焦状態の検出ができ、合焦状態の検出用センサが
不要になる。
[Operation] By doing this, when the output signals of the adjacent first and second image sensors Da and Db are at the same level,
It can be determined that the object is in focus, and the in-focus state can be detected using only the output of this solid-state imaging device, eliminating the need for a sensor for detecting the in-focus state.

【0010】0010

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1〜図2を参照
して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

【0011】図1は本例の固体撮像装置の要部を示す図
で、図2は本例の固体撮像装置を使用したビデオカメラ
の、オートフォーカス制御に関する回路構成を示した図
である。まず、図2を用いて固体撮像装置の配置状態を
説明すると、図中1は撮像レンズを示し、この撮像レン
ズ1を介して被写体よりの像光を、固体撮像装置(以下
CCDと称する)2の撮像面に結像させる。なお、撮像
レンズ1は実際には複数枚(群)のレンズで構成され、
この複数枚のレンズの内の一部のレンズでフォーカス調
整レンズが構成される。そしてCCD2は、受光部であ
る撮像子がマトリクス状に複数個(例えば41万個)配
置され、この撮像子に蓄積した信号電荷を、各水平ライ
ン毎に順次読出して撮像信号とするものである。この場
合、本例においてはCCD2の撮像面の直前に、レンズ
アレー3を配置する。このレンズアレー3は、それぞれ
の撮像子に対応した微小な凸レンズがマトリクス状に配
置されて構成される。
FIG. 1 is a diagram showing essential parts of the solid-state imaging device of this example, and FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration related to autofocus control of a video camera using the solid-state imaging device of this example. First, the arrangement of the solid-state imaging device will be explained with reference to FIG. image on the imaging plane. Note that the imaging lens 1 is actually composed of multiple lenses (groups).
A focus adjustment lens is made up of some of the plurality of lenses. The CCD 2 has a plurality of image sensors (for example, 410,000) arranged in a matrix as light receiving sections, and the signal charges accumulated in the image sensors are sequentially read out for each horizontal line and used as image signals. . In this case, in this example, the lens array 3 is placed immediately in front of the imaging surface of the CCD 2. This lens array 3 is constructed by arranging minute convex lenses corresponding to the respective image pickup elements in a matrix.

【0012】図2は、このCCD2の各撮像子とレンズ
アレー3の各レンズとの配置状態を示す図で、所定水平
ラインの隣接する4画素の構成を示す。この図2におい
て、Da,DbはCCD2の撮像子を示し、第1群の撮
像子Daと第2群の撮像子Dbとに別れている。また、
La,Lbはレンズアレー3のレンズを示し、第1群の
レンズLaと第2群のレンズLbとに別れている。そし
て、CCD2の撮像面には、各ラインで1個毎に第1群
の撮像子Daと第2群の撮像子Dbとが配置してある。 そして、第1群の撮像子Daの真上に第1群のレンズL
aを配置し、第2群の撮像子Dbの真上に第2群のレン
ズLbを配置する。そして、CCD2を構成する全ての
水平ラインの各撮像子とレンズアレー3の各レンズとを
、同様に第1群と第2群とに分けて構成する。
FIG. 2 is a diagram showing the arrangement of each image sensor of the CCD 2 and each lens of the lens array 3, and shows the configuration of four adjacent pixels on a predetermined horizontal line. In FIG. 2, Da and Db indicate image sensors of the CCD 2, which are divided into a first group of image sensors Da and a second group of image sensors Db. Also,
La and Lb indicate lenses of the lens array 3, which are divided into a first group of lenses La and a second group of lenses Lb. On the imaging surface of the CCD 2, a first group of image sensors Da and a second group of image sensors Db are arranged one by one in each line. Then, the first group lens L is placed directly above the first group image sensor Da.
a, and a second group of lenses Lb is placed directly above the second group of image pickup elements Db. The image sensors of all the horizontal lines constituting the CCD 2 and the lenses of the lens array 3 are similarly divided into a first group and a second group.

【0013】そして本例においては、第1群の撮像子D
aを、第1群のレンズLaの中心軸に対して所定距離d
だけ一方にずらして配置すると共に、第2群の撮像子D
bを、第2群のレンズLbの中心軸に対して所定距離d
だけ他方にずらして配置する。
In this example, the first group of image sensors D
a at a predetermined distance d with respect to the central axis of the first lens group La.
The second group of image sensors D
b at a predetermined distance d with respect to the central axis of the second lens group Lb.
the other side.

【0014】このように配置したことで、第1群の撮像
子Daと第2群の撮像子Dbとで、受光角度に選択性を
持つようになる。即ち、例えば第1群の撮像子Da,第
2群の撮像子Db共に、レンズLa,Lbの中心軸を通
過する光aは、それぞれの撮像子Da,Dbに到達する
が、一方に所定角度ずれてレンズLa,Lbに入射した
光bは、第2群の撮像子Dbにだけ到達し、第1群の撮
像子Daにはこの光bは到達しない。また、他方に所定
角度ずれてレンズLa,Lbに入射した光cは、第1群
の撮像子Daにだけ到達し、第2群の撮像子Dbにはこ
の光cは到達しない。
With this arrangement, the first group of image sensors Da and the second group of image sensors Db have selectivity in their light receiving angles. That is, for example, light a passing through the central axes of the lenses La and Lb of both the first group of image sensors Da and the second group of image sensors Db reaches the respective image sensors Da and Db, but at a predetermined angle. The light b that is deviated and incident on the lenses La and Lb reaches only the second group of image sensors Db, and does not reach the first group of image sensors Da. Furthermore, the light c that is incident on the lenses La and Lb with a predetermined angle deviation from the other reaches only the first group of image sensors Da, and does not reach the second group of image sensors Db.

【0015】ここで、図2による構成の説明に戻ると、
図中4は駆動パルス発生回路を示し、この駆動パルス発
生回路4が出力するパルスに同期して、CCD2の各撮
像子Da,Dbに蓄積した信号電荷を各水平ライン毎に
読出す。そして、読出された信号電荷を出力回路5に供
給し、この出力回路5で電荷量に応じて信号レベルが変
化する撮像信号とし、この撮像信号を撮像信号出力端子
6を介して後段の映像信号処理回路(図示せず)に供給
し、所定のフォーマットの映像信号に変換する。この場
合、この出力回路5が出力する撮像信号には、第1群の
撮像子Daが蓄積した信号電荷による撮像信号Saと、
第2群の撮像子Dbが蓄積した信号電荷による撮像信号
Sbとが順次得られる撮像信号(Sa+Sb)が出力さ
れる。
[0015] Returning to the explanation of the configuration shown in FIG. 2,
In the figure, reference numeral 4 denotes a drive pulse generation circuit, and in synchronization with the pulses output by this drive pulse generation circuit 4, the signal charges accumulated in each of the image sensors Da and Db of the CCD 2 are read out for each horizontal line. The read signal charges are then supplied to the output circuit 5, which outputs them as an image signal whose signal level changes according to the amount of charge, and this image signal is sent to the subsequent stage as a video signal via the image signal output terminal 6. The signal is supplied to a processing circuit (not shown) and converted into a video signal in a predetermined format. In this case, the imaging signal outputted by the output circuit 5 includes an imaging signal Sa caused by signal charges accumulated by the first group of image sensors Da, and
An image signal (Sa+Sb) is output, in which an image signal Sb based on the signal charges accumulated by the second group of image sensors Db is sequentially obtained.

【0016】また、出力回路5が出力する撮像信号(S
a+Sb)を分離回路7に供給する。そして、駆動パル
ス発生回路4が出力するパルスを、この分離回路7にも
供給し、このパルスに同期して、第1群の撮像子Daが
蓄積した信号電荷による撮像信号Saと、第2群の撮像
子Dbが蓄積した信号電荷による撮像信号Sbとに分離
する。そして、この分離した撮像信号Saと撮像信号S
bとを、比較回路8に供給する。この比較回路8では、
隣接した撮像信号Saと撮像信号Sbとのレベルを比較
し、比較結果をレンズ駆動回路9に供給する。このレン
ズ駆動回路9は、比較回路8での比較結果に基づいて撮
像レンズ1のフォーカス調整レンズを駆動させる駆動信
号を作成し、この駆動信号をレンズ駆動用モータ10に
供給し、フォーカス調整レンズを所定位置に移動させる
。この場合、レンズ駆動回路9では、予め設定された所
定範囲内の画素の撮像信号についての比較結果だけを用
いて、駆動信号を作成する。なお、この駆動信号の作成
に使用する画素範囲の設定は、合焦状態を検出する範囲
に応じて行われる。そして、この駆動信号としては、隣
接する撮像信号Saと撮像信号Sbとのレベルが等しい
とき、レンズ駆動用モータ10を停止させてフォーカス
調整レンズを固定させ、隣接する撮像信号Saと撮像信
号Sbとのレベルが異なるとき、レベルが大きい方が何
れかに応じて、対応した方向にフォーカス調整レンズを
移動させるようにレンズ駆動用モータ10を駆動させる
[0016] Furthermore, the image pickup signal (S
a+Sb) is supplied to the separation circuit 7. Then, the pulse outputted by the drive pulse generation circuit 4 is also supplied to this separation circuit 7, and in synchronization with this pulse, an imaging signal Sa based on the signal charges accumulated by the image pickup elements Da of the first group and an image pickup signal Sa of the second group The image sensor Db is separated into an image signal Sb based on the signal charge accumulated by the image sensor Db. Then, the separated image signal Sa and image signal S
b is supplied to the comparator circuit 8. In this comparison circuit 8,
The levels of the adjacent imaging signals Sa and Sb are compared, and the comparison result is supplied to the lens drive circuit 9. This lens drive circuit 9 creates a drive signal to drive the focus adjustment lens of the imaging lens 1 based on the comparison result of the comparison circuit 8, supplies this drive signal to the lens drive motor 10, and drives the focus adjustment lens. Move it to the specified position. In this case, the lens drive circuit 9 creates a drive signal using only the comparison results of the image pickup signals of pixels within a predetermined range set in advance. Note that the pixel range used to create this drive signal is set depending on the range for detecting the in-focus state. When the levels of the adjacent imaging signal Sa and the imaging signal Sb are equal, the driving signal stops the lens driving motor 10 to fix the focus adjustment lens, and the adjacent imaging signal Sa and the imaging signal Sb When the levels are different, the lens drive motor 10 is driven to move the focus adjustment lens in the corresponding direction depending on which one has the larger level.

【0017】このようにして本例のビデオカメラを構成
したことで、CCD2の撮像信号に基づいてオートフォ
ーカス制御が行える。即ち、CCD2の出力回路5から
出力される撮像信号(Sa+Sb)を分離回路7で、第
1群の撮像子Daが蓄積した信号電荷による撮像信号S
aと、第2群の撮像子Dbが蓄積した信号電荷による撮
像信号Sbとに分離した後、比較回路8で両撮像信号S
a,Sbの差を検出することで、合焦状態にあるか否か
が判別できる。この判別は、従来例として図5〜図7で
説明した合焦状態,前ピン状態,後ピン状態の検出と同
様の原理に基づいて行われるものである。
By configuring the video camera of this example in this way, autofocus control can be performed based on the imaging signal of the CCD 2. That is, the image pickup signal (Sa+Sb) output from the output circuit 5 of the CCD 2 is separated by the separation circuit 7 into the image pickup signal S resulting from the signal charges accumulated by the first group of image sensors Da.
a and an imaging signal Sb resulting from the signal charges accumulated by the second group of image sensors Db, and then a comparison circuit 8 separates both imaging signals S
By detecting the difference between a and Sb, it can be determined whether or not the lens is in focus. This determination is performed based on the same principle as the detection of the in-focus state, front-focus state, and rear-focus state described in the conventional example with reference to FIGS. 5 to 7.

【0018】この検出状態について説明すると、隣接す
る所定の第1群の撮像子Daと第2群の撮像子Dbとに
、例えばレンズアレー3の対応するレンズLa,Lbの
中心軸を通って入射する像光aがあったときには、何れ
も対応した撮像子Da,Dbがこの像光を受光して電荷
を蓄積するが、一方に所定角度ずれてレンズLa,Lb
に入射した光bは、第2群の撮像子Dbにだけ到達し、
他方に所定角度ずれてレンズLa,Lbに入射した光c
は、第1群の撮像子Daにだけ到達する。
To explain this detection state, the incident light enters the adjacent predetermined first group of image pickup elements Da and second group of image pickup elements Db through the central axes of the corresponding lenses La and Lb of the lens array 3, for example. When there is an image light a, the corresponding image sensors Da and Db receive this image light and accumulate charges, but the lenses La and Lb are shifted by a predetermined angle to one side.
The light b incident on reaches only the second group of image sensors Db,
Light c incident on lenses La and Lb shifted by a predetermined angle to the other
reaches only the first group of image sensors Da.

【0019】ここで、図5のBに示した合焦状態にある
一点に収束した像Z0 のCCD2への入射状態につい
て考えると、所定の範囲内の隣接する第1群の撮像子D
aと第2群の撮像子Dbとにこのピントの合った像Z0
 が入射したとすると、第1群の撮像子Daと第2群の
撮像子Dbとの何れにも、同様の光量の像光が入射して
、蓄積する電荷量が隣接する撮像子Da,Dbで等しく
なる。ところが、図6のB或いは図7のBに示したよう
に、合焦状態でない像光が入射すると、所定の角度以上
で入射する光bと光cとは、それぞれの撮像子Da,D
bが選択的に受光するので、各隣接画素間での受光光量
が等しくなくなる。
Now, considering the incident state of the image Z0 converged on one point in the focused state shown in FIG.
This focused image Z0 on a and the second group image sensor Db
is incident on the image sensors Da and Db of the first group, and image light of the same amount is incident on both the image sensors Da of the first group and the image sensor Db of the second group, and the amount of accumulated charge is greater than that of the image sensors Da and Db of the adjacent image sensors. becomes equal. However, as shown in FIG. 6B or FIG. 7B, when image light that is not in focus is incident, light b and light c that are incident at a predetermined angle or more are
Since the pixels b selectively receive light, the amount of light received by each adjacent pixel is not equal.

【0020】従って、所定の範囲内の第1群の撮像子D
aが出力する撮像信号Saと、第2群の撮像子Dbが出
力する撮像信号Sbとは、合焦状態でない像光が入射す
るとレベルが不均一になり、何れか一方の群の撮像信号
Sa又はSbの加算信号の方が大きくなり、焦点のずれ
を像のずれとして検出できる。このとき、前ピン状態の
場合と後ピン状態の場合とでは、像のずれが逆になり、
撮像信号のレベルが大きくなる群が逆になる。
Therefore, the first group of image sensors D within a predetermined range
When image light that is not in a focused state is incident, the level of the imaging signal Sa outputted by the sensor a and the imaging signal Sb outputted by the second group image sensor Db becomes uneven, and the imaging signal Sa of one of the groups becomes uneven. Alternatively, the added signal of Sb becomes larger, and the shift in focus can be detected as a shift in the image. At this time, the image shift is reversed between the front focus state and the back focus state,
The groups in which the level of the imaging signal increases are reversed.

【0021】このため、比較回路8で判別した両撮像信
号Sa,Sbの差が少なくなるように、撮像レンズ1の
フォーカス調整状態を変化させることで、合焦状態に近
づき、最も両撮像信号Sa,Sbの差が少なくなったと
き、合焦状態と判断して撮像レンズ1のフォーカス調整
を停止させることで、自動的にフォーカス調整を行うオ
ートフォーカス制御が行われる。
Therefore, by changing the focus adjustment state of the imaging lens 1 so that the difference between the two imaging signals Sa and Sb determined by the comparison circuit 8 is reduced, the focusing state is approached, and both imaging signals Sa and Sb are brought closer to each other. .

【0022】このようにして行われるオートフォーカス
制御は、CCD2が出力する撮像信号に基づいて行われ
るので、合焦状態の判定用の専用のセンサとこのセンサ
へ撮像光を分岐させる手段が必要なく、それだけ構成が
簡単であると共に、撮像レンズ1を通過した像光を焦点
検出用のセンサに分岐させる必要がないので、CCD2
の撮像面に到達する像光にロスがなく、明るい像光を撮
像することができる。このため、合焦状態の判定を連続
的に行う必要のあるビデオカメラに好適であり、3原色
等の複数の色成分に分離して、それぞれ別の撮像体で撮
像を行う3板式のビデオカメラにも本例の方式によるオ
ートフォーカス制御を適用することが可能になる。
[0022] Since the autofocus control performed in this manner is performed based on the imaging signal outputted by the CCD 2, there is no need for a dedicated sensor for determining the in-focus state and a means for branching the imaging light to this sensor. , the configuration is that simple, and there is no need to branch the image light that has passed through the imaging lens 1 to the focus detection sensor, so the CCD 2
There is no loss in the image light that reaches the imaging surface, and bright image light can be captured. For this reason, it is suitable for video cameras that need to continuously determine the focus state, and is a three-panel video camera that separates multiple color components such as the three primary colors and captures images with separate image pickup bodies. It is also possible to apply autofocus control according to the method of this example.

【0023】なお、上述実施例においては、CCD2に
おいて第1群の撮像子Daと第2群の撮像子Dbとを単
に1画素ずつ交互に配置するようにしたが、例えば図3
に示すように、或る水平ラインの所定位置に第1群の撮
像子Daと第2群の撮像子Dbとを配置したとき、次の
水平ラインでは第1群の撮像子Daと第2群の撮像子D
bとが逆に配置される(即ち、第1群の撮像子Da,第
2群の撮像子Db‥‥と並んだ水平ラインの次では第2
群の撮像子Db,第1群の撮像子Da‥‥の順序で並ぶ
)ようにし、斜め方向の像のずれを検出できるようにし
ても良い。このようにすることで、像のずれ(即ち焦点
のずれ)の検出精度がより高くなる。なおこの場合に、
図3ではレンズLa,Lbを等間隔で配置して、撮像子
Da,Dbの配置位置をこのレンズLa,Lbに対して
所定距離dだけずらすようにしたが、逆に撮像子Da,
Dbを等間隔で配置して、レンズLa,Lbを撮像子D
a,Dbに対して所定距離dだけずらすようにしても良
い。
In the above-mentioned embodiment, the first group of image sensors Da and the second group of image sensors Db are simply arranged alternately one pixel at a time in the CCD 2, but for example, as shown in FIG.
As shown in FIG. Image sensor D
b are arranged in reverse (that is, next to the horizontal line lined up with the first group of image sensors Da, the second group of image sensors Db...
The image pickup elements Db of the group, the image pickup elements Da of the first group, etc. may be arranged in this order, so that image shifts in the diagonal direction can be detected. By doing so, the accuracy of detecting the image shift (that is, the focus shift) becomes higher. In this case,
In FIG. 3, the lenses La and Lb are arranged at equal intervals, and the positions of the image sensors Da and Db are shifted by a predetermined distance d with respect to the lenses La and Lb.
Db are arranged at equal intervals, and the lenses La and Lb are connected to the image sensor D.
It may be made to shift by a predetermined distance d with respect to a and Db.

【0024】また、CCD2の各撮像子の上に配置した
レンズアレーの微小レンズは、CCD2の撮像面に平行
に所定距離dだけずらすようにしたが、図4に示すよう
に、レンズアレー3′の各レンズLa′,Lb′を、C
CD2′の各撮像子Da′,Db′の真上に所定角度θ
だけそれぞれ異なる方向に傾斜させて配置するようにし
ても良い。このようにすることで、各群の撮像子Da′
,Db′で入射角度による受光状態の選択性を持つよう
になり、上述したCCD2と同様の効果が得られる。
Furthermore, the microlenses of the lens array placed above each image sensor of the CCD 2 are shifted by a predetermined distance d parallel to the imaging surface of the CCD 2, but as shown in FIG. Each lens La', Lb' of C
A predetermined angle θ is placed directly above each image sensor Da', Db' of CD2'.
They may be arranged so as to be inclined in different directions. By doing this, the image sensor Da′ of each group
, Db', the light receiving state has selectivity depending on the incident angle, and the same effect as the above-mentioned CCD 2 can be obtained.

【0025】また、本発明は上述実施例に限らず、その
他種々の構成が取り得ることは勿論である。
Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various other configurations may be adopted.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明の固体撮像装置によると、隣接す
る第1,第2の撮像子に入射角度による受光状態の選択
性を持たせるようにしたことで、この第1,第2の撮像
子の出力信号が同じレベルであるとき、合焦状態である
と判断でき、この固体撮像装置の出力だけで合焦状態の
検出ができ、合焦状態の検出用センサ等が不要になり、
簡単で効率の良い構成で合焦状態の検出ができる。
Effects of the Invention According to the solid-state imaging device of the present invention, the first and second image pickup elements adjacent to each other are made to have selectivity in light receiving state depending on the angle of incidence. When the output signals of the two objects are at the same level, it can be determined that the object is in focus, and the in-focus state can be detected using only the output of this solid-state imaging device, eliminating the need for a sensor for detecting the in-focus state.
The in-focus state can be detected with a simple and efficient configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の一実施例による固体撮像装置の要部を
示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing main parts of a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例による固体撮像装置を使用し
たビデオカメラの回路構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a circuit configuration of a video camera using a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の固体撮像装置の他の実施例の要部を示
す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing main parts of another embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図4】本発明の固体撮像装置の他の実施例の要部を示
す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing main parts of another embodiment of the solid-state imaging device of the present invention.

【図5】合焦状態を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a focused state.

【図6】前ピン状態を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a front pin state.

【図7】後ピン状態を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing a rear pin state.

【図8】従来のオートフォーカス制御用センサの配置例
を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing an example of the arrangement of conventional autofocus control sensors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  撮像レンズ 2  固体撮像装置(CCD) 3  レンズアレー 4  駆動パルス発生回路 5  出力回路 6  撮像信号出力端子 7  分離回路 8  比較回路 9  レンズ駆動回路 10  レンズ駆動用モータ Da  第1群の撮像子 Db  第2群の撮像子 La  第1群のレンズ Lb  第2群のレンズ 1 Imaging lens 2 Solid-state imaging device (CCD) 3 Lens array 4 Drive pulse generation circuit 5 Output circuit 6 Imaging signal output terminal 7 Separation circuit 8 Comparison circuit 9 Lens drive circuit 10 Lens drive motor Da 1st group image sensor Db 2nd group image sensor La 1st group lens Lb 2nd group lens

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  マトリクス状に配置された複数の撮像
子に被写体からの被撮像光が入射され、上記撮像子で上
記被撮像光が光電変換されて出力されるようになされた
固体撮像装置において、上記複数の撮像子の上面にそれ
ぞれレンズを設けると共に、上記複数の撮像子の上面に
それぞれ設けられたレンズのうち互いに隣接した第1,
第2のレンズに、同一方向から入射した光が上記第1,
第2のレンズの下面にそれぞれ位置する第1,第2の撮
像子上の異なる部分にそれぞれ入射するように、上記第
1,第2のレンズが位置決めされ、上記第1,第2の撮
像子の出力信号の比較結果に基づいて、合焦状態を検出
するようにしたことを特徴とする固体撮像装置。
1. A solid-state imaging device, wherein light to be imaged from a subject is incident on a plurality of image sensors arranged in a matrix, and the light to be imaged is photoelectrically converted by the image sensors and output. , a lens is provided on the top surface of each of the plurality of image sensors, and a first,
The light incident on the second lens from the same direction is the first lens,
The first and second lenses are positioned so that the light is incident on different parts of the first and second image pickup elements respectively located on the lower surface of the second lens, and the first and second image pickup elements A solid-state imaging device characterized in that a focus state is detected based on a comparison result of output signals of.
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