(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサセル部と、
前記複数のセンサセル部が出力する信号をモニタするモニタ部とを有し、
前記モニタ部は、前記複数のセンサセル部が出力する信号のうち、最大値及び最小値を検出する最大値最小値検出部と、前記最大値と最小値との差が閾値を超えたか否かを判定する最大値最小値比較器と、前記最大値が第１のレベルに達したか否かを判定する最大値比較器とを有し、
前記複数のセンサセル部の各々は、光電変換素子と検出容量とを有し、
前記検出容量の容量値に基づいて前記光電変換素子の電荷量が電圧信号に変換され、
前記複数のセンサセル部の各々は、前記検出容量の容量値が第１の容量値である高感度モードと、前記検出容量の容量値が前記第１の容量値よりも大きい第２の容量値である低感度モードとで動作可能であって、
複数のセンサセル部からの信号を前記モニタ部がモニタする期間の開始においては、前記複数のセンサセル部の各々は前記高感度モードで動作し、
前記モニタする期間の開始後の所定時間が経過する間に、前記最大値と最小値との差が前記閾値を超えず、かつ、前記最大値が前記第１のレベルに達したら、前記複数のセンサセル部の各々が前記高感度モードから前記低感度モードに切り換わること
を特徴とする光電変換装置。
【請求項２】
前記センサセル部が出力する信号を前記モニタ部に転送する転送部をさらに有し、
前記転送部は、センサセル部で生じたノイズを低減するクランプ回路を有することを特徴とする請求項１に記載の光電変換装置。
【請求項３】
前記転送部は、前記クランプ回路でノイズが低減された信号を、前記センサセル部に入力する帰還経路を有することを特徴とする請求項２に記載の光電変換装置。
【請求項４】
各々が前記センサセル部を有する複数の単位画素を有し、
前記複数の単位画素の各々は、前記転送部から出力された信号を保持するメモリセル部をさらに有することを特徴とする請求項２または３に記載の光電変換装置。
【請求項５】
各々が前記センサセル部を有する複数の単位画素を有し、
前記複数の単位画素の各々は、前記センサセル部を初期化したことに起因するノイズを保持するメモリセル部を複数有することを特徴とする請求項２ないし４のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項６】
前記メモリセル部は、一のセンサセル部に対して複数設けられることを特徴とする請求項５に記載の光電変換装置。
【請求項７】
前記モニタする期間に先だって、
前記センサセル部が前記低感度モードである時に初期化されたことに起因するノイズを、前記転送部を介して一の前記メモリセル部に保持させ、さらに、前記センサセル部が前記高感度モードである時に初期化されたことに起因するノイズを、前記転送部を介して別の一の前記メモリセル部に保持させること
を特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項８】
前記モニタする期間に先だって、
前記センサセル部が初期化されたことに起因するノイズを、前記複数のメモリセル部に対して同時に書き込むこと
を特徴とする請求項６に記載の光電変換装置。
【請求項９】
前記検出容量は前記光電変換素子と並列に設けられた容量素子を含み、
前記低感度モードでは前記容量素子が前記光電変換素子と電気的に接続され、
前記高感度モードでは前記容量素子が前記光電変換素子と電気的に絶縁されることによって、前記高感度モードにおける前記検出容量の容量値が前記低感度モードにおける前記検出容量の容量値よりも小さい
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の光電変換装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載の光電変換装置を備える焦点検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の焦点検出装置を備える撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電変換装置に関わる。特に、位相差検出型オートフォーカス（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓｉｎｇ；ＡＦ）を行う光電変換装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
位相差検出型の焦点検出装置においては、一対のラインセンサから得られる信号を相関演算することで被写体のデフォーカス量（合焦位置からのずれ量）を算出して、光学系の動作にフィードバックすることで合焦させるオートフォーカスを行う。このとき、受光量によって蓄積時間を変える必要があるため、センサに蓄積された信号量をリアルタイムでモニタする必要がある（特許文献１）。
【０００３】
特許文献２には、高いＳ／Ｎ比を維持したままダイナミックレンジを拡大するために、フォトダイオードとフォトダイオードから溢れる光電荷を蓄積する容量素子とが、トランジスタを介して接続される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−０５０１６４号公報
【特許文献２】特開２００５−３２８４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示される構成では、ダイナミックレンジを拡大しながらリアルタイムでのモニタ動作を行うことが検討されていない。
【０００６】
本発明は、ダイナミックレンジの拡大と受光量のモニタ動作とを両立できる光電変換装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、複数のセンサセル部と、前記複数のセンサセル部が出力する信号をモニタするモニタ部とを有し、前記モニタ部は、前記複数のセンサセル部が出力する信号のうち、最大値及び最小値を検出する最大値最小値検出部と、前記最大値と最小値との差が閾値を超えたか否かを判定する最大値最小値比較器と、前記最大値が第１のレベルに達したか否かを判定する最大値比較器と、を有し、前記複数のセンサセル部の各々は、光電変換素子と検出容量とを有し、前記検出容量の容量値に基づいて前記光電変換素子の電荷量が電圧信号に変換され、前記複数のセンサセル部の各々は、前記検出容量の容量値が第１の容量値である高感度モードと、前記検出容量の容量値が前記第１の容量値よりも大きい第２の容量値である低感度モードとで動作可能であって、複数のセンサセル部からの信号を前記モニタ部がモニタする期間の開始においては、前記複数のセンサセル部の各々は前記高感度モードで動作し、前記モニタする期間の開始後の所定時間が経過する間に、前記最大値と最小値との差が前記閾値を超えず、かつ、前記最大値が前記第１のレベルに達したら、前記複数のセンサセル部の各々が前記高感度モードから前記低感度モードに切り換わることを特徴とする光電変換装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ダイナミックレンジの拡大と受光量のモニタ動作とを両立できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１に係る位相差ＡＦ用の光電変換装置における撮像面を模式的に示す図。
【図２】実施例１に係る単位画素の構成例を示す回路図。
【図３】実施例１に係る光電変換装置の低感度モードにおける駆動例を示す回路図。
【図４】実施例１に係る光電変換装置の高感度モードにおける駆動例を示す回路図。
【図５】実施例２に係る単位画素の構成例を示す回路図。
【図６】実施例２に係る最大値最小値検出部の構成例を示す回路図。
【図７】実施例２に係るＰＢ比較器の構成例を示す回路図
【図８】実施例２に係るＰＫ比較器の構成例を示す回路図
【図９】実施例２に係る光電変換装置の低感度モードにおける駆動例を示す回路図。
【図１０】実施例２に係る光電変換装置の高感度モードにおける駆動例を示す回路図。
【図１１】実施例３に係るラインセンサ部を示すブロック図。
【図１２】実施例３に係る単位画素の構成例を示す回路図。
【図１３】実施例３に係る光電変換装置の駆動例を示すタイミング図
【図１４】実施例３に係る動作例を示すフローチャート図
【図１５】実施例５に係る撮像システムの構成例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施例１）
図面を参照しながら本発明に係る第１の実施例を説明する。第１の実施例は、位相差焦点検出（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓｉｎｇ；ＡＦ）用の光電変換装置に適用した例を示す。
【００１１】
図１は、位相差ＡＦ用の光電変換装置における撮像面を模式的に示した図である。撮像面には、対となるラインセンサ部Ｌ１ＡとＬ１Ｂ、Ｌ２ＡとＬ２Ｂ、・・・ＬＮＡとＬＮＢが存在する。一対のラインセンサ部は撮像面のある領域における被写体のデフォーカス量を測定するために用いられ、このラインセンサ部の対を複数配列することで測距点を複数設け、ＡＦの精度の向上を図るものである。各ラインセンサ部は、低感度モードと高感度モードとで動作可能な単位画素１１Ａ、１２Ａ、・・・を含んでいる。低感度モードでは、高感度モードと比較した場合に、同じ入射光量に対して出力される信号レベルがより小さいモードである。転送部２１Ａ、２２Ａ、・・・、２１Ｂ、２２Ｂ、・・・は、複数のラインセンサ部に対応して設けられており、転送部から出力された信号をモニタ部３０でモニタする。
【００１２】
図２は、図１に示したラインセンサ部の単位画素とこれに対応する転送部の構成を示した回路図である。
【００１３】
単位画素は、フォトダイオード（以下、ＰＤとも称す）１１とＰＤ１１に付随する寄生容量１２に加えてＭＯＳトランジスタ１３〜１８、容量素子１９を有する。
【００１４】
ＰＤ１１が光を受けて生成した電荷は、容量１２に蓄積される。容量１２はＰＤ１１で生成された電荷量から電圧信号に変換する検出容量として働く。ＭＯＳトランジスタ１６は、信号φＳＬによってＭＯＳトランジスタ１７が導通すると、信号φＬによって制御されるＭＯＳトランジスタ１８を負荷として、ゲインが−１の反転アンプとして動作する。ＭＯＳトランジスタ１３は、ＰＤ１１のカソードおよびＭＯＳトランジスタ１６の入力端子の共通ノードであるノードＮ１と、ＭＯＳトランジスタ１７および１８の共通ノードであるノードＮ２との間の導通を信号φＰＳによって切り換える。ＭＯＳトランジスタ１４は、一方の端子がノードＮ１に、他方の端子が電源電圧ＶＲＳに接続されており、信号φＲによって導通するとノードＮ１を電源電圧ＶＲＳに応じてリセットする。ＭＯＳトランジスタ１５は、一方の端子がノードＮ１に、他方の端子が付加容量１９に接続されている。信号φＳＷによってＭＯＳトランジスタ１５が導通すると、ノードＮ１に対して付加容量１９が接続されるので、容量１２と合わせて検出容量が大きくなる。本実施例においては、ＭＯＳトランジスタ１５がオフしており検出容量が小さい場合には、電荷電圧変換係数が大きくなるので高感度モード、ＭＯＳトランジスタ１５がオンしており検出容量が大きい場合には、電荷電圧変換係数が小さくなるので低感度モードとする。
【００１５】
転送部は、クランプ容量２１、ＭＯＳトランジスタ２２、２４およびアンプ２３を含んで成る。クランプ容量２１は、信号φＧＲで制御されるＭＯＳトランジスタ２２とともにクランプ回路を構成し、センサセル部で発生したノイズ成分を低減する。アンプ２３は、ここではゲインが１のソースフォロワ回路であるとする。ソースフォロワ回路の入力は不図示のＮＭＯＳトランジスタの制御電極であり、このＮＭＯＳトランジスタの閾値電圧をＶｔｈとすると、ＭＯＳトランジスタ２２に与えられる電圧ＶＧＲとＭＯＳトランジスタ１４に与えられる電圧ＶＲＳとの間でＶＧＲ−Ｖｔｈ＝ＶＲＳとなるように設定されている。ＭＯＳトランジスタ２４は信号φＦＢによって制御され、導通すると、アンプ２３の出力端子をノードＮ２に接続する。
【００１６】
図３を参照しながら、本実施例の低感度モードにおける動作を説明する。図中の各信号名は、図２に示した信号名と対応しており、「／」が付されているものは反転信号を意味する。なお、図３における各信号がハイレベルの時に対応するＭＯＳトランジスタが導通するものとする。
【００１７】
低感度モードでは、信号φＳＷがハイレベルに保たれているため、センサセル部の検出容量が大きい状態である。
【００１８】
期間（１）では、信号φＲ、／φＰＳがハイレベルになり、ノードＮ１およびノードＮ２がリセットされる。さらに、信号／φＧＲもハイレベルとなるので、クランプ容量２１は電圧ＶＲＳとＶＧＲとによってリセットされる。その後、信号／φＰＳと／φＧＲとがローレベルになると、クランプ容量には電圧ＶＲＳとＶＧＲとの差電圧が保持される。続いて、信号φＲがローレベルになると、ノードＮ１、すなわちこれに接続されたＰＤ１１のリセット状態が解除され、電荷蓄積動作が開始される。これに引き続き、信号／φＳＬと／φＬとが一時的にハイレベルになると、センサセル部がリセットされたことによって生じるセンサノイズＮｓがクランプ容量２１に出力される。
【００１９】
期間（２）になると、信号φＦＢがハイレベルになり、アンプ２３の出力をノードＮ２にフィードバックする。この期間に信号／φＰＳが一時的にハイレベルになるので、容量１２、付加容量１９およびクランプ容量２１には、ＶＲＳを基準としてセンサノイズＮｓに転送部で生じるノイズＮｔを重畳したＮｓ＋Ｎｔが与えられる。
【００２０】
期間（３）では、信号／φＧＲがハイレベルになり、ノードＮ３が再び電圧ＶＧＲによってリセットされる。このとき、信号／φＦＢがハイレベルであるので、クランプ容量はＶＧＲ−Ｖｔｈ＝ＶＲＳと電圧ＶＧＲとによってリセットされる。
【００２１】
期間（４）は先述のモニタ部３０によって、信号量がモニタされる期間である。信号／φＳＬと／φＬとがハイレベルになると、ノードＮ２に現れるセンサセル部の出力は、光電変換によって得られる信号成分をＳとして、−（Ｓ＋Ｎｓ＋Ｎｔ）にセンサノイズＮｓが重畳されて、−（Ｓ＋Ｎｔ）となる。ここで、「−」としたのは反転アンプのゲインが−１であることを意味している。これによりノードＮ３はＶＧＲ−（Ｓ＋Ｎｔ）となるため、アンプ２３の出力としては転送部ノイズＮｔが重畳されて、ＶＧＲ−Ｓとなる。つまり、ＶＧＲを基準として−Ｓの出力がＯＵＴ２５から出力される。ＯＵＴ２５の出力はモニタ部３０に与えられ、ラインセンサ部の他のセンサセル部の出力との間のコントラストに基づいて、信号に対するゲインが決定される、オートゲインコントロール（ＡＧＣ）動作が行われる。また、モニタ部３０はセンサセル部で蓄積された信号量をモニタし、信号量が予め定められた閾値を越えたところでセンサセル部の蓄積動作を終えるように信号を出力する。
【００２２】
期間（５）では、信号／φＳＬと／φＬとをハイレベルにすることで、ＯＵＴ１０から、−Ｓを順次出力する動作が行われる。
【００２３】
以上では低感度モードにおける動作を説明したが、高感度モードにおける動作を説明する。図４に示す動作タイミングと図３の動作タイミングとの違いは、高感度モードにおいては信号／φＳＷがローレベルに固定される点である。これ以外の点は図３の低感度モードと同じ動作であるので説明を省略する。
【００２４】
以上で説明したように、本実施例によれば、被写体の輝度に応じてセンサセル部の感度を切り換えることが可能で、かつ、信号レベルのモニタを行うことで蓄積時間の制御を行うことが可能となる。さらに、本実施例によれば、転送部がクランプ回路を含んでおり、センサセル部のノイズを低減できることに加えて、転送部の出力をセンサセル部にフィードバックする帰還経路を備えることで、転送部のノイズも低減した信号を出力できる。これにより、信号を精度良く検出することが可能となる。
【００２５】
（実施例２）
図面を参照しながら、本発明の第２の実施例を説明する。本実施例は、センサセル部と転送部に加えてメモリセル部をさらに具備する構成の光電変換装置である。
【００２６】
図５は、単位画素１１Ａと、これと接続された転送部とに着目して説明を行う。単位画素１１Ａは、センサセル部１０１および第１メモリセル部３０１を含む。図５において、ＭＯＳトランジスタの制御電極並びにスイッチに付された「φＸ」は、不図示の制御部から供給される信号を意味している。
【００２７】
単位画素１１Ａに着目すると、センサセル部１０１は光電変換素子であるフォトダイオード（ＰＤ）１１６、ＭＯＳトランジスタ１１１〜１１５及び容量素子（ＣＰ）１１７を備える。ＭＯＳトランジスタ１１１は、センサセル部選択スイッチであるＭＯＳトランジスタ１１２が導通すると負荷ＭＯＳトランジスタ１１３とともにゲインが−１の反転アンプとして動作する。ＭＯＳトランジスタ１１１の制御電極は先述の反転アンプの入力端子として機能し、ＰＤ１１６のアノードと感度切り換えスイッチであるＭＯＳトランジスタ１１５の一方の主電極と接続される。これにより、センサセル部１０１は低感度モードと高感度モードとで動作可能となる。つまり、低感度モードにおいてはＰＤ１１６とＣＰ１１７とが電気的に接続され、高感度モードにおいてはＰＤ１１６とＣＰ１１７とが電気的に絶縁される。ＭＯＳトランジスタ１１５の他方の端子はＣＰ１１７の一方の端子及びＭＯＳトランジスタ１１４の一方の主電極と接続される。ＭＯＳトランジスタ１１４の他方の主電極は負荷ＭＯＳトランジスタ１１３の一方の主電極及びＭＯＳトランジスタ１１２の一方の端子と接続される。ＭＯＳトランジスタ１１２の他方の主電極はＭＯＳトランジスタ１１１の一方の主電極と接続される。このような構成において、高感度モードではＭＯＳトランジスタ１１５は非導通状態にあり、ＰＤ１１６の寄生容量Ｃｐｄがセンサセル部の感度を決定する。一方低感度モードでは、信号φＳＷによってＭＯＳトランジスタ１１５が導通することでフォトダイオード１１６と容量素子１１７とが電源電圧ＶＤＤからＧＮＤへのパスに対して並列に接続される。このため、ＰＤ１１６の寄生容量Ｃｐｄに加えて容量素子１１７の容量値ＣＰが加わって、（Ｃｐｄ＋ＣＰ）がセンサセル部の感度を決定する。
【００２８】
また、ＭＯＳトランジスタ１１４及び１１５は信号φＰＳ１とφＳＷとによってＰＤ１１６の残留電荷をリセットした際の画素部リセットノイズを書き込むための書き込みスイッチとして機能する。
【００２９】
第１メモリセル部３０１はメモリ容量３３５及びＭＯＳトランジスタ３３１〜３３４を含む。センサセル部１０１におけるフォトダイオード１１６、容量素子１１７、ＭＯＳトランジスタ１１５がメモリ容量３３５に置き換わった構成となっており、各ＭＯＳトランジスタの機能はセンサセル部１０１と同等である。
【００３０】
転送部２０１は、ＭＯＳトランジスタ２２１〜２２４、定電流源２２５、トランスファースイッチ２２６、フィードバックスイッチ２２７、及び転送容量２２８を備える。各メモリセル部に保持された信号はそれぞれの反転アンプから出力され、トランスファースイッチ２２６が導通した状態で不図示のシフトレジスタから入力された信号φＨによってＭＯＳトランジスタ２２４が導通することでバッファアンプ２０２へと転送される。
【００３１】
共通出力線１０２は、トランスファースイッチ２２６の一方の端子及びフィードバックスイッチ２２７の一方の端子と接続される。このノードＮ４は転送部の入力端子と第１の出力端子とを兼ねる。トランスファースイッチ２２６の他方の端子はＭＯＳトランジスタ２２２の一方の主電極とＭＯＳトランジスタ２２４の一方の主電極と、転送容量２２８の一方の端子とに接続される。ＭＯＳトランジスタ２２２の他方の主電極は電源電圧ＶＲＳに接続される。また、ＭＯＳトランジスタ２２４の他方の主電極は転送部の第２の出力端子Ｎ５を介してバッファアンプ２０２に接続される。転送容量２２８の他方の端子は、ＭＯＳトランジスタ２２３の一方の主電極とＭＯＳトランジスタ２２１の制御電極とに接続される。ＭＯＳトランジスタ２２３の他方の主電極は電源電圧ＶＧＲに接続される。電源電圧ＶＧＲは、ＭＯＳトランジスタ２２１の閾値電圧をＶｔｈとしてＶＧＲ＝ＶＲＳ＋Ｖｔｈの関係を満たす。ＭＯＳトランジスタ２２１は定電流源２２５とともにソースフォロワ回路を構成し、その出力はフィードバックスイッチ２２７の他方の端子と接続される。このソースフォロワ回路の出力端子は転送部２０１の第３の出力端子Ｎ６とも接続されており、後段のモニタ部に接続される。
【００３２】
モニタ部はオートゲインコントロール動作時に、転送部から出力される信号をリアルタイムでモニタリングするもので、可変ゲイン増幅部や図６に示す最大値最小値検出部（Ｐｅａｋ−Ｂｏｔｔｏｍ検出部；ＰＢ検出部）、図７に示すＰＫ比較器などを含む。
【００３３】
ＰＢ検出部は最大値検出回路３１と最小値検出回路３２とを含み、入力端子３１１、３１２、・・・は、各モニタ部の出力と接続されている。ここでは、最大値検出回路３１、最小値検出回路３２ともに３単位画素に対応する構成を抜き出している。入力端子３１１に入力された信号は、増幅器３１４および３２４の非反転入力端子に接続される。増幅器３１４の出力を制御電極に受けるＮＭＯＳトランジスタ３４１は、そのソース電極が増幅器３１４の反転入力端子に接続されている。最大値検出回路３１において、複数のＮＭＯＳトランジスタ３４１、３４２、・・・は、信号３１７によってスイッチが導通すると、共通の定電流源負荷３１９とともにソースフォロワを構成する。この構成により、最大値検出回路３１に対する複数の入力のうちの最大値がＰＥＡＫ出力３１８として、最大値最小値比較器（ＰＥＡＫ−ＢＯＴＴＯＭ比較器；ＰＢ比較器）に伝達される。
【００３４】
一方、最小値検出回路３２は、最大値検出回路３１と同様の構成であるが、ソースフォロワを構成するのがＰＭＯＳトランジスタ３５１、３５２、・・・と定電流源負荷３２９である点で異なる。この構成により、最小値検出回路３２に対する複数の入力のうちの最小値がＢＯＴＴＯＭ出力３２８として、ＰＢ比較器に伝達される。
【００３５】
図７は、ＰＢ比較器の構成例を示す図である。ＰＢ比較器には、図６に示したＰＢ検出部のＰＥＡＫ出力３１８およびＢＯＴＴＯＭ出力３２８との差信号を得るものである。図７において、入力端子４１３はＰＥＡＫ出力３１８と、入力端子４１４はＢＯＴＴＯＭ出力３２８と接続される。両入力信号は、差動増幅器４１１に供給され、その差信号が差動増幅器４１１の出力端子からコンパレータ４１２の反転入力端子に与えられる。コンパレータの非反転入力端子には、不図示のデジタル・アナログ（ＤＡ）変換器で設定された低電圧ＶＤＡＣ４１５と比較される。その比較結果、すなわちコントラストが閾値以上であれば、不図示の制御部が、センサセル部１０１の蓄積動作を終了させる。ＶＤＡＣ４１５の値は、例えばモニタ部の可変ゲイン増幅部のゲイン値×５、×１０、×２０、×４０に対応して、１．６Ｖ、０．８Ｖ、０．４Ｖ、０．２Ｖのように変化させる。
【００３６】
ところで、ＡＦにおいては常に上述の閾値を超えるコントラストが得られるとは限らない。つまり、低コントラストな被写体が存在する場合が生じうるが、この場合にもセンサセル部１００の蓄積動作を終了させる必要がある。被写体が高輝度かつ低コントラストである場合には、最大値検出回路３１から出力される信号が第１のレベルである飽和打ち切り電圧として設定したレベルに達した時点で蓄積動作を終了する判定を行う。一方、低輝度かつ低コントラストである場合には、ある一定時間経過後に強制的に蓄積動作を終了する。
【００３７】
図８は、最大値検出回路３１から出力される信号が飽和打ち切り電圧に達したか否かを判定するための最大値比較器（ＰＥＡＫ比較器；ＰＫ比較器）の構成例を示す図である。コンパレータの反転入力端子５１３には、最大値検出回路３１のＰＥＡＫ出力３１８が接続され、非反転入力端子には飽和打ち切り電圧ＶＢＢが与えられる。飽和打ち切り電圧ＶＢＢとは、後述する高感度モードにおけるセンサセル部１００の飽和レベルよりも低いレベルに設定される。不図示の制御部は、ＰＫ比較器の出力５１２をモニタし、ＰＫ比較器の出力が反転したことに応じてセンサセル部１０１の蓄積動作を終了させる。
【００３８】
次に、図９のタイミングチャート図を参照しながら図３に示す光電変換装置の動作を説明する。図９においてＰＭＯＳトランジスタに入力される信号に対しては反転状態を示す“／”を付している。例えば、ＰＭＯＳトランジスタ１１２の制御電極にはφＳＬ１が与えられるが、図９ではその反転信号／φＳＬ１として説明しているので、／φＳＬ１がハイレベルの時にＰＭＯＳトランジスタ１１２が導通することを示している。従って、図９の各信号がハイレベルの時に当該信号が供給されるスイッチまたはＭＯＳトランジスタが導通する。
【００３９】
以下では、低感度モードでの動作を行う。期間（１）では信号φＳＷがハイレベルになり、センサセル部１０１の感度が（Ｃｐｄ＋ＣＰ）によって決定される状態になる。期間（１）ではさらに信号φＲＳ、φＦＴ、／φＰＳ１、／φＰＳ２がハイレベルになり、電源電圧ＶＲＳによってセンサセル部１０１と第１メモリセル部がリセットされる。さらに、信号／φＧＲもハイレベルになるので、転送容量２２８は電源電圧ＶＲＳとＶＧＲとによってリセットされる。このとき、ＭＯＳトランジスタ２２１と定電流源２２５とで構成されるソースフォロワの出力は、ＶＧＲ−Ｖｔｈ＝ＶＲＳとなる。
【００４０】
次に信号φＲＳ、／φＧＲ、／φＰＳ１、／φＰＳ２がローレベルになった後に、信号φＦＴがハイレベルの状態で信号／φＳＬ１及びφＬ１がハイレベルになる。これにより、センサセル部のリセット後のセンサノイズＮｓ１が反転アンプと共通出力線１１２を介して転送容量２２８に書き込まれる。その後、信号φＦＴがローレベルになることで書き込みが終了し、信号／φＳＬ１及び／φＬ１がローレベルになる。
【００４１】
期間（２）においてＭＯＳトランジスタ２２１のゲート電位はＶＧＲ＋Ｎｓ１であって、信号φＦＢがハイレベルになると、ＶＲＳを基準として、転送部２０１のノイズを加えたノイズＮｓ１＋Ｎｔがセンサセル部１０１に入力される。
【００４２】
期間（３）では信号φＦＴがハイレベルであり、この期間に信号／φＳＬ１、／φＬ１がハイレベルになると、センサセル部１０１の反転アンプが動作して、−（Ｎｓ１＋Ｎｔ）にノイズＮｓ１が加算されてノイズ−（Ｎｔ）が出力される。期間（３）では／φＧＲが一時的にハイレベルになるため、期間（３）が終了する時点で転送容量２２８の他方の端子は電気的浮遊状態（フローティング）になり、転送容量２２８にはＶＧＲ＋Ｎｔの電位差が保持される。
【００４３】
期間（４）に信号φＦＴがハイレベルの期間に信号φＲＳと／φＰＳ２とがハイレベルになると、転送容量２２８の一方の端子はＶＲＳの電位になり、ノイズＮｔ分だけ変動するため、転送容量２２８の他方の端子もＮｔ分だけ変動する。このときＭＯＳトランジスタ２２１と定電流源２２５とで構成されるソースフォロワから出力されるノイズは２Ｎｔであって、これがメモリ容量３３５に保持される。
【００４４】
期間（５）で信号φＦＴ、φＲＳがハイレベルである期間に、信号／φＰＳ１、／φＧＲがハイレベルになることでセンサセル部１０１をリセットする。
【００４５】
期間（６）では、ＡＧＣ動作が行われる。信号／φＳＬおよび／φＬ１がハイレベルになると、センサセル部１０１の反転アンプから得られる出力はＳ１を光電変換による光信号として−（Ｓ１＋Ｎｓ１＋Ｎｔ）にセンサセル部のノイズＮｓ１が加わって、結果として−（Ｓ１＋Ｎｔ）が転送容量２２８の一方の端子に与えられる。転送容量２２８の他方の端子はＶＧＲ−（Ｎ１＋Ｎｔ）の電位となるため、転送部２０１のノイズＮｔが加わって、出力端子２０３からは、光信号−Ｓ１が出力される。期間（６）におけるセンサセル部１０１の出力変化は、端子２０３を介してリアルタイムでモニタ部ＭＯＮにて観測される。モニタ部ＭＯＮにはゲイン可変増幅部が含まれており、後述するコントラストの検出結果に応じてゲインが可変される。これをオートゲインコントロール（ＡＧＣ）と呼ぶ。モニタ部によるモニタ動作の結果、期間（６）での蓄積動作が終了した時点での、センサセル部１０１から出力される光信号を−Ｓ２とする。
【００４６】
期間（７）では、信号φＦＴがハイレベルに保たれており、信号／φＳＬ１、／φＬ１及び／φＧＲがハイレベルになることで、転送容量２２８の一方の電極の電位がＶＲＳから−（Ｓ２＋Ｎｔ）分だけ変動する。
【００４７】
期間（８）に信号／φＳＬ２および／φＬ２がハイレベルになると、第１メモリセル部３０１に保持されていたノイズ２Ｎｔに、第２メモリセル部４０１のノイズＮｍ２が加わって、−２Ｎｔ＋Ｎｍ２が転送容量２２８の一方の端子に与えられる。つまり、転送容量２２８には、−２Ｎｔ＋Ｎｍ２−（−（Ｓ２＋Ｎｔ））＝Ｓ２−Ｎｔ＋Ｎｍ２分の電位変動量が保持されることになる。
【００４８】
期間（９）では信号φＦＴがローレベルにある。信号φＦＢがハイレベルの期間に信号／φＰＳ２がハイレベルになると、転送部２０１からは、Ｓ２−Ｎｔ＋Ｎｍ２にノイズＮｔが加わって、Ｓ２＋Ｎｍ２が第１メモリセル部３０１に与えられる。
【００４９】
期間（１０）に信号φＦＴをハイレベルとし、更に信号／φＳＬ２と／φＬ２とをハイレベルとすると、反転アンプによって反転された−（Ｓ２＋Ｎｍ２）にノイズＮｍ２が加わって、信号−Ｓ２が転送部２０１に与えられる。この状態で、不図示のシフトレジスタから信号φＨが与えられるとバッファアンプ２０２を介して信号が読み出される。バッファアンプから読み出された信号は、図１に示したラインセンサ部の対において、どの位置（ビット）の単位画素で最大値あるいは最小値の信号が得られているのかを調べるために用いられ、この位置情報に基づいて、被写体のデフォーカス量（合焦位置からのずれ）を検出する。検出されたデフォーカス量に基づいて、不図示の制御部は撮像装置の光学系を調整して合焦させる。以上で説明したように、低感度モードでの動作において、センサセル部のノイズが低減された信号−Ｓ１を用いてＡＧＣ動作が可能となり、さらに、蓄積動作の終了後に読み出される信号−Ｓ２もセンサセル部のノイズが低減されているため、Ｓ／Ｎ比の高い信号を得ることができる。
【００５０】
ここまでは、図９のタイミング図に従って、低感度モードで動作する場合を説明してきた。以下では、図１０に従って、高感度モードで動作する場合を説明する。
【００５１】
高感度モードの動作と低感度モードの動作との違いは、高感度モードでは期間（１）および（２）の一部の期間を除いては、信号／φＳＷがローレベルに保持される点である。これによってセンサセル部の検出容量を小さい状態で信号を検出できるので、低輝度条件においても信号を検出できるようになる。高感度モードにおいても、センサセル部で生じたノイズを低減して信号を検出できるので、Ｓ／Ｎ比を高めることができる。一般に、高感度モードは低輝度条件、すなわち信号成分が小さい条件で用いられるので、Ｓ／Ｎ比を高くすることは特に有効である。
【００５２】
以上で説明したように、本実施例によれば、センサセル部を高感度モードと低感度モードとで切り換えて動作ができるため、ダイナミックレンジの拡大と受光量のモニタ動作とを両立することが可能となる。さらに、本実施例によればＳ／Ｎ比が高い信号を検出できるので精度を高めることが可能となる。
【００５３】
（実施例３）
図１１は、ラインセンサ部Ｌ１Ａ、Ｌ２Ａ、・・・に係る部分をより詳細に示したブロック図である。各単位画素はセンサセル部、第１メモリセル部、及び第２メモリセル部を備える構成で、共通出力線に接続されている。また、異なるラインセンサ部の同様の位置に存在する単位画素は、共通出力線を介して共通の転送部に接続される。各転送部は、共通のバッファアンプに接続される。ラインセンサ部Ｌ１Ｂ、Ｌ２Ｂ、・・・も図２と同様の構成である。
【００５４】
図１２は、図１１で示した構成のうちラインセンサ部ＬＳ１を抜き出しており、特に単位画素１１Ａと、これと接続された転送部とに着目して説明を行う。単位画素１１Ａは、センサセル部１０１、第１メモリセル部３０１、及び第２メモリセル部４０１を含む。図３において、ＭＯＳトランジスタの制御電極並びにスイッチに付された「φＸ」は、不図示の制御部から供給される信号を意味している。本実施例に係る光電変換装置は、実施例２の構成に加えてさらに各単位画素が第２メモリセル部４０１を備える。それ以外は実施例２と共通するので説明を省略する。
【００５５】
第２メモリセル部４０１と第１メモリセル部３０１との違いは負荷ＭＯＳトランジスタ３３３が無い点である。これは、負荷ＭＯＳトランジスタ３３３を第１メモリセル部３０１と第２メモリセル部４０１とで共有しているためである。第１メモリセル部３０１と第２メモリセル部４０１の各々に個別の負荷ＭＯＳトランジスタを設けても良い。なお、ここではセンサセル部１０１とメモリセル部とで異なる負荷ＭＯＳトランジスタを利用するが、センサセル部１０１とメモリセル部とで共通の負荷ＭＯＳトランジスタであってもよい。
【００５６】
次に、図１３のタイミングチャート図を参照しながら図１２に示す光電変換装置の動作を説明する。図１３においてＰＭＯＳトランジスタに入力される信号に対しては反転状態を示す“／”を付している。例えば、ＰＭＯＳトランジスタ１１２の制御電極にはφＳＬ１が与えられるが、図１３ではその反転信号／φＳＬ１として説明しているので、／φＳＬ１がハイレベルの時にＰＭＯＳトランジスタ１１２が導通することを示している。従って、図１３の各信号がハイレベルの時に当該信号が供給されるスイッチまたはＭＯＳトランジスタが導通する。
【００５７】
以下では、実線で示した信号に基づいて説明を行う。まず低感度モードでの動作を行う。期間（１）では信号φＳＷがハイレベルになり、センサセル部１０１の感度が（Ｃｐｄ＋ＣＰ）によって決定される状態になる。期間（１）ではさらに信号φＲＳ、φＦＴ、／φＰＳ１、／φＰＳ２１、／φＰＳ２２がハイレベルになり、電源電圧ＶＲＳによってセンサセル部１０１と第１及び第２メモリセル部がリセットされる。さらに、信号／φＧＲもハイレベルになるので、転送容量２２８は電源電圧ＶＲＳとＶＧＲとによってリセットされる。このとき、ＭＯＳトランジスタ２２１と定電流源２２５とで構成されるソースフォロワの出力は、ＶＧＲ−Ｖｔｈ＝ＶＲＳとなる。
【００５８】
次に信号φＲＳ、／φＧＲ、／φＰＳ１、／φＰＳ２１、／φＰＳ２２がローレベルになった後に、信号φＦＴがハイレベルの状態で信号／φＳＬ１及びφＬ１がハイレベルになる。これにより、センサセル部のリセット後のセンサノイズＮｓ１が反転アンプと共通出力線１１２を介して転送容量２２８に書き込まれる。その後、信号φＦＴがローレベルになることで書き込みが終了し、信号／φＳＬ１及び／φＬ１がローレベルになる。
【００５９】
期間（２）においてＭＯＳトランジスタ２２１のゲート電位はＶＧＲ＋Ｎｓ１であって、信号φＦＢがハイレベルになると、ＶＲＳを基準として、転送部２０１のノイズを加えたノイズＮｓ１＋Ｎｔがセンサセル部１０１に入力される。
【００６０】
期間（３）では信号φＦＴがハイレベルであり、この期間に信号／φＳＬ１、／φＬ１がハイレベルになると、センサセル部１０１の反転アンプが動作して、−（Ｎｓ１＋Ｎｔ）にノイズＮｓ１が加算されてノイズ−（Ｎｔ）が出力される。期間（３）では／φＧＲが一時的にハイレベルになるため、期間（３）が終了する時点で転送容量２２８の他方の端子は電気的浮遊状態（フローティング）になり、転送容量２２８にはＶＧＲ＋Ｎｔの電位差が保持される。
【００６１】
期間（４）に信号φＦＴがハイレベルの期間に信号φＲＳと／φＰＳ２１とがハイレベルになると、転送容量２２８の一方の端子はＶＲＳの電位になり、ノイズＮｔ分だけ変動するため、転送容量２２８の他方の端子もＮｔ分だけ変動する。このときＭＯＳトランジスタ２２１と定電流源２２５とで構成されるソースフォロワから出力されるノイズは２Ｎｔであって、これがメモリ容量３３５に保持される。
【００６２】
期間（５）で信号φＦＴ、φＲＳがハイレベルである期間に、信号／φＰＳ１、／φＧＲがハイレベルになることでセンサセル部１０１をリセットする。
【００６３】
その後、信号／φＳＷがローレベルになることでセンサセル部１０１は高感度モードに移行し、さらに信号／φＧＲ、／φＰＳ１、およびφＲＳがローレベルになる。このときにセンサセル部１０１で生じるノイズをＮｓ２とする。Ｎｓ２は、ＣＰ１１７がＰＤ１１６と電気的に接続されていないときのノイズである。その後、信号φＦＴがハイレベルである期間に信号／φＳＬ１、／φＬ１がハイレベルになり、センサノイズＮｓ２が転送容量２２８に書き込まれる。
【００６４】
期間（６）では、ＭＯＳトランジスタ２２１の制御電極に与えられる電位はＶＧＲ＋Ｎｓ２であるので、スイッチ２２７を介して共通出力線１０２に与えられる電位はＶＲＳ＋Ｎｓ２となる。その後、信号φＦＢがハイレベルである期間に信号／φＰＳ１および／φＳＷが一時的にハイレベルになり、転送部２０１で生じるノイズＮｔを加えたノイズＮｓ２＋Ｎｔがセンサセル部１０１に入力される。
【００６５】
期間（７）では、信号φＦＴがハイレベルであって、転送容量２２８の一方の端子はスイッチ２２６を介して共通出力線１０２と電気的に接続された状態にある。この期間に信号／φＳＬ１および／φＬ１がハイレベルになることで、センサセル部１０１の反転アンプ出力−（Ｎｓ２＋Ｎｔ）にＮｓ２が加算されて−Ｎｔが転送容量の一方の端子に与えられる。このときのレベルをクランプするために、信号／φＧＲが一時的にハイレベルになる。これにより、転送容量２２８にはＶＧＲ＋Ｎｔの電位差が保持される。
【００６６】
期間（８）においては、まず、信号φＦＢがハイレベルになり、ＭＯＳトランジスタ２２１と定電流源２２５とで構成されるソースフォロワの出力を共通出力線に接続する。そして、信号φＲＳおよび／φＰＳ２２がハイレベルになることで、メモリ容量４４５にノイズ２Ｎｔが書き込まれる。
【００６７】
期間（９）では、信号φＲＳ、／φＧＲおよびφＦＴがハイレベルになることで、転送容量２２８がリセットされるとともに、共通出力線１０２もリセットされる。このとき、ＭＯＳトランジスタ２２１と定電流源２２５とで構成されるソースフォロワの出力はＶＲＳである。
【００６８】
期間（１０）では、ＡＧＣ動作が行われる。信号／φＳＬおよび／φＬ１がハイレベルになると、センサセル部１０１の反転アンプから得られる出力はＳ１を光電変換による光信号として−（Ｓ１＋Ｎｓ２＋Ｎｔ）にセンサセル部のノイズＮｓ２が加わって、結果として−（Ｓ１＋Ｎｔ）が転送容量２２８の一方の端子に与えられる。転送容量２２８の他方の端子はＶＧＲ−（Ｎ１＋Ｎｔ）の電位となるため、転送部２０１のノイズＮｔが加わって、出力端子２０３からは、光信号−Ｓ１が出力される。期間（１０）におけるセンサセル部１０１の出力変化は、端子２０３を介してリアルタイムでモニタ部ＭＯＮにて観測される。モニタ部ＭＯＮにはゲイン可変増幅部が含まれており、後述するコントラストの検出結果に応じてゲインが可変される。これをオートゲインコントロール（ＡＧＣ）と呼ぶ。モニタ部によるモニタ動作の結果、期間（１０）での蓄積動作が終了した時点での、センサセル部１０１から出力される光信号を−Ｓ２とする。
【００６９】
期間（１１）では、信号φＦＴがハイレベルに保たれており、信号／φＳＬ１、／φＬ１及び／φＧＲがハイレベルになることで、転送容量２２８の一方の電極の電位がＶＲＳから−（Ｓ２＋Ｎｔ）分だけ変動する。
【００７０】
期間（１２）に信号／φＳＬ２１および／φＬ２がハイレベルになると、第２メモリセル部４０１に保持されていたノイズ２Ｎｔに、第２メモリセル部４０１のノイズＮｍ２が加わって、−２Ｎｔ＋Ｎｍ２が転送容量２２８の一方の端子に与えられる。つまり、転送容量２２８には、−２Ｎｔ＋Ｎｍ２−（−（Ｓ２＋Ｎｔ））＝Ｓ２−Ｎｔ＋Ｎｍ２分の電位変動量が保持されることになる。
【００７１】
期間（１３）では信号φＦＴがローレベルにある。信号φＦＢがハイレベルの期間に信号／φＰＳ２２がハイレベルになると、転送部２０１からは、Ｓ２−Ｎｔ＋Ｎｍ２にノイズＮｔが加わって、Ｓ２＋Ｎｍ２が第２メモリセル部４０１に与えられる。
【００７２】
期間（１４）に信号φＦＴをハイレベルとし、更に信号／φＳＬ２２と／φＬ２とをハイレベルとすると、反転アンプによって反転された−（Ｓ２＋Ｎｍ２）にノイズＮｍ２が加わって、信号−Ｓ２が転送部２０１に与えられる。この状態で、不図示のシフトレジスタから信号φＨが与えられるとバッファアンプ２０２を介して信号が読み出される。バッファアンプから読み出された信号は、図１に示したラインセンサ部の対において、どの位置（ビット）の単位画素で最大値あるいは最小値の信号が得られているのかを調べるために用いられ、この位置情報に基づいて、被写体のデフォーカス量（合焦位置からのずれ）を検出する。検出されたデフォーカス量に基づいて、不図示の制御部は撮像装置の光学系を調整して合焦させる。
【００７３】
ここまでは、図１３のタイミング図において実線で示した信号に従って、期間（１０）以降も高感度モードで動作する場合を説明してきた。以下では、破線で示した信号に従って、期間（１０）の途中から低感度モードで動作する場合を説明する。期間（１０）の途中から低感度モードに移行するのは、リアルタイムＡＧＣを行っている期間（１０）の前半で、ＰＫ比較器の出力が反転した場合、すなわち、ＰＥＡＫ出力３１８が飽和打ち切り電圧ＶＢＢに達した場合である。この場合には、ＰＫ比較器の出力が反転したことを受けて信号／φＳＷがハイレベルになり、ＣＰ１１７がＰＤ１１６に対して付加された状態になる。
【００７４】
期間（１１）以降では、利用するメモリが第１メモリセル部３０１に変更される点のみが先述の高感度モードと異なるので、詳細な動作の説明を省略する。
【００７５】
期間（１０）から低感度モードに移行する動作で特徴的なのは、期間（１４）にバッファアンプ２０２から出力される信号−Ｓ３には、蓄積動作中にＭＯＳトランジスタ１１５を導通させたことによるノイズが含まれる。しかし、ＰＫ比較器の出力が反転するほどの高輝度条件においては、このノイズは無視することができる。
【００７６】
次に、図１４を参照しながら、ＡＦセンサ動作を示すフローチャートを説明する。
【００７７】
まず、ＡＦセンサの動作が開始されると、センサセル部１０１をリセットしたことによるノイズがメモリセル部に書き込まれる。ここで、ＣＰがＰＤと接続された低感度モードにおけるノイズは第１メモリセル部に、ＣＰがＰＤから切り離された高感度モードにおけるノイズは第２メモリセル部に書き込まれる（期間（１）〜（８））。
【００７８】
高感度モードにおけるノイズは第２メモリセル部に書き込まれたことに引き続いて高感度モードにおける蓄積動作が行われ、同時にモニタ部で信号のモニタリングを行いながら、可変ゲイン増幅部のゲインを制御するＡＧＣ動作が行われる（期間（９）〜（１０））。
【００７９】
次に、期間（１０）にＡＧＣ動作が開始後の所定時間が経過するまでの期間にＰＢ比較器において、コントラストが閾値以上、すなわちＰＢ比較器の出力が反転した場合にはセンサセル部の蓄積動作が終了する。蓄積動作が終了したら、第２メモリセル部を用いてノイズ除去動作を行い（期間（１１）〜（１３））、その後バッファアンプ２０２から信号を読み出す（期間（１４））。
【００８０】
一方、期間（１０）にＡＧＣ動作が開始後の所定時間が経過するまでの期間にＰＢ比較器の出力が反転しなければ、ＰＫ比較器の出力が反転したか否かを判定する。前記所定時間は、用途に応じて設定しうるものである。ＰＢ比較器の出力が反転しない場合には、低輝度かつ低コントラストである状態なので、蓄積動作を強制的に終了し、可変ゲイン増幅部のゲインをより高い値に設定して再び高感度モードでの蓄積動作を開始する。一方、ＰＫ反転信号が反転した場合には、高輝度かつ低コントラストである状態を示すので、センサセル部において、ＣＰをＰＤと導通させて低感度モードに移行する。先述の通り、ＰＫ比較器に与えられる飽和打ち切り電圧ＶＢＢは高感度モードにおける飽和レベルよりも低い電圧に設定されているので、低感度モードに移行しても当然飽和レベル未満になる。従って、再び蓄積動作を最初から行う必要がなくなるので、高速な動作が可能となる。低感度モードに移行することにより、高輝度条件下でも蓄積時間を長く確保できるために十分なコントラストが得られる。
【００８１】
次に、ＰＢ比較器の出力が反転したら蓄積動作を終了し、反転しなければ可変ゲイン増幅部のゲインをより高い値に設定して、低感度モードでの蓄積動作を再び初めから行う。
【００８２】
低感度モードでのＡＧＣ動作においてＰＢ比較器の出力が反転したら、センサセル部の蓄積動作を終了して、第１メモリセル部を用いてノイズ除去動作を行い（期間（１１）〜（１３））、その後バッファアンプ２０２から信号を読み出す（期間（１４））。
【００８３】
以上で説明したように、本実施形態においてはセンサセル部の光信号をモニタするＡＧＣ期間に、センサセル部の蓄積動作を高感度モードから開始している。このため、高輝度低コントラストの被写体の焦点検出を行う場合であっても、センサセル部の蓄積動作を再度初期化することなく低感度モードに移行し、コントラストの検出を行うことが可能となり、ＡＦ動作を高速に実現することができる。
【００８４】
（実施例４）
実施例３では、図１３に示すタイミング図に基づいて光電変換装置の動作を説明した。図１３においては、低感度モードと高感度モードとで、それぞれノイズキャンセル動作を行った上で、第１及び第２メモリセル部に独立に転送部でのノイズ２×Ｎｔを書き込んでいる。実施例１では詳述していないが、スイッチやＭＯＳトランジスタを駆動する際にはランダムノイズが発生する。従って、期間（４）で第１メモリセル部３０１に書き込まれるノイズと、期間（８）で第２メモリセル部４０１に書き込まれるノイズとは、スイッチ等で発生するランダムノイズに起因する成分が異なっている。図１３に示した動作によれば、期間（１４）で読み出される信号からはランダムノイズも除去されているので、高精度なＡＦ動作が可能となっている。
【００８５】
本実施例では、上述のランダムノイズを考慮しない場合の動作を説明する。この場合には、図１３の期間（４）において、信号／φＰＳ２１とともに信号／φＰＳ２２をハイレベルにする。その後、図１３における期間（５）〜（８）に相当する動作を省略して、期間（９）の動作を行うことができるので、より高速なＡＦ動作が実現できる。本実施例においても、ＡＧＣ動作は高感度モードから開始されるので、実施例１と同様の効果が得られる。
【００８６】
なお、（１）〜（４）の動作を高感度モードで実行し、高感度モードにおけるノイズをメモリセル部に書き込んでも良い。この場合には、メモリセル部への書き込みからＡＧＣ動作の開始に至るまでの期間にＭＯＳトランジスタ１１５を動作させる必要がないので、ＭＯＳトランジスタ１１５に起因するランダムノイズを抑制できる利点がある。高感度モードは低輝度条件、すなわち信号成分が少ない条件で有効なものであるので、ノイズを抑制することで、高精度のＡＦ動作が可能となる。
【００８７】
さらに、本実施例においては、メモリセル部を各単位画素につき１つ設ければよくなるので、光電変換装置の小型化が図れるという利点もある。
【００８８】
また、精度を要求される場合には実施例１に係る動作を行い、高速な動作が求められる場合には本実施例に係る動作を行うように切り換えてもよい。
【００８９】
（実施例５）
図１５は本発明に係る光電変換装置を用いたＴＴＬ−ＳＩＲ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ−Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  Ｉｍａｇｅ  Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ）型オートフォーカスシステムを搭載した撮像システムの光学系概略図を示している。ここでは一眼レフカメラを例示する。
【００９０】
同図において、４０は被写体像をフィルムやイメージセンサ上に一次結像させるためのレンズ、４１はファインダースクリーン４２へ光を反射させるためのクイックリターンミラーであり、光を数１０％透過するハーフミラーとなっている。４３はＡＦ系へ光を導くためのサブミラー、４４は本発明に係る光電変換装置（ＡＦセンサー）である。４５はＡＦセンサー上に被写体像を再結像させるための二次結像レンズ（メガネレンズ）、４６はＡＦセンサー４４へ光を導く反射ミラー、４７はフォーカルプレーンシャッター、４８はフィルム又はイメージセンサ、４９は光線の主軸を示している。
【００９１】
本実施例において、実施例１または２に係る光電変換装置を用いることで、合焦スピードを低下させることなく、ダイナミックレンジが優れた撮像システムの実現が可能となる。
【符号の説明】
【００９２】
Ｌ１Ａ、Ｌ１Ｂ  ラインセンサ部
１１Ａ、１２Ｂ  単位画素
１００  光電変換装置
１０１  センサセル部
１０２  共通出力線
２０１  転送部
２０２  バッファアンプ
３０１  第１メモリセル部
３３５  メモリ容量
４０１  第２メモリセル部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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