CN1782772A - 焦点检测装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

焦点检测装置及其控制方法。本发明的课题是提供可以大幅缩短运算时间、由此延时较少且检测能力非常高的焦点检测装置及其控制方法。作为解决手段，具有：通过多个受光部接收来自被摄体的反射光而进行光电转换的自动对焦传感器(3)；把该自动对焦传感器(3)的输出转换成数字信号的A/D转换部(8)；对该A/D转换部(8)的输出进行存储的存储部(14)；以及根据该存储部(14)内的数据，并行地同时执行多个焦点检测运算的第2AF运算部(11)。

Description

焦点检测装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及高速进行照相机的焦点检测运算的焦点检测装置及其控制方法。

背景技术

有一种TTL(Transistor Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑)相位差自动焦点检测(AF：Automatic Focus)方式，是把通过了摄影镜头的光束引导到一对光电转换元件上，执行基于该各光电转换元件的输出的焦点检测运算，由此检测摄影镜头的散焦(Defocus)量。该方式一般在单镜头反光相机中广泛采用。

并且，在最近的单镜头反光相机中广泛采用了具有多个焦点检测区域的多点AF(Multi AF)，其测距点数也变得较多。

从而，焦点检测运算不仅花费运算时间，而且测距点增多，因此要对所有焦点检测区域完成运算需要几十ms单位的时间，导致了到对焦为止的延时的增加。

焦点检测运算一般使用微计算机的各种运算命令(计算机程序)而构成焦点检测算法，并进行焦点检测运算，为了缩短运算时间而使微计算机的工作时钟高速化，或使用高性能微计算机，但这种高速化终究是有限度的。

因此，有不采用通过微计算机进行的运算、而通过运算专用硬件进行焦点检测运算的技术。

例如有，在专用的硬件上进行反复进行的运算处理而运算焦点偏移量的技术(例如专利文献1)。而且，还有具备以缩短运算时间为目的、为了进行像偏移运算而求出焦点检测传感器数据的相关度结果的极值的电路的技术(例如专利文献2)。

这样，已知有为了缩短运算时间而通过硬件进行焦点检测运算的技术。

专利文献1  日本特开平5-88076号公报

专利文献2  日本特许3085014号公报

在上述现有技术中存在如下的问题点。

在焦点检测运算中最费运算时间的是运算一对光电转换元件的输出的相关度的相关度运算部分，如专利文献1中公开的技术所示，通过专用硬件来进行反复进行预定运算的相关度运算，具有很大的缩短效果。但是，虽然揭示了通过硬件进行相关度运算，但对于除此之外的运算处理，对于微计算机和硬件的运算的分担则没有揭示。

并且，虽然公开了根据相关度运算结果运算像偏移量，但根据相关度运算结果来运算像偏移量需要复杂的判断处理，通过硬件来运算像偏移量在硬件设计上很困难。

而且，根据专利文献2中公开的技术，判断到了相关度值的极值在硬件设计上也很困难。

即，硬件所擅长的运算处理为如专利文献1中揭示的那样是反复运算，并且，从将算法硬件化的角度来看，必须是以后不会有设计变更的单纯运算处理。相反地，微计算机所擅长的运算处理是通过硬件实现时电路规模变大的复杂的运算部分。另外，关于处理速度，是通过硬件进行运算更为高速。

这样，对焦点运算进行硬件化时，对所有的运算算法进行硬件化是困难的，需要结合运算时间和运算处理内容而对硬件化到何种程度为好进行划界。

但是，还没有发现揭示了这种划界的现有技术。

发明内容

本发明就是鉴于现有技术的上述问题点而提出，其目的在于，在对焦点检测运算的一部分进行了硬件化的照相机的焦点检测装置中，使焦点运算专用硬件的规模最小、缩短运算时间。更具体讲，其目的在于，仅对运算时间缩短效果较大的运算部分、或能以较小的电路规模进行运算的运算部分、或以后没有运算方式变更的可能性的运算部分进行硬件化而缩短运算时间，除此之外的运算部分通过作为控制单元的微计算机进行运算，并且把作为焦点检测传感器数据、即硬件运算部的输入的一对光电转换元件输出分割成多个块而并行地进行运算处理，由此实现进一步高速化。

本发明提供了一种焦点检测装置，其具有通过多个受光部接收来自被摄体的反射光而进行光电转换的自动对焦传感器，包括：转换电路，其把从上述自动对焦传感器输出的传感器数据转换成数字信号；存储电路，其对从上述转换电路输出的传感器数据进行存储；多个运算电路，其同时取得上述存储电路的存储内容，分别并行地执行焦点检测运算；以及控制电路，其根据上述多个运算电路的运算结果，执行焦点检测动作。

在本发明的焦点检测装置中，上述多个运算电路包括对上述存储电路中存储的一对传感器数据的相关程度进行运算的相关度运算电路。

在本发明的焦点检测装置中，上述存储电路分别针对上述多个运算电路，并列地输出上述传感器数据。

在本发明的焦点检测装置中，通过上述转换电路转换成数字信号的传感器数据按照从上述转换电路读出的顺序写入并存储到上述存储电路中。

在本发明的焦点检测装置中，上述存储电路是触发器。

在本发明的焦点检测装置中，上述多个运算电路分别把一个焦点检测区域分割成多个而进行焦点检测运算。

在本发明的焦点检测装置中，上述多个运算电路分别由与分割成上述多个的焦点检测区域相对应的多个运算电路构成。

在本发明的焦点检测装置中，与分割成上述多个的焦点检测区域相对应的多个运算电路分别并行地执行运算。

在本发明的焦点检测装置中，与分割成上述多个的焦点检测区域相对应的多个运算电路分别在上述多个焦点检测区域之间也并行地执行运算。

在本发明的焦点检测装置中，上述自动对焦传感器由与多个焦点检测区域相对应的多个行构成，针对每一个行设置了上述多个运算电路。

在本发明的焦点检测装置中，上述多个运算电路由硬件构成，上述控制电路由软件构成。

在本发明的焦点检测装置中，上述多个运算电路包括：相关度运算电路，其对存储在上述存储电路中的一对传感器数据的相关程度进行运算；单调性判断电路，其判断通过上述相关度运算电路进行相关度运算的传感器数据是否单调地增减；以及对比度判断电路，其判断通过上述相关度运算电路进行相关度运算的传感器数据是否有对比度。

本发明还提供了一种焦点检测装置的控制方法，该焦点检测装置具有通过多个受光部接收来自被摄体的反射光而进行光电转换的自动对焦传感器，该方法包括以下步骤：把从上述自动对焦传感器输出的传感器数据转换成数字信号；对从上述转换电路输出的传感器数据进行存储；多个运算电路同时取得上述存储电路的存储内容，通过该各运算电路并行地执行焦点检测运算；以及根据上述焦点检测运算的结果，执行焦点检测动作。

在本发明的焦点检测装置的控制方法中，并行地执行上述焦点检测运算的步骤包括：对存储在上述存储电路中的一对传感器数据的相关程度进行运算的步骤。

在本发明的焦点检测装置的控制方法中，还包括以下步骤：上述存储电路分别向上述多个运算电路并列地输出上述传感器数据。

本发明的效果是可以使焦点运算专用硬件的规模最小，并缩短运算时间。

附图说明

图1是表示本发明的概念的图。

图2是表示本发明的概念的比图1更详细的图。

图3是表示一种实施方式的具体结构的图。

图4是表示一种实施方式的照相机系统所搭载的AF机构的结构的图。

图5是表示图4中的AF光学系统和AF传感器的结构的图。

图6是表示一种实施方式中的多点AF传感器的传感器结构的图。

图7是表示一种实施方式中的第1AF运算部、第2AF运算部、以及存储部内的数据流的图。

图7-1是表示图7所示实施方式的变形例的图。

图8是用于说明一种实施方式中的运算IC的AF传感器控制和运算的时序图。

图9是用于说明一种实施方式中的运算顺序的大致的时序图。

图10是表示一种实施方式中的偏移校正的概念的图。

图11是放大表示图10中的原点附近的图。

图12是表示一种实施方式中的偏移校正运算电路的硬件动作的图。

图13是表示一种实施方式中的照度校正的概念的图。

图14是表示一种实施方式中的拍摄均匀亮度面时的照度校正前的输出的图。

图15是表示一种实施方式中的拍摄均匀亮度面时的照度校正后的输出的图。

图16是表示一种实施方式中的照度校正电路的硬件动作的图。

图17是表示一种实施方式中的微分滤波运算的概念的图。

图18是表示一种实施方式中的微分滤波运算电路的硬件动作的图。

图19是用于说明一种实施方式中的相关度运算电路的相关度运算的图。

图20是用于说明一种实施方式中的中央测距框内的相关度运算的移位的图。

图21是用于说明一种实施方式中的左测距框内的相关度运算的移位的图。

图22是用于说明一种实施方式中的右测距框内的相关度运算的移位的图。

图23是表示一种实施方式中的相关度运算电路的硬件动作的图。

图24是表示一种实施方式中的对比度判断的概念的图。

图25是表示一种实施方式中的对比度判断电路的硬件动作的图。

图26是表示一种实施方式中的单调性判断的概念的图。

图27是表示一种实施方式中的单调性判断电路的硬件动作的图。

图28是表示一种实施方式中的第3AF运算部的运算的流程图。

图29是表示一种实施方式中的相关度运算结果的相关度值的极值(最小值)和该点的求出方法的图。

图30是表示一种实施方式中的相关度运算结果的相关度值的极值(最小值)和该点的求出方法的图。

图31是表示一种实施方式中的相关度运算结果的相关度值的极值(最小值)和该点的求出方法的图。

图32是表示一种实施方式中的相关度运算结果的相关度值的极值(最小值)和该点的求出方法的图。

图33是表示一种实施方式中的相关度运算结果的相关度值的极值(最小值)和该点的求出方法的图。

图34是表示在各实施方式中求出的作为真正的最小值的移位量的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的一种实施方式进行说明。

首先，在图1中示出了本发明的概念。201是作为控制部的外部控制器、202是运算集成电路(称作运算IC)、203是自动对焦传感器(称作AF传感器)。运算IC 202具有：模拟/数字转换部(称作A/D转换部)204、存储部205、以及运算部206。外部控制器201对运算IC 202及AF传感器203的动作进行控制。

下面，对动作进行说明。

由AF传感器203输出的传感器数据(模拟信号)通过A/D转换部204转换成数字信号。该A/D转换后的传感器数据被存储到存储部205中。运算部206读取存储部205中所存储的传感器数据而执行焦点检测运算，由多个运算部207、208、209构成。这些运算部207、208、209同时取得传感器数据而并列地进行各个运算动作。

这样，不是分时地进行多个运算动作，而是并列地同时执行，由此可以大幅缩短运算时间。

运算部206的运算结果被提供给外部控制器201。外部控制器201根据运算部206的运算结果进行其余的焦点检测运算，执行焦点调节动作。

关于本发明，在图2中示出了本发明的概念的比图1更详细的情况。

存储部205由多个存储部210、211、212构成。在这些存储部210、211、212中存储了各不相同的、或一部分重复的、或完全相同的传感器数据(来自A/D转换部204的传感器数据)。其它结构与图1相同，省略其说明。

存储部210、211、212向运算部206内的运算部207、208、209输出数据。运算部207、208、209同时取得来自存储部210、211、212的数据，分别并行地执行焦点检测运算。

这样，不是按照时间顺序进行多个运算动作，而并行地同时执行，由此可以大幅缩短运算时间。

下面，通过图3对本发明的具体结构进行说明。

1是承担全体AF控制的AF控制部(控制单元)，搭载了微计算机(CPU)，相当于上述外部控制器201。2是运算集成电路(称作运算IC)，由AF控制部1控制而进行多点AF传感器3的控制和AF运算的一部分，因此相当于上述运算IC 202。3是具有多个焦点检测区域的多点自动对焦传感器(称作多点AF传感器)，相当于上述AF传感器203。

下面，对到计算出焦点检测结果为止的流程进行说明。

AF控制部1通过串行通信部4设定寄存器部5的值。该寄存器部5设定与多点AF传感器3的控制和AF运算相关的各种参数。

从时钟发生部6向多点AF传感器3提供寄存器部5中设定的频率值的时钟。该时钟发生部6产生用于驱动多点AF传感器3的源振时钟。

多点AF传感器3由多个光电转换元件构成。AF传感器控制部7根据寄存器部5的设定参数值，负责多点AF传感器3中的各光电转换元件的电荷积蓄动作(累加动作)的控制或电荷积蓄状态的读取控制。即，AF传感器控制部7是产生用于控制多点AF传感器3的预定脉冲的定序器。

多点AF传感器3根据AF传感器控制部7的控制，在结束了累加动作之后，输出累加结果(模拟值)作为传感器数据。针对每一个像素向A/D转换部(转换单元)8输出该传感器数据。A/D转换部8依次把针对每一个像素输入的传感器数据转换成数字值，提供给后级的第1AF运算部9。

作为AF运算单元，准备了下面的第1AF运算部9、第2AF运算部11、第3AF运算部13三个。第1AF运算部9、第2AF运算部11、第3AF运算部13相当于图1和图2的运算部207、208、209。

首先，第1AF运算部9对每个像素的传感器数据执行后述的运算。每当A/D转换部8输出了一个像素的传感器数据时，针对该像素输出执行该运算。从而，一边进行A/D转换一边进行运算，因此由于第1AF运算部9进行运算而对照相机全体带来的延时的增加非常微小。第1AF运算部9的运算结果被存储到第2存储部10中，并且提供给第1存储部(存储单元)14。第1存储部14相当于图1和图2的存储部205(由多个存储部210、211、212构成)。

在第2存储部10中存储了AF传感器控制和AF运算用IC 2的所有运算结果。可以通过串行通信部4把该第2存储部10内的运算结果读取到AF控制部1中。

第2AF运算部11相当于图1和图2中的运算部206，把第1AF运算部9的输出(存储部14内的数据)同时取到多个运算部中而分别并行地执行焦点检测运算，执行后述的对多点AF传感器3内的一对光电转换元件的输出的相关度进行运算的相关度运算，作为焦点检测运算。该相关度运算在AF控制部1内运算时，运算时间较长，因此为了缩短对照相机全体带来的延时，在由硬件构成的第2AF运算部11中执行。即，第1AF运算部9和第2运算部11是由加法器或减法器或乘法器等构成的硬件。把第2AF运算部11的运算结果存储到第2存储部10中。

第2AF运算部11除了上述相关度运算以外还进行用于判断被摄体的对比度或单调变化性的运算。对此也将在后面叙述。

而且，对焦点检测区域中的第2AF运算部11的运算结束时，从中断发生部12向AF控制部1提供预定的中断信号，通报运算结束。

最后，AF控制部1接收到上述中断信号时，从第2存储部10读取运算结果，通过AF控制部1内的第3AF运算部13执行AF的最终运算。

第3AF运算部13从运算第2AF运算部11的相关度运算结果的可靠性开始一直进行到运算未图示的摄影镜头的散焦量。该第3AF运算部13的运算由于是反复部分的运算部分较少、运算算法复杂、且还存在变更的可能性的运算，因此不适合通过硬件执行。并且，不像相关度运算那样需要较长的运算时间，因此倾向于通过微计算机进行运算。

通过如上的流程，控制多点AF传感器3而运算作为最终输出的摄影镜头的散焦量。

图4示出了照相机系统所搭载的AF机构。示出把TTL相位差AF方式应用于单镜头反光照相机的情况的示例。

30是交换镜头，具有对焦透镜31。对焦透镜31通过在光轴方向上进行驱动而得到对焦状态。32是驱动对焦透镜31的电机驱动器。33是镜头CPU，从照相机主体接收散焦量，运算对焦透镜31的驱动量，以该驱动量对对焦透镜31进行驱动控制。34是主反射镜，在AF时如图所示地降低，把光束分割到AF光学系统38和取景光学系统36中，而在摄影时向上方提升，把所有光束导向摄像元件44。35是取景用屏，36是取景光学系统，37是取景器目镜。38是副反射镜，在降低了主反射镜34时，把光束全反射到AF光学系统39，而在提升了主反射镜34时，一起提升到不遮挡射向摄像元件44的光束的位置。39是AF光学系统，通过图5对此进行详细说明。

40是AF传感器，把由AF光学系统分割的光束入射到内部的一对光电转换元件阵列上而产生用于焦点检测的信号，是具有多个的例如一对光电转换元件阵列的多点AF传感器，相当于图3中的多点AF传感器3。对此，通过图5和图6进行详细说明。41是承担AF控制的CPU，在进行运算之前从镜头CPU 33接收运算所需的镜头数据，把作为运算结果的散焦量发送给镜头CPU 33，相当于图3中的AF控制部1。42是AF传感器控制用和AF运算用的运算集成电路(称作运算IC)，通过CPU 41进行控制，由此承担AF传感器40的控制和AF运算的一部分，相当于图3中的运算IC 2。

43是焦平面快门，44是摄像元件(CCD)，如果是银盐相机则相当于胶卷。45是辅助光电路，在被摄体为低亮度而无法进行焦点检测的情况下，向被摄体发出辅助焦点检测的辅助光。46是辅助光投射用的投射镜头。

在图5中示出了AF光学系统39和AF传感器40的结构。由于是公知的TTL相位差AF光学系统的结构，所以进行简单的说明。

在摄影镜头50处于对焦状态时，透过了摄影镜头50的光束在作为AF光学系统39前面的假想面的摄像等价面51上聚焦，通过聚光透镜52会聚和分割后通过分离光阑53缩小光束，通过分离透镜54分别成像在作为AF传感器40内的受光部(光电转换元件)的传感器阵列55A及传感器阵列55B上。

构成了通过测量传感器阵列55A和传感器阵列55B的成像间隔来测量摄影镜头的散焦量的公知的TTL相位差AF方式。

在图6中示出了AF传感器40是4线3点式的多点AF传感器时的摄影画面内的测距区的配置。中央点是纵线61和横线60的交叉区域，左右两点是纵线62、63的线区域。即，形成了存在四组图5所示的一对光电转换元件阵列(传感器阵列55A、55B)的结构。

在图7中示出了AF传感器控制用和AF运算用的运算IC 42中的第1 AF运算部9和第2AF运算部11以及第2存储部10内的数据流。

如图3所示，多点AF传感器3的输出针对每一个像素通过A/D转换电路8由模拟信号转换为数字信号，每当一个像素的转换结束时发送给第1 AF运算部9。第1 AF运算部9由偏移校正运算电路15、照度校正运算电路16、以及微分滤波运算电路17构成。

A/D转换电路8的输出被输入给上述偏移校正运算电路15。偏移校正运算电路15对光电转换元件的各像素的偏移输出(在累加时间＝0的情况下输出的偏移成分)进行校正。运算的详细情况将在后面叙述。

偏移校正运算电路15的输出被输入给上述照度校正运算电路16。照度校正运算电路16对因为配置在多点AF传感器3前面的AF光学系统39内的聚光透镜52和分离透镜54的周边光量降低而造成的照度不均性进行校正，且对光电转换元件的各像素的感光度偏差进行校正。运算的详细情况将在后面叙述。

照度校正运算电路16的输出被输入给上述微分滤波运算电路17。微分滤波运算电路17进行微分处理而进行去除DC成分的运算。运算的详细情况将在后面叙述。

在进行偏移校正运算电路15和照度校正运算电路16的运算时，使用存储在第2存储部10的偏移校正/照度校正用数据存储器56中的校正数据，进行校正运算。

第1AF运算部9的输出被作为传感器数据存储到第2存储部10内的传感器数据存储器18中。传感器数据存储器18具有存储4线中的3线的像素输出的区域。传感器数据存储器18的内容可以由AF控制电路1读出。

并且，第1AF运算部9的输出被作为传感器数据提供给传感器数据触发器(FF)29并存储起来。传感器数据触发器29相当于图3中的第1存储部14，作为存储部而工作，能够通过AF控制电路1进行写入。

传感器数据触发器29向第2AF运算部11的各电路并列地输出传感器数据。与此相对，采用了RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)作为传感器数据存储器18。一般，在相同存储容量的情况下，触发器的电路规模要比RAM大。因此，传感器数据触发器29不具有所有四线的容量，而具有存储与一线对应的像素输出的区域。由此防止了电路规模增大。

从而，按照读出顺序把四线的传感器数据写到传感器数据触发器29中。即，在读出了四线的情况下，把最后读出的线的传感器数据存储到传感器数据触发器29中。

并且，传感器数据存储器18具有三线的存储容量，构成为在读出了四线的情况下，可以存储最初的三线的传感器数据。

这样，对于四线的传感器数据，把三线的数据存储到传感器数据存储器18中，把一线的数据存储到传感器数据触发器29中，由此没有无用的存储区域而减小了电路规模。

另外，对于传感器数据触发器29，可以通过AF控制电路1写入数据。

第2AF运算部11具有：相关度运算电路19a、19b、19c、单调性判断电路20a、20b、20c、以及对比度判断电路21a、21b、21c。对于这些电路，从传感器数据触发器29分别独立地输入传感器数据。

上述相关度运算电路19a、19b、19c对传感器阵列55A的传感器数据和传感器阵列55B的传感器数据之间的相关度进行运算。该运算是用于运算传感器阵列55A和传感器阵列55B的成像间隔的最重要的运算。并且，相关度运算是所有AF运算中最需要运算时间的运算部分，且反复单纯的运算，因此最适合于硬件进行的运算，并且也是延时的缩短效果较大的运算部分。相关度运算结果被存储到第2存储部10内的相关度运算结果存储器22中，可以由AF控制电路1读出。运算的详细情况将在后面叙述。

上述单调性判断电路20a、20b、20c是判断通过相关度运算电路19a、19b、19c进行相关度运算的传感器数据是否单调地增减的电路。该单调性判断结果被存储在第2存储部10内的单调性判断结果存储器23中，可以由AF控制电路1读出。为了简化硬件的结构，构成为只是把判断结果留在存储器中，而实际地把判断结果反映到运算上是由AF控制电路1内的第3AF运算部13进行。运算的详细情况将在后面叙述。

上述对比度判断电路21a、21b、21c是判断通过相关度运算电路19a、19b、19c进行相关度运算的传感器数据是否有对比度的电路。该对比度判断结果被存储在第2存储部10内的对比度判断结果存储器24中，可以由AF控制电路1读出。为了简化硬件的结构，构成为只是把判断结果留在存储器中，而实际地把判断结果反映到运算上是由AF控制电路1内的第3AF运算部13进行。运算的详细情况将在后面叙述。

以上的第1AF运算部9及第2运算部11中的各运算电路是下述的电路：由于反复运算较多、且是已经确定的运算技术，因此也没有以后变更运算方式的可能性，另外，特别是假设相关度运算电路19a、19b、19c通过微计算机进行运算时，需要很多的运算时间。从而，适合于由硬件进行的运算。

AF控制电路1包括按照存储在未图示的闪速ROM(Flash Read OnlyMemory，闪速只读存储器)中的AF运算算法的程序进行AF运算的第3AF运算部13，从第2存储部10的各存储区域中读出数据，进行如下的运算而运算摄影镜头50的散焦量。即，第3AF运算部13具有：最小值/极值判断电路25、可靠性判断电路26、散焦量运算电路27、以及散焦量校正运算电路28。

上述最小值/极值判断电路25是如下电路：从相关度运算结果存储器22、单调性判断结果存储器23、以及对比度判断结果存储器24的数据中，选择相关度运算结果的极小值，选择其最小值等。运算的详细情况将在后面叙述。

上述可靠性判断电路26是根据最小值/极值判断电路25的判断结果(选择结果)而判断相关度运算的可靠性的电路。运算的详细情况将在后面叙述。

上述散焦量运算电路27是如下电路：根据最小值/极值判断电路25和可靠性判断电路26的判断结果，运算传感器阵列55A和传感器阵列55B的成像位置的像间隔(两像间隔)，并根据该像间隔运算摄影镜头50的散焦量。运算的详细情况将在后面叙述。

上述散焦量校正运算电路28是如下的电路：对散焦量运算电路27所运算的散焦量进行校正，进行与温度或像差等相关的散焦量的校正，运算最终发送给镜头CPU 33的散焦量。

以上的第3AF运算部13内部的各运算中反复运算较少，且还有以后变更运算方式的可能性，并且即使由微计算机进行运算也不是需要很长运算时间的部分。从而，适合于由微计算机进行的运算。

另外，图7中的AF传感器40的读出线仅为一个，但如图7-1所示，也可以是设置三个AF传感器40的读出线(线A、线B以及线C)的结构。

在该图7-1中，与读出线A对应地、与图7相同地设置了A/D转换电路8、和包括第1 AF运算部9、存储部10以及第2 AF运算部11的运算模块160。并且，与读出线B对应地设置了A/D转换电路308和具有与运算模块160相同功能的运算模块302。而且，与读出线C对应地设置了A/D转换电路408和具有与运算模块160相同功能的运算模块402。

并且，由作为单芯片IC的运算IC 170构成上述的A/D转换电路8和运算模块160、A/D转换电路308和运算模块302、A/D转换电路408和运算模块402。该结构中的运算的详细情况将在后面叙述。

图8是运算IC 2中的AF传感器控制和运算的时序图。

如图6中所说明的，AF传感器40具有四个独立的区域(光电转换元件阵列有4线的结构)。首先，CPU 41向寄存器部5设定累加条件(感光度等的累加所需的条件)。而且，使AF传感器控制部7通过寄存器部5进行动作，4个区域一起开始AF传感器40的累加动作。

累加动作开始之后，AF传感器40在达到适当的电荷积蓄量时由未图示的内部电路动作而停止累加。分配到各区域的光的量分别不同，因此在累加结束时在各区域中各不相同。

在累加时间最长的(最暗的)区域的累加结束时，通过寄存器部5使AF传感器控制部7工作而控制A/D转换部8，AF传感器40输出的每一个像素的模拟输出被转换成数字信号。该各像素输出例如与AF传感器40输出的十几μs周期的脉冲波形同步地按照模拟信号输出，A/D转换部8与该脉冲波形同步地转换成数字信号。

按照区域1～4的顺序读出像素输出，每当读出了一个像素的像素信号时，进行与该像素输出对应的第1AF运算部9的运算。即，第1AF运算部9应在十几μs之内结束该像素的运算处理，对于硬件运算器而言是可以充分进行处理的时间。从而，构成为几乎不存在由于执行第1AF运算部9而产生的延时增加。

在区域1的最终像素输出结束时，接着，A/D转换部8开始对区域2进行读出。在第1 AF运算部9进行针对区域1的最终像素输出的运算处理之后，进行第2 AF运算部11的运算处理。

针对区域1的第2 AF运算部的处理在区域2的A/D转换中(即，区域2的第1AF运算部的处理中)并行地执行。即，第2 AF运算部11应在(十几μs×区域1的像素数)之内结束该像素的运算处理，需要是能够达到这一点的硬件运算器的结构。从而，构成为几乎不存在由于执行第2 AF运算部11而产生的延时增加。

对于所有区域进行如上说明的区域1的读出及运算处理。在区域4的第2 AF运算部11的运算结束时，中断发生部12向CPU 41输出中断信号，通报运算结束。

并且，在接收到中断信号时，CPU 41通过串行通信部4从第2存储部10中读出运算结果，由第3 AF运算部13通过微计算机进行运算。

在该第3 AF运算部13中的运算结束时，运算出了作为焦点检测运算的最终运算结果的摄影镜头散焦量。

图9是表示运算顺序的大致的时序图。

第1 AF运算部9接收到A/D转换部8的输出后，首先进行偏移校正运算，接着进行照度校正运算，最后进行微分滤波运算(图8和图9的运算1)。

而且，第2 AF运算部11接收到第1 AF运算部9的输出后，并列地进行对比度判断、单调性判断及相关度运算这三项(图8和图9的运算2)。

并且，第2 AF运算部11如后述那样，在把相当于AF传感器的1线的测距区分割为3份(中央测距框、左测距框、右测距框)而形成的检测电路中分别进行运算。如图9所示，针对对比度判断、单调性判断以及相关度运算的各个运算，分别并列地执行上述三个电路(中央测距框、左测距框、右测距框)的运算。

这样，相对于分时(串行)地对上述三个电路进行的运算，运算时间缩短为约1/3，实现了高速化。

另外，根据图7-1的结构，针对AF传感器40设置了线A、线B以及线C三个读出线，因此不必从AF传感器40的区域1～4中依次读出三个区域的传感器数据，而可以并行地读出。因此，可以对三个区域的传感器数据分别并行地进行对比度判断、单调性判断以及相关度运算，相对于图7的结构，可以更高速地进行运算处理。而且，也可以是设置与AF传感器40的区域数相同的四个上述读出线的结构。在这种情况下，能够对四个区域的传感器数据全部并行地进行运算处理，能够更高速地进行运算处理。

而且，第3 AF运算部13接收到第2 AF运算部11的输出之后，首先进行最小值/极值判断，接着进行可靠性判断，接着进行散焦量运算，接着进行散焦量校正运算。

首先，对第1 AF运算部9内的基于硬件的运算结构进行说明。

下面说明各运算模块的详细情况。

即使对理想的均匀亮度面进行拍摄，实际上由于AF光学系统透镜(聚光透镜52和分离透镜54)的周边光量低下以及各个像素的感光度偏差(斜率成分、偏移成分)而无法形成平直的传感器输出。

这样，这里把对与AF光学系统和传感器像素特性相关的噪声成分进行校正的校正统称为平直度校正，校正为在拍摄理想的均匀亮度面时传感器输出变得平直。

在平直度校正中有偏移校正和照度校正，这里把对各个像素的偏移成分(固定模式噪声去除)进行校正称作偏移校正，这里把对AF光学系统的周边光量低下和各像素的感光度偏差进行校正称作照度校正。

图10是偏移校正的概念图。

光电转换元件由于电荷积蓄时间(累加时间)及其输出(传感器数据)大致成正比，因此各个像素的斜率稍有不同，形成如图10所示的输出特性。对其原点附近(图示虚线围成的部分)进行放大时，如图11所示，即使累加时间＝0也随着各像素产生少许的输出差。该成分是偏移成分(固定模式成分)，所谓偏移校正是指预先测量该偏移量之后，在传感器数据中对该量进行校正以使各像素通过该图原点。

在图12中示出了偏移校正运算电路15的硬件动作。

作为输入及输出如下。

输入：A/D转换电路8的输出D(i)(A/D转换电路8的输出值)

传感器感光度数据(KAND、1位)(寄存器部5的设定值)

偏移校正数据01(i)、02(i)(偏移校正/照度校正用数据存储器)

像素选择数据(1位)(寄存器部5的设定值)

输出：校正后的数据D’(i)

这里，A/D转换电路8的输出D(i)就是像素输出。

传感器感光度数据(KAND)表示AF传感器40的感光度。在AF传感器40中有低感光度模式和高感光度模式，这里是因为偏移成分随感光度而不同。

偏移校正数据01(i)及02(i)是各感光度的偏移校正数据(01(i)是低感光度模式下的校正数据，02(i)是高感光度模式下的校正数据)。这些校正数据在工厂里的制造过程中针对各个相机而测量，并存储到AF控制电路1内的未图示的FROM内。在偏移校正开始之前，预先在偏移校正/照度校正用数据存储器56中设定校正数据。

并且，由于偏移校正是最初的运算，因此根据寄存器5中所设定的像素选择信息仅进行有效像素的运算。即，A/D转换电路8的输出还包含遮光像素和哑元像素的输出，因此仅选择有效像素而输出到以后的运算部中。

首先，根据传感器感光度数据(KAND)72，通过选择器73对要把高感光度用偏移校正数据70和低感光度用偏移校正数据71(例如，8位数据)中的哪一个用作校正值进行选择，作为校正值，发送给后级的寄存器(16位)74。

另一方面，每当AD转换电路输出75(例如10位传感器数据)结束了AD转换时，针对每一个像素输出给选择器76(例如，以16位为单位进行运算)。

选择器78根据像素选择信息(1位、“1”是要校正(有效像素)，“0”是不校正(无效像素))77选择此次读出第几像素的像素数据，选择器76仅在选择器78为“1”时把A/D转换电路输出75的输出发送给后级的寄存器(16位、前6位＝0)79。

减法器80从寄存器79的输出(例如，16位)D(i)中减去寄存器74的输出(例如，8位)0(i)，把其结果D’(i)输出给寄存器(16位，前6位＝0)81。

D’(i)＝D(i)-0(i)

最后，把寄存器81中所存储的结果(例如，16位中10位有效，前6位是0)D’(i)发送给下面的照度校正电路16。

图13是照度校正的概念图。

像在图10中也说明过的那样，累加时间和传感器输出(传感器数据)大致成正比。因为对于每个像素存在感光度偏差，因此如图10所示，对于每个像素斜率稍有不同。照度校就是对该感光度偏差和光学系统的周边光量低下进行校正，校正为输出与作为所有像素的特定感光度(这里为中间感光度)的像素一致。

即，对于感光度较低的像素，乘以大于等于“1”的系数而增大输出，相反，对于感光度较高的像素，乘以小于“1”的系数而减小输出。

图14和图15示出了拍摄均匀亮度面时的照度校正前后的输出。横轴示出了各像素的排列，连接了相邻像素的输出。

校正前的数据由于光学系统的周边光量低下和各像素的感光度偏差，形成多管型锯齿纹的输出，但校正后的数据变成平直的输出。

预先测定各像素的校正系数，对校正前的传感器数据乘以这个量，使均匀亮度面的输出在各像素上变得相等。

图16是表示照度校正电路16的硬件动作的图。

作为输入及输出如下。

输入：偏移校正运算电路的输出D’(i)(寄存器81的输出值)

传感器感光度数据(KAND、1位)(寄存器72的值，与偏移校正相同)

照度校正数据H1(i)、H2(i)(偏移校正/照度校正用数据存储器56)

输出：校正后的数据D”(i)

照度校正数据H1(i)及H2(i)是各感光度的照度校正数据(H1(i)是低感光度模式下的校正数据，H2(i)是高感光度模式下的校正数据)。这些校正数据在工厂里的制造过程中针对各个相机而测定，存储在AF控制电路1内的未图示的FROM内。在照度校正开始之前，预先在偏移校正/照度校正用数据存储器56中设定了校正数据。

照度校正数据是前述的校正系数，是“1”前后的值，因此例如以整数部分为1位且小数部分为8位共9位构成。

首先，根据传感器感光度数据(KAND)72，通过选择器84对要把高感光度用照度校正数据(9位)82和低感光度用照度校正数据(9位)83中的哪一个用作校正值进行选择，作为校正值，发送给后级的寄存器85(16位，前7位＝0)作为校正数据H(i)。

乘法器86把偏移校正结果的寄存器81的输出D’(i)和寄存器85的输出H(i)相乘，把其结果D”(i)输出给寄存器87。

D”(i)＝D’(i)×H(i)

最后，把寄存器87中所存储的结果(例如，16位中10位有效，前6位是0)发送给下面的微分滤波运算电路17。

图17是微分滤波运算的概念图。

照度校正运算的结果取例如相邻4像素的像素间的变化时，变成进行微分处理。把进行该微分处理后的传感器数据作为进行后级的相关度运算等的运算对象传感器数据。

由此可以去掉低频成分。特别是可以在立体感不强的被摄体中期待检测精度的提高。

并且，由于消除了传感器阵列55A的传感器数据与传感器阵列55B的传感器数据之间的电平差，因此不会有由于电平差的影响而造成的相关度运算的可信性降低。

图18是表示微分滤波运算电路17的硬件动作的图。

作为输入及输出如下。

输入：照度校正电路的输出D”(i)(寄存器87的输出值)

微分运算的偏移值(寄存器部5的设定值)

是否要执行微分滤波运算的开/关寄存器(寄存器部5的设定值)

输出：微分滤波运算后的数据D ”’(i)

如已全部说明过的那样，A/D转换电路8在每当1像素转换结束时执行照度校正运算，其结果依次存储到寄存器87中。微分运算滤波器例如把相邻4像素的像素之间的差分作为输出，因此待相邻4像素的像素的照度校正运算结束后依次进行运算。

首先，把进行运算的对象的照度校正电路输出存储到寄存器88中，等待相邻4像素的对方像素的照度校正运算电路输出向寄存器89的输出结束。

并且，通过加法器91对寄存器90中所存储的微分运算的偏移值(OFFSET)和寄存器(16位(前6位＝0))88的值进行加法运算。该偏移值的作用是，由于当微分滤波运算的结果为负数时，后级的相关度运算的运算器变得复杂，因此不让此类情况发生。并且，在减法运算之前加上偏移值的原因是使得在中途不会出现负数而简化运算器的结构。

并且，通过减法器92从该加法运算结果中减去寄存器89所输出的相邻4像素的结果，把结果存储到寄存器(16位(前6位＝0))93中。

并且，根据确定是否要执行滤波运算的滤波运算开/关寄存器94，选择器95把寄存器88或寄存器93中的任意一个的值输出给后级的选择器96。选择器96根据当前正在进行第几像素的处理来选择存储器中所存储的地址。

最后，把微分滤波运算结果存出到由选择器96所选择的地址的传感器数据存储器18中。在滤波运算开/关寄存器94中已设定为执行滤波运算的情况下，传感器数据存储器18的最后4像素的数据不存在。这是因为相邻4像素的像素不存在的缘故。

在如上所述那样构成硬件时，可以通过硬件来实现运算的高速化，因此可以与AD转换电路8的转换动作大致并行地进行三个运算处理(偏移校正、照度校正、微分滤波运算)，不会有由于进行运算处理而产生的延时增加。

接着，对于由第2AF运算部11内的硬件实现的运算结构进行说明。首先，对相关度运算电路19a、19b、19c进行说明。

图19是把一个区域分割成3份而进行相关度运算的示意图。，把一个测距区100分割成左测距框(1框)101、中央测距框(2框)102、右测距框(3框)103三份而进行相关度运算。作为分割的原因，是为了即使被摄体位于测距区100的端部也能够进行检测。

即，对于一个测距区进行三个框的相关度运算、对比度判断以及单调性判断。

图20是说明中央测距框102内的相关度运算的移位的图。

有这样的示例，某一个测距区内的传感器阵列55A的输出(微分滤波运算结果、传感器数据存储器18)有60像素、同样地传感器阵列55B的输出有60像素。这里，把传感器阵列55A的输出定义为L(左)传感器数据(16位)、把传感器阵列55B的输出定义为R(右)传感器数据(16位)，从左侧的先头像素开始赋予连续编号而描述全部“120”个像素。

对于最上侧的28像素的相关块(图的网点部)而言，右侧的先头像素的编号是“93”，左侧的先头像素的编号是“1”，因此右-左的偏移量成为92像素。

下面，当如图20那样把左右配置成人字形的64像素移位时，就构成了中央测距框102内的相关度运算的移位，具有偏移量29像素～92像素的检测能力。

在各移位位置中，对于左右的相关块进行下面的运算。

F＝∑|DL(i)-DR(i)|    (i＝1～28)

这里，DL(i)：左侧的相关块内第i个输出

DR(i)：右侧的相关块内第i个输出

F：相关度值

该F值是相关度值，左右的相关块内的输出越相似(相关度越高)，F值就成为越小的值。这里，通过硬件进行F值的运算。

在各移位中，把相关度值F的运算结果存储到相关度运算结果存储器22中。

后述的单调性判断结果也分别按左和右与单调性判断结果存储器23相对应地进行存储。并且，对比度判断结果也分别按左和右存储在对比度判断结果存储器24中。

这里，仅进行相关度值F的运算、单调性判断以及对比度判断，使用其结果进行散焦量的运算的是第3AF运算部13。在硬件中仅执行这样单纯的运算，由此可以简化硬件结构。

中央测距框102内的相关度运算通过相关度运算电路(中央)19a进行。

图20是说明左测距框101内的相关度运算的移位的图。

在左测距框101中如图所示地配置相关块。中央测距框102的块内是28像素，但这里是20像素。

对于最上侧的20像素的相关块(图的网点部)而言，右侧的先头像素的编号是“69”，左侧的先头像素的编号是“1”，因此右-左的偏移量成为68像素。

下面，在如图21那样左右移位43像素时，就构成了左测距框101内的相关度运算的移位，具有偏移量26像素～68像素的检测能力。

在各移位位置，进行与中央测距框相同的相关度运算。对于运算结果的存储器而言，与中央测距框相同。左测距框101内的相关度运算通过相关度运算电路(左)19b进行。

图22是说明右测距框103内的相关度运算的移位的图。

在右测距框103中如图所示地配置相关块。与左测距框101同样，块内是20像素。

对于最上侧的20像素的相关块(图的灰色部分)而言，右侧的先头像素的编号是“100”，左侧的先头像素的编号是“32”，因此右-左的偏移量成为68像素。

下面，在如图22那样左右移位43像素时，就构成了右测距框103内的相关度运算的移位，具有偏移量33像素～68像素的检测能力。

在各移位位置，进行与中央测距框相同的相关度运算。对于运算结果的存储器而言，与中央测距框相同。

图23是表示相关度运算电路19a、19b、19c的硬件动作的图。

作为输入及输出如下。

输入：左传感器数据DL(i)

右传感器数据DR(i)(是微分滤波运算电路17的输出，传感器数据FF29的存储值)

移位数的值SFT(表示此次运算是图15～图17的第几移位编号的运算)

区域编号EREA(表示此次运算是1～4中的哪个区域的运算)

框编号WAKU(表示此次运算是中央左右的哪个框内的运算)

输出：相关度运算结果F(k)(k＝1～SFT)

在图21中说明的中央测距框102的情况下进行说明(假设EREA和WAKU设定成了适当值)。

首先，成为SET＝“1”，进行图20的移位图的最上侧的相关块内的相关度运算。选择器109和110从左右各自的传感器数据触发器29中仅抽取该块(左是从第1个像素开始的28像素，右是从第93个像素开始的28像素)。

然后，选择器112从选择器109所抽取的左传感器数据区域111中选择一个像素(寄存器113)，选择器115从选择器110所抽取的右传感器数据区域114中选择一个像素(寄存器116)。

然后，减法器117减去寄存器113和寄存器116的值，绝对值运算器118计算减法器117的结果的绝对值。累加运算器119对绝对值运算器118的结果进行累加。

反复进行预定次数的从选择器112和选择器115的动作至累加运算器119的动作(如果是中央测距框，为28次，如果是左右测距框，为20次)。

即，进行了F＝∑|DL(i)-DR(i)|(i＝1～28)的运算，计算出一个相关块的相关度值F，因此存储到选择器120所指定的地址的相关度运算结果存储器22中。选择器120根据此次的SFT值选择存储的地址。

根据图20中的所有相关块进行上述运算，对于所有的相关块，把相关度值F存储到相关度运算结果存储器22中。

因此，选择器109和选择器110构成为可以按照人字形配置的图20的移位来选择传感器数据。

与图21中所说明的左测距框101的情况下的相关度运算电路19b同样，图22中所说明的右测距框103的情况下也通过相关度运算电路19c执行。

通过使与以上说明的中央测距框102、左测距框101、右测距框103对应的相关度运算电路(中央、左、右)19a、19b、19c同时工作，可以缩短运算时间。

图24是对比度判断的概念图。

需要判断相关块内的对比度是否充分。因为对比度低的相关块就没有充分的AF可靠性。

如图24所示，把进行相关度运算的相关块内的最大输出值和最小输出值之差定义为对比度值。这里，从对比度检查对象中排除相关块像素的两端两个像素。其理由是，只有在端部即使存在对比度也会妨碍相关度运算。

CONTRAST＝MAX-MIN

将该CONTRAST值与预定值进行比较，如果存在预定值以上的对比度，则对比度判断结果为OK，如果小于预定值，则对比度判断结果为NG。

图25是表示对比度判断电路21a、21b、21c的硬件动作的图。

作为输入及输出如下。

输入：左传感器数据DL(i)

右传感器数据DR(i)

移位数的值SFT、区域编号EREA、框编号WAKU(以上，与相关度运算电路19a、19b、19c的输入相同)

对比度判断值CMIN(寄存器部5的设定值)

输出：左测距框(1框)左对比度判断结果CL1(k)

中央测距框(2框)左对比度判断结果CL2(k)

右测距框(3框)左对比度判断结果CL3(k)

左测距框(1框)右对比度判断结果CR1(k)

中央测距框(2框)右对比度判断结果CR2(k)

右测距框(3框)右对比度判断结果CR3(k)

当前对比度判断中的左块的对比度值ContL

当前对比度判断中的右块的对比度值ContR

(k＝1～SFT)

针对左传感器数据的对比度判断动作与针对右传感器数据的动作相同，因此仅说明针对左传感器数据的动作。

选择器109的动作与图23中的表示相关度运算电路19a、19b、19c的硬件动作的图相同。通过最大值检测器123从在选择器109所抽取的左传感器数据区域111(与图23相同)中排除了端部的两个像素后的区域121中抽取出表示最大值的值，通过最小值检测器124从区域121中抽取出表示最小值的值。

然后，通过减法器125从最大值检测器123的结果中减去最小值检测器124的结果，把其结果存储到寄存器126(右侧的运算时为寄存器127)中作为相关块内的对比度值。寄存器126的值继续在单调性判断电路20a、20b、20c中使用。

而且，减法器128从作为对比度值的减法器125的结果中减去寄存器129中存储的对比度判断值。该减算结果的符号信息(进位、借位)130为对比度判断电路21a、21b、21c的结果。存储到选择器131所指定的地址的对比度判断结果存储器24中。选择器131根据此次的SFT值选择存储的地址。按照左右和框编号存储到不同的存储器区域中。

与相关度运算动作并行地执行以上的对比度判断动作。对比度判断动作的执行时间比相关度运算动作的时间短，不会出现由于执行对比度判断而引起的延时增加。

对比度判断通过与中央测距框102、左测距框101、右测距框103对应的对比度判断电路(中央、左、右)21a、21b、21c同时并行地执行。

图26是单调性判断的概念图。

需要判断相关块内的传感器数据是否单调增加或单调减少。因为在单调性的传感器数据中没有充分的AF可靠性。

单调变化检查的范围与对比度检查的范围相同(除去端部两个像素)。

运算在检查对象范围内相邻的像素间的输出差的绝对值之和：∑|D(i+1)-D(i)|并如下地进行判断。

如果∑|D(i+1)-D(i)|≤(对比度值×系数)

且

∑|D(i+1)-D(i)|的最大值≤最大判断值，

则判断为单调变化。

即，在完全单调变化时，由于∑|D(i+1)-D(i)|＝对比度值，因此为了得到一定程度的幅值而乘以系数。并且，即使具有单调性，由于在∑|D(i+1)-D(i)|的最大值具有一定程度的对比度时，可以高精度地AF，因此在这种情况下不判断为具有单调性。

图27是表示单调性判断电路20a、20b、20c的硬件动作的图。

作为输入及输出如下。

输入：左传感器数据DL(i)

右传感器数据DR(i)

移位数的值SFT、区域编号EREA、框编号WAKU(以上，与相关度运算电路19a、19b、19c的输入相同)

单调性判断值LIMIT1(寄存器部5的设定值)

单调性判断系数COEFF(寄存器部5的设定值)

相关块内对比度值ContL、ContR(作为对比度判断电路的输出的寄存器126和127)

输出：左测距框(1框)的单调性判断结果SL1(k)

中央测距框(2框)的单调性判断结果SL2(k)

右测距框(3框)的单调性判断结果SL3(k)

左测距框(1框)的单调性判断结果SR1(k)

中央测距框(2框)的单调性判断结果SR2(k)

右测距框(3框)的单调性判断结果SR3(k)

(k＝1～SFT)

针对左传感器数据的单调性判断动作与针对右传感器数据的动作相同，因此仅说明针对左传感器数据的动作。

选择器109的动作与图23中的表示相关度运算电路19a、19b、19c的硬件动作的图相同。针对从选择器109所抽取的左传感器数据区域111(与图23相同)中排除端部的两个像素后的区域121内的传感器数据进行单调性判断。至此为止，与对比度判断电路21a、21b、21c相同。

选择器132从区域121内选择一个像素数据(寄存器133)，再选择其相邻的像素数据(寄存器134)，减法器135进行其减法运算。绝对值运算器136运算减法器135的结果的绝对值，累加运算器137对绝对值运算器136的结果进行累加。

反复预定次数(中央框为23次，左右框为15次)的选择器132的动作～累加运算器137的动作。即，进行∑|DL(i)-DL(i+1)|的运算，其结果用于减法器138中的运算。

并且，通过乘法器140把作为对比度判断电路21a、21b、21c的输出的对比度值结果存储寄存器126的值和判断系数存储寄存器139的结果相乘。该寄存器139的系数为整数部分1位和小数部分8位，使寄存器126的值成为预定倍。把乘法器140的结果存储到寄存器141中作为判断值。

而且，减法器138从累加运算器137的结果中减去寄存器141中所存储的判断值。其减算结果的符号信息(进位、借位)142为单调性判断电路20a、20b、20c的结果之一，并发送给与运算器148。

并且，通过最大值检测器144检测绝对值运算器136的最大值，接着减法器145从最大值检测器144的结果中减去寄存器146中所存储的一个判断值。该减法结果的符号信息(进位、借位)147为单调性判断电路20a、20b、20c的结果之一，并发送给与运算器148。

与运算器148对符号信息142和符号信息147的值进行与运算，其为最终结果。

这样构成以后，如果∑|D(i+1)-D(i)|≤(对比度值×系数)、

且|D(i+1)-D(i)|的最大值≤最大判断值，则判断为单调变化。

存储到选择器149所指定的地址的单调性判断结果存储器23中。选择器149根据此次的SFT值选择存储的地址。按照左右和框编号存储到不同的存储器区域中。

与相关度运算动作并行地执行以上的单调性判断动作。单调性判断动作的执行时间比相关度运算动作的时间短，不会出现由于执行单调性判断而引起的延时增加。

并且，单调性判断通过与中央测距框102、左测距框101、右测距框103对应的单调性判断电路(中央、左、右)20a、20b、20c同时并行地执行而缩短了延时。

以上，结束了基于硬件的所有运算，并如图8所述那样，向AF控制电路1发送通报运算结束的中断信号，AF控制电路1收到该信号时进行如下的第3AF运算部13的运算。

图28是表示第3AF运算部13的运算的流程图。

如图8所述，步骤S1是通过串行通信部4把存储器10中所存储的运算结果信息转发给AF控制电路1的第3AF运算部13内的存储器(未图示)的步骤。

接着，反复步骤S2～S7，通过图29～图33进行说明，求出移位数与相关度值F之间的关系。从在图20～图22中所说明的初始位置的相关块(图20～图22的移位图的最上侧的相关块)开始到该图最下侧的相关块的所有移位中，反复步骤S2～S7而求出移位数和相关度值F的特性。

步骤S2、S3是根据转发到第3AF运算部13内的存储器(未图示)的对比度判断结果来判断在相关块内是否存在对比度的步骤，并判断是否已判断为左右相关块双方均存在对比度。在没有对比度的情况下，由于是参照相关度值F的相关块的对象之外，因此转到步骤S7，移位到下一个相关块。

步骤S4、S5是根据转发到第3AF运算部13内的存储器(未图示)的单调性判断结果来判断相关块内是否存在单调性的步骤，并判断是否已判断为左右相关块的双方均没有单调性。在有单调性的情况下，由于是参照相关度值F的相关块的对象之外，因此转到步骤S7，移位到下一个相关块。

步骤S6针对具有对比度且没有单调性的相关块求出相关度运算结果22的相关度值的极值(最小值)及其点。对此，通过图29～图33进行说明。

步骤S7判断是否反复执行了步骤S2～S7一直到图20～图22中所说明的初始位置的相关块(图20～图22的移位图的最上侧的相关块)的最下侧的相关块，当还有下一个块时转到步骤S2。

以上相当于最小值/极值判断电路25的动作。

以上，通过步骤S2～S7，得到相关度值F和移位数之间的关系。对此，通过图29～图33进行说明。图29～图33示出了相关度值F与移位数之间的关系。

在图29～图33中，纵轴是相关度运算结果22中所存储的相关度值F，横轴是从图20中所说明的起点开始的移位数。

如图29所示，通常存在某一点的极小值(最小值)，相关度值F在该点附近为最小。图28中的步骤S6是搜索该极小值的值及其点的步骤。并且，如图30所示，也有极小值和最小值不同的情况，但在该情况下搜索极小值。

并且，如图31所示，在反复模样的被摄体等的情况下，也有存在多个极小值的情况，但在搜索到最小值和第二小的极小值两个而其差为某个阈值D_TH以下的情况下，判断为无法AF。当大于阈值D_TH时，判断为能够AF。

而且，如图32和图33所示，当不存在极小值时也判断为无法AF。

返回图28中的说明，步骤S8是判断是否极小数＝0的步骤，极小数＝0是指图32和图33中所说明的相关度值的特性，在这种情况下由于无法AF而转到步骤S25，清除预定的AF运算可能标志。

步骤S9是判断是否极小数＝1的步骤，如图29所述，通常为极小数＝1，在一个极小数的情况下转到步骤S12中。

步骤S10是当极小数≥2时如图31中说明的那样运算第二小的极小相关度值和最小相关度值之差D的步骤。

步骤S11是判断该差D是否为某阈值D_TH以下的步骤，在阈值以下时，由于无法AF而转到步骤S25中。

接着，当至此还未判断为无法AF时，进行可靠性系数的运算及其判断。在此之前，求出表现出最小相关度值的相关块点的两个相邻相关块的相关度值。

步骤S12从存储器中读出比最小相关块大一个偏移量的相关块(以图20～图22为例，上一个的相关块中的相关度值)中的相关度值。把其结果设为FP。

步骤S13从存储器中读出比最小相关块小一个偏移量的相关块(以图20～图22为例，下一个的相关块中的相关度值)中的相关度值。把其结果设为FM。

步骤S14根据步骤S12和步骤S13的结果由下式运算第1可靠性系数SK1。

(1)当FM＞FP时

第1可靠性系数SK1＝FM-FMIN

(2)当FM≤FP时

第1可靠性系数SK1＝FP-FMIN

这里，FMIN是最小相关度值。

步骤S15根据步骤S12和步骤S13以及步骤S14的结果由下式运算第2可靠性系数SK2。

(1)当FM＞FP时

SK2＝(FMIN+FP)/SK1

(2)当FM≤FP时

SK2＝(FMIN+FM)/SK1

步骤S16是判断SK1是否大于某个可靠性阈值SK1_TH(存储在未图示的存储器中)的步骤，当小于SK1_TH时，由于数据没有可靠性而判断为无法AF，转到步骤S25中。

步骤S17是判断SK2是否小于某个可靠性阈值SK2_TH(存储在未图示的存储器中)的步骤，当大于SK2_TH时，由于数据没有可靠性而判断为无法AF，转到步骤S25中。

以上，步骤S8～S17相当于可靠性判断电路26的动作。

由于执行到此时是能够进行AF运算，因而步骤S18设立预定的AF运算可能标志。该标志表示可否AF运算，存在于所有区域中。

步骤S19根据FMIN、FP、FM的数据由下式运算两像间隔ZR。两像间隔是指如图5中说明的那样，传感器阵列55A和传感器阵列55B的成像间隔。

(1)当FM＞FP时

两像间隔ZR＝(右-左偏移量)+((FM-FP)/SK1)/2

(2)当FM≤FP时

两像间隔ZR＝(右-左偏移量)-((FP-FM)/SK1)/2

这里，(右-左偏移量)是图20～图22中所述的左右的偏移量，并根据在哪个移位点上形成最小相关度值来确定。

即，通过进行该运算，根据至此的一个像素间隔的离散的相关度数据，求出插值后的成为真正最小值的移位数(参照图34)。

根据由步骤S20、S19求出的两像间隔求出摄影镜头的散焦量DF。

传感器面偏移量＝两像间隔ZR-基准两像间隔ZR0

DF＝系数B/(系数A-传感器面偏移量)-系数C

这里，基准两像间隔ZR0是指在摄影镜头处于对焦的状态下的两像间隔，由于是随每一台照相机所固有的值，因此是在工厂的制造过程中进行调节并存储在未图示的存储器中的值。

并且，系数A～C是根据AF光学系统39的特性而以光学形式确定的常数，是对焦附近可以高精度地近似的系数(存储在未图示的存储器中)。

以上，步骤S18～S20相当于散焦量运算电路27的动作。

步骤S21对由温度引起的散焦量的变化进行校正。一般，AF光学系统39随温度而变化，因此检测出的散焦量也随温度而变化。在AF光学系统39的附近设置了未图示的温度传感器，根据温度输出把相当于与基准温度(两像间隔调节时的温度)之差的校正量校正为散焦量。

步骤S22对像高误差成分进行校正。像高误差是指随传感器阵列上的位置有少许的检测散焦量的差异，因此对其进行校正。

具体讲，对端部的左测距框101或右测距框103所检测出的散焦量相对于图19中说明的中央测距框102所检测出的散焦量差多少进行校正。

步骤S23对由光源引起的散焦量之差(色差)进行校正。根据未图示的光源传感器的输出，按照光源求出校正值来进行校正。

由于检测散焦量随摄影镜头的焦距不同而不同，因此步骤S24对其进行校正。在工厂里进行的基准两像间隔的调节为某焦距下的基准两像间隔，基准两像间隔随各焦距不同而有少许不同，因此需要该校正。针对每个焦距，校正值从镜头CPU 33发送到CPU 41中作为镜头数据，根据该镜头数据求出校正值并进行校正。

以上，步骤S21～S24相当于散焦量校正电路28的动作。在第3 AF运算部13中的运算中，反复运算部分较少、或判断分支等较多而不适合于硬件中的运算，并且特别是散焦校正电路28大多以后会变更包括镜头数据在内的校正方式。因此，第3AF运算部13中的运算倾向于微计算机中的运算。

步骤S25如已全部说明过的那样，当无法AF检测时清除预定的AF运算可能标志，转到步骤S26中。

步骤S26在所有区域中进行以上的运算，因此当有未运算区域时，返回步骤S2。

通过以上步骤结束了第3 AF运算部13的运算，针对各区域求出了AF检测可能标志、以及在可以检测时，求出校正后的散焦量，作为输出。

AF控制电路1通过预定的算法根据这些信息确定最终选择的区域，把该区域的校正后的散焦量发送给镜头CPU 33，镜头CPU 33根据所发送的散焦量对对焦透镜31进行驱动控制而得到对焦状态。

如上所述，把多点AF传感器3的输出转换为数字信号，并把该转换输出存储到存储部14中，把该存储部14的存储内容同时取到第2AF运算部11中的多个运算部中而通过该各运算部并行地执行焦点检测运算。由此，延时缩短效果较大，能够以较小的电路规模来构成。并且，构成为仅使没有方式变更的可能性的运算部硬件化、通过微计算机进行除此之外的运算，并且把硬件运算部的输入分割成多个而并行地进行运算处理，由此可以在限制电路规模的同时实现高速化。

另外，本发明不限于上述实施方式，而在实施阶段可以在不脱离其宗旨的范围内对构成要素进行变形而具体化。并且，可以通过上述实施方式中所公开的多个构成要素的适当组合形成各种发明。例如，也可以从实施方式中所示的所有构成要素中删除几个构成要素。

Claims (15)

1.一种焦点检测装置，具有通过多个受光部接收来自被摄体的反射光而进行光电转换的自动对焦传感器，包括：

转换电路，其把从上述自动对焦传感器输出的传感器数据转换成数字信号；

存储电路，其对从上述转换电路输出的传感器数据进行存储；

多个运算电路，其同时取得上述存储电路的存储内容，分别并行地执行焦点检测运算；以及

控制电路，其根据上述多个运算电路的运算结果，执行焦点检测动作。

2.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，上述多个运算电路包括对上述存储电路中存储的一对传感器数据的相关程度进行运算的相关度运算电路。

3.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，上述存储电路分别针对上述多个运算电路，并列地输出上述传感器数据。

4.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，通过上述转换电路转换成数字信号的传感器数据按照从上述转换电路读出的顺序写入并存储到上述存储电路中。

5.根据权利要求4所述的焦点检测装置，其中，上述存储电路是触发器。

6.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，上述多个运算电路分别把一个焦点检测区域分割成多个而进行焦点检测运算。

7.根据权利要求6所述的焦点检测装置，其中，上述多个运算电路分别由与分割成上述多个的焦点检测区域相对应的多个运算电路构成。

8.根据权利要求7所述的焦点检测装置，其中，与分割成上述多个的焦点检测区域相对应的多个运算电路分别并行地执行运算。

9.根据权利要求8所述的焦点检测装置，其中，与分割成上述多个的焦点检测区域相对应的多个运算电路分别在上述多个焦点检测区域之间也并行地执行运算。

10.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，上述自动对焦传感器由与多个焦点检测区域相对应的多个行构成，针对每一个行设置了上述多个运算电路。

11.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，上述多个运算电路由硬件构成，上述控制电路由软件构成。

12.根据权利要求1所述的焦点检测装置，其中，上述多个运算电路包括：

相关度运算电路，其对存储在上述存储电路中的一对传感器数据的相关程度进行运算；

单调性判断电路，其判断通过上述相关度运算电路进行相关度运算的传感器数据是否单调地增减；以及

对比度判断电路，其判断通过上述相关度运算电路进行相关度运算的传感器数据是否有对比度。

13.一种焦点检测装置的控制方法，该焦点检测装置具有通过多个受光部接收来自被摄体的反射光而进行光电转换的自动对焦传感器，该方法包括以下步骤：

把从上述自动对焦传感器输出的传感器数据转换成数字信号；

对从上述转换电路输出的传感器数据进行存储；

多个运算电路同时取得上述存储电路的存储内容，通过该各运算电路并行地执行焦点检测运算；以及

根据上述焦点检测运算的结果，执行焦点检测动作。

14.根据权利要求13所述的焦点检测装置的控制方法，其中，并行地执行上述焦点检测运算的步骤包括：对存储在上述存储电路中的一对传感器数据的相关程度进行运算的步骤。

15.根据权利要求13所述的焦点检测装置的控制方法，其中，还包括以下步骤：上述存储电路分别向上述多个运算电路并列地输出上述传感器数据。

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