JP2707569B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、物体に対する対物レンズの焦点調節状態あ
るいは物体までの距離に応じて相対位置が変化するよう
に、互いに相関をもつ第１および第２の光像を形成し、
それら第１および第２の光像の光分布に基づいて対物レ
ンズの焦点調節状態等を検出するようにした焦点検出装
置に関する。
るいは物体までの距離に応じて相対位置が変化するよう
に、互いに相関をもつ第１および第２の光像を形成し、
それら第１および第２の光像の光分布に基づいて対物レ
ンズの焦点調節状態等を検出するようにした焦点検出装
置に関する。
B.従来の技術 この種の検出装置においては、次のようにして光像の
相対位置を求めている。
相対位置を求めている。
第１および第２の光像の光分布をそれぞれ例えば一
対のCCDラインセンサで検出し、一方のCCDラインセンサ
の出力パターンに対して他方のCCDラインセンサの出力
パターンを所定量だけ順次シフトさせる。
対のCCDラインセンサで検出し、一方のCCDラインセンサ
の出力パターンに対して他方のCCDラインセンサの出力
パターンを所定量だけ順次シフトさせる。
各シフト位置での両出力パターンの相関量を計算す
る。
る。
得られた各相関量のなかから最大相関を示すものを
取り出す。
取り出す。
最大相関を示す最大相関シフトを求めて基準シフト
位置から最大相関シフト位置までのシフト数を求め、こ
のシフト数に基づいて対物レンズの焦点調節状態を検出
する。
位置から最大相関シフト位置までのシフト数を求め、こ
のシフト数に基づいて対物レンズの焦点調節状態を検出
する。
このようにして行う焦点検出の信頼性は、求めた最大
相関が信頼できる値をもつか否かに大きく依存してい
る。例えば物体の輝度が低く、ノイズの重畳により一対
のCCDラインセンサの出力に高周波成分が顕著に現われ
る場合には、最大相関シフト位置における相関量がふら
つくので、そのなかから最大相関となる相関量を求めて
もそれが真に第１および第２の光像の最大相関を示して
いないことがある。この場合、最大相関の判定結果に誤
りが生じ、本来信頼すべきではないずれ量の検出結果に
基づき誤った焦点検出や測距が行われる。
相関が信頼できる値をもつか否かに大きく依存してい
る。例えば物体の輝度が低く、ノイズの重畳により一対
のCCDラインセンサの出力に高周波成分が顕著に現われ
る場合には、最大相関シフト位置における相関量がふら
つくので、そのなかから最大相関となる相関量を求めて
もそれが真に第１および第２の光像の最大相関を示して
いないことがある。この場合、最大相関の判定結果に誤
りが生じ、本来信頼すべきではないずれ量の検出結果に
基づき誤った焦点検出や測距が行われる。
そこでこのような問題を解決するため、特開昭62−25
716号公報には次のような焦点検出演算を行う装置が開
示されている。
716号公報には次のような焦点検出演算を行う装置が開
示されている。
例えば一対のCCDラインセンサの出力パターンの相
関が最大となる最大相関シフト位置を求める。
関が最大となる最大相関シフト位置を求める。
その最大シフト位置の１つ隣のシフト位置での第１
の相関量と、さらに１つ隣のシフト位置での第２の相関
量を求める。
の相関量と、さらに１つ隣のシフト位置での第２の相関
量を求める。
上記第１の相関量が第２の相関量よりも大きいか否
かを判定する。第１の相関量＞第２の相関量の場合、最
大相関シフト位置から相関量が単調増加していないこと
を意味し、相関量が最大相関シフト位置付近でふらつい
ている。したがって、この場合には最大相関に信頼がな
いとして、最大相関シフト位置に基づく焦点検出演算を
中止する。
かを判定する。第１の相関量＞第２の相関量の場合、最
大相関シフト位置から相関量が単調増加していないこと
を意味し、相関量が最大相関シフト位置付近でふらつい
ている。したがって、この場合には最大相関に信頼がな
いとして、最大相関シフト位置に基づく焦点検出演算を
中止する。
C.発明が解決しようとする問題点 このような相関量の信頼性判定演算によれば、ノイズ
や高周波成分に起因して相関量がふらつく場合には、誤
った焦点検出や誤測距を防止できる。しかしながら、光
像の出力パターンが一対のCCDラインセンサの中央部に
なく端部のみに形成され、最大相関シフト位置近傍を中
心とした相関量の対称性が著しく崩れるような場合に
は、誤った焦点検出や誤測距が防止できない。
や高周波成分に起因して相関量がふらつく場合には、誤
った焦点検出や誤測距を防止できる。しかしながら、光
像の出力パターンが一対のCCDラインセンサの中央部に
なく端部のみに形成され、最大相関シフト位置近傍を中
心とした相関量の対称性が著しく崩れるような場合に
は、誤った焦点検出や誤測距が防止できない。
これを次のように設定した条件について説明する。
（イ）例えば、それぞれ20個の画素から成るＡ列,B列
のCCDラインセンサに光像を結像させるときに、第９図
（ｂ）および第10図（ｂ）に示すように、Ａ列の第3,第
4,第5,第6,第７の画素にはノイズ等により固定パターン
として1,2,2,2,1の出力パターンが存在し、Ｂ列の第3,
第4,第５の画素には1,1,2の固定パターンの出力が存在
する。
のCCDラインセンサに光像を結像させるときに、第９図
（ｂ）および第10図（ｂ）に示すように、Ａ列の第3,第
4,第5,第6,第７の画素にはノイズ等により固定パターン
として1,2,2,2,1の出力パターンが存在し、Ｂ列の第3,
第4,第５の画素には1,1,2の固定パターンの出力が存在
する。
（ロ）ラインセンサＢ列の中央部の10個の画素に対し
てラインセンサＡ列をＬだけシフトした時の相関量Ｃ
（Ｌ）を、 で求める。Ｌを−５から５まで順次シフトさせて10個の
相関量Ｃ（−５）〜Ｃ（５）を求める。
てラインセンサＡ列をＬだけシフトした時の相関量Ｃ
（Ｌ）を、 で求める。Ｌを−５から５まで順次シフトさせて10個の
相関量Ｃ（−５）〜Ｃ（５）を求める。
（イ），（ロ）の条件下で、第９図（ａ）に示すよう
なパルス状の光像パターンがＡ列,B列のラインセンサの
各々の中央部に形成され、Ａ列およびＢ列の各ラインセ
ンサには、それぞれ第10,第11の画素に25,25の出力が生
じる場合、Ａ列,B列で同じ画素に光像パターンが形成さ
れているので合焦状態であり、シフト量Ｌ＝０での相関
量Ｃ（０）が最大相関を示す（Ｃ（０）の値が最小とな
る）。実際に（１）式に基づいて相関演算を行うと、第
９図（ｃ）に示すとおり、シフト量０が最大相関シフト
量となっており、シフト量０を中心にして相関量が対称
になっているのが判る。
なパルス状の光像パターンがＡ列,B列のラインセンサの
各々の中央部に形成され、Ａ列およびＢ列の各ラインセ
ンサには、それぞれ第10,第11の画素に25,25の出力が生
じる場合、Ａ列,B列で同じ画素に光像パターンが形成さ
れているので合焦状態であり、シフト量Ｌ＝０での相関
量Ｃ（０）が最大相関を示す（Ｃ（０）の値が最小とな
る）。実際に（１）式に基づいて相関演算を行うと、第
９図（ｃ）に示すとおり、シフト量０が最大相関シフト
量となっており、シフト量０を中心にして相関量が対称
になっているのが判る。
ここで、前述の特開昭62−25716号公報に示されてい
る手法により最大相関の信頼性を判定すると、最大相関
が得られるシフト量Ｌ＝０の前後にそれぞれ隣接するシ
フト量Ｌ＝−2,−1,1,2の相関量Ｃ（１）とＣ（２）、
Ｃ（−１）とＣ（−２）の大小関係は、 Ｃ（１）＜Ｃ（２）,C（−１）＜Ｃ（−２） となり、この最大相関は信頼ありと判断され、最大相関
シフト量Ｌ＝０に基づき焦点検出演算が行われ、例えば
正しい測距が行われる。
る手法により最大相関の信頼性を判定すると、最大相関
が得られるシフト量Ｌ＝０の前後にそれぞれ隣接するシ
フト量Ｌ＝−2,−1,1,2の相関量Ｃ（１）とＣ（２）、
Ｃ（−１）とＣ（−２）の大小関係は、 Ｃ（１）＜Ｃ（２）,C（−１）＜Ｃ（−２） となり、この最大相関は信頼ありと判断され、最大相関
シフト量Ｌ＝０に基づき焦点検出演算が行われ、例えば
正しい測距が行われる。
しかし、上記（イ），（ロ）の条件下で上述の場合と
全く同じパルス状の光像パターンが、第10図（ａ）に示
すようにＡ列,B列のラインセンサの各々の端部に形成さ
れ、第10図（ｂ）に示すように光像パターンの出力とし
てＡ列およびＢ列の第18,第19の画素に25,25の出力が生
じる場合には、第10図（ｃ）に示すように最大相関シフ
ト量が２となり相関量の対称性も著しく崩れる。この結
果、最大相関シフト量に基づいて焦点検出演算を行うと
誤った焦点検出や誤測距を起こす。しかし、前述の特開
昭62−25716号公報に開示されている判定法に従い、最
大相関シフト量Ｌ＝２の前後にそれぞれ隣接するシフト
量での相関量、つまりＣ（１）とＣ（０）,C（３）とＣ
（４）を比較すると、 Ｃ（１）＜Ｃ（０）かつＣ（３）＜Ｃ（４） となり、この最大相関は信頼ありと判断されて、最大相
関シフト量Ｌ＝２に基づく焦点検出演算が行われ誤った
焦点検出や誤測距を起こす。この場合もノイズが必ず重
畳され、このような誤測距を起こすノイズの組合せは無
限個近く存在するので、誤った焦点位置の検出、あるい
は、誤測距の可能性は非常に大きい。
全く同じパルス状の光像パターンが、第10図（ａ）に示
すようにＡ列,B列のラインセンサの各々の端部に形成さ
れ、第10図（ｂ）に示すように光像パターンの出力とし
てＡ列およびＢ列の第18,第19の画素に25,25の出力が生
じる場合には、第10図（ｃ）に示すように最大相関シフ
ト量が２となり相関量の対称性も著しく崩れる。この結
果、最大相関シフト量に基づいて焦点検出演算を行うと
誤った焦点検出や誤測距を起こす。しかし、前述の特開
昭62−25716号公報に開示されている判定法に従い、最
大相関シフト量Ｌ＝２の前後にそれぞれ隣接するシフト
量での相関量、つまりＣ（１）とＣ（０）,C（３）とＣ
（４）を比較すると、 Ｃ（１）＜Ｃ（０）かつＣ（３）＜Ｃ（４） となり、この最大相関は信頼ありと判断されて、最大相
関シフト量Ｌ＝２に基づく焦点検出演算が行われ誤った
焦点検出や誤測距を起こす。この場合もノイズが必ず重
畳され、このような誤測距を起こすノイズの組合せは無
限個近く存在するので、誤った焦点位置の検出、あるい
は、誤測距の可能性は非常に大きい。
本発明の目的は、２列に並設されるラインセンサなど
のような第1,第２の光分布検出手段の端部のみに光像が
形成されるような場合にも誤った焦点検出や誤測距を起
こすことのない焦点検出装置を提供することにある。
のような第1,第２の光分布検出手段の端部のみに光像が
形成されるような場合にも誤った焦点検出や誤測距を起
こすことのない焦点検出装置を提供することにある。
D.問題点を解決するための手段 クレーム対応図である第１図により説明すると、本発
明は、物体に対する対物レンズの焦点調節状態又は物体
までの距離に応じて相対位置が変化するように互いに相
関をもつ第1,第２の光像を作成する光学手段101と、第
1,第２の光像の光分布をそれぞれ検出する第1,第２の光
分布検出手段102A,102Bと、第１の光分布検出手段102A
の出力パターンに対する第２の光分布検出手段102Bの出
力パターンの相対的位置を所定量ずつ順次シフトし、そ
れぞれのシフト量での両出力パターンの相関量を求める
相関量演算手段103と、該相関量演算手段103によって得
られる複数の離散的な相関量のうち、極値となる第１の
相関量を与えるシフト量に基づいて焦点調節状態又は物
体までの距離に関する演算を行う焦点検出演算手段106
とを具備した焦点検出装置に適用される。
明は、物体に対する対物レンズの焦点調節状態又は物体
までの距離に応じて相対位置が変化するように互いに相
関をもつ第1,第２の光像を作成する光学手段101と、第
1,第２の光像の光分布をそれぞれ検出する第1,第２の光
分布検出手段102A,102Bと、第１の光分布検出手段102A
の出力パターンに対する第２の光分布検出手段102Bの出
力パターンの相対的位置を所定量ずつ順次シフトし、そ
れぞれのシフト量での両出力パターンの相関量を求める
相関量演算手段103と、該相関量演算手段103によって得
られる複数の離散的な相関量のうち、極値となる第１の
相関量を与えるシフト量に基づいて焦点調節状態又は物
体までの距離に関する演算を行う焦点検出演算手段106
とを具備した焦点検出装置に適用される。
そして上述の問題点は以下のようにして解決される。
特許請求の範囲第１項の発明では、前記第１の相関量
と、該第１の相関量を与えるシフト量の前後に位置する
２つの相関量のうち相対的に大きい第２の相関量と、前
記２つの相関量のうち相対的に小さい第３の相関量と、
該第３の相関量を与えるシフト量の前後のシフト量のう
ち、前記第１の相関量を与えるシフト量とは反対側のシ
フト量における第４の相関量とに基づいて前記第１の相
関量を与えるシフト量の前後における相関量の変化の対
称性が所定の許容範囲か否かを判定する判定手段104を
備える。
と、該第１の相関量を与えるシフト量の前後に位置する
２つの相関量のうち相対的に大きい第２の相関量と、前
記２つの相関量のうち相対的に小さい第３の相関量と、
該第３の相関量を与えるシフト量の前後のシフト量のう
ち、前記第１の相関量を与えるシフト量とは反対側のシ
フト量における第４の相関量とに基づいて前記第１の相
関量を与えるシフト量の前後における相関量の変化の対
称性が所定の許容範囲か否かを判定する判定手段104を
備える。
特許請求の範囲第２項に記載の焦点検出装置では、上
記判定手段104は次のようにして焦点検出演算手段106を
動作させる。前記第２の相関量と前記第１の相関量との
差の1/q（５＞ｑ＞1,qは前記極値に対する相関量の対称
性を判定するための基準値）を第１判定レベルとし、前
記第３の相関量と前記第１の相関量との差が前記第１判
定レベルより大きいかどうかを判別する第１の判別と、
前記第２の相関量と前記第１の相関量との差の1/p（ｐ
≦q,pは前記極値に対する相関量の対称性を判定するた
めの基準値）を第２判定レベルとし、前記第４の相関量
と前記第１の相関量との差が前記第２判定レベルより大
きいかどうかを判別する第２の判別とを行い、前記第１
の判別と前記第２の判別とのいずれか一方が肯定された
ときに前記焦点検出演算手段106を動作させる。
記判定手段104は次のようにして焦点検出演算手段106を
動作させる。前記第２の相関量と前記第１の相関量との
差の1/q（５＞ｑ＞1,qは前記極値に対する相関量の対称
性を判定するための基準値）を第１判定レベルとし、前
記第３の相関量と前記第１の相関量との差が前記第１判
定レベルより大きいかどうかを判別する第１の判別と、
前記第２の相関量と前記第１の相関量との差の1/p（ｐ
≦q,pは前記極値に対する相関量の対称性を判定するた
めの基準値）を第２判定レベルとし、前記第４の相関量
と前記第１の相関量との差が前記第２判定レベルより大
きいかどうかを判別する第２の判別とを行い、前記第１
の判別と前記第２の判別とのいずれか一方が肯定された
ときに前記焦点検出演算手段106を動作させる。
特許請求の範囲第３項に記載の焦点検出装置のよう
に、前記ｑを２の近傍に設定するのが好ましい。
に、前記ｑを２の近傍に設定するのが好ましい。
特許請求の範囲第４項に記載の焦点検出装置のよう
に、前記焦点検出演算手段106は、前記第１の相関量を
含む複数の相関量を内挿処理することにより、該内挿処
理より得られた新たな極値とこれを与えるシフト量とを
算出し、前記新たな極値を与えるシフト量を用いて前記
焦点検出状態又は前記物体までの距離に関する演算を行
うようにしてもよい。
に、前記焦点検出演算手段106は、前記第１の相関量を
含む複数の相関量を内挿処理することにより、該内挿処
理より得られた新たな極値とこれを与えるシフト量とを
算出し、前記新たな極値を与えるシフト量を用いて前記
焦点検出状態又は前記物体までの距離に関する演算を行
うようにしてもよい。
特許請求の範囲第５項に記載に焦点検出装置は、特許
請求の範囲第１項に記載の発明が適用される焦点検出装
置において、第１の相関量と該第１の相関量を与えるシ
フト量の前後に位置する２つの相関量のうち相対的に大
きい第２の相関量との差の1/q（５＞ｑ＞1,qは前記極値
に対する相関量の対称性を判定するための基準値）を第
１判定レベルとし、前記２つの相関量のうち相対的に小
さい第３の相関量と前記第１の相関量との差と、前記第
１判定レベルとに基づいて前記第１の相関量を与えるシ
フト量の前後における相関量の変化の対称性が所定の許
容範囲か否かを判定する判定手段104を備えることによ
り、上述した問題点を解決する。
請求の範囲第１項に記載の発明が適用される焦点検出装
置において、第１の相関量と該第１の相関量を与えるシ
フト量の前後に位置する２つの相関量のうち相対的に大
きい第２の相関量との差の1/q（５＞ｑ＞1,qは前記極値
に対する相関量の対称性を判定するための基準値）を第
１判定レベルとし、前記２つの相関量のうち相対的に小
さい第３の相関量と前記第１の相関量との差と、前記第
１判定レベルとに基づいて前記第１の相関量を与えるシ
フト量の前後における相関量の変化の対称性が所定の許
容範囲か否かを判定する判定手段104を備えることによ
り、上述した問題点を解決する。
特許請求の範囲第６項に記載に焦点検出装置は、特許
請求の範囲第１項に記載の発明が適用される焦点検出装
置において、前記第１の相関量の前後における相関量の
変化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定する判定手
段104を備えることにより、上述した問題点を解決す
る。
請求の範囲第１項に記載の発明が適用される焦点検出装
置において、前記第１の相関量の前後における相関量の
変化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定する判定手
段104を備えることにより、上述した問題点を解決す
る。
E.作用 相関量演算手段103は２つの光像に関する出力パター
ンの相対的な位置を順次シフトすることによって複数の
離散的な相関量を得る。これにより離散的な相関量のう
ち極値（最大相関量に相当する場合及び最大相関量以外
で極値となる場合の何れでもよい。本発明は何れの場合
にも適用できる）となる第１の相関量が求められる。特
許請求の範囲第１項記載の発明の判定手段104は、第１
の相関量と、該第１の相関量を与えるシフト量の前後に
位置する２つの相関量のうち相対的に大きい第２の相関
量と、前記２つの相関量のうち相対的に小さい第３の相
関量と、該第３の相関量を与えるシフト量の前後のシフ
ト量のうち、前記第１の相関量を与えるシフト量とは反
対側のシフト量における第４の相関量とに基づいて、前
記第１の前後における相関量の変化の対称性が所定の許
容範囲か否かを判定する。特許請求の範囲第２項の発明
の判定手段104はその第１の相関量の前後に位置する２
つの相関量のうち相対的に大きい第２の相関量と第１の
相関量との差を求め、この差に基づいて第１の判定レベ
ル（差の1/q）を設定する。そして判定手段は前記２つ
の相関量のうち相対的に小さい第３の相関量と第１の相
関量との差が第１の判定レベルよりも大きいことを判別
する（第１の判別）。この判別手段は上述した判別に代
えて第２の相関量と第１の相関量との差の1/p（ｐ≦
ｑ）を第２の判別レベルとして設定し、第３の相関量を
与えるシフト量のさらに１つの外側のシフト量における
第４の相関量と第１の相関量との差が第２の判定レベル
よりも大きいことを判別してもよい（第２の判別）。そ
して第１或いは第２の判別がなされると、判定手段104
は肯定判定出力を発する。焦点検出演算手段106は肯定
判定出力を受けて動作する。これにより第１の相関量の
近傍を中心とした相関量の対称性が著しく崩れている時
には焦点検出手段106は動作しないので、誤った焦点検
出や誤測距、或いは無駄な焦点検出動作等を防止するこ
とができる。
ンの相対的な位置を順次シフトすることによって複数の
離散的な相関量を得る。これにより離散的な相関量のう
ち極値（最大相関量に相当する場合及び最大相関量以外
で極値となる場合の何れでもよい。本発明は何れの場合
にも適用できる）となる第１の相関量が求められる。特
許請求の範囲第１項記載の発明の判定手段104は、第１
の相関量と、該第１の相関量を与えるシフト量の前後に
位置する２つの相関量のうち相対的に大きい第２の相関
量と、前記２つの相関量のうち相対的に小さい第３の相
関量と、該第３の相関量を与えるシフト量の前後のシフ
ト量のうち、前記第１の相関量を与えるシフト量とは反
対側のシフト量における第４の相関量とに基づいて、前
記第１の前後における相関量の変化の対称性が所定の許
容範囲か否かを判定する。特許請求の範囲第２項の発明
の判定手段104はその第１の相関量の前後に位置する２
つの相関量のうち相対的に大きい第２の相関量と第１の
相関量との差を求め、この差に基づいて第１の判定レベ
ル（差の1/q）を設定する。そして判定手段は前記２つ
の相関量のうち相対的に小さい第３の相関量と第１の相
関量との差が第１の判定レベルよりも大きいことを判別
する（第１の判別）。この判別手段は上述した判別に代
えて第２の相関量と第１の相関量との差の1/p（ｐ≦
ｑ）を第２の判別レベルとして設定し、第３の相関量を
与えるシフト量のさらに１つの外側のシフト量における
第４の相関量と第１の相関量との差が第２の判定レベル
よりも大きいことを判別してもよい（第２の判別）。そ
して第１或いは第２の判別がなされると、判定手段104
は肯定判定出力を発する。焦点検出演算手段106は肯定
判定出力を受けて動作する。これにより第１の相関量の
近傍を中心とした相関量の対称性が著しく崩れている時
には焦点検出手段106は動作しないので、誤った焦点検
出や誤測距、或いは無駄な焦点検出動作等を防止するこ
とができる。
特許請求の範囲第５項に記載に焦点検出装置の判定手
段104は、第１の相関量と該第１の相関量を与えるシフ
ト量の前後に位置する２つの相関量のうち相対的に大き
い第２の相関量との差の1/q（５＞ｑ＞１）を第１判定
レベルとし、前記２つの相関量のうち相対的に小さい第
３の相関量と前記第１の相関量との差と、前記第１判定
レベルとに基づいて前記第１の前後における相関量の変
化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定する。
段104は、第１の相関量と該第１の相関量を与えるシフ
ト量の前後に位置する２つの相関量のうち相対的に大き
い第２の相関量との差の1/q（５＞ｑ＞１）を第１判定
レベルとし、前記２つの相関量のうち相対的に小さい第
３の相関量と前記第１の相関量との差と、前記第１判定
レベルとに基づいて前記第１の前後における相関量の変
化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定する。
特許請求の範囲第６項に記載に焦点検出装置の判定手
段104は、前記第１の相関量の前後における相関量の変
化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定する。
段104は、前記第１の相関量の前後における相関量の変
化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定する。
F.実施例 −第１の実施例− （Ｉ）実施例の構成 第２図は、カメラの焦点検出装置に本発明を適応した
場合の光学系の一実施例を示している。この光学系は、
撮影レンズ１の後方の予定焦点面２あるいはこの面から
さらに後方の位置に配置されたコンデンサレンズ３と、
さらにその後方に配置された一対の再結像レンズ4a,4b
と、各再結像レンズの結像面に配置された例えばCCD,SI
Tなどを受光素子とした２列のラインセンサ5a,5bとを具
備する。各ラインセンサ5a,5b上の光像は、撮影レンズ
１の焦点調節状態にて相対位置が変化する。合焦状態の
時に画像は相対的に合致し、予定焦点面より前に結像す
るいわゆる前ピンの時に一方向へずれ、後ピンの時に逆
方向にずれる。
場合の光学系の一実施例を示している。この光学系は、
撮影レンズ１の後方の予定焦点面２あるいはこの面から
さらに後方の位置に配置されたコンデンサレンズ３と、
さらにその後方に配置された一対の再結像レンズ4a,4b
と、各再結像レンズの結像面に配置された例えばCCD,SI
Tなどを受光素子とした２列のラインセンサ5a,5bとを具
備する。各ラインセンサ5a,5b上の光像は、撮影レンズ
１の焦点調節状態にて相対位置が変化する。合焦状態の
時に画像は相対的に合致し、予定焦点面より前に結像す
るいわゆる前ピンの時に一方向へずれ、後ピンの時に逆
方向にずれる。
ラインセンサ5aを構成する各センサの光電出力a1,a2,
a3,…ai,…を第３図（ａ）に示すように時系列的に発生
し、同様にラインセンサ5bは光電出力b1,b2,b3,…bi,…
を第３図（ｂ）に示すように時系列的に発生する。第３
図（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すラインセンサ5a,5bの
光電出力のパターン6a,6bは、そのラインセンサに投影
された光像の強度分布パターンに対応する。従って、両
光電出力パターン6a,6bのずれ量Δｘは、撮影レンズ１
の焦点調節状態に対応している。
a3,…ai,…を第３図（ａ）に示すように時系列的に発生
し、同様にラインセンサ5bは光電出力b1,b2,b3,…bi,…
を第３図（ｂ）に示すように時系列的に発生する。第３
図（ａ），（ｂ）にそれぞれ示すラインセンサ5a,5bの
光電出力のパターン6a,6bは、そのラインセンサに投影
された光像の強度分布パターンに対応する。従って、両
光電出力パターン6a,6bのずれ量Δｘは、撮影レンズ１
の焦点調節状態に対応している。
撮影レンズ１の焦点調節状態を検出する回路は第４図
に示すように構成される。
に示すように構成される。
（イ）光電出力の処理部 ラインセンサ5a,5bの各々の光電出力a1,a2,a3,…ai,
…とb1,b2,b3,…bi,…をデジタル値に変換するA/D変換
器11と、この変換データを記憶するとともにこの記憶さ
れた変換データを処理回路12に供給してDC成分カットや
高周波成分カットなどを施した後に再び記憶するメモリ
13が設けられる。
…とb1,b2,b3,…bi,…をデジタル値に変換するA/D変換
器11と、この変換データを記憶するとともにこの記憶さ
れた変換データを処理回路12に供給してDC成分カットや
高周波成分カットなどを施した後に再び記憶するメモリ
13が設けられる。
（ロ）相関量演算部14 相関量演算部14は、処理回路12で処理されメモリ13に
記憶されているセンサアレイ5aに関する一連のデータ
a1,a2,a3,…ai,…とセンサアレイ5bに関する一連のデー
タb1,b2,b3,…bi,…との相関量Ｃ（Ｌ）を演算する。す
なわち、前者のデータ列Ａを後者のデータ列Ｂに対して
所定数のデータ分Ｌずつシフトしながら次の（２）式に
より順次計算する。
記憶されているセンサアレイ5aに関する一連のデータ
a1,a2,a3,…ai,…とセンサアレイ5bに関する一連のデー
タb1,b2,b3,…bi,…との相関量Ｃ（Ｌ）を演算する。す
なわち、前者のデータ列Ａを後者のデータ列Ｂに対して
所定数のデータ分Ｌずつシフトしながら次の（２）式に
より順次計算する。
ここで、Ｌは上述の如くデータ列のシフト量に当る整
数であり、初項ｓと最終項ｒはシルト量Ｌに依存して変
化させてもよい。
数であり、初項ｓと最終項ｒはシルト量Ｌに依存して変
化させてもよい。
（ハ）メモリ15 シフト量Ｌと、この前後に位置するシフト量、すなわ
ち１つ隣のシフト量Ｌ＋1,L−１と、２つ隣のシフト量
Ｌ＋2,L−２とに対する５個の相関量Ｃ（Ｌ−２）,C
（Ｌ−１）,C（Ｌ）,C（Ｌ＋１）,C（Ｌ＋２），をそれ
ぞれC-2,C-1,C0,C1,C2としてメモリ15に格納する。
ち１つ隣のシフト量Ｌ＋1,L−１と、２つ隣のシフト量
Ｌ＋2,L−２とに対する５個の相関量Ｃ（Ｌ−２）,C
（Ｌ−１）,C（Ｌ）,C（Ｌ＋１）,C（Ｌ＋２），をそれ
ぞれC-2,C-1,C0,C1,C2としてメモリ15に格納する。
（ニ）極値判定部16 極値判定部16は、離散的な相関量Ｃ（Ｌ）を第５図
（ａ）に示すようにプロットした時、これらの相関量を
内插して作成した相関関数Ｆ（点線で示す）がシフト量
Ｌ−１とＬ＋１との間で極小値Cexを得るか否かを判別
する。
（ａ）に示すようにプロットした時、これらの相関量を
内插して作成した相関関数Ｆ（点線で示す）がシフト量
Ｌ−１とＬ＋１との間で極小値Cexを得るか否かを判別
する。
まず、C1とC-1の大小を比較し、 C1＞C-1とC1＜C-1 の各々の場合について次に示す第１の条件を設定し、こ
れを満たすか否かと、このCexを中心とした相関量の対
称性を判定する。
れを満たすか否かと、このCexを中心とした相関量の対
称性を判定する。
C1＞C-1の時…C-1≧C0かつC1＞C0 C1＜C-1の時…C1≧C0かつC-1＞C0 次に示す第２の条件を満たしているか否かの判定を行
う。
う。
今、C-1＞C1であるとすると、 C-1とC0の差の1/q（５＞ｑ＞１）の値よりもC1とC0
の差の値が大きいか否か、 またはC-1とC0の差の1/p（ｐ≦ｑ）の値よりもC2と
C0の差の値が大きいか否かを判定することにより、ま
たはの条件のどちらか片方が満たされているか否かを
判定する。これを式で表わすと、 となる。
の差の値が大きいか否か、 またはC-1とC0の差の1/p（ｐ≦ｑ）の値よりもC2と
C0の差の値が大きいか否かを判定することにより、ま
たはの条件のどちらか片方が満たされているか否かを
判定する。これを式で表わすと、 となる。
C1-1＜C1の時は、同様に、 となる。
ここで、ｑはｑ＞１の値を取る。ｑが１に近いほど対
称性をより厳密に判定していることとなるが、あまり大
きい値（例えば５より大きい値）とすると第５図（ａ）
の相関関数Ｆの傾きが緩い場合も信頼性ありと判定して
しまうから、ｑは２位が好ましい。
称性をより厳密に判定していることとなるが、あまり大
きい値（例えば５より大きい値）とすると第５図（ａ）
の相関関数Ｆの傾きが緩い場合も信頼性ありと判定して
しまうから、ｑは２位が好ましい。
一方、相関量が対称な場合は、C2−C0＞C1−C0,C-2−
C0＞C-1−C0であるため、C2−C0,C-2−C0の判定条件
は、C1−C0,C-1−C0の判定条件と等しいかより厳密であ
るべきなのでｐはｐ≧ｑとする。すなわち、例えばC1＜
C-1のとき、C2はC1より大きくなるべきであるから、C2
の判定レベル（第２の判定レベル）をC1の判定レベル
（第１の判定レベル）よりも大きくしている。
C0＞C-1−C0であるため、C2−C0,C-2−C0の判定条件
は、C1−C0,C-1−C0の判定条件と等しいかより厳密であ
るべきなのでｐはｐ≧ｑとする。すなわち、例えばC1＜
C-1のとき、C2はC1より大きくなるべきであるから、C2
の判定レベル（第２の判定レベル）をC1の判定レベル
（第１の判定レベル）よりも大きくしている。
これら、第１と第２の条件を共に満たしたとき、相関
関数Ｆはシフト量Ｌ−１とＬ＋１との間で信頼性のある
極小値Cexを持つ可能性があると判定される。
関数Ｆはシフト量Ｌ−１とＬ＋１との間で信頼性のある
極小値Cexを持つ可能性があると判定される。
（ホ）第１内插部17 第１内插部17は、上記第1,第２の条件が満足された
時、メモリ15内の５個の相関量の内、C-1,C0,C1の３個
の相関量より上記極小値Cexを次式により内插する。
時、メモリ15内の５個の相関量の内、C-1,C0,C1の３個
の相関量より上記極小値Cexを次式により内插する。
DL＝0.5×（C-1−C1） …（３） Ｅ＝MAX｛C1−C0,C-1−C0｝ …（４） Cex＝C0|DL| …（５） ここでMAX｛Ca,Cb｝はCaとCbのうちの大きな方を選択
することを意味する。
することを意味する。
この内插方法を第５図（ｂ）を用いて説明する。同図
では、C0＜C-1＜C1とした。これら３個の相関量のうち
の最大値C1と最小値C0とを直線l1で結び、この直線l1の
傾きと絶対値が等しく符号が逆である傾きを持つ直線l
-1を中間の値C-1を通るように引く。この両直線l1,l-1
の交点が相関関数Ｆの極小値Cexとなる。座標軸Ｃ
（Ｌ）方向におけるC0とCexとの距離をDLとすると、こ
の距離DLは上記（３）式で決まる。従って、極小値Cex
はC0−|DL|となる。
では、C0＜C-1＜C1とした。これら３個の相関量のうち
の最大値C1と最小値C0とを直線l1で結び、この直線l1の
傾きと絶対値が等しく符号が逆である傾きを持つ直線l
-1を中間の値C-1を通るように引く。この両直線l1,l-1
の交点が相関関数Ｆの極小値Cexとなる。座標軸Ｃ
（Ｌ）方向におけるC0とCexとの距離をDLとすると、こ
の距離DLは上記（３）式で決まる。従って、極小値Cex
はC0−|DL|となる。
なお、相関量Ｃ（Ｌ）の大きさは被写体像のパターン
に大きく依存して変化するので、上記極小値が被写体像
のパターンに依存しないように規格化する。このため
に、規格因子として上記（４）式の直線l1の傾きＥを用
いて上記（５）式のC0−|DL|をＥで割った値を規格化極
小値Cex′とする。このように極小値を被写体像に依存
しないように規格化すると、第５図（ｂ）に示すように
相関関数Ｆの最小値、すなわち最大相関を与える相関量
Fmは被写体像にほとんど無関係なほぼ零に近い値とな
り、その他の極小値Feはそれに比べてかなり大きい値と
なる。
に大きく依存して変化するので、上記極小値が被写体像
のパターンに依存しないように規格化する。このため
に、規格因子として上記（４）式の直線l1の傾きＥを用
いて上記（５）式のC0−|DL|をＥで割った値を規格化極
小値Cex′とする。このように極小値を被写体像に依存
しないように規格化すると、第５図（ｂ）に示すように
相関関数Ｆの最小値、すなわち最大相関を与える相関量
Fmは被写体像にほとんど無関係なほぼ零に近い値とな
り、その他の極小値Feはそれに比べてかなり大きい値と
なる。
（ヘ）メモリ18 メモリ18は第１内插部17で演算した出力DL,E,Cex′を
一時的にメモリする。
一時的にメモリする。
（ト）最大相関判定部19 最大相関判定部19は、上記メモリ18に記憶された極小
値Cex′が参照値Crefよりも小さく、かつ直線l1の傾き
Ｅが参照値Erefより大きいという条件を満たしているか
否かを判定し、成り立っている時は第１内插部17が内插
した極小値Cexが最大相関を与えていると判別する。
値Cex′が参照値Crefよりも小さく、かつ直線l1の傾き
Ｅが参照値Erefより大きいという条件を満たしているか
否かを判定し、成り立っている時は第１内插部17が内插
した極小値Cexが最大相関を与えていると判別する。
（チ）第２内插部20 第２内插部20は、第１内插部17で内插した極小値Cex
が最大相関判定部19により最大相関を与えると判定され
ると、Cexに対応するシフト量Lmを次の式によって内插
する。
が最大相関判定部19により最大相関を与えると判定され
ると、Cexに対応するシフト量Lmを次の式によって内插
する。
さらにこのシフト量Lmを、被写体像と予定焦点面との光
軸方向のずれ量Ｚに次の式を用いて変換する。
軸方向のずれ量Ｚに次の式を用いて変換する。
Ｚ＝Ｋ×Lm …（７） ここで、Ｋは第２図に示す光学系の諸定数とラインセン
サ5a,5bの画素のピッチ幅によって定まる係数である、
これにより得られたＺはメモリ21に記憶される。
サ5a,5bの画素のピッチ幅によって定まる係数である、
これにより得られたＺはメモリ21に記憶される。
レンズ駆動部22はメモリ21に記憶された被写体像と予
定焦点面との光軸方向のずれ量Ｚに基づいてレンズを駆
動させる。
定焦点面との光軸方向のずれ量Ｚに基づいてレンズを駆
動させる。
（II）実施例の構成と発明の構成との対比 撮影レンズ1,コンデンサレンズ3,再結像レンズ4a,4b
が光学手段101を、ラインセンサ5a,5bがそれぞれ第1,第
２の光分布検出手段102A,102Bを、相関量演算部14が相
関量演算手段103を、極値判定部16が判定手段104を、第
１内插部17,メモリ18,最大相関判定部19,第２内插部20
が焦点演算手段106をそれぞれ構成する。
が光学手段101を、ラインセンサ5a,5bがそれぞれ第1,第
２の光分布検出手段102A,102Bを、相関量演算部14が相
関量演算手段103を、極値判定部16が判定手段104を、第
１内插部17,メモリ18,最大相関判定部19,第２内插部20
が焦点演算手段106をそれぞれ構成する。
（III）実施例の動作 次に第４図および第６図を用いて第１の実施例の動作
を説明する。
を説明する。
第４図において、センサアレイ5a,5bの光電出力a1,
a2,a3,…ai…とb1,b2,b3,…bi,…はA/D変換器11でデジ
タル化され、処理回路12でDCカット，高周波成分カット
などの処理を施されてメモリ13に記憶されているとす
る。
a2,a3,…ai…とb1,b2,b3,…bi,…はA/D変換器11でデジ
タル化され、処理回路12でDCカット，高周波成分カット
などの処理を施されてメモリ13に記憶されているとす
る。
第６図の処理手順が開始されると、まずシフト量Ｌを
「０」にセットする（ステップS1）。次いでステップS2
において、相関量演算部14は、Ｃ（Ｌ−２）,C
（Ｌ−１）,C（Ｌ−０）,C（Ｌ＋１）,C（Ｌ＋２）の５
個の相関量を演算し、それぞれメモリ15の各メモリC-2,
C-1,C0,C1,C2に格納する（ステップS2）。ステップS3で
は、極値判定部16によってC1とC-1の大小を比べ、C1＞C
-1と判定されたらステップS4において、第１の条件とし
てC1＞C0,C-1≧C0の両方が満たされているか否かを判定
する。この条件を満たしていれば次のステップS5に進
み、 を計算し、その後ステップS6に進んで、第２の条件とし
てＧ＜C-1−C0,あるいはＷ＜C-2−C0のいずれか一方が
満たされているか否かを判定する。いずれか一方を満た
していると判定されるとステップS10に進み、第１内插
部17で上述した（３）式〜（５）式の内插演算を行う。
「０」にセットする（ステップS1）。次いでステップS2
において、相関量演算部14は、Ｃ（Ｌ−２）,C
（Ｌ−１）,C（Ｌ−０）,C（Ｌ＋１）,C（Ｌ＋２）の５
個の相関量を演算し、それぞれメモリ15の各メモリC-2,
C-1,C0,C1,C2に格納する（ステップS2）。ステップS3で
は、極値判定部16によってC1とC-1の大小を比べ、C1＞C
-1と判定されたらステップS4において、第１の条件とし
てC1＞C0,C-1≧C0の両方が満たされているか否かを判定
する。この条件を満たしていれば次のステップS5に進
み、 を計算し、その後ステップS6に進んで、第２の条件とし
てＧ＜C-1−C0,あるいはＷ＜C-2−C0のいずれか一方が
満たされているか否かを判定する。いずれか一方を満た
していると判定されるとステップS10に進み、第１内插
部17で上述した（３）式〜（５）式の内插演算を行う。
ステップS3においてC1＜C-1と判定された場合も同様
に、ステップS7において、第１の条件としてC-1＞C0とC
1≧C0の両方が成り立つか否かを判定し、成り立ってい
る時はステップS8において、 を算出する。そして、ステップS9において、第２の条件
としてＧ＜C1−C0あるいはＷ＜C2−C0のいずれか一方が
満たされているか否かを判別し、いずれか一方が満足し
ている時は、ステップS10へ進み、第１内插部17で上述
の内插演算を行う。すなわち、第１内插部17は、メモリ
15に格納されたC1,C0,C-1の３個の相関量により上記
（３）〜（５）式による内插演算を行って、DL,E,Cex′
を求める。ここで計算されたCex′,E,DLをメモリ18に記
憶する。
に、ステップS7において、第１の条件としてC-1＞C0とC
1≧C0の両方が成り立つか否かを判定し、成り立ってい
る時はステップS8において、 を算出する。そして、ステップS9において、第２の条件
としてＧ＜C1−C0あるいはＷ＜C2−C0のいずれか一方が
満たされているか否かを判別し、いずれか一方が満足し
ている時は、ステップS10へ進み、第１内插部17で上述
の内插演算を行う。すなわち、第１内插部17は、メモリ
15に格納されたC1,C0,C-1の３個の相関量により上記
（３）〜（５）式による内插演算を行って、DL,E,Cex′
を求める。ここで計算されたCex′,E,DLをメモリ18に記
憶する。
次にステップS11,12においては、最大相関判定部19に
よってＥ＞Erefか否か、およびCex′＜Crefが成立する
か否かを判定する。いずれの条件も満足した場合は、ス
テップS13において、第２内插部20で上記（４），
（５）式によりシフト量Lmとずれ量Ｚを求め、このＺに
基づいてレンズ駆動を行い焦点検出処理手順が終了す
る。
よってＥ＞Erefか否か、およびCex′＜Crefが成立する
か否かを判定する。いずれの条件も満足した場合は、ス
テップS13において、第２内插部20で上記（４），
（５）式によりシフト量Lmとずれ量Ｚを求め、このＺに
基づいてレンズ駆動を行い焦点検出処理手順が終了す
る。
なお、第７図（ａ），（ｂ）に示す相関関数は、第1,
第２の条件がいずれも成立していることを示している。
第２の条件がいずれも成立していることを示している。
第６図のステップS4,6,7,9,11,12のいずれかで各条件
を満たさなかった時は、その時のシフト量Ｌに対しシフ
ト量Ｌ−１とＬ＋１の間には相関関数Ｆの極小値Cexが
存在しないと判断し、次回のシフト量を設定し新たに相
関演算を行うこととなる。
を満たさなかった時は、その時のシフト量Ｌに対しシフ
ト量Ｌ−１とＬ＋１の間には相関関数Ｆの極小値Cexが
存在しないと判断し、次回のシフト量を設定し新たに相
関演算を行うこととなる。
すなわちステップS14において、その時のシフト量Ｌ
が零以下か否かを判定する。シフト量Ｌが零より大きい
と判定された時は、ステップS15で次回のシフト量をＬ
＝−Ｌとし、シフト量が零以下と判定された時は、ステ
ップS16で次回のシフト量をＬ＝−Ｌ＋１と設定する。
このような設定により、シフト量Ｌは0,1,−1,2,−2,3,
−3,…,lmax,−lmaxのように変化するので、シフト量±
１程度に極小値が存在するような合焦近傍状態では、演
算量が少なく演算時間が短くて済むという利点がある。
が零以下か否かを判定する。シフト量Ｌが零より大きい
と判定された時は、ステップS15で次回のシフト量をＬ
＝−Ｌとし、シフト量が零以下と判定された時は、ステ
ップS16で次回のシフト量をＬ＝−Ｌ＋１と設定する。
このような設定により、シフト量Ｌは0,1,−1,2,−2,3,
−3,…,lmax,−lmaxのように変化するので、シフト量±
１程度に極小値が存在するような合焦近傍状態では、演
算量が少なく演算時間が短くて済むという利点がある。
シフト量Ｌが−lmaxである時は次回のシフト量Ｌがlm
ax＋１となり最大シフト量を超えてしまい、これ以上の
演算は必要ないので、シフト量がステップS14で零以下
と判別され、かつステップS16で次回のシフト量がＬ＝
−Ｌ＋１と算出した後のステップS17において、次回の
シフト量Ｌがlmax＋１と等しいか否かを判別する。等し
い場合、−lmax〜lmaxの全シフト量の範囲には最大相関
は存在しないことになるので、ずれ量検出不可能として
演算を終了する。ステップS17で次回のシフト量がlmax
＋１でないと判定された場合は、ステップS2に戻りステ
ップS16で設定されたシフト量Ｌを用いて前回と同様の
演算を行う。
ax＋１となり最大シフト量を超えてしまい、これ以上の
演算は必要ないので、シフト量がステップS14で零以下
と判別され、かつステップS16で次回のシフト量がＬ＝
−Ｌ＋１と算出した後のステップS17において、次回の
シフト量Ｌがlmax＋１と等しいか否かを判別する。等し
い場合、−lmax〜lmaxの全シフト量の範囲には最大相関
は存在しないことになるので、ずれ量検出不可能として
演算を終了する。ステップS17で次回のシフト量がlmax
＋１でないと判定された場合は、ステップS2に戻りステ
ップS16で設定されたシフト量Ｌを用いて前回と同様の
演算を行う。
同様にステップS14で前回のシフト量が零より大きい
と判別され、かつステップS15で次回のシフト量が設定
された後も、ステップS2に戻り前回と同様の演算を行
う。
と判別され、かつステップS15で次回のシフト量が設定
された後も、ステップS2に戻り前回と同様の演算を行
う。
なお、以上で述べた第１の実施例では、 Ｃ（Ｌ−２）,C（Ｌ−１）,C（Ｌ）,C（Ｌ＋１）,C
（Ｌ＋２）のすべての相関量を計算し、メモリ15の領域
C-2、C-1,C0,C1,C2にそれぞれ格納してから極値判定を
行うようにしたが、極値判定の第１の条件である、 C1＞C-1の時…C1＞C0かつC-1≧C0 C1＜C-1の時…C1≧C0かつC-1＞C0 を満たしていない時は、C2とC-2は使用していない。さ
らに極値判定の第２の条件である、 のうち、C1＞C-1の時は C1＜C-1の時は であることが判定されてしまえばC-2,C2を使用する必要
がない。したがってまず、Ｃ（Ｌ−１）,C（Ｌ）,C
（Ｌ＋１）の３つの相関量だけを計算してメモリ15の領
域C-1,C0,C1にそれぞれ格納し、極値判定の途中でC-2や
C2が必要になった時点で、Ｃ（Ｌ−２）,C（Ｌ＋２）を
計算するようにしてもよい。
（Ｌ＋２）のすべての相関量を計算し、メモリ15の領域
C-2、C-1,C0,C1,C2にそれぞれ格納してから極値判定を
行うようにしたが、極値判定の第１の条件である、 C1＞C-1の時…C1＞C0かつC-1≧C0 C1＜C-1の時…C1≧C0かつC-1＞C0 を満たしていない時は、C2とC-2は使用していない。さ
らに極値判定の第２の条件である、 のうち、C1＞C-1の時は C1＜C-1の時は であることが判定されてしまえばC-2,C2を使用する必要
がない。したがってまず、Ｃ（Ｌ−１）,C（Ｌ）,C
（Ｌ＋１）の３つの相関量だけを計算してメモリ15の領
域C-1,C0,C1にそれぞれ格納し、極値判定の途中でC-2や
C2が必要になった時点で、Ｃ（Ｌ−２）,C（Ｌ＋２）を
計算するようにしてもよい。
さらに、第２の条件の判別に際しては、 が満足されていないと、次に、 を判別するようにしたが、（Ｂ）を先に判定してもよ
い。
い。
−第２の実施例− 第８図に基づいて第２の実施例を説明する。第４図と
同様な箇所には同一の符号を付して相異点について説明
する。
同様な箇所には同一の符号を付して相異点について説明
する。
第２の実施例は、第１の実施例のような精緻な焦点検
出演算ではなく、比較的ラフな焦点検出演算を行うもの
である。
出演算ではなく、比較的ラフな焦点検出演算を行うもの
である。
この実施例では、（２）式に基づいて相関量演算部14
で演算された相関量Ｃ（−lmax），…,C（−２）,C
（−１）,C（０）,C（１）,C（２），…,C（lmax）を格
納するメモリ31と、これら各相関量Ｃ（Ｌ）（Ｌ＝−lm
ax〜lmax）のなかで相関の最大なもの、換言すると相関
量の最小なものを演算する最大相関検出部32を有する。
ここで、最大相関を示すシフト量をLmとし、この相関量
をＣ（Lm）とする。また、メモリ33は、最大相関を示す
相関量Ｃ（Lm）と、シフト量Lmの１つ隣のシフト量Lm＋
1,Lm−１での相関量Ｃ（Lm＋１）,C（Lm−１）と、さら
に１つ隣のシフト量Lm＋2,Lm−２での相関量Ｃ（Lm＋
２）,C（Lm−２）を格納する。メモリ33内では、最大相
関量Ｃ（Lm）はC0＝Ｃ（Lm）として格納され、同様にC1
＝Ｃ（Lm＋１）,C2＝Ｃ（Lm＋２）,C-1＝Ｃ（Lm−１）,
C-2＝Ｃ（Lm−２）として格納される。
で演算された相関量Ｃ（−lmax），…,C（−２）,C
（−１）,C（０）,C（１）,C（２），…,C（lmax）を格
納するメモリ31と、これら各相関量Ｃ（Ｌ）（Ｌ＝−lm
ax〜lmax）のなかで相関の最大なもの、換言すると相関
量の最小なものを演算する最大相関検出部32を有する。
ここで、最大相関を示すシフト量をLmとし、この相関量
をＣ（Lm）とする。また、メモリ33は、最大相関を示す
相関量Ｃ（Lm）と、シフト量Lmの１つ隣のシフト量Lm＋
1,Lm−１での相関量Ｃ（Lm＋１）,C（Lm−１）と、さら
に１つ隣のシフト量Lm＋2,Lm−２での相関量Ｃ（Lm＋
２）,C（Lm−２）を格納する。メモリ33内では、最大相
関量Ｃ（Lm）はC0＝Ｃ（Lm）として格納され、同様にC1
＝Ｃ（Lm＋１）,C2＝Ｃ（Lm＋２）,C-1＝Ｃ（Lm−１）,
C-2＝Ｃ（Lm−２）として格納される。
この最大相関シフト量Lmは、前述したとおり、物体の
輝度が低くノイズの重畳により各シフト位置での相関量
がばらつく時や、光像パターンがラインセンサの端部の
みに形成されるような時は信頼すべきではない値となる
可能性がある。そこで、判定部34を設けて、信頼性の判
定を行う。
輝度が低くノイズの重畳により各シフト位置での相関量
がばらつく時や、光像パターンがラインセンサの端部の
みに形成されるような時は信頼すべきではない値となる
可能性がある。そこで、判定部34を設けて、信頼性の判
定を行う。
今、C-1＞C1であるとすると、C-1とC0の差の1/qであ
る第１の判定レベルよりもC1とC0の差が大きいという第
１の条件、または、C-1とC0の差の1/pである第２の判定
レベルよりもC2とC0の差が大きいという第２の条件が満
足されているか否かを判定する。いずれか一方の条件が
満たされていれば、最大相関シフト量Lmは信頼ありとす
る。
る第１の判定レベルよりもC1とC0の差が大きいという第
１の条件、または、C-1とC0の差の1/pである第２の判定
レベルよりもC2とC0の差が大きいという第２の条件が満
足されているか否かを判定する。いずれか一方の条件が
満たされていれば、最大相関シフト量Lmは信頼ありとす
る。
一方、C1＞C-1の時は、C1とC0の差の1/qである第１の
判定レベルよりもC-1とC0の差が大きいという第１の条
件、またはC-1とC0の差の1/pである第２の判定レベルよ
りもC-2とC0の差が大きいという第２の条件が満足され
ているか否かを判定する。いずれか一方の条件が満たさ
れていれば最大相関シフト量Lmは信頼ありとする。
判定レベルよりもC-1とC0の差が大きいという第１の条
件、またはC-1とC0の差の1/pである第２の判定レベルよ
りもC-2とC0の差が大きいという第２の条件が満足され
ているか否かを判定する。いずれか一方の条件が満たさ
れていれば最大相関シフト量Lmは信頼ありとする。
なお、通常は第１の条件を先に判別し、この条件が満
足されと第２の条件は判別しないが、この条件判別を先
に行なって、これが満足されると第１の条件の判別を行
わないようにしてもよい。
足されと第２の条件は判別しないが、この条件判別を先
に行なって、これが満足されると第１の条件の判別を行
わないようにしてもよい。
ここで、ｑはｑ＞１の値をとり、ｐ≦ｑの値とする。
なお上述したと同様の理由によりｑは２位が好ましい。
なお上述したと同様の理由によりｑは２位が好ましい。
演算部35は、判定部34で最大相関シフト量Lmが信頼あ
りと判定された場合、このシフト量Lmを、被写体像と予
定焦点面との光軸方向のずれ量を示すＺに次式により変
換する。
りと判定された場合、このシフト量Lmを、被写体像と予
定焦点面との光軸方向のずれ量を示すＺに次式により変
換する。
Ｚ＝Ｋ×Lm ここで、Ｋは第２図に示す光学系の諸定数やラインセ
ンサ5a,5bの画素のピッチにより定まる定数である。
ンサ5a,5bの画素のピッチにより定まる定数である。
以上で説明した第２の実施例では、焦点調節状態の検
出できる最小単位はラインセンサの画素のピッチ幅によ
り規定される。ラインセンサの画素のピッチ幅は小さく
てもせいぜい25μｍ程度であるので、この第２の実施例
はラフな焦点検出あるいは測距でも問題のない装置に用
いることができる。
出できる最小単位はラインセンサの画素のピッチ幅によ
り規定される。ラインセンサの画素のピッチ幅は小さく
てもせいぜい25μｍ程度であるので、この第２の実施例
はラフな焦点検出あるいは測距でも問題のない装置に用
いることができる。
第２実施例において、光学手段101,第１及び第２の光
分布検出手段102A,102B,相関量演算手段103の各構成は
前述の第１実施例と同じであり、その他の焦点検出演算
手段106を演算部35が、判定手段104を判定部34がそれぞ
れ構成している。
分布検出手段102A,102B,相関量演算手段103の各構成は
前述の第１実施例と同じであり、その他の焦点検出演算
手段106を演算部35が、判定手段104を判定部34がそれぞ
れ構成している。
G.発明の効果 本発明によれば、第１および第２の光分布検出手段の
出力パターンの相関量が、ノイズ等により、最大相関シ
フト位置の周辺でふらつく場合や、第１および第２の光
分布検出手段の端部のみに光像パターンが形成されて相
関量の対称性が著しく崩れるような場合でも、誤った焦
点検出や誤測距が防止され、精度の高い計測が可能とな
る。
出力パターンの相関量が、ノイズ等により、最大相関シ
フト位置の周辺でふらつく場合や、第１および第２の光
分布検出手段の端部のみに光像パターンが形成されて相
関量の対称性が著しく崩れるような場合でも、誤った焦
点検出や誤測距が防止され、精度の高い計測が可能とな
る。
第１図はクレーム対応図である。 第２図〜第７図の第１の実施例を説明するもので、第２
図は光学系を示す図、第３図（ａ），（ｂ）はラインセ
ンサのそれぞれの光電出力を示す図、第４図は全体構成
を示すブロック図、第５図（ａ）は相関量とシフト量の
関係を示す図、第５図（ｂ）は内插法を説明する図、第
６図は動作手順を示すフローチャート、第７図（ａ），
（ｂ）は第１の実施例による判定法の条件を満たしてい
る相関量Ｃ（Ｌ）の変化を示す図である。 第８図は第２の実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。 第９図（ａ）〜（ｃ）は通常条件下での光電出力および
相関量Ｃ（Ｌ）の変化を説明する図、第10図（ａ）〜
（ｃ）は光像がラインセンサの端部のみに形成された時
の光像出力および相関量Ｃ（Ｌ）の変化を説明する図で
ある。 3,4a,4b:光学手段 5a,5b:センサアレイ 14:相関量演算部 16:極値判定部 18:メモリ 17,20:内插部 19:最大相関判定部 32:最大相関検出部 34:判定部 35:演算部 101:光学手段 102A:第１の光分布検出手段 102B:第２の光分布検出手段 103:相関量演算手段 104:判定手段 106:焦点検出演算手段
図は光学系を示す図、第３図（ａ），（ｂ）はラインセ
ンサのそれぞれの光電出力を示す図、第４図は全体構成
を示すブロック図、第５図（ａ）は相関量とシフト量の
関係を示す図、第５図（ｂ）は内插法を説明する図、第
６図は動作手順を示すフローチャート、第７図（ａ），
（ｂ）は第１の実施例による判定法の条件を満たしてい
る相関量Ｃ（Ｌ）の変化を示す図である。 第８図は第２の実施例の全体構成を示すブロック図であ
る。 第９図（ａ）〜（ｃ）は通常条件下での光電出力および
相関量Ｃ（Ｌ）の変化を説明する図、第10図（ａ）〜
（ｃ）は光像がラインセンサの端部のみに形成された時
の光像出力および相関量Ｃ（Ｌ）の変化を説明する図で
ある。 3,4a,4b:光学手段 5a,5b:センサアレイ 14:相関量演算部 16:極値判定部 18:メモリ 17,20:内插部 19:最大相関判定部 32:最大相関検出部 34:判定部 35:演算部 101:光学手段 102A:第１の光分布検出手段 102B:第２の光分布検出手段 103:相関量演算手段 104:判定手段 106:焦点検出演算手段
Claims (6)
- 【請求項１】物体に対する対物レンズの焦点調節状態又
は物体までの距離に応じて相対位置が変化するように互
いに相関をもつ第1,第２の光像を作成する光学手段と、 前記第1,第２の光像の光分布をそれぞれ検出する第1,第
２の光分布検出手段と、 前記第１の光分布検出手段の出力パターンに対する前記
第２の光分布検出手段の出力パターンの相対的位置を所
定量ずつ順次シフトし、それぞれのシフト量での両出力
パターンの相関量を求める相関量演算手段と、 該相関量演算手段によって得られる複数の離散的な相関
量のうち、極値となる第１の相関量を与えるシフト量に
基づいて前記焦点調節状態又は前記物体までの距離に関
する演算を行う焦点検出演算手段とを具備した焦点検出
装置において、 前記第１の相関量と、該第１の相関量を与えるシフト量
の前後に位置する２つの相関量のうち相対的に大きい第
２の相関量と、前記２つの相関量のうち相対的に小さい
第３の相関量と、該第３の相関量を与えるシフト量の前
後のシフト量のうち、前記第１の相関量を与えるシフト
量とは反対側のシフト量における第４の相関量とに基づ
いて前記第１の相関量を与えるシフト量の前後における
相関量の変化の対称性が所定の許容範囲か否かを判定す
る判定手段を備えたことを特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の焦点検出装
置において、 前記判定手段は、前記第２の相関量と前記第１の相関量
との差の1/q（５＞ｑ＞1,qは前記極値に対する相関量の
対称性を判定するための基準値）を第１判定レベルと
し、前記第３の相関量と前記第１の相関量との差が前記
第１判定レベルより大きいかどうかを判別する第１の判
別と、前記第２の相関量と前記第１の相関量との差の1/
p（ｐ≦q,pは前記極値に対する相関量の対称性を判定す
るための基準値）を第２判定レベルとし、前記第４の相
関量と前記第１の相関量との差が前記第２判定レベルよ
り大きいかどうかを判別する第２の判別とを行い、前記
第１の判別と前記第２の判別とのいずれか一方が肯定さ
れたときに前記焦点検出演算手段を動作させることを特
徴とする焦点検出装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項に記載の焦点検出装
置において、 前記ｑが２の近傍に設定されていることを特徴とする焦
点検出装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載の焦点検出装
置において、 前記焦点検出演算手段は、前記第１の相関量を含む複数
の相関量を内挿処理することにより、該内挿処理より得
られた新たな極値とこれを与えるシフト量とを算出し、
前記新たな極値を与えるシフト量を用いて前記焦点検出
状態又は前記物体までの距離に関する演算を行うことを
特徴とする焦点検出装置。 - 【請求項５】物体に対する対物レンズの焦点調節状態又
は物体までの距離に応じて相対位置が変化するように互
いに相関をもつ第1,第２の光像を作成する光学手段と、 前記第1,第２の光像の光分布をそれぞれ検出する第1,第
２の光分布検出手段と、 前記第１の光分布検出手段の出力パターンに対する前記
第２の光分布検出手段の出力パターンの相対的位置を所
定量ずつ順次シフトし、それぞれのシフト量での両出力
パターンの相関量を求める相関量演算手段と、 該相関量演算手段によって得られる複数の離散的な相関
量のうち、極値となる第１の相関量を与えるシフト量に
基づいて前記焦点調節状態又は前記物体までの距離に関
する演算を行う焦点検出演算手段とを具備した焦点検出
装置において、 前記第１の相関量と該第１の相関量を与えるシフト量の
前後に位置する２つの相関量のうち相対的に大きい第２
の相関量との差の1/q（５＞ｑ＞1,qは前記極値に対する
相関量の対称性を判定するための基準値）を第１判定レ
ベルとし、前記２つの相関量のうち相対的に小さい第３
の相関量と前記第１の相関量との差と、前記第１判定レ
ベルとに基づいて前記第１の相関量を与えるシフト量の
前後における相関量の変化の対称性が所定の許容範囲か
否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする焦点
検出装置。 - 【請求項６】物体に対する対物レンズの焦点調節状態又
は物体までの距離に応じて相対位置が変化するように互
いに相関をもつ第1,第２の光像を作成する光学手段と、 前記第1,第２の光像の光分布をそれぞれ検出する第1,第
２の光分布検出手段と、 前記第１の光分布検出手段の出力パターンに対する前記
第２の光分布検出手段の出力パターンの相対的位置を所
定量ずつ順次シフトし、それぞれのシフト量での両出力
パターンの相関量を求める相関量演算手段と、 該相関量演算手段によって得られる複数の離散的な相関
量のうち、極値となる第１の相関量を与えるシフト量に
基づいて前記焦点調節状態又は前記物体までの距離に関
する演算を行う焦点検出演算手段とを具備した焦点検出
装置において、 前記第１の相関量の前後における相関量の変化の対称性
が所定の許容範囲か否かを判定する判定手段を備えたこ
とを特徴とする焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP225088A JP2707569B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP225088A JP2707569B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179115A JPH01179115A (ja) | 1989-07-17 |
| JP2707569B2 true JP2707569B2 (ja) | 1998-01-28 |
Family
ID=11524113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP225088A Expired - Lifetime JP2707569B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707569B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004117296A (ja) | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 測距装置及びこれを備えたカメラ |
| JP4109066B2 (ja) | 2002-09-27 | 2008-06-25 | フジノン株式会社 | 測距装置及びこれを備えたカメラ |
| JP2006145984A (ja) * | 2004-11-22 | 2006-06-08 | Olympus Corp | 焦点検出装置およびその制御方法 |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP225088A patent/JP2707569B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01179115A (ja) | 1989-07-17 |
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| JPH0561610B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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