JP2954720B2

JP2954720B2 - パッシブ型オートフォーカス装置用測距装置

Info

Publication number: JP2954720B2
Application number: JP4872191A
Authority: JP
Inventors: 黒稔石
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 1991-02-22
Filing date: 1991-02-22
Publication date: 1999-09-27
Anticipated expiration: 2014-09-27
Also published as: JPH04268525A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被写体からの光を受
けて該被写体までの距離を測定し、該測定結果に基づい
て撮影レンズが合焦するように焦点を調節するパッシブ
型オートフォーカス装置の、被写体までの距離を測定す
るための測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オートフォーカス装置は、カメラなどの
撮影距離を自動的に測定し、その測距結果に基づいて撮
影レンズを調節してピントを合わせる装置で、このオー
トフォーカス装置によって誰もが写真撮影をより手軽に
楽しめるようになった。このオートフォーカス装置には
種々の形式のものが開発されているが、主なものとして
三角測量法による測距法がある。この三角測量法による
ものに、カメラに設けられた受光センサで被写体からの
光を受けて撮影距離を測定するパッシブ型のものがあ
る。

【０００３】この種のパッシブ型測距装置のうちには２
個の受光センサを配設したものがある。この２個の受光
センサからなる測距装置では、２つの被写体が存在する
場合の測定結果からは被写体の存在態様が２通りに考え
られることになってしまい、確実な測距を行なえずピン
トのずれた画像となってしまうおそれがある。

【０００４】このため、確実な測距を行なって鮮明な画
像を得ることができるように、本願出願人は３個の受光
素子列からなる測距機構を既に提案した（特願平１−17
7382号）。この測距機構による測距原理を図16と図17に
基づいて説明する。測距機構は基準受光センサ１と第１
受光センサ２、第２受光センサ３とからなり、これら受
光センサ１、２、３は、それぞれ結像レンズ1a、2a、3a
と受光素子列1b、2b、3bとから構成され、被写体像が結
像レンズ1a、2a、3aを透過して受光素子列1b、2b、3b上
に結像するようにしてある。また、図16は１つの被写体
Ｐが存在する場合を示している。そして、基準となる受
光素子列1bによって検出された被写体Ｐの輝度分布に関
する出力信号Ｐ₀ の、基準受光センサ１の光軸Ｔ₀ から
の変位量をｘ₀ 、第１受光素子列2bによって検出された
被写体Ｐの輝度分布に関する出力信号Ｐ₁ の、第１受光
センサ２の光軸Ｔ₁ からの変位量をｘ₁ 、第２受光素子
列3bによって検出された被写体Ｐの輝度分布に関する出
力信号Ｐ₂ の、第２受光センサ３の光軸Ｔ₂ からの変位
量をｘ₂ とする。これらの変位量ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂ は、受
光素子列1b、2b、3bによって検出された被写体像の輝度
分布に関する位相差を表わす。そして、光軸Ｔ₀、Ｔ₁、
Ｔ₂ のそれぞれの間隔をＢ、結像レンズ1a、2a、3aと受
光素子列1b、2b、3bの受光面との間隔をＡ、結像レンズ
1a、2a、3aから被写体Ｐまでの距離をＬp、光軸Ｔ₀から
被写体Ｐまでの距離をＸとすると、三角測量の原理か
ら、

【数１】Ｘ＝ｘ₀*Ｌp／Ａとなる。また、光軸Ｔ₀ を基準にして出力信号の像が現
われた方向の符号を含めて、

【数２】−ｘ₁＝｛（Ｂ−Ｘ）／Ｌp｝*Ａ

【数３】ｘ₂＝｛（Ｂ＋Ｘ）／Ｌp｝*Ａとなる。これら数２式、数３式のそれぞれに、数１式を代入すれ
ば、

【数４】ｘ₁＝−｛（Ｂ／Ｌp）*Ａ｝＋ｘ₀

【数５】ｘ₂＝（Ｂ／Ｌp）*Ａ＋ｘ₀となる。

【０００５】数４式と数５式とを比較すると、ｘ₁、ｘ₂
はそれぞれｘ₀ を基準として、

【数６】（Ｂ／Ｌp）*Ａ＝Ｘp だけずれていることが分る。したがって、このＸp を求
めることにより、

【数７】Ｌp＝Ａ*Ｂ／Ｘpを算出することができる。

【０００６】そして、上記Ｘp を求める操作を図17に基
づいて説明する。（ａ）は２つの被写体Ｐ、Ｑからの光
を受けた受光素子列1b、2b、3bの被写体像の輝度分布に
関する出力信号を、基準となる出力信号Ｐ₀、Ｑ₀と比較
したもので、（ａ）に示す状態から（ｂ）に示すよう
に、出力信号Ｐ₀、Ｐ₁、Ｐ₂が一致するまで出力信号
Ｐ₁、Ｐ₂の波形をずらせば、そのずらし量が上記Ｘpと
なる。すなわちこのときＰ₁とＰ₂ のずらし量は等しく
なるのであるから、受光素子列2bの出力信号と受光素子
列3bの出力信号とを等しい距離だけずらして、３つの信
号の波形が一致したとき、これら３つの信号の波形が同
じ被写体Ｐに関する情報となるのである。次に（Ｃ）に
示すように、出力信号Ｑ₁、Ｑ₂が出力信号Ｑ₀ と一致す
る状態までずらせば、該ずらし量がＸqとなる。

【０００７】上述のようにして求められた上記Ｘp、Ｘq
から前記数７式により、被写体Ｐ、Ｑまでの距離Ｌp、
Ｌqが求められることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測距操作を原理に従って実行すると、基準受光
素子列1bの出力信号と第１受光素子列2bの出力信号との
相関関係を演算し、次いで基準受光素子列1bの出力信号
と第２受光素子列3bの出力信号との相関関係を演算し
て、これら基準受光素子列1b、第１受光素子列2b、第２
受光素子列3bの波形の一致を検出することになるから、
相関演算が多くなって信号処理時間が長くなってしま
う。そのため、測距に要する時間が長くなり、被写体が
動的なものである場合にはピントがずれて撮影され、画
像が不鮮明なものとなってしまうおそれが生じる。

【０００９】そこで、この発明は、３つの受光センサを
有し、信号処理を短時間で行なうことができ、極力鮮明
な画像を得ることができるようにした測距装置を提供す
ることを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的のため、この
発明に係るパッシブ型オートフォーカス装置用測距装置
は、被写体の輝度分布を捕捉する結像レンズとラインセ
ンサとからなる受光センサを３つ備え、該ラインセンサ
の出力信号の２次差分を演算する２次差分演算回路と、
該２次差分演算回路の出力信号のゼロクロス点を検出す
るゼロクロス検出回路と、該ゼロクロス検出回路によっ
て得られたゼロクロス挙動信号を、上記３つの受光セン
サについて各別に所定のアドレスに従って記憶するゼロ
クロスメモリ回路と、上記それぞれのゼロクロスメモリ
回路に記憶されたゼロクロス挙動信号を比較してこれら
の一致を検出する一致検出回路とからなり、上記３つの
受光センサのうちの１つを基準とし、該基準となる受光
センサに係るゼロクロスメモリ回路に記憶された１のア
ドレスに対応したデータを読み出し、このデータがゼロ
クロス点を含む有効データである場合に、他のゼロクロ
スメモリ回路に記憶されたデータを、アドレスを１つず
つシフトしながら読み出してこれら３つのデータを比較
し、これら３つのデータの一致を上記基準となるゼロク
ロスメモリ回路の全てのアドレスについて順次行なっ
て、３つのデータが一致した際の上記２つのメモリデー
タのアドレスから被写体までの距離を演算することを特
徴としている。

【００１１】

【作用】上記受光センサを構成する受光素子列によって
被写体輝度分布に応じた出力電圧が得られ、この出力電
圧の２次差分分布はゼロレベルを境に挙動する。この挙
動のゼロクロス点は、被写体の同一部分に関する輝度分
布に対しては上記ラインセンサの３つの部分について所
定の基準部分から適宜ずれた状態で等しくなる。

【００１２】このずれた量は、上記一致検出回路でゼロ
クロス挙動の信号波形をスライドさせて検出すればスラ
イド量として得られることになる。

【００１３】そして、このスライド量から三角測量法に
よって被写体までの距離を算出することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、この発明
に係るオートフォーカス装置用測距装置を具体的に説明
する。

【００１５】受光センサ10、20、30は適宜数の画素を並
設した受光素子列からなる１本のラインセンサと３つの
結像レンズとが組合わされて構成されており、図２に示
すようにカメラの前面には３つの結像レンズ10a、20a、
30a が配設され、被写体から発せられた光はこれらの結
像レンズ10a、20a、30a を透過して後方に配設されたラ
インセンサ８の対応する部分に結像する。したがって、
ラインセンサ８は３つの部分に分割されて構成され、そ
れぞれラインセンサ中央部10b 、ラインセンサ右部20
b、ラインセンサ左部30bとしてある。またこれら受光セ
ンサ10、20、30はそれぞれ中央部センサ10、右側センサ
20、左側センサ30とされており、右側センサ20と左側セ
ンサ30のそれぞれの光軸20c、30cは中央部センサ10の光
軸10c を中心として対称の位置にある。

【００１６】上記ラインセンサ８には、図１に示すよう
に、センサドライバ11からの駆動信号が入力され、ライ
ンセンサ８は該駆動信号に基づいて被写体からの光の捕
捉を開始する。また、センサドライバ11は駆動制御信号
線40a によって制御回路40に接続され、制御回路40から
出力される駆動制御信号によって制御される。

【００１７】他方上記ラインセンサ８の出力端子には、
図１に示すように、２次差分演算回路12が接続されてお
り、該２次差分演算回路12によってラインセンサ８で得
られた被写体の輝度分布信号の２次差分を演算する。こ
の２次差分演算回路12は図３に示すようにラインセンサ
８のそれぞれの画素の出力信号Ｖinを、サンプルホール
ド回路12a、12b、12c、12d、12e によってシフトしなが
ら順次サンプルホールドし、適宜な値の抵抗を介してオ
ペアンプ12f により、

【数８】Ｖout ＝（Ｒ２／Ｒ１）*（Ｖin(n-2)−２*Ｖi
n(n-1)＋Ｖin(n)）を演算することにより、２次差分を求める。なお、この
２次差分演算回路12におけるタイムチャートを図４に示
してある。また、図７に示すように、被写体輝度は同図
（ａ）に示す分布波形をしており、その１次差分波形と
２次差分波形とをそれぞれ（ｂ）、（ｃ）に示してあ
る。

【００１８】上記２次差分演算回路12の出力信号は、図
１に示すように、ゼロクロス検出回路13に入力されてお
り、２次差分演算回路12で得られた２次差分のゼロクロ
ス点を検出する。図５に示すように、このゼロクロス検
出回路13のコンパレータ13aの入力端子に２次差分演算
回路12の出力信号Ｖinが入力され、基準端子は接地され
ている。コンパレータ13a の出力側にはフリップフロッ
プ13b、13cが接続され、これらの出力信号がＡＮＤ回路
13d、13eに入力され、さらにこれらの出力信号がＯＲ回
路13f に入力されている。そして、図６のタイムチャー
トに示すように、２次差分演算回路12の出力信号Ｖinが
パルスφ１に同期して入力され、該出力信号Ｖinがゼロ
レベルと交差して符号が変化した状態にある場合に、フ
リップフロップ13b、13cのクロックパルスφ２に同期し
てゼロクロス信号がＺＥＲＯパルスとして出力される。

【００１９】上記ゼロクロス検出回路13によって得られ
たゼロクロス挙動の信号波形が、ラインセンサ中央部10
bに対応した部分とラインセンサ右部20bに対応した部
分、ラインセンサ30b に対応した部分とに分割されて、
各別にそれぞれゼロクロスメモリ回路14、24、34に入力
されて記憶される。このときゼロクロス挙動は、ライン
センサ８の右部20bと左部30bでは画素位置に対応してア
ドレス演算回路25、35から出力されるアドレスと対応し
て記憶され、ラインセンサ中央部10b では第１カウンタ
50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）に応じて記憶さ
れる。すなわち、アドレス演算回路25、35には第１カウ
ンタ50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）が入力さ
れ、中央部メモリ回路14にはカウント信号（ＣＯＵＮＴ
ＥＲ１）が入力されて順次インクリメントしながら、中
央部メモリ回路14では、

【数９】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１右側メモリ回路24では、

【数１０】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１左側メモリ回路34では、

【数１１】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１に従って各画素に応じてそれぞれのアドレスに記憶され
る。

【００２０】また、上記アドレス演算回路25、35には第
２カウンタ60のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ２）が入
力されており、該第２カウンタ60および前記第１カウン
タ50は制御回路40の出力信号に基づいてカウントアップ
とリセットとが行なわれる。この第２カウンタ60は、後
述するように、ゼロクロスメモリ回路24、34からデータ
の読み出しを行なう場合にアドレスをインクリメントす
る。また、アドレス演算回路25、35には制御回路40から
アドレス処理情報が入力され、該アドレス処理情報に基
づいてアドレス演算回路25、35からゼロクロスメモリ回
路24、34に対して所定の書込み信号と読み出し信号とが
出力される。

【００２１】そして、上記ゼロクロスメモリ回路14、2
4、34の出力側には一致検出回路70が接続されており、
該一致検出回路70の出力側は制御回路40に接続されてい
る。

【００２２】また、第１カウンタ50のカウント信号はデ
ータメモリ回路80のアドレスポート81に入力され、第２
カウンタ60のカウント信号は該データメモリ回路80の距
離データポート82に入力されている。さらに第１カウン
タ50と第２カウンタ60のカウント信号は、いずれも制御
回路40に入力されている。また、制御回路40からデータ
メモリ回路80に対してデータメモリ信号が出力され、該
信号に基づいてアドレスデータと距離データとがデータ
メモリ回路80に記憶される。

【００２３】次に図８ないし図11に基づいて、被写体の
輝度情報のメモリの書き込みと読み出しの手順を説明す
る。

【００２４】測距が開始されるとラインセンサ８に電荷
が蓄積され（ステップ801 ）、第２カウンタ60がリセッ
トされ（ステップ802 ）、制御回路内の図示しない読み
出し画素数カウンタがリセットされる。（ステップ803
）。

【００２５】ラインセンサ８は１本で構成されているか
ら、まずそのうちのラインセンサ左部30b に関する部分
の最初の画素の読み出しが開始されたか否かが読み出し
画素数カウンタの値により判断され（ステップ804 ）、
当該最初の部分の読み出しが開始されるまで１画素ずつ
出力される（ステップ805 ）。当該最初の部分の読み出
しが開始されたならば、第１カウンタ50がリセットされ
る（ステップ806 ）。そして、ラインセンサ左部30b の
１画素に対応したデータを読み出して（ステップ807
）、読み出されたデータを左側ゼロクロスメモリ回路3
4に書き込む（ステップ808 ）。なお、ステップ807とス
テップ808との間でゼロクロス検出が実行される。次い
でステップ809 に進んで全画素について読み出しが完了
したか否かを第１カウンタ50の値により判断し、読み出
されていない場合にはステップ810 に進んで第１カウン
タ50をカウントアップしたのちステップ807 に戻って１
画素読み出しと左側ゼロクロスメモリ回路34への書き込
みが行なわれる（ステップ808）。そして左側ゼロクロ
スメモリ回路34にデータが書き込まれる際には、第１カ
ウンタ50のカウント信号に基づいてアドレス演算回路35
からアドレスを指定されてメモリされる。このとき、メ
モリされるアドレスは、前記数11式に従って指定され
る。

【００２６】ラインセンサ左部30b の全画素の読み出し
が完了してステップ809 でＹＥＳとなると、ステップ90
3 に進んでラインセンサ中央部10b に関する部分の最初
の画素の読み出しが開始されたか否かが読み出し画素数
カウンタの値により判断され、当該最初の部分の読み出
しが開始されるまで１画素ずつ出力される（ステップ90
4 ）。当該最初の部分の読み出しが開始されたならば第
１カウンタ50がリセットされ（ステップ905 ）、前記ス
テップ807から810と同様に、ラインセンサ中央部10b に
関して、ゼロクロス検出が行なわれながら、１画素ずつ
の読み出し（ステップ906）と中央部ゼロクロスメモリ1
4への書き込み（ステップ907）、第１カウンタ50の値に
よるラインセンサ中央部10b の全画素についての読み出
し完了の判断（ステップ908 ）とが第１カウンタ50をカ
ウントアップしながら（ステップ909 ）繰り返される。
なお、メモりされるアドレスは、数９式に従って指定さ
れる。

【００２７】ラインセンサ中央部10bの全画素について
の読み出しが完了してステップ908においてＹＥＳと判
断されると、ステップ1003に進んで、１画素ずつ出力し
ながら（ステップ1004）ラインセンサ右部20b に関する
部分の最初の画素の読み出し開始が読み出し画素数カウ
ンタの値により判断され、当該最初の部分の読み出しが
開始されたならば第１カウンタ50がリセットされる（ス
テップ1005）。そして、ラインセンサ左部30bとライン
センサ中央部10bに関する手順と同様に、ラインセンサ
右部20b に関して、ゼロクロス検出が行なわれながら、
１画素ずつの読み出し（ステップ1006）と右側ゼロクロ
スメモリ24への書き込み（ステップ1007）、第１カウン
タ50の値によるラインセンサ右部20b の全画素について
の読み出し完了の判断（ステップ1008）とが第１カウン
タ50をカウントアップしながら（ステップ1009）繰り返
される。右側ゼロクロスメモリ回路24にデータが書き込
まれる際には、第１カウンタ50のカウント信号に基づい
てアドレス演算回路25から数10式に従って指定されたア
ドレスにメモリされる。

【００２８】ラインセンサ８の全画素について読み出し
が終了して前記ステップ1008の判定がＹＥＳとなれば、
ステップ1101（図11）に進んで第１カウンタ50をリセッ
トした後、ステップ1102に進んで第２カウンタ60をリセ
ットする。そして、ゼロクロスメモリ回路14、24、34か
ら後述するアドレスに従ってメモリデータを読み出し
（ステップ1103）、基準となるゼロクロスメモリ回路
（中央部ゼロクロスメモリ回路14）の当該アドレスにあ
るデータが有効であるか否か、即ちゼロクロス点を含ん
だデータであるか否かを判断する（ステップ1104）。こ
の判定がＮＯであれば、当該基準データに関する比較処
理は行なわずにステップ1109に進む。

【００２９】上記ステップ1104の判定がＹＥＳである場
合には、ゼロクロスメモリ回路14、24、34から１つのア
ドレスについて読み出されたデータが一致するか否かを
判断する（ステップ1105）。データが一致している場合
にはステップ1106に進んで、当該時における、第１カウ
ンタ50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）の数値をア
ドレスデータとして、第２カウンタ60のカウント信号
（ＣＯＵＮＴＥＲ２）の数値を距離データとして、それ
ぞれデータメモリ回路80に書き込む。上記ステップ1105
の判定がＮＯである場合にはステップ1107に進んで、右
側ゼロクロスメモリ回路24と左側ゼロクロスメモリ回路
34のデータについて全てのアドレスがシフトされて読み
出されたか否かを判断し、ＮＯである場合にはステップ
1108に進んで第２カウンタ60をカウントアップしたのち
ステップ1103に戻ってステップ1107までを実行する。

【００３０】上記ステップ1107でＹＥＳとなると、ステ
ップ1109に進んで中央部ゼロクロスメモリ回路14の全て
のアドレスのデータを読み出したか否かを判断し、読み
出しが完了していない場合にはステップ1110に進んで第
１カウンタをカウントアップしたのちステップ1102に戻
り、ステップ1102からステップ1109までの処理を繰り返
し実行する。

【００３１】このステップ1103からステップ1109までに
おけるメモリデータの読み出しは、第１カウンタ50とア
ドレス演算回路25、35によって、前記数９式、数10式、
数11式に対応して、中央部ゼロクロスメモリ回路14から
は、

【数１２】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１右側ゼロクロスメモリ回路24からは、

【数１３】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋ＣＯＵＮＴＥＲ２左側ゼロクロスメモリ回路34からは、

【数１４】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋Ｓ−Ｃ
ＯＵＮＴＥＲ２に従って読み出される。なお、数14式の中のＳは定数で
ある。このときの書き込みアドレスと読み出しアドレス
との関係を図12を参照して説明する。

【００３２】図12（ａ）は第１カウンタ50のカウント信
号が０（ＣＯＵＮＴＥＲ１＝０）のときを示し、ステッ
プ1103からステップ1108までを実行し、第２カウンタ60
を０からＳまでインクリメントしながら、中央部ゼロク
ロスメモリ回路14のアドレスが０の位置にメモリされた
データと、右側ゼロクロスメモリ回路24のアドレスにあ
っては０からＳまで、左側ゼロクロスメモリ回路34にあ
ってはＳから０まで順次アドレスを変更しながら、それ
ぞれのアドレスにメモリされたデータを比較しそれらの
データの一致を検出する。右側および左側ゼロクロスメ
モリ回路24、34の全てのアドレスのデータについて中央
部ゼロクロスメモリ回路14のアドレスが０の位置のデー
タとの比較が終了すると、第１カウンタ50をインクリメ
ントし（ステップ1110）、第１カウンタのカウント信号
を１（ＣＯＵＴＥＲ１＝１）とした状態で第２カウンタ
60を０からＳまでインクリメントしながら（ステップ11
08）、中央部ゼロクロスメモリ回路14のアドレスが１の
位置にメモリされたデータと、右側ゼロクロスメモリ回
路24のアドレスにあっては１から（Ｓ＋１）まで、左側
ゼロクロスメモリ回路34にあっては（Ｓ＋１）から１ま
で順次アドレスを変更しながら、それぞれのアドレスに
メモリされたデータを比較しそれらのデータの一致を検
出する。すなわち、右側ゼロクロスメモリ回路24と左側
ゼロクロスメモリ回路34のメモリデータが、中央部ゼロ
クロスメモリ回路14の一のアドレスのメモリデータに対
して１画素ずつずれて一致検出が行なわれることにな
る。なお、中央部ゼロクロスメモリ回路14の一のアドレ
スにゼロクロス点がない場合には、当該一のアドレスの
データに対しての比較は行なわれない（ステップ1104で
ＮＯの場合）。

【００３３】そして、第１カウンタ50をインクリメント
しながら（ステップ1110）、第１カウンタ50のカウント
信号がＣＯＵＮＴＥＲ１＝Ｗ−１となるまで、一致検出
が繰り返される。なお、図13（ａ）はＣＯＵＮＴＥＲ１
＝Ｗ−２のときを示し、図13（ｂ）はＣＯＵＮＴＥＲ１
＝Ｗ−１のときを示している。

【００３４】この比較演算では、中央部ゼロクロスメモ
リ14の一のアドレスのデータについて距離データとなる
被写体が存在するか否かを判断し（ステップ1104）、存
在する場合に当該被写体までの距離を第２カウンタ60を
インクリメントしながら取得することになる。

【００３５】そして、ゼロクロスメモリ回路14、24、34
のメモリデータがゼロクロス点に関して一致したときの
第２カウンタ60の値が、前記数６式におけるずれ量Ｘp
に相当するから、このずれ量がステップ1106においてデ
ータメモリ回路80に距離データとしてメモリされること
になる。

【００３６】前記ステップ1109で基準データの読み出し
の完了が判定されたならばステップ1111に進み、ステッ
プ1106でデータメモリ回路80に書き込まれた距離データ
が図示しない撮影レンズ駆動装置に出力されて、撮影レ
ンズが所定の位置まで移動して被写体に合焦することに
なる。

【００３７】次に、図14および図15に示す実施例につい
て説明する。なお、図１および図２に示す実施例と同じ
部分については同じ符号を付してある。

【００３８】受光センサ10、20、30は適宜数の画素を並
設した受光素子列からなるラインセンサと結像レンズと
が組合わされて構成されており、図15に示すようにカメ
ラの前面には３つの結像レンズ10a、20a、30a が配設さ
れ、被写体から発せられた光はこれらの結像レンズ10
a、20a、30a を透過して後方に配設されたラインセンサ
10d、20d、30d に結像する。これら受光センサ10、20、
30はそれぞれ中央部センサ10、右側センサ20、左側セン
サ30とされており、右側センサ20と左側センサ30のそれ
ぞれの光軸20c、30cは中央部センサ10の光軸10c を中心
として対称の位置にある。また、上記ラインセンサ10
d、20d、30d はそれぞれ中央部ラインセンサ10d、右側
ラインセンサ20d、左側ラインセンサ30d としてある。

【００３９】上記ラインセンサ10d、20d、30d には、図
14に示すように、各別にセンサドライバ11、21、31から
の駆動信号が入力され、ラインセンサ10d、20d、30d は
該駆動信号に基づいて被写体からの光の捕捉を開始す
る。また、これらセンサドライバ11、21、31は駆動制御
信号線40a によって制御回路40に接続され、制御回路40
から出力される駆動制御信号によって制御される。

【００４０】他方上記ラインセンサ10d、20d、30d の出
力端子には、図14に示すように、それぞれ２次差分演算
回路12、22、32が接続されており、該２次差分演算回路
12、22、32によってそれぞれのラインセンサ10d、20d、
30d で得られた被写体の輝度分布信号の２次差分を演算
する。これら２次差分演算回路12、22、32は前述した図
３に示すものと同様である。

【００４１】上記２次差分演算回路12、22、32の出力信
号は、図14に示すように、それぞれゼロクロス検出回路
13、23、33に入力されており、２次差分演算回路12、2
2、32で得られた２次差分のゼロクロス点を検出する。
このゼロクロス検出回路13、23、33の構成は、前述した
図５および図６のものと同様である。

【００４２】上記ゼロクロス検出回路13、23、33によっ
て得られたゼロクロス挙動の信号波形が、それぞれゼロ
クロスメモリ回路14、24、34に入力されて記憶される。
このとき、ゼロクロス挙動はそれぞれのラインセンサ10
d、20d、30d の画素位置に対応してアドレス演算回路1
5、25、35から出力されるアドレスと対応して記憶され
る。すなわち、アドレス演算回路15、25、35には第１カ
ウンタ50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）が入力さ
れ順次インクリメントしながら、中央部メモリ回路14で
は、

【数１５】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１−Ｓ右側メモリ回路24では、

【数１６】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１−Ｓ左側メモリ回路34では、

【数１７】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１に従って各画素に応じてそれぞれのアドレスに記憶され
る。

【００４３】また、上記アドレス演算回路25、35には第
２カウンタ60のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ２）が入
力されており、該第２カウンタ60および前記第１カウン
タ50は制御回路40の出力信号に基づいてカウントアップ
とリセットとが行なわれる。この第２カウンタ60は、前
述のものと同様に、ゼロクロスメモリ回路24、34からデ
ータの読み出しを行なう場合にアドレスをインクリメン
トする。また、アドレス演算回路15、25、35には制御回
路40からアドレス処理情報が入力され、該アドレス処理
情報に基づいてアドレス演算回路15、25、35からゼロク
ロスメモリ回路14、24、34に対して所定の書込み信号と
読み出し信号とが出力される。

【００４４】そして、上記ゼロクロスメモリ回路14、2
4、34の出力側には一致検出回路70が接続されており、
該一致検出回路70の出力側は制御回路40に接続されてい
る。

【００４５】また、第１カウンタ50のカウント信号はデ
ータメモリ回路80のアドレスポート81に入力され、第２
カウンタ60のカウント信号は該データメモリ回路80の距
離データポート82に入力されている。さらに第１カウン
タ50と第２カウンタ60のカウント信号は、いずれも制御
回路40に入力されている。また、制御回路40からデータ
メモリ回路80に対してデータメモリ信号が出力され、該
信号に基づいてアドレスデータと距離データとがデータ
メモリ回路80に記憶される。

【００４６】すなわち、この図14および図15に示す実施
例では、３つの受光センサ10、20、30に各別にラインセ
ンサ10d、20d、30d を備えており、被写体輝度分布の２
次差分演算回路12、22、32とゼロクロス検出回路13、2
3、33を各ラインセンサ10d 、20d、30d毎に備えている
ものである。

【００４７】そして、ゼロクロスメモリ回路15、25、35
から、それぞれ前記数12式、数13式、数14式に従ってデ
ータが読み出され、図11のフローチャートに示す手順が
実行されて、データがゼロクロス点に関する比較が行な
われてゼロクロスデータの一致が検出される。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るパッ
シブ型オートフォーカス装置用測距装置によれば、３つ
の部分に分割されたラインセンサで被写体輝度を捕捉し
そのデータから２次差分を演算し、該２次差分のゼロク
ロス点を特徴点としてそのゼロクロスデータを記憶し、
３つ部分のうちの１つの部分から得られたゼロクロスデ
ータを基準として他の２つの部分から得られたゼロクロ
スデータを順次１画素ずつずらしながら３つのデータが
ゼロクロス点に関して一致するか否かを比較して、一致
したときのずらし量を距離データとして被写体までの距
離を演算するようにしたから、相関演算して距離データ
を求めるものに比べて演算処理速度が速くなる。このた
め、動的な被写体を確実に捕捉して素早いピント合わせ
を行なうことができる。

【００４９】しかも、基準となるデータから読み出され
た一のアドレスのデータが距離データを取得するのに有
効か否かを判断し、有効と判断された場合に当該距離デ
ータの取得に供される被写体までの距離を測定するよう
にしたから、無用な演算を行なうことがなく、したがっ
て演算処理速度がさらに速くなる。

【００５０】加えて、２次差分のゼロクロスデータを比
較するものであるため、ラインセンサ上の被写体輝度分
布のパターンに依存することがないから、高精度に距離
データを取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施例に係るパッシブ型オート
フォーカス装置用測距装置の回路ブロック図である。

【図２】一の実施例に係る受光センサの概略の構造を示
す側面図である。

【図３】ラインセンサの出力から２次差分を演算する２
次差分演算回路の回路図である。

【図４】図３の回路におけるタイムチャートである。

【図５】２次差分演算回路によって求められた２次差分
信号からゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路の
回路図である。

【図６】図５の回路におけるタイムチャートである。

【図７】被写体輝度分布とそれに対する１次差分と２次
差分を示す図である。

【図８】ラインセンサから得られたデータをゼロクロス
メモリ回路に書き込む手順を示すフローチャートであっ
て、ラインセンサの左部に関するものである。

【図９】ラインセンサから得られたデータをゼロクロス
メモリ回路に書き込む手順を示すフローチャートであっ
て、ラインセンサの中央部に関するものである。

【図１０】ラインセンサから得られたデータをゼロクロ
スメモリ回路に書き込む手順を示すフローチャートであ
って、ラインセンサの右部に関するものである。

【図１１】ゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータの
一致を検出するために、該ゼロクロスメモリ回路から所
定のデータを読み出す手順を示すフローチャートであ
る。

【図１２】ゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータを
読み出して比較する際の操作手順を説明する図である。

【図１３】ゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータを
読み出して比較する際の操作手順を説明する図である。

【図１４】この発明の他の実施例に係るパッシブ型オー
トフォーカス装置用測距装置の回路ブロック図である。

【図１５】他の実施例に係る受光センサの概略の構造を
示す側面図である。

【図１６】測距原理を示す光路図である。

【図１７】測距原理に基づいて測定手順を説明するため
の図で、受光素子列で検出される被写体像の輝度分布に
関する信号図である。

【符号の説明】

10 受光センサ 20 受光センサ 30 受光センサ 10a 結像レンズ 20a 結像レンズ 30a 結像レンズ 10b ラインセンサ中央部 20b ラインセンサ右部 30b ラインセンサ左部 10d 中央部ラインセンサ 20d 右側ラインセンサ 30d 左側ラインセンサ 11 センサドライバ 21 センサドライバ 31 センサドライバ 12 ２次差分演算回路 22 ２次差分演算回路 32 ２次差分演算回路 13 ゼロクロス検出回路 23 ゼロクロス検出回路 33 ゼロクロス検出回路 14、24、34 ゼロクロスメモリ回路 25、35 アドレス演算回路 40 制御回路 50 第１カウンタ 60 第２カウンタ 70 一致検出回路 80 データメモリ回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の輝度分布を捕捉する結像レンズ
とラインセンサとからなる受光センサを３つ備え、該ラ
インセンサの出力信号の２次差分を演算する２次差分演
算回路と、該２次差分演算回路の出力信号のゼロクロス
点を検出するゼロクロス検出回路と、該ゼロクロス検出
回路によって得られたゼロクロス挙動信号を、上記３つ
の受光センサについて各別に所定のアドレスに従って記
憶するゼロクロスメモリ回路と、上記それぞれのゼロク
ロスメモリ回路に記憶されたゼロクロス挙動信号を比較
してこれらの一致を検出する一致検出回路とからなり、
上記３つの受光センサのうちの１つを基準とし、該基準
となる受光センサに係るゼロクロスメモリ回路に記憶さ
れた１のアドレスに対応したデータを読み出し、このデ
ータがゼロクロス点を含む有効データである場合に、他
のゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータを、アドレ
スを１つずつシフトしながら読み出してこれら３つのデ
ータを比較し、これら３つのデータの一致を上記基準と
なるゼロクロスメモリ回路の全てのアドレスについて順
次行なって、３つのデータが一致した際の上記２つのメ
モリデータのアドレスから被写体までの距離を演算する
ことを特徴とするパッシブ型オートフォーカス装置用測
距装置。