JP2954724B2

JP2954724B2 - パッシブ型オートフォーカス装置用測距装置

Info

Publication number: JP2954724B2
Application number: JP4872591A
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: JPH06186471A

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13と図14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13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14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３つの受光センサと、
上記それぞれの受光センサの出力信号の２次差分を算出
する２次差分演算回路と、上記それぞれの２次差分演算
回路の出力信号がゼロレベルを境に正負いずれの状態に
あるかを判別し、正負いずれかの状態が所定時間継続し
た後他の状態に変化した場合にゼロクロスしたと判断す
るとともに、該信号が正から負に変化した場合のゼロク
ロス点と、負から正に変化した場合のゼロクロス点とを
判別して検出するゼロクロス検出回路と、上記それぞれ
の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
該基準の受光センサから得られたゼロクロス挙動信号に
対して、他の２つの受光センサから得られたゼロクロス
挙動信号を順次スライドさせてこれらのゼロクロス挙動
信号の一致を上記一致検出回路により検出し、該スライ
ド量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３つの受光センサ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】また、天候などによっては同じ被写体であ
りながら輝度が変化するために２次差分分布が僅かに挙
動してゼロクロスすることがある。しかし、２次差分信
号を２つ以上の判定レベルで３つ以上のレベル領域に分
割し、該信号が隣接しないレベル領域に、受光センサの
限られた範囲において変化した際、すなわち比較的急激
に変化した際にゼロクロスすると判断するから、上記僅
かな挙動によるゼロクロスは検出されない。

【００１３】そして、上記ずれた量は、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。

【００１４】次いで、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。

【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10
a、20a、30a を透過して後方に配設されたラインセンサ
10b、20b、30b 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
b、20b、30b はそれぞれ中央部ラインセンサ10b、右側
ラインセンサ20b、左側ラインセンサ30b としてある。

【００１６】上記ラインセンサ10b、20b、30b には、図
１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10b、20b、30b 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。

【００１７】他方上記ラインセンサ10b、20b、30b の出
力端子には、図１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10b、20b、
30b 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は図３に示す
ようにラインセンサ10b、20b、30b 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、12
c、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、22、32におけ
るタイムチャートを図４に示してある。また、図９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、22、32の出力信
号は、図１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。
このゼロクロス点の検出を行なうゼロクロス検出回路の
一の実施例を図５および図６に示してあり、他の実施例
を図７および図８に示してある。

【００１９】図５に示すように、ゼロクロス検出回路13
（23、33）にはコンパレータ13a とコンパレータ13b と
を介在させて２次差分演算回路12（22、32）の出力信号
Ｖinが入力され、コンパレータ13aの−側端子にはＶp
が、コンパレータ13bの＋側端子にはＶn がそれぞれ加
えられている。この電圧Ｖp はゼロレベルよりも大きい
値としてあり、電圧Ｖn はゼロレベルよりも小さい値と
されて、それぞれレベル電圧とされている。このため、
図６に示すように、信号Ｖinが入力されたときに、コン
パレータ13aからは該信号Ｖinがレベル電圧Ｖpよりも大
きい値を示している間Ｈとなるパルスｐが出力され、コ
ンパレータ13b からは信号Ｖinがレベル電圧Ｖn よりも
小さい値を示している間Ｈとなるパルスｎが出力され
る。

【００２０】上記パルスｐ、ｎがゼロクロス検出回路13
に入力されると、クロックパルスφ２に同期してパルス
ｐ、ｎの状態が記憶される。そして、パルスｐが立上が
ったときのクロックパルスφ２に先行した３つのクロッ
クパルスφ２のうちのいずれかのクロックパルスφ２に
対してパルスｎがＨの状態にあれば、パルスｐがＨの状
態の当該クロックパルスφ２に同期して立上がる信号Ｎ
−ＺＥＲＯがゼロクロス信号として出力される。また、
パルスｎが立上がったときのクロックパルスφ２に先行
した３つのクロックパルスφ２のうちのいずれかのクロ
ックパルスφ２に対してパルスｐがＨの状態にあれば、
パルスｎがＨの状態の当該クロックパルスφ２に同期し
て立上がる信号Ｐ−ＺＥＲＯがゼロクロス信号として出
力される。このため、ゼロクロス信号Ｐ−ＺＥＲＯはレ
ベル電圧Ｖp よりも大きな値にあった２次差分Ｖinがレ
ベル電圧Ｖn よりも小さな値に変化した場合であってそ
の変化が所定時間内に、即ち所定数の画素の範囲内で生
じた場合に立上がり、ゼロクロス信号Ｎ−ＺＥＲＯはレ
ベル電圧Ｖn よりも小さな値にあった２次差分Ｖinがレ
ベル電圧Ｖp よりも大きな値に変化した場合であってそ
の変化が所定時間内に、即ち所定数の画素の範囲内で生
じた場合に立上がることになる。したがって、出力信号
Ｖinがレベル電圧ＶpとＶnとの間においてゼロクロスす
る挙動があってもゼロクロスとして検出されない。

【００２１】また、パルスＰ−ＺＥＲＯが立上がったと
きは２次差分Ｖinが正から負に変化することによってゼ
ロクロスした場合に対応し、パルスＮ−ＺＥＲＯが立上
がったときは２次差分Ｖinが負から正に変化することに
よってゼロクロスした場合に対応する。

【００２２】図７および図８に示す実施例では、図７に
示すように、ゼロクロス検出回路13（23、33）にはコン
パレータ13aと、コンパレータ13b、コンパレータ13c と
を介在させて２次差分演算回路12（22、32）の出力信号
Ｖinが入力され、コンパレータ13aの−側端子にはＶp
が、コンパレータ13bの＋側端子にはＶz が、コンパレ
ータ13cの＋側端子にはＶnがそれぞれ加えられている。
この電圧Ｖp はゼロレベルよりも大きい値とし、電圧Ｖ
nはゼロレベルよりも小さい値とし、Ｖzはゼロレベルの
値としてあり、それぞれレベル電圧とされている。この
ため、図８に示すように信号Ｖinが入力されたときに、
コンパレータ13a からは該信号Ｖinがレベル電圧Ｖp よ
りも大きい値を示している間Ｈとなるパルスｐが出力さ
れ、コンパレータ13bからは信号Ｖinがレベル電圧Ｖzよ
りも小さい値を示している間Ｈとなるパルスｚが出力さ
れ、コンパレータ13cからは信号Ｖinがレベル電圧Ｖnよ
りも小さい値を示している間Ｈとなるパルスｎが出力さ
れる。

【００２３】上記パルスｐ、ｚ、ｎがゼロクロス検出回
路13に入力されると、クロックパルスφ２に同期してパ
ルスｐ、ｎ、ｚの状態が記憶される。そして、パルスｚ
がＬの状態であって該パルスｚに同期したクロックパル
スφ２に先行する３つのクロックパルスφ２のうちの２
つ以上のクロックパルスφ２に対してパルスｎがＨの状
態にある場合に立上がるパルスＮ−ＺＥＲＯがゼロクロ
ス信号として出力される。反対にパルスｚがＨの状態で
あって該パルスｚに同期したクロックパルスφ２に先行
する３つのクロックパルスφ２のうちの２つ以上のクロ
ックパルスφ２に対してパルスｐがＨの状態にある場合
に立上がるパルスＰ−ＺＥＲＯがゼロクロス信号として
出力される。このため、ゼロクロス信号Ｐ−ＺＥＲＯは
レベル電圧Ｖp よりも大きな値にあった２次差分Ｖinが
レベル電圧Ｖz よりも小さな値に変化した場合であって
その変化が所定時間内に、即ち所定数の画素の範囲内で
生じた場合に立上がり、ゼロクロス信号Ｎ−ＺＥＲＯは
レベル電圧Ｖn よりも小さな値にあった２次差分Ｖinが
レベル電圧Ｖz よりも大きな値に変化した場合であって
その変化が所定時間内に、即ち所定数の画素の範囲内で
生じた場合に立上がることになる。したがって、出力信
号Ｖinがレベル電圧ＶpとＶnとの間において挙動するこ
とによりゼロレベルと交差しても、あるいは所定画素数
以上にわたりレベル電圧ＶpとＶnとの間で挙動していた
出力信号Ｖinが、レベル電圧Ｖpよりも大きくなった場
合やレベル電圧Ｖnよりも小さくなった場合にゼロレベ
ルと交差しても、ゼロクロスとして検出されない。

【００２４】また、パルスＰ−ＺＥＲＯが立上がったと
きは２次差分Ｖinが正から負に変化することによってゼ
ロクロスした場合に対応し、パルスＮ−ＺＥＲＯが立上
がったときは２次差分Ｖinが負から正に変化することに
よってゼロクロスした場合に対応する。

【００２５】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
b、20b、30b 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９】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１−Ｓ右側メモリ回路24では、

【数１０】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１−Ｓ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。なお、数９式と数10式中のＳは定数である。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】次に図10および図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。

【００３０】測距が開始されるとラインセンサ10b、20
b、30b に電荷が蓄積され（ステップ1001）、第２カウ
ンタ60がリセットされる（ステップ1002）とともに第１
カウンタ50がリセットされる（ステップ1003）。そし
て、各ラインセンサ10b、20b、30bの１画素に対応した
データを読み出して（ステップ1004）、読み出されたデ
ータをゼロクロスメモリ回路14、24、34に書き込む（ス
テップ1005）。なお、ステップ1004とステップ1005との
間でゼロクロス検出が実行される。次いでステップ1006
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1007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1004に戻って１画素読み出しと
ゼロクロスメモリ回路14、24、34への書き込みが行なわ
れる（ステップ1005）。そしてゼロクロスメモリ回路1
4、24、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15、2
5、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９式、数10式、数
11式に従って指定される。なお、アドレスが負の場合に
は書き込みは行なわれない。

【００３１】全画素について読み出しが終了して前記ス
テップ1006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をリセットする。そして、
ゼロクロスメモリ回路14、24、34からメモリを読み出し
（ステップ1102）、一致検出回路70にて中央部ゼロクロ
スメモリ回路14と右側ゼロクロスメモリ回路24、左側ゼ
ロクロスメモリ回路34のデータが一致するか否かを判断
する（ステップ1103）。データが一致している場合には
ステップ1104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のカウンタ信号（ＣＯ
ＵＮＴＥＲ２）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。ステップ1103の判定がＮ
Ｏである場合にはステップ1105に進んで、中央部ライン
センサ10b の有効な全画素に対応したメモリデータ（基
準データ）の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、完了していない場合にはステップ
1106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1102に戻ってステップ1105までを実行する。

【００３２】基準データの読み出しが完了したならばス
テップ1105からステップ1107に進んで、中央部ゼロクロ
スメモリ回路14のデータに対して右側と左側のゼロクロ
スメモリ回路24、34のデータが規定量シフトされて上記
ステップ1101からステップ1105までが実行（シフト読み
出し）されたか否かを第２カウンタ60の値により判断す
る（ステップ1107）。シフト読み出しが完了していない
場合には、第２カウンタ60をカウントアップしてステッ
プ1101に戻り、ステップ1102からステップ1105を繰り返
す。そして、シフト読み出しが完了した場合にはステッ
プ1109に進む。

【００３３】このステップ1101からステップ1108までに
おけるメモリデータの読み出しは、アドレス演算回路1
5、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。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。

【００３４】図12（ａ）は第２カウンタ60のカウント信
号が０（ＣＯＵＮＴＥＲ２＝０）のときを示し、このと
き第１カウンタ50を０から（Ｗ−１）までインクリメン
トしながら（ステップ1106）、ラインセンサ10b、20b、
30bの各画素に対応したアドレスにメモリされたデータ
を比較してそれらのデータの一致を検出する。したがっ
て、ＣＯＵＮＴＥＲ２＝０のときには、中央部ラインセ
ンサ10b と右側ラインセンサ20b の画素ではアドレスが
０から（Ｗ−１）までインクリメントされ、左側ライン
センサ30b の画素ではアドレスがＳから（Ｓ＋Ｗ−１）
までインクリメントされる。次いで第２カウンタ60をイ
ンクリメントし（ステップ1108）、第２カウンタ60のカ
ウンタ信号を１（ＣＯＵＮＴＥＲ２＝１）とした状態
で、第１カウンタ50を０から（Ｗ−１）までインクリメ
ントしながら（ステップ1106）、ラインセンサ10b、20
b、30b の各画素に対応したアドレスにメモリされたデ
ータを比較してそれらのデータの一致を検出する。した
がって、ＣＯＵＮＴＥＲ２＝１のときには、中央部ライ
ンセンサ10b に対してはアドレスが０から（Ｗ−１）ま
で、右側ラインセンサ20bに対しては１からＷまで、左
側ラインセンサ30bに対しては（Ｓ−１）から（Ｓ＋Ｗ
−２）までインクリメントされる。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。

【００３５】そして、第２カウンタ60をインクリメント
しながら（ステップ1108）、第２カウンタ60のカウント
信号がＣＯＵＮＴＥＲ２＝Ｓとなるまで、一致検出が繰
り返される。なお、図12（Ｃ）はＣＯＵＮＴＥＲ＝Ｓ−
１のときを示し、図12（ｄ）はＣＯＵＮＴＥＲ２＝Ｓの
ときを示している。

【００３６】すなわち、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Ｘ
p に相当する。そして、このずれ量がステップ1104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。

【００３７】前記ステップ1107で所定のシフト読み出し
の完了が判定されたならばステップ1109に進み、ステッ
プ1104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。

【００３８】

【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つのうちの１つ
を基準のゼロクロスデータとして他の２つのゼロクロス
データを順次１画素ずつずらしながらゼロクロス点に関
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。

【００３９】また、２次差分の出力信号をゼロレベルを
挟んだ２つ以上の判定レベルによって３つ以上のレベル
領域に分割し、該出力信号が隣接しないレベル領域に変
化した場合であって、当該変化が受光センサの所定数の
画素の範囲において生じた場合にゼロクロスと判断し、
該出力信号のゼロレベルを挟んでの僅かな挙動ではゼロ
クロスと判断しないから、被写体輝度分布の僅かな変化
では距離データを取得せず、従って誤計測することを極
力防止できる。

【００４０】また、２次差分のゼロクロス挙動を、正か
ら負に変化する場合と負から正に変化する場合とのそれ
ぞれについて検出して一致の比較を行なうようにしたか
ら、被写体の模様に影響されずより正確な距離データを
取得することができる。

【００４１】加えて、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】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
一の実施例を示す回路図である。

【図６】図５の回路におけるタイムチャートである。

【図７】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
他の実施例を示す回路図である。

【図８】図７の回路におけるタイムチャートである。

【図９】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
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】測距原理を示す光路図である。

【図１４】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。

【図１５】図１４に示す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 中央部ラインセンサ 20b 右側ラインセンサ 30b 左側ラインセンサ 11、21、31 センサドライバ 12、22、32 ２次差分演算回路 13、23、33 ゼロクロス検出回路 14、24、34 ゼロクロスメモリ回路 15、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３つの受光
センサと、上記それぞれの受光センサの出力信号の２次
差分を算出する２次差分演算回路と、上記それぞれの２
次差分演算回路の出力信号の変化域をゼロレベルを挟ん
で２つ以上のレベルを設けて３つ以上のレベル領域に分
割し、該出力信号が隣接しないレベル領域に変化した場
合であって、当該変化が上記受光センサの所定数の画素
の範囲内で生じた場合にゼロクロスしたと判断するとと
もに、該信号が正から負に変化した場合のゼロクロス点
と、負から正に変化した場合のゼロクロス点とを判別し
て検出するゼロクロス検出回路と、上記それぞれのゼロ
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
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
準の受光センサから得られたゼロクロス挙動信号に対し
て、他の２つの受光センサから得られたゼロクロス挙動
信号を順次スライドさせてこれらのゼロクロス挙動信号
の一致を上記一致検出回路により検出し、該スライド量
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。