JP2993754B2 - パッシブ型オートフォーカス装置用測距装置 - Google Patents

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17と図18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17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18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
回路の出力信号のゼロクロス点を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アドレスが指定されて記
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、該一致検
出回路によって一致検出された距離データをアドレスが
指定されてメモリするデータメモリ回路とからなり、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するとともに、上記ゼロ
クロスメモリ回路のアドレスを適宜数の測距領域に分割
し、該測距領域における上記一致検出回路によって一致
検出されたデータのうちの１つのデータを選択し、該１
つのデータを上記データメモリ回路の一の距離データの
アドレスデータと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】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】また、測距領域から選択される距離データ
を近距離にある被写体のデータとすれば、近距離優先の
オートフォーカス装置とすることができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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*Ｖin(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。

【００１９】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。
図５に示すように、このゼロクロス検出回路13（23、3
3）のコンパレータ13a の入力端子に２次差分演算回路1
2（22、32）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ＡＮ
Ｄ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Ｖ
in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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】次に図８および図９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。

【００２５】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801）、第２カウン
タ60がリセットされる（ステップ802）とともに第１カ
ウンタ50がリセットされる（ステップ803）。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804 ）、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805 ）。なお、ステップ804とステップ805との間でゼ
ロクロス検出が実行される。次いでステップ806 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807 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804 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805 ）。そしてゼロクロスメモリ回路14、2
4、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、25、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。

【００２６】全画素について読み出しが終了して前記ス
テップ806 の判定がＹＥＳとなれば、ステップ901 （図
９）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902 ）、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903 ）。データが一致している場合には
ステップ904 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。このとき距離データが書
き込まれるアドレスには、後述するようにゼロクロスメ
モリ回路14、24、34の適宜数のアドレスに対して１つの
アドレスが割り当てられる。ステップ903 の判定がＮＯ
である場合にはステップ905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90
6 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902に戻ってステップ905までを実行する。

【００２７】基準データの読み出しが完了したならばス
テップ905からステップ907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901からステップ905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907 ）。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
901に戻り、ステップ902からステップ905 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90
9 に進む。

【００２８】このステップ901からステップ908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15、
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−ＣＯＵＮＴＥＲ２ 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10および図11を参照して
説明する。

【００２９】図10（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906）、ラインセンサ10b、20b、3
0b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908 ）、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906 ）、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。

【００３０】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908 ）、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11（ａ）はＣＯＵＮＴＥＲ＝Ｓ−
１のときを示し、図11（ｂ）はＣＯＵＮＴＥＲ２＝Ｓの
ときを示している。

【００３１】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904 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。

【００３２】メモリされる距離データのアドレスデータ
（第１カウンタ50の数値）とゼロクロスデータのアドレ
スとの関係を図12ないし図14に従って説明する。図12
（ｂ）に示すように、ラインセンサ10b、20b、30b の各
画素、０から（Ｗ−１）に対してゼロクロスデータが書
込まれるアドレスは０から（Ｗ−１）が対応し、このゼ
ロクロスデータのアドレスに対して、距離データのアド
レスは０から（Ｗ／４−１）が対応している。すなわ
ち、ゼロクロスデータのアドレスのうち連続した４つの
アドレスに対して、距離データのアドレスにおいては１
つのアドレスが割当てられている。したがって、第１カ
ウンタ50の出力では、図13（ｂ）に示すように、ゼロク
ロスデータのアドレス指定のビット数よりも２つ少ない
ビット数で距離データのアドレスが指定されることにな
り、しかも下位側の２つのビットを省いて上位ビット側
から出力されてアドレスが指定されることになる。

【００３３】これに対して、図12（ａ）に示すようにゼ
ロクロスデータのアドレスと距離データのアドレスとが
１対１に対応している場合には、第１カウンタ50の出力
ビット数も、図13（ａ）に示すようにゼロクロスデータ
のアドレス指定のためのビット数と距離データのアドレ
ス指定のためのビット数とが同数となる。すなわち、複
数のアドレスに係るゼロクロスデータを１つの測距領域
とし、これに１つのアドレスからなる距離データを割当
てることによりメモリ容量を少なくすることができる。

【００３４】そして、ゼロクロスデータの一致検出が行
なわれると、距離データのメモリにおけるアドレスデー
タが最新の情報に書換えられることになり、４つのアド
レスからなる一の測距領域において、距離データとして
１つのアドレスデータが得られる。この場合に、前述し
たように、第２カウンタ60が０からＳまでカウントアッ
プされるため、距離データは無限遠から近距離に移行し
ながら取得されることになり、アドレスデータに関する
上記最新の情報は近距離側のデータが取得されることに
なる。したがって、一の測距領域に関して近距離優先の
オートフォーカス装置となる。

【００３５】すなわち、被写体の輝度分布に関しては、
図14（ａ）に示すように、ラインセンサ10b、20b、30b
の各画素についてデータが取得される。これに対し、被
写体までの距離の演算のためには、図14（ｂ）に示すよ
うに、画素数よりも少ない数の距離データで処理される
ことになる。

【００３６】前記ステップ907 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909に進み、ステッ
プ904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15および図16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16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。

【００３９】上記ラインセンサ８には、図15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。

【００４０】他方上記ラインセンサ８の出力端子には、
図15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の出力信号は、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。こ
のゼロクロス検出回路13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１５】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１ 右側メモリ回路24では、

【数１６】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１ 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。

【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15および図16に示す実施
例では、３つの受光センサ10、20、30が１本のラインセ
ンサ８を３つに分割して構成されており、これに応じて
被写体輝度分布の２次差分演算回路12とゼロクロス検出
回路13も１組備えているものである。このため、部品点
数が減じられる。

【００４７】そして、ゼロクロスメモリ回路14、24、34
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９のフローチャートに示す手順が
実行されて、データが比較されて一致が検出される。

【００４８】そして、距離データとしてデータメモリ回
路80に記憶される場合には、前述の図12（ｂ）、図13
（ｂ）、図14（ｂ）に示すように、メモリデータの複数
のアドレスに対して距離データの１つのアドレスが割り
当てられる。したがって、一の測距領域内で所定の距離
データが選択されてメモリされることになる。

【００４９】

【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。

【００５０】また、ゼロクロスデータのアドレスを適宜
に分割した測距領域に関して、該測距領域の１つのデー
タを距離データに割り当てるため、距離データのメモリ
容量を少なくすることができる。

【００５１】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
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
る。

【図９】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１０】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１１】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１２】ラインセンサの画素とゼロクロスデータのア
ドレスと距離データのアドレスとの関係を示す説明図で
あり、（ａ）はゼロクロスデータの１つのアドレスに対
して距離データの１つのアドレスを割り当てた場合、
（ｂ）はゼロクロスデータの４つのアドレスに対して距
離データの１つのアドレスを割り当てた場合をそれぞれ
示している。

【図１３】ゼロクロスデータのメモリのアドレスに利用
されるビット数と距離データのメモリのアドレスに利用
されるビット数との関係を示すもので、（ａ）はゼロク
ロスデータの１つのアドレスに対して距離データの１つ
のアドレスを割り当てた場合、（ｂ）はゼロクロスデー
タの４つのアドレスに対して距離データの１つのアドレ
スを割り当てた場合をそれぞれ示している。

【図１４】カメラを被写体に向けて距離データを取得す
る際の距離データのメモリ状態を示すもので、（ａ）は
ラインセンサ上の画素の配列を示し、（ｂ）はゼロクロ
スデータの適宜数のアドレスに対して距離データの１つ
のアドレスを割り当てた場合をそれぞれ示している。

【図１５】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１６】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１７】測距原理を示す光路図である。

【図１８】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 (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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ゼロクロス点を検出するゼ
   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アドレスが指
   定され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、該一致検出回路によって一致検出された距離データ
   をアドレスが指定されてメモリするデータメモリ回路と
   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するととも
   に、上記ゼロクロスメモリ回路のアドレスを適宜数の測
   距領域に分割し、該測距領域における上記一致検出回路
   によって一致検出されたデータのうちの１つのデータを
   選択し、該１つのデータを上記データメモリ回路の一の
   距離データのアドレスデータと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。