JP3025564B2

JP3025564B2 - パッシブ型オートフォーカス装置用測距装置

Info

Publication number: JP3025564B2
Application number: JP29645991A
Authority: JP
Inventors: 黒稔石
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JPH05107458A

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（特開平３− 4
2642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】また、３つの受光センサ１、２、３の出力
データの一致検出は、図19に示すように、これらの出力
信号をＡＮＤ回路４に入力して行なわれる。しかし、結
像レンズ1a、2a、3aや受光素子列1b、2b、3bの取付誤差
により、あるいはこれら結像レンズ1a、2a、3aなどの取
付時に取付誤差を調整したとしても経年変化により、受
光素子列1b、2b、3bの結像位置に誤差が生じてしまうお
それがある。すなわち、一致検出されるべきデータが存
在するにも拘らず一致の検出がされず、従って被写体距
離が測定できないおそれが生じる。

【００１０】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、受光セン
サの取付誤差や経年変化によって測距データに誤差が生
じた場合であっても、概略の被写体距離を測定できるよ
うにした測距装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【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組の受光センサと、
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組の受光センサ
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
により検出する際に、少なくとも１つの受光センサから
得られたゼロクロスデータにおいて、該ゼロクロスデー
タが存在するゼロクロス画素位置の前後の所定量の幅内
に対して、他の２つの受光センサから得られるゼロクロ
スデータであって該ゼロクロス画素位置と一致すべきゼ
ロクロスデータが存在するものとして一致検出を行な
い、上記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。

【００１２】

【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組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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】しかも、一致検出のためにゼロクロスデー
タを比較する範囲に許容幅があるから、受光センサの取
付に誤差が発生した場合であっても、３組の受光センサ
の出力信号の一致データを取得して被写体距離を測定す
ることができる。

【００１６】

【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。なお、図１ないし図11に第１実施例を、図12ない
し図16に第２実施例を示してある。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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／（２*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。

【００２０】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、フリップフロップ13bの
Ｑ出力とフリップフロップ13cの反転Ｑ出力とがＡＮＤ
回路13dに入力され、フリップフロップ13bの反転Ｑ出力
とフリップフロップ13cのＱ出力とがＡＮＤ回路13eに入
力され、さらにこれらＡＮＤ回路13d、13e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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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の出力側はゼロクロスデータの一致信
号を送出する一致情報線70a を介して制御回路40に接続
されている。また、該制御回路40からは、検出情報線70
b を介して一致検出回路70に一致検出指令が送出され
る。

【００２４】上記一致検出回路70の一実施例を図８に示
してあり、中央部ゼロクロスメモリ回路14の出力をＣ、
右側ゼロクロスメモリ回路24の出力をＲ、左側ゼロクロ
スメモリ回路34の出力をＬとしてある。これらの出力は
４ビットのシフトレジスタに入力してあり、ゼロクロス
メモリ回路14、24、34の出力信号とそれぞれのＤフリッ
プフロップのＱ出力とが、中央部ゼロクロスメモリ回路
14に関してはＯＲ回路71に、右側ゼロクロスメモリ回路
24に関してはＯＲ回路72、左側ゼロクロスメモリ回路34
に関してはＯＲ回路73にそれぞれ入力されている。そし
て、これらＯＲ回路71、72、73の出力がＡＮＤ回路74に
入力され、該ＡＮＤ回路74の出力を一致検出データとし
てある。したがって、ゼロクロスメモリ回路14、24、34
から出力されたゼロクロスデータの５ヵ所のアドレスに
対して、それぞれのゼロクロスデータの一致比較が行な
われることになり、受光センサ10、20、30の検出に供さ
れる画素位置、即ちゼロクロス挙動のメモリアドレスに
一致検出のための許容幅が設けられている。なお、ゼロ
クロス点に対応するデータは「Ｈ」として記憶されてい
るものとする。

【００２５】図９は一致検出回路70の他の実施例を示す
もので、この実施例では中央部ゼロクロスメモリ回路14
の出力が４ビットのシフトレジスタに入力され、該ゼロ
クロスメモリ回路14の出力とＤフリップフロップのそれ
ぞれのＱ出力がＯＲ回路75に入力されている。また、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の出力とは２ビットのシフトレジスタの入力されてい
る。そして、上記ＯＲ回路75の出力と左右のゼロクロス
メモリ回路24、34のシフトレジスタの出力とがＡＮＤ回
路76に入力され、該ＡＮＤ回路76の出力を一致検出デー
タとしてある。すなわち、図８に示した実施例では、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のいずれにも一致検
出のための許容幅が設けられているため、一致が判断さ
れるアドレスの幅が大きくなって測距データが被写体距
離から大きく掛離れてしまう場合が生じるのに対して、
図９に示す実施例では一致検出の許容幅は中央部ゼロク
ロスメモリ回路14の出力にのみ設けてあるから、測距デ
ータが被写体距離から掛離れてしまうことがない。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。なお、数20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、次に説明する。

【００３２】まず、第２カウンタ60のカウント信号を０
（ＣＯＵＮＴＥＲ２＝０）として、第１カウンタ50を０
から（Ｗ−１＋Ｄ）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、ＣＯＵＮＴＥ
Ｒ２＝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＋
Ｄ）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＋Ｄ）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＋Ｄ）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＝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＋Ｄ）まで、
右側ラインセンサ20b に対しては１から（Ｗ＋Ｄ）ま
で、左側ラインセンサ30b に対しては（Ｓ−１）から
（Ｓ＋Ｗ−２＋Ｄ）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。なお、上記の「Ｄ」は検出の
遅れによって定まる定数で、図８および図９に示す実施
例の場合には「Ｄ＝２」である。

【００３３】しかも、一致検出の際には、図８または図
９に示した一致検出回路によって、比較に供されるアド
レスに幅が設けられているから、基準となるゼロクロス
データのアドレスに対して他の２つのゼロクロスデータ
の複数のアドレスが比較の対象となる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】次に、図12ないし図16に示した第２実施例
を説明する。

【００３８】この第２実施例では、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13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20b、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12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12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、第１実施例で示した図３と同
様のものであり、前記数８式によって２次差分が演算さ
れる。

【００４１】また、２次差分演算回路12の出力信号は、
図12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。このゼロクロス検出回路13は、第１
実施例の図５に示したものと同様である。

【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、ラインセンサ左部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（ＣＯＵＮ
ＴＥＲ１）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、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の出力側はゼロクロスデータの一致信
号を送出する一致情報線70a を介して制御回路40に接続
されている。また、該制御回路40からは、検出情報線70
b を介して一致検出回路70に一致検出指令が送出され
る。

【００４５】また、一致検出回路70の構成は、図８また
は図９に示した第１実施例に係る一致検出回路70と同様
である。

【００４６】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。

【００４７】次に図14ないし図16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。

【００４８】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1401）、第２カウンタ60がリセッ
トされ（ステップ1402）、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140
3）。

【００４９】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1404）、
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1405）。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1406）。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140
7）、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1408）。なお、ステップ1407と
ステップ1408との間でゼロクロス検出が実行される。次
いでステップ1409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1410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1407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1408）。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17式に従って指定され
る。

【００５０】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1409でＹＥＳとなると、ステップ15
03（図15）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1504）。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150
5）、前記ステップ1407から1410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1506）と中央部ゼ
ロクロスメモリ14への書き込み（ステップ1507）、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1508）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150
9）繰り返される。なお、メモりされるアドレスは、数1
5式に従って指定される。

【００５１】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1508においてＹＥＳと判
断されると、ステップ1603（図16）に進んで、１画素ず
つ出力しながら（ステップ1604）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1605）。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1606）と右側
ゼロクロスメモリ24への書き込み（ステップ1607）、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1608）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160
9）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16式に従って指
定されたアドレスにメモリされる。

【００５２】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1608の判定がＹＥＳとなれば、
図11に示したステップ1101からステップ1109に至る手順
と同様に、ゼロクロスメモリ回路14、24、34からメモリ
データが読み出され、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が判
断される。そして、シフト読み出しが完了した場合に
は、データメモリ回路80から測距データが出力される
（ステップ1109）。

【００５３】ゼロクロスメモリ回路14、24、34のメモリ
データの一致検出の手順においては、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15式、数16
式、数17式に対応して、中央部ゼロクロスメモリ回路14
からは、

【数１８】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１右側ゼロクロスメモリ回路24からは、

【数１９】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋ＣＯＵＮＴＥＲ２左側ゼロクロスメモリ回路34からは、

【数２０】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋Ｓ−Ｃ
ＯＵＮＴＥＲ２に従って読み出される。なお、数20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
との関係は、前述した第１実施例の場合と同様であり、
第１ＣＯＵＮＴＥＲ１を０から（Ｗ−１＋Ｄ）までイン
クリメントしながら一致検出が行なわれる。なお、
「Ｄ」は検出の遅れによって定まる定数である。

【００５４】この第２実施例によれば、ラインセンサを
１本としこれを３つに分割して用いるようにしたから、
上記２次差分演算回路とゼロクロス検出回路もそれぞれ
１組ずつとなる。このため、３本のラインセンサを用い
る第１実施例に示した測距装置では、それぞれのライン
センサに対応して２次差分演算回路とゼロクロス検出回
路とが３組ずつ配設される構造となるが、第２実施例に
係る測距装置では１本のラインセンサと、１組の２次差
分演算回路、ゼロクロス検出回路とでよく、部品点数を
少なくすることができる。

【００５５】

【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組
の受光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組の受光センサの
うちの１つから得られたゼロクロスデータを基準として
他の２つの受光センサ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。

【００５６】しかも、少なくとも１つの受光センサから
得られたゼロクロスデータにおいて、一致検出を行なう
際には、一致検出に供される画素位置を該ゼロクロスデ
ータに対応した画素位置の前後の所定量に含まれる画素
位置のデータをも対象とするから、受光センサの取付に
誤差が生じたり、経年変化によって誤差に変化があった
場合であっても、被写体距離に関する測距データを確実
に取得することができる。

【００５７】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】一致検出回路の一の実施例を示す回路図であ
る。

【図９】一致検出回路の他の実施例を示す回路図であ
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】このパッシブ型オートフォーカス装置用測距
装置の第２実施例の回路ブロック図である。

【図１３】第２実施例の受光センサの概略の構造を示す
側面図である。

【図１４】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第２実施例に係るフ
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１５】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第２実施例に係るフ
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１６】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第２実施例に係るフ
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。

【図１９】従来の一致検出回路を説明する回路図であ
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 11 センサドライバ 12 ２次差分演算回路 13 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３組の受光
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組の
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際に、少なくとも１つの受光
センサから得られたゼロクロスデータにおいて、該ゼロ
クロスデータが存在するゼロクロス画素位置の前後の所
定量の幅内に対して、他の２つの受光センサから得られ
るゼロクロスデータであって該ゼロクロス画素位置と一
致すべきゼロクロスデータが存在するものとして一致検
出を行ない、上記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。