JP3343697B2 - 合焦状態又は被写体距離検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写体からの光束を一
対の合焦状態又は被写体距離検出用の受光素子アレイに
より受光し、このとき、上記一対の合焦状態又は被写体
距離検出用の受光素子アレイから出力される２系統の画
像情報の像ずれ量を演算して合焦状態又は被写体距離を
検出する合焦状態又は被写体距離検出装置の改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の形式の合焦状態又は被写体距離
検出装置においては、２つの受光素子アレイから得られ
るそれぞれの画像情報を相対的にシフトして最も相関性
の高いシフト量を検出し、その離散的なシフト量に基づ
いて補間演算を行い、この補間演算値により補間するこ
とにより連続的な像ずれ量を算出して合焦状態又は被写
体距離の検出を行うようにしている。

【０００３】この場合、Ａ／Ｄ変換誤差や自動合焦光学
系の収差、フレアー等に起因して像が崩れて２つの画像
情報内に誤差が生じることがあり、これが原因となって
推定される像ずれ量に誤差が生じることにもなる。その
ため、従来の合焦状態又は被写体距離検出装置では、種
々の方法を用いてより高い精度が得られるように工夫し
ている。

【０００４】例えば特開昭６２−２０５３２４号公報に
おいては、撮影光学系の透過光路内に、撮影光軸に対し
て対称的になるように２つの受光素子アレイを設け、撮
影光学系を透過した２つの対称的な光束を受けた２つの
受光素子アレイからの画像信号の相関値と被写体のコン
トラスト値とを用いて補間演算を行うことにより、２つ
の画像間の間隔に対する信頼性の高い補間値を得るよう
になし、これにより安定した精度下において合焦状態又
は被写体距離の検出を行うという技術が開示されてい
る。

【０００５】一方、特開昭６３−１８３１２号公報に
は、上述の特開昭６２−２０５３２４号公報の場合と同
様に、撮影光学系を透過して２つの受光素子アレイに結
像した２つの画像の相対変位（像ずれ）の全ての範囲に
亘ってコントラスト評価量を比較し、大なる方の合焦評
価量を像ずれ量の計算に用いることによって、より高い
精度の合焦状態又は被写体距離を検出するという技術が
開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の合
焦状態又は被写体距離検出装置では、いずれも２つの画
像のコントラストを合焦演算のパラメータとして使用し
たり、あるいは、コントラスト値を評価結果を判断する
ときのパラメータとすることで演算精度を高めるという
方法を採用しているが、このような方法によって演算精
度を高めるのには限度があるので、他の方法による演算
精度の高精度化、ないし高精度の合焦状態又は被写体距
離を検出することが望まれていた。

【０００７】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、同一の被写体からの光束を一対の合焦状態又
は被写体距離検出用の受光素子アレイにより受光し、こ
の２つの受光素子アレイから出力される２系統の画像情
報の中で一致度の高い部分を優先的に演算することによ
り誤差の大きい部分を除いて、高精度の像ずれ量を算出
することのできる合焦状態又は被写体距離検出装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
合焦状態又は被写体距離検出装置は、上記の目的を達成
するために、被写体からの光束を、一対の合焦状態又は
被写体距離検出用の受光素子アレイにより受光し、この
受光時に、上記一対の合焦状態又は被写体距離検出用の
受光素子アレイから出力される２系統の画像情報の像ず
れ量を演算して合焦状態又は被写体距離を検出する合焦
状態又は被写体距離検出装置において、上記２系統の画
像情報の内、画像情報の一致度の高い部分の画像データ
を、一致度の高くない部分の画像データよりも大きく重
み付けをして上記２系統の画像情報の像ずれ量を演算す
ることによって、合焦状態又は被写体距離を検出するよ
うに構成したことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に係る合焦状態又は被写体
距離検出装置は、上記の目的を達成するために、上記２
系統の画像情報の内、画像情報の一致度の高い部分の画
像データのみで上記２系統の画像情報の像ずれ量を演算
することによって、合焦状態又は被写体距離を検出する
ように構成したことを特徴とするものである。

【００１０】さらに、請求項３に係る合焦状態又は被写
体距離検出装置は、上記の目的を達成するために、請求
項１ないし請求項２に記載された合焦状態又は被写体距
離検出装置において、上記２系統の画像情報の一致度の
高さを画像再現性の確からしさを表す信頼性のパラメー
タとして、上記画像情報による合焦状態又は被写体距離
の検出が不可能であるか否かを判定するように構成した
ことを特徴とするものである。

【００１１】また、請求項４に係る合焦状態又は被写体
距離検出装置は、上記の目的を達成するために、請求項
１ないし請求項３に記載された合焦状態又は被写体距離
検出装置において、上記２系統の画像情報の一致度の高
さを、それぞれの画像情報の各点毎にそれぞれの傾きを
比較することにより評価するようにに構成したことを特
徴とするものである。

【００１２】

【作用】上記のように構成された合焦状態又は被写体距
離検出装置は、被写体からの光束を、合焦状態又は被写
体距離検出用の受光素子アレイにより受光し、この受光
時に、上記一対の合焦状態又は被写体距離検出用の受光
素子アレイから出力される２系統の画像情報の像ずれ量
を演算して合焦状態又は被写体距離を検出するに際し
て、上記２系統の画像情報の内、画像情報の一致度の高
い部分の画像データを、一致度の高くない他の部分の画
像データよりも大きく重み付けをして上記２系統の画像
情報の像ずれ量を演算するようにしている。

【００１３】これによって、誤差の大きい部分を除い
て、高精度の像ずれ量を算出することのできる合焦状態
又は被写体距離を検出するようにしたものである。ま
た、重み付けの掛け方としては、上記２系統の画像情報
の内、画像情報の一致度の高い部分の画像データのみで
上記２系統の画像情報の像ずれ量を演算するようにして
もよい。

【００１４】また、上記２系統の画像情報の一致度の高
さを画像再現性の確からしさを表す信頼性のパラメータ
として求め、このパラメータに基づいて上記画像情報に
よる合焦状態又は被写体距離の検出が不可能であるか否
かを判定するようにしている。

【００１５】さらに、重み付けの掛け方としては、より
具体的には、上記２系統の画像情報の一致度の高さを、
それぞれの画像情報の各点毎にそれぞれの傾きを比較す
ることにより評価するようにしている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明に係る合焦状態又は被写体距離
検出装置を、図面を用いて詳細に説明する。

【００１７】図１に示す全体構成図のように被写体１の
方向を向いた撮影レンズ２の後方の焦点面の後方に一対
の測距レンズ３，４が配設されている。この測距レンズ
３，４は、再結像レンズとも称されるもので、その設置
個所としては、前述した２つの公開公報のように撮影光
学系の透過光路内に設置される場合と、撮影光学系の光
路外に設置される場合とが考えられるが、本発明ではい
ずれの場合にも適用することができる。

【００１８】従って、一対の測距レンズ３，４が撮影光
学系の透過光路内に設置される本実施例の場合には、撮
影光軸が被写体方向を指向する基準線Ｏとなり、一対の
測距レンズ３，４が撮影光学系の光路外に設置されるケ
ースでは、撮影光軸又は撮影光軸と平行な線が基準線Ｏ
となる。

【００１９】５及び６は一対の測距レンズ３，４の焦点
面にそれぞれ配設された一対の合焦状態又は被写体距離
検出用の受光素子アレイで、５は右側の測距レンズ３の
焦点面に配設された右側の受光素子アレイであり、例え
ばＣＣＤから成る複数個の受光素子Ｒ₁ 〜Ｒ_n（図２参
照）を右側の測距レンズ３の光軸と直交する面内に整列
させたラインセンサとして構成されている。

【００２０】６は左側の測距レンズ４の焦点面に配設さ
れた左側の受光素子アレイであり、例えばＣＣＤから成
る複数個の受光素子Ｌ_１〜Ｌ_n（図２参照）を左側の測
距レンズ４の光軸と直交する面内（右側の受光素子アレ
イ５と同方向）に整列させたラインセンサとして構成さ
れている。なお、測距レンズ３と測距レンズ４のそれぞ
れの光軸は、互いに平行しており、かつ上述の基準線Ｏ
（撮影レンズ２の光軸）に対しても平行しているもので
ある。

【００２１】従って、被写体１からの光束が一対の測距
レンズ３，４に入射すると、右側の測距レンズ３に入射
した測距用光束は、右側の受光素子アレイ５上に結像
し、また、左側の測距レンズ４に入射した測距用光束
は、左側の受光素子アレイ６上に結像して、それぞれ基
準線Ｏに対して対称的な２つの光学像を作ることにな
り、受光素子Ｒ₁ 〜Ｒ_n及び受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_nのそれぞ
れの光電変換出力は、図２に示すように被写体距離に応
じて位相が異なる波形となる。

【００２２】なお、厳密には、この波形は、連続波では
なく受光素子Ｒ₁〜Ｒ_nと受光素子Ｌ₁〜Ｌ_nのそれぞれの
個数に対応した階段状の波形となる。 そして、図３に
示すように、被写体１′が有限の被写体距離Ｌに位置す
る場合には、光学的像ずれ量△ｄが（１／被写体距離
Ｌ）に比例したものとなり、別の見方をすれば、基線長
をＢとし結像距離をｆとすれば、光学的像ずれ量△ｄ
は、 △ｄ＝Ｂ・ｆ／Ｌ となる。

【００２３】従って、受光素子アレイ５，６のそれぞれ
に結像される２つの光学像は、それぞれの光軸からそれ
ぞれの外方に向って等量（△ｄ／２）だけずれた位置に
結像することになる。

【００２４】図１に戻り、受光素子アレイ５及び６のそ
れぞれには、ＣＣＤ制御部７及び８が接続され、受光素
子Ｒ₁〜Ｒ_n及び受光素子Ｌ_１〜Ｌ_nが制御され、ＣＣＤ
制御部７及び８のそれぞれの出力が、それぞれの受光素
子アレイ５及び６のそれぞれに結像される光学像に対応
したものとなり、図２に符号５′及び６′に示すような
右側の画像情報５′及び左側の画像情報６′が出力され
ることになる。

【００２５】このように、本実施例では、一対の測距レ
ンズ３，４と一対の受光素子アレイ５，６をもって上述
の公開公報に開示されたような再結像光学系と同様のも
のが構成されていることになる。

【００２６】さて、本発明の合焦状態又は被写体距離検
出装置は、一般的な相関法シフト演算方法を用いて右側
の画像情報５′と左側画像情報６′を電気的に処理し
て、右側の画像情報５′の一部又は全体と左側画像情報
６′の一部又は全体を、図４に示すように図上で左右方
向に相対的にシフト（Ｎは相対シフト量）し、シフトさ
れた両方の画像情報５′，６′の一致度Ｑを表すデータ
をプロットして評価関数Ｈ(N)を導き出し、図５に示す
ように、このときの離散的データ［ｏ，Ｈ(o) ］・・
［ｋ，Ｈ(k) ］，［ｋ＋１，Ｈ(k+1) ］等から補間的に
極小値ｘを推定する。

【００２７】そして、図６に示すように、画像情報
５′，６′の全体領域又は一部の画像情報領域の中で２
つの画像情報５′，６′間の一致度の高い部分ＱH と低
い部分ＱL とに分け、一致度の高い部分ＱH ほど大きい
（高い）重み付けで測距演算するようになっている。

【００２８】例えば、一般的な構成例としては、次式、 △Ｔ＝｛Σ（ＱI ・△ｔI ）｝／｛ΣＱI ｝ のように演算すれば良い。

【００２９】ただし、△Ｔは、２つの画像情報５′，
６′の全体の電気処理上の像ずれ量であり、，△ｔI
は、２つの画像情報５′，６′の中における或る部分毎
の電気処理上の像ずれ量であり、ＱI は、２つの画像情
報５′，６′におけるある部分毎の一致度である。

【００３０】この演算式により求められるある部分毎の
一致度ＱI をパラメータとして加重平均し、一致度の高
い部分の画像情報から求められる像ずれ量△ｔI ほど大
きい重み付けで演算するように構成されている。

【００３１】このことは、２つの画像情報５′，６′に
何等かのノイズが加わったときに、ノイズが加わった部
分における２つの画像情報５′，６′間の一致度が低く
なり、その部分の画像情報が相対的に小さい（低い）重
みで演算されることを意味する。 従って、このような
演算方法を採用すると、２つの画像情報５′，６′間の
一致度の高い部分では、大きい重み付けで演算される
が、一致度の低い部分では、一致度の低さに応じて小さ
い重みで演算されることになり、２つの画像情報５′，
６′の全体の電気処理上の像ずれ量△Ｔのデータとして
の信頼性が高まることになる。

【００３２】一方、ある部分毎の一致度ＱI についてで
あるが、２つの画像情報５′、６′を図６に示すように
相対的にシフトしてそのときの２つの画像情報５′，
６′の一致度の高い点Ｎ＝ｋを通常の相関法を用いて離
散的に求め、このときの２つの画像情報５′，６′を重
ね合せたときの図を図７としたとき、（Ｌ₁ ，Ｌ₂ ）と
（Ｒ₁，Ｒ₂）、（Ｌ₂ ，Ｌ₃）と（Ｒ₂・Ｒ₃）………の
ように画像データの一致を２点づつ比べるとすると、２
つの画像データの傾きが同一（例えば、Ｌ₁，Ｌ₂//
Ｒ₁，Ｒ₂）なほど一致度が高いので、一致度Ｑは、Ｑ＝
ＣL ／ＣH となる。

【００３３】ただし、傾きＣL は、（Ｌ₂〜Ｌ_１) と
（Ｒ₂〜Ｒ_１）又はＬ₃〜Ｌ₂とＲ₃〜Ｒ₂で傾きの小さい
方であり、傾きＣH は、傾きの大きい方である。

【００３４】この式において、２つの画像データが一致
しているとき（２つの画像データが重なっているとき）
にはＣＬ＝ＣH となってＱ＝１となる。また、一致度が
低いほどＱは０に近くなり、ＣL とＣH の符号が逆のと
きをＱ＝０と仮定すると、Ｑは０から１の間の一致を表
すパラメータとなる。

【００３５】一方、Ｌ₁ ，Ｌ₂上にＲ₁を重ねるには、図
７に示すように△ｔＩだけずらせばＬ₁ ，Ｌ₂上に重な
るので、△ｔ＝△Ｌ／Ｃであるので、 △ｔＩ＝（Ｒ_１−Ｌ₁）／（Ｌ₂−Ｌ₁）となる。

【００３６】そして、この△ｔＩ、ＱＩ等を使用して、
２つの画像情報の１点毎に前述した △Ｔ＝｛Σ（ＱＩ−△ｔＩ）｝／｛ΣＱＩ｝ の演算を行えば、一致度の高い点の情報に重み付けをし
た測距演算を行うことができる。

【００３７】以上の概念的な説明における各種演算の具
体的な構成は、図１に示すように整数部シフト演算回路
９，小数部演算回路１０，重み付け演算回路１１，ずれ
量演算回路１２，合焦駆動量演算回路１３との５種類の
演算回路で構成されている。

【００３８】また、この合焦駆動量演算回路１３の出力
段には、合焦駆動制御回路１４が接続され、この出力で
撮影レンズ２を構成するフォーカス駆動レンズを駆動さ
せて合焦状態に駆動するように構成されている。

【００３９】次に、この具体的な演算の手順について図
８ないし図１５に示すフローチャートを用いて説明す
る。

【００４０】先ず、整数部シフト演算回路９の動作は、
図８に示すステップ＃１（以下、「ステップ＃」を略称
して「＃」と略記載する）で、極小値（図５における符
号ｘ）を求めるために、アドレスが８ビットの０〜２４
で構成される第１極小ｘ座標Ｐ１_ｘ と第２極小ｘ座標
Ｐ２_Ｘ のそれぞれのアドレスが０にセットされ、１６
ビットの０〜６１２０で構成される第１極小値Ｐ１_Ｙ
と第２極小値Ｐ２_Ｙ が最大値の６１２０にセットされ
る。

【００４１】この第１極小値Ｐ１_Ｙ は、一番小さい極
小値であり、第２極小値Ｐ２_Ｙ は、２番目に小さい極
小値であり、これらのそれぞれの座標が第１極小ｘ座標
Ｐ１_ｘと第２極小ｘ座標Ｐ２_Ｘ となっている。

【００４２】次の＃２では、１６ビットの０〜６１２０
で構成される評価最小の極小値ＦMが０にセットされ、
８ビットの０〜２４で構成される評価最小シフト値ＮＭ
が最小の０にセットされ、１６ビットの０（ダウン），
１（アップ）で構成されるアップダウンベクトルＶeが
１にセットされる。

【００４３】このアップダウンベクトルＶe は、値が増
大する方向の場合にはアップベクトルを意味する“１”
に対応され、値が減少する方向の場合にはダウンベクト
ルを意味する“０”に対応されている。さらに、＃２で
は８ビットの０〜２４で構成されるシフト量Ｎが最大の
２４にセットされる。

【００４４】次の＃３では、１６ビットの０〜６１２０
で構成される評価結果Ｆが最小の０にセットされ、８ビ
ットの０〜２４で構成されるカウントレジスタＣのカウ
ント数が最大の２４にセットされる。次の＃４では、左
側の受光素子Ｌ₁〜Ｌ_n（図２参照）のアドレスを示す８
ビットの０〜３６で構成されるアドレスＬN がシフト量
Ｎの１／２にセットされる。

【００４５】次の＃５では、受光素子右側のＲ₁〜Ｒ
_n（図２参照）のアドレスを示す８ビットの０〜３６で
構成されるアドレスＲＮが１２＋ＬＮ−Ｎにセットさ
れ、次の＃６に移行してＦ＝Ｆ＋｜Ｌ（ＬＮ）−Ｒ（Ｌ
N ）｜が求められ、次の＃７に移行する。

【００４６】＃７では、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n のアドレス
ＬN と受光素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎのアドレスＲＮが１カウン
ト進められ、カウントレジスタＣが−１カウント進めら
れ（１カウント戻され）る。

【００４７】次の＃８では、カウントレジスタＣがＣ≦
０となったか否かが判定され、ＮＯの場合には、＃６に
戻されて＃６，＃７が再度実行され、ＹＥＳの場合に
は、次の＃９に移行する。

【００４８】この＃９は、評価結果Ｆと評価最小ＦM を
比較するものでＦ≦ＦM でＮＯの場合には、＃１０に移
行する。この＃１０は、アップダウンベクトルＶe が
“０”であるか否かを判定するもので、ＮＯ（“１”）
の場合、アップの場合には、後段の＃１７に移行して、
評価最小ＦM を評価結果Ｆにすると共に、評価最小シフ
ト値ＮＭをシフト量Ｎにする。

【００４９】一方、＃１０がＹＥＳの場合、即ち、アッ
プダウンベクトルＶe が“０”であるダウンの場合には
＃１１に移行してアップダウンベクトルＶe が“１”に
変更され、次の＃１２で第２極小値Ｐ２_Ｙ と評価最小
ＦM の関係がＰ２_Ｙ ≧ＦM であるか否かが判定され
る。

【００５０】＃１２がＹＥＳの場合には、次の＃１３に
移行して第２極小値Ｐ２_Ｙ が評価最小ＦM にされると
共に、第２極小値ｘ座標Ｐ２_Ｘ が評価最小シフト値Ｎ
Ｍにされて次の＃１４に移行する。

【００５１】この＃１４は、第１極小値Ｐ１_Ｙ と第２
極小値Ｐ２_Ｙ の関係がＰ１_Ｙ ≧Ｐ２_Ｙ であるか否か
を判定するもので、ＮＯの場合には、先程の＃１７に移
行し、ＹＥＳの場合には、次の＃１５に移行して第１極
小値Ｐ１_Ｙ と第２極小値Ｐ２_Ｙ のそれぞれの値のうち
一番小さい値と２番目に小さい値が保存される。

【００５２】そして、次の＃１６では、これらの一番小
さい値と２番目に小さい値のそれぞれに対応するｘ座標
が第１極小ｘ座標Ｐ１_ｘ と第２極小値座標Ｐ２_Ｘ とし
て保存される。

【００５３】さて、先程の＃１２でＮＯの場合、即ち、
第２極小値Ｐ２_Ｙ と評価最小ＦMを比べて評価最小ＦM
が大である場合には＃１７に移行することになり、評価
最小ＦM が評価結果Ｆにされると共に、評価最小シフト
値ＮＭがシフト量Ｎにされることになる。

【００５４】また、上述の＃９がＹＥＳの場合、即ち、
評価結果Ｆが評価最小ＦM より小の場合には、＃１８に
移行してアップダウンベクトルＶe が“０”、即ち、ダ
ウンにされて＃１７に移行することになる。

【００５５】このようにして＃１〜＃１８が実行される
と、図面作成上で生じる中断点を介して図９に示す＃
１９に移行する。この＃１９では、シフト量Ｎを−１進
め、言い換えれば上述の＃２（図８参照）で２４にセッ
トされているアドレスを２３にし、次の＃２０に移行す
る。

【００５６】＃２０では、シフト量Ｎが負であるか否か
を判定するもので、ＮＯの場合には中断点を介して上
述の図２に示す＃３に戻され、＃３以降が再度実行され
る。

【００５７】また、＃２０がＹＥＳの場合には次の＃２
１に移行して第１極小ｘ座標Ｐ１_ｘが０であるか否かが
判定され、ＹＥＳの場合には、次の＃２２に移行して測
距不能フラグＤＥＦを“１”にセットし、次の＃２３に
移行される。この＃２３は、＃１７で評価最小シフト値
ＮＭにセットされていたシフト量Ｎが１２から第１極小
ｘ座標Ｐ１_ｘ の値（整数値）だけ歩進されて次の＃２
４に移行する。

【００５８】また、上述の＃２１でＮＯの場合には＃２
５で第１極小値座標Ｐ１_ｘ の値が２４であるか否かが
判定され、ＹＥＳの場合には＃２２に移行し、ＮＯの場
合には＃２６に移行して第２極小値Ｐ２_Ｙ の値から第
１極小値Ｐ１_Ｙ の値が差し引かれて、次の＃２７に移
行してその値が３２を越えているか否かが判定されＹＥ
Ｓの場合には、次の＃２８で測距不能フラグＤＥＦが
“０”とされた後に＃２３に戻される。

【００５９】なお、この測距不能フラグＤＥＦは、測距
演算を行う際に演算が正常に行えない場合、又は正常な
演算結果を得ることが期待出来ない可能性が高い場合に
“１”として出力され、確実に測距演算を行うことがで
きる場合に“０”として出力される。

【００６０】即ち、検出された一番小さい極小値のアド
レスが２４や０等の端点のときの異常値の場合、又は第
１極小値Ｐ１_Ｙ と第２極小値Ｐ２_Ｙ の差が余り無い場
合に“１”とされる。一方、＃２７がＮＯ、即ち第２極
小値Ｐ２_Ｙ の値が３２を下回っている場合には＃２２
に戻され測距不能フラグＤＥＦが“１”とされる。

【００６１】そして、上述の＃２４は、＃２３でセット
されたシフト量Ｎが正又は０であるか否かを判定するも
ので、ＹＥＳの場合には次の＃２９に移行して受光素子
Ｒ_１〜Ｒ_ｎ のアドレスＲＮ が上述の＃２３でセットさ
れた値にされ、これと同時に受光素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ のエ
ンドアドレスＲE が歩進されて３４にされ、次の＃３０
に移行する。

【００６２】この＃３０は、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n のアド
レスＬN を０にしエンドアドレスＬE を＃２９でセット
された３４から受光素子Ｒ_１〜Ｒ_ｎのアドレスＲＮ だ
け差し引いたものとする。

【００６３】上述の＃２４がＮＯの場合には＃３１に移
行してシフト量Ｎが、＃２３でセットされたシフト量Ｎ
の絶対値に変更され、次の＃３２で受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n
のアドレスＬN が、＃３１でセットされた値に変更され
ると共に、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n のエンドアドレスＬE が
歩進されて３４にされ、次の＃３３に移行する。

【００６４】この＃３３は、受光素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ のア
ドレスＲＮ を０にし、エンドアドレスＲE をセットさ
れた３４から受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n のアドレスＬN だけ差
し引いたものにする。

【００６５】この様な＃２４，＃２９〜＃３３の動作を
要約して説明すれば、後述する小数部演算に先立ち整数
部とシフト演算で計算した最小極小値で左右の受光素子
Ｌ₁〜Ｌ_n ，受光素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ のデータを重ね合わ
せるためにＬ側のオフセット値として（ＬN ）をセット
し、Ｒ側のオフセット値として（ＲＮ ）をセットし、
終了値として（ＲE ，ＬE ）をセットする。

【００６６】即ち、最初のアドレスであるＲ（ＲＮ）と
Ｌ（ＬＮ）の比較，次のアドレスのＲ（ＲＮ＋１）とＬ
（ＬＮ＋１）の比較，…………以下同様に最終アドレス
であるＲ（ＲE ）とＬ（ＬE ）の比較を行い、後述する
小数部を演算するための処理である。以上の＃１から＃
３３までの動作は、繰り返し実行されることによって整
数部シフト演算回数９（図１参照）の動作が完了して、
図面作成上の中断点を介して図１０に示す＃４１から
順次に実行されることになる。

【００６７】＃４１は、８ビットの０〜２５５で構成さ
れる最大コントラストＣ_MAX を最小の０にし、２４ビッ
トの０〜（±２５５×２２５×３５）で構成されるプラ
ス補間値ＡＦP とマイナス補間値ＡＦM のそれぞれを最
小の０にし、２４ビットの０〜（±２５５×２５５×３
５）で構成されるプラス重みＱＣP とマイナス重みＱＣ
M のそれぞれを最小の０にするものであり、このような
初期セットがされて次の＃４２に移行される。

【００６８】この＃４２は、Ｌ（ＬN ）＜Ｒ（ＲＮ）＜
Ｌ（ＬN ＋１）を判定するものでＹＥＳの場合には、次
段の＃４４に移行される。

【００６９】一方、＃４２でＮＯの場合には＃４３に移
行する。この＃４３は、Ｌ（ＬN ）＞Ｒ（ＲＮ＋１）＞
Ｌ（ＬN ＋１）を判定するもので、ＹＥＳの場合には、
＃４４に移行し、ＮＯの場合には＃４５の後段（＃４
６）に移行することになる。

【００７０】そして、この＃４４は、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ
_n ，受光素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ の各差分を８ビットの±２５
５で構成される差分出力ＤをＲ（ＲＮ ）−Ｌ（ＬN ）
として求め、８ビットの±２５５で構成される第１コン
トラスト値Ｃ_１ をＬ（ＬN＋１）−Ｌ（ＬN ）として求
め、同じく８ビットの±２５５でもって構成される第２
コントラスト値Ｃ_２をＲ（ＲＮ＋１）−Ｒ（ＲＮ）とし
て求めるものである。

【００７１】この＃４４で差分出力Ｄ，第１コントラス
ト値Ｃ_１ ，第２コントラスト値Ｃ_２の３つの値が得ら
れた後に＃４５に移行し補間演算が行われることにな
る。次に、この補間演算の詳細を、図１３ないし図１５
を用いて説明する。

【００７２】第１コントラスト値Ｃ_１の値は、「０，
正，負」の３通りの場合があり、この判定を図１３に示
す＃６２で行う。この＃６２でＣ_１＝０と判定された場
合には、コントラストが無いため、この部分の小数部演
算が不可能（整数部演算は可能）であるので、＃６８に
移行してリターンとされてこの部分での補間演算はせず
＃４６に進む。

【００７３】一方、第１コントラスト値Ｃ₁ の値が＃６
２でＣ₁ ＞０と判定された場合には、＃６３に移行して
第２コントラスト値Ｃ₂がＣ₂ ＞０であるか否かが判定
されＮＯの場合には、第１コントラスト値Ｃ₁ と第２コ
ントラスト値Ｃ₂ のそれぞれの符号が逆であるために、
この部分の補間演算が不可能（整数部演算は可能）であ
るので＃６８に移行してリターンとされてこの部分での
補間演算はせず＃４６に進む。

【００７４】また、＃６３でＹＥＳの場合には、第１コ
ントラスト値Ｃ_１と第２コントラスト値Ｃ_２ のそれぞ
れの符号が同じであるために補間演算が可能であるので
次段の＃６４に移行して第１コントラスト値Ｃ_１と第２
コントラスト値Ｃ_２の比較がＣ_１≧Ｃ_２なるか否かが判
定され、ＹＥＳの場合には＃６５に移行してプラス補間
値ＡＦP が（ＡＦP ＋Ｄ・Ｃ_２ ）とされ、次の＃６６
でプラス重みＱＣP が（ＱＣP ＋Ｃ_１・Ｃ_２）とされて
保存され、＃６７に移行する。

【００７５】一方、第１コントラスト値Ｃ_１と第２コン
トラスト値Ｃ_２の比較をＣ_１≧Ｃ_２として判定する＃６
４でＮＯの場合には、＃７０ないし＃７７が実行され
る。

【００７６】その詳細は、図１４に示すように、先ず＃
７０で主補正量ｔ_１ が ｔ_１ ＝Ｃ_１ ・Ｃ_１ ／Ｃ_２ として計算され、次の＃７１で副補正量Ｔ_０が ｔ_０ ＝Ｘ・Ｄ／Ｃ_２ として計算される。このＸは、＃７０で行われる割り算
の余り値である。

【００７７】そして、＃７０で行われた主補正量演算と
＃７１で行われた副補正量演算の結果が、Ｔ_１ Ｔ_０＝
ｔ_１ ・Ｄ＋Ｔ_０ として求められ、次の＃７３でプラス
補間値ＡＦP が（ＡＦP ＋Ｔ_１ Ｔ_０）とされ、次の＃
７４に移行する。次の＃７５は、副補正量ｔ_０ が、ｔ
_０ ＝Ｘ・Ｃ_１／Ｃ_２として計算される。このＸは、＃
７４で行われる割り算の余り値である。

【００７８】そして、次の＃７６では、＃７４で行われ
た主補正量演算と＃７５で行われた副補正量演算の結果
が、Ｔ_１ Ｔ_０＝ｔ_１・Ｃ_１＋ｔ_０として求められ、次
の＃７７でプラス重みＱＣP が（ＱＣP ＋Ｔ_１ Ｔ_０）
とされ、図１３の＃６７に戻る。

【００７９】さて、図１３において、第１コントラスト
値Ｃ₁ の値が＃６２でＣ₁＜０と判定された場合には、
＃７８に移行して第２コントラスト値Ｃ₂ がＣ₂ ＜０で
あるか否かが判定され、ＮＯの場合には第１コントラス
ト値Ｃ₁ と第２コントラスト値Ｃ₂ のそれぞれの符号が
逆であるために、この部分の補間演算が不可能（ただ
し、整数部演算は可能）であるので＃６８に移行してリ
ターンとされてこの部分での補間演算はせず＃４６に進
む。

【００８０】また、＃７８でＹＥＳの場合には、第１コ
ントラスト値Ｃ_１ と第２コントラスト値Ｃ_２ のそれぞ
れの符号が同じであるために小数部演算が可能である。
そこで次段の＃７９に移行して第１コントラスト値Ｃ_１
と第２コントラスト値Ｃ_２ の比較がＣ_１ ≦Ｃ_２ とし
て判定され、ＹＥＳの場合には＃８０に移行してマイナ
ス補間値ＡＦM が（ＡＦM ＋Ｄ・Ｃ_２ ）とされ、次の
＃８１でマイナス重みＱＣM が（ＱＣM ＋Ｃ_１ ・Ｃ
_２ ）とされて保存され、＃６７に移行する。

【００８１】一方、第１コントラスト値Ｃ_１ と第２コ
ントラスト値Ｃ_２ の比較をＣ_１ ≦Ｃ_２ として判定す
る＃７９でＮＯの場合には、＃８２ないし＃８９が実行
される。その詳細は、図１５に示すように、先ず＃８２
で主補正量ｔ_１ がｔ_１ ＝Ｃ_１・Ｃ_１ ／Ｃ_２ として計
算され、次の＃８３で副補正量ｔ_０ がｔ_０ ＝Ｘ・Ｄ／
Ｃ_２ として計算される。このＸは、＃８２で行われる
割り算の余り値である。

【００８２】そして、＃８２で行われた主補正量演算と
＃８３で行われた副補正量演算の結果が、Ｔ₁ Ｔ₀ ＝ｔ
₁ ・Ｄ＋ｔ ₀ として求められ、次の＃８５でマイナス補
間値ＡＦM が（ＡＦM ＋Ｔ₁ Ｔ₀ ）とされ、次の＃８６
に移行する。＃８６は、上述の＃８２と同様の演算を行
なうもので、次の＃８７は、副補正量ｔ₀ がｔ₀ ＝Ｘ・
Ｃ₁ ／Ｃ₂ として計算される。このＸは、＃８６で行わ
れる割り算の余り値である。

【００８３】そして、次の＃８８は、＃８６で行われた
主補正量演算と＃８７で行われた副補正量演算の結果
が、Ｔ_１ Ｔ_０ ＝ｔ_１ ・Ｃ_１ ＋ｔ_０ として求めら
れ、次の＃８９でマイナス重みＱＣM が（ＱＣM ＋Ｔ_１
Ｔ_０ ）とされ、図１３の＃６７に戻る。

【００８４】この＃６７は、最大コントラストＣ_MAX が
第１コントラスト値Ｃ_１ との間にＣ_MAX ≧｜Ｃ_１ ｜が
成立するか否かを判定するもので、ＹＥＳの場合には＃
６８に移行してリターンとされる。また、＃６７でＮＯ
の場合には、最大コントラストＣ_MAX の値が第１コント
ラスト値Ｃ_１ の値に書き替えられた後に、＃６８に移
行してリターンとされる。

【００８５】上述の＃７１，＃７５（図１４参照），＃
８３，＃８７（図１５参照）における演算は、上述の＃
７０，＃７４（図１４参照），＃８２，＃８６（図１５
参照）における除算演算結果の「余り値」をさらに細か
く加味して正確な補間値を求めるためのものである。

【００８６】以上で、図１０に示す＃４５の補間演算が
図１３ないし図１５を用いて説明されたことになり図１
０に戻ることにする。＃４５が完了した後に順次に移行
する３つのステップ群、即ち、＃４６〜＃４９，＃５０
〜＃５３，＃５４〜＃５７について説明する。先ず、＃
４６〜＃４９のステップ群を図１１を用いて説明する。
この＃４６は、Ｌ（ＬN ）＜Ｒ（ＲＮ ＋１）＜Ｌ（ＬN
＋１）を判定するものでＹＥＳの場合には次段の＃４
８に移行される。

【００８７】一方、＃４６でＮＯの場合には＃４７に移
行する。この＃４７は、Ｌ（ＬN ）＞Ｒ（ＲＮ ＋１）
＞Ｌ（ＬN ＋１）を判定するもので、ＹＥＳの場合には
＃４８に移行し、ＮＯの場合には＃４９の後段（＃５
０）に移行することになる。

【００８８】この＃４８は、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n ，受光
素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ の各差分を８ビットの±２５５で構成
される差分出力ＤをＲ（ＲＮ ＋１）−Ｌ（ＬN ＋１）
として求め、第１コントラスト値Ｃ_１ をＬ（ＬN ＋
１）−Ｌ（ＬN ）として求め、第２コントラスト値Ｃ_２
をＲ（ＲＮ ＋１）−Ｒ（ＲＮ ）として求めるもので
ある。

【００８９】この＃４８で差分出力Ｄ，第１コントラス
ト値Ｃ_１ ，第２コントラスト値Ｃ_２ の３つの値が得ら
れた後に＃４９に移行し＃４９として補間演算が行なわ
れる。この＃４９は、上述の＃４５の補間演算（図１３
ないし図１５を用いて説明済み）と同様のものである。
＃４９の次段の＃５０は、Ｒ（ＲＮ ）＜Ｌ（ＬN ）＜
Ｒ（ＲＮ ＋１）を判定するもので、ＹＥＳの場合には
次段の＃５２に移行される。

【００９０】一方、＃５０でＮＯの場合には＃５１に移
行する。この＃５１は、Ｒ（ＲＮ）＞Ｌ（ＬN ）＞Ｒ
（ＲＮ ＋１）を判定するものでＹＥＳの場合には＃５
２に移行し、ＮＯの場合には＃５３の後段（＃５４）に
移行することになる。

【００９１】この＃５２は、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n ，受光
素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ のそれぞれの差分出力ＤをＲ（ＲＮ
）−Ｌ（ＬN ）として求め、第１コントラスト値Ｃ_１
をＲ（ＲＮ ＋１）−Ｒ（ＲＮ ）として求め、第２コン
トラスト値Ｃ_２ をＬ（ＬN ＋１）−Ｌ（ＬN ）として
求めるものである。

【００９２】この＃５２で差分出力Ｄ，第１コントラス
ト値Ｃ_１ ，第２コントラスト値Ｃ_２ の３つの値が得ら
れた後に＃５３に移行し＃５３として補間演算が行なわ
れる。この＃５３は、上述の＃４５の補間演算（図１３
ないし図１５を用いて説明済み）と同様のものである。

【００９３】＃５３で補間演算が行なわれた後に、中断
点を介して図１２に示す＃５４に移行する。この＃５
４は、Ｒ（ＲＮ ）＜Ｌ（ＬN ）＜Ｒ（ＲＮ ＋１）を判
定するものでＹＥＳの場合には次段の＃５６に移行され
る。

【００９４】一方、＃５４でＮＯの場合には＃５５に移
行する。この＃５５は、Ｒ（ＲＮ）＞Ｌ（ＬN ）＞Ｒ
（ＲＮ＋１）を判定するもので、ＹＥＳの場合には＃５
６に移行し、ＮＯの場合には＃５７の後段（＃５８。図
１０）に移行することになる。

【００９５】この＃５８は、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n ，受光
素子Ｒ_１ 〜Ｒ_ｎ のそれぞれのアドレスＲＮ ，ＬN を
１カウントだけ歩進するもので、次の＃５９で受光素子
Ｒ_１〜Ｒ_ｎ のそれぞれの現在のアドレスＲＮ がエンド
アドレスＲE に達したか否かが判定され、ＮＯの場合に
は＃４２から＃５８までが再度に亘って実行される。

【００９６】そして、＃５９がＹＥＳの場合、言い換え
れば現在のアドレスＲＮ からエンドアドレスＲE 迄に
所定のステップが実行された場合に＃６０に移行する。
この＃６０は、受光素子Ｌ₁ 〜Ｌ_n のそれぞれの現在の
アドレスＬN がエンドアドレスＬE に達したか否かが判
定され、ＮＯの場合には＃４２から＃５８までが再度に
亘って実行される。そして、＃６０がＹＥＳの場合、言
い換えれば現在のアドレスＬN からエンドアドレスＲE
迄に所定のステップが実行された場合に＃６１に移行さ
れることになる。

【００９７】この＃６１は、最終的な補間値ＡＦと最終
的な重みＱＣを求めるものであり、補間値ＡＦは、プラ
ス補間値ＡＦP とマイナス補間値ＡＦM を加え合わせた
ものを、重みＱＣとしてプラス重みＱＣP とマイナス重
みＱＣM を加え合わせたもので割ったものである。この
ようにして求められた最終的な補間値ＡＦと重みＱＣの
それぞれのデータは、合焦駆動制御回路１４に供給さ
れ、撮影レンズ２のフォーカスレンズが合焦駆動される
ことになる。

【００９８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の請求項１に
係る合焦状態又は被写体距離検出装置においては、２系
統の画像情報の内、画像情報の一致度の高い部分の画像
データを、一致度の高くない部分の画像データよりも大
きく重み付けをして上記２系統の画像情報の像ずれ量を
演算することによって、合焦状態又は被写体距離を検出
するようにしているので、誤差成分の多い部分のデータ
を実質的に除外した状態で各種の演算結果を得ることが
できるので、高精度に合焦させることができる。

【００９９】また、本発明の請求項２に係る合焦状態又
は被写体距離検出装置においては、２系統の画像情報の
内、画像情報の一致度の高い部分の画像データのみで像
ずれ量を演算することによって、合焦状態又は被写体距
離を検出するようにしているので、誤差成分の多い部分
のデータを除外した状態で各種の演算を行なうことがで
きるので、高精度に合焦させることができると共に、演
算を少ないステップとすることができるので構成の簡略
化を図ることができる。

【０１００】さらに、本発明の請求項３に係る合焦状態
又は被写体距離検出装置においては、２系統の画像情報
の一致度の高さを画像再現性の確からしさを表す信頼性
のパラメータとして、上記画像情報による合焦状態又は
被写体距離の検出が不可能であるか否かを判定するよう
にしているので、正確な信頼性判断ができ、測距可能か
否かを適格に判断できる。

【０１０１】また、本発明の請求項４に係る合焦状態又
は被写体距離検出装置においては、２系統の画像情報の
一致度の高さを、それぞれの画像情報の各点毎にそれぞ
れの傾きを比較することにより評価するようにしたの
で、画像データの全域に亘ってよりきめ細かな測距演算
を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の合焦状態又は被写体距離検出装置の一
実施例の全体構成を示すブロック図である。

【図２】図１中に示される一対の受光素子アレイの構成
とその出力波形を関連させて示す模式構成図である。

【図３】図１中に示される一対の測距レンズの構成とそ
の配置関係を示す模式構成図である。

【図４】図１中に示される一対の受光素子アレイからそ
れぞれ光電出力される左側画像情報及び右側画像情報の
位相関係を示す画像情報出力図である。

【図５】本発明の合焦状態又は被写体距離検出装置の一
実施例の一致度の変化を評価関数として示す波形図であ
る。

【図６】図１中に示される一対の受光素子アレイの出力
波形と一致度の相関を示す波形図である。

【図７】図１中に示される一対の受光素子アレイのアド
レス単位の出力波形の相関を示す波形図である。

【図８】図１中に示される演算回路部の動作を示すフロ
ーチャートである。

【図９】図８中に示されるフローチャートに続く処理ス
テップのフローチャートである。

【図１０】図９中に示されるフローチャートフローチャ
ートに続く処理ステップのフローチャートである。

【図１１】図１０中に示されるフローチャート中のステ
ップ＃４６〜＃５３の詳細を示すフローチャートであ
る。

【図１２】図１１に示されるフローチャート中のステッ
プ＃５４〜＃５７の詳細を示すフローチャートである。

【図１３】図１０中に示される補間演算の詳細動作であ
るサブルーチンを示すフローチャートである。

【図１４】図１３中に示される動作の一部の詳細を示す
フローチャートである。

【図１５】図１３中に示される動作の一部の詳細を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１ 被写体 ２ 撮影レンズ ３，４ 測距レンズ ５，６ 受光素子アレイ ５′，６′画像情報 ７，８ ＣＣＤ制御部 ９ 整数部シフト演算回路 １０ 小数部演算回路 １１ 重み付け演算回路 １２ ずれ量演算回路 １３ 合焦駆動量演算回路 １４ 合焦駆動制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−17412（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−155311（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−235512（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−17414（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−158817（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 13/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体からの光束を、一対の合焦状態又
   は被写体距離検出用の受光素子アレイにより受光し、こ
   の受光時に、上記一対の合焦状態又は被写体距離検出用
   の受光素子アレイから出力される２系統の画像情報の像
   ずれ量を演算して合焦状態又は被写体距離を検出する合
   焦状態又は被写体距離検出装置において、 上記２系統の画像情報の内、画像情報の一致度の高い部
   分の画像データを、一致度の高くない部分の画像データ
   よりも大きく重み付けをして上記２系統の画像情報の像
   ずれ量を演算することによって、合焦状態又は被写体距
   離を検出するように構成したことを特徴とする合焦状態
   又は被写体距離検出装置。
2. 【請求項２】 被写体からの光束を、一対の合焦状態又
   は被写体距離検出用の受光素子アレイにより受光し、こ
   の受光時に、上記一対の合焦状態又は被写体距離検出用
   の受光素子アレイから出力される２系統の画像情報の像
   ずれ量を演算して合焦状態又は被写体距離を検出する合
   焦状態又は被写体距離検出装置において、 上記２系統の画像情報の内、画像情報の一致度の高い部
   分の画像データのみで上記２系統の画像情報の像ずれ量
   を演算することによって、合焦状態又は被写体距離を検
   出するように構成したことを特徴とする合焦状態又は被
   写体距離検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載された合焦
   状態又は被写体距離検出装置において、 上記２系統の画像情報の一致度の高さを画像再現性の確
   からしさを表す信頼性のパラメータとして、上記画像情
   報による合焦状態又は被写体距離の検出が不可能である
   か否かを判定するように構成したことを特徴とする合焦
   状態又は被写体距離検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかに記
   載された合焦状態又は被写体距離検出装置において、 上記２系統の画像情報の一致度の高さを、それぞれの画
   像情報の各点毎にそれぞれの傾きを比較することにより
   評価するように構成したことを特徴とする合焦状態又は
   被写体距離検出装置。