JPH0321886B2

JPH0321886B2 -

Info

Publication number: JPH0321886B2
Application number: JP55145622A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Eguchi; Nobuyuki Ichino; Yoshiki Kikuchi
Original assignee: Mamiya Camera Co Ltd
Current assignee: Mamiya Camera Co Ltd
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1991-03-25
Also published as: US4382665A; JPS5770503A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、一眼レフレツクスカメラ、シネカ
メラ、ビデオカメラ等の撮影装置において自動焦
点調節（オートフオーカス）を実現するための自
動焦点調節装置に関する。

写真撮影における重要なる調節要素は、ピント
合せと露出決定であるが、近年のエレクトロニク
スの発達と共に、露出調節はほとんど自動化され
つつあり、露出値の誤りによる不良写真は少なく
なつてきた。

これに反して、ピント調節の自動化は未だ不充
分な状態であり、一部、短焦点35mm初心者向カメ
ラも出現してはいるものの、精度、レンズ交換の
不可、長焦点レンズが使えない事等、未だ理想的
な状態にはない。

また、シネカメラ等においては、近年サウンド
化が進む中で、特に、音とピントの両方を撮影者
が管理しつつ撮影を行うのは非常に無理があり、
焦点調節の自動化が切望されて来ている。

さらに、ビデオカメラ等においては、撮影に対
する諸要求は極めて多い。例えば構図、人物の動
き、背景に対する配慮等の値に其のモニターシス
テムが小型の白黒テレビであるため、実際の天然
色画像の色配分等は、撮影者が常に経験を頼りに
配慮しつつ調整しなければならない要素のひとつ
である。

近年、露出関係は漸次自動化されて、撮影者の
負担は軽くなつては来たが、小型のモニターフア
インダーで正確なる焦点調節を行うのは至難の技
であり、自動焦点調節装置はこの分野においても
最も望まれているものである。

ビジトロニツクモジユール方式、赤外線方式、
超音波方式等によるカメラのオートフオーカス装
置が商品化されているが、いずれも撮影光学系を
通過する光束によつて合焦位置を検出する方式
（以下「TTL方式」という）ではないため、次の
ような欠点を有し、上述の如き各種撮影装置用の
理想的な自動焦点調節装置を提供できるものでは
ない。

(1) パララツクスがある。

(2) 従つて、ピント合せをしようとしている部分
をフアインダ上に明示できない。

(3) ズームレンズのような焦点距離が広範囲に可
変できるレンズを装着した撮影装置、例えばビ
デオカメラ、シネカメラ等やレンズ交換可能な
一眼レフカメラ等に適用するのには大きな無理
がある。

(4) 精度がよくない。

このような点に鑑み、本発明者等は、一眼レフ
レツクスカメラ、シネカメラ、ビデオカメラ等の
広範囲の撮影装置に適したTTL方式による理想
的な自動焦点調節方法を発明した（特願昭55−
3233号）。

そして、上記発明を実施した自動焦点調節装置
は、撮影装置における撮影光学系の異る部分を通
過した光束による被写体像の強度分布を夫々画像
信号として検出する強度分布検出手段と、該手段
によつて検出された各画像信号を記憶して両信号
の関係を少しづつ相対移動させながらその移動毎
に両信号の相関をとり、その相関出力のピーク位
置によつて撮影装置のピント状態を検出し、その
ピーク位置が合焦時の位置でない時には前記撮影
光学系のレンズを合焦方向へ移動させるための駆
動方向信号を出力する信号処理回路と、該信号処
理回路から前記駆動方向信号が出力されている間
前記レンズをその指定方向へ移動させるレンズ駆
動装置とを備えている。

ところがこのような自動焦点調節装置付カメラ
で、例えば格子状の被写体を撮影するような場合
には、相関出力のピークが何回も現われ、あるい
は非常にコントラストの低い被写体を撮影する場
合には連続的に高い相関出力が現われ、いずれに
しても相関出力のピーク位置によるピント状態の
検出ができなくなる場合がある。

この発明は上述のような場合にレンズが往復動
を繰り返してハンチングを起したり、合焦位置を
検出できないため不定状態になつたりするのを防
止することを目的とする。

そのためこの発明は、撮影光学系の異る部分を
通過した光束による被写体像の強度分布を夫々画
像信号として検出する強度分布検出手段と、該手
段によつて検出された各画像信号をそれぞれ記憶
する画像信号記憶手段と、該手段によつて記憶さ
れた二つの画像両信号の関係を少しずつ相対移動
させながらその移動毎に両信号の相関をとる相関
器と、その相関出力のピーク位置を検出するピー
ク位置検出手段と、該手段によつてピーク位置が
検出された時の前記相関器による２つの画像信号
の相対移動量から前記撮影装置のピント状態を検
出し、前記ピーク位置が合焦時の位置でない時に
は前記撮影光学系のレンズを合焦方向へ移動させ
るための駆動方向信号を出力する手段と、該手段
から前記駆動方向信号が出力されている間前記レ
ンズをその指定方向へ移動させるレンズ駆動装置
とを備えた自動焦点調節装置において、前記相関器による１回のピント状態検出動作中
は前記相関出力が所定以上の高いレベルになつた
回数をカウントし、そのカウント値が予め設定し
た値になつた時には前記駆動方向信号を無効にす
ると共に警告表示を行なう調節不能検知回路を設
けた自動焦点調節装置のハンチング防止装置を提
供するものである。

したがつて、このハンチング防止装置を備えた
自動焦点調節装置は、撮影光学系の異なる部分を
通過した各光束による画像信号を記憶すると、そ
れをメモリ上で相対的に移動させながら相関出力
のピーク位置を検出することにより、合焦状態に
するためのレンズの移動方向を直ちに判別して合
焦方向へレンズを駆動して、短時間で高精度な合
焦状態を得ることができる。

そして、そし被写体が等間隔の格子状であつた
り、極めてコントラストが低いような場合には、
相関器による１回のピント状態検出動作中の相関
出力が何回も、あるいは殆ど高いレベルになつて
しまうため、ピント状態を検出できなくなるが、
そのような場合には調節不能検知回路がそれを検
知してレンズを移動させるための駆動方向信号を
無効にすると共に警告表示を行なうので、撮影レ
ンズは前回のピント状態検出動作による合焦位置
に留まり、ハンチングを起こしたり不定状態にな
つたりすることはなく、その警告表示を見て手動
で合焦させることもできる。

また、この自動焦点調節装置のハンチング防止
装置は、一眼レフカメラ、シネカメラ、ビデオカ
メラ等の自動焦点調節装置に好適であり、特にシ
ネカメラやビデオカメラに適用すれば、パンニン
グ撮影を行なうような場合に、その移動途中に上
述のような格子状あるいはコントラストの低い被
写体が存在してもピンボケになるようなことがな
く、好ましい映像が続けて得られるという大きな
効果を奏する。

以下添付図面を参照してこの発明の内容を説明
するが、先ず第１図乃至第７図によつて、この発
明を実施すべき自動焦点調節装置における合焦位
置の検出原理について簡単に説明する。

第１図はレンズ１が被写体Σの像Σ′を結像して
いる様子を示し、被写体Σの一点Ｐから出てレン
ズ１上の右半部の点Ａを通過した光線も、左半部
の点Ｂを通過した光線も像Σ′上の点P′に集る。

ここで、レンズ１上の点Ａを通過する光線によ
る結像のみを考察するために、第２図に示すよう
にアパーチヤ２ａを有するブレード２を設けたと
仮定する。そうすると、合焦位置の像Σ′に対し
て、ピントはずれαの位置の像Σ′αはＹ軸の正方
向にシフトし、ピントはずれβの位置の像Σ′βは
Ｙ軸の負方向にシフトする。

同様に、ブレード２を第３図のように設けたと
仮定して、レンズ１上の点Ｂを通過する光線によ
る結像のみを考察すると、合焦位置の像Σ′に対し
て、ピントはずれαの位置の像Σ′αはＹ軸の負方
向にシフトし、ピントはずれβの位置の像Σ′βは
Ｙ軸の正方向にシフトする。

また、同時に、ピントはずれ位置α，βでは像
の高周波成分が失われ、像がぼけてコントラスト
が低下する。

さて、この像の強度分布を取り出すために、第
４図に示すようにＹ軸方向に光センサアレイ（以
下「センサアレイ」という）３を配置する。

今、被写体の強度分布が第５図に示すようにな
つていたとすると、合焦位置にセンサアレイ３を
置けば、前述したレンズ１の点Ａを通過した光束
による像（以下単に「Ａによる像」という）も、
レンズ１の点Ｂを通過した光束による像（以下単
に「Ｂによる像」という）も第６図に示すよう
に、第５図の被写体の強度分布と相似でその位置
も全く同じものになる。

しかし、第２、第３図におけるピントはずれα
の位置にセンサアレイ３を置いたとすると（セン
サアレイの位置は同じでも撮影レンズ１がセンサ
アレイ３に近づきすぎているとそうなる）、像の
高周波成分が消失すると共に、第７図に示すよう
にＡによる像はＹ軸の正方向に、Ｂによる像はＹ
軸の負方向にずれる。

今、光軸に対して点ＡとＢが等距離であるとす
れば、Ａによる像とＢによる線のずれは、大きさ
が等しく方向は反対になる。したがつて、合計さ
れたずれδは一方によるずれの２倍になる。

また、第２、第３図におけるピントはずれβの
位置にセンサアレイ３を置いたとすると（撮影レ
ンズ１がセンサアレイ３から離れすぎている場
合）、同様なずれδが生ずるが、ずれの方向が逆
になる。

したがつて、Ａによる像に対してＢによる像が
Ｙ軸の負方向にずれていれば、レンズ１をセンサ
アレイ３から遠ざける方向に、又Ｙ軸の正方向に
ずれていれば近づける方向に夫々移動させれば、
センサアレイ３が合焦面に近づくことになる。そ
こで、センサアレイ３をフイルム面（撮像面）と
共役な位置に配置すれば、この２つの像のずれ方
向を検出することによつて合焦に到る撮影レンズ
の駆動方向を見出すことができる。

次に、この原理を応用した自動焦点調節装置の
概要を第８図によつて説明する。

この自動焦点調節装置は、図示のように、撮影
装置における撮影光学系の異る部分を通過した光
束による被写体像の強度分布を夫々画像信号とし
て検出する強度分布検出部１０と、それによつて
検出された画像信号を処理して撮影装置のピント
状態を検出し、非合焦状態にあるときには撮影光
学系のレンズを合焦方向へ移動させるための駆動
方向信号を出力する信号処理回路２０と、その駆
動方向信号が出力されている間撮影光学系のレン
ズをその指定方向へ移動させるレンズ駆動装置３
０と、ピント状態を表示する表示器４０とからな
つている。

強度分布検出部１０では、撮影光学系を構成す
るフオーカスレンズ１１の右半部を通過した光束
による被写体像をレンズ１５_Aにより、左半部を
通過した光束による被写体像をレンズ１５_Bによ
つて、夫々センサアレイ１６_Aとセンサアレイ１
６_Bの各受光面に結像させる（実際には合焦時に
のみ各センサアレイ１６_A，１６_Bの受光面上に正
しく結像する）。

センサアレイとしては、蓄積モード型のイメー
ジセンサアレイである例えば一次元のCCDイメ
ージセンサアレイを使用し、センサドライバ１７
によつて被写体輝度情報に応じて電荷蓄積時間を
制御されて、被写体輝度によつてレベルが変化し
ない画像信号（各受光点の明暗に応じた信号）と
して各被写体像の強度（濃度）分布を検出してシ
リアルに出力する。

信号処理回路２０は、先ず、センサアレイ１６
_Ａ，１６_Bによつて検出した各画像信号を二値化器
２１_A，２１_Bに入力して“１”“０”の２値信号
に変換し、夫々メモリ２２_A，２２_BにＡデータ
（撮影レンズの右半部を通過した光束による被写
体像の強度分布データ）及びＢデータ（撮影レン
ズの左半部を通過した光束による被写体像の強度
分布データ）として一時記憶する。

そして、このメモリ２２_A，２２_Bに記憶したＡ
データとＢデータの関係を少しずつ相対移動させ
ながらその移動毎に相関器２３によつて相関をと
り、ピーク検知器２４によつて相関出力のピーク
位置を検知する。駆動方向検出器２５はピーク検
知器２４によつて検出したピーク位置がＡデータ
とＢデータとの相対移動を何回行つた位置である
かによつて、合焦、非合焦のピント状態及び非合
焦時には合焦させるためにフオーカスレンズ１１
を移動させるべき方向に判別し、それによつて合
焦時には合焦信号を、非合焦時には駆動方向信号
を出力する。

シーケンスコントローラ２６は、センサドライ
バ１７によるセンサアレイ１６_A，１６_Bの画像信
号出力タイミングと同期させて、信号処理回路２
０の各部の動作を制御する回路であり、マイクロ
コンピュータを用いることができる。

レンズ駆動装置３０は、ドライバ回路３１とモ
ータ３２と、このモータの回転を直線運動に変換
してフオーカスレンズ１１を矢示Ｐ又はＱ方向に
移動させるギア機構３３とからなる。そして、駆
動方向検出回路２５から駆動方向信号が出力され
ている間、ドライバ回路３１はその指定方向に従
つてモータ３２を右回転又は左回転させ、ギア機
構３３を介してフオーカスレンズ１１を矢示Ｐ又
はＱ方向に移動させる。そして駆動方向検出器２
５から合焦信号が出力されるとモータ３２に制動
を加えてフオーカスレンズ１１の移動を停止させ
る。

表示器４０はドライバ３１に入力される駆動方
向信号又は合焦信号に応じて、前ピン、後ピン、
合焦等を例えば発光色の異なる発光ダイオード
（LED）の点灯により表示する。

次に、この自動焦点調節装置の各部について具
体的に説明する。

先ず、強度分布検出部１０の光学系について、
ズームレンズを使用するスチールカメラ、シネカ
メラ、又はビデオカメラ等の撮影装置に適用した
場合の例を第９図によつて説明する。

フオーカスレンズ１１と変倍レンズ１２と結像
レンズ１３によつて撮影光学系として３群のズー
ムレンズを構成しており、変倍レンズ１２と結像
レンズ１３の間では合焦時平行光線になるように
してある。各レンズ１１，１２，１３はいずれも
図を簡単にするために１枚のように示してある
が、実際には夫々複数のレンズによつて構成され
ていることは勿論である。

このようなズムレンズの変倍レンズ１２と結像
レンズ１３の間にハーフミラー面１４ａを有する
プリズム分光器１４を介挿し、撮影光束の一部を
下方へ導く。そして、結像レンズ１３と等価な検
出用レンズ１５_A，１５_Bを配置すると共に、フオ
ーカスレンズ１１に対してフイルム面Ｆと共役な
位置にセンサアレイ１６_A，１６_Bを配設する。

このようにして、フオーカスレンズ１１の右半
部を通る光束Ａによる被写体像をレンズ１５_Aに
よつてセンサアレイ１６_A上に結像させ、フオー
カスレンズ１１の左半部を通る光束Ｂによる被写
体像をレンズ１５_Bによつてセンサアレイ１６_B上
に結像させる。なお、１８は両光束が干渉しない
ようにするために設けた遮光板である。

このようにすれば、ブレードのような可動部材
を使用せずに光束Ａによる像と光束Ｂによる像の
強度分布をセンサアレイ１６_A，１６_B（実際には
１個のセンサアレイ１６を半分づつ使用する）に
よつて同時に検出することができる。

なお、第８図によつても説明したように、第９
図におけるフオーカスレンズ１１もモータ３２に
よつてラツク・ピニオン等のギア機構３３を介し
て矢示Ｐ又はＱ方向に移動されて焦点調節がなさ
れるようになつている。

次に、センサドライバ及び信号処理回路につい
て説明する。

第１０図はデータ検出部のブロツク図である。

センサアレイ１６は256ビツトの受光エレメン
トを持ち、一半部の128ビツトで第９図の光束Ａ
による像の強度分布を検知し、他半部の128ビツ
トで光束Ｂによる像の強度分布を検知する。すな
わち、第８、第９図におけるセンサアレイ１６_A
と１６_Bを１個のセンサアレイにしたものである。

このセンサアレイ１６は、光−周波数変換回路
４１によつて蓄積時間を制御されるセンサドライ
バ１７によつて駆動される。

１０４はローパスフイルタ、１０５はアンプで
あり、２１はアンプ１０５から出力される画像信
号を各ビツトごとに二値化する二値化器であり、
第８図の二値化器２１_A，２１_Bに相当する。

シフトレジスタ１０７およびコントロールロジ
ツク回路１０８はマイクロコンピュータを用いて
信号処理を行うためのスピード変換部を構成して
おり、シフトレジスタ１０７はセンサアレイ１６
の256ビツトのデータをストアできるように256ビ
ツトのものを用いる。また、Ｄはデータ、STは
スタート信号、CLKはクロツク入力であるが、
RDYWは第１１図に示すように、スタート信号
STが“１”でセンサアレイ１６からのデータ転
送完了後“１”になるレデイ信号RDYが“０”
の時にのみ“０”になり、それ以外の時には
“１”になる信号である。

センサドライバ１７及び光−周波数変換回路４
１は例えば第１２図に示すように構成されてい
る。

光−周波数変換回路４１は、コンデンサC₁と
抵抗R₁、及びフオトセル４５を時定数素子とす
る発振回路４６からなり、入射光量γに応じて周
波数が変化する矩形波信号Sγを出力する。した
がつて、この矩形波信号Sγの周期Ｔは、入射光
量γが多い程短かくなり、入射光量γが少ない程
長くなる。

この矩形波信号Sγの例えば立下りでワンシヨ
ツトマルチ４２をトリガし、第１３図イに示すよ
うな周期Ｔで一定パルス幅のシフトパルスφxを
出力する。このシフトパルスφχの周期ＴがCCD
イメージセンサアレイ１６における電荷の蓄積時
間になる。

発振器４３は例えば2MHzの周波数の発振出力
をクロツク発生回路４４に入力し、そこで、互に
逆相の２相クロツクである第１３図ロ及びハに示
す転送クロツクφ₁，φ₂とリセツトクロツクφ_Rを
センサアレイ１６に出力する。

センサアレイ１６は、上述のシフトパルスφx、
転送パルスφ₁，φ₂、及びリセツトパルスφ_Rによ
つて駆動されて、受光像の強度分布に応じた信号
を順次出力する。

第１４図は二値化器２１の一例を示す回路図で
あり、オペアンプ４７とダイオードD₂、抵抗R₂，
R₃、コンデンサC₂からなる回路によつて入力信
号Sνのピークをホールドして第１５図に破線で
示すような信号Vcを得る。これを、オペアンプ
４８と抵抗R₄〜R₆からなる増幅回路によつて適
当に増幅して比較電圧Vrefを得る。そして、オ
ペアンプ４９による比較器によつて、入力信号
Sνを比較電圧Vrefと比較して第１５図ロに示す
ように、Sυ≧Vrefの時“１”を、Sν＜Vrefの時
“０”の二値化出力Dνとして出力する。

そこで、第１０図に戻つて、後述するシーケン
スコントロール部（第２３図）からスタート信号
STがコントロールロジツク回路１０８に入力す
ると（第８図のシーケンスコントローラ２６はこ
のシーケンスコントロール部とコントロールロジ
ツク回路を含んでいる。）、被写体輝度に応じた電
荷蓄積時間Ｔ（第１３図参照）でセンサアレイ１
６に蓄積した像の強度分布を示す画像信号を出力
させ、ローパスフイルタ１０４、アンプ１０５を
介して二値化器２１に入力して二値化し、順次
256ビツトのシフトレジスタ１０７に転送する。

この256ビツトのデータの転送が完了すると信
号RDYWが“１”になる。

第１６図は、シフトレジスタ１０７にストアさ
れたデータを、光束Ａによるデータ（Ａデータ）
D_Aと光束Ｂによるデータ（Ｂデータ）D_Bとに振
り分けて揃えるシフトレジスタ部のブロツク図で
ある。

このシフトレジスタ部は、Ａデータ用の128ビ
ツトのシフトレジスタ１１０（第８図のメモリ２
２_Aに相当する）、Ｂデータ用の128ビツトのシフ
トレジスタ１１１（第８図のメモリ２２_Bに相当
する）と、マルチプレクサ１１２，１１３及びセ
レクタ１１４，１１５からなる。

マルチプレクサ１１２は、後述するシーケンス
コントロール部（第２３図）からの信号SELA
が“１”の時は入力データＤをセレクタ１１４へ
出力し、信号SELAが“０”の時は入力データ
Ｄをセレクタ１１５へ出力する。

セレクタ１１４，１１５は、夫々後述するシー
ケンスコントロール部からの信号CNTが“１”
の時はマルチプレクサ１１２から入力されるデー
タD_A，D_Bをシフトレジスタ１１０，１１１へ出
力し、信号CNTが“０”の時は夫々シフトレジ
スタ１１０，１１１の出力側（out）から送出さ
れたデータを入力側（in）へ戻すように切換わ
る。

マルチプレクサ１１３は、後述する、クロツク
発生部（第２２図）からのクロツクパルス
CLKOUTを入力し、信号SELAが“１”の時
はシフトレジスタ１１０及び後述する相関器１２
０（第１７図）へクロツクパルスCLKAを出力
し、信号SELAが“０”の時はシフトレジスタ
１１１及び相関器１２０へクロツクパルスCLKB
を出力する。

そこで、先ず信号CNTが“１”で、信号
SELAが“１”になり、第１０図のシフトレジ
スタ１０７にストアされたデータＤがマルチプレ
クサ１１２、セレクタ１１４を介してシフトレジ
スタ１１０へ転送される。クロツクパルス
CLKOUTが128パルス入力することによつてシ
フトレジスタ１０７の前半128ビツトのＡデータ
D_Aがシフトレジスタ１１０へ転送される。

次に、信号SELAが“０”になり、その後の
128パルスの入力によつてシフトレジスタ１０７
の後半128ビツトのＢデータD_Bがシフトレジスタ
１１１へ転送される。

このようにして、シフトレジスタ１１０，１１
１に128ビツトづつのＡデータD_AとＢデータD_Bを
揃えた後、信号CNTが“０”になり、セレクタ
１１４，１１５が夫々各シフトレジスタ１１０，
１１１の出力側から送出されたデータを入力側へ
戻すように切換わる。そして、その後のクロツク
パルスCLKA，CLKBによつてシフトレジスタ１
１０，１１１から所要のデータが後述する相関器
１２０へ送出される。

第１７図は第８図の相関器２３とピーク検知器
２４に相当する相関位置検出部のブロツク図であ
り、相関器１２０、電流−電圧変換器（Ｉ−Ｖ変
換器）１２１、サンプル・ホールド回路１２２、
ピークデイテクタ１２３、ORゲート１２４、及
びカウンタ１２５によつて構成されている。

相関器１２０は、例えばTRW社より市販され
ているTC1004Jを用いる。これは、第１８図に示
す様に２個の64ビツトのシフトレジスタ１２０_A，
１２０_Bと、その対応する各ビツトごとの排他的
論理和をとるEX−OR回路G₁〜G₆₄と、その各出
力を抵抗r₁〜r₆₄を介して加算して電流値による
出力を得る回路とからなる。そして、シフトレジ
スタ１２０_AのＡデータとシフトレジスタ１２０_B
のＢデータとが一致する程多くのEX−OR回路
の出力が“０”になり、出力電流I₀が増加する。
この出力電流I₀を電流−電圧変換器１２１で電圧
に変換して相関出力を得る。

ここで、第１９図を参照して、第１６図のシフ
トレジスタ１１０，１１１から、この相関器１２
０内のＡデータ用のレジスタ１２０_A及びＢデー
タ用のレジスタ１２０_Bへのデータ転送動作につ
いて説明する。

この例では、スプリツトイメージによつて互い
に反対方向にずれた２つの像を合せて合焦させる
動作と同様に、第１６図のシフトレジスタ１１
０，１１１にストアしたＡデータD_AとＢデータ
D_Bのうち、互に反対側から半分づつのデータを
順に１ビツトづつ逆方向へずらしながら相関を検
知する。

すなわち、最初に第１９図に斜線を施して示す
ように、シフトレジスタ１１０の左半分の64ビツ
トのデータと、シフトレジスタ１１１の右半分の
64ビツトのデータを夫々相関器のシフトレジスタ
１２０_A，１２０_Bに転送して相関をとる。

そのため、この第１回目の相関検出時には、シ
フトレジスタ１１０及び１２０_Aに128パルスの
CLKAを与え、シフトレジスタ１１１及び１２０
_Ｂには64パルスのCLKBを与える。

シフトレジスタ１１０に128パルスのCLKAが
入力すると、全てのデータがシフトレジスタ１２
０_Aに送出されると共に再び戻されて初めと同じ
状態でＡデータをストアする。シフトレジスタ１
２０_Aは64ビツトしかないので、前半の64ビツト
分のデータは押出されてなくなり、後半の64ビツ
ト分のデータ、すなわち第１９図に斜線を施した
部分のＡデータのみがストアされることになる。

一方、シフトレジスタ１１１に64パルスの
CLKBが入力すると、第１９図に斜線を施した右
半分の64ビツトのＢデータがシフトレジスタ１２
０_Bに転送される。そして、シフトレジスタ１１
１内では当初左半分にあつたデータが右半分に、
当初右半分にあつたデータが左半分にストアされ
た状態になる。

次に、第２回目の相関検出時には、シフトレジ
スタ１１０に127パルスのCLKAを、シフトレジ
スタ１１１に１パルスのCLKBを与える。

すると、シフトレジスタ１２０_Aには、第１９
図に仮想線で示すようにシフトレジスタ１１０に
おける前回より１ビツト右へずれた64ビツト分Ａ
データが転送される。また、シフトレジスタ１２
０_Bにはシフトレジスタ１１１における前回より
１ビツト左へずれた64ビツト分のＢデータが転送
された状態になる。

このようにして、２回目以降の各相関検出時に
はシフトレジスタ１１０及び１２０_Aへは127パル
スのCLKAを送り、シフトレジスタ１１１及び１
２０_Bへは１パルスのCLKBを送つて、64回の相
関検出を行うことにより、第１９図に斜線を施し
て示した部分から互に１ビツトづつ反対方向にず
らして、全く反対の状態になるまでの全ての相関
をとることができる。

そして、32回目の相関検出時が、第１９図に破
線で示すようにシフトレジスタ１１０と１１１の
いずれも中央付近の同じ64ビツト分のＡデータと
Ｂデータとの相関が検知されることになり、この
時に相関器１２０の出力が最大になれば合焦状態
である。それよりずれたところで相関出力が最大
になれば、それだけピントがずれていることにな
る。

そこで、第１７図に戻つて、各回の相関検出時
の相関器１２０からの出力電流を、Ｉ−Ｖ変換器
１２１によつて電圧に変換し、サンプル・ホール
ド回路１２２及びピークデイテクタ１２３へ入力
する。

相関器１２０内のシフトレジスタ１２０_A，１
２０_Bのデータが揃つて相関をとる毎に、後述す
るシーケンスコントロール部（第２３図）からの
サンプリング信号Ｓ／が“１”になり、サンプ
ルホールド回路１２２にＩ−Ｖ変換器１２１から
の相関出力としての電圧信号をサンプリングし、
サンプル値が体のホールド値より高い時はホール
ド値を更新し、前のホールド値より低い時には前
のホールド値をそのままホールドする。

したがつて、第２０図に実線で示すように各回
のサンプル値が変化したとすると、ホールド値は
サンプル値の上昇中はそれに追従するが、一度ピ
ークがあると、それ以後はそのピークを越えるサ
ンプル値があるまで破線で示すようにそのピーク
値をホールドしている。

ピークデイテクタ１２３は、このサンプルホー
ルド回路１２２のホールド値とＩ−Ｖ変換器１２
１からの入力信号値（第２０図のサンプル値に相
当する）とを比較し、ホールド値より入力信号値
の方が大きい時にはピーク出力を“１”にする。
それによつて、ORゲート１２４を介してカウン
タ１２５をリセツトする。

そのため、カウンタ１２５は第２０図に示すよ
うに、相関出力がピークになるまでリセツトされ
続け、ピーク以後はサンプリング信号Ｓ／をカ
ウントするが、先のピーク値以上の相関出力があ
ると再びリセツトされ、64回のサンプリングすな
わち相関検出が終了した時、最大のピーク以後の
カウント値が保持されている。これを相関位置デ
ータとして出力する。

なお、このカウンタのカウント値はスタート信
号STが“１”になつた時、すなわちセンサアレ
イ１６にデータの蓄積を開始してからシフトレジ
スタ１１０，１１１にデータが転送されるまでの
間もリセツトされる。

第２１図は第８図の駆動方向検出器２５以降の
回路部分に相当するモータドライブ及び表示部の
ブロツク図であり、ラツチ回路１３０、駆動方向
検出器であるマグニチユードコンパレータ（デジ
タル比較器）１３１、表示器４０の発光ダイオー
ド（LED）及びモータ３２のドライバ３１等か
らなる。

ラツチ回路１３０は前述のカウンタ１２５のカ
ウント値として出力される相関位置データを、後
述するシーケンスコントロール部（第２３図）か
らの信号STRBが“１”になつた時にラツチす
る。

マグニチユードコンパレータ１３１は32にセツ
トされ、それとラツチ回路１３０にラツチされた
相関位置データ（これをＮとする）とを比較し、
Ｎ＞32ならば出力ａを“１”にし、Ｎ＜32ならば
出力ｂを“１”にし、Ｎ＝32ならば出力ｃを
“１”にする。この出力ａとｂが駆動方向信号、
ｃが合焦信号である。

LED及びモータのドライバ３１はこの駆動方
向信号ａが“１”のときは例えばモータ３２を右
回転させると共に、前ピンを表示する発光ダイオ
ードL₁を点灯し、駆動方向信号ｂが“１”のと
きは例えばモータ３２を左回転させると共に、後
ピンを表示する発光ダイオードL₂を点灯させる。

このモータ３２の回転により第９図のフオーカ
スレンズ１１がギア機構３３を介して合焦し得る
方向へ駆動される。そして、合焦するとマグニチ
ユードコンパレータ１３１の合焦信号ｃが“１”
になるので、モータ３２にブレーキをかけると共
に、合焦を表示する発光ダイオードL₃を点灯さ
せる。

モータ駆動中も上述のシーケンスが繰返し行わ
れ、シネカメラやビデオカメラでは常に被写体の
動きを追つて焦点調節を行う。スチールカメラの
場合には合焦を表示するLEDが点灯した後シヤ
ツタをレリーズすればよい。

オート・マニユアル切換スイツチ１３４をオフ
にしておけばモータ３２は回転せず、いずれかの
発光ダイオードのみが点灯し、ピントのチエツク
を行つて手動によつて合焦させることができる。

第２２図はクロツク発生部のブロツク図で、予
め数値のプリセツト値（ｎ）をラツチするラツチ
回路１４０、カウンタ１４１、クロツク発振器１
４２、ワンシヨツトマルチ１４３、ラツチ回路１
４０とカウンタ１４１の対応するビツト夫々の排
他的論理和をとるEX−OR回路群１４４、その
各EX−OR回路のオアをとるOR回路１４５、及
びANDゲート１４６とからなる。

前述の各部の動作に必要な数のクロツクパルス
CLKOUTを送出するために、その必要な数をプ
リセツト値として後述するシーケンスコントロー
ル部から与え、信号BGNが“１”になるとその
立上りでワンシヨツトマルチ１４３がトリガさ
れ、ラツチ回路１４０がそれをラツチすると共に
カウンタ１４１がリセツトされる。

その時点からOR回路１４５の出力が“１”に
なり、クロツク発振器１４２からのクロツクパル
スがANDゲート１４６を通つて出力されると共
に、カウンタ１４１がそのパルス数をカウントす
る。

そして、カウンタ１４１のカウント値がラツチ
回路１４０にラツチされたプリセツト値（ｎ）と
等しくなつた時、EX−OR回路群１４４の各出
力が全て“０”になる。したがつてOR回路１４
５の出力が“０”になり、ANDゲート１４６を
閉じ、クロツクパルスの送出を停止する。すなわ
ち、プリセツト値と同数のクロツクパルスが送出
されることになる。

なお、クロツクパルス送出中はOR回路１４５
の出力、すなわち信号BSYが“１”になつてい
るので、後述するシーケンスコントロール部（第
２３図）のシーケンスの進行を停止させている。

以上説明した各部の動作は、第２３図に示すシ
ーケンスコントロール部によつて制御される。

このシーケンスコントロール部は、4MHzの発
振器１５０、その出力を４分周するカウンタによ
る分周器１５１、その４分周されたパルスをカウ
ントするカウンタ１５２、そのカウント値によつ
てアドレスされるリード・オンリー・メモリ
（ROM）１５３、及びこのROM１５３の出力デ
ータをラツチする７ビツトのラツチ回路１５４，
１５５等からなる。

ROM１５３には、０番地から順次この装置の
シーケンス制御に必要な各動作信号のデータ及び
前述のクロツク発生部へ与えるプリセツト値のデ
ータが、夫々８ビツトのメモリの７ビツトを使つ
て記憶され、残りの１ビツトにはラツチ回路１５
４又は１５５を選択するための信号EXHが記憶
されている。各動作信号RST，ST，BGN，
SELA，CNT，Ｓ／，STRBは夫々７ビツ
トのうちの１ビツトづつに“１”又は“０”とし
て記憶されている。

カウンタ１５２のカウント値によつてこの
ROM１５３のアドレスが指定され、そのアドレ
スのデータが読み出される。そして、信号EXH
が“１”ならばANDゲート１５６が開き、AND
ゲート１５９の出力が“１”になるタイミング
で、読み出されたデータがラツチ回路１５４にラ
ツチされる。信号EXHが“０”のときは、イン
バータ１５８の出力が“１”になつてANDゲー
ト１５７が開き、読み出されたデータがラツチ回
路１５５にラツチされる。

ところで、カウンタ１５２がカウントアツプし
てから、ROM１５３の出力に新らたに指定され
たアドレスのデータが完全に出揃うのに幾分時間
を要する。そこで、発振器１５０からの4MHzの
パルス信号CK₁を分周器で４分周したパルス信号
CK₄の立下りでカウンタ１５２をカウントアツプ
し、そのパルス信号CK₄と4MHzのパルス信号の
アンドをAND回路１５９でとつて、その出力が
“１”になつた時、すなわちパルス信号CK₄の半
周期後にラツチ回路１５４又は１５５をストロー
ブするようにしてある。

なお、前述した信号RDYWが“０”の時、す
なわち第１０図のデータ検出部においてセンサア
レイ１６に電荷の蓄積を開始してからデータをシ
フトレジスタ１０７へ転送し終る迄の間はAND
ゲート１６０を閉じる。また、前述のクロツク発
生部からの信号BSYが“１”で、その反転信号
BSYが“０”の時もANDゲート１６０を閉じ、
カウンタ１５２をカウントアツプしないようにし
てシーケンスの進行を停止させる。

信号RSTが“１”になるとワンシヨツトマル
チ１６１の出力が短時間“０”になり、反転入力
のOR回路１６２を介してカウンタ１５２をリセ
ツトする。また、通電開始時にもイニシヤルリセ
ツト回路１６３のｇ点がローレベル“０”になる
ので、反転入力のOR回路１６２を介してカウン
タ１５２をリセツトする。

ところで、このような自動焦点調節装置を備え
たカメラで格子状あるいは縞状の被写体を撮影し
ようとすると、第１７図の相関器１２０の相関出
力をＩ−Ｖ変換器１２１で電圧信号に変換した相
関出力V_Sは、第２４図イに示すようにピークが
何回も現われ、ピーク位置によるピント状態の検
出ができなくなる。

また、コントラストが非常に低い被写体の場合
には相関出力V_Sが第２４図ロに示すように連続
的に高いレベルになり、明瞭なピークが現われな
くなる。

このような場合には、第２１図のマグニチユー
ドコンパレータ１３１から出力される駆動方向信
号ａ又はｂ、合焦信号ｃはでたらめなものとな
り、合焦位置から大きくずれたり、ハンチングを
起したりして撮影画像がはなはだしく悪くなる恐
れがある。

そこで、この発明は、上記のような場合にはい
ずれも相関出力が高いレベルになる割合が多くな
ることに着目し、相関出力があるレベル以上にな
るサンプル回数をカウントし、そのカウント値が
予め設定した値になつたときには、マグニチユー
ドコンパレータ１３１から出力される駆動方向信
号ａ，ｂを無効にしてモータを停止させると共
に、警告表示を行うようにしたものである。

第２５図はこの発明の実施例を示すブロツク図
であり、第１７図及び第２１図と同一部分には同
一符号を付してある。

相関器１２０の出力をＩ−Ｖ変換器１２１で電
圧信号に変換した相関出力V_Sを比較器５１に入
力し、可変抵抗器V_Rによつて予め設定された基
準電圧Vrと比較する。

この基準電圧Vrは、例えばＡデータとＢデー
タとが90％一致した時の相関出力V_Sに相当する
電圧にする。このような基準電圧Vrと相関出力
V_Sとの関係は第２４図イ，ロに示すようになる。

比較器５１は、V_S＜Vrの時は出力がローレベ
ル“０”で、V_S≧Vrになると出力をハイレベル
“１”にする。それによつて、例えばＡデータと
Ｂデータとが90％以上一致した時にANDゲート
５２を開き、サンプルホールド用おクロツクパル
スＳ／を通過させてプリセツト・カウンタ５３
に入力する。

プリセツト・カウンタ５３は、クロツクパルス
Ｓ／が入力するとそれをカウントし、そのカウ
ント値が予め設定されたプリセツト値（例えば
16）に達すると出力を“１”にする。

それによつて、インバータ５４の出力が“０”
になると共に、トランジスタ５５がオンして
LED５６を点灯させ、自動焦点調節不能である
ことを警告表示する。これらによつて、調節不能
検知回路５０を構成している。

なお、カウンタのプリセツト値を変更する必要
がなければ、プリセツト・カウンタに代えて、所
望のカウント値までカウントできるカウンタを用
い、その最上位ビツトを出力としてもよい。

一方、マグニチユードコンパレータ１３１から
出力する駆動方向信号ａ，ｂ及び合焦信号ｃは
夫々ANDゲート５７，５８，５９を介してドラ
イバ３１に入力するようにし、このANDゲート
５７，５８，５９はいずれも調節不能検知回路５
０の出力すなわちインバータ５４の出力S_Gによつ
て制御される。

したがつて、プリセツトカウンタ５３のカウン
ト値がプリセツト値に達するとANDゲート５７，
５８，５９が閉じ、駆動方向信号ａ，ｂ、合焦信
号ｃはいずれもドライバ３１に入力できなくな
る。すなわち信号ａ，ｂ，ｃのいずれかが出力さ
れていても無効になる。

それによつて、モータ３２は停止したままにな
り、フオーカスレンズ１１（第９図）は移動しな
い。また、合焦信号ｃもドライバ３１に入力しな
いようにしたのは、合焦していないのに合焦信号
が出てモータ３２にビレーキがかかることがない
ようにし、LED５６の点灯により自動焦点調節
不能であることが表示されたときには手動で合焦
させることができるようにするためである。

以上説明した実施例では、撮影光学系の異なる
部分を通過する被写体像の強度分布をいずれも撮
影像とは異なる位置に導出して１次元のCCDイ
メージセンサアレイについて検出したが、２次元
の撮像素子を用いて撮影像を電気信号に変換する
ビデオカメラにおいては、２つの強度分布信号の
うち少くとも一方を撮影画像信号から抽出した
り、あるいは撮像素子のブランキング部を利用し
て検出することができる。

また、ズームレンズを使用しないカメラにおけ
る自動焦点調節装置にも同様に適用し得ることは
勿論である。

以上説明したように、この発明によれば、先に
本発明者等が発明した自動焦点調節装置におい
て、格子状あるいは縞状の被写体を撮影したり、
被写体のコントラストが極めて低い場合等に撮影
レンズがハンチングを起したり不定状態になつた
りすることを防止すると共に、自動焦点調節不能
であることを表示するので、直ちに手動で合焦さ
せることができ、撮影画像が見苦しくならないで
済む。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、この発明を適用する自動
焦点調節装置の原理を説明するための光路図であ
る。第４図は、被写体像の強度分布を検出するた
めの撮影レンズとブレードとセンサアレイの配置
図である。第５図は、被写体の強度分布を示す図
である。第６図は、合焦時のＡによる像及びＢに
よる像の強度分布を示す図である。第７図は、ピ
ントはずれ時の第６図と同様な図である。第８図
は、この発明を適用すべき自動焦点調節装置の基
本構成を示すブロツク図である。第９図は、第８
図の強度分布検出部の光学系の一具体例を示す光
路図である。第１０図は、同じくデータ検出部の
一例を示すブロツク図である。第１１図は、第１
０図の信号ST，RDYとRDYWの関係を示すロ
ジツク回路図である。第１２図は、第１０図にお
ける光−周波数変換回路及びセンサドライバの一
例を示すブロツク回路図である。第１３図イ〜ニ
は、第１２図の各出力パルスの波形図である。第
１４図は、第１０図における二値化器の一例を示
す回路図である。第１５図イ，ロは、第１４図の
二値化器の動作説明のための波形図である。第１
６図は、シフトレジスタ部のブロツク図である。
第１７図は、相関位置検出部のブロツク図であ
る。第１８図は、第１７図における相関器の具体
例を示すブロツク回路図である。第１９図は、第
１６，１７図のシフトレジスタ部と相関器内のシ
フトレジスタの動作を説明するための説明図であ
る。第２０図は、相関位置検出部の動作を説明す
るための線図である。第２１図は、モータドライ
バ及び表示部のブロツク図である。第２２図はク
ロツク発生部のブロツク図である。第２３図は、
シーケンスコントロール部のブロツク図である。
第２４図イ，ロは、被写体が格子状又は縞状の場
合とコントラストが低い場合の相関出力の例を示
す曲線図である。第２５図は、この発明の実施例
を示すブロツク図である。１０……強度分布検出部、１１……フオーカス
レンズ、１２……変倍レンズ、１３……結像レン
ズ、１４……プリズム分光器、１５_A，１５_B……
検出用レンズ、１６_A，１６_B，１６……CCDフオ
トセンサアレイ（センサアレイ）、１７……セン
サドライバ、２０……信号処理回路、３０……レ
ンズ駆動装置、３１……ドライバ、３２……モー
タ、３３……ギア機構、４０……表示器、５０…
…調節不能検知回路、５１……比較器、５２，５
７〜５９……ANDゲート、５３……プリセツ
ト・カウンタ、５６……警告表示用LED、１３
１……マグニチユードコンパレータ（駆動方向検
出器）。

Claims

【特許請求の範囲】１撮影装置における撮影光学系の異る部分を通
過した光束による被写体像の強度分布を夫々画像
信号として検出する強度分布検出手段と、該手段
によつて検出された各画像信号をそれぞれ記憶す
る画像信号記憶手段と、該手段によつて記憶され
た２つの画像両信号の関係を少しずつ相対移動さ
せながらその移動毎に両信号の相関をする相関器
と、その相関出力のピーク位置を検出するピーク
位置検出手段と、該手段によつてピーク位置が検
出された時の前記相関器による２つの画像信号の
相対移動量から前記撮影装置のピント状態を検出
し、前記ピーク位置が合焦時の位置でない時には
前記撮影光学系のレンズを合焦方向へ移動させる
ための駆動方向信号を出力する手段と、該手段か
ら前記駆動方向信号が出力されている間前記レン
ズをその指定方向へ移動させるレンズ駆動装置と
を備えた自動焦点調節装置において、前記相関器による１回のピント状態検出動作中
に前記相関出力が所定以上の高いレベルになつた
回数をカウントし、そのカウント値が予め設定し
た値になつた時には前記駆動方向信号を無効にす
ると共に警告表示を行なう調節不能検知回路を設
けたことを特徴とする自動焦点調節装置のハンチ
ング防止装置。