JPH0340365B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は被写体像のコントラストの変化を利
用して自動的に焦点検出を行なうカメラの自動焦
点検出装置に関するものである。

レンズで結像される被写体の光学像は、焦点整
合（以下、合焦という）時にその像の明暗の差、
すなわちコントラストが最大になるという性質を
持つている。これは被写体像の各空間周波数にお
ける光強度（パワースペクトル）が合焦時に最大
になるために起こる現象であり、この現象を捕ら
えれば自動的に焦点を検出することができる。

従来、このようなコントラスト情報そのものを
抽出する方法には、CdS等の非直線性光導電素子
を用いる方法や、像面に多数の微小な光電素子を
並べて、それらの内の隣接した一対の素子間の光
電出力差を静的に検出する方法や、例えば本件出
願人による実開昭53−95830号、特開昭55−
298780号、および特開昭55−35317号等に開示さ
れているような複数個の微小光電素子からなる単
列の光電素子群と、この光電素子群に対応した走
査回路とからなる自己走査形光電変換部を用い
て、微小光電素子の光電出力から動的にコントラ
スト信号を得る方法等が提案されている。

また上記のようなコントラスト検出素子を用い
て合焦状態を検出する方法としては、例えば、特
開昭55−29832号、実開昭53−95830号等に開示さ
れているように、コントラスト検出素子を撮像面
と等価な位置に配置して、コントラスト信号が最
大値を示す検出素子を光軸上で撮像面と等価な面
の前後に機械的に振動させて、振動周期内のコン
トラスト出力の変化状態を解析する方法等が知ら
れている。

これらの被写体像のコントラスト情報を利用す
る自動焦点検出方式は、いわゆるTTL合焦検出
装置としての一眼レフカメラの自動焦点検出装置
に組み込むのに適している。

ところで一眼レフカメラなどの高級カメラはレ
ンズが交換できるので、そのために撮影できる被
写体距離の範囲が広く、又高性能のレンズを用い
るために鮮鋭な画像が得られ、さらには撮影でき
る被写体の輝度の範囲が広い。

このため自動焦点検出装置を上記のような一眼
レフカメラに適用するには、数々の厳しい条件を
満足しなければならない。即ち、第１には焦点検
出精度が高いこと、第２には適用できる被写体輝
度の範囲が広いこと、第３には手振れ存在下や動
きのある被写体に対しても適用できること、第４
には各種交換レンズに対して適用できることなど
が要求される。しかしながら、前記従来の装置な
いしは方法はこれらの条件に対して必ずしも満足
できるものではなく、適用できる被写体が限定さ
れてしまうという問題点があつた。また、従来の
カメラの自動焦点検出装置では、焦点しきい値レ
ベルを固定しているので、被写体のコントラスト
が低下すると、設定した合焦領域（第30頁の83f
参照）が広がり、このため、低コントラストの被
写体に対してレンズの合焦精度が悪くなり、ま
た、コントラストの変動により合焦領域が変動す
るので合焦位置近傍での合焦表示状態が不安定に
なる問題点があつた。

この発明は、上記の事情に鑑みて為されたもの
で、その目的とするところは、被写体のコントラ
ストにかかわらず、合焦領域の幅を一定に保つこ
とができると共に、低コントラストの合焦検出を
精度良好に行うことのできるカメラの自動焦点検
出装置を提供することにある。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明を一眼レフカメラ１に適用
した実施例を示す図である。

同図において、符号２はレンズ系、３はハーフ
ミラー、４は全反射ミラーで、この全反射ミラー
４の反射光の光路上に、この発明に係る自動焦点
検出装置Ｕにおける自己走査形光電変換部５が配
置されている。

また符号６は後述の合焦状態表示用の発光ダイ
オードで、図の紙面に垂直な方向に３個（後記の
６ａ，６ｂ，６ｃ）が配列され、カメラ本体１の
後方にその確認窓（（図示せず）が設けられてい
る。

符号７はフイルム、８は焦点板、９はコンデン
サレンズ、１０はペンタプリズム、１１は接眼レ
ンズである。フイルム７への露光時には、ハーフ
ミラー３及び全反射ミラー４は図示しないミラー
移動機構によつて光路から退避させられる。

第２図は、上記のようなカメラにおける被写体
像の一般的なコントラスト分布の様子を示してい
る。

レンズ系２によつて結像される被写体１２の像
のコントラスト値は、合焦位置で最大値となる単
峰状の分布を示している。この分布がピーク（尖
頭値）を示すという性質を利用するか、あるいは
その分布が左右対称であるという性質を利用する
かによつて、コントラスト情報を用いた焦点検出
方式は２種類に大別される。このうち、この発明
は後者の方式に係るものである。

次に第３図は、前記第１図におけるカメラの自
動焦点検出装置Ｕの全体構成例を示すものであ
る。

自己走査形光電変換部５を含む受光部Ｕ１の後
段には、順次にビデオ回路Ｕ２、コントラスト検
出回路Ｕ３、フオーカス（焦点）判定回路Ｕ４、
および表示駆動回路Ｕ５が連ねられ、さらに表示
駆動回路Ｕ５の出力線路が２分されて、一方は前
記の発光ダイオード６からなる焦点表示素子に接
続され、他方はレンズ駆動装置Ｕ６に接続されて
いる。レンズ駆動装置Ｕ６はレンズ駆動モーター
等で構成される。

そしてレンズ系２によつて結像される被写体像
が自己走査形光電変換部５に入射すると、この自
己走査形光電変換部５はビデオ回路Ｕ２によつて
駆動及び光電変換がなされ、被写体像の照度分布
に相当する時系列光電出力（以下ビデオ出力とい
う）が得られる。そのビデオ出力からコントラス
ト検出回路Ｕ３によつて光電変換部５における両
イメージセンサ（後述）の上のそれぞれの被写体
像のコントラスト値がコントラスト信号として抽
出される。そのコントラスト信号出力からフオー
カス判定回路Ｕ４によつて、合焦状態等を示す焦
点指示信号が得られ、その焦点指示信号に基づい
て、表示駆動回路Ｕ５を経て焦点表示素子６の点
滅制御やレンズ駆動装置Ｕ６によるレンズ系２の
繰り出し量制御がなされる。

以下、第３図における各構成回路等を更に詳し
く説明する。

まず、第４図及び第５図は受光部Ｕ１の構成例
を示している。

受光部Ｕ１は、図における下方からセンサパツ
ケージ１４、光分割器１６、および赤外カツトフ
イルタ１７が順次に積層されている。

そして、センサパツケージ１４には、次に述べ
るような一対の自己走査形光電変換部５ａ，５ｂ
と、この自己走査形光電変換部５ａ，５ｂのそれ
ぞれに付設されたモニターセンサMa，Mb（以
下、MaをＡモニターセンサ、MbをＢモニター
センサという）とが一体に組み込まれたセンサ
ICチツプ１５が装着されている。

上記一対の自己走査形光電変換部５ａ，５ｂ
は、それぞれ複数個の微小光電素子からなる光電
素子Sa，Sb（以下、SaをＡイメージセンサ，Sb
をＢイメージセンンサという）と、それぞれのイ
メージセンサSa，Sbを走査駆動するためのシフ
トレジスタからなる走査回路SR１，SR２とで構
成されている。

イメージセンサSa，Sbとしては、具体的には
CCD（Charge Cupled Device），BBD（Bucket
Brigade Device）、またはMOS−FET等を適用
することができる。これらは、いずれも光電変換
機能に加えて光電変換により発生した信号電荷を
各単位セルで蓄積することができる信号電荷蓄積
機能を有している。

この発明においては、MOS−FET形を適用し
た場合について説明を続ける。なお各イメージセ
ンサSa，Sbの一端部には後述のように光遮断用
のマスクが取り付けられたマスクセンサが配設さ
れている。

またモニターセンサMa，Mbは光電素子で形
成され、平均照度を検出するために用いられ、対
応した各イメージセンサSa，Sbにできるだけ接
近して配置することが望ましい。そして図の例に
おいては、各イメージセンサSa，Sbにそれぞれ
１個づつで合計２個配設されているが、必ずしも
２個配設することは必要ではなく、１個のみを配
設し、これを両イメージセンサSa，Sbに対して
共用としてもよい。しかしＡイメージセンサSa
上の光強度とＢイメージセンサSb上の光強度と
が異なることがあるので、このような場合に備え
て、図示のように２個のモニターセンサMa，
Mbを配設する方がより効果的にモニター機能が
なされる。

次に光分割器１６には、ＡイメージセンサSa
に対するハーフミラー１６ａと、Ｂイメージセン
サSbに対する全反射ミラー１６ｂとが組み込ま
れており、第５図に示すようにハーフミラー１６
ａを透過した光はＡイメージセンサSaおよびＡ
モニターセンサMaに入射し、ハーフミラー１６
ａで反射した光は全反射鏡１６ｂで再び反射して
ＢイメージセンサSbに入射する。このように構
成することにより、ＡイメージセンサSaとＢイ
メージセンサSbは光軸上で一定距離だけ離れた
位置に置かれたことと等価となり、受光部Ｕ１全
体を所定の位置に配置することにより、フイルム
等価面（レンズ系２の撮像面と等価な面）の前後
で、かつ等距離の２位置にＡ，Ｂイメージセンサ
Sa，Sbを位置させることができる。

ところでイメージセンサSa，Sbの電荷蓄積時
間は、モニターセンサMa，Mb上に入射した光
量に反比例する如く構成されている。

赤外カツトフイルタ１７は、両イメージセンサ
Sa，SbやモニターセンサMa，Mbの分光感度が
赤外部にまで広がつている場合に不用な赤外光を
遮断するものであつて、その装着は必須とするも
のではない。

第６図および第７図Ａ，Ｂは上記のように配設
された自己走査形光電変換部５ａ，５ｂによる焦
点の検出原理を示す概念図である。Ａイメージセ
ンサSaとＢイメージセンサSbがフイルム等価面
の前後に等距離の位置に置かれているので、両イ
メージセンサSa，Sbには光軸上で一定距離離れ
た像がそれぞれ入射することになる。被写体像の
コントラスト分布が左右対称であれば、第７図Ａ
に示すように、それぞれのイメージセンサSa，
Sb上のコントラスト値が理論的には等しくなつ
たときにそのフイルム等価面と合焦位置が一致す
る。第７図Ｂに示すように、そのフイルム等価面
と合焦位置が一致しないと、それぞれのコントラ
スト値は差ΔCを生ずる。したがつて両イメージ
センサSa，Sb上のコントラスト値の一致、不一
致を検出することによつて、焦点検出を行うこと
ができるのである。

次にビデオ回路Ｕ２について説明する。

ビデオ回路Ｕ２は、上述の自己走査形光電変換
部５を駆動して、被写体像の照度分布に相当する
ビデオ出力を得るものであるから、第８図以下の
各図には自己走査形光電変換部５も併せ示して、
これとの関連においてビデオ回路Ｕ２を説明す
る。

まず第８図は、ブロツク図により原理的に示し
たものである。

ビデオ回路Ｕ２には、スタートパルス発生回路
１８、イメージセンサ駆動回路１９、クロツクパ
ルス発出回路２０、およびアンプ２１が具えられ
ている。

そして、モニターセンサMa，Mbから出力さ
れる光電流がスタートパルス発生回路１８に入力
され、モニターセンサMa，Mb上の明るさに比
例した周波数のパルス列信号が作られる。このパ
ルス列信号とクロツクパルス発生回路２０によつ
て作られるクロツクパルスがイメージセンサ駆動
回路１９に入力され、イメージセンサSa，Sb走
査用の駆動パルスが作られる。一方イメージセン
サSa，Sbの出力信号はアンプ２１によつて増巾
され、出力端２２にビデオ信号が出力される。

ここでイメージセンサSa，Sbは前記のように
電荷蓄積形であるため、電荷蓄積時間を変化させ
ることによつて、その光電特性のダイナミツクレ
ンジを広げることができる。第９図はイメージセ
ンサSa，Sbそれぞれの光電特性を模式的に示し
ている。電荷蓄積時間Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のそれぞ
れに対し、その光電特性は分布２３ａ，２３ｂ，
２３ｃのように変化する。その電荷蓄積時間Ｔ１
＜Ｔ２＜Ｔ３という関係になつている。電荷蓄積
時間が例えばＴ２に固定されれば、その光電特性
の飽和しないダイナミツクレンジはｄで表わされ
るが、蓄積時間をＴ１からＴ３まで変化させるこ
とにすればそのダイナミツクレンジd′まで広が
る。

したがつて、被写体像の明るさに応じて電荷蓄
積時間を変化させれば結果的にその光電特性のダ
イナミツク特性を広げることができる。さらに、
被写体像の平均的な明るさに反比例して電荷蓄積
時間を変化させることにすると、被写体の平均的
な明るさが変動しても、各イメージセンサSa，
Sbから読み出される時系列的な光電出力、言い
換えれば出力端２２から出力されるビデオ出力は
変化せず、結果的には後述のコントラスト出力は
不変のものが得られる。

次に第１０図は、前記スタートパルス発生回路
１８およびイメージセンサ駆動回路１９の具体的
な回路例である。

スタートパルス発生回路１８中、符号Ｍはモニ
ターセンサダイオードで、前記モニターセンサ
Ma、またはMbを代表して示している。また２
５は定電流源、２６はコンパレータ、Ｓ１はアナ
ログスイツチである。

一方、イメージセンサ駆動回路１９における符
号FF１はＤフリツプフロツプ回路、２７はアン
ドゲート、２８は８ビツトバイナリカウンタ、２
９〜３１はオアゲート、３２〜３４はノアゲー
ト、および１１〜１３はインバータである。

そしてモニターセンサダイオードＭからはイメ
ージセンサSa，Sbと同じように電荷蓄積モード
を利用して光電変換信号が抽出される。即ち、モ
ニターセンサダイオードＭで生じた電荷はダイオ
ードＭの内部出力線あるいは外部出力線等の容量
により蓄積され、ダイオードＭのアノード端子に
第１１図に示すような電圧Vmが生じる。この電
圧Vmと定電流源２５によつて抵抗Ｒ１の端子に
生じるしきい値電圧Mtとがコンパレータ２６で
比較される。コンパレータ２６の出力MOは、
VmがMtに一致するとハイレベルになり、Ｄフ
リツプフロツプFF１の出力が後述する制御によ
りハイレベルとされたときに、アンドゲート２７
の出力はハイレベルとなつてＤフリツプフロツプ
FF１をリセツトする。このときＤフリツプフロ
ツプFF１の出力はローレベルになつて、Ｄフリ
ツプフロツプFF１のリセツトは解除されるとと
もに、８ビツトバイナリカウンタ２８のリセツト
も解除され、カウンタ動作を開始する。８ビツト
バイナリカウンタ２８からはクロツクパルス発生
回路２０によつて作られるクロツクパルスにした
がい、一連のデジタル波形が端子φ1〜φ8に出力
される。端子φ3〜φ7の出力はオアゲート２９に
入力される。オアゲート２９の出力はノアゲート
３２，３３の一入力端に入力される。端子φ8の
出力はノアゲート３２の他入力端子とインバータ
１２を介してノアゲート３３の他入力端子とに入
力される。ノアゲート３２，３３はＡイメージセ
ンサSaのスタートパルスAs、およびＢイメージ
センサSbのスタートパルスBsを作る。スタート
パルスAsはアナログスイツチＳ１の制御端子に
入力されて、モニターセンサダイオードＭの出力
をリセツトしてシヤーシ電位レベルに落とし、モ
ニターセンサダイオードＭを再び電荷蓄積初期状
態に戻す。端子φ８に出力された信号は、インバ
ータ１を介してＤフリツプフロツプFF１の出
力を再びハイレベルにして、次にモニターセンサ
ダイオードの出力VmがMtに一致する瞬間まで
待機させるとともに、ＡイメージセンサSaとＢ
イメージセンサSbの出力を結合させるためにセ
ンサICチツプ１５に入力される信号となる。端
子φ1，φ2に出力される信号から、オアゲート３
０，３１およびインバータＩ３によつて、Ａ，Ｂ
イメージセンサSa，Sbを走査するための走査パ
ルスφa，φbが作られる。端子φ1に出力される信
号とＤフリツプフロツプFF１の出力信号とから、
Ａ，ＢイメージセンサSa，Sbの各ビツトの光電
出力をリセツトするためのビデオリセツトパルス
φrが作られる。

上述のようにコンパレータ２６の出力MOのパ
ルス信号に基づきＡイメージセンサSaを駆動す
るスタートパルスAsが作られ、走査パルスφa，
φbによつて、ＡイメージセンサSaの走査が行な
われ、その走査が終了すると引続いてＢイメージ
センサSbの走査が行なわれる。Ａイメージセン
サSaの電荷蓄積時間はスタートパルスAsの間隔、
ＢイメージセンサSbの電荷蓄積時間はスタート
パルスBsの間隔で決められる。このようにする
と、ビデオ出力videoは第１１図最下段の如くに
なり、電荷蓄積時間が異なつてもビデオ出力の各
ピツト間の間隔は常に等しいため、後段の光電出
力抽出回路の構成を簡単にすることができる。

次に第１２図は、上記のようの各信号の出力端
子が導出されたビデオ回路Ｕ２とセンサICチツ
プ１５との接続関係を、さらに示したものであ
る。

センサICチツプ１５内には、公知のノイズ補
償ダイオード（図示せず）を組み込み、ビデオ出
力からのノイズを除去して焦点検出を一層正確な
らしめるようにしてもよい。

次いで第１３図は、イメージセンサSa，Sb部
を電気回路的に例示したもので、ビデオ回路Ｕ２
から導出された各出力端子との接続関係をさらに
具体的に示したものである。同図中符号３５ａ〜
３５ｎ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂはそれ
ぞれFETゲート、４はインバータである。

そして、スタートパルスAsと走査パルスφa，
φbはＡシフトレジスタSR１に入力され、FETゲ
ート３５ａ，３５ｂ〜３５ｎを順次オンしてい
き、ＡイメージセンサSaの各微小光電素子（以
下単にビツトという）に蓄積された電荷を順次出
力線３８ａに取り出していく。同様に、スタート
パルスBsと走査パルスφa，φbはＢシフトレジス
タSR１に入力され、FETゲート３５a′，３５
b′〜３５n′によつてＢイメージセンサSbの各ビツ
トに蓄積された電荷が出力線３８ｂに取り出され
る。それらのＡ，ＢイメージセンサSa，Sbの出
力は、φ8端子からの信号によつて制御される
FETゲート３７ａ，３７ｂおよびインバータ１
４によつて切換えられ、一個の時系列光電出力
Viとなつて出力される。このイメージセンサの
出力は微小光電素子（フオトダイオード）の内部
の接合容量あるいは外部出力線のビデオライン容
量に充電された充電電圧として取り出されるため
に、各ビツト毎に、信号φrによつて制御される
FETゲート３６ａ，３６ｂを用いてリセツトす
ることにより、初期状態に戻される。

走査パルスφa，φbとリセツトパルスφrと時系
列光電出力Viのタイミングチヤートを第１４図
に示す。

このようにして検出された光電出力は、ビデオ
回路Ｕ２におけるアンプ２１によつて増巾されて
ビデオ出力videoとなり、後段の処理回路に入力
される。

次に第１５図は、コントラスト検出回路Ｕ３の
回路構成例を示している。以下、その構成を作動
と共に説明する。このコントラスト検出回路Ｕ３
はイメージセンサSa，Sbの一定間隔を持つた任
意の２個づつのビツト間、例えば１ビツトおきの
２ビツト間の光電出力差をコントラスト出力とす
るものである。端子３９に入力されたビデオ出力
は第１〜第４の４個のサンプルホールド回路４
０，４１，４２，４３に同時に入力する。第１の
サンプルホールド回路４０は第１７図に示すよう
に離散的なビデオ出力の４ビツト毎の出力を保持
するようにサンプルパルスが設定されている。第
２のサンプルホールド回路４１は第１のサンプル
ホールド回路４０のサンプルパルスから１ビツト
遅れてサンプルパルスが設定され、同じく４ビツ
ト毎の出力が保持される。同様に、第３のサンプ
ルホールド回路４２は第２のサンプルホールド回
路４１から、第４のサンプルホールド回路４３は
第３のサンプルホールド回路４２からそれぞれ１
ビツト分遅れてサンプルパルスが設定され、同じ
く４ビツト毎の出力が保持される。

第１のサンプルホールド回路４０と第３のサン
プルホールド回路４２から出力された信号の差が
第１の差動回路４４によつて抽出される。同様
に、第２のサンプルホールド回路４１とサンプル
ホールド回路４３から出力された信号の差が第２
の差動回路４５によつて抽出される。これらの第
１、第２の差動回路４４，４５の出力信号は第１
スイツチ回路４６によつて、イメージセンサの１
ビツト毎に切換えられ、一個の時系列光電出力信
号に変換される。この合成された差分信号は絶対
値回路４７によつて、正または負の絶対値信号に
変換される。次に、第２スイツチ回路４８によつ
て、その絶対値信号はＡイメージセンサSaの部
分とＢイメージセンサSbの部分に分けられる。
それぞれの絶対値信号はＡ尖頭値検出回路４９お
よびＢ尖頭値検出回路５０に入力され、それぞれ
の絶対値波形の一走査周期内の尖頭値が検出さ
れ、次の走査周期の開始時まで保持される。

これらの尖頭値信号が被写体像のコントラスト
信号を表わし、ＡイメージセンサSaのコントラ
スト信号が端子５１に、ＢイメージセンサSbの
コントラスト信号が端子５２に出力される。以
下、それぞれのコントラスト信号をＡコントラス
ト信号及びＢコントラスト信号という。

第１６図は、第１５図の回路構成図のさらに具
体的な回路例を示している。図中Ｓ２〜Ｓ１１は
アナログスイツチ、Ｃ１〜Ｃ６はコンデンサであ
る。第１７図はビデオ出力が処理される様子を表
わしている。

第１８図は第１６図の回路で使用されるアナロ
グスイツチＳ２〜Ｓ１１の制御パルスとイメージ
センサSa，Sbのビデオ出力のタイミングScを表
わすタイミングチヤートである。端子３９に入力
されたビデオ出力はアナログスイツチＳ２，Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５に同時に入力され、コンデンサＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４によつてサンプルホールド
信号に変換される。それぞれのアナログスイツチ
Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を制御するために、端子
５３にはサンプルパルスＰ１が、端子５４にはサ
ンプルパルスＰ２が、端子５５にはサンプルパル
スＰ３が、端子５６にはサンプルパルスＰ４が第
１８図に示しているようなタイミングで入力され
る。アナログスイツチＳ２と、アナログスイツチ
Ｓ４を用いてサンプルホールドされた信号は、バ
ツフアアンプとなる演算増巾器５７ａ，５７ｃを
介して差動アンプとなる演算増巾器４４ａに入力
され、両者の差分出力が抽出される。同様に、ア
ナログスイツチＳ３とアナログスイツチＳ５を用
いてサンプルホールドされた信号は演算増巾器５
７ｂ，５７ｄを介して差動アンプとなる演算増巾
器４５ａに入力され、両者の差分出力が抽出され
る。演算増巾器５７ａの出力は第１７図ｂの如く
になり、同様に、演算増巾器５７ｂ，５７ｃ，５
７ｄの出力はそれぞれ第１７図ｃ，ｄ，ｅの如く
になる。第１７図ａはビデオ出力を表わしてい
る。演算増巾器４４ａの出力は第１７図ｆの如く
になり、演算増巾器４５ａの出力は第１７図ｇの
如くになる。それら２個の差分出力は端子５８，
５９にそれぞれ制御パルスＰ５，Ｐ６が入力され
るアナログスイツチＳ６，Ｓ７によつて１ビツト
毎に交互に切換えられ、１個の時系列信号に合成
される。その合成された差分出力は演算増巾器４
７ａとダイオードＤ１，Ｄ２によつて正の絶対値
信号に変換される。このようにして変換された絶
対値信号は第１７図ｈのようになり、第１７図
ｆ，ｇの斜線部の信号の絶対値を抽出したものと
なつている。この絶対値信号は丁度、ビデオ出力
の１ビツトおきの２ビツト間の光電出力差に相当
している。次に、その絶対値信号は演算増巾器４
７ｂによつて増巾された後、２個のアナログスイ
ツチＳ８，Ｓ９に同時に入力する。アナログスイ
ツチＳ８の端子６０には第１８図の如き制御パル
スＰ７が入力し、演算増巾器４９ａとダイオード
Ｄ３とコンデンサＣ５によつて、Ａイメージセン
サSaの部分の一走査周期内の前記絶対値信号の
尖頭値が保存される。同様に、アナログスイツチ
Ｓ９の端子６１には制御パルスＰ８が入力し、演
算増巾器５０ａとダイオードＤ４とコンデンサＣ
６によつて、ＢイメージセンサSbの部分の尖頭
値が保存される。アナログスイツチＳ１０，Ｓ１
１は端子６２，６３に制御パルスＰ９を入力させ
ることによつて、一走査周期毎にコンデンサＣ５
およびＣ６の電荷を放電するために設けられてい
る。それらの尖頭値はバツフアアンプとなる演算
増巾器４９ｂ，５０ｂを通して、端子５１にＡコ
ントラスト信号、端子５２にＢコントラスト信号
として出力される。

次いで第１９図Ａ，Ｂ、第２０図および第２１
図Ａ，Ｂは、前記コントラスト信号の特徴を説明
するための図である。合焦時に被写体像が分布６
５ａの如き照度分布を持つていたとすると、非合
焦時には分布６５ｂの如き照度分布となる。ここ
で、横軸は光軸に垂直な面内における移動距離ｌ
（フイルム等価面からのずれ量）である。これら
の照度分布が縦、横の長さがそれぞれｙ，ｗ、ピ
ツチｐの受光開口を持つイメージセンサにおける
各ビツトSa１〜Sa７に入射すると、各ビツトは
wxyの面積内の光が受光されて光電出力に変換さ
れ、間隔ｐの２ビツト間の光電出力差が検出され
る。実線６６ａは分布６５ａに対応する光電出力
差の分布を示していて、点線６７ａは分布６５ｂ
に対応する光電出力差の分布を示している。これ
らの光電出力差の分布の尖頭値がコントラスト信
号６６ｂ，６７ｂとなり、被写体像が合焦状態か
ら外れるにつれて、そのコントラスト信号は低下
していく。なお、第１９図Ｂにおいて実線６６
ａ、点線６７ａが階段上に示されているのは、た
とえば、暗電流に基づく出力の変動分を考慮した
からである。

イメージセンサSaのビツト列に、第２０図に
示すように明部と暗部を持つエツヂチヤート６８
が投影されていて、そのエツヂチヤート６８が横
に速度ｖで移動したとする。もし隣接ビツト間の
光電出力差を検出する方式であれば、第２１図Ａ
のようにエツヂチヤートの像６８ａのエツヂ部が
イメージセンサにおける各ビツトの開口部に入つ
た時コントラスト信号は低下する。たとえば、エ
ツジチヤートの像のエツジ部がビツトの中央に位
置していたとすると、そのビツトの出力は理論的
には明部のみが位置してきたときの光電出力の半
分になる。時間を固定して考えると、エツジチヤ
ートの像のエツジ部がビツト間にあるときと例え
ばビツトの中央にあるときとで、その光電出力差
が異なることになる。従つて、徐々にエツジチヤ
ートの像のエツジ部があるビツトを横切つて隣の
ビツトにかかつて行く状態を考えると、光電出力
差（コントラスト信号）はビツトの左側に像のエ
ツジ部がかかりはじめると徐々に減少し、像のエ
ツジ部が中央に位置するときに最小となり、像の
エツジ部が右に移るに伴つてコントラスト信号は
再び増加し、結果として第２１図Ａのようにな
る。エツジチヤートの像の移動は、被写体そのも
のの移動もあるが、手振れによるものもあり、つ
まり、これらによつてコントラスト信号が変動
し、従つて、精度の良い焦点検出を行なうことが
できないことになる。一方、前記の１ビツトおき
の光電出力差を検出する方式にすると、エツジチ
ヤートの像68aのエツジ部が、あるビツトを基準
にしたとき手ぶれ等によつて一ビツト隣の微小光
電素子に入るとは考えられず、エツジ部が隣のビ
ツトに入る確率よりも一ビツト隣の微小光電素子
に入る確率の方が低いと考えられ、第２１図Ｂに
示す如く、エツヂチヤートの像６８ａが移動して
も、コントラスト信号は変動せずに安定したもの
となる。従つて、結果的に精度の良い焦点検出を
行なうことができる。

なお、第２１図Ａ，Ｂの横軸はエツヂチヤート
の像６８ａのエツヂ部の移動位置に対応した時間
である。

次に、第２２図〜第２５図Ａ，Ｂを参照して前
記のＡコントラスト信号とＢコントラスト信号か
ら合焦状態を検出方法について説明する。

エツヂチヤート６８の像が第２２図に示すよう
に、明部に対して照度がＪ１、暗部に対して照度
がＪ２となつて、照度の差がΔJであれば、それ
らに対する光電出力Ｖ１，Ｖ２は照度Ｊ１，Ｊ２
にそれぞれ比例する。したがつて、それらの光電
出力差Δv＝V1−V2＝ｋ・ΔJ＝ｋ（J1−J2）とな
る。ここで、ｋは比例定数である。第２３図に示
すように、光分割器１６によつて被写体像が２分
されれば、Ｅのエネルギーの光がＡイメージセン
サSa上ではτaE、ＢイメージセンサSb上ではτbE
となる。τa，τbは２つの光路に対する光分割器
１６の透過率である。これら２つの光路の透過率
τa，τbが異なれば、第２４図Ａ，Ｃに示すよう
に、ＡイメージセンサSaに対してエツヂチヤー
ト６８が結像された時、光電出力差ΔvaはΔva＝
V1a−V2a＝ｋ・τa・ΔJ＝ｋ・τa（J1−J2）とな
る。一方、第２４図Ｂ，Ｄに示すように、Ｂイメ
ージセンサSbに対してエツヂチヤート６８が結
像された時、光電出力差ΔvbはΔvb＝V1b−V2b
＝ｋ・τb・ΔJ＝ｋ・τb（J1−J2）となる。第２４
図Ｃ，Ｄに示すようなビデオ出力であると、合焦
位置での光電出力差の信号は第２４図Ｅの如くに
なり、Ａ，ＢイメージセンサSa，Sb部の尖頭値
であるＡコントラスト信号およびＢコントラスト
信号は一致せず、それらのコントラスト信号の比
はτa／τbとなる。レンズ繰り出し量leに対する
Ａ，Ｂコントラスト信号は第２５図Ｂの如くにな
り、もしＡコントラスト信号分布７０ａとＢコン
トラスト信号分布７０ｂが同形であれば、それら
の分布の交点の位置７１が合焦位置となつてフイ
ルム等価面７２に焦点が合わされる。しかし、第
２４図Ｅに示したように、ＡイメージセンサSa
に結像された時（位置７３）のＡコントラスト信
号の値と、ＢイメージセンサSbに結像された時
（位置７３′）のＢコントラスト信号の値が異なれ
ば、例えばＡコントラスト信号７０ｃの如くにな
つて、それらの分布の交点は位置７４になり、合
焦位置から外れてしまう。

したがつて、正確な焦点検出を行なうには、Ａ
コントラスト信号分布７０ａおよびＢコントラス
ト信号分布７０ｂの如く、両者が対称であること
が必要となる。このためには、光分割器１６の透
過率の不均衡によつて生じる弊害を解決する方法
の一つとして、ＡイメージセンサSaおよびＢイ
メージセンサSbのそれぞれの光電変換出力を
別々の増巾器に入力し、それらの増巾器のゲイン
を適当に調節することによつて両者のビデオ出力
の平衡をとつてもよい。

この発明では、前記のコントラスト信号がτa
あるいはτbに比例することに着目して、Ａコン
トラスト信号あるいはＢコントラスト信号のいず
れかの信号を増巾あるいは減衰させることによ
り、互いに対称なABコントラスト信号分布を
得、それらの透過率の不均衡の問題を解決してい
る。

例えば、Ａイメージセンサの光電出力差ΔVa
をΔVa′＝ΔVa・（τb／τa）となるように増巾あ
るいは減衰させれば、ABコントラスト信号分布
は対称形となる。これらは、実測により測定可能
である。

次にフオーカス（焦点）判定回路Ｕ４について
説明する。この回路Ｕ４は、前記Ａコントラスト
信号７０ａとＢコントラスト信号７０ｂから、合
焦位置、前ピン状態、後ピン状態および合焦検出
不可を表わす状態を示す焦点指示信号を得るもの
である。

まず第２６図は、フオーカス判定回路Ｕ４の構
成例を示している。

図において、符号７５はＡコントラスト信号７
０ａの入力端子、７６はＢコントラスト信号７０
ｂの入力端子、７７はコントラスト補償回路、７
８はフオーカス検出回路、７９は方向検出回路、
８０は不可（以下NGという）検出回路、８１は
フオーカス有効域判定回路、８２はフオーカス状
態判定回路、８３は合焦表示信号の出力端子、８
４は前ピン表示信号出力端子、８５は後ピン表示
信号出力端子である。

そして、端子７５に入力されたＡコントラスト
信号７０ａと端子７６に入力されたＢコントラス
ト信号７０ｂはコントラスト補償回路７７に入力
され、互いに合焦位置にあるときに対称なコント
ラスト信号分布となるようにそれらのコントラス
ト信号が調整され、フオーカス検出回路７８およ
びフオーカス有効域判定回路８１に入力される。
フオーカス検出回路７８では合焦位置を示す信号
が、NG検出回路８０では合焦検出不可を示す信
号がそれぞれフオーカス有効域判定回路８１の出
力信号とともに、フオーカス状態判定回路８２に
入力され、論理処理された後、端子８３に合焦表
示信号を、端子８４に前ピン表示信号を、そして
端子８５に後ピン表示信号を出力する。合焦検出
不可表示信号は端子８４と端子８５に同時に出力
される。

コントラスト補償回路７７は前述の如く光分割
器１６の透過率の平均衡に起因するＡ，Ｂ両コン
トラスト信号分布の不均衡を補正するために、Ａ
コントラスト信号７０ａあるいはＢコントラスト
信号７０ｂのどちらか、あるいは両方の出力を増
巾あるいは減衰させる。このコントラスト補償回
路７７は、例えば第２７図に示すような回路を適
用する。端子８６にＡまたはＢコントラスト信号
が入力されると、抵抗Ｒ１９，Ｒ２０，Ｒ２１の
値を予め適宜選んでおき、可変抵抗Ｒ２２を調節
することによつて、端子８７に増巾あるいは減衰
されたコントラスト信号が得られる。この増巾率
あるいは減衰率を光分割器１６の透過率の比に合
わせることによつて、合焦位置にあるときに、均
衡のとれたＡおよびＢのコントラスト信号分布を
得ることができる。

ここでフオーカス判定回路Ｕ４によつて合焦状
態を判別する原理を第２８図Ａ，Ｂ，Ｃを用いて
説明する。第２８図Ａに示すように、レンズ繰り
出し量leに対してＡコントラスト信号分布７０ａ
とＢコントラスト信号分布７０ｂがあり、これら
の交点７１が正確な合焦位置である。但し、これ
らのコントラスト信号７０ａまたは７０ｂはコン
トラスト補償回路７７によつて補正されている。
フオーカス有効域制限レベル８８が設定されてい
て、両コントラスト信号７０ａ，７０ｂがこのレ
ベル８８より大きい時のみ合焦表示信号の出力が
許される。フオーカス有効域制限レベル８８はコ
ントラスト信号が所定以上の大きさであるかを判
断するために用いる。コントラスト信号が余りに
低いと合焦判定を正確に行うことができないから
である。

両コントラスト信号７０ａ，７０ｂは、第２８
図Ｂに示すように両者の差がとられ、そのコント
ラスト差信号７０ｄが正の時に前ピン状態８４
ａ、負の時に後ピン状態８５ａを表わす信号が出
力される。そして第２８図Ｃに示すように両コン
トラスト信号７０ａ、７０ｂの差の絶対値７０ｅ
がフオーカス（焦点）検出しきい値レベル８９よ
り小さくて、かつ、前記合焦表示の有効域８８に
ある場合に合焦表示域８３ａがあり、合焦表示信
号が出力される。又、その絶対値７０ｅが前記合
焦表示有効域８８になくて、NGレベル９０より
小さい場合にNG表示域９０ａ，９０ｂがあり、
合焦検出不可表示信号が出力される。これらの合
焦表示域８３ａとNG表示域９０ａ、９０ｂ以外
の部分で前記の前ピンおよび後ピン表示信号がそ
れぞれ前ピン表示域８４ｂおよび後ピン表示域８
５ｂにおいて出力される。この合焦表示域８３ａ
は第２８図Ｂのコントラスト差信号でしきい値８
４ａ，８５ａに挟まれた部分に相当し、正確な合
焦位置７１からやや外れた部分でも合焦表示信号
が出力されることになるが、その合焦表示域８３
ａを実用上、焦点が合つているとみなせる位に狭
くすることができる。

このように合焦表示域８３ａにある程度の巾を
持たせることによつて、実際の撮影時には安定し
た合焦表示を行なうことができるようになる。

Ａコントラスト信号７０ａ分布とＢコントラス
ト信号７０ｂ分布が均衡を保つたまま増減して
も、それらの交点７１（合焦点）の位置は変わら
ない。

すなわち、被写体のコントラストの高低にかか
わらず、正確な焦点検出が行なえることを意味し
ている。この効果がフイルム等価面を挟んだ２個
のビツトを用いる方式の利点である。

しかし、前述の如く、合焦位置近傍である巾を
持つた合焦表示域（合焦領域）８３ａを設定する
場合には、フオーカス検出しきい値レベル８９が
固定であると、被写体のコントラストの高低によ
つて、その合焦表示域８３ａの巾が変化するとい
う問題が生じる。例えば第２９図に示すように、
被写体のコントラストが変動し、ビデオ出力が分
布９１から分布９２に変化したとすると、光電出
力差９１ａから光電出力差９２ａに変化する。こ
の時のABコントラスト信号７０ａ，７０ｂの差
の絶対値は第３０図の分布７０ｅから分布７０ｆ
のように低下する。もし、フオーカス検出しきい
値レベル８９が固定であるとすると、分布７０ｅ
に対して合焦表示域（合焦領域）８３ｅが分布７
０ｆに対しては合焦表示域８３ｆが得られる。す
なわち、被写体のコントラストが低くなると合焦
表示域８３ａの巾は広くなる。

このような方式であると、低コントラストの被
写体に対して合焦精度が悪くなるとともに、合焦
位置近傍で合焦表示状態が不安定になつてしま
う。

上記欠点を解消するために、この発明では、前
記フオーカス検出しきい値レベル８９をＡおよび
Ｂコントラスト信号の和に比例したレベルとする
ことによつて、被写体のコントラストに依存しな
い合焦表示域を得ている。第３１図ＡはＡおよび
Ｂコントラスト信号７０ａ，７０ｂの分布を示
し、第３１図Ｄは第３１図Ａの場合よりも低いコ
ントラスト信号分布７０a′，７０b′を示してい
る。第３１図Ｂは第３１図ＡのABコントラスト
信号７０ａ，７０ｂの和７０ａ＋７０ｂを示して
いて、同様に、第３１図Ｅは第３１図ＤのABコ
ントラスト信号７０a′，７０b′の和７０a′＋７０
b′を示している。これらの和に比例した値を第３
１図Ｃ，Ｆの如くフオーカス検出しきい値レベル
８９ａ，８９ｂとしてそれぞれ設定する。高いコ
ントラスト信号に較べて相対的に低いコントラス
ト信号の場合には、分布の幅が広がるために、か
つ、コントラスト信号の出力も小さくなるため、
絶対値信号を評価するためのフオーカス検出閾値
レベル８９ａ，８９ｂが固定であると、合焦域が
広がることになるが、このようにすると、合焦表
示域８３ａと８３a′とはほとんど変わらない巾を
持つことになり、被写体のコントラストにかかわ
らず精度が良く、且つ安定した焦点検出を行なう
ことができる。

次に第３２図は、前記第２６図に示したフオー
カス判定回路Ｕ４のさらに詳細な構成例を示した
ものである。

即ち、フオーカス判定回路７８は、差動回路９
０、加算回路９１、絶対値回路９２、減衰回路９
３、および比較回路９４で構成されている。

またNG検出回路８０は、NGレベル発生回路
９５、および比較回路９６で構成され、さらにフ
オーカス有効域判定回路８１は、フオーカス有効
域制限レベル発生回路９７および比較回路９８で
構成されている。

そして、端子７５に入力されたＡコントラスト
信号７０ａはコントラスト補償回路７７によつて
Ｂコントラスト信号７０ｂと均衡を保つように補
正され、このＢコントラスト信号７０ｂとともに
差動回路９０に入力され、補正されたＡコントラ
スト信号７０a′とＢコントラスト信号７０ｂの差
が検出される。その差分出力（コントラスト差信
号）から方向検出回路７９によつて前ピン、後ピ
ンの状態を示す信号が抽出される。その差分出力
は同時に絶対値回路９２に入力されて、AB両コ
ントラスト信号の差の絶対値に相当する信号が出
力される。

一方、補正されたＡコントラスト信号７０a′と
Ｂコントラスト信号７０ｂは加算回路９１に入力
され、その加算出力は減衰回路９３によつて一定
の比率で減衰させられ、フオーカス検出しきい値
レベルとなり、前記絶対値回路９２からの絶対値
出力と比較回路９４で比較される。その絶対値出
力はNGレベル発生回路９５で作られたNGレベ
ルと比較回路９６で比較される。さらに、補正さ
れたＡコントラスト信号７０a′とＢコントラスト
信号７０ｂは、フオーカス有効域制限レベル発生
回路９７で作られたフオーカス有効域制限レベル
と比較回路９８で比較される。方向検出回路７９
と比較回路９４，９６，９８の出力はフオーカス
状態判定回路８２に入力され、端子８３，８４，
８５に前記フオーカス状態を示す信号が出力され
る。

第３３図は、上記の第３２図に示した方向検出
回路７９とフオーカス検出回路７８およびNG検
出回路８０のさらに具体的な回路例である。

以下この回路の動作を説明することにより併せ
て構成も説明する。端子７５′に補正されたＡコ
ントラスト信号７０a′，端子７６にＢコントラス
ト信号７０ｂが入力され、差動回路となる演算増
巾器９０ａによつて両者の差が抽出され、同時に
加算回路となる演算増巾器９１ａによつて両者の
和が抽出される。

そして演算増巾器９０ａの出力信号たるコント
ラスト差信号は演算増巾器９２ａ、ダイオードＤ
５，Ｄ６および演算増巾器９２ｂによつて、その
差の絶対値信号に変換されて、コンパレータ９４
ａとコンパレータ９６ａに入力される。

また上記の演算増巾器９０ａの出力信号たるコ
ントラスト差信号はコンパレータ７９ａに入力さ
れて、そのコントラスト差信号が正であるか、負
であるかを示すデジタル信号が端子９９に出力さ
れる。一方演算増巾器９１ａによつて加算された
信号は抵抗Ｒ３９，Ｒ４０，Ｒ４１によつて一定
の比率で減衰させられて、フオーカス検出しきい
値レベルとなる。スイツチ９３ａはこのフオーカ
ス検出しきい値レベルを２段階に切換えるために
設けられていて、このスイツチ９３ａによつて焦
点検出精度を調整することができる。この回路で
は２段階の切換えを行つているが、同様にして多
段階に切換えることもできる。そしてこのフオー
カス検出しきい値レベルはコンパレータ９４ａに
入力され、端子１００に前記差の絶対値信号との
大小関係を表わすデジタル信号が出力される。ま
たNGレベルは抵抗Ｒ４２とＲ４３で作られ、コ
ンパレータ９６ａで前記差の絶対値信号と比較さ
れ、それらの大小関係を表わすデジタル信号が端
子１０１に出力される。

第３４図Ａ〜Ｅは、端子９９および端子１０１
に出力されるデジタル信号の様子を示している。
まず第３４図Ａは補正されたＡコントラスト信号
７０a′とＢコントラスト信号７０ｂとを、第３４
図Ｂはそれらの差信号を、第３４図Ｄはその差信
号の絶対値を示している。端子９９に出力される
デジタル信号は第３４図Ｃのようになり、ハイレ
ベルの時が前ピン状態、ローレベルの時が後ピン
状態を示している。第３４図Ｅは端子１０１に出
力されるデジタル信号を表わしていて、前記差の
絶対値信号よりもNGレベル９０の方が大きい時
にハイレベルとなる。フオーカス有効域制限レベ
ルに基づくデジタル信号との誤解を避けるため
に、重ねて説明するが、この第３４図Ｅに示すデ
ジタル信号は端子１０１から出力され、第４１図
に示すアンド回路１２６の一入力端子に入力され
る。一方、フオーカス有効域制限レベルに基づく
デジタル信号は第４１図に示すアンド回路アンド
回路１２５の一入力端子に入力される。この第４
１図に示すフオーカス状態判定回路については後
述する。

第３４図Ｃに示したようなデジタル信号は、焦
点外れ量が大きくなつた時には補正されたＡコン
トラスト信号７０a′とＢコントラスト信号７０ｂ
は第３５図Ａのすその部分でほぼ一致するので、
両コントラスト信号の大小関係が逆になり易く、
第３５図Ｂに示すように前ピン状態であつてもロ
ーレベルを示すことが多い。このため、７０a′お
よび７０ｂのコントラスト信号の差がNGレベル
９０より小さくなつた時、NG表示域９０ａとし
て、前ピン、後ピンの表示を行なわないようにす
ることが前記NG検出回路８０の目的の一つであ
る。

第３６図と第３７図ａ〜ｈは、前記フオーカス
有効域判定回路８１の動作を説明するための図で
ある。

前述の如く、フオーカス有効域制限レベル８８
よりも７０a′および７０ｂの両コントラスト信号
が大きい時のみ合焦表示信号の出力が許されるの
であるが、それらのコントラスト信号は被写体に
よつて高くなつたり低くなつたりするので、その
フオーカス有効域制限レベル８８が固定であると
合焦状態でない所で合焦表示がされることがあ
る。第３７図ａは比較的高いコントラスト信号分
布を示し、第３７図ｅは比較的低いコントラスト
信号分布を示している。第３７図ｂ，ｆはそれぞ
れコントラスト差信号の絶対値信号を表わしてい
る。固定されたフオーカス有効域制限レベル１０
２およびフオーカス検出しきい値レベル１０３，
１０３′が図のように設定されているとすると、
フオーカス有効域１０４，１０４′が得られ、こ
の時には、第３７図ｃ，ｇのように合焦表示信号
が得られる。第３７図ｇでは斜線部の偽合焦信号
が現われている。このように、フオーカス有効域
制限レベル１０２，８８が固定されていると、コ
ントラスト信号が高い時には合焦判定可能領域が
広くなつて全ての領域で合焦可能と判断され、偽
合焦表示信号がでるという問題が起こる。そこ
で、この発明に係る装置では、コントラスト信号
が高くなる状態の時にそのフオーカス有効域制限
レベル８８を高くすることにより、合焦判定可能
領域を狭くし、偽合焦表示信号の発生を防止して
いる。この可変フオーカス有効域制限レベル設定
方式はビデオ出力のピーク値に比例してフオーカ
ス有効域制限レベルが定められる。第３６図に示
すように、ビデオ出力１０５からビデオ出力１０
５ａに変化すれば、コントラスト信号も高くなる
と同時にＢイメージセンサ部のピーク値１０６は
ピーク値１０６ａに変化し、やはり高くなる。こ
のピーク値に比例してフオーカス有効域制限レベ
ルが変化すれば、第３７図ａ，ｅのフオーカス有
効域制限レベル１０７，１０８の如くなり、フオ
ーカス有効域１０７ａ，１０８ａが得られ、この
時には第３７図ｄ，ｈのように正確な合焦表示信
号が得られる。このように、可変フオーカス有効
域制限レベル設定方式では偽合焦表示の発生を防
ぐことができる。第３６図ではＢイメージセンサ
部のビデオ信号のピーク値を利用しているが、Ａ
イメージセンサ部のビデオ信号のピーク値でもよ
く、両者の平均値でも同様の効果を得ることがで
きる。固定フオーカス有効域制限レベル設定方式
でも、そのレベルを高くすれば前記偽合焦表示を
防止することができるが、低いコントラストの被
写体に対して焦点検出ができなくなつてしまう。
この可変フオーカス有効域制限レベル設定方式で
は低いコントラストの被写体に対しても焦点検出
が可能で、且つ偽合焦表示を防止できる。

次に第３８図は、上記の可変フオーカス有効域
制限レベル設定方式を適用したフオーカス有効域
判定回路８１の回路構成例である。同図におい
て、符号１１０はビデオ信号入力端子、１１１は
減算回路、１１２はピークホールド回路、１１３
は暗レベル検出回路、１１４は差動回路、１１５
は減衰回路、および１１６は判定回路である。。

そして端子１１０からビデオ信号が入力される
と、まず減算回路１１１によつて一定レベルがこ
のビデオ出力から差し引かれ、ピークホールド回
路１１２によつてビデオ出力のピーク値が検出さ
れる。一方、暗レベル検出回路１１３によつて前
記第１２図に示したマスクセンサ３５ａまたは３
５ｂの出力が検出され、このマスクセンサ出力
と、前記ピーク値とが差動回路１１４に入力され
る。そしてその差分出力が減衰回路１１５に入力
されて、フオーカス有効域制限レベル８８が作ら
れる。次いでこのフオーカス有効域制限レベル８
８と、端子７５ａに入力された７０a′および端子
７５ｂに入力された７０ｂのコントラスト信号が
判定回路１１６によつて比較され、端子１１７に
フオーカス有効域を示す矩形信号が出力される。
この矩形信号はＡコントラスト信号とＢコントラ
スト信号とが両方ともフオーカス有効域制限レベ
ルよりも大きいときにハイレベルとなる。その詳
細な説明を以下に行う。

第３９図は第３８図に示したフオーカス有効域
判定回路のさらに具体的な回路例である。以下動
作を説明することにより併せてその構成を説明す
る。

フオーカス有効域制限レベルが抽出される過
程、および第３９図の回路に適用するアナログス
イツチＳ１２〜Ｓ１５の制御パルスのタイミング
が第４０図に示してある。第４０図に示すタイミ
ングによる制御パルスＰ１０が入力されるアナロ
グスイツチＳ１２とコンデンサＣ７とによつて端
子１１０に入力されたビデオ出力中からマスクセ
ンサ３５ａまたは３５ｂの出力１２が抽出され
て、これがサンプルホールドされ、バツフアアン
プとなる演算増巾器１１３ａを介して差動アンプ
となる演算増巾器１１４ａの一方の端子に入力さ
れる。このサンプルホールドされた出力Vdは、
イメージセンサSaまたはSbの暗電流によつて生
じる暗レベルに相当している。コンデンサＣ７に
蓄積された電荷は、端子１２０に第４０図に示す
制御パルスＰ１１が入力されるアナログスイツチ
Ｓ１３によつて放電され、リセツトされる。一
方、上記のビデオ出力は抵抗Ｒ４４と定電流源１
１８によつて、一定レベルが差し引かれ、端子１
２１に第４０図に示す制御パルスＰ１２が入力さ
れるアナログスイツチＳ１４と、演算増巾器１１
２ａと、ダイオードＤ７とコンデンサＣ８によつ
て、ＢイメージセンサSb部のビデオ出力のピー
ク値が抽出される。そしてこのピーク値はバツフ
アアンプとなる演算増巾器１１２ｂを介して、演
算増巾器１１４ａの他方の端子に入力される。コ
ンデンサＣ８に蓄積された電荷は、端子１２２に
第４０図に示す制御パルスＰ１３が入力されるア
ナログスイツチＳ１５によつて放電されリセツト
される。次いで演算増巾器１１４ａからの差分出
力が、抵抗Ｒ５０，Ｒ５１，Ｒ５２によつて減衰
させられ、フオーカス有効域制限レベルが作られ
る。スイツチ１１５ａはそのフオーカス有効域制
限レベルを２段階に切り換えるために設けられ、
このスイツチ１１５ａによつてレンズのＦ値の変
化等によるコントラスト信号分布の変化に対応し
て、適切な値からなるフオーカス有効域制限レベ
ルを選択することができる。図においては２段階
の切り換えを行なつているが、２以上の多段階に
切り換えるようにしてもよい。このフオーカス有
効域制限レベルは、一方は端子７５ａに入力され
たコントラスト信号７０a′と１１６ａによつて比
較され、他方は端子７５ｂに入力されたコントラ
スト信号７０ｂとコンパレータ１１６ｂによつて
比較され、アンドゲート１１６ｃによつて、７０
a′および７０ｂの両コントラスト信号が前記フオ
ーカス有効域制限レベルより大きい時に、ハイレ
ベルとなる信号が端子１１７に出力される。第４
０図のVp−Ｑの信号波形は、演算増巾器１１２
ｂの出力を示していて、ビデオ出力のピークホー
ルド波形Vpから一定量Ｑを差し引いた波形に相
当している。Vp−Ｑ−Vdの波形は演算増巾器１
１４ａの出力を示し、前記Vp−Ｑの波形から暗
レベルVdを差し引いた波形に相当している。こ
のように暗レベルVdを差し引くと、電荷蓄積時
間が長くなる時や温度のために暗レベルが高くな
ることができるので、被写体の輝度変化あるいは
温度の変化の影響を受けない適切なフオーカス有
効域制限レベル１２４が得られる。ここで一定量
Ｑを差し引くことは必ずしも必要ではなく、ビデ
オ出力のピーク値に比例したフオーカス有効域制
限レベルであれば同様の効果が得られる。

第４１図は、フオーカス状態判定回路８２の具
体的な回路例である。第４２図には、上記のフオ
ーカス状態判定回路８２に用いる制御パルス等が
示されている。また第４３図には、フオーカス状
態判定回路８２に入力される信号、および出力さ
れる表示信号の様子が示されている。端子９９に
は第４３図ｅに示すような前記方向検出回路７９
の出力信号（第３４図のＣに示す信号を参照）が
入力される。端子１００には第４３図Ｃに示すよ
うな前記フオーカス検出回路７８の出力信号（第
３７図のｃ，ｄ，ｇ，ｈに示す信号を参照）が入
力される。端子１０１には第４３図ｆに示すよう
な前記NG検出回路８０の出力信号（第３４図の
Ｅに示す信号を参照）が入力され、端子１１７に
は第４３図ｄに示すような前記フオーカス有効域
判定回路８１の出力信号（頁13行から頁20行まで
の記載を参照）が入力される。これらの信号は、
アンドゲート１２５，１２６、ノアゲート１２
７，１２８、オアゲート１３２，１３３、および
インバータ１５，１６，１７によつて論理処理が
なされ、ＤフリツプフロツプFF２，FF３，FF
４のＱ端子に３種の信号が出力される。それら３
個のＤフリツプフロツプのクロツク端子Ｃには、
端子１３５から第４２図に示すような制御パルス
Ｐ１４が入力される。したがつて、これら３個の
信号は、一旦処理されると一走査期間Tsの間保
持される。このため安定した表示信号が得られ
る。これら３個のＤフリツプフロツプFF２，FF
３，FF４のＱ出力端子は、それぞれノアゲート
１２９，１３０，１３１の一方の端子に接続さ
れ、これらのノアゲート１２９，１３０，１３１
を介して合焦表示信号の出力端子８３、前ピン表
示信号の出力端子８４、後ピン表示信号の出力端
子８５にそれぞれ連ねられている。そして第４１
図においては図示を省略したが、第３図に示した
ように、３個の出力端子８３，８４，８５は表示
駆動回路Ｕ５を介して焦点表示素子たる発光ダイ
オード６ａ，６ｂ，６ｃに接続されると共にレン
ズ駆動装置Ｕ６に連ねられている。

また前記の各ノアゲート１２９，１３０，１３
１の他方の入力端子には、２個の端子１３６，１
３７が、オアゲート１３４を通じて共通に接続さ
れていて、この２個の端子１３６，１３７からの
入力信号が同時にローレベルの場合にだけ発光ダ
イオード６ａ，６ｂ，６ｃ等を発光表示させる。

そして上記の２個の端子のうち、一方の端子１
３６には、第４２図に示すような一走査期間Ts
毎に切換わるデジタル信号Ｐ１５が入力されて、
発光ダイオード６ａ〜６ｃに対しては、これらの
点灯を点滅状態とする。このようにすることによ
つて、被写体の輝度に比例した周波数の点滅発光
が実現でき、低輝度時に点滅周波数が遅くなるこ
とでこれの警告を行なうことができる。また他方
の端子１３７には、シヤツタレリーズ時にハイレ
ベルとなるようなデジタル信号Ｐ１６が入力さ
れ、シヤツタレリーズ時に焦点表示用の発光ダイ
オード６ａ〜６ｃの光が露出制御のための測光に
影響するのを防止している。したがつて測光への
影響が他の手段によつて防げるならば、端子１３
７は特に必要としない。

また発光ダイオード６ａ〜６ｃの点灯区間は第
４２図の信号Ｐ１７の如くになる。

そしてこのフオーカス状態判定回路８２によつ
て、発光ダイオード６ａには第４３図ｇの如き信
号が、また発光ダイオード６ｂには第４３図ｈの
如き信号が、さらに発光ダイオード６ｃには第４
３図ｉの如き信号が与えられて、合焦表示域では
発光ダイオード６ａが点灯し、前ピン状態では発
光ダイオード６ｂが点灯し、さらに後ピン状態で
は発光ダイオード６ｃが点灯し、さらにはまた合
焦検出不可状態では発光ダイオード６ｂおよび６
ｃが同時に点灯する。

また上記のような、各発光ダイオード６ａ〜６
ｃによる表示動作とともに、前記のように上記の
前ピンないしは後ピン信号によりレンズ駆動装置
Ｕ６が制御され、レンズ系２の繰り出し量が制御
されて合焦操作が自動的になされるのである。

補足的に説明すると、NG検出回路の端子１０
１からの出力信号はアンド回路１２６の一入力端
子に入力され、有効域判定回路の端子１１７から
の出力信号はインバータ５を介してアンド回路
１２６の他入力端子に入力されている。第３４図
のＥについて考えれば、両端のデジタル信号がハ
イレベルのときに、アンド回路１２６はハイレベ
ルとなるが、第３４図のＥの中央のハイレベル出
力に対しては、アンド回路１２６の他入力端子に
有効域判定回路の出力信号が反転入力されるた
め、アンド回路１２６の出力はローレベルとな
り、従つて、第３４図のＥの中央のハイレベルに
対しては、合焦不可表示が行われないことにな
る。

次に、アンド回路１２５の一入力端子にはフオ
ーカス検出回路の出力信号が偽合焦信号も含めて
入力されている。アンド回路１２５の他入力端子
には有効域判定回路の出力信号がそのまま入力さ
れている。従つて、アンド回路１２５は双方の入
力端子に入力される出力信号がハイレベルのとき
にハイレベルとなり、アンド回路１２５は偽の合
焦信号を除去して合焦表示信号を出力することに
なる。残余のことは、論理回路を順に追つて行け
ば明かになるので、その詳細な説明は省略する。

本発明に係わるるカメラの自動焦点検出装置
は、以上説明したように、複数個の微小光電変換
素子からなる光電素子列と該光電素子列に対応す
る走査回路とをそれぞれ備えた一対の自己走査形
光電変換部がレンズ系の撮像面に等価な位置の前
後に対して等距離にそれぞれ配置され、 一方の自己走査形光電変換部の所定の二個づつ
の微小光電素子間の光電出力差の一走査周期内に
おける尖頭値のレンズの繰り出し量に伴つての連
続的変化量を一のコントラスト信号として出力す
ると共に、他方の自己走査形光電変換部の所定の
二個づつの微小光電素子間の光電出力差の一走査
周期内における尖頭値のレンズの繰り出し量に伴
つての連続的変化量を他のコントラスト信号とし
て出力するコントラスト検出回路と、 一のコントラスト信号と他のコントラスト信号
との差分をとつてレンズの繰り出し量に伴つての
連続的変化量をコントラスト差信号として生成す
ると共に、そのコントラスト差信号の絶対値信号
を生成する一方、その一のコントラスト信号と他
のコントラスト信号との和をとつてその和に比例
した焦点閾値レベルを設定し、前記絶対値が前記
焦点閾値レベルよりも小さいときに合焦表示信号
を出力する焦点回路と、を具備しているので、被
写体のコントラストに拘わらず、合焦領域の幅を
一定に保つことができると共に、低コントラスト
の被写体でも合焦検出を精度良好に行うことがで
きるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカメラの自動焦点検出
装置を一眼レフカメラに組み込んだ実施例を示す
模式図、第２図は被写体像のコントラスト分布を
表わす模式図、第３図はこの発明に係るカメラの
自動焦点検出装置の実施例を示すブロツク線図、
第４図は同上装置における受光部の分解斜視図、
第５図は同上受光部の光路等の説明図で側面図を
以つて示す、第６図および第７図Ａ，Ｂは第３図
の装置の焦点検出原理の説明図、第８図は第３図
の装置におけるビデオ回路の一例を示すブロツク
線図、第９図はイメージセンサの光電変換特性を
示す特性図、第１０図は第８図におけるスタート
パルス発生回路およびイメージセンサ駆動回路の
具体的な構成例を示すブロツク線図、第１１図は
第１０図の回路に適用する制御パルスのタイミン
グチヤート、第１２図は第８図をさらに詳細に示
すブロツク線図、第１３図は第３図の受光部にお
けるイメージセンサの回路図、第１４図は同上イ
メージセンサを駆動するためのパルスのタイミン
グチヤート、第１５図は第３図におけるコントラ
スト検出回路の一例を示すブロツク線図、第１６
図は第１５図の具体的な回路図、第１７図ａ〜ｈ
は第１５図の回路によるコントラスト信号の抽出
過程を示す図、第１８図は第１６図の回路に適用
する制御パルスのタイミングチヤート、第１９図
Ａ，Ｂ、第２０図、および第２１図Ａ，Ｂは第１
５図の回路によるコントラスト信号の特徴を説明
するための模式図、第２２図、第２３図、第２４
図Ａ〜Ｅおよび第２５図Ａ，Ｂは２個のコントラ
スト信号の不均衡によつて生じる問題の説明図、
第２６図は第３図におけるフオーカス判定回路の
一例を示すブロツク線図、第２７図は第２６図の
回路におけるコントラスト補償回路の一例を示す
回路図、第２８図Ａ，Ｂ，Ｃは第２６図の回路に
よるフオーカス判別動作を説明するための特性曲
線図、第２９図、第３０図、および第３１図Ａ〜
Ｆは第３図によるフオーカス検出作用を説明する
ための特性線図、第３２図は第２６図のフオーカ
ス判定回路をさらに具体化した一例を示すブロツ
ク線図、第３３図は第３２図の具体的な回路例を
示す図、第３４図Ａ〜Ｅおよび第３５図Ａ，Ｂは
第３２図による方向検出信号および合焦検出不可
表示信号を説明するための特性図、第３６図およ
び第３７図ａ〜ｈは第３２図の回路におけるフオ
ーカス有効域判定回路の作用を説明するための
図、第３８図は可変フオーカス有効域制限レベル
設定方式による第３２図中のフオーカス有効域判
定回路の一構成例を示すブロツク線図、第３９図
は第３８図の具体的な回路例を示す図、第４０図
は第３９図の回路による信号処理過程の説明図、
第４１図は第３２図によるフオーカス状態判定回
路の具体的な回路例を示す図、第４２図は第４１
図の回路に適用する制御パルスのタイミングチヤ
ート、第４３図ａ〜ｉは第４１図の回路による信
号処理過程を説明するための特性図である。 ２…レンズ系、５…自己走査形光電変換部、６
ａ，６ｂ，６ｃ…発光ダイオード、１６…光分割
器、１９…イメージセンサ駆動回路、７７…コン
トラスト補償回路、７８…フオーカス検出回路、
７９…方向検出回路、８０…NG検出回路、８１
…フオーカス有効域判定回路、８２…フオーカス
状態判定回路、Ma，Mb…モニターセンサ、Sa，
Sb…イメージセンサ、SR１，SR２…走査回路、
Ｕ１…受光部、Ｕ２…ビデオ回路、Ｕ３…コント
ラスト検出回路、Ｕ４…フオーカス判定回路、Ｕ
５…表示駆動回路、Ｕ６…レンズ駆動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個の微小光電変換素子からなる光電素子
   列と該光電素子列に対応する走査回路とをそれぞ
   れ備えた一対の自己走査形光電変換部がレンズ系
   の撮像面に等価な位置の前後に対して等距離にそ
   れぞれ配置され、 一方の自己走査形光電変換部の所定の二個づつ
   の微小光電素子間の光電出力差の一走査周期内に
   おける尖頭値のレンズの繰り出し量に伴つての連
   続的変化量を一のコントラスト信号として出力す
   ると共に、他方の自己走査形光電変換部の所定の
   二個づつの微小光電素子間の光電出力差の一走査
   周期内における尖頭値のレンズの繰り出し量に伴
   つての連続的変化量を他のコントラスト信号とし
   て出力するコントラスト検出回路と、 一のコントラスト信号と他のコントラスト信号
   との差分をとつてレンズの繰り出し量に伴つての
   連続的変化量をコントラスト差信号として生成す
   ると共に、そのコントラスト差信号の絶対値信号
   を生成する一方、その一のコントラスト信号と他
   のコントラスト信号との和をとつてその和に比例
   した焦点閾値レベルを設定し、前記絶対値が前記
   焦点閾値レベルよりも小さいときに合焦表示信号
   を出力する焦点回路と、 を具備してなることを特徴とするカメラの自動焦
   点検出装置。 ２ 焦点判定回路は、合焦指示信号が非出力状態
   のときに、２個のコントラスト信号の差信号の極
   性が正であるか負であるかによつて、前ピン又は
   後ピン状態を指示する信号を出力する方向検出回
   路を備えている特許請求の範囲第１項に記載のカ
   メラの自動焦点検出装置。 ３ 焦点判定回路は、合焦指示信号が非出力状態
   で、２個のコントラスト信号の差信号の絶対値が
   焦点検出閾値レベルよりも低く設定された検出不
   可レベルよりも小さいときに合焦検出不可指示信
   号を出力する不可検出回路を備えている特許請求
   の範囲第１項又は第２項に記載のカメラの自動焦
   点検出装置。 ４ 焦点判定回路は、焦点検出しきい値レベルを
   切り換えるための可変減衰回路を備えていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のカメ
   ラの自動焦点検出装置。