JPH0588077A

JPH0588077A - 距離検出装置および方法

Info

Publication number: JPH0588077A
Application number: JP3148888A
Authority: JP
Inventors: Katsuo Kawamura; 佳津男河村; Takashi Mitsuida; 高三井田; Hiroshi Iwabuchi; 浩志岩淵; Jun Hasegawa; 潤長谷川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1991-06-20
Filing date: 1991-06-20
Publication date: 1993-04-09
Also published as: US5357310A

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】相関度の極小値の左右における変化が非対称
な時にも、高い精度を与えることのできる位相差検出型
の距離検出方法を提供する。【構成】光学系の焦平面上にそれぞれ複数の受光素子
を有する基準光センサと参照光センサを配置し、同一の
対象物を両センサ上に結像させ、参照光信号の位相を変
化させつつ、基準光信号と比較して相関度を算出し、相
関度が極値となる位相から対象物までの距離を検出する
方法において、前記極値ｙ₀の前後での相関度の変化が
非対称な場合、位相の単位変化に対する相関度の一方の
変化率αから他方の変化率βを減算し、定数ｃで除算し
た値を前記他方の変化率を有する側の極値に隣接するサ
ンプル点の相関度ｙ₁に加算した値ｖ₁を修正した相関
度とし、この相関度を用いて補間演算し、相関度が極値
となる位相を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、距離検出方法に関し、
特にカメラの焦点検出等に用いられる、対象物までの距
離を検出する位相差検出型の距離検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、従来の技術によるＴＴＬ（thro
ugh the lens）型の位相差検出型距離検出装置の例を示
す。図６（Ａ）は構成例を示し、図６（Ｂ）はその処理
回路の例を示す。カメラ用の焦点検出装置を例にとって
説明する。

【０００３】被写体である対象物からの光線は、撮影レ
ンズ５１によって収束され、フィルム等価面５２を通過
し、コンデンサレンズ５３、セパレータレンズ５４に達
する。セパレータレンズ５４は、入射する光を２つの光
束に分け、それぞれ基準ラインセンサ５５および参照ラ
インセンサ５６に投射させる。撮影レンズ５１の光軸５
８上にある対象物の像は、セパレータレンズ５４によっ
て２つの画像となり、ラインセンサ５５、５６上にそれ
ぞれ結像する。

【０００４】ラインセンサ５５は、ｐ個の受光素子を有
し、基準として用いられるため基準ラインセンサと呼ば
れる。ラインセンサ５６は、ｐ個よりも多いｑ個の受光
素子を有し、位相を変化させつつそのｐ個の受光素子か
らの信号を読みだして、基準ラインセンサ５５からの信
号と比較して位相差を検出するためのもので、参照ライ
ンセンサと呼ばれる。

【０００５】基準ラインセンサ５５および参照ラインセ
ンサ５６からの検出信号は、処理回路５７に供給され
る。参照ラインセンサ５６からの検出信号の読み出し位
相を変化させつつ、処理回路５７は後に述べる相関度の
演算を行い、相関度の極値を検出し、対象物までの距離
を検出する。

【０００６】なお、撮影レンズ５１を通さず、参照ライ
ンセンサ、基準ラインセンサの前に配置した同一特性の
一対のレンズによって外光を取込み、同様に対象物まで
の距離を測定する方式も提案されている。

【０００７】図６（Ｂ）は、処理回路５７の構成例を示
す。基準ラインセンサ５５および参照ラインセンサ５６
からの信号は、Ａ／Ｄ変換器５９に供給され、アナログ
信号がデジタル信号に変換される。このデジタル信号
は、ＣＰＵ６０を介して一旦、ＲＡＭ６１に記憶され
る。その後、ＲＡＭ６１に記憶されたデジタル信号を読
み出し、ＣＰＵ６０が相関演算を行って相関度の極値を
検出し、対象物までの距離を表す出力信号を発生する。

【０００８】図６（Ａ）、（Ｂ）に示した焦点検出装置
においては、ホトセンサに蓄積された電荷をそのまま電
荷−電圧変換して検出信号を形成し、デジタル信号に変
換後ＲＡＭ６１に記憶してこの信号を読みだすことによ
り、演算を行っている。

【０００９】本出願人は、光を照射することによって蓄
積した電荷を非破壊的に読み出し、アナログ量のまま直
接演算処理する焦点検出装置を提案した。図７（Ａ）
は、このような焦点検出装置の光センサ部の構成例を示
す。図７（Ａ）において、光検出部分は、ｎ^-型シリコ
ン基板６４の表面に、ｐ型ウェル６６を形成し、その一
部にｎ⁺型領域６８を形成してｐｎ接合６９を形成する
ことによって構成している。このｐｎ接合６９近傍に光
が入射すると、電子・正孔対が形成され、ｐｎ接合周辺
の電位勾配にしたがって、電子と正孔は分離され、蓄積
される。

【００１０】ｐ型ウェル６６は、図中ｐｎ接合６９の左
側に延在し、その上に絶縁されたポリシリコンのゲート
電極７１〜７４、フローティングゲート電極７６が形成
されている。ホトダイオードに隣接して、ゲート電極７
１を備えた障壁部８１が形成されており、障壁部８１の
隣には、ゲート電極７２を備えた蓄積部８２が形成され
ている。

【００１１】すなわち、受光部に入射された光に対応す
る電荷が、ｐｎ接合６９近傍から障壁部８１を介して蓄
積部８２に蓄積される。蓄積部８２は、トランスファゲ
ート電極７３下の電位障壁８３を介してゲート電極７４
を備えたシフトレジスタ部８４に連続しており、シフト
レジスタ８４部はバイアス印加用アルミニウム電極７５
を上に備えたフローティングゲート電極７６下の読出領
域８６に連続している。

【００１２】すなわち、ホトダイオード部で入射した光
に応答して電子・正孔対が形成されると、キャリアは障
壁部８１を越えてゲート電極７２下の蓄積部８２に蓄積
され、さらにトランスファゲート電極７３下の電位障壁
８３を越えてゲート電極７４下のシフトレジスタ部８４
に転送される。シフトレジスタ部８４に蓄積された電荷
は、ゲート電極７５の電圧に依存してフローティングゲ
ート電極７６下の読出領域８６に転送される。フローテ
ィングゲート電極７６には、転送された電荷に対応する
電荷が誘起され、この電荷量によって入射光量が非破壊
的に読みだされる。読み出し後、キャリアは再びシフト
レジスタ部８４に戻され、シフトされる。このようにし
て、シフトレジスタ部８４の電荷が順次非破壊的に読み
出される。

【００１３】図７（Ａ）に示すような光センサを用いた
場合には、スイッチトキャパシタ積分回路を用いること
により検出信号をアナログ量に保ったまま式（１）の演
算を行うことができる。

【００１４】図７（Ｂ）はスイッチトキャパシタ積分回
路の例を示す。図７（Ｂ）において、基準光センサから
の電荷信号Ｂ（ｋ）および、参照光センサからの電荷信
号Ｒ（ｋ）は、それぞれスイッチトキャパシタ積分回路
の入力端子Ｐｂ、Ｐｒに印加され、アンプを介して差動
増幅器８８の反転入力端子および非反転入力端子に印加
される。差動アンプ８８は、入力信号Ｂ（ｋ）、Ｒ
（ｋ）の大小に応じて符号信号Ｓgnを発生し、チャネル
セレクト回路８９に供給する。チャネルセレクト回路８
９は、符号信号Ｓgnに応じて相対関係が反転する一対の
セレクト信号Φ１、Φ２およびＫＡ、ＫＢを発生する。

【００１５】入力端子Ｐｒには、セレクト信号ＫＢで制
御されるスイッチ９０を介して、キャパシタＣS1が接続
され、キャパシタＣS1の両端は、それぞれセレクト信号
ＫＡおよびΦ１で制御されるスイッチ９３、９４を介し
て接地に接続されている。キャパシタＣS1のスイッチ94
側電極は、さらにセレクト信号Φ２で制御されるスイッ
チ９１を介してオペアンプ９２の反転入力端子に接続さ
れている。

【００１６】同様、入力端子Ｐｂは、アンプを介しセレ
クト信号ＫＡで制御されるスイッチ９５を介して、キャ
パシタＣS2に接続されている。キャパシタＣS2の両電極
は、セレクト信号ＫＢおよびΦ１で制御されるスイッチ
９７、９８を介してそれぞれ接地に接続されている。キ
ャパシタＣS2のスイッチ９８側電極は、さらにセレクト
信号Φ２によって制御されるスイッチ９６を介してオペ
アンプ９２の反転入力端子に接続されている。

【００１７】オペアンプ９２の非反転入力端子は接地に
接続されている。また、オペアンプ９２の出力端子９９
は、キャパシタＣ_Iとセレクト信号Φ２_RSTによって制
御されるスイッチ８７の並列接続を介して反転入力端子
に帰還されている。セレクト信号ＫＡとＫＢとは同時に
ハイ状態になることはなく、セレクト信号Φ１とΦ２も
同時にハイ状態になることはない。

【００１８】たとえば、まずセレクト信号ＫＢとΦ１が
ハイ状態になると、スイッチ９０、９４および９７、９
８が閉じる。信号Ｒ（ｋ）は、キャパシタＣS1に充電さ
れる。他のキャパシタＣS2は両極が接地に接続され、ク
リアされる。

【００１９】次に、セレクト信号ＫＡとΦ２がハイ状態
になると、スイッチ９１、９３および９５、９８が閉じ
る。キャパシタＣS1は、図中右側電極が接地されていた
状態から、左側電極が接地され、右側電極がオペアンプ
９２の反転入力端子に接続された状態に変わる。このた
め、実効的にＲ（ｋ）の電位が反転したことになる。キ
ャパシタＣS2は、スイッチ９５、９６を介して入力端子
Ｐｂとオペアンプ９２の反転入力端子間に接続される。

【００２０】したがって、キャパシタＣS2には信号Ｂ
（ｋ）が充電される。このようにして、オペアンプ９２
の反転入力端子には、信号Ｒ（ｋ）とＢ（ｋ）との差電
圧が印加される。

【００２１】信号Ｒ（ｋ）とＢ（ｋ）との大小関係が逆
になったときは、チャネルセレクト回路８９は符号信号
Ｓgnに基づいてセレクト信号ＫＡとＫＢおよびΦ１とΦ
２の位相関係を反転させる。すると、信号Ｂ（ｋ）が先
にキャパシタＣS2に充電され、符号が反転してオペアン
プ９２の反転入力端子に印加される。信号Ｒ（ｋ）はキ
ャパシタＣS1を介してオペアンプ９２の反転入力端子に
印加される。

【００２２】したがって、オペアンプ９２の反転入力端
子には常に信号Ｂ（ｋ）とＲ（ｋ）との差の絶対値に対
応する信号が印加される。このようにして、対応する基
準信号と参照信号との差の絶対値を検出し、その和を算
出することによって相関関数Ｈの値を演算することによ
り、位相差を検出し、焦点を検出することができる。

【００２３】ここで、相関演算による位相差検出につい
て図８を参照してより詳細に説明する。

【００２４】図８（Ａ）に示すように、基準ラインセン
サ５５には、基準ラインセンサ用レンズにより被写体の
画像が結像されている。また、基準ラインセンサ５５と
基線長水平方向に離された参照ラインセンサ５６にも、
参照ラインセンサ用レンズを介して被写体の画像が結像
されている。

【００２５】被写体が所定位置にあるときは、基準ライ
ンセンサ５５と参照ラインセンサ５６の対応する受光素
子には同一の画像が結像される。被写体が所定位置から
外れると、基準ラインセンサ５５、参照ラインセンサ５
６上の画像は水平方向に変位する。

【００２６】すなわち、被写体が近付けば画像間の距離
は広がり、被写体が遠ざかれば画像間の距離は近付く。
この画像間の距離の変動を検出するために、参照用ライ
ンセンサ５６は基準用ラインセンサ５５よりも素子数が
多く設定されている。

【００２７】画像間の距離の変動を検出するために、相
関演算による位相差検出手法が用いられている。

【００２８】相関演算による位相検出は、次式（１）に
基づく演算によりラインセンサ５５、５６上の一対の結
像の相関度を求め、相関度が最小となるまでのこれらの
結像の相対移動値（位相差）を求めることによって合焦
状態を識別する。

【００２９】Ｈ（ｍ）＝Σ（ｋ＝１〜ｎ）｜Ｂ（ｋ）−Ｒ（ｋ＋ｍ）｜ …（１）ただし、Σ（ｋ＝１〜ｎ）はｋが１からｎまでの関数の
和を表し、ｋは基準となるラインセンサ５５内の素子を
指定する。また、ｍはたとえば−６から６までの整数
で、上記の相対移動量を示す。

【００３０】たとえば、Ｂ（ｋ）は基準ラインセンサ５
５の各画素より時系列的に出力される電気信号、Ｒ（ｋ
＋ｍ）は参照ラインセンサ５６の画素より時系列的に出
力される電気信号であり、ｍを−６から６まで順次変化
させる毎に上記式（１）の演算を行えば、図８（Ｂ）に
示すような相関値Ｈ（−６）、Ｈ（−５）、…、Ｈ
（６）が得られる。

【００３１】たとえば、相関値Ｈ（０）が最小値となる
場合に被写体までの距離が所定の値になるようにあらか
じめ設定しておく。これよりずれた位置での相関値が最
小値となれば、そのずれ量すなわちｍ＝０までの位相差
によって被写体の所定位置からのずれ、すなわち被写体
までの距離を検出することができる。

【００３２】ところで、基準ラインセンサ５５、参照ラ
インセンサ５６の受光素子は、たとえば２０μｍのピッ
チで配置されている。相関度は画像面において２０μｍ
を単位とした距離毎に演算される。被写体までの距離
が、受光素子のピッチの中間位置に相当するときは、図
８（Ｂ）の破線で示すように相関度の極値の右側の相関
度と左側の相関度の値が異なるようになる。このような
場合、補間演算を行うことによってピッチ間隔以上の解
像度を得ることができる。

【００３３】図８（Ｃ）は、３点補間の方法を説明する
ための概略図である。極小の相関度の得られた位置をｘ
２とし、その両側のサンプル位置をｘ１、ｘ３とする。
実際に演算で得られた相関度を黒丸で示す。

【００３４】図で示すように、ｘ３における相関度ｙ３
がｘ１における相関度ｙ１より低い場合、真の極小値は
ｘ２からｘ３に幾分進んだところに存在すると考えられ
る。もし、極小値が正確にｘ２の位置にある場合、相関
度曲線は破線ｆ１で示すようにｘ２で折れ曲がり、左右
対称に立ち上がるとすればｘ３における相関度ｙ３ａは
ｘ１における相関度ｙ１と等しくなる。

【００３５】一方、ｘ２とｘ３の中点が真の最小相関度
の位置であるとすれば、相関度曲線は破線ｆ２で示すよ
うにｘ２とｘ３の中点で折れ曲がり、ｘ２における相関
度ｙ２とｘ３における相関度ｙ３ｂは等しくなる。図に
示すように、これら２つの場合における相関度の差（ｙ
３ａ−ｙ３ｂ）はｘ１とｘ２の間の相関度の差（ｙ１−
ｙ２）に等しい。

【００３６】すなわち、半ピッチ進むことによって１単
位の相関度が変化する。そこで、実際に演算で得られた
相関度が上に述べた２つの場合のどの中間位置にあるか
を調べることにより、真の相関度最小の位置を得ること
ができる。ｘ２からのずれ量ｄは、ｄ＝（ｙ１−ｙ３）／２（ｙ１−ｙ２）で与えられる。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、参照ライン
センサでサンプリングする画像範囲は、基準ラインセン
サでサンプリングする画像範囲と必ずしも一致しない。
参照ラインセンサのみがサンプリングする画像範囲内に
著しい光量変化を示す領域があると、相関度の変化の対
応は極小値の左右で変化してしまう。このような場合、
極小値の左右で相関度が対照的に変化することを前提と
した３点補間は、高い精度を与えることができなくな
る。

【００３８】本発明の目的は、相関度の極小値の左右に
おける変化が非対称な時にも、高い精度を与えることの
できる位相差検出の型距離検出装置または方法を提供す
ることである。

【００３９】

【課題を解決するための手段】本発明の距離検出装置
は、同一の対象物の画像を基準光センサと参照光センサ
に各々結像させ、基準光センサから得られる基準光信号
に対して参照光センサから得られる参照光信号の位相を
変化させつつ比較して相関度を検出し、相関度が極値を
取る位相から対象物までの距離を検出する距離検出装置
において、基準光センサと参照光センサの画像検出領域
が異なることによる相関度のずれを補正する補正手段を
有することを特徴とする。

【００４０】また、本発明の距離検出方法は、同等の特
性を有する一対の光学系を光軸と垂直な方向に基線長離
して配置し、光学系の焦点面上にそれぞれ複数の受光素
子を有する基準光センサと参照光センサを配置し、同一
の対象物を両センサ上に結像させ、基準光センサから得
られる基準光信号に対して参照光センサから得られる参
照光信号の位相を変化させつつ、比較して相関度を算出
し、相関度が極値となる位相から対象物までの距離を検
出する距離検出方法において、前記極値の前後での位相
の単位変化に対する相関度の一方の変化率から他方の変
化率を減算し、１．２以上８以下の定数で除算した値を
前記他方の変化率を有する側の極値に隣接するサンプル
点の相関度に加算した値を修正した相関度とし、この修
正した相関度を用いて補間演算し、相関度が極値となる
位相を求めることを特徴とする。

【００４１】

【作用】基準光センサと参照光センサの画像検出領域が
一部異なるため、参照光センサのみに表れる画像によっ
て検出情報が劣化することがある。相関度のずれを補正
手段で補正することにより検出精度を改善できる。

【００４２】相関度の変化が極値の前後で非対称な場
合、位相の単位変化に対する相関度の変化を極小値の前
後においてそれぞれ検出し、一方の変化率から他方の変
化率を減算し、１．２以上８以下の定数で除算した値を
求めることによって、極小値に隣接する相関度に対する
補正値を求めることができる。演算で得た相関度にこの
補正値を加算することにより、極値の前後での相関度の
変化が対照的であった場合の相関度に近い値を得ること
ができる。

【００４３】このような補正した相関度を用いることに
より、補間演算により、より精度の高い補間を行うこと
ができる。

【００４４】

【実施例】図１を参照して本発明の実施例を説明する。
参照ラインセンサ、基準ラインセンサからの信号を用い
て行った相関演算の結果、図１（Ａ）に示すような相関
曲線が得られたとする。すなわち、相関度最小の点周辺
において、得られた相関度はｙ_-2、ｙ_-1、ｙ₀、ｙ₁、
ｙ₂のように変化する。これらのサンプル点における相
関度においては、ｙ₀が最小値である。

【００４５】図において、最小値の左側においては、単
位位相の変化に対してｙ_-2−ｙ_-1＝αの相関度変化があ
り、最小値の右側においては、ｙ₂−ｙ₁＝βの相関度
変化がある。ここで、α＞βである。一様な照度を有す
る画像の位相がずれた場合には、相関度の変化は左側に
示すように直線的に変化する。最小値の右側においても
同様の変化が得られるならば、破線で示すような値が得
られるものとする。

【００４６】しかしながら、基準ラインセンサでは撮像
しない画像が参照用ラインセンサによって撮像されるこ
と等により、実際に得られた値は図示のようになる。単
位位相の変化に対して期待される相関度の変化αと、実
際に得られた相関度の変化βを用い、相関度ｙ₁を補償
する方法を以下説明する。

【００４７】参照用ラインセンサのみによって撮像され
るノイズ成分が、ｘ方向位置（位相）の変化に対して２
次関数的な変化を示すとする。ｘ₀の位置からこのノイ
ズ成分が表れる場合、ノイズ成分は図１（Ｂ）に示すよ
うな値を有する。

【００４８】すなわち、ノイズ成分がｘ₁の位置でｓあ
るとすれば、ｘ₂の位置では４ｓの量となる。これらの
ノイズ成分が、期待される相関度ｖ₁、ｖ₂に加算（減
算）されることにより、実際に得られる相関度はｙ₁、
ｙ₂のようになっている。ノイズがないときの相関度の
変化αから実際に得られた相関度の変化βを減算する
と、得られる差は、ｘ₁とｘ₂におけるノイズ成分の差
３ｓになる。

【００４９】したがって、ｓ₁の位置におけるノイズ成
分ｓは、ｓ＝（α−β）／３となる。

【００５０】しかしながら、ノイズ成分が必ずしもサン
プル点中の最小の相関度に対応する位置から挿入される
とは限らない。ノイズ成分が最小の相関度に対応するサ
ンプル位置ｘ₀と隣接するサンプル位置ｘ₁との中点か
ら開始した場合は、図１（Ｃ）に示すようなノイズ成分
が関与する。

【００５１】すなわち、ｘ₁の位置においてｔのノイズ
成分が発生する場合、ｘ₂の位置においては９ｔのノイ
ズ成分が発生する。

【００５２】したがって、単位位相の差に対して期待さ
れる相関度の変化αと、実際に得られる相関度の差βの
間には、α−β＝８ｔの関係が生じる。すなわち、ｘ₁
の位置におけるノイズ成分ｔは、ｔ＝（α−β）／８となる。

【００５３】ノイズ成分が相関度曲線のどの点から関係
するかを知ることはできない。そこで、種々の場合を想
定し、平均的にノイズ成分を補償するにはどのようにす
ればよいかを以下のようにシミュレーションによって考
察した。

【００５４】図２はシミュレーションに用いた光量分布
の波形を示す。基準部センサが中央部に山状の分布を有
する画像のみを撮像するのに対し、参照部センサはそれ
より広い範囲を撮像し、撮像領域右側には急峻な立ち上
がりを有するノイズ画像成分が存在する。

【００５５】ノイズ画像成分の分布として、ＤＡＴＡ１
〜ＤＡＴＡ６の６通りの場合を考える。ＤＡＴＡ１（Ｄ
ＡＴＡ２）、ＤＡＴＡ３（ＤＡＴＡ４）、ＤＡＴＡ５
（ＤＡＴＡ６）の間隔がセンサのピッチに相当し、これ
らの立ち上がりの点が基準部センサの中央に対応する。
参照部センサ上の画像に対して−１２／２５から＋１２
／２５まで２５段階変化させた。また、ノイズ成分の寄
与を補償するため、単位位相の変化に対する相関度の変
化率の差を除算する除数として、上述の３、８を含んだ
さらに広い領域〔１、８〕を考え、１ずつ変化させた８
通りを考察する。

【００５６】したがって、各ＤＡＴＡの設定に対して２
５×８＝２００通りの演算を行った。これらを６つのＤ
ＡＴＡについて繰り返し２００×６＝１２００点のデー
タを得た。これらの結果から、シミュレーションによっ
て得られる誤差を求めた。

【００５７】これらの誤差の積算誤差と最大誤差を、図
３、図４に示す。設定した位相差と演算で得た位相差の
差を誤差とし、２５通りの設定に対して積算した値が、
図３の各積算誤差である。この積算誤差をなるべく小さ
くすることが重要である。

【００５８】図４は、参考までに発生した際だ誤差を任
意目盛りで比較して示す。図３、図４からも明らかなよ
うに、ＤＡＴＡ５とＤＡＴＡ６は誤差自体が小さいので
影響は小さい。また、除数が無限大の場合は補償なしの
場合に相当する。したがって、除数が無限大の場合と比
較してどの程度誤差が減少するかが重要である。

【００５９】ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２は補償しないとか
なりの積算誤差を生じている。除数を約１．２以上、約
８以下とすれば明らかに補償の効果が認められる。さら
に、除数を約２．０から８．０の間で選択すればより良
い結果が得られる。除数が２．５以上５．０以下であれ
ばより良好な結果が得られる。そこで、除数として１．
２以上８以下の定数を選択することが好ましい。より好
ましくは、２．０から８の範囲で、さらに好ましくは
２．５以上５．０以下の範囲で除数を選択する。

【００６０】図１（Ｄ）は、補間演算を示すフローチャ
ートである。まず、ステップＳ１において、最小値の一
方の側において最小値に隣接する単位位相差によって生
じる相関度の変化αを求める。次にステップＳ２におい
て、最小値の他方の側において最小値に隣接する単位位
相差によって生じる相関度の変化βを求める。

【００６１】次にステップＳ３において、このように求
めた両相関度の変化α、βの差を求める。続いてステッ
プＳ４において、このように求めた差を定数ｃで除算す
る。

【００６２】ステップＳ５において、除算によって得た
商を相関度ｙ₁に加算する。このようにして、補償した
相関度ｖ₁を求め、他の相関度ｙ_-1、ｙ₀と共に用い、
３点補間を行い、相関度最小の位相を求める（ステップ
Ｓ６）。

【００６３】ＤＡＴＡ３〜ＤＡＴＡ６に関しては、補償
演算を行わないほうが良い結果が得られる。

【００６４】この対策としては、サンプル点の数を５と
せず、７点とし、７点のデータから判断して補間を行う
ことが可能である。

【００６５】別の方法として、予め何らかの検出手段を
設けて補償演算をやめることもできる。たとえば、基準
部センサの領域に隣接した画素データの光変化量が大き
いときのみ補償演算を行う。

【００６６】または、たとえば、まずα−βの値を検出
し、閾値Ｔh と比較してα−β＞Ｔh の時のみ補償演算
を行い、α−β≦Ｔh の時は補償演算を行わず、通常の
３点補間のみを行う。このようにすれば結果はさらに改
善される。

【００６７】図５は、このような補間演算を行う焦点検
出装置の回路図である。基準受光部５、参照受光部６か
らの画像信号Ｂ（ｉ）、Ｒ（ｊ）は、相関演算回路８に
供給され、相関演算を行う。

【００６８】このようにして、各位相における相関度Ｈ
（ｋ）が得られる。相関演算の結果は、Ａ／Ｄ変換器７
でデジタル信号に変換され、補間演算回路９に供給され
る。補間演算回路９は、相関度曲線が最小値の前後で対
照的な場合は、そのまま補間演算を行う。相関度曲線が
最小値の前後で非対称な場合は、上述の相関度の補正を
行った後、補間演算を行う。

【００６９】このようにして、得られた相関度最小位相
が合焦判別回路１０に供給され、合焦状態が判別され
る。合焦状態を示す信号が合焦判別回路１０から駆動回
路１１に供給され、カメラレンズ駆動モータへ制御され
た電流を供給する。

【００７０】このようにして、カメラの焦点距離が被写
体に合わせて調整される。なお、受光部５、６、相関演
算回路８、Ａ／Ｄ変換器７は単一の半導体チップ１２に
集積化される。

【００７１】なお、上述の実施例においては、相関度曲
線は一方で直線的に変化し、他方で２次関数的変化が加
算されたように変化する場合を想定した。この場合、非
線型に相関度が変化する方を補正の対象としたが、非線
型に変化する方の変化率が線型に変化する方の変化率よ
りも大きい場合は、線型に変化する方の変化率を補正
し、左右対象の相関度曲線を設定することもできる。こ
の場合にも、実際に行う補間演算は上述のものと同等で
ある。実験的に相関度変化の小さいほうを補正するほう
が得られる結果が良好であった。

【００７２】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相関度曲線が最小値の前後で非対象に変化する場合も、
相関度を補正することにより高精度の距離検出を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す。図１（Ａ）は相関度曲
線の形状を示すグラフ、図１（Ｂ）、（Ｃ）は、基準部
に含まれない画像によって加入するノイズ成分を示すグ
ラフ、図１（Ｄ）はノイズ成分を補償して行う補間演算
のフローチャートである。

【図２】シミュレーションに用いたセンサ信号の波形を
示すグラフである。

【図３】シミュレーションにおいて得た積算誤差を示す
グラフである。

【図４】シミュレーションにおいて得た最大誤差を示す
グラフである。

【図５】本発明の実施例による焦点検出装置の回路図で
ある。

【図６】従来の技術を示す。図６（Ａ）は構成例を示す
概略図、図６（Ｂ）は処理回路の回路図である。

【図７】従来の技術を示す。図７（Ａ）は光センサの概
略断面図、図７（Ｂ）はスイッチトキャパシタ積分回路
の概略回路図である。

【図８】相関演算による位相差検出を説明するための図
である。図７（Ａ）は基準部と参照部に得られる画像信
号を示すグラフ、図８（Ｂ）は得られる相関度曲線を示
すグラフ、図８（Ｃ）は３点補間の方法を説明するため
の概略図である。

【符号の説明】

５基準受光部６参照受光部８相関演算回路９補間演算回路１０合焦判別回路１１駆動回路

【手続補正書】

【提出日】平成４年９月２１日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】次に、セレクト信号ＫＡとΦ２がハイ状態
になると、スイッチ９１、９３および９５、９６が閉じ
る。キャパシタＣS1は、図中右側電極が接地されていた
状態から、左側電極が接地され、右側電極がオペアンプ
９２の反転入力端子に接続された状態に変わる。このた
め、実効的にＲ（ｋ）の電位が反転したことになる。キ
ャパシタＣS2は、スイッチ９５、９６を介して入力端子
Ｐｂとオペアンプ９２の反転入力端子間に接続される。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

フロントページの続き (72)発明者長谷川潤神奈川県足柄上郡開成町宮台798番地富士写真フイルム株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一の対象物の画像を基準光センサと参
照光センサに各々結像させ、基準光センサから得られる
基準光信号に対して参照光センサから得られる参照光信
号の位相を変化させつつ比較して相関度を検出し、相関
度が極値を取る位相から対象物までの距離を検出する距
離検出装置において、基準光センサと参照光センサの画像検出領域が異なるこ
とによる相関度のずれを補正する補正手段を有すること
を特徴とする距離検出装置。
【請求項２】同等の特性を有する一対の光学系を光軸
と垂直な方向に基線長離して配置し、光学系の焦点面上
にそれぞれ複数の受光素子を有する基準光センサと参照
光センサを配置し、同一の対象物を両センサ上に結像さ
せ、基準光センサから得られる基準光信号に対して参照
光センサから得られる参照光信号の位相を変化させつ
つ、比較して相関度を算出し、相関度が極値となる位相
から対象物までの距離を検出する距離検出方法におい
て、前記極値の前後での位相の単位変化に対する相関度の一
方の変化率から他方の変化率を減算し、１．２以上８以
下の定数で除算した値を前記他方の変化率を有する側の
極値に隣接するサンプル点の相関度に加算した値を修正
した相関度とし、この修正した相関度を用いて補間演算
し、相関度が極値となる位相を求めることを特徴とする
距離検出方法。
【請求項３】前記一方を算出した相関度中の極値が含
まれる方とする請求項１記載の距離検出方法。
【請求項４】前記一方を変化率の絶対値が大きい方と
する請求項１記載の距離検出方法。