JPH1184227A

JPH1184227A - 焦点位置検出装置

Info

Publication number: JPH1184227A
Application number: JP23752797A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Akamatsu; 範彦赤松; Hiroshi Ueda; 浩上田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-26

Abstract

(57)【要約】【課題】基準部と参照部とを有する光電変換素子アレ
イを含む焦点位置検出装置において、光電変換素子アレ
イの端部近傍の画素データによる焦点位置検出可能範囲
を広くする。【解決手段】それぞれ複数の画素で構成された基準部
４２ａ及び参照部４２ｂを有する光電変換素子アレイを
含み、基準部の画素データを複数のブロックに分割し、
参照部のいずれかの端部近傍の画素データr(1)・・・
と、各ブロックの画素データｂ(1)〜ｂ(N)を比較する
際、各ブロックの画素データのうち参照部の端部側のＭ
個の画素データをオフセットして相関演算を行い、順次
相関演算する画素データ数を１つずつ増やして相関演算
を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
カメラ等の光学機器に用いられる焦点位置検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】それぞれ複数の画素で構成された基準部
及び参照部を有する光電変換素子アレイを用い、基準部
の画素データと参照部の画素データとを比較することに
より焦点位置検出を行う位相差方式の焦点位置検出装置
において、カメラ等の光学機器に対して異なった位置に
ある複数の目標物又は同一の目的物の異なった部分が、
同一の光電変換素子アレイ上の異なった部分に結像され
ている場合がある。このような場合に、所定の目標物又
は目標物の所定の部分に対応する基準部の画素データ
が、他の目標物又は目標物の他の部分に対応する参照部
の画素データと比較され、誤って両者が一致していると
判断されるおそれがある。

【０００３】このような誤動作を防止するため、基準部
の画素データを各ブロックの一部分がオーバーラップす
るように複数のブロックに分割し、各ブロックごとに画
素データを参照部の全画素データと比較する方法が行な
われている。

【０００４】従来の光電変換素子アレイ画素データの基
準部及び参照部の構成及び比較方法を図１７を参照しつ
つ説明する。図１７は、本来同一線上に配列されている
光電変換素子の基準部５１と参照部５２を比較するため
に上下方向に並べて表したものである。図から明らかな
ように、例えば基準部５１の左端のＳ３ブロックの画素
データを参照部５２の全画素データと比較する場合、Ｓ
３ブロックを図中左側にずらしつつ相関演算を行うため
に、参照部５２の画素数は基準部５１の画素数よりも多
くなるように設定されている。

【０００５】Ｓ３ブロックのＮ個の画素データをｂ(j)
（但し、ｊ＝１〜Ｎ）、参照部５２のＴ個の画素データ
をｒ(j)(但し、ｊ＝１〜Ｔ）、相関演算順位又は画素ず
らし量ｋ（ｋ＝０〜（Ｔ−Ｎ））とすると、相関演算の
一致度を表す値として、以下の式で表される不一致量Ｈ
(k)を用いることができる。一般に、相関演算の一致度
が高いほど、不一致量の最小値は小さい。

【０００６】

【数２】

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焦点位
置検出装置は、例えばカメラ等の集積度の高い機器に組
み込まれるため、光電変換素子アレイの大きさが制限さ
れ、参照部の画素数をあまり多くすることはできない。
従って、基準部５１の左端のＳ３ブロックの画素データ
を参照部５２の全画素データと比較する場合、Ｓ３ブロ
ック図中右側には十分なずらし量を有するが、左側への
ずらし量は少ない。同様に、基準部５１の右端のブロッ
ク（図示せず）も左側には十分なずらし量を有するが、
右側へのずらし量は少ない。

【０００８】ところで、基準部のＳ３ブロックの右端近
傍の画素データと参照部５２の左端近傍の画素データが
一致している場合もありうるが、上記従来例の構成で
は、基準部の両端近傍におけるずらし量が少ないため、
実際には焦点位置検出が可能であるにもかかわらず、画
素データの比較不能により焦点位置検出不能となるとい
うも問題点を有していた。

【０００９】本発明は、上記従来例の問題点を解決する
ためになされたものであり、基準部の両端部近傍のブロ
ックについての両方向への十分なずらし量を確保し、光
電変換素子アレイの端部近傍の画素データによる焦点位
置検出を可能とする焦点位置検出装置を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の焦点位置検出装置は、それぞれ複数の画素
で構成された基準部及び参照部を有する光電変換素子ア
レイを含み、基準部の画素データを複数のブロックに分
割し、分割した各ブロックごとの画素データと参照部の
画素データとを比較することにより焦点位置検出を行う
位相差方式の焦点位置検出装置であって、参照部のいず
れかの端部近傍の画素データと、各ブロックの画素デー
タを比較する際、各ブロックの画素データのうち参照部
の端部側の所定数の画素データをオフセットして相関演
算を行い、順次相関演算する画素データ数を１つずつ増
やして相関演算を行う。

【００１１】上記構成によれば、例えば基準部の右端の
ブロックにおいて、右端から所定数（例えばＭ個）の画
素データをオフセットしておき、ブロック（又は基準
部）の第Ｍ＋１番目の画素データと参照部の第１番目の
画素データを比較することが可能となる。この場合、前
述の図１７における基準部のＳ３ブロックの右端近傍の
画素データと参照部５２の左端近傍の画素データが一致
している場合でも、焦点位置検出が行なわれる。

【００１２】上記構成において、各ブロックの画素デー
タをオフセットして相関演算を行う場合、各ブロックの
画素データのうち相関演算に用いた画素データを用いて
演算したコントラストに対応した所定の係数又は相関演
算に用いた画素データ数に対応した所定の係数を乗算す
ることにより規格化することが好ましい。一般に、同じ
条件であっても、相関演算に用いる画素数により不一致
量Ｈｎ(k)の値が異なる。特に、画素データをオフセッ
トした場合、相関演算に用いる画素数が変化するため、
不一致量Ｈｎ(k)を単純に比較することはできない。そ
こで、補正係数を用いることにより、比較が容易にな
る。

【００１３】また、本発明の焦点位置検出装置は、それ
ぞれ複数の画素で構成された基準部及び参照部を有する
光電変換素子アレイを含み、基準部の画素データを複数
のブロックに分割し、分割した各ブロックごとの画素デ
ータと参照部の画素データとを比較することにより焦点
位置検出を行う位相差方式の焦点位置検出装置であっ
て、各ブロックの第１の端部近傍の画素データと参照部
の第２の端部近傍の画素データとを比較するための第１
演算モード、各ブロックの全画素データと参照部全画素
データとを比較する第２演算モード、各ブロックの第２
の端部近傍の画素データと参照部の第１の端部近傍の画
素データとを比較するための第３演算モードを有し、各
ブロックの画素データをｂ(j)（但し、ｊ＝１〜Ｎ）、
参照部画素データをｒ(j)(但し、ｊ＝１〜Ｔ）、第１の
端部側のオフセット量Ｌ、第２の端部側のオフセット量
Ｍ、相関演算順位ｋ（ｋ＝０〜（Ｍ＋Ｔ−Ｎ＋Ｌ））、
補正係数をＲ(k)、第ｎアイランドの第ｋ番目の相関演
算による不一致量をＨｎ(k)として、

【００１４】

【数３】

【００１５】第１演算モードでは（１）式、第２演算モ
ードでは（２）式、第３演算モードでは（３）式に従っ
て不一致量を演算することが好ましい。

【００１６】上記構成により、基準部をいくつのブロッ
クに分割しようとも、全ブロックの全が疎データについ
て参照部の全ての画素データと比較することができ、光
電変換素子アレイの画素数を増やすことなく、焦点位置
検出範囲が広くなる。

【００１７】また、上記各構成において、基準部の画素
数と参照部の画素数が等しいことが好ましい。すなわ
ち、本発明の焦点位置検出装置では、参照部の両端近傍
の画素データと比較する際、基準部の画素データを所定
数オフセットするため、参照部の画素数を基準部の画素
数よりも多くする必要はない。その結果、光電変換素子
アレイの全体の画素数を少なくし、焦点位置検出装置の
センサ部が小さくなる。または、同じ大きさで、基準部
の画素数を多くすることが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の焦点検出装置の一実施形
態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、レン
ズ本体２００がカメラ本体１００から分離可能な、いわ
ゆるＡＦ一眼レフカメラの一構成例を示す。

【００１９】カメラ本体１００のほぼ中央には、光軸Ｌ
に対して略４５度傾斜した主ミラー１１１、主ミラー１
１１の背面に設けられ、主ミラーに１１１の傾斜に対し
て略９０度傾斜した補助ミラー１１２等を具備するミラ
ーボックス１１０が設けられている。ミラーボックス１
１０の上部には、焦点板１２１、プリズム１２２、接眼
レンズ１２３、表示素子１２４等を具備するファインダ
ー１２０が設けられている。ファインダー１２０の上部
には、フラッシュ光を発光させるための発光ユニット１
７０が設けられている。

【００２０】ミラーボックス１１０の底部（ファインダ
１２０とは反対側）には、ＡＦセンサモジュール１４
０、調光センサ１５０、ＡＦ駆動ユニット１６０等が設
けられている。ミラーボックス１１０の背面（レンズ本
体２００とは反対側）とフィルム面１との間には、シャ
ッターユニット１３０が設けられている。ＡＦＣＰＵ３
０１及び配線３０２等が設けられたフレキシブルプリン
ト基板３００は、カメラ本体１００の隙間に設けられて
いる。

【００２１】レンズ本体２００は、光学系２０１、光学
系２０１を保持する鏡胴２０２、鏡胴２０２を光軸Ｌに
平行な方向Ａに駆動するレンズ駆動機構２０３、レンズ
の焦点距離、開放Ｆ値、最小Ｆ値等を記憶し、カメラ本
体側のＡＦＣＰＵ３０１に出力するレンズＣＰＵ２０４
等を具備する。

【００２２】主ミラー１１１は、光学系２０１による光
束の大部分を焦点板１２１方向に反射し、残りの部分を
透過させる。補助ミラー１１２は主ミラー１１１を透過
した光束をＡＦセンサモジュール１４０に導く。プリズ
ム１２２は、焦点板１２１上の像の左右を反転させ接眼
部レンズ１２３を介して撮影者の目に導く。

【００２３】プリズム１２２の出射面近傍には、測光ユ
ニット１８０が設けられている。測光ユニット１８０
は、集光レンズ及びフォトダイオード等の光電変換素子
を含み、被写体２の輝度に対応する信号をＡＦＣＰＵ３
０１に出力する。表示素子１２４は、発光ダイオード等
の発光素子及び液晶表示素子等を含み、レンズの焦点が
被写体２に合っている状態（合焦状態）や、シャッター
速度、レンズの絞り値等を表示する。

【００２４】発光ユニット１７０は、発光エネルギーを
蓄積するためのコンデンサ（図示せず）、コンデンサを
充電するための充電回路（図示せず）、コンデンサに蓄
積された電気エネルギーを放電し、光エネルギーに変換
する発光管１７１、発光管１７１によるフラッシュ光を
カメラ前方に反射する反射板１７２、フラッシュ光を所
定の範囲に集光又は拡散するためのフレネルレンズ１７
３等を具備する。調光センサ１５０は、例えば集光レン
ズ及びフォトダイオード等の光電変換素子を含み、発光
ユニット１７０によるフラッシュ光の発光中に、フィル
ム１からの反射光を検出し、その光量に対応する信号を
ＡＦＣＰＵ３０１に出力する。ＡＦＣＰＵ３０１は、調
光センサ１５０からの信号に基づいて、フィルム１の露
光量が所定値に達したと判断すると、発光ユニット１７
０の発光を停止させる。

【００２５】ＡＦ駆動ユニット１６０は、ＤＣモータ
ー、ステッピングモータ、超音波モータ等のアクチュエ
ータ、アクチュエータの回転方向及び回転数等を検出し
てＡＦＣＰＵ３０１に出力するエンコーダ、アクチュエ
ータの回転数を減速するための減速系等（図示せず）を
含み、出力軸１６１を介してレンズ駆動機構２０３に連
結されている。レンズ駆動機構２０３は、例えばヘリコ
イド及びヘリコイドを回転させるギヤ等（図示せず）で
構成され、ＡＦ駆動ユニット１６０のアクチュエータの
駆動力により、光学系２０１及び鏡胴２０２を一体的に
矢印Ａ方向に移動させる。光学系２０１及び鏡胴２０２
の移動方向及び移動量は、それぞれアクチュエータの回
転方向及び回転数に従う。

【００２６】ＡＦセンサモジュール１４０の詳細を図２
に示す。ＡＦセンサモジュール１４０は、複数のＣＣＤ
等の光電変換素子アレイを有するセンサ１４１、センサ
１４１の前方（光学系２０１に近い側）に設けられ、各
光電変換素子アレイの基準部及び参照部（後述する）に
それぞれ対応する４組のレンズを有するセパレータレン
ズ１４２、セパレータレンズ１４２の前方に設けられ、
各レンズに対応する開口を有する絞りマスク１４３、光
路を所定方向に曲げるためのミラー１４４、ミラー１４
４を挟んで絞りマスク１４３の前方に設けられたコンデ
ンサレンズ１４５、コンデンサレンズ１４５の前方に設
けられ、各光電変換素子アレイに対応する形状の開口を
有する視野マスク１４６等で構成されている。

【００２７】センサ１４１の入射面はセパレータレンズ
１４２の焦点面に位置し、セパレータレンズ１４２は入
射光束を分岐して各光電変換素子アレイ上に投影する。
絞りマスク１４３の各開口は、それぞれ円形又は長円形
を有し、セパレータレンズ１４２に入射する光束を限定
する。視野マスク１４６は、光学系２０１からの距離が
フィルム１と相対的に等しい位置の近傍に設けられてお
り、光学系２０１からの入射光束のうち、ＡＦセンサモ
ジュール１４０に入射する光束を制限する。視野マスク
１４６の開口はセンサ１４１の光電変換素子アレイの配
列に対応し、例えば中央の開口は十字形であり、両側の
開口は矩形である。

【００２８】センサ１４１の光電変換素子アレイを図３
に示す。図中、左側で縦方向に配列されている光電変換
素子アレイ４１を第１アイランドと称し、上半を基準部
４１ａ、下半を参照部４１ｂとする。中央部で横方向に
配列されている光電変換素子アレイ４２を第２アイラン
ドと称し、左半を基準部４２ａ、右半を参照部４２ｂと
する。右側で縦方向に配列されている光電変換素子アレ
イ４３を第３アイランドと称し、上半を基準部４３ａ、
下半を参照部４３ｂとする。中央部で縦方向に配列され
ている光電変換素子アレイ４４を第４アイランドと称
し、上半を基準部４４ａ、下半を参照部４４ｂとする。
第１アイランド４１及び第３アイランド４３は、それぞ
れ単独で第１及び第３エリアを構成する。また、第２ア
イランド４２及び第４アイランド４４は、センサ１４１
の中央部の第２エリアを構成する。本実施形態では、第
１〜第４アイランド４１〜４４の各基準部４１ａ〜４４
ａの画素数と、各参照部４１ｂ〜４４ｂの画素数は同じ
である。

【００２９】第１〜第４アイランド４１〜４４の各基準
部４１ａ〜４４ａの画素データは、それぞれ複数のブロ
ックＳ１〜Ｓ９に分割され、各アイランドの参照部４１
ｂ〜４４ｂのデータと比較され、光学系２０１の焦点位
置の検出が行なわれる。第２アイランド４２の基準部４
２ａのＳ３ブロックを例にして、光学系２０１の焦点位
置検出のための相関演算について、図４を参照しつつ説
明する。

【００３０】本実施形態における相関演算では、Ｓ３ブ
ロックの右端近傍の画素データと参照部４２ｂの左端近
傍の画素データとを比較するための第１演算モード、Ｓ
３ブロックの全画素データと参照部４２ｂの全画素デー
タとを比較する第２演算モード、Ｓ３ブロックの左端近
傍の画素データと参照部４２ｂの右端近傍の画素データ
とを比較するための第３演算モードに区別することがで
きる。なお、第１〜第３演算モードは、上記第１〜第４
アイランド４１〜４４の全てのブロックＳ１〜Ｓ９につ
いて適用することができる。

【００３１】図４において、Ｓ３ブロックの画素データ
を左から順にｂ(1)、ｂ(2)・・・b(N)とし、参照部４２
ｂの画素データを左から順にｒ(1)、ｒ(2)・・・r(T)と
する。なお、Ｓ３ブロックの画素数Ｎ＝２６、参照部４
２ｂの全画素数Ｔ＝５６、左側オフセット量Ｍ＝１５、
右側オフセット量Ｌ＝１５、相関演算順位ｋ(k=0〜(M+T
-N+L=60))、補正係数をＲ(k)、第ｎアイランドの第ｋ番
目の相関演算による不一致量をＨｎ(k)とする。

【００３２】第１演算モードでは、最初にＳ３ブロック
の画素データのうち左側からＭ(M=15)個分をオフセット
しておき、Ｓ３ブロックの１１個の画素データｂ(16)〜
ｂ(26)と参照部４２ｂの１１個の画素データｒ(1)〜ｒ
(11)を用いて不一致量Ｈ２(0)を演算する。次に、Ｓ３
ブロックの画素データを右に１つシフトし、Ｓ３ブロッ
クの１２個の画素データｂ(15)〜ｂ(26)と参照部４２ｂ
の１２個の画素データｒ(1)〜ｒ(12)を用いて、不一致
量Ｈ２(1)を演算する。順に１個ずつ画素データを増や
して、１５個の不一致量Ｈ２(k)(k=0〜14)を演算する。
第１演算モードにおける不一致量Ｈｎ(k)(k=0〜(M-1))
の一般式は、以下の式（１）となる。

【００３３】

【数４】

【００３４】第２演算モードでは、Ｓ３ブロックの全画
素データと参照部４２ｂの全画素データとを比較するの
で、第２演算モードの最初の不一致量Ｈ２(15)は、Ｓ３
ブロックの２６個の画素データｂ(1)〜ｂ(26)と参照部
４２ｂの２６個の画素データｒ(1)〜ｒ(26)を用いて演
算される。第２番目の不一致量Ｈ２(16)は、Ｓ３ブロッ
クの２６個の画素データｂ(1)〜ｂ(26)と参照部４２ｂ
の２６個の画素データｒ(2)〜ｒ(27)を用いて演算され
る。同様にして、3１個のＨ２(k)（k=15〜45）を演算す
る。第２演算モードにおける不一致量Ｈｎ(k)(k=M〜(M+
T-N+1))の一般式は、以下の式（２）となる。

【００３５】

【数５】

【００３６】第３演算モードでは、最初にＳ３ブロック
の画素データのうち右側の１個分をオフセットし、Ｓ３
ブロックの２５個の画素データｂ(1)〜ｂ(25)と参照部
４２ｂの２５個の画素データｒ(31)〜ｒ(56)を用いて不
一致量Ｈ２(46)を演算する。次に、Ｓ３ブロックの画素
データを右に１つシフトし、Ｓ３ブロックの２４個の画
素データｂ(1)〜ｂ(24)と参照部４２ｂの２４個の画素
データｒ(32)〜ｒ(56)を用いて、不一致量Ｈ２(47)を演
算する。順に１個ずつ画素データを減らして、１５個の
不一致量Ｈ２(k)(k=46〜60)を演算する。第３演算モー
ドにおける不一致量Ｈｎ(k)(k=(M+T-N)〜(M+T-N+L))の
一般式は、以下の式（３）となる。

【００３７】

【数６】

【００３８】ここで、不一致量Ｈｎ(k)について、第２
演算モードの一例を示す図５を参照しつつ説明する。図
５の（ａ）〜（ｃ）において、曲線Ｂは第２アイランド
４２の基準部４２ａの各画素からのデータｂ(1)〜ｂ(j)
を曲線で結んだものであり、曲線Ｒは第２アイランド４
２の参照部４２ｂの各画素からのデータｒ(1)〜ｒ(j)を
曲線で結んだものである。

【００３９】（ａ）では、Ｓ３ブロックの画素データｂ
(1)〜ｂ(j)と参照部４２ｂの画素データｒ(1)〜ｒ(j)と
を比較しており、図中斜線で示す曲線Ｂと曲線Ｒで囲ま
れた部分の面積が第２演算モードの最初の不一致量Ｈ2
(15)（一般式：Ｈｎ(M)）に相当する。

【００４０】（ｂ)では、Ｓ３ブロックの画素データｂ
(1)〜ｂ(j-2)と参照部４２ｂの画素データｒ(3)〜ｒ(j)
とを比較しており、図中斜線で示す曲線Ｂと曲線Ｒで囲
まれた部分の面積が第２演算モードの第３番目の不一致
量Ｈ2(17)（一般式：Ｈｎ(M+2)）に相当する。（ａ）と
比較すると、曲線Ｂと曲線Ｒが接近している分、曲線Ｂ
と曲線Ｒで囲まれた部分の面積は狭い。

【００４１】（ｃ）では、Ｓ３ブロックの画素データｂ
(1)〜ｂ(j-3)と参照部４２ｂの画素データｒ(4)〜ｒ(j)
とを比較しており、図中斜線で示す曲線Ｂと曲線Ｒで囲
まれた部分の面積が第２演算モードの第４番目の不一致
量Ｈ2(18)（一般式：Ｈｎ(M+3)）に相当する。曲線Ｂと
曲線Ｒがほぼ一致しているため、曲線Ｂと曲線Ｒで囲ま
れた部分の面積はほぼ０である。

【００４２】第２アイランド４２の全てのブロックＳ３
〜Ｓ５について、それぞれ不一致量Ｈｎ(k)(k=0〜(M+T-
N+L))について演算した後、不一致量Ｈｎ(k)の最も値の
小さい所を光学系２０１の焦点位置と判断する。この場
合、図５（ｃ）における不一致量Ｈ2(18)（一般式：Ｈ
ｎ(M+3)）が最も小さいので、この位置が合焦位置と判
断される。

【００４３】ところで、図５に示す一例は、理想的な場
合であって、実際に光学系２０１の焦点が合っている場
合でも、不一致量が０になるとは限らない。また、同じ
条件であっても、相関演算に用いる画素数により不一致
量Ｈｎ(k)の値が異なる。特に、第１演算モード及び第
３演算モードでは、相関演算に用いる画素数が変化する
ため、同じ演算モードであっても不一致量Ｈｎ(k)を単
純に比較することはできない。そのため、補正係数Ｒ
(k)を用いる。補正係数Ｒ(k)としては、例えば相関演算
に用いる画素のコントラスト(例えば、隣接する２つの
画素からのデータの出力の差分の絶対値の総和）の比で
規格化する方法や、相関演算に用いる画素の比で規格化
する方法等が考えられる。

【００４４】また、図６の（ａ）又は（ｂ）に示すよう
に、不一致量Ｈｎ(k)が最小となる位置ｍ0が画素ｍと画
素ｍ＋１又はｍ−１の中間にある場合、以下の式（４）
に従って補完演算を行う。この補完演算については公知
であるため、その説明を省略する。

【００４５】

【数７】

【００４６】上記図５に示す一例では、第２アイランド
４２における基準部４２ａと参照部４２ｂの画素データ
のずれは、右方向に３画素であった。ＡＦセンサモジュ
ール１４０は、実質的に光学系２０１による被写体２の
像位置とフィルム面１とのずれの方向及び量を検出して
いる。ところで、光学系２０１の焦点距離により、光学
系２０１のデフォーカス量と像位置の移動量とが一定の
関係にある。従って、光学系２０１のデフォーカス量
（移動量）は、画素データのずれ量、レンズの焦点距離
に基づく係数等を用いて演算される。また、光学系２０
１の移動方向は、画素データのずれの方向によって決定
される。

【００４７】次に、ＡＦＣＰＵ３０１及びＡＦセンサモ
ジュール１４０の接続関係のブロック構成を図７に示
す。ＡＦセンサモジュール１４０には、図２に示した構
成の他に、センサ１４１を駆動するためのクロック発生
部１５０、ＡＦＣＰＵ３０１からの信号に基づいて、セ
ンサ１４１の各アイランド４１〜４４の電荷蓄積（以
下、積分と称する）開始や蓄積された電荷の読み出しの
開始等を制御するＣＣＤ動作制御部１５１、センサ１４
１の各アイランド４１〜４４からの出力信号（Ｖｏｕ
ｔ）に基づいて、電荷蓄積時間（積分時間）を制御する
ための積分時間制御部１５２、センサ１４１の各アイラ
ンド４１〜４４からの出力信号（Ｖｏｕｔ）の増幅を行
うアナログ信号処理部１５３を具備する。積分時間制御
部１５２は、被写体２の輝度が高い場合は積分時間を短
くし被写体２の輝度が低い場合は積分時間を長くして、
各アイランド４１〜４４から時間を調節する。

【００４８】ＡＦＣＰＵ３０１は、アナログ信号処理部
１５３からのアナログ出力信号（Ｖａｍｐ）をディジタ
ル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３１０、Ａ／Ｄ変換され
たディジタル信号及びレンズＣＰＵ２０４からの光学系
２０１の焦点距離情報等を記憶するためのＲＡＭ等の記
憶部３１１、Ａ／Ｄ変換された信号に基づいて光学系２
０１の焦点位置を検出するための焦点検出部３１２、焦
点検出部３１２により検出された光学系２０１の焦点位
置及び光学系２０１の焦点距離等から光学系２０１の焦
点位置の補正量（デフォーカス量）を演算すると共に、
例えば光学系２０１の焦点が被写体２に合っている場合
等に表示素子に合焦信号を出力する補正演算部３１３、
演算された補正量に基づいてＡＦ駆動ユニット１６０及
びレンズ駆動機構２０３を駆動するレンズ駆動制御部３
１４、クロック発生部１５０に所定のクロックパルス
（ＣＰ）を出力し、動作制御部１５１に電荷蓄積開始
（積分開始）信号（ＩＣＧ）及び電荷読み出し開始信号
（ＳＨＭ）を出力し、アナログ信号処理部１５３に増幅
モードを切り替えるためのモード切り替え信号（ＭＤ）
を出力するセンサ制御部３１５、レンズ駆動制御部３１
４及びセンサ制御部３１５に所定のタイミング信号を出
力するタイマ回路３１６等を具備する。

【００４９】次に、センサ１４１の各アイランド４１〜
４４の出力信号の増幅モードについて、図８〜図１１を
参照しつつ説明する。一般的に、被写体２が低コントラ
ストの場合、センサ１４１の各アイランド４１〜４４の
出力信号（Ｖｏｕｔ）の変化は小さい。そのため、これ
らの信号をそのまま用いて光学系２０１の焦点位置を判
断するのは困難である。従って、光学系２０１の焦点位
置の判断を行える程度の出力信号の変化を得るべく、セ
ンサ１４１の各アイランド４１〜４４の出力信号（Ｖｏ
ｕｔ）の増幅が行われる。

【００５０】通常行なわれる増幅モードとして、センサ
１４１の暗出力電圧を基準として増幅するモード（以
下、ＮＭモードと称する）が知られている。ＮＭモード
は、低輝度低コントラストな被写体に対して有効であ
る。ＮＭモードによる増幅例を図８に示す。（ａ）は増
幅前のセンサ１４１のアイランド４１〜４４のいずれか
の出力信号（Ｖｏｕｔ）及び暗出力電圧（Ｖｒｅｆ）を
示し、（ｂ）は増幅後の出力信号（Ｖａｍｐ）及び増幅
後の暗出力電圧（Ｖｒｅｆ２）を示す。

【００５１】一方、被写体２が高輝度低コントラストな
場合、暗出力電圧（Ｖｒｅｆ）を基準として、各アイラ
ンド４１〜４４の出力信号（Ｖｏｕｔ）を増幅すると、
ＡＦＣＰＵ３０１等で取り扱える電圧を超えてしまう
（いわゆる、オーバーフローする）おそれがある。そこ
で、有効画素出力の平均値的な電圧を基準として増幅す
るモード（以下、ＬＣモードと称する）を併用すること
が提案されている。ＬＣモードによる増幅例を図９に示
す。（ａ）は増幅前のセンサ１４１のアイランド４１〜
４４のいずれかの出力信号（Ｖｏｕｔ）、有効画素出力
電圧の平均値（Ｖａｖｅ）及び暗出力電圧（Ｖｒｅｆ）
示し、（ｂ）は増幅後の出力信号（Ｖａｍｐ）、増幅し
ていない有効画素出力電圧の平均値（Ｖａｖｅ）及び暗
出力電圧（Ｖｒｅｆ）を示す。

【００５２】アナログ信号処理部１５３の回路構成例を
図１０及び図１１に示す。図１０に示す構成例では、セ
ンサ１４１の各アイランド４１〜４４のいずれかの出力
信号（Ｖｏｕｔ）は、ＯＰアンプ１５３１の＋側入力端
子に入力される。ＯＰアンプ１５３１の増幅する前の出
力Ｖｏｕｔ２は平均値演算回路１５３２に入力され、有
効画素出力電圧の平均値（Ｖａｖｅ）が演算される。演
算された出力電圧の平均値（Ｖａｖｅ）は、平均値保持
回路１５３３に入力され、その電圧が保持される。ＯＰ
アンプ１５３１の−側入力端子にはスイッチ１５３５が
接続され、暗出力電圧回路１５３４からの暗出力電圧
（Ｖｒｅｆ）と平均値保持回路１５３３の出力電圧の平
均値（Ｖａｖｅ）のいずれかが、二者択一的に入力され
る。スイッチ１５３５が暗出力電圧回路１５３４の出力
電圧（Ｖｒｅｆ）を選択した場合、図８に示すようなＮ
Ｍモードによる暗出力電圧を基準とする増幅が行われ
る。スイッチ１５３５が平均値保持回路１５３３の出力
電圧の平均値（Ｖａｖｅ）を選択した場合、図９に示す
ようなＬＣモードによる有効画素出力電圧の平均値を基
準とする増幅が行われる。

【００５３】ＬＣモードによる増幅の場合、ＯＰアンプ
１５３１の−側入力端子に入力される基準電圧は、必ず
しも有効画素出力電圧の平均値である必要はなく、これ
に近似した値の電圧であれば良い。図１１に示す構成例
では、有効画素出力電圧の平均値（Ｖａｖｅ）の代わり
に、モニタ電圧回路１５３６からの出力電圧の平均値
（Ｖａｖｅ）に近似したモニタ電圧（Ｖｍｏｎ）を用い
る。この構成により、ＯＰアンプ１５３１の出力から有
効画素出力電圧の平均値（Ｖａｖｅ）を演算する必要が
なく、回路構成が簡単になり、また演算処理に要する時
間が短縮される。

【００５４】次に、本実施形態の動作について、図１２
〜図１６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

【００５５】カメラ本体１００の電源スイッチ（図示せ
ず）をオンすると（＃１）、ＡＦＣＰＵ３０１は全ての
設定状態をリセットし、増幅モードはＮＭに設定する
（＃３）。次に、ＡＦＣＰＵ３０１は、シャッターレリ
ーズボタンがいわゆる半押し状態のときにオンするスイ
ッチＳ１（図示せず）がオンしたか否かを判断する（＃
５）。スイッチＳ１がオンの場合、ユーザーがシャッタ
ーレリーズボタンに指を置き撮影態勢に入っているの
で、ＡＦＣＰＵ３０１は光学系２０１の焦点位置検出を
開始する。

【００５６】ＡＦＣＰＵ３０１は、センサ１４１の積分
回数ｍをカウントすべく、第１のカウンタ（ｍ＝１）を
設定し（＃７）、ＡＦＣＰＵ３０１はセンサ制御部３１
５等を制御し、センサ１４１の第１〜第４アイランド４
１〜４４の積分を行う（＃９）。これと並行して、第１
〜第４アイランド４１〜４４のデータをアナログ信号処
理部１５３等に転送すべく、第２のカウンタ（ｎ＝１）
を設定する（＃１１）。ここで、出力信号の転送を行う
アイランドを第ｎアイランド（ｎ＝１〜４）とする。

【００５７】次に、第１カウンタの計数値ｍが１か否か
を判断する（＃１３）。センサ１４１の最初の積分、す
なわちｍ＝１の場合、ＡＦＣＰＵ３０１は、第ｎアイラ
ンドの出力信号の転送を行う（＃１５）。第ｎアイラン
ドの出力信号の転送完了後、第２カウンタの計数値を１
つ進め（＃１７）、全アイランド最後の第４アイランド
４４までのデータが転送されたか否か、すなわち第２カ
ウンタの計数値ｎ＝５か否かを判断する（＃１９）。ｎ
＝５でないときは＃１３へ戻る。

【００５８】一方、＃１３においてｍ＝１でない場合、
ＡＦＣＰＵ３０１は、第１カウンタの計数値ｍが３か否
かを判断する（＃１４）。ｍ＝３の場合、センサ１４１
の２度目の積分でもコントラストが低く、焦点位置検出
が不可能であるため、ＡＦＣＰＵ３０１は、表示素子１
２４にローコン表示を行う（＃１６）。

【００５９】＃１４においてｍ＝３でない場合、すなわ
ちセンサ１４１の２度目の積分である場合、第１〜第４
のいずれかのアイランドの出力信号の再転送要求である
ので、ＡＦＣＰＵ３０１は、第ｎアイランドについて、
再転送フラグがオンしているか否かを判断する（＃２
１）。再転送フラグがオンしている場合は、第ｎアイラ
ンドの出力信号を転送する（＃１５）。再転送フラグが
オンしていない場合、第２カウンタの計数値を１つ進め
て（＃１７）、次のアイランドについて同様の動作を行
う。

【００６０】次に、ＡＦＣＰＵ３０１は、順に転送され
てくる第ｎアイランドの出力信号について、それぞれア
ナログ信号処理部１５３による出力信号の増幅を行う。
その際、第ｎアイランドに増幅方法としてＬＣモード増
幅が指定されているか否かを判断する（＃２３）。第１
カウンタの計数値ｍ＝１の場合、センサ１４１の最初の
積分であり、＃３において設定状態がリセットされてい
るので、アナログ信号処理部１５３は、ＮＭモードで出
力信号を増幅する（＃２５）。一方、＃２３において増
幅方法としてＬＣモードが指定されていると判断された
場合、アナログ信号処理部１５３は、ＬＣモードで出力
信号を増幅する（＃２７）。増幅された出力信号は、Ａ
／Ｄ変換部３１０によりＡ／Ｄ変換され（＃２９）、Ａ
／Ｄ変換されたデータは記憶部３１１に記憶される（＃
３１）。

【００６１】次に、ＡＦＣＰＵ３０１は、第１〜第４ア
イランド４１〜４４ごとのコントラストを計算するため
に、第３カウンタ（ｎ＝１）を設定する（＃３３）。Ａ
ＦＣＰＵ３０１は、記憶部３１０に記憶したデータを用
いて第１アイランド４１から順にコントラストの計算を
行う（＃３５）。ここでも、コントラスト計算を行った
アイランドを第ｎアイランド（ｎ＝１〜４）とし、計算
したコントラストをＣＡｎとする。

【００６２】ＡＦＣＰＵ３０１は、第ｎアイランドにつ
いて、前回ＬＣモードで増幅を行ったか否かを判断する
（＃３７）。センサ１４１の最初の積分の場合、各アイ
ランドの出力信号はＮＭモードで増幅されているので、
＃３７でＮＯと判断され、ＡＦＣＰＵ３０１は計算した
第ｎアイランドのコントラストＣＡｎを第１比較値Ｃ１
と比較する（＃３９）。ＣＡｎ＞Ｃ１でない場合、さら
に第ｎアイランドのコントラストＣＡｎをＣ１より小さ
い第２比較値Ｃ２と比較する（＃４１）。

【００６３】＃４１においてＣＡｎ＞Ｃ２、すなわちＣ
１≧ＣＡｎ＞Ｃ２の場合、第ｎアイランドの出力信号を
ＬＣモードで増幅する場合のゲインを２倍（×２）に設
定する（＃４３）。一方、＃４３においてＣＡｎ＞Ｃ２
でない、すなわちＣ２≧ＣＡｎの場合、コントラストが
さらに低いので第ｎアイランドの出力信号をＬＣモード
で増幅する場合のゲインを４倍（×４）に設定する（＃
４５）。また、いずれの場合も、＃１５において第ｎア
イランドの出力信号を再転送させるべく、＃２１で判断
される第ｎアイランドの再転送フラグをオンする（＃４
７）。

【００６４】＃３７において前回ＬＣモードで増幅を行
ったと判断された場合、第ｎアイランドのコントラスト
ＣＡｎは、センサ１４１の２回目以降の積分による出力
信号をＬＣモードで増幅したものを用いて計算されてい
るので、もともとコントラストＣＡｎの値は高い。その
ため、第ｎアイランドのコントラストＣＡｎをＣ１より
大きい第３比較値Ｃ３と比較する（＃４９）。ここで、
Ｃ３＞Ｃ１＞Ｃ２である。

【００６５】＃４９においてＣＡｎ＞Ｃ３の場合、コン
トラストＣＡｎが高すぎて、後の焦点位置検出に適さな
いので、第ｎアイランドの増幅方法をＮＭモードに再指
定し（＃５１）、ＮＭモードで増幅した出力信号を再転
送するために第ｎアイランドの再転送フラグをオンする
（＃４７）。

【００６６】＃３９においてＣＡｎ＞Ｃ１の場合及び＃
においてＣＡｎ＞Ｃ３でない場合、いずれも計算された
第ｎアイランドのコントラストは適正であるので、次の
アイランドを処理すべく第３カウンタの計数値を１つ進
め（＃５３）、最後の第４アイランド４４のコントラス
トを所定の比較値Ｃ１〜Ｃ３と比較したか否か、すなわ
ち第３カウンタの計数値ｎ＝５か否かを判断する（＃５
５）。ｎ＜５の場合、＃３５へ戻り、次のアイランドの
コントラストを計算し、同様の比較を行う（＃３５〜５
３）。

【００６７】第１〜第４アイランド４１〜４４の全てに
ついて、コントラストの計算及び比較が完了すると（＃
５５でＹＥＳ）、ＡＦＣＰＵ３０１は、いずれかのアイ
ランドについて再転送フラグがオンしているか否かを判
断する（＃５７）。いずれかのアイランドについて再転
送フラグがオンしている場合、そのアイランドについて
出力信号の再転送を要求しているので、ＡＦＣＰＵ３０
１は、第１カウンタの計数値ｍを１つ進め（＃５９）、
再度＃９から＃５７に示すフローを行う。

【００６８】いずれのアイランドについても再転送フラ
グがオンしていない場合（＃５７でＮＯ）、第１〜第４
アイランド４１〜４４の全てについて、コントラストＣ
Ａｎが、Ｃ３＞ＣＡｎ＞Ｃ２（ｎ＝１〜４）の適当な範
囲にあることを示している。そこで、ＡＦＣＰＵ３０１
は、記憶部３１１に記憶されているデータを用いて光学
系２０１の焦点位置検出を開始する（＃６１）。

【００６９】焦点位置検出を開始すると、ＡＦＣＰＵ３
０１は、カウンタｎを設定しｎ＝１を入力する（＃６
３）。第ｎアイランドに関して、基準部の各ブロックの
画素数Ｎ、参照部の全画素数Ｔ、上下又は左右のオフセ
ット量Ｌ，Ｍ、補正係数をＲ(k)等の演算データを設定
する（＃６５）。さらに、ＡＦＣＰＵ３０１は、記憶部
３１１から読み出した第ｎアイランドの基準部の画素デ
ータと参照部の画素データとを用いて、上記第１〜第３
演算モードに関する式（１）〜（３）に従って合計（Ｍ
＋Ｔ−Ｎ＋Ｌ＋１）個の不一致量Ｈｎ(k)を演算する
（＃６７）。全不一致量Ｈｎ(k)を演算すると、各不一
致量Ｈｎ(k)を比較し、不一致量Ｈｎ(k)がもっとも小さ
くなる位置、すなわち焦点位置を決定する（＃６９）。
また、補完演算が必要な場合は、上記式（４）に従って
補完演算を行う。焦点位置が決定すると、そのデータに
基づいて光学系２０１の移動量、すなわちデフォーカス
量を演算する（＃７１）。演算されたデフォーカス量
は、一旦記憶部３１１に記憶しておく。デフォーカス量
を演算すると、ＡＦＣＰＵ３０１は、カウンタｎを１つ
進め（＃７３）、全てのアイランド４１〜４４について
デフォーカス量を演算したか否かを判断する（＃７
５）。ｎ＝５でない場合は＃６５へ戻り、全てのアイラ
ンドのデフォーカス量を演算する。

【００７０】全てのアイランド４１〜４４についてデフ
ォーカス量を演算すると、ＡＦＣＰＵ３０１は、複数の
デフォーカス量の中から、実際に光学系２０１の移動を
制御するための１つのデフォーカス量の決定アルゴリズ
ムを開始する（＃７７）。まず、センサ１４１の中央部
に略十字状に配列された第２アイランド４２のデフォー
カス量ＤＦ２と第４アイランド４４のデフォーカス量Ｄ
Ｆ４のうちいずれか１つを選択するために、これらのデ
フォーカス量ＤＦ２，ＤＦ４を記憶部３１１から読み出
す（＃７９）。

【００７１】次に、ＡＦＣＰＵ３０１は、第２アイラン
ド４２のデフォーカス量ＤＦ２が第４アイランド４４の
デフォーカス量ＤＦ４よりも十分に大きいか否かを判断
する（＃８１）。「十分に」大きいか否かの判断は、例
えば第２アイランド４２のデフォーカス量ＤＦ２と第４
アイランド４４のデフォーカス量ＤＦ４の差の絶対値と
所定の大きな値の比較値とを比較することにより行う。
所定の比較値は、実験的、経験的に設定される。第２ア
イランド４２のデフォーカス量ＤＦ２が第４アイランド
４４のデフォーカス量ＤＦ４よりも十分に大きい場合
（＃８１でＹＥＳ）、ＡＦＣＰＵ３０１は第２アイラン
ド４２のデフォーカス量ＤＦ２を第２エリアからのデフ
ォーカス量として選択する（＃９１）。

【００７２】第２アイランド４２のデフォーカス量ＤＦ
２が第４アイランド４４のデフォーカス量ＤＦ４よりも
小さい場合及び第２アイランド４２のデフォーカス量Ｄ
Ｆ２が第４アイランド４４のデフォーカス量ＤＦ４より
も大きいが、両者が比較的近似している場合（＃８１で
ＮＯ）、ＡＦＣＰＵ３０１は、第４アイランド４４のデ
フォーカス量ＤＦ４が第２アイランド４２のデフォーカ
ス量ＤＦ２よりも十分大きいか否かを判断する（＃８
３）。「十分に」大きいか否かの判断は、＃８１の場合
と同様である。第４アイランド４４のデフォーカス量Ｄ
Ｆ４が第２アイランド４２のデフォーカス量ＤＦ２より
も十分に大きい場合（＃８３でＹＥＳ）、ＡＦＣＰＵ３
０１は第４アイランド４４のデフォーカス量ＤＦ４を第
２エリアからのデフォーカス量として選択する（＃８
９）。

【００７３】第４アイランド４４のデフォーカス量ＤＦ
４が第２アイランド４２のデフォーカス量ＤＦ２よりも
小さく、かつ両者が比較的近似している場合及び第４ア
イランド４４のデフォーカス量ＤＦ４が第２アイランド
４２のデフォーカス量ＤＦ２よりも大きいが、両者が比
較的近似している場合（＃８３でＮＯ）、ＡＦＣＰＵ３
０１は、第２アイランド４２の信頼性を示す値ＲＥ２が
所定値Ｙ１よりも大きいか否かを判断する（＃８５）。
ここで、第２アイランド４２の信頼性を示す値ＲＥ２と
して、第２アイランド４２についての最小の不一致量Ｈ
２(k)やコントラストＣＡ２等を用いる。以下の場合も
同様である。第２アイランド４２の信頼性を示す値ＤＦ
２が所定値Ｙ１よりも大きい場合（＃８５でＹＥＳ）、
ＡＦＣＰＵ３０１は第２アイランド４２のデフォーカス
量ＤＦ２を第２エリアからのデフォーカス量として選択
する（＃９１）。なお、＃８５では、横方向に配列され
た第２アイランド４２のデフォーカス量ＤＦ２を縦方向
に配列された第４アイランド４４のデフォーカス量ＤＦ
４に対して優先的に選択するように設定されている。

【００７４】第２アイランド４２の信頼性を示す値ＲＥ
２が所定値Ｙ１よりも大きくない場合（＃８５でＮ
Ｏ）、ＡＦＣＰＵ３０１は、第２アイランド４２の信頼
性を示す値ＲＥ２が第４アイランド４４の信頼性を示す
値ＲＥ４よりも大きいか否かを判断する（＃８７）。第
２アイランド４２の信頼性を示す値ＲＥ２が第４アイラ
ンド４４の信頼性を示す値ＲＥ４よりも大きい場合（＃
８７でＹＥＳ）、ＡＦＣＰＵ３０１は第２アイランド４
２のデフォーカス量ＤＦ２を第２エリアからのデフォー
カス量として選択する（＃９１）。一方、第４アイラン
ド４４の信頼性を示す値ＲＥ４が第２アイランド４２の
信頼性を示す値ＲＥ２よりも大きい場合（＃８７でＮ
Ｏ）、ＡＦＣＰＵ３０１は第４アイランド４４のデフォ
ーカス量ＤＦ４を第２エリアからのデフォーカス量とし
て選択する（＃８９）。

【００７５】第２エリアからのデフォーカス量が選択さ
れると、ＡＦＣＰＵ３０１は、第１エリアからのデフォ
ーカス量として第１アイランド４１のデフォーカス量Ｄ
Ｆ１を、第３エリアからのデフォーカス量として第３ア
イランド４３のデフォーカス量ＤＦ３を、記憶部３１１
から読み出し（＃９３）、第１〜第３エリアのデフォー
カス量の位置、例えば最もカメラに近い被写体を示して
いる領域からのデフォーカス量を、最終デフォーカス量
として決定する（＃９５）。最終デフォーカス量が決定
すると、ＡＦＣＰＵ３０１は、最終デフォーカス量に基
づいて光学系２０１の焦点位置の補正量を演算し、演算
された補正量に基づいてＡＦ駆動ユニット１６０、レン
ズ駆動機構２０３を駆動する（＃９７）。

【００７６】図１２〜図１６に示すフローチャートの＃
５７において、いずれかのアイランドについて再転送フ
ラグがオンしている場合、＃９に戻ってセンサ１４１の
第１〜第４アイランド４１〜４４の全てについて再積分
を行うように構成したが、これに限定されるものではな
く、第１〜第４アイランド４１〜４４ごとに積分の制御
が可能である場合、再転送フラグがオンしているアイラ
ンドについてのみ再積分を行うように構成しても良い。
また、＃２３〜＃２７において、第１〜第４アイランド
４１〜４４の出力信号のそれぞれについてＬＣモードか
ＮＭモードかを判別して独立して増幅するように構成し
たが、第１〜第４アイランド４１〜４４の全てをＬＣモ
ード又はＮＭモードで増幅し、再転送が要求されている
アイランドに関する増幅された出力信号だけをＡ／Ｄ変
換部３１０等に転送するように構成しても良い。

【００７７】また、上記実施形態では、＃３５〜＃５７
において、第１〜第４アイランド４１〜４４のそれぞれ
についてコントラストを計算し、増幅モードやゲイン等
を設定したが、エリアごとにコントラスト、増幅モー
ド、ゲイン等を設定しても良い。第１及び第３エリアは
第１及び第３アイランド４１，４３と実質的に一致して
いるので、具体的には、第２エリアに関して第２アイラ
ンド４２と第４アイランド４４のいずれがコントラスト
の高い方を選択し、選択されたアイランドのデータにつ
いてのみ、その後の演算を行う。この場合、＃７７から
＃９１までの第２エリアのデフォーカス量決定ルーチン
が不要になる。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の焦点位置検出装置は、それぞれ複数の画素で構成さ
れた基準部及び参照部を有する光電変換素子アレイを含
み、基準部の画素データを複数のブロックに分割し、分
割した各ブロックごとの画素データと参照部の画素デー
タとを比較することにより焦点位置検出を行う位相差方
式の焦点位置検出装置であって、参照部のいずれかの端
部近傍の画素データと、各ブロックの画素データを比較
する際、各ブロックの画素データのうち参照部の端部側
の所定数の画素データをオフセットして相関演算を行
い、順次相関演算する画素データ数を１つずつ増やして
相関演算を行うので、例えば基準部の右端のブロックに
おいて、右端から所定数（例えばＭ個）の画素データを
オフセットしておき、ブロック（又は基準部）の第Ｍ＋
１番目の画素データと参照部の第１番目の画素データを
比較することができる。従って、より広い領域に対して
焦点検出が可能となる。さらに、相関演算において、ず
らすことができる範囲が広くなるので、より大きなデフ
ォーカス量にも対応することができる。

【００７９】また、各ブロックの画素データをオフセッ
トして相関演算を行う場合、各ブロックの画素データの
うち相関演算に用いた画素データを用いて演算したコン
トラストに対応した所定の係数又は相関演算に用いた画
素データ数に対応した所定の係数を乗算することにより
規格化することにより、画素データをオフセットし、相
関演算に用いる画素数が変化する場合であっても、容易
に不一致量Ｈｎ(k)の比較を行うことができる。その結
果、焦点位置検出の精度をさらに高くすることができ
る。

【００８０】また、本発明の別の焦点位置検出装置によ
れば、それぞれ複数の画素で構成された基準部及び参照
部を有する光電変換素子アレイを含み、基準部の画素デ
ータを複数のブロックに分割し、分割した各ブロックご
との画素データと参照部の画素データとを比較すること
により焦点位置検出を行う位相差方式の焦点位置検出装
置であって、各ブロックの第１の端部近傍の画素データ
と参照部の第２の端部近傍の画素データとを比較するた
めの第１演算モード、各ブロックの全画素データと参照
部全画素データとを比較する第２演算モード、各ブロッ
クの第２の端部近傍の画素データと参照部の第１の端部
近傍の画素データとを比較するための第３演算モードを
有し、各ブロックの画素データをｂ(j)（但し、ｊ＝１
〜Ｎ）、参照部画素データをｒ(j)(但し、ｊ＝１〜
Ｔ）、第１の端部側のオフセット量Ｌ、第２の端部側の
オフセット量Ｍ、相関演算順位ｋ（ｋ＝０〜（Ｍ＋Ｔ−
Ｎ＋Ｌ））、補正係数をＲ(k)、第ｎアイランドの第ｋ
番目の相関演算による不一致量をＨｎ(k)として、

【００８１】

【数８】

【００８２】第１演算モードでは（１）式、第２演算モ
ードでは（２）式、第３演算モードでは（３）式に従っ
て不一致量を演算するので、基準部をいくつのブロック
に分割しようとも、全ブロックの全画素データについて
参照部の全ての画素データと比較することができ、光電
変換素子アレイの画素数を増やすことなく、焦点位置検
出範囲を広くすることができる。

【００８３】また、基準部の画素数と参照部の画素数を
等しくすることにより、光電変換素子アレイの全体の画
素数を少なくし、焦点位置検出装置のセンサ部を小さく
することができる。または、同じ大きさで、基準部の画
素数を多くすることができる。従って、センサを大きく
することなく精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態であ
るオートフォーカスカメラの一構成例を示す図である。

【図２】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
けるＡＦセンサモジュールの一構成例を示す斜視図であ
る。

【図３】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
ける光電変換素子アレイの一構成例を示す図である。

【図４】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
ける相関演算方法を示す図である。

【図５】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
ける相関演算方法を示す図である。

【図６】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
ける補完演算方法を示す図である。

【図７】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態であ
るオートフォーカスカメラの制御回路の一構成例を示す
ブロック図である。

【図８】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
ける光電変換素子アレイの出力信号のＮＭモードによる
増幅を示す図である。

【図９】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態にお
ける光電変換素子アレイの出力信号のＬＣモードによる
増幅を示す図である。

【図１０】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける光電変換素子アレイの出力信号の増幅回路の一構
成例を示す図である。

【図１１】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける光電変換素子アレイの出力信号の増幅回路の他の
構成例を示す図である。

【図１２】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける一動作例を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける一動作例を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける一動作例を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける一動作例を示すフローチャートである。

【図１６】本発明の焦点位置検出装置の一実施形態に
おける一動作例を示すフローチャートである。

【図１７】従来例における焦点位置検出のための相関
演算を示す図である。

【符号の説明】

１：フィルム面２：被写体４１：第１アイランド４２：第２アイランド４３：第３アイランド４４：第４アイランド１００：カメラ本体１４０：ＡＦセンサユニット１４１：センサ２００：レンズ本体２０１：光学系３０１：ＡＦＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ複数の画素で構成された基準部
及び参照部を有する光電変換素子アレイを含み、前記基
準部の画素データを複数のブロックに分割し、分割した
各ブロックごとの画素データと前記参照部の画素データ
とを比較することにより焦点位置検出を行う位相差方式
の焦点位置検出装置であって、前記参照部のいずれかの端部近傍の画素データと、前記
各ブロックの画素データを比較する際、前記各ブロック
の画素データのうち前記参照部の端部側の所定数の画素
データをオフセットして相関演算を行い、順次相関演算
する画素データ数を１つずつ増やして相関演算を行うこ
とを特徴とする焦点位置検出装置。
【請求項２】前記各ブロックの画素データをオフセッ
トして相関演算を行う場合、前記各ブロックの画素デー
タのうち相関演算に用いた画素データを用いて演算した
コントラストに対応した所定の係数を乗算することによ
り規格化することを特徴とする請求項１記載の焦点位置
検出装置。
【請求項３】前記各ブロックの画素データをオフセッ
トして相関演算を行う場合、前記各ブロックの画素デー
タのうち相関演算に用いた画素データ数に対応した所定
の係数を乗算することにより規格化することを特徴とす
る請求項１記載の焦点位置検出装置。
【請求項４】それぞれ複数の画素で構成された基準部
及び参照部を有する光電変換素子アレイを含み、前記基
準部の画素データを複数のブロックに分割し、分割した
各ブロックごとの画素データと前記参照部の画素データ
とを比較することにより焦点位置検出を行う位相差方式
の焦点位置検出装置であって、前記各ブロックの第１の端部近傍の画素データと前記参
照部の第２の端部近傍の画素データとを比較するための
第１演算モード、前記各ブロックの全画素データと前記
参照部全画素データとを比較する第２演算モード、前記
各ブロックの第２の端部近傍の画素データと前記参照部
の第１の端部近傍の画素データとを比較するための第３
演算モードを有し、前記各ブロックの画素データをｂ(j)（但し、ｊ＝１〜
Ｎ）、前記参照部画素データをｒ(j)(但し、ｊ＝１〜
Ｔ）、第１の端部側のオフセット量Ｌ、第２の端部側の
オフセット量Ｍ、相関演算順位ｋ（ｋ＝０〜（Ｍ＋Ｔ−
Ｎ＋Ｌ））、補正係数をＲ(k)、第ｎアイランドの第ｋ
番目の相関演算による不一致量をＨｎ(k)として、【数１】第１演算モードでは（１）式、第２演算モードでは
（２）式、第３演算モードでは（３）式に従って不一致
量を演算することを特徴とする焦点位置検出装置。
【請求項５】前記基準部の画素数と前記参照部の画素
数が等しいことを特徴とする請求項１から４のいずれか
に記載の焦点位置検出装置。