JPS6079316A - 合焦検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−眼しフレ・ンクスカメラ等に用いられる合
焦検出装置に関するものである。

所謂ぼけ方式による合焦検出は、撮影光束の焦点予定面
近傍に等価的に２個のラインセンサを配置冒し、これら
のラインセンサの出力により像のへ゛枦明度を比＋１’
１２　して焦点位置の判定を行うものである。とこ゛ろ
で、この方式は各種の被写体に対してｊＦ確で、かつぼ
けの程度を定量的に正規化した形で演）１を行うために
、例えは特開昭５５−１８６５２弓公報のように予定焦
点面前後の鮮明度信号の差を和で除算することにより、
少なくとも予定焦点面近くにおいては、高コンＩ・ラス
トヲ有する被写体の場合でも２つのラインセンサからの
鮮明度信号が同等に増加するために、ずれの程度を正し
く算出することができる。

第１図はこの様子を示したものであり、（ａ）において
横軸をずれ量、縦軸をラインセンサの出力としたもので
あり、Ｆは予定焦点面を表している。ラインセンサの出
力Ｓａ、　Ｓｂは説明の都合上、模式的に三角波で示し
ている。第１図（ｂ）の直線で示す信号Ａは、このとき
の出力Ｓａ、　Ｓｂの差を和で除したものであり、ずれ
量に比例した信号が得られる。しかし、一方の出力が零
又は零に近い場合には原理的には１に安定する筈である
が、実際には零近くでノイズ等により安定しなかったり
、２つの出力の一方が合焦近くで他方が大きくぼけた場
合には正確に比例しなかったり、更には予定焦点面Ｆ　
ｊｊ：ｉ後のラインセンサの近くに合焦点がずれた場合
、或いはそれ以上にずれた場合には安定した信号が得ら
れないことがあった。

このため、このずれ量に比例する正しい焦点信号領域を
区別するために、予定焦点面Ｆにもう１個のラインセン
サを設け、その信号を加味する考えが例えば特開昭５５
−１５５３０８号公報に開示されている。つまり、第１
図（ａ）における信号Ｓｃがこのラインセンサからの出
力である。このラインセンサの出力Ｓｃが他の２つの出
力Ｓａ、Ｓｂよりも大きな区間、即ち予定焦点面Ｆ近傍
を安定して区別し、その区間では前述の正規化された信
号Ａを用い、その他の区間では第１図（ｂ）の旧、Ｂ２
に示す一定信号により、少なくとも誤りの少ない信号を
生成することができる。

第２図はこの従来の合焦装置のブロック回路構成図であ
り、撮影レンズ１を通過した光束を、予定焦点面Ｆの前
後に等価的に配置した２個のラインセンサ２ａ、２ｂ、
予定焦点面Ｆに等価的に配置したラインセンサ２ｃで受
光するようになっている。そして、これらのラインセン
サ２ａ、２ｂ、２ｃの出力に基づいて合焦状態を判定し
、撮影レンズ移動用の電動機３が駆動される。

ラインセンサ２ａ、２ｂの出力は、ラインセンサ２ａ、
２ｂの各ビットごとの信号を積分して出力信号とする積
分処理回路４ａ、４ｂを介して、それぞれ差動増幅器５
、加算器６に入力され差信号と和信号が得られる。両信
号の比は除算器７によりずれ量を信号レベルによらない
正規化した信号として、第１図（ｂ）に示す信号Ａのよ
うに得られ、選択器８を介して電動機３を駆動するよう
にされている。また、差動増幅器５の出力信号は増幅器
９を介して選択器８に接続され、先の除算器７からの信
号と択一的に選択され電動機３に送信されるようになっ
ている。一方、ラインセンサ２ａ、２ｂの信号は、比較
回路１０．１１において中央のラインセンサ２Ｃの出力
が両側のラインセンサ２ａ、２ｂの出力よりも大きいと
判断された場合には、ナンドゲーｈ１２を介して選択器
８を作動して除算器７を電動＃！３に接続し、その他の
場合には選択器８により増幅器９に接続するようになっ
ている。

かくすることにより、第１図（ｂ）に示すＡ、Ｂ１、Ｂ
２の信号が得られ、信号Ａにおいてはずれの方向と大き
さが判別でき、Ｂ１．　Ｂ２においてはずれの方向は増
幅器９の出力で判別できるが、その大きざについては成
る程度の大きさ以」−であることを知るのみでそれ以上
のことは判別できない。

従って、信号Ｂ１、Ｂ２を基に電動機３を駆動して合焦
に到達させるためには時間が掛かる欠点がある。

即ち、理想的には第１図（ｂ）の一点鎖線で示すば号Ｃ
のように、ずれ量に比例する信号によって電動機３を駆
動すれば、大きくずれた場合には迅速に、少しずれた場
合には遅く動かすことがてきるので、少ない時間で行き
過ぎもなく合焦に至ることになる。

本発明の目的は、上述の従来例の欠点を解消し、大きな
ずれ卆の部分においてもそのずれ量に応じた信号を得て
、合焦に至る時間を短縮するようにした合ス１、−検出
装隅を提供することにあり、その要旨は、予定結像面の
近傍に等価的に配置した複数個のラインセンサと、これ
らラインセンサの少なくとも１個の長手方向の光量分布
のピーク値とボトム値による関数値をめる回路と、該関
数値により撮影レンズ移動用電動機の動作を決定する回
路とを具備することを特徴とするものである。

前述したように、ライセンサの出力信号はずれ量の程度
により減少する。しかし、同一のずれにおいても、被写
体の輝度やコントラスト、例えは被写体が白と黒、白と
灰色の場合ではその出力は大きく変ってしまうために、
従来例では２個所の信号によってこの変化を除くように
正規化し、被写体の輝度やコントラストによらずに単に
ずれの程度に応じた信号を生成してきた。

本発明ではライセンサの出力内における被写体のコント
ラストに注目し、このコントラスト信号による新たな信
号を得て、その信号を補助的に用いることによって、よ
り広い範囲で第１図（ｂ）の信号Ｃに近い信号を得るも
のである。即ち、一般にぼけた像においても被写体の明
、暗の比又は差であるコントラストは残っているため例
えばピーク値とボトム値の差を、前述のずれ邦に従って
増減するライセンサの出力により除算した信号を生成す
る。このようにして得られた信号は、上述の理由のため
にずれ量に応じて大きくなる性質を有し、かつ被写体の
コントラストは除算により正規化されて補正されること
になる。

次に、本発明を第３図以下に図示の実施例により詳細に
説明する。なお、第２図と同一の符号は同一の回路部材
を示すものとする。

第３図に示す回路は第２図の回路にコントラスト処理を
実施する回路を伺加したものである。中央のラインセン
サ２Ｃの出力はコントラスト検出回路１３により出力信
号内のピーク値とボトム値の差、比又は分散等によるコ
ントラストがめられ、除算回路１４に被除数として入力
される。除９回路１４には積分処理回路４ｃの出力が除
数として入力され、除算結果は乗算器１５を介して選択
器１６に入力し、更に選択器８に接続されている。また
１乗算器１５には増幅器９からの信号も人力され、乗算
器１５の出力に正負の符号を伺加するようにされている
。更に、積分処理回路４Ｃの出力は比較回路１７におい
て一定レベルの信号と比較され、その出力により選択器
１６を作動するようになっている。

従って、第２図においても説明したように、中央のライ
ンセンサ２Ｃの出力が両側のラインセンサ２ａ、２ｂの
出力よりも大きい場合には、選択器８は除算回路７と電
動機３を接続し、第４図（ｂ）に示すＡの出力が得られ
る。また、中央のラインセンサ２Ｃの出力が小さくなる
と選択器８は切換わり、選択器１６の出力を電動機３に
接続することになる。

積分処理回路４ｃの出力が成るレベルよりも大きいと比
較回路１７において判断されたときは、選択器１６は乗
算器１５を電動機３と接続する。

ここにおいて、ラインセンサ２Ｃのピーク値とボトム値
によるコントラスト信号は、除算回路１４においてライ
ンセンサ２Ｃの出力信号の積分値により除算され、乗算
器１５に出力される。乗算器１５には別に増幅器９の正
負の符号出力が入力されており、これによって除算回路
１４の出力には符号が付され、第４図（ｂ）に示す０１
．　Ｄ２のように表される。従って、この出力は第２図
（ｂ）に比べて略比例関係が更に拡大される。この場合
に、除算回路１４の定数を適宜に選定することにより、
信号Ａとの切換点を自然に接続することができる。

また、積分処理回路４Ｃの出力が一定レベルよりも小さ
いと比較回路１７において判定されると、選択器１６は
増幅器９の出力を電動機３に接続し、第４図（ｂ）にお
ける一定値の信号Ｅ１．　Ｅ２が得られることになる。

かくすることにより、従来例に比べて第４図（ｂ）のハ
ツチングに相当する領域において改善がなされ、その分
だけ迅速にかつ正しく合焦駆動動作を実施できることが
できる。

なお１．に述の実施例においては、コンＩ・ラス！・信
号を中央のラインセンサ２ｃから得て、これを同じライ
ンセンサ２ｃの出力積分値により除したが、複数のライ
ンセンサの積分値の和によって除してもよい。また、中
央のラインセンサ２ｃを用いずに、予定焦点面Ｆの両側
に配ぬした２個のラインセンサ２ａ、２ｂにより合焦検
出をする場合には、これらの何れか又は双方のコントラ
ス）　（ｆｆ４を被除数とすればよい。

第５図は前述のコントラスト検出回路１３の実施例であ
り、ラインセンサ２の各画素の光電変換４８号は、シー
ケンスドライバ２０のクロ・ンク信号に同期して順次に
出力され、公知の積分処理回路に送られると同時に、ピ
ーク値はダイオード２１、コンデンサ２２により、ボト
ム値はタイオード２３、コンデンサ２４により検出され
、差動増幅器２５によってピーク値とボトム値の差Δが
端子２６から出力される。スイッチ２７及び２８はそれ
ぞれコンデンサ２２及び２４のリセット用であり、シー
ケンスドライバ２０の指令により有効画像信号の入力以
前にコンデンサ２２．２４を放電するようになっている
。

第６図は他のコントラスト検出回路１３の実施例を示し
、第５図と同一符号は同一の回路部材を示している。抵
抗３０．３１．３２と演算回路３３によってラインセン
サ２の出力のピーク値とボトム値は反転加算され、抵抗
３４．３５と演算増幅器３６により再反転される。この
演算増幅器３６の出力はピーク値とボトム値の和である
中央値であって、サンプル値ホールド回路３８を経て差
動増幅器３９においてラインセンサ２の出力との差をめ
、二乗回路４０、積分回路４１を介１２．端子４２に中
央値からの分散情報が出力される。この情報は第５図で
前述したピーク値とボトム値の差情報と同様にして、電
動機３を駆動するために用いることができる。

これらのピーク０１１とボトム値とのコントラスＩ・値
の差や分散値は、ぼけ方式の合焦検出だけでなく、複数
の異光路による像の相関検知によるずれ方式の合焦判定
の場合にも、その信号の確度を表す信号として応用可能
である。コントラスト回路１３によって得られたコンｉ
・ラスト情報は、本装置による合ｊ，Ｉ，％探索動作だ
けてなく、従来の合焦調整装置Ｎの補助動作として電動
機３の移動のためのサーボゲインの調整、移動量の決定
に有効に用いることができる。

上述したように本発明に係る合焦検出装置は、ラインセ
ンサの長手方向の光量分布をめ，そのコントラスト情報
な合焦判定に利用するようにしたので、合焦判定をより
正確にかつ迅速になし得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の合焦検出装置の出力信号の説明図、第２
図はそのブロック回路構成図、第３図以下は本発明に係
る合焦検出装置の実施例を示し、第３図はそのブロック
回路構成図、第４図はその出力信号の説明図、第５図、
第６図はコントラスト検出回路の構成図である。 符号ｌは撮影レンズ、２ａ、２Ｃ、２ｂはラインセンサ
、３は電動機、４ａ，４ｂ、４Ｃは積分処理回路、５は
差動増幅器、６は加算回路、７、１４は除算回路、８、
１６は選択器、１０、１１、１７は比較回路、１３はコ
ントラスト検出回路、１５は乗算回路である。 図面 第１図 （（］） ＣＡ＼ 第２図 第３図 第４図 ＠） 人、　Ｅ２ Ｃ＼、 手続補正書（自発） 昭和５９年６月７日 昭和５８年特許願第１８７８５０号 ２、発明の名称 合焦検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都大田区下丸子三丁目３０番２号名称（１０
０）キャノン株式会社 代表者　賀来龍三部 ４、代理人　゛ 〒１２１東京都足立区梅島二丁目１７番３号梅島バイタ
ウンＣ−１０４ 雷０３　（８５２）３１１１■ 明細書第９頁第２０行目の「第２図（ｂ）」を「第１図
（ｂ）」と補正する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　予定結像面の近傍に等価的に配置した複数個のラ
   インセンサと、これらラインセンサの少なくとも１個の
   長手方向の光量分布のピーク値とポＩ・ム値による関数
   値をめる回路と、該関Ｖ！値により撮影レンズ移動用電
   動機の動作を決定する回路とを具備することを特徴とす
   る合焦検出装置。 ２、　前記関数値は、ピーク値とボトム値の差のコント
   ラスト値を基とした特許請求の範囲第１項に記載の合焦
   検出装置。 ３、　前記関数値は、ピーク値とボトム値の和の分散値
   を基とした特許請求の範囲第１項に記載の合焦検出装置
   。 ４、　前記関数値による電動機の動作は、ずれの大きさ
   を基にして他の演算値による電動機動作と切換えて使用
   するようにした特許請求の範囲第１項に記載の合焦検出
   装置。 ５、前記関数値は、前記コントラスト値を１個又は複数
   個のラインセンサ出力の積分値により除算してめた特許
   請求の範囲第１項に記載の合焦検出装置。