JPS62148911A - 焦点検出装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、カメラの対物レンズを通過した被写体光を受
光して対物レンズのピント状態を検出する焦点検出装置
に関するものである。

従来技術とその問題点 この種の焦点検出装置においては、対物レンズの射出瞳
及び第１・第２の結像レンズを通過する光束により第１
・第２の光像を形成するため、第１・第２の結像レンズ
の有効径が対物レンズの射出瞳内に投影されるように対
物レンズの予定結像面の近傍で第１・第２の結像レンズ
の前方にコンデンサーレンズを配置するのが普通である
。第１２図及び第１３図は、コンデンサーレンズ（６）
を用いた従来のこの種の焦点検出装置の光学系及びそれ
による像形成の様子を示したもので、この光学系は対物
レンズ（２）の後方の予定焦点面（４）あるいはこの面
からさらに後方の位置に球面レンズから成るコンデンサ
ーレンズ（６）を有し、さらにその後方に結像レンズ（
８）、　（１０）を有し、各結像レンズ（８）、（１０
）の結像面には例えばＣ０Ｄ（電荷結合素子）を受光素
子として有するラインセンサー（１２）、　（１４）を
配しである。各ラインセンサー（１２）、　（１４）上
には夫々物体の第１・第２の像が形成されるが、それら
の像は、第１３図に示すように、ピントを合わすべき物
体の像が予定焦点面より前方に結像する、いわゆる前ピ
ンの場合、光軸（１８）に近くなり互に近づき、反対に
後ピンの場合、夫々光軸（１８）から遠くなる。ピント
が合った場合、第１・第２の像の互いに対応し合う二点
の間の間隔は、光学系の構成によって規定される特定の
距離となる。したがって、第１・第２の像間隔を検出す
ればピント状態が分かることになる。この像間隔の検出
は、原理的には次のようにして行なわれる。

即ち、第１４図において、センサ（＋２）、（Ｅ）のそ
れぞれは例えば１０個および１６個のホ）・ダイオード
のセルａ、〜ａ、。、ｂ、〜ｂｉ１１からなっている。

今、便宜」二番セルに付１′Ｊだ符号は各セルの出力を
も表わすものとする。ここで、センサ（１４）において
連続する１０個のセルの組を考えると、第１４図に示す
ように７つの組Ｂ　＋　、　Ｂ　２　、・・・Ｂ７がで
きる。

これら７組のうちどの組の像がセンサ（１２）のセルａ
、〜ａ＋Ｏの組Ａ、で検出される像と最も一致している
かを検出してピント状態を知るわ＋Ｊである。今、例え
ばセンサ（１２）の像がセンサ（］４）の組Ｂ、の部分
の像と一致しているものとする。つまり、セルａ＋＋８
２．”’ａ＋ｏの各出力とセルｂ、、ｂ７．−・−ｂ、
ｏノ各出力との間にａｔ−１１＋＋ａ、”ｌ］、＋”’
＋ａ＋ｏ＝ｌＬ。の関係が成立しているものとする。こ
の場合、 Ｓ＋＝ｌａ＋　　ｂｌ＋ｌａ２１１．ｌ＋−ｌａ＋ｏ　
ｂ＋ｏｌ−〇　　　　　　　　　　　　　　・・・・（
１）となるが、ＳＩは組Ｂ、以外の組の像に対する同様
な計算結果よりも小さく、すべての組の像に対する計算
結果の中で最小となる。このような最小値をとる組を見
い出すために、組Ｂ１およびこの組Ｂ＋に対して相対的
に順次Ｊセル分づつシフトした組Ｂ２．Ｂ３．・・、　
Ｂ　７の各々の像に対して上記のような計算が行なわれ
る。次いで、得られた計算結果の中から最小値を見い出
す操作が行なわれる。

以上の一連の計算は第１２図の相関器（１６）により行
なわれ、ピント状態の検出がなされる。

ところで、」二記のような焦点検出装置を備えたカメラ
１こおいても、静止している被写体に限らず、スポーツ
写真のように、速い速度で移動している被写体を測距し
、焦点調節を行う必要がある。従って、」二記焦点検出
装置は焦点検出時間ができるだけ短いことが望ましい。

しかしながら、上記焦点検出装置においてピント状態の
検出を行う場合、センサ（１４）上の像の光分布につい
て７つの組Ｂ　Ｉ、　Ｂ　７．・・・Ｂ７の中からセン
サ（１２）上の像の光分布に対する最良相関の得られる
組を求めるため、上記７つの組Ｂ、、１３７．・・・１
Ｂ７について上記（１）式により表される相関関数を相
対的に順次シフトさせつつ比較し、その比較結果により
、センサ（１２）Ｊ二の像に対するセンサ（１４）上の
像の最良相関位置を見つけ出すという多くの演算を実行
しなければならない。この演算にはかなりの時間を必要
とし、このため、」二記焦点検出装置は応答性および被
写体追従性が低くなるといった問題があった。

本発明の目的は、所定の焦点検出精度を維持しつつ、短
時間で焦点検出を行うことのできる焦点検出装置を提供
することである。

問題点を解決するための手没 一４＝ ところで、特開昭５９−１２６５１７号公報には、第１
４図のセンサ（１４）に対応する側のセンサを３つのブ
ロックに分け、各ブロックの全領域について相関関数を
シフトさせることにより、各々のブロックでの最良相関
位置を求め、そのうちで最も相関度の高い値を採用する
ようにしたものが提案されている。この装置では、３つ
のブロックの各々の全領域について相関関数をシフトさ
せているが、このように、３つのブロックの各々の全領
域を走査しなくても、１つのブロックで求まった位置に
応じて予測できる領域だけを走査すれば最良相関位置が
求まる確率は非常に高いと考えられる。

また、自動焦点調節装置を備えたカメラにおいて、一度
、広い範囲の中で最良相関位置を見つけ出すと、この位
置における信号に応じて対物レンズが合焦位置に駆動さ
れるので、次回の焦点検出も前回の焦点検出と同じよう
に広い範囲を走査しなくても、予想される範囲だけを走
査すれば、はとんどの被写体では最良相関位置を求める
ことができ、焦点検出時間を短縮することができるもの
と考えられる。さらに、一旦、合焦と判断された場合に
も、次回の演算では全領域の走査（Ｊ行わず、合焦位置
前後をシフト演算するだけで充分であると考えられる。

本発明は、上記のような点に着目してなされたものであ
って、対物レンズの異なる射出瞳からの光束を受光する
第１及び第２の光電変換素子アレイと、第１の光電変換
素子アレイを所定の画素数からなる複数のブロックに分
割し、夫々のブロックにおいて、ブロックの光分布と第
２の光電変換素子アレイからの光分布の信号を相対的に
ソフトして最良相関の得られるシフト位置を求める手段
と、前に求めたブロックでの最良相関が得られるシフト
位置に応じて次のブロックでの相対的なシフト範囲を制
限する手段とを備えたことを特徴としている。

明 本発明においては、第１の光電変換素子アレイの分割さ
れた夫々のブロックにおいて、ブロックの光分布と第２
の光電変換素子アレイからの光分布の信号を相対的にシ
フトして最良相関の得られるシフト位置を求め、前のブ
ロックで求まった最良相関のシフト位置に応じて次のブ
ロックでの相関計算のためのシフトの範囲を制限する。

この制限により、焦点検出演算に要する時間が短くなる
。

寒鼻鯉 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら具体
的に説明する。

本発明に係る焦点検出装置及びそれを用いた自動焦点調
節装置の回路図を第１図に示す。

なお、以下の説明では、第１２図に示した従来の光学系
が焦点検出光学系として用いられているものとする。但
し、ラインセンサー（１２）、（１４）は第２図に示し
たような同一の半導体チップ上に形成された１つのライ
ンセンサー（１５）の異なる２つの領域でそれぞれ構成
される。この第２図において、（Ｘ）は対物レンズ（２
）の光軸（１８）の通る位置を示す。（ρ、）〜（Ｉ２
４ｏ）はラインセンサー（１２）に対応する基準部（Ｌ
）内の画素を示し、（１２，）〜（１２２ｏ）、（ρ、
１〜ρ３ｏ）、（１２２，〜１２．ｏ）はそれぞれ基準
部（Ｌ）内における第１．第２．第３ブロツク（１）、
、（ｎ）、（１’ｌｌ）を構成する。ここで第１．第３
ブロツク（１）、（ＩＩＩ）は夫々２０個の画素を有し
、また、第２のブロック（Ｕ）も２０個の画素を有する
。一方、（ｒｌ）〜（ｒ４８）はラインセンサー（１４
）に対応する参照部（Ｒ）内の画素を示す。参照部（Ｒ
）内の画素数は４８であり、基準部（Ｌ）内の画素数よ
りも８個多い。基準部（Ｌ）の上方にはそれに接近して
後述の図示しないモニター用受光素子が配設されている
。なお、第２図において、最も光軸通過位置（Ｘ）から
離れた位置にある基準部（Ｌ）の画素（ρ１）と最も光
軸通過位置（Ｘ）に近い位置にある参照部（Ｒ）の画素
（ｒ、）との距離をＬｌとする。又、対物レンズ（２）
が、物体に対して合焦状態にあるとき、ずなわぢ対物レ
ンズ（２）による物体像が予定結像面（４）上に結像す
るときは、基準部（Ｌ）の第２ブロツク（ＩＴ）ｊ：の
像と等しい照度分布をもつ像が参照部（Ｒ）内の画素（
ｒ５）〜（ｒ、、）に形成されるように光学系が設計さ
れている。この画素（ｒ５）〜（ｒ、４）を参照部（Ｒ
）における合焦ブロック（Ｆ）とし、基準部（Ｉ、）の
第２ブロツク（ＩＩ）の中央にある画素（Ｑ、υと参照
部（Ｒ）の合焦ブロック（Ｆ）の中央にある画素（ｒ、
、）との距離、すなわち合焦時における像間隔をＬ２と
する。

第１図は第２図にラインセンサー（１５）としてＣＯＤ
　（ｃｈａｒｇｅ　　ｃｏｕｐｌｅｄ　　ｄｅｖｉｃｅ
）を用いた場合における焦点検出装置及びそれを用いた
自動焦点調節装置の回路図を示している。

（２０）は上述のラインセンサー（１５）、モニター用
受光素子を含む光電変換回路で、シフトパルス（ＳＨ）
、転送りロック（φ、）、（φ、）、クリアパルス（Ｉ
ＣＧ）が入力され、時系列化された画素信号（ＯＳ）、
モニター出力（ＡＧＣＯ８）、参照電圧出力（ＤＯ８）
を出力する。ここでクリアパルス（Ｉ　ＣＧ）はライン
センサー（１５）における各画素を初期状態に設定する
ためのパルスで、これによりラインセンサー（］５）に
おける各画素は蓄積電荷を排出して、新たに光積分、す
なわち電荷蓄積を開始する。又、このパルスによって、
モニター用受光素子の出力の積分が光電変換回路（２０
）内で開始され、モニター出力（ＡＧＣＯＳ）が時間の
経過と共に物体の明るさに応じた速度で参照電圧出力（
ＤＯ８）に対し変化する。シフトパルス（Ｓｒ−ｒ）は
ラインセンザー（１５）の画素部からソフトレジスタ一
部へ蓄積電荷をシフトさせるパルスであり、これが入力
されると画素部での光積分が終了する。転送りロック（
φｌ）、（φ２）はシフトレジスタ一部にシフトシた蓄
積電荷を順次時系列的にそのシフ）・レジスタ一部から
出力させるための互いに位相の１８０°ずれたパルスで
あり、これにより出力された蓄積電荷は光電変換回路（
２０）内で各々負の電圧信号に変換され、画素信号（Ｏ
８）として出ツノされる。

（２２）は各画素信号（Ｏ８）から参照電圧出力（ＤＯ
９）を減算し、正の電圧信号としての画素信号（ＤＯＳ
’）を出力する減算回路、（２４）は減算回路（２２）
から出力される画素信号（ＤＯＳ’）のうち遮光された
数画素（例えば第２図において（Ｑｌ）よりもさらに左
の数画素）に対応する画素信号をピークボールドし、そ
れらの画素信号の最大値に相当する電圧（ＶＰ）を出力
するピークホールド回路、（２６）は減算回路（２２）
からの画素信号（ＤＯ９″）からピークホールド回路（
２４）の出力電圧（ＶＰ）を減算して増幅する利得可変
の増幅器であり、この増幅回路（２６）での減算によっ
て各画素信号（ＤＯ８’）に含まれる暗電流成分が除去
される。（２８）はこの増幅回路（２６）からの増幅さ
れた画素出力（Ｄ　ＯＳ”）を所定ビットのディジタル
値に変換するＡ／Ｄ変換回路で、その出力はマイクロコ
ンピュータ（３０）（以下マイコンと云う。）に取り込
まれる。（３２）は利得制御回路で、モニター出力（Ａ
ＧＣＯＳ）の参照出力（ＤＯ９）に対する変化量を検出
し、モニター出力の変化開始から所定時間内にその変化
量が所定の閾値に達したとき（明るい時）には、マイコ
ン（３０）へその旨を示す信号（ＴＩＮＴ）を出力し、
かつ増幅器（２６）の利得を“ＸＩ”に設定する利得信
号を出力する。又、モニター出力（ＡＧＣＯＳ）の出力
開始から所定時間が経過すると、マイコン（３０）から
出力される強制シフト信号（ＳＨＭ）が利得制御回路（
３２）に出力されるが、この場合利得制御回路（３２）
は信号（ＳＨＭ）入力時点でのモニター出力（ＡＧＣＯ
Ｓ）の参照電圧出力（ＤＯＳ）に対する変化量に応じて
、増幅器（２６）の利得を°’Ｘ＋”、“Ｘ２”、“Ｘ
４”又は“Ｘ８”に設定する利得信号を出力する。

この場合、その変化量が小さい程設定される利得は大き
くなる。（ＡＮ）、（ＯＲ）はそれぞれアンド回路、オ
ア回路であり、アンド回路（ＡＮ）には利得制御回路（
３２）からの上述の信号（ＴＩＮＴ）及びマイコン（３
０）からの信号（Ｓｌ（ＥＮ）が入力され、オア回路（
ＯＲ）にはアンド回路（Ａ　Ｎ）の出力信号とマイコン
（３０）からの上述信号（ＳＨＭ）が入力される。ここ
でマイコン（３０）からの信号（ＳＩ（ＥＮ）はシフト
パルス発生回路（３４）によるシフトパルス発生を許可
するための信号で、シフトパルス（ＳＨ）の発生を禁止
すべき間（例えば、光電変換回路（２０）からマイコン
（３０）へのデータダンプ中及びマイコン（３０）での
データ演算中）は“Ｌｏｗ“となるが、その後“Ｈｉｇ
ｈ″となって、アンド回路（ＡＮ）を開く。したがって
、この信号（ＳＩ−ＴＥＮ）が“Ｉ（ｉｇｈ”のときに
信号（Ｔ　Ｉ　ＮＴ）が発生ずると、アンド回路（ＡＮ
）は“Ｈｉｇｈ”信号（ＴＩＮＴ）を出力する。

オア回路（ＯＲ）はこの信号（ＴＩＮＴ）又は信号（Ｓ
ＨＭ）をシフトパルス発生回路（３４）に出力し、それ
に応答してシフトパルス発生回路（３４）がシフトパル
ス（ＳＨ）を発生する。（３６）はマイコン（３０）か
らのクロックパルス（ＣＬ）を受けて転送りロック（φ
υ、（φ、）を発生する転送りロック発生回路であり、
オア回路（ＯＲ）から信号（ＴＩＮＴ）又は（ＳＩ−（
Ｍ）を受けると初期状態にリセットされ、それ以前の転
送りロック（φＩ）、（φ２）の位相がどうであれ、新
たに（φ１）、（φ、）を発生し始める（これは、シフ
トパルス（Ｓ　Ｈ）と転送りロック（φ、）、（φ２）
の同期をとるためである。）。マイコン（３０）から出
力される信号（Ｓ　Ｈ）はピークホールド回路（２４）
が取込む画素信号（Ｄ　ＯＳ″）を指定するためのサン
プルホールド信号である。

マイコン（３０）は表示回路（３８）及びレンズ駆動装
置（４０）に回路接続されたおり、後述の如く演算によ
り求めた対物レンズ（２）の焦点調節状態を表示回路（
３８）に表示させる一方、それにもとづいてしンズ駆動
装置（４０）に撮影レンズ駆動を行わＵ−る。

なお、マイコン（３０）で演算により求められる対物レ
ンズ（２）の焦点調節状態は、この実施例の場合デフォ
ーカス量とデフォーカス方向で表され、このためレンズ
駆動装置（４０）による対物レンズ（２）の駆動量及び
駆動方向が決められる。レンズ駆動装置（４０）はその
駆動量及び駆動方向にしたがって対物レンズ（２）を駆
動する一方、マイコン（３０）へ実行されたレンズ駆動
量を示す信号を出力し、マイコン（３０）はその実行さ
れたレンズ駆動量がｒａｌ算により求めた駆動量に到達
すると、レンズ駆動を停止させる信号をレンズ駆動装置
へ出力する。

なお、第１図において（ＡＰＳＷ）はマイコン（３０）
にずれ量検出及びそれにもとづく自動焦点調節を開始さ
せるスタート信号を人力４−るためのΔＦスイッチであ
る。

第３図は上述のマイコン（３０）の基本的な動作の流れ
を示すフローチャートである。

図示しない電源スィッチをＯＮさせると、カメラに電源
が供給される。すると第３図のステップがスタートし、
＃ｌのＡＰスイッチ判別ステップでＡＰスイッチ（ＡＦ
ｓＷ）がＯＮされるのを待っており、ＡＰスイッチ（Ａ
ＦＳＷ）がＯＮされると＃２のステップでマイコン（３
０）はＣＯＤに電荷蓄積を行なわせ、これが終了すると
、＃３のＤ　ａｔａｌ）ｕｍｐステップにてＣＯＤの出
力が映像信号（Ｏ８）として順次出力される。この映像
信号（Ｏ８）は減算回路（２２）で減算されて画素信号
となるが、この画素信号は被写体に応じた利得で増巾さ
れた後、さらにＡ／Ｄ変換回路（２８）でＡ／Ｄ変換さ
れてデジタル値となる。次に、＃４のステップで画素信
号のうちの低周波の信号成分をとりのぞくために得られ
た画素信号から差分データを作成しなおす。次に、得ら
れた画素信号の差分データを用いて＃５のステップで基
準部（Ｌ）と参照部（Ｒ）の相関計算を行ない＃６のス
テップで最も相関度の高い参照部（Ｒ）の領域を算出す
る。さらに＃７のステップでより精度の高い像間隔ズレ
量を求める為に補間計算を行ない、＃８のステップで像
間隔ズレ量Ｐを算出する。＃９のステップは＃８の＝１
５＝ ステップで得られた像間隔ズレｌｐが信頼性の高いもの
であるか否かを判断するステップである。

＃９のステップで検出不能と判断されれば、＃１０のス
テップでＬＯ−ＣＯＮ　　５ＣＡＮが終了しているか否
かが判断される。Ｉ、０−ＣＯＮ　　５ＣＡＮとは、ピ
ントズレ量が大きすぎて測距不能となる場合の対策とし
て考えられたもので、カメラレンズを動かしながら測距
を行ないピントズレ附が測距可能範囲に入ってきた時に
求められる測距値、つまり像間隔ズレ量によって上記レ
ンズを合焦位置へ制御する為の５ＣＡＮである。＃１０
のステップですでにＬＯ−ＣＯＮ　　ＳＣ八へが終了し
ていたら、＃１２のステップで図示しないＬＯ−ＣＯＮ
の表示を行ない、再び＃２のＣＯＤ積分ステップへ戻る
。ＬＯ−ＣＯＮ　　ＳＣΔＮが終了していない場合は、
＃ｌｌのステップでｒ、、ｏ−ｃＱＮ　　５ＣＡＮを開
始して再び＃２のＣＯＤ積分ステップへ戻る。＃９のス
テップで検出可能と判断されると、＃１３のステップで
像間隔ズレｊｉｔをデフォーカス量（ピントズレ量）に
変換し、さらに、＃１４のステップでレンズを回転させ
るレンズ駆動量に変換する。次に＃１５のステップで求
められたデフォーカス量あるいはレンズ駆動量が合焦範
囲に入っているか否かの判断を行なう。合焦状態と判断
されれば、＃Ｉ７のステップで図示しない合焦表示が行
なわれる。合焦状態でないと判断されると＃１６のステ
ップにて＃１４のステップで得られた駆動量に応じてレ
ンズ駆動され、再び＃２のＣＯＤ積分ステップへ戻る。

なお、以上に説明した一連の動作については、特開昭５
９−１２６５１７号公報に詳しく説明されているので、
以下本発明に関連する部分についてのみ、さらに詳しく
説明する。

第４図は、本発明め一実施例を示すフローチャートで、
基準部を３つのブロックに分割して、それぞれ像間隔ズ
レ量を算出し、その値の中で最も後ピンつまり被写体が
最も撮影レンズに近づいていると判断した値を真値とし
て採用し、レンズ駆動を行なうものである。

基準部（Ｌ）の画素エリアは第２図において説明したよ
うに（１）、　（ＩＩ）、　（Ｉ［Ｉ）の３つのブロッ
クにわけられ、第５図及び次の表に示すようにそれぞれ
のブロックが検出する像間隔誤差量の検出範囲はだぶら
せて設計されている。

［以下余白］ 再び第４図において、ＡＦスイッヂ（八ＦＳＷ）がＯＮ
されると＃１．＃２．＃３のステップ（以下「のステッ
プ」を省略する。）を通って＃＋８．＃１９で基準部（
Ｌ）及び参照部（Ｒ）の画素データから３つおきの差分
データが作成される。この目的は測距光学系の設計値か
らのズレ等により発生ずる基準部（Ｌ）と参照部（Ｒ）
上の照度分布の空間周波数として低周波の誤差要因を除
去するための処理で、詳しくは特開昭６（１−４９１４
号公報に説明されているので省略する。

次に＃２０．＃２１で第２ブロツク（ＩＩ）を用いて、
合焦から＋１０ピツチにわたる範囲の基準部（Ｌ）と参
照部（Ｒ）の相関計算を行ない、最も相関度の高い参照
部（Ｒ）内の領域の位置を示すＬＭｔを算出する。＃２
２で＃２０．＃２１の相関計算が信頼性の高いもの、つ
まり検出可能であるか否かの判別を行なう。検出可能と
判別されれば＃２３、＃２４で補間計算の後、精度の高
い像間隔ズレ量Ｐ、を算出する。＃２５では、次に第１
ブロツク（１）を用いた相関計算を行なう前に、第２ブ
ロツク（ｆｆ）で得られたピッチ単位での像間隔ズレ量
が補間計算可能な第１ブロツク（１）を用いた相関計算
の範囲内であるか否かの判別を行なう。ＱＷｈ＜１１で
あれば、第１ブロツク（１，）での検出範囲より第２ブ
ロツク（ｎ）で得られた像間隔ズレ量はいわゆる前ピン
を示すので第１ブロツク（Ｉ）として設定されている全
検出領域、つまり−４から＋１４ピツチにわたって＃２
Ｂ、＃２９で相関計算を行ない、最も相関度の高い参照
部内の領域の位置を示すＬＭ、を算出する。＃２２で第
２ブロツク（■）での相関計算が検出不能と判断された
場合も同様のステップを通る。

＃２５でρＭ、≧１１と判別されると相関計算時間短縮
のために＃２６．＃２７では、第２ブロツク（Ｉｒ）で
得られた像間隔ズレ量より前ピンを算出する相関計算に
ついては省略して相関計算を行ない、最も相関度の高い
参照部（Ｒ）内の領域の位置を示すＱＭ、を算出する。

＃３０では、第１ブロツク（Ｉ）での相関計算が検出不
能であるか否かの判別を行なう。検出可能と判断される
と、＃３！。

＃３２で補間計算の後、精度の高い像間隔ズレ量Ｐ、を
算出する。

次に、＃３８．＃３９で第３ブロツク（１１）を用いた
相関計算を行なうが、第１ブロツク（［）で得られる像
間隔ズレ量は第３ブロツク（ＩＩＩ）で設定されている
像間隔ズレ量検出領域内であるか、ざらに後ピンの領域
であるので＃３８．＃３９での相関計算の範囲は、第１
ブロツク（１）で得られた像間隔ズレ量より前ピンを算
出する部分は時間短縮のために省略して行なう。なお第
４図のフローチャートでは省略しているがＣＭ、≧８と
なり、第３ブロツク（Ｉ［Ｉ）で補間計算可能な検出領
域を越えている場合は、＃３８．＃３９を省略して＃／
ＩＯへ入る。＃３０で第１ブロツク（１）での相関計算
が検出不能と判断されると、＃３３で第２ブロツク（Ｉ
Ｉ）での相関計算が検出不能であったか否かを判断する
。検出可能であれば、＃３Ｃ＃３５で第２ブロツク（ｎ
）で得られた像間隔ズレ−へ１より前ピンを算出する部
分は省略して相関計算を行なう。

第４図のフローチャートでは省略しているがＣＭ、≧１
８となり、第３ブロツク（Ｉ）で補間計算可能な検出領
域を越えている場合は、＃３４．＃３５は省略して＃４
０へ入る。＃３３で第２ブロツク（ＩＴ）での相関計算
検出不能と判断されると、＃３６、＃３７で第３ブロツ
ク（ＩＩＩ）として設定されている全検出領域にわたっ
て相関計算を行ない、最も相関度の高い参照部内の領域
の位置を示すＣＭ３を算出する。次に＃４０で第３ブロ
ツク（ＩＩ［）による相関計算検出不能であるか否かの
判断を行なう。検出可能と判断されると＃４１．＃４２
で補間計算の後、精度の高い像間隔ズレ量Ｐ３を算出す
る。続いて＃４３で今までに算出された像間隔ズレ量Ｐ
　ｌ、　Ｐ　２　、　Ｐ　３のうちで最も大きい値、つ
まり、最も後ピンを示す値を像間隔ズレ量の真値Ｐとし
て求める。この時、Ｐ　＋　、　Ｐ　２．　Ｐ　３のう
ちいずれかが検出不能の場合は除外して検出可能であっ
た値のうちの最大値をＰとして求める。

次に、＃■３以下では第３図の説明と同様のステップを
実行する。＃４０で検出不能と判断されれば、＃４４．
＃４５で第１ブロツク（１）、第２プロッり（Ｕ）で検
出不能であったか否かが判断される。

いずれかで検出可能であれば＃４３へ入り、真の像間隔
値Ｐを算出する。第１．第２．第３いずれのブロック（
Ｄ、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）でも検出不能の場合は、全体
として検出不能と判断し＃ｌＯ以下、第３図の説明と同
様のステップを実行する。

第６図は本発明の第２の実施例の一部を示すフローチャ
ートであり、第４図における第１ブロツク（１）を用い
た相関計算の後ピン側の像間隔検出領域を、第２ブロツ
ク（ＩＩ）が検出不能の場合と検出可能の場合として区
別した実施例である。この第２実施例では、第２ブロツ
ク（ｎ）で検出不能の場合にはピントが大きくずれてい
ることを考慮して、出来るだけ検出確率を向上させるた
めに、像間隔検出領域を広くとっである。一方、第２ブ
ロツク（ＩＩ）で検出可能の場合は遠近競合の被写体を
考慮して、第２ブロツク（ＩＩ）で求められた像間隔ズ
レ量より後ピン側も相関計算を行なうが、前者の場合は
ど広い領域にわたって検出する必要がないので時間短縮
のために検出領域を狭くするものである。

第６図において＃２２で第２ブロツク（ＩＩ）での相関
計算検出不能と判別されると、第４図と同様にＱ−〇〜
１８の領域にわたって＃２８．＃２９で相関計算を行な
うが、検出可能と判別されると（２Ｍ２の大小にかかわ
らず＃４６．＃４７．＃４８゜＃４９で＃２８．＃２９
に比ベロピッチ前ピンの領域、つまりρ≦１２までしか
相関計算を行なわない。

第７図は本発明の第３の実施例の一部を示すフローチャ
ートであり、第４図における＃４３で像間隔値の真値Ｐ
を求める計算の内容を変更したものである。第４図の実
施例は遠近競合の対策として得られた像間隔ズレ量がレ
ンズに最も被写体が近いことを示している値を用いるも
のであるが、実際には平面被写体を測距しても、被写体
コントラストが低下してくると、検出される像間隔ズレ
量に誤差が生じ、精度が低下してくる場合が存在する。

本実施例はこの対策として行なわれたもので、各ブロッ
クで求められた像間隔ズレ量のＭａｘ値であるＭａｘ　
（ＰＩ　、　Ｐ２　、　ｒ’３）　　と最もコントラス
トの高いブロックによる像間隔ズレ量Ｐ４との差が一定
値以内の場合は、真の像間隔ズレπとしてＰ４を用いる
ものである。

第７図において、＃５０で第１．第２．第３ブロツク（
Ｉ　）、（ＩＩ　）、（ＩＩＩ）で得られた像間隔ズレ
量の最大値（Ｍａｘ値）がＰ。とじて算出される。次に
＃５１．＃５２．＃５３で、第１．第２．第３の各ブロ
ック（Ｉ）、（ｎ　）、（ＩＩＴ）の差分データ（ρＳ
ｋ）によるコントラストの総和値Ｃ１，Ｃ２、Ｃ３が算
出される。さらに、＃５４〜＃５８で第１．第２、第３
の各ブロック（１）、（ＩＴ）、（１）のコントラスト
が最大のブロックの像間隔ズレ量か■）４　として算出
される。次に＃５９でＰ４と１）。の差が算出され、そ
の差が一定値Ａ以内の場合は、コントラストの高いブロ
ックの像間隔ズレ量Ｐ４が真の像間隔ズレ量Ｐとして求
められる。差がΔより大きい場合は、遠近競合の被写体
として、Ｐｏ＝ＭａＸ（Ｐ＋、Ｐ３．Ｐｓ）が真の像間
隔ズレｍＰとして求められる。

第８図は本発明の第４の実施例の一部を示すフローチャ
ートである。本実施例の特徴は、焦点検出光学系の持つ
ディスト〜ソヨンの影響を軽減させるための補正を行な
うフローチャートである。

実際のフローチャートの説明を行なう前に、第９図に１
例を示す焦点検出光学系の持つディスト−ジョンについ
て説明する。第１２図に示す光学系でコンデンサレンズ
（６）と再結像レンズ（８）、（１０）を球面レンズで
構成すれば、第９図に示すように測距エリア、つまり基
準部（Ｌ）の端の部分にのみコントラストが存在する場
合はかなりのディストーションが発生する。つまりコン
トラストが全体に分布せず一部に片よっている場合は、
レンズのピント状態が等しくても基準部（Ｉ、）のどの
部分にコントラストが存在するかによりＣＣＤ上の像間
隔値が変化し、したがって焦点検出演算によって求めら
れるデフォーカス量も変動してしまう。

この現像は特にコンデンサレンズ（８）の影響が強く、
これを非球面レンズで構成すれば第９図の点線に示すよ
うにディストーションは大巾に改善されるが完全になく
すことは困難で、かつ、コスト面、製造面からもむずか
しい。

本実施例では、第４図の実施例のように基準部（Ｉ７）
の第１．第３ブロツク（１）、（ＩＩＴ）を使用する場
合は基準部（Ｌ）全体の中央部ではなく、左右にかたよ
った領域を使用するので第９図に示すディストーション
の影響を無視できない。この為、第１、第３ブロツク（
１）、（ＩＴ）を使用する場合（ｊディストーションの
補正を行なうものである。

第８図において＃６２．＃６３でディストーションの補
正を行なっている。第２図に示すように基準部の中央に
対して対称に第１．第３ブロツク（１）。

（ＩＩＩ）を設定すれば通常ａ＝ｂとなるが、非対称に
すればａ≠ｂとなる。

第１０図は第４図において説明した実施例の効果の顕著
な被写体例を示したものである。

第１０図において、中央の長方形は測距エリアを示して
いる。被写体としては測距エリア内に近距離にある人物
の一部と遠距離にある山（木）の一部が入っている。従
来の基準部（■７）を１つのプロワりとして用いた測距
方法では、測距エリアの内に、遠近競合の人物と、山（
木）がともに入ってしまい、結果として測距はその中間
的な距離を誤って検出してしまう。

本発明では、基準部を複数のブロックに分割しているの
で人物と山（木）が別々のブロックに入る確率が高く、
それぞれ近距離（後ビン傾向の測距値）および遠距離（
前ピン傾向の測距値）を算出し、その結果、より後ピン
側の像間隔ズレ量を示す人物を測距した値が真値として
用いられてレンズ駆動される。このことは通常遠近競合
の被写体のピントを考えた場合、最も近い被写体にピン
トが合致することが好ましい（通常、手前側に主被写体
である人物が存在する。）と考えられていることとも一
致している。

第１１図は本発明の第５の実施例の一部を示すフローチ
ャートである。本実施例では、時間短縮の目的で基準部
の３つのブロック（１）、（ＩＩ　）、（Ｉ）のうちで
コントラストの高い２つのブロックを選択して相関計算
するものである。

また、各プロ・ツク（１）、（丁り、（ＩＩＩ）の二１
ントラスト値が一定値Ｂ未満の場合は検出の（ｉｉ頼１
！１が低いとして検出不能と考え相関計算（３行なわな
い。

第１１図において、ＡＩ？ＩＩッチ（ΔＦＳＷ）がＯＮ
されると第４図、第７図の説明と同様に＃１〜＃５３で
差分デーり　（ρＳｋ　、　ｒＳｋ　）と各ブロックの
コントラスト値Ｃ，、Ｃ７，Ｃ３が匣出されろ。＃６４
で第２ブロツク（ｎ）が３つのブロックのうち、コント
ラストが最小であるか否かが判断されろ。コン）・ラス
トが最小であると判断されると、第２ブロツク（ｎ）で
の相関３０つは行なわず＃６８以降の第１ブ［ノック（
１）での相関、、＋ｔ′−へ入る。

最小でない場合は、次の＃６５で第２ブ〔ノック（■）
のコントラストがコン）・ラスト限界値■３以−にであ
るか否かの判断を行なう。１３未満があれば＃６８以降
の第１ブロツク（１）での相関計ｐへ入る。

Ｂ以」二であれば＃６６、＃６７で相関計神を行ない＃
２２で第２ブロツク（ＩＩ）での相関」儂が信頼性の高
いものか否か、つまり検出可能か否かの判断を行なう。

検出可能と判断されると＃２３．＃２４で補間計算の後
、第２ブロツク（ＩＩ）による像間隔ズレｆｆｉ　ｐ　
２が算出される。次に＃６８以降の第１ブロツク（Ｉ）
での相関計算へ入る。＃２２で検出不能と判断された場
合も同様である。＃６８゜＃６９で＃６４．＃６５と同
様に、第１ブロツク（Ｉ）のコントラストＣＩが３つの
ブロック（Ｉ）、（ＩＩ）、（ＩＩＩ）のコントラスト
の最小のものでないか、コントラスト限界値Ｂ以」二の
ものであるかの判断が行なわれる。いずれかの条件を満
足しない場合は、第１ブロツク（Ｉ）の相関計算は行な
わないで第３ブロツク（［１）の相関計算へ入る。いず
れの条件も満足すれば＃７０．＃７］で相関計算を行な
い、＃３０で第１ブロツク（１）で検出可能か否かの判
断が行なわれる。検出可能であれば＃３１．＃３２で補
間計算後、第１ブロツク（Ｉ）による像間隔ズレ量Ｐ１
が算出される。次に＃７２以降の第３ブロツク（１）の
相関計算へ入る。＃３０で検出不能と判断されると、補
間計算を行なわないで＃７２以降へ入る。＃７２以降も
第１．第２ブロツク（Ｉ）、（ＩＴ）の場合と同様にコ
ントラストのヂエッりの後、相関計算が行なわれ＃４２
で第３ブロツク（Ｉ［Ｉ）による像間隔ズレｆｆｌ　Ｐ
　３が算出される。以下、第４図のステップと同様にレ
ンズ駆動を行なう。

発明の効果 本発明によれば、第２の光電変換素子アレイとともに対
物レンズの異なる射出瞳からの光束を受光する第１光電
変換素子アレイの分割されたブロックについて、前のブ
ロックで求まった最良相関のシフト位置に応じて次のブ
ロックでの相関計算のためのシフトの範囲を制限するよ
うにしたので、焦点検出精度を低下させることなく、相
関油算の量を少なくでき、焦点検出の高速化が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点検出装置の一実施例の回路図
、 第２図は第１図の焦点検出装置に使用されるラインセン
サーの説明図、 第３図および第４図は夫々第１図の焦点検出装置の基本
的な動作の流れ及び本発明の第１の実施＝３２− 例における動作の流れを示すフローチャート、第５図は
ラインセンサーの各ブロックにおける像間隔誤差量の検
出範囲の説明図、 第６図、第７図及び第８図は夫々本発明の第２゜第３及
び第４の実施例のフローチャート、第９図は焦点検出光
学系が有しているディストーションの説明図、 第１０図は遠近競合の被写体の説明図、第１１図は本発
明の第５の実施例のフローチャート、 第１２図、第１３図及び第１４図は夫々焦点検出装置の
光学系と焦点検出原理の説明図である。 １５・ラインセンサー（Ｌ・・・基準部、Ｒ・・・参照
部。 ■・・・第１ブロツク、■・・・第２ブロツク、■・第
３ブロツク）。 ２０・・・光電変換回路、　３０・・・マイコン。 特許出願人　ミノルタカメラ　株式会社代理人　弁理士
　青白　　葆ばか２名 第７図 第８図 ＠１２図 第１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズの異なる射出瞳からの光束を受光する
   第１及び第２の光電変換素子アレイと、第１の光電変換
   素子アレイを所定の画素数からなる複数のブロックに分
   割し、夫々のブロックにおいて、ブロックの光分布と第
   ２の光電変換素子アレイからの光分布の信号を相対的に
   シフトして最良相関の得られるシフト位置を求める手段
   と、前に求めたブロックでの最良相関が得られるシフト
   位置に応じて次のブロックでの相対的なシフト範囲を制
   限する手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。