JPS62187829A - カメラの自動焦点検出装置 - 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】 産業にの利ＩＴＩ分町 本発明はカメラの撮影レンズを通過した被写体光を受光
４”ることにより撮影レンズのピント状態を検出して焦
点検出を行なうカメラの自動焦点検出装置に関する。

従来の技術 光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズの第１
と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束をそれぞ
れ再結像させて二つの象をつくり、この二つの像の相互
位置関係を求めて、結像位置の予定焦点位置からのずれ
１およびその方向（結像位置が予定焦点位置の前側か後
側か、即ち前ピンか後ビンか）を得ろようにした焦点検
出装置が既にｉＪＪ案されている。このような焦点検出
装置の光学系は、第８図に示４゛ような構成となってお
り、この光学系は撮影レンズ（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コンデン
サレンズ（６）を有し、さらにその後方に１１１結像レ
ンズ（８）、（ｔｏ）を何し、各再結像レンズ（８）。

（１０）の結像面には、例えばＣＣＤ等のイメージセン
サ（１２）、（１４）を配しである。谷イメージセンザ
（１２）、（１４）　Ｊ二の像は、第９図に示すように
、ピントを合わすべき物体の像（９）、（Ｉ　１）が予
定焦点面より１１訂方に結像するいわゆる前ピンの場合
、光軸（１）に近くなって互いに近づき、反対に後ビン
の場合、夫々光軸（１）から遠くなる。

ピントが合った場合、二つの像（９）、（１１）の互い
に対応し合う二点のＩＳＩ隔は、ピント検出装置の光学
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、原理的には２つの像の互いに対応し合う二点の間
の間隔を検出すればピント状態が分かることになる。

この対応する二点の間の間隔は、イメージセンサ（１２
）、（１４）上の２つの光分布について相関を求め、両
イメージセンザ（１２）、（１４）を構成する受光素子
の位置を相対的にずらして、最良相関の得られるシフト
位置（即ち、２つの像の間隔）を求めることにより検出
される。この検出原理については、例えば特開昭６０−
４９１４号公報等に詳説されている。

この種の焦点検出光学系を内蔵したカメラの自動焦点り
、１節装置においては、ＣＯＤイメージセンサによる被
写体光量の積分、ＣＯＤイメージセンザ出力を用いたピ
ント状態検出演算（デフ十−カス！ｉｔ演算）、デフォ
ーカス量に応じたレンズ駆動。

合焦位置での停止（シャッターレリーズ・・シャツタ釦
が押された場合）というシーケンスをマイクロコンピュ
ータよりなる制御回路によってプログラムコントロール
している。

そして、この自動焦点調節装置は、被写体像が合焦近傍
にきた場合に乙、連続的に」二足のンーケンシャルな自
動焦点調節コントロールを行ない、合焦位置を最終的に
正確に設定することができろように連続的な自動焦点調
節（Ａｌ”）を実行する。

（肋１ＷゆＪうと４゛る問題！晟 ところで、上記のような自動焦点調節装置では、カメラ
のファインダのある限定された領域、即ち測距ゾーン内
に入った被写体像について焦点検出が行なわれる。いま
、このように、カメラのファインダ内のある限定された
領域について合焦検出感度を有する自動焦点カメラによ
る動被写体撮影について考える。

動被写体はカメラに対して絶えず距離が変化している。

従って、動被写体を撮影オろためには、常時合焦検出を
繰り返し、その結果に基づいてレンズ駆動、焦点シ、−
１整を行う必要がある。即ち、一旦合焦してもそのあと
合焦検出、レンズ駆動を連続して繰り返すコンティニュ
アスＡＦモードと呼ばれるＡＦ切動作必要となる。また
、このコンティニュアスΔＦの間、主被写体を常時ファ
インダ枠内の合焦検出感度域にとらえておく必要が生じ
る。

この）こめ、合焦検出感度域は主被写体をそのエリアに
とらえやすいように広く設計する必要がある。

しかし、このように広い合焦検出感度域を設けた場合は
その感度域にａ在する主被写体以外のコントラストの高
い被写体に対して合焦検出演算の結果がひき上せられる
という問題を有する。

またこのような問題が発生する確率を減少させるため、
第２図に示ずようなＣＣＤラインセンサ（１５）におい
て、括準部（Ｌ）を画素乙〜Ｑ、。までの第１ブロツク
（１）、画素σ１、〜Ｑ、。までの第２ブロツク（■）
、画素σ、１〜１２４０までの第３ブロツク（ＩＩＩ）
に互いにオーバーラツプさせてブロック分けを施して、
各ブロックで相関演算を行い、像ズレｍを算出し、その
像ズレｍの最大となるブロックの像ズレ１を採用し、そ
の値に従ってデフォーカス量の算出を行いレンズ駆動を
行うことが特開昭５９−１２６５１７号公報に提案され
ている。これは合焦検出感度域に（？、在する被写体の
なかで最も最近接な被写体を抽出し、その被写体につい
て合焦調整を行うものである。

しかしこのような構成とした場合、合焦検出感度域を大
きくしである分だけ萌景の被写体を含みやすく、遠近競
合肢写体の場合、後部の主被写体に対しては合焦調整動
作は行えないという問題があった。

本願の第１および第２の発明の目的は、主被写体以外の
コントラストの高い被写体に対して合焦検出演算の結果
か引きよＵ゛られろことかなく、動被写体の追従撮影が
容易で、遠近競合の被写体に対して乙、撮影したい主被
写体に対して確実に合焦検出動作が行なわれるカメラの
自動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段 このため、本願の第１の発明は、光軸に対して互いに対
称な関係にある撮影レンズの第１と第２の領域のそれぞ
れを通過した被写体光束がそれぞれ再結像する第１、第
２の光電変換素子アレイからの照度分布を示す信号から
両光電変換素子アレイの位置を相対的にシフトさせて最
良相関が得られるシフト位置を求める演算手段を備える
一方、所定の画素数からなる複数のブロックに分割され
てなる上記第１の光電変換素子アレイの複数のブロック
のうち、視野の狭い領域に相対するブロックと、視野の
広い領域に相対するブロックとを選択する合焦検出感度
域切換手段を備え、この合焦検出感度域切換手段により
選択されたブロックの出力を上記演算手段に入力するよ
うにしたことを特徴としている。

本願の第１の発明では、合焦検出感度域切換手段により
、視野の狭い領域に相対するブロックと、視野の広い領
域に相対するブロックとが選択され、焦点検出演算の領
域の広さが切り換えられる。

また、本願の第２の発明は、光軸に対して互いに対称な
関係にある撮影レンズの第１と第２の領域のそれぞれを
通過した被写体光束がそれぞれ再結像する第１、第２の
光電変換素子アレイからの照度分布を示す信号から両光
電変換素子アレイの位置を相対的にシフトさせて最良相
関が得られるシフト位置を求める演算手段を備える一方
、所定の画素数からなる複数のブロックに分割されてな
る上記第１の光電変換索子アレイの複数のブロックのう
ら、視野の狭い領域に相対するブロックと、視野の広い
領域に相対するブロックとを選択する合焦検出感度域切
換手段を備え、この合焦感□度域切換手段がコンティニ
ュアスＡＦモードとワンショットＡＦモードとの切換に
応じて切り換えられるようにしたことを特徴としている
。本願の第２の発明では、ワンショットＡＦモードが選
択された場合には視野の狭い領域に相対するブロックが
、コンティニュアスへＦモードが選択された場合には視
野の広い領域に相対するブロックが夫々選択され、ワン
ショットＡＦモードとコンティニュアスΔＦモードとで
焦点検出演算の領域の広さが切り換わる。

在■ 本願の第１の発明において、演算手段は、第１、第２の
光電変換索子アレイからの照度分布を表わす信号から両
光電変換素子アレイの位置を相対的にシフトさ仕て最良
相関が得られるシフト位置を求める。また、合焦検出感
度域切換手段は、所定の画素数からなる段数のブロック
に分割されてなる第１の光電変換素子アレイの複数のブ
ロックのうち、視野の狭い領域に相対するブロックと、
視ＩＩの広い領域にｔｌ’１対４″ろブロックとを選択
し、選択したブロックの出ツノを上記演算手段に入力す
る。

上た、本願の第２の発明においては、合焦検出ｉＨ７域
切換手段は、ワンシミーットＡｔ？モードとコンティニ
ュアスＡＦモードとの切換に連動し、ワンンヨットＡＦ
モードとコンティニュアスΔＦモートとで合焦検出感度
域の広さを切り換える。

犬徽赳 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明に係るカメラの自動焦点検出装置の回路＋、’ａ
成を第１図に示す。

第１図は受光素子として第２図に示すようなＣＣ１）よ
りなるラインセンナ（１５）を用いた場合におけろ焦点
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（１５）、モニタ用受光
素子を含む光電変換回路で、シフトパルス（ＳＩＩ）、
転送りロック（φυ、（φ、）、クリアパルス（ＩＣＧ
）が入力され、時系列化された画素信号（Ｏ８）、モニ
タ出力（ＡＧＣＯＳ）、参照１ｕ圧出力（１）ＯＳ）を
出力する。ここでクリアパルス（［ＣＧ）ｉ、Ｊライン
セン→Ｊ゛（１５）における３画素を初期状態に設定す
るｆこめのパルスて、これによりラインセンサ（１５）
における谷画素は蓄積電荷を排出して、新たに光積分、
“４°なわち電６：ｒ蓄積を開始する。又、このパルス
によって、モニタ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、モニタ出ツバＡＧＣＯ９）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（ＣＣ９）に対し変化する。シフトパルス（Ｓｔｌ
）はラインセンサ（１５）の画素部からノットレジスタ
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（
φ、）、（φ、）はノットレジスタ部にシフトした蓄積
電荷を順次時系列的にそのノットレジスタ部から出力さ
せるための互いに位相の１８０’ずれたパルスであり、
これにに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（Ｏ８）と
して出力される。

（２２）は各画素信号（Ｃ９）から参照電圧出力（ＣＣ
９）を減算し、正の電圧信号としての画素信号（ＣＣ８
″）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（Ｌ）よりもさらに左の
数画素）に対応する画素信号をピークホールドし、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（ＤＯＳ’）からピークホールド回路（２
４）の出力電圧（ｖｒ’）を減算して増幅する１１１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３画素部号（ＣＣ８″）に含まれる暗？’ｌＸ流
成分が除去される。（２８）はこの増幅回路（２Ｇ）か
らの増幅された画素出力（ＣＣ９″）を所定ビットのデ
ィジタル値に変換するΔ／１）変換回路で、その出力は
マイクロコンピュータ（３０８以下マイコンと言う。）
に取り込まれる。（３２）は利得制御回路でモニタ出力
（八〇〇Ｏ９）の参照出力（ＣＣ９）に対する変化ｍを
検出し、モニタ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（Ｔ［Ｎ　’Ｉ’　）
を出力し、かつ増幅器（２６）の利得を“１倍”に設定
する利得信号を出力する。また、モニタ出力（ＡＧＣＯ
Ｓ）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（４号（Ｓｌ−１Ｍ）
が利得制御回路（３２）に出力されるが、この場合Ｆ１
１得制御回路（３２）は信号（Ｓｒ−ＩＭ）入力時点で
のモニタ出力（ＡＧＣＯＳ）の参照電圧出力（ＣＣ８）
に対する変化ｍに応じて、増幅器（２６）の利得を“１
倍”、゛２倍°、“４倍”又は“８倍″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）、（０１１）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（’Ｉ”　Ｉ　Ｎ　７＋”）及びマイ
コン（３０）からの信号（ＳＩＩＥＮ）が人力され、オ
ア回路（０１也）にはアンド回路（ＡＮ）の出力信号と
マイコン（３０）からの上述信号（ＳＬＩＭ）が人力さ
れる。ここでマイコン（３０）からの信号（ＳｔｌＥＮ
）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（Ｓｌ−１
）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“Ｉｉｇｈ“となって、アンド回路（ＡＮ）を開
く。従って、この信号（ＳＨＩ！：Ｎ）が“ｈｉｇｈ”
のときに信号（１’［ＮＴ）が発生ずると、アンド回路
（ＡＮ）ｌ−ｊ“）Ｉｉｇｈ”信号（ＴＩＮ’ｌ”）を
出力する。オア回路（ＯＲ）はこの信号（ＴＩＮＴ）又
は信号（ＳＬＩＭ）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（Ｓ１０を発生する。（３Ｇ）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（φ１）、（φ、）を発生ずる転送りロック発
生回路であり、オア回路（ＯＲ）から信号（ＴＩＮＴ）
又は（ＳＩＩＭ）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（φ１）、（φｔ）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（ＳＨ）と転送りロック（φ１）
、（φ２）の同期をとるためである。）。マイコン（３
０）から出力されろ信号（Ｓ　１１）はピークホールド
回路（２４）が取り込む画素信号（ＤＯ９’）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）に回路接続されており、後述の如く演算によ
り求めた撮影レンズ（２）の焦点調整状態を表示回路（
３８）に表示させる一方、それにもとづいてレンズ駆動
装置（４０）に撮影レンズ駆動を行わせる。なお、マイ
コン（３０）で演算により求められる撮影レンズ（２）
の焦点調整状態は、この実施例の場合デフォーカス爪と
デフ４・−カス方向で表され、このためレンズ駆動装置
（４０）による撮影レンズ（２）の駆動ｍ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ｍ及
び駆動方向にしたがって撮影レンズ（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
ズ駆動量が演算により求めた駆動ｍ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、ＳｌはＡＦスタート信号スイッ
チ（ＡＦスイッチ）で、このＡＦスタート信号スイッヂ
Ｓｌの閉とともに合焦検出動作は開始され、ＡＦスター
ト信号スイッチＳ１の開で合焦検出動作は停止される。

Ｓ２はレリーズ信号スイッチで、このレリーズ信号スイ
ッチＳ２の閉でカメラ自体はレリーズ動作に移り露出制
御が行なわれるが、合焦検出回路はレリーズ時のミラー
操作のため一時的にレリーズ信号スイッチＳ２の閉とと
もに停止動作となる。

Ｓｏ＜−＞ｃはワンショットＡＦモード、コンティニュ
アスＡＦモードのモード切換スイッチで、モード切換ス
イッチＳｏｃ→Ｃは閉でワンショットＡＦモード、開で
コンティニュアスＡＦモードを設定する。コンティニュ
アスＡＦモードについては既に説明したが、ワンショッ
トＡＦモードは合焦検出動作時、一旦合焦状態を検出し
た状態でレンズ位置調整を終え、ＡＦロックを行うＡＦ
モードで静１１−被写体時有効なΔＦ動作である。

スイッチＳＷ〈→ｎは本願の第１の発明が特徴としてい
る合焦検出感度域切換スイッチで、このスイッチか閉の
とき合焦検出感度域は第３図に示すカメラの視野枠４２
内の中央スポット状感度域Ｂとなり、開の時には広範囲
な合焦検出感度域Ａとなる。

次に、上記第１図のカメラの自動焦点検出装置の動作を
説明する前に、上記第２図および第４図を参照しながら
、本願の第１および第２の発明において使用される相関
演算および補間演算について説明する。

ここで用いる相関演算はこの光電変換素子列ＱＩ〜Ｑ　
４０　、　ｒ　１−　ｒ　４　ｇを用いて演算される。

１２１〜Ｑ　４　Ｇ　１　ｒ　＋〜ｒ４８の８ビツトデ
ータは、まず、特開昭６０−４９１４号公報に詳説され
ているように検出する空間周波数に制限を加えるために
差分データＩｎｎ。

Ｄ　ｒｎ（但し、”ｎ−ｌ２ｎ−１２ｎ＋４．　Ｄ　ｒ
ｙ１＝　ｒｎｒｎ＋。

Ｄ　Ｑ　＋　〜３１１　、　Ｄ　ｒ　Ｉ−４４）に変換
されろ。つライて、全コントラスト値の演算がなさＡ１
ろ。コントラスト値Ｃは、次のように、基準部（Ｌ）の
隣接差分データの差の絶対値の和で求められる。

Ｃ−Σ　”ＱＫ　　Ｄ（、ｃ＋、１ １（＝１ 最後に、次式により、基ω部（Ｌ）、参照部（１１）の
相関値ＹＭ／Ｃ（１）を１画素づつずらしながら演算を
行う。

′Ｎへ 但し、Ｉ＝１〜９である。

この結果、相関度が高いほどこの相関値ＹＭ／Ｃ（Ｄは
小さくなる。そしてその相関度が最大となる点を求め、
その！値が５の時に合焦となり、■が５より小さい場合
には前ピン状態、５より大きい場合は後ピン状態となる
。

このようにして求められた相関値はラインセンサ（１５
）の出力により離散的に求められるため、細かな精度で
求めるために捕間演算を施し、合焦点の演算を行う。

このｈ１１間演算については特開昭５９−１２６５１７
号公報等においてｔ、ｇ種提案されているが、ここでは
第４図に示すフローチャートのステップ＃１００〜＃Ｉ
　０Ｇに」；り行う。

まず相関値の中で最小となるものを検出する。

つづいてその両隣りの相関値の比較を行いその値を抽出
する（＃１００）。

次に、その２各の比をとり所定値未満（ＹＭ／Ｃ（Ｋ）
／ＹＭ／Ｃ（＋ｃ−１）＜　ｌ１５）の場合と、１）≧
１１５）とで別の手法を用いる（＃ｌ００）。

まず、゛前者の場合、その補間値は以下の式で計算され
る（＃ｌ０２）。

ＹＭ／Ｃ（Ｉｃ−１）−ＹＭ／Ｃ（Ｋ＋Ｉ）＞０、か１
００）、（＃　Ｉ　０５）は、 ＹＭ／Ｃ（Ｋ　）−ＹＭ／Ｃ（Ｋ　＋　１　）ＸＭ＝に
＋１／２＋□ である（＃１０６）。

これは理想状態で考えた場合、基準部（Ｌ）、参照部（
Ｒ）は（！ｎ＝　ｒｒＨ，とまったく同値に出力されろ
。ゆえにその差分データＩＭｎ＝Ｄｒｎ＋、となる。

１へ である。

一方、最小相関値は その両隣りの相関値は ｆｆｌ’ｉ ＝Ｉ＋１ＤＬ−ｒ）ｒ、ｌ／Ｃｔ　　。

Ｒ −Ｉ　＋　：　ＤＱ＊ａ　　Ｄｒ＊＋　ｌ　／　Ｃ２と
なり、１Ｄ銭−Ｄｒ、　ｌ　、　ｌ　ＤＱｚａ　　Ｄｒ
４＋　ｌの値か全体のコントラストＣ７に対して充分小
さいかぎりこの相関曲線はたがいに４５°の傾きを持ら
直交する。ごの捕間計算法は従来、特開昭５９−１２．
６５１７号公報で提案した捕間法に比較してより高精度
な補間法となっている。しかし、最小相関値と隣接相関
値の比が所定値より大きくなった場合、その最小相関値
がなんらかの影響、ここでは遠近競合被写体あるいは電
気的ノイズで大きな値となってしまい信頼性に乏しい値
となる。

そこでこのような相対比が所定値以上の場合は、最小値
をもとに仕ず、その両隣りの相関値を用いて によってｈｌｉ間値が求められる（＃ＩＯ／ｌ）。また
この相対比がスレシュホールドレベルでの捕間値がばら
つくことを考えてヒステリツスを設け（＃１０３）、１
度この補間法になった場合１／４以下になるまで後者の
補間法を用いる。

次に、第５図に示すフローチャートを参照して本願の第
１及び第２の発明の基本動作を説明する。

図示しない電源スィッチをオンすると、第３図のフロー
がスタートし、マイクロコンピュータ（３０）はステッ
プ＃Ｉを実行し、ＡＦ動作スイッチＳ、がＯＮされるの
を待つ。ＡＦ’スイッチＳ、は通常レリーズスイッチの
第一段の押下でＯＮとなり、ＡＦ動作を開始する。

マイクロコンピュータ（３０）はます光電変換回路（２
０）の初期化を実施した後、ステップ＃２にて光電変換
回路（２０）で像輝度情報の積分を開始する。積分電荷
が所定のレベルに達した後、ステップ＃３（以下、「ス
テップ」を省略する。）にて、マイクロコンピュータ（
３０）は、前述のソフトパルス発生以後転送りロックに
同期して各画素出力のＡ／Ｄ変換値をマイクロコンピュ
ータ（３０）内のＩＮΔＭ（図示せず。）に格納する。

必要とする各画素データｇ１〜４０１　ｒ＋〜、８の８
ビツトディジタルデータ人力後、マイクロコンピュータ
（３０）は、＃４にてｎη述の差分データＤ５．〜Ｄρ
、、、　Ｄｒ、〜Ｄｒ４４の作成を行う。

こうして相関演算の前準備が完了した後、マイクロコン
ピュータ（３０）は＃ｓ−４にて合焦検出感度域切換ス
イッチＳｗく→ｎの確認を行う。もし合焦検出感度域切
換スイッチＳ　ｗ　＜−＞　ｎかＯＮされていて挟い合
焦検出感度域か撮影者により要求されていた場合には、
マイクロコンピュータ（３０）は＃５−２にて、相関演
算のデータ敗り及びスタート差分データ番号Ｓに狭い合
焦検出感度域のデータ数１６及びスタート差分データ１
１を、ま１こ、合焦検出下限コントラスト値Ｃ８に所定
値ＣＳＩをそれぞれセット４−る。逆に合焦検出感度域
切換スイッチＳｖ←）ｎがＯＦＦ　されていて広い合焦
検出感度域が撮影者により要求されていた場合には、マ
イクロコンピュータ（３０）は＃５−１にて相関演算デ
ータ数りとして全感度域の差分データ数３６、スタート
差分データ番号としてＩを、また、合焦検出下限コント
ラスト値Ｃ５に所定値Ｃ８２をセットする。

次に、＃５−３にて、マイクロコンピュータ（３０）は
合焦検出感度域切換スイッチＳｗζ→ｎのＯＮ、ＯＦＦ
によってセットされたＳ、Ｄ値のそれぞれの値にしたが
い、１〜９のｋの値それぞれの相関値の演算を行う。こ
こで合焦検出感度域の限定が行なわれたわけである。

こうして求められた相関値に対して＃６にて最小値を検
出し、＃７にて前述の補間演算を施し、像間隔ＸＭを算
出する。

この像間隔ｘＭから基準合焦像間隔ＸＪとの差が＃８に
て像間隔ズレＩＩＰとして算出される。この像間隔ズレ
ｆｆ１Ｐはデフォーカス量に比例した値である。

次にこの値に対して＃９にて、信頼性の確認を行う。こ
れについては詳しくは特願昭Ｇｏ−７６８７号明細書に
記載されている。即ち、■コントラスト値Ｃが所定値以
上有すること（ここではすでにセットされたＣ８値以上
であること）、■各画素出力の最大値が所定値Ｐｓ以上
であること、 ■相関値の最小値が両端でないこと、 ■さらにｈｌｉ間演算演算間隔ＸＭ値と同様の補間演算
をほどこしたＹＭ／Ｃ値が所定値ＹＭｓ以下であること
、 の４点をとしに満足する時、演算により求められた像間
隔ズレｍＰは信頼性の高いデータとして＃１３にてデフ
ォーカスｍに変換される。また＃１４にてデフォーカス
量よりレンズ駆動量に変換される。その後、レンズ駆動
ｍにより＃１５にて合焦状態かレンズ駆動が必要かの判
断がなされ、＃１７にて前者の場合は合焦表示を行う。

後者の場合は＃１６にてレンズ駆動を行い再度光電変換
回路（２０）の再積分、再会用検出による合焦確認動作
に向かう。また一度合黒表示された後、マイクロコンピ
ュータ（３０）は＃Ｉ８にて、モード切換スイッチＳｏ
（→ＣのＯＮ、ＯＦＦ　を判定し、モード切換スイッチ
５ｏｚ−ｓｃがＯＮしていろワンショットＡＦ時にはレ
ンズを停止させたままΔＦ動作を終了する。モード切換
スイッチＳｏ＋ｔｃがＯＦＦ　状態でコンティニュアス
ΔＦモードが選択されていた場合には、なおしこのルー
チンを繰り返すために光電変換回路（２０）の再積分を
行う。

一方、＃９にてコントラスト値、画素出力最大値、相関
値のいずれかのデータに信頼性がたりないと判断された
場合には、＃１１にて、レンズを駆動し、全レンズ駆動
範囲をすくなくとら一度通過させろための低コントラス
ト走査ＬＯ−ＣＯＮＳＣＡＮを行い、＃ＩＯにてこれが
終了しなおも信頼できろデータが得られないと判定した
場合にはレンズ駆動を終え、＃Ｉ２にて、低コントラス
トで焦点検出が不能であることを示すＬＯ−ＣＯＮ表示
を行う。

以上は本願の第１の発明の基本動作で、相関演算前に合
焦検出感度域切換スイッチＳｖ＜Ａｎのセンシングを行
い、その結果により相関演算の差分データ数Ｄ、差分デ
ータ数Ｓ及びＬＯ−ＣＯＮ判定基準スレッシュホールド
値Ｃ８をセットし、その値に従い相関演算及びＬＯ−Ｃ
ＯＮ判定を施すことで合焦検出感度域の切換が実施でき
る。

本願の第２の発明では、合焦検出感度域切換スイッチＳ
ｖ（→ｎとワンショットＡＦ、コンティニュアスＡＦの
モード切換スイッチＳｏ＜−＊ｃを兼用させ、コンティ
ニュアスＡＦ時は広い合焦検出感度域を選択し、ワンシ
ョットＡ２時は狭い合焦検出感度域を選択する。

既に述べたように、コンティニュアスＡＦモートは被写
体か動体である場合に主として用いられろΔＦモードで
、撮影台は合焦検出感度域内に動被写体をとらえておく
必要があり、被写体が合焦検出感度域からはずれるとＡ
Ｆ動作が背景に向かうことになる。このためコンティニ
ュアスＡＦモードにおいては広範囲の合焦検出感度域を
ａする方が有ｆりである。

一方、静止被写体に対してはワンショットＡＦモードが
用いられる。被写体が静止している状態であるため、狭
い合焦検出感度域に対しても被写体像をとらえることは
容易である。また、検出合焦位置が背景にひかれる確率
は合焦検出感度域の縮小とともに減少する。このためワ
ンショットへＦモードに対しては狭い合焦検出感度域が
有効である。

そこでワンショットＡＦ、コンティニュアスＡＦのモー
ド切換スイッチＳｏく→ｎと合焦検出感度域切換スイッ
チＳ１１＋１と兼用し、コンティニュアスＡＦ時は広い
合焦検出感度域と、ワンショットＡ２時は狭い合焦検出
感度域とを自動的に切換えることが有効となる。

第５図のフローでは、マイクロコンピュータ（３０）は
＃　５−＠のフローにて合焦検出感度域切換スイッチＳ
ｖ＜−ＳｎのＯＮ、ＯＦ’Ｆ’を判定して合焦検出感度
域が広いか、狭いかの確認を行っているが、本願の第２
の発明では、コンティニュアスＡＦモードか、ワンショ
ットＡＦ’モードかのセンシングを行う。らし、モード
切換スイッチＳｏく→ＣがＯｐ［；’状態でコンティニ
ュアスＡＦモードが選択されていた場合には、＃５−１
のフローに向かい合焦検出感度域を広く設定し、モード
切換スイッチＳｏ（→ＣがＯＮ状態でワンショットＡＦ
モードが選択されている場合には＃５−２のフローに向
かい狭い合焦検出感度域の設定を行う。ここで第１図に
記された合焦検出感度域切換スイッチ５ａｔ−＞ｎは削
除されるしのとする。

このようにすれば、コンティニュアスＡＦモードには、
広い合焦検出感度域ににり動被写体の追従撮影が容易に
なり、ワンショットＡ２時には限定された合焦検出感度
域で被写体をとらえやすく、静止被写体には精度良いＡ
Ｆが実現できる。

次に、ラインセンサ（Ｉ５）を、第２図および次の表に
示すようにブロック細分化を行った場合の本願の第１の
実施例を第６図のフローヂャートを参照して説明する。

［以下余白］ なお、上記ラインセンサ（１５）は、中間の分離帯を間
にして、画素Ｑ１〜０．４゜からなる基ｑ部（Ｌ）と画
素ｒ１〜「４８からなる参照部（１ｔ）とに区分される
。基壁部（Ｌ）は、画素ｆｆ、−Ｑ、。までの第１ブロ
ツク（１）、画素１２１＋”ＱＪＯまでの第２ブロツク
（ｎ）、画素Ｑｔｌ’＝９４０までの第３ブロツクＵ）
というように互いにオーバーラツプさせてブロック分け
される。参照部（ｒｔ）と基早部（Ｌ）にそれぞれ結像
した２つの像の間隔は、ピントがあった場合、所定の距
離し、になろ。

第６図において、マイクロコンピュータ（３０）は動作
開始後まず、＃２０にて、合焦検出演算の開始ブロック
（ゾーン）指定を第２ブロツク（ＩＩ）とし、デフォー
カス爪演算のシフト１ｎの制限フラグＺＦをリセットす
る。その後ＡＦ動作の開始信号の入力を待つ（＃１）。

ＡＦスイッチＳｔが閉じＡＦ動作の開始が指示されると
、まずラインセンサ（１５）の初期化を行った後ライン
センサ（１５）の像情報蓄積を開始（＃２）する。ライ
ンセンサ（１５）の電荷蓄積が所定レベルまで完了する
とシフトパルスによるアナログ・シフト・レジスタへの
蓄積電荷の並列移送が行なわれ、以後転送りロックφ８
．φ、に同期して電荷転送、データダンプ（＃３）が行
なわれる。合焦検出演算に必要とされる全画素のデータ
ダンプが完了すると、マイクロコンピュータ（３０）は
まずその画素データの差分データへの変換を行う（＃４
）。これは合焦検出演算に必要としない障害となる空間
周波数成分を除去するためである。

差分データの算出を終えると、マイク［１コンピユータ
（３０）は合焦検出感度域に制限が加えられているか否
かを判別するため合焦検出感度域切換スイッチＳｖ＜→
ｎのセンシングを行う。合焦検出感度域切換スイッチＳ
ｖ←）ｎがＯＦＦ状態になっている時は、＃２１にて、
全合焦検出感度域、即ち、第２図の第１〜第３ブロツク
（１）、（ＩＩ　）、（ＩＩＩ）で合焦検出演算を行う
ためにゾーン演算カウンタｊに３をセットし、逆に合焦
検出感度域切換スイッチＳｗ＜−＞ｎがＯＮ状態となっ
ている時は、＃２２にて、第２ブロツク（ｎ）のみの合
焦検出感度域にっいての合焦検出演算を行うためにゾー
ン演算カウンタｊに１をセットし、ゾーン指定を第２ブ
ロツク（ｎ）にするためにｎ＝２にセットを行う。

この状態で合焦検出演算を開始するが、ゾーン指定ｎ−
２、デフォーカス量制限フラグＺＦ’＝０になっている
ため＃２３〜＃２７を経て、まず＃２９にて第２ブロツ
ク（［）の全シフト範囲についてそれぞれの相関関数演
算が行なわれ、＃３０にてその内で相関関数ＹＭ２／Ｃ
２（ｋ）の最小となる像間隔、すなわち最も相関度の高
い像間隔ＱＭ２が求められる。このＱＭ２．ＹＭ２／Ｃ
２Ｃ１，Ｍ２）及びその前後の相関値により＃３１にて
補間演算を行い、像間隔ＸＭ２．ＹＭ２／Ｃ２（ＸＭ２
）を求める。

次にこの値に対して＃３２にてＬＯ−ＣＯＮ判別を行い
、求められたＸＭ２が信頼性に足る場合にはその像ｔ１
０隔より、＃３３にて像ズレｍＰ２を算出しメモリして
おく。さらに以後のブロックの相関演算に対してスピー
ドアップを計るため、この像ズレ徂以上の像ズレのみを
演算させる。

このため、＃３４にてデフォーカス制限フラグＺＦを１
にセットし、その制限値Ｐｍ１ｎとして２Ｍ２−１５を
メモリ４′る。これは相関度の最大となるラインセンナ
ピッチ像間隔より１だけ小さい値で、補間演算に両側ピ
ッチずれの相関値が必要となるためである。この補間演
算及びＬＯ−ＣＯＮ判別は第３図におけるフローヂャー
トの説明と同様である。

この後ルーチンカウンタのチェックを行う。この段階で
合焦検出感度域切換スイッチＳｖ→ｎがＯＮにセットさ
れ、第２ブロツク（Ｉｆ）のみに合焦検出感度域の設定
が行なわれた場合には、あらかじめｊ＝Ｉにセットされ
ているので＃３５のｊ＝ｊ−１のステップの通過でカウ
ンタｊはφとなり、第２ブロツク（１１）の合焦検出演
算を終えたその時点で＃３６から＃３８のレンズ駆動ル
ーチンに向かう。

一方、広い合焦検出感度域が選択され、合焦検出感度域
切換スイッチＳｗ＜→ｎがＯＦＦ状態にはｊ＝３にあら
かじめセットされ、このルーチンの終了時点てＪ＝　ｊ
−＋＝２≠０となりｎ；ｎ＋ｌ＝２＋１と次の合焦検出
ゾーンとして第３ブロツク（Ｉｎ）を選択し、第３ブロ
ツク（ＩＩＩ）についての用関関敗演算に戻る（＃２５
．＃４１〜＃４４）。

この第３ブロツク（１）の相関演算において第２ブロツ
ク（ｔｌ）でＬＯ−ＣＯＮでないと判断された場合には
、セットされたＺＦフラグの確認後に第２ブロツク（ｎ
）で検出された像ズレ徂より大きい像シフト量でのみ相
関演算されろ。第２ブロツク（ＩＩ）でＬＯ−ＣＯＮと
判別された場合については第３ブロツク（ＩＩＩ）で全
像シフｌ下で相関演算を行う。

こうして第２ブロツク（Ｉｆ）で行ったと同様にＱＭ３
の算出（＃４５）、補間計算にょるＸ　Ｍ　３　、　Ｙ
　Ｍ３／Ｃ３（ＸＭＳ）のＨ出（＃４６）、Ｌ、０−Ｃ
ＯＮ判別（＃４７）を行い、ＬＯ−ｃｏＮでない場合は
像ズレｆｆ１Ｐ３をメモリ（＃４８）Ｌ、デフォーカス
制限Ｐｍｉｎ＝１２Ｍ　３−２５をメモリし、フラグＺ
Ｆ＝１をセットする（＃４９）。ここで求められたＰ３
はＰ２より１ピッチ以内の差で小さい場合ら考えられる
が、そのときのＰ　ｍｉｎはどちらも同じ値となりＰｍ
１ｎｈ（減少することはありえない。

次に、＃５０〜＃５９にて、まったく同様に、ｎ＝ｎ＋
Ｉ＝４と加算され、第１ブロツク（１）の相関演算が行
なわれる。

こうして広い合焦検出感度域が選択された場合には第１
〜第３ブロツク（ｒ　）、（ＩＩ　）、（ＩＩＩ）にお
いて先に相関演算で求められたブロックの像シフト量よ
り大きな像シフト範囲で合焦検出演算された後、ゾーン
カウンタがｊ＝０となり、＃３８のレンズ駆動ルーチン
に移行する。

ここで再び合焦検出感度域切換スイッチＳｖ→ｎのＯＮ
　、　ＯＩ”　Ｆに関係なく第５図と同一ルーチンとな
る。

まず、ＬＯ−ＣＯＮでなかったゾーンがあるかどうか判
別される（＃３９）。ここで合焦検出感度域切換スイッ
チＳｗ（→ｎＯＮで第２ブロツク（ｎ）のみの狭い合焦
検出感度域が選択された場合には、判別は第２ブ［ノッ
ク（■）のみが対象となることはいうまでしない。第１
〜第３ブロツク（Ｄ、（Ｉｆ）。

（ｆｌｕ）がＬ　Ｏ−ＣＯＮであったときには、撮影レ
ンズ（２）が最近接状態から■まで最低−目金領域を移
動し、合焦検演算を行うＬＯ−ＣＯＮ　５ＣＡＮに移り
、レンズ駆動を行う。この動作中に数回の合焦検出演算
を行い、いずれもＬＯ−ＣＯＮとなり、ＬＯ−ＣＯＮ　
５ＣＡＮが完了した時には、レンズの動作を最近接か■
のレンズ端点でレンズの動作を停止し、そのままでＡＦ
スイッヂＳｌのＯＮ状態が続くかぎり、イメージセンナ
の駆動、合焦検出演算を行いながら、ＬＯ−ＣＯＮ表示
を行い（＃　ｌ　２　）、合焦検出に適正な被写体状態
になるのを待つ。

ＬＯ−ＣＯＮでないゾーンが検出された時には、その中
で最も像間隔の大きなゾーン、ずなイっち被写体中で最
近接の被写体を含むゾーンの像ズレ爪とそのゾーンを抽
出゛・）°ろ（１，１０）。像ズレｆｆ１ｌ）ｉはデフ
ォーカス量にある定数との積をとることで変換され（＃
Ｉ３）、ｎ−ゾーン番壮ｉとしてメモリする。求められ
たデフォーカス量は撮影レンズ（２）ごとに異なるデフ
ォーカス量とレンズ駆動量係数との積をとることでレン
ズ駆動量に変換（＃＋４）され、レンズ駆動量か極めて
小さい場合には合焦表示を行い（＃Ｉ７）、池の場合に
はレンズ駆動を行った（＃Ｉ６）後、イメージセンサの
再積分、再合焦検出演算を行う。合焦表示がされた後に
モード切換スイッヂＳｏ＜→Ｃのセンシングを行い、ワ
ンショットＡＦモードが選択されている場合には、合焦
表示を行ったままマイクロコンピュータ（３０）は停止
し、コンティニュアスＡＦモードが選択されている場合
には、非合焦状態と同様にイメージセンサの再積分、再
合焦検出演算を行う。

以上に説明した第６図の実施例では、前回の合焦検出演
算で像間隔最大のブロックをメモリし、再合焦検出演算
の場合そのブロックに対して第１回目のゾーン演算ルー
チンで合焦検出演算を行っている。セットされたｎによ
り分岐されたフローにて第１回目の合焦検出相関演算を
行うことで、一旦合焦検出動作を行った後の合焦検出演
算を速やかなものとしている。

このように、このブロック細分化合焦検出演算において
は、第１回口のゾーン演算ルーチンで最ら像間隔の大き
なブロックが選択された場合、以後のブロックの合焦検
出のための相関演算の演算数が減り合焦Ｊ、す整の応答
性が向上する。

次に、いま一つの実施例のフローを第７図（ａ）および
第７図（ｂ）に示す。

この実施例においては、その動作をより速やかなものと
するために前回の合焦検出演算で像間隔最大のブロック
をメモリし、再合焦検出演算の場合、合焦近傍の限定さ
れたシフト量のみでメモリされたブロックで合焦検出演
算を行い、ＬＯ−１ＯＮでなく、信頼性のあるデータの
場合には他のブロックのみで合焦検出演算はいっさい行
わずレンズ駆動を行うようにしている。

第７図（ａ）及び第７図（ｂ）において、ＡＦ動作開始
スイッチＳ１のＯＮ後、第１回の合焦検出動作について
はまったく第６図と同様である。ここでデフォーカス量
が算出されデフォーカス量に従いレンズ駆動された後（
＃１３〜＃１６）、ＡＦ動作開始時＃２０にてクリアさ
れたレンズ駆動済フラグＳＦを＃７２にてｌにセットす
る。このレンズ駆動済フラグＳＦはすなわち被写体が合
焦位置近傍に存在する確率が高いことを示している。こ
の後合焦検出装置はイメージセンサの再積分を行い、新
たな像情報を得、合焦検出演算を繰り返す。ここでＳＦ
’＝ｔの場合、被写体が合焦位置近傍に存在する確率が
高いため最も相関の高い像間隔はあらかじめ予想される
。そこで合焦像間隔から−２゜−１，０，Ｉ、２の５点
の像間隔についてのみ相関値を求める（＃６２）。その
結果、最も高い相関を得る像間隔が−１，０，１のいず
れかであった場合には、その値に従い補間演算を行って
、ＬＯ−ＣＯＮ判別を行い（＃６３．＃６４．＃６５）
、その値が信頼性が高いと判別されたとき、その補間像
間隔Ｘ　Ｍ　ｎに従いレンズ駆動を繰り返す。即ち、こ
の補間像間隔ＸＭｎより、第７図（ａ）の＃６６にて像
間隔ズレｍＰｎを算出した後、第７図（ｂ）の＃１３に
て上記像間隔ズレ爪Ｐｎはデフォーカス量に変換される
。一方、＃６５にてＬＯ−ＣＯＮと判別された場合、最
大＋１１関像間隔が２または−２のときら含むが、その
時は第１回目と同様の相関演算計算を行う。また合焦検
出演算で最終的にＬＯ−ＣＯＮと判断された時は、＃７
６にてレンズ駆動済フラグＳＦはクリアされて以後この
ルーチンをたどることはなく、ふたたび合焦検出される
まで、第１回目の合焦検出演算同様全デフォーカス屯範
囲、全ブロックで合焦検出演算を繰り返す。

なお、合焦検出されると、ワンショットΔＦの場合は、
レンズ駆動済フラグＳＦは＃７４にてセットされる。

ここではレンズ駆動完了後、再合焦検出を行う例につい
て示したが、レンズ駆動を行いながら合焦検出を繰り返
すことら可能で、このような例の場合はレンズ駆動済プ
ラグＳＦは合焦検出時のみにセットすることらできる。

また、ここでは簡易合焦検出時の相関値算出像ズレ徂を
２．１．０．−１、−２の５点としたかこれはＡＦセン
ザと再結像レンズ間の調整精度等２″：　ｂ’：　（ｒ
’・１゛る値で、充分な精度が確保されるなら１，０．
−１の；う点でも可能であることはいうまでしない。

最後に第６図、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）において
、合焦検出感度域切換スイッチＳｗ（→ＩＩのＯＮ。

ＯＦＦの判別を、モード切換スイッチ５ｏｃ−うＣのＯ
Ｎ、ＯＦＦの判別とすることでコンティニュアスＡＦ、
ワンショットＡＦにより合焦検出感度域の広い、狭いを
切換えることが可能なのは第５図で説明したのと同様で
ある。

発明の効果 本願の第１および第２の発明によれば、撮影者の意図も
しくはコンティニュアスＡＦとワンショットＡＦに応じ
て、合焦検出動作に障害となる被写体が存在する場合に
は小さなスポット状の合焦検出感度域が、動被写体を撮
影したいときは広い合焦検出感度域がそれぞれ選択され
るので、被写体に対応して合焦検出感度域が選択され、
遠近競合の被写体に対しては撮影したい被写体の焦点を
正確に検出することができ、また、動被写体に対しては
、被写体に追従して焦点検出が確実に行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動焦点調節回路のブロック図、第２図はライ
ンセンサの内索配列を示す説明図、第３図はカメラの視
野枠内の合焦検出感度域の切換の説明図、 第４図は捕間計算のフローチャート、 第５図は本願の第１及び第２の発明の献本動作のフロー
チャート、 第６図、第７図（ａ）および第７図（ｂ）はそれぞれ本
願の第１の発明の実施例のフローチャート、第８図は焦
点検出光学系の説明図、 第９図は焦点検出における２つの像の位置を示す説明図
である。 ！・・・被写体光束、　　　　２・・・撮影レンズ、９
、ＩＩ・・・２つの像、 １２．１４・・・光電変換素子アレイ。 １５・・・ラインセンサ、２０・・・光電変換回路、３
０・・・マイクロコンピュータ、 Ｓ、・・・ＡＦスイッチ、 Ｓ□　（−’）　（・・・モード切換スイッチ、９１　
Ｇ−＞　ｎ・・・合焦検出感度域切換スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズ
   の第１と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束を
   それぞれ再結像させて二つの像を第１、第２の光電変換
   素子アレイ上に形成し、これらの第１、第２の光電変換
   素子アレイからの照度分布を示す信号から両像の相互位
   置関係を求めることにより撮影レンズの焦点調節状態を
   検出するカメラの自動焦点検出装置において、 第１、第２の光電変換素子アレイからの照度分布を表わ
   す信号から両光電変換素子アレイの位置を相対的にシフ
   トさせて最良相関が得られるシフト位置を求める演算手
   段を備える一方、 上記第１の光電変換素子アレイが所定の画素数からなる
   複数のブロックに分割されており、これら複数のブロッ
   クのうち、視野の狭い領域に相対するブロックと、視野
   の広い領域に相対するブロックとを選択する合焦検出感
   度域切換手段を備え、この合焦検出感度域切換手段によ
   り選択されたブロックの出力を上記演算手段に入力する
   ようにしたことを特徴とするカメラの自動焦点検出装置
   。
2. （２）光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズ
   の第１と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束を
   それぞれ再結像させて二つの像を第１、第２の光電変換
   素子アレイ上に形成し、これらの第１、第２の光電変換
   素子アレイからの照度分布を示す信号から両像の相互位
   置関係を求めることにより撮影レンズの焦点調節状態を
   検出するようにしたコンティニュアスＡＦモードとワン
   ショットＡＦモードとを有するカメラの自動焦点検出装
   置において、 第１、第２の光電変換素子アレイからの照度分布を表わ
   す信号から両光電変換素子アレイの位置を相対的にシフ
   トさせて最良相関が得られるシフト位置を求める演算手
   段を備える一方、 上記第１の光電変換素子アレイが所定の画素数からなる
   複数のブロックに分割されており、これら複数のブロッ
   クのうち、視野の狭い領域に相対するブロックと、視野
   の広い領域に相対するブロックとを選択する合焦検出感
   度域切換手段を備え、この合焦検出感度域切換手段がコ
   ンティニュアスＡＦモードとワンショットＡＦモードの
   切換に応じて切り換えられるようにしたことを特徴とす
   るカメラの自動焦点検出装置。