JPS6257969B2

JPS6257969B2 -

Info

Publication number: JPS6257969B2
Application number: JP55141770A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Eguchi; Yoshimi Kikuchi; Nobuyuki Ichino
Original assignee: Mamiya Camera Co Ltd
Current assignee: Mamiya Camera Co Ltd
Priority date: 1980-10-09
Filing date: 1980-10-09
Publication date: 1987-12-03
Also published as: JPS5764713A; US4460261A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、一眼レフレツクスカメラ、シネカ
メラ、ビデオカメラ等の撮影装置において自動焦
点調節（オートフオーカス）を実現するための自
動焦点調節装置に関する。

写真撮影における重要なる調節要素は、ピント
合せと露出決定であるが、近年のエレクトロニク
スの発達と共に、露出調節はほとんど自動化され
つゝあり、露出値の誤りによる不良写真は少なく
なつてきた。

これに反して、ピント調節の自動化は未だ不充
分な状態であり、一部、短焦点35mm初心者向カメ
ラも出現してはいるものの、精度、レンズ交換の
不可、長焦点レンズが使えない事等、未だ理想的
な状態にはない。

また、シネカメラ等においては、近年サウンド
化が進む中で、特に、音とピントの両方を撮影者
が管理しつつ撮影を行うのは非常な無理があり、
焦点調節の自動化が切望されて来ている。

さらに、ビデオカメラ等においては、撮影に対
する諸要求は極めて多い。例えば構図、人物の動
き、背景に対する配慮等の他に其のモニターシス
テムが小型の白黒テレビであるため、実際の天然
色画像の色配分等は、撮影者が常に経験を頼りに
配慮しつつ調整しなければならない要素のひとつ
である。

近年、露出関係は漸次自動化されて、撮影者の
負担は軽くなつては来たが、小型のモニターフア
インダーで正確なる焦点調節を行うのは至難の技
であり、自動焦点調節装置はこの分野においても
最も望まれているものである。

ビジトロニツクモジユール方式、赤外線方式、
超音波方式等によるカメラのオートフオーカス装
置が商品化されているが、いずれも撮影光学系を
通過する光束によつて合焦位置を検出する方式
（以下「TTL方式」という）ではないため、次の
ような欠点を有し、上述の如き各種撮影装置用の
理想的な自動焦点調節装置を提供できるものでは
ない。

(1) パララツクスがある。

(2) 従つて、ピント合せをしようとしている部分
をフアインダ上に明示できない。

(3) ズームレンズのように焦点距離が広範囲に可
変できるレンズを装着した撮影装置、例えばビ
デオカメラ、シネカメラ等やレンズ交換可能な
一眼レフカメラ等に適用するのには大きな無理
がある。

(4) 精度がよくない。

このような点に鑑み、本発明者等は先に、一眼
レフレツクスカメラ、シネカメラ、ビデオカメラ
等の広範囲の撮影装置に適したTTL方式による
理想的な自動焦点調節方法を発明した（特願昭55
−3233号）。

そして、上記発明を実施した自動焦点調節装置
として、撮影装置における撮影光学系を通過した
光束による被写体像の強度分布を、蓄積モード型
のイメージセンサにより被写体輝度に応じて電荷
蓄積時間を制御して被写体輝度によつてレベルが
変化しない画像信号として検出する強度分布検出
手段と、該手段によつて検出された画像信号を処
理して撮影装置が合焦状態にあるか非合焦状態に
あるかを判別し、非合焦状態の時には前記撮影光
学系のレンズを合焦方向へ移動させるための駆動
方向信号を出力する信号処理回路と、該信号処理
回路から前記駆動方向信号が出力されている間前
記レンズをその指定方向へ移動させるレンズ駆動
装置とを備えたものがある。

この自動焦点調節装置では撮影レンズを移動さ
せる位置までは検出せず、移動方向のみを検出し
て駆動方向信号を出し、それによつてモータ等の
レンズ駆動装置がレンズを指定された方向へ移動
させるようになつており、合焦時にはこの駆動方
向信号が出なくなるのでレンズ駆動装置が作動し
なくなり、且つその時合焦信号によりレンズに制
動を加えて停止させる。

ところが、被写体輝度の変化によつて検出され
る画像信号のレベルが変化しないようにイメージ
センサの電荷蓄積時間を制御するため、被写体輝
度が低い場合には電荷蓄積時間が長くなり、画像
信号の検出間隔が長くなる。例えば被写体が明る
い時には10msecごとに新しい画像信号が信号処
理回路に入力するとしても、暗い時には100msec
ごとのように間隔が長くなつてしまう。

一方、信号処理回路は新しい画像信号入力を処
理してピント状態を判別するまでは前の駆動方向
信号を出力している。

そのため低輝度の時にはレンズ駆動装置の作動
時間が長くなり、レンズを合焦位置を通り越して
オーバーランさせてしまい、次の検出時にはレン
ズを逆方向へ移動させなければならなくなり、そ
こで再びオーバーランし、これを繰返してハンチ
ングを起すことがあつた。

この発明は、上述のような自動焦点調節装置に
おけるハンチングの発生を防止することを目的と
する。

そのため、前記の信号処理回路から出力される
駆動方向信号をイメージセンサの電荷蓄積時間に
係わりなく一定時間でカツトする回路を設けるこ
とにより、低輝度時でも一定時間以上レンズ駆動
装置が作動しないようにして、レンズのオーバー
ランによるハンチングの発生を防止したものであ
る。

以下、添付図面を参照してこの発明の内容を説
明するが、先ず第１図乃至第７図によつて、この
発明を実施すべき自動焦点調節装置における合焦
位置の検出原理について簡単に説明する。

第１図はレンズ１が被写体Σの像Σ′を結像し
ている様子を示し、被写体Σ上の一点Ｐから出て
レンズ１上の右半部の点Ａを通過した光線も、左
半部の点Ｂを通過した光線も像Σ′上の点P′に集
る。

ここで、レンズ１上の点Ａを通過する光線によ
る結像のみを考察するために、第２図に示すよう
にアパーチヤ２ａを有するブレード２を設けたと
仮定する。そうすると、合焦位置の像Σ′に対し
て、ピントはずれαの位置の像Σ′αはＹ軸の正
方向にシフトし、ピントはずれβの位置の像Σ′
βはＹ軸の負方向にシフトする。

同様に、ブレード２を第３図のように設けたと
仮定して、レンズ１上の点Ｂを通過する光線によ
る結像のみを考察すると、合焦位置の像Σ′に対
して、ピントはずれαの位置の像Σ′αはＹ軸の
負方向にシフトし、ピントはずれβの位置の像
Σ′βはＹ軸の正方向にシフトする。

また、同時にピントはずれ位置α，βでは像の
高周波成分が失われ、像がぼけてコントラストが
低下する。

さて、この像の強度分布を取り出すために、第
４図に示すようにＹ軸方向に光センサアレイ３を
配置する。

今、被写体の強度分布が第５図に示すようにな
つていたとすると、合焦位置にセンサアレイ３を
置けば、前述したレンズ１の点Ａを通過した光束
による像（以下単に「Ａによる像」という）も、
レンズ１の点Ｂを通過した光束による像（以下単
に「Ｂによる像」という）も第６図に示すよう
に、第５図の被写体の強度分布と相似でその位置
も全く同じものになる。

しかし、第２、第３図におけるピントはずれα
の位置にセンサアレイ３を置いたとすると（セン
サアレイの位置は同じでも撮影レンズ１がセンサ
アレイ３に近づきすぎているとそうなる）、像の
高周波成分が消失すると共に、第７図に示すよう
にＡによる像はＹ軸の正方向に、Ｂによる像はＹ
軸の負方向にずれる。

今、光軸に対して点ＡとＢが等距離であるとす
れば、Ａによる像とＢによる像のずれは、大きさ
が等しく方向は反対になる。したがつて、合成さ
れたずれδは一方によるずれの２倍になる。

また、第２、第３図におけるピントはずれβの
位置にセンサアレイ３を置いたとすると（撮影レ
ンズ１がセンサアレイ３から離れすぎている場
合）、同様なずれδを生ずるが、ずれの方向が逆
になる。

したがつて、Ａによる像に対してＢによる像が
Ｙ軸の負方向にずれていれば、レンズ１をセンサ
アレイ３から遠ざける方向に、又Ｙ軸の正方向に
ずれていれば近づける方向に夫々移動させれば、
センサアレイ３が合焦面に近づくことになる。そ
こで、センサアレイ３をフイルム面（撮像面）と
共役な位置に配置すれば、この２つの像のずれ方
向を検出することによつて合焦に到る撮影レンズ
の駆動方向を見出すことができる。

次に、この原理を応用した自動焦点調節装置の
概要を第８図によつて説明する。

この自動焦点調節装置は、図示のように、撮影
装置における撮影光学系の異なる部分を通過した
光束による被写体像の強度分布を夫々画像信号と
して検出する強度分布検出部１０と、それによつ
て検出された画像信号を処理して撮影装置のピン
ト状態を検出し、非合焦状態にあるときには撮影
光学系のレンズを合焦方向へ移動させるための駆
動方向信号を出力する信号処理回路２０と、その
駆動方向信号が出力されている間撮影光学系のレ
ンズをその指定方向へ移動させるレンズ駆動装置
３０と、ピント状態を表示する表示器４０とから
なつている。

強度分布検出部１０では、撮影光学系を構成す
るフオーカスレンズ１１の右半部を通過した光束
による被写体像をレンズ１５Ａにより、左半部を
通過した光束による被写体像をレンズ１５Ｂによ
つて、夫々センサアレイ１６Ａとセンサアレイ１
６Ｂの各受光面に結像させる（実際には合焦時に
のみ各センサアレイ１６Ａ，１６Ｂの受光面上に
正しく結像する）。

センサアレイとしては、蓄積モード型のイメー
ジセンサアレイである例えば一次元のCCDイメ
ージセンサアレイを使用し、センサドライバ１７
によつて被写体輝度情報に応じて電荷蓄積時間を
制御されて、被写体輝度によつてレベルが変化し
ない画像信号（各受光点の明暗に応じた信号）と
して各被写体像の強度（濃度）分布を検出してシ
リアルに出力する。

信号処理回路２０は、先ず、センサアレイ１６
Ａ，１６Ｂによつて検出した各画像信号を二値化
器２１Ａ，２１Ｂに入力して“１”“０”の２値
信号に変換し、夫々メモリ２２Ａ，２２ＢにＡデ
ータ（撮影レンズの右半部を通過した光束による
被写体像の強度分布データ）及びＢデータ（撮影
レンズの左半部を通過した光束による被写体像の
強度分布データ）として一時記憶する。

そして、このメモリ２２Ａ，２２Ｂに記憶した
ＡデータとＢデータの関係を少しずつ相対移動さ
せながらその移動毎に相関器２３によつて相関を
とり、ピーク検知器２４によつて相関出力のピー
ク位置を検知する。駆動方向検出器２５はピーク
検知器２４によつて検出したピーク位置がＡデー
タとＢデータとの相対移動を何回行つた位置であ
るかによつて、合焦、非合焦のピント状態及び非
合焦時には合焦させるためにフオーカスレンズ１
１を移動させるべき方向を判別し、それによつて
合焦時には合焦信号を、非合焦時には駆動方向信
号を出力する。

シーケンスコントローラ２６は、センサドライ
バ１７によるセンサアレイ１６Ａ，１６Ｂの画像
信号出力タイミングと同期させて、信号処理回路
２０の各部の動作を制御する回路である。レンズ
駆動装置３０は、ドライバ回路３１とモータ３２
と、このモータの回転を直線運動に変換してフオ
ーカスレンズ１１を矢示Ｐ又はＱ方向に移動させ
るギア機構３３とからなる。そして、駆動方向検
出回路２５から駆動方向信号が出力されている
間、ドライバ回路３１はその指定方向に従つてモ
ータ３２を右回転又は左回転させ、ギア機構３３
を介してフオーカスレンズ１１を矢示Ｐ又はＱ方
向に移動させる。そして駆動方向検出器２５から
合焦信号が出力されるとモータ３２に制動を加え
てフオーカスレンズ１１の移動を停止させる。

表示器４０はドライバ３１に入力される駆動方
向信号又は合焦信号に応じて、前ピン、後ピン、
合焦等を例えば発光色の異なる発光ダイオード
（LED）の点灯により表示する。

次に、この自動焦点調節装置の各部について具
体的に説明する。

先ず、強度分布検出部１０の光学系について、
ズームレンズを使用するスチールカメラ、シネカ
メラ、又はビデオカメラ等の撮影装置に適用した
場合の例を第９図によつて説明する。

フオーカスレンズ１１と変倍レンズ１２と結像
レンズ１３によつて撮影光学系として３群のズー
ムレンズを構成しており、変倍レンズ１２と結像
レンズ１３の間では合焦時平行光線になるように
してある。各レンズ１１，１２，１３はいずれも
図を簡単にするために１枚のように示してある
が、実際には夫々複数のレンズによつて構成され
ていることは勿論である。

このようなズームレンズの変倍レンズ１２と結
像レンズ１３の間にハーフミラー面１４ａを有す
るプリズム分光器１４を介挿し、撮影光束の一部
を下方へ導く。そして、結像レンズ１３と等価な
検出用レンズ１５Ａ，１５Ｂを配置すると共に、
フオーカスレンズ１１に対してフイルム面Ｆと共
役な位置にセンサアレイ１６Ａ，１６Ｂを配設す
る。

このようにして、フオーカスレンズ１１の右半
部を通る光束Ａによる被写体像をレンズ１５Ａに
よつてセンサアレイ１６Ａ上に結像させ、フオー
カスレンズ１１の左半部を通る光束Ｂによる被写
体像をレンズ１５Ｂによつてセンサアレイ１６Ｂ
上に結像させる。なお、１８は両光束が干渉しな
いようにするために設けた遮光板である。

このようにすれば、ブレードのような可動部材
を使用せずに光束Ａによる像と光束Ｂによる像の
強度分布をセンサアレイ１６Ａ，１６Ｂ（実際に
は１個のセンサアレイ１６を半分づつ使用する）
によつて同時に検出することができる。

なお、第８図によつても説明したように、第９
図におけるフオーカスレンズ１１もモータ３２に
よつてラツク・ピニオン等のギア機構３３を介し
て矢示Ｐ又はＱ方向に移動されて焦点調節がなさ
れるようになつている。

次に、センサドライバ及び信号処理回路につい
て説明する。

第１０図はデータ検出部のブロツク図である。

センサアレイ１６は256ビツトの受光エレメン
トを持ち、一半部の128ビツトで第９図の光束Ａ
による像の強度分布を検知し、他半部の128ビツ
トで光束Ｂによる像の強度分布を検知する。すな
わち、第８、第９図におけるセンサアレイ１６Ａ
と１６Ｂを１個のセンサアレイにしたものであ
る。

このセンサアレイ１６は、光一周波数変換回路
４１によつて蓄積時間を制御されるセンサドライ
バ１７によつて駆動される。

１０４はローパスフイルタ、１０５はアンプで
あり、２１はアンプ１０５から出力される画像信
号を各ビツトごとに二値化する二値化器であり、
第８図の二値化器２１Ａ，２１Ｂに相当する。

シフトレジスタ１０７およびコントロールロジ
ツク回路１０８はマイクロコンピユータを用いて
信号処理を行うためのスピード変換部を構成して
おり、シフトレジスタ１０７はセンサアレイ１６
の256ビツトのデータをストアできるように256ビ
ツトのものを用いる。また、Ｄはデータ、STは
スタート信号、CLKはクロツク入力であるが、
RDYWは第１１図に示すように、スタート信号
STが“１”でセンサアレイ１６からのデータの
転送完了後“１”になるレデイ信号RDYが
“０”の時にのみ“０”になり、それ以外の時に
は“１”になる信号である。

センサドライバ１７及び光一周波数変換回路４
１は例えば第１２図に示すように構成されてい
る。

光一周波数変換回路４１は、コンデンサC₁と
抵抗R₁、及びフオトセル４５を時定数素子とす
る発振回路４６からなり、入射光量γに応じて周
波数が変化する矩形波信号Ｓγを出力する。した
がつて、この矩形波信号Ｓγの周期Ｔは、入射光
量γが多い程短かくなり、入射光量γが少ない程
長くなる。

この矩形波信号Ｓγの例えば立下りでワンシヨ
トマルチ４２をトリガし、第１３図イに示すよう
な周期Ｔで一定パルス幅のシフトパルスφｘを出
力する。このシフトパルスφｘの周期ＴがCCD
イメージセンサアレイ１６における電荷の蓄積時
間になる。

発振器４３は例えば2MHzの周波数の発振出力
をクロツク発生回路４４に入力し、そこで、互に
逆相の２相クロツクである第１３図ロ及びハに示
す転送クロツクφ_１，φ_２とリセツトクロツクφ
_Rをセンサアレイ３に出力する。

センサアレイ１６は、上述のシフトパルスφ
ｘ、転送パルスφ_１，φ_２及びリセツトパルスφ
_Rによつて駆動されて、受光像の強度分布に応じ
た信号を順次出力する。

第１４図は二値化器２１の一例を示す回路図で
あり、オペアンプ４７とダイオードD₂、抵抗
R₂，R₃、コンデンサC₂からなる回路によつて入
力信号Ｓυのピークをホールドして第１５図に破
線で示すような信号Vcを得る。これを、オペア
ンプ４８と抵抗R₄〜R₆からなる増幅回路によつ
て適当に増幅して比較電圧Vrefを得る。そし
て、オペアンプ４９による比較器によつて、入力
信号Ｓυを比較電圧Vrefと比較して第１５図ロ
に示すように、Ｓυ≧Vrefの時“１”を、Ｓυ
＜Vrefの時“０”を二値化出力Ｄυとして出力
する。

そこで、第１０図に戻つて、後述するシーケン
スコントロール部（第２３図）からスタート信号
STがコントロールロジツク回路１０８に入力す
ると（第８図のシーケンスコントローラ２６はこ
のシーケンスコントロール部とコントロールロジ
ツク回路を含んでいる。）、被写体輝度に応じた電
荷蓄積時間Ｔ（第１３図参照）でセンサアレイ１
６に蓄積した像の強度分布を示す画像信号を出力
させ、ローパスフイルタ１０４、アンプ１０５を
介して二値化器１０６に入力して二値化し、順次
256ビツトのシフトレジスタ１０７に転送する。

この256ビツトのデータの転送が完了すると信
号RDYWが“１”になる。

第１６図は、シフトレジスタ１０７にストアさ
れたデータを、光束Ａによるデータ（Ａデータ）
Ｄ_Aと光束Ｂによるデータ（Ｂデータ）Ｄ_Bとに振
り分けて揃えるシフトレジスタ部のブロツク図で
ある。

このシフトレジスタ部は、Ａデータ用の128ビ
ツトのシフトレジスタ１１０（第８図のメモリ２
２Ａに相当する）、Ｂデータ用の128ビツトのシフ
トレジスタ１１１（第８図のメモリ２２Ｂに相当
する）と、マルチプレクサ１１２，１１３及びセ
レクタ１１４，１１５からなる。

マルチプレクサ１１２は、後述するシーケンス
コントロール部（第２３図）からの信号SELA
が“１”の時は入力データＤをセレクタ１１４へ
出力し、信号SELAが“０”の時は入力データ
Ｄをセレクタ１１５へ出力する。

セレクタ１１４，１１５は、夫々後述するシー
ケンスコントロール部からの信号CNTが“１”
の時はマルチプレクサ１１２から入力されるデー
タＤ_A，Ｄ_Bをシフトレジスタ１１０，１１１へ出
力し、信号CNTが“０”の時は夫々シフトレジ
スタ１１０，１１１の出力側（out）から送出さ
れたデータを入力側（in）へ戻すように切換わ
る。

マルチプレクサ１１３は、後述する、クロツク
発生部（第２２図）からのクロツクパルス
CLKOUTを入力し、信号SELAが“１”の時
はシフトレジスタ１１０及び後述する相関器１２
０（第１７図）へクロツクパルスCLKAを出力
し、信号SELAが“０”の時はシフトレジスタ
１１１及び相関器１２０へクロツクパルスCLKB
を出力する。

そこで、先ず信号CNTが“１”で、信号SELA
が“１”になり、第１０図のシフトレジスタ１
０７にストアされたデータＤをマルチプレクサ１
１２、セレクタ１１４を介してシフトレジスタ１
１０へ転送させる。クロツクパルスCLKOUTが
128パルス入力することによつてシフトレジスタ
１０７の前半128ビツトのＡデータＤ_Aがシフトレ
ジスタ１１０へ転送される。

次に、信号SELAが“０”になり、その後の
128パルスの入力によつてシフトレジスタ１０７
の後半128ビツトのＢデータＤ_Bがシフトレジスタ
１１１へ転送される。

このようにして、シフトレジスタ１１０，１１
１に128ビツトづつのＡデータＤ_AとＢデータＤ_B
を揃えた後、信号CNTが“０”になり、セレク
タ１１４，１１５が夫々各シフトレジスタ１１
０，１１１の出力側から送出されたデータを入力
側へ戻すように切換わる。そして、その後のクロ
ツクパルスCLKA，CLKBによつてシフトレジス
タ１１０，１１１から所要のデータが後述する相
関器１２０へ送出される。

第１７図は第８図の相関器２３とピーク検知器
２４に相当する相関位置検出部のブロツク図であ
り、相関器１２０、電流−電圧変換器（Ｉ−Ｖ変
換器）１２１、サンプル・ホールド回路１２２、
ピークデイテクタ１２３、ORゲート１２４、及
びカウンタ１２５によつて構成されている。

相関器１２０は、例えばTRW社より市販され
ているTC1004Jを用いる。これは、第１８図に示
す様に２個の64ビツトのシフトレジスタ１２０
Ａ，１２０Ｂと、その対応する各ビツトごとの排
他的論理和をとるEX−OR回路G₁〜G₆₄と、その
各出力を抵抗r₁〜r₆₄を介して加算して電流値に
よる出力を得る回路とからなる。そして、シフト
レジスタ１２０ＡのＡデータとシフトレジスタ１
２０ＢのＢデータとが一致する程多くのEX−OR
回路の出力が“０”になり、出力電流I₀が増加す
る。この出力電流I₀を電流−電圧変換器１２１で
電圧に変換して相関出力を得る。

ここで、第１９図を参照して、第１６図のシフ
トレジスタ１１０，１１１から、この相関器１２
０内のＡデータ用のレジスタ１２０Ａ及びＢデー
タ用のレジスタ１２０Ｂへのデータ転送動作につ
いて説明する。

この例では、スプリツトイメージによつて互い
に反対方向にずれた２つの像を合せて合焦させる
動作と同様に、第１６図のシフトレジスタ１１
０，１１１にストアしたＡデータＤ_AとＢデータ
Ｄ_Bのうち、互に反対側から半分づつのデータを
順に１ビツトづつ逆方向へずらしながら相関を検
知する。

すなわち、最初に第１９図に斜線を施して示す
ように、シフトレジスタ１１０の左半分の64ビツ
トのデータと、シフトレジスタ１１１の右半分の
64ビツトのデータを夫々相関器のシフトレジスタ
１２０Ａ，１２０Ｂに転送して相関をとる。

そのため、この第１回目の相関検出時には、シ
フトレジスタ１１０及び１２０Ａに128パルスの
CLKAを与え、シフトレジスタ１１１及び１２０
Ｂには64パルスのCLKBを与える。

シフトレジスタ１１０に128パルスのCLKAが
入力すると、全てのデータがシフトレジスタ１２
０Ａに送出されると共に再び戻されて初めと同じ
状態でＡデータをストアする。シフトレジスタ１
２０Ａは64ビツトしかないので、前半の64ビツト
分のデータは押出されてなくなり、後半の64ビツ
ト分のデータ、すなわち第１９図に斜線を施した
部分のＡデータのみがストアされることになる。

一方、シフトレジスタ１１１に64パルスの
CLKBが入力すると、第１９図に斜線を施した右
半分の64ビツトのＢデータがシフトレジスタ１２
０Ｂに転送される。そして、シフトレジスタ１１
１内では当初左半分にあつたデータが右半分に、
当初右半分にあつたデータが左半分にストアされ
た状態になる。

次に、第２回目の相関検出時には、シフトレジ
スタ１１０に127パルスのCLKAを、シフトレジ
スタ１１１に１パルスのCLKBを与える。

すると、シフトレジスタ１２０Ａには、第１９
図に仮想線で示すようにシフトレジスタ１１０に
おける前回より１ビツト右へずれた64ビツト分の
Ａデータが転送される。また、シフトレジスタ１
２０Ｂにはシフトレジスタ１１１における前回よ
り１ビツト左へずれた64ビツト分のＢデータが転
送された状態になる。

このようにして、２回目以降の各相関検出時に
はシフトレジスタ１１０及び１２０Ａへは127パ
ルスのCLKAを送り、シフトレジスタ１１１及び
１２０Ｂへは１パルスのCLKBを送つて、64回の
相関検出を行うことにより、第１９図に斜線を施
して示した部分から互に１ビツトづつ反対方向に
ずらして、全く反対の状態になるまでの全ての相
関をとることができる。

そして、32回目の相関検出時が、第１９図に破
線で示すようにシフトレジスタ１１０と１１１の
いずれも中央付近の同じ64ビツト分のＡデータと
Ｂデータとの相関が検知されることになり、この
時に相関器１２０の出力が最大になれば合焦状態
である。それよりずれたところで相関出力が最大
になれば、それだけピントがずれていることにな
る。

そこで、第１７図に戻つて、各回の相関検出時
の相関器１２０からの出力電流を、Ｉ−Ｖ変換器
１２１によつて電圧に変換し、サンプル・ホール
ド回路１２２及びピークデイテクタ１２３へ入力
する。

相関器１２０内のシフトレジスタ１２０Ａ，１
２０Ｂのデータが揃つて相関をとる毎に、後述す
るシーケンスコントロール部（第２３図）からの
サンプリング信号Ｓ／が“１”になり、サンプ
ルホールド回路１２２にＩ−Ｖ変換器１２１から
の相関出力としての電圧信号をサンプリングし、
サンプル値が前のホールド値より高い時はホール
ド値を更新し、前のホールド値より低い時には前
のホールド値をそのままホールドする。

したがつて、第２０図に実線で示すように各回
のサンプル値が変化したとすると、ホールド値は
サンプル値の上昇中はそれに追従するが、一度ピ
ークがあると、それ以後はそのピークを越えるサ
ンプル値があるまで破線で示すようにそのピーク
値をホールドしている。

ピークデイテクタ１２３は、このサンプルホー
ルド回路１２２のホールド値とＩ−Ｖ変換器１２
１からの入力信号値（第２０図のサンプル値に相
当する）とを比較し、ホールド値より入力信号値
の方が大きい時にはピーク出力を“１”にする。
それによつて、ORゲート１２４を介してカウン
タ１２５をリセツトする。

そのため、カウンタ１２５は第２０図に示すよ
うに、相関出力がピークになるまでリセツトされ
続け、ピーク以後はサンプリング信号Ｓ／をカ
ウントするが、先のピーク値以上の相関出力があ
ると再びリセツトされ、64回のサンプリングすな
わち相関検出が終了した時、最大のピーク以後の
カウント値が保持されている。これを相関位置デ
ータとして出力する。

なお、このカウンタのカウント値はスタート信
号STが“１”になつた時、すなわちセンサアレ
イ１０１にデータの蓄積を開始してからシフトレ
ジスタ１１０，１１１にデータが転送されるまで
の間もリセツトされる。

第２１図は第８図の駆動方向検出器２５以降の
回路部分に相当するモータドライブ及び表示部の
ブロツク図であり、ラツチ回路１３０、駆動方向
検出器であるマグニチユードコンパレータ（デジ
タル比較器）１３１、表示器４０の発光ダイオー
ド（LED）及びモータ３２のドライバ３１等か
らなる。

ラツチ回路１３０は前述のカウンタ１２５のカ
ウント値として出力される相関位置データを、後
述するシーケンスコントロール部（第２３図）か
らの信号STRBが“１”になつた時にラツチす
る。

マグニチユードコンパレータ１３１は32にセツ
トされ、それとラツチ回路１３０にラツチされた
相関位置データ（これをＮとする）とを比較し、
Ｎ＞32ならば出力ａを“１”にし、Ｎ＜32ならば
出力ｂを“１”にし、Ｎ＝32ならば出力ｃを
“１”にする。この出力ａとｂが駆動方向信号、
ｃが合焦信号である。

LED及びモータのドライバ３１はこの駆動方
向信号ａが“１”のときは例えばモータ３２を右
回転させると共に、前ピンを表示する発光ダイオ
ードL₁を点灯し、駆動方向信号ｂが“１”のと
きは例えばモータ３２を左回転させると共に、後
ピンを表示する発光ダイオードL₂を点灯させ
る。

このモータ３２の回転により第９図のフオーカ
スレンズ１１がギア機構３３を介して合焦し得る
方向へ駆動される。そして、合焦するとマグニチ
ユードコンパレータ１３１の合焦信号ｃが“１”
になるので、モータ３２にブレーキをかけると共
に、合焦を表示する発光ダイオードL₃を点灯さ
せる。

モータ駆動中も上述のシーケンスが繰返し行わ
れ、シネカメラやビデオカメラでは常に被写体の
動きを追つて焦点調節を行う。スチールカメラの
場合には合焦を表示するLEDが点灯した後シヤ
ツタをレリーズすればよい。

オート・マニユアル切換スイツチ１３４をオフ
にしておけばモータ３２は回転せず、いずれかの
発光ダイオードのみが点灯し、ピントのチエツク
を行つて手動によつて合焦させることができる。

第２２図はクロツク発生部のブロツク図で、予
め数値のプリセツト値（ｎ）をラツチするラツチ
回路１４０、カウンタ１４１、クロツク発振器１
４２、ワンシヨツトマルチ１４３、ラツチ回路１
４０とカウンタ１４１の対応するビツト夫々の排
他的論理和をとるEX−OR回路群１４４、その各
EX−OR回路のオアをとるOR回路１４５、及び
ANDゲート１４６とからなる。

前述の各部の動作に必要な数のクロツクパルス
CLKOUTを送出するために、その必要な数をプ
リセツト値として後述するシーケンスコントロー
ル部から与え、信号BGNが“１”になるとその
立上りでワンシヨツトマルチ１４３がトリガさ
れ、ラツチ回路１４０がそれをラツチすると共に
カウンタ１４１がリセツトされる。

その時点からOR回路１４５の出力が“１”に
なり、クロツク発振器１４２からのクロツクパル
スがANDゲート１４６を通つて出力されると共
に、カウンタ１４１がそのパルス数をカウントす
る。

そして、カウンタ１４１のカウント値がラツチ
回路１４０にラツチされたプリセツト値（ｎ）と
等しくなつた時、EX−OR回路群１４４の各出力
が全て“０”になる。したがつてOR回路１４５
の出力が“０”になり、ANDゲート１４６を閉
じ、クロツクパルスの送出を停止する。すなわ
ち、プリセツト値と同数のクロツクパルスが送出
されることになる。

なお、クロツクパルス送出中はOR回路１４５
の出力、すなわち信号BSYが“１”になつている
ので、後述するシーケンスコントロール部（第２
３図）のシーケンスの進行を停止させている。

以上説明した各部の動作は、第２３図に示すシ
ーケンスコントロール部によつて制御される。

このシーケンスコントロール部は、4MHzの発
振器１５０、その出力を４分周するカウンタによ
る分周器１５１、その４分周されたパルスをカウ
ントするカウンタ１５２、そのカウント値によつ
てアドレスされるリード・オンリー・メモリ
（ROM）１５３、及びこのROM１５３の出力デ
ータをラツチする７ビツトのラツチ回路１５４，
１５５等からなる。

ROM１５３には、０番地から順次この装置の
シーケンス制御に必要な各動作信号のデータ及び
前述のクロツク発生部へ与えるプリセツト値のデ
ータが、夫々８ビツトのメモリの７ビツトを使つ
て記憶され、残りの１ビツトにはラツチ回路１５
４又は１５５を選択するための信号EXHが記憶
されている。各動作信号RST，ST，BGN，
SELA，CNT，Ｓ／，STRBは夫々７ビツト
のうちの１ビツトづつに“１”又は“０”として
記憶されている。

カウンタ１５２のカウント値によつてこの
ROM１５３のアドレスが指定され、そのアドレ
スのデータが読み出される。そして、信号EXH
が“１”ならばANDゲート１５６が開き、AND
ゲート１５９の出力が“１”になるタイミング
で、読み出されたデータがラツチ回路１５４にラ
ツチされる。信号EXHが“０”のときは、イン
バータ１５８の出力が“１”になつてANDゲー
ト１５７が開き、読み出されたデータがラツチ回
路１５５にラツチされる。

ところで、カウンタ１５２がカウントアツプし
てから、ROM１５３の出力に新らたに指定され
たアドレスのデータが完全に出揃うのに幾分時間
を要する。そこで、発振器１５０からの4MHzの
パルス信号CK₁を分周器で４分周したパルス信号
CK₄の立下りでカウンタ１５２をカウントアツプ
し、そのパルス信号CK₄と4MHzのパルス信号の
アンドをAND回路１５９でとつて、その出力が
“１”になつた時、すなわちパルス信号CK₄の半
周期後にラツチ回路１５４又は１５５をストロー
ブするようにしてある。

なお、前述した信号RDYWが“０”の時、す
なわち第１０図のデータ検出部においてセンサア
レイ１６に電荷の蓄積を開始してからデータをシ
フトレジスタ１０７へ転送し終る迄の間はAND
ゲート１６０を閉じる。また、前述のクロツク発
生部からの信号BSYが“１”で、その反転信号
が“０”の時もANDゲート１６０を閉じ、
カウンタ１５２をカウントアツプしないようにし
てシーケンスの進行を停止させる。

信号RSTが“１”になるとワンシヨツトマル
チ１６１の出力が短時間“０”になり、反転入力
のOR回路１６２を介してカウンタ１５２をリセ
ツトする。また、通電開始時にもイニシヤルリセ
ツト回路１６３のｇ点がローレベル“０”になる
ので、反転入力のOR回路１６２を介してカウン
タ１５２をリセツトする。

ところで、前述のようにセンサアレイ１６に電
荷を蓄積している間、及びセンサアレイ１６から
画像信号を読出してシフトレジスタ１０７へ転送
する間は信号RDYWが“０”であり、また第２
２図のクロツク発生部からクロツク信号
CLKOUTが出力され、第１６図及び第１７図の
回路による相関検出のための信号処理が行われて
いる間は信号が“０”で、これらの間は第２
３図のANDゲート１６０が閉じ、カウンタ１５
２をカウントアツプせず、信号STRBも出力され
ない。

したがつて、第２１図のラツチ回路１３０のラ
ツチデータは上記の間保持され、マグニチユード
コンパレータ１３１の出力である駆動方向信号
ａ，ｂ又は合焦信号ｃもその間変化しない。

そして、センサアレイ１６に電荷の蓄積を開始
してから信号処理を終了して信号STRBが出力さ
れる迄の時間のうち、データ転送時間と信号処理
時間は常に同じでミリセコンドのオーダである
が、電荷蓄積時間Ｔは被写体輝度に応じて変化
し、例えば被写体が明るい場合には10msec程度
であつたとしても、被写体が暗い場合には
100msec以上にもなつてしまう。

その間マグニチユードコンパレータ１３１から
の駆動方向信号ａ又はｂが変らずに出力され、モ
ータ３２が右又は左回転し続けると、第９図のフ
オーカスレンズ１１が合焦位置を通り越してしま
うことがあり、次のデータによる相関位置データ
がラツチ回路１３０にラツチされた時には、マグ
ニチユードコンパレータ１３１からの駆動方向信
号がモータ３２を逆転させる信号となり、このよ
うな動作の繰り返しによりハンチングを起すこと
がある。

この発明はこのようなハンチングの発生を防ぐ
ために、上記マグニチユードコンパレータ１３１
から出力される駆動方向信号ａ，ｂをイメージセ
ンサの電荷蓄積時間に係わりなく一定時間でカツ
トする回路を設けたものであり、その実施例を第
２４図に示す。

すなわち、マグニチユードコンパレータ１３１
から出力される駆動方向信号ａ，ｂを夫々AND
ゲート５１，５２を介してドライバ３１に入力さ
せるようにし、このANDゲート５１，５２をワ
ンシヨツトマルチ５３の出力信号によつて制御す
る。このワンシヨツトマルチ５３は信号STRBの
立上りでトリガされ、一定時間τの間だけ出力を
“１”にする。

したがつて、この一定時間τを例えば20msec
にすれば、被写体輝度が暗くて、信号STRBが短
時間“１”になつてラツチ回路１３０に相関位置
データがラツチされた後、次の新しい相関位置デ
ータがラツチされるまでに20msec以上要し、マ
グニチユードコンパレータ１３１からの駆動方向
信号ａ又はｂが20msec以上“１”になつていて
も、20msec経過するとANDゲート５１，５２の
出力は駆動方向信号ａ又はｂに係らず“０”にな
つてモータ３２の回転を停止させ、次の新しいデ
ータによる駆動方向信号の出力があるまで待機す
る。

すなわち、従来駆動方向信号出力時間が第２５
図に破線で示すように被写体輝度に応じて変化
し、被写体輝度が暗い場合には相当長くなつてい
たのが、第２４図の回路では、第２５図に実線で
示すように被写体輝度に係らず駆動方向信号の出
力時間をτに制限してしまうことになる。

したがつて、被写体が暗い場合にもハンチング
を起すことがなく合焦状態にすることができる。

なお、第２４図に表示器としてのLEDは図示
していないが、ドライバ３１によつて前ピン及び
後ピンの時は一定時間τの間だけ表示するように
してもよいし、別にLED用ドライバを設けて駆
動方向信号ａ又はｂが出ている間中表示するよう
にしてもよい。

以上説明した実施例では、撮影光学系の異なる
部分を通過する被写体像の強度分布をいずれも撮
影像とは異なる位置に導出して１次元のCCDイ
メージセンサアレイによつて検出したが、２次元
の撮像素子を用いて撮影像を電気信号に交換する
ビデオカメラにおいては、２つの強度分布信号の
うち少くとも一方を撮影画像信号から抽出した
り、あるいは撮像素子のブランキング部を利用し
て検出することができる。

その場合にも撮像素子が蓄積モード型のイメー
ジセンサであり、被写体輝度に応じてその電荷蓄
積時間を制御する場合には本発明を適用すれば有
効である。

また、ズームレンズを使用しないカメラにおけ
る自動焦点調節装置にも同様に適用し得ることは
勿論である。

以上説明したように、この発明によれば、先に
本発明者等が発明した自動焦点調節装置における
低輝度時のハンチング発生を防止し、確実に合焦
状態にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は、この発明を適用する自動
焦点調節装置の原理を説明するための光路図であ
る。第４図は、被写体像の強度分布を検出するた
めの撮影レンズとブレードとセンサアレイの配置
図である。第５図は、被写体の強度分布を示す図
である。第６図は、合焦時のＡによる像及びＢに
よる像の強度分布を示す図である。第７図は、ピ
ントはずれ時の第６図と同様な図である。第８図
は、この発明を適用すべき自動焦点調節装置の基
本構成を示すブロツク図である。第９図は、第８
図の強度分布検出部の光学系の一具体例を示す光
路図である。第１０図は、同じくデータ検出部の
一例を示すブロツク図である。第１１図は、第１
０図の信号ST，RDYとRDYWの関係を示すロジ
ツク回路図である。第１２図は、第１０図におけ
る光一周波数変換回路及びセンサドライバの一例
を示すブロツク回路図である。第１３図イ〜ニ
は、第１２図の各出力パルスの波形図である。第
１４図は、第１０図における二値化器の一例を示
す回路図である。第１５図イ，ロは、第１４図の
二値化器の動作説明のための波形図である。第１
６図は、シフトレジスタ部のブロツク図である。
第１７図は、相関位置検出部のブロツク図であ
る。第１８図は、第１７図における相関器の具体
例を示すブロツク回路図である。第１９図は、第
１６，１７図のシフトレジスタ部と相関器内のシ
フトレジスタの動作を説明するための説明図であ
る。第２０図は、相関位置検出部の動作を説明す
るための線図である。第２１図は、モータドライ
ブ及び表示部のブロツク図である。第２２図は、
クロツク発生部のブロツク図である。第２３図
は、シーケンスコントロール部のブロツク図であ
る。第２４図は、この発明の実施例を示す第２１
図に相当するブロツク図である。第２５図は、第
２４図の作用説明に供する線図である。１０……強度分布検出部、１１……フオーカス
レンズ、１２……変倍レンズ、１３……結像レン
ズ、１４……プリズム分光器、１５Ａ，１５Ｂ…
…検出用レンズ、１６Ａ，１６Ｂ，１６……
CCDフオトセンサアレイ（センサアレイ）、１７
……センサドライバ、２０……信号処理回路、３
０……レンズ駆動装置、３１……ドライバ、３２
……モータ、３３……ギア機構、４０……表示
器、５１，５２……ANDゲート、５３……ワン
シヨツトマルチ、１３１……マグニチユードコン
パレータ（駆動方向検出器）。

Claims

【特許請求の範囲】１撮影装置における撮影光学系を通過した光束
による被写体像の強度分布を、蓄積モード型のイ
メージセンサにより被写体輝度に応じて電荷蓄積
時間を制御して被写体輝度によつてレベルが変化
しない画像信号として検出する強度分布検出手段
と、該手段によつて検出された画像信号を処理し
て撮影装置が合焦状態にあるか非合焦状態にある
かを判別し、非合焦状態の時には前記撮影光学系
のレンズを合焦方向へ移動させるための駆動方向
信号を出力する信号処理回路と、該信号処理回路
から前記駆動方向信号が出力されている間前記レ
ンズをその指定方向へ移動させるレンズ駆動装置
とを備えた自動焦点調節装置において、前記信号処理回路から出力される駆動方向信号
を前記イメージセンサの電荷蓄積時間に係わりな
く一定時間でカツトする回路を設けたことを特徴
とする自動焦点調節装置。