JPS6330814A - 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］ この発明は、焦点検出装置、詳しくは、異なる光路を通
過した２つの像の相対的すれ毒から、被写体までの距離
を検出するは焦点検出装置に関する。

［従来の技術］ 異なる光路を通過した第１と第２の像の相関を検出する
焦点検出装置において、一方の像信号を複数のブロック
信号に分割し、各ブロック信号と他方の像信号を比較し
２つの像間隔を求める方法が特開昭５９−１２６５１７
号公報により知られている。また、特開昭６０−２４３
６１８号公報には、第１の受光手段を複数のブロックに
分割し、合焦時の第２の受光手段上の像と対応する像を
受光すべきブロックを優先させて第２の受光手段との出
力相関をとる手段と、この優先されたブロックを用いた
焦点検出が適当か否かを判定する手段とを有し、適当で
ないと判定されたときのみ他のブロックを用いて焦点検
出がなされることが開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、前者の焦点検出装置の場合、それぞれのブロッ
クごとに相関演算を行なうので、構成が複雑で演算時間
が長くなる不都合がある。また、これを改善する後者の
装置においても、優先ブロックによる合焦検出が確実に
行なわれる確率は必ずしも高くなく、優先ブロックによ
る検出が不可能なとき、前者の装置に較べて特に大きな
改善効果は望めない。

このように、相関演算の結果、合焦検出が不可能となる
原因としては、■彼等体のコントラストが低すぎる、■
一方の光電変換素子列を他方の光電変換素子列に対して
ずらす量が像のずれ計に対して小さい、などが考えられ
る この発明の目的は、まず、これらの原因を除去した上で
、２つの像の相対位置関係を検出しようとするものであ
る。

［問題点を解決するための手段および作用］この発明の
焦点検出装置は、光電変換素子列よりレンズ固有の最大
ずれ量に相当する画素数Ｎを差し引き、残りの光電変換
素子列の中から合焦検出に適当なブロックを検出したの
ち、このブロックと他方の光電変換素子列の相対的ずれ
量を検出することにより、より確実に１回の相関演算で
合焦検出を行なう。また相対的ずらし量はレンズ固有の
最大ずれ量だけ行ない、短時間に効率良く合焦検出を可
能とする。

〔実　施　例］ 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。なお
、この発明の使用される光学系については周知であり、
原理的な構成は第１７図に示すようになっている。

この第１７図に示す光学系を簡単に説明すると、撮影レ
ンズ１１の後方の予定焦点面１２或いはこの面からさら
に後方の位置に瞳投影レンズ１３を有し、さらにその後
方に瞳分割レンズ１４．１５を有し、各瞳分割レンズ１
４．１５の結像面には、例えば、ＣＣＤ　（電荷結合素
子）１６を受光素子として有するラインセンサ１７．１
８を配しである。各ラインセンサ１７．１８上の像は、
ピントを合わすべき物体の像が予定焦点面１２より前方
に結像する、いわゆる前ピンの場合、互いに光軸１９の
方に近づき、反対に後ビンの場合、それぞれ光軸１９か
ら遠くなる。ピントが合った場合、２つの像の互いに対
応し合う２点間の間隔は、光学系の構成から定められる
特定の距離となる。従って、ラインセンサ１７．１８上
の２つの像の光分布パターンを電気信号に変換して、そ
れらの相対的位置関係を求めることによって焦点状態を
知ることができる。

第１図はの発明の一実施例を示す焦点検出装置の概略ブ
ロック図である。

第１図において、瞳分割レンズ１４を通過した被写体像
はＣＣＤ１６の第１のラインセンサ１７に、瞳分割レン
ズ１５を通過した被写体像はＣＣＤ１６の第２のライン
センサ１８に結像される。

ＣＣＤ制御部２１はＣＣＤ駆動回路とＡＤ変換器２２の
タイミングを制御する回路よりなる。φ１゜φ２はＣＣ
Ｄ１６の転送りロック、ＭＯＳはＣＣＤ１６の各画素の
積分時間をよ決めるだめのモニタ用受光素子の積分出力
信号である。ｂｘｏｓ出力がＣＣＤ制御部２１で設定さ
れた積分電圧に達するとＣＣＤ制御部２１よりＣＣＤ１
６にＯＦＧ信号を出力する。これによりＣＣＤ１６は積
分を終了する。ＯＦＧはＣＣＤ１６の受光部の積分制御
信号となる。φアはＣＣＤ１６の受光部で発生した電荷
をＣＣＤ１６の転送ラインに転送する信号、ＳＲはＣＣ
Ｄ１６の出力信号をＡＤ変換が終了するま゛で一時的に
保持する信号である。Ｏ８はＣＣＤ１６の出力信号、Ｒ
ＤＹはＡＤ変換が終了したことをＣＰＵ　（中央処理装
置）２３に知らせる信号である。ＣＰＵ２３はこのＲＤ
Ｙ信号を受けた後、ＡＤ変換データをＣＰＵ２３の内部
のメモリにストアする。φ０はすべてのシーケンスの基
準となる信号である。撮影レンズ鏡筒２４内のレンズＲ
ＯＭ　（リードオンリーメモリ）２５にはレンズのＦナ
ンバーや、像のずれ口からレンズのデフォーカス量を求
めるための変換係数など、焦点検出に必要なデータが予
め記憶されている。ＩＮＴＡは撮影レンズの駆動位置が
無限遠の終端位置に達したことを検知するための信号で
ある。ＩＮＴＢはレンズの駆動位置が最至近の終端位置
に達したことを検知するための信号である。信号ＩＮＴ
Ａ、ＩＮＴＢはＣＰＵ２３の割り込み入力端子に接続さ
れている。ＣＰＵ２３はソフト的に割り込みの禁止解除
が可能で、割り込み禁止状態では割り込みがかからない
が割り込みが解除されると、信号ＩＮＴＡ、あるいはＩ
ＮＴＢが入力されたときＣＰＵ２３は無条件に信号ＩＮ
ＴＡ、あるいはＩＮＴＢを受は付け、その後の処理ルー
チンに分岐するようになっている。ＣＰＵ２３には合焦
表示用のＬＥＤ　（発光ダイオード）２６、警告表示用
のＬＥＤ２７が接続されている。また、像の相対間隔よ
り、デフォーカス量を演算し、それに基づいて撮影レン
ズを駆動するに当たり、レンズの移動量をＣＰＵ２３に
フィードバックする必要があるが、レンズの移動量とし
てレンズ駆動用モータ３３の回転数で代用するのが一般
的であり、ＬＥＤ２１１１．　フォトダイオード２９は
このためのものである。つまり、レンズ駆動回路３２が
駆動し、モータ３３が回転すると、レンズ鏡筒の回転部
材に等間隔に設けられたスリット３１が回転し、同スリ
ット３１の通路を挟んで回転検出用のＬＥＤ２８とフォ
トダイオード２９を対向配置してなるフォトインタラプ
タ３０がスリット３１をカウントする。ＣＰＵ２３はス
リット３１のカウント数をメモリにストアし、所定量に
達したとき、モータ３３の回転をストップする。さらに
ＣＰＵ２３にはオ゛−トフォーカス動作のためのＡＦス
イッチ３４が接続されている。

次に、第８図以下に示すフローチャートをもとにこの発
明の詳細な説明していく。電源が投入されると、ＣＰＵ
２３は焦点検出動作を開始（ＡＦスタート）するために
、Ｉ１０ポートや内部レジスタ、フラグ等の初期設定の
ためイニシャライズする。このイニシャライズ時には後
述するフラグＦＬＧ４が０に設定される。次にＡＦスイ
ッチ３４がオンすると、焦点検出動作に入るが、ＡＦス
イッチ３４がオフのときはＣＰＵ２３内のタイマを作動
させ、次に合焦表示用ＬＥＤ２６．警告表示用ＬＥＤ２
７等の表示をオフしたりレンズ駆動用モータ３３をスト
ップさせるためのイニシャライズを行なった後、後述の
フラグＦＬＧ６を０に設定して再びＡＦスイッチ３４の
オン、オフの判定ルーチンに戻る。ＡＦスイッチ３４が
オンのときは、サブルーチンＡＦＡＬＧに移る。サブル
ーチンＡＦＡＬＧは主にラインセンサ１７，１８上の２
つの像の間隔により物体までの距離を求めるためのもの
である。

このサブルーチンＡＦＡＬＧにつき説明すると、第９図
に示すように、まず、ラインセンサ１７゜１８のほぼ全
領域の画素を用いてコントラストの検出を行なう。いま
、ラインセンサ１７，１ｇの画素数をそれぞれ６４個と
し、第１のラインセンサ１７の画素出力を順にａ、、ａ
２．・・・・・・ａ６４、第２のラインセンサ１８の画
素出力を順にｂ　ｔ　。

ｂ　　・・・・・・ｂ６４とすると、ラインセンサ１７
のコ２　′ ントラスト関数を ＣＡ＝に；。ＩａＮ−３ｋ　−ａ＋＋３（ｋ＋１）ｌ　
　°−＝−（ｉ）で表わし、ラインセンサ１８のコント
ラスト関数をＣＢ＝、！ｆ。Ｉｂ１＋３ｋ　−ａ＋＋３
（ｋ＋ｉ）Ｉ　　　°−−−−−（２）で表わす。そし
て、上記コントラスト関数ＣＡ。

ＣＢが所定レベルε０より大きいときは、合焦検出可能
であるので次にレンズ固有の最大シフト値を入力する。

ここで、以下のフローを説明する前に、まず、この実施
例に用いる像位相差法における演算原理を説明する。

第２図において、撮影レンズ１１の予定焦点面１２から
ＣＣＤ１６の受光面までの像位相差量をΔ、デフォーカ
ス全をＤとし、ラインセンサ１７゜１８の各画素間のセ
ンサーピッチをｐ、（！４！位相差に相当する画素数を
Ｎ１検出光束のＦナンバーをＦｗ、投影光学系１３Ａ（
第１７図中の瞳投影レンズ１３、瞳分割レンズ１４．１
５を含む光学系に相当）の倍率をδとすると、デフォー
カスｆｆ１Ｄで表わされる。なお、第２図中、２０は検
出光束の重心を示す。実際は投影倍率が像位置により変
化するので厳密には正しくないが、概略では上記（３）
式のようになる。ここで、像位相差に相当するラインセ
ンサ１７．１８の画素数Ｎの最大値はレンズの焦点距離
、最短撮影距離により決まるレンズ固有の値となる。実
際はレンズの距離環が（１）に合っているときで最短撮
影距離に物体があるとき、Ｎは正の最大となり、レンズ
の距離環が最短撮影距離に合っているときて無限遠の距
離に物体があるときにＮは負の最小値となる。レンズ固
有の最大シフト値とはこのＮの最大、最小のことである
。

次に、ラインセンサ１７，１８の画素列をｔＭ５Ａのブ
ロックに分割し、各ブロックごとのコントラストを求め
る。具体的には、第３図に示すように６４個よりなる画
素列を１０個のブロックに分割する。そして、 ＣＡ（ｎ）＝に！。ｌａ＋＋ｓｋ＋５ｎ−ａｊ＋３（ｋ
＋４）＋５ｎｌ　”””（４）Ｃａ（ｎ）＝Σｌｂ１＋
３に＋５ｎ　−ｂ１＋３（ｋ＋１　）＋５ｎ　ｌ　””
”（５’に−。

（但し、ｎ−０，１，２，・・・・・・、９）によりラ
インセンサ１７，１８のコントラストを求める。いま、
前述したレンズ固有のシフト値を簡単に±５ｘ（ｘは整
数）とすると、このときブロックＮｏが０〜９−ｘの中
で最小コントラストのブロックを探す。または合焦検出
に可能な所定以上のコントラストのブロックを用いても
よい。

このようにして得られた第１のラインセンサ１７におけ
る最大のコントラストのブロックをα、第２のラインセ
ンサ１８のそれをβとする。このようにすることにより
、αを参照画素列として第２のラインセンサ１８の画素
列をシフトしながら像の一致を検出しても、βを参照画
素列して第１のラインセンサ１７の画素列をシフトしな
がら像の一致を検出しても、必要最小限のシフト回数で
像の一致点を捜すことが可能となる。次に相関演算につ
いて述べる。第１ラインセンサ１７の画素列を参照画素
列としたときの相関出力は、・・・・・・・・・（６） ここで、０≦Ｘ≦４ではＳ−Ｏ〜５ｘ、ｘ≧５ではＳ＝
０〜４５−５αとする。望遠レンズあるいはマクロレン
ズでは最大シフト値が大きく、１００を越えるものもあ
る。このような場合、以上述べた方法は適用できないの
で、Ｘ≧５においてはＸ　−５としてブロックＮｏ、０
〜５の中から最大コントラストのブロックを検出し、シ
フト範囲Ｓは最大検出できるように、すなわち、ＳはＯ
から最大ｎ＋Ｓ−１，９＋５α＋Ｓ≦６４を満たすよう
に、すなわち、Ｓ−０〜４５−５αとする。同様にして
、第２のラインセンサ１８の画素列を参照画素列としこ
こで、０≦Ｘ≦４ではＳ−０〜５ｘ。

Ｘ≧５ではＳ　−０〜４５−５βとする。

以上述べたブロックＮｏ、０〜９−ｘの中では所定以上
のコントラストのブロックを検出できないことがある。

例えば、背景の明るさが均一でスリット上の被写体像が
１０−ｘ、１１−ｘ・・・・・・、９のブロックの中に
結像している場合、合焦検出不能になる。これを避ける
ため、０〜９−ｘのブロックの中の最大コントラストを
示すブロックのコントラストが所定以下のとき、次にブ
ロックＮｏ。

Ｘ〜９の中で最大のコントラストのブロックを探す。こ
のとき、第１のラインセンサ１７の画素列の最大コント
ラストのブロックＮＯをγ、第２のラインセンサ１８の
画素列のそれをηとすると、ここで、０≦Ｘ≦４では５
＝−０〜−５ＸＸ≧５ではｓ−０〜−（１９＋５７） ・・・・・・・・・（９） ここでＱＳＸ≦４ではＳ−０〜−５Ｘ Ｘ≧５ではＳ＝０〜−（１９＋５７７）で表わされる。

次に相関演算の規格化を行なったのち、合焦可能である
か否かの判定を行なう。（Ｘま、第１のラインセンサ１
７の画素列の最大コントラストのブロックをα、第２の
ラインセンサ１８の画素列の最大コントラストのプロ・
ツクをβとするとき、次の４つのコントラストを演算す
る。

Ｃ２＝　　Σ　ｌａｎ　　”ｎ＋４　ｌ　　　・・・−
・・・・４１１）ｎ−５α ここて、下記（１４）〜（１７）式のいずれかが成り立
つとき合焦可能とする。

Ｆ　　（Ｓ）　、　　ＦＢ（Ｓ）の中で最小値がＦＡ（
Ｎ１、）のとき ＦＡ　（Ｍｔ　）／Ｃ１−）−ＦＡ　（Ｍｌ　−１）　
／Ｃ２≦１＋ｋ・・・・・（１４）ＦＡ（Ｍｌ　）／Ｃ
２＋　ＦＡ（Ｍ１＋１　）　／Ｃ１≦１＋ｋ・・・・・
・（１５）Ｆ　　（Ｓ）、ＦＢ（Ｓ）の中で最小値がＦ
Ｂ　（Ｍｌ）のときは、 ＦＢ（Ｍｌ　）／Ｃ３＋ＦＢ（Ｍｔ　−１）／Ｃ４≦１
＋ｋ・・・・・・（１６）ここで、ｋは１に比べて十分
小さな定数である。

Ｃ＋ＣＣ＋Ｃであるので、Ｃ２− １２’３４ Ｃ１，Ｃ４−Ｃ５として計算してもよい。

次に、Ｆ（Ｍ）又はＦＢ　（Ｍｔ　）の次に小さな相関
出力について同様の規格化を行なう。いまこれをＦ（Ｍ
）又はＦＢ　（Ｍ２）とするとき、上記（１４）式〜（
１７）式と同様な関係が成り立つとき距離を異にする合
焦可能点が複数あることになる。これは第４図に示すよ
うな画素列方向に周期性のある被写体で発生する。

第４図はこれを分かりやすく説明するだめの図である。

第１．第２のラインセンサ１７，１８の画素列は実際に
は１列に並んでいるのであるが、説明をわかりやすくす
るために対応する画素が上下に並ぶように図示しである
。第２のラインセンサ１８の画素列の図示しである参照
部を用いて相関演算を行なった後規格化すると、距離の
異なる最大４ケ所の合焦可能点が得られることになる。

このようなときは、後で詳しく述べる方法で、レンズを
駆動しながら最大コントラストの点を検出した後、最終
的に相関演算を行ない合焦検出する。

Ｆ　　（Ｓ）　、　　ＦＢ（Ｓ）の最小値によって合焦
検出不能となり、次に小さいＦ　　（Ｓ）又はＦＢ（Ｓ
）により合焦検出可能となるケースがある。例えば、第
５図において相関出力Ｆ　（Ｓ）の最小値により求めら
れたずれ量Ｓ１は正しくなく、次に相関出力に小さい値
によって求められたずれ、ｉｎ　Ｓ　２が正しい値のケ
ースがある。この点は後で詳しく説明する。これは第５
図に示すように、連続してＦ　（Ｓ）が等しいシフトＵ
Ｓ１．Ｓ２の中間に合焦点かあるような場合に特に発生
し易い。

Ｓｌ〉Ｓ２の間に合焦点があるとして、第１゜第２のラ
インセンサー７．１８の出力の相対関係を示したのが第
６図である（第２のラインセンサ１８の画素列をシフト
）。第６図から明らかなように、第１のラインセンサー
７を挟んで第２のラインセンサー８を８１シフトしたと
きの）口開出力Ｆ（Ｓ）と８２シフトしたときの相関出
力Ｆ（Ｓ２）が等しいときＦ　（Ｓ）の最小値が最も大
きくなることがわかる。

したがって、このようなとき、披写体像の態様によって
は本来、合焦点と無関係なシフト量に対する相関出力よ
り大きくなることがある。なお、Ｆ　（Ｓ）の最小値が
合焦点に相応した相関出力であるか否かは（１４）式〜
（１７）式に示すような規格化によりほぼ確実に判別可
能となる。Ｆ　（Ｓ）の最小値の次に小さいＦ　（Ｓ）
により合焦可能なときはこれに基づくずれ量により合焦
駆動する。いま合焦可能点が１個のとき、次にフラグＦ
ＬＧ２に０をストアする。フラグＦＬＧ２はコントラス
ト最大検出駆動が終了か否かを検出するためのフラグで
、ＦＬＧ２−０は未終了を意味する。次にデフォーカス
ｆｆ１Ｄの算出を行なう。いまＦ　（Ｍ）を規格化した
値が合焦可能となったとすると、第７図（Ａ）。

（Ｂ）に示すようにデフォーカスｆｉｔＤは■　Ｆ（Ｍ
−１）≧Ｆ（Ｍ＋１）のとき■　Ｆ　（Ｍ−１）＜Ｆ　
（Ｍ＋１）のときここで、Ｆ　（Ｍ）が前記（８）　、
　　（９）式により得られたときは後ビン、Ｆ　（Ｍ）
が前記（７）、（ｌｌ）式により得られたときは前ピン
となる。次に、デフォーカスＨＤに相当するフィルム面
の錯乱円が許容値内かを検出する。実際には、ＩＤ１≦
ε２のとき、許容値内であるとし、次に撮影レンズが駆
動中であるか否かを判別する。ここでは後で説明する相
関演算駆動中であるか否かを判別する。駆動中のときは
ＩＤ１≦ε２の判別結果は信頼できないので、次にレン
ズをストップした後合焦表示オフにし、再コントラスト
検出よりスタートする。レンズが駆動中でないときは警
告表示をオフし、次に合焦表示をオンした後、再コント
ラスト検出より合焦検出動作を繰り返す。いまＩＤ＋≦
ε　でないときは、デフォーカス量りに相当した値だけ
レンズを駆動する。この場合、ＣＰＵ２３はレンズＲＯ
Ｍ２５よりレンズ固有の係数Ｋを入力し、前述したフォ
トインクラブタ３ｏのカウント数Ｎ′がＮ’　−ＫＤに
なったとき撮影レンズをストップし合焦表示をオフにし
た後、再び合焦検出動作を合焦するまで行なう。

次にコントラスト最大検出駆動について述べる。

合焦可能点が２以上のときは周期性のある被写体である
可能性が高いので、コントラストが最大となる位置まで
レンズを駆動した後に、デフォーカス量の演算を行なう
。これをコントラスト最大検出駆動とする。いま合焦可
能点が２以上のとき次にフラグＦＬＧ２がＯであるか否
かを検知する。

ＦＬＧ２はコントラスト最大検出駆動が終了したか否か
を判定するフラグで、ＦＬＧ２−１で終了となる。これ
は周期性のある被写体に対して繰り返しコントラスト最
大検出駆動を行なうのを防止するためのフラグである。

いまＦＬＧ２−０のとき、次にフラグＦＬＧ３を０にす
る。フラグＦＬＧ３はコントラスト最大検出駆動におけ
る駆動開始時のレンズの回転方向を決めるフラグである
。

このあとフラグＦＬＧ４を１にする。フラグＦＬＧ４は
コントラスト最大検出駆動か相関演算駆動かを区別する
ためのフラグである。相関演算駆動については後述する
。レンズが無限遠又は最至近の終端を検知したときのフ
ローで重要なフラグである。いまＦＬＧ４−１にし、レ
ンズを終端に達した場合これによりコントラスト駆動中
にレンズ終端に達したことを検知し、相関演算駆動中の
レンズ終端検知と区別する、レンズ終端検知のフローに
ついては後述する。次にコントラスト最大検出駆動のサ
ブルーチンＡＦＤＲＩＶＩに分岐する。

サブルーチンＡＦＤＲＩＶＩにおいては、第１０図に示
すようにまず、レンズの移動方向を検知する。ＦＬＧ３
−０のときレンズは無限遠位置側に駆動される。次に前
記（１）式（２）式によりコントラストＣＡ　、　　Ｃ
Ｂが検出される。

次に再び同様にコントラスト検出がなされる。

コントラスト検出は詳しくはＣＣＤの積分がＡＤ変換の
動作を経るので、コントラスト検出（ｃｌ）とコントラ
スト検出（Ｃ２）の間には所定の時間がある。積分時間
はばらつくので、コントラスト検出の時間的な周期を一
定にするため、タイマを動作させてもよい。レンズは駆
動中であるのでコントラスト（Ｃ）、　　（Ｃ２）は変
化する。いま（Ｃ）≦（Ｃ２）のときコントラストは等
しいか高くなる方向にレンズを駆動しているので、さら
に同じ方向にレンズを駆動すればコントラストの最大点
を検出することが期待できる。ここで、Ｃ１，Ｃ２はコ
ントラスト値を記憶するメモリの番地とし、（Ｃ）、　
（Ｃ２）はそれぞれのメモりの値であるとする。次に０
１にＣ２の内容を転送した後、初めに戻る。いま（Ｃ）
＞（Ｃ２）■ のとき次に０１にＣ２の内容を転送した後、コントラス
ト検出を行ない、再び（Ｃ）と（Ｃ２）■ を比較し、（Ｃ’）≦（Ｃ２）のときはコントラストは
高くなっているのでレンズは同じ方向に駆動のままとす
る。このように２回コントラストの女化を検出するのは
ノイズ等による誤動作を防止するためである。いま再び
（Ｃ）〉（Ｃ２）のときは２回続けてコントラストが減
少しているので次にＦＬＧ３−１か否かを判別する。Ｆ
ＬＧ３−〇のときはＦＬＧ３−１にした後、始めに戻る
。

次にレンズは最至近側にレンズを駆動しながら同様、コ
ントラストの比較を行なう。２回連続してコントラスト
が減少するとき再びＦＬＧ３−１か否かを判別する。こ
んどはＦＬＧ３−１であるのでＦＬＧ２−１にしたのち
サブルーチンより復帰する。

前述したように、ＦＬＧ２−１にすることにより次の相
関演算において再びコントラスト最大検出駆動が行なわ
れるのを防止する。サブルーチンＡＦＤＲＩＶＩから復
帰すると、第９図に示すサブルーチンＡＦＡＬＧのフロ
ーに戻り、次にフラグＦＬＧ４をＯにしたのち、合焦表
示をオフにし初めに戻る。次に合焦可能≧２となると、
ＦＬＧ２−１であるので、合焦可能となったずれｕｒ　
Ｍ　１゜Ｍ２のうち小さい方を選択し、前記（１８）、
　　（１９）式によりデフォーカスｍＤを演算する。こ
こでＭｌ。

Ｍ２のうち小さい方を選ぶ理由は、コントラスト最大検
出駆動によりずれ量は小さく、かなり合焦点まで近づい
ていると考えられるからである。いま合焦不可能のとき
、次に合焦表示をオフにした後、フラグＦＬＧＩを１に
する。フラグＦＬＧＩは相関演算駆動におけるレンズの
移動方向を決めるフラグてＦＬＧＩ−１で無限遠位置側
に駆動される。

以上でサブルーチンＡＦＡＬＧのフローの説明を終る。

次にサブルーチンＡＦＡＬＧにおいて合焦不能となり、
サブ−チンＡＦＡＬＧから第８図に示すメインルーチン
へリターンすると、次にサブルーチンＡＦＤＲＩ　Ｖ２
に分岐する。サブルーチンＡＦＤＲＩＶ２は相関演算駆
動のサブルーチンで、撮影レンズを駆動しながらコント
ラスト最大値の検出を行なうと同時に、ずれ方式による
相関演算も行なう。次にサブルーチンＡＦＤＲＩＶ２に
ついて説明する。第１１図に示すようにまず、フラグＦ
ＬＧＩが１であるか否かを検出する。いまフラグＦＬＧ
Ｉは１であるので、次に撮影レンズを無限遠位置側に駆
動する。以後撮影レンズは無限遠に駆動のままとする。

次に前記（１）　、　　（２）式のコントラスト検出を
行ない、コントラストが所定値ε０以上か否かを検出す
る。いまコントラストがＣ０より小さいときコントラス
トがε０以上になるまでコントラスト検出を繰り返す。

いま、コントラスト（Ｃ１）がＣ０より大きいときは前
述したＡＦＡＬＧのサブルーチンに分岐し、相関演算を
行なう。合焦可能点が得られず、ＡＦＡＬＧのサブルー
チンからリターンすると、次にコントラスト検出（Ｃ２
）を行な１次に（Ｃ１）≦（Ｃ２）のときコントラスト
は増大する方向にあるので、レンズは無限遠位置側に駆
動のままとする。次にメモリＣに（Ｃ２）をストアした
のち■ 再びコントラストの検出を行なう。いま（Ｃ１）〉（Ｃ
２）のとき、コントラストは小さくなる方向にある。こ
のとき、Ｃ１に（Ｃ２）をストアしたのちコントラスト
検出（Ｃ２）を行ない、続けて（Ｃ）＞（Ｃ２）のとき
、間違いなくコント■ ラストは小さくなりつつあると判断する。このとき撮影
レンズはコントラスト最大付近に駆動されているのでレ
ンズ駆動をストップし、最終的にＡＦＡＬＧのサブルー
チンで相関演算を行ない粘度良く合焦検出する。いま２
回目のコントラスト比較において、（Ｃ）≦（Ｃ２）の
とき前回のコントラスト検出の結果はノイズ等による誤
りだったとしてレンズは駆動したまま、同様のコントラ
スト検出を行なう。ＦＬＧＩ−０のときはレンズを最近
至近側に駆動しながら同様のプログラムを実行する。以
上のように撮影レンズを駆動しながらコントラストのピ
ーク検出とずれ量の相関演算を交互に行なうことにより
低コントラスト肢写体に対しては検出能力の弱いコント
ラスト検出方式を位相差方式の検出により補い、一方、
位相差方式により検出しきれないデフ十−カス範囲の望
遠レンズ等に対しレンズを駆動しながらコントラスト最
大を検出することにより合焦性能を高めている。なお、
周期性の被写体に対してはコントラスト方式に比べ位相
差方式に検出能力が劣るが、この対策については前述し
た通りである。

次にレンズが無限遠又は最至近の駆動終端を検知したと
きのフローＡＦＥＤＧについて第１２図を参照しながら
説明する。レンズ側にはレンズが無限遠の終端又は最至
近の終端に達したことを検知する部材（図示されず）が
内蔵されており、無限遠終端検知信号ＩＮＴＡ（第１図
参照）に、最至近終端検知信号ＩＮＴＢはＣＰＵ２３の
割り込み入力端に接続されているので、まず、いずれか
の終端が検知されると、次にＡＦＡＬＧのサブルーチン
に分岐し、前述した相関演算が行なわれる。

合焦不能のときはサブルーチンＡＦＡＬＧよりリターン
し、次に無限遠終端か最至近終端かを検知する。いま無
限遠終端検知のレンズ終端検知用のフラグＦＬＧ５を１
にし、最至近終端検知のときはフラグＦＬＧ５を０にす
る。次にフラグＦＬＧ４が１か否かを判別する。ＦＬＧ
４−０のときは相関演算駆動であるので、次にＦＬＧ５
が１か否かを判別する。無限遠終端検知のときは、ＦＬ
Ｇ５−１であるので次にフラグＦＬＧ６が１であるか否
かを判別する。フラグＦＬＧ６はＡＦスイッチ３４がオ
フ時にＯに設定されレンズ終端検知用サブルーチンＡＦ
ＥＤＧを１回通過した後に１に設定される。ＦＬＧ６−
１のときはレンズが一度最至近の終端を検知済であるこ
とを表わすので、測距枠内の被写体を変更しないと合焦
検出が難かしいとして警告表示をオンする。ＦＬＧ６−
０のときはＦＬＧＩ−０にしたのちＦＬＧ６を１にしＡ
ＦＤＲＩＶ２のサブルーチンに分岐する。次にサブルー
チンＡＦＤＲＩ　Ｖ２ではＦＬＧＩ−０であるので、レ
ンズを最至近側に向けて相関演算駆動することになる。

いま、ＦＬＧ５−０のときはレンズは最至近の終端検知
である。ＦＬＧ６■１が否かを判別し、ＦＬＧ６−１の
ときはレンズは１度無限遠の終端検知済であるので、前
述したのと同様の理由により警告表示したのちＦＬＧＩ
−１、ＦＬＧ６−１にしサブルーチンＡＦＤＲＩＶ２に
分岐する。ＦＬＧＩ−１によりこんどはレンズは無限遠
位置側に向けて駆動される。ＦＬＧ６＝０のときはまだ
無限遠の終端検知は終了していないので、警告表示は行
なわれずＦＬＧＩ−１゜ＦＬＧ６−’１にしたのちにサ
ブルーチンＡＦＤＲＩＶ２に分岐する。いまこのレンズ
終端検知用サブルーチンＡＦＥＤＧの初めのフローにお
いて、ＦＬＧ４−１のときコントラスト最大検出フロー
に分岐する。次にＦＬＧ５−１か否かを判別する。

ＦＬＧ５−１のとき無限遠終端検知である。次にＦＬＧ
６−１であるか否かを判別する。ＦＬＧ６−１のとき１
度レンズの最至近を検知済であるので次にフラグＦＬＧ
２を１にする。ＦＬＧ２−１でコントラスト検出駆動は
終了となる（サブルーチンＡＦＡＬＧの説明参照）。

いま、ＦＬＧ５−１．ＦＬＧ６−０のとき次にＦＬＧ２
−０にし、コントラスト検出駆動可能にする。次にＦＬ
Ｇ３−１にすることにより、コントラスト検出駆動にお
いてレンズを最至近側に駆動するよう指定する。次にＡ
ＦＡＬＧのサブルーチンに分岐する。サブルーチンＡＦ
ＡＬＧにおいて合焦不能となり同サブルーチンＡＦＡＬ
Ｇよりリターンすると、次に警告表示をオンしたのちフ
ラグＦＬＧＩを１にする。フラグＦＬＧＩを１にするの
は、次の相関演算駆動において無条件にレンズを無限遠
位置側に駆動するためである。いま終端検知用のサブル
ーチンＡＦＥＤＧのフローにおいて、ＦＬＧ４−１．Ｆ
ＬＧ５−０のときレンズは最至近の終端検知であるので
次にＦＬＧ６−１であるか否かを判別する。ＦＬＧ６−
１のときレンズはは既に無限遠終端検知済であるので、
ＪＪＩＩ距枠の像を変えないと合焦不能なことを示すの
で、これ以上コントラスト最大検出駆動は行なわないた
め、フラグＦＬＧ２を１にする。ＦＬＧ６−０のときは
ＦＬＧ２−０にしコントラスト最大検出可能にしＦＬＧ
３−０でレンズの無限遠位置側に駆動するようにする。

次に、この発明の他の実施例を説明する。

第１３図は、他の実施例を示す電気回路のブロック図で
ある。ＣＣＤドライバ５１はＣＣＤ１６の駆動回路と、
ＡＤ変換器５２のタイミングを調整し、ＣＣＤ１６が１
画素出力するごとにＡＤ変換を実行する回路と、ＡＤ変
換終了に合わせてメモリ５３に記憶させるタイミング回
路とよりなる。

コントラスト検出回路５４は、前記（１）　、　（２）
式によりコントラストの演算を実行する回路、判別回路
５５はコントラストが所定以上か否かを判別する回路で
ある。相関演算駆動回路５６はコントラストが所定値よ
り低いとき、または後述する規格化回路５８の出力の結
果、合焦不能とｉｌｌ別されたときレンズを所定方向に
駆動しながら、位１目？−検出方式による相関演算とコ
ントラスト最大検出を交互に実行させる回路である。ま
た相関演算回路５７は前記（６）〜（９）式の演算を実
行する回路、規格化回路５８は前記（Ｉ４）〜（Ｉ７）
式のｆｊｒ算を実行する回路である。さらに、判別回路
５９は規格化回路５８の出力の結果、合焦化可能か否か
を判別する回路、判別回路６０は合焦可能点が１つか２
つ以上かを判別する回路、コントラスト最大検出駆動回
路６１は、レンズを駆動しながらコントラスト最大とな
る駆動位置を検出するための回路、駆動量演算回路６２
はレンズＲＯＭ６３からのレンズ固有の定数および相関
演算の結果よりレンズの駆動量を演算する回路、比較回
路６４はレンズ駆動回路６５により駆動するモータ６６
の回転数に相応したパルスを出力するフォトインタラプ
タ６７のパルス数と前記レンズの駆動量とが所定の関係
になったとき、レンズ駆動をストップさせるための回路
である。

次に、上記第１３図に示す実施例装置の動作を説明する
。撮影者が図示しないＡＦ開始用スイッチをオンにする
と所定時間ごとにＣＣＤ１６の出力をＡＤ変換しメモリ
５３にメモリする。ラインセンサ１７，１８の画素出力
がメモリされると、次にコントラスト検出回路５４にて
像のコントラストが検出される。このコントラストは判
定回路５５においてコントラストが合焦検出に可能な値
であるか否かの判定がなされ、合焦検出に可能な値であ
れば、次に相関演算回路５７において演算がなされ、規
格化回路５８で相関出力が規格化される。規格化出力は
判別回路５９において、前記相関出力の値が確かに被写
体までの距離に相応した値であるか否かが判別される。

次に判別回路６０において、合焦可能点が複数存在しな
いかを検出する。前述したように位相差検出法において
は、周期性の被写体に対し合焦可能点が複数存在するこ
とがあるので、いま判別の結果、合焦可能点は１つであ
ったとすると、次に、相関演算回路５７で求まった２つ
の像のずれ量及びレンズ固有の定数より合焦させるに必
要なデフォーカス量が求まる。比較回路６４は前記駆動
量演算回路６２の出力とフォトインタラプタ６７の出力
とが一致するまでレンズ駆動回路６５に信号を送りレン
ズを駆動する。次に、判別回路６０において、合焦可能
点が２つ以上発生したときは、コントラスト最大検出駆
動回路６１にてコントラストが最大となる位置まで撮影
レンズを駆動した後、相関演算回路５７にて相関演算を
実行する。次も合焦可能点が２つ発生する可能性が高い
が、このときコントラスト最大検出駆動回路６１より判
別回路６０に信号を送り、物体までの距離が最短となる
相関出力に基づきレンズを駆動する。次に判別回路５５
によりコントラストが所定値以下と判別したとき、ある
いは判別回路５９により合焦不能と判別した　　′とき
は相関演算駆動回路５６を作動させる。相関演算駆動回
路５６はレンズ駆動中にコントラスト最大検出と相関演
算を交互に行ない、コントラスト最大検出がなされるか
あるいは相関演算の結果合焦可能となったときレンズ駆
動をストップさせ、最終的に相関演算を行ない、物体ま
での距離を求める。

第１４図は上記第１３図の相関演算回路５７を細かくブ
ロック化した図である。レンズＲＯＭ６３よりレンズ固
有の最大シフト値が入力されると、ブロック判別回路７
１ではＣＣＤ１６の２つのラインセンサ１７，１８のう
ちの一方のラインセンサの端部よりレンズ固有の最大シ
フト値に相当する画素だけ差し引いた画素列を複数のブ
ロックに分割する。ブロック判別回路７１の指令でメモ
リ５３からはブロックごとにコントラスト検出回路７２
に順次画素出力を転送し、コントラストが演算される。

コントラストが判別回路７３で所定以上であると判別さ
れれば、優先的に転送されたブロックの画素出力はゲー
ト回路７４を通じてメモリ７５にストアされる。次にコ
ントラスト検出に使用さ作た一方のラインセンサではな
い他方のラインセンサの画素列をメモリ７５の画素列に
対し相対的にずらすことにより像の一致する点をずれ量
線算回路７６にて検出する。像の一致するまでのずらし
量が２つの像のずれ量となる。

第１５図は、上記相関演算回路５７の他の具体的なブロ
ック図である。この相関演算回路５７Ａに、レンズＲＯ
Ｍ６３よりレンズ固有の最大シフト値が入力されると、
ブロック判別回路７１ては２つのラインセンサのうちの
一方のラインセンサの端部よりレンズ固有の最大シフト
値に相当する画素だけ差し引いた画素列を複数のプロ・
ツクに分割する。ブロック判別回路７１の指令でメモリ
５３からはブロックごとにコントラスト検出回路７２に
順次画素出力を転送されコントラストが演算される。メ
モリ７８には初期に０が設定されコントラスト検出回路
７２で演算されたコントラスト値とメモリ７８の内容が
比較回路７９で比較される。この比較結果、前記コント
ラスト値がメモリ７８の値に比べて大きいときゲート回
路７７が開き、メモリ７８にはコントラスト検出回路７
２の値がストアさ−れると同時に、メモリ７５にはその
ときのブロックの画素出力がゲート回路８０を通じてス
トアされる。以上をメモリ５３のすべてのブロックの転
送が終了するまで行なうことにより、メモリ７５には最
大コントラストのブロックの画素出力が転送される。次
に、コントラスト検出に使用された一方のラインセンサ
でない他方のラインランサの画素列をメモリ７５の画素
列に対し相対的にずらすことにより像の一致する点をず
れ量線算回路７６にて検出する。像の一致するまでのず
らし量が２つの像のずれ量となる。なお、第１４図、第
１５図においては、ラインセンサの画素列の端部よりレ
ンズ固有の最大シフト値に相当する画素だけ差し引いた
残りの画素列を１夏数のブロックに分けたが、予め全画
素を複数のブロックに分け、レンズ固有の最大シフト値
に応じて有効にブロックを選択してもよい。

第１６図は上記第１３図に示す焦点検出装置などに用い
られて、レンズが無限遠の終端位置又は至近終端位置に
達したときにこれを検出するレンズ終端位置検出装置の
ブロック図である。焦点検出口路８４は前述したように
、画像情報のＡＤ変換、コントラスト演算、相関演算な
どを行なって最終的にレンズの駆動量を求め、合焦信号
を出力するための回路である。焦点検出動作を開始する
とＡＦスイッチ８３が閉じ、焦点検出回路８４は作動を
開始するとともに、パルス発生回路８５はオアゲート８
６を通じてラッチ回路８７．ラッチ回路８８のリセット
入力端子に正の１パルスを与え、ラッチ回路８７．ラッ
チ回路８８の出力を“Ｌ”レベルにリセットする。レン
ズ鏡筒２４に組み込まれたスイッチ８９はレンズが無限
遠の終端に達したとき閉じる復帰型のスイッチであり、
スイッチ９０はレンズが至近の終端に達したとき閉じら
れる復帰型のスイッチである。スイッチ８９が閉じると
ラッチ回路８７はスイッチ８９が閉じたことを記憶保持
し、ラッチ回路８７の出力をＨ″にする。またスイッチ
９０が閉じると、ラッチ回路８８はスイッチ９０が閉じ
たことを記憶保持し、ラッチ回路８８の出力をＨ”にす
る。

４入力のナントゲート９１はラッチ回路８７の出内端、
ラッチ回路８８の出力端、スイッチ８３および非合焦時
に“Ｈ”となる焦点検出回路８４の非合焦信号端子に接
続される。パルス発生回路９２はナントゲート９１の出
力が“Ｌ”から“Ｈ”に転じたとき出力に１パルスを発
生する回路で、オアゲート８６を通じてラッチ回路８７
、ラッチ回路８８のリセット端子に接続される。

次にこの装置の動作を説明する。いま焦点動作開始のた
めのＡＦスイッチ８３を閉じると、パルス発生回路８５
によりラッチ回路８７．ラッチ回路８８はリセットされ
るので、ラッチ回路８７゜ラッチ回路８８の出力は“Ｌ
”になり、警告表示用ＬＥＤ９３はオフのままである。

焦点検出回路８４の出力状態に応じ、レンズ駆動回路６
５を作動させ、ＡＦスイッチ８３を閉成後はじめてレン
ズの終端位置検出スイッチ８９．９０が続けて閉じると
、ラッチ回路８７．ラッチ回路８８の出力は“Ｈ”にな
る。このとき非合焦状態であれば非合焦信号は“Ｈ”で
あり、ナントゲート９１の４入力はすべて“Ｈ”である
ので、警告表示用ＬＥＤ９３は点灯することになる。こ
れにより撮影者は合焦検出が難しいことを知ることがで
きる。さらにレンズが駆動され合焦信号が出力されると
非合焦信号は“Ｌ“になるので、警告表示用ＬＥＤ９３
はオフする。パルス発生回路９２はナントゲート９１の
出力が“Ｌ”から“Ｈ”に変化するのを検知して１シヨ
ツトの正のパルスを出力することにより、ラッチ回路８
７．ラッチ回路８８をリセットする。警告表示用ＬＥＤ
９３が点灯しているとき、ＡＦスイッチ８３を開くと、
焦点検出回路８４は作動を停止すると同時に警告表示用
ＬＥＤ９３はオフし、同様にしてラッチ回路８７．ラッ
チ回路８８はリセットされる。以上のようにＡＦスイッ
チ８３が閉じられ、撮影者が合焦検出作動の意思のある
ときは常に焦点検出回路８４は作動状態にあり、撮影レ
ンズが一方の終端位置から他方の終端位置に達したとき
警告を発することにより、測距を変更しないと合焦の可
能性が小さいことを警告表示する。これにより従来のよ
うに撮影レンズが一方の終端から他方の終端に達したと
きレンズの駆動を停止する方法に比べ、特に連続撮影時
など、測距動作を再操作する手間かはぶけ、撮影者の意
思を最大限に尊重した焦点検出装置を提供することがで
きる。

［発明の効果コ 以上述べたようにこの発明によれば、１回の相関演算で
合焦可能となる確率が高くなり、より効率のよい高速の
演算が可能となる。また、最大コントラストのブロック
を用いて相関演算を行なうのでより、精度の高い合焦検
出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す焦点検出装置のブ
ロック図、 第２図は、この発明に用いられる像位相差法における演
算原理を説明するための光学系の概略図、第３図は、Ｃ
ＣＤラインセンサの画素列をブロックに分割した状態の
説明図、 第４図は、ＣＣＤラインセンサの２つの画素列の各出力
を対応させた図、 第５図は、シフト量に対する相関演算出力を示す図、 第６図は、ＣＣＤラインセンサの２つの画素列のシフト
時の出力特性図、 第７図（Ａ）　、　（Ｂ）は、補間法によりデフォーカ
ス量を求めるための相関出力特性図、 第８図〜第１２図は、上記第１図に示す焦点検出装置の
ＣＰＵのプログラム動作を説明するフローチャート、 第１３図は、この発明の他の実施例を示す焦点検出装置
のブロック図、 第１４図は、上記第１３図に示す焦点検出装置の相関演
算回路のブロック図、 第１５図は、相関演算回路の他の例のブロック図、 第１６図は、上記第１３図に示す焦点検出装置などに用
いられるレンズの終端位置検出装置のブロック図、 第１７図は、撮影レンズ射出瞳分割方式の光学系の基本
構成図である。 １６・・・・・・・・・ＣＣＤ １７・・・・・・・・・第１のラインセンサ（第１の光
電変換素子列） １８・・・・・・・・・第２のラインセンサ（第２の光
電変換素子列） ２３・・・・・・・・・ＣＰＵ　（所定以上のコントラ
スト値のブロックを検出する手段、相関演算手段）５７
．５７Ａ・・・・・・相関演算回路（相関演算手段）６
１・・・・・・・・・コントラスト最大検出駆動回路（
所定以上のコントラスト値のブロッ クを検出する手段） ：ｆ）２　口 ％３［ｎ 画ＩＮ０ ３Ｆ）４請 あう囮 １６図 面＃Ｎ０ 石７凶 刃８國 易１１０ 為１６纏 ｙ：）＋７港

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）異なる光路を通過した２つの像を複数の画素より
   なる第１の光電変換素子列と第２の光電変換素子列に受
   け、これら光電変換素子列の上に形成される２つの像の
   相対的ずれ量により被写体までの距離を検出する焦点検
   出装置において、 レンズ固有の最大デフォーカス量に対応する２つの像の
   相対的ずれ量を画素数で表わした値Ｎを入力する手段と
   、 上記第１、第２の光電変換素子列を複数のブロックに分
   割し、第１、第２の光電変換素子列の端部より連続した
   画素数Ｎを差し引いた画素列の中から所定以上のコント
   ラスト値のブロックを検出する手段と、 上記第１、第２の光電変換素子列のうちの一方を、上記
   検出手段により選択されたブロックの光電変換素子列に
   対し相対的にずらし、所定の相関演算を行なう相関演算
   手段とを、 具備することを特徴とする焦点検出装置。
2. （２）上記相関演算手段は一方のの光電変換素子列を他
   方の光電変換素子列の所定のブロックに対し最大Ｎだけ
   ずらし、所定の相関演算を行なうことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の焦点検出装置。
3. （３）上記所定以上のコントラスト値のブロックを検出
   する手段は最大コントラストのブロックを検出する手段
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の焦
   点検出装置。