JPS6330815A - 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、焦点検出状態に
応じて被写体までの距離を検出してフォーカス用レンズ
を駆動する焦点検出装置に関する。

［従来の技術］ 特開昭５９−１８２４１１号公報には、撮影レンズのフ
ォーカス用レンズが最至近および無限遠のいずれかの終
端位置に達したことを検知してフォーカス用レンズが初
めて一方の終端位置に達した場合は第１の検知信号を出
力し、フォーカス用レンズが続けて他方の終端位置に達
した場合は第２の検知信号を出力し、第２の検知信号に
応答してレンズの駆動を停止することが述べられている
。

〔発明が解決しようとする問題点コ しかしながら、この方法では撮影者は焦点検出を行ない
たいという意志にもかかわらずレンズの駆動がストップ
するため、合焦検出動作を再開するわずられしさがあっ
た。特に動いている物体を連続して何コマも撮影する場
合なとレンズが無限遠の終端から至近側の終端を何往復
もすることがありうる。

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、撮影者
の焦点検出を行ないたいという意志を最大限に尊重し、
焦点検出作動用スイッチが作動状態のときは常にレンズ
の駆動を可能とし、レンズが一方の終端から他方の終端
まで移動した後は警告信号を発し、動体撮影中かあるい
は測距画枠を変えない限りは合焦の可能性のないことを
撮影者に積極的に知らせるようにした焦点検出装置を提
供することを目的とする。

［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、焦点検出を開始するためのスイッチ手
段と、このスイッチ手段が動作し、焦点検出状態にある
とき常にレンズを駆動する手段と、レンズが無限遠の終
端に達したときこれを検知する手段と、レンズが至近終
端に達したときこれを検知する手段と、レンズが焦点検
出動作開始後、初めて一方の終端から他方の終端に駆動
した後、警告信号を発する警告表示手段とを有し、警告
信号が発せられたとき合焦検出が難かしいことを知らせ
る。焦点検出動作の結果、合焦となったとき、又は上記
スイッチ手段が非動作の状態にあるとき上記警告表示手
段による警告表示動作が解除される。

［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１７，１ｇ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、いわゆる前ビンの場合、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ためのモニタ用受光素子の積分出力
信号である。ＭＯ３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ＣＣＤ１６
にＯＦＧ信号を出力する。これによりＣＣＤ１Ｂは積分
を終了する。０ＦＧｉ、ｔＣＣＤ１６の受光部の積分制
御信号となる。φ、はＣＣＤ１６の受光部で発生した電
荷をＣ０Ｄ１６の転送ラインに転送する信号、ＳＨはＣ
ＣＤ１６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（ハ号である。ＣＰＵ２３はこのＲ
ＤＹ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
ｊ、１となる信号である。撮影レンズ鏡筒２４内のレン
ズＲＯＭ　（リードオンリーメモリ）２５にはレンズの
Ｆナンバーや、像のずれ量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Ｉ
ＮＴＡ、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ＩＮＴＢが人力されたときＣＰＵ２３は無条件に信号
Ｉ　ＮＴＡ、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か接続されている。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ＣＰＵ
２３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、ＬＥＤ２８．　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クラ
ブタ３０がスリフト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にはオー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Ｏ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。ＡＰ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１７，１ｇ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１７，１８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　　、・・・・・・ａ６４、第２のラインセンサ１８
の画素出力を順にｂｌ。

ｂ　　・・・・・・ｂ６４とすると、ラインセンサ１７
のコ２　′ ントラスト関数を で表わす。そして、」ニジ己コントラスト関数ＣＡ。

Ｃが所定レベルε０より大きいときは、合焦検出回能で
あるので次にレンズ固有の最大シフト値を人力する。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口をΔ、デフォーカ
ス量をＤとし、ラインセンサー７゜１８の各画素間のセ
ンサーピッチをＰ、像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１４．１５を含
む光学系に相当）の倍率をδとすると、デフォーカスｍ
　Ｄ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■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１７，１ｇの画素列を複数のブロッ
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）”　ｋ＝ｏ　’　”　１＋３に＋ｓｎ　　　
ａ１＋３（ｋ＋１）＋５ｎ’°゛°−−−’（４）ＣＢ
（ｎ）＝Σｌｂ１＋３に＋５ｎ　　”１＋５（ｋ−Ｎ）
＋５０１　’・・・・・（５）ｋ−。

（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
て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。次に相関線束につ
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Ｏ≦Ｘ≦４ではＳ−〇〜５ｘ、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）（ｓ−５としてブロックＮ０１０
〜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０
から最大ｎ＋５−１９＋５（Ｚ＋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た
ときの相関出力は、 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、　ｌｌ−ｙ、・・・・・・、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、・・・・・・・・・（８） ここで、０≦Ｘ≦４ではＳ−０〜−５ＸＸ≧５ではＳ−
０〜−（１９＋５７） ・・・・・・・・・（９） ここでＯ≦Ｘ≦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。いま、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ブロッ
クをβとするとき、次の４つのコントラストをＫＯする
。

１９＋５α ここで、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）　、　　ＦＩ３（ｓ）の中で最小値がＦＡ
　（Ｍｌ）のとき ＦＡ（Ｍ＋　）／　Ｃｌ　−１−ＦＡ（Ｍｌ　　１　）
　／　Ｃ２≦１＋ｋ・・・・・・（１４）ＦＡ（Ｍｌ）
／Ｃ２＋ＦＡ（Ｍ１＋１）／Ｃ１≦１＋ｋ・・・・・・
（１５）Ｆ　　（Ｓ）、ＦＢ（Ｓ）の中で最小値がＦＢ
　（Ｍｌ）へ のときは、 ■　Ｆ”Ｂ（Ｍ＋−１）≦ＦＢ（Ｍ１＋１　）のとき、
ＦＢ（〜ｈ）／Ｃ１≦ン＋ｋかつ ＦＢ（〜ｔ＋　）／　Ｃ３＋　ＦＢ　（Ｍｌ−１）／　
Ｃ４≦１十ｋ・・・・・・（１６）■　ＦＢ　（Ｍ＋　
−１）　〉ＦＢ　（Ｍ１＋１　）のとき、ＦＢ　（Ｍｌ
　）／Ｃ４≦％　かつ ＦＢ（Ｍ＋）／Ｃ４＋　ＦＢ（Ｍｔ＋１）／Ｃ３≦１＋
ｋ・・・・・・（１７）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− １　２°　３４ Ｃ１，Ｃ４−Ｃ５として計算してもよい。

次に、Ｆ（Ｍ）又はＦＢ　（Ｍｌ）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〜（１
７）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ための図である。

第１．第２のラインセンサー７．１８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ｅＩ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ｕｈ　Ｓ　ｔ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ＨＳ２が正しい値のケー
スかある。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）か等しいシフトａｓ
１．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シフトしたき
きの相関出力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、被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
合焦点に相応したト［１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ＦＬＧ２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ｍＤの算出を行なう。いまＦ　（１４）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ｍＤは■　Ｆ（Ｍ−１
）≧Ｆ（Ｍ＋ｌ）のとき■　Ｆ　（Ｍ−１）＜ｐ　（Ｍ
＋１）のときここで、Ｆ　（Ｍ）が前記（ｉｆ）　、　
（９）式により得られたときは後ピン、Ｆ　（Ｍ）が前
記（７）、（８）式により得られたときは前ビンとなる
。次に、デフォーカス量Ｄ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、ＩＤＩ≦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ＩＤ＋
≦ε２の判別結果は信頼できないので、次にレンズをス
トップした後台焦表示オフにし、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ＩＤＩ≦ε２で
ないときは、デフォーカスｍＤに相当した値たけレンズ
を駆動する。この場合、ＣＰＵ２３はレンズＲＯＭ２５
よりレンズ固有の係数Ｋを入力し、前述したフォトイン
タラプタ３０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。ト目開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（［）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（Ｃ１）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
動中であるのてコントラスト（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３己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０１に０２の内容を転送した後、初めに戻る。いま（
Ｃ）＞（（１）■ のとき次に０１に０２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回コントラストの変化を検出す
るのはノイズ等による１こ動作を防１１−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。ＦＬＧ３＝０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？（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ＡＦＤＲＩ　Ｖｌ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０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＝Ｍ
、。

Ｍ２のうち小さい方をｉｊ！択し、前記（１８）、　　
（１９）式によりデフォーカスＱＤを演算する。ここて
〜１□。

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で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０−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ＡＦＤＲＩＶ２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にっ
いて説明する。第１１図に示すようにまず、フラグＦＬ
ＧＩが１であるか否かを検出する。いまフラグＦＬＧＩ
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ε　より小さいときコントラスト
が８０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（Ｃ）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
行ない、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）〉（
Ｃ２）のとき、コントラストは小さくなる方向にある。

このとき、Ｃ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ｉｌ＋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精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ｌ’Ｌ＋ｊ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からコン
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ｔｐ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ォ
ー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Ｏ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０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ＡＦＤＲＩＶ２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。−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スル。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ＦＬＧ１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、
測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、７
−７グＦＬＧ２を１にする。ＦＬＧ６−０のときはＦＬ
Ｇ２−０にしコントラスト最大検出可能にしＦＬＧ３−
０てレンズのｊｉｊＥ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、
合焦不能と判別されたときレンズを所定方向に駆動しな
がら、位相差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〈１４）〜（１７）式の演算を実
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ＲＯＭ６
３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クラブタロ７のパルス数
と前記レンズの駆動爪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＋ｉＪ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、合焦可能点が段数存在
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段数存在す
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
駆動全演算回路６２の出力とフォトインクラブタロ７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。次も合焦可能点か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ｔＩＩ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ＨＪ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７
２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て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れ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すれ
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６の最大シフト値が人力されると、
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５
３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７
２て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て比較される。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７２
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８ｏ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、）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
の画素列を複数のブロックに分けたが、予め全画素をｍ
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。焦点検出回路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υセント
入力端子に正の１パルスを与え、ランチ回路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９
０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人力のナントゲート９１はランチ回路８７の出力端、
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を開成後はじめてレン
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の出ツノは“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人力はすべて“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ＬＥＤ９
３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
８７．ラッチ回路８８をリセットする。警告表示用ＬＥ
Ｄ９３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が閉しられ、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１間かはふけ、撮影者の
意思を最大限に４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］ 以上述べたようにこの発明によれば、撮影者の焦点検出
を行ないたいという意志を最大限にＱｍし、焦点検出作
動スイッチが動作状態にあるときは常にレンズの駆動を
可能にしている。またレンズが一方の終端から他方の終
端に駆動した後は警告信号を発し、合焦検出が難かしい
ことを知らせるようにしているので、連続撮影時など焦
点検出作動スイッチの無駄な再操作をなくし、また警告
により長時間の無駄な撮影も防止できる。

【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１ｕ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、
ＣＣＤ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。 ２３・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＣＰＵ２７
．９３・・・・・・・・・警告表示用ＬＥＤ（警告表示
手段） ３２．６５・・・・・・・・・レンズ駆動回路（レンズ
を駆動する手段） ３４．８３・・・・・・・・・ＡＦスイッチ（焦点検出
を開始するスイッチ手段） ８９・・・・・・・・・スイッチ（レンズが無限遠の終
端に達したことを検知する手段） ９０・・・・・・・・・スイッチ（レンズが至近の終端
に達したことを検知する手段） 藁２２ 石　３「 画ＩＮ。 ３）４　口 ｊ４：）５閃 、５６６０ 面＃Ｎ。 ５ｆ）７　閲 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　（日）力８日 −６１０口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体までの距離を検出する焦点検出装置において、 焦点検出を開始するためのスイッチ手段と、焦点検出状
   態に応じてレンズを駆動する手段と、レンズが無限遠の
   終端に達したことを検知する手段と、 レンズが至近終端に達したことを検知する手段と、 焦点検出動作開始後、レンズがはじめて一方の終端から
   他方の終端に達したのち警告を発するための警告表示手
   段とを有し、 焦点検出の結果、合焦となったとき、または前記スイッ
   チ手段が焦点検出非作動の状態にあるとき、前記警告表
   示を解除するようにしたことを特徴とする焦点検出装置
   。