JP3066538B2 - 焦点状態検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、焦点状態検出装置に関し、より詳細には、
撮影レンズ光学系を透過する被写体光束またはファイン
ダレンズ光学系を透過する被写体光束における焦点状態
を検出する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

焦点状態検出装置の一例としては、位相差検出方式と
称されるものが現在の主流である。

即ち、被写体光束を撮影光軸に対して互いに対称な関
係になるように２つの領域に分割しそれぞれの領域にお
ける光束をそれぞれ再結像させて２つの像の作り、この
２つの像の相互位置関係を求めて被写体光束の結像位置
における合焦状態、即ち、合焦であるか否かの判定、前
ピンであるのか後ピンであるのかの判定、前ピンまたは
後ピンである場合のデフォーカス量の情報を得るように
している。

このような焦点状態検出装置において上述のような２
つの像の相互位置関係を検出することは、CCD等の光電
変換素子を用いて行われ、当該光電変換素子の出力を純
電気的に処理することで各種演算を行っているために合
焦の有無のみならずピントずれ量をも高速に求めること
ができるようになっている。

これをより詳しく説明すれば、第22図に示すように、
撮影レンズ１の前方に位置する被写体２がフィルム等価
面に結像された像３とされ、この像３がその後方に位置
するコンデンサレンズ４でその後方側に再結像されるの
であるが、この再結像光学系の具体的な構成例として
は、被写体光束の光軸Ｏを境として互いに対称となる領
域の光束のみを透過させる孔5a,5bを有するマスク５
と、このマスク５の後方に配置され、上記孔5a,5bを透
過するそれぞれの光束を再結像させるための第１レンズ
6aと第２レンズ6bでなる再結像レンズ６とで構成されて
いる。従って、マスク５の孔5a,5bを透過する２つの光
束は、それぞれ第１レンズ6aと第２レンズ6bで集束され
て第１の像7aと第２の像7bとされる。

ここで、被写体２が第22図の紙面において左方に距離
x₁だけ移動したとすると、フィルム等価面における像３
は距離x₂だけ左方に動くことになる。

尚、合焦状態というのは、被写体２の像３がフィルム
等価面上に結像し、更にコンデンサレンズ４、マスク
５、再結像レンズ６で形成される再結像光学系によって
CCD等で形成される受光面に第１の像7aと第２の像7b
が、ある設定された距離L₀だけ位相を有して生じるとい
うことである。

一方、フィルム等価面上の像３が左方に動くとコンデ
ンサレンズ４と再結像レンズ６とによって再結像される
第１の像7aと第２の像7bは、互いに距離x₃だけ等量づつ
互いに近づくことになる。

このような状態から合焦状態にもって行くためには、
撮影レンズ内のフォーカス駆動レンズを遠距離側に距離
x₄だけ移動させる必要がある。

そして、自動合焦をするには、第１の像7aと第２の像
7bの距離L_oを検出し、具体的には距離x₃を求め、この距
離x₃に基づいて撮影レンズ１のフォーカス駆動の方向並
びに駆動量x₄を求め、この駆動量x₄だけフォーカス駆動
すれば良い。

そして、撮影レンズ１を合焦状態にすべく駆動するた
めの駆動量x₄を求めるに先立ち行われる位相差の検出
は、例えば特開昭62−102213号公報に示されているよう
に、焦点状態検出用の２系統の光学系によって結像され
る２つの像を受ける光電変換素子を第23図に示すように
複数の画素でなる微小光電変換素子を列状に配列して構
成された第１および第２の光電変換素子8,9に対応して
得られる各出力を比較する際に、第１の光電変換素子８
における基準エリア8aを、撮影レンズ光学系における距
離リングの現在位置に基づいて予め設定し、この基準エ
リア8aのデータブロックを求める。次に、この基準エリ
ア8aと同一容量の比較エリア9aを設定し、基準エリア8a
のデータブロックと比較エリア9aのデータブロックを比
較し、この比較エリア9aを例えば画素単位でシフトさせ
ることによって複数回の比較を行い、両方のデータブロ
ックが一致したところを探すことによって第１および第
２の光電変換素子8,9の各出力の位相差を求めている。

一方、撮影レンズ光学系におけるフォーカス駆動リン
グを、被写体光束のコントラストが最大となるように駆
動することによって合焦駆動するコントラスト方式もあ
るが、この方式によれば、現在時点における合焦のずれ
量を演算で求めることができず、いわゆる閉ループ制御
しか行えず、かつ被写体像そのもののコントラストが小
さい場合には正確な合焦駆動を行えないという問題があ
るためにあまり実用的なものではなかった。

そして、上述の位相差検出方式は、合焦精度が高いこ
とや合焦状態の検出が高速で行える利点があるものの、
被写体が移動している場合に対応しきれないものであ
る。

即ち、撮影を行う場合には、シャッタ釦の半押し等で
合焦状態の検出が行われ、この検出結果に基づいてフォ
ーカス駆動量を求め撮影レンズ光学系のフォーカス駆動
部材を上述のフォーカス駆動量だけ動かした直後にシャ
ッタの開閉動作を行って露光を与えるようになってい
る。

従って、合焦状態検出の時点と露光開始の時点との間
に僅かではあるが、タイムラグを有しているために被写
体が静止、もしくはゆるやかに移動している場合には別
段の不都合が生じないものの、被写体が高速で移動して
いる場合には最終的に得られる画像にピントずれが生じ
てしまう。

これを防止するために、例えば特開昭62−125311号公
報に開示されている、いわゆる動体予測機能を備えた合
焦装置が存在する。

即ち、シャッタ釦の半押し等によって合焦検出を極く
短かい期間に複数回行い、且つその複数回データの比較
を行い、同一データであった場合には被写体が静止状態
であると判断し、所望のフォーカス駆動を行った後に露
光動作を開始させている。

一方、上述の複数回データが異なる場合、例えば、被
写体が近づき、もしくは遠ざかっていると判定した場合
には、その速度曲線を演算によって求め、実際の露光開
始の時点における被写体距離を推定し、この推定の量に
対応するフォーカス駆動を行った直後に露光を与えるこ
とによって移動物体に対しても合焦状態で露光すること
ができるようになっている。

そして、以上のような合焦状態検出装置において、複
数回にわたる合焦状態検出は、第１および第２の像7aお
よび7bの強度分布の取出しを合焦検出回数だけ、即ち、
合焦検出回数が３回である場合には第１および第２の像
7aおよび7bの強度分布の取出しを３回にわたって行って
いる。

従って、複数回（ｎ回）にわたる合焦検出に要する時
間は、第１および第２の像7aおよび7bの強度分布の取出
しに要する時間のｎ倍となる。よって、合焦状態検出の
トータル時間は、上述の時間に演算時間、電荷転送時間
等々の固定的な時間を加え合せたものになる。

〔発明が解説しようとする課題〕

従来の焦点状態検出装置においては、測距精度を向上
させるためや動作予測機能を持たせるために、複数回に
亘ってピントずれ量のデータを検出している。この際、
複数回にわたる測距のすべての回に被写体光束の光軸を
境にして対称な２つの領域の光束をそれぞれCCD等の光
電変換素子で互いの像の位相差を求め、この位相差デー
タから撮影レンズのフォーカス駆動量を演算によって求
めているために、多くの時間がかかってしまうという問
題がある。

即ち、１回目に行われる検出時間に検出回数（測距の
回数）をかけ合せたトータル時間がかかるのである。

また、２系統の光学系における像出力の一致度を求め
ることによって位相差を求める際に、撮影レンズの距離
情報に基づいて予め基準エリアを設定しているためにレ
ンズ位置検出手段が必要不可欠となり、構成が複雑化す
ると共に、その位置検出に機械的な手段を用いなければ
ならず、高精度に検出することには自から限度があっ
た。従って基準エリアの設定を正確に行うことが困難と
なっていた。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、位相差検出方式の有する利点を生か
して正確に検出でき、複数回にわたる合焦状態検出の所
要時間が短縮でき、しかも位相差データを高精度かつ高
速に得ることができる合焦状態検出装置を提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

上記請求項１に記載の発明は、上記の目的を達成させ
るために、被写体光束の光軸を境にして対称な２つの領
域の光束をそれぞれ導き、光軸方向の変位を上記光軸に
直交した面上での変位に変換する第１および第２の変換
光学系と、 上記被写体光束の光軸を含んだ領域の光束を導き、上
記光軸方向の変位に対して上記光軸に直交した面上で変
位しないように形成する第３の変換光学系と、 上記第１および第２の変換光学系によって形成される
２つの光束のそれぞれを複数の光電変換素子でなる画素
を列状に配置した領域で受け、受光像の光強度分布に対
応した電気信号でなる第１および第２の画像データを得
る第１および第２の光電変換手段と、 上記第３の変換光学系によって形成される光束を複数
の光電変換素子でなる画素を列状に配置した領域で受
け、受光像の光強度分布に対応した電気信号でなる第３
の画像データの得る第３の光電変換手段と、 上記第１、第２および第３の画像データを格納する画
像データ記憶手段と、 この画像データ記憶手段に格納された第３の画像デー
タに対する上記第１または第２の画像データの一致度
を、上記第３の画像データの画素数以下の数に対応する
所定数のエリアのデータブロックを上記第１または第２
の画像データに対して画素単位でシフトして比較して求
める第１の一致度評価手段と、 この第１の一致度評価手段によって最も一致度が高い
と評価された上記第１または第２の画像データのエリア
を基準データエリアと決定する基準データエリア決定手
段と、 この基準データエリア決定手段により上記基準データ
エリアと決定された、第２または第１の画像データ内の
基準データに対する第１または第２の画像データの一致
度を、当該基準データを上記第２または第１の画像デー
タに対して画素単位でシフトして比較して求める第２の
一致度評価手段と、 から構成したことを特徴とするものである。

〔作用〕

上記のように構成された焦点状態検出装置は、位相差
検出方式の基本構成によって得られる第１および第２の
画像データだけでなく、被写体光束の光軸を含む領域の
光束の像の光強度度分布を光電変換して得られる第３の
画像データをも加えた３種の画像データを取出すことに
よって測距を行っているために正確かつ高速に合焦状態
の検出を行うことができる。

また、合焦駆動させるために必要な位相差データを求め
るに際しては、先ず、第３の画像データの画素数に略対
応する数のエリアのデータブロックを第１または第２の
画像データに対して画素単位でシフトし、最も一致度が
高いと評価されたエリアを基準エリアとしている。

次に、このようにして得られた基準エリアのデータブ
ロックを第２または第１の画像データに対して画素単位
でシフトさせることによって最終的な位相差データを求
めるようにしているので、高精度かつ高速に位相差デー
タを求めることができる。

〔実施例〕 第１図に示す光路図は、本発明の一実施例の基本構成
を示すもので、撮影レンズ11の後方に位置されるフィル
ム（図示せず）面と等価な部位に位置する予定結像面12
の後方に第１〜第３の変換光学系が配置されている。

即ち、予定結像面12に生じる被写体像を集束させるコ
ンデンサレンズ13が配置され、このコンデンサレンズ13
の後方には、被写体光束の光軸Ｏを境にして互いに対称
な２つの領域の光束のそれぞれを透過させる第１の孔14
a、第２の孔14bと、被写体光束の光軸Ｏを含む領域の光
束を透過させる第３の孔14cとを有するマスク14が配置
されている。このマスク14の第１、第２、第３の孔、14
a,14b,14cのそれぞれの後方には第１、第２、第３の再
結像レンズ15a,15b,15cが配置され、この再結像レンズ1
5a,15b,15cの後方には、詳細は後述する第１、第２、第
３の光電変換手段17,18,19でなる受光部16が配置されて
いる。この受光部16には、演算手段40が接続されてい
る。

ここでマスク14の第１の孔14aと第１の再結像レンズ1
5aを変換光学系と称し、第２の孔14bと第２の再結像レ
ンズ15bを第２の変換光学系と称し、第３の孔14cと第３
の再結像レンズ15cを第３の変換光学系と称することと
する。

受光部16を形成する第１の光電変換手段17は、第１の
孔14aを透過し第１の再結像レンズ15aで集束された光束
を受けるもので、また第２の光電変換手段18は、第２の
孔14bを透過し第２の再結像レンズ15bで集束された光束
を受けるもので、さらに第３の光電変換手段19は、第３
の孔14cを透過し第３の再結像レンズ15cで集束された光
束を受けるものである。このような受光部16の出力は、
演算手段40に供給されるようになっている。

この演算手段40は、基本的には４つの手段、即ち画像
データ記憶手段41、第１および第２の一致度評価手段42
および43、基本データエリア決定手段44で構成されてい
る。

画像データ記憶手段41は、第１、第２および第３の光
電変換手段17、18および19によって得られる、それぞれ
の受光像の光強度分布に対応した電気信号でなる第１、
第２および第３の画像データを格納するものである。

また、第１の一致度評価手段42は、画像データ記憶手
段41に格納された第３の画像データに対する、第１また
は第２の画像データの一致度を評価するもので、詳細に
は、第３の画像データの画素数に対応する数（第３の画
像データの画素数以下でもよい）のエリアのデータブロ
ックを第１または第２の画像データに対して画素単位で
シフトして比較するものである。

また、基準データエリア決定手段44は、上述の第１の
一致度評価手段によって最も一致度が高いと評価された
第１または第２の画像データのエリアを基準データエリ
アと決定するものである。

また、第２の一致度評価手段43は、上述の基準データ
エリア決定手段44により基準データエリアと決定され
た、第１または第２の画像データに対する第２または第
１の画像データの一致度を、当該基準データを第２また
は第１の画像データに対して画素単位でシフトして比較
して最終的な位相差データを求めるものである。

さて、上述の受光部16を構成する具体的な回路は、第
２図に示されるように、第１〜第３の光電変換手段17〜
19を有し、この第１〜第３の光電変換手段17〜19は、複
数画素を列状に配列した、例えば電荷蓄積型の微小な光
電変換素子を列状に配列した、いわゆるCCD受光部とし
て形成され、第１および第２の光電変換手段17および18
は、48画素で形成され、第３の光電変換手段19は、24画
素で形成されている。また、第１の光電変換手段17に
は、各光電変換素子列における蓄積電荷をクリアするた
めのリセット部20と電荷シフトをするためのシフト部21
が接続され、第２および第３の光電変換手段18および19
にも、同様にしてリセット部22,24とシフト部23,25が接
続されている。

また、第１〜第３の光電変換手段17〜19には、アナロ
グ形式のシフトレジスタ26が接続され、また、同シフト
レジスタ26におけるシフト制御を２相で行うためのシフ
ト部27,28が接続されている。

また、上述の第１、第２および第３の光電変換手段1
7,18および19のそれぞれによって得られる（詳細は後述
する）３つまたは２つの画像データを複数時点で得るた
めに、上記各リセット部20,22および24における３つの
クリア信号（第１、第２および第３のリセットパルスφ
r₁,φr₂およびφr₃）と、上記（シフト部21,23および2
5）における転送信号（第１、第２および第３のシフト
パルスφt₁,φt₂およびφt₃）と上記シフトレジスタ26
におけるシフト信号としてのシフトパルスφ₁,φ_２とを
同時または選択的に発生する制御回路29が設けられてい
る。

そして、上述の各リセット部20,22および24には、制
御回路29から送出される第１、第２および第３のリセッ
トパルスφr₁,φr₂およびφr₃が供給されると共に、上
述の第１、第２および第３のシフト部21,23および25と
第１および第２シフト部27および28には、第１、第２お
よび第３のシフトパルスφt₁,φt₂およびφt₃とシフト
パルスφ_１およびφ_２のそれぞれが供給されるようにな
っている。

なお、符号30は、第３の光電変換手段19の近傍に配置
されたモニタ受光部である。

そして、シャッタ釦の半押し等によって自動合焦動作
のシーケンスが開始されると、第３図に示すステップP0
において回路各部が初期セットされ、しかる後、ステッ
プP1に移行し、測距の検出回数Mnoが１であるか否か、
即ち１回目の検出であるか否かの判断がなされ、YESの
場合には次のステップP2に移行する。ステップP2は１回
目に得られる第１、第２および第３の画像データを画像
データ記憶手段41に格納するもので、その詳細処理ステ
ップ（サブルーチン）は、第４図に示すフローチャート
のようになっている。

即ち、ステップS1においてCCDのイニシャライズ、即
ちシフトレジスタ26に残留しているデータがすべてはき
出され、クリア状態にされる。これにひき続いてステッ
プS2においてタイマーが起動し、ステップS3において第
１、第２、第３のリセットパルスφr₁,φr₂,φr₃が第５
図に示すようにＨレベルに立上り、第１、第２、第３の
リセット部20,22,24を介して第１、第２、第３の光電変
換手段17,18,19における各光電変換素子の残留電荷がク
リアされる。するとステップS4において第１、第２、第
３のリセットパルスφr₁,φr₂,φr₃のＬレベルへの立下
りによって各光電変換手段17,18,19における積分が開始
され、上述の３つの光束の光強度分布のそれぞれによっ
て第１、第２、第３の光電変換手段17,18,19の各光電変
換素子の電荷蓄積が行われる。

しかる後、ステップS5において、モニタ受光部30の出
力電圧Vagcと基準電圧Vrefとの比較がなされ、出力電圧
Vagcの電圧が基準電圧Vrefを下回った時点でステップS6
に移行し、第１、第２、第３のシフトパルスφt₁,φt₂,
φt₃がＨレベルに立上げられステップS7に移行し、シフ
トカウンタがＮ＝１にセットされ、次のステップS8に移
行する。

さて、ステップS8においては、シフトパルスφ_１がＨ
レベルに立上げられ、シフトパルスφ_２がＬレベルに立
下げられる。すると、第１〜第３の光電変換手段17〜19
の各素子に蓄積されている画素データが、１クロック分
（１画素分）だけシフトレジスタ26から出力Voutとして
出力され、この出力が図示しないA/D変換回路でA/D変換
され、画像データ記憶手段41を形成する図示しないRAM
に１画素のデータとして格納される。

このような格納動作は、総画素数以上の所定の設定
数、詳しくは第１の光電変換手段17における画素数N₁と
第２の光電変換手段18における画素数N₂と第３の光電変
換手段19における画素数N₃との３種の数を加えた数（N₁
＋N₂＋N₃）になるまで繰返し行われる。なお、この例に
おいては、 （N₁＝N₂）＞N₃ に設定されている。

この実施例においては、シフトレジスタ26は、第６図
中の符号ａに示すように、上述の画素の数N₁＋N₂＋N₃に
等しい容量を有して構成されている。従って、ステップ
S6で行われる転送動作は、第６図中の符号ｂで示される
ようになる。

ステップS8によって行われる１画素分のデータ格納が
行われる毎にステップS9において、Ｎ≧N₁＋N₂＋N₃の判
定がなされ、NOである場合には、ステップS10に移行
し、Ｎ＝Ｎ＋１のようにインクリメントされる。

そして、ステップS9においてYES、即ち総画素数のデ
ータが第６図中の符号ｃで示すように１回目の第１の画
像データA₁、１回目の第３の画像データC₁、１回目の第
２の画像データB₁の順にシフトレジスタ26から出力さ
れ、１回目のデータ格納が完了し第３図に示すようなス
テップP3に移行する。

ステップP3でタイマーがストップされその設定がＴ→
Tlにされると共にＴ→Tllにされ、次のステップP4でタ
イマースタートがされ次のステップP5に移行する。

ステップP5では、画像データ記憶手段41に格納された
データが何回目に検出されたものであるかの数Mnoが１
であるか否か、の判断、換言すれば１回目の検出データ
であるか否かの判断を行い、YESである場合には、次の
ステップP6に移行し、第３の画像データ中の基準エリア
のアドレスがセットされる。この例においては、第３の
画像データ中のデータブロックの最初のアドレスがCst
＝１で画素の数がRno＝24であり、第３の画像データに
対する位置関係は、第８図に示すように第３の画像デー
タ出力エリア19′中にデータブロックＳを有しているも
ので、従って、データブロックＳの先頭アドレスはCst
であり、最終アドレスはCst＋Rno_-1となっている。この
アドレスデータは、データブロックＳの情報としてRAM
に格納され、次のステップP7に移行する。

ステップP7は、第３列データ（第３の画像データ）に
対する第１列データ（第１の画像データ）の基準エリア
を決定するもので、その詳細ステップ（サブルーチン）
は、第７図に示すフローチャートのようになっている。

ステップP7を形成するサブルーチンのステップS11に
おいて、第１および第３の画像データにおける総画素数
ACsumは、総画素数以上の任意の数、例えば10000に、そ
して第３の画像データに対する位置関係は、第８図に示
すように第３の画像データ出力エリア19′中にデータブ
ロックＳを有しているもので、従って、データブロック
Ｓの先頭アドレスはCstであり最終アドレスはCst＋Rno
_-1となっている。。

初期セットされ、次のステップS12では、詳細は後述
する細ブロック数がＪが１にセットされ、次のステップ
S13でシフト数Ｉが１にセットされ、第１および第３の
画像データにおけるアドレス数の差AC_ABsが０にセット
され、次のステップS14に移行する。

ステップS14は、先程求められたデータブロックＳと
第１画像データの一致を、第１画像データ内においてデ
ータブロックＳを１画素単位でシフトすることによって
求めるためのもので、 AC_ABs＝ABS｛Ａ（Ｊ＋Ｉ−１）−Ｃ （Cst＋Ｉ−１）｝＋AC_ABs なる演算を行うものである。

そして、１画素単位のシフトがなされると次のステッ
プS15に移行し、シフト数ＩがデータブロックＳの画素
の数Rnoに等しいか否かの判定がなされ、NOである場合
にはステップS19においてＩ＝Ｉ＋１のようにインクリ
メントされ、ステップS14に戻され、一致度を求めるた
めのシフト数ＩがRnoに等しくなったとき、即ちステッ
プS15がYESの場合に次のステップS16に移行する。

ステップS16は、AC_ABs＝ACsumでかつRI＝Ｊであるか
否かの判断がなされ、YESの場合には、そのときのデー
タ、即ちACsum＝AC_ABsのアドレスデータとRI＝Ｊのアド
レスデータがRAMに格納される。

一方、ステップS16においてNOの場合にはステップS17
を実行せずステップS18に移行し、第１の光電変換手段1
7の画素の数N_AとデータブロックＳの画素の数Rnoとの差
が、細ブロックの数Ｊに等しいか否かの判断が行われ、
NOの場合にはシフトが未完であるのでステップS20に示
すようにＪ＝Ｊ＋１とインクリメントされ前述のステッ
プS13に戻され、ステップS13からステップS17までが再
び実行される。そして、ステップS18でYES、換言すれば
シフトが完了したので、ステップP7（第３図参照）が完
了し、位相差検出用のエリアが決定されることになり、
第８図に示すように第１の画像データの出力エリア17′
中に基準データエリアＱが位置し、その先頭アドレスが
RIで最終アドレスがRI＋Rno_-1となっている。そして次
のステップP8に移行する。

ステップP8は、第１、第２列データの（第1,第２の画
像データ）の一致停を演算するもので、その詳細は第９
図に示す一連のフローである。

即ち、ステップS21において細ブロック数Ｊが−２に
セットされる。次に、Ｊ＝−２の設定をする理由につい
て説明する。

第10図に示すように、第３の画像データの出力エリア
19′内に位置する先頭アドレスCstから最終アドレスCst
＋Rno_-1までの範囲のデータブロックＳに対してこれに
一致して第１の画像データの出力エリア17′内に位置す
る先頭アドレスのRIから最終アドレスRI＋Rno_-1までの
範囲の基準データエリアＱは、上述のように決定されて
おり、この基準データエリアＱが決定されることに伴っ
て第２の画像データの出力エリア18′における一致度を
検出するためのシフトエリアが必然的に求まる。

即ち、合焦時においては、第１の画像データの出力エ
リア17′内の中央部分に合焦時基準データエリアＲが位
置し、その先頭アドレスは、RIOで最終アドレスはRno_-1
となる。従って、第２の画像データの出力エリア18′内
のシフトすべきシフトエリアはRIOを基準にして表わす
と基準データエリアＱに対応するブロックRB3を中心に
±２画素のシフトを行えば位相差データを見い出すこと
ができる。よって、先頭のアドレスが、R_B＝RIO＋（RIO
−RI）であるブロックRB3に対して−１画素のシフトを
行ったブロックRB2と−２画素のシフトを行ったブロッ
クRB1と＋１画素のシフトを行ったブロックRB4と＋２画
素のシフトを行ったブロックRB5と合計５つのブロック
となるのである。従って、シフトの最初をＪ＝−２と
し、最後をＪ＝２に設定すれば良いことになる。

第９図に戻って、ステップS21によってＪ＝−２の設
定がされ、次のステップS22で、 R_B＝RIO＋（RIO−RI）＋Ｊ をシフトすべく設定する。

次に、ステップS23においてＩ＝1,Dno＝Rno,AB_ABs＝
０にセットされる。なお、Dnoは、実際に使用した画素
であり、その詳細は後述する。

次のステップS24は、第２の画像データの出力エリア1
8′内に、上述の通りに決定された基準データエリアＱ
に対応するデータがあるか否かの判別をするものであ
り、 １≦R_B＋Ｉ−１≦48 を判断することでその判別を行っている。

さて、基準データエリアＱは、現在の被写体距離に伴
って位置が変化するものであり、至近側や∞側に近いと
ころでは、そのエリアを形成する画素数が正規のものよ
り少なくなる。従って、この場合には実際に使用した画
素数Dnoのデータで後述の通りの補正を行う必要があ
る。

ステップS24でYESと判断された場合、即ち、第２の画
像データの出力エリア18′内にブロックR_Bがある場合に
は次のステップS25で、 AB_ABs＝ABS｛Ａ（RI＋Ｉ−１）−Ｂ（RB＋Ｉ−１）｝ ＋AB_ABs なる一致度の演算を行い、次のステップS26に移行す
る。

一方、ステップS24でNOと判断された場合、即ち、第
２の画像データの出力エリア18′内にプロックR_Bが無い
場合にはステップS25を実行せずにステップS26に移行す
る。

ステップS26は、Ｉ＝Rnoの判断を行うものでYESの場
合にはステップS27に移行し、 AB_ABs＝ABsum×（Dno/Rno） なる補正を行う。なお、この補正は、ステップS24でY
ESの場合にはDno＝Rnoであるため補正は与えられず、ス
テップS24でNOの場合には第２の画像データの出力エリ
ア18′内にブロックR_Bが無いのでDno＜Rnoとされ、この
比で補正が行われる。

そして、次のステップS28においてAB_ABs≦ABsumの判
断がなされ、YESの場合には次のステップS29でABsum＝A
B_ABs,M₁₁＝R_Bと設定されてステップS30に移行し、ステ
ップS28でNOの場合にはステップS29を実行せずに次のス
テップS30に移行する。従って、第２の画像データの出
力エリア18′内における１回目のシフトが完了し、ステ
ップS30においてＪ＝２であるか否かの判断が行われ
る。ステップS30においてNOである場合にはステップS33
においてＪ＝Ｊ＋１のようにインクリメントされ上述の
ステップS22に戻される。

ステップS30においてYESと判断されると第２の画像デ
ータの出力エリア18′中における５回に亘るシフト動作
が完了して第９図に示す一連のステップが完了し第３図
に示すステップP8が完了することになる。従って、１回
目の測距における位相差データを得ることができ、次に
ステップP9に移行する。

なお、この例においては、ステップP9は、詳細は後述
するも後の時点で実行され、ステップP8が完了するとス
テップP10に飛び越すものとなっている。

ステップP10においては、１回目の検出で得られた各
種データをこれから行われる２回目の検出に用いるため
にデータを時系列化することが行われ、Rnol→Rnoll,Rn
o→Rnol,Cstl→Cstll,Cst→Cstl,C（ｉ）→Ｄ（ｉ）の
並べ換えが行われ、検出された画像データが何回目の検
出データであるのかの数Mnoが次のステップP11に示すよ
うにMno＝Mno＋１とインクリメントされ、上述のステッ
プP1に戻される。

そして、ステップP1においてMno＝１の判定がなさ
れ、この場合にはMno＝２であるのでNOとなり、ステッ
プP12に移行する。

ステップP12は2,3回目の第１ないし第３の画像データ
を格納するものであって、詳しくは、第12図（Ａ）およ
び第12図（Ｂ）に示すように実行される。

即ち、第12図（Ａ）においてステップS39でモニタ部3
0を初期設定するためのパルスST（第５図参照）がＨレ
ベルに立上げられモニタ部30が所定のレベルまで充電さ
れてスタンバイ状態にされると共に第１〜第３の光電変
換手段17〜19がイニシャライズされる。

次に、ステップS40において、上述のステップS2にお
いて起動されているタイマー回路の経過時間が所定の時
間T₁を越えたか否かについて判断され、YESである場合
には次のステップS41に移行し上述のタイマー回路がリ
セットされると同時に再び起動開始される。ステップS4
0においてNOである場合にはＴ≧T₁となるまでステップ4
1への移行が阻止されている。

ここで、ステップS40において「Ｔ≧T₁?」の判断を行
っているのは、ステップS5において行なわれているモニ
タ部30の出力電圧Vagcと基準電圧Vrefの比較でYES（Vag
c≦Vref）となるに要する時間Tiは一定ではなく、被写
体輝度に対応して変化する。例えば被写体輝度が高い場
合には時間が短くなり、逆に低い場合には時間が長くな
る。

このため、被写体輝度が極端に低い場合には、第１〜
第３の光電変換手段17〜19における各画素のデータを得
るまでに長大な時間を要し、この結果、自動合焦のトー
タル時間が長くかかり現実的でないために、一般的な被
写体の輝度範囲の下限に対応して任意に設定されるある
特定の時間T₁で、第１〜第３の光電変換手段17〜19のデ
ータ取出しを断念し、次のステップに強制的に移行させ
るためのものである。

さて、ステップS41でタイマー回路の起動がなされる
と、ステップS42において第１および第３のリセットパ
ルスφr₁およびφr₃がＨレベルに立上げられ、リセット
部20,24を介して第１および第３の光電変換手段17およ
び19のリセットがされると同時に各受光光束の光強度分
布に応じて各画素の積分動作が開始する。これと同時に
モニタ部30のリセット並びに積分開始がなされる。

次のステップS44では、上述のステップS5と同様にし
て、Vagc≦Vrefの比較が行われ、モニタ部30の出力電圧
Vagcが基準電圧Vrefを下回った時点でステップS45に移
行し、第１と第３のシフトパルスφt₁とφt₃がＨレベル
に立上げられ、シフト部21と25を介して第１と第３の光
電変換手段17と19のデータが第６図中の符号ｄに示すよ
うにシフトレジスタ26にシフトされる。

次のステップS46において、シフトカウンタがＮ＝１
にセットされ、次のステップS47においてシフトパルス
φ_１がＨレベルに立上げられ、反対にシフトパルスφ_２
がＬレベルに立下げられる。

すると第１の光電変換手段17の各素子に蓄積されてい
る画素データが１クロック分（１画素分）だけシフトレ
ジスタ26から出力Voutして出力され、この出力VoutがA/
D変換されRAMに１画素のデータとして格納される。

このような格納動作は、第３の光電変換手段19を有す
る画素数N₃になるまで繰返し行われる。

即ち、ステップS47によって行われる１画素分のデー
タ格納が行われる毎にステップS48においてＮ≧N₃の判
定がなされ、NOである場合にはステップS49に移行しＮ
＝Ｎ＋１のようにインクリメントされる。そして、ステ
ップS48においてYES、即ち第１の光電変換手段17のうち
のN₃個の画素データ即ち、第６図中に符号ｅで示すよう
に２回目の第１列データA₂のうちのN₃個の画素データが
シフトレジスタ26から出力され、２回目のデータを求め
る第12図（Ａ）に示すステップが完了し３回目のデータ
を求める第12図（Ｂ）に示すステップに移行する。

第12図（Ｂ）において、ステップS50で、モニタ部30
を初期設定するためのSTパルスがＨレベルに立上げら
れ、モニタ部30が所定レベルまで充電されてスタンバイ
状態にされると共に第１〜第３の光電変換手段17〜19が
リセットされる。

次に、ステップS51において上述のステップS41で起動
されているタイマー回路の経過時間が所定の時間T₂を越
えたか否かについて判断され、YESである場合には次の
ステップS52に移行する。

ステップS51においてNOである場合には、Ｔ≧T₂とな
るまでステップS52への移行が阻止されている。

ここで、ステップS51においてＴ≧T₂の判断を行って
いるのは、上述のステップS40において行われている、
Ｔ≧T₂の比較と同様の理由である。

そして、ステップS51ではYESとなった場合には、次の
ステップS52において、第２および第３のリセットパル
スφr₂およびφr₃がＨレベルに立上げられ、リセット部
22および24を介して第２および第３の光電変換手段18お
よび19のリセットがされると同時に各受光光束に応じて
各画素の積分動作が開始する。これと同時にモニタ部30
のリセット並びに積分開始がなされる。

そして、次のステップS54では、上述のステップS5と
同様にしてVagc≦Vrefの比較が行われ、モニタ部30の出
力電圧Vagcが基準電圧Vrefを下回った時点でステップS5
5に移行し、第２と第３のシフトパルスφt₂とφt₃がＨ
レベルに立上げられ、シフト部23と25を介して第２と第
３の光電変換手段18と19のデータがシフトレジスタ26に
シフトされる。

このようなシフト動作は、第６図中の符号ｆに示すよ
うに、シフトレジスタ26において、第２回シフトでシフ
トレジスタ26外にはき出されないで残っている領域（２
回目の第１列データA₂のうちN₁−N₃個と２回目の第３列
データC₂以外の空領域、即ち、２回目のデータA₂のうち
のN₃個のデータがシフトされたときに生じる空領域ｅ′
に行われる。

従って、ステップS55の完了時点においては、シフト
レジスタ26中のデータは、第６図中に符号ｆで示すよう
に、前回のシフトですでに格納されている２回目の第１
列データA₂のうちのN₁−N₃個と２回目の第３列データC₂
と、３回目の第３列データC₃と３回目の第２列データB₃
が順に並べられたものとなる。

次のステップS56において、シフトカウンタがＮ＝１
にセットされ、次のステップS57においてシフトパルス
φ_１がＨレベルに立上げられ、反対にシフトパルスφ_２
がＬレベルに立下げられる。

すると、第１の光電変換手段17の各素子に蓄積されて
いる画素データの１クロック分（１画素分）だけシフト
レジスタ26から出力Voutとして出力され、この出力Vout
がA/D変換され、RAMに１画素のデータとして格納され
る。

このような格納動作は、前回行われた、第１の光電変
換手段17の各画素データA₂のうちのN₃個を除いた残りの
個数の画素データが格納され、ひき続いて２回目のデー
タを取出すステップで得られた第３の光電変換手段19の
データC₂が格納される。

次に、３回目のデータを取出すステップで得られた第
３列のデータC₃と、３回目のデータを取出すステップで
得られた第２列のデータB₃がRAMに格納される。

次のステップS58,S59において、上述のステップS9,S1
0において行われたと同様にしてＮ≧N₁＋N₂＋N₃の判定
が行われ、YESである場合には３回目のデータを取出す
第３図に示すステップP12が完了し、ステップP3に移行
する。

ステップP3、ステップP4は、上述同様に動作し、ステ
ップP5において、Mno＝１であるか否かの判断が行わ
れ、この場合にはMno＝２であるのでステップP13に移行
し、再度Mno＝２であるのか否かの判断が行われ、YESで
あるためにステップP14に移行する。

ステップP14は、第３列データ（第３の画像データ）
のブロックの時間適位相差、即ち、前回データと今回デ
ータの位相差を求めるものであり、その詳細は、第13図
に示すようになっている。

第13図において、先ずステップS60で初期セットがな
され、次のステップS61でＫ＝１に設定され、次のステ
ップS62に移行する。

なお、本実施例においては、第３の光電変換手段19の
画素数は前述の通りに24であり、この24画素で形成され
る第３の画像データの出力エリア19′内に第14図に示す
ように、それぞれが８画素分のエリアを有する５つの基
準エリアBk1〜Bk5が設定されており、この基準エリアBk
1〜Bk5のいずれであるかを特定する数が上述のＫであ
る。

ステップS62では、Kx＝４×（Ｋ−１）,J＝1,CDsum＝
10000にそれぞれ設定され、次のステップS63に移行し、
Ｉ＝1,CD_ABs＝０にセットされる。このＩは、基準エリ
アBk1〜Bk5のそれぞれにおける８画素のうちのいずれの
画素であるかを特定する数であり、CD_ABSは前回と今回
の第３の画像データのずれ量を画素単位で表わすもので
ある。そして、次のステップS64において、 CD_ABs＝ABS｛Ｃ（Kx＋１）−Ｄ（Ｊ＋１−１）｝ ＋CTD_ABs の演算が行われる。ただし、Kxは、シフトする量を画素
単位で表わす量、この例では16であり、Ｃは今回の第３
の画像データでＤは前回の第３の画像データである。

そして、ステップS64で行われる一致度演算は、第14
図に示すように、先ず今回データの１番目の基準エリア
Bk1の最初のアドレスの画素に対して、前回データの最
初のアドレス画素の一致度を演算するものである。

このようにして、１画素の一致度演算が行われた後に
ステップS65に移行し、Ｉ＝８であるか否かの判断、即
ち基準エリアBk1の有する画素数（８）だけステップS64
における一致度演算が行われたか否かが判断され、NOで
ある場合にはステップS71に示すように、Ｉ＝Ｉ＋１と
インクリメントされ、再びステップS64による一画素分
の一致度演算が行われ、ステップS65でYES、即ち８画素
分の演算が完了したときに次のステップS66に移行す
る。

ステップS66において、CD_ABs＜CDsumの判断が行わ
れ、YESのときには、CDsum＝CD_ABs,Bno＝Ｊの設定が行
われてステップS68に移行し、NOのときにはステップS67
が実行されずにステップS68に移行する。

ステップS68は、Ｊ＝17であるか否か、即ち、一致度
演算されたものが最終の基準エリアBk5であるか否かの
判断を行うもので、17なる数は、最終の基準エリアBk5
の先頭アドレスになっている。従ってステップS68でNO
の場合には、ステップS72のようにＪ＝Ｊ＋１とインク
リメントされ現在行われている基準エリアの次の基準エ
リアに対して上述のステップS63からステップS67が再び
実行される。

そして、ステップS68でYESとなった場合、即ち、一致
度演算が５つの基準エリアBk1〜Bk5に対して行われたと
きにステップS69に移行し、Bx（Ｋ）＝CDsum,B_Δ（Ｋ）
＝Bno−Kxに設定される。

ただし、Bx（Ｋ）は、今回データにおけるＫ番目の基
準エリア（Bk1〜Bk5のうちのいずれか）が前回データに
最も一致する部分の一致度であり、Ｂ_ΔＫは、今回デー
タにおけるＫ番目の基準エリア（Bk1〜Bk5のうちのいず
れか）の前回データに対する位相差である。

次のステップS70においてＫ＝５であるか否か、即ちB
x（Ｋ）とＢ_Δ（Ｋ）が５つの基準エリアBk1〜Bk5に対
して行われたか否かの判断が行われ、NOである場合には
ステップS73に示すようにＫ＝Ｋ＋１とインクリメント
され、ステップS62に戻され以下のステップS63〜S69が
再び実行され、ステップS70でYESとなった場合には第13
図に示す一連のステップが完了し第３図に示すステップ
P15に移行する。

ステップP15は、ステップP14に得られた一致度のデー
タに基づいて、今回の第３の画像データの基準エリアの
うち隣接していて、かつ前回の第３の画像データに対す
る位相差が類似しているものをつなぎ合せて第３の画像
データの再ブロック化を行うものであり、その詳細は第
15図に示すフローのようになる。

最初のステップS74でDBref＝XXと初期セットを行い、
次のステップS75でＫ＝1,J＝１と初期セットされる。

次に、ステップS76では、第６図に示すように、上述
のステップP14（詳細は第13図に示すフローチャートの
各ステップ）で得られた基本エリアBk1〜Bk5のうちの隣
接するものを、 DB＝ABS｛Ｂ_Δ（Ｋ）−Ｂ_Δ（Ｋ＋１）｝ なる演算式で位相差を比較する。即ち、基準エリアBk1,
Bk3の位相差の比較と基準エリアBk2,Bk4の位相差の比較
と基準エリアBk3,Bk5の位相差の比較を行うものであ
る。

そして、次のステップS77では、DB＜DBrefによって両
者が類似しているか否かが判断され、類似している場合
には再ブロック化された基準エリアの最終アドレス、即
ち、 Eend（Ｊ）＝８＋Ｋ×４と、そのときの位相差デー
タ、即ち、Ｂ_Δ（Ｊ）＝Ｂ_Δ（Ｊ）＋Ｂ_Δ（Ｋ＋１）が
格納され、次のステップS79でそのときのＫが４である
か否かが判断されYESの場合には再ブロック化されたブ
ロックの数EnoがＪにセットされる。

一方、ステップS77でNOと判断されたときには、次の
ステップS84に移行し、Ｊ＝Ｊ＋１とインクリメントさ
れ、次のステップS85で再ブロック化された基準エリア
の先端アドレス、即ち、Est（Ｊ）＝１＋Ｋ×４と最終
アドレス、即ち、Eend（Ｊ）＝８＋Ｋ×４とそのときの
位相差データ即ちＢ_Δ（Ｊ）＝Ｂ_Δ（Ｋ＋１）がセット
され、次のステップS79に移行する。

他方、ステップS79でNOと判断された場合には、次の
基準エリアに対してステップS76〜S79を再び実行すべく
ステップS86でＫ＝Ｋ＋１とインクリメントされる。

上述のステップS80で得られた再ブロックされた基準
エリアの数値Enoは、いったん次のステップS81でＪ＝１
とセットされ、次のステップS82に移行する。このステ
ップS82は、再ブロック化された基準エリアのそれぞれ
の位相差を基準データエリアに対する一致度に基づいて
再計算するもので、 なる演算で行われ、後述する基準エリア決定に備えられ
る。

そして、次のステップS83ではＪ＝Enoであるか否かの
判断が行われ、YESである場合にはステップP16に移行
し、NOである場合にはステップS87でＪ＋Ｊ＋１のよう
にインクリメントされる。

上述のようにステップP15において再ブロック化され
た複数データは、次のステップP16でいずれを採用する
かの決定が行われる。

このステップP16における動作は、主として３つの方
式があり、 第１は、第17図（Ａ）に示すセンターの優先方式であ
り、 第２は、第17図（Ｂ）に示す位相差小の優先方式であ
り、 第３は、第17図（Ｃ）に示す近距離の優先方式であ
る。

先ず、センターの優先方式を第17図（Ａ）を用いて説
明すると、ステップS88においてＪ＝１に初期セットさ
れ、次のステップS89でEst（Ｊ）≦12、即ち再ブロック
化されたブロックの先頭アドレスが12以下であるか否
か、換言すれば、第18図に示すようにアドレス１〜12の
中に再ブロック化されたブロックの先頭アドレスが有る
か否かの判断が行われ、NOである場合にはステップS92
のようにＪ＝Ｊ＋１とインクリメントされ、YESの場合
には次のステップS90でEend（Ｊ）≧13、即ち再ブロッ
ク化されたブロックの最終アドレスが13以上であるか否
か、換言すれば第18図に示すようにアドレス13〜24の中
に再ブロック化されたブロックの最終アドレスが有るか
否かが判断され、NOの場合にステップS92のようにＪ＝
Ｊ＋１とインクリメントされ、再びステップS80、S90が
実行され、ステップS89,90が共にYESの場合、即ち、セ
ンターにかかるブロックが特定された場合に次のステッ
プS91に移行する。

このステップS91は、特定されたブロックの番号がCst
＝Est（Ｊ）１とセットされ、その画素の数RnoがEend
（Ｊ）−Est（Ｊ）＋１とセットされる。このステップP
16が完了すると上述のP7に移行する。

一方、ステップP16の第２の方式としては、第17図
（Ｂ）に示すように、位相差小の優先方式があり、この
方式の場合には、先ずステップS93でアドレスのＪ＝１
に初期セットされ、初期の位相差が、仮にＢ_Δmin＝100
0に設定される。

次にステップS94でこのＢ_Δminと再ブロック化された
Ｊ番目の基準エリアにおける位相差Ｂ_Δ（Ｊ）との比較
が行われ、Ｂ_Δ（Ｊ）＜Ｂ_Δminの場合には、そのとき
のＢ_Δ（Ｊ）におけるアドレス、Ｊが基準ブロックEref
の番号である。Eref noとしてセットされ、次のステッ
プS96でＪ＝Enoの判断が行われる。一方、ステップS94
でNOの場合にはステップS95を実行せずにステップS96に
移行する。

ステップS96でNOの場合には、ステップS98に示すよう
に、Ｊ＝Ｊ＋１とインクリメントされ、ステップS94,S9
5,S96が再び実行され、一方、ステップS96でYESとなっ
た場合には次のステップS97において決定された基準ブ
ロックにおけるアドレスデータが、 Cst＝Est（Eref no） とセットされ、その画素数がRnoが、 Rno＝Eend（Eref no）−Est（Eref no）＋１ とセットされる。

さて、基準エリアを決定する第３の方式は、近距離の
優先方式であり、この方式の詳細は、第17図（ｃ）に示
すようになっている。

初めのステップS99においてＪ＝1,R_AAA＝10000,ACsum
＝10000と初期セットされ、次のステップS100でシフト
の数Ｉが１にセットされ、次のステップS101でブロック
の数Ｋが１にセットされ、AC_ABS＝０にセットされる。

次のステップS102では、上述のステップP12で得られ
た２回目の第１列のデータA₂と第３列のデータC₂との一
致度演算が行われる。この演算式は、 |AC_ABs|＝ABS｛Ａ（１＋Ｋ−１） −Ｃ（Est（Ｊ）＋Ｋ−１）｝ となっている。そして、次のステップS103で、Ｋ＝Eend
（Ｊ）・Est（Ｊ）＋１の判断が行われ、NOの場合に
は、ブロックの数ＫがステップS112に示すようにＫ＝Ｋ
＋１とインクリメントされ、ステップS102、S103が再び
実行される。

ステップS103でYESとなった場合には、次のS104でAC
_ABs＜ACsumの判断が行われ、YESの場合には、 |ACsum|＝AC_ABs,R_A＝１にセットされて、次のステッ
プS106に移行する。このステップS106は、 Ｉ＝N₁−（Eend（Ｊ）・Est（Ｊ）＋１）の判断が行
われ、NOである場合には、シフトの数ＩがステップS113
に示すようにＩ＝Ｉ＋１とインクリメントされて上述の
ステップS101からステップS106までが再び実行され、ス
テップS106でYESとなった場合には、そのときのＪのデ
ータが、 R_AAA（Ｊ）＝Est（Ｊ）−R_A＋12とセットされ最も距
離の近いブロックが特定される。

次に、ステップS108とステップS109において、R_AAA＞
R_AA（Ｊ）の判断とR_AAA＝R_AA（Ｊ）,Eref no＝（Ｊ）の
セットがブロック毎に行われ、次のステップS110で、Ｊ
＝Enoの判断がなされ、NOである場合にはステップS114
に示すようにＪ＝Ｊ＋１とインクリメントされ、上述の
ステップS100〜ステップS110が再び実行される。一方、
ステップS110でYESとなった場合には近距離にあること
を優先して決定されたブロックのアドレス等のデータが
次のステップS11で、 Cst＝Est（Eref no）とセットされ、そのときの画素
数Rnoが、 Rno＝Eend（Eref no）−Est（Eref no）＋１とセット
される。

さて、再ブロック化されたデータの基準エリアが、第
１、第２、第３のいずれかの方式によって決定される
と、その基準ブロックのアドレス等のデータが前述のス
テップP7に送られる。ステップP7においては、前述のス
テップP2で得られた１回目の第１列データA₁,第２列デ
ータB₁,第３列データC₁において行われたと同様にし
て、基準エリアの決定が行われる。

そして、次のステップP8において、前述同様にして第
１列データA₂（２回目のデータ）に対して一致度演算が
行われ、そのデータ（位相差データσ_１）が求められ、
ステップP10において図示しないRAM等に格納される。そ
して、次のステップP11において測定の回数がMno＝Mno
＋１とインクリメントされ、３回目の検出動作が開始す
る。

すると、先ずp1においてMno＝１の判断が行われ、NO
であるのでステップP12に移行する。ステップP12におい
ては２回目の検出のときに引続いて３回目の検出データ
も合せて得ているためにステップP3,P4,P5,P13と順次に
移行し、ステップP13におけるMno＝２の判断がNOである
ためにステップP17に移行する。

ステップP17は、前２回、即ち１回目に得られた第３
列データC₁内に決定された基準エリアと２回目に得られ
た第３列データC₂内に決定された基準エリアとの類似度
を演算するものであり、同ステップP17で得られた類似
度データは、いったんRAMに格納され、次のステップP18
では前２回の基準エリアが類似しているか否か、即ち１
回目に得られた第３列データC₁内に決定された基準エリ
アと２回目に得られた第３列データC₂内に決定された基
準エリアとの２つが類似しているか否かの判断を行って
いる。このような判断を行っている主旨は、互いに異な
る２つの時点で第３列データが異なるということは２つ
の時点で被写体が光軸に直交する方向に移動していると
いうことであり、この移動を検知することにある。な
お、被写体が光軸方向に上述の２つの時点で移動した場
合には第３列データに変化は無いものとなっている。

従って、ステップP18でNOとなった場合には、被写体
が左右方向に移動していることになり、ステップP14,P1
5,P16によって第３列データの時間的位相差の演算と第
３列データの再ブロック化と再ブロック化されたデータ
の基準エリアが決定され、次のステップP7以降が上述同
様に実行される。

一方、ステップP18でYESとされた場合には、被写体が
光軸に直交する方向に移動していないと判断し、３回目
のデータ検出における第３列データの基準エリアを次の
ステップP19で予測し、その予測エリアをステップP7に
おいて用い、ステップP7以降が実行される。

以上のようにして得られた各種データは、第11図に示
すようにステップS34でその信頼性の判断が行われ、NO
である場合には測距不能表示等を行い、フローがENDと
なる。

一方、ステップS34でYESの場合には次のステップS35
に移行する。

このステップS35は、ステップP7とステップP8で得ら
れる各回における位相差データを先ず求めるもので、即
ち、上述のステップP2において求められ、RAMに格納さ
れた画素データのうちのデータA₁,B₁、即ち１回目に求
められた第１列のデータA₁と第２列のデータB₁とから第
１の位相差データσ_１が求められる。次にステップP12
で得られたデータA₂,C₂、即ち２回目に求められた第１
列のデータA₂と、２回目のデータ格納で求められた第３
列のデータC₂とから第２の位相差データσ_２が求めら
れ、３回目のデータを取出すステップによって得られた
第２列のデータB₃と第３列のデータC₃とから第３の位相
差データσ_３が求められる。

このようにして求められた第１、第２、第３の位相差
データσ₁,σ₂,σ_３と、１回目の測距時点と２回目の測
距時点との時間T₁と２回目の測距時点と３回目の測距時
点との時間T₂との合計５種のデータに基づきレンズ駆動
量Δが演算によって求められる。

次に、ステップS36において、撮影レンズのフォーカ
ス駆動リングの駆動を開始する。

そして、次のステップS37で上述のステップS35で求め
られたレンズ駆動量Δだけのレンズ駆動が完了したか否
かの判断がなされ、NOである場合にはステップS36に戻
され引続きレンズ駆動が行われ、YESである場合には一
連の測距、演算、レンズ駆動のシーケンスが完了しステ
ップS38においてシャッタレリーズが開始されフィルム
に露光が与えられるのである。

従って、本実施例においては、各回におけるデータを
算出するに先立って行われる画素データの取出しを、１
回目に第１ないし第３の画素データを取出し、２回目に
第２の画素データの一部を取出し、３回目に第１ないし
第３の画素データを取出し、かつ、位相差データを算出
するに際し、１回目に得られた、光軸を境にした２つの
領域のデータから第１の位相差データを求め、２回目に
得られた、光軸を含む領域と光軸を含まない領域のデー
タから第２の位相差データを求め、３回目に得られた光
軸を含む領域と光軸を含まない領域のデータから第３の
位相差データを求めているために、画素データの取出し
時間を短縮できると共に撮影レンズ駆動量を演算するに
要する時間を短縮することができる。

また、本実施例は、CCDにおける積分終了の時点をモ
ニター部への受光量に応じて制御しているので、被写体
輝度による検出精度の低下がなくなる。

また、レンズ駆動を行うために、最終的に得られるレ
ンズ駆動量Δを求めるに先立って必要な位相差データを
求める際に、第３の画像データを基準にして第１または
第２の画像データ内に基準エリアを設定し、この基準エ
リア内のデータを詳細に比較することによって一致度デ
ータを得ているので、能率的な演算を行うことができ
る。

今まで説明した実施例は、第１列ないし第３列のデー
タを得るための電荷蓄積（積分）を行う期間を２回に亘
って設定し、それぞれの回のデータに基づいてレンズ駆
動量を求め、この駆動量だけレンズ駆動して合焦状態に
しているが、先ず１回目に第１列ないし第３列のデータ
を得たときにピントずれ量を求め、このずれ量に対応し
てレンズ駆動を行い合焦点に近づけた後に２回目ないし
３回目の電荷蓄積を行い第１列ないし第３列のデータに
基づいて再びレンズ駆動を行い最終的な合焦点に駆動す
るようにしても良い。この具体例を第３図と第19図ない
し第21図を用いて説明する。

シャッタ釦の半押し等によって自動合焦動作のシーケ
ンスが開始されると、第３図に示す一連のステップ中に
おけるステップP0からステップP8までが前述実施例と同
様に行われステップP9に移行する。

ステップP9は、その詳細を第19図に示すように、最初
のステップS115では上述のステップP2において検出さ
れ、ステップP7,P8で求められ且つRAMに格納された画素
データ、即ち、第１列のデータA₁と第２列のデータB₁と
から第１の位相差データσ_１が求められる。

このようにして求められた第１の位相差データσ_１に
基づき次のステップS116でレンズ駆動量Δ１が求めら
れ、次のステップS117でレンズが駆動される。また、ス
テップS118でレンズ駆動が完了したか否かの判定がなさ
れ、NOである場合には、ステップS117に戻され引続きレ
ンズ駆動が行われ、YESである場合には、次のステップS
119に移行し、STパルスがＨレベルに立上げられ、CCDの
イニシャライズが上述同様に行われ、次のステップS120
で測距の開始時点からレンズ駆動の完了時点までの時間
T₁′を計測し、これを次のステップS121でRAMに格納す
ると共に上述のステップS115で求められた位相差データ
σ_１をRAMに格納し、１回目のレンズ駆動を行う、第19
図に示す一連のステップが終了し、次段のステップ、即
ち２回目のレンズ駆動をさせるためのデータを検出する
ステップP12が開始する。

このステップP12は、その詳細を第20（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ステップS122でタイマー
のリセットがされると共に起動される。次にステップS1
23において、第１および第３のリセットパルスφr₁およ
びφr₃が第21図に示すようにＨレベルに立上り、第１お
よび第３のリセット部20および24を介して第１および第
３の光電変換部17および19における各光電変換素子にお
ける残留電荷がクリアされる。

すると、ステップS124において第１および第３のリセ
ットパルスφr₁およびφr₃のＬレベルの立下りによって
第１および第３の光電変換部17および19における積分が
開始され、上述の第１および第３の光束のそれぞれの光
強度分布によって、第１および第３の光電変換部17およ
び19の各光電変換素子の電荷蓄積が行われる。

しかる後、ステップS125において、モニタ部30の出力
電圧Vagcと基準電圧Vrefとの比較が行われ、モニタ部30
の出力電圧Vagcが基準電圧Vrefを下回った時点でステッ
プS126に移行し、第１および第３のシフトパルスφt₁お
よびφt₃がＨレベルに立上げられる。

すると第１および第３のシフト部21および25を介して
第１および第３の光電変換手段17および19のデータが、
シフトレジスタ26にシフトされ、ステップS127に移行
し、シフトカウンタがＮ＝１にセットされ、次のステッ
プS128に移行する。

ステップS128においては、シフトパルスφ_１がＨレベ
ルに立上げられ、シフトパルスφ_２がＬレベルに立下げ
られる。すると第１および第３の光電変換部17および19
の各素子に蓄積されている画素データが１画素分だけシ
フトレジスタ26から出力Voutとして出力され、この出力
がA/D変換された上、RAMに１画素のデータとして格納さ
れる。

このような格納動作は、第３の光電変換部19の画素数
N₃になるまで繰返し行われる。即ち、ステップS128によ
って行われる１画素分のデータ格納が行われる毎にステ
ップS129においてＮ≧N₃の判定がなされ、NOである場合
にはステップS130に移行し、Ｎ＝Ｎ＋１のようにインク
リメントされる。そして、ステップS129においてYES、
即ち第３の画素数N₃のデータがシフトレジスタ26から出
力されると、２回目のデータの取出しが行われ、第20図
（Ａ）に示す一連のステップが終了し、３回目のデータ
取出しが、第20図（Ｂ）に示す一連のステップで開始さ
れてステップS131に移行する。

第20図（Ｂ）において、ステップS131でSTパルスがＨ
レベルに立上げられ、モニタ部30が所定レベルまで充電
されてスタンバイ状態にされる。

次のステップS132では、上述の２回目のデータ取出し
の開始時点（リセットパルスφr₁,φr₃におけるＬレベ
ルへの立下り時点）から３回目のデータ取出しの開始時
点（リセットパルスφr₂,φr₃におけるＨレベルの立上
り時点）までの時間T₂′を、上述のステップS122によっ
て起動されているタイマーによって測定し、この時間
T₂′データを次のステップS133でRAMに格納し、ステッ
プS134でタイマーをリセットすると同時にスタートさせ
る。

ステップS134によるタイマーのスタートと同時にステ
ップS135に移行し、第２および第３のリセットパルスφ
r₂およびφr₃がＨレベルに立上げられる。すると、ステ
ップS136において、第２および第３の光電変換部18およ
び19とモニタ部30との各光電変換素子の電荷蓄積が開始
する。

しかる後、ステップS137においてモニタ部30の出力電
圧Vagcと基準電圧Vrefとの比較がなされ、出力電圧Vagc
が基準電圧Vrefを下回った時点でステップS138に移行
し、第２および第３のシフトパルスφt₂およびφt₃がＨ
レベルに立上げられ、第20図（Ｂ）に示す一連のステッ
プが完了し、第20図（Ｃ）に示す一連のステップが開始
する。

第20図（Ｃ）において、ステップS139で、シフトカウ
ンタがＮ＝１にセットされ、次のステップS140に移行す
る。

ステップS140においては、シフトパルスφ_１がＨレベ
ルに立上げられ、シフトパルスφ_２がＬレベルに立下げ
られる。

すると第２および第３の光電変換部18,19の各素子に
蓄積されている画素データが１クロック分（１画素分）
だけシフトレジスタ26から出力Voutとして出力され、こ
の出力がA/D変換されてRAMに１画素のデータとして格納
される。

このような格納動作は、第２の光電変換部18における
画素のうちの（N₁−N₃）個のシフトと、２回目および３
回目に得られたデータC₂およびC₃のシフトと、３回目に
得られたデータB₃のシフトが完了するまで行われる。即
ち、ステップS140によって行われる１画素分のデータ格
納が行われる毎にステップS141においてＮ≧N₁＋N₂＋N₃
の判定がなされ、NOである場合にはステップS142に移行
しＮ＝Ｎ＋１にインクリメントされる。そして、ステッ
プS141においてYES、即ち総てのデータが格納されると
第３図に示す次のステップP3に移行する。

ステップP3以降のステップはステップP8までが前述の
実施例と同様に実行される。

ステップP8の次のステップP9の処理ステップは、第20
図（Ｃ）に示すサブルーチンのように処理が実行され
る。即ち、ステップS143では、上述のステップS140で格
納されたデータA₂,C₂からステップP7,P8を用いて得られ
たデータで第２の位相差データσ_２を求め、データC₃,B
₃からステップP7,P8を用いて得られたデータで第３の位
相差データσ_３を求める。

そして、次のステップS144では、上述のステップS134
でスタートしたタイマーの経過時間Ｔにシャッタレリー
ズのタイミング時間、即ち、ステップS143の完了時点か
ら演算、ミラーアップ、絞り込み等に必要な時間T₀を加
えた時間T₃′を求め、次のステップS145に移行する。ス
テップS145では、すでに前々回に求められた第１の位相
差データσ_１とステップS143で求められた第２および第
３の位相差データσ_２およびσ_３とすでに前々回に求め
られた時間T₁′と、すでに前回に求められた時間T₂′と
ステップS144で求められた時間T₃′との計６種のデータ
に基づいてレンズ駆動量Δを求める。

この駆動量Δは、例えば、フォーカス駆動リングの回
転に連動するフォトインタラプタの駆動パルス数に対応
して設定され、このパルス数に応じてステップS146でレ
ンズ駆動が行われ、ステップS147で設定パルス数に達し
たか否か、言い換えれば、減算カウンタの減算値が０で
あるか否かの判定がなされ、YESである場合には、レン
ズ駆動が完了したとして次のステップS148に移行し、シ
ャッタレリーズが行われて適宜なフィルム露光が与えら
れる。

なお、本実施例における一連の自動合焦シーケンスの
内のステップS120（第19図参照）、ステップS132（第20
図（Ｂ）参照）、ステップS144（第20図（Ｄ）参照）の
それぞれに有する時間T₁′,T₂′,T₃′は、それぞれが固
定的な値ではなくタイマー回路からの読取り値である
が、多数の被写体の実写データに基づいて経験的に決定
された値としても良い。この場合には、第19図、第20図
（Ｂ）、第20図（Ｄ）に示すフローチャートの一部を破
線で示すようなフローに置き換えることで達成される。

即ち、実線で示すステップS120、S121を破線で示すス
テップS120′,S121′に置き換え、同様にして２つのス
テップS132,S133をステップS132′に置き換え、またス
テップS144をステップS144′に置き換えるのであり、他
の部分については上述の説明と同様の動作を行うもので
ある。

従って、ステップS119で各光電変換部17〜19の初期化
がなされた後に、ステップS120′で現在時間が時間T₁′
に達したか否かが判定されYESの場合には上述のステッ
プS115で求められた位相差データσ_１がRAMに格納さ
れ、以下の動作はステップS131までが前述と同様であ
る。

そして、ステップS131においてSTパルスがＨレベルに
立上げられ、次に、ステップS132′で現在時間が時間
T₂′に達しているか否かの判定がなされ、YESである場
合には、ステップS134に移行し、タイマーのリセットが
なされると同時にスタートする。

以下の動作は、ステップS143までは上述同様でありス
テップS143で位相差データσ₂,σ_３が算出されると、次
のステップS₁₄₄′で現在時間Ｔが時間T₃′に達したか否
かが判定され、YESである場合には次のステップS145に
移行しレンズ駆動量の演算が行われ以下の動作は上述と
同様である。

本実施例においては、最終的に合焦駆動させるに際
し、１回目の測距によってとりあえず撮像レンズを合焦
的に駆動し、2,3回目の測距によって再び撮影レンズを
駆動させているためにトータルの合焦駆動時間を短縮化
することができる。

また、各回におけるデータを算出するに先立って行わ
れる画素データの取出しを、１回目に第１ないし第３の
画素データを取出し、２回目に第２の画素データの一部
を取出し、３回目に第２の画素データの残りと第１およ
び第３の画素データを取出しているので画素データ取出
し時間を短縮できるという利点がある。

また、本実施例においても最終的なレンズ駆動量を求
めるに先立って得る位相差データを求めるに際し、第３
の画素データを基準にして第１または第２の画像データ
中に基準エリアを設定し、この基準エリア内のデータの
みに対して位相差データを求めるようにしているので位
相差データを得るための演算時間を短縮できる。

なお、本発明は、上述の実施例に限定されることな
く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施
ができることは勿論である。

例えば、上述の各実施例においては、最終的な合焦駆
動を行うための位相差データを画素単位で求めている
が、より精度を向上させるために前後のデータも加味
し、平均値を求めたり加重平均を求めるようにしても良
い。

また、第１ないし第３の光電変換手段におけるそれぞ
れの画素数並びに各種の小ブロックの画素数の設定は全
く任意である。

さらに、小ブロック化したものの数並びにそれぞれの
画素数の設定も全くの任意であり、小ブロック化した後
に行われる再ブロックの数並びにそれぞれの画素数の設
定も全く任意である。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように、本発明に係る合焦状態
検出装置によれば、画素データを検出するに際し、被写
体光束の光軸を境にして対称な２つの領域の２つの光束
と、光軸を含む領域の光束との３つの光束のそれぞれの
検出を複数回にわたる検出のすべてに行わずに選択的に
少なくとも２つのデータを検出し、これらのデータを基
に位相差データを求めて最終的なレンズ駆動を行ってい
るのでトータルの時間が短縮化される。

また、本発明は、被写体の光軸方向の移動によっては
変化しない第３の画像データを基準にして基準エリアを
決定し、この基準エリアに対応する第１または第２の画
像データ内の一部のエリアのみを用いて一致度演算、換
言すれば位相差データの演算を行っているために、演算
処理を能率的に行うことができる。言い換えれば、位相
差データを求めるに、必要な部分のみを抽出して、この
抽出部分のみに対して演算を施しているために無駄な演
算処理が行われないという点で能率的であるる。また、
これに伴って演算回路におけるメモリ容量を低減するこ
とができる。

そして、このような利点は、合焦精度を向上させるた
めに多数回の測距を行う場合や動体予測機能を有させる
ために複数回の測距を行う場合に特に有効となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る焦点状態検装置の一実施例の概
略構成図、第２図は、第１図中に示される光電変換部の
電気回路を示す回路図、第３図は、本発明の一実施例の
動作順序を示すフローチャート、第４図は、第３図中に
用いられているサブルーチン「１回目のデータ格納」動
作の内容を示すフローチャート、第５図は、本発明の動
作を説明するための波形図、第６図は、第２図中に示さ
れるシフトレジスタのデータ転送と出力シフトを説明す
るための図、第７図は、第３図中に示されるステップP7
の詳細（サブルーチン）を示すフローチャート、第８図
は、第７図に示すフローの動作説明用の波形図、第９図
は、第３図中に示されるステップP8の詳細（サブルーチ
ン）を示すフローチャート、第10図は、第９図に示すフ
ローの動作説明用の波形図、第11図は、第３図中に示さ
れるステップP9の詳細（サブルーチン）を示すフローチ
ャート、第12（Ａ）および第12図（Ｂ）のそれぞれは、
第３図中に示されるステップP12の詳細（サブルーチ
ン）を示すフローチャート、第13図は、第３図中に示さ
れるステップP14の詳細（サブルーチン）を示すフロー
チャート、第14図は、第13図に示すフローの動作説明用
の波形図、第15図は、第３図中に示されるステップP15
の詳細（サブルーチン）を示すフローチャート、第16図
は、第15図に示すフローの動作説明用の波形図、第17図
（Ａ）ないし第17図（Ｃ）のそれぞれは、第３図中に示
されるステップP16の詳細（サブルーチン）を示すフロ
ーチャート、第18図は、第17図（Ａ）に示すフローの動
作説明用の波形図、第19図および第20図（Ａ）ないし第
20図（Ｄ）のそれぞれは、本発明の他の実施例の動作を
説明するためのフローチャート、第21図は、同じく他の
実施例の各部の波形図、第22図は、従来の焦点状態検出
装置の一例を示す光路図、第23図は、従来の一致度演算
を概念的に示す波形図である。 11……撮像レンズ、 12……予定結像面、 13……コンデンサレンズ、 14……マスク、 14a……第１の孔、 14b……第２の孔、 14c……第３の孔、 15a……第１の再結像レンズ、 15b……第２の再結像レンズ、 15c……第３の再結像レンズ、 16……受光部、 17……第１の光電変換手段、 18……第２の光電変換手段、 19……第３の光電変換手段、 20,22,24……リセット部、 21,23,25,27,28……シフト部、 26……シフトレジスタ、 29……制御回路、 30……モニタ部、 40……演算手段、 41……画像データ記憶手段、 42……第１の一致度評価手段、 43……第２の一致度評価手段、 44……基準データエリア決定手段。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体光束の光軸を境にして対称な２つの
   領域の光束をそれぞれ導き、光軸方向の変位を上記光軸
   に直交した面上での変位に変換する第１および第２の変
   換光学系と、 上記被写体光束の光軸を含んだ領域の光束を導き、上記
   光軸方向の変位に対して上記光軸に直交した面上で変位
   しないように形成する第３の変換光学系と、 上記第１および第２の変換光学系によって形成される２
   つの光束のそれぞれを複数の光電変換素子でなる画素を
   列状に配置した領域で受け、受光像の光強度分布に対応
   した電気信号でなる第１および第２の画像データを得る
   第１および第２の光電変換手段と、 上記第３の変換光学系によって形成される光束を複数の
   光電変換素子でなる画素を列状に配置した領域で受け、
   受光像の光強度分布に対応した電気信号でなる第３の画
   像データを得る第３の光電変換手段と、 上記第１、第２および第３の画像データを格納する画像
   データ記憶手段と、 この画像データ記憶手段に格納された上記第３の画像デ
   ータに対する上記第１または第２の画像データの一致度
   を、上記第３の画像データの画素数以下の数に対応する
   所定数のエリアのデータブロックを上記第１または第２
   の画像データに対して画素単位でシフトして比較して求
   める第１の一致度評価手段と、 この第１の一致度評価手段によって最も一致度が高いと
   評価された上記第１または第２の画像データのエリアを
   基準データエリアと決定する基準データエリア決定手段
   と、 この基準データエリア決定手段により上記基準データエ
   リアと決定された、上記第１または第２の画像データ内
   の基準データに対する上記第２または第１の画像データ
   の一致度を、上記基準データを上記第２または第１の画
   像データに対して画素単位でシフトして比較して求める
   第２の一致度評価手段と、 を具備することを特徴とする焦点状態検出装置。
2. 【請求項２】被写体光束の光軸を境にして対称な２つの
   領域の光束をそれぞれ導き、光軸方向の変位を上記光軸
   に直交した面上での変位に変換する第１および第２の変
   換光学系と、 上記被写体光束の光軸を含んだ領域の光束を導き、上記
   光軸方向の変位に対して上記光軸に直交した面上で変位
   しないように形成する第３の変換光学系と、 上記第１および第２の変換光学系によって形成される２
   つの光束のそれぞれを複数の光電変換素子でなる画素を
   列状に配置した領域で受け、受光像の光強度分布に対応
   した電気信号でなる第１および第２の画像データを得る
   第１および第２の光電変換手段と、 上記第３の変換光学系によって形成される光束を複数の
   光電変換素子でなる画素を列状に配置した領域で受け、
   受光像の光強度分布に対応した電気信号でなるる第３の
   画像データを得る第３の光電変換手段と、 上記第１、第２および第３の画像データを格納する画像
   データ記憶手段と、 この画像データ記憶手段に格納された上記第３の画像デ
   ータに対する上記第１または第２の画像データの一致度
   を、上記第３の画像データに対応して予め設定された合
   焦時基準エリアのデータブロックを上記第１または第２
   の画像データに対して画素単位でシフトして比較して求
   める第１の一致度評価手段と、 この第１の一致度評価手段によって最も一致度が高いと
   評価された上記第１または第２の画像データのエリアを
   基準データエリアと決定する基準データエリア決定手段
   と、 この基準データエリア決定手段で決定された上記基準デ
   ータエリアと上記合焦時基準エリアとの画素単位のずれ
   量を算出しシフトエリアとするシフトエリア設定手段
   と、 このシフトエリア設定手段で設定された上記シフトエリ
   アに対応する基準データに対する上記第２または第１の
   画像データの一致度を、上記基準データを上記第２また
   は第１の画像データに対して画素単位でシフトして比較
   して求める第２の一致度評価手段と、 を具備することを特徴とする焦点状態検出装置。