JPH0561610B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、対物レンズ例えば撮影レンズを通過
した被写体光束を受けて、ピント状態を検出する
カメラのピント検出装置に関する。 従来技術 撮影レンズの光軸を挟む撮影レンズの第１の部
分と第２の部分をそれぞれ通過した被写体光束に
よりつくられる二つの像の相関位置を検出して、
ピント状態を知るようにしたピント検出装置がす
でに提案されている。その光学系の原理的な構成
は第１図のようであり、撮影レンズ２の予定焦点
面と等価な位置にコンデンサレンズ４が配され、
更にコンデンサレンズ４の背後に結像レンズ６，
８が配され、それらの結像面に例えばCCDによ
るラインセンサ１０，１２が配されている。ライ
ンセンサ１０，１２上の像１４，１６は、ピント
を合わすべき物体の像が予定焦点面より前方に結
像する、いわゆる前ピンの場合、互いに光軸１８
の方に近づき、反対に後ピンの場合、光軸１８か
ら遠ざかる。ピントが合つた場合、二つの像１
４，１６の互いに対応し合う二点間の距離は光学
系の構成から定められる特定の長さとなる。した
がつて、ラインセンサ１０，１２上の像の光分布
パターンを電気信号に変換して、それらの相対的
位置関係を求めると、ピント状態を知ることがで
きる。 解決しようとする問題点 相対的位置関係は２つの像パターンを比較する
ことにより求められるが、被写体の輝度が低い場
合や被写体のコントラストが低い場合に像パター
ンの変化が乏しいため位置関係を精度よく求める
ことが困難となる。このようなときに上記位置関
係に基づいてピントずれ量を求めてもその値が有
効でなくなるばかりでなくなる合焦点とは逆方向
にレンズが駆動されるという不都合が生じる。 本発明の目的は、正確なピント検出が可能か否
か又は検出結果が信頼できるか否かをピント検出
用の受光出力から精度よく判別できるピント検出
装置を提供することにある。 問題点を解決するための手段 本発明は、第１の像信号と第２の像信号とが最
良の相関を有する最良相関値を、被写体像のコン
トラストで規格化し、ピント検出が可能か否かを
この規格化された値に基づいて判別するようにし
たことを特徴とする。 作 用 高輝度又は高コントラストの被写体に対して得
られた最良相関値と低輝度又は低コストラストの
被写体に対して得られた最良相関値とが仮に同じ
であつても、被写体コントラストは異なるので、
それに伴ない規格化された相関値も変わつてく
る。従つて、ピント検出が可能か否かを、規格化
された相関値の値から判別することができる。 実施例 第２図は、本発明によるピント検出装置を１眼
レフカメラに適用した場合における光学系等の構
成例を示す図である。第２図において、撮影レン
ズ２２、反射鏡２４、焦点板２６、ペンタプリズ
ム２８等は１眼レフカメラを構成する周知の要素
である。ただし、ピント検出装置の出力を用いて
自動的にピント合わせを行うようにカメラを構成
する場合は、撮影レンズ２２はモーターを含むレ
ンズ駆動装置３０によつて焦点調節光学系が駆動
され得るように構成される。反射鏡２４、中央部
分が半透過性につくられ、その背後に副ミラー３
２が設けられ、これを介して被写体光の一部がミ
ラーボツクスの低部に配置されたピント検出装置
の受光部３４に導かれる。受光部３４は、コンデ
ンサレンズ３６、反射鏡３８、結像レンズ群４
０、ラインセンサ４２等により構成されている。
ラインセンサ４２の出力は信号処理回路４４によ
り後述のようにして処理され、合焦位置からのピ
ントのずれ量およびその方向を示すデフオーカス
信号が出力される。このデフオーカス信号に基づ
いて表示装置４６ではピント状態が表示され、駆
動装置３０より撮影レンズ２２合焦位置へ駆動さ
れる。 第３図は、受光部３４の光学系を示す図で、直
線４８は撮影レンズの光軸を示し、点線５０はフ
イルム露光面と等価な面を示す。コンデンサレン
ズ５２、露光等価面５０の位置ではなく、そこか
らコンデンサレンズ５２の焦点距離f₁だけ離れた
位置に配してある。コンデンサレンズ５２の後方
には光軸４８を対称軸として結像レンズ５４，５
６が配してあり、これら結像レンズの前面には視
野制限マスク５８，６０が設けてある。各結像レ
ンズ５４，５６の結像面にはCCDによるライン
センサ６２，６４が配してある。ここで、コンデ
ンサレンズ５２が露光等価面５０から外れた位置
に配してあるのは次の理由による。ラインセンサ
６２，６４には露光等価面５０の物体像が再結像
されるように光学系が構成されるが、この露光等
価面５０にコンデンサレンズ５２を配した場合、
このレンズの表面に疵があつたり、ほこりが付着
したりしていると、これがラインセンサ上で像と
なつて現れ、本来の物体の像に対するノイズとな
つてしまう。したがつてコンデンサレンズ５２を
露光等価面から外しておけば以上のようなノイズ
を避けることができる。さらに、カメラ内に組込
む場合、カメラの光学系に大きな変更を加えるこ
となくおさめることができる。また、マスク５
８，６０は、撮影レンズを通過する被写体光のう
ち特定絞り値、例えばF5.6相当の開口領域を通過
する被写体光のみを受け入れるように、コンデン
サレンズ５２との関連において構成される。この
ようにすれば、撮影レンズとして種々の交換レン
ズが用いられる場合、その開放絞り値がF56より
小さい撮影レンズであれば、この撮影レンズ自身
の瞳マスク部で一部の光線が蹴られた像をライン
センサ６２，６４が受けるという場合がなくな
り、常用される大抵の交換レンズが適用できるよ
うになる。 次に、光軸上の点６６，６８，７０は撮影レン
ズ前方の一つの物点に対する前ピン、合焦、後ピ
ンの状態にある像を示す。各像６６，６８，７０
のラインセンサ６２上における入射点はそれぞれ
７２，７４，７６であり、ラインセンサ６４上に
おいては７８，８０，８２である。 第４図は、前ピン、合焦、後ピンの像８４，８
６，８８に対するラインセンサ領域での再結像を
示す。前ピン像８４に対する再結像９０，９２
は、ラインセンサの受光面９４より手前に位置
し、かつ光軸４８側に互いに寄つている。合焦像
８６に対する再結像９６，９８はラインセンサの
受光面９４と一致し、後ピン像８８に対する再結
像１００，１０２はラインセンサの受光面９４の
後方に位置し、光軸４８から離れている。したが
つて、前ピン像８４に対する再結像９０，９２は
ラインセンサの受光面９４上では、若干ぼけて引
伸ばされた像となる。また、後ピン像８８に対す
る再結像１００，１０２は受光面９４上では若干
ぼけて、縮小された像となる。 次に第５図を参照して像の合焦位置からのずれ
量ｅに対するラインセンサ６２における像の移動
量ｈの関係を説明する。合焦時に効軸４８上に結
像する像６８の光線のうち、コンデンサレンズ５
２を通過後光軸４８と平行に進む光線を考える。
像６８に対してずれ量ｅだけ前ピンあるいは後ピ
ンの像６６，７０の場合、前述の光線は露光等価
面５０の位置では光軸４８からそれぞれｇだけ離
れた点６７又は７１を通過する。ここで露光等価
面５０上の３つの点６８，６７，７１を光源と
し、コンデンサレンズ５２と結像レンズ５４とに
よる結像系５５により、上記の光源に対する像が
ラインセンサ６２上に結像し、それぞれの像が７
４，７２，７６であるとする。また、結像系５５
の倍率をαとする。第５図は幾何学的に見れば、
次式が成立する。 ｇ／ｅ＝Ｈ／f₁ ……(1) α＝ｈ／ｇ ……(2) この二つの式から、ｇを消去すると、 ｅ＝f₁／αHｈ ……(3) となり、(3)式においてf₁／αHは結像系の構成に
よつて定められる定数であるから、移動量ｈが検
出されればずれ量ｅが求められる。しかし、第４
図で示したように露光等価面５０において正常に
結像するのは合焦像だけであつて、他の像はその
前後に位置するわけであるから、厳密には倍率α
は一定ではなく、結像系５５に対して光源となる
像６６，７０のそれぞれの位置によつて異なる。
合焦時の倍率をα₀とすれば、第１３図のように前
ピンの場合はα₀より大きく、後ピンの場合はα₀よ
り小さくなる。さらには、光学系の像面湾曲など
の収差によつてセンサ面上における像の位置の違
いで倍率が異なる。そこで、より正確なずれ量の
算出にあたつては、後述のように移動量ｈに応じ
て予め倍率を用意しておき、これを用いる。以
下、移動量ｈおよびずれ量ｅの検出を行う回路に
ついて説明する。 第６図は第３図のラインセンサ６２，６４の画
素構成の一実施例を示す図で、ラインセンサ６２
を基準部、ライセンサ６４を参照部と呼ぶ。画素
L₁〜L₂₆，R₁〜R₃₀はホトダイオードであり、電
荷結合素子CCDを構成する。尚、画素L₂₆とR₁と
の間の空白部にダミーとしての画素を設けて、二
つのラインセンサ６２，６４を一つのラインの
CCDとして構成してもよい。さらには第７図の
ようにラインセンサ６２と６４の間に電荷転送ラ
イン６５を這わせてもよい。ホトダイオード６
７，６９はCCDの電荷蓄積時間を定めるための
入射光強度をモニターするためのものである。
尚、このモニター用ホトダイオードは第８図のよ
うに画素L_iの間のすき間を埋めるような形状にし
てもよい。こうすると画素面とほぼ近い強度の光
をモニターできるようになる。 次に、実施例ではラインセンサの基準部６２に
おける像パターンが三つのブロツクに分割され
る。第１のブロツクは画素L₁〜L₁₀、第２のブロ
ツクは画素L₉〜L₁₈、第３のブロツクは画素L₁₇〜
L₂₆における像パターンにそれぞれ対応する。各
ブロツク像パターンは10個の画素からなつてい
る、ここでは各ブロツクは10個の画素数である
が、それぞれの画素数を必ずしも同数にする必要
はない。ピント検出においては各ブロツクの像と
比較部６４の像とが比較される。例えば、第１の
ブロツクの像を用いる場合は、次のような比較操
作が行われる。まず、参照領域の画素R₁〜R₁₀の
部分の像を対称として第１のブロツクの像との比
較が行われる。この場合の比較の内容は(4)式で示
され、画素L₁とR₁、L₂とR₂、……L₁₀とR₁₀の各
組における画素出力の差の絶対値の和が算出され
る。 H₁(1)＝₁₀ 〓^k=1 ｜L_k−R_k｜ ……(4) 次いで、前回の像より１画素だけシフトして、
参照部６４の画素R₂〜R₁₁の部分の像が比較され
る。その処理内容を(5)式で示す。 H₁(2)＝₁₀ 〓^k=1 ｜L_k−R_k+1｜ ……(5) 以下、同様にして次式で示す比較処理が行わ
れ、合計21個の比較結果が得られる。 H₁(3)＝₁₀ 〓^k=1 ｜L_k−R_k+2｜ ……(6) H₁（21）＝₁₀ 〓^k=1 ｜L_k−R_k+20｜ ……(7) 今、第１のブロツクの像が例えば、画素R₂〜
R₁₁の部分の像と一致する場合は21個の比較結果
の中でH₁（l₂）が最小となる。この最小値に対応
する画素領域を見出すことにより、おおまかなピ
ント位置を検知できる。 第１のブロツクの像を用いた比較操作と同様な
操作が、第２および第３のブロツクの像を用いて
行われる。それぞれの比較内容は一般的に次式で
示される。 H₁(l)＝₁₀ 〓^k=1 ｜L_k−R_k+l-1｜ ……(8) H₁(l)＝₁₀ 〓^k=1 ｜L_k+8−R_k+l-1｜ ……(9) H₁(l)＝₁₀ 〓^k= １｜L_k+16−R_k+l-1｜ ……(10) ここでｌ＝１、２、……、21である。 以上の比較操作により各ブロツクの像に対して
21個、全体として63個の比較結果が得られる。
今、合焦の場合、第２のブロツクの像が比較部６
２の画素R₁₁〜R₂₀の部分の像と一致するように
光学系を構成する。こうすれば、合焦の場合、第
１のブロツクの像は画素R₃〜R₁₂、第３のブロツ
クの像は画素R₁₉〜R₂₈のそれぞれの部分の像と
一致する。この場合は、像の状態によつてはいず
れのブロツクを用いてもピント位置の検出が可能
である。しかし、コントラストが低い像でおおわ
れたブロツクでは、比較結果の中から最小値が特
定できない場合が生ずる。そこで、ある一定値以
上のコントラストのあるブロツクを複数個選んで
それらブロツクに対応する比較結果からピント位
置の検出を行う。 また、前ピン状態の場合は、第４図を参照して
基準部６２と参照部６４とにおける像は光軸４８
側に寄つた部分で一致するから、第３のブロツク
の像が参照部６４の或る部分の像と一致する。反
対に後ピンの場合は、二つの像は光軸４８から遠
ざかつた部分で一致するから、第１のブロツクの
像が参照部６４の或る部分と一致する。したがて
非合焦の場合は、第１ブロツクあるいは第３ブロ
ツクの像に関する比較結果の中で最小値が見出せ
る可能性がある。ただし、像にコントラストが十
分に存在しない場合はピント検出は不能と見な
し、最小値の検出は行わない。尚、第１ブロツク
と第２ブロツクおよび第２ブロツクと第３ブロツ
クのそれぞれにおいて、画素L₉とL₁₀およびL₁₇と
L₁₈が共用されている。このように画素を共用す
ると、例えば、画素L₉とL₁₀の部分で像のコント
ラストが存在し、他の画素領域ではコントラスト
が存在しないような場合でも、ピント検出が可能
となる。画素の共用が行われないと、二つのブロ
ツクの境界の部分のみに像のコントラストが位置
するような場合、各ブロツクの中ではコントラス
トが存在しないことになり、ピント検出は不能に
なつてしまう。 さて、いずれかのブロツクにおいて比較結果の
最小値が見出され、像の一致領域が特定される
と、これに対応して像のピント位置あるいは合焦
位置からのずれ量が特定される。しかし、以上ま
での過程で求められるずれ量の精度は、画素の配
列ピツチ分の分解能どまりである。そこで、後述
のような補間計算処理を行い、さらにピント検出
装置の光学系に基づく誤差要因の補正を行つてず
れ量の精度の向上がはかられる。 第９図Ａ，Ｂは、以上に概説したラインセンサ
からの像パターン信号の処理を行う回路構成を示
すブロツク回路図である。この信号処理回路は
CCD１０４を含むシステム全体の動作のための
制御信号を出力する制御ロジツク１０６をもつて
いる。CCD１０４から直列に送り出される各画
素信号は、順次デジタル化回路１０８により例え
ば８ビツトのデジタル信号に変換され、それぞれ
は予め指定された各番地のランダムアクセスメモ
リ１１０に貯えられる。画素信号の記憶が完了す
ると、基準部のメモリデータからコントラスト検
出回路１１２により第１、第２、第３の各ブロツ
クのコントラストC₁・C₂・C₃が検出され、予め
定めたレベル以上であるか否かが判定される。コ
ントラストC₁，C₂，C₃は次式で示すように隣合
う二つの画素の出力の差の絶対値の総和に相当す
る。なお、コントラストの算出はブロツクの領域
をはみ出さないものとする。また、一つおき、あ
るいはそれ以上おきの画素の出力の差を用いても
よい。 C₁＝₉ 〓^k=1 ｜L_k−L_k+1｜ ……(11) C₂＝₉ 〓^k=1 ｜L_k+8−L_k+9｜ ……(12) C₂＝₉ 〓^k=1 ｜L_k+16−L_k+17｜ ……(13) 求められたコントラストC₁，C₂，C₃はそれぞ
れ予め指定された番地のメモリ１１４に貯えら
れ、さらに予め定めたレベルC₀と比較回路１１
６で大小関係が判定される。レベルC₀を越えて
いる場合は例えば“１”が、また越えていない場
合は“０”が出力され、コントラストC₁，C₂，
C₃に対するそれぞれの判定結果d₁，d₂，d₃がメモ
リ１２０に貯えられる。 次に各ブロツクの像と参照部の像との比較が像
比較回路１２２で行われる。この場合、コントラ
ストが所定レベルC₀に達していないブロツクの
像についての比較は行われず、所定レベルC₀を
越えているブロツクのみの像と参照部の像との比
較が実行される。この比較の内容は(8)、(9)、(10)式
で示した通りである。各ブロツクについて21個の
比較結果が得られが、これらは順次予め定められ
た番地のメモリ１２４に貯えられる。次いで、求
められた各ブロツクの比較結果の中の最小値H₁
（l₁）、H₂（l₂）、H₃（l₃）およびそれぞれの比較番
目l₁、l₂、l₃が検索回路１２６で検索され、その
結果がメモリ１２８に貯えられる。 次に標準回路１３０によりコントラストが所定
レベルを越えているブロツクに対する上記の最小
値H₁（l₁）、H₂（l₂）、H₃（l₃）とコントラストC₁，
C₂，C₃との比が求められる。それぞれは次式で
示される。 NH₁＝H₁（l₁）／C₁ ……(14) NH₂＝H₂（l₂）／C₂ ……(15) NH₃＝H₃（l₃）／C₃ ……(16) これらの比は次のようなことを意味する。前述
したように、例えば撮影レンズが合焦位置もしく
はその近傍にある場合、三つのブロツクのいずれ
を用いてもピント検出が可能となる場合がある。
このような場合どのブロツクを採用するのが最適
であるかというブロツクの選択の問題が生ずる。
また、非合焦の場合、どのブロツクを採用すれば
前ピンあるいは後ピンの状態が検出できるかとい
う判定の問題が生ずる。特定のブロツクの採用に
あたつては、求められた各ブロツクの最小値H₁
（l₁）、H₂（l₂）、H₃（l₃）の中の最も小さい値をと
るブロツクを指定すればよいように考えられる
が、これは適切ではない。一般に像のコントラス
ト状態は一様なものではなく、例えば第１のブロ
ツクの領域にはコントラストの大きい像が位置
し、他のブロツクには、コントラストのあまり大
きくない像が位置するかも知れない。二つの像パ
ターンの一致を検出する場合、一般にコントラス
トが大きい方が有利である。そこで、コントラス
トをも特定ブロツクの選択の要素に加える。とこ
ろで、例えば第１のブロツクについての最小値
H₁（l₁）に対して画素１ピツチだけ前後にずらせ
たときの比較結果H₁（l₁−１）、H₁（l₁＋１）につ
いて考える。この最小値H₁（l₁）が仮に合焦状態
に対するものであるとすれば、H₁（l₁−ｌ）ある
いはH₁（l₁＋１）はコントラスト検出回路１１２
で求められるコントラストC₁と略一致する。と
いうのは、コントラストC₁、比較結果Ｈ（l₁−
１）、H₁（l₁＋１）のそれぞれが隣合う画素の出力
の差に関するものということに由来する。相違す
るのは、コントラストC₁が同一像であるのに対
して比較結果は異なる像に対するものであるとい
う点である。このようであるから、最小値H₁（l₁）
をコントラストC₁で割つた値NH₁は最小値H₁
（l₁）と画素１ビツチずらせた場合の比較結果と
の比に略相当する。これを式で示すと NH_i＝H_i（l_i）／C_i≒H_i（l_i）／H_i（l_i±１）…
…(17) ただし、ｉ＝１、２、３である。 今、NHiを標準化指数と呼ぶことにすると、
合焦または略合焦状態に対応し、かつコントラス
トが大きいブロツクに対応する標準化指数が３個
の値の中で最も小さくなると考えて、これをブロ
ツクの選定基準に定める。 実際には、基準部と参照部との像の光分布パタ
ーンは、光学系の収差や第１の像と第２の像の光
軸に対する位置的な非対称性などによつて完全に
は一致し得ないので、最小値H_i（l_i）が０をとる
ことはない。また、非合焦状態の場合において、
像の一致が全く見られないブロツクに関しては、
標準化指数は比較的大きな値をとる。そこで、標
準化指数に対して予め基準値NH₀を定め、これ
を越える場合ピント検出は不能であると判定す
る。かくて、求められた多くて３個の標準化指数
のうちの最小値に関し、これが基準値NH₀より
小さいとき、この最小値に対応するブロツクの検
出データL_kをピントのずれ量を示す情報として
採用する。すなわち最小値検出回路１３２で複数
ブロツクにわたつて真の最小値を求める。同時に
それに対応するブロツクを検出し、該最小値H_k
（l_k）をとる比較番号l_kをメモリ１２８から選出回
路１３４によつて取り出す。その後、最小値H_k
（l_k）をとるブロツクの標準化された最小値NH_k
が所定値NH₀と減算回路１３６で比較されNH_k
がNH₀より小さいときに次のステツプに進み、
そうでないときはピント検出不能とする。今、第
１のブロツクの像に対してl₁が得られたとし、例
えばl₁＝18であるとする。これは画素L₁〜L₁₀上
の像と画素R₁₈〜R₂₇上の像とが最も良く一致し
ていることを意味する。この場合の二つの画素領
域上の像の間隔D₁を求める。この間隔D₁は画素
L₁とR₁₈との間の間隔である。第６図に示すよう
に画素L₁とR₁との間隔を1.50mm、画素のピツチＰ
を30μとすれば D₁＝1.50＋0.03×18＝2.04（mm）……(18) と求めることができる。第１のブロツクに関して
比較番号l₁を用いて像の間隔D₁は次式で示され
る。 D₁＝1.50＋0.03l₁ 同様にして第２のブロツクの場合について像の
間隔D₂を求めると第１のブロツクの場合より８
画素分短くなるから D₂＝1.50−0.03×８＋0.03l₂ ……(19) 第３のブロツクについては、第２のブロツクの
場合よりさらに８画素分短くなるから、 D₃＝1.50−0.03×８×２＋0.03l₂……(20) となる。以上の三つの式をさらに一般化して示す D_k＝1.50−0.03｛８（ｋ−１）l_k｝……（21） となる（21）式で示される間隔の限界精度は画素
のピツチＰに相当する。 第１０図にブロツク２の像についての比較結果
の例を示す。最小値H₂（l₂）をとる比較番号l₂は
８となつている。第１０図のように比較結果H₂
（l₂−１）とH₂（l₂＋１）が等しくない場合、真の
一致点は比較番号l₂＝８の点ではなく、l₂＝８と
最小値H₂（l₂）の次に小さい比較結果をとる比較
番号l₂＋１＝９との間に存在する。このような中
間点の位置を求めると、ピント検出精度は画素ピ
ツチ以上に向上する。そこで、この中間点の位置
を求める方法について説明する。今、第１０図に
おいてH₂（l₂−１）とH₂（l₂）とを結ぶ線を延長
し、他方この延長線と勾配が反対でH₂（l₂＋１）
を通る線を引くとき、両者の交わる点が二つの像
の真の一致であると見なす。このようにすると、
第１１図のようなH_k（l_k−１）≧H_k（l_k＋１）の場
合、l_kと真の一致点ｑとの間の長さβは、図の幾
何学的構成から次式で示される。 β＝１／２・H_k（l_k−１）−H_k（l_k＋１）／H_k（l_k−
１）−H_k（l_k）・Ｐ ……（22） 第１２図のようにHk（l_k−１）＜H_k（l_k＋１）の
場合は、 β＝１／２・H_k（l_k−１）−H_k（l_k−１）／H_k（l_k＋
１）−H_k（l_k）・Ｐ ……（23） となる。 第９図の回路では、補間演算回路１３８で
（22）式または（23）式の計算が行われる。さら
には（21）式に対して補間値βだけ次式のように
補正が加えられる。 D′_k＝D_k±β ……（24） ここで右辺第２項βの正符号は（22）式が用い
られる場合に対応し、負符号は（23）式が用いら
れる場合に対応する。以上のようにして補間演算
回路１３８から基準部６２と参照部６４における
二つの像の間隔D′_kが算出される。 次に、ずれ量演算回路１４０で間隔D′_kを用い
て合焦位置からの撮影レンズの像のずれ量ｅが求
められる。合焦時の二つの像の間隔をD₀とすれ
ば第５図における像の移動量ｈは次式でされる。 ｈ＝１／２（D′_k−D₀） ……（25） ここで、ｈ＜０は前ピン、ｈ＞０は後ピンを示
す。第５図の結像系の場合、D₀＝2Hであるが、
実際には組立誤差などにより若干異なつてくるの
で、組立調整時にD₀として適切な値をセツトす
ることが好ましい。 さて、移動量ｈが求まると(3)式に基づいてずれ
量ｅが求められるが、倍率αはｈに応じて予め、
例えば第１表のような数値を実験的に定めて
ROM１４２に用意しておき、これを用いてずれ
量ｅを算出する。

【表】 以上のようにして、被写対体に対する撮影レン
ズのずれの方向およびその量が求められる。 第１４図は、本発明のピント検出装置の信号処
理回路にマイクロコンピユータを利用した一実施
例を示す回路図である。CCD１０４は、転送パ
ルス発生回路１４４から三相のパルスφ₁、φ₂、
φ₃を受け、内部の転送ラインは常時データ転送
状態にある。CCD１０４は、マイクロコンピユ
ータ１４６の端子P₁₇から出力されるクリアパル
スにより各画素の電荷がクリアされる。したがつ
て電荷がクリアされた時点が電荷蓄積開始時点と
なる。この電荷蓄積開始に伴つてCCD１０４の
端子q₂から被写体輝度に応じて時間的に降下率の
異なる傾斜電圧が出力される。この電圧は、比較
回路１４８に予め定めた一定電圧Vsと比較され、
この電圧まで降下すると比較回路１４８は“高”
電圧を出力する。この“高”電圧に応答して端子
P₁₆からシフトパルスが出力され、これに応答し
てCCD１０４の各画素の電荷蓄積電荷が転送ラ
インに移される。CCD１０４にとつては、端子
q₇にクリアパルスが与えられて端子q₆にシフトパ
ルスが与えられるまでの間が電荷蓄積時間とな
る。CCD１０４は第６図で示した画素とは別に
ダミーとして用いられる画素及び暗出力を得るた
めの画素をそれぞれ複数個含んでいる。CCD１
０４はシフトパルスが与えられると出力端子q₁か
らまずダミー信号、暗信号を出力し、続いて所要
の画素信号を出力する。尚、CCDの出力は、電
源電圧Vccが変化するとこの変化分が重畳するの
で、この変化分を相殺除去するための回路１５０
に入力される。この電圧変動除去回路１５０は、
入力１５２に電源電圧Vccを抵抗１５４，１５６
で分割した電圧が与えられ、二つの入力の差に応
じた電圧を出力する。画素信号の出力に際し、
CCD１０４の積分データ出力の当初の暗信号の
一つがサンプルホールド回路１５８でサンプルホ
ールドされ、以後の画素信号R_i，L_iは減算回路１
６０によりサンプルホールド回路１５８の暗信号
分だけ減じられる。こうして画素信号は、電圧変
動成分と暗出力成分が除かれたものとなる。 減算回路１６０からの画素信号は輝度レベルに
応じた増幅率で増幅回路１６２により増幅され
る。増幅率は輝度レベルが低い程高くなるように
制御される。輝度レベルは端子q₂からの傾斜電圧
を利用し、輝度レベル検出回路１６４により傾斜
電圧の一定時間あたりの変化分として検出され、
この変化分が輝度レベルを示す信号として用いら
れる。増幅された画素信号はマルチプレクサ１６
６を介してデジタル化回路を達成する電圧比較回
路１６８の入力１７０に与えられる。デジタル化
回路は、電圧比較回路１６８と、デジタル−アナ
ログ変換回路１７２と、８ビツトの二進数をＤ−
Ａ変換回路１７２に与え、かつ比較結果を記憶す
るようにプログラムされたマイクロコンピユータ
１４６とから例えば遂次比較形式のＡ−Ｄ変換回
路として構成される。デジタル化された画素信号
は画素番地R_i，L_iに応じて予め定めた番地のメモ
リに記憶される。以後は、前述したデータ処理が
なされて、撮影レンズのずれ量、その方向が検出
され、撮影レンズの自動焦点調節制御およびピン
ト状態の表示に用いられる。 さて、マイクロコンピユータ１４６への給電が
開始されると、これに応答してマイクロコンピユ
ータ１４６はCCDのイニシヤライズのプログラ
ムに移る。ピント検出が開始される前の段階で、
CCD１０４の転送ラインおよび画素には電荷が
通常の画素信号レベル以上に蓄積されているが、
画素信号を取り出す前に、この不要電荷は転送ラ
インおよび画素からクリアされる。このクリア操
作がCCDのイニシヤライズである。このイニシ
ヤライズでは、通常の画素信号の転送時よりも短
い周期（例えば通常の1/16）のクロツクパルスを
CCDに与えて通常より速い転送動作を複数回
（例えば10回）繰返し行わせ、こうして転送ライ
ンを空の状態にする。これと平行して画素のクリ
アも行われる。この場合、画素信号の取込み動作
は行われない。転送パルス発生回路１４４は、マ
イクロコンピユータ１４６の端子P₁₅からの一定
周期のクロツクパルスを用いて転送パルスφ₁，
φ₂，φ₃を生成する。通常時より周期の短い転送
パルスは、フリツプフロツプ１７６がリセツト状
態にあつて、その出力が“高”電圧になつている
場合に、この“高”電圧に応じて転送パルス発生
回路１４４の内部においてクロツクパルスの分周
比が所定値だけ変えられることよりつくられる。
フリツプフロツプ１７６はマイクロコンピユータ
１４６からの画素電荷クリアパルスによりリセツ
トされ、シフトパルスによりセツトされる。ま
た、シフトパルスより、転送パルス発生回路１４
４は通常時の転送パルスを生成する状態になる。
尚、CCD１０４は電荷クリアパルス発生時から
シフトパルス発生までの時間が電荷蓄積時間とし
て規定されるが、この間、転送パルス発生回路１
４４からは通常時より周期の短い転送パルスが出
力される。しかし、電荷蓄積期間中にCCD１０
４から転送ラインを介して出力される信号は不要
信号として扱われるので、転送パルスが速くなつ
ても支障は生じない。 さてイニシヤライズ操作として所定回数の転送
サイクルが終了すると、マイクロコンピユータ１
４６は、前述のピント検出のためのプログラムに
移る。まず、クリアパルスが出力されると、
CCD１０４は電荷蓄積を開始する。これと同時
にCCD１０４の端子q₂からは所定電圧から被写
体輝度に応じた割合で降下して行く傾斜電圧が出
力され、この電圧が所定レベルVsまで降下する
と、電圧比較回路１４８の出力レベルが“低”か
ら“高”電圧に反転する。この“高”電圧は割込
み信号として用いられ、マイクロコンピユータ１
４６は割込みを受付けると端子P₁₆からシフトパ
ルスを出力する。シフトパルスによりCCD１０
４の画素に蓄積された電荷は並列的に転送ライン
に移され、次いで直列的に転送されて出力端子q₁
から順次に電圧信号として出力される。この電圧
信号は前述のようにしてデジタル化され、所定の
メモリに取込まれて行く。画素信号の取込みが終
了すると端子p₁₁から、例えば“高”電圧信号が
一時的に出力され、これに応答してマルチプレク
サ１６６は定電圧回路１７８からの定電圧を選択
して出力し、この定電圧がデジタル化回路１０８
によりデジタル化され、所定のメモリに取込まれ
る。このデータは、前述したように合焦時におけ
る基準部と参照部とに結像する似つの像の間隔が
光学系の組立誤差などによつて設計値の通りとは
ならないので、この誤差を補正するデータとして
用いられる。定電圧回路１７８は定電流回路１８
０と半固定抵抗１８２とで構成され、ピント検出
装置の調整行程において半固定抵抗１８２を調節
して正確な像間隔データの設定が行われる。 第１５図は、以上説明したピント検出装置の動
作の流れを示すフローチヤートである。 効 果 上述のように、本発明によれば、第１の像信号
と第２の像信号とが最良の相関を得た最良相関値
を被写体像のコントラスト値で規格化し、ピント
検出が可能か否かをこの規格化された相関値で判
別するようにしたので、高輝度又は高コントラス
トの被写体に対して得られた高精度の最良相関値
と低輝度又は低コントラストの被写対に対して得
られた低精度の最良相関値とが仮に同一値であつ
ても、焦点検出が可能か否か又は焦点検出結果が
信用できるか否かを適確に判別することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はピント検出装置の光学系の従来例を示
す図、第２図は、本発明のピント検出装置のカメ
ラ内における配置例を示す図、第３図は本発明の
ピント検出装置の光学系の構成を示す図、第４図
は、本発明のピント検出装置の光学系による結像
状態を示す図、第５図は、本発明のピント検出装
置の光学系におけるピントのずれ量とラインセン
サ上の像の移動量との関係を示す図、第６図、第
７図および第８図は、本発明によるピント検出装
置のラインセンサの画素構成例を示す図、第９図
Ａ，Ｂは、本発明によるピント検出装置の信号処
理回路の構成を示すブロツク回路図、第１０図、
１１図および１２図は信号処理回路の動作を説明
するためのグラフ、第１３図は、本発明によるピ
ント検出装置の光学系の倍率を示すグラフ、第１
４図は、本発明によるピント検出装置の信号処理
回路にマイクロコンピユータを用いた場合のブロ
ツク回路図、第１５図は、信号処理回路の動作の
流れを示すフローチヤートである。 ２，２２……撮影レンズ、１２，１４，６２，
６４，１０４……ラインセンサ（CCD）、４，３
６，５２……コンデンサレンズ、６，４０，５
４，５６……結像レンズ、６７，６９……被写体
輝度モニターホトダイオード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対物レンズの互いに異なる部分を通過した被
   写体光束により形成される第１及び第２の像の相
   関を検出することにより対物レンズのピント状態
   を検知するピント検出装置において、第１の像を
   受けこの像の光分布パターンに応じた第１の像信
   号を出力する第１のラインセンサと、第２の像を
   受けこの像の光分布パターンに応じた第２の像信
   号を出力する第２のラインセンサと、第１の像信
   号と第２の像信号との相関を求め、それらのうち
   最良の相関が得られた相関値を選択する相関手段
   と、被写体像のコントラストを求めるコントラス
   ト算出手段と、最良相関値をこのコントラスト値
   で規格化する規格化手段と、規格化された最良相
   関値の値に基づいて、焦点検出が可能か否かを判
   別する判別手段と、焦点検出が可能なときに作動
   し、対物レンズの予定焦点位置からのピントのず
   れ量を前記相関手段の演算結果に基づいて算出す
   る手段とを備えたことを特徴とするピント検出装
   置。