JPH0666007B2

JPH0666007B2 - カメラのピント検出装置

Info

Publication number: JPH0666007B2
Application number: JP58002622A
Authority: JP
Inventors: 徳治石田; 正隆浜田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: JPS59126517A

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、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
にしたピンと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。ピントが合った場合、二つの像（14）、
（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。したがって、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。このような装置において
二つの像のパターンを比較する場合、例えば一方のライ
ンセンサの画素数が30個であるとすれば、その半分の15
個の画素による像のパターンがもう一方のラインセンサ
による像パターンと比較され、どの領域で最もよく一致
するかが検出される。次いで、画素を１個増して16個の
画素による像のパターンともう一方のパターンとが比較
される。以下、画素数を順次増して像のパターン比較が
行われる。このような比較操作において最も一致度の高
い組合せを検出してピント状態の検知が行われるのであ
るが、比較される像パターンを与える画素数が変えられ
ると、被写体条件によっては、比較した多数の結果の中
から最も一致度の高い組合せを検出することが困難とな
る場合が多々生ずることがあった。

目的本発明は、上述のような問題を解決すべくなされたもの
で、適確にピント検出が行えるピント検出装置を提供す
ることを目的とする。

要旨本発明は、対物レンズの互いに異なる部分をそれぞれ通
過した被写体光束により第１の像と第２の像をそれぞれ
第１のラインセンサと第２のラインセンサ上につくり、
これらラインセンサからの光電変換信号を用いて二つの
像の相対的な位置関係を検出してピント状態を検知する
ピント検出装置において、一方のラインセンサからの像
パターン信号を複数のブロックに分割し、分割されたブ
ロックのそれぞれにおいて両像パターン信号を比較する
ことにより、分割された各ブロック毎に二つの像の相対
的間隔を求めるようにしたことを主な特徴とする。

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（2
4）、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）によって焦点調節光学
系が駆動され得るように構成される。反射鏡（24）は、
中央部分が半透過性につくられ、その背後に副ミラー
（32）が設けられ、これを介して被写体光の一部がミラ
ーボックスの底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（40）、ラインセ
ンサ（42）等により構成されている。ラインセンサ（4
2）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ずれ量およびその方
向を示すデフォーカス信号が出力される。このデフォー
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）により撮影レンズ（22）が合焦
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（4
8）は撮影レンズの光軸を示し、点線（50）はフィルム
露光面と等価な面を示す。コンデンサレンズ（52）は、
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_１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）、（56）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）、（6
0）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ったり、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っ
て現われ、本来の物体の像に対するノイズとなってしま
う。したがっ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（58）、（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F5.6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、常用されるたいていの交換レンズ
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）、（7
4）、（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、後のピンの像（84）、（86）
（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（4
8）側に互いに寄っている。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（4
8）から離れている。したがって、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（9
4）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点位置からのずれ量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。合焦時に光軸（48）上に結像する像（68）
の光線のうち、コンデンサレンズ（52）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（6
8）、（67）、（71）を光源とし、コンデンサレンズ（5
2）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（74）、（72）、（76）であるとす
る。また、結像系（55）の倍率をαとする。第５図を幾
何学的に見れば、次式が成立する。

この二つの式から、ｇを消去すると、となり、（３）式においてα_１／Ｈは結像系の構成に
よっ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
像だけであって、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
によって異なる。合焦時の倍率をα_０とすれば、第13図
のように前ピンの場合はα_０より大きく、後ピンの場合
はα_０より小さくなる。さらには、光学系の像面湾曲な
どの収差によっ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
っては、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、ラインセンサ（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）との間の空白部は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CC
D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）の間に電荷伝送ライン（65）を
這わせてもよい。ホトダイオード（67）、（69）はCCD
の積分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（Li）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ックに分割される。第１のブロ
ックは画素（L₁）〜（L₁₀）、第２のブロックは画素（L
₉）〜（L₁₈）、第３のブロックは画素（L₁₇）〜（L₂₆）
における像パターンにそれぞれ対応する。各ブロックの
像パターンは10個の画素からなっている。ここでは各ブ
ロックは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、
各ブロックの像と比較部64の像とが比較される。例え
ば、第１のブロッ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、比較領域の画素（L₁）〜（L
₁₀）の部分の像を対象として第１のブロックの像との比
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。

次いで、前回の像より１画素だけシフトして、比較部
（64）の画素（L₂）〜（L₁₁）の部分の像が比較され
る。その処理内容を（５）式で示す。

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。

今、第１のブロックの像が例えば、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い出す
ことにより、おおまかなピント位置を検知できる。

第１のブロッ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のブロッ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。

ここでｌ＝1,2,…,21である。

以上の比較操作により各ブロックの像に対して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のブロックの像が比較部（62）の画素（R₁₁）〜（R
₂₀）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のブロックの像は画素
（R₃）〜（R₁₂）、第３のブロックの像は画素（R₁₉）〜
（R₂₈）のそれぞれの部分の像と一致する。この場合
は、像の状態によってはいずれのブロックを用いてもピ
ント位置の検出が可能である。しかし、像のコントラス
トが低い像でおおわれたブロックでは、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ックを複数個選んで
それらブロッ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）と比較部（64）とにおける像は光軸（48）側に寄
った部分で一致するから、第３のブロックの像が比較部
（64）のある部分の像と一致する。反対に後ピン状態の
場合は、二つの層は光軸（48）から遠ざかった部分で一
致するから、第１のブロックの像が比較部（64）のある
部分と一致する。したがって非合焦の場合は、第１ブロ
ックあるいは第３ブロックの像に関する比較結果の中で
最小値が見い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ブロックと第
２ブロックおよび第２ブロックと第３ブロックのそれぞ
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
ブロッ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、各ブロッ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ってしまう。

さて、いずれかのブロックにおいて比較結果の最小値が
見い出され、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、画素の配列ピッ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ない、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って
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ッ
ク回路図である。この信号処理回路はCCD（104）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
ジック（106）をもっている。CCD（104）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ビッ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、
基準部のメモリダータからコントラスト検出回路（11
2）により第１、第２、第３の各ブロックのコントラス
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ックの領域を
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。

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（116）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（12
0）に貯えられる。

次に各ブロックの像と比較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ックの像についての比較は行
われず、所定レベルC₀を越えているブロックのみの像と
比較部の像との比較が実行される。この比較の内容は第
（８）、（９）、（10）式で示した通りである。各ブロ
ックについて21個の比較結果が得られるが、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、求められた各ブロッ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。

次に標準化回路（130）によりコントラストが所定レベ
ルを越えているブロックに対する上記の最小値H
₁（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。

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、三つのブロッ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ック
を採用するのが最適であるかというブロックの選択の問
題が生ずる。また、非合焦の場合、どのブロックを採用
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。特定のブロックの採用にあたっ
ては、求められた各ブロックの最小値H₁（l₁）,H
₂（l₂）,H₃（l₃）の中の最も小さい値をとるブロックを
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のブロックの領域にはコントラストの大
きい像が位置し、他のブロックには、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
ロックの選択の要素に加える。ところで、例えば第１の
ブロックについての最小値H₁（l₁）に対して画素１ピッ
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（l₁−１）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H₁（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H
₁（l₁）をコントラストC₁で割った値NH₁は最小値H
₁（l₁）と画素１ピッ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ッ
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、これをブロックの選定基準に定める。

実際には、比較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って完全には一致し得ないので、
最小値H₁（l₁）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ック
に関しては、標準化指数は比較的大きな値をとる。そこ
で、標準気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
に対応するブロックの検出データLk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）で複数ブロックにわた
って真の最小値を求める。同時にそれに対応するブロッ
クを検出し、該最小値Hk（lk）をとる比較番号lkをメモ
リ（128）から選出回路（134）によって取り出す。その
後、最小値Hk（lk）をとるブロックの標準化された最小
値NHkが所定値NH₀と減算回路（132）で比較されNHkがNH
₀より小さいときに次のステップに進み、そうでないと
きはピント検出不能とする。今、第１のブロックの像に
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）〜（R
₂₇）上の像とが最もよ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）との間隔は1.50
mm、画素のピッチ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のブロックに関して比較番
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のブロックの場合について像の間隔D₂を
求めると第１のブロックの場合より８画素分短くなるか
ら、 D₂＝1.50−0.03×８＋0.03l₂ ……（19）第３のブロックについては、第２のブロックの場合より
さらに８画素分短くなるから、 D₃＝1.50−0.03×８×２＋0.03l₃ …（20）となる。以上の三つの式をさらに一般化して示す Dk＝1.50−0.03｛８（ｋ−１）＋lk｝ …（21）となる。（21式）で示される間隔の限界精度は画素のピ
ッチＰに相当する。

第10図にブロック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となってい
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
ピッチ以上に向上する。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
との勾配が反対で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Hk（lk−１）≧Hk（lk
＋１）の場合、lkと真の一致点ｑとの間長さβは、図の
幾何学的構成から次式で示される。

第12図のようにHk（lk−１）＜Hk（lk＋１）の場合は、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）式の計算が行なわれる。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。

Dk′＝Dk＋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Dk′が
算出される。次に、ずれ量演算回路（140）で間隔Dk′
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。合焦点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は次式で示される。

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
などにより若干異ってくるので、組立調整時にD₀として
適切な値をセッ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ROM（142）に用意にし
ておき、これを用いてずれ量ｅを算出する。

以上のようにして、被写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
イクロコンピュータを利用した一実施例を示す回路図で
ある。CCD（104）は、転送パルス発生回路（144）から
三相のパルスφ₁,φ₂,φ_３を受け、内部の転送ラインは
常時データ転送状態にある。CCD（104）は、マイクロコ
ンピュータ（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。したがって
電荷がクリアされた時点が積分開始時点となる。この積
分開始に伴ってCCD（104）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）により予め定めた一
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CCD（104）の各画素の積分電荷が転送ライン
に移される。CCD（104）にとっては、端子（q₇）にクリ
アパルスが与えられてから端子（q₆）にシフトパルスが
与えられるまでの間が積分時間となる。CCD（104）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
およ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。CCD（104）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、CCD（104）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Ri,Liは減算回路（160）
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（166）を介してデジ
タル化回路を構成する電圧比較回路（168）の入力（17
0）に与えられる。デジタル化回路は、電圧比較回路（1
68）、デジタル−アナログ変換回路（172）および８ビ
ットの二進数を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
ピュータ（146）とから例えば遂時比較形式の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Ri,Li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。

ピント検出に際して、ピント検出指令スイッチ（174）
が閉じられると、これに応答してマイクロコンピュータ
（146）はCCDのイニシャ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、CCD（104）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のイニシャライズである。このイニシャラ
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）のクロックパルスを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、
マイクロコンピュータ（146）の端子（P₁₅）からの一定
周期のクロックパルスを用いて転送パルスφ₁,φ₂,φ_Ｒ
を生成する。通常時より周期の短い転送パルスは、フリ
ップフロップ（176）がリセト状態にあって、その出力
が“高”電圧になってある場合に、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ッ
クパルスの分周比が所定値だけ変えられることによりつ
くられる。フリップフロップ（176）はマイクロコンピ
ュータ（146）からの画素電荷クリアパルスによりリセ
ットされ、シフトパルスによりセットされる。また、シ
フトパルスにより、転送パルス発生回路（144）は通常
時の転送パルスを生成する状態になる。尚、DDD（104）
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
時間が電荷積分時間として規定されるが、この間、転送
パルス発生回路（144）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、積分期間中にCCD（10
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っても支障は
生じない。

さてイニシャ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、マイクロコンピュータ（146）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、CCD（104）は積分を開始する。
これと同時にCCD（104）の端子（q₂）からは所定電圧か
ら被写体輝度に応じた割合い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、マイクロコンピュータ（146）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CCD（104）の各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
低電圧回路（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二
つの像の間隔が光学系の組立誤差などによって設計値の
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（180）
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
示すフローチャートである。

効果以上詳細に説明したように、本願発明は第１のラインセ
ンサの光分布パターンを示す信号を複数のブロックに分
割し、分割されたブロックのそれぞれにおいて第１、第
２のラインセンサが出力する信号を比較することによ
り、各ブロック毎に二つの像の相対的間隔を求めるよう
にしたものである。これにより従来のピント検出装置に
比べ、より適確にピント検出を行なうことが可能とな
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
の構成を示すブロック回路図、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14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ュータを用いた場合のブロッ
ク回路図、第15図は、信号処理回路の動作の流れを示す
フローチャートである。 2,22……撮影レンズ、12,14,62,64,104……ラインセン
サ（CCD）、4,36,52……コンデンサレンズ、6,40,54,56
……結像レンズ、67,69……被写体輝度モニターホトダ
イオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対物レンズの互いに異なる部分を通過した
被写体光束によりつくられる第１と第２の二つの像の像
間隔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ラインセンサと、第１の像信号を複数のブロックに分割し、分割されたブ
ロックのそれぞれにおいて第１の像信号と第２の像信号
とを比較することにより、分割された各ブロック毎に二
つの像の相対的間隔を求める相関手段と、前記相関手段によって各ブロック毎に求められた像間隔
に基づいて、対物レンズのピントずれ量を求める算出手
段と、を備えたことを特徴とするピント検出装置。
【請求項２】前記相関手段は、最良の相関を得た相関値
に基づいて、第１の像信号と第２の像信号との相対的間
隔を求める特許請求の範囲第１項に記載のピント検出装
置。
【請求項３】各ブロックでの相関により求まるピントず
れ量の値は各ブロック毎にその幅が決まっており且つピ
ントずれ量の検出範囲の分担が各ブロックで異なってい
る特許請求の範囲第１項に記載のピント検出装置。