JPH08166535A - カメラの焦点検出装置及びその焦点検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】被写体の遠近混在の状態が起こり易い広視野で
の焦点検出においても、焦点検出時の演算時間を短縮で
き正確な焦点検出が可能なカメラの焦点検出装置及びそ
の焦点検出方法を提供する。 【構成】蓄積型のラインセンサ４により１対の被写体像
が受光され、光電変換される。さらに、ＣＰＵ１により
ラインセンサ４からの１対の電気信号がそれぞれ所定数
のブロックに分割され、各ブロックごとの複数の特徴点
が抽出される。そして、ＣＰＵ１により、上記特徴点抽
出の出力に基づいて、上記１対の電気信号のそれぞれの
コントラスト値と、相互の一致度とが上記ブロックごと
に演算され、さらに上記一致度の演算の結果と、最小値
を与える複数のブロックに基づいて相関演算が行われ、
最も相関性の高い部分につき補間演算と信頼値演算とが
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、位相差式焦点検出法を
用いたカメラの焦点検出装置及びその焦点検出方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラの自動焦点検出方法と
して、異なる瞳を通った被写体からの光束が形成する２
つの像のずれ量から焦点状態を検出する、いわゆる位相
差式焦点検出法というものが知られている。

【０００３】例えば、特開昭５９ー１２６５１７号公報
のカメラのピント検出装置には、以下のような旨の開示
がある。一対のラインセンサ、それぞれを複数の重なり
合ったブロックに分割して、その各ラインセンサ上に形
成される２像のうち、基準部となる一方のラインセンサ
の各ブロックのコントラストを求める。そして、コント
ラストが高いブロックについて、参照部としての他方の
ラインセンサの対応するブロック部分との２像の一致度
を相関演算によって求めるという手法である。

【０００４】この手法では、まず初めに基準部のライン
センサの中からコントラストの高い部分（ブロック）を
探し、参照部のラインセンサの中でそれに対応する部分
（ブロック）とでしか相関演算を行わないため、相関演
算に要する時間を短くすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭５９−１２６５１７号公報による手法では、広視野
において十分デフォーカス検出ができるような仕様とし
たとき、即ち、一対のラインセンサにおいて各ラインセ
ンサが長く、センサの画素数が多い仕様としたとき、合
焦点検出の演算結果の精度が悪くなる場合が生じ易いと
いう問題点を有している。

【０００６】これは、広視野の場合、遠景と近景とが同
一視野内に存在する、いわゆる、被写体の遠近混在の状
態が起こり易く、この遠近混在の状態においてはどの被
写体情報に基づいて合焦検出を行えば良いかの判断が的
確にできないためである。

【０００７】この対策として、他の従来例においては基
準部のラインセンサのブロックの大きさを小さく設定す
ることで視野を小さくして、遠近情報の分離を行ってい
る。ところが、参照部と基準部とのブロックの一致度を
調べる相関演算を行うときには、演算の基準となるブロ
ックが小さくてもデフォーカス量に対応した相関演算が
必要で、全デフォーカス範囲に対し演算を行わなければ
ならない。このため、ブロックを小さくすることによ
り、従来よりも演算時間が相当長くなる。

【０００８】これに対し、データを間引いて演算を行う
ことでデータ処理時間の短縮を図ることが考えられる
が、単にデータを間引くだけでは演算精度を低下させる
だけで、信頼性が低くなる。

【０００９】そこで本発明は、被写体の遠近混在の状態
が起こり易い広視野での焦点検出においても、焦点検出
時の演算時間を短縮でき正確な焦点検出が可能なカメラ
の焦点検出装置及びその焦点検出方法を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のカメラの焦点検出装置は、撮影レ
ンズの異なる瞳部分を通過した被写体からの１対の光束
による１対の被写体像に基づいて、上記被写体に対する
撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出装置にお
いて、上記１対の被写体像を受光し、光電変換する蓄積
型の受光手段と、上記受光手段からの１対の電気信号を
それぞれ所定数のブロックに分割し、各ブロックごとの
複数の特徴点を抽出する特徴抽出手段と、上記特徴抽出
手段の出力に基づいて、上記１対の電気信号のそれぞれ
のコントラスト値と、相互の一致度とを上記ブロックご
とに演算する第１の演算手段と、上記一致度の演算の結
果と、最小値を与える複数のブロックに基づいて相関演
算を行い、最も相関性の高い部分につき補間演算と信頼
値演算とを行う第２の演算手段とを具備したことを特徴
とする。

【００１１】またさらに、請求項２に記載のカメラの焦
点検出装置は、上記ブロックごとの複数の特徴点が、そ
れぞれ該当ブロック内の信号の最大値及び最小値である
ことを特徴とする。

【００１２】また、請求項３に記載のカメラの焦点検出
方法は、撮影レンズの異なる瞳部分を通過した被写体か
らの１対の光束による１対の被写体像に基づいて、撮影
レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出方法におい
て、上記１対の被写体像を受光し、光電変換を行う受光
ステップと、上記光電変換された１対の電気信号を、そ
れぞれ所定数のブロックに分割し、各ブロックごとの複
数の特徴点を抽出する特徴抽出ステップと、上記特徴抽
出ステップによる上記特徴点の抽出結果に基づいて、上
記１対の電気信号のそれぞれのコントラスト値と、相互
の一致度とを上記ブロックごとに演算する第１の演算ス
テップと、上記第１の演算ステップによる上記一致度の
演算結果と、最小値を与える複数のブロックに基づい
て、相関演算を行う相関演算ステップと、上記相関演算
ステップによる相関演算結果に基づいて、最も相関性の
高い部分につき補間演算と信頼値演算とを行う第２の演
算ステップとを具備し、これらの結果に基づいて撮影レ
ンズの焦点調節状態を出力することを特徴とする。

【００１３】

【作用】本発明のカメラの焦点検出装置においては、撮
影レンズの異なる瞳部分を通過した被写体からの１対の
光束による１対の被写体像に基づいて、上記被写体に対
する撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出装置
であって、蓄積型の受光手段により上記１対の被写体像
が受光され、光電変換される。さらに、特徴抽出手段に
より上記受光手段からの１対の電気信号がそれぞれ所定
数のブロックに分割され、各ブロックごとの複数の特徴
点が抽出される。

【００１４】そして、上記特徴抽出手段の出力に基づい
て、上記１対の電気信号のそれぞれのコントラスト値
と、相互の一致度とが第１の演算手段により上記ブロッ
クごとに演算され、第２の演算手段により上記一致度の
演算の結果と、最小値を与える複数のブロックに基づい
て相関演算が行われ、最も相関性の高い部分につき補間
演算と信頼値演算とが行われる。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係る実施例の焦点検出装置の特
徴とする信号処理部の構成を示すのブロック図である。

【００１６】この焦点検出装置は、装置全体の動作を制
御するＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit ；ＣＰ
Ｕ）１と、このＣＰＵ１から指令を受けて焦点検出部の
回路各部の動作を制御する制御部２と、被写体からの光
束を受光して焦点検出を行うための信号を出力する焦点
検出部３から構成される。ここで、制御部２と焦点検出
部３は一つのセンサチップ上に形成される。

【００１７】上記ＣＰＵ１は、この焦点検出装置の動作
を制御し、同時に、焦点検出部３からの出力信号をアナ
ログ／デジタル（以下Ａ／Ｄと記す）変換して演算処理
を行う。

【００１８】上記ＣＰＵ１は、制御部２へ、モニタ出力
電圧をサンプルホールドする信号ＭＯＮ、蓄積された電
荷をリセットする信号ＲＥＳ、電荷の蓄積を終了する信
号ＥＮＤ、チップイネーブル信号ＣＥＮ、保持された電
荷の読み出しを制御する信号ＲＥＡＤ、焦点検出信号の
利得を制御する信号ＧＡＩＮを出力する。上記制御部２
はこれら信号を受けて、焦点検出部３の回路各部の動作
を制御する。

【００１９】一対のラインセンサ４は、それぞれ被写体
からの光束を受光し像信号を出力する画素から成る受光
部４ａと、上記ラインセンサ４の暗電流に相当する電流
を出力する遮光された画素から成る遮光部４ｂとから構
成される。なお、図１は簡略化のため、一対のラインセ
ンサ４を一つのブロックで示している。

【００２０】上記受光部４ａには上記像信号の出力の蓄
積状態をモニタするためのピーク検出部５ａが接続さ
れ、また、上記遮光部４ｂにはピーク検出部５ｂが接続
されている。これらピーク検出部５ａ，５ｂによりピー
ク検出された出力は、引き算器６で両者の差が求めら
れ、サンプルホールド回路７を介して出力部８へ導かれ
る。

【００２１】また、受光部４ａは被写体の明るさに応じ
て、自動的に高感度または低感度に切り換わるような構
成になっている。（なお、この切り換えは不図示の感度
切り換え制御部の制御により、被写体の明るさに応じて
自動的に行われる。）そして、制御部２はＣＰＵ１から
の信号ＥＮＤに応じて、スイッチ部９ａ、９ｂを切り換
える。この切り換えは、上記蓄積状態をモニタするとき
にはスイッチ部９ａから出力されるように切り換えら
れ、ＣＰＵ１のＡ／Ｄ変換入力部へ出力されるようにす
る。一方、上記制御により蓄積が信号ＥＮＤにより終了
すると、スイッチ部９ｂから出力されるように切り換え
られ、後述するＡＦ信号出力が測距出力ＡＦＤＡＴＡと
してＣＰＵ１のＡ／Ｄ変換入力部へ出力されるようにす
る。

【００２２】また、上記受光部４ａは、制御部２がＣＰ
Ｕ１からの信号ＲＥＳを受信するのに応じて初期化さ
れ、蓄積を開始する。受光部４ａが所定量の電荷を蓄積
すると、受光部４ａの各画素に蓄積された電荷は蓄積終
了の信号ＥＮＤに応じて、読み出し部１０に送られる。
なお、受光部４ａからの蓄積電荷の読み出しは、一対の
ラインセンサ４のうち基準部としての一方のラインセン
サと、参照部としての他方のラインセンサとが交互に行
われる。さらに、制御部２はＣＰＵ１からの信号ＲＥＡ
Ｄに応じて、シフトレジスタ１１により上記読み出し部
１０に保持された電荷を順次読み出す。

【００２３】読み出された信号は、予め設定された増幅
率に基づいて増幅部１２で所定の大きさの信号に増幅さ
れた後、引き算器１３で受光部４ａの信号から遮光部４
ｂの信号分が差し引かれ、ＡＦ信号出力となる。

【００２４】図２は、上記ラインセンサ４で得られた信
号から、基準部のラインセンサである基準列２１Ｌと参
照部のラインセンサである参照列２１Ｒ上に形成された
２像の間隔を計算する方法を説明するための図である。

【００２５】基準列２１Ｌ及び参照列２１Ｒに形成され
る２像は、合焦時にそれぞれラインセンサ４上のほぼ中
央の位置に結像するように配置され、ラインセンサ４の
前方で結像する状態になると内側へ、ラインセンサ４の
後方で結像する状態になると外側へそれぞれ反対方向へ
同じ大きさだけ移動（シフト）するようになっている。
すなわち、フィルム面の合焦の程度に対して、所定の関
係で移動（シフト）する。

【００２６】ここで、本実施例において２像のシフト量
を求める手法を以下に説明する。フィルム面上で視野に
相当する大きさを視野Ｖとする。基準列２１Ｌ側のシフ
トは、基準列２１Ｌの左端の位置Ｓａｓｔａｒｔから、
視野Ｖが右端に達する位置で視野Ｖ内左端の点が位置Ｓ
ａｓｔｏｐまで、ステップｄでシフトする。ステップｄ
でシフトするのは、後述する視野Ｖ内の特徴点検出を毎
回行うよりも簡単に行えるという利点がある。本実施例
ではステップｄ＝３とする。

【００２７】これに対し、参照列２１Ｒ側のシフトは、
上記基準列２１Ｌの各位置に対応する位置でシフトして
いく。ここで、基準列２１Ｌのステップ数ｄに対応する
参照列２１Ｒの位置は、ステップｄだけ基準列２１Ｌと
は逆方向にずれる。よって、基準列２１Ｌの１ステップ
に対し、参照列２１Ｒは、基準列２１Ｌに対応する位置
から＋３、−２まで−１ステップでシフトを行う。これ
を繰り返し行い、２像の一致度を検出する。この一致度
から２像の間隔を計算する図３は、本実施例の焦点検出
装置の光学系の構成を示す図である。

【００２８】撮影レンズ３０の異なる瞳を通過した光束
は、１次結像面付近に設けられた視野絞り３１、コンデ
ンサレンズ３２を通り、絞りマスク３３により、２像を
形成する２つの光束に分けられる。その後、この２つの
光束は、セパレータレンズ３４を通って、センサ３５に
設けられたラインセンサ４上に再結像する。１次結像面
での光軸方向の像のぼけは、ラインセンサ４上では光軸
と直交する方向の移動で表れ、この２像の間隔から合焦
状態を検出する。

【００２９】次に、本発明に係る実施例の焦点検出装置
の特徴とする信号処理部の動作について説明する。図
４，図５は、実施例の焦点検出装置の特徴とする信号処
理部のＣＰＵ１の処理を示すフローチャートである。

【００３０】データ読み込み後、以下の各変数を初期化
する（ステップＳ１）。まず、Ｃｍｉｎ１＝５０、Ｃｍ
ｉｎ２＝７、Ｃｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ１、ＬＸ＝０、ＬＮ＝
２５５とする。また、Ｃ（ＣＫ，Ｌ）＝０のうち、ＣＫ
＝０〜２３，Ｌ＝０〜３とする。さらに、ｍｉｎ（Ｌ）
＝２５５のうち、Ｌ＝０〜３とする。

【００３１】次に、基準列２１Ｌ側の画素全部から次
式、 ＬＸ＝ｍａｘ｛１２８−ｄ（ｉ＋３）＋ｄ（ｉ）｝ ＬＮ＝ｍｉｎ｛１２８−ｄ（ｉ＋３）＋ｄ（ｉ）｝ で差分処理を行い、ＬＸ及びＬＮを算出する。ここで、
ｉは基準列２１Ｌ側の信号数を表す（ステップＳ２）。

【００３２】次に、ＣＰＵ１は、ＬＸ−ＬＮ＜Ｃｍｉｎ
２＋５の条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ
３）。ここで、ＬＸ−ＬＮ＜Ｃｍｉｎ２＋５の条件を満
たすとき、差分処理を行うと信号がローコントラスト化
し、検出演算上、演算結果が信頼できないものとなる。
よって、ＬＸ−ＬＮ＜Ｃｍｉｎ２＋５の条件を満たさな
いときに限り、信号データに前処理を行う。

【００３３】上記前処理は、まず、３画素加算による平
均処理である ｄ（ｉ）＝ｉｎｔ［｛ｄ（ｉ−１）＋ｄ（ｉ）＋ｄ（ｉ
＋１）｝／３］ によって、高周波の雑音を平滑化する（ステップＳ
４）。

【００３４】次に、３画素間の差分処理である ｄ（ｉ）＝１２８−ｄ（ｉ＋３）＋ｄ（ｉ） をステップＳ４にて平均処理したデータに対し行い、低
周波の雑音を除去する（ステップＳ５）。

【００３５】これら前処理の後、基準列２１Ｌ側の視野
Ｖの移動を行うループカウンタＳａをＳａ＝Ｓａｓｔａ
ｒｔとする（ステップＳ６）。そして、基準列２１Ｌ側
の視野Ｖ内を４つのブロックに分け、各ブロックの位置
の移動を行うループカウンタＬをＬ＝０（左端のブロッ
クを指す）とする（ステップＳ７）。

【００３６】次に、ＣＰＵ１はＣｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ２
で、かつ、各ブロック内のＣｍｉｎ２でのコントラスト
判定フラグＣ（ＣＫ，Ｌ）が“１”か否かを判定する
（ステップＳ８）。この条件を満たさないときは、各ブ
ロック内の信号のうちから最大値の位置ｍｘ（Ｌ）と最
小値の位置ｍｎ（Ｌ）を検出するとともに、その最大値
と最小値を求める（ステップＳ９）。

【００３７】続いて、コントラスト判定を行う。このと
き、コントラストは２段階で判定を行い、ブロック内の
‘最大値−最小値’をＳｉｎｎとして、以下の条件でコ
ントラスト判定を行う。ここで、本実施例ではステップ
Ｓ２にて設定したように判定値をＣｍｉｎ１＝５０，Ｃ
ｍｉｎ２＝７とする。

【００３８】まず、Ｓｉｎｎ＜Ｃｍｉｎ２の条件を満た
すか否かを判定する（ステップＳ１０）。Ｓｉｎｎ＜Ｃ
ｍｉｎ２の条件を満たすときは、ステップＳ１６へ飛
び、次のブロックの検出に移るために、Ｌ＝Ｌ＋１とす
る。一方、Ｓｉｎｎ＜Ｃｍｉｎ２の条件を満たさないと
きは、ステップＳ１１へ移行し、Ｓｉｎｎ＜Ｃｍｉｎ１
の条件を満たすか否かを判定する。Ｓｉｎｎ＜Ｃｍｉｎ
１の条件を満たすときは、すなわち、Ｃｍｉｎ２≦Ｓｉ
ｎｎ＜Ｃｍｉｎ１の条件を満たすときは、コントラスト
判定フラグＣ（ＣＫ，Ｌ）を“１”とし（ステップＳ１
３）、そのときの最大値と最小値の位置である、ｍｘ
（ＣＫ，Ｌ）＝ｍｘと、ｍｎ（ＣＫ，Ｌ）＝ｍｎを記憶
し（ステップＳ１４）、ステップＳ１６へ移行する。こ
こで、ＣＫは基準列２１Ｌのシフト位置、Ｌはブロック
の位置、ｍｘは最大値の位置、ｍｎは最小値の位置であ
ることを表す。

【００３９】一方、Ｓｉｎｎ＜Ｃｍｉｎ１の条件を満た
さないとき、すなわち、Ｓｉｎｎ≧Ｃｍｉｎ１のときは
コントラストが十分であると判断し、ステップＳ１５へ
移行する。

【００４０】また、上記ステップＳ８にて、Ｃｍｉｎ＝
Ｃｍｉｎ２で、かつ、各ブロック内のＣｍｉｎ２でのコ
ントラスト判定フラグＣ（ＣＫ，Ｌ）が“１”の条件を
満たすとき、ステップＳ１２へ移行し、後述する処理で
記憶されているブロック内の最大値の位置ｍｘ（Ｌ）と
最小値の位置ｍｎ（Ｌ）の値を読み出し（ステップＳ１
２）、ステップＳ１５へ移行する。

【００４１】上記ステップＳ１５では、ステップＳ９に
てコントラスト検出に用いたブロック内の最大値と最小
値の２点から、比較データｍｉｎ（Ｌ）を計算する。こ
の比較データｍｉｎ（Ｌ）は、上記２点の特徴を比較す
るために絶対値の比較量を２点の和から求め、変化分の
比較量を２点の差から求める。このときのブロックＬの
最大値、最小値の位置とその大きさをそれぞれ、 ［ｍｘ（Ｓａ＋ＬＬ＋ｍｘ），ｄ｛ｍｘ（Ｓａ＋ＬＬ＋
ｍｘ）｝］ ［ｍｎ（Ｓａ＋ＬＬ＋ｍｎ），ｄ｛ｍｎ（Ｓａ＋ＬＬ＋
ｍｎ）｝］ とおき、 ｍＬ１＝ｄ｛ｍｘ（Ｓａ＋ＬＬ＋ｍｘ）｝＋ｄ｛ｍｎ
（Ｓａ＋ＬＬ＋ｍｎ）｝ ｍＬ２＝ｄ｛ｍｘ（Ｓａ＋ＬＬ＋ｍｘ）｝−ｄ｛ｍｎ
（Ｓａ＋ＬＬ＋ｍｎ）｝ を計算する。ここで、ＬＬはブロックＬの先頭位置を与
え、ＬＬ＝１１×Ｌとなる。この位置にそれぞれ対応す
る参照列２１Ｒの信号値を、 ［ｍｘ（Ｓｂ＋ＬＬ＋ｍｘ），ｄ｛ｍｘ（Ｓｂ＋ＬＬ＋
ｍｘ）｝］ ［ｍｎ（Ｓｂ＋ＬＬ＋ｍｎ），ｄ｛ｍｎ（Ｓｂ＋ＬＬ＋
ｍｎ）｝］ とおくと、上記基準列２１Ｌに対応する参照列２１Ｒの
比較データは、 ｍＲ１＝ｄ｛ｍｘ（Ｓｂ＋ＬＬ＋ｍｘ）｝＋ｄ｛ｍｎ
（Ｓｂ＋ＬＬ＋ｍｎ）｝ ｍＲ２＝ｄ｛ｍｘ（Ｓｂ＋ＬＬ＋ｍｘ）｝−ｄ｛ｍｎ
（Ｓｂ＋ＬＬ＋ｍｎ）｝ で算出される。ここで、Ｓｂは、上記基準列２１Ｌ側の
ブロック先頭位置を表すＳａに対応する参照列２１Ｒ側
のブロック先頭位置である。

【００４２】被写体が所定のずれ量のときには、上記基
準列２１Ｌ，参照列２１Ｒの各位置の信号の大きさはほ
ぼ等しい値となる。よって、その大きさを調べるために
各列ごとに求めた比較データの差を、 ｍｉｎ（Ｌ）＝｜ｍＬ１−ｍＲ１｜＋｜ｍＬ２−ｍＲ２
｜ から求め、さらに、ループ中の４つのブロックのｍｉｎ
（Ｌ）のうち、最小値をｍｉｎ（Ｌ）として記憶する。

【００４３】その後、Ｌ＝Ｌ＋１とし（ステップＳ１
６）、ステップＳ１７へ移行する。ステップＳ１７で
は、Ｌ≦３の条件を満たすか否かを判定する。ここで、
Ｌ≦３の条件を満たすときは、ステップＳ８へ戻り、ス
テップＳ８〜ステップＳ１７までの処理を繰り返す。Ｌ
≦３の条件を満たさなくなったとき、ステップＳ１８へ
移行する。すなわち、４つのブロック、全てに対して、
ステップＳ８〜ステップＳ１７までの処理を繰り返し、
同様にｍｉｎ（Ｌ）の計算を行う。

【００４４】その後、ＣＰＵ１はＳａを＋３ステップシ
フトし（ステップＳ１８）、Ｓａ≦Ｓａｓｔｏｐの条件
を満たすか否かを判定する（ステップＳ１９）。ここ
で、Ｓａ≦Ｓａｓｔｏｐの条件を満たすときは、ステッ
プＳ７へ戻り、ステップＳ７〜ステップＳ１９までの処
理を繰り返す。Ｓａ≦Ｓａｓｔｏｐの条件を満たさなく
なったとき、ステップＳ２０へ移行する。

【００４５】各ブロックについての比較計算が終了する
と、ステップＳ２０では、コントラスト判定フラグＣ
（ＣＫ，Ｌ）が１つでも“１”になっているか否かを判
定する。もし、コントラスト判定フラグＣ（ＣＫ，Ｌ）
が１つでも“１”になっていないときは、低コントラス
トと判断しステップＳ３４へ分岐し、非合焦判定を行
う。

【００４６】一方、コントラスト判定フラグＣ（ＣＫ，
Ｌ）が１つでも“１”になっているときは、コントラス
ト検出値のｍｉｎ（Ｌ）が初期値２５５であるか否かを
判定する（ステップＳ２１）。ここで、初期値２５５の
ままであるときは、Ｃｍｉｎ１のコントラスト条件に達
していないため、ステップＳ１５の処理は行われない。
このときは、Ｃｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ２とし（ステップＳ２
２）、ステップＳ６へ戻る。一方、ｍｉｎ（Ｌ）が初期
値２５５でないときは、ステップＳ２３へ移行する。

【００４７】ステップＳ２３では、各ブロックのｍｉｎ
（Ｌ）の最小値のうち、最小の値と２番目に小さい値と
をそれぞれＦｉ１，Ｆｉ２として検出する。続いて、後
述する図６で説明する手法にて、測距計算に用いる視野
のブロックを選択する（ステップＳ２４）。

【００４８】選択された視野内の全データを用いて以
下、真の最小値を計算する。上記ステップＳ２４で選ば
れた視野のずれ量位置に対し、±２画素シフトした範囲
で基準列２１Ｌ側と参照列２１Ｒ側の信号データから以
下の式で相関演算を行う。ここで、±２画素シフトする
のはシフト計算を基準列２１Ｌ側と参照列２１Ｒ側とを
非対象に行うためであり、場合によっては先に求めた位
置が最小値となる位置ではない場合が生じる。よって、
その対策として隣の位置のｍｉｎ（Ｌ）の大きさも見
る。相関演算の式には次の式を用いる。

【００４９】

【数１】

【００５０】このうちの最小値をＦｍｉｎ、−１シフト
のときの値をＦｍ、＋１シフトのときの値をＦｐとお
く。さらに、基準列２１Ｌ側の検出位置に対して±１画
素ずらした位置の自己相関の値をそれぞれＦｍ１，Ｆｐ
１とおく。これらは、次式で表すことができる。

【００５１】

【数２】

【００５２】

【数３】

【００５３】

【数４】

【００５４】

【数５】

【００５５】これらの値から後述の手法で補間計算を行
い、最小値ｚｒと、その値の信頼度を評価する信頼性係
数ＳＫとを求める（ステップＳ２５，Ｓ２６）。次に、
ＣＰＵ１はＳＫ＜ＳＫ０の条件を満たすか否かを判定す
る（ステップＳ２８）。ここで、ＳＫ＜ＳＫ０の条件を
満たすときは、信頼性があると判断し、ラインセンサ４
上のずれ量ｚｒからフィルム面の光軸方向へのずれ量ｄ
へ、以下の式にて変換し（ステップＳ２９）、ステップ
Ｓ３０へ移行する。

【００５６】ｄ＝ｂ−（ａ×ｂ）／（ａ＋ｚｒ）＋ｃ×
ｚｒ、（ａ，ｂ，ｃは係数） ステップＳ３０では、合焦判定を行い、本処理を終了す
る。一方、ステップＳ２８にて、ＳＫ＜ＳＫ０の条件を
満たさないとき、すなわち、信頼性が低いと判断したと
きは、ステップＳ３１へ移行し、Ｆｉ＝Ｆｉ１が成り立
つか否かにより、視野選択の条件を判定する（ステップ
Ｓ３１）。ここで、Ｆｉ＝Ｆｉ１が成り立つときは、視
野をＦｉ＝Ｆｉ２とし（ステップＳ３２）、この条件に
もとづいてステップＳ２４へ戻り、視野のブロックを変
更する。

【００５７】また、Ｆｉ＝Ｆｉ１が成り立たないとき
は、すでに、Ｆｉ２になっているとして、コントラスト
条件のＣｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ１が成り立つか否かを判定す
る（ステップＳ３３）。ここで、Ｃｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ１
が成り立たないとき、すなわち、Ｃｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ２
のときは非合焦判定を行い（ステップＳ３４）、本処理
を終了する。一方、Ｃｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ１が成り立たつ
ときは、ステップＳ２２へ戻り、Ｃｍｉｎ＝Ｃｍｉｎ２
とし、ステップＳ６へ戻り、再度、上記ステップＳ６以
降の処理を行う。以上が焦点検出の処理の流れである。

【００５８】図６は、視野内のブロックを４分割して基
準列２１Ｌ側のそれぞれのブロックの最大値、最小値
と、対応する参照列２１Ｒ側の各位置の値との関係を表
した図である。

【００５９】ＶＬ，ＶＲは、それぞれ基準列２１Ｌ側、
参照列２１Ｒ側のずれ量に対応する位置の視野に相当す
るブロックの大きさを表す。また、ＢＬ０〜ＢＬ３，Ｂ
Ｒ０〜ＢＲ３は、視野を４分割したそれぞれのブロック
の位置を表す。各視野内の最大、最小値は基準列２１Ｌ
側の各ブロックごとに求める。いま、各ブロックの最大
値と最小値の位置をそれぞれ、ｍｘ（Ｌ）、ｍｎ（Ｌ）
とおくと、上述のように例えば、左端のブロックについ
てみると、 ｍｘ（０）＝Ｓａ＋ｍｘ０、ｍｎ（０）＝Ｓａ＋ｍｎ０ 、として記憶する。ここで、ｍｘ０は左端から最大値ま
でのブロックシフト分であり、ｍｎ０は左端から最小値
までのブロックシフト分を示す。他のブロックは、Ｓａ
の位置からブロックシフト分をさらに加算して表す。

【００６０】このとき、基準列２１Ｌ側の位置に対応す
る参照列２１Ｒ側の位置は、予めわかっているので、上
記各ブロックの最大値、最小値の位置に対応する参照列
２１Ｒ側の位置における信号出力を選択する。２点だけ
であるが、大きさ、コントラスト差の情報ともに、最も
特徴を有する点である。なお、計算時間に余裕がある場
合は、さらに、ブロック内の差分最大値を表す点を追加
しても良い。この差分最大値は２点を追加しても良い
し、例えば、２画素離れた位置の差分最大値を求めると
きはその間にある１点を追加しても良い。すなわち、 ｄ（ｉ）＝１２８−ｄ（ｉ＋２）＋ｄ（ｉ） の処理を行うとき、差分最大値が得られる位置を、 ｄ（ｉ）＝ｄ（ｉ＋１） とする。

【００６１】これらの点は全てそのブロックの特徴を最
も表す点であり、ブロック内全ての点を用いなくても十
分な情報を得ることができる。コントラストの検出は基
準列２１Ｌ側を３ステップづつシフトするため、シフト
ごとに見直さなければならない。しかし、最大、あるい
は、最小の点がシフト後の範囲にあるときはコントラス
ト条件は満たしており、よって、最大、最小判断を省略
しても良い。また、省略しない場合でも３画素分の比較
を新たに行えば済む。シフト後に最大、あるいは最小の
点がシフト範囲から外れるときは、もう一度ブロック内
全体で検出を行う。

【００６２】図７は、図５のフローチャート中のステッ
プＳ２４における視野のブロックの選択方法を示す図で
ある。シフト演算の結果、各ブロックごとに求められた
比較データｍｉｎ（ＢＬ），ＢＬ＝０〜３のうち、最小
値を与えるブロックＦｉ１がＢＬ＝１または２のとき、
視野はＢＬ＝１とＢＬ＝２のブロックを選択する。ま
た、最小値を与えるブロックＦｉ１がＢＬ＝０のとき、
視野はＢＬ＝０とＢＬ＝１のブロックを選択する。さら
に、最小値を与えるブロックＦｉ１がＢＬ＝３のとき、
視野はＢＬ＝２とＢＬ＝３のブロックをそれぞれ選択す
る。

【００６３】また、２番目に小さい値のブロックＦｉ２
が選ばれた場合において、Ｆｉ２がＢＬ＝１のとき、視
野はＢＬ＝０とＢＬ＝１のブロックを選択する。また、
Ｆｉ２がＢＬ＝２のとき、視野はＢＬ＝２，ＢＬ＝３の
ブロックを選択する。さらに、Ｆｉ２がＢＬ＝０または
ＢＬ＝３のとき、視野はＢＬ＝０とＢＬ＝３のブロック
を選択する。

【００６４】以上のようにして選ばれた各々２つのブロ
ックのうち、基準列２１Ｌの小さい方のブロック番号、
参照列２１Ｒの左端の画素番号を記憶すれば、相関演算
を行うときの画素の位置がわかる。

【００６５】図８は、図５のフローチャート中のステッ
プＳ２６における補間計算の方法を示す図である。同図
に示すように、相関演算で得られた３点のＦｍ，Ｆｍｉ
ｎ，Ｆｐに対し、基準列２１Ｌの自己相関から求められ
る傾きの直線が上記３点の最も近くを通る位置を選んだ
ときの変極点の位置を真の最小値として検出する。これ
は、元々誤差を含む演算結果に対し、最小２乗法で直線
を求める方法を利用している。

【００６６】Ｆｍ≦Ｆｐのとき、 ｚｒ＝ｚｒ０−（Ｆｐ１−２×Ｆｍ＋Ｆｍｉｎ＋Ｆｐ）
／｛２×（Ｆｐ１＋Ｆｍ１）｝ Ｆｍ＞Ｆｐのとき、 ｚｒ＝ｚｒ０＋（Ｆｍ１−２×Ｆｐ＋Ｆｍｉｎ＋Ｆｍ）
／｛２×（Ｆｐ１＋Ｆｍ１）｝ とから求められる。ここで、Ｆｐ１，Ｆｍ１は自己相関
で求められた値であり、ｚｒは２像間隔、ｚｒ０は基準
とする２像間隔を表す。

【００６７】また、信頼性係数ＳＫは補間に用いる３点
のＦｍｉｎ，Ｆｍ，及び、Ｆｐとを用いて、 Ｆｍ≦Ｆｐのとき、ＳＫ＝（Ｆｍｉｎ＋Ｆｍ）／（Ｆｐ
−Ｆｍｉｎ） Ｆｍ＞Ｆｐのとき、ＳＫ＝（Ｆｍｉｎ＋Ｆｐ）／（Ｆｍ
−Ｆｍｉｎ） で計算する。

【００６８】以上説明したように本実施例によれば、多
数の画素の中から両端とその間の少ないデータを用いて
比較演算を行い、その結果から補間計算のための視野を
決めて、合焦位置を求めている。これにより、データ量
が多く、さらにずれ量も多い焦点検出系の演算が短時間
で行え、かつ、広視野内で起こる遠近競合の影響を受け
ず、円滑な合焦動作を行うことができる。

【００６９】なお、本発明の上記実施態様によれば、以
下のごとき構成が得られる。 （１） 撮影レンズを通過した被写体からの光束に基づ
く第１、第２の光学像を光電変換する受光手段と、上記
受光手段からの出力信号に基づき被写体に対する撮影レ
ンズの焦点調節状態を求める処理手段と、を備えた位相
差式の焦点検出装置であって、上記第１の光学像の信号
を複数のブロックに分割し、ブロック内の所定画素信号
の中から特徴を有する画素を複数個検出して演算する第
１の演算手段と、上記第２の光学像の信号を複数のブロ
ックに分割し、上記第１の光学像のブロック位置に対応
する上記第２の光学像のブロックの画素信号から上記特
徴を有する複数の画素に対応する位置の画素を複数個検
出し、演算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段
による演算結果と、上記第２の演算手段による演算結果
とを比較する比較手段と、上記比較手段の比較結果に基
づき上記第１の光学像の信号と第２の光学像の信号とに
ついて相関演算を行う相関演算手段と、を具備したこと
を特徴とする測距装置。 （２） 撮影レンズを通過した被写体からの光束に基づ
く第１、第２の光学像を光電変換する受光手段と、上記
受光手段からの出力信号に基づき被写体に対する撮影レ
ンズの焦点調節状態を求める処理手段と、を備えた位相
差式の焦点検出装置であって、上記第１の光学像の信号
を複数のブロックに分割し、ブロック内の所定画素信号
の中から特徴を有する画素を複数個検出して演算する第
１の演算手段と、上記第２の光学像の信号を複数のブロ
ックに分割し、上記第１の光学像のブロック位置に対応
する上記第２の光学像のブロックの画素信号から上記特
徴を有する複数の画素に対応する位置の画素を複数個検
出し、演算する第２の演算手段と、上記第１の演算手段
による演算結果と、上記第２の演算手段による演算結果
とを比較する比較手段と、上記比較手段の比較結果に基
づき視野を選択する視野選択手段と、上記視野選択手段
により選択された視野と、その視野の上記比較結果とに
基づき、上記第１の光学像の信号と第２の光学像の信号
とについて相関演算を行う相関演算手段と、を具備した
ことを特徴とする測距装置。 （３） 上記第１の演算手段による演算は、上記特徴を
有する複数の画素が所定の条件を満たすときに行われる
ことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の測距
装置。 （４） 上記第１の演算手段による特徴抽出は、少なく
とも所定ブロックの信号中の最大値もしくは最小値を含
むことを特徴とする上記（１）または（２）に記載の測
距装置。 （５） 上記第１の演算手段による特徴抽出は、所定ブ
ロックの信号中の信号を前処理した信号からなることを
特徴とする上記（１）または（２）に記載の測距装置。 （６） 上記第１の演算手段を前処理するとき、その処
理を実行するか否かを上記第１の光学像の信号により判
断することを特徴とする上記（５）に記載の測距装置。 （７） 上記前処理は複数のフィルタ演算を組み合わせ
て処理することを特徴とする上記（５）に記載の測距装
置。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、被写
体の遠近混在の状態が起こり易い広視野での焦点検出に
おいても、焦点検出時の演算時間を短縮でき正確な焦点
検出が可能なカメラの焦点検出装置及びその焦点検出方
法を提供するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の焦点検出装置の特徴とする信号処理部
の構成を示すのブロック図である。

【図２】ラインセンサ４で得られた信号から、基準部の
ラインセンサである基準列２１Ｌと参照部のラインセン
サである参照列２１Ｒ上に形成された２像の間隔を計算
する方法を説明するための図である。

【図３】実施例の焦点検出装置の光学系の構成を示す図
である。

【図４】実施例の焦点検出装置の特徴とする信号処理部
のＣＰＵ１の処理を示すフローチャートである。

【図５】実施例の焦点検出装置の特徴とする信号処理部
のＣＰＵ１の処理を示すフローチャートである。

【図６】視野内のブロックを４分割して基準列２１Ｌ側
のそれぞれのブロックの最大値、最小値と、対応する参
照列２１Ｒ側の各位置の値との関係を表した図である。

【図７】図５のフローチャート中のステップＳ２４にお
ける視野のブロックの選択方法を示す図である。

【図８】図５のフローチャート中のステップＳ２６にお
ける補間計算の方法を示す図である。

【符号の説明】

１…ＣＰＵ（Ｃentral Ｐrocessing Ｕnit ；ＣＰ
Ｕ）、２…制御部、３…焦点検出部、４…ラインセン
サ、４ａ…受光部、４ｂ…遮光部、５ａ，５ｂ…ピーク
検出部、６…引き算器、７…サンプルホールド回路、８
…出力部、９ａ，９ｂ…スイッチ部、１０…読み出し
部、１１…シフトレジスタ、１２…増幅部、１３…引き
算器、２１Ｌ…ラインセンサの基準列、２１Ｒ…ライン
センサの参照列、３０…撮影レンズ、３１…視野絞り、
３２…コンデンサレンズ、３３…絞りマスク、３４…セ
パレータレンズ、３５…センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズの異なる瞳部分を通過した被
   写体からの１対の光束による１対の被写体像に基づい
   て、上記被写体に対する撮影レンズの焦点調節状態を検
   出する焦点検出装置において、 上記１対の被写体像を受光し、光電変換する蓄積型の受
   光手段と、 上記受光手段からの１対の電気信号をそれぞれ所定数の
   ブロックに分割し、各ブロックごとの複数の特徴点を抽
   出する特徴抽出手段と、 上記特徴抽出手段の出力に基づいて、上記１対の電気信
   号のそれぞれのコントラスト値と、相互の一致度とを上
   記ブロックごとに演算する第１の演算手段と、 上記一致度の演算の結果と、最小値を与える複数のブロ
   ックに基づいて相関演算を行い、最も相関性の高い部分
   につき補間演算と信頼値演算とを行う第２の演算手段
   と、 を具備したことを特徴とするカメラの焦点検出装置。
2. 【請求項２】 上記ブロックごとの複数の特徴点は、そ
   れぞれ該当ブロック内の信号の最大値及び最小値である
   ことを特徴とする請求項１に記載のカメラの焦点検出装
   置。
3. 【請求項３】 撮影レンズの異なる瞳部分を通過した被
   写体からの１対の光束による１対の被写体像に基づい
   て、撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出方法
   において、 上記１対の被写体像を受光し、光電変換を行う受光ステ
   ップと、 上記光電変換された１対の電気信号を、それぞれ所定数
   のブロックに分割し、各ブロックごとの複数の特徴点を
   抽出する特徴抽出ステップと、 上記特徴抽出ステップによる上記特徴点の抽出結果に基
   づいて、上記１対の電気信号のそれぞれのコントラスト
   値と、相互の一致度とを上記ブロックごとに演算する第
   １の演算ステップと、 上記第１の演算ステップによる上記一致度の演算結果
   と、最小値を与える複数のブロックに基づいて、相関演
   算を行う相関演算ステップと、 上記相関演算ステップによる相関演算結果に基づいて、
   最も相関性の高い部分につき補間演算と信頼値演算とを
   行う第２の演算ステップと、 を具備し、これらの結果に基づいて撮影レンズの焦点調
   節状態を出力することを特徴とするカメラの焦点検出方
   法。