JPS62150310A

JPS62150310A - 焦点検出装置

Info

Publication number: JPS62150310A
Application number: JP29603485A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Ishida; 石田　徳治; Masataka Hamada; 正隆浜田; Toshihiko Karasaki; 敏彦唐崎; Toshio Norita; 寿夫糊田; Nobuyuki Taniguchi; 信行谷口
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1985-12-25
Filing date: 1985-12-25
Publication date: 1987-07-04

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）本発明はカメラの撮影レンズを通過した被写体光を受光
することにより撮影レンズのピント状態を検出して焦点
検出を行なう焦点検出装置に関する。

（従来技術）光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズの第１
と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束をそれぞ
れ再結像させて二つの像をつくり、この二つの像の相互
位置関係を求めて、結像位置の予定焦点位置からのずれ
量およびその方向（結像位置が予定焦点位置の前側か後
側か（即ち前ピンか後ピンか）を得るようにした焦点検
出装置が既に提案されている。このような焦点検出装置
の光学系は、第１４図に示すような構成となっており、
この光学系は撮影レンズ（２）の後方の予定焦点面（４
）あるいはこの面からさらに後方の位置にコンデンサレ
ンズ（６）を有し、さらにその後方に再結像レンズ（８
）、（１０）を有し、各再結像レンズ（８）、（１０）
の結像面には、例えばＣＯＤを受光素子として有するイ
メージセンサ（１２）、（１４）を配しである。各イメ
ージセンサ（１２）、　（’１４）上の像は、第１５図
に示すように、ピントを合わすべき物体の像（９）、（
ｌ　ｌ）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、光軸（１）に近くなって互いに近づき、反対
に後ピンの場合、夫々先軸（１）から遠くなる。ピント
が合った場合、二つの像（９）、（１１）の互いに対応
し合う二点の間隔は、ピント検出装置の光学系の構成に
よって規定される特定の距離となる。したがって、原理
的には２つの像の互いに対応し合う二点の間の間隔を検
出すればピント状態が分かることになる。

この種の焦点検出光学系を内蔵したカメラの自動焦点調
節装置においては、ＣＯＤイメージセンナによる被写体
光量の積分、ＣＯＤイメージセンサ出力を用いたピント
状態検出演算（デフォーカス量演算）、デフォーカス量
に応じたレンズ駆動。

合焦位置での停止（シャッターレリーズ・・・シャツタ
釦が押された場合）というシーケンスをマイクロコンピ
ュータよりなる制御回路によってプログラムコントロー
ルしている。

そして、この自動焦点調節装置は、被写体像が合焦近傍
にきた場合にも、連続的に上記のシーケンシャルな自動
焦点調節コントロールを行ない、合焦位置を最終的に正
確に設定することができるように連続的な自動焦点調節
（ＡＰ）を実行する。

（発明の解決すべき問題点）焦点検出を行なう場合、イメージセンサ（１２）。

（１４）上の像の間隔を検出しなければならない。

そこで、イメージセンサ（１２）、　（１４）上の２つ
の光分布について相関を求める。両イメージセンサ（１
２）、　（１４）を構成する受光素子の位置を相対的に
ずらして、最良相関の得られるシフト位置（即ち２つの
像の間隔）を求める。

ところで、この相関演算は、広い範囲で位置を相対的に
ずらして行うため、かなりの時間が必要である。このた
め自動焦点調節装置の応答性や被写体追従性が悪くなる
といった問題がある。

いま、被写体の追従性について考えるに、上記のような
自動焦点調節装置で、被写体がカメラに向かって接近し
てくる場合や遠ざかっていく場合等、１回の測距によっ
てデフォーカス量を検出し、このデフォーカス量に基づ
いて撮影レンズを合焦位置に移動させたときには、その
間に被写体が動いているため、実際には被写体のピント
があった状態ではなくなっている。

第１６図にその様子を示す。横軸を時間軸とし、縦軸上
にはフィルム面上でのデフォーカス量をとっである。図
中、曲線Ｑは被写体が一定速度で接近してきたときにフ
ィルム面上でデフォーカス量が増加する度合を示し、直
線ｍは撮影レンズが像を結ぼうとしている位置を追跡し
ていったものである。時間軸の「積」は、ＣＯＤの積分
時間を表わし、「演」は、デフォーカス量の演算時間を
表わす。被写体は演算時間の間にら接近してくるので、
演算結果に基づいてレンズを駆動しても、レンズ停止時
には、すてに被写体は移動している。被写体が接近する
につれ、デフォーカス量はどんどん大きくなり、すぐに
被写界深度から出て、ピントがはＡ゛゛れてしまう。

したがって、デフォーカス量の演算時間をできるだけ短
くする必要がある。

特開昭５９−１２６５１７号公報には、イメージセンサ
の検出ゾーンを３つのブロックにわけ、それぞれのブロ
ックについて全領域をシフトし、夫々のブロックでの最
良相関位置を求め、夫々の最良相関位置のうちで最ら相
関度の高い値を採用する方式か提案されている。しかし
ながら、この方式は、結局のところ、１回の焦点検出毎
に全相関範囲にわたって計算することになり、有効な時
間短縮か得られない。

また、特開昭５６−７５６０７号公報には、２回目以後
の焦点検出においてシフト量は１回目の焦点検出におけ
るシフト量より大きくならないので、最大シフト量を１
回目のシフト量を用いて調節する方式が提案されている
が、シフト量が大きい場合には、やはり広い範囲にわた
って演算を行わなければならないので、演算に時間を要
するうえ、シフト量を１回毎に変化させなければならな
いので、制御が複雑となる。また、焦点検出が不能にな
った場合に対応できず、連続した自動焦点調節ができな
くなるおそれがある。

本発明の目的は、焦点検出における相関演算に要する時
間を短縮できる焦点検出装置を提供することである。

（問題点を解決するための手段）本発明に係る焦点検出装置は、光軸に対して互いに対称
な関係にある撮影レンズの第１と第２の領域のそれぞれ
を通過した被写体光束をそれぞれ再結像させて二つの像
を第１、第２の光電変換素子アレイ上に形成し、これら
の第１、第２の光電変換素子アレイからの照度分布を示
す信号から両像の相互位置関係を求めることにより撮影
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
、第１１第２の光電変換素子アレイからの照度分布を表
わす信号から両光電変換素子アレイの位置を相対的にシ
フトさせて最良相関が得られるシフト位置を求める演算
手段と、この演算手段の演算にもとづく焦点検出が可能
な場合かどうかを判定し、焦点検出が可能な場合、上記
演算手段による次回の焦点状態の検出における演算での
上記信号の相対シフトのためのシフト域を制限させるシ
フト域制限手段と、このシフト域制限手段によるシフト
域の制限下での上記演算手段の演算にもとづく焦点検出
か可能な場合かどうかを判定し、焦点検出が不能な場合
、このシフト域制限手段によるシフト域の制限を中止さ
せるシフト域制限中止手段とを設けたことを特徴とする
。

この焦点検出装置において、上記のシフト域制御手段は
、上記の演算手段の今回の演算により求められた最良相
関を与えるシフト位置が後ピン側にあるとき、次回の演
算のシフト域を、そのシフト位置と、合焦時におけるシ
フト位置よりも所定若干量前ピン側のシフト位置との間
の範囲に制限し、他方、演算手段の今回の演算により求
められた最良相関を与えるシフト位置が前ピン側にある
とき、次回の演算のシフト域を、そのシフト位置と、合
焦時におけるシフト位置よりも所定若干量後ピン側のシ
フト位置との間の範囲に制限するように構成してもよい
。

また、この焦点検出装置において、上記のシフト域制限
手段は、演算におけるシフト域を合焦時におけるシフト
位置を中心とする所定幅のシフト域に制限するように構
成してもよい。

（作　用）自動焦点調節装置の焦点検出においては、一度広い範囲
の中で最良相関位置を見つけたずと、この位置の信号に
応じてレンズは合焦位置に駆動されるので、次にも今回
と同じように広い範囲を走査しなくても予想できる範囲
だけを走査すれば、はとんどの被写体では最良相関位置
を求めることができ、時間短縮になる。また、一旦合焦
と判断された場合にも、次の演算では全領域でなく合焦
位置前後をシフトして演算するだけで充分である。

そこで、シフト域制限手段により次回の相関演算におけ
るシフト域を制限し、演算時間を短縮する。また、焦点
検出が不可能であれば、シフト域の制限を中止する。

（実施例）以下、本発明の実施例を添付の図面を参照しながら以下
の順序で具体的に説明する。

ａ：焦点検出制御回路の構成り：自動焦点調節のフローＣ：デフォーカス量検出（ａ）焦点検出制御回路の構成本発明に係る焦点検出制御回路全体のブロック図を第２
図に示す。光電変換回路（２０）には、第１（＋２）お
よび第２（１４’）の光電変換素子アレイであるＣＣＤ
イメージセンサが設けられ、第３図に示すように、それ
ぞれ基準部（Ｌ）および参照部（Ｒ）となづけられる。

マイクロコンピュータにより構成される制御回路（３０
）は、焦点検出モードスイッチ（図示せず）がオンのと
き、図示しないシャツタレリーズボタンの一段押しで焦
点検出の動作を開始する。

まず、制御回路（３０）から光電変換回路（２０）に設
けられた。第１（１２）および第２（１４）の光電変換
素子アレイとしてのＣＣＤイメージセンサにパルス状の
積分クリア信号ＩＣＧ５が出力され、これにより光電変
換回路（２０）のＣＣＤイメージセンサの各画素が初期
状態にリセットされると共に、ＣＣＤイメージセンサに
内蔵された輝度モニタ回路（図示せず）の出力ＡＧＣＯ
Ｓが電源電圧レベルにセットされるｉまた、制御回路（
３０）はこれと同時に“Ｈｉｇｈ”レベルのシフトパル
ス発生許可信号Ｓ　ＨＥ　Ｎを出力する。そして、積分
クリア信号ＩＣＧ５が消えると同時に、光電変換回路（
２０）のＣＣＤイメージセンサ内の各画素では光電流の
積分が開始され、同時に光電変換回路（２０）の輝度モ
ニタ回路の出力ＡＧＣＯ８が被写体輝度に応じた速度で
低下し始めるが、光電変換回路（２０）に内蔵された基
準信号発生回路からの基準信号出力ＤＯ８は一定の基準
レベルに保たれる。

利得制御回路（３２）はＡＧＣＯＳをＤＯＳと比較し、
所定時間（焦点検出時にはＩ　ＯＯｍ５ｅｃ）内に八〇
〇〇Ｓ７’７＜ＤＯＳに対してどの程度低下するかによ
って、利得可変の差動アンプ（２６）の利得を制御する
。又、利得制御回路（３２）は、積分クリア信号Ｉ　Ｃ
ＧＳの消滅後、所定時間内にＡＧＣＯＳがＤＯＳに対し
て所定レベル以上低下したことを検出すると、その時“
Ｈｉｇｈ”レベルの１’１ＮＴ（ｉ号を出力する。この
ＴＩＮＴ信号はアンド回路（ＡＮ）及びオア回路（Ｏｒ
（）を通ってシフトパルス発生回路（３４）に人力され
、これに応答してこの回’Ｍ（”４Ａ）かニシフトパル
スＳ　Ｔ−１が出力されるにのシフトパルスＳＨが光電
変換回路（２０）に人力されると、ＣＣＤイメージセン
サ（１２）、　（１４）の各画素による光電流積分が終
わり、この積分値に応じた電荷が各画素から光電変換回
路（２０）内のシフトレジスタの対応するセルに並列的
に転送される。

一方、制御回路（３０）からのクロックパルスＣＬにも
とづいて、転送パルス発生回路（３６）からは位相が１
８０°ずれた２つのセンサー駆動パルスφ１．φ２が出
力され、光電変換回路（２０）に人力される。光電変換
回路（２０）のＣＣＤイメージセンサ（１′２．）、　
（１４）は、これらのセンサ駆動パルスφ１．φ２のう
ち、φ１の立上りと同期してＣＯＤシフトレジスタ（１
２）、　（１４）の各画素の電荷を１つずつ端から直列
的に排出し、両像信号を形成するＯ８信号が順次出力さ
れる。このＯ８信号は対応する画素への入射強度が低い
程高い電圧となっており、減算回路（２２）がこれを上
述の基準信号ＤＯ９から差し引いて、（ＤＯＳ−Ｏ８）
を画素信号として出力する。尚、債分クリア信号ＩＣＧ
の消滅後ＴＩＮＴ信号が出力されずに所定時間が経過す
ると、制御回路（３０）は“ｌｌｉｇｈ”レベルのシフ
トパルス発生指令信号ＳＨＭを出力ずろ。し１こがって
、積分クリア信号ＩＣＧの消滅役所定時間経過しても利
得制御回路（３２）から“１−ｒｉｇｈ″レベルのｉ”
　Ｉ　Ｎ　Ｔ信号が出力されない場合は、このシフトパ
ルス発生指令信号ＳＨＭに応答して、シフトパルス発生
回路（３４）がシフトパルスＳ　Ｈを発生ずる。

一方、上述の動作において、制御回路（３０）は光電変
換回路（２０）のＣＯＤイメージセンサの第７番目から
第！０番目までの画素に対応する画素信号が出力される
ときに、サンプルホールド信号Ｓ／Ｈを出力する。ＣＣ
，Ｄイメージセンサのこの部分は暗出力成分を除去する
目的でアルミマスクが施され、ＣＯＤイメージセンサの
受光画素としては遮光状態になっている部分である。一
方、サンプルホールド信号によって、ピークホールド回
路（２４）は光電変換回路（２０）のＣＯＤイメージセ
ンサのアルミマスク部に対応する出力Ｏ８とＤＯ８との
差を保持し、以降この差出力ＶＰと画素信号ＤＯ９’　
　とが利得可変アンプ（２６）に入力される。そして、
利得可変アンプ（２６）は、画素信号とその差出力の差
を＋１１得制御回路（３２）により、制御された利得で
もって増幅し、その増幅出力ＤＯ８”がＡ／Ｄ変換器（
２８）によってＡ／Ｄ変換された後、画素信号データと
して制御回路（３１）に取込まれる。Ａ／Ｄ変換回路（
２８）のＡ／Ｄ変換は８ビツトで行なわれるが、制御回
路（３０）へは上位、下位の４ビツトずつ転送される。

この後、制御回路（３０）は、この画素信号データを内
部のメモリに順次保存するが、ＣＯＤイメージセンサの
全画素に対応するデータの保存が完了すると、そのデー
タを以下に説明する所定のプログラムに従って処理して
、デフォーカス量及びその方向を算出し、表示回路（３
８）にそれらを表示させると共に、一方ではレンズ駆動
装置（４０）をデフォーカス量及びその方向に応じて駆
動し、撮影レンズ（２）の自動焦点調節を行う。

（ｂ）自動焦点調整フロー第４図は、上述の制御回路（３０）の制御する自動焦点
調整の動作のフローを示す。不図示の電源スィッチをＯ
Ｎさせると、カメラに電源が供給される。すると第４図
のフローがスタートし、ステップ＃ｌのＡＰスイッチ判
別フローでＡＰスイッチがＯＮされるのを待っている。

ＡＰスイッチがＯＮされると、＃２（以下ステップを略
する）で制御回路（＋１）はＣ０Ｄ（２０）に電荷蓄積
を行なわせる。これが終了すると、Ｄａｔａ　Ｄｕｍｐ
フロー（＃３）で、Ｃ０Ｄ（２０）の出力を映像信号（
ＯＳ）として順次出力させる。この映像信号（Ｏ８）は
減算回路（２２）で減算されて画素信号となるが、この
画素信号は被写体に応じた利得で増幅された後、さらに
Ａ／Ｄ変換回路（２８）でＡ／Ｄ変換されてデジタル値
となる。制御回路（３０）は、このデータと前記の利得
のデータとを受ける。次に、＃４で、画素信号のうちの
低周波の信号成分をとりのぞくへに、得られた画素信号
から差分データを作成しなおす。次に＃５で、得られた
画素信号の差分データを用いてＣ０Ｄ（２０）の基Ｑ部
（シ）と参照部（Ｒ）の相関計算を行い、＃６で最も相
関度の高い参照部の領域を算出する。さらに、＃７でよ
り精度の高い像間隔ズレ量を求める為に補間計算を行い
、＃８で像間隔ズレｆｉＰを算出する。＃９では得られ
た像間隔ズレｆｆ１Ｐが信頼性の高いものであるか否か
を判断する。

次に、＃９で焦点検出が可能か否かを判定する。

この判定は、たとえば、（１）最良相関値をコントラス
トで正規化した値が所定レベル以上であるか、（ｉｉ）
基準部と参照部のＣＣＤ上の照度分布のコントラストが
所定値以下であるか、（ｉｉｉ　）基準部と参照部のＣ
ＣＤ上の照度分布のピーク値が所定値以下であるか、の
いずれか１つ又は２つ以上の条件を満たすときに、焦点
検出不能と判定する。＃９で検出不能と判断されれば、
＃１０でＬＯ−Ｃ０Ｎ　　５ＣＡＮが終了しているか否
かが判断される。

ＬＯ−ＣＯＮ　　５ＣＡＮとは、ピントズレ世が大きす
ぎて測距を行いピントズレ量が測距可能範囲に入ってき
た時に求められる測距値つまり像間隔ズレ１によってレ
ンズを合焦位置へ制御する為の走査である。＃ｌＯです
でにＬＯＧＯＮ　　５ＣＡＮが終了していたら、＃１２
で不図示のＬ　Ｏ−ＣＯＮの表示を行い、再び＃２のＣ
ＯＤ積分フローへ戻る。ＬＯ−ＣＯＮ　　５ＣＡＮが終
了していない場合は、＃１１でＬ　ＯＣＯＮ　　Ｓ　Ｃ
ＡＮを開始して再び＃２のＣＯＤ積分フローへ戻る。

＃９で検出可能と判断されると、＃１３で像間隔ズレ虫
をデフォーカス量（ピントズレｆｆ１）ＰＦに変換し、
また、＃１４で像間隔ズレｆｆｋＰをＰ　ＬＡＳＴとす
る。さらに＃１５でレンズを回転させるレンズ駆動量に
変換する。次に＃１６で、求められたデフォーカスｆｆ
１ＰＦあるいはレンズ駆動量が合焦範囲に入っているか
否かの判断を行う。合焦状態と判断されれば、＃１７で
不図示の合焦表示が行なわれる。合焦状態でないと判断
されると、＃１７で＃１５で得られたレンズ駆動量に応
じてレンズが駆動され、２回目のＣＣＤ積分＃２°へ移
る。

以下、同様な測距演算をしてこのループをくりかえす。

なお、この一連のフローについては、特開昭５９−１２
６５１７号公報で詳しく説明しているので、以下、本発
明に特に関連する部分についてのみ、詳しく説明する。

（ｃ）デフォーカス量検出第１図は、第４図の＃ｌ〜＃９までの詳しい実施例を示
すフローチャートであり、ＣＯＤの基準部（Ｌ）を３つ
のブロックに分割してそれぞれ像間隔ズレ量を算出し、
その値の中で相関の高いと判断した位置を合焦からのズ
レ位置として採用し、レンズ駆動を行うものである。

なお、ここで行うデフォーカス量演算の原理は、零廓出
願人が特開昭５９−１２６５１７号公報や同６０−４９
１４号公報において詳細に開示しているので、以下では
具体的処理について述べる。

具体的フローの説明に移る前に、ＣＯＤイメージセンサ
の構成を説明する。第３図に示すように、ＣＯＤイメー
ジセンサは、中間の分離帯を間にして、画素Ｑ１〜Ｑ４
Ｑからなる基準部りと画素ｒ１〜ｒ４ｇからなる参照部
Ｒとに区分される。基準部りは、画素１２１〜ｅ、。ま
での第１ブロツク■９画素１２１１〜Ｑ３ａまでの第２
ブロツク■１画素Ｑ、、−１２．。までの第３ブロツク
■というように互いにオーバーラツプさせてブロック分
けされる。参照部Ｒと基準部りにそれぞれ結像した２つ
の像の間隔は、ピントが合った場合、所定の距離し、に
なる。基準部Ｒの所定の位置の所定の数の連続する画素
領域の被写体データを参照部Ｒの同じ数の連続する画素
領域と比較し、相関が最も高くなった画素領域の位置か
ら像間隔ズレ量（デフォーカス量）が求まる。

相関演算は、基準部りの中央にある第２ブロツク■を基
準としてまず行い、相関演算の結果、有効な最小値が見
出せない場合には、第１ブロツク■。

第３ブロツク■の順で基準を変更して相関演算を実行す
る。この場合、第５図および第６図に示すように、各ブ
ロックについて検出する像間隔ずれ量は、参照部Ｒで一
部でオーバーラツプして求められるようになっている。

この相関演算において、本実施例では、基９１部Ｉ７及
び参照部Ｒのそれぞれの画素のデータＣｋ　（ｋ−１〜
４０）、　ｒｋ（ｋ＝　ｌ〜４　Ｂ）をそのまま用いず
、差分データＱｓｋ＝Ｑｋ−Ｑｋ−４−４（ｋ　＝　Ｉ
〜３６）。

ｒｓｋ＝ｒｋ−ｒｋ−４−４（ｋ　＝　１〜４４）を用
いて、低周波のばらつきの影響を低減している。各ブロ
ックＩＩ、［、［１１において、それぞれ基準としてＩ
ＪＳｋ＋１０゜１２８に、　Ｃ８ｋ＋２０（ｋ＝　１〜
１６）を用い、相関値Ｈｔ（ｉ２）。

■］１（σ）、　Ｈｌ（１２）は、それぞれ次の式で求
められる。

トｉｔ（＋＞）＝　　Σ　１Ｉ２ｓｋ＋１０　　−ｒｓ
ｋ＋Ｑ　ｌ　　　（１２＝６〜２２）ｋ＝１Ｈ、（１２）　＝Σ１ｆ２ｓｋ−ｒｓｋ−ｔ［ｌ　　　
　（Ｃ＝０〜１ｇ）ｋ＝１Ｈ３（Ｃ）−Σ１ｃｓｋ＋２０　　’Ｓｋ＋（２１（Ｑ
＝ｌＯ〜２８）ｋ＝１そして、最も相関の高い位置ＱＭｖ、１２Ｍ＋、ＱＭ３
は、それぞれ、最も低い相関値を生じるＱから決定され
る。すなわち、１−Ｌ（１２Ｍｔ）＝Ｍｉｎ（１−１ｔ（６）、”・、
１−１ｔ（２２））１−１　　、（１２Ｍ、）＝Ｍｉｎ
（Ｈ、（０）、−、Ｈ、（ｌ　　８　　））■］３（ρ
ＭＪ＝Ｍｉｎ（１（：＋（１０）、−、）−１３（２Ｂ
））なお、こうして求めた（２Ｍｉ（ｉ＝　Ｉ、２また
は３）を基にしてその萌後でのデータも用いて補間計算
を行い、さらに正確に両像間隔Ｘ　Ｍ　ｉ（＋−１，２
または３）を求める。すなわち、Ｈ＋　（（２Ｍ　＋　　１　）≧Ｈ１（ｆ２　Ｍ　ｉ＋
　ｌ　）のときＨｉ（ＱＭ　ｉ−１）＜　Ｈｉ（ｆ２Ｍ
　ｉ＋　１　）のときくｃ−１＞第１実施例本実施例の特長は、相関演算の時間を短縮する、　ため
に、前回束められた最大相関位置を基にして、参照部Ｒ
の参照位置を定めるパラメータＱの最大シフト位置Ｑｍ
ａＸと最小シフト位置（！ｍｉｎとを制限することにあ
る。すなわち、（１）前回第２ブロツクで最大相関が求まった場合は、
今回も第２ブロツクを使うが、その際（１）前回後ピン
であれば、最大シフト位置を前回最大相関位置とし、最小シフト位
置を合焦位置よりもｌピッチ分だけ前ピンの位置とする
。

（ＩＩ）前回前ピンであれば最大シフト位置を合焦位置よりら１ピツチｒこけ後ピン
の（装置とし、最小ノット位１ηを前回最大相関位置と
する。

（ＩＩ）前回第１ブロツクで最大相関か求まった場合（
後ピン）は、今回ら第２ブロツクをまず使い、最大シフ
ト位置を第２ブロツクの後ピン側限界とし、最小シフト位置を合焦位置よりも１ピツチだけ前ピンの
位置とする。

これで、検出不能なら、第１ブロツクで検出する。

（Ｉ［Ｉ）前回第３ブロツクで最大相関位置が求まった
場合（前ピン）は、今回も第２ブロツクをまず使い、最
大シフト位置を合焦位置よりもｌピッチだけ後ピンの位
置とし、最小シフト位置を第２ブロツクの前ピン側限界とする。

これで検出不能なら第１ブロツクで検出する。

さらに検出不能なら第３ブロツクで検出する。

シフト範囲が徐々に狭くなっていくので、より演算速度
の短縮化が可能となる。

以下、第１図のフローチャートにより、デフォーカス最
検出について具体的に説明する。

ＡＰスイッチがＯＮされると、＃１．＃２．＃３を通っ
て、＃２１．＃２２で基準部り及び参照部Ｒの画素デー
タＱｋ、ｒｋから、３つおきの差分データｈｋ、　ｒｓ
ｋが作成される。この目的は、測距光学系の誤差要因等
による画素データに発生する低周波のバラツキ要素の影
響を低減するものである。

次に、＃２３．＃２４で第２ブロツク（合焦から＋８ピ
ンチにわたる範囲の基準部）と参照部の相関計算を行い
、最も相関度の高い参照部内の領域の位置を示す１２Ｍ
２を算出する。＃２５で＃２３゜＃２４の相関計算が信
頼性の高いものつまり検出可能であるか否かの判別を行
う。検出可能と判別されれば、＃２６．＃２７で補間計
算を行い、１２Ｍ２とその前後ｆ２Ｍ２±１の画素デー
タから精度の高い被写体像位置Ｘ　Ｍ　ｔを求め、像間
隔ズレ％　Ｐ　２を算出する。そして第４図の＃１３へ
移ってゆきずれピッチＰ２からデフォーカスｆｆ１ＰＦ
を求める。

一方、＃２５で検出不能になっている場合は、＃３１へ
進み、今度は第１ブロツクの演算に入る。

ここではずれピッチにして一４ピッチから＋１４ピツチ
の範囲の相関計算を行う。そして＃３２で、最も相関度
の高い参照部内の領域の位置を示すＱＭ、を算出する。

そして＃３３で、今求めた相関計算が信頼性の高いもの
であるかの判別をする。

相関度が高く信頼性があり検出可能ということであれば
、＃３４へ進み捕間計算をし、＃３５て像間隔のずれピ
・ユチＰ１を計算し、第２ブロツクと同様で＃１３へと
進む。

＃３３で相関計算の信頼性が低く検出不能と判断されて
いる場合は＃４１へ進み第３ブロツクの演算に入る。こ
こではずれピッチにして一トドピッチから＋４ピンチま
での範囲で相関計算を行う。

以下他ブロックと同様に、＃４２て最大相関位置＆Ｍ３
を算出し、＃４３で検出可能かどうかの判別をし、検出
可能てあれば＃４４で補間計算を行い、＃４５て像間隔
のずれピッチＰ３を計算し、＃１３へと進んでゆく。一
方、＃４３で検出不能であると判別されれば、これは第
１、第２）第３ブロツクでの相関計算においてすべて検
出不能であっノこということになるので、第４図の＃１
０へ進み、ローコントラスト時の処理ルーチンに入る。

ところで検出可能ということで＃１３（第４図）へ進ん
１こ場合の処理ルーチンでは、デフォーカス量（＃１３
．＃Ｉ４）とレンズ駆動量（＃１５）を求め、合焦でな
い場合は＃１７よりレンズ駆動を開始する。本ンステム
では、レンズ駆動中でも測距演算を繰り返すというタイ
プである。＃１７で駆動を開始すれば、＃２°から始ま
る第２回目の測距演算に入る。

この＃２°から＃９°までの詳細を示したフローチャー
トが第７図である。＃２゛　てはＣＣＤ積分＃３°では
データの取り出しを行う。＃８０．　＃８１ては画素デ
ータの相関前処理すなわち差分データ（！ｓｋ、　ｒｓ
ｋを作っておく。＃８２から＃９０は、前回の測距演算
で求めたずれピッチを基にして今回の相関計算の範囲を
決めている所である。前回求めたずれピッチというのは
第４図で言うと＃８で求めｆこＰである。第２ブロツク
についての範囲制限であるので、第２ブロツクの最大ズ
レ虫カバー＝８のチェックをする。まず、＃８２でＰ　
ＬＡＳＴが＋８よりも大か小かの判別をし、大であれば
、相関最大限界として参照部画素位置で表わした（！ｍ
ａｘを２２としておく。小であれば、＃８３でＰＬＡＳ
Ｔが正か負かすなわち後ピンか前ピンかの判断をし、正
であれば、＃８８で’２ｍａｘをＰ＋１４で決める。

すなわち、前回後ピンであったなら、次の相関計算の最
大限界は、前回の後ピン位置であるということである。

＃８９では、逆に、最小限界を決め、１２ｍ１ｎ−１３
と決める。これは、合焦位置より１ピツチだけ前ピンと
いうことになる。具体例は後はど第８図を用いて説明す
る。

一方、＃８３でＰ　ＬＡＳＴが負であれば前ピンである
ということで、＃８４でＰ　ＬＡＳＴが最小限界として
ｅｍｉｎ＝　６と決める。Ｐ　ＬＡＳＴが−８よりも大
であれば、相関最小限界は前回の結果の関数とじてＣｍ
１ｎ＝　Ｐ　＋　１４となる。そして最大限界は、＃８
７て合焦位置より６１ピツチ後ピンのＱｒｎａＸ”　’
　５と決めておく。以上のようにして次の相関演算の検
出範囲が決まる。このＣｍ１ｎと１２ｍａｘを用いて、
＃９１では第２ブロツクでこの範囲の相関演算を行う。

＃９２では、１２ｍ１ｎから’２ｍａＸの間での相関の
中で最大相関を求め、＃２５゛　で検出可能かどうかの
判別をし、可能であれば、＃２６°で補間計算を行い、
＃２７°で合焦からのずれピッチＰ。

を求め、再び第４図の＃１３へ進んでいく。以下、＝２
゛　からのフローをピントが合うまで繰り返すことにな
る。この第２回目の測距演算から相関検出範囲を制限し
ているので、ＡＦ駆動中の演算時間はかなり短縮され、
追随性能の向上に大きく貢献する。

＃２５°で検出不能てあれば、＃３１°から＃３５゛ま
ては、第１ブロツク＃４ビから＃・１５°までは第３ブ
ロツクの相関計算を行う。この第１、第３フロツクでは
特に制限をつけていないで全範囲の計算を行う。しかし
、第１、第３ブロツクも第２ブロツクと同様に相関計算
検出範囲を前回の演算結果に従って制限をつけてもよい
。

次に、第８図を用いて、第１の実施例の演算例を述べる
。図の数直線は、合焦位置からのずれピッチを表したも
のであり、下の数値は士ずれピッチ、上の数値は参照部
画素上でのシフト位置である。

まず■は、最初の合焦演算の結果、前ピンで一５ピッチ
のずれが生じていたとする（今回最大相関位置）。この
時の次の測距演算の相関位置の検出範囲は、−５ピツチ
から＋１ピンチのずれ範囲すなわち（！ｍｉｎ、Ｑｍａ
ｘはそれぞれ９と１５ということになって１りるわけで
ある（従来例では、６と２２）。レンズ移動中はこの範
囲だけで演算するということになる。移動中の演算はく
りかえされるので、この範囲は次々と狭くなってくるこ
とになる。■は最初の演算の結果が後ピンで〒８ピッチ
のずれが生じていた場合の例である。この時は次のレン
ズを多動中の測距演算の相関位置の検出範囲は−ｌピッ
チから＋８ピツチまでということになる。ずなわら、（
！ｍｉ＋＋！：　（！ｍａｘはそれぞれ１３と２２とい
うことになる（従来例では−８と８）。

本実施例を用いると、≠フォーカス量の演算に要する時
間が短くなる。したがって、第９図に示すように、被写
体が移動している場合にレンズ２が被写体に比較的追随
でき、被写界深度内に入り、ピントが合いやすい。

＜ｃ−２＞第２実施例次にデフォーカス量演算の変形例を説明する。

本実施例では、各ブロック［、Ｕ、ＩＴＩが互いに重な
っていることを利用して、相関演算におけるシフトの範
囲を狭める。すなわち、曲回最大相関が求まれば、第２
ブロツクの合焦付近の＋３ピツヂの範囲を用い、最大シ
フト位置ＱｍａＸを合焦位置より３ピツチだけ後ピンの
位置とし、最小シフト位置（！ｍｉｎを合焦位置より３
ピツチ前ピンの位置とする（第８図■参照）。

第８図■に示すように、前回の演算の結果がいくらのず
れ量であっても次の相関位置検出範囲は、図のように一
３ピッチから＋３ピツヂまでとする。１２゜ｉｎ％（１
ｍａｘはそれぞれ１１と１７ということである。この（
直は、ＡＰソステムのレンズ駆動スピードによって決め
ればよいので、−３〜＋３ピンチは、−４〜＋４ピツチ
でら又他の値でらよい。

そして、検出不能であれば、第１ブロツク、第３ブロツ
クの順で相関を求める。これは、第１１第３ブロツクが
＋３ピツヂ外れた第２ブロツクの残余部分とオーバーラ
ツプしているから可能であり、たとえばオーバーラツプ
が＋４ピツヂ外れた位置からであれば、最大シフト位置
ＱｍａＸ”４、最小シフト位置１２ｍ１ｎ　　４となる
。

前回の演事による最良相関を与えるシフト位置のいかん
にかかわらず、次回のシフト域を合焦時におけるシフト
位置を中心とする所定幅のシフト域に制限するので、演
算が簡単になる。。

第１Ｏ図に、本実施例のフローを示す。このフローは、
第４図における＃２゛から＃９゛の部分を示したもので
ある。＃２°から＃８１までは第７図と同様である。次
に（ｍｉｎと１２ＩＩＩａＸの範囲は採用するＡＰシス
テムによって固有に採用されるので、ごこては１１〜１
７とした。ずれピッチにして一３〜＋３ピッチである。

＃１０１での相関計算で１２＝１１〜１７の範囲で相関
をとり、＃Ｉ０２で最大相関位置ＱＭ２を求め、＃２５
”で検出不能か否かの判定をして、検出可能なら＃２６
”、＃２７”でずれピッチＰ２を求め、第４図の＃１３
へ進んで行く。以下、＜Ｃ−１＞の実施例と同様である
。＃２５”で検出不能となっていればやはり第１実施例
と同様に＃３ビから＃３５”で第１ブロツク、＃４ビか
ら＃４５”までで第３ブロツクの計算を行い、第４図の
＃１３又は＃１０へと進んでいく。

＜ｃ−３＞収差補正次に、相関計算における光学系の収差補正の例を示す。

本実施例の特長は、焦点検出光学系の持つ収差の影響を
軽減させる為の補正を行うフローチャートである。実際
のフローチャートの説明を行う前に第１１図に１例を示
す焦点検出光学系の持つ収差について説明する。第１４
図に示す光学系でコンデンサレンズ（６）と再結像レン
ズ（８）、（１０）を球面レンズで構成すれば図に示す
ように、測距エリアつまり基準部の端の部分にのみコン
トラストが存在する場合は、かなりの収差が発生ずる。

つまりコントラストが全体に分布せず、一部に偏ってい
る場合はレンズのピント状態が等しくても基準部のこの
部分にコントラストが存在するかによりＣＣＤ上の像間
隔値が変化し、したがって焦点検出演算によって求めら
れるデフォーカス量も変動してしまう。この現象は特に
コンデンサレンズ（８）の影響が強い。これを非球面レ
ンズで構成すれば第１１図の点線に示すように収差は大
幅に改仰されるが、完全になくすことは困難であり、コ
スト面、製造面かららむづかしい。

本実施例では第３図のように基準部の第１、第３ブロツ
クを使用する場合は基１＜全体の中央部ではなく左右に
偏った領域を使用ずろので、収差の影響を無視できない
。そこで、第１、第３ブロツクを使用する場合は、収差
の補正を行うものである。すなわち、第１ブロツクを使
用する場合は、＃３５．＃３５’の代わりに、Ｐ　＋　←ＸＭ＋　−４＋　ａとし、第３ブロツクを使用する場合は、＃４５゜＝・１
５′の代わりにＰ３←ｘＭ３−２４士すとする。ここに、ａ、ｂは、収差に対応して定めろ定数
である。第３図に示すように基め部の中央に対して対称
に第１、第３ブロツクを設定すれば通常ａ＝ｂとなるが
非対称にすればａｆ−ｂとなる。

〈Ｃ〜４〉変形例上で説明した＜ｃ−１＞の（Ｉ［［）や＜ｃ−２＞にお
いて、検出不能の場合に第１、第３ブロツクで順次検出
を行うことは、検出速度を上げるためには好適ではない
。すなわち、前回が前ピンであれば、レンズ移動によっ
ても今回−気に後ピン相当の第１ブロツクで最大相関が
求まるとは一般に考えにくい。したがって、この場合、
第２ブロツクで検出不能であれば、第３ブロツクを使用
すればよい筈である。

第１２図の第１実施例の変形例では、＃３０のステップ
で、ＰＬＡＳＴが０より大か小かを判別し、大（後ピン
）であれば、＃３１°へ進み第１ブロツクでの相関検出
演算を行うが、小（前ピン）であれば、−気に＃４１°
へ進み、第３ブロツクでの相関演算を行う。

但し、ＰＬＡＳＴ＞Ｏで第１ブロツクでの相関検出演算
に進んだ後に焦点検出不能（＃３３°でＹ）のときは、
やはり＃４ビヘ進んで第３ブロツクでの相関検出演算を
行うが、これは、被写体が急激に動いて後ピン状態から
一気に前ピン状態になる場合もない訳ではなく、一応第
３ブロックでの相関検出演算も行う価値があるからであ
る。これとは逆に、＃３０でＰＬＡＳＴ＜０で＃４１’
、＃４２゜へ進み、＃４３゛　で検出不能となった場合
に、そのまま＃ｌＯへ進むのではなく、一旦＃３１゛　
へ戻り、その後＃３３°で検出不能のときに、＃ｌＯへ
進むようにしてもよい。尚、＃３３°から＃４１“へ、
あるいは＃４３°から＃ｌＯ°へのフローは必ずしも必
要でない。

第１３図の第２実施例の変形例でも、＃３３”での判定
後のフローは、第１２図と同様である。

尚、第１２図の場合、　ＰＬＡＳＴ＞０の判別に代えて
、ＰＬＡＳＴ＞８又はＰＬＡＳＴ＜−８を判別し、Ｐ　
ＬＡＳＴ＞　８のときは＃３１°　へ、Ｐ　ＬＡＳＴ＜
　−８のときは、＃４１°へ進むようにし、いずれにも
該当しないときは、＃３１゛からの第１ブロツクでの相
関検出演算、＃４１°　からの第３ブロツクでの相関検
出演算を順次行うか、あるいは割切って、直接＃ｌＯへ
進むようにしてもよい。

（発明の効果）次回の演算において、シフト域が制限されるｆこめ、全
シフト域でのシフトを行なわせろ場合に比べ、演算時間
が短縮され、被写体に対する追随性か向上する。

また、制限され１こシフト域での演算では焦点検出不能
となる場合、シフト域の制限を中止してシフト域を広げ
るｆコめ、被写体が動いている場合で乙、（（戯検出不
能となる恐れか少なくなり、自動焦点調節を行う場合、
連続して自動焦点調節が可能となる。

たとえば、次回のシフト域を、今回のシフト位置が前ピ
ン側であるか後ピン側であるかにより、そのシフト位置
と合焦位置から若干量後ピン側又は前ピン側の位置の間
に制限できる。これにより、シフト範囲が徐々に狭くな
っていくので、演算時間がより短縮できる。

所定量以上の前ピン又は後ピンの場合でも、シフト域制
限により演算時間の短縮が可能である。

もし、これにより制限されたシフト範囲で焦点検出不能
な場合は制限が中止されるので何ら問題はない。

また、次回のシフト域を合焦位置におけるシフト位置を
中心とする所定の範囲内に制限するようにすると、演算
が簡単になる。この方式は、基準部を複数のブロックに
分割して相関演算を行う場合に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、焦点検出のフローヂャートである。第２図は、自動焦点調節回路のブロック図であ第３図は
、光電変換素子アレイの画素配列を示す図である。第４図は、自動焦点調節のフローチャートである。第５図は、ＣＯＤの基準部と参照部のブロックを示す図
表である。第６図は、参照部の各ブロックを示す図表である。第７図は、焦点検出のフローチャートである。第８図は、次回検出範囲の設定の例を示す図である。第９図は、デフォーカス量の変化を示すグラフである。第１０図は、焦点検出のフローチャートである。第１１図は、焦点検出光学系の収差を示すグラフである
。第１２図と第１３図は、それぞれ、焦点検出のフローチ
ャートである。第１４図は、焦点検出光学系の図である。第１５図は、焦点検出にお：する２つの像の位１１′７
゜を示ず図である。第１６図は、デフ、！−カスー遺の変化を示すグラフで
ある。ｌ・・・被写体光束、　　　　２・・・撮影レンズ、９
．１１・・・　２つの像、１２．１４・・・光電変換素子アレイ。特許出願人　　ミノルタカメラ味式会社代　　理　　人
　弁理士　前出　葆ほか２名〉ヤ→〈肩）トさ欠−代べ
−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズ
の第１と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束を
それぞれ再結像させて二つの像を第１、第２の光電変換
素子アレイ上に形成し、これらの第１、第２の光電変換
素子アレイからの照度分布を示す信号から両像の相互位
置関係を求めることにより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、第１、第２の光電変換素子アレイからの照度分布を表わ
す信号から両光電変換素子アレイの位置を相対的にシフ
トさせて最良相関が得られるシフト位置を求める演算手
段と、この演算手段の演算にもとづく焦点検出が可能な場合か
どうかを判定し、焦点検出が可能な場合、上記演算手段
による次回の焦点状態の検出における演算での上記信号
の相対的シフトのためのシフト域を制限させるシフト域
制限手段と、このシフト域制限手段によるシフト域の制限下での上記
演算手段の演算にもとづく焦点検出が可能な場合かどう
かを判定し、焦点検出が不能な場合、このシフト域制限
手段によるシフト域の制限を中止させるシフト域制限中
止手段とを設けたことを特徴とする焦点検出装置。
（２）特許請求の範囲第１項に記載された焦点検出装置
において、上記のシフト域制限手段は、上記の演算手段の今回の演
算により求められた最良相関を与えるシフト位置が後ピ
ン側にあるとき、次回の演算のシフト域を、そのシフト
位置と、合焦時におけるシフト位置よりも所定若干量前
ピン側のシフト位置との間の範囲に制限し、他方、演算
手段の今回の演算により求められた最良相関を与えるシ
フト位置が前ピン側にあるとき、次回の演算のシフト域
を、そのシフト位置と、合焦時におけるシフト位置より
も所定若干量後ピン側のシフト位置との間の範囲に制限
するように構成されていることを特徴とする焦点検出装
置。
（３）特許請求の範囲第２項に記載された焦点検出装置
において、上記のシフト域制限手段による範囲の制限は、上記の演
算手段の今回の演算により求められた最良相関を与える
シフト位置が所定量以上後ピン側にあるかあるいは前ピ
ン側にあるときに行われるように構成されている焦点検
出装置。
（４）特許請求の範囲第１項に記載された焦点検出装置
において、上記のシフト域制限手段は、演算におけるシフト域を合
焦時におけるシフト位置を中心とする所定幅のシフト域
に制限するように構成されていることを特徴とする焦点
検出装置。