JP3025565B2

JP3025565B2 - パッシブ型オートフォーカス装置用測距装置

Info

Publication number: JP3025565B2
Application number: JP29802291A
Authority: JP
Inventors: 黒稔石
Original assignee: 富士写真光機株式会社
Priority date: 1991-10-18
Filing date: 1991-10-18
Publication date: 2000-03-27
Anticipated expiration: 2015-03-27
Also published as: JPH05107461A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被写体からの光を受
けて該被写体までの距離を測定し、該測定結果に基づい
て撮影レンズが合焦するように焦点を調節するパッシブ
型オートフォーカス装置の、被写体までの距離を測定す
るための測距装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】オートフォーカス装置は、カメラなどの
撮影距離を自動的に測定し、その測距結果に基づいて撮
影レンズを調節してピントを合わせる装置で、このオー
トフォーカス装置によって誰もが写真撮影をより手軽に
楽しめるようになった。このオートフォーカス装置には
種々の形式のものが開発されているが、主なものとして
三角測量法による測距法がある。この三角測量法による
ものに、カメラに設けられた受光センサで被写体からの
光を受けて撮影距離を測定するパッシブ型のものがあ
る。

【０００３】この種のパッシブ型測距装置のうちには２
個の受光センサを配設したものがある。この２個の受光
センサからなる測距装置では、２つの被写体が存在する
場合の測定結果からは被写体の存在態様が２通りに考え
られることになってしまい、確実な測距を行なえずピン
トのずれた画像となってしまうおそれがある。

【０００４】このため、確実な測距を行なって鮮明な画
像を得ることができるように、本願出願人は３個の受光
素子列からなる測距機構を既に提案した（特開平３− 4
2642号）。この測距機構による測距原理を図18と図19に
基づいて説明する。測距機構は基準受光センサ１と第１
受光センサ２、第２受光センサ３とからなり、これら受
光センサ１、２、３は、それぞれ結像レンズ1a、2a、3a
と受光素子列1b、2b、3bとから構成され、被写体像が結
像レンズ1a、2a、3aを透過して受光素子列1b、2b、3b上
に結像するようにしてある。また、図18は１つの被写体
Ｐが存在する場合を示している。そして、基準となる受
光素子列1bによって検出された被写体Ｐの輝度分布に関
する出力信号Ｐ₀ の、基準受光センサ１の光軸Ｔ₀ から
の変位量をｘ₀ 、第１受光素子列2bによって検出された
被写体Ｐの輝度分布に関する出力信号Ｐ₁ の、第１受光
センサ２の光軸Ｔ₁ からの変位量をｘ₁ 、第２受光素子
列3bによって検出された被写体Ｐの輝度分布に関する出
力信号Ｐ₂ の、第２受光センサ３の光軸Ｔ₂ からの変位
量をｘ₂ とする。これらの変位量ｘ₀、ｘ₁、ｘ₂ は、受
光素子列1b、2b、3bによって検出された被写体像の輝度
分布に関する位相差を表わす。そして、光軸Ｔ₀、Ｔ₁、
Ｔ₂ のそれぞれの間隔をＢ、結像レンズ1a、2a、3aと受
光素子列1b、2b、3bの受光面との間隔をＡ、結像レンズ
1a、2a、3aから被写体Ｐまでの距離をＬp、光軸Ｔ₀から
被写体Ｐまでの距離をＸとすると、三角測量の原理か
ら、

【数１】Ｘ＝ｘ₀*Ｌp／Ａとなる。また、光軸Ｔ₀ を基準にして出力信号の像が現
われた方向の符号を含めて、

【数２】−ｘ₁＝｛（Ｂ−Ｘ）／Ｌp｝*Ａ

【数３】ｘ₂＝｛（Ｂ＋Ｘ）／Ｌp｝*Ａとなる。これら数２式、数３式のそれぞれに、数１式を
代入すれば、

【数４】ｘ₁＝−｛（Ｂ／Ｌp）*Ａ｝＋ｘ₀

【数５】ｘ₂＝（Ｂ／Ｌp）*Ａ＋ｘ₀ となる。

【０００５】数４式と数５式とを比較すると、ｘ₁、ｘ₂
はそれぞれｘ₀ を基準として、

【数６】（Ｂ／Ｌp）*Ａ＝Ｘp だけずれていることが分る。したがって、このＸp を求
めることにより、

【数７】Ｌp＝Ａ*Ｂ／Ｘp を算出することができる。

【０００６】そして、上記Ｘp を求める操作を図19に基
づいて説明する。（ａ）は２つの被写体Ｐ、Ｑからの光
を受けた受光素子列1b、2b、3bの被写体像の輝度分布に
関する出力信号を、基準となる出力信号Ｐ₀、Ｑ₀と比較
したもので、（ａ）に示す状態から（ｂ）に示すよう
に、出力信号Ｐ₀、Ｐ₁、Ｐ₂が一致するまで出力信号
Ｐ₁、Ｐ₂の波形をずらせば、そのずらし量が上記Ｘpと
なる。すなわちこのときＰ₁とＰ₂ のずらし量は等しく
なるのであるから、受光素子列2bの出力信号と受光素子
列3bの出力信号とを等しい距離だけずらして、３つの信
号の波形が一致したとき、これら３つの信号の波形が同
じ被写体Ｐに関する情報となるのである。次に（Ｃ）に
示すように、出力信号Ｑ₁、Ｑ₂が出力信号Ｑ₀ と一致す
る状態までずらせば、該ずらし量がＸqとなる。

【０００７】上述のようにして求められた上記Ｘp、Ｘq
から前記数７式により、被写体Ｐ、Ｑまでの距離Ｌp、
Ｌqが求められることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の測距操作を原理に従って実行すると、基準受光
素子列1bの出力信号と第１受光素子列2bの出力信号との
相関関係を演算し、次いで基準受光素子列1bの出力信号
と第２受光素子列3bの出力信号との相関関係を演算し
て、これら基準受光素子列1b、第１受光素子列2b、第２
受光素子列3bの波形の一致を検出することになるから、
相関演算が多くなって信号処理時間が長くなってしま
う。そのため、測距に要する時間が長くなり、被写体が
動的なものである場合にはピントがずれて撮影され、画
像が不鮮明なものとなってしまうおそれが生じる。

【０００９】また、所定の距離を確実に測定するために
は、３つの受光センサの検出データの初期調整を行なわ
なければならない。すなわち、所定の距離にある被写体
から得られた輝度分布に関するデータによって、３つの
受光センサから出力されるデータが一致するように調整
する必要がある。

【００１０】しかし、３つの受光センサの出力データを
一致させるように調整するには結像レンズや受光素子列
の画素位置を調整しなければならず、作業が煩雑とな
る。

【００１１】そこで、この発明は、３つの受光センサを
有し、信号処理を短時間で行なうことができ、また３つ
の受光センサの出力データの一致調整作業を簡便に行な
えるようにした測距装置を提供することを目的としてい
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的のため、この
発明に係るパッシブ型オートフォーカス装置用測距装置
は、被写体の輝度分布を捕捉する３組の受光センサと、
上記それぞれの受光センサの出力信号の２次差分を算出
する２次差分演算回路と、上記それぞれの２次差分演算
回路の出力信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス検
出回路と、上記それぞれのゼロクロス検出回路によって
得られたゼロクロス挙動信号を記憶するゼロクロスメモ
リ回路と、上記それぞれのゼロクロスメモリ回路に記憶
されたゼロクロス挙動信号を比較してこれらの一致を検
出する一致検出回路と、上記一致回路に、上記３組のう
ちの１組を基準センサとし、該基準センサを含む２組の
受光センサのデータの一致処理を行なう調整手段を設
け、被写体までの距離の測定時には、上記基準センサか
ら得られたゼロクロス挙動信号に対して、他の２つの受
光センサから得られたゼロクロス挙動信号を順次スライ
ドさせてこれらのゼロクロス挙動信号の一致を上記一致
検出回路により検出し、該スライド量から被写体までの
距離を演算することを特徴としている。

【００１３】

【作用】上記受光センサを構成する受光素子列によって
被写体輝度分布に応じた出力電圧が得られ、この出力電
圧の２次差分分布はゼロレベルを境に挙動する。この挙
動のゼロクロス点は、被写体の同一部分に関する輝度分
布に対しては上記３つの受光センサについて所定の基準
部分から適宜ずれた状態で等しくなる。

【００１４】このずれた量は、上記一致検出回路でゼロ
クロス挙動の信号波形をスライドさせて検出すればスラ
イド量として得られることになる。

【００１５】そして、このスライド量から三角測量法に
よって被写体までの距離を算出することができる。

【００１６】また、上記調整手段によって基準受光セン
サと他の受光センサのうちの一方の受光センサの出力デ
ータが一致するように基準受光センサを基準とした状態
で調整を行ない、次いで該基準受光センサと他方の受光
センサの出力データが一致するように基準受光センサを
基準として調整を行なえば、３組の受光センサの出力デ
ータを所定の距離で一致させることができる。

【００１７】

【実施例】以下、図示した実施例に基づいて、この発明
に係るオートフォーカス装置用測距装置を具体的に説明
する。なお、図１ないし図12に第１実施例を、図13ない
し図17に第２実施例を示してある。

【００１８】受光センサ10、20、30は適宜数の画素を並
設した受光素子列からなるラインセンサと結像レンズと
が組合わされて構成されており、図２に示すようにカメ
ラの前面には３つの結像レンズ10a、20a、30a が配設さ
れ、被写体から発せられた光はこれらの結像レンズ10
a、20a、30a を透過して後方に配設されたラインセンサ
10b、20b、30b に結像する。これら受光センサ10、20、
30はそれぞれ中央部センサ10、右側センサ20、左側セン
サ30とされており、右側センサ20と左側センサ30のそれ
ぞれの光軸20c、30cは中央部センサ10の光軸10cを中心
として対称の位置にある。また、上記ラインセンサ10
b、20b、30b はそれぞれ中央部ラインセンサ10b、右側
ラインセンサ20b、左側ラインセンサ30b としてある。

【００１９】上記ラインセンサ10b、20b、30b には、図
１に示すように、各別にセンサドライバ11、21、31から
の駆動信号が入力され、ラインセンサ10b、20b、30b は
該駆動信号に基づいて被写体からの光の捕捉を開始す
る。また、これらセンサドライバ11、21、31は駆動制御
信号線40a によって制御回路40に接続され、制御回路40
から出力される駆動制御信号によって制御される。

【００２０】他方上記ラインセンサ10b、20b、30b の出
力端子には、図１に示すように、それぞれ２次差分演算
回路12、22、32が接続されており、該２次差分演算回路
12、22、32によってそれぞれのラインセンサ10b、20b、
30b で得られた被写体の輝度分布信号の２次差分を演算
する。これら２次差分演算回路12、22、32は図３に示す
ようにラインセンサ10b、20b、30b のそれぞれの画素の
出力信号Ｖinを、サンプルホールド回路12a、12b、12
c、12d、12e によってシフトしながら順次サンプルホー
ルドし、適宜な値の抵抗を介してオペアンプ12f によ
り、

【数８】Ｖout ＝（Ｒ２／（２*Ｒ１））*（Ｖin(n-2)−２*Ｖin(n-1)＋Ｖin(n)）を演算することにより、２次差分を求める。なお、この
２次差分演算回路12、22、32におけるタイムチャートを
図４に示してある。また、図７に示すように、被写体輝
度は同図（ａ）に示す分布波形をしており、その１次差
分波形と２次差分波形とをそれぞれ（ｂ）、（ｃ）に示
してある。

【００２１】上記２次差分演算回路12、22、32の出力信
号は、図１に示すように、それぞれゼロクロス検出回路
13、23、33に入力されており、２次差分演算回路12、2
2、32で得られた２次差分のゼロクロス点を検出する。
図５に示すように、このゼロクロス検出回路13（23、3
3）のコンパレータ13a の入力端子に２次差分演算回路1
2（22、32）の出力信号Ｖinが入力され、基準端子は接
地されている。コンパレータ13aの出力側にはフリップ
フロップ13b、13cが接続され、フリップフロップ13bの
Ｑ出力とフリップフロップ13cの反転Ｑ出力とがＡＮＤ
回路13dに入力され、フリップフロップ13bの反転Ｑ出力
とフリップフロップ13cのＱ出力とがＡＮＤ回路13eに入
力され、さらにこれらＡＮＤ回路13d、13eの出力信号が
ＯＲ回路13fに入力されている。そして、図６のタイム
チャートに示すように２次差分演算回路12の出力信号Ｖ
inがパルスφ１に同期して入力され、該出力信号Ｖinが
ゼロレベルと交差して符号が変化した状態にある場合
に、フリップフロップ13b、13cのクロックパルスφ２に
同期してゼロクロス信号がＺＥＲＯパルスとして出力さ
れる。

【００２２】上記ゼロクロス検出回路13、23、33によっ
て得られたゼロクロス挙動の信号波形が、それぞれゼロ
クロスメモリ回路14、24、34に入力されて記憶される。
このとき、ゼロクロス挙動はそれぞれのラインセンサ10
b、20b、30b の画素位置に対応してアドレス演算回路1
5、25、35から出力されるアドレスと対応して記憶され
る。すなわち、アドレス演算回路15、25、35には第１カ
ウンタ50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）が入力さ
れ順次インクリメントしながら、中央部メモリ回路14で
は、

【数９】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１−Ｓ右側メモリ回路24では、

【数１０】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１−Ｓ左側メモリ回路34では、

【数１１】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１に従って各画素に応じてそれぞれのアドレスに記憶され
る。なお、数９式と数10式中のＳは定数である。

【００２３】また、上記アドレス演算回路25、35には第
２カウンタ60のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ２）が入
力されており、該第２カウンタ60および前記第１カウン
タ50は制御回路40の出力信号に基づいてカウントアップ
とリセットとが行なわれる。この第２カウンタ60は、後
述するように、ゼロクロスメモリ回路24、34からデータ
の読み出しを行なう場合にアドレスをインクリメントす
る。また、アドレス演算回路15、25、35には制御回路40
からアドレス処理情報が入力され、該アドレス処理情報
に基づいてアドレス演算回路15、25、35からゼロクロス
メモリ回路14、24、34に対して所定の書込み信号と読み
出し信号とが出力される。

【００２４】そして、上記ゼロクロスメモリ回路14、2
4、34の出力側には一致検出回路70が接続されており、
該一致検出回路70の出力側はゼロクロスデータの一致信
号を送出する一致情報線70a を介して制御回路40に接続
されている。また、該一致検出回路70には調整モード信
号線70b を介して調整信号が入力されている。

【００２５】上記一致検出回路70の一の実施例を図８に
示してあり、中央部ゼロクロスメモリ回路14の出力を
Ｃ、右側ゼロクロスメモリ回路24の出力をＲ、左側ゼロ
クロスメモリ回路34の出力をＬとしてある。上記出力Ｃ
はＡＮＤ回路71a、71b、71c に入力され、出力ＲはＡＮ
Ｄ回路71b、71cに入力され、出力ＬはＡＮＤ回路71a、7
1cに入力されている。これらＡＮＤ回路71a、71b、71c
の出力はＯＲ回路71dに入力されている。そして、前記
調整モード信号線70b を介して入力される調整信号が、
上記ＡＮＤ回路71a、71bに入力されるとともに、インバ
ータ75を通して信号を反転させてＡＮＤ回路71c に入力
されている。したがって、調整モードが選択されて調整
信号が入力された場合（「１」となった場合）には、Ａ
ＮＤ回路71cからは出力が得られず、中央部ゼロクロス
メモリ14の出力Ｃと右側ゼロクロスメモリ24の出力Ｒと
が「１」となった場合にはＡＮＤ回路71b から出力が得
られ、出力Ｃと左側ゼロクロスメモリ回路34の出力Ｌと
が「１」となった場合にはＡＮＤ回路71a から出力が得
られる。なお、ゼロクロス点に対応するデータは「１」
として記憶されているものとする。

【００２６】図９は一致検出回路70の他の実施例を示
し、出力Ｃと出力Ｒ、出力Ｌは５ビットのシフトレジス
タに入力してあり、それぞれのＤフリップフロップのＱ
出力が、左側ゼロクロスメモリ回路34の出力Ｌに関して
はＯＲ回路72a に、中央部ゼロクロスメモリ回路14の出
力Ｃに関してはＯＲ回路72b 、右側ゼロクロスメモリ回
路24の出力Ｒに関してはＯＲ回路72c にそれぞれ入力さ
れている。したがって、出力Ｃ、Ｒ、Ｌのそれぞれの連
続した５つのデータのうちのいずれか１つが「１」とな
れば、ＯＲ回路72a、72b、72c から出力「１」が得られ
る。そして、出力Ｃに係るＯＲ回路72bの出力がＡＮＤ
回路72d、72e、72fに入力され、出力Ｒに係るＯＲ回路7
2c の出力がＡＮＤ回路72e、72fに入力され、出力Ｌに
係るＯＲ回路72aの出力がＡＮＤ回路72d、72fに入力さ
れている。また、上記ＡＮＤ回路72d、72e、72fの出力
がＯＲ回路72gに入力されており、該ＯＲ回路72gの出力
を一致検出データとしてある。すなわち、ゼロクロスメ
モリ回路14、24、34から出力されたゼロクロスデータの
連続した５ヵ所のアドレスに対して、それぞれのゼロク
ロスデータの一致比較が行なわれることになり、受光セ
ンサ10、20、30の検出に供される画素位置、即ちゼロク
ロス挙動のメモリアドレスに一致検出のための許容幅が
設けられている。そして、前記調整モード信号線70b を
介して入力される調整信号が、上記ＡＮＤ回路72d、71e
に入力されるとともに、インバータ75を通して信号を反
転させてＡＮＤ回路72f に入力されている。したがっ
て、調整モードが選択されて調整信号が入力された場合
（「１」となった場合）には、ＡＮＤ回路72f からは出
力が得られず、ＯＲ回路72a、72bの出力が「１」となっ
た場合にはＡＮＤ回路72dから出力が得られ、ＯＲ回路7
2b、72cの出力が「１」となった場合にはＡＮＤ回路72e
から出力が得られる。なお、ゼロクロス点に対応するデ
ータは「１」として記憶されているものとする。

【００２７】図10は一致検出回路70の別の実施例を示す
もので、この実施例では中央部ゼロクロスメモリ回路14
の出力Ｃが５ビットのシフトレジスタに入力され、Ｄフ
リップフロップのそれぞれのＱ出力がＯＲ回路73a に入
力されている。したがって、出力Ｃの連続した５つのデ
ータのうちのいずれか１つが「１」となれば、ＯＲ回路
73a から出力「１」が得られる。また、右側ゼロクロス
メモリ回路24の出力Ｒと左側ゼロクロスメモリ回路34の
出力Ｌは、３ビットのシフトレジスタの入力されてい
る。そして、出力Ｃに係るＯＲ回路73aの出力がＡＮＤ
回路73b、73c、73dに入力され、出力Ｒに係るシフトレ
ジスタの出力がＡＮＤ回路73c、73dに入力され、出力Ｌ
に係るシフトレジスタの出力がＡＮＤ回路73b、73dに入
力されている。また、ＡＮＤ回路73b、73c、73d の出力
はＯＲ回路73e に入力されており、該ＯＲ回路73e の出
力を一致検出データとしてある。すなわち、図９に示し
た実施例では、中央部ゼロクロスメモリ回路14と右側ゼ
ロクロスメモリ回路24、左側ゼロクロスメモリ回路34の
いずれにも一致検出のための許容幅が設けられているた
め、一致が判断されるアドレスの幅が大きくなって測距
データが被写体距離から大きく掛離れてしまう場合が生
じるのに対して、図10に示す実施例では一致検出の許容
幅は中央部ゼロクロスメモリ回路14の出力にのみ設けて
あるから、測距データが被写体距離から掛離れてしまう
ことがない。そして、前記調整モード信号線70b を介し
て入力される調整信号が、上記ＡＮＤ回路73b、73cに入
力されるとともに、インバータ75を通して信号を反転さ
せてＡＮＤ回路73d に入力されている。したがって、調
整モードが選択されて調整信号が入力された場合
（「１」となった場合）には、ＡＮＤ回路73d からは出
力が得られず、ＯＲ回路73a の出力と出力Ｒに係るシフ
トレジスタの出力が「１」となった場合にはＡＮＤ回路
73cから出力が得られ、ＯＲ回路73aの出力と出力Ｌに係
るシフトレジスタの出力が「１」となった場合にはＡＮ
Ｄ回路73b から出力が得られる。なお、ゼロクロス点に
対応するデータは「１」として記憶されているものとす
る。

【００２８】また、第１カウンタ50のカウント信号はデ
ータメモリ回路80のアドレスポート81に入力され、第２
カウンタ60のカウント信号は該データメモリ回路80の距
離データポート82に入力されている。さらに第１カウン
タ50と第２カウンタ60のカウント信号は、いずれも制御
回路40に入力されている。また、制御回路40からデータ
メモリ回路80に対してデータメモリ信号が出力され、該
信号に基づいてアドレスデータと距離データとがデータ
メモリ回路80に記憶される。

【００２９】次に図11および図12に基づいて、被写体の
輝度情報のメモリの書き込みと読み出しの手順を説明す
る。

【００３０】測距が開始されるとラインセンサ10b、20
b、30b に電荷が蓄積され（ステップ1101）、第２カウ
ンタ60がリセットされる（ステップ1102）とともに、第
１カウンタ50がリセットされる（ステップ1103）。そし
て、各ラインセンサ10b、20b、30b の１画素に対応した
データを読み出して（ステップ1104）、読み出されたデ
ータをゼロクロスメモリ回路14、24、34に書き込む（ス
テップ1105）。なお、ステップ1104とステップ1105との
間でゼロクロス検出が実行される。次いでステップ1106
に進んで全画素について読み出しが完了したか否かを第
１カウンタ50の値により判断し、読み出されていない場
合にはステップ1107に進んで第１カウンタ50をカウント
アップしたのちステップ1104に戻って１画素読み出しと
ゼロクロスメモリ回路14、24、34への書き込みが行なわ
れる（ステップ1105）。そしてゼロクロスメモリ回路1
4、24、34にデータが書き込まれる際には、第１カウン
タ50のカウント信号に基づいてアドレス演算回路15、2
5、35からアドレスを指定されてメモリされる。このと
き、メモリされるアドレスは、前記数９式、数10式、数
11式に従って指定される。なお、アドレスが負の場合に
は書き込みは行なわれない。

【００３１】全画素について読み出しが終了して前記ス
テップ1106の判定がＹＥＳとなれば、ステップ1201（図
12）に進んで第１カウンタ50をリセットする。そして、
ゼロクロスメモリ回路14、24、34からメモリを読み出し
（ステップ1202）、一致検出回路70にて中央部ゼロクロ
スメモリ回路14と右側ゼロクロスメモリ回路24、左側ゼ
ロクロスメモリ回路34のデータが一致するか否かを判断
する（ステップ1203）。データが一致している場合には
ステップ1204に進んで、当該時における、第１カウンタ
50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）の数値をアドレ
スデータとして、第２カウンタ60のカウンタ信号（ＣＯ
ＵＮＴＥＲ２）の数値を距離データとして、それぞれデ
ータメモリ回路80に書き込む。ステップ1203の判定がＮ
Ｏである場合にはステップ1205に進んで、中央部ライン
センサ10b の有効な全画素に対応したメモリデータ（基
準データ）の読み出しが完了したか否かを第１カウンタ
50の値により判断し、完了していない場合にはステップ
1206に進んで第１カウンタ50をカウントアップしたのち
ステップ1202に戻ってステップ1205までを実行する。

【００３２】基準データの読み出しが完了したならばス
テップ1205からステップ1207に進んで、中央部ゼロクロ
スメモリ回路14のデータに対して右側と左側のゼロクロ
スメモリ回路24、34のデータが規定量シフトされて上記
ステップ1201からステップ1205までが実行（シフト読み
出し）されたか否かを第２カウンタ60の値により判断す
る（ステップ1207）。シフト読み出しが完了していない
場合には、第２カウンタ60をカウントアップしてステッ
プ1201に戻り、ステップ1202からステップ1205を繰り返
す。そして、シフト読み出しが完了した場合にはステッ
プ1209に進む。

【００３３】このステップ1201からステップ1208までに
おけるメモリデータの読み出しは、アドレス演算回路1
5、25、35によって、前記数９式、数10式、数11式に対
応して、中央部ゼロクロスメモリ回路14からは、

【数１２】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１右側ゼロクロスメモリ回路24からは、

【数１３】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋ＣＯＵＮＴＥＲ２左側ゼロクロスメモリ回路34からは、

【数１４】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋Ｓ−Ｃ
ＯＵＮＴＥＲ２に従って読み出される。なお、数14式の中のＳは定数で
ある。このときの書き込みアドレスと読み出しアドレス
との関係を、次に説明する。

【００３４】まず、第２カウンタ60のカウント信号を０
（ＣＯＵＮＴＥＲ２＝０）として、第１カウンタ50を０
から（Ｗ−１＋Ｄ）までインクリメントしながら（ステ
ップ1206）、ラインセンサ10b、20b、30bの各画素に対
応したアドレスにメモリされたデータを比較してそれら
のデータの一致を検出する。したがって、ＣＯＵＮＴＥ
Ｒ２＝０のときには、中央部ラインセンサ10b と右側ラ
インセンサ20b の画素ではアドレスが０から（Ｗ−１＋
Ｄ）までインクリメントされ、左側ラインセンサ30b の
画素ではアドレスがＳから（Ｓ＋Ｗ−１＋Ｄ）までイン
クリメントされる。次いで第２カウンタ60をインクリメ
ントし（ステップ1208）、第２カウンタ60のカウンタ信
号を１（ＣＯＵＮＴＥＲ２＝１）とした状態で、第１カ
ウンタ50を０から（Ｗ−１＋Ｄ）までインクリメントし
ながら（ステップ1206）、ラインセンサ10b、20b、30b
の各画素に対応したアドレスにメモリされたデータを比
較してそれらのデータの一致を検出する。したがって、
ＣＯＵＮＴＥＲ２＝１のときには、中央部ラインセンサ
10b に対してはアドレスが０から（Ｗ−１＋Ｄ）まで、
右側ラインセンサ20b に対しては１から（Ｗ＋Ｄ）ま
で、左側ラインセンサ30b に対しては（Ｓ−１）から
（Ｓ＋Ｗ−２＋Ｄ）までインクリメントされる。すなわ
ち、右側ゼロクロスメモリ回路24と左側ゼロクロスメモ
リ回路34のメモリデータが、中央部ゼロクロスメモリ回
路14のメモリデータに対して１画素ずつずれて一致検出
が行なわれることになる。なお、上記の「Ｄ」は検出の
遅れによって定まる定数で、一致検出回路70に図８に示
す実施例を備えた場合には「Ｄ＝０」、図９および図10
に示す実施例の場合には「Ｄ＝２」である。

【００３５】しかも、図９または図10に示した一致検出
回路70による場合には、比較に供されるアドレスに幅が
設けられているから、基準となるゼロクロスデータのア
ドレスに対して他の２つのゼロクロスデータの複数のア
ドレスが比較の対象となる。

【００３６】そして、第２カウンタ60をインクリメント
しながら（ステップ1208）、第２カウンタ60のカウント
信号がＣＯＵＮＴＥＲ２＝Ｓとなるまで、一致検出が繰
り返される。

【００３７】すなわち、ゼロクロスメモリ回路14、24、
34のメモリデータがゼロクロス点に関して一致したとき
の第２カウンタ60の値が、前記数６式におけるずれ量Ｘ
p に相当する。そして、このずれ量がステップ1204にお
いてデータメモリ回路80に距離データとしてメモリされ
ることになる。

【００３８】前記ステップ1207で所定のシフト読み出し
の完了が判定されたならばステップ1209に進み、ステッ
プ1204でデータメモリ回路80に書き込まれた距離データ
が図示しない撮影レンズ駆動装置に出力されて、撮影レ
ンズが所定の位置まで移動して被写体に合焦することに
なる。

【００３９】なお、測距のための一致検出データを得る
場合には、図８ないし図10に示すいずれの一致検出回路
70においても調整モードが選択されない。このため、図
８に示す一致検出回路70では、インバータ75を介してＡ
ＮＤ回路71c にのみ「１」が入力されているから、出力
Ｃ、Ｒ、Ｌのいずれもが「１」となった場合にのみＡＮ
Ｄ回路71c を介して一致検出データが得られる。図９に
示す一致検出回路70では、インバータ75を介してＡＮＤ
回路72f にのみ「１」が入力されているから、ＯＲ回路
72a、72b、72c の出力がいずれも「１」となった場合に
のみＡＮＤ回路72f を介して一致検出データが得られ
る。また、図10に示す一致検出回路70では、インバータ
75を介してＡＮＤ回路73d にのみ「１」が入力されてい
るから、ＯＲ回路73a の出力と、出力Ｒ、Ｌのそれぞれ
に係るシフトレジスタの出力とが「１」となった場合に
のみＡＮＤ回路73d を介して一致検出データが得られ
る。

【００４０】次に、一致検出のために所定の出力データ
を得るようにする調整について説明する。

【００４１】図８に示す一致検出回路70では、調整信号
を入力してＡＮＤ回路71c から出力が得られない状態と
するとともに、例えば右側センサ20を遮光して該右側セ
ンサ20によって被写体の輝度データが取得されないよう
にする。この状態で、所定の距離に配した被写体の輝度
データを、中央部センサ10と左側センサ30によって捕捉
する。そして、中央部センサ10を一定にした状態で、当
該被写体までの距離を測定するのに適切な一致検出デー
タがＯＲ回路71d、即ちＡＮＤ回路71aから得られるよう
に、左側センサ30の取付の状態や読み出しアドレスの開
始位置などを調整する。次いで、左側センサ30を遮光し
て中央部センサ10を一定にした状態で右側センサ20の取
付状態や読み出しアドレスの開始位置などを調整すれ
ば、上記所定の被写体距離に対して、中央部センサ10、
右側センサ20、左側センサ30から一致したデータが得ら
れる。

【００４２】また、図９に示す一致検出回路70では、調
整信号を入力してＡＮＤ回路72f から出力が得られない
状態として、図８の実施例の場合と同様に、右側センサ
20と左側センサ30を交互に遮光して中央部センサ10との
間で調整すればよい。この図９に示す一致検出回路70で
は、出力Ｃ、Ｌ、Ｒのいずれも５ビットのシフトレジス
タのいずれかのＤフリップフロップのＱ出力が「１」と
なればよいから、読み出しアドレスがずれている場合で
あっても一致検出データが得られ、図８に示す一致検出
回路70に比べて調整が容易である。

【００４３】さらに、図10に示す一致検出回路70では、
調整信号を入力してＡＮＤ回路73dから出力が得られな
い状態にして、図８および図９に示す実施例の場合と同
様に、右側センサ20と左側センサ30を交互に遮光して中
央部センサ10との間で調整を行なえばよい。この図10に
示す一致検出回路70では、出力Ｃの５ビットのシフトレ
ジスタのＤフリップフロップのいずれかのＱ出力が
「１」となっていればよいから、調整が容易であり、ま
た一致検出データから得られた被写体距離と実際の被写
体距離とのくいちがいが少ない。

【００４４】次に、図13ないし図17に示した第２実施例
を説明する。

【００４５】この第２実施例では、受光センサ10、20、
30は適宜数の画素を並設した受光素子列からなる１本の
ラインセンサと３つの結像レンズとが組合わされて構成
されており、図14に示すようにカメラの前面には３つの
結像レンズ10a、20a、30a が配設され、被写体から発せ
られた光はこれらの結像レンズ10a、20a、30a を透過し
て後方に配設されたラインセンサ８の対応する部分に結
像する。したがって、ラインセンサ８は３つの部分に分
割されて構成され、それぞれラインセンサ中央部10b 、
ラインセンサ右部20b、ラインセンサ左部30bとしてあ
る。またこれら受光センサ10、20、30はそれぞれ中央部
センサ10、右側センサ20、左側センサ30とされており、
右側センサ20と左側センサ30のそれぞれの光軸20c、30c
は中央部センサ10の光軸10c を中心として対称の位置に
ある。

【００４６】上記ラインセンサ８には、図13に示すよう
に、センサドライバ11からの駆動信号が入力され、ライ
ンセンサ８は該駆動信号に基づいて被写体からの光の捕
捉を開始する。また、センサドライバ11は駆動制御信号
線40a によって制御回路40に接続され、制御回路40から
出力される駆動制御信号によって制御される。

【００４７】他方上記ラインセンサ８の出力端子には、
図13に示すように、２次差分演算回路12が接続されてお
り、該２次差分演算回路12によってラインセンサ８で得
られた被写体の輝度分布信号の２次差分を演算する。こ
の２次差分演算回路12は、第１実施例で示した図３と同
様のものであり、前記数８式によって２次差分が演算さ
れる。

【００４８】また、２次差分演算回路12の出力信号は、
図13に示すように、ゼロクロス検出回路13に入力されて
おり、２次差分演算回路12で得られた２次差分のゼロク
ロス点を検出する。このゼロクロス検出回路13は、第１
実施例の図５に示したものと同様である。

【００４９】上記ゼロクロス検出回路13によって得られ
たゼロクロス挙動の信号波形が、ラインセンサ中央部10
bに対応した部分とラインセンサ右部20bに対応した部
分、ラインセンサ左部30b に対応した部分とに分割され
て、各別にそれぞれゼロクロスメモリ回路14、24、34に
入力されて記憶される。このときゼロクロス挙動は、ラ
インセンサ８の右部20bと左部30bでは画素位置に対応し
てアドレス演算回路25、35から出力されるアドレスと対
応して記憶され、ラインセンサ中央部10b では第１カウ
ンタ50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）に応じて記
憶される。すなわち、アドレス演算回路25、35には第１
カウンタ50のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ１）が入力
され、中央部メモリ回路14にはカウント信号（ＣＯＵＮ
ＴＥＲ１）が入力されて順次インクリメントしながら、
中央部メモリ回路14では、

【数１５】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１右側メモリ回路24では、

【数１６】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１左側メモリ回路34では、

【数１７】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１に従って各画素に応じてそれぞれのアドレスに記憶され
る。

【００５０】また、上記アドレス演算回路25、35には第
２カウンタ60のカウント信号（ＣＯＵＮＴＥＲ２）が入
力されており、該第２カウンタ60および前記第１カウン
タ50は制御回路40の出力信号に基づいてカウントアップ
とリセットとが行なわれる。この第２カウンタ60は、ゼ
ロクロスメモリ回路24、34からデータの読み出しを行な
う場合にアドレスをインクリメントする。また、アドレ
ス演算回路25、35には制御回路40からアドレス処理情報
が入力され、該アドレス処理情報に基づいてアドレス演
算回路25、35からゼロクロスメモリ回路24、34に対して
所定の書込み信号と読み出し信号とが出力される。

【００５１】そして、上記ゼロクロスメモリ回路14、2
4、34の出力側には一致検出回路70が接続されており、
該一致検出回路70の出力側はゼロクロスデータの一致信
号を送出する一致情報線70a を介して制御回路40に接続
されている。また、該一致検出回路70には調整モード信
号線70b を介して調整信号が入力されている。

【００５２】また、一致検出回路70の構成は、図８ない
し図10に示した第１実施例に係る一致検出回路70と同様
である。

【００５３】また、第１カウンタ50のカウント信号はデ
ータメモリ回路80のアドレスポート81に入力され、第２
カウンタ60のカウント信号は該データメモリ回路80の距
離データポート82に入力されている。さらに第１カウン
タ50と第２カウンタ60のカウント信号は、いずれも制御
回路40に入力されている。また、制御回路40からデータ
メモリ回路80に対してデータメモリ信号が出力され、該
信号に基づいてアドレスデータと距離データとがデータ
メモリ回路80に記憶される。

【００５４】次に図15ないし図17に基づいて、被写体の
輝度情報のメモリの書き込みと読み出しの手順を説明す
る。

【００５５】測距が開始されるとラインセンサ８に電荷
が蓄積され（ステップ1501）、第２カウンタ60がリセッ
トされ（ステップ1502）、制御回路内の図示しない読み
出し画素数カウンタがリセットされる（ステップ150
3）。

【００５６】ラインセンサ８は１本で構成されているか
ら、まずそのうちのラインセンサ左部30b に関する部分
の最初の画素の読み出しが開始されたか否かが読み出し
画素数カウンタの値により判断され（ステップ1504）、
当該最初の部分の読み出しが開始されるまで１画素ずつ
出力される（ステップ1505）。当該最初の部分の読み出
しが開始されたならば、第１カウンタ50がリセットされ
る（ステップ1506）。そして、ラインセンサ左部30b の
１画素に対応したデータを読み出して（ステップ150
7）、読み出されたデータを左側ゼロクロスメモリ回路3
4に書き込む（ステップ1508）。なお、ステップ1507と
ステップ1508との間でゼロクロス検出が実行される。次
いでステップ1509に進んで全画素について読み出しが完
了したか否かを第１カウンタ50の値により判断し、読み
出されていない場合にはステップ1510に進んで第１カウ
ンタ50をカウントアップしたのちステップ1507に戻って
１画素読み出しと左側ゼロクロスメモリ回路34への書き
込みが行なわれる（ステップ1508）。そして左側ゼロク
ロスメモリ回路34にデータが書き込まれる際には、第１
カウンタ50のカウント信号に基づいてアドレス演算回路
35からアドレスを指定されてメモリされる。このとき、
メモリされるアドレスは、前記数17式に従って指定され
る。

【００５７】ラインセンサ左部30b の全画素の読み出し
が完了してステップ1509でＹＥＳとなると、ステップ16
03（図16）に進んでラインセンサ中央部10b に関する部
分の最初の画素の読み出しが開始されたか否かが読み出
し画素数カウンタの値により判断され、該最初の部分の
読み出しが開始されるまで１画素ずつ出力される（ステ
ップ1604）。当該最初の部分の読み出しが開始されたな
らば第１カウンタ50がリセットされ（ステップ1605）、
前記ステップ1507から1510と同様に、ラインセンサ中央
部10b に関して、ゼロクロス検出が行なわれながら、１
画素ずつの読み出し（ステップ1606）と中央部ゼロクロ
スメモリ14への書き込み（ステップ1607）、第１カウン
タ50の値によるラインセンサ中央部10b の全画素につい
ての読み出し完了の判断（ステップ1608）とが第１カウ
ンタ50をカウントアップしながら（ステップ1609）繰り
返される。なお、メモりされるアドレスは、数15式に従
って指定される。

【００５８】ラインセンサ中央部10b の全画素について
の読み出しが完了してステップ1608においてＹＥＳと判
断されると、ステップ1703（図17）に進んで、１画素ず
つ出力しながら（ステップ1704）ラインセンサ右部20b
に関する部分の最初の画素の読み出し開始が読み出し画
素数カウンタの値により判断され、当該最初の部分の読
み出しが開始されたならば第１カウンタ50がリセットさ
れる（ステップ1705）。そして、ラインセンサ左部30b
とラインセンサ中央部10bに関する手順と同様に、ライ
ンセンサ右部20b に関して、ゼロクロス検出が行なわれ
ながら、１画素ずつの読み出し（ステップ1706）と右側
ゼロクロスメモリ24への書き込み（ステップ1707）、第
１カウンタ50の値によるラインセンサ右部20b の全画素
についての読み出し完了の判断（ステップ1708）とが第
１カウンタ50をカウントアップしながら（ステップ170
9）繰り返される。右側ゼロクロスメモリ回路24にデー
タが書き込まれる際には、第１カウンタ50のカウント信
号に基づいてアドレス演算回路25から数16式に従って指
定されたアドレスにメモリされる。

【００５９】ラインセンサ８の全画素について読み出し
が終了して前記ステップ1708の判定がＹＥＳとなれば、
図12に示したステップ1201からステップ1209に至る手順
と同様に、ゼロクロスメモリ回路14、24、34からメモリ
データが読み出され、一致検出回路70にて中央部ゼロク
ロスメモリ回路14と右側ゼロクロスメモリ回路24、左側
ゼロクロスメモリ回路34のデータが一致するか否かが判
断される。そして、シフト読み出しが完了した場合に
は、データメモリ回路80から測距データが出力される
（ステップ1209）。

【００６０】ゼロクロスメモリ回路14、24、34のメモリ
データの一致検出の手順においては、第１カウンタ50と
アドレス演算回路25、35によって、前記数15式、数16
式、数17式に対応して、中央部ゼロクロスメモリ回路14
からは、

【数１８】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１右側ゼロクロスメモリ回路24からは、

【数１９】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋ＣＯＵＮＴＥＲ２左側ゼロクロスメモリ回路34からは、

【数２０】ＡＤＤＲＥＳＳ＝ＣＯＵＮＴＥＲ１＋Ｓ−Ｃ
ＯＵＮＴＥＲ２に従って読み出される。なお、数20式の中のＳは定数で
ある。このときの書き込みアドレスと読み出しアドレス
との関係は、前述した第１実施例の場合と同様であり、
第１ＣＯＵＮＴＥＲ１を０から（Ｗ−１＋Ｄ）までイン
クリメントしながら一致検出が行なわれる。なお、
「Ｄ」は検出の遅れによって定まる定数である。

【００６１】この第２実施例によれば、ラインセンサを
１本としこれを３つに分割して用いるようにしたから、
上記２次差分演算回路とゼロクロス検出回路もそれぞれ
１組ずつとなる。このため、３本のラインセンサを用い
る第１実施例に示した測距装置では、それぞれのライン
センサに対応して２次差分演算回路とゼロクロス検出回
路とが３組ずつ配設される構造となるが、第２実施例に
係る測距装置では１本のラインセンサと、１組の２次差
分演算回路、ゼロクロス検出回路とでよく、部品点数を
少なくすることができる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明に係るパッ
シブ型オートフォーカス装置用測距装置によれば、３組
の受光センサで被写体輝度を捕捉しそのデータから２次
差分を演算し、該２次差分のゼロクロス点を特徴点とし
てそのゼロクロスデータを記憶し、３組の受光センサの
うちの１つから得られたゼロクロスデータを基準として
他の２つの受光センサから得られたゼロクロスデータを
順次１画素ずつずらしながら３つのデータがゼロクロス
点に関して一致するか否かを比較して、一致したときの
ずらし量を距離データとして被写体までの距離を演算す
るようにしたから、相関演算して距離データを求めるも
のに比べて演算処理速度が速くなる。このため、動的な
被写体を確実に捕捉して素早いピント合わせを行なうこ
とができる。

【００６３】また、調整手段を設けて、３組のうちの２
組の受光センサから得られる測距データを比較できるよ
うにしたから、一致検出のためのデータの調整作業を容
易に行なうことができる。しかも、調整手段の操作によ
って調整作業を行なえるようにしたから、受光センサを
組み込む際の初期調整時はもちろん、経年変化によって
受光センサの取付誤差が生じた場合であっても調整作業
を行なうことができる。

【００６４】加えて、２次差分のゼロクロスデータを比
較するものであるため、ラインセンサ上の被写体輝度分
布のパターンに依存することがないから、高精度に距離
データを取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】このパッシブ型オートフォーカス装置用測距装
置の回路ブロック図である。

【図２】受光センサの概略の構造を示す側面図である。

【図３】ラインセンサの出力から２次差分を演算する２
次差分演算回路の回路図である。

【図４】図３の回路におけるタイムチャートである。

【図５】２次差分演算回路によって求められた２次差分
信号からゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路の
回路図である。

【図６】図５の回路におけるタイムチャートである。

【図７】被写体輝度分布とそれに対する１次差分と２次
差分を示す図である。

【図８】一致検出回路の一の実施例を示す回路図であ
る。

【図９】一致検出回路の他の実施例を示す回路図であ
る。

【図１０】一致検出回路の別の実施例を示す回路図であ
る。

【図１１】ラインセンサから得られたデータをゼロクロ
スメモリ回路に書き込む手順を示すフローチャートであ
る。

【図１２】ゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータの
一致を検出するために、該ゼロクロスメモリ回路から所
定のデータを読み出す手順を示すフローチャートであ
る。

【図１３】このパッシブ型オートフォーカス装置用測距
装置の第２実施例の回路ブロック図である。

【図１４】第２実施例の受光センサの概略の構造を示す
側面図である。

【図１５】ラインセンサから得られたデータをゼロクロ
スメモリ回路に書き込む手順を示す第２実施例に係るフ
ローチャートであって、ラインセンサの左部に関するも
のである。

【図１６】ラインセンサから得られたデータをゼロクロ
スメモリ回路に書き込む手順を示す第２実施例に係るフ
ローチャートであって、ラインセンサの中央部に関する
ものである。

【図１７】ラインセンサから得られたデータをゼロクロ
スメモリ回路に書き込む手順を示す第２実施例に係るフ
ローチャートであって、ラインセンサの右部に関するも
のである。

【図１８】測距原理を示す光路図である。

【図１９】測距原理に基づいて測定手順を説明するため
の図で、受光素子列で検出される被写体像の輝度分布に
関する信号図である。

【符号の説明】

10 受光センサ 20 受光センサ 30 受光センサ 10a 結像レンズ 20a 結像レンズ 30a 結像レンズ 10b ラインセンサ中央部 20b ラインセンサ右部 30b ラインセンサ左部 11 センサドライバ 12 ２次差分演算回路 13 ゼロクロス検出回路 14、24、34 ゼロクロスメモリ回路 25、35 アドレス演算回路 40 制御回路 50 第１カウンタ 60 第２カウンタ 70 一致検出回路 80 データメモリ回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の輝度分布を捕捉する３組の受光
センサと、上記それぞれの受光センサの出力信号の２次差分を算出
する２次差分演算回路と、上記それぞれの２次差分演算回路の出力信号のゼロクロ
ス点を検出するゼロクロス検出回路と、上記それぞれのゼロクロス検出回路によって得られたゼ
ロクロス挙動信号を記憶するゼロクロスメモリ回路と、上記それぞれのゼロクロスメモリ回路に記憶されたゼロ
クロス挙動信号を比較してこれらの一致を検出する一致
検出回路と、上記一致回路に、上記３組のうちの１組を基準センサと
し、該基準センサを含む２組の受光センサのデータの一
致処理を行なう調整手段を設け、被写体までの距離の測定時には、上記基準センサから得
られたゼロクロス挙動信号に対して、他の２つの受光セ
ンサから得られたゼロクロス挙動信号を順次スライドさ
せてこれらのゼロクロス挙動信号の一致を上記一致検出
回路により検出し、該スライド量から被写体までの距離
を演算することを特徴とするパッシブ型オートフォーカ
ス装置用測距装置。