JPH02641B2

JPH02641B2 -

Info

Publication number: JPH02641B2
Application number: JP54124537A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Ogino; Jukichi Niwa; Mitsutoshi Oowada; Kazuo Tanaka; Noboru Yukimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-09-27
Filing date: 1979-09-27
Publication date: 1990-01-09
Also published as: JPS5647701A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、光束の所定面上での入射位置を検出
するための光束入射位置検出装置に関するもので
ある。

例えば目標までの距離を測定するか又は結像光
学系の、目標物体に対する合焦点を検知する装置
の分野について言えば、装置側に投光手段を設け
てこの投光手段から目標物体に向けて光束を放射
し、この時の目標物体からの反射光束の、所定面
上での入射位置の変化を利用して装置までの距
離、或は、結像光学系の該目標物体に対する合焦
点を検知しようとする所謂能動型の測距装置又は
焦点検知装置がある。かかる能動型測距装置及び
焦点検知装置に於て反射光束検知手段として、自
己走査型素子を応用した例は本件出願人によつて
既に特願昭53−64747号に於て提案されている。

この提案に於ける一実施例としては、自己走査
型素子としての光センサ・アレイ・デバイスの出
力を利用して反射光束の入射位置を検出するため
の一手法として該出力のピーク値に対して一定の
比率でスライス・レベルを決定し、このスライ
ス・レベルをもとに、次の回の読み出しに際して
得られる光センサ・アレイ・デバイスの出力をス
ライスして、この時スライスされた信号部分が時
系列出力信号中、いずれの位置にあつたかを検知
することに依り反射光束の入射位置を検知し、以
つて、合焦、前ピン、後ピンの別を検知する装置
が提示されている。ところでこの提案に係る実施
例装置にあつても更に改善せねばならない問題点
が幾つか残されている。例えば、掲記の実施例装
置に於ては光センサ・アレイ・デバイスから選出
される１回目に読み出された時系列信号のエンベ
ロープのピーク値を検知しこの値から所定の比率
で決定されるスライスレベルを設定保持すること
により２回目に読み出された信号エンベロープを
スライスし、スライスにかかつた信号エンベロー
プの部分が信号エンベロープ全体の中央にあるか
又は中央から左右いずれの方向にズレているかを
デイジタル的に判別することにより反射光束の入
射位置を判定し、以つて、合焦又は前ピン、後ピ
ンを判定するものであるが、かかる方法にあつて
は物体像の一つの結像状態を判定する為に、光セ
ンサ・アレイ・デバイスから送出される時系列信
号を２回にわたつて読み出す必要があり判定に長
時間を要すようになり、又、信号の検知限界がス
ライスレベルに依存している為に光束のぼけによ
つて信号のピークが低くなつてきた場合、或いは
遠距離にある物体であるとか反射率の低い物体の
為に信号のピークが低下したような状態ではスラ
イスによつて信号エンベロープを上下に区別する
ことが困難となり、従つて反射光束の入射位置の
判定、即ち、合焦、前ピン、後ピンの判定に誤り
を生じ易くなる等、未だ未だ改良の余地が残され
ている。

他方、特開昭50−80155号公報に記載された装
置では、１対の受光器に夫々、入射した光量を比
較して光束入射位置を検出している。しかしなが
ら現実にこの種の装置を製作する場合、１対の受
光器の境界線をいかに正確に設計上の予定位置に
合わせるかで検出精度が左右される。受光器の取
付作業は高度の熟練を要し、しかも実現できる限
度があるからこの部分が検出精度の向上の１つの
障害となる。

本発明は斯かる事情に鑑みて為されたもので例
えば、掲記した様な能動型距離検出装置或いは焦
点検出装置等に適用可能な光束入射位置検出装置
として、受光手段に光センサ・アレイ・デバイス
等の走査型撮像素子を用いると共に、より簡単な
方法で、従つて、電気回路系の構成の複雑化を招
くことなく常に高精度で且つ正確に、光束の、所
定面上での入射位置を検出し得る新規な、且つよ
り優れた光束入射位置検出装置を提供することを
目的とし、そして斯かる目的の下で本発明の光束
入射位置検出装置は、光束が入射する面にほぼ一
致して走査型撮像素子を配置し、該撮像素子から
の時系列出力信号を所定の区間毎に分割して各区
間毎の信号量を比較することに依り上記光束入射
面上での上記光束の入射位置を検出する様にし、
分割位置を設計上の予定位置に合わせて電気的に
指定したことを特徴とするものである。

以下、添附の図面を参照して本発明を実施例に
則して詳述する。

先ず、第１図は、本発明の一適用例としての先
の特願昭53−64747号に係るTTL式能動型焦点検
知装置の特に光学的な配置構成を示すもので、１
は結像レンズ、６はその予定焦点面（カメラで云
えばフイルム面）、５は物体面、２はLED、半導
体レーザー・ダイオード等の発光体を適用して成
る光源、３は走査型撮像素子としての、例えば、
複数個の光センサのライン状配列を有して成る
CCD、BBD、MOS、フオト・ダイオード・アレ
イ、或いは、CCDフオト・ダイオード等の自己
走査型光センサ・アレイ・デバイス（自己走査型
固体撮像素子）、４は反射面４ａ及び４ｂを有す
るプリズムである。

斯かる配置構成に於て、光源２で発射された光
束はプリズム４の反射面４ａで反射され、結像レ
ンズ１を透過した後、物体面５に光源２のスポツ
ト像を投射する。ここで、光源２は予定焦点面６
上の所定の位置と共役な関係に配置されている。
このような共役関係の配置は光センサ・アレイ・
デバイス３についても同様である。物体面５で反
射された光束は結像レンズ１のプリズム４に於け
る反射面４ｂに対応した仮想開口を通過し、光セ
ンサ・アレイ・デバイス３の受光面上に光源２に
よるスポツト像を投射する。ここで第１図ａ，
ｂ，ｃに於ける差異について説明する。第１図ｂ
に示される結像レンズ１の位置を、この時の物
体面５に対する合焦状態とすると、第１図ａに示
される後ピンの状態の位置に於てはの位置よ
りも後方に位置して居り、かかる状態に於ては物
体面５に投射されたスポツト像はぼけた状態で且
つずれて結像する。第１図ａ中、′は結像レン
ズ′によつてこの時の物体面５上のスポツト像
が最鮮鋭の状態で結像される位置である。′の
位置に最鮮鋭状態で結像するように入射する光束
はプリズム４の反射面４ｂで反射され、光セン
サ・アレイ・デバイス３の受光面上にやはりぼけ
た状態で更にその中心ｃからＡ側にずれて結像す
る。又、第１図ｃに示される前ピンの状態の位置
に於てはの位置よりも前方に位置して居り、
かかる状態に於ても物体面５に投射されたスポツ
ト像はぼけた状態でずれて結像する。第１図ｃ
中、′は結像レンズ１によつてこの時の物体面
５上のスポツト像が最鮮鋭の状態で結像される位
置である。′の位置に最鮮鋭状態で結像するよ
うに入射する光束はプリズム４の反射面４ｂで反
射され、光センサ・アレイ・デバイス３の受光面
上にやはりぼけた状態で更にその中心ＣからＢ側
にずれて結像する。尚、第１図ｂ中、′は合焦
状態に在る結像レンズ１によつてこの時の物体面
５上のスポツト像が最鮮鋭の状態で結像される位
置を示すもので、この′の位置に最鮮鋭状態で
結像するように入射する光束はプリズム４の反射
面４ｂで反射され、光センサ・アレイ・デバイス
３の受光面上で、最も鮮鋭な状態で且つ、その中
心部Ｃにほぼ一致して結像する。第１図ａ，ｂ，
ｃ中に、点線によつて物体面５及び光センサ・ア
レイ・デバイス３の受光面上の投射スポツト像の
光強度分布を模式的に示してある。このように結
像レンズ１に於ける投光用及び受光用の仮想開口
を各々偏在させることにより合焦状態に於て共
役点に結像したスポツト像が，で示される結
像レンズ位置状態（後ピン、前ピンの状態）に対
応してぼけながら互いに反対方向にずれることに
なり、従つて光センサ・アレイ・デバイス３の出
力を利用して上記スポツト像、即ち、物体面５か
らの反射光束の、該光センサ・アレイ・デバイス
３の受光面上での位置（特にその中心に対する相
対位置関係）を検出することに依り合焦、前ピ
ン、後ピンの各状態を判別出来る訳である。尚、
図中の矢印Ｙはセンサ・デバイス出力の読み出し
方向を示すものである。

次に第２図を参照して、第１図で説明した如き
TTL式能動型焦点検出装置に本発明を適用した
場合の一実施例の、光速入射位置検出の原理につ
いて説明する。先ず第２図ａは光センサ・アレ
イ・デバイス３のセンサ面上の受光光束のエネル
ギー分布を模式的に示したもので、E₁は合焦状
態の分布を示し、これは第１図ｂの最鮮鋭結像状
態に相当する。ここで、光センサ・アレイ・デバ
イス３のセンサ面上での光束の入射位置検出の上
で基準となる点を光源２の中心と共役な点Ｃに選
び、そしてこの共役点Ｃはここではｊ番目のセン
サ・エレメントとｊ＋１番目のセンサ・エレメン
トとの境界に予め選んである。従つて合焦状態に
於てはセンサ面上のエネルギー分布は共役点Ｃを
境にして左、右にほぼ等分され、この状態に於て
は光センサ・アレイ・デバイス３のセンサ面上で
ｉからｊまでのセンサ・エレメントに入射するエ
ネルギー総量とｊ＋１からｋまでのセンサ・エレ
メントに入射するエネルギー総量（但し、ｊ−ｉ
＝ｋ−（ｊ＋１）である）は所定誤差の範囲内で
同等である。

次にエネルギー分布の状態E₂及びE₃は各々第
１図ａ及びｃの状態、即ち、各々後ピン状態及び
前ピン状態に於ける光センサ・アレイ・デバイス
３のセンサ面上の結像状態を示している。エネル
ギー分布は、結像レンズ１が合焦状態に於ける位
置から前後に離れるに従い光センサ・アレイ・
デバイス３のセンサ面上を左（Ｂ側）又は右（Ａ
側）方向にぼけながらずれて行く。従つて結像レ
ンズ１の最大繰り出し量とセンサ面上でのスポツ
ト像の最大ずれ量とが対応関係にあり、これから
光センサ・アレイ・デバイス３のセンサ長、即
ち、センサ・エレメント数が決定される。尚、こ
の場合、センサ長をあまり長く出来ず、従つて、
スポツト像の最大ずれ量を完全にカバー出来ず
に、前ピン、後ピンに対応するエネルギー分布
E₂、E₃が最大にぼけた（即ち、拡つた）状態で
その左端或いは右端の分布が切断された様な状態
になつたとしても実用上はさ程影響がないもので
ある。第２図ａに於てはこの左端及び右端に相当
するセンサ・エレメントの境界をｉ及びｋとして
ある。ここで本発明にあつては、光センサ・アレ
イ・デバイス３から時系列的に送出されてくる各
センサ・エレメントの信号の中、ｉからｋまでの
分を順次積分して行き、且つ、ｉからｊまでとｊ
＋１からｋまでをｊとｊ＋１との間で極性反転さ
せて積分する。即ち、エネルギー分布に対応する
信号をＶ（ｔ）とすると、積分値ｓは積分器のゲ
インをＫとしたとき、Ｓ＝Ｋ〔∫^tj _tiＶ（ｔ）dt−∫^tk _tjＶ（ｔ）dt〕で表わされる。Ｋの極性は正負いずれであつても
本質的には何等問題はない。第２図ｂに時刻t_jで
極性反転させた信号Ｖ（ｔ）を模式的に示してあ
る。又、第２図ｃは第２図ｂの各信号を各々積分
した場合に得られる信号を各々のエネルギー分布
の状態、即ち、各ピント状態に於けるエネルギー
分布E₁、E₂、E₃について模式的に示したもので
ある。時刻t_jで反転積分された結果、式から理
解出来るように時刻t_iから時刻t_jまでの時間区間
の積分値と時刻t_jから時刻t_kまでの時間区間の積
分値の差Ｓが時刻t_kの経過と共に出力される。こ
の差Ｓが第２図ｃ中、S₁で示す様に、零の時は光
センサ・アレイ・デバイス３のセンサ面上で設定
された共役点Ｃを中心としてエネルギー分布が
左、右同等となるように結像した状態であり、第
１図に於てはｂの合焦状態に相当しており、第２
図に於ては光センサ・アレイ・デバイス３の部分
を拡大して示したａに於けるエネルギー分布E₁
の状態に相当している。又、第２図ｃに於けるS₂
及びS₃は同図ａに示した光センサ・アレイ・デバ
イス３のセンサ面上のエネルギー分布E₂及びE₃
に対応している。即ち、S₂に関して言えばｉから
ｊまでのセンサ・エレメント上でのエネルギー分
布に対応した信号エンベロープを積分したもの
と、ｊ＋１からｋまでのセンサ・エレメント上で
のエネルギー分布に対応した信号エンベロープを
積分したものとの差が時刻t_kの経過と共に、時刻
t_jに於ける反転積分の結果として第２図ｃに於け
るS₂の曲線の右端に示す如く−Ｖとして出力され
る。同様にS₃については＋Ｖが出力される。この
様に結像レンズ１の或る物体に対応する合焦位置
からの該結像レンズ１の前後移動の度合に従つて
光センサ・アレイ・デバイス３のセンサ面上での
信号光エネルギー分布はぼけを伴いながら、共役
点Ｃを中心として左右に移動する訳であるが、こ
のようなレンズ移動に対応した、第２図ｃで示さ
れる積分出力の、時刻t_kの経過直後のレベル、即
ち式で表わされる反転積分後の出力Ｓのレベル
の変化は第３図に示されるような曲線となる。こ
れは式で表わされるＳの値を縦軸（Ｓ軸と記
載）に、結像レンズ１の合焦位置からの移動量を
横軸（Ｘ軸と記載）としてＳ＝Ｓ（Ｘ）の曲線を
模式的に表わしたものである。Ｓ（Ｘ）曲線がＸ
軸と交叉する点、即ち、Ｓ（Ｘ）＝Ｏの場合は合焦
状態である。曲線Ｓ（Ｘ）は原点を中点としてほ
ぼ点対称となるからＳ（Ｘ）の極性及びＳ（Ｘ）＝
Ｏとなる結像レンズ１の位置Ｘを求めれば合焦及
び前ピン、後ピンの別を検知出来る。例えば第３
図に於ける，，は第１図ａ，ｂ，ｃに於け
る結像レンズ位置，，に対応し、又各々の
Ｓ（Ｘ）の値がずれ量に対応している。

以下に、上述した様な基本原理に従う本発明の
光束入射位置検出装置の具体的実施例について詳
細に説明する。先ず第４図はこの実施例装置の主
として電気回路系の基本構成を示すもので、結像
レンズ１、光源２、光センサ・アレイ・デバイス
３、プリズム４及び予定焦点面６の配置関係につ
いては第１図によつて説明した通りであるものと
する。光センサ・アレイ・デバイス３はこの実施
例に於ては４相駆動の一次元CCDを使用してい
る。７は光センサ・アレイ・デバイス３を駆動す
る為のドライブ回路で、第５図に示す様に基本ク
ロツクCLKに基づき４相の転送クロツク・パル
スφ₁〜φ₄，φ₄同基のリセツト・パルスφ_RS及び所
定の周期で且つφ₄同期のシフト・パルスφ_SHを出
力する。尚、ここで転送クロツク・パルスφ₁，
φ₂，φ₃，φ₄は電荷転送用CCDアナログ・シフ
ト・レジスタ駆動用のもので、CCDアナログ・
シフト・レジスタを通して信号電荷を出力所まで
転送する為に使用される。本例に於てはφ₁〜φ₄
の４相のクロツク・パルスを用いているが相数及
び転送方式については特に指定は必要ではない。
シフト・パルスφ_SHは所定の蓄積時間、センサ部
に蓄積された信号電荷をCCDアナログ・シフ
ト・レジスタへ移送するため、シフト・ゲート電
極に印加されるパルスである。又、リセツト・パ
ルスφ_RSは出力部の電荷リセツトのために附与さ
れるものである。出力部から出力される時系列信
号電圧波形をVoutとして模式的に示してある。
尚、本実施例に於ては光センサ・アレイ・デバイ
ス３からはφ₂同期で信号が出力されるものであ
る。８は光センサ・アレイ・デバイス３から出力
される時系列信号電圧のオフセツト電圧（例えば
暗電流成分）を除去するための回路で、例えば、
差動増幅器から成つていて、その一方の入力側に
信号電圧を入力し、もう一方の入力端子にオフセ
ツト調整の為の電圧（例えば暗電流レベル）を入
力することにより信号電圧のオフセツト（ノイズ
成分）を除去する。尚、第５図に示す様に、ここ
では光センサ・アレイ・デバイス３の出力は負の
電圧信号として得られるものであるが、これは上
記オフセツト電圧除去回路内で反転増幅されて正
の電圧信号として出力されるものである。９は
FETアナログ・スイツチ等から成るアナログ・
ゲート回路で、制御回路１２からの制御信号φ₁₁
（第７図々示）に依り第２図で説明した時刻tiか
ら時刻tkまでの時間区間のみオン状態となる様に
制御される。１０は信号反転回路で、制御回路１
２からの制御信号φ₁₂（第７図図示）に依り第２図
で説明した時刻t_jのタイミングで信号を反転させ
る様に制御される。１１は該信号反転回路１０の
出力を積分する積分回路で、シフト・パルスφ_SH
に依りリセツトされる。１３は該積分回路１１の
出力（Ｓ）をサンプル・ホールドするためのサン
プル・ホールド回路で、制御回路１２からの制御
信号φ₁₃（第７図々示）に依り時刻t_kのタイミング
で積分回路１１の出力（Ｓ）をサンプリングし、
以降、これをホールドする様に制御される。１
４，１４′はサンプル・ホールド回路１３の出力
（Vs）を抵抗Ｒ１，Ｒ２で定められている所定の
電圧範囲−Vref.〜＋Vref.に対して比較するため
のウインド・コンパレータ回路を構成しているコ
ンパレータで、コンパレータ１４はサンプル・ホ
ールド回路１３の出力（Vs）を基準電圧＋Vref.
に対して比較するべく出力（Vs）をその非反転
入力に、又、基準電圧＋Vref.をその反転入力に
受け、一方、コンパレータ１４′はサンプル・ホ
ールド回路１３の出力（Vs）を基準電圧−Vref.
に対して比較するべく出力（Vs）をその反転入
力に、又、基準電圧−Vref.をその非反転入力に
受ける様に為されて居り、従つて、−Vref.≦Vs
≦＋Vref・の場合にはコンパレータ１４，１
４′の出力は共にロウとなり、Vs＞＋Vref.の場
合にはコンパレータ１４′の出力はロウのまま、
コンパレータ１４の出力がハイとなり、一方、
Vs＞−Vref.の場合にはコンパレータ１４の出力
はロウのまま、コンパレータ１４′の出力がハイ
となる。１５はコンパレータ１４，１４′の出力
の論理条件に応じて表示用LED１８，１９を制
御する表示制御回路で、例えば、コンパレータ１
４の出力がハイの場合にはLED１８を、コンパ
レータ１４′の出力がハイの場合にはLED１９
を、そしてコンパレータ１４，１４′の出力が共
にロウの場合にはLED１８，１９の双方を点灯
させるべく制御する様に構成されている。１６は
コンパレータ１４，１４′の出力に基づいて結像
レンズ１の自動焦点調節を行なうべくモータ１７
を制御するモータ制御回路である。尚、上記制御
回路１２はドライブ回路７からのシフト・パルス
φ_SH及び転送クロツク・パルスφ₂を受けてこれに
基づいて光センサ・アレイ・デバイス３の使用セ
ンサ・エレメント範囲及び反転積分位置、即ち、
第２図で説明したti、tj、tkの各タイミングを規
定するべく制御信号φ₁₁，φ₁₂，φ₁₃を出力するも
のである。

以上の構成に於て、今、光源２の発光に依り光
束が投射され、その反射光束が光センサ・アレ
イ・デバイス３のセンサ面上でこの時の物体に対
する結像レンズ１の焦点調節状態に応じた位置に
入射している状態で、ドライブ回路７の作動に依
り該光センサ・アレイ・デバイス３の出力の読み
出しが行なわれると、先ず、この時のシフト・パ
ルスφ_SHに依り積分回路１１がリセツトされると
共に制御回路１２がこのシフト・パルスφ_SHに応
答して転送クロツク・パルスφ₂に基づきタイミ
ング規定動作を開始する様になり、一方、この時
読み出されたセンサ・デバイス出力はオフセツト
電圧除去回路８に依りそのオフセツト電圧（ノイ
ズ成分）が除去された後、アナログ・ゲート回路
９に附与される。ここでセンサ・デバイス出力の
読み出しの開始から時刻tiに達する迄の間は制御
回路１２は制御信号φ₁₁をロウと為すことに依り
アナログ・ゲート回路９をゲート・オフ状態に設
定して居り、そして時刻tiに達すると、以降、時
刻tkに達する迄、制御信号φ₁₁をハイと為すこと
に依りアナログ・ゲート回路９をゲート・オン状
態に設定する様になり、従つて、信号反転回路１
０には時刻tiから時刻tkまでの時間区間のセン
サ・デバイス出力が附与されることになる訳であ
るが、ここで、時刻tjに達する迄は制御回路１２
は制御信号φ₁₂をロウを為すことに依り信号反転
回路１０を、その入力信号を反転させることなく
そのまま出力する信号非反転出力モードに設定し
て居り、そして時刻tjに達すると、以降、時刻tk
に達する迄、制御信号φ₁₂をハイと為すことに依
り信号反転回路１０を、その入力信号を反転させ
て出力する信号反転出力モードに設定する様にな
る。従つて積分回路１１は時刻tiから時刻tkまで
の時間区間で、先ず、時刻tiから時刻tjまでの時
間区間の信号を積分した後、続く時刻tjから時刻
tkまでの時間区間の信号については反転積分を行
なうことになり、斯くして積分回路１１に依り、
前掲の式で示す演算が行なわれて時刻tkに達し
た時点では該積分回路１１からは時刻tiから時刻
tjまでの時間区間の信号量と時刻tjから時刻tkま
での時間区間の信号量との差（Ｓ）が出力される
様になる。そして時刻tkに達すると制御回路１２
は制御信号φ₁₃をハイと為し、これに依りサンプ
ル・ホールド回路１３はこの時刻tkの時点での積
分回路１１の出力（Ｓ）をサンプル・ホールドす
る様になる。斯くしてこの時のサンプル・ホール
ド回路１３の出力（Vs）は光センサ・アレイ・
デバイス３のセンサ面上での上記反射光束の入射
位置を表わすことになり、その際、第２図で説明
したことから、Vs＝０であれば、反射光束の入
射位置はｊ番目とｊ＋１番目のセンサ・エレメン
トの境界、即ち、共役点Ｃに一致していることに
なり、Vs＞０であれば共役点ＣよりもＢ側に、
又、Vs＜０であれば共役点ＣよりもＡ側に偏つ
ていることになり、且つ、この時の絶対値レベル
｜Vs｜はその偏りの量を表わすことになる。こ
こでは以上の様にして光センサ・アレイ・デバイ
ス３のセンサ面上での反射光束の入射位置の検知
が行なわれ、その結果はサンプル・ホールド回路
１３の出力（Vs）、即ち、積分回路１１の出力
（Ｓ）に依つて指示されることになる訳である。
以下、この時のサンプル・ホールド回路１３の出
力（Vs）はコンパレータ１４，１４′に依り所定
の電圧範囲−Vref.〜＋Vref.に対して比較され、
そ結果に基づいて表示制御回路１５に依りLED
１８，１９に依る表示状態が制御されると共にモ
ータ制御回路１６に依りレンズ駆動用モータ１７
が制御される様になる。尚、この場合、第２，３
図で説明したことから、コンパレータ１４の出力
のハイは前ピン状態を、コンパレータ１４′の出
力のハイは後ピン状態を、そしてコンパレータ１
４，１４′の双方の出力のロウは合焦状態（即ち、
ここでは第３図に示す様に＋Vref.と−Vref.とで
定まる範囲δを合焦範囲としている訳である）を
表わすことになるから、LED１８の点灯は前ピ
ン状態を、LED１９の点灯は後ピン状態を、そ
してLED１８，１９双方の点灯は合焦状態を表
わすことになる。又、このことからモータ制御回
路１６はコンパレータ１４の出力のハイに依り結
像レンズ１を後退させるべくモータ１７を所定方
向に回転させ、コンパレータ１４′の出力のハイ
に依り結像レンズ１を前進させるべくモータ１７
を逆転させ、そして、コンパレータ１４，１４′
の双方の出力のロウに依りモータ１７を停止させ
るべく該モータ１７を制御する様に構成しておけ
ば良いものである。

ここで上記制御回路１２、オフセツト電圧除去
回路８、信号反転回路１０の各具体的構成例につ
いて説明しておく。

先ず、第６図は制御回路１２の一構成例を示す
もので、２１は転送クロツク・パルスφ₂をカウ
ントするカウンタで、シフト・パルスφ_SHに依つ
てリセツトされる様に為されている。２２は該カ
ウンタ２１のカウント出力に基づいて上記の時刻
ti、tj、tkのタイミングを規定するべくその内容
が予めプロクラムされたプログラマブル・ロジツ
ク・アレイで、具体的には光センサ・アレイ・デ
バイス３にシフト・パルスφ_SHが附与されて後、
第１番目のセンサ・エレメントからの信号が読み
出されるまでに転送クロツク・パルスφ₂がα個
附与されるものとすると、出力端子Ａからはカウ
ンタ２１のカウント値が“α＋ｉ”となつた時点
で、又、出力端子Ｂからはカウンタ２１のカウン
ト値が“α＋ｊ”となつた時点で、そして、出力
端子Ｃからはカウンタ２１のカウント値が“α＋
ｋ”となつた時点で夫々単パルス（第７図々示）
を出力する様にその内容が予めプログラムされて
いるものである。２３はプログラマブル・ロジツ
ク・アレイ２２の出力端子Ａからのパルスに依つ
てセツトされた後、出力端子Ｃからのパルスに依
つてリセツトされる様に為されたRSフリツプ・
フロツプ・２４は同じくプログラマブル・ロジツ
ク・アレイ２２の出力端子Ｂからのパルスに依つ
てセツトされた後、出力端子Ｃからのパルスに依
つてリセツトされる様に為されたRSフリツプ・
フロツプで、ここではフリツプ・フロツプ２３の
Ｑ出力（第７図々示）が第４図示アナログ・ゲー
ト回路９に対する制御信号φ₁₁となり、又、フリ
ツプ・フロツプ２４のＱ出力（第７図々示）が第
４図示信号反転回路１０に対する制御信号φ₁₂と
なり、そして、プログラマブル・ロジツク・アレ
イ２２の出力端子Ｃからの出力が第４図示サンプ
ル・ホールド回路１３に対する制御信号φ₁₃とな
る。

次に第８図は上記オフセツト電圧除去回路８の
一構成例を示すもので、ここに示す例は光セン
サ・アレイ・デバイス３からの出力を交流増幅し
た後、クランプすることに依つて信号電圧のオフ
セツト分（直流分）を除去する様にしたものであ
る。即ち、図に於て、３１は交流増幅器、３２は
クランプ用（即ち、直流カツト用）コンデンサ、
３３は該コンデンサ３２のリセツト用アナログ・
スイツチ・３４は出力用バツフア増幅器で、コン
デンサ３２に依り信号電圧中のオフセツト分（こ
こでは主に直流分）が除去されることに依りバツ
フア増幅器３４からはオフセツト分が除去された
信号が出力される様になる。尚、アナログ・スイ
ツチ３３はシフト・パルスφ_SHに依つてコンデン
サ３２をリセツトするべくオンさせられる。

最後に第９図は上記信号反転回路１０の３つの
構成例を示すもので、先ずａに示す例は、演算増
幅器４１及び抵抗Ｒ３，Ｒ４を図示の如く接続し
て成る反転増幅回路の出力と、演算増幅器４２及
び抵抗Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ８を図示の如く接続
して成る非反転増幅回路の出力を夫々アナログ・
スイツチ４３及び４４に依つてセレクトする様に
したもので、アナログ・スイツチ４３には制御信
号φ₁₂が、又、アナログ・スイツチ４４にはイン
バータ４５に依るそのインバート信号₁₂（これ
は第６図示フリツプ・フロツプ２８の出力に等
しい）が附与される。又、ｂに示す例は、演算増
幅器４６、抵抗Ｒ９，Ｒ１０，Ｒ１１及びアナロ
グ・スイツチ４７を図示の如く接続して成る非反
転増幅回路の構成に於て、アナログ・スイツチ４
７をオンさせることに依りその動作モードを非反
転増幅モードから反転増幅モードに切換え得る様
にしたもので、アナログ・スイツチ４７には上記
制御信号φ₁₂が附与される。又、ｃに示す例は、
演算増幅器４８、抵抗Ｒ１２，Ｒ１３，Ｒ１４及
びアナログ・スイツチ４９を図示の如く接続して
成る反転増幅回路の構成に於て、アナログ・スイ
ツチ４９をオンさせることに依りその動作モード
を反転増幅モードから非反転増幅モードに切換え
得る様にしたもので、アナログ・スイツチ４９に
は制御信号φ₁₂の、インバータ５０に依るインバ
ート信号₁₂が附与される。

さて、以上に詳述した様に本発明の光束入射位
置検出装置は、光束が入射する事にほぼ一致して
走査型撮像素子を配置し、該撮像素子からの時系
列出力信号を所定の区間毎に分割して各区間毎の
信号量を比較することに依り上記光束入射面上で
の上記光束の入射位置を検出する様にしたもの
で、これに依れば、光センサ・アレイ・デバイス
等の走査型撮像素子の使用の下で、より簡単な方
法で、従つて、電気回路系の構成の複雑化を招く
ことなく常に高精度で且つ正確に、光束の、所定
面上での入射位置を検出し得る様になり、特に冒
頭に述べた様な能動型距離検出装置或いは焦点検
出装置等に適用して非常に有益なものである。
尚、実施例では本発明装置の適用例としてTTL
式能動型焦点検出装置を挙げて説明したが本発明
の装置の適用が斯かる焦点検出装置のみに限られ
るものではないことは勿論のことで、光束の入射
位置の検出を必要とする機器に広く適用可能であ
り、その場合にも上記した様な有益な利点が得ら
れるものである。又、実施例では走査型撮像素子
として光センサ・アレイ・デバイスで知られる自
己走査型固体撮像素子を挙げたがこの外にビデイ
コン、サチコン、カルニコン等で知られる撮像管
能も使用し得るものである。更に実施例では各分
割区間毎の信号量として信号の積分量を求める様
にしていたが、この外に各区間毎の信号のピーク
値或いは各区間毎の信号の平均値を求めてそれ等
を比較する様にしても良いものである。又更に実
施例では各区間毎の信号量の比較の方法として反
転積分と云う手法を採つていたが、この外に各区
間毎の信号を夫々別々に積分したり或いはそのピ
ーク値を求め、これ等を差動増幅回路に附与して
その差（Ｓ）を求めたり或いは比較回路を用いて
比較する様にしても良いものである。

また本発明の装置を製作する場合、撮像素子を
装置に取付けた後、設計上の予定位置に合わせて
撮像素子の所定位置を電気的に指定し、ここを基
準とすれば取付誤差を実用上解消できる効果があ
り、よつて精度の向上を図ることが可能となる。

更に撮像素子を利用して入射光束を撮像し、光
束の形態を観測できるから、この情報を組立調整
時のチエツク手段として利用できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一適用例としてのTTL
式能動型焦点検出装置の光学的配置構成を示す模
式図で、ａは後ピン状態を、ｂは合焦状態を、ｃ
は前ピン状態を夫々示す。第２図は本発明装置を
第１図で説明した様な焦点検出装置に適用した場
合の光束入射位置検出の原理を説明するための図
で、ａは光センサ・アレイ・デバイスのセンサ面
での第１図ａ，ｂ，ｃの状態に対応した各光エネ
ルギーの分布状態を、ｂはセンサ・デバイス出力
の反転積分のタイミング関係を、ｃは反転積分の
様子を夫々示すものである。第３図は第２図で説
明した反転積分に依つて得られる出力信号（Ｓ）
の、光束の入射位置の変化に応じた変化の様を示
す出力波形図、第４図は本発明装置を第１図示焦
点検出装置に適用した場合の一実施例を示すブロ
ツク・ダイアグラム、第５図は第４図示回路系に
於けるドライバ回路の出力とこれに依る光セン
サ・アレイ・デバイスからの出力信号を示すタイ
ミング・チヤート、第６図は第４図示回路系に於
ける制御回路の一構成例を示すブロツク・ダイア
グラム、第７図は第６図示回路の動作関係を示す
タイミング・チヤート、第８図は第４図示回路系
に於けるオフセツト電圧除去回路の一構成例を示
す部分回路図、第９図ａ，ｂ，ｃは第４図示回路
系に於ける信号反転回路の３つの構成例を示す部
分回路図である。１……結像レンズ、２……光源、６……予定焦
点面、３……走査型撮像素子としての光センサ・
アレイ・デバイス（自己走査型固体撮像素子）、
９……有効信号取込み用アナログ・ゲート回路、
１０，１１，１２……各分割区間毎の信号量を比
較するための手段としての反転積分手段の構成要
素で、１０は信号反転回路、１１は積分回路、１
２は信号区間設定用制御回路である。

Claims

【特許請求の範囲】１物体からの光束を光学系を介して受光手段へ
導き、入射光束のエネルギー強度分布が前記受光
手段の受光面上で移動する作用を利用して測定あ
るいは検出を行う装置において、前記受光手段を走査型撮像素子とし、又前記光
学系によつて定まる光学上の所定位置に相当する
前記走査型撮像素子上の位置を信号処理上の基準
として指定すると共に前記走査型撮像素子から前
記エネルギー強度分布に関する電気信号を読み出
し、読み出した電気信号を前記基準を用いて所定
アルゴリズムに従つて処理する電気手段を設けた
ことを特徴とする光束入射位置検出装置。