JPH0333708A - ピント検出装置 - Google Patents

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、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
にしたピント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ＣＯＤ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、いわゆる前ビンの場合、
互いに光軸（１８）の方に近づき、反対に後ビンの場合
、光軸（１８）から遠ざかる。ピントが合った場合、二
つの像（工４）、（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。

解決しようとする問題点 相対的位置関係は２つの像パターンを比較することによ
り求められるが、被写体の輝度が低い場合や被写体のコ
ントラストが低い場合には像パターンの変化が乏しい！
こめ位置関係を精度よく求めることが困難となる。この
ようなときに上記位置関係に基づいてピントずれ量を求
めてもその値が有効でなくなるばかりでなく合焦点とは
逆方向にレンズが駆動されるという不都合が生じる。

本発明の目的は、正確なピント検出が可能か否か又は検
出結果が信頼できるか否かをピント検出用の受光出力か
ら精度よく判別できるピント検出装置を提供することに
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、第１の像信号と第２の像信号とが最良の相関
を有する最良相関値を、被写体像のコントラストで規格
化し、ピント検出が可能か否かをこの規格化された値に
基づいて判別するようにしたことを特徴とする。

作　　　用 高輝度又は高コントラストの被写体に対して得られた最
良相関値と低輝度又は低フントラストの被写体に対して
得られた最良相関値とが仮に同じであっても、被写体コ
ントラストは異なるので、それに伴ない規格化された相
関値も変わってくる。

従って、ピント検出が可能か否かを、規格化された相関
値の値から判別することができる。

実施例 第２図は、本発明によるピント検出装置を】眼し７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（
２４）　、焦点板（２６）、ペンタプリズム（２８）等
はｌ眼し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（２
２）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低部に配置されｔ；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（４２）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
からのピントの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（
４８）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ｆ、だけ離れた位置
に配しである。

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）
、（６０）が設けである。各結像レンズ（５４）、（５
６）の結像面にはＣＯＤによるラインセンサ（６２）、
（６４）が配しである。ここで、コンデンサレンズ（５
２）が露光等価面（５０）から外れた位置に配しである
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、は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
光のみを受は入れるように、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Ｆ５６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、常用される大抵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。多像（６６）、（６８）、（７
０）のラインセンサ（６２）上における入射点はそれぞ
れ（７２）、（７４）、（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（４８）側に互いに寄っている。合焦像（８
６）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（４８）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（９４）上では、
若干ぼけて引伸ばされた像となる。また、後ピン像（８
８）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りの関係
を説明する。合焦時に光軸（４８）上に結像する像（６
８）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（６
７）又は（７１）を通過する。ここで露光等価面（５０
）上の３つの点（６８）、（６７）、（７１）を光源と
し、コンデンサレンズ（５２）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（７
４）、（７２）、（７６）であるとする。まｌ；、結像
系（５５）の倍率をａとする。第５図を幾何学的に見れ
ば、 次式が成立する。

ｅ　　　　　　ｆ宜 σ　−−・・・・・・　（２） この二つの式から、ｇを消去すると、 １ ｅ−ｈ　　　・・・・・・　（３） α　Ｈ となり、（３）式においてｆ１／αＨ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Ｒｈ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（５
５）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。とすれば
、第１３図のように前ピンの場合はσ。より大きく、後
ピンの場合はα。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りに応じて予
め倍率を用意しておき、これを用いる。以下、移動量り
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（
Ｌｌ）〜（Ｌ　２６）、（Ｒ＋）〜（Ｒ３゜）はホトダ
イオードであり、電荷結合素子（ＣＣＤ）を溝底する。

尚、画素（Ｌ　ｚａ）と（Ｒ１）との間の空白部にダミ
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ＣＯＤとして溝底してもよ
い。さらには第７図のようにラインセンサ（６２）と（
６４）の間に電荷転送ライン（６５）を這わせてもよい
。ホトダイオード（６７）、（６９）はＣＯＤの電荷蓄
積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（Ｌ、）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Ｉ；、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（Ｌ、）〜（Ｌｌ。）、第２のブロック
は画素（Ｌ、）〜（Ｌｅａ）、第３のブロックは画素（
Ｌｌア）〜（Ｌ　ｉｓ）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（６
４）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、参照領域の画素（Ｒ１）〜（Ｒ１，）の部分の像
を対称として第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、画素り、と
Ｒ，、Ｌ、とＲ２、・・・　ＬＩＯとＲＩ６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、参照部（
６４）の画素（Ｒ２）〜（Ｒ１□）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２ １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Ｒ３〜Ｒ０の部
分の像と一致する場合は２１個の比較結果の中でＨ＋（
ＱＸ）が最小となる。この最小値に対応する画素領域を
見出すことにより、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Ｑ−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（Ｒｏ）〜（Ｒ２゜）の部分の像と一致するよう
に光学系を溝底する。こうすれば、合焦の場合、第１の
ブロックの像は画素（Ｒ３）〜（Ｒ１り、第３のブロッ
クの像は画素（Ｒｏ）〜（Ｒ２Ｍ）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、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、前ビン状態の場合は、第４図を参照して基準部（
６２）と参照部（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のブロックの像が参
照部（６４）の成る部分の像と一致する。反対に後ビン
の場合は、二つの像は光軸（４８）から遠ざかりに部分
で一致するから、第１のブロックの像が参照部（６４）
の成る部分と一致する。したがって非合焦の場合は、第
１ブロツクあるいは第３ブロツクの像に関する比較結果
の中で最小値が見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ブロツク
と第２ブロツクおよび第２ブロツクと第３ブロツクのそ
れぞれにおいて、画素り、とＬｌ。およびり、アとり、
が共用されている。このように画素を共用すると、例え
ば、画素り、とＬｌｌｌ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（ＡＸＢ）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。Ｃ０Ｄ（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ビツトのデジタル信号
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、基準部のメモリデータか
らコントラスト検出回路（ｌ　ｌ　２）により第１１第
２、第３の各ブロックのコントラストＣ３・Ｃ２・Ｃ１
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Ｃ３゜Ｃ，、Ｃ，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Ｃ，，Ｃ！、Ｃ，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
“ｌ“が、また越えていない場合は“Ｏ″が出力され、
コントラストＣ０Ｃｍ、Ｃｓに対するそれぞれの判定結
果ｄ１．　ｄ２．　ｄ３がメモリ（１２０）に貯えられ
る。

次に各ブロックの像と参照部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Ｃ，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
の像と参照部の像との比較が実行される。この比較の内
容は（８）、（９）、（ｔｏ）式で示した通りである。

各ブロックについて２１ｍの比較結果が得られるが、こ
れらは順次子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Ｈｌｃａ、）、　Ｈｚ（Ｑｔ）、　Ｈｉ（ａ
ｓ）およびそれぞれの比較番目ａ、、　Ｃ，、ａ、が検
索回路（−１２６）で検索され、その結果がメモリ（１
２８）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Ｈｌ（
＋２１）、　Ｈ２（Ｑｈ）、　Ｈ３（＋２３）とコント
ラストＣ１，ｃ２．ｃ、との比が求められる。それぞれ
は次式で示される。

１ − ３ 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
すれば前ビンあるいは後ビンの状態が検出できるがとい
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１（＋（＋２＋）
。

Ｈｉ（１２り、　Ｈｉ（１２３）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゛力祇
これは適切ではない。一般に像のコントラスト状態は−
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Ｈｌ（Ｌ）に
対して画素ｌピッチだけ前後にずらせたときの比較結果
Ｈ１（１２＋−１）、　Ｈ＋（ｃ、＋　１　）について
考える。

この最小値Ｈｌ（Ｌ）が仮に合焦状態に対するものであ
るとすれば、Ｈ、（Ｌ−１”）あるいはＨ，（ｆｆ、＋
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Ｈ＋（１２＋　　１　）、　Ｈｒｃ（
ｈ＋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Ｈｌ（Ｌ）をコントラスト
Ｃ１で割った値ＮＨ，は最小値Ｈｌ（（２＋）と画素ｌ
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 Ｃ＋　　　　　Ｈｌ（Ｌ：Ｉ＝１） 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、基準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Ｈ，ＣＱ→がＯ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、標準化指数に対して予め基準値ＮＨ，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ＮＨ，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Ｌｈ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Ｈ２０、）をとる比較番号Ｑｋ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Ｈｈ（Ｑｈ）をとるブロックの標準化された最小値
ＮＨｋが所定値ＮＨ，と減算回路（１３６）で比較され
ＮＨｋがＮＨ，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１２．が得られたとし、例えば１２
＋−１８であるとする。これは画素（Ｌ＋）〜（Ｌ　Ｉ
ｌ＋）上の像と画素（Ｒ１８）〜（Ｒｉｔ）上の像とが
最も良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Ｄｌを求める。

この間隔Ｄｌは画素（Ｌ、）と（Ｒｏ）との間の間隔で
ある。第６図に示すように画素（Ｌ、）と（Ｒ１）との
間隔を１．５０ｍｍ、画素のピッチＰを３０μとすれば Ｄ　、　＝　ｔ、ｓｏ＋　０．０３Ｘ　１ｇ＝　２．０
４（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Ｑｌを用いて像の間隔り、
は次式で示される。

Ｄ　Ｉ＝　１．５０＋　０．０３１２１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 り、−１，５０−０，０３ｘ８＋０．０３ｐ、　　　−
−−−−−（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゜０３Ｘ　８　Ｘ　２　＋　０．０
３α、・・・（２０）となる。以上の三つの式をさらに
一般化して示すＤ　ｈ−１，５０−０，０３（８０ｃｍ
　１　）＋　Ｑｋ）・・・（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１Ｏ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Ｈｚ（Ｑｘ）をとる比較番号Ｑｌは８となっ
ている。第１０図のように比較結果Ｈ２Ｃ（ｈ　　ｌ　
）とＨｌ（１２□＋１）が等しくない場合、真の一致点
は比較番号ａｘ−８の点ではなく、１２２−８と最小値
Ｈ２（Ｑｘ）の次に小さい比較結果をとる比較番号ａ＊
＋　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Ｈｚ（Ｌ−１）と）Ｉ　
ｚ（Ｑｘ）・とを結ぶ線を延長し、他方この延長線と勾
配が反対でＨｔｏ、＋　Ｉ　）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Ｈ、（１２，−１）
≧Ｈｋ（れ千１）の場合、ａ、と真の一致点ｑとの間の
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Ｈｋｏ、−１）＜Ｈ，（ｓ、＋　ｉ）
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。

Ｄ’＊　−Ｄｈ±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
Ｄ′、が算出される。

次に、ずれ量演算回路（１４０）で間隔Ｄ′、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
。合焦時の二つの像の間隔をり。とすれば第５図におけ
る像の移動ｆｋｈは次式でされる。

ｈ　　−−（Ｄ’　　−Ｄ、）　　　・・・・・・　（
２５）ここで、ｈ〈０は前ビン、ｈ＞Ｏは後ビンを示す
。

第５図の結像系の場合、Ｄ、−２Ｈであるが、実際には
組立誤差などにより若干具なってくるので、組立調整時
にり、として適切な値をセットすることが好ましい。

さて、移動量りが求まると（３）式に基づいてずれ量ｅ
が求められるが、倍率σ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
意しておき、これを用いてずれ量ｅを算出する。

第 ■ 表 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（１
４４）から三相のパルス１．１’ｚ−Ｉｓ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（１
０４）は、マイクロコンピュータ（１４６）の端子（Ｐ
Ｉ？）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
電荷蓄積開始時点となる。この電荷蓄積開始に伴ってＣ
ＯＤ　（１０４）の端子（ｑ、）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（１
４８）は“高”電圧を出力する。この“高”電圧に応答
して端子（Ｐ、）からシフトパルスが出力され、これに
応答してＣＣＤ（１０４）の各画素の電荷蓄積電荷が転
送ラインに移される。ｃｃＤ（１０４）にとっては、端
子（ｑ、）にクリアパルスが与えられてから端子（ｑ、
）にシフトパルスが与えられるまでの間が電荷蓄積時間
となる。ＣＯＤ　（ｌ　Ｏ４）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及び暗出力を得るた
めの画素をそれぞれ複数個含んでいる。ＣＣＤ　（１０
４）はシフトパルスが与えられると出力端子（ｑ、）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ｌ；電圧を出力
する。画素信号の出力に際し、Ｃ０Ｄ（ｌ　Ｏ４）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ＲｏＬ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（ｑ、）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（１７０）に与えら
れる。デジタル化回路は、電圧比較回路（１６８）と、
デジタル−アナログ変換回路（］７２）と、８ビツトの
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）とから例えば遂次比較形式のＡ−Ｄ変換
回路として＊Ｘ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
。

さて、マイクロコンピュータ（１４６）への給電が開始
されると、これに応答してマイクロコンピュータ（１４
６）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、ＣＯＤ　（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、画素信号を取り出す前に、
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ＣＯＤ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のクリアも行われる。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（１４
６）の端子（ｐ、ｓ）からの一定周期のクロックパルス
を用いて転送パルス１１．−１＊　Ｉ−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７０ツグ
（１７６）がリセット状態にあって、その出力が“高”
電圧になっている場合に、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７０ツブ（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、Ｃ０Ｄ（１
０４）は電荷クリアパルス発生時からシフトパルス発生
までの時間が電荷蓄積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、電荷蓄積期間
中にＣＣＤ（１０４）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）は電荷蓄積
を開始する。これと同時にＣＯＤ　（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（Ｐｅａ）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（ｑ、
）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（Ｐ
、）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）は定電圧回路
（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 上述のように、本発明によれば、第１の像信号と第２の
像信号とが最良の相関を得た最良相関値を被写体像のコ
ントラスト値で規格化し、ピント検出が可能か否かをこ
の規格化されＩ；相関値で判別するようにしたので、高
輝度又は高コントラストの被写体に対して得られた高精
度の最良相関値と低輝度又は低コントラストの被写体に
対して得られた低精度の最良相関値とが仮に同一値であ
っても、焦点検出が可能か否か又は焦点検出結果が信用
できるか否かを適確に判別することができる。

【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（ＡＸＢ）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１Ｏ図、ｌ１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、８１５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− ド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   より形成される第１及び第２の像の相関を検出すること
   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のラインセンサと、
   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のラインセンサと、第１の像信号
   と第２の像信号との相関を求め、それらのうち最良の相
   関が得られた相関値を選択する相関手段と、被写体像の
   コントラストを求めるコントラスト算出手段と、最良相
   関値をこのコントラスト値で規格化する規格化手段と、
   規格化された最良相関値の値に基づいて、焦点検出が可
   能か否かを判別する判別手段と、焦点検出が可能なとき
   に作動し、対物レンズの予定焦点位置からのピントのず
   れ量を前記相関手段の演算結果に基づいて算出する手段
   とを備えたことを特徴とするピント検出装置。