JPH0333709A - 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、反対に後ピンの場合
、光軸（１８）から遠ざかる。ピントが合った場合、二
つの像（１４）、（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（ｔｏ）、（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た
め位置関係を精度よく求めることが困難となる。尚、被
写体が部分的に上述のようになっている場合も同様であ
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は信頼性に乏しく且つ場合によっ
ては予定焦点位置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、上述のような信頼性の乏しい検出結果
が得られるのを除去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の像信号との相関を求め
てピントずれ量を算出するピント検出装置において、被
写体像のコントラスト値が所定値以上か否かを判別する
手段と、コントラスト値が所定値以上のときにのみ上記
相関演算及びピントずれ量演算を行う手段とを備えたこ
とを特徴とする。

作　　　用 相関演算及びピントずれ量演算は被写体のコントラスト
が高い場合にのみ行われ、被写体のコントラストが低い
場合には行われない。

実施例 第２図は、本発明によるピント検出装置を１眼レフカメ
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７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（２２
）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たピント検出
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ｆｒ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（５ｏ）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）、（６
０）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Ｆ１ａ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。各機（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。前ビン像（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、後ビン像（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、前ビン像（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、後ビン像（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。また、結像系
（５５）の倍率をσとする。第５図を幾何学的に見れば
、次式が成立する。

ｅ　　　　　ｆ。

ａ　−−・・・・・・　（２） この二つの式から、ｇを消去すると、 ｆ。

ｅ−ｈ　　　・・・・・・　（３） αＨ となり、（３）式においてｆ＋／αＨは結像系の構成に
よって定められる定数であるから、移動量りが検出され
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ａ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ａｏ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、ラインセンナ（６２）を
基準部、ラインセンサ（６４）を参照部と呼ぶ。画素（
Ｌｌ）〜（ＬＳＩ）、（Ｒ１）〜（Ｒ３゜）はホトダイ
オードであり、電荷結合素子（ＣＯＤ）を構成する。尚
、画素（ｔ、　ｔａ）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として構成してもよ
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フ（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。

次に、実施例ではラインセンサの基準部（６２）ニオケ
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、）〜（Ｌｌ、）、第３のブロックは画素（Ｌ
、７）〜（Ｌｚｓ）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（６４）
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）〜（Ｒｔｏ）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
ＲＩ１　ＬｘとＲ８、・・・　Ｌ、。とＲＩｏ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。

Ｈｌ（１）　　−Σ　ＩＬｋＲｋ （４） 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）〜（Ｒ，ｌ）の部分の像が比較さ
れる。その処理内容を（５）式で示す。

Ｈｌ（２）　　−Σ　ＩＬ。

Ｒい、１ （５） 以下、 同様にして次式で示す比較処理が行われ、合計２ １ｍの比較結果が得られる。

Ｈ、（２１）　　−Σ　ｌＬｈ　　Ｒｈ＋＊。１　　・
・・　（７）今、第１のブロックの像が例えば、画素Ｒ
２〜Ｒ１＋の部分の像と一致する場合は２１個の比較結
果の中でＨｌ（ｉｂ）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。

Ｈ１（１２）　　−Σ　ＩＬ、−Ｒ，、Ｉ２−□１　　
・・・　（８）Ｈ，（１２）　　−Σ　ｌ　　Ｌ　ｈ、
ｚ　　Ｒｈ＋Ｑ−＋　！　　・・・（１０）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）〜（Ｒ３゜）の部分の像と一致するよう
に光学系を構成する。こうすれば、合焦の場合、第１の
ブロックの像は画素（Ｒ１）〜（ＲＩり、第３のブロッ
クの像は画素（ＲＩＳ）〜（Ｒ＊＊）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、前ピン状態の場合は、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。反対に後ピン
の場合は、二つの像は光軸（４８）から遠ざかった部分
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ブロツクど第３ブロツクのそ
れぞれにおいて、画素り、とＬＩＧおよびＬｌＦ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、とり、。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
精度は一１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（Ａ　）（Ｂ　）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Ｃ０Ｄ（１０
４）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。ＣＯＤ　（
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（１１２）により第１１第２、
第３の各ブロックのコントラストＣ１・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Ｃ１゜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。

Ｃ１−Σ　ｌＬ、−Ｌ、ヤ、１ （１１） Ｃ２−Σ　Ｉ　Ｌい＠　　Ｌｋ＋１ｊ　　・・・・・・
　（１２）Ｃ３−Σ　Ｉ　　Ｌ　ｈ＋＋ａ　　　Ｌ　ｋ
＋＋ｒ　ｌ　　・・・　（１３）求められたコントラス
トＣ１，Ｃ２，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Ｃ
０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“Ｏｎが出力され、コントラストＣ０Ｃ，
、Ｃ，に対するそれぞれの判定結果ｄ、、　ｄ、、　ｄ
３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Ｃ０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）、（ｌ　Ｏ）式で示し！二連りであ
る。各ブロックについて２１個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Ｈｌ（（２＋）、　Ｈｓ（ａｘ）、　Ｈ
ｓｃａｓ）およびそれぞれの比較番目αＩｎ　０２＋　
”３が検索回路（１２６）で検索され、その結果がメモ
リ（１２８）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Ｈ＋（
Ｌ）、　Ｈｚ（ｆｆｚ）、　Ｈ５Ｃ（ｉｓ）トコ７　ト
ラストＣ＋、Ｃｚ、Ｃｓとの比が求められる。それぞれ
は次式で示される。

Ｉ ２ Ｃ１ 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ピンの状態が検出できる
か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Ｈ１（Ｌ）
。

Ｈｉ（Ｑｔ）、　Ｈｘ（ａｓ）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が、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Ｈ＋（ｕ＋）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Ｈ
ｌ（＋２１−　ｉ　）、　Ｈ１（１２１＋　１　）につ
いて考える。

この最小値Ｈ、（Ｑ、）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Ｈｌ（Ｌ＋ｌ）
はコントラスト検出回路（１１２）で求められるコント
ラストＣ８と略一致する。というのは、コントラストＣ
Ｉ＋比較結果Ｈ＋（Ｌ　　Ｌ　）、Ｈ＋Ｃ（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（＋２．）をコントラ
ストＣ１で割った値ＮＨ，は最小値Ｈ１（１２１）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 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ｉ−ｉ　＋（Ｑ、）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Ｎ　Ｈｏ
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Ｎ　Ｈｏ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Ｈｋ（１２ｋ）をとる比較番号Ｑｋをメモリ（１
２８）から選出回路（１３４）ｊ二よって取り出す。そ
の後、最小値Ｈｈ（＊ｈ）をとるブロックの標準化され
た最小値ＮＨ，が所定値Ｎ　Ｈｏと減算回路（１３６）
で比較されＮ　ＨｈがＮ　Ｈｏ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Ｑｔ−１８であるとする。これは画素（Ｌｌ
）〜（Ｌｌ、）上の像と画素（Ｒ＋＊）〜（Ｒｚｙ）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。

この間隔り、は画素（ＬＬ）と（Ｒ４）との間の間隔で
ある。第６図に示すように画素（Ｌｌ）と（Ｒ１）との
間隔を１．５０＋ｎｍ、画素のピッチＰを３０μとすれ
ば Ｄ　、　−１，５０＋〇、０３Ｘ　１８−２．０４（ｍ
ｍ）　−・”　　（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α、を用いて像の間隔Ｄｌ
は次式で示される。

Ｄ　ｒ−１，５０＋０．０３Ｑ＋ 同様にして第２のブロックの場合について像の間隔り、
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 Ｄ　、−１，５０−０，０３ｘ　８　＋　０．０３α２
　・・・・・・（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、 Ｄ　ｓ−１，５０−０，０３ｘ　８　ｘ　２　＋　０．
０３１２．・・・（２０）となる。以上の三つの式をさ
らに一般化して示すＤ　ｋ−１，５０−０，０３（８（
ｋ−１）＋７２ｋｌ−（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Ｈ！（Ｌ）をとる比較番号Ｑ２は８となって
いる。第１０ｒｇＪのようＪこ比較結果Ｈ２（Ｑｔ　　
ｌ）とＨ２ＣＱ２＋　１　）が等しくない場合、真の一
致点は比較番号Ｑよ−８の点ではなく、Ｑ２−８と最小
値Ｈｚ（ａｚ）の次に小さい比較結果をとる比較番号１
２！＋　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１Ｏ図においてＨ，（ｆｆ□−ｌ）
とＨｘ（Ｑｓ）とを結ぶ線を延長し、他方この延長線と
勾配が反対でＨ＊（Ｑｔ　＋１　）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Ｈｋ（Ｌ−１）
≧Ｈｈ（Ｑｈ＋　ｔ　）の場合、れと真の一致点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Ｈｋ（’Ｑｋ−１）＜　Ｈｈ（れ＋ｌ
）の場合は、 となる。

第９図の回路では、補開演算回路（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’、＋ｍ　　Ｄ、±β　　　　・・・・・・（２４）
ここで右辺環２頃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開演算回路（１３８）か
ら基準部（６２）と参照部（６４）における二つの像の
間隔Ｄ’ｋ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Ｄｏとすれば第５図におけ
る像の移動量りは次式でされる。

ｈ　　＝　　　　（１）’ｂ−Ｄｓ）　　　・・・・・
・　（２５）ここで、ｈ＜ｏは前ビン、ｈ＞ｏは後ビン
を示す。

第５図の結像系の場合、ｎ　ｏ　＝　２　Ｈ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Ｄｏとして埠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Ｍ１
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。ＣＯＤ　（１０４）は、転送パルス発生回路（
１４４）から三相のパルス１、．１．、ｌ’ｘを受け、
内部の転送ラインは常時データ転送状態にある。Ｃ０Ｄ
（１０４）は、マイクロコンピュータ（１４６）の端子
（Ｐ１ア）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ＣＯＤ　（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
（１４８）は“高”電圧を出力する。この“高′°電圧
に応答して端子（ＰＩ３）からシフトパルスが出力され
、これに応答してＣＯＤ　（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（ｑ７）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。ＣＣＤ　（１０４）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。ＣＣ
Ｄ　（１０４）はシフトパルスが与えられると出力端子
（ｑｌ）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（＋５
２）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た電
圧を出力する。画素信号の出力に際し、Ｃ０Ｄ（１０４
）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Ｒ，，，Ｌ。

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（１，６２）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（ｑ２）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（１６ｇ）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（１７２）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
換回路として構成される。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ＣＯＤ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、ＣＣＤ　（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ＣＯＤ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（Ｐｕｓ）からの一定周期のクロックパルス
を用いて転送バルスメ１．メ２．Ｉ３を生成する。

通常時より周期の短い転送パルスは、フリップフロップ
（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（＋４４）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、ＣＯＤ　（
１０４）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、Ｃ０Ｄ（１０４）は電荷蓄積
を開始する。これと同時にＣ０Ｄ（１０４）の端子（ｑ
２）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Ｖ
ｓまで降下すると、電圧比較回路（１４ｇ）の出力レベ
ルが“低”から“高ｎ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（Ｐｌｇ）からシフ
トパルスを出力する。シフトパルスによりＣ０Ｄ（１０
４）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（ｑｌ）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□１
）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、被写体のコントラスト
値が所定値以上のときのみ、第１の像信号と第２の像信
号との相関演算及びそれによるピントずれ量演算を行わ
せるようにしたので、低コントラストのときに信頼性の
乏しい上記演算結果が得られるという不都合を防止でき
る。又、実施態様のように、第１の像信号を複数のブロ
ックに分割して各ブロック毎に相関演算を行う場合、低
コントラストのブロックでの相関演算をやめて高コント
ラストのブロックでの相関演算を行わせるようにしｔこ
ので、検出精度が向上する。

【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（Ａ）（Ｂ）
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１０図、１１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、第１５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（ＣＯＤ）、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
ダイオード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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、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、コ
   ントラストが所定値以上か否かを判別する判別手段と、
   コントラストが所定値以上のときにのみ作動し、第１の
   像信号と第２の像信号との相関を求める相関手段とを備
   えたことを特徴とするピント検出装置。
2. （２）コントラスト算出手段は、第１の像信号を複数の
   ブロックに分割し、分割した各ブロック毎にコントラス
   トを求める手段を含み、相関手段は、上記分割した各ブ
   ロック毎に第１の像信号と第２の像信号との相関を求め
   る手段と、コントラストが所定値未満と判別されたブロ
   ックにおける相関演算を禁止する手段とを備えた特許請
   求の範囲第１項に記載のピント検出装置。