JPH04286911A - パッシブ型オートフォーカス装置用測距装置 - 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】

【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（特願平１−１
７７３８２号）。この測距機構による測距原理を図１７
と図１８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１７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、３
ａ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】ｘ
２＝｛（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、ｘ
２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１８
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、Ｘ
ｑ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】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、極力鮮明
な画像を得ることができ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。

【００１０】

【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つの受光センサと、
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アドレスが指定されて記
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、該一致検
出回路によって一致検出された距離データをアドレスが
指定されてメモリするデータメモリ回路とからなり、上
記３つの受光センサのうちの１つを基準とし該基準の受
光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するとともに、上記ゼロ
クロスメモリ回路のアドレスを適宜数の測距領域に分割
し、該測距領域における上記一致検出回路によって一致
検出されたデータのうちの１つのデータを選択し、該１
つのデータを上記データメモリ回路の一の距離データの
アドレスデータとすることを特徴としている。

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】また、測距領域から選択される距離データ
を近距離にある被写体のデータとすれば、近距離優先の
オートフォーカス装置とすることができる。

【００１５】

【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。

【００１６】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１０ａ、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１
０ｃを中心として対称の位置にある。また、上記ライン
センサ１０ｂ、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。

【００１７】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。

【００１８】他方上記ラインセンサ１０ｂ、２０ｂ、３
０ｂ　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
、１２ｃ、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／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。

【００１９】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、２２、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
、３３）のコンパレータ１３ａ　の入力端子に２次差分
演算回路１２（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、これらの出力信号がＡＮＤ回路１３ｄ、１３ｅに入
力され、さらにこれらの出力信号が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Ｖｉｎ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
。

【００２０】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１
０ｂ、２０ｂ、３０ｂ　の画素位置に対応してアドレス
演算回路１５、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（ＣＯ
ＵＮＴＥＲ１）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。

【００２１】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２
４、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、２
４、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。

【００２２】そして、上記ゼロクロスメモリ回路１４、
２４、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の出力側は制御回路４０に接
続されている。

【００２３】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。

【００２４】次に図８および図９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。

【００２５】測距が開始されるとラインセンサ１０ｂ、
２０ｂ、３０ｂ　に電荷が蓄積され（ステップ８０１）
、第２カウンタ６０がリセットされる（ステップ８０２
）とともに第１カウンタ５０がリセットされる（ステッ
プ８０３）。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８０４　）、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８０５　）
。なお、ステップ８０４とステップ８０５との間でゼロ
クロス検出が実行される。次いでステップ８０６　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８０７　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８０４　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８０５　）。そしてゼロ
クロスメモリ回路１４、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、２５、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。

【００２６】全画素について読み出しが終了して前記ス
テップ８０６　の判定がＹＥＳとなれば、ステップ９０
１　（図９）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９０２　）、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９０３　
）。データが一致している場合にはステップ９０４　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（ＣＯＵＮＴＥＲ
２）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。このとき距離データが書き込まれ
るアドレスには、後述するようにゼロクロスメモリ回路
１４、２４、３４の適宜数のアドレスに対して１つのア
ドレスが割り当てられる。ステップ９０３　の判定がＮ
Ｏである場合にはステップ９０５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９０６　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９０２に戻ってステップ９０５ま
でを実行する。

【００２７】基準データの読み出しが完了したならばス
テップ９０５からステップ９０７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９０１からステップ９０５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９０７　）。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９０１に戻り、ステップ９０
２からステップ９０５　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９
０９　に進む。

【００２８】このステップ９０１からステップ９０８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１５、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−ＣＯＵＮ
ＴＥＲ２に従って読み出される。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図１０および図１
１を参照して説明する。

【００２９】図１０（ａ）は第２カウンタ６０のカウン
ト信号が０（ＣＯＵＮＴＥＲ２＝０）のときを示し、こ
のとき第１カウンタ５０を０から（Ｗ−１）までインク
リメントしながら（ステップ９０６）、ラインセンサ１
０ｂ、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＝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２０
ｂ　の画素ではアドレスが０から（Ｗ−１）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）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９０８　）、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）までインクリメントしながら（
ステップ９０６　）、ラインセンサ１０ｂ、２０ｂ、３
０ｂ　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）
まで、右側ラインセンサ２０ｂに対しては１からＷまで
、左側ラインセンサ３０ｂに対しては（Ｓ−１）から（
Ｓ＋Ｗ−２）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。

【００３０】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９０８　）、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。なお、図１１（ａ）はＣＯＵＮＴ
ＥＲ＝Ｓ−１のときを示し、図１１（ｂ）はＣＯＵＮＴ
ＥＲ２＝Ｓのときを示している。

【００３１】すなわち、ゼロクロスメモリ回路１４、２
４、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Ｘｐ　に相当する。そして、このずれ量がステッ
プ９０４　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。

【００３２】メモリされる距離データのアドレスデータ
（第１カウンタ５０の数値）とゼロクロスデータのアド
レスとの関係を図１２ないし図１４に従って説明する。 図１２（ｂ）に示すように、ラインセンサ１０ｂ、２０
ｂ、３０ｂ　の各画素、０から（Ｗ−１）に対してゼロ
クロスデータが書込まれるアドレスは０から（Ｗ−１）
が対応し、このゼロクロスデータのアドレスに対して、
距離データのアドレスは０から（Ｗ／４−１）が対応し
ている。すなわち、ゼロクロスデータのアドレスのうち
連続した４つのアドレスに対して、距離データのアドレ
スにおいては１つのアドレスが割当てられている。した
がって、第１カウンタ５０の出力では、図１３（ｂ）に
示すように、ゼロクロスデータのアドレス指定のビット
数よりも２つ少ないビット数で距離データのアドレスが
指定されることになり、しかも下位側の２つのビットを
省いて上位ビット側から出力されてアドレスが指定され
ることになる。

【００３３】これに対して、図１２（ａ）に示すように
ゼロクロスデータのアドレスと距離データのアドレスと
が１対１に対応している場合には、第１カウンタ５０の
出力ビット数も、図１３（ａ）に示すようにゼロクロス
データのアドレス指定のためのビット数と距離データの
アドレス指定のためのビット数とが同数となる。すなわ
ち、複数のアドレスに係るゼロクロスデータを１つの測
距領域とし、これに１つのアドレスからなる距離データ
を割当てることによりメモリ容量を少なくすることがで
きる。

【００３４】そして、ゼロクロスデータの一致検出が行
なわれると、距離データのメモリにおけるアドレスデー
タが最新の情報に書換えられることになり、４つのアド
レスからなる一の測距領域において、距離データとして
１つのアドレスデータが得られる。この場合に、前述し
たように、第２カウンタ６０が０からＳまでカウントア
ップされるため、距離データは無限遠から近距離に移行
しながら取得されることになり、アドレスデータに関す
る上記最新の情報は近距離側のデータが取得されること
になる。したがって、一の測距領域に関して近距離優先
のオートフォーカス装置となる。

【００３５】すなわち、被写体の輝度分布に関しては、
図１４（ａ）に示すように、ラインセンサ１０ｂ、２０
ｂ、３０ｂ　の各画素についてデータが取得される。こ
れに対し、被写体までの距離の演算のためには、図１４
（ｂ）に示すように、画素数よりも少ない数の距離デー
タで処理されることになる。

【００３６】前記ステップ９０７　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９０９に進み、
ステップ９０４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。

【００３７】次に、図１５および図１６に示す実施例に
ついて説明する。なお、図１および図２に示す実施例と
同じ部分については同じ符号を付してある。

【００３８】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
１６に示すようにカメラの前面には３つの結像レンズ１
０ａ、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。

【００３９】上記ラインセンサ８には、図１５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。

【００４０】他方上記ラインセンサ８の出力端子には、
図１５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は前述した図３に示すも
のと同様である。

【００４１】上記２次差分演算回路１２の出力信号は、
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の構成は、前述した図
５および図６のものと同様である。

【００４２】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
１０ｂ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（ＣＯＵＮＴＥＲ１）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。

【００４３】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、前述と同様に、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２５、３
５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。

【００４４】そして、上記ゼロクロスメモリ回路１４、
２４、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の出力側は制御回路４０に接
続されている。

【００４５】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。

【００４６】すなわち、この図１５および図１６に示す
実施例では、３つの受光センサ１０、２０、３０が１本
のラインセンサ８を３つに分割して構成されており、こ
れに応じて被写体輝度分布の２次差分演算回路１２とゼ
ロクロス検出回路１３も１組備えているものである。こ
のため、部品点数が減じられる。

【００４７】そして、ゼロクロスメモリ回路１４、２４
、３４から、それぞれ前記数１２式、数１３式、数１４
式に従ってデータが読み出され、図９のフローチャート
に示す手順が実行されて、データが比較されて一致が検
出される。

【００４８】そして、距離データとしてデータメモリ回
路８０に記憶される場合には、前述の図１２（ｂ）、図
１３（ｂ）、図１４（ｂ）に示すように、メモリデータ
の複数のアドレスに対して距離データの１つのアドレス
が割り当てられる。したがって、一の測距領域内で所定
の距離データが選択されてメモリされることになる。

【００４９】

【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つ
のライン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つのうちの１つ
を基準のゼロクロスデータとして他の２つのゼロクロス
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。

【００５０】また、ゼロクロスデータのアドレスを適宜
に分割した測距領域に関して、該測距領域の１つのデー
タを距離データに割り当てるため、距離データのメモリ
容量を少なくすることができる。

【００５１】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】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９】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１０】ゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータを
読み出して比較する際の操作手順を説明する図である。

【図１１】ゼロクロスメモリ回路に記憶されたデータを
読み出して比較する際の操作手順を説明する図である。

【図１２】ラインセンサの画素とゼロクロスデータのア
ドレスと距離データのアドレスとの関係を示す説明図で
あり、（ａ）はゼロクロスデータの１つのアドレスに対
して距離データの１つのアドレスを割り当てた場合、（
ｂ）はゼロクロスデータの４つのアドレスに対して距離
データの１つのアドレスを割り当てた場合をそれぞれ示
している。

【図１３】ゼロクロスデータのメモリのアドレスに利用
されるビット数と距離データのメモリのアドレスに利用
されるビット数との関係を示すもので、（ａ）はゼロク
ロスデータの１つのアドレスに対して距離データの１つ
のアドレスを割り当てた場合、（ｂ）はゼロクロスデー
タの４つのアドレスに対して距離データの１つのアドレ
スを割り当てた場合をそれぞれ示している。

【図１４】カメラを被写体に向けて距離データを取得す
る際の距離データのメモリ状態を示すもので、（ａ）は
ラインセンサ上の画素の配列を示し、（ｂ）はゼロクロ
スデータの適宜数のアドレスに対して距離データの１つ
のアドレスを割り当てた場合をそれぞれ示している。

【図１５】この発明の他の実施例に係るパッシブ型オー
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１６】他の実施例に係る受光センサの概略の構造を
示す側面図である。

【図１７】測距原理を示す光路図である。

【図１８】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　　中央部ラインセンサ ２０ｂ　　右側ラインセンサ ３０ｂ　　左側ラインセンサ １１、２１、３１　　センサドライバ １２、２２、３２　　２次差分演算回路１３、２３、３
３　　ゼロクロス検出回路１４、２４、３４　　ゼロク
ロスメモリ回路１５、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 (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被写体の輝度分布を捕捉する３つの受
   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アドレスが
   指定されて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、該一致検出回路によって一致検出された距離データ
   をアドレスが指定されてメモリするデータメモリ回路と
   からなり、上記３つの受光センサのうちの１つを基準と
   し該基準の受光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するととも
   に、上記ゼロクロスメモリ回路のアドレスを適宜数の測
   距領域に分割し、該測距領域における上記一致検出回路
   によって一致検出されたデータのうちの１つのデータを
   選択し、該１つのデータを上記データメモリ回路の一の
   距離データのアドレスデータと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。