JPH087319B2

JPH087319B2 - カメラの自動焦点検出装置

Info

Publication number: JPH087319B2
Application number: JP61049060A
Authority: JP
Inventors: 寿夫糊田; 徳治石田; 正隆浜田; 敏彦唐崎; 信行谷口
Original assignee: ミノルタ株式会社
Priority date: 1986-03-05
Filing date: 1986-03-05
Publication date: 1996-01-29
Anticipated expiration: 2011-01-29
Also published as: JPS62205307A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はカメラの撮像レンズを通過した被写体光を受
光することにより撮像レンズのピント状態を検出して焦
点検出を行なうカメラの自動焦点検出装置に関する。

従来の技術光軸に対して互いに対称な関係にある撮像レンズの第
１と第２の領域のそれぞれを通過した被写体光束をそれ
ぞれ再結像させて二つの像をつくり、この二つの像の相
互位置関係を求めて、結像位置の予定焦点位置からのず
れ量およびその方向（結像位置が予定焦点位置の前側か
後側か、即ち前ピンか後ピンか）を得るようにした焦点
検出装置が既に提案されている。このような焦点検出装
置の光学系は第８図に示すような構成となっており、こ
の光学系は撮像レンズ（２）の後方の予定焦点面（４）
あるいはこの面からさらに後方の位置にコンデンサレン
ズ（６）を有し、さらにその後方に再結像レンズ
（８），（10）を有し、各再結像レンズ（８），（10）
の結像面には、例えばCCD等のイメージセンサ（12），
（14）を配してある。各イメージセンサ（12），（14）
上の像は、第９図に示すように、ピントを合わすべき物
体の像（９），（11）が予定焦点面より前方に結像する
いわゆる前ピンの場合、光軸（１）に近くなって互いに
近づき、反対に後ピンの場合、夫々光軸（１）から遠く
なる。ピントが合った場合、二つの像（９），（11）の
互いに対応し合う二点の間隔は、ピント検出装置の光学
系の構成によって提案される特定の距離となる。したが
って、原理的には２つの像の互いに対応し合う二点の間
の間隔を検出すればピント状態が分かることになる。

この対応する二点の間の間隔は、イメージセンサ（1
2），（14）上の２つの光分布について相関を求め、両
イメージセンサ（12），（14）を構成する受光素子の位
置を相対的にずらして、最良相関の得られるシフト位置
（即ち、２つの像の間隔）を求めることにより検出され
る。この検出原理については、例えば特開昭60−4914号
公報等に詳説されている。

この種の焦点検出光学系を内蔵したカメラの自動焦点
調節装置においては、CCDイメージセンサによる被写体
光量の積分,CCDイメージセンサ出力を用いたピント状態
検出演算（デフォーカス量演算），デフォーカス量に応
じたレンズ駆動，合焦位置での停止（シャッターレリー
ズ…シャッタ釦が押された場合）というシーケンスをマ
イクロコンピュータよりなる制御回路によってプログラ
ムコントロールしている。

そして、この自動焦点調節装置は、被写体像が合焦近
傍にきた場合にも、連続的に上記のシーケンシャルな自
動焦点調節コントロールを行ない、合焦位置を最終的に
正確に設定することができるように連続的な自動焦点調
節（AF）を実行する。

発明が解決しようとする問題点焦点検出を行なう場合、イメージセンサ（12），（1
4）上の像の間隔を検出しなければならない。そこで、
イメージセンサ（12），（14）上の２つの光分布につい
て相関を求める。両イメージセンサ（12），（14）を構
成する受光素子の位置を相対的にずらして、最良相関の
得られるシフト位置（即ち２つの像の間隔）を求める。

ところで、この相関演算は、広い範囲で位置を相対的
にずらして行うため、かなりの時間が必要である。この
ため自動焦点調節装置の応答性や被写体追従性が悪くな
るといった問題がある。

いま、被写体の追従性について考えるに、上記のよう
な自動焦点調節装置で、被写体がカメラに向かって接近
してくる場合や遠ざかっていく場合等、１回の測距によ
ってデフォーカス量を検出し、このデフォーカス量に基
づいて撮像レンズを合焦位置に移動させたときには、そ
の間に被写体が動いているため、実際には被写体のピン
トがあった状態ではなくなっている。

第10図にその様子を示す。横軸を時間軸とし、縦軸上
にはフィルム面上でのデフォーカス量をとってある。第
10図において、曲線ｌは被写体が一定速度で接近してき
たときにフィルム面上でデフォーカス量が増加する度合
を示し、直線ｍは撮像レンズが像を結ぼうとしている位
置を追跡していったものである。時間軸の「積」は、CC
Dの積分時間を表わし、「演」は、デフォーカス量の演
算時間を表わす。被写体は演算時間の間にも接近してく
るので、演算結果に基づいてレンズを駆動しても、レン
ズ停止時には、すでに被写体は移動している。被写体が
接近するにつれ、デフォーカス量はどんどん大きくな
り、すぐに被写界深度から出て、ピントがはずれてしま
う。

したがって、デフォーカス量の演算時間をできるだけ
短くする必要がある。

特開昭59−126517号公報には、イメージセンサの検出
ゾーンを３つのブロックにわけ、それぞれのブロックに
ついて全領域をシフトし、夫々のブロックでの最良相関
位置を求め、夫々の最良相関位置のうちで最も相関度の
高い値を採用する方式が提案されている。しかしなが
ら、この方式は、結局のところ、１回の焦点検出毎に全
相関範囲にわたって計算することになり、有効な時間短
縮が得られない。

また、特開昭56−75607号公報には、２回目以後の焦
点検出においてシフト量は１回目の焦点検出におけるシ
フト量より大きくならないので、最大シフト量を１回目
のシフト量を用いて調節する方式が提案されているが、
シフト量が大きい場合には、やはり広い範囲にわたって
演算を行わなければならないので、演算に時間を要する
うえ、シフト量を１回毎に変化させなければならないの
で、制御が複雑となる。また、焦点検出が不能になった
場合に対応できず、連続した自動焦点調節ができなくな
るおそれがある。

本発明の目的は、合焦検出演算に要する時間の短縮を
図ったカメラの焦点検出装置を提供することである。

問題点を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明は、撮影画面内の複
数エリアにおいて被写体に対する焦点状態を検出し、各
エリアごとに焦点検出データを出力する焦点検出手段
と、上記焦点検出手段から出力された複数の焦点検出デ
ータに基づいて上記エリアを選択する選択手段と、上記
選択手段によって選択されたエリアに対応する上記焦点
検出データに基づいて焦点調節を行う焦点調節手段と、
上記検出手段、選択手段、及び焦点調節手段の動作を繰
り返す繰り返し手段と、を有するカメラの自動焦点検出
装置であって、前回選択されたエリアを記憶する記憶手
段と、今回の焦点検出において、上記前回選択されたエ
リアについて焦点状態を検出し、その結果の信頼性を判
定して、信頼性ありと判定されると他のエリアにおける
焦点検出動作を省略してそのエリアを選択し、信頼性な
しと判定されると他のエリアにおける焦点検出動作を行
うとともに他のエリアを選択する制御手段と、を備えて
いることを特徴とする。

作用一度、あるエリアで被写体が検出されると、その後も
そのエリアで検出される可能性が高い。そこで本発明
は、まず前回選択されたエリアについて検出し、その検
出結果に信頼性がなければ他のエリアについて検出し、
その検出結果に信頼性があれば外のエリアにおける検出
動作を省略するようにしている。これにより焦点検出動
作に要する時間が短縮される。

実施例以下に、添付の図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

本発明に係るカメラの自動焦点検出装置の回路構成を
第１図に示す。

第１図は受光素子として第２図に示すようなCCDより
なるラインセンサ（15）を用いた場合における焦点検出
装置及びそれを用いた自動焦点調節装置の回路図を示し
ている。（20）は上述のラインセンサ（15）、モニタ用
受光素子を含む光電変換回路で、シフトパルス（SH）、
転送クロック（φ_１）、（φ_２）、クリアパルス（IC
G）が入力され、時系列化された画素信号（OS）、モニ
タ出力（AGCOS）、参照電圧出力（DOS）を出力する。こ
こでクリアパルス（ICG）はラインセンサ（15）におけ
る各画素を初期状態に設定するためのパルスで、これに
よりラインセンサ（15）における各画素は蓄積電荷を排
出して、新たに光積分、すなわち電荷蓄積を開始する。
又、このパルスによって、モニタ用受光素子の出力の積
分が光電変換回路（20）内で開始され、モニタ出力（AG
COS）が時間の経過と共に物体の明るさに応じた速度で
参照電圧出力（DOS）に対し変化する。シフトパルス（S
H）はラインセンサ（15）の画素部からシフトレジスタ
部へ蓄積電荷をシフトさせるパルスであり、これが入力
されると画素部での光積分が終了する。転送クロック
（φ_１）、（φ_２）はシフトレジスタ部にシフトした蓄
積電荷を順次時系列的にそのシフトレジスタ部から出力
させるための互いに位相の180゜ずれたパルスであり、
これにより出力された蓄積電荷は光電変換回路（20）内
で各々負の電圧信号に変換され、画素信号（OS）として
出力される。

（22）は各画素信号（OS）から参照電圧出力（DOS）
を減算し、正の電圧信号としての画素信号（DOS′）を
出力する減算回路、（24）は減算回路（22）から出力さ
れる画素信号（DOS′）のうち遮光された数画素（例え
ば第２図において（l₁）よりもさらに左の数画素）に対
応する画素信号をピークホールドし、それらの画素信号
の最大値に相当する電圧（VP）を出力するピークホール
ド回路、（26）は減算回路（22）からの画素信号（DO
S′）からピークホールド回路（24）の出力電圧（VP）
を減算して増幅する利得可変の増幅器であり、この増幅
回路（26）での減算によって各画素信号（DOS′）に含
まれる暗電流成分が除去される。（28）はこの増幅回路
（26）からの増幅された画素出力（DOS″）を所定ビッ
トのディジタル値に変換するA/変換回路で、その出力は
マイクロコンピュータ（30）以下マイコンと言う。）に
取り込まれる。（32）は利得制御回路でモニタ出力（AG
COS）の参照出力（DOS）に対する変化量を検出し、モニ
タ出力の変化開始から所定時間内にその変化量が所定の
閾値に達したとき（明るい時）には、マイコン（30）へ
その旨を示す信号（TINT）を出力し、かつ増幅器（26）
の利得を“１倍”に設定する利得信号を出力する。ま
た、モニタ出力（AGCOS）の出力開始から所定時間が経
過すると、マイコン（30）から出力される強制シフト信
号（SHM）が利得制御回路（32）に出力されるが、この
場合利得制御回路（32）は信号（SHM）入力時点でのモ
ニタ出力（AGCOS）の参照電圧出力（DOS）に対する変化
量に応じて、増幅器（26）の利得を“１倍”、“２
倍”、“４倍”又は“８倍”に設定する利得信号を出力
する。この場合、その変化量が小さい程設定される利得
は大きくなる。（AN）、（OR）はそれぞれアンド回路、
オア回路であり、アンド回路（AN）には利得制御回路
（32）からの上述の信号（TINT）及びマイコン（30）か
らの信号（SHEN）が入力され、オア回路（OR）にはアン
ド回路（AN）の出力信号とマイコン（30）からの上述信
号（SHM）が入力される。ここでマイコン（30）からの
信号（SHEN）はシフトパルス発生回路（34）によるシフ
トパルス発生を許可するための信号で、シフトパルス
（SH）の発生を禁止すべき間（例えば、光電変換回路
（20）からマイコン（30）へのデータダンプ中及びマイ
コン（30）でのデータ演算中）は“Low"となるが、その
後“High"となって、アンド回路（AN）を開く。従っ
て、この信号（SHEN）が“high"のときに信号（TINT）
が発生すると、アンド回路（AN）は“High"信号（TIN
T）を出力する。オア回路（OR）はこの信号（TINT）又
は信号（SHM）をシフトパルス発生回路（34）に出力
し、それに応答してシフトパルス発生回路（34）がシフ
トパルス（SH）を発生する。（36）はマイコン（30）か
らのクロックパルス（CL）を受けて転送クロック
（φ_１）、（φ_２）を発生する転送クロック発生回路で
あり、オア回路（OR）から信号（TINT）又は（SHM）を
受けると初期状態にリセットされ、それ以前の転送クロ
ック（φ_１）、（φ_２）の位相がどうであれ、新たに
（φ_１）、（φ_２）を発生し始める（これは、シフトパ
ルス（SH）と転送クロック（φ_１）、（φ_２）の同期を
とるためである。）。マイコン（30）から出力される信
号（SH）はピークホールド回路（24）が取り込む画素信
号（DOS′）を指定するためのサンプルホールド信号で
ある。

マイコン（30）は表示回路（38）及びレンズ駆動装置
（40）に回路接続されており、後述の如く演算により求
めた撮影レンズ（２）の焦点調整状態を表示回路（38）
に表示させる一方、それにもとづいてレンズ駆動装置
（40）に撮影レンズ駆動を行わせる。なお、マイコン
（30）で演算により求められる撮影レンズ（２）の焦点
調整状態は、この実施例の場合デフォーカス量とデフォ
ーカス方向で表され、このためレンズ駆動装置（40）に
よる撮影レンズ（２）の駆動量及び駆動方向が決められ
る。レンズ駆動装置（40）はその駆動量及び駆動方向に
したがって撮影レンズ（２）を駆動する一方、マイコン
（30）へ実行されたレンズ駆動量を示す信号を出力し、
マイコン（30）はその実行されたレンズ駆動量が演算に
より求めた駆動量に到達すると、レンズ駆動を停止させ
る信号をレンズ駆動装置へ出力する。

なお、第１図において、S1はAFスタート信号スイッチ
（AFスイッチ）で、このAFスタート信号スイッチS1の閉
とともに合焦検出動作は開始され、AFスタート信号スイ
ッチS1の開で合焦検出動作は停止される。

S2はレリーズ信号スイッチで、このレリーズ信号スイ
ッチS2の閉でカメラ自体はレリーズ動作に移り露出制御
が行なわれるが、合焦検出回路はレリーズ時のミラー操
作のため一時的にレリーズ信号スイッチS2の閉とともに
停止動作となる。

SoｃはワンショットAFモード、コンティニュアスAF
モードのモード切換スイッチで、モード切換スイッチSo
ｃは閉でワンショットAFモード、開でコンティニュア
スAFモードを設定する。コンティニュアスAFモードにつ
いては既に説明したが、ワンショットAFモードは合焦検
出動作時、一旦合焦状態を検出した状態でレンズ位置調
整を終え、AFロックを行うAFモードで静止被写体時有効
なAF動作である。

スイッチSwｎは本発明の合焦検出感度域切換スイッ
チで、このスイッチが閉のとき合焦検出感度域は第３図
に示すカメラの視野枠42内の中央スポット状感度域Ｂと
なり、開の時には広範囲な合焦検出感度域Ａとなる。

次に、上記第１図のカメラの自動焦点検出装置の動作
を説明する前に、上記第２図および第４図を参照しなが
ら、本願の第１および第２の発明において使用される相
関演算および補間演算について説明する。

ここで用いる相関演算はこの光電変換素子列l₁〜l₄₀,
r₁〜r₄₈を用いて演算される。l₁〜l₄₀,r₁〜r₄₈の８ビッ
トデータは、まず、特開昭60−4914号公報に詳説されて
いるように検出する空間周波数に制限を加えるために差
分データDln,Drn（但し、Dl_n＝l_n−l_n+4,Dr_n＝r_n−r_n+4
Dl₁〜Dl₃₆,Dr₁〜Dr₄₄）に変換される。つづいて、全コ
ントラスト値の演算がなされる。コントラスト値Ｃは、
次のように、基準部（Ｌ）の隣接差分データの差の絶対
値の和で求められる。

最後に、次式により、基準部（Ｌ）、参照部（Ｒ）の
相関値YM/C（Ｉ）を１画素づつずらしながら演算を行
う。

但し、Ｉ＝１〜９である。

この結果、相関度が高いほどこの相関値YM/C（Ｉ）は
小さくなる。そしてその相関度が最大となる点を求め、
そのＩ値が５の時に合焦となり、Ｉが５より小さい場合
には前ピン状態、５より大きい場合は後ピン状態とな
る。

このようにして求められた相関値はラインセンサ（1
5）の出力により離散的に求められるため、細かな精度
で求めるために補間演算を施し、合焦点の算出を行う。

この補間演算については特開昭59−126517号公報等に
おいても各種提案されているが、ここでは第４図に示す
フローチャートのステップ＃100〜＃106により行う。

まず相関値の中で最小となるものYM（lM）を検出す
る。

次に、その値YM（lM）をコントラスト値Ｃで規格化
し、その値、YM（lM）/Cが所定値未満（YM（lM）/C＜0.
1）の場合と所定値以上（YM（lM）/C≧0.2）の場合とで
別の手法を用いる。まず前者の場合は最小値YM（lM）/C
の信頼性が高いと判断された場合で、 YM（lM＋１）≧YM（lM−１）のとき、 YM（lM＋１）＜YM（lM−１）のときとなる。

この方法は理想状態で考えた場合相関曲線が互いに45
゜の傾きを有し直交することに基づいている。これは理
想状態で考えた場合、基準部（Ｌ）、参照部（Ｒ）はl_n
＝r_n+4とまったく同値に出力される。ゆえにその差分デ
ータDl_n＝Dr_n+4となる。ここでコントラスト値Ｃはである。

一方、最小相関値はその両隣りの相関値はとなり、|Dl₁−Dr₄|,|Dl₃₆−Dr₄₁|の値が全体のコント
ラストＣに対して充分小さいかぎりこの相関曲線はたが
いに45゜の傾きを持ち直交する。この補間計算法は従
来、特開昭59−126517号公報で提案した補間法に比較し
てより高精度な補間法となっている。しかし、最小相関
値YM（lM）をコントラスト値Ｃで規格化した値YM（lM）
/Cが所定値より大きくなった場合、その最小相関値がな
んらかの影響、ここでは遠近競合被写体あるいは電気的
ノイズで大きな値となってしまい信頼性に乏しい値とな
る。そこでこのYM（lM）/Cが所定値以上の場合は、最小
値をもとにせず、その両隣りの相関値を用いてによって補間値が求められる。またこの値YM（lM）/Cが
スレシュホールドレベルでの補間値がばらつくことを考
えてヒステリシスを設け、１度前者の補間法になった場
合このYM（lM）/Cが0.2以上になるまで前者の補間法を
用いる。

次に、第５図に示すフローチャートを参照して本願の
第１及び第２の発明の基本動作を説明する。

図示しない電源スイッチをオンすると、第３図のフロ
ーがスタートし、マイクロコンピュータ（30）はステッ
プ＃１を実行し、AF動作スイッチS₁がONされるのを待
つ。AFスイッチS₁は通常レリーズスイッチの第一段の押
下でONとなり、AF動作を開始する。

マイクロコンピュータ（30）はまず光電変換回路（2
0）の初期化を実施した後、ステップ＃２にて光電変換
回路（20）で像輝度情報の積分を開始する。積分電荷が
所定のレベルに達した後、ステップ＃３（以下、「ステ
ップ」を省略する。）にて、マイクロコンピュータ（3
0）は、前述のシフトパルス発生以後転送クロックに同
期して各画素出力のA/D変換値をマイクロコンピュータ
（30）内のRAM（図示せず。）に格納する。必要とする
各画素データl₁〜l₄₀,r₁〜₄₈の８ビットディジタルデー
タ入力後、マイクロコンピュータ（30）は、＃４にて前
述の差分データDl₁〜Dl₃₆,Dr₁〜Dr₄₄の作成を行う。

こうして相関演算の前準備が完了した後、マイクロコ
ンピュータ（30）は＃５−φにて合焦検出感度域切換ス
イッチSwｎの確認を行う。もし合焦検出感度域切換ス
イッチSwｎがONされていて狭い合焦検出感度域が撮影
者により要求されていた場合には、マイクロコンピュー
タ（30）は＃５−２にて、相関演算のデータ数Ｄ及びス
タート差分データ番号Ｓに狭い合焦検出感度域のデータ
数16及びスタート差分データ11を、また、合焦下限コン
トラスト値CSに所定値CS1をそれぞれセットする。逆に
合焦検出感度域切換スイッチSwｎがOFFされていて広
い合焦検出感度域が撮影者により要求されていた場合に
は、マイクロコンピュータ（30）は＃５−１にて相関演
算データ数Ｄとして全感度域の差分データ数36、スター
ト差分データ番号として１を、また、合焦検出下限コン
トラスト値CSに所定値CS₂をセットする。次に、＃５−
３にて、マイクロコンピュータ（30）は合焦検出感度域
切換スイッチSwｎのON,OFFによってセットされたS,D
値のそれぞれの値にしたがい、１〜９のｋの値それぞれ
の相関値の演算を行う。ここで合焦検出感度域の限定が
行なわれたわけである。

こうして求められた相関値に対して＃６にて最小値を
検出し、＃７にて前述の補間演算を施し、像間隔XMを算
出する。

この像間隔XMから基準合焦像間隔XJとの差が＃８にて
像間隔ズレ量Ｐとして算出される。この像間隔ズレ量Ｐ
はデフォーカス量に比例した値である。

次にこの値に対して＃９にて、信頼性の確認を行う。
これについては詳しくは特開昭60−7687号明細書に記載
されている。即ち、コントラスト値Ｃが所定値以上有すること（ここでは
すでにセットされたCS値以上であること）、各画素出力の最大値が所定値Ps以上であること、相関値の最小値が両端でないこと、さらに補間演算で像間隔XM値と同様の補間演算をほど
こしたYM/C値が所定値YMs以下であること、の４点をともに満足する時、演算により求められた像間
隔ズレ量Ｐは信頼性の高いデータとして＃13にてデフォ
ーカス量に変換される。また＃１にてデフォーカス量よ
りレンズ駆動量に変換される。その後、レンズ駆動量に
より＃15にて合焦状態かレンズ駆動が必要かの判断がな
され、＃17にて前者の場合は合焦表示を行う。後者の場
合は＃16にてレンズ駆動を行い再度光電変換回路（20）
の再積分、再合焦検出による合焦確認動作に向かう。ま
た一度合焦表示された後、マイクロコンピュータ（30）
は＃18にて、モード切換スイッチSoｃのON,OFFを判定
し、モード切換スイッチSoｃがONしているワンショッ
トAF時にはレンズを停止させたままAF動作を終了する。
モード切換スイッチSoｃがOFF状態でコンティニュア
スAFモードが選択されていた場合には、なおもこのルー
チンを繰り返すために光電変換回路（20）の再積分を行
う。

一方、＃９にてコントラスト値、画素出力最大値、相
関値のいずれかのデータに信頼性がたりないと判断され
た場合には、＃11にて、レンズを駆動し、全レンズ駆動
範囲をすくなくとも一度通過させるための低コントラス
ト走査LO−CONSCANを行い、＃10にてこれが終了しなお
も信頼できるデータが得られないと判定した場合にはレ
ンズ駆動を終え、＃12にて、低コントラストで焦点検出
が不能であることを示すLO−CON表示を行う。

第５図のフローでは、マイクロコンピュータ（30）は
＃５−φのフローで合焦検出感度域が広いか、狭いかの
確認を行っているが、コンティニュアスAFモードか、ワ
ンショットAFモードかのセンシングを行うようにしても
よい。もし、モード切換スイッチSoｃがOFF状態でコ
ンティニュアスAFモードが選択されていた場合には、＃
５−１のフローに向かい合焦検出感度域を広く設定し、
モード切換スイッチSoｃがON状態でワンショットAFモ
ードが選択されている場合には＃５−２のフローに向か
い狭い合焦検出感度域の設定を行う。ここで第１図に記
された合焦検出感度域切換スイッチSwｎは削除される
ものとする。

このようにすれば、コンティニュアスAFモードには、
広い合焦検出感度域により動被写体の追従撮影が容易に
なり、ワンショットAF時には限定された合焦検出感度域
で被写体をとらえやすく、静止被写体には精度良いAFが
実現できる。

次に、ラインセンサ（15）を、第２図および次の表に
示すようにブロック細分化を行った場合の本願の第１お
よび第２の発明の実施例の動作について、第６図、第７
図（ａ）及び第７図（ｂ）のフローチャートを参照しな
がら説明する。

なお、上記ラインセンサ（15）は、中間の分離帯を間
にして、画素l₁〜l₄₀からなる基準部（Ｌ）と画素r₁〜r
₄₈からなる参照部（Ｒ）とに区分される。基準部（Ｌ）
は、画素l₁〜l₂₀までの第１ブロック（Ｉ）、画素l₁₁〜
l₃₀までの第２ブロック（II）、画素l₂₁〜l₄₀までの第
３ブロック（III）というように互いにオーバーラップ
させてブロック分けされる。参照部（Ｒ）と基準部
（Ｌ）にそれぞれ結像した２つの像の間隔は、ピントが
合った場合、所定の距離L₂になる。

第６図において、マイクロコンピュータ（30）は動作
開始後まず、＃20にて、合焦検出演算の開始ブロック
（ゾーン）指定を第２ブロック（II）とし、デフォーカ
ス量演算のシフト量の制限フラグZFをリセットする。そ
の後AF動作の開始信号の入力を待つ（＃１）。AFスイッ
チS1が閉じAF動作の開始が指示されると、まずラインセ
ンサ（15）の初期化を行った後ラインセンサ（15）の像
情報蓄積を開始（＃２）する。ラインセンサ（15）の電
荷蓄積が所定レベルまで完了するとシフトパルスによる
アナログ・シフト・レジスタへの蓄積電荷の並列移送が
行なわれ、以後転送クロックφ_１、φ_２に同期して電荷
転送、データダンプ（＃３）が行なわれる。合焦検出演
算に必要とされる全画素のデータダンプが完了すると、
マイクロコンピュータ（30）はまずその画素データの差
分データへの変換を行う（＃４）。これは合焦検出演算
に必要としない障害となる空間周波数成分を除去するた
めである。

差分データの算出を終えると、マイクロコンピュータ
（30）は合焦検出感度域に制限が加えられているか否か
を判別するため合焦検出感度域切換スイッチSwｎのセ
ンシングを行う。合焦検出感度域切換スイッチSwｎが
OFF状態になっている時は、＃21にて、全合焦検出感度
域、即ち、第２図の第１〜第３ブロック（Ｉ），（I
I），（III）で合焦検出演算を行うためにゾーン演算カ
ウンタｊに３をセットし、逆に合焦検出感度域切換スイ
ッチSwｎがON状態となっている時は、＃22にて、第２
ブロック（II）のみの合焦検出感度域についての合焦検
出演算を行うためにゾーン演算カウンタｊに１をセット
し、ゾーン指定を第２ブロック（II）にするためにｎ＝
２にセットを行う。

この状態で合焦検出演算を開始するが、ゾーン指定ｎ
＝２、デフォーカス量制限フラグZF＝０になっているた
め＃23〜＃27を経て、まず＃29にて第２ブロック（II）
の全シフト範囲についてそれぞれの相関関数演算が行な
われ、＃30にてその内で相関関数YM2/C2（ｋ）の最小と
なる像間隔、すなわち最も相関度の高い像間隔lM2が求
められる。このlM2,YM2/C2（lM2）及びその前後の相関
値により＃31にて補間演算を行い、像間隔XM2,YM2/C2
（XM2）を求める。

次にこの値に対して＃32にてLO−CON判別を行い、求
められたXM2が信頼性に足る場合にはその像間隔より、
＃33にて像ズレ量P2を算出しメモリしておく。さらに以
後のブロックの相関演算に対してスピードアップを計る
ため、この像ズレ量以上の像ズレのみを演算させる。こ
のため、＃34にてデフォーカス制限フラグZFを１にセッ
トし、その制限値PminとしてlM2−15をメモリする。こ
れは相関度の最大となるラインセンサピッチ像間隔より
１だけ小さい値で、補間演算に両側ピッチずれの相関値
が必要となるためである。この補間演算及びLO−CON判
別は第５図におけるフローチャートの説明と同様であ
る。

この後ルーチンカウンタのチェックを行う。この段階
で合焦検出感度域切換スイッチSwｎがONにセットさ
れ、第２ブロック（II）のみに合焦検出感度域の設定が
行なわれた場合には、あらかじめｊ＝１にセットされて
いるので＃35のｊ＝ｊ−１のステップの通過でカウンタ
ｊはφとなり、第２ブロック（II）の合焦検出演算を終
えたその時点で＃36から＃38のレンズ駆動ルーチンに向
かう。

一方、広い合焦検出感度域が選択され、合焦検出感度
域切換スイッチSwｎがOFF状態にはｊ＝３にあらかじ
めセットされ、このルーチンの終了時点でｊ＝ｊ−１＝
２≠０となりｎ＝ｎ＋１＝２＋１と次の合焦検出ゾーン
として第３ブロック（III）を選択し、第３ブロック（I
II）についての相関関数演算に戻る（＃25,＃41〜＃4
4）。この第３ブロック（III）の相関演算において第２
ブロック（II）でLO−CONでないと判断された場合に
は、セットされたZFフラグの確認後に第２ブロック（I
I）で検出された像ズレ量より大きい像シフト量でのみ
相関演算される。第２ブロック（II）でLO−CONと判別
された場合については第３ブロック（III）で全像シフ
ト量下で相関演算を行う。こうして第２ブロック（II）
で行ったと同様にlM3の算出（＃45）、補間計算によるX
M3,YM3/C3（XM3）の算出（＃46）、LO−CON判別（＃4
7）を行い、LO−CONでない場合は像ズレ量P3をメモリ
（＃48）し、デフォーカス制限Pmin＝lM3−25をメモリ
し、フラグZF＝１をセットする（＃49）。ここで求めら
れたP3はP2より１ピッチ以内の差で小さい場合も考えら
れるが、そのときのPminはどちらも同じ値となりPminが
減少することはありえない。

次に、＃50〜＃59にて、まったく同様に、ｎ＝ｎ＋１
＝４と加算され、第１ブロック（Ｉ）の相関演算が行な
われる。

こうして広い合焦検出感度域が選択された場合には第
１〜第３ブロック（Ｉ），（II），（III）において先
に相関演算で求められたブロックの像シフト量より大き
な像シフト範囲で合焦検出演算された後、ゾーンカウン
タがｊ＝０となり、＃38のレンズ駆動ルーチンに移行す
る。

ここで再び合焦検出感度域切換スイッチSwｎのON,O
FFに関係なく第５図と同一ルーチンとなる。

まず、LO−CONでなかったゾーンがあるかどうか判別
される（＃39）。ここで合焦検出感度域切換スイッチSw
nONで第２ブロック（II）のみの狭い合焦検出感度域
が選択された場合には、判別は第２ブロック（II）のみ
が対象となることはいうまでもない。第１〜第３ブロッ
ク（Ｉ），（II），（III）がLO−CONであったときに
は、撮影レンズ（２）が最近接状態から∞まで最低一回
全領域を移動し、合焦検演算を行うLO−CON SCANに移
り、レンズ駆動を行う。この動作中に数回の合焦検出演
算を行い、いずれもLO−CONとなり、LO−CON SCANが完
了した時には、レンズの動作を最近接か∞のレンズ端点
でレンズの動作を停止し、そのままでAFスイッチS1のON
状態が続くかぎり、イメージセンサの駆動、合焦検出演
算を行いながら、LO−CON表示を行い（＃12）、合焦検
出に適正な被写体状態になるのを待つ。

LO−CONでないゾーンが検出された時には、その中で
最も像間隔の大きなゾーン、すなわち被写体中で最近接
の被写体を含むゾーンの像ズレ量とそのゾーンを抽出す
る（＃40）。像ズレ量Piはデフォーカス量にある定数と
の積をとることで変換され（＃13）、ｎ＝ゾーン番号ｉ
としてメモリする。求められたデフォーカス量は撮影レ
ンズ（２）ごとに異なるデフォーカス量とレンズ駆動量
係数との積をとることでレンズ駆動量に変換（＃14）さ
れ、レンズ駆動量が極めて小さい場合には合焦表示を行
い（＃17）、他の場合にはレンズ駆動を行った（＃16）
後、イメージセンサの再積分、再合焦検出演算を行う。
合焦表示がされた後にモード切換スイッチSoｃのセン
シングを行い、ワンショットAFモードが選択されている
場合には、合焦表示を行ったままマイクロコンピュータ
（30）は停止し、コンティニュアスAFモードが選択され
ている場合には、非合焦状態と同様にイメージセンサの
再積分、再合焦検出演算を行う。

以上に説明したように、本願の第１の発明では、前回
の合焦検出演算で像間隔最大のブロックをメモリし、再
合焦検出演算の場合そのブロックに対して第１回目のゾ
ーン演算ルーチンで合焦検出演算を行っている。セット
されたｎにより分岐されたフローにて第１回目の合焦検
出相関演算を行うことで、一旦合焦検出動作を行った後
の合焦検出演算を速やかなものとしている。

このように、このブロック細分化合焦検出演算におい
ては、第１回目のゾーン演算ルーチンで最も像間隔の大
きなブロックを抽出し、以後の合焦検出演算ルーチンで
最も像間隔の大となるブロックが優先的に選択された場
合、以後のブロックの合焦検出のための相関演算の演算
数が減り合焦調整の応答性が向上する。

次に、本願の第２の発明の実施例のフローを第７図
（ａ）および第７図（ｂ）に示す。

この実施例においては、その動作をより速やかなもの
とするために前回の合焦検出演算で像間隔最大のブロッ
クをメモリし、再合焦検出演算の場合、合焦近傍の限定
されたシフト量のみでメモリされたブロックで合焦検出
演算を行い、LO−CONでなく、信頼性のあるデータの場
合には他のブロックのみで合焦検出演算はいっさい行わ
ずレンズ駆動を行うようにしている。

第７図（ａ）よおび第７図（ｂ）において、AF動作開
始スイッチS₁のON後、第１回の合焦検出動作については
まったく第６図と同様である。ここでデフォーカス量が
算出されデフォーカス量に従いレンズ駆動された後（＃
13〜＃16）、AF動作開始時＃20にてクリアされたレンズ
駆動済フラグSFを＃72にて１にセットする。このレンズ
駆動済フラグSFはすなわち被写体が合焦位置近傍に存在
する確率が高いことを示している。この後合焦検出装置
はイメージセンサの再積分を行い、新たな像情報を得、
合焦検出演算を繰り返す。ここでSF＝１の場合、被写体
が合焦位置近傍に存在する確率が高いため最も相関の高
い像間隔はあらかじめ予想される。そこで合焦像間隔か
ら−2,−1,0,1,2の５点の像間隔についてのみ相関値を
求める（＃62）。その結果、最も高い相関を得る像間隔
が−1,0,1のいずれかであった場合には、その値に従い
補間演算を行って、LO−CON判別を行い（＃63,＃64,＃6
5）、その値が信頼性が高いと判別されたとき、その補
間像間隔XMnに従いレンズ駆動を繰り返す。即ち、この
補間像間隔XMnにより、第７図（ａ）の＃66にて像間隔
ズレ量Pnを算出した後、第７図（ｂ）の＃13にて上記像
間隔ズレ量Pnはデフォーカス量に変換される。一方、＃
65にてLO−CONと判別された場合、最大相関像間隔が２
または−２のときも含むが、その時は第１回目と同様の
相関演算計算を行う。また合焦検出演算で最終的にLO−
CONと判断された時は、＃76にてレンズ駆動済フラグSF
はクリアされて以後このルーチンをたどることはなく、
ふたたび合焦検出されるまで、第１回目の合焦検出演算
同様全デフォーカス量範囲、全ブロックで合焦検出演算
を繰り返す。なお、合焦検出されると、ワンショットAF
の場合は、レンズ駆動済フラグSFは＃74にてセットされ
る。

ここではレンズ駆動完了後、再合焦検出を行う例につ
いて示したが、レンズ駆動を行いながら合焦検出を繰り
返すことも可能で、このような例の場合はレンズ駆動済
フラグSFは合焦検出時のみにセットすることもできる。
また、ここでは簡易合焦検出時の相関値算出像ズレ量を
2,1,0,−1,−２の５点としたがこれはAFセンサと再結像
レンズ間の調整精度等に依存する値で、充分な精度が確
保されるなら1,0,−１の３点でも可能であることはいう
までもない。

最後に第６図、第７図（ａ）および第７図（ｂ）にお
いて、合焦検出感度域切換スイッチSwｎのON,OFFの判
別部を、モード切換スイッチSoｃのON,OFFの判別とす
ることでコンティニュアスAF、ワンショットAFにより合
焦検出感度域の広い、狭いを切換えることが可能なのは
第５図で説明したのと同様である。

発明の効果本発明は、まず前回選択されたエリアについて検出
し、その検出結果に信頼性があれば他のエリアにおける
検出動作を省略するようにしているので、焦点検出動作
に要する時間が短縮され、被写体に対する追随性が向上
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動焦点調節回路のブロック図、第２図はラインセンサの画素配列を示す説明図、第３図はカメラの視野枠内の合焦検出感度域の切換の説
明図、第４図は補間計算のフローチャート、第５図は本願の第１及び第２の発明の基本動作のフロー
チャート、第６図、第７図（ａ）及び第７図（ｂ）はそれぞれ本願
の第１および第２の発明に係るカメラの自動焦点検出装
置の動作のフローチャート、第８図は焦点検出光学系の説明図、第９図は焦点検出における２つの像の位置を示す説明
図、第10図はデフォーカス量の変化を示す説明図である。１……被写体光束、２……撮影レンズ、 9,11……２つの像、 12,14……光電変換素子アレイ。 15……ラインセンサ、20……光電変換回路、 30……マイクロコンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者唐崎敏彦大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (72)発明者谷口信行大阪府大阪市東区安土町２丁目30番地大阪国際ビルミノルタカメラ株式会社内 (56)参考文献特開昭59−9611（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−123810（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影画面内の複数エリアにおいて被写体に
対する焦点状態を検出し、各エリアごとに焦点検出デー
タを出力する焦点検出手段と、上記焦点検出手段から出力された複数の焦点検出データ
に基づいて上記エリアを選択する選択手段と、上記選択手段によって選択されたエリアに対応する上記
焦点検出データに基づいて焦点調節を行う焦点調節手段
と、上記検出手段、選択手段、及び焦点調節手段の動作を繰
り返す繰り返し手段と、を有するカメラの自動焦点検出装置であって、前回選択されたエリアを記憶する記憶手段と、今回の焦点検出において、上記前回選択されたエリアに
ついて焦点状態を検出し、その結果の信頼性を判定し
て、信頼性ありと判定されると他のエリアにおける焦点
検出動作を省略してそのエリアを選択し、信頼性なしと
判定されると他のエリアにおける焦点検出動作を行うと
ともに他のエリアを選択する制御手段と、を備えていることを特徴とするカメラの自動焦点検出装
置。