JPS599611A - 相関器 - 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】 本発明は、光学カメラ、テレビジョンカメラなどの自動
合焦装置における相関器に関する。

光≧＼カメラ、テレビジョンカメラなどの撮像装置にお
いては、撮像時に被写体までの距離に応じて常に正確に
撮像用レンズの焦点調整を行なわなければならない。

そこで、撮像操作な容易にし、かつ常に正しい焦点状態
で撮像な行なうため、被写体までの距離に応じて自動的
に焦点調整が行なわれるようにした自動焦点調整装置、
いわゆる自動合焦装置示広く使用されろようになってき
た。

ところで、このような自動合焦装置としては、従来から
種々の方式のものが提案されているが、そのうちの一つ
に、同一被写体により２つの像を得、これら２つの像の
間の距離が撮像レンズの合焦状態に応じて変化するよう
にし、これら２つの像の間の距離が所定値に収斂するよ
うに撮像レンズの位＃な変化させて合焦な行なうように
した方式のものが知られており、その−例な第１図に示
す。

図において、１は撮像レンズ、ＩＡ、ＩＢはレンズ１の
端部、２はレンズ１による撮像面、３Ａ。

３Ｂは反射鏡、４は一次元固体イメージセンサ、４、Ａ
、４Ｂはイメージセンサ４のＡ部分とＢ部分、５は２値
化回路、６は分配回路、７は相関器、８は制御信号発生
回路、９はピーク検出器、１０はレンズ駆動信号発生回
路、１１はレンズ位置駆動装置である。

図示してない被写体の像はレンズｌにより未露光フィル
ム、テレビジョン撮像装置の光電変換面などからなる撮
像面２に結像されるようになっているが、このとき、レ
ンズ１の一方の端部ＩＡｋ通過した光ＬＡは反射鏡３Ａ
によってイメージセンサ４のＡ部分４Ａに投映され、他
方の端部ＩＢを通過した光Ｌ　１３は反射鏡３Ｂによっ
てＢ部分４Ｂに投映されるようになっている。

−次元固体イメージセンサ（以下、単にセンサという）
４は直線状に等間隔で配列された多数のフォトダイオー
ドなどの光電変換素子からなり、−次元光パターンな電
気信号として直列に読み出す働きなするもので、その光
電変変換素子な２分割してＡ部分４ＡとＢ部分４Ｂとな
設けたものであり、レンズ１に対して撮像面２と等価な
位置に設けである。

そして、このとき、反射鏡３Ａと３Ｂの傾きを適当に設
定し、レンズ１が合焦位置にあるときに端部ＩＡな通過
した光ＬＡによりＡ部分４Ａに結像された被写体像（こ
れＩＡ像という）と、端部ＩＢを通過した光ＬＢにより
Ｂ部分４Ｂに結像された被写体像（これをＢ像という）
との間の距離ｄが所定値ｄ。になるようにしておく。

そうすると、レンズ１が実線で示した合焦位置より被写
体の方に近い破線で示すような位置にあったときには、
光Ｔ、Ａ、ＬＢの光路も破線で示すようになってセンサ
４におけるＡ像とＢ像の間の距離ｄは所定値ｄｏより小
さい値ｄ、となり、反対に鎖線で示すようにレンズ１が
合焦位置から撮像面２に近い位置にあったときは、光Ｌ
Ａ、　　ＬＢの光路も鎖線で示すようになり、このとき
にはＡ像とＢ像との間の距離ｄは所定値ｄ０より大きい
値ｄ、となる。

従って、センサ４から読出した信号を適当な回路で処理
し、Ａ像とＢ像との間の距離ｄを表わす信号な得、これ
が所定値ｄ０に収斂する方向にレンズ１の位置を制御す
れば自動的に合焦制御が行なわれ、被写体までの距離が
変化しても常に正しい合焦状態が得られろことになる。

次に、センサ４から読出した信号の処理について説明す
る。

制御信号発生回路８からの読出クロックＬＣによってセ
ンサ４が駆動されると、Ａ部分４Ａ及びＢ部分４Ｂの光
電変換素子に投映されているＡ像とＢ像の光学像は時系
列的に読出されて映像信号となる。

こうして映像信号に変換された信号は２値化回路５で２
値化された上で分配回路６によりＡ像による２値化映像
信号ＤＡとＢ像による２値化映像信号ＤＢＫ分離されて
相関器７に入力される。

この相関器７は例えば第２図に示すような構成のもので
、Ａシフトレジスタ７０Ａ、Ｂシフトレジスタ７０Ｂ、
２進カウンタ７１、アドレスカウンタ７２、ＥＸ−ＮＯ
Ｒゲート（排他的否定論理和ゲート）７３、Ａ　Ｎ　］
）ゲート７４．７５Ａ。

７５Ｂ、　　　７６Ａ、　　　７６Ｂ、　　　ＯＲゲ　
−　）７７Ａ、７７Ｂ、インバータ７８Ａ、７８Ｂ、遅
延素子７９からなる。

そして、制御信号発生回路８からの信号ｍが処理Ｎ０１
１になっているときには、ＡＮＤゲート７５Ａ、７５Ｂ
が能動化され、ＡＮＤゲート７６Ａ。

７．６Ｂは閉じられたままとなるので、Ａシフトレジス
タ７０Ａの出力は能動化されているＡ　Ｎ　ｌ）ゲー）
　７５ＡによりＯＲゲート７７Ａケ介して自己の入力に
帰還され、同様にＢシフトレジスタ７０Ｂの出力も能動
化されているＡ　Ｎ　Ｉ）ゲー）７５ＢによりＯＲゲー
）７７Ｂ＝に介して自己の入力に帰還される柵循環モー
ドとなり、信号ｍが論理″１“になったときには、ＡＮ
Ｄゲート７５Ａ、７５Ｂは閉じ、ＡＮＤゲー）７６Ａ、
７６Ｂが能動化されるため、このときには能動化されて
いるＡＮＤゲート７６Ａと７６ＢによりそれぞれＯＲゲ
ート７７Ａ、７７Ｂを介してＡシフトレジスタ７０Ａに
は２値化映像信号ＤＡが入力可能にされ、Ｂシフトレジ
スタ７０Ｂには２値化映像信号ＤＢが入ガ可能にされる
“読込モート１となる。

一方、この信号ｍはセンサ４から映像信号が読出される
ときだけ論理″１１１になる。

そこで、いま、被写体の明るさなどで決まる所定の周期
ごとのセンサ４からの映像信号の読出しが開始し、信号
ｍが論理ｌｌ１１になると、２値化映像信号（以下、単
にデータとい５）ＤＡがＡシフトレジスタ７０Ａに入力
され、ついでデータＤＢがＢシフトレジスタ７０Ｂに入
力される。なお、この″読込モートでは、ＡＮＤゲート
７５Ａ。

７５）３が閉じられているため、各シフトレジスタ７０
Ａ、７０Ｂに既に入力されていたデータはオーバーフロ
ーされて消失する。

次に、センサ４がらの映像信号の読出しな完了し、新し
いデータＤＡ、ＤＢがそれぞれのシフトレジスタ７０Ａ
、７０８に入力されてしまうと、信号ｍは論理″ａｌｌ
に戻り、“循環モード１に切換えられる。そして、この
”循環モード１１の中で所定の回数Ｎ回にわたる比較サ
イクルが繰返えされることになる。

この比較サイクルが開始すると、制御信号発生回路８か
ら２つのクロックＣＬＫＡ、ＣＬＫＢが発生され、これ
によりＡシフトレジスタ７０ＡとＢシフトレジスタ７０
Ｂはシフト動作な行ない、入力されていたデータＴ）Ａ
とＤＢな各クロックごとに１ビツトづつ出力し、これら
をＥＸ−ＮＯＲゲート７３に入力する。なお、このとき
にはＡＮＤゲー）７５Ａ、７５Ｂが能動化されている“
循環モードにあるから、それぞれのデータＩ）Ａ。

ＤＢはシフトされるごとに入力に帰還され、消失するこ
とはない。

さて、ＥＸ−ＮＯＲゲート７３は、その２つの入力がい
ずれも論理″１１１となったとき及びいずれも論理１１
０１となったときだけその出力が論理ｌ１１″になるよ
うに動作する。従って、このゲート７３の出力はＡシフ
トレジスタ７０Ａから１ビツトづつ出力されるデータＤ
Ａと、Ｂシフトレジスタ７０Ｂから１ビツトづつ出力さ
れるデータＤＢの各ビットがいずれも論理″１”又は論
理−Ｐとなっていたとき、つまり２つのデータＴ）　Ａ
とＤＩ３の論理が一致したビットごとに論理ｌ１１″に
なる。そして、このＩ！３　Ｘ　−Ｎ　ＯＲゲート７３
の出力は制御信号発生回路８からのストローブパルスＳ
ＴＲと共にＡ、　Ｎ　Ｄゲート７４に入力され、その出
力はシフトレジスタ７０Ａ、７０ＢからのデータＤＡ、
Ｉ）Ｈの各ビットごとの取出しに同期して２進カウンタ
７１のカウント入力に供給される。

２進カウンタ７１は制御信号発生回路８から遅延素子７
９な介して供給されるパルスｎによってリセットされる
が、このパルスｎはＮ回ニワタッて繰り返される比較サ
イクルの各サイクル開始ごとに、それに僅かに先立って
発生される。従って、この２進カウンタ７１の出力デー
タＹは比較サイクルが完了するごとに、そのサイクル内
でＡシフトレジスタ７０ＡとＢシフトレジスタ７０Ｂか
ら読出されたデータＤＡとＤＢの各ビット間での一致し
た回数な表わすことになる。

アドレスカウンタ７２は制御信号発生回路８から供給さ
れるパルスｍｔによってリセットされ、パルスｎによっ
てカウントアツプされる出力データＸな発生する。そし
て、上記パルスｍ　ｔは制御信号ｍの立下りエツジに同
期して発生させられるようになっているから、結局、こ
のアドレスカウンタ７２の出力データＸは、”循環モー
ド１に入ってＮ回にわたり繰り返される比較サイクルの
、各サイクルの始めからの回数を表わすことになる。

さて、こうしてＮ回にわたり繰り返される比較サイクル
が開始して最初の第１回目の比較サイクルが完了すると
、次の第２回目の比較サイクルに入る前に、制御信号発
生回路８から１個のシフトパルスがＢシフトレジスタ７
０Ｂに供給され、これによりＢシフトレジスタ７０Ｂの
データｌ）　Ｂは１ビツトだけシフトされ、そのあとで
第２回目の比較サイクルに入り、Ａシフトレジスタ７０
ＡのデータＤＡに対して１ビツトだけシフトしているＢ
シフトレジスタ７０ＢのデータＤＢとの間での比較が行
なわれ、そのときの各ビット間での一致回数が２進カウ
ンタ７１の出力にデータＹとして現われる。

こうして、順次、各比較サイクルごとにＡシフトレジス
タ７０ＡのデータＤＡに対して１ビツト次々とシフトさ
れたＢシフトレジスタ７０ＢのデータＤＢとの比較が繰
り返され、Ｎ回目にはＮビットずれたデータＤＡとＤＢ
との間でのビットの一致数がデータＹとして得られるこ
とになる。なお、このときの各比較サイクルごとに供給
されるシフトクロックＣＬＫＡとＣＬＫＢの個数は正確
に各シフトレジスタ７０Ａ、７０Ｂのビット数と合わせ
であるのはいうまでもない。また、このとき、１回の叢
循環モード１の中で繰り返される比較サイクルの回数Ｎ
は例えば各シフトレジスタ７０Ａ、７０Ｂのビット数と
同じにしておけばよ℃１゜ この結果、センサ４から映像信号が読出し可能圧なるご
とに一読込モード１１とそれに続く”循環モードが繰り
返され、”循環モード１内でのＮ回の比較サイクルの各
サイクルの始めからの回数な表わすデータＸと、各サイ
クルにおけるデータＤＡとＤＢの各ビット間の一致した
回数を表わすデータＹが得られることになり、これらの
データＸ、Ｙはピーク検出器９に入力され、１つの循環
モード内でで−タＹが最大となったときのデータＸの取
出しが行なわれる。

このピーク検出器９は例えば第３図に示すよう［２つの
データバッファ９０．９１と、データ比較器９２、それ
にＡＮＤゲート９３、遅延素子９４．９５などで構成さ
れている。

データバッファ９０．９１は遅延素子９５な介して供給
されるパルスｍｔによりｎ循環モード鍔に入った直後に
リセットされ、その後、Ａ　Ｎ　ｌ）ゲート９３が能動
化されているときに遅延素子９４を介してパルスｎが供
給されたとき、入力りのデータＸ、Ｙを取り込んで出力
Ｑに保持する働きをする。

データ比較器９２は入力人に供給されているデータと入
力Ｂに供給されているデータの比較を行ない、入力Ａの
データが入力Ｂのデータより大きい間は出力Ａ）Ｂを論
理１ｌＩ１１に保ってＡＮＤゲート９３を能動化し、入
力Ａのデータが入力Ｂのデータより小さいか等しくなっ
たら出力Ａ）Ｂが論理１０　＠になってＡＮＤゲート９
３な閉じる働きなする。

そこで、′循環モード１に入って最初の第１回目の比較
サイクルが行なわれ、成る値のデータＹと、１を表わす
データＸが得られるとき、データバッファ９０．９１は
パルスｍｔによってクリアされているから、データバッ
ファ９０．９１のＱ出力はいずれも０であり、この結果
、データ比較器９２の出力Ａ）Ｂは論理１１″になる。

これＫよりＡＮＤゲート９３は能動化され、遅延素子９
４な介して供給されるパルスｎによりデータバッファ９
０の出力ＱにはそのときのデータＹが取出され、データ
バッファ９１の出力Ｑには１な表わすデータＸが取出さ
れ保持される。

次に、第２回目の比較サイクルが行なわれ、そのときに
得られたデータＹの値が保持されている第１回目のとき
のデータＹより大きければ、データ比較器９２の出力Ａ
＞Ｂは依然として論理′１１１１に保たれるから、デー
タバッファ９０の出力Ｑには第２回目のデータＹが取出
され保持され、データバッファ９１の出力Ｑは２ヶ表わ
すデータＸとなる。従って、データ比較器９２０入力Ｂ
に供給されるデータＹは入力Ａに供給されるデータＹの
１回前の比較サイクルにおけるものとなる。

こうして、順次Ｎ回にわたる比較サイクルが繰り返され
て行く間、これらの比較サイクルにおけるデータＹがそ
の１回前の比較サイクルにおけるデータＹより大きくな
っている間は次々とデータバッファ９０の出力Ｑに現わ
れているデータＹの書き替えが行なわれ、データバッフ
ァ９１の出力ＱのデータＸは順次、１から２．　３．　
４・・・・・・と増加してゆく。

しかして、成る比較サイクルにおいて得られたデータＹ
がその１回前のデータＹ、より小さくなったとする。

そうすると、このときにはデータ比較器９２の出力Ａ）
Ｂが論理１ｌＯ１ｌＫなり、パルスｎが遅延素子９４を
介して供給されたときＫＡＮＤゲート９３が閉じてしま
っているため、データバッファ９０．９１のクロック人
力ＣＬＫにはパルスが供給されず、データの書き替えは
行なわれなくなってそれらの出力Ｑはいずれも以後の比
較サイクルにおいてデータＹがその保持されているデー
タＹより大きくならない限りこの比較サイクルの１回前
のデータＹ、　Ｘを保持している。そして再びデータバ
ッファ９０の出力ＱＫ保持されているデータＹを越える
データＹが比較器９２０入力Ａに供給されると、前述と
同様データバッファ９０の出力Ｑ、データバッファ９１
の出力Ｑはその時のデータＹ、データＸに書き替わり、
以後データバッファ９０の出力Ｑに保持されているデー
タＹを越えるデータＹが比較器９２０入力ＡＫ供給され
る都度、データＹ、データＸの書き替え、保持が行なわ
れ、”循環モード刺を終了する。

ところで、データＤＡとｌ）　Ｂは、いずれも同一被写
体の像をセンサ４の部分４Ａと４Ｂにより読出して得た
ものであるから、もともと相互に強い相関を示している
。そこで、Ａシフトレジスタ７０ＡとＢシフトレジスタ
７０　Ｂに入力したあとで順次１ビツトづつシフトしな
がら各ビットごとの一致をみていれば、このシフト量が
成る値となったときに各ビット間での一致数が必ず最大
になる筈である。

従って、Ｎ回にわたる比較サイクルの間で何回かデータ
Ｙが順次各サイクルごとに増加し、成るサイクルで減小
に転じるが、最終的にデータバッファ９０の出力Ｑに保
持されているデータＹは、最後にデータ比較器９２の出
力Ａ）Ｂが論理＋１１１１からＩＯ１′に変ったとき、
すなわちこの１回前のサイクルのデータＹであり、この
時の比較サイクルにおいてデータＤＡとＤＢの各ビット
ごとの一致数が最大になったことな表わし、それ以後、
Ｎ回の比較サイクル終了まで、このデータを保持する。

一方、データバッファ９１の出力Ｑに最終的に保持され
ているデータＸは、上記データＹが最大値な示したとき
の比較サイクルの回数、つまりへシフトレジスタ７０Ａ
のデータＤＡに対するＢシフトレジスタ７０Ｂのデータ
ＤＢのビットシフト数であるから、結局、”循環モード
が終了したときにデータバッファ９１の出力Ｑに保持さ
れているデータｄｘはセンサ４上におけるＡ像とＢ像の
間の距離ｄ［対応したものとなることＫなる。

なお、この第３図におけるデータバッファ９０、或いは
９１としては、第４図に示すように、データＹ、又はＸ
のビット数に対応した数のＤフリップフロップ■）１〜
Ｄゎで構成したものを用いればよい。

そこで、このデータｄｘを６循環モードが完了するごと
にレンズ駆動信号発生回路１０に取り込み、合焦状態で
のＡ鐵とＢ像の間の距離ｄ０に対応したシフト量す表わ
すデータＤｏと比較してやれば、撮像レンズ１の合焦位
置からのずれ量と方向を求めることができる。

第５図はレンズ駆動信号発生回路１０の一例で、コンパ
レータ２０、アップダウンカウンタ２１、マトリクス回
路２２、パルス発振器２３、Ａ　Ｎ　Ｉ）ゲート２４〜
２６、ＯＲゲート２７、インバータ２８．２９などから
構成されている。

コンパレータ２０はデータＤ。がプリセットされており
、これとデータｄｘとを比較して３つの出力１．ｓ、ｅ
のいずれかに論理”１”ｋ発生する。即う、 ｄ　Ｘ＞Ｄｏ　−＋１　＝　１ ｄ　ｘ（Ｄｏ−＋ｓ　＝　１ ｄ　ｘ＝Ｄｏ−＋ｅ＝１ の動作な行なう。

アップダウンカウンタ（以下、単にカウンタという）２
１は入力Ｐにパルスｍｔが供給されたときに入力Ｓに供
給されているデータがプリセットされ、その後、ＡＮＤ
ゲート２４を・介してパルス発振器２３から供給される
パルスＣＰによりカウント動作を行なってカウントデー
タＱ、〜Ｑゎをマトリクス回路２２に供給する働きをし
、このとき、入力Ｕ　／　ｌ）が論理ｌｌＩ″に保たれ
ていたらアップカウントを行ない、“０１１となってい
たらダウンカウントを行なう。

マトリクス回路２２は一種のデコーダで、カウンタ２１
のカウントデータＱ、〜ＱＩｌがデータＤ。

に等しくなったときだけ出力Ｑが論理１１ＱＩ＋に落ち
、それ以外のときには出力Ｑが論理１１”に保たれるよ
うに動作する。なお、パルス発振器２３は比較的低い周
波数ｆのパルスＣＰを発生する働きをする。

さて、コンパレータ２ｏはデータｄｘに応じて出力’ｌ
　　ｓｌ　　ｅのいずれかを論理１１”に保っているが
、成る”循環モード１が完了したときのデータｄｘがデ
ータＩ）。より小さがったとすると、出力ＳがＩＩＭに
なっている。そこで、この−循環モード１になったとき
パルスｍｔがカウンタ２１に供給されるので、カウンタ
２１にはそのときのデータｄｘがプリセットされる。そ
うすると、このときにはマトリクス回！８２２のＱ出力
は当然論理１１ｍになるから、ＡＮＤゲート２４は能動
化され、一方、コンパレータ２ｏの出力ＳがＷｋ理１１
１１１なのでカウンタ２１のＵ／Ｄ入カも１１”になり
、このカウンタ２１はデータｄχをプリセットデータと
してパルス発振器２３がらのパルスＣＰによるアップカ
ウント動作な開始する。

一方、これと並行して、マ）　＋７クス回路２２の出力
Ｑが論理１１１′になったことによりインバータ２９を
介してＯＦｔゲート２７の一方の入力は論理＋ｌＯｎに
なり、コンパレータ２ｏのｅｌｆ３カ１理ＩＯ１′であ
ることによりＯＲゲート２７の出力も論理＋ＩＯ″とな
る。そしてこの結果、ＡＮＤゲ−）２５．２６＋！いず
れも能動化されるが、コンパレータ２０のＳ出力だけが
論理＋１１１１となっていることによりＡＮＤゲート２
６の出力だけが論理１１″になりレンズ引込信号が出方
される。

やがて、カウンタ２１のカウントデータＱ、〜Ｑｌｌが
データＤ。に等しくなったタイミングでマトリクス回路
２２のＱ出力が論理″ｏ′１になると、ＡＮＴ）ゲート
２４が閉じられてカウンタ２１のカウント動作は停止し
、インバータ２９を介してＯＲゲート２７に論理ＩＩ″
が供給されるため、このＯＲゲート２７の出力は′１１
１になって停止信号が出力され、さらにインバータ２８
によりＡＮＩ）ゲー）２５．２６はいずれも閉じられる
ので、Ａ　Ｎ　ｌ）ゲート２６の出力もｌ１Ｏ１１にな
りレンズ引込信号はなくなり、ＯＲゲート２７から停止
信号が出力される。

次に、成る“循環モードに入ってパルスｍｔがカウンタ
２１の入力Ｐに供給されたとき、データｄｘがデータ■
）ｏ　より大きくなったとすると、このときにはコンパ
レータ２０の出カッだけが論理“Ｉｌｌになるから、カ
ウンタ２１はダウンカウント動作となり、データｄｘｌ
プリセットデータとし、パルス発振器２３からのパルス
ＣＰなカウント入力Ｃとするダウンカウントな行なう。

そして、このダウンカウントな開始したときのカウンタ
２１のカウントデータＱ１〜Ｑｌｌはプリセットされた
データｄＸとなっているから、データｄｘがデータＤ０
より大きいという条件のためマトリクス回路２２の出力
Ｑは論理１１１ｍとなり、これによりＡＮＤゲート２５
の出力が論理３１′１になってレンズ繰出し信号が出力
される。そして、ブー　リセットされたデータｄｘのダ
ウンカウントによるカウンタ２１のカウントデータＱ、
〜Ｑ１がデータＤ。に等しくなってマトリクス回路２２
の出力Ｑが論理ｌｌ０１１に落ちたとき、０）ｔゲート
２７の出力が論理１１１１になって停止信号が出力され
、これによりＡＮＤゲート２５によるレンズ繰出し信号
は消滅する。

また、成る１循環モード＋１になったときのデータｄｘ
がデータＤｏに等しかったときには、コンパレータ２０
の出力ｅだけが論理＋１１′になるから、このときには
ＯＲゲート２７を介して直ちに停止信号が出力される。

なお、このときには、カウンタ２１にデータｄｘがプリ
セットされると直ちにマトリクス回路２２の出力Ｑが論
理１０１に落ちるため、ＡＮＤゲート２４は能動化され
ず、従ってカウンタ２１は動作しない。

そこで、これらＡＮＤゲート２５，２６、ＯＲゲート２
７の出力をレンズ位置駆動装置１１に供給し、ＡＮＤゲ
ート２６によるレンズ引込信号が発生している間だけレ
ンズ１を現在の位置から引込み方向に所定の速度■で駆
動し、ＡＮＤゲート２５によるレンズ繰出し信号”が発
生している間はレンズ１な現在位置から繰出し方向に所
定の速度Ｖで駆動してやれば自動的に合焦動作が行なわ
れ金ことになる。

ところで、この合焦装置においては、”読込モードと“
循環モードが１回行なわるごとに発生されるレンズ引込
信号又はレンズ繰出し信号の長さは、そのときのデータ
ｄｘとデータＤ。どの差に応じたものとなっている。つ
まり、これらの信号はセンサ４からの映像信号の読取り
ごとに間欠的に発生されるが、その１回当りの発生時間
、即ちレンズ１の駆動時間Ｔは となり、この時間Ｔの間はレンズ１を一定の速度■で移
動させている。なお、ここでｆはパルス発振器２３によ
るパルスＣＰの周波数である。

そこで、例えばレンズ１が合焦位置にあるときのデータ
Ｉ）。が「３２」であったとすれば、コンパレータ２０
とマトリクス回路２２は「３２」がプリセットされてい
る。

そして、いま、レンズ１が合焦位置から遠い位置にあり
、これにより得られたデータｄｘが「１」となったとす
れば、カウンタ２１は「１」にプリセットされ、データ
ｄｘとデータｌ）。の差である「３１」だけパルス発振
器２３からのパルスによりアップカウントされるまでレ
ンズ引込信号が発生されることになり、このときにレン
ズ１が駆動されている時間＋［１は となり、このときの様子は第６図に示すようになる。

また、レンズ１が合焦位置より近い位置にあり、このと
きのデータｄｘが「６２」となっていたとすると、カウ
ンタ２１は「６２」にプリセットされ、データＤ０との
差の「３０」だけカウントダウンされるまでレンズ繰出
し信号が出力されることになり、このときにレンズ１が
駆動される時間Ｔ、は となり、第７図に示すような動作となる。

なお、以上はセンサ４からの映像信号の読出し間隔がほ
ぼ一定で、かつ比較的大きい場合について説明したが、
例えば被写体の明度がかなり大でしかも変化したりして
いた場合などで、センサ４からの映像信号の読出し周期
が短かく、かつ変化していて、カウンタ２１がカウント
動作を開始し、そのカウントデータＱ１〜Ｑ、がマトリ
クス回路２２の設定データＤ０に到達する以前に次の１
読込モード１から”循環モードに入って、次のデータｄ
Ｘがカウンタ２１にプリセットされるようになってしま
う場合も生じる。そこで、この場合＼ について説明すると、仮に、成る―循環モード調でデー
タｄｘが「６２」であり、これによりカウンタ２１には
「６２」がプリセットされ、データＤ０である「３２」
に向けてダウンカウントが行なわれ、その間、前述と同
様な動作でレンズ１な駆動していたとする。そして、カ
ウンタ２１のカウントデータＱ１〜Ｑｎが「４５」にな
ったとき、つまり１７回のダウンカウントが行なわれた
時点で次の５循環モードに入り、このときのデータｄｘ
が「４５」となったとすれば、ここでカウンタ２１には
データ「４５」がプリセットされ、ここから再びデータ
Ｄ。、つまり「３２」に向けてダウンカウントが再開さ
れることになる。そこで、この場合にはレンズ１は停止
することなく合焦位置へ駆動されることになり、何も問
題を生じることはない。このときの様子は第８図のよう
になる。

従って、この第１図ないし第８図によって示した自動合
焦装置によれば、成る検出時点におけるレンズ１の合焦
位置までの１回当りの駆動量を、パルス発振器２３から
のパルスによるカウンタ２１のカウント動作により、デ
ータｄｘとデータＤｏとの差に対応した駆動時間Ｔとし
て求め、これにより必要な１回当りのレンズ駆動量な時
間Ｔによって制御するようにしているため、このパルス
発振器２３によるパルスＣＰの周波数ｆｋ適尚な値に設
定することにより合焦動作にハンチングなど？生じるこ
となく安定に、しかも充分な応答速度のもとで動作させ
ることができる。

ところで、この従来の自動合焦装置においては、撮像レ
ンズの合焦位置からのずれの方向と量の検出のために相
関器７が用いられ、そこに備えられているシフトレジス
タ７０Ａと７０Ｂのビット数はセンサ４のＡ部分４Ａと
Ｂ部分４Ｂのそれぞれのビット数に等しい数としなけれ
ば意味がない。

一方、上記した”循環モードに入ってデータｄｘｌ取出
すためにはＮ回の比較サイクルの繰り返しが必要である
。

しかして、この比較サイクルの繰り返し回数Ｎはシフト
レジスタ７０Ａ、７０Ｂのビット数によって決まるもの
である。

また、センサ４のそれぞれの部分４Ａ、４Ｂに必要なビ
ット数は、自動合焦が可能な合焦応答範囲と合焦精度と
な決める要素であるため、あまり少くできない。

この為、上記した従来の自動合焦装置においては、それ
ぞれのシフトレジスタ７０Ａ、７０Ｂに必要なビット数
がかなり多くなり、比較サイクルの繰り返し回数Ｎな小
くすることができないため、１回の比較サイクルに必要
な時間をτ、とじた場合、（τ１×Ｎ）で表わされる１
回の”循環モードを完了して１つのデータｄｘを得るの
に必要な時間を充分に短かくできず、このため、合焦応
答速度をあまり速くすることができないという欠点があ
った。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点な除き、セン
サのビット数を減らすことなくシフトレジスタに必要な
ビット数だ汁な少くすることができ、これにより合焦動
作に必要なデータの取り出し時間な充分に短縮し、合焦
応答速度特性に優れた自動合焦装置の構成に有効な相関
器な提供するにある。

この目的な達成するため、本発明は、信号間での相関が
最大になったときのシフト量が所定の範囲外にある間は
、信号の各ビットを順次規則的に間引いてシフトレジス
タに入力し、上記シフト量が所定範囲内に入ったときに
は信号の時系列方向の中央部を含む所定の部分だけを連
続したビットのままで抽出し、それなシフトレジスタに
入力するようにした点な特徴とする。

以下、本発明による相関器の実施例な図面について説明
する。

第９図は本発明の一実施例で、３０．３１はクロックパ
ルス変換器、３２．３３はＯＲゲート、３４〜３７はＡ
ＮＩ）ゲート、３８．３９はインバータであり、その他
は従来例における相関器７（箱２図）と同じである。従
って、この実施例による相関器は７′で表わし、２点鎖
線で囲った部分が本発明で付加された部分である。

クロックパルス変換器３０．３１は例えば第１０図に示
すようにシフト位置比較器４０．切換回路４１、クロッ
クパルス列間引き変換器４２、クロックパルス列抽出変
換器４３．ＯＲゲート４４で構成されたもので、ピーク
検出器９（第３図）からのデータｄｘがデータＤ。な中
心とした所定範囲の外にあるときには第１１図の（ｂ）
に示すように、ＡＮＤゲート３４又は３６ケ介して供給
されるＣＬＫＡ又はＣＬＫＢｋ１ビットづつ間引いたパ
ルスＣＰＩＩＯＲゲート３２又は３３に出力し、データ
ｄｘがデータ■）。な中心とした所定範囲内となったと
きには第１１図の（Ｃ１に示すように、ＡＮＤゲート３
４又は３６を介して供給されるクロックＣＬＫＡ又はＣ
Ｌ　Ｋ　Ｂの時系列方向の中央部の一部だけな連続して
ｎ／２ビツトだけ抽出したパルスＣＰ２をＯＲゲート３
２又は３３に出力する働きなする。

ＯＲゲー）３２．３３はクロックパルス変換器３０．３
１の出力及び制御信号発生回路８からのクロックＣＬＫ
Ａ、ＣＬＫＢを各シフトレジスタ７０Ａ、７０Ｂのシフ
トパルス入力に供給する働きをする。

ＡＮＤゲート３４〜３７とインバータ３８．３９は”読
込モード９に切換えるための信号ｍによりクロックＣＬ
ＫＡ、ＣＬＫＢＩクロックパルス変換器３０，３１又は
ＯＲゲー）３２．３３へ切換える働きなし、１読込モー
ド１のときにはクロックＣＬＫＡ、ＣＬＫＢｆａ０：ク
ロックパルス変換器３０又は３１な介してシフトレジス
タ７０Ａ。

７０Ｂに供給し、”循環モードになったときにはクロッ
クＣＬＫＡ、ＣＬＫＢをそのままシフトビジスタフ０Ａ
、７０Ｂに供給するように動８作する。

そして、この実施例においては、各シフトレジスタ７Ｏ
Ａ、７０Ｂのビット数はセンサ４のＡ部分４Ａ及びＢ部
分４Ｂのそれぞれのビット数ｎの１／２のものとなって
おり、これに応じて制御信号発生回路８から出力される
クロックＣＬＫＡ、ＣＬＫＢの１回当りのパルス数は信
号ｍが論理−２になっているとき、つまり″読込モード
１となっているときにはセンサ４のＡ部分４Ａ及びＢ部
分４Ｂのそれぞれのビット数ｎに等しい個数となるが、
信号ｍが論理１ｌＯ１１となっている一循環モート１の
ときにはｎ／２個となるように構成されてＸ、する。

次に、この実施例の動作について説明する。

いま、信号ｍが論理１１　Ｉ＋になって“読込モート１
になったとき、レンズ１が合焦位置から比較的大きくず
れており、これによりその直前力・ら与えられているデ
ータｄｘは例えば「１６」と〜１うデータＤ。から大き
く外れている「１」又＆マ「３１」という数値となって
いたとする。そうすると、これによりクロックパルス変
換器３０．３１はいずれもパルスＣＰＩを出力する状態
に切換えられる。

従って、このときには、第１１図（ａ）に示すクロック
ＣＬＫＡ又はＣＬＫＢに同期してセンサ４のＡ部分４Ａ
とＢ部分４Ｂから１ピツトづつ読出されたデータＤＡ、
ＤＢは第１１図（ｂ）に示すノ（ルスＣＰＩにより順次
１ピツトづつシフトレジスタ？ＯＡ、７０Ｂに読込まれ
ることになり、″読込モード１が完了したときにはｎビ
ットのデータＤＡ、ＤＢのそれぞれが１ピツトおきに間
引きされたｎ／２ビツトのデータとしてそれぞれのシフ
トレジスタ７０Ａ、７０Ｂに書込まれることになる。そ
こで、これに続（“循環モード１に入ったトキには、こ
れらｎ　／　２ビツトのシフトレジスタ７０Ａと７０Ｂ
に書込まれたｎビットのデータＤＡ、ＤＢから１ビツト
づつ間引かれたデータとの間での相関すｆｉｌｌべる比
較サイクルはＮ／２回で終了し、次のデータｄｘが取り
出されてくる。

こうして伺回か”読込モードと“循環モート１が繰り返
されると、その間に次々と得られるデータｄｘによりレ
ンズ１は次々と合焦位置に向って駆動されるため、やが
て成る”読込モードとなったときに得られているデータ
ｄｘが、例えば「８」又は「２４」という数値になり、
「１６」という数値に定められているデータＤ。に対し
て所定の範囲内に近づいたとする。そうすると、これに
よりクロックパルス変換器３０．３１はそれぞれパルス
ＣＰ２に出力する状態に切換えられ、各シフトレジスタ
７０Ａ、７０Ｂに対するシフトパルスは第１１図（Ｃ）
に示すよう、になり、同図（ａ）に示すクロックＣＬＫ
Ａ、ＣＬＫＢに同期して入力されるデータＤＡ、ＤＢの
中央部分のｎ／２ビツトだけが連続してそれぞれのシフ
トレジスタ７０Ａ、７０Ｂに読込まれ、これらのデータ
の間での相関な求めるための比較サイクルがＮ／２回行
なわれて次のデータｄｘが取り出されることになる。

従って、この実施例によれば、ｎビットのデータＤＡ、
ＤＢに対して各シフトレジスタ７０Ａ。

７０Ｂのビット数はｎ　／　２となるから、′循環モー
ドごとに必要な時間は従来例より半減され、データｄｘ
の取り出し間隔が充分に短縮できることになり、しかも
、センサ４のＡ部分４ＡとＢ部分４Ｂのビット数は従来
例と同じで、そわからのデータＤＡ、ＤＢについては、
レンズ１の合焦位置からのすわが比較的大きい間はこわ
らデータＤＡ、ＤＢの全域にわたるピットが１ビツトお
きではあるがシフトレジスタ７０Ａ、７０Ｂに全て読込
まわているため、レンズ１の合進位置からのすね量がか
なり大きくなっても充分に合焦動作に入ることができる
と共に、レンズｌが合焦位置に近づいてきたときには、
データＩ）Ａ、ＤＢの連続したビット間での相関が調べ
らねることになるため、充分な精度のデータｄｘを得る
ことができ、高精度の合焦動作が得られることになる。

つまり、この実施例によりば、レンズｌの合焦位置から
のすわが比較的大きくて、データｄｘに対する精度はあ
まり必要がないが、とにかくレンズ１のずわの状態だけ
の検出が必要な状態にあるときは、データＤＡ、ＤＢを
全域にわたって規則的に粗くサンプリングして相関な調
べ、レンズ１の合焦位置からのすわが充分に小さくなっ
てデータｄｘの検出に高い精度が必要になってきたとき
には、データＤＡ、ＤＢの必要な部分だけｔ元のままの
ビット密度で抽出して相関な調べるようにしたものであ
り、こねによりセンサのビット数な完全に活かした広い
合焦動作応答範囲と高い検出精度な保ちながらシフトレ
ジスタ７０Ａ、７０Ｂのビット数ケ少くすることができ
、こねによるデータｄｘの取り出し間隔の短縮が可能に
なるのである。

次に、シフト位置比較器４０の一実施例を第１２図に示
す。図において４０１，４０２はマグニチュードコンパ
レータ、４０３はＯＲゲートである。

そして、マグニチュードコンパレータ４０１のＢ入力に
はデータＲＬｌプリセットし、マグニチュードコンパレ
ータ４０２のＤ入力にはデータＲ８をプリセットしてお
く。

マグニチュードコンパレータ４０１ではデータｄｘとＲ
Ｌの比較が行なわわ、ｄｘ＞ｌｔＬとなったときＡ）Ｂ
出力の論理が１１１１になり、マグニチュードコンパレ
ータ４０２ではデータｄｘとＲ８の比較が行なわわ、ｄ
ｘ（Ｒ８となったときＣ〈Ｄ出力が論理１１１１に立上
がる。

この結果、ＯＲゲート４０３の出力ｓｐはデータｄｘが
データＲＬより大きく、データＲ８より小さくなってい
るときだけ論理１１１″になる。

そこで、いま、比較サイクルの繰り返し回数Ｎが「３２
」で、合焦状態な表わすデータＤ。が「１６」であった
とし、こねに対応してデータＲＬを「８」、データＲ８
を「２４」にプリセットしておけば、データｄｘが「８
」から「２４」の間にあるときだけ信号ＳＰが１″にな
って切換回路４１は■に切換えらね、シフトレジスタ７
０Ａ。

７０Ｂに対するシフトクロックは第１１図（Ｃ）のパル
スＣＰ２になるが、そわ以外のとき、つまりデータｄｘ
が「８」より小さいときと「２４」より大キいときには
第１１図（ｂ）のパルスＣＰ１がシフトレジスタ７０Ａ
、７０Ｂに供給されるように動作１させることができる
。

第１３図は切換回路４１の一実施例で、２個のＡＮＤゲ
ー）４１１，４１２、そわにインバータ４１３で構成し
たもので、信号ＳＰが論理１０１１のときにはＡＮＤゲ
ート４１２が能動化さね、クロックＣＰｋ出力■に供給
してパルスｃｐｉｖ発生し、信号ＳＰが論理″１″にな
ったときにはＡＮ　Ｉ）ゲート４１１が能動化さね、ク
ロックＣＰを出力■に供給してパルスＣＰ２な発生させ
るように動作する。

マタ、第１４図はクロックパルス列間引き変換器４２の
一実施例で、Ｔフリップフロップ４２１とＡＮＤゲート
４２２からなる１／２分周回路からなり、入力■からの
クロックＣＰなｌ／２分周して第１１図（ｂｌに示した
パルスＣＰ１ｉ作り出す働きをする。

そして、第１５図はクロックパルス列抽出変換器４３の
一実施例で、ｎ／２ビツトカウンタ４３１と、ｎ　／　
４ビツトカウンタ４３２、そわにＡＮＤゲート４３３，
４３４で構成されている。

カウンタ４３１，４３２はいずわも比較サイクルの開始
時に発生するパルスｎによってリセットさね、このうち
カウンタ４３１はそのＣＰ入力に供給されるパルスの個
数がｎ　／　２個になるまではＤ出力を論理＋ｌＩＩ′
に保ち、カウント数がｎ　／　２個に達したら以後リセ
ットされるまでＤ出力が論理１０ｍに落ちるように動作
し、カウンタ４３２はそのＣＰ入力に供給されるパルス
の個数がｎ　／　４個に達するまではＤ出力の論理は１
０１に保たわ、ｎ　／　４個に達したらＤ出力がＩｌｌ
″に立上ってそｈｖリセットされるまで保つように動作
する。

従って、入力■にｎ個のパルスを供給してやわげ、その
時系列方向の中央部分だけがｎ　／　２個だけ連続して
抽出さね、第１１図（Ｃ）に示すようなパルスＣＰ２を
作り出すことができる。

なお、以上は全て本発明の一実施例にすぎず、従って、
センサ４の各部分４Ａ、４Ｂのビット数とシフトレジス
タ７０Ａ、７０Ｂのビット数、戚いはデータＤ０の数値
などは例示にすぎないものであり、さらにパルスＣＰ１
の間引きの間隔やパルスＣＰ２のビット数なども例示で
あり、いずわも本発明をなんら限定するものではない。

以上説明したように、本発明によりば、相関器に必要な
シフトレジスタのビット数を合焦制御用−次元イメージ
センサのビット数よりかなり少いものとしても、そねに
より合焦動作可能範囲が狭くなったり合焦精度が低下し
たりする虞わは全く生じないようにできるから、従来技
術の欠点を除き、シフトレジスタのビット数な少くして
合焦制御信号の取り出しに必要な時間な短縮させ、こわ
により応答特性の優ねた自動合焦装置な得るのに有効な
相関器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動合焦装置の従来例な示すブロック図、第２
図はその構成の一部である相関器の一例を示すブロック
図、第３図は同じくピーク検出器の一例な示すブロック
図、第４図はピーク検出器に使用するバッファの一例？
示す回路図、第５図はレンズ駆動信号発生回路の一例な
示すブロック図、第６図、第７図、第８図は合焦動作説
明用のタイミングチャート、第９図は本発明による相関
器の一実施例を示すブロック図、第１０図はその一部を
構成するクロックパルス変換器の一例な示すブロック図
、第１１図は動作説明用の波形図、第１２図はシフト位
置比較器の一実施例な示すブロック図、第１３図は切換
回路の一実施例な示すブロック回、第１４図はクロック
パルス列間引き変換器の一実施例を示すブロック図、第
１５図はクロックパルス列抽出変換器の一実施例を示す
ブロック図である。 １・・・・・・撮像レンズ、ＩＡ、ＩＢ・・・・・・レ
ンズの端部、２・・・・・・撮像面、３Ａ、３Ｂ・・・
・・・反射鏡、４・・・・・・−次元イメージセンサ、
７・・・・・・相関器、８・・・・・・制御信号発生回
路、９・・・・・・ピーク検出器、１０・・・・・・レ
ンズ駆動信号発生回路、３０，３１・・・・・・クロッ
クパルス変換器、４０・・・・・・シフト位置比較器、
４１・・・・・・切換回路、４２・・・・・・クロック
パルス列間引き変換器、４３・・・・・・クロックパル
ス列抽出変換器。 第４図 第５図 ν、３９図 第１Ｏ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 時系列パターンからなり、同一ビット数を有する第１と
   第２の信号をそれぞれ入力とする第１と第２のシフトレ
   ジスタを備え、これら第１と第２の信号を相互に時系列
   方向にシフトさせながらそれら相互間の相関を表わすデ
   ータとそのときのシフト量とを検出するようにした相関
   器にお℃・て、上記第１と第２の信号をそれぞれ所定の
   ビットごとに規則的に間引いて抽出するための第１の手
   段と、上記第１と第２の信号の時系列方向の中心ビット
   を含む所定範囲の部分だ汁なそれぞれ連続的に抽出する
   ための第２の手段と、上記相関を表わすデータが最大値
   を示したときのシフト量と所定値との差の絶対値が所定
   範囲内にあるか否かな検出する手段とに設け、上記絶対
   値が所定範囲内にあるときには上記第２の手段により上
   記第１と第２の信号を上記第１と第２のシフトレジスタ
   にそれぞれ入力し、上記絶対値が所定範囲内にないとき
   Ｋは上記第１の手段により上記第１と第２の信号を上記
   第１と第２のシフトレジスタにそれぞれ入力するように
   構成したことを特徴とする相関器。