JPS6344205B2

JPS6344205B2 -

Info

Publication number: JPS6344205B2
Application number: JP55113063A
Authority: JP
Inventors: Harumi Aoki; Masahiro Kawasaki; Koji Suzuki
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1980-08-19
Filing date: 1980-08-19
Publication date: 1988-09-02
Also published as: JPS5737336A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は被写体像のコントラストの変化を利
用して自動的に焦点検出を行なうカメラの自動焦
点検出装置に関するものである。

レンズで結像される被写体の光学像は、焦点整
合（以下合焦という）時にその像の明暗の差、す
なわちコントラストが最大になるという性質を持
つている。これは被写体像の各空間周波数におけ
る光強度（パワースペクトル）が合焦時に最大に
なるために起こる現象であり、この現象を捕えれ
ば自動的に焦点を検出することができる。

従来、このようなコントラスト情報そのものを
抽出する方法には、CdS等の非直線性光導電素子
を用いる方法や、像面に多数の微小な光電素子を
並べて、それらの内の隣接した一対の素子間の光
電出力差を静的に検出する方法や、例えば本件出
願人による実開昭53−95830号、特開昭55−29878
号、および特開昭55−35317号等に開示されてい
るような複数個の微小光電素子からなる単列の光
電素子群と、この光電素子群に対応した走査回路
とからなる自己走査形光電変換部を用いて、微小
光電素子の光電出力から動的にコントラスト信号
を得る方法等が提案されている。

また上記のようなコントラスト検出素子を用い
て合焦状態を検出する方法としては、例えば、特
開昭55−29832号や、実開昭53−95830号等に開示
されているように、コントラスト検出素子を撮像
面と等価な位置に配置して、コントラスト信号が
最大値を示す状態を検知する方法や、例えば特願
昭54−15257号に開示されているように撮像面に
等価な位置の前後で等距離の２位置に２個のコン
トラスト検出素子を配設し、これら両コントラス
ト検出素子からのコントラスト信号出力が等しく
なる状態を検知する方法や、さらには１個のコン
トラスト検出素子を光軸上で撮像面と等価な面の
前後に機械的に振動させて、振動周期内のコント
ラスト出力の変化状態を解析する方法等が知られ
ている。

これらの被写体像のコントラスト情報を利用す
る自動焦点検出方式は、いわゆるTTL合焦検出
装置として一眼レフカメラの自動焦点検出装置に
組み込むのに適している。

ところで一眼レフカメラ等の高級カメラはレン
ズが交換できるので、そのために撮影できる被写
体距離の範囲が広く、また高性能のレンズを用い
るために鮮鋭な画像が得られさらには撮影できる
被写体の輝度の範囲が広い。

このため自動焦点検出装置を上記のような一眼
レフカメラに適用するには数々の厳しい条件を満
足しなければならない。即ち第１には焦点検出精
度が高いこと、第２には適用できる被写体輝度の
範囲が広いこと、第３には手振れ存在下や動きの
ある被写体に対しても適用できること、第４には
各種交換レンズに対して適用できること等が要求
される。しかしながら前記従来の装置ないしは方
法はいずれもこれらの条件に対して必らずしも満
足できるものではなかつた。とくに、レンズ系の
撮像面に等価な位置の前後で等距離の２位置に配
置され、それぞれ複数個の微小光電素子からなる
光電素子列と該光電素子列に対応した走査回路と
を具え、被写体像の照度分布に対応した時系列光
電変換信号を出力する２組の自己走査形光電変換
部と、該自己走査形光電変換部のそれぞれにおけ
る一定間隔を持つた任意の２個づつの微小光電素
子間の光電出力差の一定周期内における尖頭値を
前記レンズ系の繰り出し量に対応して時系列的に
コントラスト信号として出力するコントラスト検
出回路とを具え、フオーカス有効域制限レベルと
コントラスト信号とを比較して合焦表示指示信号
を出力させる構成のカメラの自動焦点検出装置に
おいては、フオーカス有効域制限レベルを固定し
て置くと、被写体のコントラストが高いときに偽
合焦指示信号が発生し、正規の合焦状態でないの
に合焦されたと判断される問題点がある。

この問題点を解決するには、フオーカス有効域
制限レベルのレベルを高くすればよいのである
が、このフオーカス有効域制限レベルのレベルを
単に高くしたのみでは、低いコントラストの被写
体に対して焦点検出を精度良く行なうことができ
ないという不都合を生じる。

そこで、この相反する問題点の解決を図るため
に、この発明は、レンズ系の撮像面に等価な位置
の前後で等距離の２位置に配置されそれぞれ複数
個の微小光電素子からなる光電素子列および該光
電素子列に対応した走査回路を具え被写体像の照
度分布に対応した時系列光電変換信号を出力する
２組の自己走査形光電変換部と、該自己走査形光
電変換部のそれぞれにおける一定間隔を持つた任
意の２個づつの微小光電素子間の光電出力差の一
走査周期内における尖頭値を前記レンズ系の繰り
出し量に対応して時系列的にコントラスト信号と
して出力するコントラスト検出回路と、前記時系
列光電変換信号の尖頭値に比例した所定の有効域
制限レベルに対して前記２個のコントラスト信号
のレベルを比較する焦点有効域判定回路とを具備
し、前記２個のコントラスト信号のレベルが有効
域制限レベルよりも同時に大なるときに当該２個
のコントラスト信号から得られる合焦指示信号が
出力されるようにすることにより、上記問題点を
解決することを目的としている。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明を一眼レフカメラ１に適用
した実施例を示す図である。

同図において符号２はレンズ系、３はハーフミ
ラー、４は全反射ミラーで、この全反射ミラー４
の反射光の光路上に、この発明に係る自動焦点検
出装置Ｕにおける自己走査形光電変換部５が配置
されている。

また符号６は後述の合焦状態表示用の発光ダイ
オードで、図の紙面に垂直な方向に３個（後記の
６ａ，６ｂ，６ｃ）が配列され、カメラ１の後方
にその確認窓（図示せず）が設けられている。

符号７はフイルム、８は焦点板、９はコンデン
サレンズ、１０はペンタプリズム、１１は接眼レ
ンズである。フイルム７への露光時には、ハーフ
ミラー３および全反射ミラー４は図示しないミラ
ー移動機構によつて光路から退避させられる。

第２図は、上記のようなカメラにおける被写体
像の一般的なコントラスト分布の様子を示してい
る。

レンズ系２によつて結像される被写体１２の像
のコントラスト値は、合焦位置で最大値となる単
峰状の分布を示している。この分布がピークを示
すという性質を利用するか、あるいはそのピーク
の左右で対称であるという性質を利用するかによ
つて、コントラスト情報を用いた焦点検出方式は
２種類に大別される。このうち、この発明は後者
の方式に係るものである。

次に第３図は、前記第１図におけるカメラの自
動焦点検出装置Ｕの全体構成例を示すものであ
る。

自己走査形光電変換部５を含む受光部U₁の後
段には、順次にビデオ回路U₂、コントラスト検
出回路U₃、フオーカス（焦点）判定回路U₄、お
よび表示駆動回路U₅が連ねられ、さらに表示駆
動回路U₅の出力線路が２分されて、一方は前記
の発光ダイオード６からなる焦点表示素子に接続
され、他方はレンズ駆動装置U₆に接続されてい
る。レベル駆動装置U₆はレンズ駆動モーター等
で構成される。

そしてレンズ系２によつて結像される被写体像
が自己走査形光電変換部５に入射すると、この自
己走査形光電変換部５は、ビデオ回路U₂によつ
て駆動及び光電変換がなされ、被写体像の照度分
布に相当する時系列光電変換信号（以下ビデオ出
力という）が出力される。そのビデオ出力からコ
ントラスト検出回路U₃によつて光電変換部５に
おける両イメージセンサ（後述）上のそれぞれの
被写体像のコントラスト値がコントラスト信号と
して抽出される。そのコントラスト信号出力から
フオーカス判定回路U₄によつて、合焦状態等を
示す焦点指示信号が得られ、その焦点指示信号に
基づいて、表示駆動回路U₅を経て焦点表示素子
６の点滅制御やレンズ駆動装置U₆によるレンズ
系２の繰り出し量制御がなされる。

以下、第３図における各構成回路等をさらに詳
しく説明する。

まず第４図および第５図は受光部U₁の構成例
を示している。

受光部U₁は、図における下方からセンサパツ
ケージ１４、光分割器１６、および赤外カツトフ
イルタ１７が順次に積層されている。

そして、センサパツケージ１４には、次に述べ
るような２組の自己走査形光電変換部５ａ，５ｂ
と、この自己走査形光電変換部５ａ，５ｂのそれ
ぞれに付設されたモニターセンサM_A，M_B（以下
M_AをＡモニターセンサ、M_BをＢモニターセンサ
という）とが一体に組み込まれたセンサICチツ
プ１５が装着されている。

また上記２組の自己走査形光電変換部５ａ，５
ｂは、それぞれ複数個の微小光電素子からなる光
電素子列S_A，S_B（以下S_AをＡイメージセンサ、S_B
をＢイメージセンサという）と、それぞれのイメ
ージセンサS_A，S_Bを走査駆動するためのシフト
レジスタからなる走査回路SR₁，SR₂とで構成さ
れている。

イメージセンサS_A，S_Bとしては、具体的には
CCD（Charge Coupled Device）、BBD（Bucket
Brigade Device）、またはMOS−FET等を適用
することができる。これらは、いずれも光電変換
機能に加えて光電変換により発生した信号電荷を
各単位セルで蓄積することができる信号電荷蓄積
機能を有している。

この発明においては、MOS−FET形を適用し
た場合について説明を続ける。なお各イメージセ
ンサS_A，S_Bの一端部には後述のように光遮断用
のマスクが取り付けられたマスクセンサが配設さ
れている。

またモニターセンサM_A，M_Bは光電素子で形成
され平均照度を検出するためのもので、対応した
各イメージセンサS_A，S_Bにできるだけ接近して
配置することが望ましい。そして図の例において
は、各イメージセンサS_A，S_Bにそれぞれ１個づ
つで合計２個配設されているが、必らずしも２個
配設することは必要ではなく、１個のみを配設
し、これを両イメージセンサS_A，S_Bに対して共
用としてもよい。しかしＡイメージセンサS_A上
の光強度とＢイメージセンサS_B上の光強度とが異
なることがあるので、このような場合に備えて、
図示のように２個のモニターセンサM_A，M_Bをそ
れぞれ配設する方がより効果的にモニター機能が
なされる。

因みに、各イメージセンサS_A，S_Bの電荷蓄積
時間は、モニターセンサM_A，M_Bに入射した光量
に反比例する如く構成されている。

次に光分割器１６には、ＡイメージセンサS_A
に対応するハーフミラー１６ａと、Ｂイメージセ
ンサS_Bに対応する全反射鏡１６ｂとが組み込まれ
ており、第５図に示すようにハーフミラー１６ａ
を透過した光はＡイメージセンサS_AおよびＡモ
ニターセンサM_Aに入射し、ハーフミラー１６ａ
で反射した光は全反射鏡１６ｂで再び反射してＢ
イメージセンサS_AおよびＢモニターセンサM_Bに
入射する。このように構成することにより、Ａイ
メージセンサS_AとＢイメージセンサS_Bは光軸上
で一定距離だけ離れた位置に置かれたことと等価
となり、受光部U₁全体を所定の位置に配置する
ことにより、フイルム等価面（レンズ系２の撮像
面と等価な面）の前後で、かつ等距離の２位置に
Ａ、ＢイメージセンサS_A，S_Bをそれぞれ位置さ
せることができる。

赤外カツトフイルタ１７は、両イメージセンサ
S_A，S_BやモニターセンサM_A，M_Bの分光感度が赤
外部にまで広がつている場合に不用な赤外光を遮
断するものであつて、その装着は必須とするもの
ではない。

第６図および第７図Ａ，Ｂは上記のように配設
された自己走査形光電変換部５ａ，５ｂによる焦
点の検出原理を示す概念図である。Ａイメージセ
ンサS_AとＢイメージセンサS_Bとがフイルム等価
面の前後に等距離の位置に置かれているので、両
イメージセンサS_A，S_Bには光軸上で一定距離離
れた像がそれぞれ入射することになる。被写体像
のコントラスト分布が左右対称であれば、第７図
Ａに示すように、それぞれのイメージセンサS_A，
S_B上のコントラスト値が等しくなつたときにその
フイルム等価面と合焦位置が一致する。第７図Ｂ
に示すように、そのフイルム等価面と合焦位置と
が一致しないと、それぞれのコントラスト値は差
ΔCを生ずる。したがつて両イメージセンサS_A，
S_B上のコントラスト値の一致、不一致を検出する
ことによつて、焦点検出を行なうことができるの
である。

次にビデオ回路U₂について説明する。

ビデオ回路U₂は、上述の自己走査形光電変換
部５を駆動して、被写体像の照度分布に相当する
ビデオ出力を得るものであるから、第８図以下の
各図には自己走査形光電変換部５も併せ示して、
これとの関連においてビデオ回路U₂を説明する。

まず第８図は、ブロツク図により原理的に示し
たものである。

ビデオ回路U₂には、スタートパルス発生回路
１８、イメージセンサ駆動回路１９、クロツクパ
ルス発生回路２０、およびアンプ２１が具えられ
ている。

そして、モニターセンサM_A，M_Bから出力され
る光電流がスタートパルス発生回路１８に入力さ
れ、モニターセンサM_A，M_B上の明るさに比例し
た周波数のパルス列信号が作られる。このパルス
列信号とクロツクパルス発生回路２０によつて作
られるクロツクパルスがイメージセンサ駆動回路
１９に入力され、イメージセンサS_A，S_B走査用
の駆動パルスが作られる。一方イメージセンサ
S_A，S_Bの出力信号はアンプ２１によつて増巾さ
れ、出力端２２にビデオ信号が出力される。

ここでイメージセンサS_A，S_Bは前記のように
電荷蓄積形であるため、電荷蓄積時間を変化させ
ることによつて、その光電特性のダイナミツクレ
ンジを広げることができる。第９図はイメージセ
ンサS_A，S_Bそれぞれの光電特性を模式的に示し
ている。電荷蓄積時間T₁，T₂，T₃のそれぞれに
対し、その光電特性は分布２３ａ，２３ｂ，２３
ｃのように変化する。その電荷蓄積時間はT₁＜
T₂＜T₃という関係になつている。電荷蓄積時間
が例えばT₂に固定されれば、その光電特性の飽
和しないダイナミツクレンジはｄで表わされる
が、もし蓄積時間がT₁からT₃まで変化すればそ
のダイナミツクレンジはd′の如く広がる。したが
つて、被写体像の明るさに応じて電荷蓄積時間を
変化させれば結果的にその光電特性のダイナミツ
ク特性を広げることができる。さらに、被写体像
の平均的な明るさに反比例して電荷蓄積時間が変
化すると、被写体の平均的な明るさが変動して
も、各イメージセンサS_A，S_Bから読み出される
時系列的な光電出力、云い換えれば出力端２２か
ら出力されるビデオ出力は変化せず、結果的には
後述のコントラスト出力は不変のものが得られ
る。

次に第１０図は、前記スタートパルス発生回路
１８およびイメージセンサ駆動回路１９の具体的
な回路例である。

スタートパルス発生回路１８中、符号Ｍはモニ
ターセンサダイオードで、前記モニターセンサ
M_A、またはM_Bを代表して示している。また２５
は定電流源、２６はコンパレータ、S₁はアナログ
スイツチである。

一方、イメージセンサ駆動回路１９における符
号FF₁はＤフリツプフロツプ回路、２４ａ，２４
ｂ，２４ｃはインバータ、２７はアンドゲート、
２８は８ビツトバイナリカウンタ、２９〜３１は
オアゲート、および３２〜３４はノアゲートであ
る。

そしてモニターセンサダイオードＭからはイメ
ージセンサS_A，S_Bと同じように電荷蓄積モード
を利用して光電変換信号が抽出される。即ち、モ
ニターセンサダイオードＭで生じた電荷がダイオ
ードＭの内部あるいは外部出力線等の容量のため
に蓄積され、ダイオードＭのアノード端子に第１
１図に示すような電圧Vmが生じる。この電圧
Vmと定電流源２５によつて抵抗R₁の端子に生じ
る閾値電圧Mtとがコンパレータ２６で比較され
る。コンパレータ２６の出力M₀は、VmがMtに
一致するとハイレベルになり、Ｄフリツプフロツ
プFF₁のＱ端子出力がハイレベルのときに、アン
ドゲート２７の出力はハイレベルとなつてＤフリ
ツプフロツプFF₁をリセツトする。このときＤフ
リツプフロツプFF₁のＱ端子はローレベルになつ
て、ＤフリツプフロツプFF₁のリセツトは解除さ
れるとともに、８ビツトバイナリカウンタ２８の
リセツトも解除され、カウンタ動作を開始する。
８ビツトバイナリカウンタ２８からはクロツクパ
ルス発生回路２０によつて作られるクロツクパル
スにしたがい、一連のデジタル波形が端子φ₁〜
φ₈に出力される。端子φ₃〜φ₇に出力された信号
から、オアゲート２９、ノアゲート３２，３３お
よびインバータ２４ｂによつてＡイメージセンサ
S_AのスタートパルスA_SおよびＢイメージセンサ
S_BのスタートパルスBsが作られる。スタートパ
ルスAsはアナログスイツチS₁の制御端子に入力
されて、モニターセンサダイオードＭの出力をリ
セツトしてVsレベルに落とし、再び電荷蓄積の
初期状態に戻す。端子φ₈に出力された信号は、
インバータ２４ａを介してＤフリツプフロツプ
FF₁のクロツク端子Ｃに入力され、Ｄフリツプフ
ロツプFF₁の出力を再びハイレベルにして、次に
モニターセンサダイオードの出力がMtに一致す
る瞬間まで待機させるとともに、Ａイメージセン
サS_AとＢイメージセンサS_Bの出力を結合させる
ためにセンサICチツプ１５に入力される信号と
なる。端子φ₁，φ₂に出力される信号から、オア
ゲート３０，３１およびインバータ２４ｃによつ
て、Ａ、ＢイメージセンサS_A，S_Bを走査せしめ
るための走査パルスφ_A，φ_Bが作られる。端子φ₁
に出力される信号とＤフリツプフロツプFF₁の出
力信号とから、Ａ、ＢイメージセンサS_A，S_Bの
各ビツトの光電出力をリセツトするためのビデオ
リセツトパルスφ_Rが作られる。

上述のようにコンパレータ２６の出力M₀のパ
ルス信号からＡイメージセンサS_Aを駆動するス
タートパルスAsが作られ、クロツクパルスにし
たがう走査パルスφ_A，φ_Bによつて、Ａイメージ
センサS_Aの走査が行なわれ、その走査が終了す
ると引続いてＢイメージセンサS_Bの走査が同様に
行なわれる。電荷蓄積時間はスタートパルスAs，
Bsの間隔で決められる。このようにすると、ビ
デオ出力videoは第１１図最下段の如くになり、
電荷蓄積時間が異なつてもビデオ出力の各ビツト
間の間隔は常に等しいため、後段の光電出力抽出
回路の構成を簡単にすることができる。

次に第１２図は、上記のように各信号の出力端
子が導出されたビデオ回路U₂とセンサICチツプ
１５との接続関係を、さらに示したものである。

センサICチツプ１５内には、公知のノイズ補
償ダイオード（図示せず）を組み込み、ビデオ出
力からのノイズを除去して焦点検出を一層正確な
らしめるようにしてもよい。

次いで第１３図は、イメージセンサS_A，S_B部
を電気回路的に例示したもので、ビデオ回路U₂
から導出された各出力端子との接続関係をさらに
具体的に示したものである。同図中符号３５ａ〜
３５ｎ，３５a′〜３５n′，３６ａ，３６ｂ，３７
ａ，３７ｂはそれぞれFETゲート、２４ａはイ
ンバータである。

そして、スタートパルスAsと走査パルスφ_A，
φ_BはＡシフトレジスタSR₁に入力され、FETゲー
ト３５ａ，３５ｂ〜３５ｎを順次オンしていき、
ＡイメージセンサS_Aの各微小光電素子（以下単
にビツトともいう）に蓄積された電荷を順次出力
線３８ａに取り出していく。同様に、スタートパ
ルスBsと走査パルスφ_A，φ_BはＢシフトレジスタ
SR₁に入力され、FETゲート３５a′，３５b′〜３
５n′によつてＢイメージセンサS_Bの各ビツトに蓄
積された電荷が出力線３５ｂに取り出される。そ
してこれらのＡ、ＢイメージセンサS_A，S_Bの出
力は、信号φ₈によつて制御されるFETゲート３
７ａ，３７ｂおよびインバータ２４ｄによつて切
換えられ、一個の時系列光電出力Viとなつて出
力される。このイメージセンサの出力は微小光電
素子（フオトダイオード）の内部の接合容量ある
いは外部出力線のビデオライン容量に充電された
充電電圧として取り出されるために、各ビツト毎
に、信号φ_Rによつて制御されるFETゲート３６
ａ，３６ｂを用いてリセツトすることにより、初
期状態に戻される。

走査パルスφ_A，φ_Bとリセツトパルスφ_Rと時系
列光電出力Viのタイミングチヤートを第１４図
に示す。

このようにして検出された光電出力は、ビデオ
回路U₂におけるアンプ２１によつて増巾されて
ビデオ出力videoとなり、後段の処理回路に入力
される。

次に第１５図は、コントラスト検出回路U₃の
回路構成例を示している。このコントラスト検出
回路U₃はイメージセンサS_A，S_Bの一定間隔を持
つた任意の２個づつのビツト間、例えば１ビツト
おきの２ビツト間の光電出力差をコントラスト出
力となさんとするものである。

第１５図において、符号４０〜４３は第１〜第
４のサンプルホールド回路、４４，４５は第１、
第２の差動回路、４６は第１スイツチ回路、４７
は絶対値回路、４８は第２スイツチ回路、４９は
Ａ尖頭値検出回路、および５０はＢ尖頭値検出回
路である。

そして端子３９に入力したビデオ出力は第１〜
第４の４個のサンプルホールド回路４０，４１，
４２，４３に同時に入力する。第１のサンプルホ
ールド回路４０は第１７図ａに示すように離散的
なビデオ出力の４ビツト毎の出力を保持するよう
にサンプルパルスが設定されている。第２のサン
プルホールド回路４１は第１のサンプルホールド
回路４０のサンプルパルスから１ビツト分遅れて
サンプルパルスが設定され、同じく４ビツト毎の
出力が保持される。

同様に、第３のサンプルホールド回路４２は第
２のサンプルホールド回路４１から、第４のサン
プルホールド回路４３は第３のサンプルホールド
回路４２からそれぞれ１ビツト遅れてサンプルパ
ルスが設定され、どちらも４ビツト毎の出力が保
持される。

第１のサンプルホールド回路４０と第３のサン
プルホールド回路４２から出力された信号の差が
第１の差動回路４４によつて抽出される。同様
に、第２のサンプルホールド回路４１と第４のサ
ンプルホールド回路４３から出力された信号の差
が第２の差動回路４５によつて抽出される。これ
らの第１、第２の差動回路４４，４５の出力信号
は第１スイツチ回路４６によつて、イメージセン
サの１ビツト毎に切換えられ、一個の時系列光電
出力信号に変換される。この合成された差分信号
は絶対値回路４７によつて、正または負の絶対値
信号に変換される。次に、第２スイツチ回路４８
によつて、その絶対値信号はＡイメージセンサ
S_Aの部分とＢイメージセンサS_Bの部分に分けら
れる。それぞれの絶対値信号はＡ尖頭値検出回路
４９およびＢ尖頭値検出回路５０に入力され、そ
れぞれの絶対値波形の一走査周期内の尖頭値が検
出され、次の走査周期の開始時まで保持される。

これらの尖頭値信号が被写体像のコントラスト
信号を表わし、ＡイメージセンサS_Aのコントラ
スト信号が端子５１に、ＢイメージセンサS_Bのコ
ントラスト信号が端子５２に出力される。以下、
それぞれのコントラスト信号をＡコントラスト信
号C_AおよびＢコントラスト信号C_Bという。

第１６図は、第１５図の回路構成図のさらに具
体的な回路例を示している。図中S₂〜S₁₁はアナ
ログスイツチ、C₁〜C₆はコンデンサである。第
１７図ａ〜ｈはビデオ出力が処理される様子を表
わしている。

第１８図は第１６図の回路で使用されるアナロ
グスイツチS₂〜S₁₁の制御パルスとイメージセン
サS_A，S_Bのビデオ出力のタイミングScを表わす
タイミングチヤートである。端子３９に入力され
たビデオ出力はアナログスイツチS₂，S₃，S₄，S₅
に同時に入力され、コンデンサC₁，C₂，C₃，C₄
よつてサンプルホールド信号に変換される。それ
ぞれのアナログスイツチS₂，S₃，S₄，S₅を制御す
るために、端子５３にはサンプルパルスP₁が、
端子５４にはサンプルパルスP₂が、端子５５に
はサンプルパルスP₃が、端子５６にはサンプル
パルスP₄が第１８図に示しているようなタイミ
ングで入力される。アナログスイツチS₂と、アナ
ログスイツチS₄を用いてサンプルホールドされた
信号は、バツフアアンプとなる演算増巾器５７
ａ，５７ｃを介して差動アンプとなる演算増巾器
４４ａに入力され、両者の差分出力が抽出され
る。同様に、アナログスイツチS₃とアナログスイ
ツチS₅を用いてサンプルホールドされた信号は演
算増巾器５７ｂ，５７ｄを介して差動アンプとな
る演算増巾器４５ａに入力され、両者の差分出力
が抽出される。演算増巾器５７ａの出力は第１７
図ｂに如くになり、同様に、演算増巾器５７ｂ，
５７ｃ，５７ｄの出力はそれぞれ第１７図ｃ，
ｄ，ｅの如くになる。第１７図ａはビデオ出力を
表わしている。演算増巾器４４ａの出力は第１７
図ｆの如くになり、演算増巾器４５ａの出力は第
１７図ｇの如くになる。それら２個の差分出力は
端子５８，５９にそれぞれ制御パルスP₅，P₆が
入力されるアナログスイツチS₆，S₇によつて１ビ
ツト毎に交互に切換えられ、１個の時系列信号に
合成される。その合成された差分出力は演算増巾
器４７ａとダイオードD₁，D₂によつて正の絶対
値信号に変換される。このようにして変換された
絶対値信号は第１７図ｈの如くになり、第１７図
ｆ，ｇの斜線部の信号の絶対値を抽出したものと
なつている。この絶対値信号は丁度、ビデオ出力
の１ビツトおきの２ビツト間の光電出力差に相当
している。次に、その絶対値信号は演算増巾器４
７ｂによつて増巾された後、２個のアナログスイ
ツチS₈，S₉に同時に入力する。アナログスイツチ
S₈の端子６０には第１８図の如き制御パルスP₇
が入力し、演算増巾器４９ａとダイオードD₃と
コンデンサC₅によつて、ＡイメージセンサS_Aの
部分の一走査周期内の前記絶対値信号の尖頭値が
保持される。同様に、アナログスイツチS₉の端子
６１には制御パルスP₈が入力し、演算増巾器５
０ａとダイオードD₄とコンデンサC₆によつて、
ＢイメージセンサS_Bの部分の前記尖頭値が保持さ
れる。アナログスイツチS₁₀，S₁₁は端子６２，６
３に制御パルスP₈を入力させることによつて、
一走査周期毎にコンデンサC₅およびC₆の電荷を
放電するために設けられている。それらの尖頭値
はバツフアアンプとなる演算増巾器４９ｂ，５０
ｂを通して、端子５１にＡコントラスト信号、端
子５２にＢコントラスト信号として出力される。

次いで第１９図Ａ，Ｂ、第２０図および第２１
図Ａ，Ｂは、前記コントラスト信号の特徴を説明
するための図である。合焦時に被写体像が分布６
５ａの如き照度分布を持つていたとすると、非合
焦時には分布６５ｂの如き照度分布となる。ここ
で、横軸は光軸に垂直な面内における移動距離ｌ
である。これらの照度分布が縦、横の長さがそれ
ぞれｙ、ｗ、ピツチがｐの受光開口を持つイメー
ジセンサにおける各ビツトS_A1〜S_A7に入射する
と、各ビツトはｗ×ｙの面積内の光が受光されて
光電出力に変換され、間隔2pの２ビツト間の光
電出力差が検出される。実線６６ａは分布６５ａ
に対応する光電出力差の分布を示していて、点線
６７ａは分布６５ｂに対応する光電出力差の分布
を示している。これらの光電出力差の分布の尖頭
値がコントラスト信号６６ｂ，６７ｂとなり、被
写体像が合焦状態から外れるにつれて、そのコン
トラスト信号は低下していく。

いまイメージセンサS_Aのビツト列に、第２０
図に示すように明部と暗部を持つエツヂチヤート
６８が投影されていて、そのエツヂチヤート６８
が横に速度ｖで移動したとすると、もし隣接ビツ
ト間の光電出力差を検出する方式であれば、第２
１図Ａのようにエツヂチヤートの像６８ａのエツ
ヂ部がイメージセンサにおける各ビツトの開口部
に入つた時コントラスト信号は低下する。これ
は、被写体の移動あるいは手振れの存在によつ
て、コントラスト信号が変動することを意味し、
精度の良い焦点検出を行なうことができない。一
方、前記の１ビツトおきの光電出力差を検出する
方式であれば、第２１図Ｂに示す如く、エツヂチ
ヤートの像６８ａが移動しても、コントラスト信
号は変動せずに安定しており、結果的に精度の良
い焦点検出を行なうことができる。第２１図Ａ，
Ｂの横軸はエツヂチヤートの像６８ａのエツヂ部
の移動量に対応した時間である。

次に、第２２図〜第２５図Ａ，Ｂを参照して前
記のＡコントラスト信号とＢコントラスト信号か
ら合焦状態を検出する方法について説明する。エ
ツヂチヤート６８の像が第２２図に示すように、
明部に対して照度がI₁、暗部に対して照度がI₂と
なつて、照度の差がΔIであれば、それらに対す
る光電出力V₁，V₂は照度I₁，I₂にそれぞれ比例す
る。したがつて、それらの光電出力差ΔV＝V₁−
V₂＝Ｋ・ΔI＝ｋ（I₁−I₂）となる。ここで、ｋは
比例定数である。第２３図に示すように、光分割
器１６によつて被写体像が２分されれば、Ｅのエ
ネルギーの光がＡイメージセンサS_A上ではτaE、
Ｂイメージセンサ上ではτbEとなる。τa，τbは２
つの光路に対する光分割器１６の透過率である。
これら２つの光路の透過率τa，τbが異なれば、
第２４図Ａ，Ｃに示すように、Ａイメージセンサ
S_Aに対してエツヂチヤート６８が結像された時、
光電出力差ΔVaはΔVa＝V₁a−V₂a＝ｋ・τa・ΔI
＝ｋ・τa（I₁−I₂）となる。一方、第２４図Ｂ，
Ｄに示すように、ＢイメージセンサS_Bに対してエ
ツヂチヤート６８が結像された時、光電出力差
ΔVbはΔVb＝V₁b−V₂b＝ｋ・τb・ΔI＝ｋ・τb
（I₁−I₂）となる。第２４図Ｃ，Ｄに示すような
ビデオ出力であると、合焦位置での光電出力差の
信号は第２４図Ｅの如くになり、ABイメージセ
ンサS_A，S_B部の尖頭値であるＡコントラスト信
号およびＢコントラスト信号は一致せず、それら
のコントラスト信号の比はτa／τbとなる。レン
ズ繰り出し量leに対するABコントラスト信号は
第２５図Ｂの如くになり、もしＡコントラスト信
号分布C_AとＢコントラスト信号分布C_Bとが同形
であれば、それらの分布の交点の位置７１が合焦
位置となつてフイルム等価面７２に焦点が合わさ
れる。しかし、第２４図Ｅに示したように、Ａイ
メージセンサS_Aに結像された時（位置７３）の
Ａコントラスト信号の値と、ＢイメージセンサS_B
に結像された時（位置７３′）のＢコントラスト
信号の値が異なれば、例えばＡコントラスト信号
の分布はC_A′の如くになつて、それらの分布の交
点は位置７４になり、合焦位置７１から外れてし
まう。

したがつて、正確な焦点検出を行なうには、Ａ
コントラスト信号分布C_AおよびＢコントラスト
信号分布C_Bの如く、両者が対称であることが必
要となる。このためには、光分割器１６の透過率
の不均衡によつて生じる幣害を解決する方法の一
つとして、ＡイメージセンサS_AおよびＢイメー
ジセンサS_Bのそれぞれの光電変換出力を別々の増
巾器に入力し、それらの増巾器のゲインを適当に
調節することによつて両者のビデオ出力の平衡を
とつてもよい。

この実施例では、前記のコントラスト信号が
τaあるいはτbに比例にすることに着目して、Ａ
コントラスト信号あるいはＢコントラスト信号の
いずれかの信号を増巾あるいは減衰させることに
より、互いに対称なABコントラスト信号分布を
得、それらの透過率の不均衡の問題を解決してい
る。

例えば、Ａイメージセンサの光電出力差ΔVa
をΔVa′＝ΔVa・（τb／τa）となるように増巾あ
るいは減衰させれば、ABコントラスト信号分布
は対称形となる。

次にフオーカス（焦点）判定回路U₄について
説明する。この回路U₄は、前記コントラスト信
号C_AとＢコントラストC_Bから、合焦位置、前ピ
ン状態、後ピン状態および合焦検出不可を表わす
状態を示す各焦点指示信号を得るものである。

まず第２６図は、フオーカス判定回路U₄の原
理的な構成例を示したものである。

図において、符号７５はＡコントラスト信号
C_Aの入力端子、７６はＢコントラスト信号C_Bの
入力端子、７７はコントラスト補償回路、７８は
フオーカス検出回路、７９は方向検出回路、８０
は不可（以下NGという）検出回路、８１はフオ
ーカス有効域判定回路、８２はフオーカス状態判
定回路、８３は前ピン指示信号の出力端子、８４
は合焦指示信号出力端子、８５は後ピン指示信号
出力端子である。

そして、端子７５に入力されたＡコントラスト
信号C_Aと端子７６に入力されたＢコントラスト
信号C_Bはコントラスト補償回路７７に入力され、
互いに対称なコントラスト信号分布となるように
調整されて、フオーカス検出回路７８およびフオ
ーカス有効域判定回路８１に入力される。フオー
カス検出回路７８では合焦位置を示す信号が、方
向検出回路７９では前ピン、後ピンの状態を示す
信号が、またNG検出回路８０では合焦検出不可
を示す信号がそれぞれフオーカス有効域判定回路
８１の出力信号とともに、フオーカス状態判定回
路８２に入力され、論理処理された後に、端子８
３に前ピン指示信号が、端子８４に合焦指示信号
が、そして端子８５に後ピン指示信号が出力され
る。合焦検出不可指示信号は端子８３と端子８５
に同時に出力される。

コントラスト補償回路７７は前述のように光分
割器１６の透過率の不均衡に起因するＡ、ｂ両コ
ントラスト信号分布の不均衡を補正するために、
Ａコントラスト信号C_AあるいはＢコントラスト
信号C_Bのどちらか、あるいは両方の出力を増巾
あるいは減衰させる。このコントラスト補償回路
７７は、例えば第２７図に示すような回路が適用
される。端子８６にＡまたはＢコントラスト信号
が入力されると、抵抗R₁₉，R₂₀，R₂₁の値を予め
適宜に選んでおき、可変抵抗R₂₂を調節すること
によつて、端子８７に増巾または減衰されたコン
トラスト信号が得られる。この増巾率あるいは減
衰率を光分割器１６の透過率の比に合わせること
によつて、均衡のとれたＡおよびＢの両コントラ
スト信号を得ることができる。

ここでフオーカス判定回路U₄によつて合焦状
態を判別する原理を第２８図Ａ，Ｂ，Ｃを用いて
説明する。第２８図Ａに示すように、レンズ繰り
出し量leに対してＡコントラスト信号C_A分布とＢ
コントラスト信号C_B分布があり、これらの交点
７１が正確な合焦位置である。但し、これらのコ
ントラスト信号C_AまたはC_Bは前述のようにコン
トラスト補償回路７７によつて補正されている。
フオーカス有効域制限レベル８８が設定されてい
て、両コントラスト信号C_A，C_Bが、このレベル
８８より大きい時のみ合焦指示信号の出力が許さ
れる。両コントラスト信号C_A，C_Bは、第２８図
Ｂに示すように両者の差がとられ、この差信号
C_D（＝C_A−C_B）が正の時に前ピン状態８３ａ、負
の時に後ピン状態８５ａを表わす信号が出力され
る。そして第２８図Ｃに示すように上記差信号
C_Dの絶対値｜C_D｜＝C_Eがフオーカス（焦点）検
出閾値レベル８９より小さくて、かつ、前記合焦
表示の有効域にある場合に合焦表示域８４ａがあ
り、合焦指示信号が出力される。また、その絶対
値C_Eが前記合焦表示有効域になくて、NGレベル
９０より小さい場合にNG表示域９０ａ，９０ｂ
があり、合焦検出不可指示信号が出力される。こ
れらの合焦表示域８４ａとNG表示域９０ａ，９
０ｂ以外の部分で前記の前ピンおよび後ピン指示
信号がそれぞれ前ピン表示域８３ｂおよび後ピン
表示域８５ｂにおいて出力される。この合焦表示
域８４ａは第２８図Ｂのコントラスト差信号C_D
が両閾値レベル８３ａと８５ａとに挾まれた部分
に相当し、正確な合焦位置７１からやや外れた部
分でも合焦指示信号が出力されることになるが、
その合焦表示域８４ａを実用上、焦点が合つてい
るとみなせる位に狭くすることができる。

このように合焦表示域８４ａにある程度の巾を
持たせることによつて、実際の撮影時には安定し
た合焦表示を行なうことができるようになる。

Ａコントラスト信号C_A分布とＢコントラスト
信号C_B分布が均衡を保つたまま増減しても、そ
れらの交点７１（合焦点）の位置は変わらない。

すなわち、被写体のコントラストの高低にかか
わらず、正確な焦点検出が行なえることを意味し
ている。この効果がフイルム等価面を挾んだ２組
の自己走査形光電変換部を用いる方式の利点であ
る。

しかし、前述の如く、合焦位置近傍である巾を
持つた合焦表示域８４ａを設定する場合には、フ
オーカス検出閾値レベル８９が固定であると、被
写体のコントラストの高低によつて、その合焦表
示域８４ａの巾が変化するという問題が生じる。
例えば第２９図に示すように、被写体のコントラ
ストが変動し、ビデオ出力が分布９１から分布９
２に変化したとすると、光電出力差９１ａから光
電出力差９２ａに変化する。この時のABコント
ラスト信号C_A，C_Bの差の絶対値は第３０図の分
布C_Eから分布C_Fのように低下する。もし、フオ
ーカス検出閾値レベル８９が図の如く固定である
とすると、分布C_Eに対して合焦表示域８４ｅが、
また分布C_Fに対しては合焦表示域８４ｆが得ら
れる。すなわち、被写体のコントラストが低くな
ると合焦表示域８４ｆの巾は広くなる。

このような方式であると、低コントラストの被
写体に対して合焦精度が悪くなるとともに、合焦
位置近傍で合焦表示状態が不安定になつてしま
う。

上記の欠点を解消するために、この実施例で
は、前記フオーカス検出閾値レベル８９をＡおよ
びＢコントラスト信号の和に比例したレベルとす
ることによつて、被写体のコントラストに依存し
ない合焦表示域を得ている。第３１図ＡはABコ
ントラスト信号C_A，C_Bの分布を示し、第３１図
Ｄは第３１図Ａの場合よりも低いコントラスト信
号分布C_A′，C_B′を示している。第３１図Ｂは第
３１図ＡのABコントラスト信号C_A，C_Bの和、C_A
＋C_Bを示していて、同様に、第３１図Ｅは第３
１図ＤのABコントラスト信号C_A′，C_B′の和を示
している。これらの和に比例した値を第３１図
Ｃ，Ｆの如くそれぞれフオーカス検出閾値レベル
８９ａ，８９ｂとしてそれぞれ設定する。このよ
うにすると、合焦表示域８４ａと８４a′とはほと
んど変わらない巾を持つことになり、被写体のコ
ントラストにかかわらず精度が良く、且つ安定し
た焦点検出を行なうことができる。

次に第３２図は、前記第２６図に示したフオー
カス判定回路U₄のさらに詳細な構成例をブロツ
ク図で示したものである。

即ち、フオーカス判定回路７８は、差動回路９
０、加算回路９１、絶対値回路９２、減衰回路９
３、および比較回路９４で構成されている。

またNG検出回路８０は、NGレベル発生回路
９５、および比較回路９６で構成され、さらにフ
オーカス有効域判定回路８１は、フオーカス有効
域制限レベル発生回路９７および比較回路９８で
構成されている。

そして、端子７５に入力されたＡコントラスト
信号C_Aはコントラスト補償回路７７によつてＢ
コントラスト信号C_Bと均衡を保つように補正さ
れ、このＢコントラスト信号C_Bとともに差動回
路９０に入力され、補正されたＡコントラスト信
号C_A1とＢコントラスト信号C_Bの差が検出され
る。その差分出力から方向検出回路７９によつて
前ピン、後ピンの状態を示す信号が抽出される。
その差分出力は同時に絶対値回路９２に入力され
て、AB両コントラスト信号の差の絶対値に相当
する信号が出力される。

一方、補正されたＡコントラスト信号C_A1とＢ
コントラスト信号C_Bは加算回路９１に入力され、
その加算出力は減衰回路９３によつて一定の比率
で減衰させられ、フオーカス検出閾値レベルとな
り、前記絶対値回路９２からの絶対値出力と比較
回路９４で比較される。また上記の絶対値出力は
NGレベル発生回路９５で作られたNGレベルと
比較回路９６で比較される。さらに、補正された
Ａコントラスト信号C_A1とＢコントラスト信号C_B
は、フオーカス有効域制限レベル発生回路９７で
作られたフオーカス有効域制限レベルと比較回路
９８で比較される。方向検出回路７９と比較回路
９４，９６，９８の出力はフオーカス状態判定回
路８５に入力され、端子８３，８４，８５に前記
フオーカス状態を示す信号が出力される。

第３３図は、上記の第３２図に示したフオーカ
ス判定回路U₄における方向検出回路７９とフオ
ーカス検出回路７８およびNG検出回路８０のさ
らに具体的な回路例である。

以下上記の回路の動作を説明することにより併
せて構成も説明する。端子７５′に補正されたＡ
コントラスト信号C_A1、端子７６にＢコントラス
ト信号C_Bが入力され、差動回路となる演算増巾
器９０ａによつて両者の差が抽出され、同時に加
算回路となる演算増巾器９１ａによつて両者の和
が抽出される。

そして演算増巾器９０ａの出力信号たる差信号
は、演算増巾器９２ａ、ダイオードD₅，D₆およ
び演算増巾器９２ｂによつて、その差の絶対値信
号に変換されて、コンパレータ９４ａと他のコン
パレータ９６ａにそれぞれ入力される。

また上記の演算増巾器９０ａの出力信号たる差
信号は方向検出回路７９となるコンパレータ７９
ａに入力されて、その差信号が正であるか、負で
あるかを示すデジタル信号が端子９９に出力され
る。一方演算増巾器９１ａによつて加算された信
号は、減衰回路９３となる抵抗R₃₉，R₄₀，R₄₁に
よつて一定の比率で減衰させられて、フオーカス
検出閾値レベルとなる。スイツチ９３ａはこのフ
オーカス検出閾値レベルを２段階に切換えるため
に設けられていて、このスイツチ９３ａによつて
焦点検出精度を調節することができる。図の回路
例では２段階の切換えを行つているが、３以上の
多段階に切換えるようにしてもよい。そしてこの
フオーカス検出閾値レベルはコンパレータ９４ａ
に入力され、端子１００に前記差の絶対値信号と
の大小関係を表わすデジタル信号が出力される。
またNGレベルは、NGレベル発生回路９５とな
る抵抗R₄₂とR₄₃で作られ、コンパレータ９６ａ
で前記差の絶対値信号と比較され、それらの大小
関係を表わすデジタル信号が端子１０１に出力さ
れる。

第３４図Ａ〜Ｅは、端子９９および端子１０１
に出力されるデジタル信号の様子を示している。
まず第３４図Ａは補正されたＡコントラスト信号
C_A1とＢコントラスト信号C_Bを、第３４図Ｂはそ
れらの差信号を、第３４図Ｄはその差信号の絶対
値を示している。端子９９に出力されるデジタル
信号は第３４図Ｃの如くなり、ハイレベルの時が
前ピン状態、ローレベルの時が後ピン状態を示し
ている。第３４図Ｅは端子１０１に出力されるデ
ジタル信号を表わしていて、前記差の絶対値信号
よりもNGレベル９０の方が大きい時にハイレベ
ルとなる。

第３４図Ｃに示したようなデジタル信号は、焦
点外れ量が大きくなつた時には補正されたＡコン
トラスト信号C_A1とＢコントラスト信号C_Bが一致
するので、第３５図Ａ，Ｂに示すように前ピン状
態であつてもローレベルを示すことが多い。この
ためC_A1およびC_Bのコントラスト信号の差がNG
レベル９０より小さくなつた時、NG表示域９０
ａとして、前ピン、後ピンの表示を行なわないよ
うにすることが前記NG検出回路８０の目的の一
つである。

第３６図と第３７図ａ〜ｈは、前記フオーカス
有効域判定回路８１の動作を説明するための図で
ある。

前述の如く、フオーカス有効域制限レベル８８
よりもC_A1およびC_Bの両コントラスト信号が大き
い時のみ合焦指示信号の出力が許されるのである
が、これらのコントラスト信号は被写体によつて
高くなつたり低くなつたりする。このため、その
フオーカス有効域制限レベル８８が一定であると
合焦状態でない所で合焦表示がされることがあ
る。第３７図ａは比較的高いコントラスト信号分
布を示し、第３７図ｅは比較的低いコントラスト
信号分布を示している。第３７図ｂ，ｆはそれぞ
れコントラスト信号の差の絶対値信号を表わして
いる。固定されたフオーカス有効域制限レベル８
８、およびフオーカス検出閾値レベル８９ａ，８
９ｂが図のように設定されているとすると、フオ
ーカス有効域１０４，１０４′が得られ、この時
には、それぞれ第３７図ｃ，ｇのような合焦指示
信号が得られる。第３７図ｇでは正確な合焦指示
信号が得られているが、第３７図ｃでは斜線部の
偽合焦指示信号が現われている。このように、フ
オーカス有効域制限レベル８８が固定されている
と、コントラスト信号が高い時に偽合焦指示信号
が出るという問題が起こる。そこで、この発明で
は、コントラスト信号C_A1，C_Bが高くなる状態の
時にそのフオーカス有効域制限レベル８８を高く
することにより、その偽合焦指示信号の発生を防
止している。即ちこの可変フオーカス有効域制限
レベル設定方式はビデオ出力のピーク値に比例し
てフオーカス有効域制限レベルが定められる。第
３６図に示すように、ビデオ出力が符号１０５か
ら１０５ａに変化すれば、コントラスト信号も高
くなると同時にＢイメージセンサ部からのビデオ
出力のピーク値１０６はピーク値１０６ａに変化
し、やはり高くなる。このＢイメージセンサ部の
ピーク値の変化に比例してフオーカス有効域制限
レベル８８が変化すれば、第３７図ａ，ｅのフオ
ーカス有効域制限レベル１０７，１０８の如くな
り、フオーカス有効域１０７ａ，１０８ａが得ら
れ、この時には第３７図ｄ，ｈのような合焦指示
信号がそれぞれ得られる。このように、可変フオ
ーカス有効域制限レベル設定方式では偽合焦表示
の発生を防ぐことができる。第３７図ａ，ｅの例
ではＢイメージセンサ部のビデオ出力のピーク値
を利用しているが、Ａイメージセンサ部のビデオ
出力のピーク値でもよく、両者の平均値でも同様
の効果を得ることができる。因みに固定フオーカ
ス有効域制限レベル設定方式でも、そのレベルを
高くすれば前記偽合焦表示を防止することができ
るが、低いコントラストの被写体に対して焦点検
出ができなくなつてしまう。この発明における可
変フオーカス有効域制限レベル設定方式では低い
コントラストの被写体に対しても焦点検出が可能
で、且つ偽合焦表示を防止できる。

次に第３８図は、上記の可変フオーカス有効域
制限レベル設定方式を適用したフオーカス有効域
判定回路８１の回路構成例である。同図におい
て、符号１１０はビデオ信号入力端子、１１１は
減算回路、１１２はピークホールド回路、１１３
は暗レベル検出回路、１１４は差動回路、１１５
は減衰回路、および１１６は判定回路である。

そして端子１１０からビデオ信号が入力される
と、まず減算回路１１１によつて一定レベルがこ
のビデオ出力から差し引かれ、ピークホールド回
路１１２によつてビデオ出力のピーク値が検出さ
れる。一方、暗レベル検出回路１１３によつて前
記第１２図にその所在を明らかにしたマスクセン
サ３５ａまたは３５ｂの出力が検出され、このマ
スクセンサ出力と、前記ピーク値とが差動回路１
１４に入力される。そしてその差分出力が減衰回
路１１５に入力されて、フオーカス有効域制限レ
ベルが作られる。次いでこのフオーカス有効域制
限レベルと、端子７５ａに入力されたC_A1および
端子７５ｂに入力されたC_Bの両コントラスト信
号とが判定回路１１６によつて比較され、端子１
１７にフオーカス有効域を示す信号が出力され
る。

第３９図は第３８図に示したフオーカス有効域
判定回路のさらに具体的な回路例である。以下動
作を説明することにより併せてその構成を説明す
る。

フオーカス有効域制限レベルが抽出される過
程、および第３９図の回路に適用するアナログス
イツチS₁₂〜S₁₅の制御パルスのタイミングが第４
０図に示してある。第４０図に示すタイミングに
よる制御パルスP₁₀が入力されるアナログスイツ
チS₁₂とコンデンサC₇とによつて端子１１０に入
力されたビデオ出力中からマスクセンサ３５ａま
たは３５ｂの出力１２３が抽出されて、これがサ
ンプルホールドされ、バツフアアンプとなる演算
増巾器１１３ａを介して差動アンプとなる演算増
巾器１１４ａの一方の端子に入力される。このサ
ンプルホールドされた出力Vdは、イメージセン
サS_AまたはS_Bの暗電流によつて生じる暗レベル
に相当している。コンデンサC₇に蓄積された電
荷は、端子１２０に第４０図に示す制御パルス
P₁₁が入力されるアナログスイツチS₁₃によつて放
電され、リセツトされる。一方、上記のビデオ出
力は抵抗R₄₄と定電流源１１８によつて、一定レ
ベルが差し引かれ、端子１２１に第４０図に示す
制御パルスP₁₂が入力されるアナログスイツチS₁₄
と、演算増巾器１１２ａと、ダイオードD₇とコ
ンデンサC₈によつて、ＢイメージセンサS_B部の
ビデオ出力のピーク値が抽出される。そしてこの
ピーク値はバツフアアンプとなる演算増巾器１１
２ｂを介して、演算増巾器１１４ａの他方の端子
に入力される。コンデンサC₈に蓄積された電荷
は、端子１２２に第４０図に示す制御パルスP₁₃
が入力されるアナログスイツチS₁₅によつて放電
されリセツトされる。次いで演算増巾器１１４ａ
からの差分出力が、抵抗R₅₀，R₅₁，R₅₂によつて
減衰させられ、フオーカス有効域制限レベルが作
られる。スイツチ１１５ａはそのフオーカス有効
域制限レベルを２段階に切り換えるために設けら
れ、このスイツチ１１５ａによつてレンズのＦ値
の変化等によるコントラスト信号分布の変化に対
応して、適切な値からなるフオーカス有効域制限
レベルを選択することができる。図においては２
段階の切換えを行なつているが、３以上の多段階
に切り換えるようにしてもよい。上記のように抵
抗R₅₀，R₅₁，R₅₂およびスイツチ１１５ａにより
可変設定回路が構成されている。このフオーカス
有効域制限レベルは、一方は端子７５ａに入力さ
れたコントラスト信号C_A1とコンパレータ１１６
ａによつて比較され、他方は端子７５ｂに入力さ
れたコントラスト信号C_Bとコンパレータ１１６
ｂによつて比較され、アンドゲート１１６ｃによ
つて、C_A1およびC_Bの両コントラスト信号が前記
フオーカス有効域制限レベルより大きい時に、ハ
イレベルとなる信号が端子１１７に出力される。
第４０図のVp−Q₁の信号波形は、演算増巾器１
１２ｂの出力を示していて、ビデオ出力のピーク
ホールド波形Vpから一定量Q₁を差し引いた波形
に相当している。Vp−Q₁−Vdの波形は演算増巾
器１１４ａの出力を示し、前記Vp−Q₁の波形か
ら暗レベル（マスクセンサの出力レベル）Vdを
差し引いた波形に相当している。このように暗レ
ベルVdを差し引くと、電荷蓄積時間が長くなる
時や温度のために暗レベルが高くなることによつ
て生じるピーク値の増加を補償することができる
ので、被写体の輝度変化あるいは周囲の変化の影
響を受けない適切なフオーカス有効域制限レベル
１２４が得られる。ここで一定量Q₁を差し引く
ことは必ずしも必要ではなく、ビデオ出力のピー
ク値に比例したフオーカス有効域制限レベルであ
れば同様の効果が得られる。

第４１図は、前記第３２図中におけるフオーカ
ス状態判定回路８２の具体的な回路例である。第
４２図には、上記のフオーカス状態判定回路８２
に用いる制御パルス等が示されている。また第４
３図には、フオーカス状態判定回路８２に入力さ
れる信号、および出力される指示信号の様子が示
されている。端子９９には第４３図ｅに示すよう
な前記方向検出回路７９の出力信号が入力され、
端子１００には第４３図ｃに示すような前記フオ
ーカス検出回路７８の出力信号が入力され、端子
１０１には第４３図ｆに示すような前記NG検出
回路８０の出力信号が入力され、端子１１７には
第４３図ｄに示すような前記フオーカス有効域判
定回路８１の出力信号が入力される。これらの信
号は、アンドゲート１２５，１２６、ノアゲート
１２７，１２８、オアゲート１３２，１３３、お
よびインバータ２４ｅ，２４ｆ，２４ｇによつて
論理処理がなされ、ＤフリツプフロツプFF₂，
FF₃，FF₄のＱ端子に３種の信号が出力される。
それら３個のＤフリツプフロツプのクロツク端子
Ｃには、端子１３５から第４２図に示すような制
御パルスP₁₅が入力される。

したがつて、これら３個の信号は、一旦処理さ
れると一走査期間Tsの間保持される。このため
安定した指示信号が得られる。これら３個のＤフ
リツプフロツプFF₂，FF₃，FF₄のＱ出力端子は、
それぞれノアゲート１２９，１３０，１３１の一
方の端子に入力し、これらのノアゲート１２９，
１３０，１３１を介して前ピン指示信号の出力端
子８３、合焦指示信号の出力端子８４、後ピン指
示信号の出力端子８５にそれぞれ連ねられてい
る。そして第４１図においては図示を省略した
が、前記第３図に示したように、上記３個の出力
端子８３，８４，８５は表示駆動回路U₅を介し
て、一方は焦点表示素子たる発光ダイオード６
ａ，６ｂ，６ｃに連なり、他方はレンズ駆動装置
U₆に連ねられている。

また前記の各ノアゲート１２９，１３０，１３
１の他方の入力端子には、２個の端子１３６，１
３７が、オアゲート１３４を通じて共通に接続さ
れていて、この２個の端子１３６，１３７からの
入力信号が同時にローレベルの場合にだけ発光ダ
イオード６ａ，６ｂ，６ｃ等を発光表示させる。

そして上記の２個の端子のうち、一方の端子１
３６には、第４２図に示すような一走査期間Ts
毎に切換わるデジタル信号P₁₅が入力されて、発
光ダイオード６ａ〜６ｃに対してこれらを点滅状
態とする。

このようにすることによつて、被写体の輝度に
比例した周波数の点滅発光が実現でき、低輝度時
に点滅周波数が遅くなることでこれの警告を行な
うことができる。また他方の端子１３７には、シ
ヤツタレリーズ時にハイレベルとなるようなデジ
タル信号P₁₆が入力され、シヤツタレリーズ時に
焦点表示用の発光ダイオード６ａ〜６ｃの光が露
出制御のための測光に影響するのを防止してい
る。したがつて測光への影響が他の手段によつて
防げるならば、端子１３７は特に必要としない。

また発光ダイオード６ａ〜６ｃの点灯区間は第
４２図の信号P₁₇の如くになる。

そしてこのフオーカス状態判定回路８２によつ
て、発光ダイオード６ａには第４３図ｇの如き信
号が、また発光ダイオード６ｂには第４３図ｈの
如き信号が、さらに発光ダイオード６ｃには第４
３図ｉの如き信号が与えられて、合焦表示域では
発光ダイオード６ｂが点灯し、前ピン状態には発
光ダイオード６ａが点灯し、さらに後ピン状態で
は発光ダイオード６ｃが点灯し、さらにはまた合
焦検出不可状態では発光ダイオード６ａおよび６
ｃが同時に点灯する。

また上記のような、各発光ダイオード６ａ〜６
ｃによる表示動作とともに、前記のように上記の
前ピンないしは後ピン信号によりレンズ駆動装置
U₆が制御され、レンズ系２の繰り出し量が制御
されて合焦操作が自動的になされるのである。

以上詳述したようにこの発明によれば、自己走
査形光電変換部により、レンズ系の撮像面に等価
な位置の前後で等距離の２位置の被写体像の照度
分布に比例した時系列光電変換信号を出力させ、
一方、前記自己走査形光電変換部のそれぞれにお
ける一定間隔を持つた任意の２個づつの微小光電
素子間の光電出力差の一走査周期内における尖頭
値を、レンズ系の繰り出し量に対応して時系列的
に２個のコントラスト信号として出力させ、さら
に前記時系列光電変換信号の尖頭値に比例した所
定の有効域制限レベルと、前記２個のコントラス
ト信号のレベルとを焦点有効域判定回路で比較
し、この２個のコントラスト信号のレベルが有効
域制限レベルよりも同時に大なるときに、当該２
個のコントラスト信号から得られる合焦指示信号
が出力されるようにしたから、以下のような極め
て優れた効果が得られる。

本発明は、以上説明したように、フオーカス有
効域制限レベルを、被写体のコントラストの高低
に応じて変化させるようにしたから、低いコント
ラストの被写体に対する焦点検出の精度を保証し
つつ、被写体のコントラストが高いときに生じる
偽合焦指示信号の発生を防止できるという効果を
奏する。また被写体の変動あるいは手振れのため
にコントラストが変動しても、合焦位置近傍の実
用上合焦状態とみなせる範囲で安定した合焦検出
ないしは表示を行なうことができ、例えば、発光
ダイオードで合焦表示をした場合に、その表示光
がちらつくことがなく安定した点灯表示状態を得
ることができる。さらに被写体の輝度の変化やコ
ントラストの変化があつても安定した合焦指示を
行なうことができるので、動きのある被写体や手
振れ存在下でも精度のよい合焦指示を行なうこと
ができる。

さらにまた撮影レンズ系を通過した光を用いて
焦点検出を行なう、いわゆるTTL形であるため、
一眼レフカメラやTVカメラなどに適した実用的
な自動焦点検出装置を提供できる。

また、各実施例は、それぞれ上記共通の効果に
加えてさらに以下のような効果を発揮する。

即ち、光電素子列の一部にマスクセンサを配設
し、時系列光電出力の尖頭値からマスクセンサの
出力レベルを差し引いた値により所定の有効域制
限レベルを設定するようにしたときは、低輝度の
被写体や周囲温度の上昇など特殊な状況下におい
ても焦点検出能力を十分に保つたまま正確な合焦
表示を行なうことができる。

また、有効域制限レベルを、任意のレベルに設
定し得る可変設定回路が具えられたときには、レ
ンズの口径比が大きくなつたり、被写体のコント
ラストが甚だしく強くなつた場合においても、偽
合焦表示を的確に防止することができ、常時精度
のよい合焦表示を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るカメラの自動焦点検出
装置を一眼レフカメラに組み込んだ実施例を示す
模式図、第２図は被写体像のコントラスト分布を
表わす模式図、第３図はこの発明に係るカメラの
自動焦点検出装置の実施例を示すブロツク線図、
第４図は同上装置における受光部の分解斜視図、
第５図は同上受光部の光路等の説明図で側面図を
以つて示す、第６図および第７図Ａ，Ｂは第３図
の装置の焦点検出原理の説明図、第８図は第３図
の装置におけるビデオ回路の一例を示すブロツク
線図、第９図はイメージセンサの光電変換特性を
示す特性図、第１０図は第８図におけるスタート
パルス発生回路およびイメージセンサ駆動回路の
具体的な構成例を示すブロツク線図、第１１図は
第１０図の回路に適用する制御パルスのタイミン
グチヤート、第１２図は第８図をさらに詳細に示
すブロツク線図、第１３図は第３図の受光部にお
けるイメージセンサの回路図、第１４図は同上イ
メージセンサを駆動するパルスのタイミングチヤ
ート、第１５図は第３図におけるコントラスト検
出回路の一例を示すブロツク線図、第１６図は第
１５図の具体的な回路図、第１７図ａ〜ｈは第１
５図の回路によるコントラスト信号の抽出過程を
示す図、第１８図は第１６図の回路に適用する制
御パルスのタイミングチヤート、第１９図Ａ，
Ｂ、第２０図、および第２１図Ａ，Ｂは第１５図
の回路によるコントラスト信号の特徴を説明する
ための模式図、第２２図、第２３図、第２４図Ａ
〜Ｅおよび第２５図Ａ，Ｂは２個のコントラスト
信号の不均衡によつて生じる問題の説明図、第２
６図は第３図におけるフオーカス判定回路の一例
を示すブロツク線図、第２７図は第２６図の回路
におけるコントラスト補償回路の一例を示す回路
図、第２８図Ａ，Ｂ，Ｃは第２６図の回路による
フオーカス判別動作を説明するための特性曲線
図、第２９図、第３０図、および第３１図Ａ〜Ｆ
は第３図によるフオーカス検出作用を説明するた
めの特性線図、第３２図は第２６図のフオーカス
判定回路をさらに具体化した一例を示すブロツク
線図、第３３図は第３２図の具体的を回路例を示
す図、第３４図Ａ〜Ｅおよび第３５図Ａ，Ｂは第
３２図による方向検出信号および合焦検出不可表
示信号を説明する特性図、第３６図および第３７
図ａ〜ｈは第３２図の回路におけるフオーカス有
効域判定回路の作用を説明するための図、第３８
図は可変フオーカス有効域制限レベル設定方式に
よる第３２図中のフオーカス有効域判定回路の一
構成例を示すブロツク線図、第３９図は第３８図
の具体的な回路例を示す図、第４０図は第３９図
の回路による信号処理過程の説明図、第４１図は
第３２図におけるフオーカス状態判定回路の具体
的な回路例を示す図、第４２図は第４１図の回路
に適用する制御パルスのタイミングチヤート、第
４３図ａ〜ｉは第４１図の回路による信号処理過
程を説明するための特性図である。２……レンズ系、５……自己走査形光電変換
部、６ａ，６ｂ，６ｃ……発光ダイオード、１６
……光分割器、１９……イメージセンサ駆動回
路、３５ａ，３５ｂ……マスクセンサ、７７……
コントラスト補償回路、７８……フオーカス検出
回路、７９……方向検出回路、８０……NG検出
回路、８１……フオーカス有効域判定回路、８２
……フオーカス状態判定回路、１１５ａ……スイ
ツチ、M_A，M_B……モニターセンサ、R₅₀，R₅₁，
R₅₂……可変設定回路を構成する抵抗、S_A，S_B…
…イメージセンサ、SR₁，SR₂……走査回路、U₁
……受光部、U₂……ビデオ回路、U₃……コント
ラスト検出回路、U₄……フオーカス判定回路、
U₅……表示駆動回路、U₆……レンズ駆動装置。

Claims

【特許請求の範囲】１レンズ系の撮像面に等価な位置の前後で等距
離の２位置に配置され、それぞれ複数個の微小光
電素子からなる光電素子列と該光電素子列に対応
した走査回路とを具え、被写体像の照度分布に対
応した時系列光電変換信号を出力する２組の自己
走査形光電変換部と、該自己走査形光電変換部のそれぞれにおける一
定間隔を持つた任意の２個づつの微小光電素子間
の光電出力差の一定周期内における尖頭値を前記
レンズ系の繰り出し量に対応して時系列的にコン
トラスト信号として出力するコントラスト検出回
路と、前記時系列光電変換信号の尖頭値に比例して変
化する有効域制限レベルに対して前記２個のコン
トラスト信号のレベルを比較する焦点有効域判定
回路とを具備し、前記２個のコントラスト信号のレベルが前記有
効域制限レベルよりも同時に大なるときに当該２
個のコントラスト信号から得られる合焦支持信号
が出力されるようにしたことを特徴とするカメラ
の自動焦点検出装置。２光電素子列の一部には微小光電素子に光遮蔽
用のマスクが取付けられたマスクセンサが配設さ
れ、時系列光電変換信号の尖頭値から前記マスク
センサの出力レベルを差し引いた値により前記有
効域制限レベルが設定されていることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項に記載のカメラの自動焦
点検出装置。３前記焦点有効域判定回路は、有効域制限レベ
ルを、任意のレベルに設定し得る可変設定回路を
具えている特許請求の範囲第１項または第２項に
記載のカメラの自動焦点検出装置。