JPH03163407A

JPH03163407A - ピント検出装置

Info

Publication number: JPH03163407A
Application number: JP2176939A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Ishida; 石田　徳治; Masataka Hamada; 正隆浜田
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1990-07-03
Publication date: 1991-07-15

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】技術分野本発明は、対物レンズ例えば撮影レンズを通過しｔ；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
学系の原理的な構威は第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）、（ｌ２）が配
されている。ラインセンサ（１０）、（ｌ２）上の像（
ｌ４）、（ｌ６）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（ｌ８）の方に近づき、反対に後ビンの場合
、光軸（１８）から遠ざかる。ピントが合った場合、二
つの像（ｌ４）、（ｌ６）の互いに対応し合う二点間の
距離は光学系の構或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（１　０）、（ｌ２）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さて、ラインセンサとして上述のように電荷蓄積型のＣ
ＯＤを用いた場合、ピント検出の開始に先立ってＣＣＤ
の電荷蓄積部及び転送ライン上の不要電荷をクリア（即
ちイニシャライズ）しておかないと、ピント検出用の電
荷を転送させる際に上記不要電荷がノイズとなってピン
ト検出の誤差となる。又、ピント検出は常時ではなく任
意の時点でなされるため、不要電荷が過剰に蓄積されて
おり、一回の転送動作だけでは不充分な場合があった。

このとき、複数の転送動作を行った後にピント検出を行
えばよいが、検出結果が得られるまでに要する時間が長
くなるという不都合もあった。

本発明の目的は、電荷蓄積型ラインセンサを用いてピン
ト検出を行う際に、検出結果を得るまでに要する時間を
短縮することにある。

問題点を解決するための手段本発明は、ラインセンサの電荷転送動作を制御するため
の転送パルスの周波数をピント検出開始の前後で切換え
て、ピント検出開始前は高速で転送動作を行わせると共
に複数回行わせることを特徴とする。

作　　　用ラインセンサはピント検出開始前は高速で複数回の転送
動作を行い、ピント検出開始後は低速で行われるよう、
その電荷転送動作が切換えられる。

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或例を示す図で
ある。第２図において、撮影レンズ（２２）、反射鏡（
２４）、焦点板（２６）、ペンタグリズム（２８）等は
ｌ眼レフカメラを構或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戊する場合は、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戊される．反射ｊ
！ｌ（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）等により構戊
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才ーカ
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）はフイ
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ｆｌだけ離れた位置
に配してある。

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）が設けてある。各結像レンズ（５４）、（５
６）の結像面にはＣＣＤによるラインセンサ（６２）、
（６４）が配してある。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てある
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
光学系が構或されるが、この露光等価面（５０）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、ほ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
のみを受け入れるように、コンデンサレンズ（５２）と
の関連において構戊される。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Ｆ５６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。各像（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、後ビンの像（８４）、（８　
６），　（８　８）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（８６）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、後ピン像（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、前ピン像（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（８８）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ｈ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だけ前ビンあるいは後ビンの像（６　６
）、（７　０）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
（６７）又は（７ｌ）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
（７４）、（７２）、（７６）であるとする。まｌ；、
結像系（５５）の倍率をσとする。第５図を幾何学的に
見れば、次式が戊立する。

ｅ　　　　　ｆ，ｈａ　一　−　　　　　・・・・・・　（２）ｇこの二つの式から、ｇを消去すると、ｈｅ−　　　　　　ｈ　　　・・・・・・　（３）σ　Ｈとなり、（３）式においてｆ，／σＨは結像系の構戊に
よって定められる定数であるから、移動量ｈ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ａ．とすれば
、第１３図のように前ピンの場合はσ．より大きく、？
ビンの場合はａ０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ｈ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ｈ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、ラインセンサ（６２）を
基準部、ラインセンサ（６４）を参照部と呼ぶ。画素（
Ｌｌ）〜（Ｌ■）、（Ｒ１）〜（Ｒ■）はホトダイオー
ドであり、電荷結合素子（ＣＯＤ）をｖ４戊する。尚、
画素（Ｌ！Ｉ）と（Ｒ，）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）、（６
４）を一つのラインのＣＣＤとして構戊してもよい。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ン（６５）を這わせてもよい。ホト
ダイオード（６７）、（６９）はＣ　Ｃ　Ｄノ’Ｉｌｌ
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）におけ
る像パターンが三つのブロックに分割される。第ｌのブ
ロックは画素（Ｌ，）〜（ＬＬ。）、第２のブロックは
画素（Ｌ，）〜（Ｌ＋ｓ）、第３のブロックは画素（Ｌ
．）〜（Ｌ！＠）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ＩＯ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（Ｒｌ）〜（ＲＩ＃）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Ｌ．とＲ
１、Ｌ，とＲｈ・・・、ＬＩ６とＲ，。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。

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（Ｒ，）〜（Ｒ．）の部分の像が比較され
る。その処理内容を（５）式で示す。

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

今、第１のブロックの像が例えば、画素Ｒ，〜Ｒ．の部
分の像と一致する場合は２１個の比較結果の中でＨ＋（
１２ｇ）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。

Ｈ，（０　−　Σ　Ｉ　　Ｌ　＊−Ｉｉ　　Ｒ　ｋ−Ｑ
−ｌｌ　　・・・（１０）？こでα−ｌ，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（Ｒ．）〜（Ｒｔ。）の部分の像と一致するよう
に光学系を構或する。こうすれば、合焦の場合、第１の
ブロックの像は画素（Ｒ，）〜（Ｒ．）、第３のブロッ
クの像は画素（Ｒｌｌ）〜（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
のプ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、前ビン状態の場合は、第４図を参照して基準ｆｉ
（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）の或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
）の或る部分と一致する。したがって非合焦の場合は、
第１ブロックあるいは第３ブロッ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ブロッ
クと第２ブロックおよび第２ブロックと第３ブロックの
それぞれにおいて、画素Ｌ，とＬ，。およびＬｌ７とＬ
．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Ｌ，とＬ１。の都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フ
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、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（ＡＸＢ）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虞を示すブロック
回路図である。この信号処理回路はＣＣＤ　（１　０４
）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。ＣＧＤ　（１
　０　４）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ビットのデジ
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１、第２、
第３の各ブロックのコントラストＣ　Ｉ”　Ｃ　ｔ　”
　Ｃ　ｓ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Ｃ，．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、フ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。

Ｃ，一　Σ　ＩＬｈ　　　Ｌｈ−＋１（１１）Ｃ．　　−　Σ　Ｉ　　Ｌ　，．＋ａ−　Ｌ　ｈ．ｒｔ
　Ｉ　　・（１３）求められたコントラストＣ，，Ｃ，
，Ｃ３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ペルＣ，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“１″が、また越えていない場合は
″０″が出力され、コントラストＣ．Ｃ，，Ｃ，に対す
るそれぞれの判定結果ｄｌ＋　ｄｘ，　ｄｓ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Ｃ．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Ｃ．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）、（１　０）式で示した通りである
。各ブロックについて２１個の比較結果が得られるが、
これらは順次予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Ｈ＋（ａ＋）．　Ｈｚ（１．　Ｈ３（９３
）およびそれぞれの比較番目Ｑ，，　Ｑ，，　Ｑ，が検
索回路（１２６）で検索され、その結果がメモリ（１２
８）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　ｒ
ｃＱｒ’）．　Ｈ　ｚ（ａｔ），　Ｈ　３（１２３）ト
コント５ストＣ，，Ｃ，，Ｃ．との比が求められる。そ
れぞれは次式で示される。

ＣＩＣ，Ｃ，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
クを採用すれば前ピ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Ｈ＋（Ｌ
）Ｈｘ（Ｑｔ）．　Ｈｓｃｃｔｓ）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一
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ＨＩ（Ｑｌ）
に対して画素ｌビフチだけ前後にずらせたときの比較結
果Ｈ　ｌ（Ｑｌ−　１　）．　Ｈ　＋（ｃ＋＋　１　）
について考える。

この最小値Ｈ　ｌ（Ｌ）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Ｈ，（１
２，＋１）はコントラスト検出回路（１１２）で求めら
れるコントラストＣ１と略一致する。というのは、コン
トラストＣ．比較結果Ｈ　＋（Ｌ−　１　）．　Ｈ　＋
（Ｌ＋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（（１１）をコントラ
ストＣＩで割った値ＮＨ，は最小値Ｈ　＋（ａｔ）と画
素ｌビ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Ｈｌ（Ｑｌ）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ＮＨ．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、一求められた多くて３個の標準化指数のうちの
最小値に関し、これが基準値ＮＨ．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Ｌｋ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、肱
最小値Ｈ，（Ｑ，）をとる比較番号れをメモリ（１２８
）から選出回路（１３４）によって取り出す。その後、
最小値Ｈｈｃｅｈ）をとるブロックの標準化された最小
値ＮＨｋが所定値ＮＨ．と減算回路（１３６）で比較さ
れＮＨ．がＮＨ．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Ｑ，が得られたとし、例えば（２
＋”１８であるとする，これは画素（Ｌ，）〜（Ｌ．）
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Ｄ．を求める。

この間隔Ｄ．は画素（Ｌ，）と（Ｒ＋ｓ）との間の間隔
である。第６図に示すように画素（Ｌ　＋）と（Ｒｌ）
との間隔を１．５０ｍ冒、画素のビッチＰを３０μとす
ればＤ　ｒ　−　１．５０＋　０．０３Ｘ　１８−　２．０
４（ｍ＋ｍ）・・・・・・（ｌ８）と求めることができ
る。第ｌのブロックに関して比較番号Ｑ．を用いて像の
間隔Ｄ，は次式で示される。

Ｄ　Ｉ　−　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閲？Ｄ，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　ｘ−　１．５０　　０．０３Ｘ　８　＋０．０３Ｍ
＊　　・・・・・・（ｌ９）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　，ｘ　ｔ．ｓｏ−　０．０３Ｘ　８　Ｘ　２　＋　
０．０３１１．　・（２０）となる。以上の三つの式を
さらに一般化して示すＤ　．＝　１．５０−　０．０３
　｛８（ｋ−　１　）＋　ａ．）　・（２１）となる。

（２ｌ）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１０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Ｈｚ（＜！ｚ）をとる比較番号Ｑ２は８とな
っている。第１０図のように比較結果Ｈ　＊Ｃａ＊−　
ｔ　）とＨ，（１２■＋１）が等しくない場合、真の一
致点は比較番号Ｑ，−８の点ではなく、ａｘ−８と最小
値Ｈｘ（ａｔ）の次に小さい比較結果をとる比較番号ｃ
，＋ｌ−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ｌＯ図においてＨ２ＣＱｘ　　ｌ）とＨ
ｔ０，）とを結ぶ線を延長し、他方この延長線と勾配が
反対でＨ　ｚ（Ｑｔ　＋　１　）を着る線を引くとき、
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（れ−１）≧
Ｈ　ｈ（ａｈ＋　１　＞の場合、れと真の一致点ｑとの
間の長さβは、図の幾何学的構戊から次式で示される。

第１２図のようにＨ　ｋ（Ｌ−　１　）＜　Ｈ　．（Ｌ
＋　１　）の場合は、となる。

９＄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（２ｌ）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’．−　　Ｄ．±β　　　　・・・・・・（２４）こ
こで右辺第２項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間演算回路（１３８）から
基準部（６２）と参照部（６４）における二つの像の間
隔Ｄ′，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Ｄ０とすれば第５図におけ
る像の移動量ｈは次式でされる。

！ｈ　　＝　　　　（＋ｏ’ｈ　　　ＤＩ）　　　・・・
・・・　（２５）２ここで、ｈ＜Ｏは前ビン、ｈ〉０は後ビンを示す。

第５図の結像系の場合、Ｄ．−２Ｈであるが、実際には
組立誤差などにより若干異なってくるので、組立調整時
にＤ０として適切な値をセットすることが好ましい。

さて、移動量ｈ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、例えば第ｌ
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　１　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ー実施例を示す回路図
である。ＣＣＤ（１０４）は、転送パルス発生回路（１
４４）から三相のパルス１．．＄１！．ｓｓを受け、内
部の転送ラインは常時データ転送状態にある。ＣＣＤ　
（ｌ　Ｏ　４）は、マイクロコンピュータ（１４６）の
端子（Ｐｌ７）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ＣＣＤ　（１　０　４）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（Ｐ．）からシフトパルスが出力
され、これに応答してＣＯＤ　（１　０　４）の各画素
の電荷蓄積電荷が転送ラインに移される。ＣＯＤ　（１
　０　４）にとっては、端子（ｑ，）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　（１　０　
４）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。ｃｃＤ（１０４）はシフトパルスが与えら
れると出力端子（ｑ，）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、ＣＯＤ
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（１
　５　０）に入力される。この電圧変動除去回路（１５
０）は、入力（１５２）に電源電圧ＶＣＣを抵抗（１　
５　４）．　（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、ＣＣＤ（ｌ　Ｏ　４）の積分データ出力の当初
の暗信号の一つがサングルホールド回路（１　５　８）
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（１５
８）の暗信号分だけ減じられる。こうして画素信号は、
電圧変動或分と晴山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（１６２）により増輻される。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（ｑ，）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威
する電圧比較回路（１６８）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、
デジタルーアナログ変換回路（ｌ７２）と、８ビットの
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）へノ給電が開始
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　（ｌ　Ｏ　
４）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Ｃ
ＣＤに与えて通常より速い転送動作を複数回（例えばｌ
Ｏ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（１４６）
の端子（Ｐ．）からの一定周期のクロツクパルスを用い
て転送パルス−１＋　Ｉ　！ｌ　ｌ　ｓを生戊する。

通常時より周期の短い転送パルスは、７リップ７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（１　４　４）の内部においてクロック
パルスの分局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７ロップ（１７６）はマイクロコンピ
ュータ（１　４　６）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戒する状態になる。尚、Ｃ
ＣＤ　（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、ＣＯＤ（１０４）は電荷蓄積
を開始する。これと同時にＣＯＤ　（１　０　４）の端
子（ｑ，）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Ｖｓまで降下すると、電圧比較回路（１４８）の出
力レベルが“低”から“高“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ｆｉ子（ｐ＋ａ）
からシフトパルスを出力する。シ７トパルスによりＣＯ
Ｄ　（１　０　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（ｑ．）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．）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（ｌ６６）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）とで構威され、ピン
ト検出装置の調整行程において半固定抵抗（１８２）を
ＲＷＪ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、ピント検出開始の前後
でラインセンサの電荷転送動作を切換え、開始前は高速
の転送パルスで複数回の不要電荷の高速転送を行わせ開
始後は低速の転送パルスでピント検出用の電荷転送を行
わせるようにしたので、ピント検出開始までの時間を短
縮化できる。特に、任意の時点で検出動作が開始され且
つすみやかに検出結果を得ることが必要であって、給電
開始に引続いて検出動作が開始されるピント検出装置に
対して有用である。

【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、ｖｇ３図は本発明のピント検出装置の光
学系の構戊を示す図、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戊例を示す図、第９図（ＡＸＢ）
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、２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（ＣＣＤ）、４．３６．５２
・・・コンデンサレンズ、６．４　０，５　４．５６・・・結像レンズ、６７，６９・・・被写体輝度モニターホトダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対物レンズを通過した被写体光束を受けその光量
に応じた電荷信号を転送する電荷蓄積型ラインセンサ及
びこのラインセンサの出力を用いて対物レンズの焦点調
節状態を検出する焦点検出手段を備えたピント検出装置
において、上記焦点検出動作を実行させるための指令信
号を発生する指令信号発生手段と、上記ラインセンサの
電荷転送動作を制御するための転送パルスを発生するパ
ルス発生手段と、上記指令信号の発生前は高周波の転送
パルスを上記ラインセンサに与えてラインセンサの不要
電荷の掃き出し動作を複数回高速で行わせ、指令信号の
発生後は低周波の転送パルスを上記ラインセンサに与え
てピント検出用に蓄積された電荷を転送させて上記焦点
検出手段による焦点検出動作を繰返すようラインセンサ
、焦点検出手段及びパルス発生手段を制御する制御手段
とを備えたことを特徴とするピント検出装置。
（２）対物レンズを通過した被写体光束を受けその光量
に応じた電荷信号を転送する電荷蓄積型ラインセンサ及
びこのラインセンサの出力を用いて対物レンズの焦点調
節状態を検出する焦点検出手段を備えたピント検出装置
において、ピント検出装置への給電を開始する給電開始
手段と、上記焦点検出動作を実行させるための指令信号
を発生する信号発生手段と、ラインセンサの電荷転送動
作を制御するための転送パルスを発生するパルス発生手
段と、上記給電開始に応答してパルス発生手段から高周
波の転送パルスをラインセンサに与えてラインセンサの
不要電荷の掃き出し動作を高速で行わせ、指令信号に応
答して低周波の転送パルスをラインセンサに与えて焦点
検出手段による焦点検出動作に適したラインセンサの電
荷転送動作を行わせるようラインセンサの電荷転送動作
を切換える制御手段とを備えたことを特徴とするピント
検出装置。
（３）制御手段は、給電開始に応答してラインセンサの
各画素における蓄積電荷をクリアするとともに、高周波
の転送パルスをパルス発生手段から発生させてラインセ
ンサの転送ライン上の電荷を掃き出させる特許請求の範
囲第２項に記載のピント検出装置。