JP2535954B2

JP2535954B2 - 焦点検出装置

Info

Publication number: JP2535954B2
Application number: JP62238227A
Authority: JP
Inventors: 健歌川; 洋介日下; 重之内山; 省三山野; 謙司石月; 洋長谷川; 昭小笠原
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1987-09-22
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: JPS6480920A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、焦点検出装置に関するものである。

（従来の技術）第13図の焦点検出装置は、カメラに適用された構成例
を示している。カメラの撮影レンズ系101を通った被写
体光は、視野絞り103及びフィールドレンズ104及び一対
の再結像レンズ105a,105bを通って、一対の電荷蓄積型
光電素子アレイ106a,106bの形成された焦点検出基板106
に結像される。焦点検出基板106に形成された一対の光
電素子アレイ106a,106bは、結像された被写体光像に対
応する光電出力を発生し、この光電出力をA/D変換部10
によりデジタル値に変換してメモリ部11に記憶し、デフ
ォーカス量算出手段12によりこの記憶されたデジタル値
に基づき撮影レンズ系101の合焦点までのズレ量を算出
し、駆動表示部13により算出されたズレ量に基づき焦点
調節状態を表示部14で行うと共にモータ15により撮影レ
ンズ系101を合焦点に向けて駆動する。

（発明の解決しようとする問題点）従来の焦点検出装置は、複数の箇所を焦点検出する場
合に各焦点検出エリアに対応する一対のセパレータレン
ズと一対の光電素子アレイとを複数対用意しなければな
らなかった。

その為に、従来の焦点検出ユニットは、焦点検出エリ
アが増えるにしたがって大型化してしまう問題があっ
た。また、複数のセパレータレンズを設けた場合には、
セパレータレンズの製造上のバラツキにより、検出精度
に影響をあたえる問題があった。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、第１及び第２の光電素
子アレイに導く被写体光を、一対の再結像レンズで補う
構成にし、また、同一分光感度の第１及び第２の光電素
子アレイを同一基板上に形成した。

本発明は、焦点検出装置の小型化と焦点検出処理を効
率良く行い且つ高精度の焦点検出が可能な焦点検出装置
を提供することを目的とする。

（実施例） −第一実施例− 第１図〜第４図は、本発明の第一実施例であり、第１
図はカメラに適用した焦点検出装置の概念図、第２図は
前記焦点検出装置の第一及び第二デフォーカス量算出手
段の出力タイミングを示すタイミングチャート図、第３
図は前記焦点検出装置のフローチャート図、第４図は前
記焦点検出装置の焦点検出基板の構成図を示す。

第１図において、焦点検出用の光学系101〜105は、第
13図の光学系と同様な構成である。焦点検出基板106
は、画素ピッチの小さいの一対の光電素子アレイ107
（第一光電素子アレイ部107a及び第二光電素子アレイ部
107b）と、ほぼこれに並列したピッチの大きいの一対の
光電素子アレイ109（第三光電素子アレイ部109a及び第
四光電素子アレイ部109b）とが形成されると共に、それ
ぞれ外側に、第一及び第二光電素子アレイ部107a,107b
用のシフトレジスター部108と、第三及び第四光電素子
アレイ部109a,109b用のシフトレジスター部110とが形成
されたIC基板から構成されている。

この焦点検出基板106上の大小２つの画素ピッチの異
なる光電素子アレイ107,109は、被写体上でなるべく近
接した所を見るように配置されていることが好ましいの
で、光電素子アレイ107と109との間はなるべく狭く配置
され、従ってシフトレジスタ108,110は光電素子アレイ
の外側に配置されている。

次に、第４図を用いて、この焦点検出基板106の光電
素子アレイについて詳しく説明する。

この光電素子アレイ107（109）の画素ピッチは、撮影
レンズ101の焦点面（視野絞り103の面と共役）である一
次像面換算でのピッチから求めることができ、二次像面
すなわち焦点検出基板106上での画素ピッチは一次像面
換算でのピッチに再結像光学系105a,bの倍率Ｍ（0.1〜
１程度）を乗じることで算出できる。例えば、35mmカメ
ラとして充分微細なパターンにまで焦点検出が可能であ
る為にはフィルム面すなわち焦点面（一次像面）換算で
のサンプルピッチが少なくとも100μより細かいことが
必要であり、50μ程度であれば充分であることが実験的
に分かっている。ここで、サンプルピッチとは、画像処
理に用いるデータ採取点の空間的な間隔を指すものであ
り、この第一実施例ではこのサンプルピッチと画素ピッ
チとは同一であるが、後述する一部実施例では、サンプ
ルピッチと画素ピッチとが異なるものもある。従って、
画素ピッチの小さい光電素子アレイ107の一次像面換算
でのサンプルピッチP_Sとしては、50μ程度以上100μ程
度以下であることが好ましく、光電素子アレイ107の実
際の基板上での画素ピッチは前記倍率Ｍを用いて、Ｍ・
P_S（50μ≦P_S≦100μ）とする。また、画素ピッチの大
きい光電素子アレイ109の一次像面換算でのサンプルピ
ッチP_Lとしては、100μ程度以上であることが好まし
く、例えば、光電素子アレイの実際の基板上での画素ピ
ッチはＭ・P_L（100μ≦P_L≦300μ）とすることが好まし
い。

更に、画素ピッチを変えるだけでなく、光電素子アレ
イの並び方向と直角方向の幅についても、サンプルピッ
チの大きいものは、大きくした方が好ましく、この幅は
サンプルピッチの４〜５倍程度が最適であり、これはサ
ンプルピッチに対して該幅が小さいとエネルギー的に損
であり、逆に該幅が大きすぎるとサンプルピッチが細か
くても該幅方向で情報が相殺されてサンプルピッチの細
かい情報がとれなくなるからである。

そこで、一次像面換算での光電素子アレイ107の画素
面積をS_Sとし、また一次像面換算での光電素子アレイ10
9の画素面積をS_Lとし、サンプルピッチの比…P_S:P_L＝1:2 画素面積の比…S_S:S_L＝1:4 の場合を考える。

大きい方の画素面積が小さい方向の画素面積の４倍な
ので、同一の信号電荷量を蓄積するのに４分の１の時間
ですむことになり、従来の焦点検出装置が小さい方の光
電素子アレイのみで構成されていることからすると、被
写体の暗い場合などは従来装置では電荷蓄積時間が長く
なり応答性を悪化させていたのに対して、本実施例では
従来装置で電荷蓄積時間に400msecかかった時でも大き
い画素の光電素子アレイ109によれば100msecの蓄積時間
で済み、大幅な高速化を達成できる。

第１図の構成を第３図のフローチャート図に基づき説
明する。

ステップS1にて、インタフェイス部111からの蓄積開
始信号を受けて焦点検出基板106の４つの光電素子アレ
イ部は同時に蓄積を開始する。この光電素子アレイ部の
蓄積時間の制御は、公知の方法すなわち特開昭56−1548
80に開示されているように、受光部で発生した電荷を蓄
える蓄積電極の電位を、蓄積開始と同時に所定値にリセ
ットした後にフローティングとし、露光量に応じて変化
するこの蓄積電極の電位をモニター信号として検出し、
このモニター信号が所定値となったことを検出して蓄積
を終了させる。

ステップS2,S4にて、焦点検出基板106の光電素子アレ
イ107に関する受光量を反映した第一モニタ信号と、光
電素子アレイ109に関する受光量を反映した第二モニタ
信号とが出力されると、インタフェース部111は、これ
らモニタ信号を同一の所定値と比較し、各モニタ信号が
所定値に達したらそれぞれ蓄積終了の信号を焦点検出基
板106に送り各光電素子アレイ107,109の電荷蓄積を終了
する。光電素子アレイ107に関する第一画像出力は、光
電素子アレイ109に関する第二画像出力よりアレイ面積
が小さい分だけ蓄積時間の終了が遅れ、例えばアレイ面
積比に対応する分だけ遅れる。

前記第一画像出力と前記第二画像出力の転送開始タイ
ミングがどのようであっても問題が生じないようにする
ために、本実施例では第２図に示すように第一画像出力
の発生タイミングと第二画像出力の発生タイミングとが
基準となるクロック信号に関して1/2位相ずれるような
構成をとる。

第２図（Ａ）では、被写体が明るく、光電素子アレイ
107,109の電荷蓄積時間が転送クロック周期以下の時の
第二画像出力と第一画像出力との発生タイミングを示
し、また第２図（Ｂ）では、被写体が少し暗く、第二画
像出力の転送中に第一画像出力が転送開始となる際の転
送のタイミングを示し、また第２図（Ｃ）では、被写体
が暗く、第二画像出力の転送終了後に第一画像出力の転
送が開示される場合の転送のタイミングを示している。
そして、第２図（Ａ）〜（Ｃ）中の○印はA/D変換のタ
イミングを示している。このように、どのようなタイミ
ングで蓄積が終了して転送が開始されても、A/D変換の
タイミングは重なることがないので問題は生じない。

こうして、ステップS3,S5にて、各光電素子アレイ10
7,109は、それぞれ被写体像の画像信号を時系列的にイ
ンタフェイス111に送り、そこでA/D変換して各画素に関
する出力値をメモリ部112に記憶する。

インタフェイス111でA/D変換された第一画像出力及び
第二画像出力は、メモリ部112に記憶されると、夫々、
第一画像出力に基づき、第一デフォーカス量算出手段11
3により第一デフォーカス量及び第一情報量が算出さ
れ、また、第二画像出力に基づき、第二デフォーカス量
算出手段114により第二デフォーカス量及び第二情報量
が算出されることになる。この情報量とは、デフォーカ
ス量算出に用いた画像出力データのコントラスト又はコ
ントラストに関連した量であり、これが所定値より大き
ければ算出したデフォーカス量に信頼性があることを示
す（例えば、特開昭60−151607のパラメータＥ）。

ステップS2〜S6にて、この第一画像出力と第二画像出
力の転送、メモリ部112への記憶は、第２図に示される
ように同時とはならず、蓄積時間の短い第二画像出力が
常に先行する。そして、第二画像出力のメモリ部112へ
の格納後に、直ちに第二画像出力に関してデフォーカス
量及び情報量の算出が行われるが、この演算中に、第一
画像出力の転送が開始された場合、具体的には第２図
（Ｃ）のように粗いサンプルピッチの光電素子アレイ10
9の第二画像出力に基づく第二デフォーカス量算出手段1
14の演算処理が開始された後に、細かいサンプルピッチ
の光電素子アレイ107の電荷蓄積が終了して第一画像出
力の転送が開始された場合には、第一画像出力の転送、
メモリ部112への記憶を割り込み処理として優先させて
処理している。また、第２図（Ａ）及び第２図（Ｂ）の
ように第二画像出力の後直ぐに第一画像出力が発生する
場合には、焦点検出基板106からインタフェース部111へ
第一画像出力を出力するタイミングと第二画像出力を出
力するタイミングを半周期ずらしていることから、第一
画像出力の転送、メモリ部112への記憶と、第二画像出
力の転送、メモリ部112への記憶とが交互に行われるこ
とになる。いずれにしても、ステップS6において第二画
像出力に関して、第二デフォーカス量と第二情報量とが
算出される。

ステップS7にて、上記第二情報量を所定値と比較して
所定値を満たさない時には低鮮明（低コントラスト）の
被写体となり、ステップS11に進む。低鮮明の場合は、
デフォーカス量が非常に大きくて被写体像が完全にぼけ
ている場合の他に、合焦近傍ではあるが被写体パターン
が細か過ぎて第二画像出力データからは検出できない場
合を含んでおり、細かいサンプルピッチの第一画像出力
データを用いる為にステップS11に進む。

また、ステップS7にて、低鮮明でない場合には、ステ
ップS8にて、第二デフォーカス量の絶対値と所定値δの
大小を比較する。ここで、所定値δは、一次像面換算で
3mm程度以下の値である。デフォーカス量が3mm以上にな
って被写体像のぼけが小さい方のサンプルピッチの３倍
以上になると、小さいサンプルピッチで検出しても大き
いサンプルピッチで検出しても得られる情報の空間周波
数の上限は同じになってしまい、小さいピッチで検出す
る利点が失われるばかりか、蓄積時間の増大や演算時間
の増大といった欠点が現れる為に、第一画像出力データ
を用いる意味がなくなる。ステップS9では、第二デフォ
ーカス量がδより大きい場合には、とにかく撮影レンズ
101を駆動すべくモータ118を制御する。

尚、所定値δの最適値としては、一回のデフォーカス
量検出と駆動制御で確実にデフォーカス量誤差が±50μ
以内に停止されられる範囲を考えれば、150μ≦δ≦1mm
程度の値とするのが良い。これは、高速化の為に第一デ
フォーカス量に基づく駆動制御を最終の１回のみにしよ
うとする観点に基づくものである。

ステップS8にて、第二デフォーカス量≦δの場合に
は、合焦近傍であるので、より精度の高い焦点検出をす
る為に、ステップS11に進む。

ステップS11にて、被写体が暗い場合には未だ第一画
像出力データが転送されていないので、第一画像出力デ
ータの転送が終了してメモリ部112に記憶されるのを待
つ。

ステップS12にて、第一画像出力データに基づき、第
一デフォーカス量算出手段113により第一デフォーカス
量及び第一情報量が算出される。

判定、制御手段115はステップS13にて、第一情報量及
び第二情報量を、それぞれ第一所定値及び第二所定値と
比較し、両方とも所定値に満たない場合には低鮮明と判
定され、ステップS14にて、再度、撮影レンズの位置を
変えて焦点検出を行う為にスキャン駆動を行う。また、
少なくとも何れか一方の情報量が所定値を越えていれ
ば、対応するデフォーカス量を用いて、ステップS15に
て、撮影レンズ101の駆動を行う。

また、両方の情報量が所定値を越えれば、基本的には
サンプルピッチが細かい光電素子アレイ107の第一画像
出力に基づく方が検出精度が高いと予想されるので、第
一デフォーカス量をレンズ駆動に用いるのが良いが、第
一デフォーカス量と第二デフォーカス量との平均や、情
報量で重み付けした平均をデフォーカス量として算出
し、これにより、ステップS15でレンズ駆動を行うよう
にしてもよい。

ステップS15,S16にて、判定・制御手段115は決定され
たデフォーカス量に基づき、駆動・表示部116を制御し
て撮影レンズ101をモータ118で駆動し合焦調節状態を示
す表示部117を制御する。

また、ステップS9,S14に続くステップS10では、再度
焦点検出を行う為に、光電素子アレイの受光部をリセッ
トして、ステップS1の電荷蓄積に移る。ここで受光部の
リセットとは、例えば第一画像出力データに関して蓄積
中だとしても、蓄積動作を直ちに中止し、蓄積電荷をク
リアにする事である。

このような構成なので、撮影レンズが合焦近傍に近づ
いた最後の一回の焦点検出を除き、通常、蓄積時間の短
い光電素子アレイ109の画像出力のみ用いてデフォーカ
ス量算出演算を繰り返すので、従来の焦点検出装置より
蓄積、演算のサイクルタイムが例えば４分の１になり、
焦点検出の高速化が達成されると共に、スキャン動作中
に像を捕らえる確率も高くなり、また動体追従性も向上
する。

次に、焦点検出動作を上記のように、光電素子アレイ
107と光電素子アレイ109との出力データを使い分けて、
高精度の焦点検出を行う焦点検出装置の他に、外部スイ
ッチ等により焦点検出の高速モードと高精度モードとの
切換えを行う焦点検出装置について説明する。

この焦点検出装置は、高精度モードでは前述した第３
図のフローチャートに従い処理するものであり、また高
速モードでは、基本的には粗いサンプルピッチの光電変
換アレイ109のみを使用して、レンズ駆動を行うもので
あり、例えば第３図のフローチャートに従えばステップ
S8にてデフォーカス量の絶対量が所定値δより小さくて
もステップS11には進まずに、ステップS15に進み処理す
れば良い。この高速モードは、特に、移動するような被
写体の焦点検出に有効である。

以上のように第一実施例によれば、デフォーカス量が
大きい時には、サンプルピッチが大きく、蓄積時間の短
い光電素子アレイを用い、またデフォーカス量が小さい
時及び微細パターンの被写体の場合には、サンプルピッ
チの小さい光電素子アレイを用い、これら両光電素子ア
レイを使い分けているので、焦点検出の応答性に優れ、
微細パターンの検出も可能な高精度な焦点検出装置が得
られる。また、光電素子アレイの画素面積の大きい方の
画像出力は、同一照度なら蓄積時間が短くでき応答性に
優れるが、蓄積時間を同一とすればより暗い被写体まで
検出が可能となる。即ち、非常に低輝度の時でも画素面
積の大きい方の光電素子アレイでは、面積比分だけ情報
を多く蓄積できるので、低輝度検出の限界を下げること
ができ、低輝度の被写体にも充分対応できる焦点検出装
置を得ることができる効果がある。

−第二実施例− 第５図は、第二実施例である焦点検出装置の焦点検出
基板106の正面図を示している。

第５図において、サンプルピッチの細かい光電素子ア
レイ507（第一光電素子アレイ部507a及び第二光電素子
アレイ部507b）と、サンプルピッチの粗い光電素子アレ
イ509（第三光電素子アレイ部509a及び第四光電素子ア
レイ部509b）とは、第一実施例の光電素子アレイ107と1
09との配置と同様であり、またシフトレジスタ部508,51
0の配置も第一実施例と同様である。

光電素子アレイの画素数が増すと、それだけ演算時間
が増加するので、サンプルピッチの細かい方の光電素子
アレイはアレイ部の長さを短くしてあり、光電素子アレ
イ507のアレイ部の長さは、一次像面換算で長さL_S（2.5
〜4mm程度）とし、またサンプルピッチの粗い方の光電
素子アレイ509のアレイ部の長さは、一次像面換算で長
さL_L（4mm以上）とすることが望ましい。すなわち、サ
ンプルピッチの細かい光電素子アレイは、合焦近傍のみ
を判定すればよいので、像ずれ量を算出する範囲も小さ
くてすむため長さL_Sが小さくてよい。また、サンプルピ
ッチの粗い光電素子アレイは、できるだけ像ずれ量の算
出範囲を広くとる方が前後ピンの判定域が広がり有利な
ので、長さL_Lをできるだけ大きくとる。

この第一光電素子アレイ部507a及び第二光電素子アレ
イ部507bは、それぞれ第三光電素子アレイ部509a及び第
四光電素子アレイ部509bの中央付近に配置されている。

以上のように、第二実施例では、限られたメモリ領域
に記憶されるデータの量を一定とした時に、その利用効
率を高める為に、粗いサンプルピッチのアレイ部を長く
し、細かいサンプルピッチのアレイ部を短くしている。

−第三実施例− 第６図は、本発明の第三実施例であり、焦点検出装置
の焦点検出基板の正面図を示す。

第６図において、光電素子アレイ607（第一光電素子
アレイ部607a及び第二光電素子アレイ部607b）と、光電
素子アレイ609（第三光電素子アレイ部609a及び第四光
電素子アレイ部609b）との間に、わずかな空隙をあけて
図のごとく並列的に配置し、一方のアレイ部607aと609a
との間にモニタ用画素部612が配置され、また他方のア
レイ部607bと609bとの間に並列的に色温度識別用センサ
611a,611bが配置されている。この例では第一実施例と
異なり、モニタ部612を別に設けている。また、シフト
レジスタ部608,610は、それぞれ光電素子アレイ607,609
の外側に配置されている。

このモニタ用画素部612は、一画素のみで平均光量を
モニタするか、あるいは実施例のように複数の画素とし
てその中の最大値を取ってモニタ出力としている。また
色温度識別用センサ611a,611bは、極近接しており数μ
の間隔で並置され、それぞれ幅が10μ程度以下、長さが
該幅の50倍程度とすることにより、実質的にわずかに異
なる部位を見ていることの影響を軽減している。この色
温度識別用センサ611a,611bは、両者の波長分光感度を
変える為に、一方の上部に色フィルターを載置するか、
あるいは後述するようにＰウエルの深さを変えている。
このように、波長分光感度の異なるセンサ611a,611bの
出力を用いて色収差を補正する。この色温度識別用セン
サ611a,611bの出力は光電素子アレイのシフトレジスタ
部608へ画像出力の転送に合わせて出力するようするの
が出力端子の増加を招かず効率的である。

−第四実施例− 第７図（Ａ）〜第８図は、本発明の第四実施例であ
り、第７図（Ａ）は焦点検出基板の正面図を示し、第７
図（Ｂ）及び第７図（Ｃ）は説明の都合上、簡単化した
焦点検出基板上の色温度識別用センサの断面図を示し、
第７図（Ｄ）は色温度識別用センサの分光感度分布図を
示し、第８図は第７図（Ａ）の改良型の焦点検出基板の
正面図を示している。

色温度識別を行うためには実質的に被写体の同一部分
を分光感度を変えて検出することが必要であり、その為
の手段として、分光感度を変えて被写体の略同一部分の
出力、さらに好ましくはコントラストを比較する。コン
トラストを比較するには複数の画素が必要であり、色温
度識別用に焦点検出用とは別に一対の画素列が必要とな
り、そのような構成を簡単な構成で達成する例が第７図
（Ａ）及び第８図である。

第一及び第二光電素子アレイ部707a（807a）,707b（8
07b）の画素のうち焦点検出に用いるのは、第二実施例
で述べたように中央部だけで良いので、色温度検出用の
画素として、中央部以外の両側の画素列を使用する。

第７図（Ａ）では、第一及び第二光電素子アレイ部70
7a,707bの一方の端に続いて、複数の画素から成る色温
度識別用のアレイ部712a,712bを設けている。ここで、
点線で囲んだアレイ部712bには、アレイ部712aと分光感
度特性を変える為に、色フィルターを設けるか、あるい
はＰウエルの深さを変えるかしている。

第７図（Ｂ）がＰウエルL1の浅い場合を示し、また、
第７図（Ｃ）がＰウエルL2の深い場合を示している。第
７図（Ｄ）に示すように、浅いＰウエルL1の分光分布は
実線Ｔで表され、また深いＰウエルL2の分光分布は実線
Ｓで表され、このようにＰウエルの深さを変えることに
より透過させる波長域を変化させることができる。

この色温度識別用アレイ部712a,712bの出力から夫々
コントラストを算出し、両者の比をとることにより検出
光に含まれる赤外光の多寡を知り、撮影レンズの赤外収
差量のデータをボディ側で読み取って、赤外光成分の多
寡と赤外収差量の大きさに応じて算出したデフォーカス
量に補正を行うことができる。

第８図では、第一及び第二光電素子アレイ部807a,807
bのそれぞれの両端に、２対の色温度識別用アレイ部812
a,812b及び、813a,813bを設けた。このようにすれば、
片側の色温度識別用アレイ部の出力がほとんど検出でき
ない時でも、反対側の色温度識別用アレイ部の出力から
検出できる確率を高くできる。そしてアレイ部812b,813
bに対して、前述と同様に波長分布感度が他のアレイ部
と異なるように処理している。

また、例えば、第９図に示すように、焦点検出基板80
6に光電素子アレイ807のみ形成した焦点検出装置の構
成、作用を説明する。すなわち、第一及び第二光電素子
アレイ部807a,807bには、それぞれ色温度識別用アレイ
部812a,812b及び813a,813bが形成され、点線で囲まれた
アレイ部812,813bには前述したように波長分布感度を変
えるための構成が施されている。この第一光電素子アレ
イ部807aの全域（色温度識別用アレイ部812a,813aを含
む）は同じ波長分布感度を有している。この場合、公知
の像ずれ検出による焦点検出演算処理の為の相関演算処
理は、一対の光電素子アレイ部の比較領域を、アレイ部
807bの中央部（イ）に対してアレイ部807aの全域（ロ）
〜（ハ）とし、この中央部（イ）に対して全域（ロ）〜
（ハ）の範囲で画素をずらして行う。特開昭62−86318
では焦点検出用のアレイ部とは全く別に色温度識別用の
アレイ部を並列して配置する方法が開示されているが、
この方法では色温度識別用のアレイはこの目的にしか利
用できず、アレイの利用効率が悪い。しかし本実施例で
は、色温度識別用アレイ部812a,813aからの画素出力デ
ータを、色温度識別用としてのみ使用するのではなく、
焦点検出のずれ検出のシフト範囲として使用するもので
あり、限られたデータを多目的に利用できる効果があ
る。実際に、カメラ等に内蔵されたRAMエリアは、かな
り容量が少ないので、データが多目的に使用できること
はRAMエリアの節約となり非常に有効である。

以上のように、第四実施例では、焦点検出用の光電素
子アレイ部の端に、色温度識別用のアレイ部を設けるの
で、別段、特別な色温度識別用のアレイ部を形成するこ
となく、簡単の構成で焦点検出精度を損なうことなく、
色温度の識別が可能である。

−第五実施例− 第10図及び第11図は、本発明の第五実施例であり、焦
点検出基板の正面図を示す。

一般に有限のピッチでサンプルして焦点検出を行う
と、サンプルピッチから決まるナイキスト周波数以上の
空間周波数を含む光像に対しては誤った焦点検出を行っ
てしまうことがある。その為に、有限のピッチでサンプ
ルする場合には、前記ナイキスト周波数以上の成分が含
まれないように何らかの処理が必要である。その方法と
しては、光学系でナイキスト周波数成分以上の成分が
なくなるまでボカす方法、素子を傾けてナイキスト周
波数成分以上を相殺する方法（アレイ配列と直角方向に
一様な構造をもつパターンに対してのみ有効だが、カメ
ラの被写体にはこのような構造物が多い）、加重加算
フィルターを用い且つ最適なサンプルピッチをとる方法
等が知られている。しかしながら、の光学系によるボ
ケの利用は一番簡単に実施しやすいが、画素ピッチの異
なる列が二列あるので、それぞれ最適なボケ量が異なっ
てくる。そのために、粗いサンプルピッチに介するナイ
キスト周波数以上を除去するまでボカしてしまうと、細
かいサンプルピッチの光電素子アレイでは微細パターン
の検出が不能となる欠点がある。この欠点を解決したの
が、前記の方法を適用した第10図及び前記の方法を
適用した第11図の実施例である。

第10図では、粗いサンプルピッチの光電素子アレイ90
9（第一光電素子アレイ部909a,第二光電素子アレイ部90
9b）の画素が図の如く１画素〜２画素幅程度傾けて配列
されている。被写体パターンＹのように、非常に細かい
縦線が焦点検出基板906に投影された時には、必ず２画
素以上にまたがって投影されるので、この縦線が画素の
幅より微少量移動しても画像出力が変化して検出可能と
なる。

また、第11図では、粗いサンプルピッチの光電素子ア
レイ1009（第一光電素子アレイ部1009a及び第二光電素
子アレイ部1009b）の画素は、画素ピッチ自体が例えば
サンプルピッチの半分、すなわち細かいサンプルピッチ
の光電素子アレイ1007の画素ピッチと同程度のものであ
る。この光電素子アレイ1009では、粗いサンプルピッチ
に関するナイキスト周波数以上の成分を除いた画像出力
を得る為に、シフトレジスタ1010の最後に設けた電気的
な加重加算フィルター1011で処理している。

この加重加算フィルター1011を第12図（Ａ）〜（Ｃ）
に基づき説明する。第12図（Ａ）に示すように、シフト
レジスタ1010から出力される個々のデータD1〜D5は、第
12図（Ｂ）で示す重み係数ω１〜ω５に従ってそれぞれ
加重加算され、その結果、一つのデータとして出力信号
I_nが得られる。この出力信号I_nが、第12図（Ｃ）の如く
順次、出力され、その出力信号I_nを一つ置きにサンプル
（空間的にMP_Lに相当）してインターフェイス部111に出
力されることになる。

従って、サンプルピッチの異なる複数列の光電素子ア
レイすなわち、光電素子アレイ1007及び1009を使用する
場合に、サンプルピッチを必ずしも前述した実施例の如
く画素ピッチと同等に構成する必要はなく、光電素子ア
レイの画素ピッチが1007と1009とで同じでも、加重加算
フィルターを用いてサンプルピッチを異ならしてもよ
い。

（発明の効果）以上のうように本発明によれば、本発明によれば、一
対の再結像レンズで形成される像を複数体の光電素子ア
レイで受光して焦点検出を行うので、再結像レンズを共
通化でき、再結像レンズの製造バラツキによる検出精度
低下を防ぐことができると共に、部品点数が減り、コス
ト、スペースとも有利となる。

また、第１、第２光電素子アレイの分光感度を同一に
し、かつ、第１、第２光電素子アレイの電荷蓄積時間を
独立して制御するようにしているので、他の光電素子ア
レイの電荷蓄積時間に影響されず、効率良く焦点検出演
算制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発明の第一実施例であり、第１図
はカメラに適用した焦点検出装置の概念図、第２図は前
記焦点検出装置の第一及び第二デフォーカス量算出手段
の出力タイミングを示すタイミングチャート図、第３図
は前記焦点検出装置のフローチャート図、第４図は前記
焦点検出装置の焦点検出基板の構成図を示す。第５図は、本発明の第二実施例である焦点検出装置の焦
点検出基板106の正面図を示す。第６図は、本発明の第三実施例であり、焦点検出装置の
焦点検出基板の正面図を示す。第７図（Ａ）〜第９図は、本発明の第四実施例であり、
第７図（Ａ）は焦点検出基板の正面図を示し、第７図
（Ｂ）及び第７図（Ｃ）は説明の都合上、簡単化した焦
点検出基板上の色温度識別用センサの断面図を示し、第
７図（Ｄ）は色温度識別用センサの分光感度分布図を示
し、第８図は第７図（Ａ）の改良型の焦点検出基板の正
面図を示し、第９図は焦点検出基板に一つの光電素子ア
レイを形成した時の正面図を示す。第10図〜第12図（Ｃ）は、本発明の第五実施例であり、
第10図及び第11図は焦点検出基板の正面図を示し、第12
図（Ａ）〜第12図（Ｃ）は前記焦点検出基板の加重加算
フィルターの説明図を示す。第13図は、従来の焦点検出装置の概念図を示す。（主要部分の符号の説明） 101……撮影レンズ、103……視野絞り、 106,506,606,706,806,906,1006……焦点検出基板、 107a,507a,607a,707a,907a,1007a……第一光電素子アレ
イ部 107b,507b,607b,707b,907b,1007b……第二光電素子アレ
イ部 109a,509a,609a,709a,909a,1009a……第三光電素子アレ
イ部 109b,509b,609b,709b,909b,1009b……第四光電素子アレ
イ部 108,110,508,510,608,610,708,710,908,910,1008,1010
……シフトレジスタ部 611a,611b,712a,712b,812a,812b……色温度識別センサ 612……モニタ用センサ

フロントページの続き (72)発明者山野省三東京都品川区西大井１丁目６番３号日本光学工業株式会社大井製作所内 (72)発明者石月謙司東京都品川区西大井１丁目６番３号日本光学工業株式会社大井製作所内 (72)発明者長谷川洋東京都品川区西大井１丁目６番３号日本光学工業株式会社大井製作所内 (72)発明者小笠原昭東京都品川区西大井１丁目６番３号日本光学工業株式会社大井製作所内 (56)参考文献特開昭62−192714（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−240213（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系を通る光束により一対の被写体
像を再結像する一対の再結像レンズと、前記一対の再結像レンズにより再結像された一対の被写
体像の一部を受光するための光電素子アレイであって、
所定の分光感度を備えた複数の画素を配列した電荷蓄積
型の第１光電素子アレイと、同一の前記一対の再結像レンズにより再結像された一対
の被写体像の一部を受光するための光電素子アレイであ
って、前記第１光電素子アレイと平行に配置され、前記
第１光電素子アレイを形成する画素と同一の分光感度を
備えた複数の画素を配列した電荷蓄積型の第２光電素子
アレイと、前記第１光電素子アレイの電荷蓄積時間と前記第２光電
素子アレイの電荷蓄積時間とを独立して制御する蓄積時
間制御手段と、前記蓄積時間制御手段により蓄積時間を制御された結果
得られる前記第１光電素子アレイの出力と前記第２光電
素子アレイの出力とに基づき、前記撮影光学系の焦点調
節状態を示す第１、第２デフォーカス量を算出する焦点
検出手段とを備え、前記第１光電素子アレイと電気第二光電素子アレイとは
単一基板上に平行して配置されていることを特徴とする
ことを特徴とする焦点検出装置。