JP2535954C - - Google Patents

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【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，１０６
ｂ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従って大型化し
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、検出精度に影響を与える問題があった。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決する為に、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よ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１０
７ｂ)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，１
０９ｂ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１
０７，１０９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１０９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56-154880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
同時に所定値にリッセ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
ミイングを示し、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イングを示し、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１０７，１０９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、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１０９の第二画像出力に基づく
第二デフォーカス量算出手段１１４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１０
６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、１５０
μ≦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値が所定
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１０９との配置と
同様であり、またシフトレジスタ部５０８，５１０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，６１ １ｂ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，６１
１ｂ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（８０７ｂ）
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７０７ａ，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ウェルＬ１の浅い場合を示し、また、第７図（Ｃ）がＰウェ
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，８０７ｂのそれぞれの
両端に、２対の色温度識別用アレイ部８１２ａ，８１２ｂ及び、８１３ａ，８１
３ｂ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，８１３ｂ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８０６に光電素子アレイ８
０７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８
１２ａ，８１２ｂ及び８１３ａ，８１３ｂが形成され、点線で囲まれたアレイ部
８１２ｂ，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８
１２ａ，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９０９（第一光電素子ア
レイ部９０９ａ，第二光電素子アレイ部９０９ｂ）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、一対の再結像レンズで形成された像を複数対の
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出来、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えず、効率良く焦点検出演算を行うことがで
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１
１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

Claims (1)

1. 【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、 前記両光電変換素子の一方が電荷蓄積終了した場合は、前記両光電変換素子の
   他方の電荷蓄積が終了していなくても前記一方の光電変換素子の信号を読み出し
   得るように、前記第１光電素子アレイの電荷蓄積時間と第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た前記第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、 前記再結像レンズはその縮小倍率が0.1〜１であると共に、前記第１及び第２光電
   素子アレイの一次結像面上の画素ピッチが50〜100μｍであり、また前記第１光
   電素子アレイと前記第２光電素子アレイとは単一基板上に平行に配置されている
   ことを特徴とする焦点検出装置。