JP2821140B2

JP2821140B2 - 焦点検出装置

Info

Publication number: JP2821140B2
Application number: JP63172281A
Authority: JP
Inventors: 謙二鈴木; 圭史大高; 剛史小山; 康夫須田; 圭介青山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1998-11-05
Anticipated expiration: 2013-11-05
Also published as: JPH0222613A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は撮影画面内の広い範囲にわたり複数の測距点
を有する焦点検出装置の補助光に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、カメラの焦点調節装置の一つのタイプとして、
焦点検出用の光学系によって撮影レンズの射出瞳を２つ
に分割し、各瞳領域を通過した光束が形成する２つの被
写体像を、光電素子列（例えば、CCDセンサ列）で受光
し、その出力から撮影レンズの焦点状態を検出し、その
検出結果に基づいて撮影レンズを駆動する、というよう
な方法が知られている。また、このような焦点検出装置
を複数個併設し、撮影画面内の異なる位置の被写体像に
基づき焦点検出する方法も本願出人より提案されてい
る。

従来知られる焦点検出の基本的方法を簡単に説明する
と、第10図に於て、焦点検出されるべき撮影レンズLNS
と光軸を同じくしてフイールドレンズFLDが配置され
る。その後方の光軸に関して対称な位置に２個の２次結
像レンズFCLA,FCLBが配置される。さらにその後方にセ
ンサ列SAA,SABが配置される。２次結像レンズFCLA,FCLB
の近傍には絞りDIA,DIBが設けられる。フイールドレン
ズFLDは撮影レンズLNSの射出瞳を２個の２次結像レンズ
FCLA,FCLBの瞳面にほぼ結像する。その結果、２次結像
レンズFCLA,FCLBにそれぞれ入射する光束は撮影レンズL
NSの射出瞳面上において各２次結像レンズFCLA,FCLBに
対応する互いに重なり合うことのない等面積の領域から
射出されたものとなる。フイールドレンズFLDの近傍に
形成された空中像が２次結像レンズFCLA,FCLBによりセ
ンサ列SAA,SABの面上に再結像されると、光軸方向の空
中像位置の変位に基づいて、センサ列SAA,SAB上の２像
はその位置を変えることになる。従ってセンサ列上の２
像の相対位置の変位（ずれ）量を検出すれば、撮像レン
ズLNSの焦点状態を知ることができる。

第11図はセンサ列SAA,SAB上に形成された２像の光電
変換出力の例を示す。SAAの出力をＡ（ｉ）,SABの出力
をＢ（ｉ）とする。尚、センサの画素数は最低限５個程
度必要で、出来れば数10個以上が望ましい。

像信号Ａ（ｉ）,B（ｉ）から像ずれ量PRを検出する信
号処理方法としては特開昭58−142306号公報、特開昭59
−107313号公報、特開昭60−101513号公報、あるいは特
願昭61−160824号（特開昭63−18314号公報）などで本
出願人により開示されている。

これらの公報にて開始された方法にて得られた像ずれ
量に基づいて撮影レンズの焦点調節を行うことによって
撮影レンズを合焦状態にもってゆくことができる。

上記公報に開始された方法は、たとえば２個の像信号
Ａ（ｉ）,B（ｉ）,i＝1,2,…,Nに対し、を整数値ｍについて計算する。和をとるｉの範囲は各添
字i,i＋ｋ−m,i＋k,i−ｍが閉区間［1,N］内に入らなけ
ればならないという条件から定まる。ｋは、整数定数で
あり、通常はｋ＝１である。またｍの範囲は、どの程度
大きな像ずれ量まで検出するかという目的に関わり一概
に決められないが、通例でｍを変化させる。

Ｖ（m₀）とＶ（m₀＋１）の間で符号の反転があったと
すると、端数まで含めた像ずれ量M₀は、 M₀＝m₀＋|V（m₀）／｛Ｖ（m₀＋１）−Ｖ（m₀）｝｜ ……（２）によって算出できる。

この種焦点検出装置を備えたカメラは、通例撮影画面
の中央部にスポツト的に設けた測距点に対し自動焦点検
出する。たとえば、35ミリフイルムを用いる一眼レフカ
メラは、フイルム等価面に於ける測距視野長は３〜４ミ
リ以下程度が普通である。

上述した焦点検出装置は被写体面の輝度分布を光電変
換面に投影し、その光電出力から合焦状態を検知するの
で被写体輝度が低いと動作しない。そこで補助投光系を
設け、低輝度時にはパターン光を投光して焦点検出する
方法が通常よく用いられる。第16図に投光光学系の一例
を示す。大出力LED211の前部にパターンチヤート212を
配置し、LED211の光で照明し、パターンチヤート212の
図形を投光レンズ213により被写体面に投影する。投光
レンズ213は撮影レンズと別個に設け、焦点検出系への
不要光混入を防止した方が良い。これは撮影レンズと兼
用するとレンズ面からの直接反射光により誤動作の原因
となることがあるためである。

チヤート像は被写体面に投影され、撮影レンズで反射
光の一部がとり込まれて、焦点検出装置開口に至る。第
17図に於て、221は焦点検出装置の視野、222は被写体面
上に投光されたチヤートパターンの撮影レンズによる像
である。撮影レンズの焦点距離によりチヤートパターン
222の大きさは変化する。

上記の様な焦点検出装置を複数個併設し、各々が画面
内の異なる視野に対応する様な焦点検出光学系は下記の
様に構成される。

たとえば、第13図に示す焦点検出光学系は、撮影画面
50内に５個の測距視野51a〜51eを持ち、近傍に不図示の
２孔絞り（後述第14図の11に相当）を配設した。各々異
なる２次結像レンズ52a,53a,〜52e,53eにより、たとえ
ば視野51aは２次結像レンズ52a,53aによりセンサ列54a,
55aに分離結像される。異なる視野のどれかを選択する
自動もしくは手動の手段があれば合焦検出位置を撮影画
面内の広い範囲から選択可能な焦点検出装置が得られ
る。

上記装置は多数の焦点検出光学系を併設するため調整
等の機能を限られたスペース内に実現することが若干難
かしい面がある。この点を改良した装置を第14図に示
す。図中、10は視野マスクで、長方形の開口10a,10b,10
cを持つ。これらの開口10a,10b,10cが各々撮影画面内の
測距視野を決定する。視野マスク10は図示しない対物レ
ンズの予定結像面上又はその近傍に配置されているもの
とする。11は２孔絞り板で、開口11aと11bを有し、対物
レンズの射出瞳を分割する機能を持つ。これらの開口10
a〜10cが射出瞳上に逆投影されて後述の光電検出器へ入
射する。

12は２次結像レンズの組で、正レンズ12a,12bを有
し、例えば開口10aで限定した物体像の部分を図面中、
上下方向に分離して再結像する。２次結像レンズ12によ
る物体像は対物レンズの焦点調節状態に応じて間隔が変
化する。２孔絞り板11と２次結像レンズの組12とは近接
配置されるが、２次結像レンズの周縁が絞り板の機能を
兼ねる様にすることもできる。ここで視野マスク10の近
傍にはフイールドレンズを配置し、２孔絞り板11を対物
レンズの射出瞳に略結像していることが望ましい。13は
光電検出器で、２次結像レンズ12a,12bの並び方向にそ
れぞれ１対のセンサ列14a,14b,15a,15b,16a,16bとを備
える。センサ列の対14a,14b,15a,15b,16a,16bの並び方
向は対物レンズの射出瞳の分割方向に直交している。
尚、対になる様にセンサ列を配するかわりに一本のセン
サ列を２分して割り当てても良い。各センサ列14a,14b
〜16a,16bは物体像に基づく光量分布をそれぞれ受光
し、光電検出器13からはそれに応じた信号を出力する。
なお、１組の２次結像レンズに関する測距視野の数は３
個である必然性はなく、結像レンズ12a,12bの結像倍率
軸外結像性能の限界と併設されたセンサー列を配列方向
と直交する方向に、どの程度稠密に配置できるかで決定
するものである。結像レンズの軸外性能として重要なも
のは、非対称収差と歪曲である。非対称収差があると結
像スポツトの重心が主光線と異なるので２像の相関演算
値に誤差を生じ、また歪曲収差は画像について対応する
位置で同じ様に発生しない限り座標の一様性が乱れたこ
とに相当するから、誤差の発生要因となる。いづれにし
ても、ザイデル収差の領域では画面に依存して増減する
量であり、特に歪曲は画角の３乗に比例するので多少で
も画角を狭めることにより大幅に収差は減少する。この
ためには、周辺部の合焦検出視野開口10a,10cを中央の1
0bに対し相対的に小さくし、第15図の様な実効視野をも
たせたり、または上記第14図に示す装置を複数個併設す
ることが望ましい。後者については本出願人より既に提
案されている（特願昭62−315490号・・特開平１−1553
08号公報）．実効視野を画面周辺の合焦検出用開口に対し、小さく
する第15図の方法は画面中央を相対的に重視することで
あり、画面中央に撮影対象物を構図することが多いカメ
ラの使い方の実状とも整合する。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

上記の様な多数の測距視野を持つ焦点検出装置は、各
測距視野に応じた補助投光系を持つことが望ましい。一
般に、蓄積型光電素子アレイを用いた受動式焦点検出装
置は被写体の光量分布のパターンに依存して誤動作する
場合が多い。すなわち、低輝度時、又は低コントラスト
時に誤動作しやすく、この様な場合にパターン補助光を
被写体面に投光する効果は大きい。しかし、多数個の測
距視野に対し、効率的にパターン投光する補助光光学系
は知られていない。即ち、従来知られる投光光学系を単
に焦点検出用視野の数だけ併設すると、単に製造上のコ
ストが増大するのみでなく各投光光学系の投光パターン
が重なり合うことなく分離し、かつ切れ目なく連続しな
くてはならないという矛盾した技術的要求に応えなくて
はならない。

隣接した視野に対応する複数の投光光学系から、それ
ぞれパターン投光したとき両者が重なり合うと、本来最
適に設計された投光パターンが混じり合い、コントラス
トが低下してしまうので、合焦検出能力が劣化する。一
方、隣接視野に対応する投光光学系の投光パターンを分
離してしまうと撮影レンズのズーミング位置によって
は、焦点検出視野が、丁度、投光パターンの分離幅を見
てしまうことが往々に発生し、補助光投光の効果が確実
でなくなってしまうという問題があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述の問題を解決すべく、撮影画面内の異
なる位置からの光を受光する複数個の蓄積型光電変換素
子列と、被写体を測光し少なくとも低輝度時に発光する
補助光投光装置とを有する焦点検出装置に於て、上記複
数個の光電変換素子列は、前記画面中心部並びに画面周
辺部の各々に同一の第１の方向にサンプリング方向を有
して配置され、前記補助光投光装置は前記第１の方向と
略直交する第２の方向を長手方向とするストライプ状の
パターンを投光するものとし、１本の連続する上記スト
ライプ状のパターンの被写体による反射光が、対物レン
ズで結像されるとともに、定められた画角における前記
対物レンズの焦点距離で前記複数の光電変換素子列に対
応した複数の焦点検出視野をカバーするように構成され
ている。本発明に依れば、撮影レンズの焦点距離，ズー
ム状態が変化しても常に良好な補助光パターンが得られ
る。また、本発明の補助光照明装置は複数個の異なる位
置に対応した合焦検出点を照明するにもかかわらず、極
めて単純な構成であるため、製造上も有利である。

また、本発明になる補助光照明装置は、設計時に設定
した所定の焦点距離より長い焦点距離の撮影レンズに於
て、複数の合焦検出点への有効な補助光照明を保証する
ものであるから、撮影レンズの焦点距離情報を検出し、
上記所定の焦点距離以下のときに一部の合焦検出点に対
する補助光照明を無効と判断する手段を設けることによ
り、常に確実に合焦検出装置の動作状態を把握し、高信
頼度の合焦動作が可能となるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を実施例により説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る焦点検出装置を備え
たカメラの光学配置図である。不図示の撮影レンズを通
過した結像光束110は主ミラー113により上方に反射さ
れ、ピント板112を経て、ペンタプリズム111のダハ面に
向け進行する。尚、ペンタプリズム111の図中左側は後
方に配設した部材を見やすくするため切り欠いた形状で
図示してあり、主ミラーを同様の主旨で切欠いている。
主ミラー113は部分透過ミラーとなっており、主ミラー1
13を透過した光束はサブミラー114にて反射され、３個
の視野開口を有する視野マスク板115aを密接したフイー
ルドレンズ115に入射する。斜線で示された視野マスク
板115aはフイルム面の位置と光学的に略等価な位置に置
かれている。フイールドレンズ115は焦点検出系の２次
結像系開口を撮影レンズ射出瞳に略結像する。視野マス
ク板115aの開口を通過した光は光路を折り曲げるミラー
116,117を経て、２次結像レンズの組118に入射し、更に
光路折り曲げミラー119を経て光電変換素子列を集積し
た部材120に再結像する。２次結像レンズの組118は１個
の視野開口に対し、光路折り曲げミラー119を経て２個
の再結像光像を形成するので、計６個の光像が光電変換
素子基板120上に形成され、従って光電変換素子基板120
の上には６個の光電変換素子列が集積形成されている。
この焦点検出光学系の作用は第14図により既に説明した
ので説明は省略する。

本実施例を備えたカメラは固設もしくは着脱可能な焦
点検出用補助光投光装置を有し、大出力LED121,パター
ンチヤート122,投光レンズ123により構成される。投光
装置の詳細は後述する。

第２図は本実施例を備えたカメラの電気ブロツク図で
ある。

第２図において、PRSはカメラの制御装置で、例え
ば、内部にCPU（中央処理装置）,ROM,RAM,A/D変換機能
を有する１チツプのマイクロコンピユータである（以下
制御装置と言う）。PRSはROMに格納されたカメラのシー
ケンス・プログラムに従って、自動露出制御機能，自動
焦点調節機能，フイルムの巻き上げ・巻き戻し等のカメ
ラの一連の動作を行っている。そのために、制御装置PR
Sは通信用信号SO,SI,SCLK、通信選択信号CLCM,CSDR,CDD
RおよびCLDDRを用いて、カメラ本体内の周辺回路および
レンズ内制御装置と通信を行って、各々の回路やレンズ
の動作を制御する。

SOは制御装置PRSから出力されるデータ信号、SIは制
御装置PRSに入力されるデータ信号、SCLKは信号SO,SIの
同期クロツクである。

LCMはレンズ通信バツフア回路であり（以下バツフア
回路と言う）、カメラが動作中のときにはレンズ用電源
端子VLに電力を供給するとともに、制御装置PRSからの
選択信号CLCMが高電位レベル（以下、‘H'と略記し、低
電位レベルは‘L'と略記する）のときには、カメラとレ
ンズ間の通信バツフアとなる。

制御装置PRSが選択信号CLCMを‘H'にして、同期クロ
ツクSCLKに同期して所定のデータを通信用信号SOから送
出すると、バツフア回路LCMはカメラ・レンズ間通信接
点を介して、通信用信号SCLK,SOの各々のバツフア信号L
CK,DCLをレンズヘ出力する。それと同時にレンズからの
信号DLCのバツフア信号をデータ信号SIに出力し、制御
装置PRSは同期クロツクSCLKに同期してデータ信号SIか
らレンズのデータを入力する。

SDRは、CCD等から構成される焦点検出装置の光電変換
部SNS（以下光電変換部と言う）の駆動回路であり（以
下駆動回路と言う）、信号CSDRが‘H'のとき選択され
て、各通信用信号SO,SI,SCLKを用いて制御装置PRSから
制御される。信号CKはCCD駆動用クロツクφ1,φ２を生
成するためのクロツクであり、信号INTENDは蓄積動作が
終了したことを制御装置PRSに知らせる信号である。

光電変換部SNSは列方向に２個直列した対光電変換素
子列を３列有し、３個の測距点に対応した光電信号列を
発生する。すなわち、測距点１に対応する光電変換素子
列はSA1とSB1であり、測距点２に対応するセンサ列はSA
2とSB2であり、測距点３に対応するセンサ列はSA3とSB3
である。各測距点の光電変換素子列の対に入射する合焦
検出用光像は第１図に係るカメラでは共通の一対のセパ
レータレンズによるものとした。この機能を実現する方
法および測距点の個数は、公知もしくは本出願人により
提案済であり、本発明の主旨と関係ないので本発明を限
定するものではない。また、合焦検出の方式も本発明を
限定するものではなく、たとえば、ボケ検知方式を用い
ても実施できる。

光電変換部SNSの出力信号OSはクロツクφ1,φ２に同
期した時系列の像信号であり、駆動回路SDR内の増幅回
路で増幅された後、信号AOSとして制御装置PRSに出力さ
れる。制御装置PRSは信号AOSをアナログ入力端子から入
力し、クロツク信号CKに同期して、内部のA/D変換機能
でデイジタル信号としてRAMの所定アドレスに順次格納
する。

同じく光電変換部SNSの出力信号であるSAGCは、光電
変換部SNS内のAGC（自動利得制御:Auto Gain Controlの
略語）センサの出力であり、駆動回路SDRに入力され
て、光電変換部SNSの蓄積制御に用いられる。

DDRはスイツチ検知および外部表示用回路であり、信
号CDDRが‘H'のとき選択されて、通信用信号SO,SI,SCLK
を用いて制御装置PRSから制御される。即ち、制御装置P
RSから送られてくるデータに基づいてカメラの表示部材
DSPの表示を切り替えたり、カメラの各種操作部材のオ
ン・オフ状態を通信によって制御装置PRSに報知する。

LDDRはフアインダー内情報表示用回路であり、信号CL
DDRが‘H'のとき選択されて通信用信号SO,SI,SCLKを用
いて制御装置PRSから制御される。即ち、制御装置PRSか
ら送られてくるデータに基づいてTV表示用のTLED,AV表
示用のALED,合焦表示用のAFLEDの表示を切り替える。

SW1,SW2は不図示のレリーズボタンに連動したスイツ
チで、レリーズボタンの第１段階の押下によりSW1がオ
ンし、引き続いて第２段階の押下でSW2がオンする。制
御装置PRSはSW1オンで測光，自動焦点調節を行い、SW2
オンをトリガとして露出制御とフイルムの巻き上げを行
う。

なお、SW2は制御装置PRSの「割り込み入力端子」に接
続され、SW1オン時のプログラム実行中でもSW2オンによ
って割り込みがかかり、直ちに所定の割り込みプログラ
ムへ制御を移すことができる。

PDRは補助光照明光源PLEDの駆動回路であり、信号CPD
RがＨのとき選択されて、発光ダイオード（もしくは、
赤外発光ダイオード）PLEDを駆動する。

MTR1はフイルム給送用,MTR2はミラーアツプ・ダウン
およびシヤツタばねチヤージ用のモータであり、各々駆
動回路MDR1,MDR2により正転，逆転の制御が行われる。
制御装置PRSから各モータ駆動回路MDR1,MDR2に入力され
ている信号M1F,M1R,M2F,M2Rはモータ制御用の信号であ
る。

MG1,MG2は各々シヤツタ先幕・後幕走行開始用マグネ
ツトで、信号SMG1,SMG2,増幅トランジスタTR1,TR2で通
電され、制御装置PRSによりシヤツタ制御が行われる。

なお、スイツチ検知および表示用回路DDR、モーター
駆動回路MDR1,MDR2、シヤツタ制御は、本発明と直接関
わりがないので、詳しい説明は省略する。

レンズ内制御回路LPRSにバツフア信号LCKに同期して
入力される信号DCLは、カメラからレンズFLNSに対する
命令のデータであり、命令に対するレンズの動作は予め
決められている。レンズ内制御回路LPRSは所定の手続き
に従ってその命令を解析し、焦点調節や絞り制御の動作
や、出力DLCからレンズの各部動作状況（焦点調節光学
系の駆動状況や、絞り駆動状態等）や各種パラメータ
（開放Ｆナンバ，焦点距離，デフオーカス量対焦点調節
光学系の移動量の係数等）の出力を行う。

実施例では、ズームレンズの例を示しており、カメラ
から焦点調節の命令が送られた場合には、同時に送られ
てくる駆動量・方向に従って焦点調節用モータLTMRを信
号LMF,LMRによって駆動して、光学系を光軸方向に移動
させて焦点調節を行う。光学系の移動量はエンコーダ回
路ENCFのパルス信号SENCZでモニタし、レンズ内制御回
路LPRS内のカウンタで計数しており、所定の移動が完了
した時点でレンズ内制御回路LPRS自身が信号LMF,LMRを
‘L'にしてモータLTMRを制御する。

このため、一旦カメラから焦点調節の命令が送られた
後は、カメラの制御装置PRSはレンズの駆動が終了する
まで、レンズ駆動に関して全く関与する必要がない。ま
た、カメラから要求があった場合には、上記カウンタの
内容をカメラに送出することも可能な構成になってい
る。

カメラから絞り制御の命令が送られた場合には、同時
に送られてくる絞り段数に従って、絞り駆動用としては
公知のステツピング・モータDTMRを駆動する。なお、ス
テツピング・モータはオープン制御が可能なため、動作
をモニタするためのエンコーダを必要としない。

ENCZはズーム光学系に付随したエンコーダ回路であ
り、レンズ内制御回路LPRSはエンコーダ回路ENCZからの
信号SENCZを入力してズーム位置を検出する。レンズ内
制御回路LPRS内には各ズーム位置におけるレンズ・パラ
メータが格納されており、カメラ側の制御装置PRSから
要求があった場合には、現在のズーム位置に対応したパ
ラメータをカメラに送出する。

次に本発明になる焦点検出用補助光の投光装置につい
て詳細を説明する。

第３図に於て、光軸131上に照明光源LEDユニツト12
1、横長のストライプ状濃度パターンを有するパターン
チヤート122、投光レンズ123が配設されている。LEDユ
ニツト121は大出力LEDチツプ132を球面ドーム133の後方
の樹脂中に埋め込んだ形状をしている。パターンチヤー
ト122は投光レンズ123の焦点位置付近に置かれているの
で、パターンチヤート122は遠方の被写体面上に結像す
る。チヤート長さＬと投光レンズ123の焦点距離ｆは、
撮影画面両端の焦点検出点間の画角αに対し、の関係を満たす。画角αは撮影レンズの焦点距離により
変化するので、設計上使用できるレンズの画角αの最大
限αmaxを定める必要がある。αmaxより上記L,fが決ま
ると、投光レンズの開口径を与えることにより、LED光
がチヤートを全体的に照明し、かつ投光レンズ開口内に
光線の発散が収まるように、LEDチツプ132のサイズ，球
面ドーム133の曲率半径，チツプ・ドーム間距離等が決
定される。

本実施例における投光系は従来のものに比し著しくパ
ターン長が長く、広い画角を同一パターンにてカバーす
るように構成したものである。

上記投光光学系により、被写体面に投影された光パタ
ーンを撮影レンズを介し、焦点検出装置が受光するとき
の受光状態を第４図に示した。ただし、ストライプ状パ
ターンは全数の内の一部分のみを図示している。焦点検
出装置が受光する被写体面の位置と、実効的な受光領域
の大きさは撮影レンズの焦点距離により異なる。第４図
（ａ）〜（ｄ）は、順に焦点距離が短くなる様に配列し
てあり、たとえば、35mmサイズフイルムに於て、（ａ）
135mm,（ｂ）70mm,（ｃ）35mm,（ｄ）18mmの焦点距離の
撮影レンズ使用時の状態に当る。撮影レンズの焦点距離
が短くなるほど各焦点検出視野の見る範囲は広くなり、
かつ、隣接する検出視野の見る位置は離れる。第４図に
おいて投光パターンは、（ｃ）図の35mmのレンズまでを
カバーするパターン投光範囲となっている。従って撮影
レンズの焦点距離情報をレンズからカメラに通信し、カ
メラは補助光の有効性を判断し、焦点検出動作を制御す
ることが望ましい。

たとえば、被写体が暗く、かつ撮影レンズの焦点距離
が短くて、周辺部の合焦検出視野が補助光でカバーされ
ないときは、周辺部の合焦検出をシーケンス上省略し、
中央部のみで合焦検出するようにすれば良い。

第４図からも明らかなように、本発明になる補助光照
明装置を用いると、定められた画角の上限値以下の範囲
に於て、すべての撮影レンズの焦点距離で３個の焦点検
出視野をカバーする補助光パターンが得られる。従来知
られる構成を利用して、各焦点検出視野に対応する補助
光源を個々に併設すると、ストライプ状光パターンを完
全につなぎ合わせることは困難であるため、第５図状の
不連続部が発生する。たとえば、第５図（ａ）は、パタ
ーンのつぎ目に於て段差を発生した場合である。同図で
は、撮影レンズの焦点距離により、周辺の焦点検出視野
が段差部を受光することがあり、パターンのコントラス
トが大幅に低下してしまう。実在の投光パターンは、同
図の様に明確なつぎ目を持たず、投光光学系の収差のた
めに隣接する投光パターンはオーバラツプする領域を生
じ、パターンコントラストが低下する範囲は広くなって
しまう。第５図（ｄ）は、隣接する投光パターンが少し
離れるように設計した場合を示し、この場合は、パター
ンの段差は問題にならない代りに不感帯を発生する。い
づれにしても、従来の投光光学系を併設する手法では、
十分機能する補助光光学系は得られない。

第６図は、本発明になる焦点検出装置の動作シーケン
スを表したものである。第６図（ａ）は、カメラの全般
的シーケンスを示すフローチヤートで、カメラのメイン
スイツチがONされるとスタートし、ステツプ（001）で
各種フラツグ，パタメータ類が初期化され、０にリセツ
トされる。ステツプ（002）では２ストロークのレリー
ズボタンに連動した第１のスイツチS1の状態を検知し、
ONであれば次のステツプ（003）に進み、第２のスイツ
チS2の状態を検知する。S2がOFFであれば、ステツプ（0
04）の測光と、ステツプ（005）の自動焦点調節を実行
する。S2の状態がONのときはレリーズシーケンスへと進
むが本発明の主旨でないので説明を省略する。

以下、ステツプ（005）のAFサブルーチンについて第
６図（ｂ）に従い詳細に説明する。

ステツプ（101）では、フラツグAFNGを検知し、もしA
FNG＝１のときは、すでに合焦不能判定がなされたもの
として、ステツプ（102）でNG表示し、リターンする。
最初にAFサブルーチンがコールされたときは、フラツグ
AFNGはステツプ（001）で０にリセツトされているの
で、ステツプ（103）に進む。ステツプ（103）ではレン
ズとの通信によりもたらされる撮影レンズの焦点距離情
報ｆが所定値f₀より大であるかどうかを判断し、ｆ≧f₀
であれば、ステツプ（106）へ進む。ｆ＜f₀のときは、
補助光照明範囲は中央の測距点に対してしか有効でな
い。このときは、ステツプ（104）へ分枝し、指定され
た測距点位置を確認する。整数変数POSは０のとき右側
の測距点、１のとき中央の測距点、２のときは左側の測
距点が指定されたことを意味する。ステツプ（104）に
於て、指定された測距点が中央でないときには補助光は
有効でないので、ステツプ（105）にてフラツグFAUXを
０にリセツトし、いづれにしてもステツプ（106）に進
む。フラツグFAUXは補助光を発光させるか否かを指定す
る。ステツプ（106）では、フラツグFAUXの内容を検知
し、FAUX＝１にセツトされていれば、ステツプ（107）
に進んで補助光発光を開始し、いづれにしてもステツプ
（108）で、焦点検出用光電変換部の蓄積を開始する。
ステツプ（108）以降制御装置PRSは、蓄積終了の割り込
みが入るまで、ハード的もしくはソフト的に待機し、割
り込みタイミングでステツプ（109）に移行し、指定さ
れた測距点の像信号を読み出す。ステツプ（110）で
は、像信号のコントラスト判定を行い、焦点検出演算に
足る十分なコントラストがあればステツプ（111）で
（１）（２）式により同演算を行ってデフオーカス量を
求め、コントラスト判定の結果、焦点検出不可と判断さ
れれば、ステツプ（112）に分岐し、FAUXの状態を検知
する。コントラストが低いのは、被写体が低輝度である
か、あるいは、高輝度であっても、低コントラストの場
合である。ステツプ（112）でFAUX＝１であれば、すで
に補助光照明下で低コントラストの像信号しか得られな
いのであるから焦点検出不能と判断し、ステツプ（11
3）でフラツクAFNGをセツトし、リターンする。一方、F
AUX＝０であれば、次の焦点検出シーケンスで補助光投
光した動作を行う様ステツプ（114）でFAUX＝１にセツ
トし、メインプログラムにリターンする。

AF演算が実行された場合は、第６図（ｂ）ステツプ
（115）にて信頼性判定を行う。信頼性判定の方法は既
に公知であるので、ここでは詳細に述べないが、２個の
像信号の形状一致性を演算する。像信号の信頼性が十分
高いと判断されると、ステツプ（116）にて、デフオー
カス量が所定値以下のとき合焦とし、ステツプ（118）
に進んで合焦表示しリターンする。また、デフオーカス
が所定量以上ならステツプ（117）で合焦点に向けレン
ズ駆動を指令しリターンする。

ステツプ（115）で像信号の信頼度が低いと判断され
た場合には、ステツプ（119）に進み、FAUXの状態を検
知する。以下、ステツプ（120）（121）は、コントラス
ト判定NGと場合と考え方は同じである。像信号の信頼性
が低い理由は逆光によるゴースト光の混入や、遠近統合
があるためと推定されるので、補助光がまだ用いられて
いない場合には、補助光使用で像信号が改質される可能
性が高い。ただし、ｆ＜f₀の場合でかつ指定測距点が中
央でないときは補助光が有効でないので、ステツプ（12
1）にてFAUX＝１にセツトされても、結局次のAFシーケ
ンスのステツプ（105）でFAUX＝０にリセツトされる。
このループは無限に続くのでステツプ（105）に至っ
た。

回数をカウントし所定回数を超えたらフラツグAFNGを
セツトすることが望ましい。

以上の説明では、測距点の位置が何らかの方法で外部
から指定されるものとしたが、焦点検出シーケンスの中
で自動選択する場合にも本発明が応用可能なことはもち
ろんである。

〔他の実施例〕

本発明の別の実施例は第７図に示す如く、補助光源の
LEDチツプ自身に、ストライプ状発光パターンを有し、
同パターンをLEDパツケージ161前面部に一体成型したド
ーム162と、投光レンズ123のパワーにより被写体面に投
影結像するものである。本実施例の補助光光学系は高輝
度LED面のエネルギーを直接被写体面上に写像できるた
め、被写体面パターンの光エネルギー密度が高まるとい
う特徴を有する。LEDチツプの発光パターンは、たとえ
ば第８図に示すようなもので、これは全面発光LED面にA
l等の金属や顔料等光不透過性の材料を所望のパターン
に薄膜形成して得られる。

本実施例の光学的作用を第９図に示す。図はLEDのス
トライプ状発光パターンのストライプ長手方向を含む面
の断面図である。LEDチツプ181は、ドーム162の正パワ
ーにより虚像182を形成する位置に配設される。これに
はドーム162の後測焦点面より前方にLEDチツプ181を設
ければよい。上記の結果として、投光光学系は拡大され
たチツプ虚像182から見かけ上発光した光束を投影する
ので、ストライプ状パターンの長さを実効的に増し、有
効画角を拡大できる。投光系の有効画角は図中破線の光
線ではさまれた角度αで示される。一方、投光レンズの
開口径はチツプ端から発生したマージナル光線183がな
るべくケラレない様に定めるとLEDからの発光光を有効
に用いることができる。また、投光レンズ123の焦点位
置付近にチツプの虚像182が形成される様にして、遠方
の被写体面上に発光パターンが結像形成される。

本実施例の補助光光学系は、ストライプ状パターン発
生部と、照明光源とが兼用される構成なので全体を小型
に製造するのに適しており、携帯性を重視されるカメラ
やその付属品に組み込み、前出の複数視野合焦検出装置
とともに用いるに好適である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、焦点検出視野を
複数個有する焦点検出装置に於て、投影レンズの焦点距
離に関らず、常に良好な補助照明光が得られ、焦点検出
装置の動作性能は従来より格段に改善されたものとな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカメラの光学配置図、第２図は本発明に係るカメラのブロツク図、第３図は第１図の構成の補助光装置の詳細図、第４図は本発明に係る補助光の投光パターンにおける、
合焦検出視野と投影レンズの焦点距離との関係図、第５図は従来例での補助光の投光パターンによる合焦検
出視野との関係図、第６図は第２図の構成の動作を示すフローチヤート、第７図は補助光源部の他の実施例による斜視図、第８図は第７図の構成における発光パターン、第９図は第７図の構成における光学的原理図、第10図は公知の本発明に係る焦点検出法の原理図、第11図は第10図におけるセンサー上に形成された２像の
光電変換出力の例、第12図は第11図に係る演算出力値の特性、第13図は公知の複数個の焦点検出装置を併設した光学配
置図、第14図は同じく公知の複数個の焦点検出装置を併設した
本発明の前提となる他の光学配置図、第15図は第14図における実効視野、第16図は従来の投光光学系の斜視図、第17図は第16図における焦点検出装置の視野と投光され
たパターンとの関係を示す図である。 113……主ミラー 114……サブミラー 115……フイールドレンズ 115a……視野マスク板 116,117,119……光路折り曲げミラー 118……２時結像レンズ 120……光電変換素子基板 SA1,SB1,SA2,SB2,SA3,SB3……光電変換素子 121……大出力LED 122……パターンチヤート 123……投光レンズ PRS……カメラの制御装置 SO,SI,SCLK……通信用信号 CLCM,CSDR,CDDR,CLDDR……通信選択信号 LCM……レンズ通信バツフア回路 SNS……焦点検出装置の光電変換部 SDR……焦点検出装置の光電変換部SNSの駆動回路 LPRS……レンズ内制御回路 LTMR……焦点調節用モータ DTMR……ステツピングモータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者須田康夫神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者青山圭介神奈川県川崎市高津区下野毛770番地キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献特開昭63−47710（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−139310（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−78134（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/11 G03B 3/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影画面内の異なる位置からの光を受光す
る複数個の蓄積型光電変換素子列と、被写体を測光し少
なくとも低輝度時に発光する補助光投光装置とを有する
焦点検出装置に於て、上記複数個の光電変換素子列は、
前記画面中心部並びに画面周辺部の各々に同一の第１の
方向にサンプリング方向を有して配置され、前記補助光
投光装置は前記第１の方向と略直交する第２の方向を長
手方向とするストライプ状のパターンを投光するものと
し、１本の連続する上記ストライプ状のパターンの被写
体による反射光が、対物レンズで結像されるとともに、
定められた画角における前記対物レンズの焦点距離で前
記複数の光電変換素子列に対応した複数の焦点検出視野
をカバーするように構成されていることを特徴とする焦
点検出装置。