JPH02126212A - 焦点検出装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はカメラ等の焦点検出装置に関するものである。

［従来側１ 撮影光学系の異なる部分を通過する光束により形成され
る一対の被写体像を、一対の光電変換手段により光電変
換することにより一対の離散的データからなる被写体像
信号を得、該一対の被写体像信号を相対的にずらしなが
ら所定の相関演算を行い、相関度の−・番高いずらし量
を捜し、該ずらし績（シフト量）から撮影光学系のデフ
ォーカス量を算出する焦点検出装置が知られている。

このような焦点検出装置について、第６図〜第１３図を
用いて説明する。

第６図は従来技術である焦点検出装置をレンズ交換型−
眼レフカメラに適用した実施例を示すもので、カメラボ
ディ２０に対して交換可能なレンズ１０が着脱自在にマ
ウントし得るようになされている。

レンズ１０を装着した状態において、被写体から到来す
る撮影光束は撮影レンズ１１を通ってカメラボディ２０
に設けられているメインミラー２１によって一部は上方
に反射されて不図示のファインダに導かれる。

これと同時に撮影光束の他の一部がメインミラー２１を
透過してさらにサブミラー２２によって反射されること
により、焦点検出用光束としてオートフォーカスモジュ
ール２３（以後ＡＦモジールという）に導かれる。

ＡＦモジュール２３の構成例を第２図に示す。

第２図においてＡＦモジュールはフィールドレンズ２７
及び一対の再結像レンズ２８Ａ、２８Ｂからなる焦点検
出光学系２４と一対の受光部２９Ａ、２９Ｂを有するＣ
ＯＤ　（ヂャージカップルドデバイス）２５とから構成
されている。

以」−のような構成において撮影レンズ１１の射＋ｆｊ
瞳１６に含まれる光軸１７に対して対称な一対の領域１
８Ａ、１８Ｂを通る光束はフィールドレンズ２７付近で
一次像として結像され更にフィールドレンズ２７及び再
結像レンズ２８Ａ５２８ＢによってＣＣＤ２５の一対の
受光部」；に−対の二次像を形成する。前記−次像がフ
ィルムの共役面である予定焦点面（不図示）と一致した
場合は合焦状態であり、ＣＣＤ２５上における一対の二
次像の受光部並び方向の相対的位置は無点検１１１光学
系の構成によって決まる所定値となる。

尚、一対の受光部２９Ａ、２９Ｂは、各々ｎヶの受光素
子Ａｉ、Ｂｉ　（ｉ＝１〜ｎ）から成り一次像がフィル
ム共役面と一致している時に対応する受光素子（Ａ＋　
とＢｌ、Ａ、とＢ２・・・・・）の出力が等しくなるよ
うに配置されている。

前記−次像の結像面がフィルム共役面からずれた面に位
置している場合には、ＣＣＤ２５上での一対の二次像の
相対的位置は一次像の光軸方向のずれ方向（即ち前ビン
か後ビンか）に応じて前記一致している場合の所定値か
ら変化する０例えば後ビンの場合には、一対の二次像の
位置関係は相対的に広がり前ビンの場合には狭まる。

受光部２９Ａ、２９Ｂを形成する受光素子Ａｉ、Ｂｉは
フォートダイオード等の電荷蓄積型素子によって構成さ
れており、ＣＣＤ２５上の照度に応じた電荷蓄積時間だ
け電荷蓄積を行なうことにより受光素子出力を後述の処
理に適する出力レベルとすることができる。

再び第６図に戻り説明を続ける。

セン号−制御手段２６は焦点検出演算手段（ＡＦＣＰＵ
）３０のボー　）　Ｐ＋からｔｖＭ、Ｒ’ａｌｌ開始及
び終了指令を受は取り指令に応じた制御信号をＣＣＤ２
５に与えることによりＣＣＤ２５の電荷蓄積開始及び終
ｒを制御するとともに転送りロック信号をＣＣＤ２５に
与え受光素子出力信号を時系列的にＡＦＣＰＵに転送す
る。又受光素子出力信号の発生時にセンサー制御手段２
６は、同期信号をＡＦＣＰＵ３０のポー）Ｐ４に送り、
ＡＦＣＰＵ３０は前記発生同期信号に同期して内蔵のＡ
Ｄ変換手段によりＡＤ変換をスタートさせ以後前記転送
りロー７りのサイクルタイム毎に受光素子出力をボート
Ｐ３にてサンプリングＡＤ変換して受光素子数に応じた
ＡＤ変換データ（２ｎケ）を得た後、該データに°基づ
き後述する公知の焦点検出演算（相関演算）を行ない第
１次像の結像面とフィルム共役面との差に対応するデフ
ォーカス量を求める。

ＡＦＣＰＵ３０は焦点検出演算結果に基づいてオートフ
ォーカス表示手段（ＡＦ表示手段）４０の表示形態をポ
ー）Ｐ５を用いて制御する。

例えば前ビンの場合は三角表示部４１を、後ビンの場合
は三角表示部４３を、合焦の場合は丸表示部２を、焦点
検出不衡の場合はバラ表示部４４をそれぞれアクティブ
にするように、ＡＦＣＰＵ３０はＡＦ表示手段４０を制
御する。

又ＡＦＣＰＵ３０は焦点検出演算結果に基づいてＡＦモ
ータ５０の駆動方向及び駆動量を制御して、撮影レンズ
１１を合焦点に移動させる。

ますＡＦＣＰＵ３０はデフォーカス量の符号（前ピン、
後ビン）に従ってボー）Ｐ２からＡＦモータ５０を撮影
レンズ１１が合焦点に近づく方向へ回転させる駆動信号
を発生する。ＡＦモモータの回転運動はボディ２０に内
蔵されたギヤ等から構成されたボディ伝達系５１を経て
ボディ２０とレンズ１０のマウント部に設けられたボデ
ィ側のカップリング５３に伝達される。

ボディ側のカップリング５３に伝達された回転動は更に
これにかん合するレンズ側のカップリング１４及びレン
ズ１０に内蔵されたギヤ等から構成されたレンズ伝達系
１２に伝達され最終的に撮影レンズ１１が合焦方向へと
移動する。

又ＡＦモータ５０の駆動量は、前記ボディ伝達系５１の
ギヤ等の回転量をフォトインタラプタ等によって構成さ
れるエンコーダ５２によってパルス数に変換することに
よってボートＰｌからＡＦＣＰＵ３０にフィードバック
される。

つまり、ＡＦＣＰＵ３０は、ボディ伝達系５１及びレン
ズ伝達系１２の減速比等のパラメータに応じて、ＡＦモ
ータ５０の駆動量即ちエンコーダ５２からフィードバッ
クされるパルス数を制御することにより、撮影レンズ１
１を所定移動量だけ移動することができる。

ＡＦＣＰＵ３０はボートＰＩより入力するパルス数をカ
ウントするためのパルスカウンタと、該パルスカウンタ
の内容と比較するための比較レジスタを内蔵しており、
該パルスカウンタと比較レジスタの内容が一致した時に
内部割込がかかる機能を有している。

ＡＦＣＰＵ３０は以下のような順序でＡＦモータ５０の
駆動量を制御する。まずＡＦモータ５０の駆動開始前に
パルスカウンタの内容をクリアし比較レジスタに所望の
パルス数をセットする。

次にＡＦモータ５０の駆動を開始する。

ＡＦモータ５０の回転によりエンコーダ５２がパルスを
発生し、このパルスがパルスカウンタにカウントアツプ
される。

パルスカウンタの内容が比較レジスタと一致した時に割
込がかかりＡＦＣＰＵは割込処理でＡＦモータを停止さ
せる。このようにしてＡＦモータは所望のパルス数だけ
駆動制御される。

レンズ１０にはレンズＣＰＵ１３が内蔵されており、Ａ
ＦＣＰＵ３０に必要な情報（例えば撮影レンズ１１の単
位移動量当りのカップリング１４の回転数等のＡＦ関連
情報）を、マウント部を設けたレンズ側接点１５ボデイ
側接点６３を介してボディ側の通信バス６４に送る。

ＡＦＣＰＵ３０はレンズＣＰＵ１３からのＡＦｆ！Ｉ連
情報を通信バス６４につながったボートＰ６より受は取
る。

以下に上記ＡＦＣＰＵ３０における相関演算等の焦点検
出演算の概要について第８図、第９図、第１０図を用い
て説明する。

ＡＦＣＰＵ３０がＡＤ変換して得た、受光素子Ａｉおよ
びＢｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応するＣＯＤデータ（場合に
よってはその差分）をａｔおよびｂｉ　　（ｉ＝！−ｎ
）とすると、（１）式に示す相関演算によって相関量Ｃ
（Ｌ）が求められる。

Ｃ（Ｌ）＝：Σ＋　ａ（ｉ＋Ｌ）−ｂ（ｉ）　　ｌ　　
　＝＝”（１）！ ただしく１）式においてＬは整数であり一対のＣＣＤデ
ータの受光素子のビフチ゛を単位とした相対的シフト量
（ずらし量）である、また（１）式の相ｌ５１１ｙ４算
においてパラメータｉのとる範囲は、シフ）ＭＬおよび
ｆ−夕数ｎに応じて適宜決定される。

ＣＣＤＣＣデータ、ｂｉをマトリックスの行列に対応さ
せた場合、例えば第１Ｏ図（Ａ）のごとく（１）式にお
けるＣＣＤデータの組合せ即ちパラメータＩのとる範囲
先決めることができる。

ｉｌ　０図（Ａ）においてシフトｉｔｌ、は−４〜＋４
の範囲で変化され、ｒ本」および「０」により各シフト
量りで演算が行われるＣＣＤデータの組合せをマトリッ
クスＬの位ｔで表わしている。

この様に設定された場合、パラメータｉのとる範囲は次
式のようになる。

ＩＮＴ（（Ｌ−１）／？３）≦ｉ　≦ＩＮ？（（Ｌ◆１
）／２−１ｎ−２）−−−（２）また第１０図（Ｂ）の
ごとくパラメータｉのとる範囲を決めることもできる。

この場合は、パラメータｉのとる範囲は次式のようにな
る。

Ｌ≦ｉ　≦ｎ　（Ｌ≧０）、１５ｔ　　≦ｎ＋Ｌ　（Ｌ
＜０）・”（３）（１）式の演算結果は、第８図におい
て相対的シフト量りを横軸に取りかつ相関量Ｃ（Ｌ）を
縦軸に取って示すように、１対のＣＣＤデータの相関が
高いシフト酸りにおいて、相関４Ｃ（Ｌ）は最小になる
。

ところが実際−Ｌ当該相対的シフトｌＬは受光部２９Ａ
、２９Ｂを構成する受光素子から離散的に得られるデー
タに基づいて決まるので、相関量Ｃ（Ｌ）そのものも離
散的になる。そこで演算により東めた相関ｉｃ　（Ｌ）
から必ずしも直接に相Ｉ！！量Ｃ（Ｌ）の最小値が得ら
れるとは限らない。

そこで第４図に示す３点内挿のＦ法を用いて相関ｉｔｃ
　（Ｌ）の最小値Ｃ（ｘ酪）を求める。

すなわち離散的に求められた相関量Ｃ（Ｌ）における最
小値が相対的シフトｉＬがＬ＝ｘのとき得られたとする
と、その前後の相対的シフト量ｘ−１，ｘ、ｘ＋１に対
応する相関ｆＬｃ　（Ｌ）はＣ（ｘ　−Ｌ）　、　Ｃ（
ｘ）　、　Ｃ’（ｘ＋　１）になる、そこで先ず得られ
たデータのうち最小の相関Ｗ：Ｃ（ｘ）と、残る前後２
個の相関量Ｃ（ｘ−１）及びＣ（ｘ＋１）のうち大きい
相関量（第９図の場合Ｃ（ｘ＋１））とを結ぶ直線Ｈを
引ｊ、次に残る相関ＪｉＣ（ｘ−１）を通りかつ直線Ｈ
と傾きが反対な直線Ｊを引いてこれら２つの直線Ｈ及び
Ｊの交点Ｗを求める。

この交点Ｗの座標は相関シフト値Ｘ、と、その相関＃Ｃ
（Ｘ・）とで表すことができ、この座標によって連続的
なシフト量について相関状態を最大にする相関シフト値
Ｘ＝　と最小相関量Ｃ（Ｘｓ　）を決定することができ
る。

かかる３点内挿手法を演算式で表せば、相関シフト値Ｘ
、は次式 のように表すことができると共に、その相関量（ｘ　ａ は次式 ％式％（５） ここで（４）式及び（５） 式においてＤは次式 によって表すことができる。

また（４）式及び（５）式において５ＬＯＰは、相対的
シフト１ｘ−１、ｘ、ｘ＋１に対応する相関Ｉｃ　（ｘ
−１）、Ｃ（ｘ）、Ｃ（ｘ＋　１）間の偏差のうち大き
い方の偏差を表し、次式％式％） のように表すことができる。

（４）式で東められた相関シフ）　優ｘ　ｍは１対のＣ
ＣＤデータの相対的ずれ量を表し、受光素子のピッチを
ｙとすれば、ＣＣＤ２５上に結像される２つの被写体像
の相対的な横ず゛れｉｇはｇ＝　ｙＸｘ−・・・・・（
８） のように表すことができる。

また焦点面におけるデフォーカス量ＤＥＦは次式 ％式％（） のように近似することができる。

ここで、ＫＸは第６図に示した焦点検出光学系の構成上
の条件などによって決まる係数である。

又（７）式で求めたパラメータ５ＬＯＦはその値が大き
い程第８図で示す相関量Ｃ（Ｌ）のへこみが深く即ち相
関が大きいことを示し従って求められたデフォーカスｔ
ＤＥＦの信頼性が高いことを示している。

つぎにＪｌｊ的なシフト量りのとりがたについて説明す
る。

ｉｌ１図はＣＯＤデータ数ｎを１６、シフト量りの範囲
を−１２〜＋１２と設定した場合に、相関演算に使用さ
れるＣＣＤデータａｔ、ｂｉの組合せをマトリックス上
で「本」および「Ｏ」で表したものである。この場合、
各シフ１４Ｌにつき（１）式の相関演算に用いられるａ
ｉとｂｉの組は４ペアである。シフ）ｉＬ＝　Ｏにおい
て相関量Ｃ（Ｌ）の極値が現れた場合が、撮影レンズが
合焦している状態でありデフォーカス量はほぼ０である
。シフト量りがＯから離れて行くに従い撮影レンズのデ
フォーカスの量の絶対値が大きくなっていく。

第１２図はある被写体像が撮影レンズによって合焦点近
傍に形成されている場合の、シフト縫りと相関ｉ、Ｃ（
Ｌ）の関係をグラフで表したものである。この図では、
シフトｆｆ１Ｌ＝−１において相関１ｃ　（Ｌ）が最低
値を示している。またシフト量Ｌ＝−１の近傍では、相
関量Ｃ（Ｌ）の落込みが急激になっていることがわかる
。この囚人側において示されたＫは、シフ）ｉｔＬで相
関演算を行なう順序を表しており、Ｌ＝−１２から１ず
つＬを増加させていき＝＋１２まで゛演算を行なうこと
を示している。

一方第１３図は同じ被写体に対して被写体像が大きくデ
フォーカスされて形成されている場合の、シフト量りと
相関ｔｃ　（Ｌ）の関係をグラフで表したものである。

この図においては、シフト量がＬ＝＋６のとき相関量Ｃ
（Ｌ）が最低イ１を示す、またシフト１Ｌ＝６の近傍で
は、第７図はど相関ＩＣ（Ｌ）の落込みが急激でなくゆ
るやかになっており、両端の最大のシフ）ｌ：Ｌ＝−１
２゜＋１２においても、相関ｔｃ　（Ｌ）は第１２図は
ど大きな値にはなっていない、つまり、被写体像が大き
くデフォーカスされて形成された場合、高い空間周波数
成分が除去されて低周波成分だけの像となるので、相関
状態を表わすピークがなだらかになってしまうためであ
る。

このようにして求めたデフォーカス量に基づいて、撮影
レンズｉｔを通した被写体像の結像位置を逐次監視し、
目的とする被写体に対して撮影レンズ１０を合焦させて
いた。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如き従来技術において、一対の被写体像信号を相
対的にずらしながら所定の相関演算を行ない、相関度の
一番高いずらし量を捜す場合に、一対の被写体像信号の
相対的なずらしかだの組合せの数が多いと、全てのずら
し量に対して相関演算を行なってゆくため演算量が膨大
になり、結果的に演算時間が増大するので、焦点検出の
応答性が低下してしまうという問題点があった。

しかも、撮影レンズが合焦状態からはずれた状態にあり
、デフォーカス量の絶対値の大きな状態即ちシフ）ＭＬ
の絶対値がおおきなところで相関量Ｃ（Ｌ）の極値を捜
す場合には、シフトづＬの変分を細かくとる必要はない
わけである。またデフォーカス量の絶対値が大きな場合
には、高精度にデフォーカス量を計算する必要はなく、
場合によってはデフォーカスの正負さえ検出できればよ
いので、その理由からもシフト量りのピッチを合焦近傍
はど細かくとる必要がなかった。

他方合焦近傍では（４）式に従って高精度のデフォーカ
ス量を与える相関シフト値Ｘ・を求めるために、なるべ
く細かいシフト量りの変分で相関量Ｃ（Ｌ）を求めてお
く必要があった。

［問題点を解決するための手段］ （ａ）本発明の焦点検出装置は、被写体から異なる光路
で撮影レンズに入射し通過した２光束を、一対の被写体
像として個々に検出面上に形成する焦点検出光学系と。

（ｂ）各々が前記検出面上に配置された複数の受光素子
からなり、前記被写体像の光強度分布に対応した離散的
データ群からなる被写体像信号を発生する一対の光電変
換手段と。

（Ｃ）前記一対の光電変換手段からの一対の被写体像信
号を所定のシフト量で相対的にシフトさせて相関演算を
行い、前記一対の被写体像信号の間の相関状態を最大に
する相関シフト値をこれらの相関演算から決定し、該相
関シフト値から前記撮影レンズの結像面の位置とフィル
ムと共役な予定焦点面の位置との差に対応するデフォー
カス量を演算する焦点検出演算手段とを有しており、さ
らに、前記焦点検出演算手段は、合焦近傍をあらわす第
一のシフトψの範囲で前記相関演算を行う場合に、前記
所定のシフトａを第一・のピッチで設定し、前記第一の
シフトａの範囲外で前記相関演算を行う場合に、前記所
定のシフト量を前記第一のピッチより大きなピッチで設
定することとした。

尚、前記焦点検出演算手段は、前記第一のシフト量の範
囲外で前記相関演算を行なう場合に、前記所定のシフト
量を前記第一のピッチより大きなピッチに設定し、且前
記所定のシフト量が前記第１のシフト量の範囲から離れ
るに従って前記シフトｉのピッチを漸次増加させること
としてもよい。

［作用１ 本発明においては、焦点検出装置が上記のように構成さ
れているので、精度が必要な合焦近傍のデフォーカス酸
を与える第１のシフト量の範囲では、シフト量の変化分
（ピッチ）を細かくするが、あまり精度が必要でない合
焦点から離れた大きなデフォーカス量を与える第１°シ
フト量の範囲外では、シフトｅの変化分（ピッチ）を大
きくすることができ、従って演算時間を短縮することが
できる。

［実施例Ｊ 第１図で本発明の焦点検出装ｆｉ１００を概略的に示し
た。焦点検出光学系２４に被写体の像を導く光学系等１
１．２１．２０は、すでに述べた従来技術と同様のもの
″である。

カメラボディ内のサブミラー２２で反射された被写体か
らの２光束は、従来技術に示されたものと同様の焦点検
出光学系２４に導かれ、それぞれの光束が一次像および
二次像を形成する。

光電変換手段２５′は、一対の上記二次像の光強度分布
に対応した一対の被写体像信号を発生する。これは従来
技術に示されたものと同様のＣＣＤ２５およびセンサー
制御手段２６により達成される。

焦点検出＠算手段３０′は従来技術に示したＡＦＣＰＵ
３０に対応するものであって、上記被写体像信号のＡＤ
ｇ換を行ない場合によってはそのＡＤ変換後の被写体像
信号の差分（シフトにに対する被写体像信号の微係数）
を算出する。さらに、所定のプログラムにしたがって一
対の被写体像信号を所定のシフト量りで相対的にシフト
させて相関演算を行い、前記一対の被写体像信号の間の
相関状態を最大にする相関シフト値Ｘ、をこれらの相関
演算から決定し、該相関シフト値Ｘ、から前記撮影レン
ズ１１の結像面の位置と予定合焦面の位置との差に対応
するデフォーカス量を算出する。

本発明においては、上記焦点検出演算手段（ＡＦＣＰＵ
）３０　’の動作に特徴を有す。

以下第１実施例におけるＡＦＣＰＵ３０　’の動作につ
いて第２図を参照しながら説明を行う。

第２図（Ａ）はＡＦＣＰＵ３０　’内部で行われる相関
演算のフローチャートの一部であって、第２図（Ｂ）は
第１２図の相関グラフを得た時と同じ焦点状態に対して
第２図（Ａ）の実施例を適用した際に得られる。シフト
量りと相関量Ｃ（Ｌ）の関係をグラフで表した“もので
ある。

第２図（Ａ）は、カメラが被写体に向けられて撮影レン
ズがある焦点位置にある時について適用されるフローチ
ャートであり、外部からの合焦動作の指令により結像位
置を逐次監視するためのフローチャートである。

ある焦点位置において相関演算がスタートし、＃１００
でシフト量りの初期値を−１２に設定する。

つぎに＃１０５では設定されたシフト量りに対して相関
量Ｃ（Ｌ）を（１）火箸により演算する。

＃１１０では現在設定されているシフト量りが１２にな
ったかテストし、１２になっていた場合には相関演算ル
ープからぬける。シフトｉＬが１２になっていない場合
は、＃１１５でシフト、ＪＩＬがしく−４かＬ≧４のど
ちらかの条件（第１シフトｅの範囲外）を満足するかテ
ストし、満足しない場合すなわちシフト量りが合焦近傍
に対応する偵であった場合には＃１２０で増分Δを１と
して＃１３０に進む。

一方、＃１１５で条件を満足した場合すなわちデフォー
カス量の絶対イ１が大きい状態に対応するシフト量りで
あった場合には、＃１２５で増分Δを２として＃１３０
に進む、＃１３０では、現在のシフト量りに増分Δを加
えることによりシフト量りを更新し＃１０５に戻り、上
記の動作を繰り返す。

最終的にシフ）ｌｉＬ＝Ｉ２に対してまで相関量Ｃ（Ｌ
）を演算して求めると、＃１１Ｏで相関演算のループか
ら抜ける。そのあと求められた相関量Ｃ（Ｌ）の中から
最小（大）値のものを選び出し、第８図、第９図で説明
したごとく相関シフト値Ｘ、を求め最終的にデフォーカ
ス量を算出し、それを用いて前述のようにデフォーカス
表示、レンズ駆動を行なう、第２図（Ｂ）にしめすよう
に相関演算が順番に＝１から１７まで行なわれると、そ
れに従ってシフト量りも−１２，−１０゜−８−６，−
４，−３，−２−０２，３゜４．６，８，１０．１２と
変化していく、第２図ＣＢ）のように相関量Ｃ（Ｌ）の
°最低値を示すシフトＭＬが変分ｌの範囲で見つかった
場合は、上記のように相関シフト値Ｘ―を求めることが
できる。相関ｔｃ　（Ｌ）の最低値を示すシフト量りが
合焦に対応するシフト量し＝Ｏ前後の変分１（第１のピ
ッチ）の範囲で見つからなかった場合は、あらためて該
シフト量りの近傍で変分ｌ（第１のピッチ）として相関
演算をしなおして相関１ｔｃ　（Ｌ）を求め、上記と同
じようにして相関シフト値Ｘ−を求めてもよいし、もと
もとデフォーカス量の絶対値が大きい状態なので精度は
それほど必要ないとして最低値を示すシフト量りを直接
相関シフト値Ｘ、とじて採用することもできる。

以下本発明の第２実施例について第３図を参照しながら
説明を行なう、（第２実施例も第１実施例と同様の焦点
検出光学系２４、光電変換手段２５’、ＡＦＣＰＵ３０
　′等から構成されている。） 第３図（Ａ）はＡＦＣＰＵ３０′内部で行なわれる相関
演算のフローチャートの一部であって、第３図（Ｂ）は
第１３図の相関グラフを得た時と同じ状態に対して第３
図（Ａ）に示すフローチャートを適用した際に得られる
、シフトｉＬと相関量Ｃ（Ｌ）の関係をグラフで表した
ものである。

第３図（Ａ）においてまず＃２００でシフトμＬの初期
値を０、変数ＬＰ５よびＬＭの初期値をＬすなわちＯに
設定する。

つぎに＃２０５では設定されたシフト酸りに対して相関
量Ｃ（Ｌ）を（１）式等により演算する。

＃２１０では現在設定されているシフト量りが−１２に
なったかテストし、−１２になっていた場合には相関演
算ループからぬける。

−１２になっていない場合は＃２１５でシフト量りがＬ
＞０の条件を満足するかテストし、満足しない場合すな
わち後ビン状態のしであった場合には＃２２０で変数Ｌ
ＰがＬＰ≧４の条件を満足するかテストし、満足する場
合すなわちデフォーカス場の絶対値が大きい状態のＬＰ
’であった場合には、＃２２５で増分Δを２として＃２
３５に進む。

＃２２０で変数ＬＰがＬＰ≧４の条件を満足しなかった
場合すなわち合焦近傍のＬＰであった場合には、＃２３
０で増分Δを１として＃２３５に進む。

＃２３５では、現在の変数ＬＰに増分Δを加えて変数Ｌ
Ｐを更新し、ざらに＃２３６においてシフト量りを変数
ＬＰに設定し、＃２０５へ戻り、上記の動作を繰り返す
。

一方、＃２１５でＬ＞０の条件を満足した場合すなわち
前ビン状態のＬであった場合には、＃２４０で変数ＬＭ
がＬＭ≦−４の条件を満足するかテストし、満足する場
合すなわちデフォーカス量の絶対イ１が大きなＬＭであ
った場合には、＃２４５で増分Δを−２として＃２５５
に進む。

＃２４０で変数ＬＭがＬＭ≦−４の条件を満足しなかっ
た場合すなわち合焦近傍のＬＭであった場合には、＃２
５０で増分Δを−１として＃２５５に進む。

＃２５５では、現在の変数ＬＭに増分Δを加えて変数Ｌ
Ｍを更新し、ざらに＃２５６においてシフト量りを変数
ＬＭに設定し＃２０５へ戻り、上記の動作を繰り返す。

最終的にシフ）ｔｉｔＬ＝−１２に対してまで相関量Ｃ
（Ｌ）を演算して求めると、＃２１０で相関演算のルー
プから抜ける。そのあと求められた相関量Ｃ（Ｌ）の中
から最小（大）値のものを選び出し、ｔｐＪＢ図、第９
図で説明したごとく相関シフト値Ｘ＠を求め最終的にデ
フォーカス量を算出し、それを用いて前述のようにデフ
ォーカス表示、レンズ駆動を行なう、第３図ＣＢ）にし
めすように相関演算が順番に＝１から１７まで行われる
と、それに従ってシフト量りも０，１．−１２、−２．
３．−３．４．−４．６．−６．８゜拳・・１２．−１
２と変化していく。

相関量Ｃ（Ｌ）の最低値を示すシフト量りが合焦に対応
するシフ）漿し＝０前後の変分１の範囲（第１ピツチの
シフト量の範囲）で見つかった場合は、前記のように即
シフト値Ｘ−を求めることができる。また第３図（Ｂ）
のように相関量Ｃ（Ｌ）の最低値を示すシフト量りが変
分１の範囲（第１ピツチのシフト量の範囲）で見つから
なかった場合は、あらためて該シフト量りの近傍で変分
ｌ（ピッチｌ）で相関演算をしなおして相関ψｃ　（Ｌ
）を求め、上記と同じようにして相関シフト値ｘＩを求
めてもよいし、もともとデフォーカス酸の絶対値が大き
い状態なので精度はそれほど必要ないとして最低値を示
すシフト量Ｌｔ−直接相関シフト値Ｘｓ　として採用す
ることもできる。

以下本発明の第３実施例について第４図を参照しながら
説明を行う、（第３実施例も第１実施例と同様の焦点検
出光学系２４、光電変換手段２５’、ＡＦＣＰＵ３０’
等から構成されている。） 第４図（Ａ）はＡＦＣＰＵ３０’内部で行われる相関演
算のフローチャートの一部であって、第４図（Ｂ）は第
１３図の相関グラフを得た時と同じ状態に対して第４図
（Ａ）に示すフローチャートを適用した際に見られる、
シフト量りと相関ＩＩＣ（Ｌ）の関係をグラフで表した
ものである。

第４図（Ａ）においてまず＃３００でシフ）　５１Ｌの
初期値を−１２に設定し、増分Δの初期値を５に設定す
る。

つぎに＃３０５では設定されたシフト量りに対して相関
量Ｃ（Ｌ）を（１）式等により演算する。

＃３１Ｏでは現在設定されているシフト量りが１２にな
ったかテストし、１２になっていた場合には相関演算ル
ープからぬける。１２になっていない場合は＃３１５で
シフト量りがしく−４かＬ≧４のどちらかの条件を満足
するかテストし、満足し、ない場合すなわち合焦近傍の
Ｌであった場合には＃３２５で増分Δを１として＃３４
ｏに進む。

一方、＃３１５で条件を満足する場合すなわちデフォー
カス量の絶対値が大きい状態のしであった場合には、＃
３２０でシフト量“ＬがＬ＜−４であるかテストし、Ｌ
＜−４であった場合には、＃３３０で現在の増分Δから
１を減じて増分Δを更新する。＃３２０でしく−４でな
かった場合は、＃３３５に進み現在の増分Δに１を加え
て増分Δを更新する。

＃３４０では、現在のシフト量りに増分Δを加えること
によりシフト量りを更新し、＃３０５に戻り上記の動作
を繰り返す。

最終的にシフ）　ｌＬ＝　１２に対してまで相関量Ｃ（
Ｌ）を演算して求めると、＃３１Ｏで相関演算のループ
から抜ける。そのあと求められた相関量Ｃ（Ｌ）の中か
ら最小（大）値のものを選び出し、第８図、第９図で説
明したごとく相関シフト値Ｘ―・を求め最終的にデフォ
ーカス量を算出し、それを用いて前述のようにデフォー
カス表示、レンズ駆動を行う、第４図（Ｂ）にしめすよ
うに相関演算が順番に＝１から１３まで行われると、そ
れに従ってシフト量りも−１２，−８，−５゜−３，−
２，−１，０，１，２，３，５，８゜１２と変化してい
く、このように、合焦近傍に対応する第１のシフ）ｔｌ
ｌＬの範囲ではその変分を１とし、上記第１シフト量の
範囲外では、シフト量の絶対値が大きくなるに従って（
第１のシフト酸の範囲から離れるに従って）その変分を
２゜３．４と漸次増加させた。その後の処理は前記の実
施例と同じようにして行われる。

以下本発明の第４実施例について第５図を参照しながら
説明を行う、（第４実施例も第１実施例と同様の焦点検
出光学系２４．光電変換手段２５′、ＡＦＣＰＵ３０’
等から構成されている。） 第５図（Ａ）はＡＦＣＰＵ３０　′内部で行われる相関
演算のフローチャートの一部であって、第５図（Ｂ）は
第１３図の相関グラフを得た時と同じ状態に対して第５
図（Ａ）に示すフローチャートを適用した際に得られる
、シフト量りと相関ｉｃ　（Ｌ）の関係をグラフで表し
たものである。

ｐＪＩＪＳ図（Ａ）においてまず＃４００でシフト量Ｌ
″を一４≦Ｌ≦４の範囲で変分゛ｌとして相関量Ｃ（Ｌ
）を演算する。その際の順番はＷＩＪｓ図（Ｂ）にに＝
１から９で示すとおりであり、シフト　表−１Ｌ　は　
Ｌ＝０．１．−１．２．−２．．３゜−３，４−４と変
化し、求められた相関量Ｃ（Ｌ）は第５図ＣＢ）に１本
」で示されている。

＃４０５では信頼性のある相関量Ｃ（Ｌ）の最小値が一
３≦Ｌ≦３の範囲でみつかったかテストする。即ち、前
述の相関シフト値ｘ１を求めるためには、−４≦Ｌ≦４
の範囲で第８図、第９図で示した相関ｉｉｃ　（Ｌ）の
へこみが存在することが必要であり、また信頼性は該へ
こみの落込み量や落込みの傾斜度等から判定される。

＃４０５で信頼性のある相関量Ｃ（Ｌ）の最小値がみつ
かった場合（実際には＃４００と＃４０５は結合して動
作するので、シフト量りを必ずしも−４まで変化させる
必要はなく、最小値がＬ＝０でみつかればＬ＝０．１．
−１で相関演算を糾了すればよい、）には、＃４１０を
スキップして相関演算のループから抜ける。

＃４０５で信頼性のある相関ＴＩｔＣ（Ｌ）の最小値が
みつからなかった場合例えば第１２図（Ｂ）に示すよう
な場合には、＃４１０に進みシフ）ＭＬを一１２≦Ｌ≦
−６，６≦Ｌ≦１２の範囲で変分２として相関量Ｃ（Ｌ
）を演算する。その際の順番は第５図（Ｂ）にに＝１０
から１７で示すとおりであり、シフト量りはＬ＝−１２
，−１０゜−８，−６，６，８，１０，１２と変化し、
求められた相関ｕｃ　（Ｌ）は第５図（Ｂ）に＃で示さ
れている。

＃４１０以降の処理は前述の実施例と同様なので省略す
る。

上述のｇＳｌ〜第４の実施例においては、相関績Ｃ（Ｌ
）を求める際に、合焦近傍のシフ）ＭＬの範囲ではシフ
ト量りの変分を１として演算を行い、デフォーカス量の
絶対値の大きなシフト量りの範囲ではシフ）ＭＬの変分
を２以上として演算を行っているが、前記合焦近傍のシ
フト量りの範囲（例えば第２図（Ａ）の実施例では一４
≦Ｌ≦４）を手動または自動的に変更可能にしておいて
もよい。

例えば、交換レンズ毎に合焦近傍のシフト酸りの範囲を
レンズ情報として記憶させておき、この情報に基づきカ
メラの合焦近傍のシフト量りの範囲を設定してもよいし
、装着されたレンズの焦点距離等のレンズ情報からカメ
ラが合焦近傍のシフト量りの範囲を設定してもよい。

また応答時間や演算時間に関係する各種のカメラの動作
モード（マニュアルまたはワンショットまたはコンテニ
ュアス、焦点検出領域がワイドかマルチまたはスポット
、モータ巻き上げの速度が早いか遅いか、移動被写体に
対する追尾動作を行うか否か等）に応じて上記合焦近傍
のシフト量りの範囲を変更したり、あるいは合焦近傍と
それ以外の範囲でシフト酸りの変分を変更するか否かを
設定したりしてもよい。

［発明の効果］ 本発明においては、相関量Ｃ（Ｌ）を求める際に１合焦
近傍の第１シフトａの範囲とデフォーカス量の絶対値が
大きい第１シフト量の範囲外とで、シフト量りの変分の
量を変えて相関演算を行っているので、焦点検出領域が
広がりデータ数が増加しても、合焦近傍での焦点検出精
度を維持し、かつデフォーカス量の絶対値が大きなシフ
ト量にいたるまで演算時間を増加することなく検出する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による焦点検出装置の構成図であり、 第２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第１実施例のフローチ
ャートおよび説明図であり。 第３図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第２実施例のフローチ
ャートおよび説明図であり、 第４図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第３実施例のフローチ
ャートおよび説明図であり、 ｆｆ１５図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の第４実施例のフロ
ーチャートおよび説明図であり、 第６図は従来技術の焦点検出装置等の構成図であり、 第７図は従来技術の焦点検出光゛学系の説明図であり、 第８図、ｆｊＳ９図、第１０図、第１１図、第１２図、
第１３図は焦点検出演算の説明図である。 ［主要部分の符号の説明］ ０・・・・・・・・・・・・・・・撮影レンズ、３・・
・・・・・・・・・・・・・レンズＣＰＵ、０・・・・
・・・・・・・・・・・カメラボディ、４・・・・・・
・・・・・・・・・焦点検出光学系、５・・・・・・・
・・・・・・・・ＣＣＤセンサー５′・・・・・・・・
・・・・光電変換手段、０．３０’・・・ＡＦＣＰＵ （焦点検出演算子−段） ０・・・・・・・・・・・・・・・ＡＦ表示手段、０・
・・・・・・・・・・・・・・ＡＦモータ。 ００・・・・・・・・・・・・焦点検出装置。 第 図 Ｌ 笛２ダＣＢ） 第３図（Ａ） 第３図ＣＢ） 尺 り 第４図（Ｂ） に Ｌ 第５ 図（Ｂ） 射出騰 第７図 ａ２ 負Ｓ　グθ　ｂζ　（Ａ） 笛／２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写体から異なる光路で撮影レンズに入射し通過し
   た２光束を、一対の被写体像として個々に検出面上に形
   成する焦点検出光学系 と、 各々が前記検出面上に配置された複数の受 光素子からなり、前記被写体像の光強度分布に対応した
   離散的データ群からなる被写体像信号を発生する一対の
   光電変換手段と、 前記一対の光電変換手段からの一対の被写 体像信号を所定のシフト量で相対的にシフトさせて相関
   演算を行い、前記一対の被写体像信号の間の相関状態を
   最大にする相関シフト値をこれらの相関演算から決定し
   、該相関シフト値から前記撮影レンズの結像面の位置と
   フィルムと共役な予定焦点面の位置との差に対応するデ
   フォーカス量を演算する焦点検 出演算手段とからなる焦点検出装置におい て、 前記焦点検出演算手段は、合焦近傍をあら わす第一のシフト量の範囲で前記相関演算を行う場合に
   、前記所定のシフト量を第一の ピッチで設定し、前記第一のシフト量の範囲外で前記相
   関演算を行う場合に、前記所定のシフト量を前記第一の
   ピッチより大きなピッチで設定することを特徴とする焦
   点検出装 置。 ２、前記焦点検出演算手段は、前記第一のシフト量の範
   囲外で前記相関演算を行う場合に、前記所定のシフト量
   を前記第一のピッチより大きなピッチに設定し、且前記
   所定のシフト量が前記第１シフト量の範囲から離れるに 従って前記シフト量のピッチを漸次増加させることを特
   徴とする請求項１に記載の焦点検出装置。