JPH02244020A - 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】 （発明の技術分野） 本発明は対象物体の光像を形成する結像光学系の焦点調
節状態を検出するカメラ等の光学装置用の焦点検出装置
に関する。

（発明の背景） 従来の一眼レフカメラ用焦点検出装置は、撮影レンズの
瞳上の異った領域を通った光束による被写体のほぼ同一
部分に関する２像を、多数の光電変換素子が配列されて
放る一対の光電変換素子アレイ上に導き、上記光電変換
素子アレイの光電出力を演算処理して上記光電変換素子
アレイ上の光像の相対的変位を検出し、この検出結果か
ら焦点検出を行う相対変位検出方式と、撮影レンズによ
り形成され之被写体像を、撮影レンズの予定焦点面の少
々くとも前後に夫々配置された一対の光電変換素子アレ
イに導き、その光電出力を演算処理して被写体像の鮮明
度を検出し焦点検出する鮮明度検出方式とに大別できる
。このように被写体像を光電変換素子アレイに投影しそ
の光電出力を演算処理することは、その被写体像中のあ
る空間周波数帯域に関する周波数成分について演算処理
することにほかならない。この演算処理される空間周波
数成分が比較的低次のもののみである場合、九とえ撮影
レンズが合焦位置から犬きく離れ被写体像が著しくボケ
た時にも上記低次空間周波数成分は、被写体像中に即ち
光電出力中に残存している為、大きなデフォーカス量（
デフォーカス量とは結像光学系の予定焦点面と被写体像
面との光軸方向のずれ量）に対しても前ビン又は後ビン
の判定が可能であると言う利点があるが、しかしながら
低次空間周波数成分は電気的又は光学的な諸誤差要因の
影響？受けやすぐ合焦位置そのものを決定する場合に高
い検出精度が得られないと言う欠点がある。他方、演算
処理される空間側波数成分が比較的高次のもののみであ
る場合には上記諸誤差要因による影響を受けに〈〈合焦
位置近傍で正確にデフォーカス量を求め得る即ち、高精
度の焦点検出が行えると言う利点があるが、しかしなが
ら撮影レンズが合焦位置から犬きく離れると被写体像中
の高次空間周波数成分が激減してしまう為焦点検出は精
度が著しく低下し前後ビンの判定すら不可能となると言
う欠点がある。さらに上記相真の合焦位置からある程度
離れた位置にある時にも合焦信号（以下、これを偽合焦
信号と言へ。）を発生することがあると言う欠点がある
、ま之、高次空間周波数成分と低次空間周波数成分とが
分離されず混在し７九ものを演算処理し友場合に汀、被
写体の性質によっては高次空間周波数成分と低次空間周
波数成分の一方の欠点が顕在化し、他方の長所を損って
しまう。

即わち焦点検出能力の内容は、■合焦位置近傍で正確に
デフォーカス量を求める事、■合焦位置から大会〈離れ
九時大まかなデフォーカス量あるいは前後ビンを判定す
る事、０２つに大別され紡者は高次空間周波数情報を主
体として又後者は低次空間周波数情報を主体として扱ら
事により理想的な焦点噴出を行なう事が可能となる。又
この事は鮮明度検出方式に対しても同様にいえる事であ
る。

（発明の目的） そこで、本発明の目的は光像の高次空間周波数成分と低
次空間周波数成分との特長を有効に使用して常に合焦近
傍は高精度でかつ前後ビン判定域の広い焦点検出を達成
できる焦点検出装置を提供することである。

（発明の概要） この目的を達成する為に、本発明は一対の光電変換素子
アレイの光電出力を入力しそれにフィルタリング処理を
施こす第１及び第２フィルタ手段と、上記第１または第
２フィルタ手段の出力を人力しそれに基づき結像光学系
の焦点調節状態を表わす信号を作成する演算手段と、さ
らに上記第１フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段
の出力信号と、上記第２フィルタ手段の出力に基づく上
記演算手段の出力信号とを共に選択し合成するか若しく
はいずれかｔｒ−的に選択する選択手段とを具備し、上
記第１フィルタ手段と第２フィルタ手段の夫々のＭＴＦ
の周波数帯域に差異を与えるものである。

（発明の実施例） 以下に本発明の焦点検出装置の一実施例を図面を参照し
て説明する。

焦点検出光学系を示す第１図において、焦点検出される
撮影レンズ等の結像光学系１の予定結像面上に、−直線
上に配列された多数の小レンズ２ａ　ｔ　２ｂ・・・２
ｎから成る小レンズアレイ２が配置されている。この小
レンズアレイ２は平凸レンズ３の平面側に形成されてい
る。この小レンズアレイ２には結像光学系１の瞳面上の
領域１人および１Ｂを夫々通過して来電光束による第１
１第２被写体像が形成される。この両波写体像の光軸に
垂直方向の、ずれ量は結像光学系１のデフォーカス量に
対応している。この両像のずれ量を光電検出する為の光
！変換装置４は小レンズアレイ２の直後に配置され、こ
の装置は各小レンズ２ａ〜２ｎに対向１７九一対の光電
変換素子群（ａｔ　、ｂｔ　）、（ａ・、ｂ・）・・・
（ａａ、ｂａ）を有する。これらの一対の光電変換素子
のうちその上部に位置する第１光電変換累子アレイｉぷ
・・・乙　は上記第１被写体像を、下部に位置する第２
光電変換素子アレイｂ＋１ｂ露・・・ｌ）ａは上記第２
被写体像を夫々光電変換する。これらの光電変換素子ｉ
・・・−９私・・・−の光電出力を各素子の符号に対応
させてａ＋＋・・・１ｍ、ｂｔＨ・−・ｂｌｌとすると
、光電変換装置４は、これらの光電出力を時系列的にａ
ｔ　１ｂ＋　、ａｍ　、ｂ、　”’　＆ｎ　Ｉｂ”の項
に出力する。コノヨうな焦点検出光学系はＵ、Ｓ、Ｐ　
４，１８５，１９１に詳細に開示されている。なお、こ
こで言う光電出力とは光を変換素子の出力を線形増幅又
は対数増幅したものを含む。また、上記小レンズアレイ
２の各小レンズ２ａ・・・２ｎの形状から決るＭＴＦ特
性は第２図に示すように、零に近い低次の周波数からレ
ンズアレイのピッチｐ、の関数として与えられるナイキ
スト周波数下以上までにわｔつで高い値を呈している。

小レンズアレイ２に投影される第１゜第２光像中に夫々
低次の空間周波数成分から上記ナイキスト周波数付近の
高次の空間周波数成分までが充分に含まれているとする
と、上記ＭＴＦｑ性により上記光電出力も上記低次から
高次までの空間周波数成分をすべて含んでいる。

第３図において、光電装置４の出力端子には第１フィル
タ手段５と第２フィルタ手段６との入力端子が接続され
ている。これらの第１．第２フイルタ手段５，６は夫々
上述の如く光電装置４から時系列的に出力される光電出
力＆＋　１ｂ＋　ｙａｔ　、ｂｔ・・・ｉｎ。

ｂＩＩｆ！：フィルタリング処理して時系列的にＡ＋　
＋Ｂｔ、ん、迅・・・Ａ、、Ｂ、　　ｉ出力する。これ
らの第１゜第２フイルタ手段５，６のＭＴＦ特性は夫々
第４図（ａ）、第５図（−）に示されている。各図から
明らかなように、第１フィルタ手段５のＭＴＦは低次の
周波数において充分大きく、そこから連続的に低下し、
ナイキスト周波数Ｉπにおいてほぼ零となっており第２
フィルタ手段乙のＭＴＦＨナイキスト周波数の半分の周
波数ηπ付近で充分大きくそこから低次側及び高次側に
夫々連続的に低下し、低次周波数とナイキスト周波数５
においてほぼ零にかっている。従って、第１フィルタ手
段５は低次空間周波数成分に比べ高次空間周波数成分を
抑制し主に低次空間周波数成分を通過させるのに対し、
第２フィルタ手段６は逆に、高次に比べ低次空間周波数
成分を抑制し主として高次空間周波数成分を通過させる
。フィルタ選択手段７は第１フィルタ手段５の出力と第
２フィルタ手段６の出力と金沢−的に選択しＡ１０Ｒ換
器８を介してメモリ手段９に送出する。このメモリ手段
９は、光電装置４の光電出力＆＋　、ｂｔ　１ａ寓１　
ｂｘ　、・・’　ａＩＩ＋　ｂ”に対応するＡ／Ｄｉ換
器８の出力のすべてを一度に記憶できる記憶容量を有す
る。演算手段１０は、メモリ手段９に記憶され次フィル
タ済出力Ａ＋・・・ＡＩ＋を一般には互いに重複しなが
ら少しずつずれ几複数の領域Ａ（１）　、　ＡＣ２）・
・・ＡＩ）・・・Ａ（υに区切り、又他方のフィルタ済
出力Ｂ・・・・Ｂ−を同様に複数の領域Ｂ（１）Ｂ（２
）・・・Ｂ　（ｊｌ・Ｂ（Ｌ）に区切り、これらの領域
の複数の対Ａ（ｉｔ　、　Ｂ（ｊ）に関し、てその整合
性を演算しその最も整合性の良い相関度の高い組合せ（
ｉ、ｊ）を知る事により、第１．第２光電変換素子アレ
イ上の第１１算２光像の相対的変位量、即ちデフォーカ
スｔを表わす焦点検出信号Ｚｉ及び演算に用いた情報の
確かさを表わす情報量信号Ｄｉとを算出する。この信号
Ｚｉはその符号が前ビン、後ピンの区別をその絶対値が
デフォーカス量の絶対値を示しており信号Ｄｉ［それが
所定値Ｄｏ以上である時、焦点検出信号が充分信頼でき
ることを保証するものである。この演算手段の具体的−
例は特開昭５７−４５５１０号に開示されている。この
焦点検出信号Ｚｉと情報量信号Ｐｉ　（特開昭５７−４
５５１０ではＤｍと表現）は制御手段１１に人力される
。この制御手段１１は焦点検出信号Ｚ＋の絶対値が所定
値ｚＯより大きいか否かを比較し、大きいときフィルタ
選択手段７に第１フィルタ手段５を、選択させる第１フ
ィルタ手段選択信号と、小さいとき第２フィルタ手段６
を夫々選択させる第２フィルタ手段選択償号とを発生す
る。

次にこの作用を説明する。

結像光学系１が第１及びｗ、２被写体像を夫々小レンズ
アレイ２上に形成すると、第１光電変換素子アレイト−
・二は上記第１被写体像の照度分布パターンを光電出力
＆１・・・ｊｌａに変換し同様に第２光電変換素子アレ
イに、儀は第２光像を光電出力す、・・・ｂ、に変換す
る。光Ｗ装置４は第１．第２光電変換素子アレイの光電
出力を、ａｔ　１ｂ＋　Ｈａｍ　、ｂ寓・・・ａｍ、ｂ
−の如く時系列的に交互に出力する。この一連の光電出
力は成る時間間隔で繰り返えし出力される。もし選択手
段７が第２フィルタ手段６を選択しているとすると、上
記一連の光電出力Ｉｋｌ。

ｂｔ・・・＊　ａｔ　ｂ　ｍは第２フィルタ手段６によ
りフィルタリング処理を受け、フィルタ済出力んＢ１・
・・ＡａＢｌに変換された後、Ａ／１）変換器８ｆ介し
てメモリ手段９に記憶される。演算手段１０にこの記憶
内容に基づき焦点検出信号Ｚｉと演算に用い九情報の確
度を表わす情報量信号Ｄｉとを算出する。

尚以後第１フィルタ手段選択時と第２フィルタ手段選択
時との信号Ｚｉ；　Ｄｉ　ｆ夫々Ｚｉ　（１）　；　Ｄ
ｉ　（１）　。

Ｚｉ　（２）　；　Ｄｉ　（２）と表わす。制御手段１
１　Ｉｔｓ　’！　ｆ　Ｄｉ（２）が所定のレベルＤｏ
に達しているか否か及び焦点検出信号の絶対値ＩＺｉ（
２）ｌが所定値Ｚｏより大きいか否かを判定する。もし
Ｄｉ（２）ンＤｏでかつ１Ｚｉ（２１１＜　Ｚｏなら情
報は有効なので制御手段１１はこの信号Ｚｉ（２）に基
すいて表示装置１２と駆動装置１３とを制御すると共に
第２フィルタ手段選択信号を出力し続ける。これにより
表示装置１２と駆動装置１３は夫々焦点調節状態を表示
しまた結像光学系１ｆｔ合焦位置の方へ駆動する。他方
Ｚ　１（２）　、　Ｄ　１（２）が上記以外の場合には
情報の確度が低く、前記第１゜第２被写体像は大きくボ
ケており高次空間周波数成分が少なく相対的に低次空間
周波数成分が多くなっているので、今回の情報での表示
・駆動に行なわず制御手段１１は第１フィルタ選択信号
を選択手段７に送る。選択手段７による第１フィルタ手
段５の選択により、次に発生した一連の光電出力＆Ｉ　
ｂ％・・・＆１１ｂａは、第１フィルタ手段５によりフ
ィルタリング処理され、上述と同様に演算手段１０によ
り焦点検出信号Ｚｉ（ＩＬ情報量信号Ｄｉ　（１）が演
算される。もしＤｉ（１）ンＤｏであれば制御手段１１
は信号Ｚｔ（１）にもとづいて表示装装置１２．駆動暎
置１３の制御を行なう。第１フィルタ手段５が選択され
ている場合に次にどのフィルタ手段を選択するかは、結
像光学系駆動のさせ方によっているいろ考えられる。例
えば結像光学系１を停止して像ズレ検出演算を行ない、
その結果にもとすいて算出されたデフォーカス量だけ結
像光学系を動かして止め、再び像ズレ検出演算を行りい
その結果にもとすいて再び結像光学系を駆動するという
間欠的結像光学系駆動を行なう場合について考えてみる
。

この場合には第１フィルタ手段５が選択されて信号ＺＬ
（１）が有効に定められたなら、この結果にもとず〈結
像光学系駆動で次回の像ズレ検出時には合焦近傍にある
事が想定されるので次回には第２フィルタ手段６を選択
するのが適当である。従ってこの様な間欠的結像光学系
駆動の場合にはある時第１フイルタ手段が選択されると
その時の演算結果Ｚｉ（１）、　Ｄｉ（１）の内容に無
関係に必ず次回には第２フイルタを選択するのが妥轟と
なる。

一方結像光学系駆勲と焦点検出が並行して行なわれてい
る場合にｔ！Ｄｉ（１）ンＤＯでかッｌ　Ｚｉ（１）ｌ
＞Ｚ。

の場合には次回にも第１フイルタを選択し、それ以外の
Ｄｉ　、　Ｚｉの場合には次回に第２フィルタ手段を選
択するのが良い。即わちＤｉ　（１））　ＤｏでＨｚｉ
（ｉ）ｆ（Ｚｏの場合には合像近傍に来電ので高次の空
間周波数成分を中心とする第２フイルタを選択するのが
良いし、又Ｄｉ（１）＜Ｄｏの場合にも被写体によって
は低次の空間周波数成分を含まず高次成分のみの場合も
あるので、第１フイルタ使用結果が情報不足（Ｄｉ　（
１）＜　Ｄｏ　）であつ几としても第２フイルタを用い
之ら検出可能（Ｄｉ（２）ンＤｏ）となる場合があるの
でやはり第２フイルタに切り換えるのが適当だからであ
る。上述のごとく制御手段１１は第１フィルタ手段５又
は第２フィルタ手段６を選択手段７に選択させる。

以上のように、結像光学系が合焦位置の近傍に位置し即
ちデフォーカス量が小さく第１．第２光像中の高次空間
周波数成分が多い時は低次の空間周波数成分を抑匍１す
る第２フィルタ手段６が自動的に選択されるので、合焦
位置近傍においては、低次空間周波数成分に影響される
ことなく高次空間周波数成分に基づく高精度の焦点検出
が可能となり、逝に結像光学系１が合焦位置から犬きく
離れており、上記光像中の高次空間周波数成分が減少し
２相対的に低次空間周波数成分が多くなつ九時には低次
周波数成分を通す第１フイルタ５が自動的に選択され、
低次空間周波数成分に基づく焦点検出が行われる。

なお、フィルタ選択手段７は図示位置に限ることなく、
光電装置４の出力端子と、第１．第２７方 イルタ手段５，６の人ｌ端子との間に配置してもよく、
更に演算手段１０の後に配置してもよい。

この後者の場合には一連の光電出力は第１および第２フ
イルタ手段５，６で処理され、演算手段１０が第１およ
び第２フイルタ手段５，６の出力を夫々演算処理し前者
に基づく焦点検出信号Ｚｉ（１）と、後者に基づく焦点
検出信号Ｚｉ（２）と？共に求めた後、上記選択手段７
がこの両信号Ｚｉ（１）、　Ｚｉ（２）？択一的に選択
するものであってもよい。このように本発明でに、第１
フィルタ手段と第２フィルタ手段を択一的に選択すると
は図示例の如く演算手段１０に入力すべき第１フィルタ
手段の出力と第２フィルタ手段の出力とを択一的に選択
する場合と、第１フィルタ手段の出力に基づく演算手段
の出力と第２フィルタ手段の出力て基づく演算手段の出
力とを択一的に選択する場合とを含むものである。

第１　、ＩＥ２フィルタ手段５，６の具体的構成例を夫
々第４図（ｂ）、第５図（ｂｌに示す。

第４図（ｂ）において、一画素分の遅延回路１１）、Ｄ
、。

Ｄ３が直列に接続され、加算回路Ｔ１が遅延回路り。

とＤ３の出力を加算する。これにより光電装置４から時
系列光電出力Ｌ　ｇｂｔ　＋８ｍ　、ｂ當１ｈｘ　Ｈｂ
＊・・・が屓次遅延回路Ｄ１〜Ｄ、に入力されると、加
算回路Ｔ！は順次（ａｌ＋ａ−）　＋　（ｂＩ＋ｂｔ）
　、　（ａ、　＋＊、）−ｆ出力する。

第５図（ｂ）の構成は、直列接続の一画素遅延回路り、
　、Ｄ、　、Ｄ、　、Ｄ、　、Ｄ、のうちの第１と第５
の遅延回路り、とり、の出力の差（ａｉ　−ａａ　）ｌ
（ｂ、−ｂ、　）　・ｅ減算回路Ｓｌによって求める。

なお、もし第１光電変換素子アレイの出力がすべて読出
された後に第２光電変換素子アレイの出力が読出される
場合、換言すると光電装置４の時系列光１出力が＆＋　
１１Ｌ雪・・・！Ｌａ。

ｂ、　、ｂ、・・・ｂ、である場合には、第１第２フィ
ルタ手段５，６の具体的構成例は第４図（ｃ）、第５図
（ｃ）の如くなる。もちろん、フィルタ手段５，６は上
述の如くハードで構成する代りに、マイクロコンピータ
等を用いて、（ａ、　＋　ａ、　）、　（ａ、　−ａ、
　）等の演算を行うようにしてもよい。

また、本実施例の第１フィルタ手段５はそのＭＴＦ特性
を表わす第４図（ａ）と原信号のＭＴＦ％性を表わす第
２図の比較から分るように光電出力の高次空間周波数成
分を抑制する様にフィルタリング処理しているが、この
第１フイルタ５の作用は少なくとも低次空間周波数成分
を通過させることであるから、このフィルタ５として、
例えば無限の周波数帯域のフィルタを用いる。具体的に
は、光電出力？直接に選択手段７を介してＡ　／Ｄ変換
器８に接続するようにしてもよい。この俤な場合の第１
フィルタ手段５け実質的にフィルタリング処理を行わな
い事に和光しているが、本明細書では第２フィルタ手段
乙のＭＴＦの周波数帯域とは異った帯域を持つという観
点から、このような実質的にフィルタリング処理を行わ
ない仮想上のフィルタ手段も、フィルタ手段の概念に含
めることとする。

次に第１フィルタ手段として上記仮想上のフィルタ手段
を用い第２フィルタ手段のフィルタリング処理を演算手
段１０内において実行する例を説明する。この場合上記
のごとく光電出力を直接にＡ／Ｄ変換器８に人力する。

従ってメモリ手段９には第２図の帯域全盲するデータが
蓄積される。

演算手段１０はこのメモリ手段９に記憶されたデータを
相関演算し焦点検出信号Ｚｉ（１）及び情報信号Ｄｉ（
１）を算出する。ここでＺ　ｉ　（１）＜　Ｚｏの場合
には演算手段１０はすでにメモリされているデータから
１つおき差分データん＝　Ｉｋｌ　−ａａ　・−ｋｉ＝
　ａｉ−ａｉ＋１・・・Ｂ＋＝＝ｌ）＋　　ｂｓ・・・
Ｂｊ埼ｊ−ｂｊ＋１・・・　を演算しこのフィルタ済出
力Ａ、Ａ、・・・Ａロー１１Ｂ＋　Ｂｔ・・・ＢＩＩ−
１を求め、このフィルタ済出力に対して再び相関演算を
行なって焦点検出信号Ｚｉ（２）、情報量信号Ｄ＋（２
）を求める。コノ時、　ｆ１１＋御手段１１ば、Ｚｉ（
ｆ）ンＺｏ　（ｒ）時、焦点検出信号Ｚｉ（１）に基づ
き、またＺｉ（１）＜　Ｚｏの時、焦点噴出信号Ｚｉ（
２）に基づき、表示装置１２と駆動装置１３とを夫々制
御する。次の一連の光電出力に関しても上記と全く同様
に演算手段１０は最初、信号Ｚｉ（１）、　Ｄｉ（１）
？算出し、コノ信号Ｚｉ（１）が所定値Ｚｏより小さい
とき高次空間周波数成分を抽出するフィルタリング処理
した後、信号Ｚ　ｉ　（２）、　Ｄ　１（２）を算出す
る。

以上の説明からも明らかなように、フィルタ手段の選択
の仕方は、第３図の実施例に示した如く、信号Ｚｉ、Ｄ
ｉの大きさに応じて一連の光電出力で関し第１　、第２
フィルタ手段を択゛−的に選択したり、また＃′ｊ：Ｗ
ｃ１フィルタ手段の後には一義的に第２フィルタ手段を
選択したり、ま几は、上記最後の例の如く一連の光電出
力に関し必ず第１フィルタ手段（上側ではこの第１フィ
ルタ手段は仮想的フィルタ手段であつ九。）を選択し、
このときの演算結果Ｚｉ（１）に基づき、第２フィルタ
手段ｆ選択するか否かを決定する等、適宜設定できるも
のであるが、いかなる選択の仕方であっても、結像光蛍
系が合焦位置近傍にありかつ高次空間周波数成分が充分
存在する場合には必ず第２フィルタ手段のフィルタ済出
力に基づ〈焦点検出信号Ｚｉ（２）を用いて表示及び結
像光学系駆動を行うように定めることが必要である。

第１フィルタ手段５と第２フィルタ手段６との組合せは
、上記第１実施例の第４図（ａ）及び第５図（ａ）のＭ
ＴＦ特性の外に、第６図（ａ）〜（ｃ）に示す如く種々
のものがあり得る、第６図（ａ）に実線で示す第１フィ
ルタ手段のＭＴＦ特性は、高次空間周波数成分を抑制し
、比較的低次の空間周波数成分を通過させる様に、また
−点鎖線で示す第２フィルタ手段のＭＴＦ特性は低次か
ら高次までの空間周波数成分を通す様に夫々定められて
いる。この様に第１フィルタ手段は、高次空間周波数成
分を充分抑制しているので、たとえ被写体が低次に比べ
て高次の空間周波数成分を多く含む場合であっても、ｔ
Ｘ１フィルタ手段の使用時に前記偽合焦信号の発生を防
止で微る。第６図（ｂ）に示した第１．第２フィルタ手
段のＭＴＦ特性は、夫々第４図（＆）、第５図（１１）
のそれと類似しており、相違点は第６図（ｂ）の第１フ
ィルタ手段が第４図（、）に比べて高次空間周波数成分
を一層抑制し几ことである。これにより第６図（、）と
同様に偽合焦信号の発生を防止できる、即わちこの場合
には合焦近傍では第６図（ｂ）の第２フィルター手段を
用いる事で低次、の空間周波数成分を除去し高次の空間
周波数成分を主体とし比信号により合焦判定を行なうの
で合焦検出精度は非常に高まり、かつデフォーカスの大
きい所では第６図（ｂ）の第１フイルターを用いる事で
偽合焦発生の原因となり得る高次の空間周波数成分を除
いて低次の空間周波数成分のみでデフォーカス量の判定
を行なうので、合焦位置から大きく離れていても偽合焦
の発生なく、前後ビンが判定可能という理想的な作用を
有するフィルターの組み合わせとなる。第６図（Ｃ）の
第１フィルタ手段のＭＴＦ特性は低次空間周波数成分の
うち周波数塔部ちり、Ｃ分をかなり抑制し、この零から
れずかに高次周波数側にピークを持つものであり、第２
フィルタ手段のＭＴＦは第１フイルタ手段よりも更に高
次周波数側にピークを有するものである。このよって、
第１、第２フィルタ手段ともり、Ｃ成分を抑制する様に
定めることに以下の利点を有する。即ち、第１光電変換
素子アレイａ・・・・ユ・の光電出力の感度及び−も り、Ｃ成分と算２光電変換素子アレイ罠・・・ｂ・の串
電出力の感度及びり、Ｃ成分とに差が生ずることがあり
この差は焦点検出精度の低下を招来する。し。

かじ上記り、Ｃ成分の抑制はこの様な差の効果を除去で
きる。尚、上記感度及びり、Ｃ成分の差は例えば、第１
．第２光電変換素子アレイを別々のチップ上に形成し九
場合に生ずる各アレイ間の感度の差異や各アレイ間の温
度ドリフト量の差異等に基づいて生起される。

これまでの説明でＭＴＦの帯域が高次空間周波数成分を
主体とする場合及び低次空間周波数成分を主体とする場
合という議論を行なっているが、本質的に有効な帯域の
上限は小レンズアレイ２のピッチＰａから決るナイキス
ト周波数７帆を上限とするので上記高次・低次の嘆論も
このナイキスト周波数以下の周波数帯域内での話である
◇本発明の第２実施例全以下に説明する。

第７図において、撮影レンズの如き結像光学系１の予定
焦点面の近傍に、フィールドレンズ１５が配置され、こ
のフィールドレンズ１５ばその中央部に矩形の光透過領
域１５１１ｆ有し、その領域１５ａ以外は遮光領域とな
っている。はぼ直方体状の透明ブロック１６はガラスや
プラスチック等の高屈折率物質から成り、この一端面１
れには上記フィールドレンズ１５が貼付されている。こ
の−端面１６＆に対向した他端面１６ｂには、互に逆方
向にわずかに傾い友一対の凹面鏡１７．１８が設けられ
ている。この両端面１６ａ、１６ｂの間のフロック１６
中には所定の間隙を隔てて一対のミラー１９．２０がほ
ぼ４５°の角度で斜設されている。透明ブロック１６の
下方には、夫々光電変換装置２１が配置されている。こ
の光電変換装置２１は、上記ミラー１９．２０の下方に
夫々に対応し素光電変換素子アレイ２２．２３が形成さ
れている。

結像光学系１を通過した光束はフィールドレンズ１５の
光透過領域１５ａ？通過しブロック１６内に入り、ミラ
ー１９　、２０の間の間隙を通って一対の凹面鏡ｆ７．
１８に入射する。一方の凹面鏡１７に入射光をミラー１
９の方へ、他方の凹面鏡１８は入射光をミラー２０の方
へ夫々反射し、各反射光はミラー１９．２０？介して夫
々光電変換素子アレイ２２，２３に到達する。こうして
ほぼ同一被写体についての一対の被写体像がプレイ２２
．２３上に形成される。

この光電装置２１からの光電出力を処理する回路系を第
８図により説明する。

第８図において、光電装置２１は、ＣＣＤイ、メージセ
ンサーであり第１光電変換素子アレイ２２と、第２光ｉ
！換素子アレイ２５と、トランスファーゲート２４と、
転送部２５．２６とを少なくとも含み、これらの外に光
電出力を線形又に対数増幅する増幅器等を含んでいても
よい。勿論光電装置として１ＭＯ３型イメージセンザや
その他の構造のものであっても構わない。第１光′１！
変換素子アレイ２２？構成する光電変換素子ｉ・・・筋
は互に極〈近接し友状態で一列状にピッチＰｏで配列さ
れ、第２光電変換素子アレイ２５の構成も全く同一であ
る。この光電装置２１は算１アレイ２２の光電出力ａ１
・・・勧と、第２アレイ２６の光電出力す。

・・・ｂｎとを、第１実施例と同様に、ａ＋　Ｈｂｌ　
ＨｉＬヨ、ｂ。

・・・ｌＬａ　、　ｌ）ｎの如く互に交互に出力すると
共に、この一連の光電出力ａ＋　、ｂｌ・・・ａｍ、ｂ
ｓを所定時間間隔で繰返し出力する。この様な光電変換
素子アレイ２２．２３は夫々第９図（ａ）の如きＭＴＦ
特性を有するつＫｉ　＋９４２フィルタ手［２７，２８
［入力端子が光電装置２１の出力端子に接続されている
。この第１フィルタ手段２７は第９図（ｂ）に示す如く
低次空間周波数成分を通すが、周波数％Ｐｏ付近以上の
高次空間周波数成分を充分抑制するようなＭＴＦ特性を
有し、第２フィルタ手段２８は第９図（Ｃ）に示す如く
低次空間周波数成分を通すが１周波数１７４、。付近以
上の高次空間周波数成分を充分抑制するようなＭＴＦ特
性を有する。このように第２フィルタ手段２８Ｆｉ第１
フィルタ手段２７に比べて高次側の空間＠波数成分をも
通過するように定められている。尚、算９図（ｂ）　、
　（ｃ）と第４図（、）又は第５図（ａ）とを比べると
分る様に、本実施例の箪１゜第２フイルタ手段２７．２
８のＭＴＦ周波数帯域の端は１／、Ｖ　　の如く、第１
実施例の周波数８Ｐｏ　　　　　４Ｐ。

帯域端十よりも低次周波数側、にずれている。選択手段
２９は第１実施例のものと同一で、第１゜第２フイルタ
手段２７．２８の出力を択一的に選択し、サンプルホー
ルド手段３０に送る。このサンプルホールド手段３０は
互に直列接続された前段サンプルホールド回路３０Ａと
後段サンプルホールド回路′５０Ｂとから構成されてい
る。Ａ／Ｄ変換器３１はサンプルホールド回路３０Ｂの
出力をＡ／Ｄ変換する。メモリ手段３２は第１実施例の
ものと同一である。

演算手段６３の演算内容の例に関し７て簡単に以下に述
べる。

一方の光電変換素子アレイに関するフィルタ済出力を複
数の領域Ａ（１）、　Ａ（２）　、　Ａ（３）−・・Ａ
（ｉ）・・・Ａ（Ｌ）に区切り、又他方の凭電変換素子
アレイに関するフィルタ済出力も対応してｎ（ｉ）＊玖
２）　、　Ｂ（３）・・・Ｂ（ｊ）・・・Ｂ（Ｌ）に区
切り、これらの領域の複数のＡ（ｉ）　、　Ｂ（ｊ）の
対に関してその整合性を演算し、最も整合性の良い組合
せ（ｔ、ｊ）及びその近傍の組合せの値を用いて両アレ
イ上の光像の相対的変位の量を演算しデフォーカス量Ｚ
ｉを算出する。例えば各領域の構成要素の数が等しく（
Ｍ＋１）個である場合にはＡ（ｉ）＝　（Ａｉ　、　Ａ
Ｈやｔ　＊　Ａｉ＋２．、−０ＡＩやつ）Ｂ（ｊ）＝　
（Ｊ　、　Ｂｊｅｔ　、　Ｂｊや２９１０．Ｂｊ＋Ｍ）
である。整合性の程度を表わす相関量は、２個分のデー
タ位置だけ像のずれ九場合に対して１＝ｉ−ｊを用い、
Ｃ−）をｘｆ越えない最大整数を表わすものとし、て Ｃ（＃”　１１Ａｌ＋ｗ−Ｂｐ＝ｍ　ｌ　”、　（ｉ＝
（””十−３，ｊ−ｉ−７）ｍ−０ により与えられる。

この相関量Ｃ（功？１＝−（Ｌ−ｔ）ｔ・・・−１，０
，１・・・（Ｌ−１）の各ずらし量に関して演算し最大
相関の位置即わちＣｍが最も小さい値となるずれの量１
−１・が求まる。！、が両端の値（Ｌ−１又は−１，＋
１）に等し、＜３い時ｆはさらに細かいずれ量の端数へ
１．　？例えば以下の式 ％式％） により外挿する事ができる。

この様にして求められた端数を含むずれ量１ｍ＋Δ１．
からデフォーカス量を表わす焦点検出信号Ｚｉが求めら
れる。

第２実施例では後述するように第１フィルタ手段を用い
る場合と第２フィルタ手段を用いる場合でサンプリング
ピッチが異たり、上記ずれ量１１＋Δｌ・からデフォー
カス量を算出するときの比例定数が異なる。又第１フィ
ルタ手段選択の場合と第２フィルタ手段選択の場合で前
記区分され之複数領域の数りも必ずしも同じでないので
演算手段３３の演算内容は選択され几フィルタ手段によ
って幾分違う事になる。この事は第８図で判別手段３４
からフィルタ手段選択信号３４ａを演算手段３３にも入
力する事で識別され一部異なつ比演算が行なわれる。

又ＩＸ１．第２フィルタ手段の出力中の情報量を表わす
情報量信号Ｄｉとしては、例えばフィルタ手段の出力デ
ータのうち最大のものと最小のものの差を用いる事もで
きるが、上記相関量Ｃ（／ｉの最大ノモのＣ（ＡＱＭＡ
ｘと最小のものＣ（、［ｉｇ＋Ｎの差をとってもよい。

又像ずれ量が像ずれ判定領域−（Ｌ−１）（Ｊ（（Ｌ−
１）１７）範囲に人、らない場合について考えてみると
、この場合にもＣ（ｉりの値は上記範囲内のｌのある値
で最小となっておりまぎられしい。

しかしこの様な場合には Ｃ（ＪＱｖｎｖ／　（Ｃ（ＡＱＭＡＸ　　Ｃ（ＡＱｏｓ
　）　　は像ずれ量が判定領域の範囲内にある場合程に
小さくならないので適当表しきい値ＣＴＨｆ設けて除外
することができる。

即わちＣ（Ａ’）ｓｏ＊／（Ｃ（４ａｘ　Ｃ（Ｊ）ａｓ
ｓ）＞Ｃｍの時は通常は正の値をとる前記情報量信号Ｄ
ｉに零又は負の値を付与する事により相関外として除外
する。

判別手段３４はこのような焦点検出信号Ｚｉと情報量信
号Ｄ１と７人力し、第１．第２フィルタ手段選択時の情
報量信号Ｄｉ（１）、　Ｄｉ（２）が夫々の所定値”（
ＩＬ　Ｄｏ（２１より小さい場合、焦点検出信号Ｚｉに
無関係に、選択手段２９が現在第１フィルタ手段２７を
選択しているとしたら、第２フィルタ手段２８′ｆ選択
させる第２フィルタ選択信号、具体的に［Ｈレベル出力
を、逆に現在第２フィルタ手段２８を選択しているとし
たら第１フィルタ手段２７を選択させる第１フィルタ選
択信号、具体的にｆｌＬレベル出力？夫々出力端子５４
ａに発生し１、他方、情報量信号Ｄ＋（１）又はＤ　ｉ
　（２１が対応の所定量Ｄｏ（１）　ｌ　Ｄｏ（２）以
上である場合、焦点検出信号Ｚｉ（１）又はＺｉ（２１
の絶対値が対応の所定値Ｚｏ（１）　、　Ｚｏ（２）よ
り大きい時、上記筆１フィルタ選択信号を、所定値Ｚｏ
（１）、　Ｚｏ（２）以下の時、上記第２フィルタ選択
信号を夫々出力端子３４ａに発生する。更にこの判別手
段３４は、情報量信号Ｄｓ　（１）　ｔ　Ｄ　１（２）
が所定量Ｄｏ（１）　。

Ｄｏ（２）以上である時、記憶更新信号を出力端子３４
ｂに発生する。この記憶更新信号に応じてメモリ回路３
５は、その時の焦点検出信号Ｚｉｉ記憶する。

このメモリ回路３５に記憶された焦点検出信号Ｚｔに応
じて、表示装置３６は焦点調節状態を表示し、駆動装置
３７は結像光学系１を合焦位置の方へ駆動する。サンプ
ルパルス発生回路３８は判別手段３４の出力端子３４ａ
に接読され、サンプルホールド回路！ＩＯＡ、！ＩＯＢ
にサンプルホールドｆ開始させるサンプルパルスを給供
する。このサンプルパルスの周期は判別手段３４の出力
に応じて変化し、それが第１フィルタ手段選択信号であ
るときの上記周期は、算２フィルタ手段選択信号のとき
よりも犬きく、本実施例では２倍に選定されている。

上記サンプルパルス発生回路３８は第１カウンタ３９の
出力端子５９ａからスタート信号、具体的にはＨレベル
信号を受けると、上記サンプルパルスの発生を開始し、
第２カウンタ４０の出力端子４０ａからの終了信号、具
体的にはＨレベル信号を受けると、上記サンプルパルス
の発生を停止する。

この第１カウンタ３９はプリセッタブルカウンタで、設
定部４１からゲート手段４２を介して送られるプリセッ
ト値？プリセットすると共に、ＭΦゲート４５からのパ
ルス出力をダウンカウントし、内容が零になったとき、
Ｈレベルのスタート信号を出力する。第２カウンタ４０
もプリセッタブルカウンタでありゲート手段４４？−介
り、た設定部４１からのプリセット値にフリセットされ
ると共に、後段サンプルホールド回路５０Ｂへのサンプ
ルパルスをダウンカウントし、内容が零になったときＨ
レベルの終了信号を発生する。上記設定部４１は、第１
フィルタ手段２７の選択時に用いられる第１カウンタ用
第１プリセツト値と第２カウンタ用第１プリセツト値及
びＩ！２フィルタ手段の選択時に用いられる第１カウン
タ用簗２プリセツト値と第２カウンタ用第２プリセツト
値が予め記憶されており、出力端子４１ａ、４１ｃに夫
々第１フィルタ手段選択時の算１カウンタ用簗１プリセ
ット値と第２カウンタ用第１プリセツト値が出力され出
力端子４１ｂ、４１ｄｌＣＨ夫々第２フィルタ手段遍択
時の茶１カウンタ用第２プリセット値と第２カウンター
へμ工り 用第２プリセツト値とが出力される。出力端子４１ａの
第１プリセツト値は、出力端子、＋１１ｂの第２プリセ
ツト値より小さく、また出力端子４１ｃの第１プリセツ
ト値は、出力端子４１ｄの第２プリセツト値に等しく定
められている。

入力端子４５に汀、光電装置２１からの一連の光電出力
ａ＋　、ｂｔ・・・ａ＋＋、ｂｎの転送開始に同期して
図示なきシーフェンスコントロール部からＨレベル信号
が人力される。この信号はすべてのデータのサンプルホ
ールド終了後から次回のプリセット値をプリセットカウ
ンター３９．４０にセットするまでの適当な時期にＬレ
ベル知りセットされる。入力端子４６には、上記一連の
光を出力を転送する転送りロックに同期したクロックが
入力される。

この作用を以下に説明する。

判別手段３４が出力端子５４ａ　［第１フィルタ手段選
択信号であるＬレベル出力を発生しているとする。この
選択信号により、選択手段２９は第１フィルタ手段２７
を選択し、ゲート手段４２と４４に設定部４１の出力端
子４１ａと４１ｅからの第１カウンタ用プリセツト値と
第２カウンタ用プリセツト値とを夫々第１カウンタ３９
と第２カウンタ４０とに入力し、それぞれのカウンタを
そのプリセット値にプリセットする。この後シーフェン
スコントロール部からの信号により光電装置２１カラ一
連）光電出力ａｔ　１ｂ＋　、ａｔ　１ｂ１・・ａｎｌ
　ｂｎ　が読み出される。この一連の光電出力ＩＬ＋　
Ｈｂ＋・・・λａ、ｂ１１のうち第１光電変換素子アレ
イ２２がらの光電出力ａｔｌａｇ・・・ｌｌ＋を第１０
図（ａ）に示す。上記一連の光電出力＆＋　、ｂｔ・・
・ａａ、ｂ％は第１フィルタ手段２７によりフィルタリ
ング処理され、＄１１図（ａ）に示すフィルタ済出力ん
、Ｂ＋・・・Ａ、、Ｂ、に変換される。このフィルタ済
出力Ａ、、Ｂ、・・・Ａ、、Ｂ、のうち第１光電変換素
子アレイに関連するものＡ、・・・Ａ１を第１ｏ図（ｂ
）に示す。この第１０図（ｂ）と（ａ）とを比べると、
第１フィルタ手段２７による高次空間周波数成分の抑制
効果が明らかである。一方、上記光電装置２１からの読
出に同期して入力端子４５にＨレベル信号が入力される
ので、ＡＮＤゲート４３は入力端子４６からの転送りロ
ックを出力する。第１カウンタ３９は上記プリセット値
から、転送りロック数を減算し、入力クロック数が上記
プリセット値に等しくなつ之とき、スタート信号である
Ｈレベル出力を発生する。このスタート信号は、サンプ
ルパルス発生回路３８に入力されると共に、反転されて
ＡＮＤゲート４３に人力されそのゲートを閉じる。サン
プルパルス発生回路′５８は上記スタート信号に応じて
算１１図（ｂ）と（ｃ）Ｋ示す前段用及び後段用サンプ
ルパルスＳＰ１　、　ＳＦ３　＋前段及び後段サンプル
ホールド回路３０Ａと３０Ｂとに夫々給供する。前段サ
ンプルホールド回路３（ＩＬは前段用サンプルパルスＳ
Ｐ１に応じて、フィルタ済出力Ａ、　、Ｂ、・ＡＩ、Ｂ
、からＡａ　ＩＢａ　ＨＡｓ　１Ｂｍ　＋んＩＩＢＩ言
・・・をサンプリングする。この前段サンプルホールド
回路３０Ａに第１１図（ｂ）に矢印の範囲で示した如く
第１光を変換素子アレイに関連する出力Ａ、　、Ａ。

・−・を短時間、第２光電変換素子プレイに関連する出
力Ｂ、　、Ｂ、・・・を比較的長時間夫々保持する。こ
の両者の保持時間を等しくする為に、後段サンプルホー
ルド回路３０Ｂは、後段サンプルパルスＳＰ２に応じて
前段サンプルホールド回路３０Ａの出力をサンプルホー
ルドする。第２カウンタ４０は後段用サンプルパルスＳ
Ｐ２を計数し、それが第１プリセツト値に等しくなつ几
とき終了信号を発生し前段及び後段サンプルパルスＳＰ
１．ＳＰ２の発生を停止させる。

第１０図＋（ｂ）ｒおいて、第１元電変換素子アレイに
関するフィルタ済出力Ａ、・・・Ａ１１の’１ちサンプ
リングされたフィルタ済出力Ａ４　、Ａａ　ｌＡｌ１・
・・には、その出力の下にマークｈが付されている。こ
の図から分るように、このサンプリングされたフィルタ
済出力の分布範囲（以下サンプリング領域という。）１
、にフィルタ済出力Ａ１・・・Ａ、の範囲の大部分を占
めていることが分る。

Ａ／を変換器５１セ後段サンプルホールド、回路３０Ｂ
の出力をＡ／Ｄ変換し、メモリ手段３２に送る。尚、後
段サンプルホールド回路３０Ｂ　ｆｔ設けた理由は以下
の通りである。もし前段サンプルホールド回路３０Ａの
出力を直接Ａ／Ｄ変換するならば、前段サンプルホール
ド回路３ＱＡの、出力Ｂ、　、Ｂ、・・・の保持時間に
比べて出力Ａａ　、Ａ、　−・の保持時間が短かいので
、その短い方の保持時間向でＡ／Ｄ変換動作が終了する
ように、Ａ／ＤＫ換器６１として高価な高速Ａ　／　Ｄ
　ｆ換器を使用しかければならない。また高速Ａ／Ｄｉ
換器を用いても、保持時間の長い出力＋３．　、Ｂ、・
・・のＡ１０変項においては、その高速性の特長が生か
されない。ところが、後段サンプルホールド回路３０Ｂ
の使用により上述の問題は解消される。尚、第１１図（
ｄ）（＠）に示されるように第２フィルタ手段選択時の
サンプリング周期は第１フィルタ手段選択時のそれより
も小さいので、換言すると後段サンプルホールド回路３
０Ｂの保持時間は第２フィルタ手段選択時の方が短いの
で、Ａ／Ｄ変換器３１の変換所要時間は、この第２フィ
ルタ手段選択時の上記保持時間によって決定されること
になる。すると、当然第１フィルタ手段選択時には変換
所要時間に比べて後段サンプルホールド回路の保持時間
が不必要に長くなる。この無駄を避けるためには第１フ
ィルタ手段選択時の光電出力の転送りロックの周波数を
第２フィルタ手段選択時よりも太きくし、両選択時にお
ける後段サンプルホールド回路３０Ｂの保持時間を等【
−１〈すればよい。

演算手段３６はメモリ手段３２に記憶され友フィルタ済
出力を演算して焦点検出信号Ｚｉ（１１と情報量出力Ｄ
ｉ（１）　’ｒ比出力る。判別手段３４は上記信号Ｚｉ
（１）、　Ｄｉ（１）　？対応する所定値Ｚｏ（１）、
　Ｄｏ（１）と比較する。

（イ）　Ｄｉ（１）がＤｏ（１）以上である場合この場
合、判別手段５４は記憶更新信号？出力端子３４ｂに発
生し、このときの焦点検出信４Ｚｉ（１１をメモリ回路
３５に記憶させる。表示装置５６と駆動装置３７はこの
記憶された信号Ｚｉ（１）に基づき夫々焦点調節状態の
表示及び、結像光学系１の合焦位置への駆動を行う。ま
た、上記判別手段５４に、信号Ｚｉ（１）が所定値Ｚｏ
（１）より大きい時、出力端子３４ａ　＆ＣｉＥ　１フ
ィルタ手段選択信号を出力し続ける。従ってこの時、光
電装置２１が更に一連の光電出力＆＋　１ｂ＋・・・ａ
ｍ　、　ｂａ　ｆ出力すると、この全回路は上述と同一
動作を行う。

信号Ｚｉ（１）が所定値Ｚｏ（１）以下である時は、判
別手段３４は、第２フィルタ手段選択信号であるＨレベ
ル出力を端子３４ａに出力する。この第２フィルタ手段
選択信号に応じて、選択手段２９は第２フィルタ手段２
８を選択し、ま九ゲート手段４２゜４４は設定部４１の
出力端子４ｉｂ、４１ｄからの第１．第２カウンタ用第
２プリセツト値を夫々第１゜第２カウンタ３９，４０に
送る。その後に光電装置２１から読出され之一連の光電
出力ａ　１１　ｂ　＋・・・ａｎ、ｂａは第２フィルタ
手段２８によりフィルタリング処理されＡ、、Ｂ、・・
・Ａ、、Ｂ、に変換される。このときの第１光電変換素
子アレイに関するフィルタ済出力Ａ、　、Ａ、−Ａ−？
第１０図ＣＣ＞に示す。この第１０図（Ｃ）と第１０図
（ｂ）を比べると、第１０図（ｅｌの図形の方が滑らか
でなく、第２フィルタ手段２８が第１フィルタ手段２７
よりも高次空間周波数成分を通過させていることが分る
。−１第１カウンタ３９は上記光電出力の読出に同期し
てＡＮＤゲート４３の出力転送パルスを計数し、その計
数値が第２プリセツト値に一致したときスタート信号を
発生する。この第２フィルタ手段選択時の第１カウンタ
用第２プリセツト値は、第１フィルタ手段選択時の第１
カウンタ用第１プリセツト値よりも太きく定められてい
るので、この時のスタート信号発生時点は、第１フィル
タ手段選択時のスタート信号発生時点よりも遅くなって
いる。このスタート信号によりサンプルパルス発生回路
３８は算１１図（ｄ）（ｅ）に示す前段及び後段用サン
プルパルスＳＰ３゜ＳＰ４？発生する。このサンプルパ
ルスＳＰ３　、ＳＦ３の周期に、判別手段３４から送ら
れる第２フィルタ手段選択信号に従い、第１フィルタ手
段選択時のサンプルパルスＳＰＩ　、ＳＦ３よりも短か
ぐ、本実施例では１／！倍に定められている。従って、
前段及び後段サンプルホールド回路３０Ａ、３０Ｂは第
１１図（ｄ）（ｅ）に示す如く、第１フィルタ手段選択
時のη倍の周期でフィルタ済出力Ａ、、Ｂ、・・・Ａ、
　、　Ｂ、　？サンプリングし、Ａ感、Ｂｓ　、ＡＩｌ
　ＩＢ＋・、ＡＩｌ、Ｂ１１・・ｆ出力する。第２カウ
ンタ４０ｉ４、後段用サンプルパルスＳＰ４　？計数し
その計数値が第２プリセツト値に一致した時、終了信号
を発生し、サンプルパルスＳＰ３　、ＳＦ３の発生を停
止させる。この纂２カウンタ用第２プリセット値は第１
フィルタ手段選択時の第２カウンタ用第１プリセツト値
と等しく定められているので、この第２フィルタ手段選
択時にサンプリングされるフィルタリング済出力Ａｓ　
。

Ｌ　、ＡＩｌ　、Ｂ＋ｓ・・・の数は第１フィルタ手段
選択時のそれと等（〈なっている。

こうしてサンプリングされたフィルタ済出力のうち第１
光電変換素子アレイに関するものが第１０図（ｃｌにマ
ークＭ３で示されている。本実施例では第１フィルタ手
段選択時のサンプリング周期及びサンプル数を夫々第２
フィルタ手段選択時のめ及び同等とじｔので、第１０図
（ｂ）に示すサンプリング領域１１は、第１０図（ｃ）
の領域１１の２倍になっている。勿論両者のサンプル数
は必ずしも等しく斤〈ても良い。なお、第１１図（ｄｔ
　ｔ　（＠）のグラフに作図の関係上、サンプリングの
開始時点を早めて描いである。

上記サンプリングされた出力はＡ／Ｄ変換器３１とメモ
リ手段５２を介して演算手段３３に送られ演算される。

この時のフィルタ済出力は第１フィルタ手段選択時より
も高次空間周波数成分を多く含んでいるので、この第２
フィルタ手段選択時の焦点検出信号Ｚｉ（２）は合焦位
置近傍において一層高精度となっている。Ｄｉ　（２）
＞Ｄｏ（２１かつｌ　Ｚ　１（２）　Ｉ（Ｚｏ　（２１
の時には判別手段３４σ第２フィルタ手段選択信号を出
力端子３４ａに出力し続けると共に記憶更新信号を出力
端子３４ｂに送り、この時の焦点検出信号Ｚ　１（２）
　ｆメモリ回路５５に記憶させるうこの記憶内容に応じ
て、表示及び結像光学系駆動が行われる。Ｄ　ｉ　（２
）　〉Ｄｏ（２１で、Ｉ　Ｚｉ（２）　ｌ　＞　Ｚｏ（
２１の場合には、判別回路３４は第１フィルタ手２段選
択信号を出力する。

（ロ）　　Ｄｉ（１）又はＤｉに）がＤｏ（１１又はＤ
ｏ（２１より小さい場合。

この場合は焦点検出信号Ｚｉに無関係に判別手段３４は
もしその時が第１フィルタ手段選択時であれば第２フィ
ルタ手段選択信号を、逆に第２フィルタ手役選択時であ
れば第１フィルタ手段選択信号を出力端子５４ｉに夫々
出力する。−これＩＩｃ工す選択手段２９は選択するフ
ィルタ手段全切換える。

またこの信号Ｄｉが所定値Ｄｏより小さい場合の焦点検
出信号Ｚｉに精度的に極めて低いので、判別手段３４は
記憶更新信号ｆｔ発生しない。従ってこの時の信号Ｚｔ
は表示及び袖像元学系の駆動には使用されない。尚、信
号Ｚｉに無関係なフィルタ手段の切換は以下の理由の為
に行われる。即ち、例えばその被写体が低次空間周波数
成分をほとんど含まず高次空間周波数成分を多量に含む
場合、第２フィルタ手段２８の選択により必要な情報が
得られるからである。

本実施例では、第１フィルタ手段の選択時、即ちデフォ
ーカス量が大きく、第１．第２光覚素子アレイ上の被写
体像の相対的ずれ量が大きい時には、第１０図（ｂ）に
示す如くサンプリング領域ｊ、を広く、第２フィルタ手
段選択時、即ち上記ずれ量が小さい時には、第１０図（
ｅ）に示す如くサンプリング領域Ｊ、？狭く定めている
。このことは焦点検出上、非常に有効である。即ち、サ
ンプリング領域を広くすると、上記被写体像が相対的に
犬きくずれてもそのずれを検出できる。従って撮影レン
ズが合焦位置から大きく離れていてもデフォーカス量の
検出が可能となる。他方、サンプリング領域を広くする
ことはそこに距離の異つ九被写体又は、奥行きのある被
写体が入って来る可能性が増大する。デフォーカス量が
大きい時の焦点検出は前ビンか後ビンかの判別かあるい
はおおよそのデフォーカス量の決定が出来れば充分で、
デフォーカス量の絶対値の正確な測定は必ずしも必要な
いので、奥行きある被写体等がサンプ１Ｊング領域に存
在しても影響は少ない。ところが、デフォーカス量が小
さく、その絶対値を正確に測定しなければならない時に
は、上記奥行きある被写体の存在は上記測定に大きな誤
差を引餐起こしがちである。

そこで高精度の焦点検出の必要な第２フィルタ手段選択
時には高次の空間周波数成分情報を用いる事で検出精度
を上げるとともにサンプリング領域を狭くして奥行きあ
る被写体がそこに入り込む可能性を少ｉ＜している。

一般的にはサンプリング領域金広くしたからといってサ
ンプリング周期を必ずしも犬きくする必要はなく、例え
ば第１０図（ｂ）の出力に関する１１の領域を図示のサ
ンプリングピッチ４Ｐｏより小さくとりＰａあるい（４
２Ｐｏのピッチでサンプリングしても良い事に勿論であ
る。しかり１、サンプリングピッチ？ＰＱ又ｔ！２Ｐｏ
と小さくする事はサンプリング数がそれぞれ４倍、２倍
となりメモリ手段３２の記憶容量や演算手段３３の演算
規模の著しい増大を招きあまり好ましい事でＦｉ々い。

従って本実施例のととぐサンプリング領域を変え几場合
にも、サンプル数は同程度とする事が唾めて有効である
にのように低次空間周波数成分のみ通過する第１フィル
タ手段の選枦時にはサンプリング周Ｘ１４Ｐｏと大＊　
＜　＋、、、高次空間周波数を通す第２フィルタ手段の
選択時にはサンプリング周期を２ＰＯ，！：小さくする
ことは情報の利用の点で極めて有利である。ここでサン
プリングピッチとフィルターのＭＴＦ％性の関係につい
て詳述すると、第１フィルタ選択時にはサンプリング周
期を４Ｐｏとしたので、この時のナイキスト周波数はτ
にとなる。サンプリング定理からこの周波数τに以上の
空間周波数成分は誤動作の原因ともなるので除去されて
いる事が望ましい。第９図（ｂ）に示される様に、第１
フィルタ手段のＭＴＦｄ上記ナ上記ナイキスト周波数週
給付近以上を充分抑制し、それ以下の成分を通過させる
ので、この通過（７定理分を有効に利用で角る。ところ
が第１フィルタ手段選択時にもし、サンプリング周期を
Ｐｏとすると、この時のナイキスト周波数はカミとなり
、この周波数以下の空間周波数成分を焦点検出に利用で
きることに々る。しかし第９図（ｂ）に示される様に周
波数士以上の成分は第１フィルタ手段によって除去され
ているので、結局、サンプリング周期Ｐｏは、サンプリ
ング周期４Ｐｏに比ベサンプリング数を４倍も増加して
も、利用できる空間周波数成分の量は同一となり、上記
サンプリング数の増加は全く無駄に帰する。以上から明
らかなようにサンプリング周期の決定は、情報の有効利
用と言う観点からに、その周期により決まるナイキスト
周波数がフィルタ手段のＭＴＦ周波数帯域の端部付近に
有するように定めることが望ましい。また、設定手段４
１のプリセット値を外部から変更可能にすれば、サンプ
リング領域即ち焦点検出に使用する被写体領域の広がり
を任意に可変とすることができ、英行きある被写体が上
記領域内に入ることを防止できる。

次に算８図のブロックの具体的構成例を説明する。

第１２図け、フィルタ手段２７．２８の一例を示すもの
で一画素分の遅延回路り、　、Ｄ、・・・Ｄ、が直列に
接続され、遅延回路り、　、Ｄ、　、Ｄ、・・・Ｄｍに
は夫々増幅器Ａ、？介して乗算器Ｗ１・・・Ｗｓに接続
されている。これらの乗算器Ｗｃ・・Ｗｓは入力に夫々
重みＷｌ・・・Ｗｓを乗する。この重みは正又は負の数
である。加算回路Ｔ、ヒ各各軍算器出力を加算する。

遅延回路り、に光電装置２１からの一連の光電出力が順
次入力されると、加算回路Ｔ８からフィルタリング済出
力が出力される。所定のＭＴＦＷ性を与える重みＷＩ・
・・Ｗｓのとり方はいろいろ考えられ一意的に決定され
るものではないが、以下に月つか具体的な例、を示す。

第９図（ｅ）の如きＭＴＦ％性のフィルタ手段を得るに
はＤＩ＝　Ｄｓ　、　Ｗｓ　＝Ｗａとし、Ｗｌ・・・Ｗ
、をその相互の大きさの傾向が第１６図（ｌＬ）に示す
如きものとなる様に定める。具体的−例とし、てＨｗ、
　＝α２８Ｗ、＝０．７６　　　Ｗ、＝Ｉ　　　Ｗ、＝
０．７６　　　Ｗ、＝０．２８である。同様にＷｃ９図
（ｂ）のＭＴＦ特性のフィルタ手段？得るにはＤ−”Ｄ
ｌ、　Ｗｓ　＝Ｗ、としＷｔ・・・Ｗ。

を第１３図（ｂ）の如く定める。具体的−例としてはＷ
Ｉ＝　Ｑ、２８　　Ｗｓ＝　０．５２　　Ｗ−＝　ｃＬ
７．６　　％Ｖ＝＝０．９４Ｗ、＝ＩＷ、＝α９４　　
Ｗ、＝０．７６　　Ｗ、＝０５２Ｗ、＝α２８　　であ
る。算９図（ｄ）の特性には第１３図（ｃｌ又は（ｄｉ
の重みを、第９図（ｅｌの点線（＠、）、実線（ｅ、）
の特性にはそれぞれ＄１３図（ｅ）（ｆ）の重みを、第
９図（ｆ）の特性には第１３図（ｇ）の重み？夫々用い
ればよい。

このような第１３図（ａ）〜（ｇ）のＭＴＦ特性を適宜
組合せることにより第６図に示し建築１フィルタ手段と
第２フィルタ手段との組合せが得られる。

またこのフィルタ手段としてＣＣＤ）ランスバーサルフ
ィルタを使用すると簡単にフィルタ手ｉを構成する事が
できる。

第１４図に第８図の判別手段６４の具体的構成例を示す
。

第１４図（ａ）において算１メモリ３４０と第２メモリ
３４１は夫々所定値Ｄｏ（１）　、　Ｄｏ（２）、　Ｚ
ｏ（１）、　Ｚｏ（２）　？グー８手段３４２，３４３
を介して、コンパレータ３４４゜３４５　に送る。この
コンパレータ３４４ｒａゲ−）手段３４２により選択さ
れたメモリ３４０　の出力Ｄｏ（１）　＋　Ｄｏ（２１
の一方と演算手段３３からの情報を信号Ｄ＋とを比較す
る。同様にコンパレータ３４５ニメモリ３４１の出力Ｚ
ｏ（１）、Ｚｏ（２）の一方と焦点検出信号Ｚｉと？比
較する。ゲート手段３４６ハコンパレータ３４４の出力
ａとコンパレータ３４５の出力！とこの判別手段３４の
出力Ｉとを人力する。このゲート手段５４６の具体的構
成″ｆ−第１４図（ｂ）に示す。Ｄ型フリχプフロツプ
３４７ハ上記α、βの出力が決定された後のタイミング
で発生するクロックパルスヲ３４８に受はゲート手段３
４６の出力δを入力し記憶する。このフリップフロップ
５４７の更新された出力が判別手段３４の出力として使
用される。

この判別手段３４の動作例を以下の表に示す。

友だし　Ｄｉ（１）＜　Ｄｏ（１）又はＤｉ（２）＜　
Ｄｏ（２）で　、＝ＬＤｉ（１１＞　Ｄｏ（１）又は　
Ｄｉ　（２）＞　Ｄｏ　（２）で　、＝ＨＩＺｔ（１）
ｌ　＜Ｚｏ（１）又は　１ｚｔ（２）Ｉ＜ゐ（２）で／
＝Ｌ 上記以外で　　　　　　　　　／＝Ｈ であるとする。

第２実施例の説明ではデフォーカス量ｚｉの大小により
複数のフィルタ手段を切り変えることを主題として話を
進め、それに従属する形でデフォーカス量の大小に応じ
てサンブリ・ング領域の広がりを切り換えかつ対応して
サンプリングピッチを切り換える事を述べ几。実際には
第２実施例のごとくこの両者をかね具えるのが最も好ま
しいが、デフォーカス量の大小でフィルター？切り換え
る事と、デフォーカス量の大小でサンプリング領域及び
サンプリングピッチを切り換える翼にナイキスト周波数
に関連し友問題はあるものの一応別の事であり、後者だ
けを用いてもそれなりに有効が焦点検出装ｆを提供する
事が可能である。例えばフィルタ手段としては第９図（
ｃ）のＭＴＦ＠性のもの？１つだけ用い１合焦近傍では
第１０図（ｃ）のごとくサンプリング周期２Ｐｏで！■
の領域にわ友ってサンプリングしたデータで演算を行な
い、デフォーカスの大きい所ではフィルタ手段はこのま
まとするがサンプリング周期４Ｐｏで第１０図（ｂ）の
６相当の広がりの領域にわ友ってサンプリングし友デー
タで前後ピン判定の演算を行なう。この場合デフォーカ
スの大きい所でフィルタ手段のＭＴＦ特性？第９図（ｂ
）のものに切り換える場合に比べて、ナイキスト周波数
以上の成分を少゛し抽出してしまうのゴ幾分誤動作を起
こしやすかったり、高次の空間周波数成分の存在による
偽合焦発生の可能性に増大するが、これらの幾分の可能
性を除けばデフォーカスの大きい所では光像のボケも大
きい事も手伝ってそれなりの効果が期待され得る。即わ
ち前述したデフォーカス量によってサンプリング４Ｊ　
域ｆｆ変えかつサンプリングピッチを変える事の効果は
そのまま期待される。勿論単一フィルタとしてはそのＭ
ＴＦ特性が第９図（Ｃ１のものに限らず第９図（ｅ）の
点線（ｅ、）やその他の特性のものであっても構わない
。

以上の第１実施例及び第２実施例はいずれも第１フィル
タ手段のフィルタ済出力に基づ〈焦点検出信号と第２フ
ィルタリング手段のフィルタ済出力に基づ〈焦点検出信
号とを、デフォーカス量に応じて択一的に選択するもの
であった。次に、上記択一的選択の代りに、夫々の焦点
検出信号を所定の関係で同時に使用する本発明の第５実
施例を説明する。

算１５図において、光電装置５０からの一連の光電出力
ａ＋１ｋｌ＋・・・ａ＋＋　、　ｂｅは遅延手段５１ｆ
ｔ介して第１フィルタ手段５２と、直接に第２フィルタ
手段５３とを夫々送られる。上記光電装［５０に第１又
は第２実施例のものと同様の構成であり、第１１第２フ
ィルタ手段５２．５３も第１．第２実施例のものと同様
で、第１フィルタ手段５２のＭＴＦ周波帯域の中心がｌ
Ｘ２フィルタ手段５３のそれよりも低次空間周波数側に
ずれている。上記遅延手段５１の遅延時間は、上記一連
の光電出力について第２フィルタ手段５３のフィルタ済
出力がすべてサンプルホールド手段５４に送られた後に
、第１フィルタ手段５２のフィルタ済出力が上記サンプ
ルホールド手段５４に送られる様に、設定されている。

もちろんこの遅延手段５１；１．第２フィルタ手段側に
設けることもできる。このサンプルホールド手段５４及
びそれに続くＡ／ｂ変換器５５、メモリ手段５６．演算
手段５７は夫々第２実施例のものと同様の構成である。

この演算手段は最初に送られた第２フィルタ手段５３の
フィルタ済出力について演算し、信号Ｄｉ（２Ｌ　Ｚｉ
（２）’を算出し、次いで第１フィルタ手段５２のフィ
ルタ済出力について信号Ｄｉ（１）、Ｚｉ（１）ｒ算出
する。メモリ回路５８は演算手段５７からの信号Ｄｉ（
１）　、　Ｄｉ（２）　、　ｚｉ（１）　、　Ｚｉ（２
）’ｒすべて記憶する。合成手段５９は、メモリ回路５
８からの上記信号を人力し、焦点検出信号Ｚｉ　（１）
とＺｉ　（２）とを以下の所定の関係で合成し定出力２
を算出する。即ち　Ｚ＝（１−−）Ｚｉ（１）十−Ｚｉ
（２）　ｉｃコＴ：、重みａに０以上１以下の数で、信
号Ｚｉ（１）、　Ｚｉ（２）。

ＤＩ（１）　＋　Ｄｉ　（２）の大きさに応じて決定き
れる。具体的にはαの決定ば、信号Ｚｉ（１）又はＺｉ
（３が小さい時、即ち結像光学系が合焦位置の近傍に位
置している時には、帯域が高次空間周波数側の第２フィ
ルタ手段５３の出力に基づく信号Ｚｉ（２）が、強調さ
れるようにａ　？ｉ又はそれに近い値とし、逆に信号Ｚ
ｉ　（１）　、　Ｚｉ（２）が充分大きい時には帯域が
低次空間周波数側のＩＥ１フィルタ手段５２の出力に基
づ（信号Ｚｉ（１）が強調される様に−を零又にそれに
近い値とする。また、合焦近傍において信号Ｄｉ（２）
が非常に小さい場合には信号Ｚｉ（２）は精度的に低下
しているので、このとき信号Ｄｉ（１）が大きければ、
信号Ｚｉ（１）の重みが増加するようにし、その逆に合
焦位置が離れていても、信号Ｄｉ（１）が非常に小さい
場合には信号Ｄｉ　（２）が大きければ、信号Ｚｉ（２
）の重みを増すようにする。

メモリ回路６０は、信号Ｄｉ（１１とＤｉ（２）との少
なくとも一方が対応の所定（直Ｄｏ　（１）　、　Ｄｏ
（２１？越えている時の合灰出力Ｚを記憶する。このメ
モリ回路６０の出力に応じて、第１．第２実施例と同様
に表示及び結像光学系駆動が行われる。サンプルパルス
発生回路６１は第８図のそねと同様である。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように本発明によると、一対の
光電変換素子アレイの光電出力をフィルタリング処理す
る第１及び第２フィルタ手段と、上記第１．第２フィル
タ手段の出力に基づき結像光学系の焦点調節状態ｆ表わ
す信号を作成する演算手段と、前回選択されたフィルタ
手段の記憶又は演算手段の出力信号に応じて、上記第１
フィルタ手段の出力に基づ〈上記演算手段の出力と上記
第２フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段の出力と
？共に選択し合成するか又はいずれかを択一的に選択す
る選択手段とを具備し、上記第１．第２フィルタ手段の
夫々のＭＴＦ周波数帯域に異ならせているので、焦点調
節状態に応じて適宜の空間周波数成分に基づく焦点検出
を行うことが可能となり、高精度かつ前後ビン判定域の
広い迅速な焦点検出を達成できる。ま之、本発明のよう
に周波数帯域の異なるフィルタ手段を切り換える墨の有
効性は演算手段が相関演算のごとぐ全くフィルター効果
を持之ない場合に著しいが、演算手段がフーリエ変換演
算のようにそれ自体フィルター効果を持つ場合でもフィ
ルタ手段であらかじめナイキスト周波数以上の成分を除
去し、ておく等の有効な使い方が存在する。

【図面の簡単な説明】 第１図に本発明に係る焦点検出装置の一実施例の光学系
を示す光学図、第２図は第１図の小レンズアレイのＭＴ
Ｆ特性を示すグラフ、第３図は上記第１実施例の回路系
を示すブロック図、第４図（ａ）に第１フィルタ手段の
ＭＴＦ特性を示すグラフと、第４図（ｂ）　、　（Ｃ）
は夫々第１フィルタ手段の具体的構成例を示すブロック
図、第５図（ａ）（ｂ）　（ｃ）は第２フィルタ手段の
ＭＴＦ特性のグラフとその具体的構成例のブロック図、
第６図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第１第２フイルタ手段のＭ
ＴＦ特性を示すグラフ、第７図は本発明の第２写施例の
光学系を示す光学図、第８７・口 図は第２実施例の回路系を示−ｆＰ９ツタ図、第９図（
ａｌは光！変換素子アレイのＭＴＦ特性のグラフ、第９
図（ｂ）〜（ｆ）ｕフィルタ手段のＭＴＦ特性のグラフ
、第１０図（λ１．（ｂｌｉｅ）は夫々光電出力、第１
フィルタ手段の出力及び第２フィルタ手段の出力を示す
波形図、第１１図（ａｌ〜（ｅ）はフィルタ手段の出力
及びサンプルパルスを示すタイミングチャート、第１２
図はフィルタ手段の具体的構成例を示すプロ２６図 （ａ） （Ｃ） す７図 すブロック図、第１５図は本発明の第３冥施例の回路系
を示すブロック図である。 ４　；　２１　；５０　・・−光電装置、５；２７；５
２・・・第１フィルタ手段、６；２８；５３・・・第２
フィルタ手段、７；２９・・・選択手段、１ｏ；３３；
５７・・・演算手段六　８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対象物の光像を形成する結像光学系の焦点調節状
   態を検出する焦点検出装置において、（ａ）光電変換素
   子が多数配列された一対の光電変換素子アレイと （ｂ）上記一対の光電変換素子アレイに夫々上記対象物
   のほぼ同一部分の２光像を投影する焦点検出光学系と、 （ｃ）上記一対の光電変換素子アレイの光電出力を入力
   しそれにフィルタリング処理を施す第１及び第２フィル
   タ手段と、 （ｄ）上記第１または第２フィルタ手段の出力を入力し
   、それに基づき上記焦点調節状態を表わす信号を作成す
   る演算手段と、 （ｅ）、前回に選択されたフィルタ手段の記憶内容ある
   いは上記演算手段の出力信号に応じて、上記第１フィル
   タ手段の出力に基づく上記演算手段の出力信号と、上記
   第２フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段の出力信
   号とを所定の関係で選択する選択手段とを具備し、 上記第１フィルタ手段と第２フィルタ手段の夫々のＭＴ
   Ｆの周波数帯域が異つていることを特徴とする焦点検出
   装置。