JPH03182710A

JPH03182710A - 焦点検出装置

Info

Publication number: JPH03182710A
Application number: JP1322884A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Musashi; 剛八道
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-12-12
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1991-08-08
Also published as: US5353089A

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】［従来の技術］本発明は、焦点検出装置、詳しくは、撮影レンズを通し
た被写体光束を利用して焦点検出を行う焦点検出装置に
関する。

［従来の技術］被写体からの光束を受光して合焦点位置を検出する焦点
検出方法については従来より様々な提案がされている。

まず、被写体のコントラストを検出して該コントラスト
が最大になるように撮影レンズを駆動し、合焦点を得る
方法として、ＮＨＫ技術研究Ｖｏ１．１７　　Ｎｏ、１
　（６５）Ｐ２１他に示されている山登りサーボ方式が
ある。更に、この方式を適用した焦点検出装置を有する
カメラに関するものとして、特開昭６１−１８２７１号
公報に開示されたものがある。

この焦点検出装置は撮影画面（以下、画面と称す）の中
央部に限らず、周辺の被写体に対しても焦点検出動作を
行うことができ、また、測距領域を受光面中心部を基準
として相似的に変更することができるものである。従っ
て、この装置によれば、被写体が画面中央付近になくて
も焦点検出を行うことができ使用者にとって便利なもの
であった。

［発明が解決しようとする課８］ところが、上述の特開昭６１−１８２７１号公報に開示
のものは、上述のように画面中央に対して相似的にしか
測距領域が変更できず、更にはその焦点検出方法が前述
の「山登りサーボ方式」に準じているため、合焦動作の
ためのコントラスト情報であるＭ　Ｔ　Ｆ　（Ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ　　Ｔｒａｎｓｆ’ｅｒ　　Ｐｕｎｃｔｉ
ｏｎ）特性に基づいて焦点を検出するが、その検出の空
間周波数（以下、周波数と称す）によっては検出精度が
悪くなってしまう。そこで、その対策として、低周波か
ら高周波に亘る複数の周波数についての焦点検出動作を
行うことよって解決することが考えられる。しかし、特
に画面中央部に比較して周辺に於けるＭＴＦ特性は周波
数によって大きく変化するので、周辺部において、低周
波で検出された合焦点データに基づき、高周波における
合焦点検出を上記「山登り方式」によって行ってもＭＴ
Ｆのピーク点を検出することが難かしい。

標準被写体に対するＭＴＦ特性である第８．９゜１０図
を用いて更に詳しく説明すると、まず、第８図は画面の
中央部、そして、第９，１０図は画面の周辺部における
各周波数（ｆｏ、ｆ、、ｆ２）毎のデフォーカスＤに対
するＭＴＦ特性をサジタル方向とメリディオナル方向に
対する特性としてそれぞれ分けて示している。なお、第
８図に示されるように画面中央部の上記両者のＭＴＦ特
性には差異が少ないので、各々一つの特性線が示されて
いる。

第８〜１０図に示されるように、各周波数に対する合焦
点であるＭＴＦ特性の各ピーク点のずれ量は、画面中央
部と周辺部とでは大きく相異している。従って、前記の
ように周辺部の合焦動作において低周波の合焦点をもと
に高周波の合焦点を求めることは困難になる。

本発明の目的は、上述の不具合を解決するため、本発明
の焦点検出装置は画面の複数の測距領域についてのＭＴ
Ｆ特性値を記憶し、そのデータに基づいて合焦位置を予
測し、画面周辺での被写体の焦点検出を速度やかに、且
つ、精度良く行うことができる焦点検出装置を提供する
にある。

［課題を解決するための手段および作用］本発明の焦点
検出装置は、撮影レンズを通して被写体光束を受光し、
光電変換する電荷蓄積型光電変換素子と、この光電変換
素子の出力に基づいて特定の検出周波数に対するフトン
トラスト信号を検出し、これのピーク値を検出するコン
トラスト信号ピーク値検出手段と、上記撮影レンズによ
る撮影領域のうち、複数位置の測距領域から焦点検出す
る焦点領域を選択し、設定する焦点検出領域設定手段と
、上記測距領域毎に一つあるいは複数の周波数に対する
ＭＴＦ特性値を記憶するＭＴＦ特定値記憶手段と、上記
焦点検出領域における上記検出周波数のＭＴＦ値のピー
クに対して、上記ＭＴＦ特定値記憶手段によって記憶さ
れた上記検出周波数よりも高周波数に対するＭＴＦ特性
値を用いて補正し、合焦位置を予測する予測手段とを具
備したことを特徴とする。

そして、上記焦点検出装置は、撮影領域から焦点検出す
る測距領域を選択し、まず、ある周波数に対するコント
ラスト信号ピーク値を山登りカーブにより検出し、その
検出位置に対して、ＭＴＦ特性値記憶手段に記憶されて
いる測距領域をＭＴＦ特性値を用いて測距領域での比較
的高い周波数での合焦位置の予測を行い、その値に基づ
いて速やかな焦点検出動作を行うものである。

［実　施　例］以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す焦点検出装置のブロ
ック構成図である。

撮影レンズ２を通った被写体からの光束は、ハーフミラ
−３により撮像用として記録部５に、焦点検出用として
ミラー４方向に分岐される。なお、上記記録部５は銀塩
フィルムを用いた撮影部あるいは、撮像素子を用いた撮
像部であってもよい。

上記焦点検出用光束はミラー４で反射され、リレーレン
ズ６を介して電荷蓄積形光電変換素子であるイメージセ
ンサ７上に結像する。その光電変換出力は自動利得制御
回路１０に入力される。

上記制御回路１０の出力は、バンドパスフィルタのＢＰ
ＦＩＩを介した後、遅延差動増幅回路１２によって処理
される。そして、その出力は積分回路１３で積分処理が
なされ、コントラスト信号としてマイクロプロセッシン
グユニットのＭＰＵ１に人力される。ＭＰＵＩは焦点検
出動作のためリレーレンズ駆動回路８に駆動信号を出力
し、アクチュエータ９を介してリレーレンズ６を駆動す
る。また、検出された合焦位置に撮影レンズ２を繰出す
ために、ＭＰＵＩはレンズドライバ１４に駆動信号を出
力し、レンズドライバ１４によって撮影レンズ２が合焦
位置まで繰出される。なお、撮影レンズ２の繰出し量は
常にエンコーダ１５によって検出されＭＰＵＩに人力さ
れる。

上記ＢＰＦ１１はＭＰＵＩによって指示される検出周波
数ｆに基づく帯域のフィルタ処理を行う。

また、遅延差動増幅回路１２はイメージセンサ７の１画
素分遅延した信号との差分を増幅するものである。ＭＰ
Ｕ１は、本検出装置全般のコントロールを司ると同時に
コントラスト信号のピーク値検出手段、および、合焦位
置予測手段をも内蔵するものである。上記コントラスト
信号のピーク値とは第２図に示されるように、デフォー
カスＤに対するＭＴＦ特性線におけるピーク点の値であ
って、そのときの合焦点はデフォーカスＤｆで示される
。そして、上記ＭＴＦ特性にはサジタル方向とメリディ
オナル方向のＭＴＦ値の合成値を該当させるものとする
。

焦点を検出しようとする画面内の領域、例えば第３図に
示される画面２０におけるａ、　　ｂ、　　ｃ等のいず
れかの領域は焦点検出領域設定手段である領域設定手段
１７によって選択され、その設定信号はＭＰＵＩに入力
される。ＭＰＵＩにおいてその領域に対応するＭＴＦ特
性値（詳細は後述する）をＭＴＦ特性値記憶手段である
ＲＯＭ１６から読出し、その特性値に基づき合焦位置が
予測される。

次に、ＲＯＭ１６に記憶される上記ＭＴＦ特性値につい
て説明する。各測距領域に対応する上記ＭＴＦ特性値に
はデフォーカス補正値ｈＡとデフォーカス許容幅ｈＢが
あり、まず、デフォーカス補正値ｈＡは、該当領域にお
ける標準被写体のＭＴＦ特性線（第８．９．１０図参照
）から求められるものであって、比較的低い検出周波数
ｆ１でのＭＴＦピーク点（合焦点）のデフォーカスと、
比較的高い検出周波数ｆ２でのＭＴＦピーク点のデフォ
ーカスとのずれ量によって示される。従って、低周波数
ｆ１でのＭＴＦピーク点のデフォーカスに上記補正量を
加算すると、周波数ｆ２でのピーク点、即ち、合焦点が
予測できる。従って、検出周波数ｆ２での焦点検出動作
におけるリレーレンズ６の駆動範囲として上記予測合焦
点に関連した範囲を指定するならば、焦点検出動作を、
より速やかに効果的に行うことが可能となる。更に、予
測合焦点は検出焦合点が適正なものであるかどうかの評
価にも利用できる。

また、上記デフォーカス許容幅ｈＢはＭＴＦ特性の鋭さ
から求められる値であって、比較的高い周波数ｆ２での
検出焦点位置が不適正なものであった場合、周波数ｆ１
．ｆ２における検出合焦点の差の値が定まらないことに
なる。ところが、焦点深度を設定する深度モードにおけ
る絞り設定は上記検出焦点の差の値を用いるので絞り設
定ができない。従って、この場合には上記許容幅ｈＢの
値を上記検出焦点の差の値に代用して絞り設定を行うよ
うにする。

上記ＭＴＦ特性値は上記のように各測距領域に対して登
録される。例えば、第４図に示される画面２１の縦横軸
ｘ、　　ｙを各々５分割して領域ＡＧＯ〜Ａ４４に対し
て、それぞれ特性値データＨＯＯ〜Ｈ４４を該当させる
。そして、上記データＨｘｙは、ＲＯＭ１６に記憶され
るが、そのデータエリア上、上位ビットに前記デフォー
カス補正値ｈＡ１下位ビットに前記デフォーカス許容幅
ｈＢを格納するものとする。

上記ＲＯＭｌ６の容量が小さい場合、あるいは領域分割
数が多い場合に有効な方法として、第５図に示すように
画面２２を４分割し、その１７４の領域を更にＢＯＯ−
ＢＩＩｎに分割する。そして上記各領域８００〜ＢＩＩ
ｎニ対してＭＴＦ特性値Ｈｏｏ′〜Ｈｍｎ’を該当させ
る。画面２２の上記１／４領域外の部分に対しては、撮
影レンズのＭＴＦ特性が光軸中心に対称性を有している
ものとして、特性値Ｈ００′〜Ｉ（ｍｎ’をそれぞれの
対称領域にも該当させるものとする。

以上のように構成された本実施例の焦点検出装置の検出
の動作を第７図のフローチャートによって説明する。

まず、ステップＳｌ、Ｓ２によって深度設定を行う深度
モードか、通常モードかの設定、および、ｄＰ１距位置
の設定を行う。ステップＳ３において、ＲＯＭ１６の該
当領域に対応するＭＴＦ特性値Ｈ１ｊがＭＰＵＩに取込
まれる。そして、ステップＳ４において検出周波数が比
較的低い周波数ｆ１に設定される。そして、ステップＳ
５において上記検出周波数ｆによるコントラスト信号の
ピーク検出が行われる。その検出デフォーカスＰ１の３
点を用い補間法により、ピーク点のデフォーカスＱを演
算して求める（ステップＳ６）。

次に、ステップＳ３で読込んだ測距領域の特性値Ｈ１ｊ
からデフォーカス補正値ｈＡを求める。上記デフォーカ
スＱに対し補正値ｈＡの補正を行い比較的高い周波数ｆ
２に対する合焦点Ｐ２を予測する（ステップＳ７）。次
に、検出周波数ｆを周波数ｆ２に設定して（ステップＳ
８）、コントラスト信号のピーク値の検出点デフォーカ
スＰ２を求める（ステップＳ９）。なお、この検出動作
におけるリレーレンズ６の駆動範囲は上記合焦予測点を
含む限定された範囲を該当させる。ステップＳ９によっ
て求められたデフォーカスＰ２の３点を用い、同じ（補
間法によりピーク点のデフォーカスＰを求める（ステッ
プ５ＩＯ）。

次に、そのデフォーカスＰの値が適正かどうかの判別を
ステップＳ１１で行う。この判別は、まず、補間に用い
た検出点デフォーカスＰ２の３点に関して、検出点での
ＭＴＦ自体の値が充分大きいか、また上記３点に対する
ＭＴＦ値にピーク点を求めるに充分な差があるか、ある
いは、上記デフォーカスＰ２の値はステップＳ７で求め
た予測値のＰ２と大きな差がないか等の基準で判断がな
される。ここで、値が適正でないと判断されるようなな
場合は、被写体が暗くて信号のＳ／Ｎが悪い状態のとき
や被写体の持つ周波数が低いときなどである。前者の場
合は被写体の周波数成分が高いほどＳ／Ｈの低下が精度
に与える影響が大きいこと、後者の場合はもともと被写
体に高周波成分かないことから、周波数ｆ２での検出結
果の信頼性は低く適正でないと判断される。

ステップＳ１１でデフォーカスＰが適正であると判定さ
れた場合、その値を検出合焦点デフォーカスＲ１’に代
入しくステップ５１２）、続いて設定モードか深度モー
ドであるかどうかの判別がなされ、通常モードであれば
、ステップＳ１４において撮影レンズ２を合焦デフォー
カスＲｒまで繰出し、検出合焦処理を終了する。また、
深度モードであった場合、ステップＳ１５にジャンプし
、周波数ｆ１．ｆ２に対するデフォーカスＱとＲｆ’か
らの深度演算により絞りＦ　ｎｏ、を求める。即ち、Ｆ
ｎｏ、　　＞　ｌ　Ｒｆ’　−Ｑ　ｌ　／ｋ　　　・−
（１）となる。ここで、ｋは所定の定数であって、例え
ば０．０３３、あるいは、その他の値をとることもでき
る。そして上記Ｆ　ｎｏ、に基づいて絞りの再設定を行
い（ステップ５１６）、ステップＳ１４に進む。なお、
この場合、撮影レンズ２はデフォーカスＲｆ’とＱの中
間位置に駆動される。

上記ステップＳｌｌにおいて、デフォーカスＰの値が適
正ではなかった場合、ステップＳ１７にジャンプする。

そして、合焦点デフォーカスＲｆに、ステップＳ６で求
めた周波数ｆ１に対するデフォーカスＱを代入する。続
いて、ステップＳ１８において、深度モードに設定され
ているかどうかの判別を行い、深度モードでなければ、
ステップＳ１４に進む。一方深度モードであれば、ステ
ップＳ１９にジャンプし、ステップＳ３で読込まれたＭ
ＴＦ特性値ＨＩｊデータ中のデフォーカス許容幅ｈＢを
用いて深度演算を行い絞りＦ　ｎｏ、を求める。即ち、
前記（１）式のＩＲｆ−Ｑｌの代わりに上記ｈＢを用い
、次式で演算する。

Ｆｎｏ、〉ｈＢ／ｋ　　・・・・・・・・・（２）その
後、ステップＳ１６に処理が進む。

なお、上記ＲＯＭ１６に格納されるデフォーカス許容幅
ｈｎには、標準被写体のＭＴＦ特性上の周波数ｆｉ、ｆ
２に対するピーク位置のデフォーカスのずれ量を用いる
こともでき、また、上記ＭＴＦ特性における周波数ｆ１
に対するサジタルおよびメリディオナル方向のピーク位
置ずれを代用することも可能である。

［発明の効果コ以上、述べたように、本発明の焦点検出装置は、画面の
各領域に対応したＭＴＦ特性値を記憶手段に格納し、比
較的高周波に対する合焦点を指定された領域の特性値に
基づいて予測し、その予測位置によって、より適正な合
焦点を検出できるようにしたものであって、本発明によ
れば、画面周辺での焦点検出動作を行うときにも速やか
に、且つ、精度よく焦点検出を行なうことが可能となり
、従って、広範囲の領域での焦点検出が可能な焦点検出
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す焦点検出装置のブロ
ック構成図、第２図は、上記第１図の焦点検出装置に関して、ＭＴＦ
特性のピーク位置を説明する線図、第３図は、上記第１
図の焦点検出装置に関して、画面上の測距領域指定位置
を示す図、第４図は、上記第１図の焦点検出装置の指定測距領域を
示す画面の平面図、第５図は、上記第４図の指定測距領域の変形例を示す画
面の平面図、第６図は、上記第１図の焦点検出装置のＲＯＭに記憶さ
れるＭＴＦ特性値のテーブルを示す図、第７図は、上記
第１図の焦点検出装置の検出動作のフローチャート、第８図は、画面中央部における標準被写体に対するＭＴ
Ｆ特性線図、第９，１０図は、画面周辺部における標準被写体に対す
るＭＴＦ特性線図である。１・・・・・・・・・ＭＰＵ（コントラスト信号ピーク
値検出手段、合焦位置予測手段）７・・・・・・・・・イメージセンサ（電荷蓄積型光電変換素子）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮影レンズを通して被写体光束を受光し、光電変
換する電荷蓄積型光電変換素子と、この光電変換素子の出力に基づいて特定の検出周波数に
対するコントラスト信号を検出し、これのピーク値を検
出するコントラスト信号ピーク値検出手段と、上記撮影レンズによる撮影領域のうち、複数位置の測距
領域から焦点検出する焦点領域を選択し、設定する焦点
検出領域設定手段と、上記測距領域毎に一つあるいは複数の周波数に対するＭ
ＴＦ特性値を記憶するＭＴＦ特定値記憶手段と、上記焦点検出領域における上記検出周波数のＭＴＦ値の
ピークに対して、上記ＭＴＦ特定値記憶手段によって記
憶された上記検出周波数よりも高周波数に対するＭＴＦ
特性値を用いて補正し、合焦位置を予測する予測手段と
、を具備したことを特徴とする焦点検出装置。