JPH08327893A

JPH08327893A - 自動焦点調節装置

Info

Publication number: JPH08327893A
Application number: JP15671295A
Authority: JP
Inventors: Terutake Kadohara; 輝岳門原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-01
Filing date: 1995-06-01
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】焦点検出光学系を変更することなく、焦点検
出対象の空間周波数の影響を排除し、常に最良像面位置
に基づいた焦点調節を行う。【構成】光電変換手段１０の出力から画面領域内の空
間周波数を検出する空間周波数検出手段ＩＣＣと、光学
系ＬＮＳの複数の空間周波数に対する変調伝達関数特性
を記憶する記憶手段と、検出された空間周波数に応じ
て、検出デフォーカス量に補正を加える補正手段ＰＲＳ
とを設け、いわゆるずれ方式の自動焦点調節装置にエリ
アセンサである光電変換手段を具備し（新たに或は他の
用途に用いられているエリアセンサを兼用して）、焦点
検出対象の空間周波数を検出し、焦点検出視野位置、即
ち像高のみならず該空間周波数を用いて検出デフォーカ
ス量に補正を加えるようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一対の光電変換手段の
出力分布の相対位置から光学系のデフォーカス量を検出
し、前記光学系の焦点調節を行う、カメラ等に用いられ
る自動焦点調節装置の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮影レンズを通過した光束をセン
サ上に再結像させて自動的に焦点調節させるものが数多
く提案、実現されている。これらは大きく二つの方式に
分類され、ぼけ方式とずれ方式などと呼ばれている。現
在、ずれ方式と呼ばれる一対のセンサ上の像信号の相対
的位置ズレを検出する方法が一眼レフカメラ等では一般
的となっている。

【０００３】このずれ方式は撮影レンズによる被写体像
が形成される予定結像面近傍にフィールドレンズを配置
し、その後方に多孔のマスクと２次結像レンズを有する
２次光学系を、更にその後方に複数の光電変換素子列を
配置した構成となっている。そして、上記の構成により
撮影レンズの異なる２つの瞳領域を通過した光束による
２つの被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子列上に再
形成し、この２つの被写体像の相対的位置関係が撮影レ
ンズの合焦状態により変化する事を利用して自動焦点検
出装置が実現されている。

【０００４】更に、この方法による焦点検出結果に対
し、撮影レンズの球面収差を考慮してより精度の高い焦
点調節を行う装置が特開昭５９−２０８５１４号で開示
されている。

【０００５】これは、通常撮影レンズの最良結像面と上
記の様な焦点検出装置の出力結果に起きる不一致を補正
するものである。この不一致は撮影レンズの球面収差に
起因するもので、焦点検出に用いる光束の絞り値と撮影
絞り値が異なる場合は各々のピント位置に差が生じる。

【０００６】そこで上記公報では、撮影レンズ球面収差
に基づく固有の補正値で焦点検出結果を補正する事でそ
の差を排除する制御を行っている。

【０００７】ところで、撮影レンズの最良像面位置は本
来被写体の空間周波数によって変化するものである。

【０００８】ここに着目し、上記公報の様に焦点検出装
置と撮影レンズ球面収差に基づいた一通りの補正方法で
は必ずしも最適なピント位置が充分得られないとし、焦
点検出光学系を刷新する提案が特開平４−７０６１５号
で開示されている。

【０００９】これは二次光学系をペンタプリズムの後方
に配置し、ピント板なる光拡散手段を通して被写体像を
受容するように構成することで、撮影レンズの射出瞳上
における焦点検出光束の通過領域を大きくとりつつ、撮
影レンズの合焦状態による光電変換素子上の光量分布の
変化量を小さくし、被写体の空間周波数に応じた撮影レ
ンズの最良結像位置を検出可能としている。

【００１０】一方、被写体像信号のコントラストのピー
クを検出して焦点検出していくボケ方式においては、変
調伝達関数（ＭＴＦ；Modulation Transfer Function）
なるレンズの特性評価が一般的である事でも分かるよう
に、被写体空間周波数の影響は大きい。そこで、特開平
３−１８２７１０号では、特に焦点検出領域を撮影画面
中央以外にした場合についての補正方法が開示されてい
る。

【００１１】他方、距離画像や被写体認識を目的として
カメラ内にエリアセンサを搭載し、撮影画面全体を撮像
する提案も多くされている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】比較的広い焦点外れ範
囲の検出が可能であり、広角から望遠に至るまでも比較
的良好な焦点検出が可能な従来のずれ方式においても、
被写体の空間周波数の影響はなるべく排除するべきであ
る。

【００１３】しかし、そのために大幅な光学配置を変更
するのは得策ではなく、最小限の変更あるいは付加機能
の有効活用が望ましい。

【００１４】（発明の目的）本発明の目的は、焦点検出
光学系を変更することなく、焦点検出対象の空間周波数
の影響を排除し、常に最良像面位置に基づいた焦点調節
を行うことのできる自動焦点調節装置を提供することで
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、光電変換手段の出力から画面領域内の空
間周波数を検出する空間周波数検出手段と、光学系の複
数の空間周波数に対する変調伝達関数特性を記憶する記
憶手段と、検出された空間周波数に応じて、検出デフォ
ーカス量に補正を加える補正手段とを設け、いわゆるず
れ方式の自動焦点調節装置にエリアセンサである光電変
換手段を具備し（新たに或は他の用途に用いられている
エリアセンサを兼用して）、焦点検出対象の空間周波数
を検出し、焦点検出視野位置、即ち像高のみならず該空
間周波数を用いて検出デフォーカス量に補正を加えるよ
うにしている。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施例に係る焦点検出装
置及び測光装置を備えた一眼レフレックスカメラの光学
系の配置を示す図である。

【００１８】図１において、ＬＮＳはズーム撮影レン
ズ、ＱＲＭはクイックリターンミラー、ＦＳＣＲＮは焦
点板、ＰＰはペンタプリズム、ＡＥＬは測光レンズ、Ｓ
ＰＣは測光センサ、ＥＰＬは接眼レンズ、ＦＰＬＮはフ
ィルム面、ＳＭはサブミラー、ＭＳＫは視野マスク、Ｉ
ＣＦは赤外カットフィルタ、ＦＬＤＬはフィールドレン
ズ、ＲＭ１，ＲＭ２は第１，第２の反射ミラー、ＳＨＭ
ＳＫは遮光マスク、ＤＰは絞り、ＡＦＬは二次結像レン
ズ、ＡＦＰは反射面ＡＦＰ−１と射出面ＡＦＰ−２を有
するプリズム部材、ＳＮＳはセンサである。

【００１９】前記プリズム部材ＡＦＰは、アルミニウム
等の金属反射膜を蒸着した反射面ＡＦＰ−１を有し、二
次結像レンズＡＦＬからの光束を反射して、射出面ＡＦ
Ｐ−２に偏光する作用を有している。

【００２０】図２は上記焦点検出装置の概略構成を示す
図である。

【００２１】図２において、ＭＳＫは視野マスクであ
り、中央に十字形の開口部ＭＳＫ−１、左右両側に開口
部ＭＳＫ−２，ＭＳＫ−３を有している。ＦＬＤＬはフ
ィールドレンズであり、視野マスクの３つの開口部ＭＳ
Ｋ−１，ＭＳＫ−２，ＭＳＫ−３に対応して、３つの部
分ＦＬＤＬ−１，ＦＬＤＬ−２，ＦＬＤＬ−３から成っ
ている。ＤＰは絞りであり、中心部には上下左右に一対
ずつ計４つの開口ＤＰ−１ａ，ＤＰ−１ｂ，ＤＰ−４
ｃ，ＤＰ−４ｄを、また左右の周辺部分には一対２つの
開口ＤＰ−２ａ，ＤＰ−２ｂ及びＤＰ−３ａ，ＤＰ−３
ｂがそれぞれ設けられている。

【００２２】前記フィールドレンズＦＬＤＬの各領域Ｆ
ＬＤＬ−１，ＦＬＤＬ−２，ＦＬＤＬ−３はそれぞれこ
れらの開口対ＤＰ−１，ＤＰ−２，ＤＰ−３を不図示の
対物レンズの射出瞳付近に結像する作用を有している。
即ち、ＦＬＤＬ−１は開口ＤＰ−１を、ＦＬＤＬ−２は
開口ＤＰ−２を、ＦＬＤＬ−３は開口ＤＰ−３を、ＦＬ
ＤＬ−４は開口ＤＰ−４を、それぞれ結像している。

【００２３】ＡＦＬは４対計８つのレンズＡＦＬ−１
ａ，ＡＦＬ−１ｂ、ＡＦＬ−４ａ，ＡＦＬ−４ｂ、ＡＦ
Ｌ−２ａ，ＡＦＬ−２ｂ、ＡＦＬ−３ａ，ＡＦＬ−３ｂ
から成る二次結像レンズであり、絞りＤＰの各開口に対
応して、その後方に配置されている。ＳＮＳは４対計８
つのセンサ列ＳＮＳ−１ａ，ＳＮＳ−１ｂ、ＳＮＳ−４
ａ，ＳＮＳ−４ｂ、ＳＮＳ−２ａ，ＳＮＳ−２ｂ、ＳＮ
Ｓ−３ａ，ＳＮＳ−３ｂから成る（ライン）センサであ
り、各二次結像レンズＡＦＬに対応してその像を受光す
るように配置されている。撮影画面内では、センサ列Ｓ
ＮＳ−１ａ，ＳＮＳ−１ｂ、ＳＮＳ−４ａ，ＳＮＳ−４
ｂが中央の検出領域に、センサ列ＳＮＳ−２ａ，ＳＮＳ
−２ｂ、ＳＮＳ−３ａ，ＳＮＳ−３ｂが左右の検出領域
に対応した配置となっている。

【００２４】この図２に示す焦点検出系では、撮影レン
ズの焦点がフィルム面より前方にある場合、各センサ列
対上に形成される被写体像は互いに近づいた状態にな
り、焦点が後方にある場合には、被写体像は互いに離れ
た状態になる。この被写体像の相対位置変位量は撮影レ
ンズの焦点外れ量と特定の関数関係にあるため、各セン
サ列対でそのセンサ出力に対してそれぞれ適当な演算を
施せば、撮影レンズの焦点外れ量、いわゆるデフォーカ
ス量を検出する事が出来る。

【００２５】図３は撮影画面の空間周波数を求めるため
の各構成要素の光学的配置図である。

【００２６】図３において、１は撮影レンズ、８はフィ
ールドレンズ、９は二次結像レンズ、１０はエリアセン
サである。

【００２７】前記エリアセンサ１０の２つの撮像画面１
０ａ，１０ｂ上には各々撮影レンズ１のお互いに異なる
瞳位置からの光束が導かれ、フィールドレンズ８，二次
結像レンズ９により定まる結像倍率で再結像される。エ
リアセンサ１０は撮影レンズ１に対して撮影フィルム面
と光学的に等価な位置にあり、撮像画面１０ａ，１０ｂ
は各々撮影画面に等しい視野を有している。

【００２８】図４は、図３に示した検出光学系を図１に
示した様なカメラに適用した場合のレイアウトを示した
ものである。

【００２９】図４において、６はクイックリターンミラ
ー、１８はペンタプリズム、１９は分割プリズム、２０
は反射ミラーであり、他は図３と同様である。

【００３０】図５は、図４のレイアウトをカメラ上部方
向より見た図である。

【００３１】以上の様な構成で所定の視差を持った撮像
画面１０ａ，１０ｂから撮影画面の各領域毎の距離画像
や空間周波数が得られる。なお、本方式については、特
願平５−２７８４３３号等で詳細に開示されている。

【００３２】撮影画面の空間周波数を求める為の手段は
これ以外にも各種方法があり得る。例えば、ＣＣＤを撮
像デバイスとするカメラの場合には、このＣＣＤそのも
のの出力を用いてもよい。

【００３３】図６は上記の如き装置を備えたカメラの具
体的な構成の一例を示すブロック図である。

【００３４】図６において、ＰＲＳはカメラの制御回路
で、例えば内部にＣＰＵ（中央処理装置），ＲＯＭ，Ｒ
ＡＭ，Ａ／Ｄ変換機能を有する１チップのマイクロコン
ピュータである。この制御回路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，フィルムの巻上げ・巻
戻し等のカメラの一連の動作を行っている。そのため
に、該制御回路ＰＲＳは通信用信号ＳＯ，ＳＩ，ＳＣＬ
Ｋ、通信選択信号ＣＬＣＭ，ＣＳＤＲ，ＣＤＤＲ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。

【００３５】ＳＯは前記制御回路ＰＲＳから出力される
データ信号、ＳＩは前記制御回路ＰＲＳに入力されるデ
ータ信号、ＳＣＬＫは前記信号ＳＯ，ＳＩの同期クロッ
クである。

【００３６】ＬＣＭはレンズ通信バッファ回路であり、
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、制御回路ＰＲＳからの選択信号Ｃ
ＬＣＭ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
ズ間の通信バッファとなる。

【００３７】前記制御回路ＰＲＳが通信選択信号ＣＬＣ
Ｍを“Ｈ”にして同期クロックＳＣＬＫに同期して所定
のデータを信号ＳＯとして送出すると、レンズ通信回路
ＬＣＭはカメラ・レンズ間通信接点を介して、ＳＣＬ
Ｋ，ＳＯの各々のバッファ信号ＬＣＫ，ＤＣＬをレンズ
へ出力する。それと同時にレンズからの信号ＤＬＣのバ
ッファ信号をＳＩに出力し、制御回路ＰＲＳはＳＣＬＫ
に同期してＳＩからレンズのデータを入力する。

【００３８】ＤＤＲは各種スイッチＳＷＳの検知及び表
示用回路であり、信号ＣＤＤＲが“Ｈ”の時に選択され
て、ＳＯ，ＳＩ，ＳＣＬＫを用いて制御回路ＰＲＳによ
って制御される。即ち、制御回路ＰＲＳ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
通信によって制御回路ＰＲＳに報知する。ＯＬＣはカメ
ラ上部に位置する外部液晶表示装置であり、ＩＬＣはフ
ァインダ内部液晶表示装置である。

【００３９】ＳＷ１，ＳＷ２は不図示のレリーズボタン
に連動したスイッチで、レリーズボタンの第１段階の押
下によりスイッチＳＷ１がオンし、引き続いて第２段階
の押下でスイッチＳＷ２がオンする。制御回路ＰＲＳは
前記スイッチＳＷ１のオンで測光，自動焦点調節を行
い、スイッチＳＷ２のオンをトリガとして露出制御とそ
の後のフィルムの巻上げを行う。

【００４０】なお、前記スイッチＳＷ２はマイクロコン
ピュータである制御回路ＰＲＳの「割り込み入力端子」
に接続され、前記スイッチＳＷ１のオン時のプログラム
実行中でも該スイッチＳＷ２のオンによつて割り込みが
かかり、直ちに所定の割り込みプログラムへ制御を移す
ことができる構成となっている。

【００４１】ＭＴＲ１はフィルム給送用、ＭＴＲ２はミ
ラーアップ・ダウン及びシャッタばねチャージ用のモー
タであり、各々の駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２により正
転、逆転の制御が行われる。制御回路ＰＲＳから各駆動
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。

【００４２】ＭＧ１，ＭＧ２は各々シャッタ先幕・後幕
走行開始用マグネットで、信号ＳＭＧ１，ＳＭＮ２、増
幅トランジスタＴＲ１，ＴＲ２で通電され、制御回路Ｐ
ＲＳによりシャッタ制御が行われる。

【００４３】なお、モータ駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２
の制御やシャッタ制御は、本発明と直接関わりがないの
で、詳しい説明は省略する。

【００４４】レンズ内制御回路ＬＰＲＳにＬＣＫに同期
して入力される信号ＤＣＬは、カメラからレンズＬＮＳ
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、絞りの駆動状態等）や
各種パラメータ（開放Ｆナンバ、焦点距離、デフォーカ
ス量対焦点調節光学系の移動量の係数等）の出力を行
う。

【００４５】この実施例では、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
学系の移動量は該光学系に連動して回動するパルス板の
パターンをフォトカプラにて検出し、移動量に応じた数
のパルスを出力するエンコーダ回路ＥＮＣＦのパルス信
号ＳＥＮＣＦでモニタし、レンズ内制御回路ＬＰＲＳ内
のカウンタで係数しており、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”にして前記モータＬＭＴＲを制御する。

【００４６】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、カメラの制御回路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。

【００４７】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ッピングモータＤＭＴＲを駆動す
る。なお、ステッピングモータＤＭＴＲ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。

【００４８】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は該エンコ
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、カメラ側の制御回路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。

【００４９】ＳＰＣは撮影レンズを介した被写体からの
光を受光する露出制御用の測光センサであり、その出力
ＳＳＰＣは制御回路ＰＲＳのアナログ入力端子に入力さ
れ、Ａ／Ｄ変換後所定のプログラムに従って、自動露出
制御に用いられる。

【００５０】ＩＣＣはＣＣＤ等から構成される空間周波
数検出用エリアセンサ及びその駆動回路であり、信号Ｃ
ＩＣＣが“Ｈ”のとき選択されて、信号ＳＯ，ＳＩ，Ｓ
ＣＬＫを用いて制御回路ＰＲＳにて制御される。

【００５１】φＶ，φＨ，φＲはエリアセンサ出力の読
出し，リセット信号であり、制御回路ＰＲＳからの信号
に基づいて前記ＩＣＣ内の駆動回路によりセンサ制御信
号が生成される。センサ出力はセンサ部からの読出し後
に増幅され、出力信号ＩＭＡＧＥとして制御回路ＰＲＳ
のアナログ入力端子に入力され、制御回路ＰＲＳは同信
号をＡ／Ｄ変換後、そのディジタル値をＲＡＭ上の所定
のアドレスへ順次格納していく。

【００５２】制御回路ＰＲＳはこの出力値から距離画像
を求めたり、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）等で撮影画面
内の空間周波数を求めていく。

【００５３】ＳＤＲもＣＣＤ等から構成される焦点検出
用のセンサＳＮＳの駆動回路であり、信号ＣＳＤＲが
“Ｈ”のとき選択されて、信号ＳＯ，ＳＩ，ＳＣＬＫを
用いて制御回路ＰＲＳにて制御される。

【００５４】前記センサ駆動回路ＳＤＲからセンサＳＮ
Ｓへ与える信号φＳＥＬ０，φＳＥＬ１は制御回路ＰＲ
Ｓからの信号ＳＥＬ０，ＳＥＬ１そのもので、φＳＥＬ
０＝“Ｌ”，φＳＥＬ１＝“Ｌ”のときセンサ列ＳＮＳ
−１（ＳＮＳ−１ａ，ＳＮＳ−１ｂ）を、φＳＥＬ０＝
“Ｈ”φＳＥＬ１＝“Ｌ”のときセンサ列ＳＮＳ−４
（ＳＮＳ−４ａ，ＳＮＳ−４ｂ）を、φＳＥＬ０＝
“Ｌ”、φＳＥＬ１＝“Ｈ”のときセンサ列ＳＮＳ−２
（ＳＮＳ−２ａ，ＳＮＳ−２ｂ）を、φＳＥＬ０＝
“Ｈ”、φＳＥＬ１＝“Ｈ”のときセンサ列ＳＮＳ−３
（ＳＮＳ−３ａ，ＳＮＳ−３ｂ）をそれぞれ選択する信
号である。

【００５５】蓄積終了後に、信号ＳＬＥ０，ＳＥＬ１を
適当に設定して、それからクロックφＳＨ、φＨＲＳを
送ることにより、信号ＳＥＬ０，ＳＥＬ１（φＳＥＬ
０，φＳＥＬ１）で選択されたセンサ列の像信号が出力
VOUTから順次シリアルに出力される。

【００５６】ＶＰ１，ＶＰ２，ＶＰ３，ＶＰ４はそれぞ
れ各センサ列ＳＮＳ−１（ＳＮＳ−１ａ，ＳＮＳ−１
ｂ）、ＳＮＳ−２（ＳＮＳ−２ａ，ＳＮＳ−２ｂ）、Ｓ
ＮＳ−３（ＳＮＳ−３ａ，ＳＮＳ−３ｂ）、ＳＮＳ−４
（ＳＮＳ−４ａ，ＳＮＳ−４ｂ）の近傍に配置された被
写体輝度モニタ用センサからのモニタ信号で、蓄積開始
とともにその電圧が上昇し、これにより各センサ列の蓄
積制御が行われる。

【００５７】信号φＲＥＳ，φＶＲＳはセンサのリセッ
ト用クロック、φＨＲＳ，φＳＨは像信号の読出し用ク
ロック、φＴ１，φＴ２，φＴ３，φＴ４はそれぞれ各
センサ列対の蓄積を終了させるためのクロックである。

【００５８】前記センサ駆動回路ＳＤＲの出力VIDEO
は、ラインセンサＳＮＳからの像信号VOUTと暗電流出力
の差をとった後、被写体の輝度によって決定されるゲイ
ンで増幅された像信号である。上記暗電流出力とは、セ
ンサ列中の遮光された画素の出力値であり、センサ駆動
回路ＳＤＲは制御回路ＰＲＳからの信号ＤＳＨによって
コンデンサにその出力を保持し、これと像信号との差動
増幅を行う。出力VIDEOは制御回路ＰＲＳのアナログ入
力端子に入力されており、制御回路ＰＲＳは同信号をＡ
／Ｄ変換後、そのデジタル値をＲＡＭ上の所定のアドレ
スへ順次格納してゆく。

【００５９】信号／TINTE １，／TINTE ２，／TINTE
３，／TINTE ４は、それぞれセンサ列ＳＮＳ−１（ＳＮ
Ｓ−１ａ，ＳＮＳ−１ｂ）、ＳＮＳ−２（ＳＮＳ−２
ａ，ＳＮＳ−２ｂ）、ＳＮＳ−３（ＳＮＳ−３ａ，ＳＮ
Ｓ−３ｂ）、ＳＮＳ−４（ＳＮＳ−４ａ，ＳＮＳ−４
ｂ）に蓄積された電荷が適正となり、蓄積が終了したこ
とを表す信号で、制御回路ＰＲＳはこれを受けて像信号
の読出しを実行する。

【００６０】信号BTIME はセンサ駆動回路ＳＤＲ内の像
信号増幅アンプの読出しゲイン決定のタイミングを与え
る信号で、通常上記センサ駆動回路ＳＤＲはこの信号が
“Ｈ”となった時点でのモニタ信号ＶＰ１〜ＶＰ４の電
圧から、対応するセンサ列の読出しゲインを決定する。
具体的には、予め制御回路ＰＲＳからＳＣＬＫ，ＳＯを
用いて送られたゲイン決定用データに基づいて生成され
た比較レベルと、信号BTIME のタイミングにおけるモニ
タ信号ＶＰ１〜ＶＰ４のレベルとの上下関係より決定さ
れる。

【００６１】ＣＫ１，ＣＫ２は上記クロックφＲＥＳ，
φＶＲＳ，φＨＲＳ，φＳＨを生成するために制御回路
ＰＲＳからセンサ駆動回路ＳＤＲへ与えられる基準クロ
ックである。

【００６２】制御回路ＰＲＳが通信選択信号ＣＳＤＲを
“Ｈ”として所定の「蓄積開始コマンド」をセンサ駆動
回路ＳＤＲに送出することによって、センサＳＮＳの蓄
積動作が開始される。

【００６３】これにより、４つのセンサ列対で各センサ
上に形成された被写体像の光電変換が行われ、センサＳ
ＮＳの光電変換素子部には電荷が蓄積される。同時に各
センサの輝度モニタ用センサの信号ＶＰ１〜ＶＰ４が上
昇していき、この電圧が所定レベルに達すると、センサ
駆動回路ＳＤＲは前記信号／TINTE １〜／TINTE ４がそ
れぞれ独立に“Ｌ”となる。

【００６４】制御回路ＰＲＳはこれを受けてクロックＣ
Ｋ２に所定の波形を出力する。センサ駆動回路ＳＤＲは
基準クロックＣＫ２に基づいてクロックφＳＨ，φＨＲ
Ｓを生成してセンサＳＮＳに与え、このセンサＳＮＳは
前記クロックによって像信号を出力し、制御回路ＰＲＳ
は自ら出力しているＣＫ２に同期して内部のＡ／Ｄ変換
機能でアナログ入力端子に入力されている出力VIDEO を
Ａ／Ｄ変換後、ディジタル信号としてＲＡＭの所定アド
レスへ順次格納し、所定の焦点検出演算を行い、撮影レ
ンズのデフォーカス量を求める。

【００６５】なお、センサ駆動回路ＳＤＲ，センサＳＮ
Ｓの動作については２対のセンサ列を有する焦点検出装
置として特開平２−６４５１７号等で開示されているの
で、ここでの詳細な説明は省略する。

【００６６】図７と図８は、本実施例におけるズームレ
ンズのある焦点距離におけるＭＴＦ（縦軸はコントラス
ト、横軸はピント位置）特性図であり（実線はサジッタ
ル、点線はメリジジオナル）、図７は空間周波数１５本
／ｍｍ、図８が４０本／ｍｍで、各々（Ａ）は光軸上、
（Ｂ）が像高１０ｍｍ（左右の焦点検出視野位置に相
当）のデータである。なお、撮影レンズ１の複数の空間
周波数に対する該ＭＴＦ特性は、レンズ内制御回路ＬＰ
ＲＳ内のＲＯＭに記憶されている。

【００６７】各図での横軸０、即ち光学的な合焦位置に
対してそれぞれ最大コントラストとなるピント位置は固
有の値を示しており、像高及び空間周波数に応じて最適
なピント位置が異なることがわかる。

【００６８】補正値としては仮に焦点検出結果が常に光
学的０位置を示すとすると、光軸上の焦点検出視野（Ｍ
ＳＫ−１、即ちＳＮＳ−１及びＳＮＳ−４の領域）では
検出周波数（ＭＭ［本／ｍｍ］）に対してαＭＭ１、周
辺視野（ＭＳＫ−２，ＭＳＫ−３、即ちＳＮＳ−２とＳ
ＮＳ−３の領域）ではαＭＭ２となる。ここでαＭＭ２
に関しては、サジッタルとメリジオナルの各最適値であ
る。αＭＭ２ＳとαＭＭ２Ｍの中間値をもって補正値α
ＭＭ２としている。

【００６９】以上のようにして、制御回路ＰＲＳはエリ
アセンサ１０上に形成された被写体像の空間周波数情報
からの最適補正値を得、焦点検出演算結果に対し補正を
行って撮影レンズの駆動を行う。

【００７０】次いで、上記構成によるカメラの自動焦点
調節装置について、以下のフローチャートに従って説明
を行う。

【００７１】図９はごく大まかなカメラ全体のシーケン
スのフローチャートである。

【００７２】図６に示した回路に給電が開始されると、
制御回路ＰＲＳは図９のステップ（０００）を経て、ス
テップ（００１）から実行を開始していく。ステップ
（００１）においては、レリーズボタンの第１段階押下
によりオンするスイッチＳＷ１の状態検知を行い、オフ
ならばステップ（００２）へ移行し、全てのフラグと変
数を初期化する。そしてスイッチＳＷ１が再びオンされ
るのをステップ（００１）にて検知する。

【００７３】一方、ステップ（００１）において、スイ
ッチＳＷ１がオンであればステップ（００３）へ移行
し、カメラの動作を開始する。

【００７４】ステップ（００３）においては、測光や各
種スイッチ類の状態検知，表示等の「ＡＥ制御」サブル
ーチンを実行する。このサブルーチン「ＡＥ制御」が終
了すると、次いでステップ（００４）へ移行する。

【００７５】ステップ（００４）においては、「ＡＦ制
御」サブルーチンを実行する。ここではセンサの蓄積，
焦点検出演算，距離画像や空間周波数の検出演算，レン
ズ駆動の自動焦点調節動作等を行う。このサブルーチン
「ＡＦ制御」が終了すると再びステップ（００１）へ戻
り、スイッチＳＷ１がオフするまでステップ（００
３），（００４）を繰り返し実行していく。

【００７６】図１０は、前記ステップ（００４）におい
て実行される「ＡＦ制御」サブルーチンのフローチャー
トである。

【００７７】「ＡＦ制御」サブルーチンがコールされる
と、ステップ（０１０）を経て、ステップ（０１１）以
降のＡＦ制御を実行していく。

【００７８】まず、ステップ（０１１）において、「焦
点検出」サブルーチンを実行する。ここでは焦点検出動
作のための各センサへの像信号の蓄積，読み出しから焦
点検出演算を行い、各検出領域でのデフォーカス量を求
める。

【００７９】続くステップ（０１２）においては、距離
画像と空間周波数の検出を行う「距離検出」サブルーチ
ンを行う。距離画像は次のステップでの焦点検出領域の
選択に用い、各領域での空間周波数特性もここで検出す
る。

【００８０】次のステップ（０１３）においては、現在
の検出領域の中からどの領域を用いるかを選択する「領
域選択」サブルーチンを実行する。本実施例では距離画
像により主被写体領域を判別し、そこに含まれる領域を
主検出領域としている。

【００８１】ステップ（０１４）においては、「レンズ
駆動」サブルーチンを実行する。ここでは上記ステップ
（０１１）で検出されたデフォーカス量のうち、上記ス
テップ（０１３）にて選択された領域のデフォーカス量
に上記ステップ（０１２）で検出した空間周波数に基づ
いた補正値での補正を行い、その結果に基づいてレンズ
駆動を行う。「レンズ駆動」サブルーチンは図１１にそ
のフローを示している。

【００８２】レンズ駆動完了後はステップ（０１５）よ
り「ＡＦ制御」サブルーチンをリターンする。

【００８３】図１１は、上記ステップ（０１５）におい
て実行される「レンズ駆動」サブルーチンのフローチャ
ートである。

【００８４】このサブルーチンが実行されると、ステッ
プ（１０１）において、レンズＬＮＳと通信して、２つ
のデータ「Ｓ」，「ＰＴＨ」を入力する。

【００８５】ここで、レンズ係数「Ｓ」は撮影レンズの
「焦点調節光学系の移動量対像面移動量の係数」であ
る。即ち、撮影レンズの焦点調節光学系を光軸方向に単
位長さ移動させたときの撮影レンズの像面移動量を表
す。例えば、全体繰り出しタイプの単レンズの場合に
は、撮影レンズ全体が焦点調節光学系に相当するから焦
点調節光学系の移動はそのまま撮影レンズの像面移動と
なる訳であるから「Ｓ＝１」であり、ズームレンズの場
合にはズーム光学系の位置によって「Ｓ」は変化する。

【００８６】一方、「ＰＴＨ」は焦点調節光学系ＬＮＳ
の光軸方向の移動に連動したエンコーダＥＮＣＦの出力
１パルス当りの同光学系の移動量である。

【００８７】続くステップ（１０２）においては、選択
された焦点検出領域での検出空間周波数ＭＭ［本／ｍ
ｍ］における補正値「αＭＭｘ」（ｘ＝１或は２）を入
力する。この補正値「αＭＭｘ」は焦点調節すべきデフ
ォーカス量と同じ単位（例えば［μｍ］）で表現してい
る。

【００８８】ところで、焦点調節すべきデフォーカス量
ＤＥＦ，上記Ｓ，ＰＴＨ及びαにより焦点調節光学系の
移動量をエンコーダの出力パルス数に換算した値、いわ
ゆるレンズ駆動量ＦＰは次式で与えられることになる。

【００８９】ＦＰ＝〔（ＤＥＦ＋α）・Ｓ〕／ＰＴＨ次のステップ（１０３）は上式をそのまま実行してい
る。

【００９０】ステップ（１０４）においては、上記ステ
ップ（１０３）で求めたレンズ駆動量ＦＰをレンズに送
出して焦点調節光学系の駆動を命令する。

【００９１】次のステップ（１０５）においては、レン
ズＬＮＳと通信して上記ステップ（１０４）で命令した
レンズ駆動量ＦＰの駆動が終了したか否かを検知し、駆
動が終了するとステップ（１０６）へ移行して「レンズ
駆動」サブルーチンをリターンする。

【００９２】本実施例によれば、基本性能の良さや使い
易さはそのままに、更に精度を高めることを優先する為
に、従来のずれ方式の焦点検出装置にエリアセンサを搭
載し、被写体の空間周波数をも検出可能とすることで、
焦点検出位置即ち像高のみならず検出した空間周波数に
も応じた補正を焦点検出結果に行う事で、常に最良像面
位置を求めることが可能となる。

【００９３】したがって、比較的広い焦点外れ範囲の検
出が可能であり、広角から望遠に至るまでも比較的良好
な焦点検出が可能な従来のずれ方式においても、被写体
の空間周波数の影響をも的確に解除可能となり、更に使
い易く、信頼性の高い装置を提供可能となる。

【００９４】（変形例）以上説明してきた実施例では、
周辺視野に対する補正値をサジッタルとメリジオナルの
中間値に簡略化したが、検出結果として明確になれば、
それぞれ最適な値で補正することはより厳密な焦点調節
を可能とする有効な方法である。特に焦点深度の浅い、
明るいレンズの開放側撮影時には有効となる。

【００９５】また、焦点検出領域が本実施例の様にセン
サでなくエリアセンサであっても良く、特に本実施例に
よりも像高が大きい領域での焦点検出には有効となる。

【００９６】本実施例によれば、比較的広い焦点外れ範
囲の検出が可能で、しかも広角から望遠に至るまでも比
較的良好な焦点検出が可能な従来のずれ方式において
も、被写体の空間周波数の影響をも的確に排除可能とな
り、更に使いやすく信頼性の高い焦点調節装置の提供が
可能となる。

【００９７】また、本発明は、一眼レフカメラに適用し
た場合を想定しているが、レンズシャッタカメラ等のカ
メラに適用可能であり、更にはその他の光学装置（双眼
鏡等）においても適用できるものである。

【００９８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光電変換手段の出力から画面領域内の空間周波数を検出
する空間周波数検出手段と、光学系の複数の空間周波数
に対する変調伝達関数特性を記憶する記憶手段と、検出
された空間周波数に応じて、検出デフォーカス量に補正
を加える補正手段とを設け、いわゆるずれ方式の自動焦
点調節装置にエリアセンサである光電変換手段を具備し
（新たに或は他の用途に用いられているエリアセンサを
兼用して）、焦点検出対象の空間周波数を検出し、焦点
検出視野位置、即ち像高のみならず該空間周波数を用い
て検出デフォーカス量に補正を加えるようにしている。

【００９９】よって、焦点検出光学系を変更することな
く、焦点検出対象の空間周波数の影響を排除でき、常に
最良像面位置に基づいた焦点調節を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る焦点検出装置及び測光
装置を備えた一眼レフレックスカメラの光学系の配置を
示す図である。

【図２】本発明の一実施例に係る焦点検出装置の概略構
成を示す斜視図である。

【図３】本発明の一実施例に係わる空間周波数検出装置
の概略構成を示す斜視図である。

【図４】図３の空間周波数検出装置を図１のカメラに搭
載した際の構成を示す斜視図である。

【図５】同じく図３の空間周波数検出装置を図１のカメ
ラに搭載した際の構成を示す斜視図である。

【図６】図１の一眼レフカメラの電気的構成を示すブロ
ック図である。

【図７】本発明の一実施例に係わるレンズのＭＦＴ特性
を示す図である。

【図８】同じく本発明の一実施例に係わるレンズのＭＦ
Ｔ特性を示す図である。

【図９】図１の一眼レフカメラの大まかな動作を示すフ
ローチャートである。

【図１０】図９のステップ（００３）における「ＡＥ制
御」の動作を示すフローチャートである。

【図１１】図９のステップ（００４）における「ＡＦ制
御」の動作を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１０エリアセンサＰＲＳ制御回路ＩＣＣ空間周波数検出用センサ及び駆動回路ＳＮＳセンサＳＤＲセンサ駆動回路ＬＮＳレンズＬＰＲＳレンズ内制御回路ＥＮＣＦ焦点調節用レンズの移動量検出エンコーダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系を通過した焦点検出対象からの光
束を受光する複数の光電変換手段と、一対の光電変換手
段の出力分布の相対位置から前記光学系のデフォーカス
量を検出する焦点検出手段と、入力されるデフォーカス
量に基づいて前記光学系中の焦点調節光学系を駆動して
焦点調節を行う駆動手段とを備えた自動焦点調節装置に
おいて、光電変換手段の出力から画面領域内の空間周波数を検出
する空間周波数検出手段と、前記光学系の複数の空間周
波数に対する変調伝達関数特性を記憶する記憶手段と、
検出された空間周波数に応じて、検出デフォーカス量に
補正を加える補正手段とを設けたことを特徴とする自動
焦点調節装置。
【請求項２】前記光電変換手段にて画面領域内に形成
される複数の焦点検出領域から主たる焦点検出対象領域
を選択する検出領域選択手段を具備し、前記補正手段
は、検出領域選択手段にて選択された領域で検出された
空間周波数に応じて、検出デフォーカス量に補正を加え
る手段であることを特徴とする請求項１記載の自動焦点
調節装置。
【請求項３】撮影レンズを通過した被写体からの光束
を受光する複数の光電変換手段と、一対の光電変換手段
の出力分布の相対位置から前記撮影レンズのデフォーカ
ス量を検出する焦点検出手段と、入力されるデフォーカ
ス量に基づいて前記撮影レンズの焦点調節用レンズを駆
動して焦点調節を行う駆動手段とを備えた自動焦点調節
装置において、光電変換手段の出力から撮影領域内の空間周波数を検出
する空間周波数検出手段と、前記撮影レンズの複数の空
間周波数に対する変調伝達関数特性を記憶する記憶手段
と、検出された空間周波数に応じて、検出デフォーカス
量に補正を加える補正手段とを設けたことを特徴とする
自動焦点調節装置。
【請求項４】前記光電変換手段にて撮影領域内に形成
される複数の焦点検出領域から主被写体領域を選択する
検出領域選択手段を具備し、前記補正手段は、検出領域
選択手段にて選択された領域で検出された空間周波数に
応じて、検出デフォーカス量に補正を加える手段である
ことを特徴とする請求項３記載の自動焦点調節装置。
【請求項５】前記変調伝達関数特性を記憶した記憶手
段は、前記撮影レンズ側に備わっていることを特徴とす
る請求項３記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】前記光電変換手段として、焦点検出用と
空間周波数検出用とがそれぞれ具備されており、焦点検
出用の前記光電変換手段はラインセンサであり、空間周
波数検出用の前記光電変換手段はエリアセンサであるこ
とを特徴とする請求項１又は３記載の自動焦点調節装
置。
【請求項７】前記光電変換手段はエリアセンサであ
り、焦点検出用と撮影領域内の空間周波数検出用の光電
変換手段として兼用されることを特徴とする請求項１又
は３記載の自動焦点調節装置。
【請求項８】前記光電変換手段は、カメラの撮像手段
であることを特徴とする請求項３記載の自動焦点調節装
置。