JPH1010420A - 焦点検出装置およびその調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、位相差検出方式の焦点検出装置と
その調整方法とに関し、視野マスクケラレなどの弊害を
適正に排除することを目的とする。 【解決手段】 視野マスク１と、視野マスク１の通過光
束を分割して結像するセパレータ光学系２と、セパレー
タ光学系２による一組の光像を光電変換するイメージセ
ンサ３と、受光域記憶手段４と、受光域記憶手段４に書
き込まれた受光域の情報に従って、イメージセンサ３の
光電出力をマスクするマスク手段５と、マスク手段５に
よりマスクされた光電出力からデフォーカス量を算出す
る焦点算出手段６とを備えて焦点検出装置を構成し、そ
の受光域記憶手段４に「一様な照明を視野マスク１およ
びセパレータ光学系２を介してイメージセンサ３に照射
したときにケラレを生じない受光域」を書き込む調整方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位相差検出方式の
焦点検出装置と、その焦点検出装置の受光域を適宜に設
定する調整方法とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カメラにおける焦点検出装置とし
て、位相差検出方式の焦点検出装置が知られている。図
１０は、この種の焦点検出装置の内部構成を示す図であ
る。図において、撮影光学系９０の光軸延長上に、視野
マスク９１、フィールドレンズ９２、絞りマスク９３、
レンズ板９４およびイメージセンサ９５が順に配置され
る。このイメージセンサ９５の出力はマイクロプロセッ
サ２１に伝達される。

【０００３】なお、視野マスク９１には矩形の開口部が
穿孔され、撮影光学系９０の一次結像面（予定焦点面）
の近傍に配置されて余分な光を遮蔽する。また、絞りマ
スク９３は、２つの開口部９３ａ，９３ｂを有する。レ
ンズ板９４は、絞りマスク９３の開口部９３ａ，９３ｂ
に対応した一対のレンズ９４ａ，９４ｂを有し、一組の
光像を結像する。

【０００４】このように結像された一組の光像は、受光
素子列９５ａ，９５ｂにおいて光電変換され、出力信号
列として順次出力される。次に、マイクロプロセッサ２
１が行う焦点検出演算について説明する。受光素子列９
５ａ，９５ｂは、出力信号列ａ［１］，．．．，ａ
［ｎ］，ｂ［１］，．．．ｂ［ｎ］をそれぞれ出力する
（図１１（ａ）、（ｂ））。

【０００５】これらの出力信号列ａ［ｉ］，ｂ［ｉ］を
用いて、

【数１】 を算出し、相関量Ｃ［Ｌ］を求める。なお、（１）式に
おいて、ｉの初項ｋおよび最終項ｒは次のように決定さ
れる。 Ｌ≧０の時 ｋ＝ｋ０＋ＩＮＴ｛−Ｌ／２｝ ・・・（２） ｒ＝ｒ０＋ＩＮＴ｛−Ｌ／２｝ ・・・（３） Ｌ＜０の時 ｋ＝ｋ０＋ＩＮＴ｛（−Ｌ＋１）／２｝ ・・・（４） ｒ＝ｒ０＋ＩＮＴ｛（−Ｌ＋１）／２｝ ・・・（５） ここで、上式の「ＩＮＴ」は、小数点以下を切り捨てる
演算子である。また、ｋ０およびｒ０は、シフト量Ｌが
ゼロの場合の初項と最終項である。このような初項ｋお
よび最終項ｒの動きを図１２に示す。

【０００６】マイクロプロセッサ２１は、この相関量Ｃ
［Ｌ］について極小値を与えるシフト量Ｌを探索する。
このときのシフト量が一組の光像のズレ量に相当する。
このシフト量に変換係数などを乗ずることにより、デフ
ォーカス量ＤＦが算出される。ところで、相関量Ｃ
［Ｌ］は、図１１（ｃ）に示すような離散的な値であ
り、デフォーカス量の検出値には量子化誤差が生じる。

【０００７】そこで、本出願人は、離散的な相関量Ｃ
［Ｌ］について補間演算を行うことにより、正確なデフ
ォーカス量ＤＦを算出する装置を開示している（特開昭
６０−３７５１３号公報）。例えば、図１３に示す極小
の相関量Ｃ［Ｌｅ］と、その両側の相関量Ｃ［Ｌｅ＋
１］、Ｃ［Ｌｅ−１］とを用いて、 ＤL＝（Ｃ［Ｌｅ−１］−Ｃ［Ｌｅ＋１］）／２ ・・・（６） Ｃex＝Ｃ［Ｌｅ］−｜ＤL｜ ・・・（７） Ｅ＝ＭＡＸ｛Ｃ［Ｌｅ＋１］−Ｃ［Ｌｅ］，Ｃ［Ｌｅ−１］−Ｃ［Ｌｅ］｝ ・・・（８） Ｌｓ＝Ｌｅ＋ＤL／Ｅ ・・・（９） を算出し、真の極小値Ｃｅｘと、これを与える真のズレ
量Ｌｓとを算出する。

【０００８】この真のズレ量Ｌｓに変換係数ｋｆを乗じ
ることにより、 ＤＦ＝Ｋｆ・Ｌｓ ・・・（１０） 正確なデフォーカス量ＤＦを算出する。以上のように求
められたデフォーカス量に基づいて、カメラ側では、撮
影光学系９０の繰り出し駆動、あるいは焦点調節状態の
表示などが実行される。

【０００９】ところで、焦点検出装置が正確に組み立て
られている場合、図１４（ａ）に示すように、受光素子
列９５ａ，９５ｂに対して視野マスク９１の像ＭＩが正
確に結像する。その結果、図１５（ａ）に示すように、
光電出力に欠損部分は生じない。しかしながら、焦点検
出装置の組み立てに僅かな誤差などが生じると、図１４
（ｂ）に示すように、受光素子列に対して光像ＭＩがズ
レて結像する。その結果、図１５（ｂ）に示すように、
視野マスク９１の像ＭＩから外れた領域では、光電出力
が欠損する。

【００１０】特に、撮影光学系９０の像が視野マスク９
１から離れて結像すると、光像ＭＩの端部が広範囲にわ
たって不鮮明になるため、出力低下を生じる光電変換画
素の数はさらに増加する。このようにして、受光素子列
９５ａ，９５ｂ上で光像ＭＩがずれて結像したり、陰る
現象（以下「視野マスクケラレ」という）が生じる。

【００１１】この視野マスクケラレを生じる領域の光電
変換画素は、一組の光像に対応する出力を得ることがで
きないため、焦点検出演算に使用することは好ましくな
い。以下、このような視野マスクケラレの原因とその発
生状況とを説明する。第１の原因は視野マスク９１の位
置ズレである。例えば、焦点検出ユニットを組み立てる
際に、視野マスク９１が図１０において上側にずれた場
合を考える。すると、一組の光像は、いずれも下側へズ
レて結像する。

【００１２】図１６（ａ）は、上述の場合の視野マスク
ケラレを示している。すなわち、受光素子列９５ａの出
力（図中の実線）と、受光素子列９５ｂの出力（図中の
点線）とは、視野マスク９１のズレに応じて、同一方向
に欠損部分が生じる。第２の原因は、焦点検出ユニット
を組み立てる際に、視野マスク９１、フィールドレンズ
９２、絞りマスク９３、レンズ板９４、イメージセンサ
９５などの間隔ズレである。この場合、一組の光像が予
定以上に離れたり、あるいは予定以上に近づいたり、光
像の端部が予定よりもぼけたり、光像が予定よりも一回
り小さく結像することなどが考えられる。

【００１３】もしも一組の光像の間隔が予定以上にずれ
ると、図１６（ｂ）に示すように、受光素子列９５ａ，
９５ｂにおいて互いに異なる方向に欠損部分が生じる。
また、一組の光像の端部がぼけたり、一組の光像が予定
よりも小さく結像された場合には、図１６（ｃ）に示す
ように、受光素子列９５ａ，９５ｂの両端部に、欠損部
分が生じる。

【００１４】その他の原因としては、焦点検出ユニット
の配置ずれや、視野マスク９１、レンズ板９４その他の
製造誤差などが考えられる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の焦点検出装置で
は、このような視野マスクケラレを防ぐため、以下のよ
うな方策が実施されていた。

【００１６】（１）視野マスク９１の開口部を広げる。 （２）視野マスク９１のズレ、部品の間隔のズレを抑え
るよう、部品ホルダーの精度を上げる。 （３）視野マスク９１の開口部の形状について加工精度
を上げる。 （４）視野マスク９１のズレ、部品の間隔のズレを抑え
るよう、慎重に組み立てる。

【００１７】（５）視野マスクケラレの最悪ケースに備
えて、受光素子列９５ａ，９５ｂの使用画素範囲を一律
に狭める。 しかしながら、従来の方策では、次のような問題点が生
じていた。すなわち、（１）のように視野マスク９１の
開口部を広げると、焦点検出装置内で有害な迷光が発生
したり、一組の光像が互いに大きくなって他方の受光素
子列まではみ出してしまう。そのため、焦点検出精度が
低くなったり、最悪の場合は焦点検出が不可能となると
いう問題点があった。

【００１８】（２），（３）のように、部品の加工精度
を上げると、部品の歩留まりが低くなったり、部品コス
トが徒らに増大するという問題点があった。（４）のよ
うに、部品の組み立て精度を上げると、組み立てに高度
の技術と時間を要するという問題点があった。（５）の
ように、使用画素範囲を狭めると、焦点検出エリアが徒
らに狭くなるという問題点があった。また、使用画素範
囲が狭いために、最大シフト幅Ｌｍａｘが小さく制限さ
れてしまい、デフォーカス量の検出範囲が一律に狭くな
るという問題点があった。

【００１９】そこで、請求項１，２に記載の発明は、上
述の問題点を解決するために、視野マスクケラレなどの
弊害を適正に排除することができる焦点検出装置および
その調整方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】図１は、請求項１に記載
の発明に対応する原理ブロック図である。以下、図１に
対応付けて、解決するための手段を説明する。

【００２１】請求項１に記載の発明は、撮影光学系の一
次結像面の近傍に配置され、焦点検出エリア以外の光を
遮蔽する視野マスク１と、視野マスク１を通過した光束
を瞳分割し、これらの分割光束を個別に結像するセパレ
ータ光学系２と、セパレータ光学系２を介して形成され
た一組の光像を光電変換するイメージセンサ３と、「一
様な照明を視野マスク１およびセパレータ光学系２を介
してイメージセンサ３に照射したときに光学的なケラレ
を生じない受光域」が書き込まれる受光域記憶手段４
と、受光域記憶手段４に書き込まれた受光域の情報に従
って、イメージセンサ３の光電出力をマスクするマスク
手段５と、マスク手段５によりマスクされた光電出力に
ついて空間上の位相差を検出し、その位相差に基づいて
デフォーカス量を算出する焦点算出手段６とを備えて構
成する。

【００２２】図２は、請求項２に記載の発明に対応する
流れ図である。請求項２に記載の発明は、撮影光学系の
一次結像面の近傍に配置され、焦点検出エリア以外の光
を遮蔽する視野マスク１と、視野マスク１を通過した光
束を瞳分割し、これらの分割光束を個別に結像するセパ
レータ光学系２と、セパレータ光学系２を介して形成さ
れた一組の光像を光電変換するイメージセンサ３と、イ
メージセンサ３により光電変換された一組の光像につい
て空間上の位相差を検出し、その位相差に基づいてデフ
ォーカス量を算出する焦点算出手段６とを備えてなる焦
点検出装置に於けるイメージセンサ３の受光域を設定す
るための調整方法であって、一様な照明を視野マスク１
およびセパレータ光学系２を介してイメージセンサ３に
照射し（図２Ｓ１）、そのときのイメージセンサ３の光
電出力に基づいて、光学的なケラレを生じない領域を求
め（図２Ｓ２）、その領域をイメージセンサ３の受光域
として設定する（図２Ｓ３）。

【００２３】（作用）請求項１にかかわる焦点検出装置
には、イメージセンサ３の受光域を記憶するための受光
域記憶手段４が備えられる。カメラの製造時もしくはメ
ンテナンス時などに際して、受光域記憶手段４には、
「一様な照明を視野マスク１およびセパレータ光学系２
を介してイメージセンサ３に照射したときに光学的なケ
ラレを生じない受光域」が独自に書き込まれる。

【００２４】マスク手段５は、受光域記憶手段４に書き
込まれた独自の受光域に従って、イメージセンサ３の光
電出力をマスクする。焦点算出手段６は、このように有
効範囲を制限された光電出力についてデフォーカス量の
算出を行う。このような作用により、光学的なケラレを
生じない独自の受光域に基づいて、デフォーカス量が適
確に算出される。

【００２５】請求項２にかかわる焦点検出装置の調整方
法は、次の手順で実行される。まず、一様な照明を、視
野マスク１およびセパレータ光学系２を介してイメージ
センサ３に照射する。なお、この場合は、カメラ内に焦
点検出装置を組み込んだ状態で、カメラのレンズマウン
ト部もしくは撮影光学系を介して、一様な照明を照射し
てもよい。

【００２６】また、少なくとも視野マスク１，セパレー
タ光学系２およびイメージセンサ３を焦点検出ユニット
に固定した状態で、焦点検出装置に一様な照明を直接照
射してもよい。このような状態で、イメージセンサ３の
光電出力を取り込み、光電出力のパターンから光学的な
ケラレが生じていない受光面の領域を直接求める。

【００２７】この領域をイメージセンサ３の受光域とし
て設定する。このように調整された焦点検出装置は、視
野マスクケラレなどのない受光域に従ってデフォーカス
量を適確に算出できる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態を説明する。

【００２９】図３は、請求項１，２に対応する実施形態
を示す図である。図４は、調整時の形態を示す図であ
る。これらの図において、カメラボディ１１の前面には
鏡筒１２が取り付けられ、鏡筒１２の内部には撮影光学
系１３が配置される。

【００３０】撮影光学系１３の光軸上には、メインミラ
ー１４およびサブミラー１５が順に配置され、サブミラ
ー１５の反射方向には焦点検出部２０が配置される。こ
の焦点検出部２０の光電出力は、Ａ／Ｄ変換部２１ａ介
してマイクロプロセッサ２１に接続される。また、マイ
クロプロセッサ２１には、レリーズ釦１１ａが接続され
る。

【００３１】一方、マイクロプロセッサ２１は、カメラ
ボディ１１に設けられた接続端子を介して、外部の調整
治具３０と接続される。この調整治具３０の内部には、
調整用マイクロプロセッサ３１とＲＯＭライタ３２とが
配置される。また、カメラボディ１１の前面には、照明
機具３３が配置される。

【００３２】なお、焦点検出部２０の内部構成について
は、図１０に示した焦点検出部の構成と同一なので、こ
こでの説明を省略し、以下、図１０の参照番号を引用す
る。ここで、請求項１に記載の焦点検出装置と本実施形
態との対応関係については、視野マスク１は視野マスク
９１に対応し、セパレータ光学系２は、絞りマスク９３
およびレンズ板９４に対応し、イメージセンサ３はイメ
ージセンサ９５に対応し、受光域記憶手段４はマイクロ
プロセッサ２１内蔵のＥＥＰＲＯＭ（電気消去可能ＰＲ
ＯＭ）に対応し、マスク手段５はマイクロプロセッサ２
１の「使用画素範囲のマスク機能」に対応し、焦点算出
手段６はマイクロプロセッサ２１の「デフォーカス量の
算出機能」に対応する。

【００３３】図５は、本実施形態の調整工程を示す流れ
図である。図６は、非ケラレ範囲の検出動作を示す流れ
図である。以下、これらの図を用いて、本実施形態の調
整方法を説明する。まず、カメラボディ１１に調整治具
３０を接続する（ステップＳ１）。次に、照明機具３３
もしくは積分球、拡散板などを用いて、焦点検出部２０
に均一な輝度の光を照射する（ステップＳ２）。

【００３４】なお、図４では、カメラに撮影光学系を装
着した状態で調整を行なっているが、この構成には限定
されず、カメラから撮影光学系を取り外した状態で調整
を行なっても一向に差し支えない。この状態で、調整用
マイクロプロセッサ３１は、マイクロプロセッサ２１と
の通信を介して、イメージセンサ９５ａの出力信号列ａ
［ｉ］を取り込み（ステップＳ３）、図６に示す手順に
従って、光学的なケラレを生じない領域（以下、「非ケ
ラレ範囲」という）を検出する（ステップＳ４）。

【００３５】すなわち、調整用マイクロプロセッサ３１
は、出力信号列に応じて基準値Ｒｆを設定する（ステッ
プＳ４０１）。ここで、基準値Ｒｆは、出力信号列の最
大値、あるいは、視野マスクケラレが発生しない中央部
の平均出力値を用いる。次に、調整用マイクロプロセッ
サ３１は、この基準値Ｒｆに基づいて、出力信号列の大
きさの判定に用いる閾値Ｔｈ１を算出する。閾値Ｔｈ１
は基準値Ｒｆの７０〜９０％程度の値が好ましい（ステ
ップＳ４０２）。

【００３６】調整用マイクロプロセッサ３１は、基準値
Ｒｆに基づいて、出力信号列の隣接差分の判定に用いる
閾値Ｔｈ２を算出する。閾値Ｔｈ２は基準値Ｒｆの４〜
８％程度の値が好ましい（ステップＳ４０３）。続い
て、調整用マイクロプロセッサ３１は、受光素子列９５
ａの光電変換画素の番号ｉを「１」に初期化する（ステ
ップＳ４０４）。

【００３７】この状態で、調整用マイクロプロセッサ３
１は、 ａ［ｉ］＞Ｔｈ１ ａｎｄ ａ［ｉ＋１］＞Ｔｈ１ ・・・（１２） ｜ａ［ｉ］−ａ［ｉ＋１］｜＜Ｔｈ２ ・・・（１３） （１２）式および（１３）式がどちらも真になるまで、
番号ｉを１ずつ増やしつつ、判定を繰り返す（ステップ
Ｓ４０５〜Ｓ４０７）。

【００３８】ここで、（１２）式が偽となる場合は、受
光素子列９５ａの受光レベルが不十分な箇所であり、視
野マスクケラレなどにより陰った範囲である。また、
（１３）式が偽となる場合は、光量が急変しているの
で、視野マスクケラレなどの境界部である。このよう
に、隣接差分の大きさを判定するのは、図７に示すよう
な「収差などによる緩やかな光量変化」と、「視野マス
クケラレなどによる急激な光量変化」とを区別するため
である。

【００３９】したがって、（１２）式，（１３）式の両
方が、初めて真となる番号ｉは、受光素子列９５ａにお
ける非ケラレ範囲の先端を示す。そこで、調整用マイク
ロプロセッサ３１は、非ケラレ範囲の先端画素Ｓａとし
て番号ｉを記憶する（ステップＳ４０８）。次に、調整
用マイクロプロセッサ３１は、番号ｉを受光素子列９５
ａの光電変換素子数Ｎにセットする（ステップＳ４０
９）。

【００４０】この状態で、調整用マイクロプロセッサ３
１は、 ａ［ｉ］＞Ｔｈ１ ａｎｄ ａ［ｉ−１］＞Ｔｈ１ ・・・（１４） ｜ａ［ｉ］−ａ［ｉ−１］｜＜Ｔｈ２ ・・・（１５） （１４）式および（１５）式がどちらも真になるまで、
番号ｉを１だけ減算しつつ、判定を繰り返す（ステップ
Ｓ４１０〜Ｓ４１２）。

【００４１】このように、（１４）式，（１５）式の両
方が、初めて真となる番号ｉは、受光素子列９５ａにお
ける非ケラレ範囲の終端を示す。そこで、調整用マイク
ロプロセッサ３１は、非ケラレ範囲の終端画素Ｅａとし
て番号ｉを記憶する（ステップＳ４１３）。このような
非ケラレ範囲の検出（図６）を、受光素子列９５ｂにつ
いても同様に実行し、非ケラレ範囲の先端画素Ｓｂと、
終端画素Ｅｂとを求める。

【００４２】次に、調整用マイクロプロセッサ３１は、
この非ケラレ範囲をそのまま使用画素範囲とする（ステ
ップＳ５）。調整用マイクロプロセッサ３１は、これら
の値を、ＲＯＭライタ３２を介してマイクロプロセッサ
２１内蔵のＥＥＰＲＯＭに電気的に書き込む（ステップ
Ｓ６）。ここで、調整治具３０をカメラボディ１１から
取り外して、調整工程を終了する。

【００４３】次に、上記のように調整された焦点検出装
置の動作を説明する。まず、レリーズ釦１１ａが半押し
されると、受光素子列９５ａ，９５ｂはそれぞれに光電
変換を実行し、出力信号列ａ［１］，．．．，ａ
［ｎ］、ｂ［１］，．．．ｂ［ｎ］をマイクロプロセッ
サ２１へ出力する。マイクロプロセッサ２１は、ＥＥＰ
ＲＯＭから、受光素子列９５ａ，９５ｂの先端画素Ｓ
ａ，Ｓｂと、終端画素Ｅａ，Ｅｂとを読み出す。

【００４４】そして、これらの値に基づいて、視野マス
クケラレの生じた部分を削除した新たな出力信号列ａ′
［ｉ］，ｂ′［ｉ］を作成する。 ａ′［ｉ］＝ａ［ｉ＋Ｓａ−１］ ［ただし、ｉ＝１
〜（Ｅａ−Ｓａ＋１）］ ｂ′［ｉ］＝ｂ［ｉ＋Ｓｂ−１］ ［ただし、ｉ＝１
〜（Ｅｂ−Ｓｂ＋１）］ このようにマスクされた出力信号列ａ′［ｉ］，ｂ′
［ｉ］を用いて、上記の（１）〜（５）式の相関演算を
行い、相関量Ｃ［Ｌ］を求める。

【００４５】上述のように算出された相関量Ｃ［Ｌ］の
中から極小値を与えるシフト量Ｌを検出する。このとき
のシフト量が一組の光像のズレ量に相当する。このシフ
ト量に変換係数を乗ずることによって、デフォーカス量
ＤＦを算出する。なお、ここで、上述の（６）〜（１
０）式を用いて、正確なデフォーカス量ＤＦを算出して
もよい。

【００４６】以上説明した動作により、第１の実施形態
における調整方法では、一様な照明を、視野マスク９１
などを介して、イメージセンサ９５に照射するので、光
学的なケラレの状況をイメージセンサ９５の光電出力か
ら直接的に検出することができる。

【００４７】また、第１の実施形態における焦点検出装
置では、ＥＥＰＲＯＭに書き込まれた調整値に従って、
相関演算の演算範囲を適正に設定することができる。し
たがって、視野マスクケラレを防ぐために視野マスク９
１の開口部を広げる必要がなくなるので、迷光の発生を
防止し、焦点検出精度の向上を図ることができる。

【００４８】また、視野マスク９１の開口部を必要以上
に大きくする必要がないので、一組の光像の片方が他方
の受光素子列まではみ出すというおそれがなくなり、焦
点検出が不可能になる事態を確実に回避することができ
る。さらに、焦点調節装置の部品精度がばらついても、
適宜に演算範囲が設定されるので、部品の加工精度や組
み立て精度を常識的なレベルに下げることが可能とな
る。

【００４９】また、視野マスクケラレの最悪値を考慮し
て、演算範囲を必要以上に狭める必要がなくなるので、
焦点検出エリアが必要以上に狭くならず、デフォーカス
量の検出可能範囲を適宜に広げることができる。なお、
上述した実施形態では、非ケラレ範囲をそのまま使用画
素範囲としているが、それに限定されるものではない。
以下、使用画素範囲の決定方法について、別の２例を説
明する。

【００５０】図８は、使用画素範囲の第２の決定方法を
示す流れ図である。まず、受光素子列９５ａ，９５ｂの
先端画素Ｓａ，Ｓｂと、終端画素Ｅａ，Ｅｂとを用い
て、 Ｎａ＝Ｅａ−Ｓａ＋１ ・・・（２０） Ｎｂ＝Ｅｂ−Ｓｂ＋１ ・・・（２１） を算出し、受光素子列９５ａ，９５ｂの有効画素数Ｎ
ａ，Ｎｂをそれぞれ求める（ステップＳ５０１）。

【００５１】次に、有効画素数Ｎａ，Ｎｂを大小判定す
る（ステップＳ５０２）。ここで、Ｎｂの値が小さいと
きは、受光素子列９５ａ，９５ｂの使用画素数ＲＮａ，
ＲＮｂとして、Ｎｂの値を設定する（ステップＳ５０
３）。 ＲＮａ＝Ｎｂ ・・・（２２） ＲＮｂ＝Ｎｂ ・・・（２３） 次に、有効画素数Ｎａ，Ｎｂを用いて、 ｏｆ＝ＩＮＴ｛（Ｎａ−Ｎｂ）／２｝ ・・・（２４） を算出し、オフセット値ｏｆを求める（ステップＳ５０
４）。

【００５２】これらの値を用いて、 ＲＳａ＝Ｓａ＋ｏｆ ・・・（２５） ＲＳｂ＝Ｓｂ ・・・（２６） を算出して、受光素子列９５ａ，９５ｂの使用開始画素
ＲＳａ，ＲＳｂを定める（ステップＳ５０５）。

【００５３】一方、ステップＳ５０２の判定において、
Ｎａの値が小さいときは、受光素子列９５ａ，９５ｂの
使用画素数ＲＮａ，ＲＮｂとして、Ｎａの値を設定する
（ステップＳ５０６）。 ＲＮａ＝Ｎａ ・・・（２７） ＲＮｂ＝Ｎａ ・・・（２８） 次に、有効画素数Ｎａ，Ｎｂを用いて、 ｏｆ＝ＩＮＴ｛（Ｎｂ−Ｎａ）／２｝ ・・・（２９） を算出し、オフセット値ｏｆを求める（ステップＳ５０
７）。

【００５４】これらの値を用いて、 ＲＳａ＝Ｓａ ・・・（３０） ＲＳｂ＝Ｓｂ＋ｏｆ ・・・（３１） を算出して、受光素子列９５ａ，９５ｂの使用開始画素
ＲＳａ，ＲＳｂを定める（ステップＳ５０８）。

【００５５】以上の使用画素数ＲＮａ，ＲＮｂと使用開
始画素ＲＳａ，ＲＳｂとを、マイクロプロセッサ２１内
部のＥＥＰＲＯＭに書き込む。このような使用画素範囲
の決定方法により、受光素子列９５ａの使用画素数ＲＮ
ａと、受光素子列９５ｂの使用画素数ＲＮｂとは同一の
値に揃うので、デフォーカス量の演算範囲を簡便に決定
することができる。

【００５６】図９は、使用画素範囲の第３の決定方法を
示す流れ図である。まず、受光素子列９５ａ，９５ｂの
先端画素Ｓａ，Ｓｂと、終端画素Ｅａ，Ｅｂとを用い
て、 Ｎａ＝Ｅａ−Ｓａ＋１ ・・・（３２） Ｎｂ＝Ｅｂ−Ｓｂ＋１ ・・・（３３） を算出し、受光素子列９５ａ，９５ｂの有効画素数Ｎ
ａ，Ｎｂを求める（ステップＳ６０１）。

【００５７】この有効画素数Ｎａ，Ｎｂのどちらか一方
が、所定の画素数ＣＮよりも小さいときは、焦点検出部
２０の部品不良が考えられるので、エラー表示を行って
（ステップＳ６０２〜Ｓ６０４）、調整工程を中止す
る。次に、受光素子列９５ａ，９５ｂの使用画素数ＲＮ
ａ，ＲＮｂとして、画素数ＣＮの値を設定する（ステッ
プＳ６０５）。

【００５８】ＲＮａ＝ＣＮ ・・・（３４） ＲＮｂ＝ＣＮ ・・・（３５） ここで、受光素子列９５ａ，９５ｂの先端画素Ｓａ，Ｓ
ｂと、終端画素Ｅａ，Ｅｂとを用いて、 Ｓｋ＝Ｍａｘ｛Ｓａ，Ｓｂ｝ ・・・（３６） Ｅｋ＝Ｍｉｎ｛Ｅａ，Ｅｂ｝ ・・・（３７） を算出し、有効画素の共通部分を求める（ステップＳ６
０６，Ｓ６０７）。

【００５９】この共通部分の画素数Ｎｋを、 Ｎｋ＝Ｅｋ−Ｓｋ＋１ ・・・（３８） に基づいて算出する（ステップＳ６０８）。次に、下記
の条件１を満足するか否かを判定する（ステップＳ６０
９）。 条件１： （Ｓｋ≦Ｔｓ）ａｎｄ（Ｅｋ≧Ｔｓ＋ＣＮ−
１） なお、条件１において、数値Ｔｓは、画素数ＣＮの範囲
を受光素子列９５ａ，９５ｂの中央部から抽出したとき
の先頭画素であり、次の値となる。

【００６０】 Ｔｓ＝ＩＮＴ｛（Ｎ−ＣＮ）／２｝＋１ ・・・（３９） このような条件１を満たす場合は、共通部分が受光素子
列９５ａ，９５ｂの中央部の画素数ＣＮからなる範囲を
含むので、この範囲を使用画素範囲とするために、 ＲＳａ＝Ｔｓ ・・・（４０） ＲＳｂ＝Ｔｓ ・・・（４１） とする（ステップＳ６１０）。

【００６１】一方、条件１を満たさない場合は、次の条
件２を満足するか否かを判定する（ステップＳ６１
１）。 条件２： Ｎｋ≧ＣＮ このような条件２を満たす場合は、共通部分の中から使
用画素範囲を設定することができる。そこで、受光素子
列９５ａ，９５ｂの使用画素範囲が可能な限り中央に位
置するように、使用開始画素ＲＳａ、ＲＳｂを下式に基
づいて設定し、処理を終了する（ステップＳ６１２）。

【００６２】Ｓｋ＜Ｔｓの時 ＲＳａ＝Ｅｋ−ＣＮ＋１ ・・・（４２） ＲＳｂ＝Ｅｋ−ＣＮ＋１ ・・・（４３） Ｓｋ＞Ｔｓの時 ＲＳａ＝Ｓｋ ・・・（４４） ＲＳｂ＝Ｓｋ ・・・（４５） ここで、条件２を満たさない場合は、共通画素の中から
画素数ＣＮを選抜して使用画素範囲とすることができな
い。そこで、同じ画素番号の部分が可能な限り重複する
ように、使用開始画素ＲＳａ、ＲＳｂを下式に基づいて
設定し、処理を終了する（ステップＳ６１３）。

【００６３】Ｓａ＜Ｓｂの時 ＲＳａ＝Ｅａ−ＣＮ＋１ ・・・（４６） ＲＳｂ＝Ｓｂ ・・・（４７） Ｓａ＞Ｓｂの時 ＲＳａ＝Ｓａ ・・・（４８） ＲＳｂ＝Ｅｂ−ＣＮ＋１ ・・・（４９） このような使用画素範囲の決定方法により、使用画素範
囲の画素数は所定数に揃うので、焦点検出演算を簡便に
行うことができる。

【００６４】なお、上述した実施形態では、外部の調整
治具３０を用いて、使用画素範囲の調整を行っている
が、それに限定されるものではない。例えば、マイクロ
プロセッサ２１自体が、調整開始を示す割り込み信号な
どに応じて、使用画素範囲の算出を行い、ＥＥＰＲＯＭ
の書き換えを行ってもよい。このような構成では、調整
治具３０が不要となる。

【００６５】また、上述した実施形態では、マイクロプ
ロセッサ２１にＥＥＰＲＯＭが内蔵されている場合につ
いて述べたが、その構成に限定されるものではない。例
えば、マイクロプロセッサ２１に対してＥＥＰＲＯＭな
どが外付けになっていてもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
焦点検出装置では、焦点検出装置ごとに独自の受光域を
記憶し、その受光域についてデフォーカス量を算出す
る。

【００６７】したがって、焦点検出装置ごとに異なる視
野マスクケラレの弊害を、独自の受光域に基づいて巧緻
かつ適正に排除することができる。また、従来例のよう
に視野マスクの開口部を一律に広げて、視野マスクケラ
レを防ぐ必要がなくなるので、迷光の発生を低減し、焦
点検出精度の向上を図ることができる。

【００６８】また、視野マスクの開口部を大きくしたた
めに、一組の光像の片方が他方の受光素子列まではみ出
すという弊害がなくなり、焦点検出が不可能になる事態
を確実に回避することができる。さらに、焦点調節装置
の部品精度がばらついても、適宜に受光域を設定できる
ので、部品の加工精度や組み立て精度を常識的なレベル
まで下げることが可能となる。

【００６９】また、視野マスクケラレの最悪状況を考慮
して、受光域を必要以上に狭める必要がなくなるので、
焦点検出エリアが必要以上に狭くならず、デフォーカス
量の検出可能範囲を極力広げることができる。請求項２
に記載の調整方法では、一様な照明を、少なくとも視野
マスクおよびセパレータ光学系を介して、イメージセン
サに照射するので、光学的なケラレの状況をイメージセ
ンサの光電出力から直接的に検出することができる。

【００７０】このような検出状況に基づいて、光学的な
ケラレの影響を受けない受光域を簡便かつ正確に設定す
ることができる。したがって、焦点検出装置側では、視
野マスクの開口部を必要以上に広げて視野マスクケラレ
を防ぐ必要がなくなって、迷光の発生が確実に防止さ
れ、焦点検出精度が向上する。

【００７１】また、焦点検出装置の視野マスクの開口部
を大きくしたために、一組の光像の片方が他方の受光素
子列まではみ出すという弊害がなくなり、焦点検出が不
可能になる事態が確実に回避できる。

【００７２】さらに、焦点調節装置の部品精度がばらつ
いても、適正な受光域を設定することができるので、部
品の加工精度や組み立て精度を常識的なレベルに下げる
ことが可能となる。また、視野マスクケラレの最悪状況
を考慮して、受光域を必要以上に狭める必要がなくなる
ので、焦点検出エリアが必要以上に狭くならず、デフォ
ーカス量の検出可能範囲を極力広げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１に記載の発明に対応する原理ブロック
図である。

【図２】請求項２に記載の発明に対応する流れ図であ
る。

【図３】請求項１，２に対応する実施形態を示す図であ
る。

【図４】調整時の形態を示す図である。

【図５】本実施形態の調整工程を示す流れ図である。

【図６】非ケラレ範囲の検出動作を示す流れ図である。

【図７】光学系の収差による光量変化を示す説明図であ
る。

【図８】使用画素範囲の第２の決定方法を示す流れ図で
ある。

【図９】使用画素範囲の第３の決定方法を示す流れ図で
ある。

【図１０】焦点検出部の内部構成を示す図である。

【図１１】受光素子列の出力信号を示す図である。

【図１２】シフト量Ｌの変化に伴う初項ｋおよび最終項
ｒの変化を示す図である。

【図１３】相関演算を示す図である。

【図１４】視野マスクケラレを説明する図である。

【図１５】視野マスクケラレを生じた受光素子列の出力
信号を示す図である。

【図１６】視野マスクケラレによる有効画素範囲の変化
を示す図である。

【符号の説明】

１ 視野マスク ２ セパレータ光学系 ３ イメージセンサ ４ 受光域記憶手段 ５ マスク手段 ６ 焦点算出手段 １１ カメラボディ １１ａ レリーズ釦 １２ 鏡筒 １３ 撮影光学系 １４ メインミラー １５ サブミラー ２０ 焦点検出部 ２１ マイクロプロセッサ ２１ａ Ａ／Ｄ変換部 ３０ 調整治具 ３１ 調整用マイクロプロセッサ ３２ ＲＯＭライタ ３３ 照明機具 ９０ 撮影光学系 ９１ 視野マスク ９２ フィールドレンズ ９３ 絞りマスク ９４ レンズ板 ９５ イメージセンサ ９５ａ，９５ｂ 受光素子列

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影光学系の一次結像面の近傍に配置さ
   れ、焦点検出エリア以外の光を遮蔽する視野マスクと、 前記視野マスクを通過した光束を瞳分割し、これらの分
   割光束を個別に結像するセパレータ光学系と、 前記セパレータ光学系を介して形成された一組の光像を
   光電変換するイメージセンサと、 「一様な照明を前記視野マスクおよび前記セパレータ光
   学系を介して前記イメージセンサに照射したときに光学
   的なケラレを生じない受光域」が書き込まれる受光域記
   憶手段と、 前記受光域記憶手段に書き込まれた受光域の情報に従っ
   て、前記イメージセンサの光電出力をマスクするマスク
   手段と、 前記マスク手段により処理された光電出力について空間
   上の位相差を検出し、その位相差に基づいてデフォーカ
   ス量を算出する焦点算出手段とを備えたことを特徴とす
   る焦点検出装置。
2. 【請求項２】 撮影光学系の一次結像面の近傍に配置さ
   れ、焦点検出エリア以外の光を遮蔽する視野マスクと、 前記視野マスクを通過した光束を瞳分割し、これらの分
   割光束を個別に結像するセパレータ光学系と、 前記セパレータ光学系を介して形成された一組の光像を
   光電変換するイメージセンサと、 前記イメージセンサにより光電変換された一組の光像に
   ついて空間上の位相差を検出し、その位相差に基づいて
   デフォーカス量を算出する焦点算出手段とを備えてなる
   焦点検出装置に於ける前記イメージセンサの受光域を設
   定するための調整方法であって、 一様な照明を前記視野マスクおよび前記セパレータ光学
   系を介して前記イメージセンサに照射し、 そのときの前記イメージセンサの光電出力に基づいて、
   光学的なケラレを生じない領域を求め、その領域を前記
   イメージセンサの受光域として設定することを特徴とす
   る焦点検出装置の調整方法。