JPS59142506A

JPS59142506A - 焦点検出装置

Info

Publication number: JPS59142506A
Application number: JP1588783A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Utagawa; 健歌川
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-02-02
Filing date: 1983-02-02
Publication date: 1984-08-15
Also published as: JPH0477289B2

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
成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
り形成された被写体像を、撮影レンズの予定焦点面の少
々くとも前後に夫々配電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プレイに投影しそ
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、たとえ撮影
レンズが合焦位置から大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ピン
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
影響を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ｇ他方、演算
処理される空間周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、しかし方
から撮影レンズが合焦位置から太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がると
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
焦信号と言う。）を発生することがあると言う欠点があ
る、！た、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たものを演算処理した場合には、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緯、■合焦位置近傍で正確に
デフォーカス量を求める事、■合焦位置から大きく離わ
た晴天まかなデフォーカス量あるいは前後ビンを４Ｉ］
定する事、の２つに大別され前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
扱う事により理想的な焦点検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７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人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フイルタ゛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
くはいずれかを択一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ＭＴ
Ｆ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診照し
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ＪＪ、−直線
上に配列された多数の小レンズ２ａ　、　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６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を夫々通過して来た光束による第１
．第２被写体像が形成される。この両袖写体像の光軸に
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。この画像の、ずれ量を２光電検出する為
の光電変換装置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［７た一対の
光電変換素子群（ａｔ　、ｂｔ　）、（ａｍ　、、ｂｉ
）・・・（ａ　ｎ　ｔ　ｂ　ｎ　）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
変換素子了レイａｘ　Ｉ　＆ｚ・・・ｉ　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柘、
田・・・−は上記第２袖写体像を夫々光電変換する。と
れらの光電変換素子ｉ・・・ａ　Ｒｇ　［１・・・ｂｎ
　の光電出力を各素子の符号に対応させてａ＋＋・・・
ａｎ、　ｂｔ　＋・・・ｂｎ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ａｌ　１ｂ＋　、ａ
ｌ　ｇｂ＊・・・ａｎ　、ｂｎの順に出力する。このよ
う々焦点検出光学系は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
は光電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の各小しン゛ズ２
ａ・・・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ｐａの関数として与えられ−るナイキスト周波数域以
上までにわたって高い値を呈している。小レンズアレイ
２に投影される第」。

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−盛会までが充分に
含まれているとすると、上記ＭＴＦ特性により上記光電
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６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。こわらの第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ｔＬ１１ｂ＋　、ｋ　、ｂｌ・・・ａｆｉ。

１）−ｎ　ｆフィルタリング処理して時系列的にＡ＋　
。

ＢＩＳん、Ｂ愼・・・ＡＩＩ、Ｂｎ　　？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（ａ）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５においてほぼ零となっており第２フ
ィルタ手段６のＭＴＦはナイキスト次周波数とナイキス
ト周波数”７Ｆにおいてほぼ零に斤っている。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病欠空
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フィルタ手段乙の出力とを択一的に選
択しＡ／Ｄ変換器８を介してメモリ手段９に送出する。

このメモリ手段９ｉｌ−ｔ、光電、装置４の光電出力１
に＋　１ｂｔ　ｇａｍ　ｌ　ｂｔ　ｖ　・・’　ａ＋＋
　ｌ　ｂ”に対応するＡ／’Ｄ変換器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に記憶されたフィルタ済出力ん・・Ａ１
１を一般には互いに重複しながら少しずつずれた複数の
領域Ａ（１）　、Ａ（２）・・・Ａ（ｉ）・・・Ａ（１
）に区切り、又他方のフィルタ済出力Ｂ、・・・Ｂｎを
同様に複数の領域Ｂ（１）Ｂ（２）・・・Ｂ　（ｊ）・
Ｂ（Ｌ）に区切り、これらの領域の複数の対Ａ（１）　
＋　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（ＺＷｊ）を知る事によ
り、第１．第２光電変換素子アレイ上の第１．第２光像
の相対的変位量、即ちデフォーカス量を表わす焦点検出
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ｚｔＨその符号が前ビ
ン、後ビ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はそれが所定値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５７−４５
５１０号に開示されている。この焦点検出信号Ｚｉと情
報！信号Ｐｉ　（特開昭５７−４５５１０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２１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
フィルタ手段選択信号とを発生する。

次にこの作用を説明する。

結像光学系１が第１及び第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社・・
・ａ；は上記第１被写体像の照度分布パターンを光電出
力ａ、・・・ａｎに変換［７同様に第２光電変換素子ア
レイｂｒ　、−、−ｂｎは第２光像を光電出力ｂｔ・・
・ｂ、　Ｋ変換する。光電装置４は第１．第２光電変換
素子アレイの光電出力を、ａｌ　ｔｌ）＋　１１Ｌ＋　
、ｂｎ・・・ａＩＩ、ｂｎの如く時系列的に交互に出力
する。この一連の光電５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１〜でいるとすると、上記一連の光電出力勧。

ｂ＋・・・ａＩＩ、ｂｎは第２フィルタ手段乙によりフ
ィルタリング処理を受け、フィルタ済出力ＡＩＢＩ・・
・Ａ。

Ｂ！Ｉに変換された後、Ａ／１）変換器８を介してメモ
リ手段９に記憶される。演算手段１０はこの記憶内容に
基づき焦点検出信号ｚｉと演算に用いた情報の確度を表
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
時トノ信号Ｚｉ；　Ｄｉ　ｆ夫／ｒ　Ｚｉ　（１）　；
　Ｄｉ　（１）　。

ｚｉ（２）　；　Ｄｉ　（２）と表わす。制御手段１１
１ｒｉｔず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（２３１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（２）　ｌ　（Ｚｏ々ら情報は有効な
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１
２と駆動装置１３ｉｌ″を夫々焦点調節状態を表示１．
また結像光学系１を合焦位置の方へ駆動する。他方Ｚ　
ｌ　（２）　ｓ　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被写体像は犬きくボケ
でおり高次空間周波数成分゛が少なく相対的に低次空間
周波数成分が多く方っているので、今回の情報での表示
拳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ａＩｂ
Ｉ・・・ａＩＩｂｎ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（１）、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１
１は信号Ｚｉ（１）にもとづいて表示装置１２．駆動装
置１３の制′＠を行りう。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管選択するかは、
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會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な
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Ｚｉ
（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６ｆ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Ｚｔ［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当と
なる。

一方結像光学系駆動と焦点検出が並行して行なわれてい
る場合にはＤｉ（ｔ））Ｄｏでかツ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
Ｉ）ｌ　、　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１
Ｚｉ（１）１（Ｚｏの場合には合像近傍に来たので高次
の空間周波数成分を中心とする第２フイルダを選択する
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　）であったとしても第２フイル
タを用いたら検出可能（ＤＩ（２）＞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制する
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
と々〈高次空間周波数成分に基づぐ高ｎ度の焦点検出が
可能となり、逆に結像光学系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［２
相対的に低次空間周波数成分が多くなった時には低次周
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２）〃イルタ手段５，６の人國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１−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Ｚ　ｌ　（２）とを共に求めた後、上記選択
手段７がこの両檜号Ｚｌ（１）、　Ｚｌ　（２）を択一
的に選択するものであってもよい。このように本発明で
は、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′〈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に基づく演
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．第２フイルタ手段５，６の具体的構成例を夫々第
４図（ｂ）、第５図（ｂ）に示す。

第４図（ｂ）において、一画素分の遅延回路Ｔｈ、Ｄ、
。

Ｄ、が直列に接続され、加算回路Ｔ１が遅延回路り。

とり、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ａ＋　、ｂｌ　、ａｓ　ｔｂｓ　、ａａ
山・・・が順次遅延回路り、〜Ｄ、に入力されると、加
算回路Ｔ１は順次（ａｔｅ　ａｔ）　、　（ｂｉ　ｔｂ
ｓ）　、　（ａｔ　＋ｉｎ　）　−・・を出力する。

第５図（ｂ）の構成は、直列接続の一画素遅延回路ＤＩ
　、Ｄ、　、Ｄ、　、Ｄ４　、Ｄ、のうちの第１と第５
の遅延回路り、とＤＩの出力の差（ａ、　　ａａ　）＋
（ｂＩ−ｂ−）　−ｆ減算回路ＳＩ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門出さ
れた後に第２光電変換素子アレイρ出力が読出される場
合、換言すると光電装置４“の時系列光電用カフ５Ｋａ
ｌ　、ｌＬｗ・・・ａｔｅ。

ｂＩ　ｔｂｓ・・・ｂｌｌである場合には、第１第２フ
イルヂ手段５．乙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、（ａｔｅ　ａ−）、（ａＩａ−）等の演
算ヲ行うようにしてもよい〇捷た、本実施例の＠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特性を表わす第
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フィルタ５０作用は少々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、光電出力を直接に選択手段７？介してＡ／Ｄ変換
器８に接続するようにしてもよい。この様な４’合の第
１フィルタ手段５は実質的にフィルタリンク処理を行わ
ない事に相当しているが、本明細書では第２フィルタ手
段６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φ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に入力する。

従ってメモリ手段９には第２図の帯域を有するデータが
蓄潰される。

演算手段１０はこのメモリ手段９に記憶されたデータ？
相関演算し焦点検出信号Ｚｌ（１）及び情報信号Ｄｉ（
１）　？算出する。ここでＺｉ　（１）＜　Ｚｏの場合
には演算手段１０にすで、にメモリされているデータか
ら１つおき差分データＡ＋−ａ、　−ａｓ　・−Ａｉ＝
　ａｔ−ａｔｅ１・・・Ｂ＋＝ｂｔ　　ｂｓ・・・Ｂｊ
碕ｊ−ｂｊ＋１・・・　全演算しこのフィルタ済出力ｋ
ＩＡＪ　”・ｋｎ−ｒ　ＩＢ＋　Ｂ、＋＋＋　Ｂｎ　−
１を求ぬ、このフィルタ済出力に対して再９相Ｗ演算を
行なって焦点検出信号Ｚｉ（２）＋情報量信号Ｄｉ（２
）？求める。この時、制御手段１１は、Ｚｉ（１）　＞
−ｚｏの時、焦点検出信号Ｚｉ（１）に基づき、またＺ
ｉ（１）＜　Ｚｏの時、焦点検出信号Ｚ　ｉ　（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１０ｔＩ′ｉ最初、信号Ｚｉ（１）、　Ｄｉ（１）
？算出し、この信号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Ｚｉ（２）、　Ｄｉ（２）　？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の大きさに応じセ―連の光電出力に関し第１　、第２
フィルタ手段を択一的に選択したり、または第１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
、または、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った。）を選択し、このときの
演算結果Ｚｉ（１）［基づき、第２フィルタ手段を選択
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、結像光学系が合焦位
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）ｆ用いて表示及び結像光学系駆
動な行うように宇めることか必要である。

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８第６図（ａ）ＶＣ実線で示す第１フ
ィルタ手段のＭＴＦ特性に、高次空間周波数成分を抑制
【７、比較的低次の空間周波数成分を通過させる様に、
また一点鎖線で示す第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−制してい晶ので、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、第１フィルタ手段の使用時に前記偽合焦信号の発生
を防止できる。第６図（ｂ）に示した第１．第２フィル
タ手段のＭＴＦ特性は、−１夫々第４図（ａ）　ｌ　か
５図（ａ）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【７たことである。これπより第
６図（ａ）と同様に偽合焦信号の発生を防止できる。

即わちこの場合にけ合焦近傍では第６図（ｂ）の第２フ
ィルタ一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た信号により合憔判
定を行なうので合焦検出精度は非常に高捷り、かつデフ
ォーカスの大きい所でに第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かり得る高次の空間周
波数成分を除いゼ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々く、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特性をかなり抑
制［７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ＭＴＦｕ第１フィルタ
手段よりも更に高次周波数側にビークチ有するものであ
る。このように、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は以下の利点を有す名。即
ち、第１光電変換素子アレイ社・・・ｇｎの光電出力の
感度及びり、Ｃ成分と第２光電変換素子アレイ払・・・
しの出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。Ｉ７か
し上記り、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Ｉ−た
場合に生ずる各アレイ間の感度の差異や各プレイ間の温
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ＭＴ″Ｆ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Ｐｏから決るナイキ
スト周波数％を上限とするので上記高次・低次♀議論も
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実施例を以下に説明する。

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はその中央部に矩形の光透過
領域１５ａ？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
６ａ　Ｋは上記フィールドレンズ１５が貼付されている
。この一端面１６＆に対向した他端面１６ｂｌ／ｌｊ、
互に逆方向にわずかに傾いた一対の凹面鏡１７．１８が
設けられている。この両端面１６ａ？ｉ６ｂの間のブロ
ック１６中には所定の間隙金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
の下方に未々に対応した光重、変換素子アレイ２２．２
３が形成されている。

結像光学系１を通過【７た光束はフィールドレンズ１５
の光透過領域１５ａｆ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１７
．１８に入射する。一方の凹面鏡１７は入射光をミラー
１９の方へ、他方の凹面鏡１８は入射光ヲミラー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Ｉ
７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−であり第１光電変換素子アレイ２２と、第２光電変
換素子アレイ２６と、トランスファーケート２４と、転
送部２５．２６とを少なくとも含み、これらの外に光電
出力を線形又は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１ＭＯ８型イメージセンサやそ
の他の構造のものであっても構わない。第１光電変換素
子アレイ２２を構成する光電変換素子ｉ・・・ｉは互に
極〈近接した状態で一列状にピッチＰＧで配列され、第
２光電変換素子アレイ２６の構成も全く同一である。こ
の光電装置２１は第１アレイ゛２２の光電出力ａ＋・・
・肋と、第２アレイ２６の光電出力ｂＩ−ｂｎとを、第
１実施例と同様に、＆ｌ、ｂ＋　、ａｍ　１ｂ＊・・・
ａｎ　、　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ＩＬＩ、ｂ１・・ａｎ、ｂｎｆ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（＆）の如きＭＴＦ特性を有す
る。

第１．第２フイルタ手段２７．２８は入力端子が光電装
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）Ｋ示す如く低次空間周波数成分
を通すが、周波数１７４Ｐｏ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２８は第１フィルタ手段２７に比
べて高次側の空間周波数成分をも通過するように定めら
れている。尚、第９図（ｂ）　、　（ｃ）と第４図（ａ
）又は第５図（、）とを比べると分る様に、本実施例の
第１゜第２フイルタ手段２７，２８のＭＴＦ周波数帯域
の端ば１／８Ｐｏ　ｔ　Ｖ４Ｒ，の如く、第１実施例の
周波数帯域内舅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３ｏに送る。このサンプルホールド手段
６０は互に直列接続された前段サンプルホールド回路３
０Ａと後段サンプルホールド回路３０Ｂとから構成され
ている。Ａ／Ｄ変換器６１はサンプルホールド回路３０
Ｂ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６６の演算内容の例に関し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）、屓２）　、　Ａ（３）・・・Ａ（ｉ
）・・・ＡＣＬ）に区切り、′又他方の光電変換・素子
アレイに関するフィルタ済出力も対応してＢ（１）　＄
　Ｂ（２）　ｔ　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（ｓ　１ｊ）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
Ｚｉを算出する。例えば各領域の構成要素の数が等ｔ、
　＜　（Ｍ＋１　）個である場合にはＡ（ｉ）＝　（Ａ
ｔ　＋　Ａｉ＋ｘ　ｌ　Ａｌ＋２．・・・Ａ４＋Ｍ）Ｂ
（ｊ）＝　（Ｂｊ・町・・、町・２．・・・町。Ｍ）で
ある。整合性の程度を表わす相関量は、１個分のデータ
位置だけ像のずれた場合に対してＡ−１−ｊを用い、［
ｘ）をＸを越えない最大整数を表わすものと（２，てＣ（１）＝　、、、ｆｉｏｌ　Ａｔ＋ｙ　Ｂｊ＋。ｌ　
：　（’　”〔牛）　、！　−１１Ｊ　）により与えら
れる。

この相関量Ｃ（Ａ）？［−−（Ｌ−１）、・−−−１，
ｏ、１−・・（ｔ、−１）の各ずらし量に関して演算し
最大相関の位置即わちＣ（Ａりが最も小さい値となるず
れの量１−１・が求まる。ｌ・が両、端の値（１，−ｔ
’ｉは一困）に等しくない時にはさらに細かいずれ量の
端数Δ６を例えば以下の式％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ｌ。＋Δｌｌ
ｏ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
ピッチが異なり、上記ずれ量ｌ。＋Δ１．からデフォー
カス量を算出するときの比例淀数が異なる。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
記区分された複数領域の数りも必ずしも同じでないので
演算手段６６の演算内容は選択されたフィルタ手段によ
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　ｆ演算手段６３にも
入力する事で識別され一部異なった演算が行なわれる。

又第１．第２フイルタ手段の出力中の情報量を表わす情
報量信号Ｄｉとｌでは、例えはフィルタ手段の出力デー
タのうち最大のものと最小あものの差を用いる事もでき
るが、上記相関量Ｃ（功の最大（７’）　４　（２）　
Ｃ（Ａり　ＭＡＸと最小のものＣ（、／）　ａｒＮの差
をとってもよい。又像ずれ量が像すれ判定領域−（Ｌ−
１）（ｌぐ（Ｌ−１）の範囲に入らない場合について考
えてみると、この場合にもＣ（Ａ’）の値は上記範囲内
のｌのある値で最小と方っており咬ぎられ【７い。

（−２かしこの様な場合にはＣ（Ａ）ＭｒＮ／　（Ｃ（＃）ＭＡｘ　　Ｃ（１）Ｍｌ
Ｎ）　　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なしきい値Ｃ，ｒＨを設けて除
外することができる。

即わちＣ（１）ＭｘＮ／　（Ｃ（功ＭＡＸ　　Ｃ（Ａ’
）ｍＸＮ）　＞　ＣＴＨノ時ｔｄ通常は正の値をとる前
記情報量信号ＤＩ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３４ｆｄこのような焦点検出信号Ｚ＋と情報量
信号Ｄｉとを入力し、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Ｄ
ｏ（１）、　Ｄｏ（２）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７ているとＬ７たら、第２フィルタ手段２
８を選択させる第２フィルタ選択信号、具体的には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２７ｆ選択させる第１フ
ィルタ選択信号、具体的に［Ｌレベル出力を夫々出力端
子３４ａに発生【−７、他方、情報量信号Ｄｉ（１）又
ｔ／′１Ｄ１２）が対応の所定量Ｄｏ（１）、　Ｄｏ（
２）以上である場合、焦魚検出信号Ｚｉ（１）又１Ｚｉ
（２）ｃｎ絶対値が対応の所定値ｚｏ（１）　＊　Ｚｏ
　（２）より大きい時、上記第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
゛イ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Ｄｉ（１）　ｓ　Ｉ
）ｉ（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ｚｉｆ記憶する。

このメモリ回路３５に記憶された焦点検出信号２１に応
じて、表示装置３−６は焦点調節状態を表示し、駆動装
置６７は結像光学系１？ｒ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６４の出力端子３
１に接続され、サンプルホールド回路３（’ＩＡ、３０
Ｂにサンプルホールドを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に、第２フィルタ手段選択信号のと
きよりも大きく、本実施例では２倍に選定さねている。

上記サンプルスパルス発生回路３８ｕ第１カウンタ６９
の出力端子３９ａ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、上記サンフルパル
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′ｆｔ介して送られるプリ
セット値をプリセットすると共［、ＡＮＤゲート４３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４１ｉ　号ケ出力する。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ケ介した設定部４１からのプリセット値にプリセ
ットされると共に、後段サンプルホールド回路３０Ｂへ
のサンフ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
ツト値及び第２フィルタ手段の選択時に用いられる第１
カウンタ用第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、
４１ｃｖｃ夫々第１フィルタ手段選択時の第１カウンタ
用第１プリセツト値と第２カウンタ用第１プリセツト値
が出方され出方端子４１ｂ、４１ｄＫＨ夫々第２フィル
タ手段選択時の第１カウンタ用第２７′リセツト値と第
２カウンタ用第２プリセツト値とが出力され８端子４１
ａの第１プリセツト値は、出方端子４１ｂの第２プリセ
ツト値より小さく、また出方端子４１ｃの第１プリセツ
ト値は、出力端子／Ｎｄ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には、光電装置２１からの一連の光電出力
ＦＡ’ｒ　１ｂ＋・・・ａｍ　ｌ　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
ル信号が入力される。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ブリセシ
トカウンター３９．４０にセットする壕での適当な時期
に゛Ｌレベルにリセットされる。入力端子４６には、上
記一連の光電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３４ａに第１フィルタ手段選択
信号であるＬレベル出力を発生［７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は設定部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とに人力し、それぞ−ＦＪｔ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
から一連の光電出力＆＋　、ｂＩ、ａｍ　、ｂｓ−ＨＨ
ａｎ、　ｂｎ　が読み出される。この−蓮の光電出力ａ
・、ｂ・・・・ａｎ、ｂｎ）うち−第１光電変換素子ア
レイ２２からの光電出力＆＋９ａｍ・・・ａｎ　’＋−
第１０図（、）に示す。上記一連の光電出力ａｌ、ｂ＋
・・・ａｍ、ｌ）−は第１フィルタ手段２７によりフィ
ルタリング処理され、第１１図（ａ）に示すフィルタ済
出力ん、Ｂｌ・・・ＡｌＢ、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
換素子了レイに関連するものＡ１．・・・Ａ１１？第一
１０図（ｂ）　［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
ｆｉｔ、２１からの読出に同期して入力端子４５にＨレ
ベル信号が人力されるので、ＡＮＤゲート４３は人力端
子４６からの転送りロックを出力する。第１カウンタ３
９は上記プリセット値から、転送りロック数を減算し、
人力クロック数が上記プリセット値に等しくなったとき
、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に人力°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３８は上記
スタート信号に応じて第１１図（ｂ）と（ｃ）ＶＣ示す
前段用及び後段用サンプルパルスＳＰ１．ＳＰ２を前段
及び後段サンプルホールド回路３０Ａと３［］Ｂとに夫
々給供する。前段サンプルホールド回路３０Ａは前段用
サンプルパルスＳＰ　１に応じて、フィルタ済出力ＡＩ
　、１３１Ａｎ、ＢｆｉからＡａ　、Ｂａ　、Ａｒ７Ｂ
＊　、ＡｕＩＢｕ・・・をサンプリングする。この前段
サンプルホールド回路３０Ａ　Ｖｉ第１１図（ｂ）に矢
印の範囲で示した如く第１光電変換素子アレイに関連す
る出力Ａ４　、Ａ＠・・・を短時間、第２光電変換素子
ア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ＳＰ２　ｆ計数し、それが第１プリセ
ツト値に等しくなったとき終了信号を発生し前段及び後
段サンプルパルスＳＰ１．８Ｐ２の発生を停止させる。

第１０図（ｂ）において、第１光電変換素子アレイに関
するフィルタ済出力Ａ、・・・Ａｎのうちサンプリング
されたフィルタ済出力Ａａ　ＨＡｓ　＠ん！・・・には
、その出力の下にマークＭｓ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。）右はフィ
ルタ済出力ん・・・Ａ、の範囲の大部分を占めているこ
とが分る。

〜勺変換器３１は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　？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
３０Ａの、出力Ｂ４．Ｂ、・・・の保持時間に比べて出
力Ａ４．Ａｓ・・・の保持時間が短かいので、その短い
方の保持時間内でＡ／Ｄ変換動作が終了するように、Ａ
／Ｄ変換器３１として高価な高速Ａ／Ｄ９換器を使用し
なけれはならない。また高速Ａ／Ｄ変換器を用い、でも
、保持時間の長い出力８４　％Ｂｌ・・・のん小変換に
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）（ｅ）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３０Ｂ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
６１の変換所要時間は、この第２フイルタ。

手段選択時の上記保持時間によって決定すれることに々
る。すると、当然第１フィルタ手段選択時には変換所要
時間に比べて径級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ｌ〜、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ｔ、
、　＜−ｔｔｌはよい。

演算手段６３はメモリ手段３２に記憶されたフィルタ済
出力を演算して焦点検出信号Ｚｉ（１）と情報量出力Ｄ
Ｉ（１）’！ｉ”出力する。判別手段３４は上記信号Ｚ
ｉ（ＩＬ　Ｄｉ（１）を対応する所定値Ｚｏ（１）、Ｄ
ｏ（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は記憶更新信号を出力端子３４ｂに
発生し、このときの焦点検出信＠Ｚｉ（１）をメモリ回
路３５に記憶させる。表示装置３６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６４は、信号Ｚｉ（１）が所定値Ｚ
ｏ（１）より大きい時、出力端子３４ａに第１フィルタ
手段選択信号を出力【−統、ける。従ってこの時、光重
装置２１が更に一連の光電出力＆＋　１ｂ＋・・・ａｎ
　＋　ｂｎ　ｋ出力する仁、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６４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、またゲート手段４２゜４４は設定部４１の
出力端子４１ｂ、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から読出された一連の光電
出力ａ＋１ｂ＋・・・Ｂｎ、ｂｎは第２フィルタ手段２
８によりフィルタリング処理されＡ１．ＢＩ・・・ＡＩ
Ｉ、Ｂ！Ｉ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Ａ１＋Ａｔ・・’　Ａ’
ｏ　ｆ第１０図（ｃ）Ｋ示す。この第１０図（Ｃ）と第
１０図（ｂ）　’ｉ−比べると、第１０図（Ｃ）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。−力筒１カウンタ５９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大きく
定められているので、この時のスタート信号発生、時点
ば、第１フィルタ手段選択時のスタート信号発生時点よ
りも遅くガっている。どゐスタート信号によりザンプル
パルス発生回路３８は第１１図（ｄ）（ｅ）にかす前段
及び後段用サンプルホルドＳＰ３　。

ＳＦ３　？発生する。このサンプルパルスＳＰ３　、Ｓ
Ｆ３の周期け、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ＳＰ１　、ＳＦ３よりも短かく、本実施例では
１／２＠に定めらねでいる。従って、前段及び後段サン
プルホールド回路３０Ａ、３０１ｊ第１１図（ｄ）（ｅ
）Ｖ（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＋ＩＢ＋・・・ＡＪ、、Ｂ、ｆサン
プリングし、Ａｓ　ＩＢ＠　ｔＡ＋。、ＢＩｅ　ＩＡ＋
ｚ　、Ｌｍ　”・を出力する。第２カウンタ４０は、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。この第
２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
ングさ孔るフィルタリング済出力Ａ、。

ＢＩ　、Ａｔｅ　ｇＢ＋。・・・の数は第１フィルタ手
段選択時のそれと等Ｌ＜ガっている。

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（ｃ）にマ
ークＭｓ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１／２及び同等とし、たので、第
１０図（ｂ）に示すサンプリング領域１．Ｊｒｉ、第１
０図（Ｃ）の領域１２の２倍になっている。勿論両者の
サンプル数は必すしも等Ｌ７くなくても良い。方お、第
１１図（ｄ）ｔ　（ｅ）のグラフは作図の関係上、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３２を介して演算手段３３に送られ演算される。

この芦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′ｗ
、２フィルタ手段選手段選択点検出信号Ｚｉ（２）は合
焦位置近傍において一層高精度トナッテイル。Ｄｉ　（
２）＞Ｄｏ（２）　カッｌ　ｚｔ（２）’ｌ　（Ｚｏ（
２）の時には判別手段３４け第２フィルタ手段選択信号
を出力端子６４＆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Ｚｉ（２
）？メモリ回路６５に記憶させる。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。］］　（２）
　＞　Ｄｏ（２）で、ｌ　Ｚｉ（２）　ｌ　＞　Ｚｏ（
２）の場合には、判別回路３１；ｊ第１フィルタ手段選
択信号を出力する。

（ｏ）　　Ｄｉ（１）又１ｄ　Ｄｉ（２）がＤｏ（１）
又はＤｏ（２）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フィルタ手段選択時であ
れば第１フィルタ手段選択信号を出力端子３４ａに夫々
出力する。これにより選択手段２９は選択するフィルタ
手段を切換える。

またこの信号Ｄ１が所定値Ｄｏより小さい場合の焦点検
出信号Ｚｉｉｄ精度的に極めて低いので、判別手段３４
は記憶更新信号を発生しない。従ってこの時の信号Ｚｉ
は表示及び結像光学系の駆動には使用さ孔ない。尚、信
号ｚ１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
成分をほとんど含捷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
ーカス量が大六く、第１．第２元電素子了しイ上の抽写
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踏を広く、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（ｃ
）に示す如くサンプリング領域１．を狭く定めている。

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太
きくずれてもそのずれを検出できる。従って撮影レンズ
が合焦位置から太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った被写体又は、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ピ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σ必ず【７も必要な
いので、奥行きある被写体等がサンプリング領域に存在
１７ても影響は少々い。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、上記奥行六ある被写体の存在は上記測定に太六斤誤
差を引き起こしがちである。

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なくｌ−ている、一般的Ｆはサンプリング領域を広くしたからといってサ
ンプリング周期を必すしも太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ＰＯあるいは２
Ｐｏのピッチでサンプリングしても良い事は勿論である
。［７かし、サンプリングピッチ′（ｒ−Ｐｏ又Ｕ２Ｐ
ｏ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６３の演
算規模の著しい増大を招きあまり好ましい事ではない。

従って本実施例のととぐサンプリン４グ領域を変えた場
合にも、サンプル数は同程度とする事が極めて有効であ
る、このように低次空間周波数成分のみ通過する第１フ
ィルタ手段の選択時にはサンプリング周期を４Ｐｏと大
ｅ　＜’　１．、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ｆ２Ｐｏと小さくする
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％件の関係につい
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１４Ｐｏとしたのンプリング定理からこの周波数８Ｐ
ｏ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）Ｋ示される様
に、第１フィルタ手段のＭＴＦｆｌ上記ナイキスト周波
数１ト付近以上の成分を充分抑制し、それ以下の成分を
通過させるの壬、この通過（７た成分を有効に利用で六
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柄
誓となり、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なる。［２かし第９図（ｂ）に示さ
れる様に周波数箱−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　Ｋ比ベサンプリング数ｆ
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ｈ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は、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捷しい。ま
た、設定手段４１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、奥行き
ある被写体が上記領域内に入ることを防止できる。

次に第８図のブロックの具体・的構成例全説明する。

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Ｄ＋　、Ｄａ・・・］）ｍが直列
に接続され、遅延回路ＤＩ　、Ｄ、　、Ｄ・・・・ｌ）
ｍには夫々増幅器Ａｌ１１？介］７て乗算器Ｗ□・・・
Ｗｓに接続されている。これらの乗算器ＷＩ・・・Ｗｓ
は入力に夫々重みＷｌ・・・Ｗｓ　ｆ乗する。この重み
は正又は負の数である。加算回路ＴＩは各乗算器の出力
を加算する。

遅延回路Ｄ１に光電装置２１からの一連の光電出力が順
次人力されると、加算回路Ｔ、からフィルタリング済出
力が出力される。所定のＭＴＦ特性を与える重みＷｌ・
・・Ｗｌ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、以下に幾つか具体的彦例を示す。

第９図（ｅ）の如＊ＭＴＦ特性のフィルタ手段を得るに
はＤ−＝　Ｄ−、Ｗｓ＝Ｗ＝とじ、ｗ、・ｗ、’ｐその
相互の大きさの傾向が第１３−鉤（ａ）に示す如きもの
となる様に定める。具体的−例としてはＷＩ＝　０．２
８Ｗ、＝０．７６　　　Ｗ、＝Ｉ　　　Ｗ、＝０．７６
　　　Ｗ、＝０．２８である。同様に第９図（ｂ）のＭ
ＴＦ特性のフィルタ手段を得るにはり、二ＤＩ？　Ｔ　
Ｗｌ　”児としＷｌ・・Ｗ・を第１６図（ｂ）の如く定
める。具体的−例としてはＷ、＝０．２８　　Ｗ、＝０
．５２　　Ｗ謙＝０．７６　　Ｗ、＝０．９４Ｗ＝＝　
Ｉ　　Ｗ−＝　０．９４　　Ｗｔ＝　０．７６　　Ｗｓ
＝　０．５２児＝　０．２８　　である。巣９図（ｄ）
の特性には第１３図（Ｃ）又は（ｄ）の重みを、第９図
（ｅ）の点線（ｅｌ）、実線（ｅ３）の特性にはそれで
れ第１６図（ｅ）（ｆ）の重みを、第９図（ｆ）の特性
には第１６図（ｇ）の重みを夫々用いればよい。

このような第１６図（ａ）〜（ｇ）のＭＴＦ特性を適宜
組合せることにより第６図に示した第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トランスバーサルフ
ィルタを使用すると簡単にフィルタ手段を構成する事が
できる。

第１４図に第８図の判別手段３４の具体的構成例を示す
。

第１４図（ＩＬ）において第１メモリ６４０と第２メモ
ＩＪ３４１ｊ夫々所定値Ｄｏ（１）　＋　Ｄｏ（２）、
ｔ　Ｚｏ（１）’、　Ｚｏ（２）をゲート手段３４２，
３４３．を介して、１コンパレータ６４４゜３４５　に
送る。このコンパレータ３４４けゲート手段３４２によ
り選択されたメモリ３４０　の出力Ｄｏ（１）　、　Ｄ
ｏ（２）の一方と演算手段３３からの情報量信号Ｄｉと
を比較する。同様にコンパレータ６４５ハメモリ３４１
の出力Ｚｏ（１）、　Ｚｏ（２）の一方と焦点検出信号
Ｚｌとを比較する。ゲート手段３４６ニコンパレータ６
４４の出力αとコンパレータ３４５の出力βとこの判別
手段６４の出力Ｉとを人力する。このゲート手段６４６
の具体的構成？第１４図（ｂ）に示す。Ｄ型フリップフ
ロップ６４７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ツクパルスヲ３４８に受はゲート
手段３４６の出力δを入力し＼記憶する。このフリップフロップ６４７０更新された出
力が判別手段６４の出力として使用される。

この判別手段６４の動作例を以下の表に示す。

ただし　Ｄｉ（１）＜Ｄｏ（１）　なり１２）＜Ｄｏ（
２）で　ａ　＝　ＬＤｉ（１）ンＤｏ（１）又は　Ｄｉ
　（２）　＞　Ｄｏ　（２）で　、＝ＨＩＺｉ（１）Ｉ
＜Ｚｏ（１）　又ハＩＺｉ（２）ｌ＜Ｚｏ（２）テβ＝
Ｌ上記以外で　　　　　　　　　β＝Ｈであるとする。

第２実施例の説明ではデフォーカス量２１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
てサンプリング領域の広がり金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た。実際には第
２実施例のとと）２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を切り換える事と、デフ式−
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
チを切り換える事はナイキスト周波数に関連した問題は
あるものの一応別の事であり、後者だけを用いてもそれ
方りに有効な焦点検出装置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特性
のものを１つだけ用い、合焦近傍では第１０図（Ｃ）の
どと〈サンプリング周期２Ｐｏでｌ、の領域にわたって
サンブリジ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捷まとするがサンプ
リング周期４Ｐｏで第１０図（ｂ）の１．相当の広がり
の領域にわたってサンプリングＬＪｔデータで前後ビン
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特性を第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
少し抽出してし捷うので幾分誤動作を起こ【７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
可能性は増大するが、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領域を変えかつサン
プリングピッチを変える事の効果はその捷ま期待される
。勿論単一フィルタとしてはそのＭＴＦｐ性が第９図（
ｅ）のものに限らず第９図（ｅ）の点＃（ｅｔ）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く焦点検出信
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６−
実施例を説明する。

第１５図において、光電装置５ｏがらの一連の光電出力
ａ＋　、ｂｔ・・・ａｎ　、　ｂｅは遅延手段５１を介
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。上記光電装置５０は第１又は第
２実施例のものと同様の構成、であら、第１・第２フイ
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周波帯域の中心が第２
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
重、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は第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＜ＡＩＤ変換器５５、メモリ手段５６．演算手段５
７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フイルタチ段５６のフィル
タ済出力について演算し、信号１５ｉ（２）、　Ｚｉ（
２）　ｆ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Ｄｔ（１）　＋　Ｚｉ（１）　ｆ
算出する。メモリ回路５８は演算手段５７からの信号Ｄ
ｉ（１）　、　ＤＩ（２）　、　Ｚｉ　（１）　、　Ｚ
ｉ（２）ｋ。

すべて記憶する。合成手段５９は、メ％　ＩＪ回路とＺ
ｉ　（２）とを以下の所定の関係で合成した出力Ｚ？算
出する。即ち　Ｚ＝（１−ａ　）Ｚｉ（１）＋αＺｉ（
２）　ココテ、重みａ　Ｊｄ　０以上１以下の数で、信
号Ｚｉ（１）ｔ　Ｚｉ（２）。

Ｄｉ（１）　＋　Ｄｉ　（２）の大きさに応じて決定さ
引、る。具体的にはαの決定は、信号Ｚｉ（１）又はＺ
ｉ（２）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
フイルタ、手段５６の出力に基づ〈信号Ｚ　１（２）が
、強調されるようにａ　ｆ　１又はそれに近い値とし、
逆に信号Ｚｉ（１１＋　Ｚｒ　（２）が充分大きい時に
は帯域が低次空間周波数側のが１フィルタ手段５２の出
力に基づく信号Ｚｉ（１）が強調される様にαを零又は
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Ｚ　ｉ　（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。

とも一方が対応の所定値Ｄｏ　（１）　＋　Ｄｏ（２）
　？越えている時の合成出力２？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ｈ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重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を表わ
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
を共に選択］２合成するか又はいすわかを択一的に選択
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。また、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事の
有効性は演算手段が相関演算のごとく全くフィルター効
果を持たない場合に著Ｉ７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（Ｎ）は第１フィルタ手段の
ＭＴＦ特性を示すグラフと、第４図（ｂ）　、　（ｅ）
は夫々第１ライルタ手段の具体的構成例ケ示すフロック
図、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第２フィルタ手段のＭ
ＴＦ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ＭＴ
Ｆ特性を示すグラフ、第７図は本発明Ｃ第２実施例の光
学系を示す光学図、第８フ・口図は第２実施例の回路系を示す耕ツク図、第９図（ａ）
ｆｌ光重変換素子アレイのＭＴＦ特性のグラフ、第９図
（ｂ）〜（ｆ）はフィルタ手段のＭＴＦ特性のグラフ、
第１０図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）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（ａ）〜（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すブロック
図、第１５図は本発明の第６実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；５２
・・・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、１０；３３；５
７・・・演算手段出願人　日本光学工業株式会社代理人　渡　辺　　隆　　男２「山　　　　　　　　Σヒヒ　　　　　　　　、〉、
ト匡オ１１図 −Ａ＝／２図 −５ん８）−−＝Ａ＝７３図（Ｃ）（ｄ）（６１ン

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　ｍ撒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
換素子プレイと（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【２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またけ第２フィルタ手段の出力全入
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、（、）　　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の周波数帯域が異っていることを特徴とする焦点検出
装置。