JPS59160109A

JPS59160109A - 光像検出装置

Info

Publication number: JPS59160109A
Application number: JP3501783A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Utagawa; 健歌川
Original assignee: Nikon Corp; Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1983-03-03
Filing date: 1983-03-03
Publication date: 1984-09-10
Also published as: JPH0554042B2

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、多数の受光部を配列して成る受光部アレイ上
に光像を投影し、その受光部アレイの一連の光電出力を
処理し光像の状態を検出する例えばカメラ用焦点検出装
置等の光像検出装置に係り、特に光像中の特定の空間周
波数成分を抑制するフイルタリング装置に関する。

撮影レンズの射出瞳の嵌なる部分を通過した光束による
一対の被写体像の相対的すれ量を光電的に検出し、その
ずれ付から撮影レンズの焦点検出をする又は被写体まで
の距離を測定するカメラ用焦点検出装置へは多数提案さ
れている。

第１図と第２図とにそのうちの代表的な焦点検出装置の
光学系を示す。

第１図は特開昭５４−１０４８５９号公報に記載された
光学系を示し、彬影レンズ１の射出瞳の第１及び第２部
分１ａ、１ｂを夫々通過した光束は、撮影レンズ１の予
定結像面２の近傍に第１及び第２被写体像を夫々形成す
る。この第１第２被写体像は夫々フィールドレンズ６を
介して第１及び第２再結像レンズ４、５により第１及び
第２光電紫子アレイ６．７上に再結像される。光電素子
アレイ６．７は共に第１図（ｂ）に示す如く幅ｐ０を有
する光電素子ＰＴがピッチｐ０で即ち実効的に間隙なく
配列されている。第１光電素子アレイ６の一連の光電出
力ａ１、ａ２、ａ３・・・のパターンは、第１被写体像
の照度分布パターンに、第２光電素子アレイ７の一連の
光電出力ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・のパターンは第２被写
体像の照川分用ハターンに夫々対応する。上記両光電量
カバターンから上記第１と第２被写体像の相対的すれか
検出される。

第２図はｕ、ｓ、ｐ４．２３０．９４１に記載された光
学系を示し、同図（ａ）において払彰レンズ１の射出瞳
の第１及び第２部分１ａ、１ｂを夫々通過した光束は、
フィールドレンズ６を経て撮影レンズ１の予定結像面２
の近傍に夫々第１及び第２被写体像を形成する。この予
定結像面２の近傍には、小レンズアレイ８か配置されて
いる。この小レンズアレイ８は、第２図（ｂ）に示す如
く互にわずかな間隙を匹でてピッチｐ０で一方向に配列
された多数の小レンズ８０１、８０２、・・・から構成
されている。

各小レンズ８０１．８０２・・・の背後には、一対の光
電素子ＰＴ１、ＰＴ２が配置されている。第１、第２被
写体像は夫々小レンズアレイ８の小レンズにより小部分
に分割され、この分割された第１被写体像は、第１光電
素子拍ＰＴ１、ＰＴ１・・・により、第２被写体像は第
２光電素子群ＰＴ２、ＰＴ２により夫々光電変換される
。第１被写体像の照度分布パターンに対応する第１光電
素子群の光電出力ａ１、ａ２、ａ３・・・のパターンと
第２被互体像の照度分布パターンに対応する第２光電素
子群の光電出力ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・のパターンとか
ら像ずれが検出される。

上記被写体像は、第１図ではピッチｐ０で配列された光
電素子により量子化されて光電変換され、第２図ではピ
ッチｐ０で配列された小レンズにより量子化され、対応
の光電素子により光電変換される。この様に、光像を量
子化し光市劾換する部分を本明細書においては受光部と
言い、それらが配列されたものを受光部アレイと言う。

従って、第１図では光電素子それ自身が受光部であり、
第２図では小レンズとその背後の光電素子との組合せが
受光部に相当する。

光市出力（ａ１、ａ２、ａ３、・・・）及び（ｂ１、ｂ
２、・・・）を夫々サンプリングピッチｐ（＝ｎｐ０、
ｎは１以上の整数）でサンプリングして、このサンプリ
ングされたデータに基づき像のずれを検出する場合、サ
ンプリングビノチｐで決まるナイキスト周波数ｆＮ＝１
／２ｐ以上の光像の空間周波数成分は、像ずれ検出の誤
差要因となる。このことを第３図乃至第７図を用いて例
証する。尚、以下の訃明ではｐ＝ｐ０とし、光電素子ア
レイからの光電出力をすべてサンプリングするものとす
る。律ってこの時のサンプリングヒンチで決まるナイキ
スト周波数ｆＮは１／２ｐ０となる。

第３図は、ピッチルｐ０で酉列された巾ｐ０の光電素子
ＰＴ１〜ＰＴ５と、各光電素子の光重出力ａ１〜ａ５と
を示す。

第４図（ａ）〜（ｆ）は、空間周波数３／４ｐ０を持つ
周期格子像（ハツチングが付されている。）か光電素子
アレイＰＴ１〜ＰＴ５上を矢印方向に移動した時の状態
を夫々示し、第４図（ａ′）〜（ｆ′）は第４図（ａ）
〜（ｆ）の時の光電出力ａ１〜ａ５の変化を示す。第５
図（ａ）〜（ｆ）、（ａ′）〜（ｆ′）、第６図（ａ）
〜（ｆ）、（ａ′）〜（ｆ′）、及び第７図（ａ）〜（
ｆ）、（ａ′）〜（ｆ′）は、夫々空間周波数１／２ｐ
０、３／８ｐ０、１／４ｐ０の周期格子像に関する第４
図（ａ）〜（ｆ）、（ａ′）〜（ｆ′）と同機の図であ
る。なお、第６図と第７図では、光市出力のパターンの
変化を明らかにする為に、光電素子数を１０個として示
しである。

第４図に示す様に周波数３／４ｐ０即ちナイキスト周波
数１／２ｐ０の１．５倍の空間格子像に関しては、光像
の動き方向とそれに伴う光電出方パターンの動き方向と
が逆になる。一般に、ナイキスト周波数ｆＮからその２
倍の周波数２ｆＮまでの間の周波数の空間格子像は、像
の移動と光電出方パターンの位相変化とは方向か逆とな
る。第５図において、空間周波数１／２ｐ０計ちナイキ
スト周波数に等しい周波数の空間格子像に関しては、光
像の移動に伴う光電用カバターンが振幅を変化させるの
みで、光電用力バターンの位相変化は無い。第６図にお
いて、ナイキスト周波数の３／４倍の周波数３／８ｐ０
を有する空間格子像に関しては光像の矢印方向の動きに
対して、光電出力バターン位相も同方向へ変化するが、
その位相変化は滑らかさを欠く。第７図においも、ナイ
キスト敏波数の１／２の周波売１／４ｐ０を有する空間
格子像については、光像の矢印方向への動きに応じて光
電用力バターンの位相も同方向に滑らかに変化している
。

以上の事から明らかなように、サンプリングされた出力
バターンの位相の動きから光像の変位を検出する為には
、ナイキスト周波吸ｆＮ以上の高次の空間周波数成分を
充分に除去する必要がある。

ところが、第１図に示す様に幅ｐ０を有する矩形受光部
のＭＴＦ特性は第８図（ａ）の実線Ａに示すごとく、空
間同波片１／ｐ０でほは零となる特性を有する。このピ
ッチｐ０で発生ずる光電出力を上述のごとくすべてサン
プリングするとすれは、第８図（ａ）の実線Ａに示した
受光部のＭＴＦ特性は、ナイキスト周波数ｆＮ＝１／２
ｐ０以上の高次の空間周波数特性全周波数成分ものとな
る。同作に第２図に示した受光部ピッチｐ０の０．８倍
の直径を有する受光部のＭＴＦ特性は第８図（ａ）の実
線Ｂに示す如くナイキスト周波数ｆＮ＝１／２ｐ０以上
の高次の空間周波数成分を第１図のものよりも史に多く
含む。従って、従来の焦点検出装置は被写体像が低突間
周波視成分に比べてナイキスト周波数以上の高空間周波
数成分を多く含むときには誤っだ焦点検出を行うと言う
欠点があった。

そこで、本出嗟人は、特願昭５６−１８５７２３号と特
願昭５６−１７７８２７号の２件の特許出血において上
記欠点を低減した焦点検出装置を稈案している。前者の
出離は、受光部アレイの隣接する受光部同士の光電出力
をすべて加算し、サンプリングピッチは受光部ピッチｐ
０のままである新たな加算信号を作成するフィルタ手段
を設け、この加算信号を用いて像ずれ検出の演算を行う
焦点検出装置を開示している。このフィルタ手段と第１
図の受光部とから決まる合成ＭＴＦ特性及びこのフィル
タ手段と第２図の受光部とがら決まる合成ＭＴＦ特性は
夫々第８図（ｂ）と（ｃ）において冥線で示す如く、ナ
イキスト周波数ｆＮ＝１／２ｐ０において零をとるもの
であり、上記ナイキスト周波数近傍の空間周波数成分を
同図において点線で示した受光部のみのＭＴＦ特性より
も一層抑制しているが、しかし周波験零例近の仕空間周
波数に第１ピークを、ナイキスト周波数１／２ｐ０とそ
の２倍の周波数１／ｐ０との間にかなり大きな第２ピー
クｐｋが存在している。後者の出願は、受光部アレイの
受光剤１箇を置いて極り合う受光部の光重出力を減算す
るフィルタ手段を設け、その減所信号を上記と同様に用
いて像ずれ検出の演算を行う炉点検出装置を開示してい
る。このフィルタ手段と第１図の受光部とにより決まる
合成ＭＴＦ特性は、第８図（ｄ）において実線で示す如
く周波数零において零となる点を除いて、第８図（ｂ）
とほぼ同一となる。

以上の如く、これらの先陣の発明に係る焦点検出装置も
、ナイキスト周波数より大きい周波数成分の除去は必ず
しも十分ではなく、光像によっては読検出を行う可能性
を有する。

また、以上では、受光部アレイに対する光像のずれ検出
におけるナイキスト周波数以上の周波数成分の除去の必
要性を述べたが、この様な除去は上記例に限らす、光像
をサンプリングして処理し光像の状態を検出する装置に
は必要である。

（発明の目的）本発明の目的は、ナイキスト周波数以上の空間周波数成
分を十分に除去できる光像検出装置を提供することであ
る。

（発明の実施例）以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第９図は、実施例に係る焦点検出装置の光学系を示し、
この光学系は基本的には第１図の光学系と同一であるが
、全体の構成の小型化を鞠ったものである。同図におい
て従形レンズの如き結像光学系１の予定炸点面（１次像
面）の近傍に、フィールドレンズ１５が配貿され、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を有し、その領域１５ａ以外は遮光領鯵となって
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１６ａには上
記フィールドレンズ１５が貼伺されている。この一端面
１６ａに対向した他端面１６ｂには、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。

これらの凹面鏡１７、１８は夫々第１図の再結像レンズ
４、５に対応する。

この両端面１６ａ、１６ｂの間のブロック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°
の角度で斜設さねている。透明ブロック１６の下方には
、夫々光電変換装憤２１か前浴されている。この光重変
換装置２１は、上記ミラー１９．２０の下方に夫々に対
応した一次元イメージセンサ２２Ａ、２２Ｂ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を通過しブロック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１７．１
８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は入射光をミラー２０の方へ
夫々反射し、各反射光はミラー１９．２０を介して夫々
イメージセンサ２２Ａ、２２Ｂ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センサ２２Ａ
、２２Ｂ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糸を第
１０図により評明する。

第１０図において、一次元イメージセンサ２２Ａ、２２
Ｂは、間隔ｐ０で配列された受光部から成る受光部アレ
イ２３Ａ、２３Ｂと、トランスファゲート２４Ａ、２４
Ｂと、電荷転送シフトレジスタ２５Ａ、２５Ｂとから構
成される。受光部アレイ２３Ａ、２３Ｂの各受光部の電
荷信号即ち光電出力ａ１・・・・・・ａｐ、ｂ１・・・
・・・ｈｐは、トランスファーゲート２４Ａ、２４Ｂを
介して夫々電荷転送シフトレジスタ２５Ａ、２５Ｂに並
列的に送られ、受光部の配列順に時系列化される。イメ
ージセンサ２２Ａ、２２Ｂの一連の光電出力は、夫々対
応のフィルタ手段２６Ａ、２６Ｂに送られる。尚、この
光電出力とは光電素子の出力に関連した信号を意味し、
従って光電素子出力を線形増幅や対数増幅したものを当
然含む。このフィルタ手段２６Ａ、２６Ｂは共に第１１
図（ａ）に示すトラジスバーサルフィルタにより構成さ
れている。このトランスバーサルフィルタは、互に直列
接続された一画素分の遅延回路Ｄ１〜Ｄｑと、各遅延回
路Ｄ１〜Ｄｑの出力端子にアンプＡｍを介して接読され
た乗算器Ｗ１〜Ｗｑと、これらの乗算器の出力を加算す
る加算器Ｔ１とから成る。乗算器Ｗ１は遅延回路Ｄ１の
出力に市みＷ１を乗算し、残りの乗算器Ｗ２〜Ｗｑも同
様に遅延回路Ｄ２〜Ｄｑの出力に夫々重みＷ２〜Ｗｑを
掛ける。ここでＷ１〜Ｗｑは正、零、又は負の数である
。フィルタ手段２６Ａ、２６Ｂは以上の如き構成である
ので、例えばイメージセンサ２２Ａからの一連の光電出
力ａ１、ａ２・・・・・・ａｐがフィルタ手段２６Ａに
順次入力され、加算出力Ｉ２、Ｉ３、・・・・・・を順
次出力する。フィルタ手段２６Ｂについても同様である
。サンプルホールド回路２７Ａ、２７Ｂは夫々フィルタ
手段２６Ａ。

２６Ｂの加算出力Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３・・・をｎ個毎にサ
ンプルホールドする。例えばｎ＝２とすると、加算出力
Ｉ１、Ｉ２、Ｉい、Ｉ７・・・がサンプリングされる。

上記サンプリング間隔をｎとすることは、空間的にみる
とサンプリングピッチｐがｐ＝ｎｐｏとなることにあた
る。上記フィルタ手段とサンプルホールド回路とから、
第１手段を構成し、この第１手段は、近接した複数個の
受光部の光電出力に夫々所定の重みを付して加勢した加
算出力を、所定ピッチｎｐｏ毎に作成する。

変位検出手段として価く演算手段２８は、上記サンプル
ボールド回路２７Ａ、２７Ｂの各出力を演算し、両回路
２７Ａ、２７Ｂの出力バターンの位相差を算出し、受光
部アレイ２３Ａ、２３Ｂ上の光像のずれ即ち光像の変位
を検出する。この演算子段２８の出力に非づき、枦影レ
ンズの合体紙動又は、焦点調節状態の表示が行われる。

第１１図（ｂ）は第１１図（ａ）のトランスバーサルフ
ィルタの具体的構成例である分割電極形ＣＣＤトランス
バーサルフィルタを示ず。６相クロツクラインφ１、φ
２、φ３のうちのクロックラインφ３の転送電極は重み
Ｗに応じて分割されている。ＣＭはカレントメータであ
る。尚、複数の重みに止の数と角の矛とか存在する場合
には、正の重みに関する部分和と負の取みに関する部分
和とを夫々求めた後、それらの部分和の差を求めるとよ
い。

このフィルタ手段２６Ａ、２６Ｂとして、第１２図（ａ
）に示す如く、Ｗｑ＝Ｗ５とし、Ｗ１＝０．２８．Ｗ２
＝０．７６、Ｗ３＝１．０、Ｗ４＝０．７６、Ｗ５＝０
．２３であるフィルタを用いた場合の、このフィルタ手
段と受光部形状とから決まる合成ＭＴＦを第１２図（ｈ
）の実線（Ａ）に示ず。尚、同図の点線（Ｂ）は、受光
部形状のみから決まるＭＴＦである。同図から分るよう
にこの合成ＭＴＦは、空間周波放客から周波数が大きく
なるにつれて徐々に減少し、周波数１／４ｐ０の近傍で
零となり、該近傍より高い広い周波数帯域にわたって零
のままであり、周波数の１／ｐ０の両側近傍に非常に小
さな第２ピーク、鍵３ビークか現われる特性を有する。

このときのナイキスト周波数ｆＮは、サンプルホールド
回路２７Ａ、２７Ｂのサンプリングピッチｐ＝ｎｐ０に
よって決まるｆｎ＝１／２ｐ＝１／２ｎｐ０となり、例
えばｎ＝１のとき１／２ｐ０、ｎ＝２のとき１／４ｐ０
となる。第１２図（ｂ）と第９図（ａ）〜（ｄ）との対
片からも明らかな様に、本実施例の焦点検出装計はナイ
キスト周波数が１／４ｐ０、１／２ｐ０のいずれてあっ
ても、上述した従来又は先頭に係る無点検出装置に比べ
てナイキスト周波数以上の品空間固波数成分を充分抑制
している。

尚、焦点検出装置か、本実於例の如き合成ＭＴＰ特性を
有する場合には、サンプリングピンチをｐ０よりも２ｐ
０とした方が以下の理由により望ましい。即ち、いずれ
の場合にも抽出される情報量は等しいがザンブリングビ
ツチを２ｐ０とした時は、ｐ０とした時よりもサンプリ
ングされるサンプル数か１／２となり、演算手段２８の
演算短根を小さくできるからである。

次に、上記実施例の如く互に近接した５個の受光部の光
電出力に重みを付して加算するフィルタ手段が、焦点検
出装置全体のＭＴＦ特性を改世できる理由を説明する。

第１６図（ａ）は、第８図（ｂ）、（ｄ）において説明
した先願に係る焦点検出装置のフィルタ手段囃独のへＭ
ＴＦ特性を示すもので、実線（Ａ）は、第１５図（ｂ）
に示す如く隣接する２受光部の光電出力に互に等しい重
みＷ１、Ｗ２を掛けて加算するフィルタ手段のＭＴＦを
、破線（Ｂ）は第１６図（Ｃ）こ示す如く一個置きに隣
接する２受光部の光電出力に互に符号の異なる重みＷ１
、Ｗ３を掛けて加算するフィルタ手段のＭＴＦを夫々示
す。一つて同図の重みＷ２は零である。第１４図（ａ）
は上記実施例のフィルタ手段、則も近接する５個の受己
部の光電出力を第１４図（ｂ）に示す重みＷ１〜Ｗ５を
掛けて加算するフィルタ手段単独のＭＴＦ特性を示す。

これらのフィルタ手段のＭＴＦは、空間周波数１／２ｐ
０に関して対称な形となり又１／ｐ０の周期関数となる
。光用に係るフィルタ手段のＭＴＦ（Ａ）、（Ｂ）は第
１３図（ａ）に示す如くいずれも空間占波数１／２ｐ０
で局所的に零になるか、そこから高周波側及び低周波側
で直ちに立ち上がる特刊であるのに対し、第１４図（ａ
）の本実施例のフィルタ手段のＭＴＦは、周波数１／２
ｐ０を中心とした広い周波数帯域ｌ０具体的には１／４
ｐ０〜３／４ｐ０にわたって充分小さく抑制されている
。周波数１／２ｐ０より高い周波数域について、第１６
図（ａ）と第１４項（ａ）のＭＴＦ特性を比較すると、
第１３図（ａ）のＭＴＦは、周波数１／４ｐ０よりわず
かに高い周波数についてかなり多くの抽出効率を有する
ので、受光部のＭＴＦが第８図（ａ）に示す特性であっ
ても、受光部とフィルタ手段との合成ＭＴＦは第８図（
ｂ）、（ｄ）の如く大きな第２ピークが残存する。他方
、本実施例のみ高い抽出効率を有するが、この領域では
受光部ＭＴＦは第８図（ａ）に示す如く充分小さくなっ
ているので、合成ＭＴＦは第１２図の如く、第２ピーク
は実質的に無視し得る程小さくなっている。

以上の対比から明らかなように、本実施例のフイルタ手
段はそのＭＴＦが周波数１／２ｐ０を中心に広い周波数
帯域にわたって充分小さくなっているので、受光部のＭ
ＴＦ特性と相俟って、誤検出を惹起する高い空間周波数
成分を充分抑制できる。

第１５図（ａ）〜第１９図（ａ）は、夫々本発明の別の
フィルタ手段のＭＴＦ特性を示し、第１５図（ｂ）〜第
１９図（ｂ）は、それらの重みを示す。

第１５図（ａ）のフィルタ手段は、４個の重みＷ１〜Ｗ
４を用いるもので、周波数１／２ｐ０を中心とするＭＴ
Ｆ抑制帯域ｌ０は３／８ｐ０〜５／８ｐ０となる。この
フィルタ手段は第１４図のフィルタ手段よりもＭＴＦ抑
制帯域ｌ０が狭くなっているが、第１３図のフィルタ手
段よりは大幅に広く、受光部のＭＴＦ特性と共に周波数
１／２ｐ０以上の高周波数成分をほぼ満足できる程度に
抑制できる。またサンプリングピッチｎｐ０を２ｐ０と
した時、ナイキスト周波数は１／４ｐ０となり、これ以
上の周波数帯域１／４ｐ０〜１／２ｐ０の空間周波数成
分もわずかに抽出するが、この程度の量は光像の変位検
出に大きな悪影巻を及ぼさず許容できる。しかしサンプ
リングピッチを２ｐ０とした時は、ＭＴＦ抑制帯域ｌ０
を第１４図（ａ）又は第１６図（ａ）〜第１９図（ａ）
の如く、１／４ｐ０〜３／４ｐ０以上に広く定めること
が望ましい。第１６図のフイルタ手段は、ＭＴＦ抑制帯
域ｌ０が１／８ｐ０〜７／８ｐ０と広いので、ナイキス
ト周波数を１／２ｐ０と定めることは有効な空間周波数
成分１／８ｐ０〜１／２ｐ０を余りにも多く抑制し過ぎ
る為、好ましくなく、ナイキスト周波数が１／４ｐ０又
は１／８ｐ０となる様にサンプリング周期を選定するこ
とが望ましい。

本発明のフィルタ手段が具備すべき条件は以下の通りで
ある。即ち零でない重みの数は４個以上であり、そのＭ
ＴＦ特性が少なくとも、３／８ｐ０から５／８ｐ０まで
の周波数帯域ｌ０において充分小さく、その周波数帯域
の下限からそれより小さい所定周波数まで徐々に増大す
ることである。重みが４個より少ないと、上記周波数帯
域ｌ０を得ることが困難であり、周波数帯域ｌ０が上記
範囲より狭いと受光部のＭＴＦ特性による１／２ｐ０以
上の周波数成分の抑制が極めて困難となる。サンプリン
グピッチｎｐ０のｎが２以上である場合には、上記周波
数帯域ｌ０が３／４ｎｐ０〜（１／ｐ０−３／４ｎｐ０
）以上であることが必要であり、望ましくは１／２ｎｐ
０〜（１／ｐ０−１／２ｎｐ０）以上であるとよい。上
記周波数帯域ｌ０の下限３／４ｎｐ０はこの時のナイキ
スト周波数１／２ｎｐ０の３／２倍に相当し、この下限
を上記値３／４ｎｐ０より大きくすると、ナイキスト周
波数からこの下限値までの空間周波数成分の悪影響を実
質的に無視し得なくなる。

第１０図の一方のセンサ２２Ａの一連の光電出力ａ１、
ａ２、・・・と、他方のセンサ２２Ｂの一連の光電出力
ｂ１、ｂ２、・・・とが同一の出力端子から、ａ１、ｂ
１、ａ２、ｂ２、・・・の如く交互に出力される場合に
適したフィルタ手段を第２０図に示す。

Ｓ個の乗算器Ｗ１〜Ｗ５とｍ個の遅延回路Ｄ１〜Ｄｍが
使用され、隣接する乗算器Ｗ１とＷ２、Ｗ２とＷ３・・
・との間に遅延回路Ｄ１〜Ｄｍが２個介在している。そ
の他の構成は第１１図（ａ）と同一である。

この構成によりフィルタ手段３０は、センサ２２Ａの一
連の光電出力ａ１、ａ２・・・・・・とセンサ２２Ｂの
一連の光電出力ｂ１、ｂ２、・・・・・・とを交互にフ
ィルタリングする。

以上の説明では、フィルタ手段のＭＴＦ特性が、サンプ
リングピッチにより決まるナイキスト周波数以上の周波
数領域において具備すべき条件を述べたので、次にナイ
キスト周波数以下の領域において具備することが望まし
い条件を説明する。

第２１図のグラフは、横軸が一対の受光部アレイ上の光
像の相対的ずれ風を表し、縦軸が焦点検出装置により検
出された像ずれ検出量を表し、実線（Ａ）は像ずれ量と
検出量とが一致した理想的な状態を示す。一点鎖線（Ｂ
）及び破絞（Ｃ）は従来の焦点検出装部の検出状態を示
し、両線（Ｂ）、（Ｃ）は実線（Ａ）とサンプリングピ
ッチｐの整数倍の所で交わっており、光像のずれ量がサ
ンプリングピッチｐの整数倍に等しい時はそれを正確に
検出するが、整数倍に等しくない時にはそれを正値に検
出できず誤差を含むことを表わしている。この様な誤差
は、像ずれ検出演算に使用する周波数成分中にナイキス
ト周波数以上の成分をも含まれている事により生ずるこ
とはもちろんのこと、たとえナイキスト周波数以下の周
波数成分のみを用いた場合にも生ずる。この理由は、ナ
イキスト周波数ｆＮ以下の周波数帯域ｆＮ／２〜ｆＮの
うちナイキスト周波数ｆＮの近傍においては、第６図に
おいて例示した如く、光像の変位に対する光東出力バタ
ーンの位相変化は滑らかさを著く欠くからである。この
様な理由により、周波数帯域ｆＮ／２〜ｆＮ内のナイキ
スト周波数ｆＮ近傍の周波数成分を焦点検出に使用する
と、第２１図（ａ）に示す如くサンプリングピンチの整
数倍に等しくない光像のずれ量に対しては誤差が増大す
ることになる。上記同波数帯域ｆＮ／２〜ｆＮにおける
光電出力パターンの位相変化の非円府外は、この帯域内
で周波原が大きい稈著しい。従って、フィルタ手段の、
ナイキスト周波数程度以下のＭＴＦ和性は第２２図（ａ
）の如く、ナイキスト周波数ｆＮ近傍において充分小さ
く、そこから周波数の減小に伴い漸増し、ほぼ周波数ｆ
Ｎ／２より小さい周波数において充分大きくなることが
望ましい。このＭＴＦが充分大きな値をとるのは、上述
の如く周波数ｆＮ／２程度以下であるべきであるが、情
報の有効利用を考号すると、周波数帯波約ｆＮ／２〜約
ｆＮ／４内であることが好ましい。第２２図（ｂ）の更
新は、ＭＴＦが周波影ｆＮ／４で充分大きくなる例を示
している。上記二つのＭＴＦ特性曲線は、その漸増を開
始する魚卵も立上り点がナイキスト周波数近傍であった
が、この点は多少高周波側にずらしてもよく、逆に低周
波側にずらしてもよい。この低周波側へのすらし情を大
きくする程、上記光電出方パターンの位相変化の非円滑
性を呈する周波数帯域ｆＮ／２〜ｆＮ内の周波数成分を
より多く除去できる利点が生ずるが、同時に、有効な情
報をも一層多く除去してしまうという問題も招来する。

そこで、上記非円滑性周波数成分の除去と有効情報の除
去とを考慮すると、ＭＴＦの上記立上り点の下限周波数
としては第２２図（ｂ）の一点鎖線で示す如く、約ｆＮ
／２とすることが望ましい。この一点鎖線で示したＭＴ
Ｆは約ｆＮ／２以上の周波数領域において充分小さく、
その周波数ｆＮ／２付近から低周波側に漸増し、ｆＮ／
４伺近で充分に大きくなっているため、上記非円滑性周
波数帯域の周波数成分を実質的にすべて除去できる。

尚、第２２閉（ａ）の如きＭＴＦ特性を有するフィルタ
手段は、第１７図（ｂ）に示した重み数値を用いること
により得ることができる。即ちサンプリンクピッチを２
ｐ０とすると、ナイキスト周波数ｆＮは１／４ｐ０とな
り、第１７図（ａ）のＭＴＦはこのナイキスト周波数ｆ
Ｎ付近から立上り、周波数ｆＮ／２（＝１／８ｐ０）ま
で漸増し、その周波数ｆＮ／２で充分大きくなり、そこ
から周波数零までほぼ一定となっており、第２２図（ａ
）のＭＴＦ特性とほぼ同一となる。

同様に、第２２図（ｂ）の実線のＭＴＦ特性は、近似的
に第１４図のフィルタ手段により達成できる。

この第１４図（ａ）のＭＴＦ特性はサンプリングピッチ
を２ｐ０としたときのナイキスト周波数ｆＮ＝１／４ｐ
０から、その１／４の周波数ｆＮ／４（＝１／１６ｐ０
）付近まで漸増し、そこで充分大きくなっている。第２
２図（ｂ）の一点鎖線のＭＴＦ特性は、ナイキスト周波
数を１／２ｐ０とした場合の第１７図（ａ）の特性に相
当する。

焦点検出光学系の特性により光像の一部がケラレたり、
又は一対の光電素子アレイの増幅率か不均一である等の
原因により、像ずれ検出栽を表わす直線が、第２１図（
ｂ）に示す如く、平行移動し、座標の原点を通過せず、
焦点検出に誤差か生ずる。

この誤差を除去する為には、周波数零付近の低次の空間
周波数成分を抑制すればよい。即ち、フィルタ手段のＭ
ＴＦを上記低次空間周波数付近な低下させればよい。そ
こで、上誤差を低減させる為のフィルタ手段のＭＴＦ特
性は、第２２図（ｃ）及び（ｄ）に示す如く、ナイキス
ト周波数ｆＮ近傍以上の周波数領域において充分小さく
、ｆＮ／４〜ｆＮ／２付近でピークとなり、低次空間周
波数側で漸減する。このような誤差低減の効果をもたら
すためには、この周波数零付近におけるＭＴＦは、実線
又は一点鎖線で示す如くピークのけは１／２以下とする
ことが望ましい。これらの第２２図（ｃ）．（ｄ）に実
線で示したＭＴＦ特性は、近似的に第１８図のフィルタ
手段により、また一点鎖線で示したＭＴＦ特性は、近似
的に第１９図のフィルタ手段により夫々得られる。

第１４図〜第１９図から分るように、本発明のきなピー
クを有するので、受光部のＭＴＦは同周波数１／ｐ０付
近で充分小さいことが望ましい。しがしながら、従来の
受光部ＭＴＦはその付近で充分小さいものとは言えなか
った。これを詳述すると、第２６図（ａ）に示したピッ
チｐ０で配列された軸ｐ０の矩形光電変換部ＰＴのＭＴ
Ｆは第２４図（ａ）の実線（Ａ）で示す特性を有し、第
２６図（ｂ）に示したピッチｐ０で配列された幅０．８
ｐ０の蛙形光電変換部ＰＴのＭＴＦは第２４図（ｂ）の
一点鎖線（Ｂ）の特性を有し、ピッチｐ０で配列された
直径０．８ｐ０の小レンズのＭＴＦは第２４図（ｂ）の
破線（Ｃ）の特性を有する。尚、第２４図（ｂ）におい
てダブルハツチング３１は隣接光電変換部ＰＴの間の間
隙である。これらの従来の受光部のＭＴＦ特性（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）のうち（Ａ）は周波数１／ｐ０で零であ
るか、その近傍例えば０．９／ｐ０で０．１０９とかな
り大きくなり、特性（Ｂ）、（Ｃ）は周波数１／ｐ０で
すら大きな値を示している。

そこでＭＴＦを１／ｐ０付近で充分小さくした受光部を
以下に説明する。

第２５図（ａ）はＣＣＤ受光部アレイの断面図を示し、
３２はポリシリコン電極、３３は二酸化シリコン膜、３
４は受光部を区画するチャンネルストッパ、３５はシリ
コン基板であり、点線はポテンシャルの井戸を示す。チ
ャンネルストッパ３４に入射した光により発生した電荷
は、隣接するポテンシャルの井戸の両方に流れ込むので
、個々の光電変換部の感度分布は、第２５図（ｂ）に示
す如く台形となる。ｕはこの台形の半値幅であり、ｖは
台形の斜辺の幅でチャンネルストッパのｘ方向の長さに
相当する。この様な台形状の感度分布は、上記受光部構
造に限ることなく、第２６図（ａ）、（ｂ）の如き光電
変換部ＰＴをその配列方向ｘに対して傾斜させても得る
ことができる。この光電変換部ＰＴの、配列方向の幅を
ｕ、隘接光宙変換部の境界の、ｘ方向への投影長をｖと
すると、この感度分布は、第２６図（ｃ）に示す如く台
形となり、この台形の半値幅と斜辺の幅は夫々上記値ｕ
とｖの大きい方及び小さい方である。第２５図（ｂ）又
は第２６図（ｃ）の如き台形の感度分布な有する受光部
のＭＴＦは、ｕ＝ｐ０、ｖ＝０．５ｐ０とした時、ｕ＝
ｐ０、ｖ＝０．７ｐ０の時、夫々第２４図（Ｃ）の一点
鎖線（Ｄ）、二点鎖線（Ｅ）となり、ｕ＝ｖ＝ｐ０の時
、第２４図（ｄ）の三点鎖線（Ｆ）となる。また第２６
図（ａ）、（ｂ）の如く光電変換部を＃斜させた場合に
は、ｖを光電変換部ピッチｐ０よりも大きく設定するこ
とができ、例えばｕ＝ｐ０、ｖ＝１，３３ｐ０とするこ
とができる。この値における受光部ＭＴＦを節２４図（
ｄ）の破線（Ｇ）に示す。これらの本発明に係る受光部
のＭＴＦ特性（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）はいずれ
も周波数１／ｐ０で零となり、それらのうち特性（Ｄ）
、（Ｅ）は周波数０．９１／ｐ０においてピークの０．
１以下であり、特性（Ｆ）、（Ｇ）は、周波数０．８／
ｐ０においてすら０．１以下となっており、第２４図（
ａ）（ｂ）の従来の受光部ＭＴＦ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ
）に比べて周波数１／ｐ０付近において著しく抑制され
ていることが分る。

尚、この様なＭＴＦ特性は、第２７図（ａ）に示す如き
受光部形状によっても達成することができる。この受光
部は複数列、具体的には第１〜第４の小レンズアレイ３
６、３７．３８、３９がら成り第２と第４小レンズアレ
イ３７．３９の小レンズ配列は第１と第３小レンズアレ
イ３６．３８に対して所定量、具体的にはｐ０／２だけ
ずれている。これらの各小レンズアレイは第２図の小レ
ンズアレイと同一構成で、各小レンズは図では左端に位
置する小レンズにのみ示した如く一対の光電素子ＰＴ１
、ＰＴ２を有する。各小レンズアレイにおいて、位置的
に対応する小レンズの一対の光電素子の対応する光電素
子同士ＰＴ１とＰＴ１、ＰＴ２とＰＴ３が導体４０によ
り接続されている。この導体４０は、接続した光電素子
の出力を合成する働きをするものであるから、この導体
の代りに、各小レンズアレイ毎に光電素子の出力を読み
出した後に、対応する出力同士を加算するようにしても
よい。この様な構成においては、各受光部は各小レンズ
アレイの位置的に対応する四つの小レンズから成り、こ
の受光部の感度分布は第２７図（ｂ）に示す特性となる
。

この感度分布特性を適宜設定することにより、第２４図
（ｃ）、（ｄ）のＭＴＦ特性を得ることができる。

以上に詳述した本発明に係る受光部は、周波数０．９／
ｐ０以上の周波数においてＭＴＦが０．１以下であるこ
とが必要であり、周波数０．８／ｐ０以上の周波数にお
いて０．１以下であれば申し分ない。受光部ＭＴＦが０
．９／ｐ０以上の周波数において０．１以下であれば、
重みを４個しか用いないＭＴＦ抑制帯域ｌｏの多少狭い
第１５図のフィルタ手段を用いたとしても、それらの合
成ＭＴＦは１／ｐ０付近の高周波成分を充分抑制した満
足できるものとなる。また、受光部ＭＴＦが０．８／ｐ
０以上の周波数において０．１以下であれば、本願に係
るフィルタ手段との合成ＭＴＦはもちろんのこと、先願
に係る第１３図のフィルタ手段との合成ＭＴＦも充分満
足のいくものとなる。

又、先願のフィルタ手段以外にも６項以下の重み数値で
決まる例えばＷ１＝１、Ｗ２＝０、Ｗ３＝−０．５とか
、Ｗ１＝０，３、Ｗ２＝０、Ｗ３＝１、Ｗ４＝０、Ｗ５
＝−０．３といったフィルタに対してもほぼ満足のいく
ものとなる。更に、第２４図（ｄ）の破線（Ｇ）の如く
周波数０．７／ｐ０以上の周波数においてＭＴＦが０．
１以下である受光部は、これ単独で高周波成分抑制用フ
ィルタ手段を設けなくてもよい程に、周波数１／２ｐ０
以上の空間周波数成分を抑制している。

また、上記実施例は焦点検出装置に関するものであるが
本発明はそれに限ることなく、伸の光像検出装置にも連
用できるものである。

（発明の効果）本発明によると、受光部アレイの互に近接した４以上の
受光部の光電出力に夫々所定の重みを付して加算した加
勢出力を、ピッチｎｐ０毎に作成する第１手段と、上記
加算出力から、受光部アレイ上の光像の状態を検出する
検出手段とを具備し、第１手段はそのフィルタ特性を表
わすＭＴＦが少なくとも空間周波数３／８ｐ０から５／
８ｐ０までの周波数帯域において充分小さく、この周破
数帯域の下限からそれより小さい所定空間周波数まで徐
々に増大し所定空間周波数で充分大きくなる様に定めら
れているので、ナイキスト周波数以上の空間周波数成分
を十分に除去でき、高精度の検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は従来の焦点検出装置の光学系を
示す光学図とその受光部の正面図、第２図は別の従来の
焦点検出装置の第１図（ａ）、（ｂ）と同様の図、第３
図は受光部アレイを示す正面図、第４図乃至第７図は、
受洸部アレイ上の光像の変位とそのときの光電用力バタ
ーンとを夫々示す説明図、第８図（ａ）は、受光部のＭ
ＴＦ特性を第８図（ｂ）乃至（ｄ）は、先願に係る焦点
検出装置のＭＴＦ特性を夫々示すグラフ、第９図は本発
明の一実施例の焦点検出装置の光学系を示す斜視図、第
１０図は、上記実施例の電気処理系を示すブロック図、
第１１図（ａ）及び（ｂ）は夫々トランスバーサルフィ
ルタを示すブロック図と回路図、第１２図（ａ）及び（
ｂ）は夫々本発明のフィルタ手段の一例のＭＴＦ特性と
重み数値を示すグラフ、第１６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ
）は先願に係るフィルタ手段のＭＴＦ特性とその重み数
値とを夫々示すグラフ、第１４図（ａ）、（ｂ）乃至第
１９図（ａ）、（ｂ）は夫々本発明に係るフィルタ手段
のＭＴＦ特性と重み数値とを示すグラフ、第２０図はト
ランスパーサルフィルタの別の構成例を示すブロック図
、第２１図（ａ）及び（ｂ）は光像の変位量とその検出
量との関係を示すグラフ、第２２図（ａ）乃至（ｄ）は
、本発明に係るフィルタ手段のＭＴＦ特性を示すグラフ
、第２３図（ａ）乃至（ｃ）は従来の受光部アレイを示
す正面図、第２４図（ａ）及び（ｂ）は夫々第２５図の
受光部のＭＴＦを、第２４図（ｃ）及び（ｄ）は本発明
に係る受光部のＭＴＦを夫々示すグラフ、第２５図乃至
第２７図は、第２４図（ｃ）と（ｄ）のＭＴＦを与える
受光部とその感度分布とを示す説明図である。１・・・結像光学系、２６・・・フィルタ子役２８・・
・演算手段、ＰＴ・・・克重茶手出願人　日本光学工業
株式会社代理人　渡辺隆男２″３図ｊ（Ｃ）１１Ｆｍｌ、ｑ汁で（ｄ）７ｔｄ＞ト七「才（Ｆ）耐口白１址穎２−５図ｆｃ）―掬ｊ（Ｃ）４杢しｃｄ）閤抽腸ｔｄｉ叫斗会６図ナ門フｌｒＯＦＯ７図２昂　　　ＰＯ〒ｑ図ｆ１１０図２２Ｂ　　　　２１Ｂ　　　　　７７８７７１図 δ８才１？図Ｌ−１−”−ａ− Σｌ−■　　　　　　　　　　　　Σト匡Ｌ４−．　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　−　　’−オ
？３図ヤ２４０墾り才２５図（６）六２６厘オ２７囚（Ａ、）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入射光強度に応じた光電出力を発生ずる受光部が
ヒソチｐｏの間隔て多数並袢された受光部アレイと、該受光部アレイ上に光像な形成する結像光学系と、互に近接した４以上の上記受光部の光電出力に夫々所定
の重みを付して加算した力字出力を、ヒリチｎｐ０（ｎ
は１以上の整数）毎に作成する第１手段と、上記加算出力から上記光像の状態を検出する検出手段と
を具備し、上記第１手段は、そのフィルタ特性を表わすＭＴＦが少
なくとも、空間周波数３／８ｐ０から５／８ｐ０までの
周波数帯域において充分小さく、この周波数帯域の下限
からそれより小さい所定空間周波数まで神々に増大し該
所定空間周波数で充分大きくなる様に定められているこ
とを特徴とする光像検出装置。
（２）上記周波数帯域は約１／４ｐ０乃至３／４ｐ０で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光
像検出装置。
（３）上記ピッチｎｐ０のｎは２以上であり上記周波数
帯域は３／４ｎｐ０乃至（１／ｐ０−３／４ｎｐ０）で
あり、上記所定空間周波数は約１／４ｎｐ０以下である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光像検
出装置。
（４）上記周波数帯域は約１／２ｎｐ０乃至（１／ｐ０
−１／２ｎｐ０）であることを特徴とする特許訂求の範
囲第６項に記載の光像検出装置。