JPS6232410A - 焦点検出装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は、対物レンズによる物体像を対物レンズの光
軸に関して対象に配置された第１・第２の結像レンズに
より第１・第２の光像検出手段」二に第１・第２の光像
として再形成し、その第１・第２の光像検出手段により
検出される第１・第２の光像の照度分布から画像の像間
隔を求め、さらに求められたその像間隔から物体に対す
る対物レンズの焦点調節状態、特に対物レンズによる物
体像の予定結像面からのズレ量（デフォーカス量）を検
出する焦点検出装置に関する。

従来の技術 この種の焦点検出装置においては、対物レンズの射出瞳
及び第１・第２の結像レンズを通過する光束により第１
・第２の光像を形成するため、第１・第２の結像レンズ
の有口径が対物レンズの射出瞳内に投影されるように対
物レンズの予定結像面の近傍で第１・第２の結像レンズ
の前方にコンデンサーレンズを配置するのが普通である
。第１図及び第２図は、コンデンサーレンズ（６）を用
いた従来のこの種の焦点検出装置の光学系及びそれによ
る像形成の様子を示したもので、この光学系は対物レン
ズ（２）の後方の予定焦点面（４）あるいはこの面から
さらに後方の位置に球面レンズから成るコンデンサーレ
ンズ（６）を有し、さらにその後方に結像レンズｆ８１
．（１ｏ）を有し、各結像レンズの結像面には例えばＣ
ＣＤを受光素子として有するラインセンサー（１２）、
（１４）を配しである。各ラインセンサー（１２）、（
１４）上にはそれぞれ物体の第１・第２の像が形成され
るが、それらの像は、第２図に示すように、ピントを合
わすべき物体の像が予定焦点面より前方に結像する、い
わゆる前ピンの場合、光軸（１８）に近くなり互に近づ
き、反対に後ピンの場合、夫々光軸（１８）から遠くな
る。ピントが合った場合、第１・第２の像の互いに対応
し合う二点の間の間隔は、光学系の構成によって規定さ
れる特定の距離となる。したがって、原理的には第１・
第２の像間隔を検出すればピント状態が分かることにな
る。

発明が解決しようとする問題点 ところが、ここで注目すべきことは、第１・第２の結像
レンズ（８）（１０）の光軸がコンデンサーレンズ（６
）の光軸、つまり焦点検出光学系の主光軸である対物レ
ンズに）の光軸（１８）からずれているために発生する
波面収差、特に歪曲収差が第１・第２の像の対応部分毎
に光軸（１８）に対称な異なる影響を与えることであり
、このために第１・第２の像の像間隔を正確に検出する
ことが困難になる。

これを第３図（ａ）　（ｂｌ　（Ｃ）を参照して詳しく
説明すると、第３図（ａ）は予定結像面（４）上におい
て主光軸（１８）の位置に一本の暗いスリット像か形成
された場合におけるラインセンサー（１２）（１４）上
での第１・第２の像の照度分布を示している。これに対
し第３図ｆｂｌ　（Ｃ）は、それぞれ一本の暗いスリッ
ト像が予定結像面（４）上において光軸（１８）から距
離△ｌだけ上側及び下側にずれて形成された場合におけ
るラインセンサー（１２）（１４）上での第１・第２の
像の照度分布を示している。これらの場合、第１・第２
の像の像間隔は、本来１１＝１２ｈ＝ｌ！３となるべき
であるが、第１・第２の結像レンズｆ８１（１０）の光
軸とコンデンサーレンズ（６）の光軸のずれにより発生
する波面収差、特に歪曲収差の上述した影響により１１
〉１２＝１３となり、６ｇが大きくなると第・１図に実
線Ａで示したようにそれだけ１２，１３は小さくなる。

すなわち、暗いスリット像か同じ（予定結像面（４）上
に形成される場合であっても、それが主光軸（１８）か
ら離れた位置に形成される程第１・第２の像の像間隔は
狭（なる。このことは、実際の物体像の焦点検出を行な
う場合、対物レンズの焦点調節状態か同じでも第１・第
２の像の対応部分毎に像間隔が異なる可能性があること
を意味し、したがって、像間隔演算の基礎となる第１・
第２の像の主要部の位置によって焦点検出結果に差が生
じることになる。

特開昭６０−３２０１２号公報には、波面収差、特に歪
曲収差が与える上述した影響をコンデンサーレンズを非
球面化することで第４図に破線Ｂで示す如（光学的に抑
制しようとした発明が提案されているか、金型の製作等
で非球面レンズの製作にはコストがかかるばかりか、そ
の抑制効果を上けるには複雑な非球面レンズの設計を必
要とし、安価な焦点検出装置を提供できない欠点があっ
た。

このため、この発明は上記の問題を電気的な演算を用い
るより安価な方法で解決する焦点検出装置を提供するこ
とを目的としている。

この発明は、対物レンズの予定結像面近傍に配設された
コンデンサーレンズと、コンデンサーレンズの背後に対
物レンズの光軸に関して対称に配設され、コンデンサー
レンズを介して対物レンズによる物体像を再結像させる
ことにより物体の第１・第２の光像を形成する第１・第
２の結像レンズと、その第１・坩第２の光像を検出して
それらの照度分布に対応した出力を発生する第１・第２
の光像検出手段と、第１・第２の光像の照度分布に対応
する第１・第２の光像検出手段の出力に応じて第１・第
２の光像の像間隔を演算する第１の演算手段と、この第
１の演算手段により求められた像間隔に応じて対物レン
ズによる物体像の予定結像面に対するずれ量を演算する
第２の演算手段とを備えた焦点検出装置において、第１
．又は第２の光像の照度分布に対応する第１＋又は第２
の光像検出手段の出力にもとずいて第１又は第２の光像
の主要部の位置を判別する判別手段と、この判別手段に
より第１．又は第２の光像の主要部がその光像の中心部
から外れた位置にあることか判別されたときに第１．又
は第２の演算手段による演算結果を補正する補正手段と
を設けることによって、上記目的を達成している。

発明の作用 第１・第２の光像における主要部がそれぞれの光像の中
心部から外れた位置にある場合、コンデンサーレンズに
より発生する波面収差の影響をその主要部が大きく受け
ている。したがって、その主要部にもとづいて第１・第
２の像の像間隔を第１の演算手段で演算し、さらにその
演算結果にもとづいて対物レンズによる物体像の予定結
像面からのずれ量を第２の演算手段で演算しても、正し
い焦点検出ができない。しかし、この発明では、そのよ
うな場合を判別手段が第１．又は第２の光像の照度分布
に対応する第１．又は第２の光像検出手段の出力にもと
ついて判別し、それによって第１．又は第２の演算手段
の演算結果を補正手段が補正する。したがって、そのよ
うな場合であっても正しく焦点検出を行なうことができ
る。

実施例 次にこの発明の詳細な説明するが、以下の実施例におい
ては第１図に示した従来の光学系が焦点検出光学系とし
て用いられているものとする。

但し、ラインセンサー（１２）（１４）は第５図に示し
たような同一の半導体チップ」二に形成された１つのラ
インセンサー（１５）の異なる２つの領域でそれぞれ構
成される。第５図において、（Ｘｉは対物レンズ（２）
の光軸（１８）の通る位置を示す。（１１）〜（ｄｚ３
）はラインセンサー（１２）に対応する基準部ｆＬｌ内
の画素を示し、（６１）　〜（Ｉｔ）、（ｌｘ　−／２
３）、（ｄｔ７−Ｊ２３）はそれぞれ基準部ｆＩ−１内
における第１．第２．第３ブロツクｆｌ　ｌ　ｆｎ）　
（ｎｉｌを構成する。ここで第１．第３ブロツク１ｌｌ
（ＩＩＩＩはそれぞれ７個の画素を有し、第２ブロツク
（Ｉｌｌは基準部ｆＬ）の全数２３個の画素を有する。

一方、（ｒＱ　〜（ｒ：ｎ）はラインセンサー（１４）
に対応する参照部（８）内の画素を示す。参照部区）内
の画素数は３１であり、基準部＋ＬＪ内の画素数よりも
８個多い。基準部ｆＬ）の上方にはそれに接近して後述
の図示しないモニター用受光素子が配設されている。

なお、第５図において、最も光軸通過位置（ｘ）から離
れた位置にある基準部ｆＬ）の画素（６１＞と最も光軸
通過位置［Ｘ）に近い位置にある参照部（Ｒ）の画素（
ｒｌ）との距離をＬｌとする。又、対物レンズ（２）か
物体に対して合焦状態にあるとき、すなわち対物レンズ
（２）による物体像か予定結像面（４）上に結像すると
きは、基準部＋Ｌ＋の第２ブロツクｆＩＩｌ上の像と等
しい照度分布をもつ像が参照部（Ｒ１内の画素（ｒ５）
〜（ｒ２７）に形成されるように光学系が設計されてい
る。この画素（ｒ５）〜（ｒ２７）を参照部（Ｒ）にお
ける合焦ブロックｔＦ）とし、基準部（Ｌｌの第２ブロ
ツク（Ｉｌ＋の中央にある画素（ｄ＋２）と参照部（Ｒ
）の合焦ブロック（Ｆｌの中央にある画素（ｒｒｓ）と
の距離、すなわち合焦時における像間隔をＬ２とする。

第６図は第５図のラインセンサー（１５）としてＣＣＤ
　（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）を
用いた場合における焦点検出装置及びそれを用いた自動
焦点調節装置の回路図を示している。

（２０）は上述のラインセンサー（１５）、モニター用
受光素子を含む光電変挽回路で、シフトパルス（Ｓｌｌ
）、転送りロック（ダ１）（ダ２）、クリアパルス（Ｉ
ＣＧＳ）か入力され、時系列化された画素信号（Ｏ５）
、モニター出力（ＡＧＣＯ５）、参照電圧出力（ＤＯＳ
）を出力する。ここでクリアパルス（ＩＣＧＳ）はライ
ンセンサー（１５）における各画素を初期状態に設定す
るためのパルスで、これによりラインセンサー（１５）
における各画素は蓄積電荷を排出して、新たに光積分、
すなわち電荷蓄積を開始する。又、このパルスによって
、モニター用受光素子の出力の積分が光電変挽回路（２
０）内で開始され、モニター出力（ＡＧＣＯ５）が時間
の経過と共に物体の明るさに応じた速度で参照電圧出力
（ＤＯＳ）に対し変化する。シフトパルス（ＳＨ）はラ
インセ：／４−（１５）の画素部からシフトレジスタ一
部へ蓄積電荷をシフトさせるパルスであり、これが入力
されると画素部での光積分が終了する。転送りロック（
Ｏｆ　）　（０２＞はシフトレジスタ一部にシフトした
蓄積電荷を順次時系列的にそのシフトレジスタ一部から
出力させるための互に位相の１８００ずれたパルスであ
り、これにより出力された蓄積電荷は光電変挽回路（２
０）内で各々負の電圧信号に変換され、画素信号（Ｏ５
）として出力される。

（２２）は各画素信号（ＯＳ）から参照電圧出力（ＤＯ
Ｓ）を減算し、正の電圧信号としての画素信号（ＤＯＳ
）を出力する減算回路、（２４）は減算回路（２２）か
ら出力される画素信号（ＤＯ５’）　　のうち遮光され
た数画素（例えば第３図において（１１）よりもさらに
左の数画素）に対応する画素信号をピークホールドし、
それらの画素信号の最大値に相当する電圧（ｖｐ　）を
出力するピークホールド回路、（２６）は減算回路（２
２）からの画素信号（ＤＯ５’）からピークホールド回
路（２４）の出力電圧（ｖｐ　）を減算して増幅する利
得可変の増幅器であり、この増刷回路での減算によって
各画素信号（ＤＯ５’）に含まれる暗電流成分が除去さ
れる。（２８）はこの増幅回路（２６）からの増幅され
た画素出力（ＤＯ５／／）を所定ビットのディジタル値
に変換するＡ／Ｄ変換回路で、その出力はマイクロコン
ピュータ（３０）（以下マイコンと云う）に取込まれる
。（３２）は利得制御回路で、モニター出力（ＡＧＣＯ
５）の参照出力（ＤＯＳ）に対する変化量を検出し、モ
ニター出力の変化開始から所定時間内にその変化量が所
定の閾値に達を示す信号（ＴＩＮＴ）を出力し、かつ増
幅器（２８）の利得を’Ｘｉ“に設定する利得信号を出
力する。

又、モニター出力（ＡＧＣＯ５）の出力開始から所定時
間が経過すると、マイコン（３ｏ）から出力される強制
シフト信号（Ｓ）（Ｍ）か利得制御回路（３２）に出力
されるが、この場合利得制御回路（３２）は信号（ＳＨ
Ｍ）入力時点でのモニター出力（ＡＧＣＯ５）の参照電
圧出力（ＤＯＳ）に対する変化量に応じて、増幅器（２
６）の利得を′Ｘｌ“１１　Ｘ　２“、“Ｘ４”又はゝ
ゝＸ８“に設定する利得信号を出力する。この場合、そ
の変化量が小さい程設定される利得は大きくなる。

（ＡＮ）（ＯＲ）はそれぞれアンド回路、オア回路であ
り、アンド回路（ＡＮ）には利得制御回路（３２）から
の上述の信号（ＴＩＮＴ）及びマイコン（３ｏ）からの
信号（ＳＨＥＮ）が入力され、オア回路（ＯＲ）にはア
ンド回路（ＡＮ）の出力信号とマイコン（３ｏ）からの
上述信号（ＳＨＭ）か入力される。ここでマイコン（３
０）からの信号（ＳＨＥＮ）はシフトパルス発生回路（
３４）によるシフトパルス発生を許可するだめの信号で
、シフトパルス（Ｓｌ（）の発生を禁止すべき間（例え
ば、光電変挽回路（２０）からマイコン（３０）へのデ
ータダンプ中及びマイコン（３０）でのデータ演算中）
は“Ｌｏｗ〃となるが、その後月且ｇｈ／ｚとなって、
アンド回路（ＡＮ）を開く。

したがって、この信号（ＳＨＥＮ）か＊　Ｈｉ　ｇ　ｈ
／／のときに信号（ＴＩＮＴ）か発生すると、アンド回
路（ぬは（Ｘ）（ｉ　ｇ　ｈ〃倍信号ＴＩＮＴ）を出力
する。オア回路（ＯＲ）はこの信号（ＴＩＮＴ）又は信
号（ＳＨＭ）をシフトパルス発生回路（３４）に出力し
、それに応答してシフトパルス発生回路（３４）がシフ
トパルス（Ｓ　Ｈ）を発生ずる。（３６）はマイコン（
３０）からのクロックパルス（ＣＬ）を受けて転送りロ
ック（Ｏｆ）（り２）を発生する転送りロック発生回路
であり、オア回路（ＯＲ）から信号（ＴＩＮＴ）又は（
Ｓ）１Ｍ）を発生し始める（（ｓｉ−ｉ）と（グ１　）
　（０２）の同期をとるため）。マイコン（３０）から
出力される信号（Ｓ　Ｈ）はピークホールド回路（２４
）が取込む画素信号（Ｉ）Ｏ５’）を指定するためのサ
ンプルホールド信号である。

マイコン（３０）は表示回路（３８）及びレンズ駆動装
置（４０）に回路接続されており、後述の如く演算によ
り求めた対物レンズ（２）の焦点調節状態を表示回路（
３８）に表示させる一方、それにもとづいてレンズ駆動
装置（４０）に撮影レンズ駆動を行なわせる。なお、マ
イコンで演算により求められる対物レンズ（２）の焦点
調節状態は、この実施例の場合デフォーカスｌとデフォ
ーカス方向で表わされ、このためレンズ駆動装置ｔ　（
４０）による対物レンズ（２）の駆動量及び駆動方向が
決められる。レンズ駆動装置（４０）はその駆動量及び
駆動方向にしたかって対物レンズ（２）を駆動する一方
、マイコン（３０）へ実行されたレンズ駆動量を示す信
号を出力し、マイコン（３０）はその実行されたレンズ
駆動量が演算により求めた駆動量に到達すると、レンズ
駆動を停止させる信号をレンズ駆動装置へ出なお、第６
図において４はマイコン（３０）にずれ量検出及びそれ
にもとづく自動焦点調節を開始させるスタート信号を入
力するためのスタートスイッチである。

次に、第７図乃至第９図を参照してマイコン（３０）の
動作を説明する。まず、図示しないカメラの電源スィッ
チがオンされると第７図のフローがスタートし、＃１の
ステップでスタートスイッチ（ＡＦＳＷ）かオンされて
いるかどうかを判別する。

ここで、スタートスイッチ（ＡＦＳＷ）がオンされてい
ると判断すると、マイコン（３０）はクリアパルス（Ｉ
ＣＧ）を出力して、＃２のステップでラインセンサー（
１５）の各画素を初期状態に設定した後、各画素に光積
分を開始させる。又、このとき上述したように光電変換
回路（２０）内のモニター回路もモニター用受光素子の
出力を積分開始し、モニター出力（ＡＧＣＯＳ）が変化
し始める。次に、利得制御回路（３２）か信号（ＴＩＮ
Ｔ）　　を出力すると、これにもとづきシフトパルス発
生回路（３４）がシフトパルス（ＳＨ）を発生する結果
、＃２のステップでの光積分か終了し、光電変換回路（
２ｏ）から画素信号（Ｏ５）か時系列的に出力され、マ
イコン（３０）はＡ／Ｄ変換回路（２８）からのディジ
タル化された画素信号（ＤＯ５つを＃３のステップで取
込む（データダンプ）。又、被写体が暗いために、信号
（ＴＩＮＴ）が発生しないまま光積分開始から所定時間
が経過すると、マイコン（３０）が信号（ＳＩ（Ｍ）を
出力し、これにより上記と同様シフトパルス発生回路（
３４）がシフトパルス（ＳＨ）を発生する結果、＃２の
ステップでの光積分が終了し、光電変換回路（２０）か
ら画素信号（Ｏ５）か時系列的に出力され、マイコン（
３０）はＡ／Ｄ変換回路（２８）からのディジタル化さ
れた画素信号（ＤＯ５りを取込む。

その後マイコン（３０）は＃４のステップで後述の焦点
検出演算（第８図）を行ない、続いて＃５のステップで
後述の焦点検出不能判別（第８図）を行なう。そしてこ
こで焦点検出不能と判別すれは再び＃２のステップに戻
って光積分を再び行なうが、ここで焦点検出可能と判別
すると、＃６のステップで＃４の演算結果にもとづいて
デフォーカスＩＤＦの演算を行ない、＃７のステップで
はＤＦか所定の幅内にあるかどうかを判別する。ここで
ＤＦか所定の幅内にあることを判別すると、マイコン（
３０）はＩ９のステップで表示装置（３８）に合焦表示
を行なわせる。一方、ＤＦか所定の幅から外れているこ
とを判別すると、Ｉ８のステップでレンズ駆動装置（４
０）に対物レンズ（２）の駆動を行なわせ、再びＩ２の
ステップに戻って再び光積分を行なわせる。

第８図はＩ４．３５　、Ｉ６のステップの詳細を示して
いる。マイコン（３０）はＩ３のステップでのディジタ
ル化された画素信号（ＤＯ５“）の取込みか終了して＃
・１のステップに入ると、Ｉ１０　、Ｉ１１　。

Ｉ１２のステップでラインセンサーの基準部Ｌ）の第１
・第２・第３各ブロツク（１）（ｍｌ（ＩＩＩＩ上の像
のコントにもとついて順次演算する。続いてＩ１３のス
テップで計算式Ｉ（ｔｊ＋−Σ１ｆｆｋｒｋ＋ｊ−ｔｌ
にもトッキ、ｋ＝１ ｊを１から９までシフトさせて９通りの相関値Ｈ（１＋
　、　Ｉ（ｆ２＋・・・Ｈ（８１、８（９１を順次演算
し、Ｉ１４　のステップではそれらの相関値のうち最大
の相関度を示す最小の相関値Ｈ（ｊＭ）を求めると共に
、そのときのシフト位置ｊＭを求める。但し、Ｉｋ、ｒ
ｋはそれぞれ基準部（Ｉ４）参照部（Ｒ）のに番目の画
素に対応するディジタル化された画素出力（ＤＯ５／／
）を便宜上表わすものとする。次のＩ１５からＩ１７の
ステップは、ラインセンサーの画素ピッチよりも高い精
度で最小相関値（最大相関度）及びそれを与えるシフト
位置（最大相関シフト位置）を求めるたする。ｊＭの値
が１又は９のいずれでもないと判別すると、Ｉ１６のス
テップで補間演算を行なう。この補間演算は、ｊＭの両
隣りのシフト位置ｊＭ−ｉ。

ｊＭ＋１での相関値Ｈ（ｊＭ−１）　、　Ｈ（ｊＭ＋１
　）を比較して、その比較結果に応じて次の２つの計算
式のいずれかを用いる。

Ｈ（ｊＭ−１）＜Ｈ（、ｊＭ＋１）のときここで、ｘＭ
は補間演算された最大相関シフト位置複 であり、Ｉ１７のステップではこの位置での相関尋すな
わち補間演算による最小相関値（最大相関度）ＹＭを次
の計算式によって求める。

ＹＭ＝Ｈ（ｊＭ）−ＩＨ（ｊＭ＋ｔ）−Ｈ（ｊＭ−１）
１なお、Ｉ１５のステップで　ｊＭ＝ｘ又は９と判別し
たときは、Ｈ（ｊＭ−１）又はＨ（ｊＭ＋ｌ）が存在せ
ず、上述の補間演算かできない場合であるから、Ｉ１８
のステップに進み、ｊ　Ｍ　、　Ｈ（ｊ　Ｍ　）の値を
そのままＸＭ、ｙＭとしてそれぞれ設定する。

Ｉ１９のステップは焦点検出不能かどうかを判別する第
７図のＩ５のステップの一例で、°この例の場合、補間
演算による最小相関値ＹＭをラインセンサーの基準部（
Ｉ４）の第２ブロツクｆＩｌｌ上の像のコントラスト値
Ｃ２で正規化したＹ　Ｍ　／　Ｃ２が所定値Ａよりも大
きいかどうかを判別する。すなわち、ＹＭの値は相関度
か高い程小さな値となり、これからさらにコントラスト
の影響を除去したものがＹＭ／Ｃ２となるが、このＹ　
Ｍ／Ｃ２の値か所定値Ａ以上であれば相関度が低く、信
頼性に欠ける。したがって、Ｉ１９のステップでＹ　Ｍ
／Ｃ２≧Ａと判別したときは、焦点検出不能と判断し、
再びＩ２のステップに戻って次の光積分を行なわせる。

一方、ＹＭ／Ｃ２くＡと判断したときは第７図のＩ６の
ステップに対応するＩ２０からＩ２４のステップでデフ
ォーカス量ＤＦの演算を行ない、さらにＩ２５のステッ
プでレンズ駆動装置（４０）によって行なうレンズ駆動
の量をデフォーカスｌＤＦから算出する。

Ｉ２０からＩ２４のステップについて説明すると、まず
Ｉ２０のステップでは、ラインセンサーの基準部ｆＬｌ
における第１・第２ブロツクｆｉｌ（ＩＩ）上の像のコ
ントラストＣ１，Ｃ２の比較を行ない、ＣＩ≧ａ、Ｃｚ
かどうかを判別する。ここでａは１以下の値をもつ所定
の定数であり、普通は０．６程度の値でよい。

すなわち、Ｉ２０のステップでＣ１≧ａ、Ｃ２であると
判別したときは、第２ブロツクｆＩｌｌ上の像のコント
ラスト（換言すると基準部ｆＬｌ上の像の全体的なコン
トラスト）に比べて第１ブロツクｆＩｌ上の像のコント
ラスト（換言すると基準部（Ｌｌ上の像の一方の周辺部
のコントラスト）が一定比率８以上高い場合であり、基
準部Ｌｉ上の像の主要部が歪曲収差などの波面収差の影
響が大きい一方の周辺部に片寄っている場合である。こ
の場合は第３図（１）ｌに示したように暗いスリットの
像が基準部（月の一方の端近くに位置している場合と近
似的に同等と考えられる。したかって、続いて＃１６の
ステップで求めたｘＭに所定の補正値すを＃２１のステ
ップで加えて（ＸＭ＋ｂ）を新たにｘＭとして設定し、
＃２４のステップに進む。一方、＃２０のステップでＣ
１（ａ−Ｃ２であることを判別すると、次に＃２２のス
テップで６３≧ａ−Ｃ２であるかどうかを判別する。

ここで、Ｃ３≧ａ−Ｃｚであることを判別した場合は、
第２ブロツクｉｎ＋上の像のコントラストに比べて第３
ブロツク（Ｉｌｌｌ上の像のコントラスト（換言すると
基準部（Ｌ）」−の像の他方の周辺部のコントラスト）
か一定比率ａ以」二高い場合であり、基準部（Ｌ）上の
像の主要部が歪曲収差などの波面収差の影響が大きい他
方の周辺部に片寄っている場合である。この場合は第３
図（Ｃ）に示したように暗いスリットの像か基準部（Ｌ
）の他方の端近くに位置している場合と近似的に同等と
考えられる。したがって続いて＃１６のステップで求め
たｘＭに所定の補正値ｄを＃２３のステップで加えて（
ＸＭ＋ｄ）を新たにｘＭとして設定し、＃２４のステッ
プに進む。ここで、ｂとｄは基準部における第１・第３
ブロツクｆＩｌ（Ｉｌｌｌの画素数を等しく設定した場
合（第５図）には、ｂ＝ｄで互に等しい値であるが、第
１・第３ブロツクｆｌｌ（ｆｕｌｌの画素数が異なると
’ｂ（ｄとなる。他方、＃２２のステップでＣ３くａ−
０２であると判別した場合は、基準部ｆＬｌ上の像のコ
ントラストに片寄りがないことを示しているので、ｘＭ
の補正を行なわず、＃２４のステップに進む。＃２４の
ステップでは、計算式ＤＦ＝（ＸＭ−５）Ｘαにもとづ
いてデフォーカス量ＤＦを演算する。ここで、αは焦点
検出用光学系の諸元によって定まる定数である。なお、
ＸＭ＝ｊＭ＝５の場合が合焦状態であり、そのときの像
間隔は第３図のＬ２となる。この後＃２５のステップで
は対物レンズ（２）を合焦位置まで移動させるために必
要なレンズ駆動装置（４０）の駆動量（例えはモータの
回転数）を対物レンズ固有の情報と＃２４のステップで
求めたデフォーカス量とから演算する。

以上において、基準部（Ｌ）上の像と参照部（８）上の
像の像間隔りは、７？　＝　（ＸＭ　５）ＸＰ＋Ｌ２（
Ｐはラインセンサーの画素ピッチ）で表わされるからｘ
Ｍの値は間接的に像間隔ｌを示している。第８図のデフ
ォーカス量算出フローでは、したがって像間隔ｅを基準
部ＦＬｌ上の像の全体的なコントラストに対して周辺部
のコントラストか一定比率ａ以上高い場合に補正してい
ることになる。但し、次に説明する第９図のデフォーカ
ス量演算フローにおけると同様、この場合も予めデフォ
ーカス量ＤＦ−（ＸＭ−５）ｘαを求め、Ｃ１≧ａ−Ｃ
ｚ、又はＣ３４−Ｃ２であると判別したときに先に求め
たＤＦの値を補正するようにしてもよい。

第９図は第７図におけるデフォーカス量演算フローの第
２の具体例を示している。

第９図において、＃２６のステップは基準部ｆＬｌ上の
像におけるコントラスト分布の重心位置Ｎを演算するス
テップで、マイコン（３０）はこの演算を計算式 によって行なう。次に＃２７のステップでデフォーカス
量Ｄ　Ｆ　＝　（ＸＭ−５）Ｘαを求め、以下＃２８か
ら＃３１のステップで重心位置を判別して、その判別結
果に応じてデフォーカス量ＤＦを補正する。

すなわち、コンデノサーレンズ（６）の歪曲収差などの
波面収差による像間隔の変動量ｆ（Ｎ）は重心位置１２
（基準部（Ｌｌにおける１２番目の画素）を中心に対称
に分布するので、ｆ　（Ｎ）＜、Ｉ　Ｎ−１２１で表わ
すことができるため、ｌＮ−１２１に対応する像間隔の
の 変動１ｆｔＮ）を予めマイコン（３０）内４ＧＲＯＭに
格納しておき、これを重心位置の判別結果に応じて読み
出して補正値として用いる。

次の表１はその補正値の一例を示す。

表　　１ この補正を行なうフローを説明すると、＃２８のステッ
プでＩＮ、−１２１≦３であるかどうかを判別し、ｌＮ
−１２１≦３であることを判別すると、デフォーカス量
ＤＦを補正せず、そのまま＃３６のステップに進んで、
対物レンズ（２）を合焦位置まで移動させるために必要
なレンズ駆動装置（４０）の駆動量を対物レンズ固有の
情報と＃２７のステップで求めたデフォーカス量ＤＦと
から演算する。＃２８のステップでｌＮ−１２１＞３で
あると判別すると、次に＃２９のステップでｌＮ−１２
１≦５であるかどうかを判別し、ｌＮ−１２１≦羊の場
合、＃３２のステップＤＦから２０μｍを引いて、（Ｄ
Ｆ−２０）を新たにＤＦとして設定し、＃３６のステッ
プに進む。　一方、＃２９のステップでｌＮ−１２１＞
５であると判別すると、次に＃３０のステップでｌＮ−
１２１≦７であるかどうかを判別し、ｌＮ−１２１≦７
の場合＃３３のステップでＤＦから４０＃ｍを引イテ、
（ＤＦ−４０）を新たにＤＦとして設定し、＃３６のス
テップに進む。

同様に、＃３０のステップでｌＮ−１２１）７であると
判別すると、＃３１のステップでｌＮ−１２１≦９　で
あるかどうかを判別し、ｌＮ−１２１≦９の場合＃３・
１のステップで（ＤＦ−６０）を新たにＤＦとして設定
して＃３６のステップに進むか、ｌＮ−１２１＞９の場
テ 合は＃３５のスキップで（ＤＦ−８０）を新たにＤＦと
して設定して＃３６のステップに進む。

このように第９図のデフォーカス量算出フローでは、基
準部＋Ｌｉ上の像のコントラスト分布の重心位置を中心
重心位置の両側でそれぞれ５通りに区分し、それぞれの
区分に対応した補正値によりデフォーカスＩＤＦを補正
しているが、この区分数は必要に応じて増減すればよ（
、区分数を多くし、それに応じた補正値を設定すれば、
デフォーカスｆｉＤＦをより正しく補正できる。

以上この発明の実施例を図面を参照して説明したが、こ
の発明が上述の実施例以外の態様でも実施できることは
もちろんである。

例えば、基準部（■、）上の像と相関を有する像が参照
部（Ｒ１上にも形成されるので、基準部（Ｌ）上の像の
代わりにその参照部（８）上の像について、周辺部での
コントラストと全体的なコントラストの比又はコントラ
スト分布の重心位置を求め、それからその像の重要部の
位置を判定するようにしてもよい。

又、第８図の＃１５から＃１７のステップでの補間演算
はデフォーカス量算出に要求される精度に応じて行えば
よ（、＃１４のステップで求めたｊＭをそのままデフォ
ーカス量算出に用いてもよい。さらに、上述の実施例で
はコンデンサーレンズ（６）が球面レンズであるとして
説明したが、それを非球面レンズで構成しても波面収差
が残り、それにより基準部、参照部上の２つの像がなお
かつ影響を受ける場合にもこの発明は適用できる。

なお、ラインセンサー上に形成される２つの像に影響を
与える波面収差としては特に歪曲収差以外にも、像面彎
曲、非点収差、コマ収差２球面収差がある。

発明の詳細 な説明した通り、この発明の焦点検出装置によれば、第
１又は第２の光像検出手段上に形成される第１又は第２
の光像の照度分布に対応する第１又は第２の光像検出手
段の出力にもとづいて第１又は第２の光像における主要
部の位置を判別し、その主要部の位置か第１又は第２の
光像における中心部から外れているときには第１・第２
の光像の像間隔又はそれにもとづいて求めたデフォーカ
ス量を補正するため、先に述べた波面収差の影響を受け
ず正しく焦点検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の焦点検出装置の光学系を示す図、第２図
は第１図の光学系による像形成を様子を示す図、第３図
（ａ）　ｆｂ）　（Ｃ）は第１図の予定結像面上に暗い
スリット像が結像している場合にそのスリット像の光軸
に対する位置の違いに応じてラインセンサー（１２Ｘ１
４）上に形成される２つの光像の位置か変化する様子を
示す図、第４図はラインセンサー（１２）上におけるス
リット像の位置とラインセンサー（１２）（１４）上の
２つのスリット像の像間隔の変化を示す図、第５図はこ
の発明の一実施例の焦点検出装置に用いたラインセンサ
ーの平面図、第６図はその焦点検出装置の回路図、第７
図乃至第９図は第５図の回路におけるマイコン（３ｏ）
の動作例を示すフローチャートである。 （２）・・・対物レンズ、（４）・・・予定結像面、（
６）・・・コンデンサーレンズ、（８１（１０）・・・
第１・第２の光像検出手段、（１２）ｆｌ−）・・・第
１の光像検出手段、（１４）（Ｒ１・・・第２の光像検
出手段、（３ｏ）・・・マイコン。 出願人　　ミノルタカメラ株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、対物レンズの予定結像面近傍に配設されたコンデン
   サーレンズと、コンデンサーレンズの背後に対物レンズ
   の光軸に関して対称に配設され、コンデンサーレンズを
   介して、対物レンズの焦点調節状態に応じて像間隔が変
   化する物体の第１・第２の光像を形成する第１・第２の
   結像レンズと、その第１・第２の光像を検出してそれら
   の照度分布に対応した出力を発生する第１・第２の光像
   検出手段と、第１・第２の光像の照度分布に対応する第
   １・第２の光像検出手段の出力に応じて第１・第２の光
   像の像間隔を演算する第１の演算手段と、この第１の演
   算手段により求められた像間隔に応じて対物レンズによ
   る物体像の予定結像面に対するずれ量を演算する第２の
   演算手段とを備えた焦点検出装置において、第１又は第
   ２の光像の照度分布に対応した第１又は第２の光像検出
   手段の出力にもとづいて第１又は第２の光像の主要部の
   位置を判別する判別手段と、この判別手段により第１又
   は第２の光像の主要部がその光像の中心部から外れた位
   置にあることが判別されたときに第１又は第２の演算手
   段による演算結果を補正する補正手段とを備えたことを
   特徴とする焦点検出装置。 ２、判別手段が、第１又は第２の光像の照度分布に対応
   した第１又は第２の光像検出手段の出力にもとづいて第
   １又は第２の光像の周辺部におけるコントラストと全体
   的なコントラストとを求めるコントラスト検出手段と、
   このコントラスト検出手段により求められた第１又は第
   ２の光像の周辺部におけるコントラストがその光像の全
   体的なコントラストに対して所定比率以上高いかどうか
   を判別して、第１又は第２の光像の主要部の位置を判別
   するコントラスト比判別手段とを備えたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の焦点検出装置。 ３、判別手段が、第１又は第２の光像の照度分布に対応
   した第１又は第２の光像検出手段の出力にもとづいて第
   １又は第２の光像の全体的なコントラストを求めるコン
   トラスト検出手段と、このコントラスト検出手段により
   求められたコントラスト分布の重心位置を検出する重心
   位置検出手段と、この重心位置検出手段により求められ
   た重心位置が第１又は第２の光像に占める位置を判別し
   て、その光像の主要部の位置を判別する重心位置判別手
   段とを備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の焦点検出装置。