JPS635315A - カメラの焦点検出装置 - 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】 鼠鼠五Δ種肛立賢 本発明は一眼レフレブクスカメラ等に使用されるカメラ
の焦点検出装置に関し、より詳しくは、外界の光により
焦点検出を行う受動的焦点検出モード（以下、パヅンブ
ＡＰと略記する。）と、撮影レンズを通して被写体に光
を投射し、その反射光を受光することにより焦点検出を
行う能動的焦点検出モード（以下、アクティブＡＦと略
記する。）とを有するカメラの焦点検出装置に関する。

従来技術とその問題点 一般に、−眼レフレックスカメラ（以下、−眼レフカメ
ラと略記する。）の焦点検出装置に必要とされる一つの
重要な要素は、開放Ｆ値や焦点距離の異なる種々の交換
レンズに適応し得る能力である。また、外界の明るさに
関係なく焦点検出が行えることも重要である。

本出願人は、電子閃光装置に補助照明装置を組み込むこ
とにより、外界が暗い時に光を被写体に向けて投射する
ことで、焦点検出を可能とする焦点検出方式を提案した
（特願昭５９−２６１１９４号および特願昭６０−７６
８６号）。

このようなカメラの焦点検出方式では、焦点検出光学系
と投射光学系とのバララックスが大きいため、近距離か
ら遠距離にわたる広い距離範囲において焦点検出エリア
を照明しようとすると照明光束をそれだけ広げなければ
ならず、遠距離の被写体に対して投射光量が不足がちに
なる。また、照明光束の広がりは撮影レンズに関係なく
一定であるのに対し、焦点検出エリアは撮影レンズの焦
点距離が長くなるにつれて小さくなるから照明効率は良
くない。さらに、電子閃光装置不携帯時には焦点検出が
できないという大きな制約がある。

これに対し、特開昭５４−１５５８３２号公報には、−
眼レフカメラに適したＴＴＬアクティブ惧点検出装置が
示されている。具体的には、カメラボディに照明装置を
組み込み、撮影レンズの所定の制限されｆコ断面を通過
して被写体側に光を投射し、被写体より反射してきた光
を撮影レンズの別の制限された断面を通過して受光素子
にて受光し、焦点検出をおこなう。この場合、投射した
光線の、撮影レンズの面間反射によるゴーストやフレア
ー光の影響が大きい。

一方、特開昭５７−２２２１０号公報には投光手段から
の投射光を撮影レンズの一部を通して外部へ投射し、被
写体で反射してもどってきた光を、上記撮影レンズの他
の領域を通して光電受光手段にて受光するようにし、投
光用光軸と受光用光軸とが、上記撮影レンズの主平面上
において、主平面と撮影レンズ光軸との交点に関し点対
称とならないように設定した焦点検出用光学装置が示さ
れている。この方式では、萌述した不都合な点は解消さ
れている。

ここで、撮影レンズの面間反射によるゴーストやフレア
ーは、撮影レンズ光軸に対し点対称となるから、この関
係を避けた設定とすればよいが、受光系と撮影レンズと
の間に、−眼レフカメラのように、反射鏡等の光学部材
が介在するときには、上記反射鏡によって発生する、た
とえば反射鏡に付着してＣ）る小さなゴミやほこり、ま
たは、反射鏡のくもり等による有害光の影響が新たに生
じ、投射用光軸と受光用光軸とを上記の関係に配置した
としても、上記のような有害光の影響を除去することが
できないという問題があった。

本発明は上記した事実に鑑みてなされたものであって、
アクティブＡＰモード時に、反射鏡によって発生する有
害光の影響を無くしたカメラの焦点検出装置を提供する
ことを目的としている。

問題点を解決するための手段 このため、本発明は、被写体より反射する外界の光を撮
影レンズを通して焦点検出センサにて受光し焦点検出を
行う受動的焦点検出モードと、撮影レンズ後方からその
撮影レンズを透過して光を投射し、被写体より反射して
もどってきた光を再び撮影レンズを通して焦点検出セン
サにて受光し焦点検出を行う能動的焦点検出モードとを
備えており、上記撮影レンズとその予定結像面との間の
光路中に反射鏡が配置されてなるカメラにおいて、上記
焦点検出センサは、能動的焦点検出モードが選択された
ときに、撮影レンズを構成する各レンズの表面で反射さ
れた投射光の一部が上記反射鏡に入射されることによっ
て発生する有害光に対し、該有害光が入射される焦点検
出センサの一部が不感帯をなすように構成されているこ
とを特徴としている。上記焦点検出センサは、アクティ
ブＡＰモード時に、その−部が反射鏡にて発生する有害
光に対する不感帯となる。これにより、反射鏡による有
害光が上記焦点検出センサがら出力する焦点検出信号に
影響を与えることがなくなる。

本発明のかかる特徴は、アクティブＡＰモード時に一眼
レフカメラの反射鏡にて発生ずる有害光に関する本願の
発明者による次のような考察に基づくものである。

以下、本願の発明者による上記考察について、第９図か
ら第１６図を用いて説明する。

第９図は、焦点検出用光学系（受光系）の−例である。

Ｌ、は撮影レンズ、ｏｃはその先軸、Ｆはその焦点面で
あり、その後方に焦点検出用光学系Ａ、が配置されてい
る。ＱとＰはそれぞれレンズＬ＋　とり、、Ｌ３の萌に
配置されたマスクであり、ＣはＣＯＤ等の受光センサで
ある。

第１０図は、第９図を９０°異なった方向からながめた
図である。

焦点調節の原理は、撮影レンズの光軸を挾む撮影レンズ
の第１の部分と第２部分をそれぞれ通過した被写体光束
により作られる二つの像の相関位置を検出して測距を行
うもので、第１０図において、撮影レンズＬ０の焦点面
Ｆと等価な位置の近傍にマスクＱを介してコンデンサレ
ンズＬ１が配され、さらに、コンデンサレンズＬ、の背
後にマスクＰの２つの開口に結像レンズＬｔ、Ｌａが配
され、それらの結像画６に例えばＣＯＤを用いた左右の
ラインセンサ（第９図のＣ参照）が夫々配されている。

ピントを合わせるべき物体の像が予定焦点面より前方に
結像する、いわゆる前ピンの像７ａのラインセンサの領
域での再結像８　ａ、　９　ａは互いに光軸ＯＣの方に
近づき、反対に後ピンの像７ｂの再結像８ｂ、９ｂは互
いに光軸ＯＣから遠ざかる。

合焦の場合の像７ｃの再結像８ｃ、９ｃの互いに対応し
合う二点間の距離は、光学系の構成から定められる特定
の大きさとなる。従って、ラインセンサ上の像の光分布
パターンを電気信号に変換して、それらの相対的位置関
係を求めると、ピントを合わせるべき物体までの距離を
知ることができろ。

第１１図（ａ）および第１１図（ｂ）は、撮影レンズＬ
ｏの面間反射によるフレアー、ゴーストを説明するため
の投光光学系の光路図の一例である。なお、説明を容易
にするため投光光学系は省略し、光線のみを示した。

撮影レンズ光軸ＯＣ上で焦点面Ｆ上の一点Ｏから図のよ
うに撮影レンズ光軸ＯＣに対し、僅かに傾いた角度で投
光された光は撮影レンズＬ。の各面１〜１１で反射され
て焦点面Ｆに向ってもどってくるが、第１１図（ａ）に
は１回反射してもどってくる光線を、代表的に１面、２
面、６面について示した。また、第１１図（ｂ）には、
３回反射した後焦点面Ｆに向ってもどってくる光線を、
反射面が６面−１面一６面の場合について示した。

第１２図（ａ）は、第１１図において、第１のマスクＱ
の面上におけるフレアー光の像を示したものてあり、フ
レアー光が光軸ＯＣに対して点対称の範囲に広がってい
る様子がよくわかる。なお、１つ１つの円が撮影レンズ
Ｌ０の各面より反射されたフレアー光に対応している。

ここでは１回反射の光線のみを示したが、３回以上の反
射光線についても同様である。

また第１２図（ｂ）は、第２のマスク（絞りマスク）Ｐ
の面上におけるフレアー光の像を示したものであり、第
１のマスクＱを通過した光線のみがこの第２のマスクＰ
に到達するから、フレアー光は大分減少している。

このように、撮影レンズＬ０の光軸ＯＣに対して投射用
光軸と受光（焦点検出）用光軸とが点対称の関係を満足
しないように配置することにより、撮影レンズＬ。の面
間で反射して焦点検出センサに入射する有害光の影響を
なくすことができるが、−眼レフカメラのように、撮影
レンズＬ。と受光光学系の間に反射鏡が存在する場合に
は上記面間反射光によって反射鏡表面のゴミ、ホコリ、
くもり等の異物が照明され、投射用光軸と受光用光軸と
を上記の関係に配置したとしても、有害光の影響を無く
すことはできない。

このことを第１３図ないし第１５図に基づいて説明する
。第１３図は１例として、撮影レンズし。

がズームレンズの場合において、投光光束と面間反射光
束の関係を示したもので、撮影レンズＬ０の後ろから２
番目の面Ｘで反射する場合について示しである。

第１３図（ａ）ないし第１３図（Ｃ）において、Ｆは撮
影レンズＬ０の予定焦点面であり、実線１０ａと１０ｂ
の間の範囲が投光光束、まｆ二、点線１１ａと１１ｂの
間の範囲が面Ｘで反射されてもどって来た面間反射光束
を示している。１２は撮影レンズＬ。

と予定焦点面Ｆとの間に配置されに主反射鏡で、第１４
図に示すように半透過部１２ａと全反射部１２ｂとで構
成されている。１３は主反射鏡１２と予定焦点面Ｆとの
間に配置された副反射鏡であり、主反射鏡１２の半透過
部１２ａを透過した光線を偏向して図示しないカメラボ
ディ部に配置された焦点検出センサに導く。

予定焦点面Ｆ上において撮影レンズ光軸ＯＣを通って上
記のような角度て投射された光線は第１５図に示すよう
に、主反射鏡１２の全反射部１２ｂで反射されて実線１
０ａ〜１０ｂの光束の広がりを有して撮影レンズＬＯに
入射される。今、撮影レンズＬｏを、第１３図（ａ）に
示すように、萌後２つのブロックＬｆとＬｒとに分けて
考えると、・′ズーミングに応じてズーム環を長焦点か
ら短焦点に移動してゆくと、ブロックＬ’ｆとＬｒは、
夫々矢印ＡとＢのように移動していく。

第１３図（ａ）は焦点距離が最ら長い場合（Ｌ）を示し
ており、投射した光束は撮影レンズＬ。を構成する面の
１っＸで反射されて点線１１ａ＝１１ｂの広がりをもっ
て入射方向にもどってくるが、第１４図に示すように主
反射鏡１２の面上においては（Ｌ）のような広がりとな
っている。第１３図（ｂ）は焦点距離か中間の場合（Ｍ
）を示しており、而Ｘて反射された光束は主反射鏡１２
の面上においてＣＭ）のような広がりとなる。また、第
１３図（Ｃ）は焦点距離が最も短い場合（Ｓ）を示して
おり、主反射鏡１２の面上における有害光の広がりは（
Ｓ）のようになる。第１４図から明らかなように、ズー
ミング位置が（Ｍ）付近で、撮影レンズＬ。の面間反射
による有害光は主反射鏡１２の面上において、半透過部
１２ａの領域と交差することになる。

既に説明したように、半透過部１２ａを通る光線は焦点
検出センサに入射する光線であり、その広がりを第１５
図に示すように実線１４ａ−１４ｂの範囲で示すと、こ
の範囲内にゴミやホコリまたはくもり等が存在したとき
にはズーミングが（Ｍ）付近で、有害光がゴミやホコリ
またはくもり等を照明することになり、そこで乱反射さ
れた光１５が焦点検出のための受光センサに入射するこ
とになって誤測距をおこす原因となる。特に、撮影レン
ズし。の表面で反射された有害光が主反射鏡１２の面上
付近に結像するときには、そこにおける強度が最大にな
るためにゴミやホコリまたはくもり等による影響が太き
（なる。このことを第１６図によって説明する。第１６
図は焦点検出光学系を第１０図と同方向から見た図で撮
影レンズし。

と予定焦点面Ｆの間に主反射鏡１２か配置され、主反射
鏡１２の面上で発生した有害光は、第１Ｏ図を見ても分
かるように、撮影レンズ光軸ＯＣに近い受光センサＣ１
，Ｃｔの領域に結像することになる。

従って、アクティブＡＦモード時には、撮影レンズ先軸
ＯＣに近い上記領域が不感帯となるようにすれば、反射
鏡１２によって発生する有害光の影響を除去することが
できる。なお、この領域は焦点検出光学系および反射鏡
１２の位置によって一義的に決まるものである。

作用 本発明において、アクティブＡＰモードが選択されると
、焦点検出センサの有害光受光領域が不感帯となる。従
って、アクティブＡＦ時に、撮影レンズ後方から被写体
に投射される光が撮影レンズの各レンズの表面で投射後
、反射鏡に当たって発生する有害光は、焦点検出センサ
の不感帯に入射する。このため、焦点検出センサの出力
か有害光の影響を受けろことはない。

実施例 以下、添付の図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図において、１００はカメラボディ、１０１は交換
可能な撮影レンズ、＋０２は主反射鏡（以下、レフレヅ
クスミラーと記す。）であって、撮影レンズ１０１を屈
折、透過して来た光をファインダー光学系の方向へ反射
すると共に一部の光を透過して焦点検出用光学系１０４
へと導く。１０３はそのための副反射鏡（以下、全反射
鏡と記す。）である。１０５は撮影レンズ１０１の予定
焦点面付近に配置された光学部材であり、その中央部に
は後述する発光素子１０７より発せられる波長の光を反
射し、可視光を透過する波長選択性を有する半透過部１
０５ａが光軸ＯＣに対して約４５°の傾きで設けられて
いる。上記光学部材１０５の側面には、プリズム１０６
が配置されていて、発光素子１０７より発せられた光線
を偏向して上記光学部材１０５内へと導入する。上記発
光素子１０７はペンタプリズム上部に配置されている。

１０８は上記発光素子１０７より放射された光線の光路
中に配置された反射鏡であり、発光素子１０７より放射
された光線を下方へと偏向する。

上記反射鏡！０８と後述する接眼レンズを構成する要素
の１つとしてのレンズ１１３との間に配置された第１の
投光レンズ１０９は、発光素子１０７より放射された光
線を平行にする。上記第１の投光レンズ＋０９と接眼レ
ンズを構成するレンズ１１３との間で、第１の投光レン
ズ１０９の直前には第１の投光マスク１１０が設けられ
ている。

この第１の投光マスク１１０は投光光束を絞るためのら
のである。１１３は上記したように接眼レンズを構成す
る要素の１つであるレンズであり、発光素子１０７より
放射された光線の通路も兼ねている。１１１は上記レン
ズ１１３の下方に配置された第２の投光レンズであり、
上記第１の投光レンズ１０９により平行にされた光線を
集束して、撮影レンズ１０１の予定結像面付近に結像さ
せろ。

１１２は上記第２の投光レンズＩ１１の直前に設けられ
た第２の投光マスクである。

第１図において、発光素子ｌＯ７より発射された光線は
投光レンズ１０９．ｔｚ、投光マスク１１０．１１２に
よって集光されて、撮影レンズｌｏｔの予定焦点面上に
おいて、撮影レンズ光軸ＯＣを通過し、撮影レンズ光軸
ＯＣに対して幾分傾斜して投光される。この角度は、Ｆ
値の大きな暗い撮影レンズ１０１を使用したときでら投
射した光がレンズ鏡胴や絞りでケラれることのないよう
に、充分小さな角度、例えばＦ値に換算して４ないし５
．６程度に設定しである。以上説明した１０５〜１１３
の部材は撮影レンズ１０１を通して被写体に光を投射す
る投光光学系を構成している。

次に焦点検出用光学系１０４の詳細を第２図（ａ）、第
２図（ｂ）および第２図（Ｃ）に示す。

第２図（ａ）において、２００は撮影レンズ１０１の予
定焦点面の近くに配置され紙面に垂直方向に細長い開口
２００ａを有する視野マスつてある。

２０１は上記視野マスク２００の直後に配置された赤外
カットフィルタである。２０２は上記赤外カットフィル
タ２０１の直後に配置されたコンデンサレンズであり、
後述する絞りマスクの開口を略々撮影レンズ１０１の射
出瞳面上に結像させる屈折力を有する。２０３は全反射
鏡で、コンデンサレンズ２０２を透過してきた光線の方
向をビームスプリッタ−２０４の方向へと偏向させる。

上記ビームスプリッタ−２０４は半透過面２０４ａと全
反射面２０４ｂとを有する。半透過面２０４ａは約５０
％の光を透過し、約５０％の光を反射するように構成さ
れている。ビームスプリッタ−２０４に密着して絞りマ
スク２０８が配置されている。絞りマスク２０８には、
第２図（ｂ）に示すように大略楕円形状を有する２種類
の絞り開口２０８ａと絞り開口２０８ｂとが形成されて
いる。絞り開口２０８ａの間隔をＱとし、絞り開口２０
８ｂの間隔をｍとするとｍ＞Ｑの関係にあり、Ｆ値の小
さな撮影レンズｌｏｔを使用した時には絞り開口２０８
ｂを通った光束を用い、また、Ｆ値の大きな撮影レンズ
１０１を使用した時には絞り開口２０８ａを通った光束
を用いて夫々焦点検知をおこなうように構成されている
。絞り開口２０８ａの後方には二次結像レンズ２０５ａ
が、絞り開口２０８ｂの後方には二次結像レンズ２０５
ｂが配置されていて、二次結像レンズ２０５ａの結像面
にはＣＯＤ等の一次元の焦点検出用センサ２０６が、二
次結像レンズ２０５ｂの結像面にはＣＯＤ等の一次元の
焦点検出用センサ２０７が、第２図（Ｃ）に示すように
設けられている。

焦点検出用光学系＋０４は、このような構成であって、
投光光学系の光軸は絞り開口２０８ａまたは２０８ｂの
並び方向に対して、撮影レンズ光軸ＯＣを含んで直交す
る面内に設定されているものである。

次に、以上に説明した焦点検出光学系を有する本発明に
係る焦点検出制御回路全体のブロック図を第３図に示す
。光電変換回路２０には、第１および第２の光電変換素
子アレイであるＣＣＤイメージセンサが設けられ、第４
図に示すように、それぞれ基阜部りおよび参照部Ｒとな
づけられる。

このＣＣＤイメージセンサについては、後に、その画素
構成について詳説する。

マイクロコンピュータにより構成される制御回路３０は
、焦点検出モードスイッチ（図示せず。）がオンのとき
、図示しないシャツタレリーズボタンの一段押しで焦点
検出の動作を開始する。

まず、制御回路３０から光電変換回路２０に設けられた
第１および第２の光電変換素子アレイとしてのＣＯＤイ
メージセンサにパルス状の積分クリア信号（Ｉ　ＣＧＳ
）が出力され、これに上り光電変換回路２０のＣＯＤイ
メージセンサの各画素が初期状部にリセットされろと共
に、ＣＯＤイメーノセンサに内蔵された輝度モニタ回路
（図示せず）の出力（ＡＧＣＯＳ）が電源電圧レベルに
セットされる。また、制御回路３０はこれと同時に“Ｈ
ｉｇｈ”レベルのソフトパルス発生許可信号（Ｓ１４Ｅ
Ｎ）を出力する。そして、積分久リア信号（Ｉ　ＣＧＳ
）が消えると同時に、光電変換回路２０のＣＯＤイメー
ジセンサ内の各画素では光電流の積分が開始され、同時
に光電変換回路２０の輝度モニタ回路の出力（ＡＧＣＯ
Ｓ）が被写体輝度に応じた速度で低下し始めるが、光電
変換回路２０に内蔵された基準信号発生回路からの基準
信号出力（ＤＯＳ）は−定の基準レベルに保たれる。利
得制御回路３２は輝度モニタ回路の出力（ＡＧＣＯＳ）
を基準信号出力（ＤＯＳ）と比較し、所定時間（焦点検
出時には１００　ｍ５ｅｃ）内に上記出力（ＡＧＣＯＳ
）が基準信号出力（ＤＯＳ）に対してどの程度低下する
かによって、利得可変の差動アンプ２６の利得を制御す
る。

また、利得制御回路３２は、積分クリア信号（ＩＣＧＳ
）の消滅後、所定時間内に輝度モニタ回路の出力（ＡＧ
ＣＯＳ）が基準信号出力（ＤＯＳ）に対して所定レベル
以上低下したことを検出すると、その時“Ｈｉｇｈ”レ
ベルのＴＩＮＴ信号を出力する。

このＴＩＮＴ信号はアンド回路ＡＮおよびオア回路ＯＲ
を通ってシフトパルス発生回路３４に人力され、これに
応答してこの回路３４からシフトパルス（Ｓ　Ｈ）が出
力される。このシフトパルス（ＳＨ）が光電変換回路２
０に入力されると、ＣＯＤイメージセンサの各画素によ
る光電流積分が終わり、この積分値に応じた電荷が各画
素から光電変換回路２０内のシフトレジスタの対応する
セルに並列的に転送される。

一方、制御回路３０からのクロックパルス（ＣＬ）にも
とついて、転送パルス発生回路３６からは位相が１８０
°ずれた２つのセンサー駆動パルスφ１．φ２が出力さ
れ、光電変換回路２０に入力される。光電変換回路２０
のＣＯＤイメージセンサは、これらのセンサ駆動パルス
φｌ、φ２のうち、φ１の立上りと同期してＣＯＤシフ
トレジスタの各画素の電荷を１つずつ端から直列的に排
出し、画像信号を形成するＯ８信号を順次出力する。こ
のＯ８信号は対応する画素への入射強度が低い程高い電
圧となっており、減算回路２２がこれを上述の基準信号
（ＤＯＳ）から差し引いて、（ＤＯＳ−ＯＳ　）を画素
信号として出力する。なお、積分クリア信号（Ｉ　ＣＧ
Ｓ）の消滅後ＴＩＮＴ信号が出力されずに所定時間が経
過すると、制御回路３０は“ｔｌｉｇｈ“レベルのシフ
トパルス発生指令信号（ＳＨＭ）を出力する。したがっ
て、積分クリア信号ＣＴ　ＣＧＳ）の消滅役所定時間経
過しても利得制御回路３２から“Ｈｉｇｈ”レベルのＴ
ＩＮＴ信号が出力されない場合は、このシフトパルス発
生指令信号（ＳＨＭ）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）を発生する。

−方、上述の動作において、制御回路３０は光電変換回
路２０のＣＯＤイメージセンサの第７番目から第１０番
目までの画素に対応する画素信号が出力されるときに、
サンプルホールド信号Ｓ／Ｈを出力する。ＣＯＤイメー
ジセンサのこの部分は暗出力成分を除去する目的でアル
ミマスクが施され、ＣＯＤイメージセンサの受光画素と
しては遮光状態になっている部分である。−方、サンプ
ルホールド信号によって、ピークホールド回路２４は光
電変換回路２０のＣＯＤイメージセンサのアルミマスク
部に対応する出力（Ｏ８）とｇ基準信号出力（ＤＯＳ）
との差を保持し、以降この差出力（ＶＰ）と画素信号（
ＤＯＳ’）とが利得可変の差動アンプ２６に入力される
。そして、利得可変の差動アンプ２６は、画素信号とそ
の差出力の差を利得制御回路３２により、制御された利
得でもって増幅し、その増幅出力（ＤＯ５”）がＡ／Ｄ
変換回路２８によってＡ／Ｄ変換された後、画素信号デ
ータとして制御回路３０に取込まれる。Ａ／Ｄ変換回路
２８のＡ／Ｄ変換は８ビットで行なわれるが、制御回路
３０へは上位、下位の各４ビツトずつ転送される。

この後、制御回路３０は、この画素信号データを内部の
メモリに順次保存するが、ＣＣＤイメージセンサの全画
素に対応するデータの保存が完了すると、そのデータを
以下に説明する所定のプログラムに従って処理して、デ
フォーカス量およびその方向を算出し、表示回路３８に
それらを表示させるとともに、−方ではレンズ駆動装置
４０をデフォーカス量及びその方向に応じて駆動し、撮
影レンズ１０１の自動焦点調節を行う。

ここで被写体が暗いために焦点検出が不能と判断された
場合には、補助光発光回路（４１）を作動さ仕ＬＥＤよ
りなる発光素子１０７（第１図参照）から合焦検出のた
めの補助光を発光させる。そしてこの照明された被写体
からの反射光を利用して焦点検出を行い、明るい時と同
様な自動焦点調節を行う。

次に、第５図のフローを参照して、上述の制御回路３０
の自動焦点調整の動作を説明する。

図示しない電源スィッチがＯＮされ、さらにＡＦスイッ
チがＯＮされると第５図のフローがスタートする。まず
ステップ＃１（以下ステップを略する）で制御回路３０
は光電変換回路２０のＣＣＤイメージセンサに電荷蓄積
を行なわせる。次に＃２で補助光をオフする。これは補
助光発光中の場合を考えてのことで、後述する補助光モ
ード中は補助光を発光した状態でＣＯＤ積分をするから
である。これが終了すると、データダンプ（＃３）で、
ＣＯＤイメ〜ジセンサの出力を映像信号（Ｏ５）として
順次出力させる。この映像信号（Ｏ８）は減算回路２２
で減算されて画素信号となるが、この画素信号は被写体
に応じた利得で増幅された後、さらにＡ／Ｄ変換回路２
８でＡ／Ｄ変換されてデジタル値となる。制御回路３０
は、このデータと前記の利得のデータとを受ける。次に
、＃４で、画素信号のうちの低周波の信号成分を取り除
くために、得られた画素信号から差分データを作成しな
おす。＃５では補助光モード（アクティブＡＰモード）
かどうかの判別をする。補助光モードへは後述するステ
ップ＃１９で入る。

この補助光モードに入ったときには、測距エリアを切り
換えるようにしている。これは補助光モードの場合有害
光が測距エリアすなわちＣＯＤセンサの使用エリアに侵
入するため、外界の光を頼りに焦点検出を行う通常モー
ド（パツンブＡＦモード）と同じ広いエリアを使ってい
ると合焦検出に誤差が生じるからである。そこで補助光
モードのときは有害光のかからないＣＣＤイメージセン
サの撮影レンズ光軸ＯＣから離れた小さいエリアを使う
こととし、補助光モード時は＃７へ進み上記小エリアの
相関計算をする。

これに対し通常モードのときはレフレックスミラー１０
２における有害光の発生がないので、＃６へ進み、ＣＣ
Ｄイメージセンサの大エリアで相関計算をする。

すなわち＃４で、得られた画素信号の差分データを用い
て光電変換回路２０のＣＣＤイメージセンサの基準部り
と参照部Ｒの相関計算を、補助光モードであるか通常モ
ードであるかに応じて小エリアもしくは大エリアにて行
い、＃８で最ら相関度の高い参照部Ｒの領域を算出する
。さらに、＃９でより精度の高い像間隔ズレ量を求める
ために捕間計算を行い、＃ｌＯで像間隔ズレｆｆ１Ｐを
算出する。＃１１では得られた像間隔ズレｆｆ１Ｐが信
頼性の高いものであるか否かを判定する。

この判定は、たとえば、（（）最良相関値をコントラス
トで正規化した値が所定レベル以上であるか、（１１）
基賭部りと参照部ＲのＣＣＤイメージセンサ上の照度分
布のコントラストが所定値以下であるか、（山）基準部
りと参照部ＲのＣＣＤイメージセンサ上の照度分布のピ
ーク値が所定値以下であるか、のいずれか１つまたは２
つ以上の条件を満たすときに、焦点検出不能と判定する
。＃ｌｌで検出不能と判断されれば、＃１２て補助光モ
ードか否かの判別をし補助光モードであれば＃１４ヘジ
ャンブする。補助光モードでなければ＃１３へ進み低輝
度か否かの判別をする。

ここで補助光フローについて考えてみる。まずＡＰフロ
ーがスタートした時には通常モードで入る。＃１から＃
１１まで進み検出不能であったとすると、通常モードで
あるので＃１３へ進み、ここで被写体が暗い場合＃１９
へ進む。ここで補助光モードへ入るわけである。＃１９
で補助光モードをセットする。実際の動作としては補助
光フラグをセットする。次に＃２０で補助光を発光し、
次の積分に入る。再び＃ｌへ進み＃ｌｌまで来る。

今度は被写体を照明して検出可能になっていると、＃２
１へ進んでＡＰ動作へ入っていく。＃ｌＩで補助光照明
てら検出不能であれば＃１２へ進み、今度は低輝度チエ
ツクをせず＃Ｉ４へ進む。これは照明によって明るいは
ずであるから、検出不能というのは、大幅なピントはず
れ、すなわち合焦検出装置のデフォーカスカバー範囲外
だということで別の動作に入る。すなわちレンズスキャ
ンを行い、このレンズスキャン動作でデフォーカスカバ
ー範囲に撮影レンズ＋０１の焦点を乙っていく。

レンズスキャンしながら積分をくりかえすとともに検出
可能にならないかの判別をくりかえす。レンズスキャン
はｌ往復だけとするので１往復しても検出不能であれば
、検出不能表示することになる。すなわち、第５図のフ
ローでいえば、＃１４でレンズスキャンし終わったかど
うかの判別をし、スキャン前なら＃１５で補助光モード
の判別をし、補助光モードなら＃１６で補助光を発光さ
せて＃１７てレンズスキャンに入る。通常モードであれ
ば、補助光を発光せずにレンズスキャンに入る。

これは明るくて検出不能だった場合ということになる。

−方、レンズスキャンしても検出不能であれば、＃！８
で不能表示をして今度は補助光を発光せずに積分をくり
かえしておく。被写体がかわれば検出可能になるかもし
れないからである。

＃１１で検出可能と判断されると、＃２１て像間隔ズレ
量をデフォーカス量（ピントズレｆｆ１）ＤＦに変換す
る。次に＃２２で、求められたデフォーカス量ＤＦが合
焦範囲に入っているか否かの判断を行う。合焦状態と判
断されれば、＃２４で図示しない合焦表示が行なわれる
。合焦状態でないと判断されると＃２３で撮影レンズ１
０１の焦点調節リング（図示せず。）を回転さ仕るレン
ズ駆動量（ＬＰ）に変換する。次に＃２５でレンズ駆動
ｆｆ１（ＬＰ）をイベントカウンタにセットする。これ
はレンズ駆動ｆｆ１（ＬＰ）をモニタする１こめである
。＃２６では得られたレンズ駆動ｆｆ１（ＬＰ）に応じ
て撮影レンズ＋０１が駆動される。＃２６．＃２７でイ
ベントカウンタが零になるまでレンズ駆動し、零になれ
ば＃２８で撮影レンズ１０１の上記焦点調節リングを停
止させる。そして確認の意味で再び次の積分に入る。こ
の時補助光モードであれば、補助光を発光させて（＃２
９．　存３０）＃１ヘループしていく。

再び＃１からフローが流れ＃１１から＃２１へ進み＃２
２て合焦となると＃２４で合焦表示となる。

以上が第３図において説明した焦点検出制御回路による
自動焦点調整動作であるが、この自動塩点調整動作にお
いて、本発明のポイントとなる第５図の＃４〜＃１１ま
でのより詳しいフローを第６図に示す。

第６図のフローでは、通常モード時は光電変換回路２０
のＣＯＤイメージセンサの基準部りを３つのブロックに
分割してそれぞれ像間隔ズレ量を算出し、その値の中で
相関が高いと判断した位置を合焦からのズレ位置として
採用し、補助光モードの場合は、有害光のかからないＣ
ＯＤイメージセンサの撮影レンズ先軸ＯＣから離れた通
常モードよりは狭い１つのブロックで演算し同様にズレ
位置を算出している。従って、ＣＯＤイメージセンサの
撮影レンズ光軸ＯＣの近傍の有害光のかかる領域は、補
助光モードの場合、不感帯となる。

なお、ここで行うデフォーカス量演算の原理は、特開昭
５９−１２６５１７号公報や特開昭６０−４９１４号公
報において詳細に開示されているので、以下では具体的
処理について述べる。

具体的フローの説明に移る前に、ＣＯＤイメージセンサ
の構成を説明する。第４図に示すように、ＣＯＤイメー
ノセンサは、中間の分離帯を間にして、画素Ｑｌ−ｉ２
４ｏからなる基準部りと画素ｒ１〜ｒ４ｇからなる参照
部Ｒとに区分される。基準部りは、画素ハ〜Ｑ、。まで
の第１ブロツクＩ１画素Ｉ２１１〜Ｑ、。までの第２ブ
ロツク■１画素Ｑ、１〜Ｑ４０までの第３ブロツク■、
全体を使った第４ブロツク■というふうにブロック分け
される。−方参照部Ｒは、全体を使った第５ブロツク■
とこの第５ブロツクＶに対して画素ｒ　ｌ　ｌ　’＝　
ｒ　３１１までの第６ブロツク■とにブロック分けする
。そして基準部の第２ブロツク■と参照部の第６ブロツ
ク■が補助光モード時に使用するブロックである。

参照部Ｒと基準部りにそれぞれ結像した２つの像の間隔
は、ピントが合った場合、所定の距離し。

になる。基準部りの所定の位置の所定の数の連続する画
素領域の被写体データを参照部Ｒの同じ数の連続する画
素領域と比較し、相関が最も高くなった画素領域の位置
から像間隔ズレ量（デフォーカス量）が求まる。通常モ
ード時には相関演算は、基準部りの全体の第４ブロツク
■を基準としてまず行い、相関演算の結果、有効な最小
値が見出せない場合には、第１ブロックＩ、第３ブロツ
ク■の順で基準を変更して相関演算を実行する。この場
合、次の第１表および第７図に示すように、各ブロック
について検出する像間隔ずれ量は、参照部Ｒで一部でオ
ーバーラツプして求められるようになっている。

この相関演算において、本実施例では、基準部り及び参
照部Ｒのそれぞれの画素のデータ０．ｋ（ｋ＝　１〜４
０）、ｒｋ（ｋ＝　１〜４８）をそのまま用いず、差分
データＱ３に＝Ｑｋ−１２に＋４　（ｋ　＝　１〜３６
）。

ｒｓｋ＝ｒｋ−ｒｋ＋４　（ｋ　＝　１〜４４）を用い
て、低周波のばらつきの影響を低減している。各ブロッ
クＩＶ、１．［、Ｈにおいて、それぞれ基準として（２
ｓｋ（ｋ＝　１〜３６）、Ｑ　ｓｋ、Ｑ　ｓｋ＋２０　
−　Ｑ　ｓｋ＋１０（各々に＝１−１６）を用い、相関
値Ｈ，（Ｑ）、ｔ−ｔ、（り）。

１−［３（Ｑ）、　Ｈ、（ｆｆ）は、それぞれ次の式で
求められる。

Ｈ，（ｆｆ）−Σ　’　　Ｃｓｋ　　　　　’ｓｋ＋７
７　　Ｉ　　　　　Ｑ！＝　　Ｏ〜　８　）ｋ＝１ Ｈ，（０−Σ’　Ｃｓｋ　　ｒｓｋ＋７７　’　　　　
Ｑ！＝Ｏ〜１８）ｋ＝１ Ｉ４３（Ｎ）＝Σ’　（ｓｋ＋２０　　’ｓｋ＋Ｊ　ｌ
　　（Ｑ＝ＩＱ〜２ｇ）ｋ＝１ ＨＸ（Ｑ）＝Σ’（！ｓｋ＋１０−ｒｓｋ−Ｈ２１（（
２＝１０〜１８）ｋ＝１ そして、最も相関の高い位置ＱＭ４．１２Ｍ、、ＱＭ３
゜ＱＭｔは、それぞれ、最も低い相関値を生じるＱから
決定される。すなわち、 Ｈ，（ＱＭ、）−Ｍｉｎ（Ｈ，（０）、−、Ｈ，（８）
）Ｈ，（ｆ２Ｍ、）＝Ｍｉｎ（Ｈｌ（０）、・＝、Ｈ，
（１８））Ｈ３（１２Ｍ３）＝Ｍｉｎ（Ｈ３（１０）、
・・、Ｈ３（２８））１−１ｔ（ＱＭｚ）＝Ｍｉｎ（Ｈ
，（１０）、’−、Ｈｔ（１８））なお、こうして求め
たρＭｉ（ｉ＝１．２．３または４）を基にしてその前
後でのデータも用いて補間計算を行い、さらに正確に画
像間隔Ｘ　Ｍｉ　（１”　１．２．３．４）を求める。

次に、ＸＭｉを用い、合焦からのずれ量Ｐｉ（１゜２．
３．４）を求めて第６図のフローを出てゆく。

そして、＃２１では、このＰｉからデフォーカスＩＤＦ
、さらに＃２３ではレンズ駆動１１ＬＰを求める。これ
ら計算方式は第２表に挙げておく。

なおここでαはずれ量とデフォーカス量との変換係数で
、ＫＬはデフォーカス量とレンズ駆動量との変換係数で
ある。

［以下余白］ 第２表 次に、第５図と第６図のフローチャートにより、デフォ
ーカス量検出について具体的に説明する。

ＡＰスイッチがＯＮされると、＃Ｉ、＃２．＃３を通っ
て、＃１２＋、＃１２２で基準部りおよび参照部Ｒの画
素データＱｋ、　ｒｋがら、３つおきの差分データ’２
ｓｋ、ｒｓｋが作成される。次に、＃５で補助光モード
かどうかの判別をし、補助光モードでなければ次に、＃
１２３．＃Ｉ２４で全体ブロック（合焦から＋４ピツチ
にわたる範囲の基準部Ｌ）と参照部Ｒの相関計算を行い
、最も相関度の高い参照部Ｒ内の領域の位置を示すＱＭ
、を算出する。

＃１２５て＃＋２３．＃１２４の相関計算が信頼性の高
いもの、つまり検出可能であるか否かの判別を行う。検
出可能と判別されれば、＃１２６で捕間計算を行い、１
２Ｍ、とその前後１２Ｍ４±１の画素データから精度の
高い被写体像位置ＸＭ、を求め、＃１２７で像間隔ズレ
ｆｆ１Ｐ４を算出する。そして第５図の＃２１へ移って
行き、ずれピッチＰ４からデフォーカスｆｆ１ＤＦを求
める。

−方、＃１２５で検出不能になっている場合は、＃１３
１へ進み、今度は第３ブロツク■の演算に入る。ここで
はずれピッチにして一４ピッチから＋１４ピツチの範囲
の相関計算を行う。モして＃１３２で、最ら相関度の高
い参照部Ｒ内の領域の位置を示すＱＭ、を算出する。モ
して＃１３３で、今求めた相関計算が信頼性の高いもの
であるかの判別をする。相関度が高く信頼性があり検出
可能ということであれば、＃１３４へ進んて補間計算を
し、＃１３５て像間隔のずれピッチＰ、を計算した後、
全体ブロックと同様に＃２＋へと進む。

＃１３３で相関計算の信頼性が低く検出不能と判断され
ている場合は＃１４１へ進み、第３ブロツク■の演算に
入る。ここではずれピッチにして一１４ピッチから＋４
ピツチまでの範囲で相関計算を行う。以下他ブロックと
同様に、＃１４２て最大相関位置りＭ３を算出し、＃１
４３で検出可能かどうかの判別をし、検出可能であれば
＃１４４で補間計算を行い、＃１４５で像間隔のずれピ
ッチＰ３を計算した後、＃２１へと進んでゆく。

−方、＃１４３で検出不能であると判別されれば、これ
は通常モード用ブロックの全体、第１、第３ブロックＩ
Ｖ、　Ｉ　、ＩＩＩての相関計算においてすべて検出不
能であったということになるので、第５図の＃１２へ進
み、ローコントラスト時の処理ルーチンに入る。

そしてローコントラストルーチンの中で補助光モードに
入った場合、補助光を発光して再びｃｃＤＩ分する。Ｃ
ＯＤ積分終了後、補助光をオフし、再び＃１２１を通る
。＃５では今度は補助光モードであるので１１５１へ進
む。＃１５１では、しフレックスミラー１０２よりの有
害光のかからない通常モードより狭いエリアである第２
ブロツクＨのみで相関演算をする。また、通常モードよ
りもシフト量が少なくなっている。これは補助光モード
の場合、補助光の被写体からの反射光がシフト量が大き
い場合には受光できなくなるため、相関演算のエリアを
広くとっているとそれだけ時間がかかるだけでむだであ
るからである。

よってここでは±４ピッチのシフト量すなわちデフォー
カスカバー範囲ということになる。＃１５２では最大相
関位置１２Ｍ！を求め＃１５３で検出可能かどとうかの
判別をし、検出可能であれば＃１５４で補間計算を行い
、＃１５５で像間隔のずれピッチを計算し＃２１へと進
んでいく。−方＃１５３て検出不能と判別された場合は
第５図の＃１２へ進み、補助光モード時のローコントラ
スト処理ルーチンへ入る。以下前述したようなローコン
処理を行う。

以上が通常モード３ブロツク方式、補助光モード１ブロ
ツク方式の説明である。

次に、第８図に第５図の＃３から＃１１までの別の実施
例のフローを示す。ここでは通常モードｌブロック方式
、補助光モード１ブロツク方式をとっているので、第６
図の＃１３１〜＃１３５、＃１４２〜＃１４５のステッ
プを省略したものと見ることかできる。どちらもデフォ
ーカスカバーは±４ピッチで、各測距エリアの大きさは
通常モード３６画素に対し補助光モード１６画素となり
補助光モードは狭いエリアとなっている。

この例では第１表と同様の画素数にしているが基準部Ｌ
１参照部Ｒそれぞれ、また通常モード、補助光モードと
もこの値に限ることなく別の値としてもよい。さらに、
シフト範囲も同様能の値を使ってもよいことは言うまで
もないことである。

発明の効果 本発明によれば、アクティブＡＰモードが選択されると
、撮影レンズの焦点状態を検出する焦点検出センサの一
部が反射鏡にて発生する有害光に対する不感帯となるの
で、反射鏡に付着したゴミや反射鏡のくもり等により発
生する有害光に受光センサが影響されることなく、撮影
レンズを通して被写体に投射しｒコ光の反射光による焦
点検出を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点検出装置を装備した一眼レフ
カメラの模式図、 第２図（ａ）は第１図の一眼レフカメラの焦点検出光学
系の詳細図、 第２図（ｂ）は絞りマスクの平面図、 第２図（ｃ）は焦点検出用センサの平面図、第３図は焦
点検出制御回路のブロック図、第４図はＣＯＤイメージ
センサの画素配置の説明図、 第５図は第３図の焦点検出制御回路による自動焦点調整
の動作のフローチャート、 第６図は第５図のフローチャートにおける差分データ作
成、相関演算および補間演算のフローチャート、 第７図は合焦時の相関演算に用いる参照部のずれピッチ
の説明図、 第８図は第５図のフローチャートにおける差分データ作
成、相関演算および補間演算のいま一つのフローチャー
ト、 第９図および第１Ｏ図は夫々焦点検出装置の焦点検出光
学系の説明図、 第１１図（ａ）および第１１図（ｂ）は夫々撮影レンズ
の面間反射によるフレアー、ゴーストを説明するための
投光光学系の光路図、 第１２図（ａ）および第１２図（ｂ）は夫々第９図にお
いて第１のマスク面上および第２のマスク面上における
フレアー光の像の説明図、 第１３図（ａ）、第１３図（ｂ）および第１３図（Ｃ）
は夫々投光光束と面間反射との間の関係の説明図、第１
４図は主反射鏡の平面図、 第１５図は主反射鏡における光の反射の説明図、第１６
図は主反射鏡の受光エリアを透過する有害光の光路の説
明図である。 ２０・・・光電変換回路、　３０・・・制御回路、１０
１・・・撮影レンズ、 １０２・・主反射鏡（レフレックスミラー）、１０３・
・・副反射鏡（全反射鏡）、 １０４・・・焦点検出用光学系。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代　理　人　弁理士　青白　葆　はが２８弯　１２ 第１２図 （ａ） 第１４７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）被写体より反射する外界の光を撮影レンズを通し
   て焦点検出センサにて受光し焦点検出を行う受動的焦点
   検出モードと、撮影レンズ後方からその撮影レンズを透
   過して光を投射し、被写体より反射してもどってきた光
   を再び撮影レンズを通して焦点検出センサにて受光し焦
   点検出を行う能動的焦点検出モードとを備えており、上
   記撮影レンズとその予定結像面との間の光路中に反射鏡
   が配置されてなるカメラにおいて、 上記焦点検出センサは、能動的焦点検出モードが選択さ
   れたときに、撮影レンズを構成する各レンズの表面で反
   射された投射光の一部が上記反射鏡に入射されることに
   よって発生する有害光に対し、該有害光が入射される焦
   点検出センサの一部が不感帯をなすように構成されてい
   ることを特徴とするカメラの焦点検出装置。