JPH0411004B2 - - Google Patents

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異なる部分を通過した光
束により一対の被写体像の相対的ずれ量を光電的
に検出し、そのずれ量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、撮影レンズ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
夫々フイールドレンズ３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光電素子ア
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の示す如く幅ｐを有する光
電素子PTがピツチｐで即ち実質的に間隙がなく
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の被写体像の照度分布パターンに夫々対応す
る。上記両光電出力パターンから上記第１と第２
被写体像の相対的ずれは検出される。 第２図はU.S.P4230941に記載された光学系を
示し、同図ａにおいて撮影レンズ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、フイールドレンズ３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が配置されている。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
隔ててピツチｐ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光電素子群PT₁，PT₂……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被写体像の照度
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図ではピツチｐ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図ではピツチｐ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、光像を量子化し光電変換する部分
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。従つて、第
１図では光電素子それ自信が受光部であり、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。 ところが、これらの焦点検出装置にあつては、
第１、第２光電素子アレイに関する各光学系の光
透過率等の差異又は両アレイの増幅率の差異若く
はD.Cオフセツト量の差異などのわずかな誤差要
因が存在すると、焦点検出に無視出来ない誤差を
生ずるといつた問題がある。これを詳述する。第
３図はそれぞれ上記第１、第２光電素子アレイ上
の像の実際の相対的ずれ量を横軸にとり、焦点検
出装置により検出されたずれ検出量を縦軸にとつ
たものである。上記誤差要因が存在しない理想的
な場合には第３図の実線の如く実際の像ずれ量と
検出したずれ量とは一致するが、上記誤差要因が
存在する場合には像ずれ検出量を表わす直線が破
線の如くなり座標の原点を通過せず、焦点検出に
誤差をもたらす。 そこで本出願人はこの様な検出誤差を除去した
検出装置を特願昭56−177827に提案した。この検
出装置は、光電素子アレイの光電出力をフイルタ
に通して光像中の空間周波数成分のうち、周波数
零即ちD.C成分を完全に除去した後、像ずれを検
出するものである。このようにD.C成分又はその
極く近傍の低周波成分（以下D.C成分とこの低周
波成分とを含めてD.C成分と言う。）を完全に除
去した場合には、確かに上記誤差を充分避けるこ
とが出来るがしかし、低周波数成分を主体とする
光像については、焦点検出に必要な情報もほとん
ど除去されてしまい、結局焦点検出が不可能若く
はその精度が若しく低下してしまうという問題が
あつた。 又D.C成分を完全に除去してしまう事は、デフ
オーカスの大きい所で擬似の合焦信号を発生させ
る可能性を高めるという欠点も有していた。 （発明の目的） そこで、本発明の目的は上記焦点検出誤差を除
去すると共に、低周波数成分を主体とする光像に
ついても焦点検出を可能としデフオーカスの大き
い所での擬似合焦信号を発生を防止できる焦点検
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、フイルタ
手段のMTF特性と受光部の形状により決まる
MTF特性との合成MTFがD.C成分を或程度抑制
するが所定量は抽出するように定めたものであ
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４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図つたも
のである。同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（１次像面）の近傍に、フイ
ールドレンズ１５が配置され、このフイールドレ
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以外は遮光領域となつて
いる。ほぼ直方体状の透明ブロツク１６はガラス
やプラスチツク等の高屈折率物質から成り、この
一端面１６ａには上記フイールドレンズ１５が貼
付されている。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
間のブロツク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°の角度で斜設され
ている。透明ブロツク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イールドレン
ズ１５の光透過領域１５ａを通過しブロツク１６
内に入り、ミラー１９，２０の間の間隙を通つて
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
路系を第５図により説明する。 第５図において、一次元イメージセンサ２２
Ａ，２２Ｂは、間隔ｐで配列された受光吹から成
る受光部アレイ２３Ａ，２３Ｂと、トランスフア
ゲート２４Ａ，２４Ｂ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……a_p，b₁……b_pは、トランスフアーゲー
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２２
Ａ，２２Ｂの一連の光電出力は、夫々対応のフイ
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、従つ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。このフイルタ手段２６Ａ，２
６Ｂは共に第６図に示すトランスバーサルフイル
タにより構成されている。このトランスバーサル
フイルタは、互に直列接続された一画素分の遅延
回路D₁〜D_qと、各遅延回路D₁〜D_qの出力端子に
アンプルAmを介して接続された乗算器W₁〜W_q
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の出力に重
みW₁を乗算し、残りの乗算器W₂〜W_qも同様に
遅延回路D₂〜D_qの出力に夫々重みW₂〜W_qを掛
ける。ここでW₁〜W_qは正、零、又は負の数であ
る。フイルタ手段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……a_pがフイルタ手段２
６Ａに順次入力され、最初の光電出力a₁が遅延回
路D_qに送られると、フイルタ手段２６Ａは加算
出力I₁＝_q 〓^m=1 W_n・a_nを発生し、続いて光電出力の
転送が進むにつれて、加算出力I₂，I₃，……を順
次出力する。フイルタ手段２６Ｂについても同様
である。サンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂは
夫々フイルタ手段２６Ａ，２６Ｂの加算出力I₁，
I₂，I₃……を順次サンプルホールドする。 変位検出手段として働く演算手段２８は、上記
サンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂの各出力を
演算し、両回路２７Ａ，２７Ｂの出力パターンの
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
算手段２８の出力に基づき、撮影レンズの合焦駆
動又は、焦点調節状態の表示が行われる。 これらの第１、第２フイルタ手段２６Ａ，２６
ＢのMTF特性は、第５図の焦点検出装置全体の
MTF特性が第７図の実線Yoに示す如く周波数零
（ｆ＝０）即ちDC成分とナイキスト周波数f_N＝
１／2pとの間で１つのピークApを有すると共にDC 成分の抽出高率Aoがピークの抽出効率Apの10％
〜80％の範囲内に収まる様、即ち0.1Ap＜Ao＜
0.8Apを満たす様に、定められている。更に詳細
すると、第５図の焦点検出装置において、イメー
ジセンサ２２Ａ，２２Ｂ上の光像の空間周波数成
分をフイルタリングする要素としては、第１、第
２フイルタ手段２６Ａ，２６Ｂの外に、受光部ア
レイ２３Ａ，２３Ｂが存在する。従つて焦点検出
装置全体のMTF特性Yoは、受光部形状により決
まるMTF特性とフイルタ手段２６Ａ，２６Ｂ自
身のMTF特性とを合成したもの即ち両者の積で
ある。この受光部形状から決まるMTF特性は、
第７図の破線Xoに示す如く空間周波数成分のD.
C成分を100％抽出し周波数が大きくなるにつれ
て徐々に減少する特性である。よつて、第１、第
２フイルタ手段のMTF特性は、受光部形状によ
り決まるMTF特性Xoと共に、合成MTF特性が
上述したピークApの位置条件とD.C成分Aoの条
件とを充足するように設定されている。もちろ
ん、受光部形状により決まるMTF特性XoはDC
成分の抽出効率がほぼ100％であるので、DC成分
に関する合成MTF特性Yoは第１、第２フイルタ
手段のMTF特性と同一である。 この様に、合成MTF特性はD.C成分とナイキ
スト周波数との間に存ずる中間の周波数成分にピ
ークが存在し、かつD.C成分Aoが0.1Ap〜0.8Ap
の範囲内に収められているため、光電素子アレイ
２２Ａ，２２Ｂからの光電出力に含まれる光像の
空間周波数成分のうち焦点検出用情報として重要
な上記中間の周波数成分を充分に抽出すると共
に、D.C成分をかなり抑制し一部のみを抽出して
それらをサンプルホールド回路２７Ａ，２７Ｂを
介して演算手段２８に送出する。従つて通常の光
像については、上記D.C成分の抑制により前述の
諸誤差要因の影響を非常に小さくし上記中間周波
数成分により高精度に焦点検出できまた低周波数
成分を主体とする光像については、上記抽出した
一部のD.C成分により焦点検出できる。 なお、D.C成分の抽出効率Aoが、その範囲の
上限0.8Apに近い程、上記諸誤差要因の影響の除
去効果は小さくなり、逆に下限0.1に近い程、低
周波数成分主体の光像についての焦点検出が困難
になる。従つてAoの値の設定は、上記諸誤差要
因の大きさと低周波数成分主体の光像の検出精度
低下とを勘案して、上記範囲内で決定されるが、
一般的にはAoが0.8Ap付近では、誤差要因影響
の除去効果がかなり弱いので、この点で0.7Ap以
下であることが望ましく、また0.1Ap付近では低
周波成分の抽出がかなり小さく、この点で0.2Ap
以上であることが望ましい。これをまとめると、
0.2Ap≦Ao≦0.7Apの範囲にすることが、上述の
効果を一層発揮できる。 又DC成分をある程度残しておく事により、合
焦精度は改善しながらデフオーカスの大きい所で
擬似的に合焦判定が行なわれる確率を低くする事
ができる。即ちDC成分を完全に除去してしまう
と、フイルターされた出力パターンは高次成分し
か含まないのでわずかな像ズレで再び両出力パタ
ーンが相互に合致する場合の頻度が高まり、擬似
的な合焦判定の可能性が高まるという欠点があつ
た。しかしDC成分をある程度残す事でこの様な
欠点は解決される。 次に、第１、第２フイルタ手段の具体的MTF
特性とそれを達成する重みＷの値とを第８図に例
示する。 第８図Ａ−１〜Ｅ−１における破線Xoは、受
光部形状のみから決まるMTF特性であり、この
受光部形状は上述の様にD.C成分を100％抽出し
ている。第８図Ａ−１の破線a₁は、上記受光部形
状のMTFXoと第１、第２フイルタ手段のMTF
特性との合成MTF特性を示すものであり、また、
第８図Ａ−１の実線a₂は、上記受光部形状の
MTFXoと第１、第２フイルタ手段のMTF特性
との合成MTF特性（破線a₁の合成MTFとは別の
合成MTF）を示すものである。この破線a₁と実
線a₂のD.C成分抽出効率Aoは、受光部形状から
決るMTF特性XoのAp位置での効率を図の場合
0.9として、夫々0.74Ap、0.24Apであり、この様
なMTF特性は実質的に２ケの重みW₁，W₃を使
用したフイルタ手段により達成でき、MTF特性
a₁は、第８図Ａ−２に示す如くW₁＝１、W₃＝−
0.2の重みにより、またMTF特性a₂は第８図Ａ−
３に示すW₁＝１、W₃＝−0.64の重みにより達成
される。 第８図Ｂ−１，Ｂ−２，Ｂ−３は、重みを３ケ
用いた例で、第８図Ｂ−２の如くW₁＝−0.1、
W₃＝１、W₅＝−0.1に選定すると受光部形状か
ら決るMTF特性XoのAp位置での効率を0.9とし
てAo＝074Apとなり、そのMTF特性は第８図Ｂ
−１の破線b₁となる。第８図Ｂ−３の如くW₁＝
−0.32、W₃＝１、W₅＝−0.32とするとAo＝
0.24Apとなり、そのMTF特性は第８図Ｂ−１の
実線b₂となる。 第８図Ｃ−１，Ｃ−２，Ｃ−３は、重みを５
ケ、第８図Ｄ−１，Ｄ−２，Ｄ−３は重みを７
ケ、第８図Ｅ−１，Ｅ−２は重みを11ケとした例
である。 この事から明らかなように重みの数を増すと、
MTFのピークの位置が、サンプリングピツチｐ
から決るナイキスト周波数f_N＝１／2pに対してより 低周波数側に移動する。以上の議論においてはこ
れらのフイルタ手段を通過した後もサンプリング
ピツチはｐである事を前提としていた。しかし第
８図Ｅ−１の様なフイルタ特性の場合にはf_N＝
１／2pに対してf_N／２の近傍の焦点検出に有効な情 報の抽出が不可能となる。従つて第８図Ｅ−１の
様な場合にはフイルター手段通過後のサンプリン
グピツチを2pとしてナイキスト周波数f_N′＝１／4pと しても問題なく、むしろこの方がサンプル数が少
なくなるので演算処理が容易となる。 なお、重みＷの与え方としては、第８図Ｂ−
２，Ｂ−３，Ｄ−２，Ｄ−３，Ｅ−２の様に、重
み数値列を中央の重みに関して対称とすること
が、フイルタリング効果を光像の照度分布に依存
してない様にできる点でより有効である。 これらの理由により、サンプリングピツチｐで
与えられたデータから、DC成分を抑制するとと
もに、焦点検出に有効なf_N／２＝１／4p程度までの なるべく高次の空間周波数成分まで有効に抽出で
きるフイルターとしてはその対称性も考慮して第
８図Ｂ−２，Ｂ−３，Ｄ−２，Ｄ−３が好ましい
と言える。 さらにフイルタ手段の加重加算フイルタ処理を
マイクロコンピユータ等で行なう時には、重み個
数は少い方が処理時間が短かくなるのでフイルタ
手段の重みとしては第８図Ｂ−２，Ｂ−３のごと
く３ケの対称な重み数値が最も望ましい。 そこで、この対称型の３個の重み数値列W₁，
W₃，W₅が上述のMTF特性0.1Ap＜Ao＜0.8Ap…
及び0.2Ap≦Ao≦0.7Ap…を与える為の条件
を以下に述べる。 今W₃＝１としW₁＝W₅＝ｘ（負の数）とする
と、このフイルタ手段２６Ａ，２６ＢのみのDC
成分抽出効率Aoと最大抽出効率Ap′の間には Ao＝１＋2x／１−2xAp′の関係がある。 焦点検出装置全体の合成MTF特性の最大抽出
効率ApはAp＝γ・Ap′（γは受光部形状により決
まる値である。）となり全体のDC成分抽出効率
Aoと最大抽出効率Apの間には Ao＝１＋2x／１−2x・１／γApの関係がある。 これを式に代入して整理すると 0.1＜１＋2x／１−2x・１／γ＜0.8 これからｘを求めると −１／２10−γ／10＋γ＜ｘ＜−１／２10−
8γ／10＋8γ 受光部形状から決まるMTFに基づくγの値は
一般に１γ0.9程度であり従つて γ＝１の時には −0.41＜ｘ＜−0.06 γ＝0.9の時には −0.42＜ｘ＜−0.08 となる。 同様に上記Apを式に代入してｘを求めると −１／２10−2γ／10＋2γ≦ｘ≦−１／２10−7γ
／10＋7γとなり γ＝１の時には −0.33≦ｘ≦−0.09 γ＝0.9の時には −0.35≦ｘ≦−0.11 となる。 なおこの様なフイルタ手段の重みはW₁，W₃，
W₅とサンプリングデータの１つおきのデータに
対して与えられたが、これはナイキスト周波数f_N
の1/2の所にMTFのピークを持つて来る為であつ
た。従つて別のなんらかのフイルタ手段によりf_N
近傍より大きい空間周波数が十分除去されている
場合にはW₁＝W₃＝−0.3、W₂＝１といつた連続
した重みづけでも、系全体としての合成MTFを
第７図に近い形にする事は可能である。 さらにこの様なフイルタ手段の演算を後述のご
とくマイクロコンピユータ等により行なう場合に
はｘ＝−１／2ⁿの形にすれば、乗算は単に桁の移動 により達成でき処理が容易となる。そこで、この
ｘ＝−１／ⁿと上述の式を満たすｘの値を求める と、ｘ＝−0.25、−0.125となる。 尚、上記フイルタ手段２６Ａ，２６Ｂは第６図
の如くハードウエアにより構成する代りに、マイ
クロコンピユータ等により構成することも可能
で、この場合には光電出力をサンプルホールド
し、Ａ／Ｄ変換後メモリに記憶し演算すればよ
い。 また上述の例では、第１、第２フイルタ手段は
それぞれ単独のフイルタから構成したが、その代
りに互に異つたMTF特性を有する複数個のフイ
ルタから構成してもよい。この場合にはこれらの
複数のフイルタのMTF特性は、各フイルタの合
成MTF特性が上記第１、第２フイルタ手段の
MTF特性の条件を満たす様に選定される。また
これらの複数個のフイルタのすべてをハードで構
成しても若くはマイクロコンピユータで構成して
もよく、またそれらの一部のフイルタをハードに
より残部のフイルタをマイクロコンピユータによ
り構成してもよい。 焦点検出の誤差要因として、上述した光学系の
透過率の差異や光電素子アレイの増幅率の差異等
の諸誤差要因の外に、光電素子アレイ上の光像に
生ずるケラレが存在する。このケラレは一般に撮
影レンズが交換可能で、この撮影レンズとしてＦ
値の大きい即ち暗いレンズを用いた場合に生ず
る。このケラレの影響はD.C成分を上記諸誤差要
因の場合に比べて、大幅に除去することにより、
避けることができる。 このケラレの影響と上記諸誤差要因とを共に除
去した第２実施例を第４図及び第９図に基づき説
明する。 本実施例の焦点検出装置は撮影レンズが交換可
能なカメラに組込まれており、第４図において、
撮影レンズ１は交換可能でカメラへの装着面に自
信のＦ値に対応した図示なき信号部材を有してい
る。フイールドレンズ１５とブロツク１６と光電
素子アレイ２２Ａ，２２Ｂは、カメラ本体に内蔵
されている。撮影レンズ１の透過光を分割し、焦
点検出光学系１５，１６と、図示なきフイルムや
撮像素子とに夫々導く光路分割手段は図示を省略
されている。 第９図において一対の光電素子アレイ２２Ａ，
２２Ｂからの光電出力は、この場合a₁，b₁，a₂，
b₂……と交互に時系列的に出力されるものとす
る。この出力はフイルタ選択スイツチ４０を介し
て第１フイルタ手段第４２Ａ又は第２フイルタ手
段４２Ｂで処理されて、サンプルホールド部４３
で所定のピツチと出力がホールドされる。演算部
４４では焦点検出のための演算が行なわれ、例え
ばデフオーカス量を示す焦点検出信号が出力され
る。この第１フイルタ手段４２Ａと第２フイルタ
手段４２ＢはMTF特性が異なり前者は後者に比
べてDC成分を多く抽出し例えば第１実施例のご
とく焦点検出装置全体の合成MTF特性のDC成分
Aoがそのピーク成分Apの20％〜70％となる様に
選定されており、後者は、例えばDC成分を大幅
に除去し、ほとんど零とするものである。 フイルタ選択手段４１は、装着された撮影レン
ズの信号部材に応じて、スイツチ４０を第１又は
第２のフイルタ手段４２Ａ，４２Ｂの一方に接続
する。第１０図は第１、第２フイルタ手段の構成
を示すものであり、これは重みの個数が５個
（W₁〜W₅）の場合の例である。こと例では出力
はa₁，b₁，a₂，b₂……と交互に出力されるので、
一画素分の遅延回路D₁〜D₉の１つおきの出力に
関して重みW₁〜W₅が乗ぜられて加算回路T₁によ
り加算され、加重加算合成出力Inが演算される。
即わちD₉の出力にa_iがD₈の出力がb_iがD₇の出力に
a_i+1が……D₁の出力にa_i+4が現われた時にａ系列
に関する加重加算合成出力I_i＝₅ 〓^m=1 Wm・a_i+n-1が
現われ、D₉の出力にb_iが、D₈の出力にa_i+1が、D₇
の出力にb_i+1が、D₁の出力にb_i+4が現われた時に
ｂ系列に関する加重加算合成出力I_i′＝₅ 〓^m=1 W_n・
b_i+n-1が現われることになる。 この作用の説明をする。 Ｆ値の大きい暗い撮影レンズをカメラに装着す
ると、そのレンズの信号部材に応じて選択手段４
１は、スイツチ４０を第２フイルタ手段４２Ｂに
接続する第２フイルタ手段４２ＢはD.C成分及び
低周波数成分を大幅に除去するもので、低周波数
成分を主体とする被写体の焦点検出は多少困難に
なるが、通常の被写体の焦点検出は上記ケラレや
上記諸誤差要因の影響を受けずに高精度に行うこ
とができる。他方、ケラレを生じない明るい撮影
レンズを装着すると、その信号部材により、スイ
ツチ４０が第１フイルタ手段４２Ａに接続され
る。この第１フイルタ手段４２Ａは第２フイルタ
手段４２Ｂに比べてD.C成分をかなり多く抽出す
るので、低周波数成分を主体とする光像をも高精
度に焦点検出できかつ上記諸誤差要因の影響も除
去できる。 上記ケラレはＦ値の外に、その撮影レンズの射
出瞳位置によつても発生する。従つて上記信号部
材にはＦ値の外に、射出瞳位置の情報を加えると
よい。また、スイツチ４０の切換は上記実施例の
如く信号部材に応じて自動的に行う代りに、手動
によつて行う様にしてもよい。 第１１図は第９図の機能をマイクロコンピユー
タを用いて達成した例である。 一対の光電素子アレイ２２Ａ，２２Ｂからa₁，
b₁，a₂，b₂……と順次出力された光電出力はサン
プルホールド部４６を介してＡ／Ｄ変換部４７に
より例えば8bit情報にデジタル化されてマイクロ
コンピユータ４８にとり込まれ、メモリ４９に記
憶保持される。フイルタ選択手段５０からのフイ
ルタ選択信号を、マイクロコンピユータ４８によ
り読み込み、それによつてマイクロコンピユータ
４８はメモリ４９に記憶されている画像情報に対
して第８図Ｂ−１の破線b₁あるいは実線b₂のフイ
ルタ処理を行ない、そのようにして得られたフイ
ルターされた画像情報にもとずいて焦点検出のた
めの演算を行ない、焦点検出信号を出力する。従
つてこの場合のフイルタ処理はすべてソフトウエ
アで行なわれる。 複数のフイルタを合成して所望のMTF特性を
得る第３実施例を次に説明する。 第１２図において、光電素子アレイ２２Ａ，２
２Ｂからの光電出力は、a₁，b₁，a₂，b₂，……の
順にフイルタ手段６０の入力端子６０ａに入力さ
れる。このフイルタ手段６０は、第１３図に示す
如く二つのフイルタ６０Ａと６０Ｂと合成手段６
０Ｃとから構成される。各フイルタ６０Ａ，６０
Ｂは互に異つたMTF特性を有し、第10図のフイ
ルタと同様の構成である。合成手段６０Ｃは、フ
イルタ６０Ａの出力V₁に係数αを、フイルタ６
０Ｂの出力V₂に係数βを夫々乗じた後に加算し、
即ちV₁×α＋V₂×βを演算し、その結果を出力
端子６０ｂに出力する。第１２図の選択手段４１
は、撮影レンズの信号部材からの情報に応じて又
は手動操作に応じて、上記係数α、βの値を設定
する。フイルタ手段６０の出力はサンプルポール
ド回路６１を介して演算手段６２に入力され、そ
こで、デフオーカス量が演算され出力端子６２ａ
より出力される。 上記フイルタ手段６０機能を説明する。 フイルタ６０Ａの重み数値を例えば第１４図ａ
に示す如く、W₁＝W₂＝W₁₀＝W₁₁＝０、W₃＝
W₉＝0.16、W₄＝W₈＝0.465、W₅＝W₇＝0.86、
W₆＝１とし、フイルタ６０Ｂの重み数値を例え
ば第１４図ｂに示す如くW₁＝W₁₁＝0.18、W₂＝
W₁₀＝0.32、W₃＝W₁＝0.44、W₄＝W₈＝0.335、
W₅＝W₇＝0.14、W₆＝０とする。係数α、βの値
をα＝１、β＝−0.6とすると、合成した重み数
値は第１５図Ａ−１の如くなり、この合成MTF
特性即ち、フイルタ手段６０のMTF特性は第１
５図Ａ−２の如くAo≒0.75Apとなり、D.C成分
とf_N／２との中間にピークを有する。またα＝
１、β＝−１とすると、合成重み数値は第１５図
Ｂ−１の如くなりその合成MTF特性は第１５図
Ｂ−２の如く、Ao≒0.4Apとなる。またα＝１、
β＝−1.4とすると合成重み数値と合成MTFは
夫々第１５図Ｃ−１，Ｃ−２の如くAo≒０とな
りα＝１、β＝０とすると第１５図Ｄ−１，Ｄ−
２の如くAo＝Apとなる。このように、係数αと
βの値を適宜選定することにより、Ao＝０〜Ap
までの任意のMTF特性を得ることができる。 そこで、選択手段４１は、撮影レンズの信号部
材に応じて又は手動操作に応じてα，βを撮影レ
ンズに好適のMTF特性を得る様に設定する。ま
た、係数α，βは、上述の如く撮影レンズの種類
に応じて設定する代りに又はそれに加えて、演算
手段６２の出力に応じて設定するようにしてもよ
い。例えば、撮影レンズが合焦位置から大きくず
れているとき、光電素子アレイ上の光像は大きく
ボケており、その光像は、低次の空間周波数成分
が相対的に多くなり、逆に合焦位置に近いときは
高次の空間周波数成分が相対的に多くなる。従つ
て、第１２図に示すように、判別手段６３が、演
算手段６２からのデフオーカス信号を判別し、そ
のデフオーカス量が、大きい時、即ち撮影レンズ
が合焦位置から大きく離れている時、α，βを
DC成分を多く抽出する様に設定し、またデフオ
ーカス量が小さい時、即ち撮影レンズが合焦位置
に近いとき、α、βをDC成分を抑制する様に設
定する。この様にする事によりデフオーカスの大
きい所での擬合焦発生を避け、かつ合焦近傍での
検出精度を高くする事ができる。 第１６図は、第１３図のフイルタ６０Ａ，６０
ＢをCCDトランスバサールフイルタにより構成
した例を示し、この様なCCDトランバーサルフ
イルタは電子通信学会技術研究報告SSD78−１に
詳説されている。第１７図は第１３図の合成手段
60Cの具体的構成例で、入力端子８０，８１には
夫々フイルタ６０Ａ，６０Ｂの出力V₁，V₂が入
力され、抵抗r₁〜r₅は、r₁＝r₂＝r₄＝Ｒ、r₃＝
Ｒ／0.6、r₅＝Ｒ／1.4に選定されている。スイツチ８２ 〜８５は、上記選択手段４１又は判別手段６３に
よりオンオフ制御される。８６〜８８はOPアン
プでこのOPアンプ８８の出力端子が、この合成
手段の出力端子６０ｂとなつている。 この様な構成により、第１５図に例示したα、
βの値を設定するには、下表の如く、スイツチ８
２〜８５を制御すればよい。

【表】 さらに第１４図に示した重みづけを用いた場合
にはα＝β＝１にとることで第１５図Ｅ−１，Ｅ
−２様な特性を持たせる事ができる。このフイル
ターを用いた場合にはＡ−１〜Ｄ−１までのフイ
ルターを用いた場合のサンプルピツチの２倍のピ
ツチのサンプリングすれば十分なので同じサンプ
ル数で２倍の領域をカバーできるため、デフオー
カス量の大きい場合の検出や、判定に広い領域を
必要とする非常に空間的変化の少ない低周波数成
分主体の被写体を検出する時に特に有効となる。 もちろん、第１３図のフイルタ６０Ａ，６０
Ｂ、合成手段６０Ｃのすべて又は一部をマイクロ
コンピユータで構成することも可能である。 （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、フイルタ手段のMTF特性を0.1Ap＜Ao＜
0.8Apとし、光像中の空間周波数成分のうちDC
成分を或る程度抑制するが完全には除去しない様
にしたので、諸誤差要因の影響を避けデフオーカ
スした所で擬合焦が発生する事なく真の合焦位置
での検出精度を上げることができると共に、低周
波数成分が主体の光像に対しても焦点検出が可能
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、従来の焦点検出光学系を
夫々示す光学図、第３図は、光像のずれ量とその
検出量との関係を示すグラフ図、第４図は本発明
の一実施例の光学系を示す斜視図、第５図は上記
実施例の信号処理系を示すブロツク図、第６図
は、フイルタ手段の構成例を示すブロツク図、第
７図は、本発明に係るフイルタ手段のMTF特性
を示すグラフ図、第８図は、上記MTF特性の具
体例とそれらを与える重み数値を夫々示すグラフ
図、第９図は本発明の第２実施例を示すブロツク
図、第１０図は、フイルタ手段の構成例を示すブ
ロツク図、第１１図は、第２実施例の変形例を示
すブロツク図、第１２図は、本発明の第３実施例
を示すブロツク図、第１３図は第３実施例のフイ
ルタ手段の構成例を示すブロツク図、第１４図は
重み数値を示す図、第１５図は重み数値とMTF
特性とを示す図、第１６図はフイルタの具体的構
成例を示す回路図、第１７図は合成手段の具体的
構成例を示す回路図である。 １……結像光学系、２２Ａ，２２Ｂ……受光部
アレイ、２６Ａ，２６Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ，６０
……フイルタ手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対象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) それぞれ複数の光電変換素子を有する一対の
   光電変換素子アレイと、 (b) 前記結像光学系の瞳の異なる部分を通過する
   光束に基づき、前記一対の光電変換素子アレイ
   にそれぞれ前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) 前記一対の光電変換素子アレイの光電出力を
   入力し、それぞれの前記光電変換素子アレイの
   複数の光電出力に対して非零なる２項以上の所
   定の重みを付して加算した加算出力を作成する
   フイルター手段と、 (d) 前記フイルター手段の出力を入力し、それに
   基づき前記焦点調節状態を表す信号を作成する
   演算手段とを具備し、 前記フイルター手段のMTF特性と前記光電変
   換素子の形状により決まるMTF特性との合成
   MTFが、0.1Ap＜Ao＜0.8Ap（但し、Aoは周波
   数零の成分の抽出効率、Apは上記合成MTFが最
   大となる周波数成分の抽出効率である）を充足す
   るように、前記フイルター手段の所定の重みを設
   定したことを特徴とする焦点検出装置。