JPH0762732B2

JPH0762732B2 - 焦点検出装置

Info

Publication number: JPH0762732B2
Application number: JP59138809A
Authority: JP
Inventors: 健歌川; 洋介日下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1984-07-04
Filing date: 1984-07-04
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPS6118911A

Description

【発明の詳細な説明】（発明の技術分野）本発明は、撮像レンズの如き結像光学系の射出瞳の異っ
た二つの領域を通った２光束により一対の光電素子アレ
イ上に夫々はぼ同一物体の光像を形成し、両光像の相対
的像ずれ量から焦点検出を行う焦点検出装置に関する。

（発明の背景）この種のいわゆる瞳分割型焦点検出装置は一眼レフカメ
ラやビデオカメラなどに採用されており、大別すると次
の２方式が知られている。その第１は、特開昭58−7810
1に示すように撮影レンズにより形成された物体の一次
像を一対の再結像光学系により一対の光電素子アレイ上
に夫々再結像する方式であり、第２は、米国特許第４、
185、191号に記載の如く撮影レンズのほぼ焦点面に微小
レンズ列を配置しその各微小レンズの背後に一対の光電
素子を設けた方式である。

このような瞳分割型焦点検出装置は、その焦点検出に使
用する一対の光束、即ち一対の光電素子アレイ上の光像
を形成する光束が撮影レンズの絞り等によりケラレると
焦点検出精度が大幅に低下するという欠点がある。

（発明の目的）そこで、本発明の目的は、節像光学系の絞り等により焦
点検出用光束がケラレても焦点検出精度の低下を大幅に
軽減できる焦点検出装置を提供することにある。

（発明の概要）本願の第１の発明は第１、第２の光電素子アレイと、結
像光学系の射出瞳の異った第１、第２の領域を夫々通っ
た第１、第２の光束により上記第１、第２光電素子アレ
イ上又はその近傍に夫々第１、第２の光像を形成する焦
点検出光学系と、上記第１、第２の光電素子アレイの光
電出力に基づき上記第１、第２光像の相対的像ずれ量を
検出し、この像ずれ量を所定の換算係数でもって上記結
像光学系の所定結像面と物体像面とのデフォーカス量に
換算する演算手段と、上記演算手段の作動時における上
記結像光学系の明るさの情報を入力する入力手段と、上
記換算係数が上記結像光学系の明るさによる上記第１、
第２光像のケラレに応じて変化する関係を上記明るさに
対応させて記憶しており、上記入力手段に入力された上
記明るさ情報に基づきこれに対応した換算係数を上記演
算手段に入力する記憶手段とを具備することを特徴とす
るものであり、第２の発明は第１、第２の光電素子アレ
イと、結像光学系の射出瞳の異った第１、第２の領域を
夫々通った第１、第２の光束により上記第１、第２光電
素子アレイ上又はその近傍に夫々第１、第２の光像を形
成する焦点検出光学系と、上記第１、第２光電素子アレ
イの光電出力に基づき上記結像光学系の所定結像面と物
体像面とのデフォーカス量を算出する演算手段と、上記
演算手段の作動時における上記結像光学系の明るさの情
報を入力する入力手段と、上記第１、第２光像のケラレ
に起因したデフォーカス量の誤差量に関連した補正量を
上記結像光学系の明るさに対応させて記憶しており、上
記入力手段に入力された上記明るさ情報に基づきこの情
報に対応した補正量を出力する記憶手段と、この記憶手
段からの補正量により上記デフォーカス量を補正する補
正手段とを具備することを特徴とするものである。

（発明の実施例）第１図において、一眼レフカメラの撮影レンズの如き交
換可能な撮影レンズ１の所定焦点面又はその近傍にフィ
ールドレンズ２が設けられている。このフィールドレン
ズ２は、透明なプラスチック又はガラスなどから成る焦
点検出光学ブロック３の一端面に形成され、矩形の焦点
検出領域４を残して遮光処理されている。この焦点検出
領域４の形成は、上記矩形の開口を有する遮光板をフィ
ールドレンズ２の直前に配置するようにしてもよい。撮
影レンズ１の射出瞳の異った領域100A、100Bを通った複
写体からの光束101A、101Bは、検出領域４の近傍に夫々
被写体の一次像を形成する。検出領域４から焦点検出光
学系３に入射した光束101A、101Bは反射面５で共に上方
に反射され、一方の光束101Aは再結像光学系として働く
凹面鏡6Aで更に反射され、光電素子アレイ7Aに複写体の
二次像を作成する。他方の光束101Bは同様の凹面鏡6Bで
更に反射され光電素子アレイ7Bに被写体の二次像を作成
する。もちろん上記の並置された凹面鏡6A、6Bは、並置
された光電素子アレイ7A、7Bに夫々二次像を形成する為
に異った角度傾いている。フィールドレンズ２のパワー
は凹面鏡6A、6Bとハッチング領域100A、100Bとが互に共
役関係となる様に定められている。従ってこのハッチン
グ領域100A、100Bの大きさはそれぞれ対応する凹面鏡6
A、6Bの大きさによって定められるものである。撮影レ
ンズ１のハッチング領域100A、100Bを通過した光束101
A、101Bのみが光電素子アレイ7A、7Bに到達するので、
この領域100A、100Bを以後は最大通過領域と称すること
にする。また一対の凹面鏡6A、6Bは、光電素子アレイ7
A、7Bの夫々の像が検出領域４上で互に重り合うように
調整されている。

光電素子アレイ7A、7B上の光像の相対的像ずれ量とデフ
ォーカス量（撮影レンズの所定結像面と複写体像の結像
面との光軸方向のずれ量）との関係を以下に説明する。

デフォーカス量をＰとし、相対的像ずれ量をZTとする
と、の関係がある。

ここで、Ｋは凹面鏡6A、6Bの倍率などを含めた焦点検出
光学系３の特性によって決まる係数、θは、検出領域４
の中心と最大通過領域100A、100Bの面積の夫々の中心と
を結ぶ直線のなす角度でこれを以下に検出開角と称す
る。

相対的像ずれ量ZTは光電素子アレイ7A、7Bのイメージ出
力の演算から求められる値でありＫは上述の如く焦点検
出光学系のみにより決定される値である。しかしながら
検出開角θは撮影レンズの明るさ、即ち開放絞り値Foに
よって変化する値である。詳述すると、撮影レンズ１の
明るさ、即ち開放絞り値Foによって決まる射出瞳径が、
上記凹面鏡6A、6Bの大きさによって決まる最大通過領域
100A、100Bの外接円102以上であるときには、上記領域1
00A、100Bを通る光束は全くケラレることなく、この時
の検出開角θは図示の通りθ_１となる。ところが、撮影
レンズ１として、もっと暗い、即ち開放絞り値が大きい
ものが使用され、その射出瞳径が点線103又は104のよう
に小さくなると、上記光束はケラレてしまい、結局点線
103又は104内の最大通過領域100A、100Bを通る光束のみ
が光電素子アレイ7A、7Bに到達する。従ってこの時の検
出開角は上述の値θ_１よりも小さくなる。

第２図は撮影レンズの開放絞り値F₀と換算係数1/θとの
関係を示すグラフであって、瞳径102、103、104の明る
さを夫々F₁＝2.4、F₂＝４、F₃＝5.6として示してある。
撮影レンズの開放絞り値がF₁より小さいと上記ケラレは
生じないので、係数1/θは一定となっているが、大きい
と、その絞り値の増大に応じてケラレの量が大きくなる
ため係数1/θも増大する。

従って、像ずれ量Ｚをデフォーカス量Ｐに換算するとき
には、上記最大通過領域100Aを通る光束が撮影レンズに
よってケラレる程度に応じて、具体的には撮影レンズの
開放絞り値に応じて、検出開度θを補正しなければなら
ない。

もちろん、以上の説明では一眼レフカメラの撮影レンズ
にあっては一般に焦点検出は絞り開放状態で行われるの
で、第２図の横軸は開放絞り値F₀としたが、もし絞り開
放から絞り込んだ状態で焦点検出を行う場合にはこの絞
り込んだ状態での上記焦点検出光束101A、101Bのケラレ
量が問題となるので、上記第２図横軸の値はこの絞り込
んだ時の絞り値となる。一般化して言うと、焦点検出時
の撮影レンズの明るさによって、上記ケラレの程度が決
定されるので第２図横軸は焦点検出時の撮影レンズの明
るさである。

尚、最大通過領域100A、100Bを大きくすることは、当然
光電素子アレイ7A、7Bへの入射光量が大きくなり、アレ
イ7A、7Bのイメージ出力のS/N比が向上する利点があ
る。この最大通過領域100A、100Bを大きく定める際、第
１図に示す様にその領域の形状をその並び方向（図で横
方向）の寸法がそれに垂直方向のそれよりも大きく定め
ることが望ましい。この理由は垂直方向の寸法を大きく
すると凹面鏡6A、6Bの相対的傾き角が大きくなり、これ
は収差を悪化させるからである。

以上に撮影レンズの絞り径によって生ずる焦点検出光束
のケラレがデフォーカス量の換算係数に及ぼす影響を説
明したが、以下に上記ケラレがデフォーカス量に及ぼす
別の影響を説明する。

光電素子アレイ7A上の光像と光電素子アレイ7B上の光像
との相対的像ずれ量は、当然光電素子アレイ上のいかな
る位置においても同量であることが必要である。ところ
が、焦点検出光束にケラレが生ずると、相対的像ずれ量
が光電素子アレイ上の位置に応じて異ってしまう。

第３図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、カメラから同一距離
に存する３個の点光源の光電素子アレイ7A、7B上の像を
示したものである。第３図（ａ）は、明るさF₂、即ち射
出瞳径103の撮影レンズが使用された時の三個の点光源
の像X₀a、X₁a、X₂a、X₀b、X₁b、X₂b、を示し、光電素子
アレイの中央の像X₀a、X₀b、は共に点像であるが、両端
付近の像X₁a、X₁b、X₂a、X₂bは焦点検出光学系３の収差
の為にボケ像となっている。第３図（ｂ）、（ｃ）は、
夫々明るさF₁及びF₃の撮影レンズが使用された場合の像
を示す。焦点検出光学系３は、ケラレを生ずるF₂の明る
さの撮影レンズを用いた時に、第３図（ａ）に示すよう
に光電素子アレイの中央の像X₀a、X₀bがほぼ点像とな
り、かつ対応する像（X₀a、X₀b）、（X₁a、X₁b）、（X₂
a、X₂b）に関し各像の重心の相対位置が一致する様に、
予め調整されている。この様に調整すると、F₂よりも明
るい撮影レンズ、例えば明るさF₁の撮影レンズを用いる
と、この場合焦点検出光束のケラレの程度がF₂の撮影レ
ンズよりも少ない（F₁ではケラレが無い。）為に、第３
図（ｂ）に示すように、ボケ像X₁a、X₁b、X₂a、X₂bが夫
々大きくなると共に対応する像の重心が逆方向に変位
し、従って対応像（X₁a、X₁b）、（X₂a、X₂b）の相対位
置が矢印で示した量だけずれてしまう。他方、F₂よりも
暗いF₃の撮影レンズを用いると、このF₃の撮影レンズは
F₂よりも上記ケラレの程度が大きいため、第３図（ｃ）
に示すように同図（ｂ）と全く逆に端部付近の対応像の
相対位置が逆にずれてしまう。

この様な光電素子アレイ上の場所に応じた光像の相対位
置ずれは、当然デフォーカス量の検出精度を低下させる
ものであり、補正しなければならない。

第４図（ａ）は、横軸に光電素子アレイ上の位置ｘの縦
軸に上記光像の相対的位置ずれ量を夫々とり、撮影レン
ズの明るさが変化した時の相対的位置ずれ量の変化を示
したものである。関数Ｔ（F₂、ｘ）は、第３図（ａ）に
示した明るさF₂の撮影レンズを用いた場合に関するもの
で、相対的位置ずれが発生していない。関数Ｔ（F₁、
ｘ）、Ｔ（F₃、ｘ）は夫々第３図（ｂ）及び（ｃ）に示
した明るさF₁及びF₃の撮影レンズを用いた場合を示し、
ｘが大きくなるにつれて位置ずれ量も大きくなってい
る。

なお、以上の説明では、光電素子アレイの中央の像につ
いて必ず上記相対的位置ずれが生じない様に、また中間
的な明るさF₂の撮影レンズの使用時に光電素子アレイの
全域で上記相対的位置ずれが生じない様に、焦点検出光
学系を予め調整したが、この様な調整は上記のものに限
るものでない。

上述した焦点検出光束のケラレによるデフォーカス量検
出精度の二要因を共に補正した本発明の一実施例を以下
に述べる。尚この実施例は一眼レフカメラに本発明に係
る焦点検出装置を組込んだ例である。

第５図において補正データメモリ手段10は、像ずれ量補
正データメモリ11とデフォーカス量換算係数メモリ12と
を含む。このメモリ11には、使用される撮影レンズ毎に
予め測定された第４図（ａ）に示した如き相対位置ずれ
関数Ｔ（Ｆ、ｘ）を、撮影レンズの明るさ（本例では開
放絞り値）Ｆに関連して記憶している。メモリ12には、
第２図に示した如きデフォーカス量換算係数1/θが撮影
レンズの明るさＦに関連して記憶されている。

光電変換部13にはそれぞれCCD等のイメージセンサーか
ら成る一対の光電素子アレイ7A、7Bが並置されている。
この各光電素子アレイには第１図の焦点検出光学系によ
り同一被写体の像が結像される。アレイ7Aからのイメー
ジ出力a1…aNは順次時系列的にA/Dコンバータ14によりA
/D変換され、マイクロコンピュータ15内のデータメモリ
手段16に記憶され、全く同様にアレイ7Bからのイメージ
出力b1…bNもA/Dコンバータ14を介してデータメモリ手
段16に記憶される。像ずれ演算手段17は前記一対のイメ
ージ出力a1…aN、b1…bNに基づき両イメージ出力の相対
的ずれ量、即ち、一対のアレイ上の光像の相対的ずれ量
を算出する。もちろん、像ずれ演算に用いるデータは必
ずしもアレイ7A、7Bの直接のイメージ出力である必要は
なく、これらの出力を適当にフィルタリング処理したり
サンプリングしたイメージ出力であってもよい。

像ずれ量補正手段18は、像ずれ演算手段17の出力を、使
用される撮影レンズの明るさに応して像ずれ量補正デー
タメモリ11の内容で補正する。デフォーカス量換算手段
19は、像ずれ量補正手段18の出力を、上記明るさに応じ
てデフォーカス量換算係数メモリ12の内容でデフォーカ
ス量に換算する。撮影レンズの開放絞り値入力手段20
は、使用される撮影レンズの明るさ、一般的には開放絞
り値が撮影レンズの装着動作に連動して自動的に又は手
動操作により入力される。表示駆動手段21はデフォーカ
ス量に基づき焦点調節状態を表示しまた撮影レンズを合
焦位置へ駆動する。

この作用を以下に述べる。

一対のアレイ7A、7Bからのイメージ出力a1…aN、b1…bN
はA/D変換後にデータメモリ手段16に記憶される。デー
タメモリ手段16に記憶されたイメージ出力a1…aNを第６
図（ａ）に例示する。像ずれ演算手段17は、このイメー
ジ出力を第６図（ｂ）又は（ｃ）に示すように例えば５
個の領域Ｘ−２、Ｘ−１、X0、X1、X2に分割し、全く同
様にイメージ出力b1…bNをも５個の領域Ｘ−２、Ｘ−
１、X0、X1、X2に分割し、各部分領域Xiのイメージ出力
から部分領域Xiの中心xiに関する部分像ずれ量Ｚ（xi）
を個々に演算する。像ずれ量補正手段18は、像ずれ量補
正データメモリ11から結像レンズ明るさ入力手段20に入
力された使用撮影レンズの開放絞り値情報Faに対応した
補正データＴ（Fa、ｘ）を読み出し、この補正データか
ら場所xiの部分補正量Ｔ（Fa、xi）を算出する。この
後、補正手段18は部分像ずれ量Ｚ（xi）から部分補正量
Ｔ（Fa、xi）を減じて、補正済部分像ずれ量ZT（xi）を
得る。即ち、ZT（xi）＝Ｚ（xi）−Ｔ（Fa、xi）を得
る。

こうして、補正手段18は各部分領域Xiに関する補正済部
分像ずれ量ZT（xi）を求め、例えば、これらの値の単純
平均ΣZT（xi）/5を最終像ずれ量ZTとして算出する。
尚、各部分領域Xiに関する部分像ずれ量ZT（xi）から最
終像ずれ量ZTを求める方法はその目的に応じて種々考え
られるが、以下にいくつかの例を示す。

（A1）上述の如く補正済部分像ずれ量ZT（xi）の平均値
を最終像ずれ量ZTとする。

（A2）補正済部分像ずれ量ZT（xi）の最大と最小のもの
を除いた残りの補正済部分像ずれ量の平均値を最終像ず
れ量ZTとする。

（A3）補正済部分像ずれ量ZT（xi）を大きい順にならべ
た時の中央のものを最終像ずれ量ZTとする。

（A4）後述する情報量Ｅ（ｘ）が最大の部分領域に関す
る補正済部分像ずれ量ZT（xi）を最終像ずれ量ZTとす
る。

（A5）上記情報量が相対的に大きい複数の部分領域に関
する補正済部分像ずれ量ZT（xi）の平均値を又は情報量
に応じて加重加算した平均値を最終像ずれ量ZTとする。

デフォーカス量換算手段19は、開放絞り値入力手段20か
らの開放絞り値情報Faに対応した換算係数1/θを換算係
数メモリ12から読み出し、この換算係数1/θと焦点検出
光学系の特性により決まる他の換算係数Ｋとを用いて補
正手段18の最終像ずれ量ZTをデフォーカス量Ｐに換算す
る。即ち、このデフォーカス量Ｐに基づき表示駆動手段21が作動さ
れる。

尚、各部分領域Xiのデータから部分像ずれ演算を行うア
ルゴリズムとしては、例えばイメージ出力をフーリエ変
換し位相を比較する手段（特開昭54−104859）や相関演
算を行い最大相関を与えるシフト量を求める手段（特開
昭57−45510）を用いることが可能である。部分領域Xi
に含まれる光電変換素子数の少ない時は上記フーリエ変
換法を用いる方が精度がよい。

アレイ上に奥行きのある複写体が結像されている場合、
アレイの全領域のイメージ出力を用いて像ずれ量を算出
すると、奥行き被写体のどの部分に自動合焦されるかは
全く不明となる。

このような奥行き被写体に関する問題は、上述のように
部分領域Xi毎の部分像ずれ量Ｚ（xi）を演算することに
より以下の如く解決できる。

（B1）複数の部分像ずれ量Ｚ（xi）のうちから最も像ず
れ量の小さいものを選択し、これに基づき最終像ずれ量
ZTを求めれば、奥行き被写体の最も近い部分についての
デフォーカス量を得ることができ、逆に部分像ずれ量の
最も大きいものの選択により遠方部分についてのデフォ
ーカス量を、更に中間のものの選択により中間距離の部
分についてのデフォーカス量を得ることができる。

（B2）複数の部分像ずれ量Ｚ（xi）のうちでほぼ等しい
値をとるものがあれば、その値を選択しこれに基づき最
終像ずれ量ZTを求めれば、比較的広い領域を占める被写
体についてのデフォーカス量を得ることができる。

（B3）後述する情報量Ｅ（xi）の最も大きい部分領域Xi
での部分像ずれ量を選択しこれに基づき最終像ずれ量ZT
を求めれば、焦点検出の為の情報が最も多い被写体、一
般的にはコントラストの最も良い被写体についてのデフ
ォーカス量を得ることができる。

次に上述のように部分像ずれ量を算出する場合の具体例
をフローチャートを用いて説明する。

第７図においてステップで各部分領域Xiにおける部分
像ずれ量Ｚ（xi）と情報量Ｅ（xi）とを像ずれ演算手段
17によって算出する。ここで情報量Ｅ（xi）とは対応す
る部分像ずれ量Ｚ（xi）の信頼度を表すもので、この情
報量の値が大きい程、対応する部分像ずれ量の精度が高
くなる。具体的には、情報量としては像ずれ演算がフー
リエ変換後の位相比較により行われるのであるならば、
フーリエ変換後の振幅に関連した値（特開昭55−98710
のr1、r1′、r2、r2′が該当する。）を用いることがで
き、また像ずれ演算が相関法である場合には後述の自己
相関値Wmを用いることができる。ステップにおいて、
上記各部分領域Xiの情報量Ｅ（xi）を所定閾値Ethと比
較し、この閾値よりも大きい値の情報量Ｅ（xj）の部分
領域Xjを選択する。ステップにおいて、補正データメ
モリ11の内容から開放絞り値入力手段20に入力された明
るさ情報Faに対応した補正データＴ（Fa、ｘ）を読み出
し、これから上記選択された部分領域Xjにおける部分補
正量Ｔ（Fa、xj）を算出すると共に、選択部分領域Xjで
の部分像ずれ量Ｚ（xj）を部分像ずれ量Ｚ（xi）から選
択する。ステップにおいて選択領域Xjに関する補正さ
れた部分像ずれ量ZT（xj）をZT（xj）＝Ｚ（xj）−Ｔ
（Fa、xj）から求める。ステップにおいて、ステップ
で求めた補正済部分像ずれ量ZT（xj）のバラツキが所
定値△Ｚより小さいか否か、具体的には、補正済部分像
ずれ量ZT（xj）のうちの最大値と最小値との差が所定値
より小さいか否かを判別し、小である時、被写体に奥行
きがないとしてステップへ移り、小でない時、奥行き
ある被写体と判定しステップへ移る。ステップで
は、例えば前記（A1）〜（A5）のいずれかの処理により
最終ずれ量ZTを求める。ステップでは、例えば上述の
（B1）〜（B3）のいずれかの処理で最終像ずれ量ZTを求
める。

以上の実施例では、一対のイメージ出力から複数の部分
像ずれ量を算出する例であったが、次に単一のずれ量を
算出する第２実施例を説明する。

第８図（ａ）は第５図のデータメモリ手段16に記憶され
る一対のデータ列A1…AN、B1…BNの一方を示す。このデ
ータ列としては、前述の如く光電素子アレイのイメージ
出力そのものでも、またそれをフィルタリングやサンプ
リング処理したイメージ出力であってもよい。

第５図において、像ずれ演算手段17はデータメモリ手段
16に記憶された一対のデータ列A1…AN、B1…BNを用い、
一方のデータ列A1…ANを他方のデータ列B1…BNに対して
所定量ずつシフトしながら、各シフト量Ｌ毎の相関量Ｃ
（Ｌ）を求める。

即ち、この関数Ｃ（Ｌ）が最小となるシフト量Lmを像ずれ量と
して求める。このように相関演算により求めた像ずれ量
Lmは上述のようなケラレによる位置ずれに起因する誤差
を含んでいるので、この像ずれ量Lmを使用撮影レンズの
明るさに関する補正データＴ（Fa、ｘ）で補正しなけれ
ばならない。しかしながら、この像ずれ量はデータ列A1
…AN、B1…BNの全領域から算出しているので、補正量と
して補正データＴ（Fa、ｘ）のどの領域を用いるかが問
題となる。

この問題は、次のように解決される。

データ列A1…AN、B1…BNは、そのどの部分も上記相関量
Ｃ（Ｌ）に等しく寄与しているのでなく、第８図（ａ）
に示した如くデータ列の変化の激しい部分Ｙが大きく寄
与し変化のゆるやかな部分は寄与が小さい。従ってデー
タ列A1…AN、B1…BNの場所ｘ毎の上記寄与の程度（以下
寄与度と称する。）を求め、この場所に応じた寄与度と
補正データＴ（Fa、ｘ）とから補正量を求めればよい。
この寄与度Wmは、例えばデータ列の隣接するデータの差
分から求め得る。

即ち、Wm＝|Am−Am＋1|又は|Bm−Bm＋1|。この値Wmを第
８図（ｂ）に示す。

もちろんWmとして|Am−Am＋1|＋|Bm−Bm＋1|を用いるこ
ともできる。

補正量STは、となる。

ここでSmは、ｘ＝ｍとしたときのＴ（Fa、ｘ）である。
従って、補正済像ずれ量ZTは次式より求まる。ZT＝Lm−
ST また、最終像ずれ量ZTは次の様に定めることもできる。
データメモリ手段16に記憶されているイメージ出力A1…
AN又はB1…BNから上記Wmを算出し、イメージ出力の全領
域でWmの最大を与えるデータAP又はBPを求める。このデ
ータAP又はBPの第６図（ｂ）の座標軸ｘ上の位置をxpと
したとき、この位置xpを中心とした所定範囲領域Xpを決
めこの領域内のイメージ出力に対して部分像ずれ量Ｚ
（xp）を算出する。これを上記位置での補正量Ｔ（Fa、
xp）で補正して最終像ずれ量ZTとする。

即ちZT＝Ｚ（xp）−Ｔ（Fa、xp）。

第９図は、第５図の改良例を示したもので、補正データ
メモリ手段10には、像ずれ量補正データメモリ11とデフ
ォーカス量換算係数メモリ12の外に、最良像面移動デー
タメモリ22と、調整誤差補正データメモリ23と、誤差補
正データメモリ24と、第１、第２オフセットデータメモ
リ25、26とが設けられている。この最良像面移動データ
メモリ22は、第10図に示す関数β（Ｆ）を記憶するもの
で、この関数β（Ｆ）は、撮影レンズの絞りを絞り込ん
だ時に被写体の最良結像面が光軸方向にわずかにずれた
量を表わす。調整誤差補正データメモリ23は、第１図の
凹面鏡6A、6Bによる光電素子アレイ7A、7Bの像を焦点検
出領域４上で重ね合わせる調整を行った後に残存する重
ね合せ誤差を関数Ｕ（ｘ）として記憶したものである。

また誤差補正データメモリ24は、第４図（ｂ）に示され
る関数δ（Ｆ）を記憶する。像ずれ量補正データメモリ
11は、焦点検出光学系３について所定の調整が行われた
ものとの前提の下に第４図（ａ）に示した関数Ｔ（Ｆ、
ｘ）を撮影レンズの明るさに関連付けて記憶している。
しかしながら、焦点検出装置を組立てる際には、個々の
焦点検出光学系を上記所定の調整を完全に行うことは困
難であり、一般に例えば第４図（ｂ）に示す如く、光学
調整上、関数δ（Ｆ）の誤差が生ずる可能性が多い。こ
の関数δ（Ｆ）は、通常個々の焦点検出系毎に異なった
値であり、撮影レンズの明るさに関連付けて記憶されて
いる。第１オフセットデータメモリ25は、焦点検出装置
をカメラボディに組込んで両者間の機械的調整を終了し
た後に、その機械的調整不充分によるデフォーカス量の
わずかな誤差を補正するためのもので、この補正量△Z1
も個々のカメラ毎に異なる値となる。第２オフセットデ
ータメモリ26は、撮影者のボケ味に対する好みに応じて
焦点調整状態を微調可能とする為に、可変補正量△Z2を
記憶し、この補正量は図示を省略した外部操作部材によ
り設定可能である。

撮影時絞り値入力手段27は、撮影レンズのプリセット絞
り値が入力される。またマイコン15には、デフォーカス
量補正手段28が設けられ、換算手段19の出力であるデフ
ォーカス量を最良像面移動データメモリ22の出力と、第
１第２オフセットデータメモリ25、26の出力とで補正し
て表示駆動手段21に送出する。

次にこの作用を説明する。

像ずれ量補正データメモリ11及び誤差補正データメモリ
23は、開放絞り値入力手段20に入力された開放絞り値情
報Faに対応した補正量Ｔ（Fa、ｘ）、δ（Fa）が夫々読
み出される。調整誤差補正データメモリ23も補正量Ｕ
（ｘ）が読み出される。像ずれ量補正手段18は、像ずれ
演算手段からの像ずれ量Ｚ（ｘ）を上記補正量Ｔ（Fa、
ｘ）δ（ｘ）、Ｕ（ｘ）で補正して最終像ずれ量ZTを算
出する。尚、この最終像ずれ量ZTの具体的な算出方法
は、第５図に関して説明した種々の演算によって行う。
デフォーカス量換算手段19は、開放絞り値Faに応じて換
算係数メモリ12から読み出された換算計1/θ及び他の換
算係数Ｋを用いて、最終像ずれ量ZTをデフォーカス量に
換算する。デフォーカス量補正手段28は、最良像面移動
データメモリ22の出力β（Ｆ）を用いて撮影時絞り値と
測距時絞り値における最良像面移動量△βを算出し、こ
の△βと第１、第２オフセットデータメモリ25、26の出
力△Z₁、△Z₂とで換算手段19の出力を補正し、最終デフ
ォーカス量Ｐを出力する。

尚、第１光電素子アレイとそれ上の光像との相対位置と
第２光電素子アレイとそれ上の光像との相対位置との間
の場所に応じた位置ずれ量が著しく大きい場合には、補
正データにより像ずれ量を高精度で補正することは困難
となることがある。そこで、第１及び第２光電素子アレ
イの光電素子のピッチを場所に応じて変化させることに
より上記位置ずれ量を予め或る程度補正し、それでも残
存した位置ずれ量を補正データとして記憶するようにす
ることが望ましい。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、本願の第一発明は、像
ずれ量をデフォーカス量に変換する換算係数を、結像光
学系の明るさ情報に依存させてそれぞれ記憶させること
で、結像光学系の明るさの影響を受けて焦点検出光束に
ケラレが生じるような場合であっても適切な換算係数が
使用でき、高精度な焦点検出を可能にしている。

また、本願の第二発明は、焦点検出光束が結像光学系に
よりケラレるときこのケラレにより生ずる像ずれ量の誤
差に関連する補正値を、結像光学系の明るさ情報に対応
させてそれぞれ記憶しているので、デフォーカス量の算
出において補正が加えられ、焦点検出光束にケラレが生
じても、高精度な焦点検出を可能にしている。

【図面の簡単な説明】第１図は、本発明の一実施例の焦点検出光学系を示す斜
視図、第２図は撮影レンズの開放絞り値F₀とデフォーカ
ス量換算係数1/θとの関係を示すグラフ、第３図は光電
素子アレイ上の光像の位置を模式的に示した平面図、第
４図（ａ）及び（ｂ）は一対の光電素子アレイ上の光像
の、場所に応じた相対的位置ずれ量を表わしたグラフ、
第５図は本発明の一実施例の信号処理系を示すブロック
図、第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は光電素子アレイの
イメージ出力及びこのイメージ出力を複数の領域に分割
した様子を示すグラフ、第７図は、一実施例の作用の一
部を示すフローチャート、第８図（ａ）と（ｂ）はそれ
ぞれイメージ出力及びそのイメージ出力の変化の激しさ
を示すグラフ、第９図は、上記実施例の改良例を示すブ
ロック図、第10図は最良結像面の位置と撮影レンズの絞
り値との関係を示すグラフである。１……結像光学系、３……焦点検出光学系、7A、7B……
光電素子アレイ、11……像ずれ量補正データメモリ、12
……換算係数メモリ、17……像ずれ演算手段、18……像
ずれ量補正手段、19……換算手段、20……結像レンズの
開放絞り値入力手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１、第２の光電素子アレイと、結像光学系の射出瞳の異なった第１、第２の領域を夫々
通った第１、第２の焦点検出用光束により上記第１、第
２光電素子アレイ上又はその近傍に夫々第１、第２の光
像を形成する焦点検出光学系と、上記第１、第２の光電素子アレイの光電出力に基づき上
記第１、第２光像の相対的像ずれ量を検出し、この像ず
れ量を所定の換算係数でもって上記結像光学系の所定結
像面と物体像面との差を表すデフォーカス量に換算する
演算手段と、上記演算手段の作動時における上記結像光学系の焦点検
出に使える光束の大きさを示す明るさ情報を入力する入
力手段と、上記結像光学系の明るさに応じて生じる前記焦点検出用
光束のケラレの状況に依存して変化する上記換算係数
を、上記結像光学系の明るさ情報に対応させてそれぞれ
記憶する記憶手段と、上記入力手段に入力された上記明るさ情報に基づきこれ
に対応した上記記憶手段に記憶された換算係数を上記演
算手段に入力する手段とを具備することを特徴とする焦
点検出装置。
【請求項２】第１、第２の光電素子アレイと、結像光学系の射出瞳の異なった第１、第２の領域を夫々
通った第１、第２の焦点検出用光束により上記第１、第
２光電素子アレイ上又はその近傍に夫々第１、第２の光
像を形成する焦点検出光学系と、上記第１、第２の光電素子アレイの光電出力に基づき上
記第１、第２光像の相対的像ずれ量を検出し、この像ず
れ量を所定の換算係数でもって上記結像光学系の所定結
像面と物体像面との差を表すデフォーカス量に換算する
演算手段と、上記演算手段の作動時における上記結像光学系の焦点検
出に使える光束の大きさを示す明るさ情報を入力する入
力手段と、上記焦点検出光束のケラレに起因した上記像ずれ量の誤
差量に関連した補正量を上記結像光学系の明るさ情報に
対応させてそれぞれ記憶しており、上記入力手段に入力
された上記明るさ情報に基づきこの情報に対応した上記
補正量を出力する記憶手段と、この記憶手段からの補正量により上記像ずれ量算出から
上記デフォーカス量算出の過程で補正を加える補正手段
とを具備することを特徴とする焦点検出装置。