JPS60151607A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JPS60151607A JPS60151607A JP772584A JP772584A JPS60151607A JP S60151607 A JPS60151607 A JP S60151607A JP 772584 A JP772584 A JP 772584A JP 772584 A JP772584 A JP 772584A JP S60151607 A JPS60151607 A JP S60151607A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
(発明の技術分野)
本発明は、結像光学系による対象物体の光像を光電素子
アレイにより光電変換しその光電出力に応じて結像光学
系の焦点調節状態又は対象物体までの距離を検出する光
電検出装置に係漫、特にカメラの焦点検出装置として好
適な光電検出装置に関する。 (発明の背景) 対象物体の光像を夫々一対の光電素子アレイ上に形成し
それらのアレイ、の光電出力を演算することにより、結
像光学系の焦点調節状態又は対象物体までの距離を検出
する光電検出装置は種々提案されている。例えば、結像
レンズの瞳の異なる領域を通過した光束を一対のイメー
ジ七/す上に導き両イメージセ/す上の対象物体像の相
対的ずれ量を光電的に検出して結像レンズの焦点調節状
態を検出する焦点検出装置は広く実用化されている。 このように、光像の光強度分布を光電素子アレイで光電
的にサンプリングし、その光電素子アレイの出力データ
を演算処理する場合、それらのデータに含まれる光像の
空間周波数成分のうち、検出に真に有効な成分けその検
出の目的に応じて特定の周波数領域の成分のみであシ、
他の周波数領域の成分は有害で誤検出を招来する。例え
ばサンプリングピンチで決まるナイキスト周波数以上の
空間周波数成分は誤検出の要因となる。 そこで、光電出力を電気的フィルタ手段を通して有害な
空間周波数成分を除去した後に演算処理する焦点検出装
置が提案されている。このフィルタ手段は、位置的に近
接する複数の光電素子の出力に夫々所定の加重係数を乗
じた後、加算する加重加算フィルタであわ上記加重係数
の個数や値を変えることにより種々のフィルタ特性、即
ちMTF特性を得ることができる。ところが、従来の加
重加算フィルタは加重係数の個数が少なく構成が比較的
簡単であるが、有害な成分を必ずしも充分には除去でき
ず、も1〜有有害分を充分に除去しようとすると加重係
数の個数が非常に増大し、この増大はフィルタをハード
ウェアで構成すると構成の複雑化を招き、フィルタ作用
をマイクロコンピュータで処理するとその処理時間が増
大してしまい、結局光電検出装置の複雑化又は、応答性
の低下を招来する。 (発明の目的) 本発明の目的は、フィルタ手段を簡単な構成とし、応答
性も良好な光電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ために、本発明は、加重加算フィル
タ手段を、このMTF特性と等しい合成MTF特性を有
する前置加重加算フィルタ手段と後置加重加算フィルタ
とに分けるものである。 (発明の実施例) 以下に本発明の一実施例であるカメラの焦点検出装置を
図面を参照して説明する。 第1図において、光電変換装#1けCCD型又はMO8
型イメージセンサから成る一対の光電素子アレイ2,3
を有し、これらのアレイ2,3上には夫々カメラの撮影
レンズの瞳の異った領域を通った一対の光束によって被
写体の光像が形成される。アレイ2上の光像とアレイ3
上の光像との相対的ずれ量が撮影リングの焦点調節状態
を表わしている。上記アレイ2,6は夫々空間ピッチp
nで直線上に配列された光電素子i工11.篩 と伝・
・・1九 とから構成さね、各光電素子i・・・al
+ J・・・bn は夫々空間ピッチp。の−次データ
al・・・an、 bl・・・bnを時系列的に出力す
る。アレイ2に関するデータ、アレイ6に関するデータ
を以下夫々a系列、b系列データと言う。 各光電素子アレー12,6のMTF’%性は、第2図(
a)に示されるようにD:c (m−流)成分付近で充
分大きくそこから周波数が犬へくなるにつわて低下し、
′/、00周波数付近で零になる。従って一次データa
□・・・an、 b□・・・bnけ光像の空間周波数成
分θ)うちり、C成分付近を充分含み、1/ 付近の周
波数成分をほとんど含寸ない。 p。 光電変換装置1からの一次データai 、 hiけ、非
線形処理部4において例えば対数増幅された後、前置フ
ィルタ手段5に送られる。この前置フィルタ手段5は本
実施例では、ハードウェア具体的には第3図(a)又は
缶)に示すトランスバーサルフィルタにより構成されて
いる。第6図(a)(b’lのフィルタは、直列接続さ
れたーデータ分の遅延回路D1゜D2.D3 ・・・と
、夫々所定の加重係数W1 、 W2 。 wr5. Vi4 、 ’W5を入力データに乗する乗
算器Wl。 W2.・・・W5と、これらの乗算器の出力を加算する
加算器T1とから構成され、第3図(a)Vi−次デー
タがal+1)1+a2+k12・・・ai 、 bn
の順に入力される場合の構成を、第6図(b)は、al
+a2・・・an + b1+ b2・・・bnの順で
入力される場合の構成を示している0このようにトラン
スノ(−サルフィルタは、順次入力されるa系列の一次
データal + a2 #・・・aiの連続する5個の
データに第2図(b−2)に示すような所定の加重係数
W1=0.28 、 w2=0,76 、 w3=11
y4=Q、76 *W5 = 0.28を夫々乗じ、
それらを加算した後置を出力し、b系列の一次データb
l + b21・・・bnについても全く同様に処理す
る。複数f〕データに所定の加重係数を乗じそれらと加
算するフィルタリング処理及rJ−フィルタを夫々加重
加算及び加重加算フィルタと称することにする。上述i
)加重体成分を充分抽出シ21/4po付近以上の周波
数成分を除去するもので、換言するとサンプリングピッ
チP”21)oにより決まるナイキスト周波数fN−1
以上の空間周波数成分を除去する特性であp る。もちろんこの様なMTF特性を有する加重加算フィ
ルタは上述の重み係数列に限らす他C)加重係数列に」
:うても達成できる。 前置フィルタ手段5によりフィルタリングされたデータ
はす/プルホールド手段乙によりリング“リングピンチ
p=2pOでサンプルホールドされる。こう1−て空間
ピッチpOのa系列及びb系列の一次データat 、
bi は前置フィルり手段とヤンブルホールド手段を経
て空間ピッチ2Poを有するa系列二次データAi と
b系列二次データBiに変換される。こσ)二次データ
At 、 Bi ’はピッチ2poでおるため、その個
数が、−次データai 、 bi の約半分である。二
次データAi 、Biは以下の数式で表わすことができ
る。 これらの二次データAl 、 Bi ldA / D変
換器7でA/D変換された後、マイクロコンピュータ(
以下マイコンと称する。)8に入力されそのメモリ部9
に収容される。マイコン8のC,P、Uけフィルタリン
グ処理やずれ演算等の機能をなすものである。これらの
機能を視覚化する為にここではブロック8の内部に便宜
上、加重加算フィルタリング機能を行う後置フィルタ部
10と、演算機能を行うずれ演算部11とを夫々ブロッ
ク化しまた後置フィルタ部10は、メモリ部9内の二次
データAi、Bi に、第2図(c −3)に示す空間
ピッチ4poの重み係数列(−0,25、1、−0,2
5)又は第2図(d−3)に示す空間ピッチ4Poの重
み係数列(−0,5、1,−0,5)を用いた加重加算
処理を施こし、三次データを作成する。具体的には二次
データAi 、 Hj け空間ピッチp=2pnである
ので、後置フィルタ部は、連続する5個の二次データに
、第2図(、’ c −5)又は(d−3)として(−
0,25、0、1、O、−0,25)。 又は(−0,5’、 D 、 1 、0、−〇、5)の
加重係数列を乗じて加算する。 この三次データは結局、前1uフィルタ手段5と後置フ
ィルタ部10との両方の加重加算フィルタリング処理を
受けたことになる。第2図(’b−2)と第2図(’c
−3)の重み係数列を夫々持つフィルタの合成MTFを
第2図(c−1)に示し、同様に第2図(b−2)と(
’d−3)のフィルタの合成M ’I” Fを第2図(
d−1)に示す。 ずわ演算部11はa系列とb系列の二次データから、又
けa系列とb系列の三次データからアレイ2.3上の光
像の相対的すれ量を賀出する。このa系列と1〕系列と
のデータから光像のずれをめる演算は種々のタイプが知
られており、ここでは任意のタイプを用いることができ
る。このずれ量は、焦点状態を表示する表示手段12及
び撮影し/ズの焦点調節を行う焦点調節手段13に夫々
送られる。 この作用を説明する前に、空間周波数成分と演算結果の
精度との関係を述べる。 一般に、サンプリンク゛ピッチpのデータを演算してず
れ量を検出する場合、ランフリングピッチ間周波数成分
は、有害で誤検出のを因となり、上記ナイキスト周波数
の半分子 N / 2付近の空間周波数成分は、極めて
有効で高精度の演算結果が期待でき、また周波数がこの
周波数fN/2より小さくなるにつれて精度が低下する
。一方撮影レンズが合焦位置から太きくずわでいると、
光電素子アレイ上の光像は犬きくボケてしまいこの光像
には高次の空間周波数成分が大巾に減少しり、C成分付
近の成分が増加する。 第1図の装置の作用は以下の通りである。 光電変換手段1から時系列的に出力された空間ピッチp
。の−次データai 、 bi は、非線形化手段4.
前置フィルタ手段5を順次通過した後、サンプルホール
ド手段乙によリヒソチP=2P。 でザ/グリ/グされ、空間ピッチ2Poの二次データA
i 、 Bi となる。この二次データAi 、Biは
A/D変換された後、マイコン8に入力される。 マイコン8は、第4図に示すように、入力された二次デ
ータAj、Ei をステップ〔1〕においてメモリ領域
(1)に格納し、ステップ〔2〕において格納された二
次データAj、Bi を演算処理し光像のずれ量に関連
する値Lmを算出する。二次データAi 、 Bi は
、既に第2図(b−1)のMTF特性の前置フィルタ手
段5のフィルタリン以上の有害な空間周波数成分をすべ
て除去されており、かりり、C成分を充分に含有してい
る可能性があるので、たとえずれ蓋が太きく光像がほけ
ていたと1−ても、成る程度の精度でもってずれ検出が
可能である。 ステップ〔4〕では、演算結果Lmが、撮影レンズが合
焦位置近傍にあることを表わしているか否か、即ちLm
が所定値以下か否かを判定する。 NOの場合には直ちにステップ〔8〕に移り、上記演算
結果Lmからデフォーカス蓋即ち撮影レンズの結像位置
と予定焦点点面(フィルム面)とのずれ量を換算する。 他方ステップ〔4〕においてyesであるならば光像中
にf N / 2 付近の高次の空間周波数成分が充分
に含まれている可能性が大であシその場合この高次の空
間周波数成分のみでずれ演算した方が精度が良いので、
この高次空間周波数成分によるずれ演算を行う為にステ
ップ〔5〕へ移る。このステップ〔5〕では、メモリ領
域(1)の二次データAj 、 Bi に第2図(C−
6)又は(d−1)の加重係数列による加重加算処理を
行い、三次データを作りそれをメモリ領域(2)へ格納
する。この三次データは第2図(c−1)又は(d−1
)のMTF特性のフィルタリング処理を受けているので
、1)、C成分をか次空間周波数成分を充分含んでいる
ことが期待される。ステップ〔6〕において使用メモリ
領域としてメモリ領域(2)が指定されステップ〔7〕
でメモリ領域(2)からの三次データに基づきずれ演算
処理を行う。ステップ〔8〕で演算結果Lmをデフォー
カス量に換算する。 このように、撮影レンズが合焦位置から大きくずれてい
る場合には比較的低次の空間周波数成分を相対的に多く
含んだ二次データによりずれ検出が行われまた合焦位置
近傍にある場合には、高次の空間周波数成分を相対的に
多く含んだ三次データにより高精度のずれ検出が行われ
る。 こうしてめられたデフォーカス量に応じて、表示手段1
2と焦点調節手段16が夫々焦点調節状態の表示及び焦
点調節を行う。 なお、上記実施例ではす/プルホールド手段6のザ/プ
ルビソナpを2po と定めたが、一般的にけそのピッ
チpはnpo (nは自然数)でよく、この場合前置フ
ィルタ手段のM’!’F特性は、このヤングルピッチn
po により決まるナイキスト周に選定される。また非
線形化手段4による対数化は、D、C成分除去用の加重
加算フィルタに入力するデータを対数変換しておくこと
により光像のクラレによるずれ検出誤差を低減する効果
がある。 従ってこの手段4はり、C成分除去用加重加算フィルタ
の前であればどこに配置してもよい。 また、メモリ領域(2)Viメモリ領域(1)を用いる
こともできる。またメモリ容量に余裕がありメモリ領域
(1)、(2,)として別個の領域を使用できる場合で
A/D変換に時間がかかりCPUの能力が余っている場
合には、ステップ〔5〕のフィルタ処理をステップ〔1
〕の格納と同時に行うこともできる。 前置フィルタ手段と後置フィルタ手段との性質について
説明する。 第2図(b−2)の加重係数列を持つ前置フィルタと第
2図(c−3)又は(d−1)の加重係数列を持つ後置
フィルタとの合成MTF特性は、第2図(c−1)又は
(d−1)に示すものであり、この第2図(’c−1)
又は(d−1)のMTF特性を単一の加重加算フィルタ
から得ようとするとこの単一加重加算フィルタの加重係
数列は第2図(c−2)又り(d−2)となる。ここで
上記前置フィルタと後置フィルタの加重係数の個数の合
削げ8個であり、上記単一フィルタの加重係数の個数は
16個となる。同様に、例えば第21凶(b−2) 、
(e −3)及び(t−6)の加重係数列を夫々有す
る三個の加重加算フィルタを直列にわ1合せた糾合フィ
ルタに1第2図cf−1)に示ず合成M T F%性を
呈1−1このM T’ F特性は第2図(f−2)の加
重係数列を有する単一の加重加算フィルタからも得るこ
とができ、上記組合フィルタの加重係数の個数の合計V
i11個であり、上記単一フィルタの加重係数の個数は
25個である。 更に、第2図(e−3)と(’ f −5)の加重係数
列を夫々有する組合フィルタの合成MTF特性と、第2
図(f−4)の加重係数列を有する単一フィルタのMT
F%性とけ同一であシ、−F記組合フィルタの加重係数
の個数の合計ll−16で、上記単一フィルタのそれV
i9となる。 この様に一般に単一の加重加算フィルタのMTF特性と
同一のM T F特性を複数の加重加算フィルタを直列
に組合せた組合フィルタからも召することかでき、かつ
、複数の加重加算フィルタの組合せの加重係数の合計は
、単一加重加算フィルタの加重係数個数よシ大幅に減少
できる。この個数の減少は、加重加算フィルタをハード
ウェアで構成した場合には構造の簡単化を期待でき、加
重加算をマイコンで行う場合には処理時間の短縮が期待
できる。 また後の実施例で述べる様に、後1θフイルタとして比
較的簡単な加重係数列を複数個用意(7、それらを適宜
選択して前置フィルタと組合せて使用することにより容
易に組合フィルタを複数個得ることができる。 上述した第1実施例の様に、前置フィルタに、ずれ演算
に用いられるデータの空間ピッチから決まるナイキスト
周波数以上の空間周波数成分を除去するMTF特性を付
与することは次の利点がある。即ち前置フイールタの出
力はずれ演算に有害となる成分が除去されているので、
後置フィルタの出力の外に前置フィルタの出力をもずれ
演算に使用することができる利点がある。 1だ、前置フィルタをノ・−ドウエアで構成し、後置フ
ィルタとして複数のフィルタを用意し、そわらのフィル
タリングをソフトウェアで処理する場合には、前置フィ
ルタの出力をメモリに収納し。 その収納データを順次複数の後置フィルタ処理に利用で
きる利点がある。 次に、第2実施例を説明する。 この実施例では、すれ演舞部は以下の演算を行う。 メモリには夫々N個のa系列データAよ・・・AN+b
系列データB工・・・BNが収容されているとするOa
系列データをb系列データに所定数θ)データ分L(整
数)ずつシフトしながら、以下の相関量C(L)を算出
する。 ここでqとrは例えば次式で与えられる。 r”q−1+8 Sは加算の項数を表わす一定の整数でCXIはXを越え
ない最大の整数を表わす。 第5図(a’lはシフト量りを順次変えた時々の相関量
C(L)をプロットしたものでFはプロットされた点を
結ぶ関数でありこの関数Fが最小となる点Pmを与える
Lのシフト量Lmが、光像のずれ童に対応している。 最小点Fm付近の曲線Fの形状が第5図(a’+に示す
ように最小値)mを中心とするほぼ対称な■字形となっ
ていることを実験の結果見出(7た。これに基づき最小
値Fmを与えるシフト量Lmを内挿する手法を以下に述
べる。 一データ分ずつ増加したシフト1L−1’、L。 L+1に対する相関量C(L−1)、C(L)。 C(L+1)を夫々c−11col CIとする。第5
図(b)に示す如<C−1≧co 及びC1〉coが満
足される時、C−1とC1との間に極小値が存在する。 この極小値を内挿によりめるために、上記三個の相関量
のうちの最大C] と最小COとを直線t1 で結び、
この直ml】 の傾きと絶対値が等しいが符号が逆の傾
きを持つ直線1−0を中間の値C−1を通る様に引く。 両面線t工とt−1の交点が関数Fの極小値CeXtと
なる。座標軸C(L)方向におけるcoとCextとの
間の距離DLは次の様になる r)L:=o、!5x(c−0−C0)従って極小値C
extはC6−IDLIとなる。 この極小値を与える内挿シフト量L m f′i次の様
にここでE=MAX(CニーCo 、 C−I Co
)MAx (Ca 、Cb )は、Caとcbのうちの
大なる方を選択することを意味する。尚、相関量C(L
’)の大きさけ被写体像のバター/に大きく依存して
変化するので、上記極小値が被写体像ツクター/に依存
しない様に規格化等る0この為に、規格化因子として上
記値Eを用いて、COI DL lをEで割った値を規
格化極小値σexjとする。このように極小値を被写体
像に依存しない様に規格化すると、第5図(a)に示す
ように関数Fの最小値Fmは、被写体像にほとんど無関
係なほぼ零に近い値となり、その他の極小値PIeばそ
れに比べてかなり内きい値となる。 そこで規格化極小値Cextと参照値Crefとを比較
し、Cext < Crefである時に、その極小値を
与える内挿シフトiが、光像のずれ量を表わしている。 尚、参照値Crefは上記相関量Fmと他の極小値Fe
との中間の値に選定されている。 以上説明【7たずれ演算を達成するアルゴリズムを第6
図のフローチャートを用いて説明する。 第6図においてマイクロコンピュータtd ステップ〔
11〕でシフト量りを零に設定[2、後述する情報量パ
ラメータInfomを零に設定する。ステップ〔12〕
でシフト量を:[、−1、L、L+1とした時の相関量
C(L−1)、C(L)、C(L+1)を(11式にも
とづいて算出しメモリC−1゜co T cl にそれ
ぞれ格納する。ステップ〔15〕tk で八1.X (C,、C,、C−、))C−の時、I
n f om を1に設定した後、ステップ〔14]で
条件C1〉Co及びC−1≧co を満たすか否かを判
定し、満たす時C−1の内容とC0の内容との間に極値
があると判別する。上記条件が充足された時ステップ〔
15〕でメモリ”−1+ col clの内容から値D
L+ ” HCextを算出する。ステップ〔16〕で
規格化極小値Cextと診照値Crefとを比較し、条
件Cexl<Cref を充足するが否かが判定される
。この条件が充足される時、この時の極小値Cext
が第5図の相関関数Fの最小値であると判別し、ステッ
プ〔17〕において内挿シフト量Ig11= (L+D
L/ E )を算出し記憶し、これと同時に予め定めた
、シフトすべき最大量内に上記シフト量Lmが存在する
事を示すためにパラメータCorrel を1にset
する。 ステップ〔18〕で前記パラメータEを所定の閾値Et
h と比較する。この比較は以下の理由で行うものであ
る。一般にデータAi 、 Bi が有効な空間周波数
成分を充分に含んでいない場合に、上記ステップ〔15
]や〔17〕での演算結果の信頼性が低下してしまう。 この有効空間周波数成分の減少に伴いパラメータEも小
さくなる。そこでこのパラメータEの大きさから演算結
果の信頼性を判定できることになる。 E>Eth であるときステップ〔19〕で、演算結果
が信頼性あるとしてパラメータInfomを1にセット
する。逆にE)Ej)1 でない時、ステップ[20]
でパラメータInfomを0にセットする。 他方、ステップ〔14〕又は〔16〕が充足されない場
合には、ステップ〔21〕でLの符号を反転する。今シ
フト量りは零に設定されているのでやけりLけ零である
。 次いでステップ〔22〕でシフト量りが条件L≧0を満
たすか否かを判別する。もし条件が満たされればステッ
プ〔23〕でLは1だけ増加する。 今の場合L=0でステップ〔22〕の条件は満たされて
いるのでステップ〔25〕をへてI、=1が設定される
。ステップ〔24〕でこの新たに設定されたシフ)ff
Lと所定数tf とが比較される。 この所定数11は最大シフト蓋を決定する整数値である
。ステップ〔22〕あるいはステップ〔24〕の条件が
満たされない時上述のステップ〔12〕へ戻る。このス
テップ〔12〕に戻った後、再びステップ〔21〕へ来
た時、L−1であるので符号が反転してL=−1となり
ステップ〔22〕を介して再びステップ〔12〕へ戻る
。このようにして、例えばtf−5としたとき、最大相
関が得られるまでシフトiLを0から順次1.二1,2
゜−2、3、−6,4、−4と漸増して、最大相関を与
えるシフト量をめる。最大相関が得られる事なくシフト
量りが所定値tfになった時、ステップ〔25〕で最大
シフト量までデータをシフトしても最大相関が得られな
いことを示すためにパラメータCortel を0にセ
ットしてアルゴリスムのルーチ/を終了する。またステ
ップ〔13〕1jcorrel= 0で終了した場合の
判定が十分な情報量のもとに行なわれだか否かを判定す
るものである。 上述の相関演算において、例えばL=oの時の相関量C
(L)、CCL+1)は夫々L=iの時の相関量C(L
−1)、C(L)K等t、<、T、−〇の時の相関量C
(L−1) 、 C(L )tL1e々I。 =−1の時の相関量C(L )、C(’L+1 )K等
しい。同様に、L=IO時oc(L)、C(L+1 )
U夫々、L=2o時+7)C(L−1)、C(L)に等
しく、L=−177)時ノC(L−1) 、 C(L)
I/′1L=−2の時のC(L)、c(L+1)に等L
7い。この様な関係にも拘らず、第6図のフローチャー
トでは、Lが変化した時三つの相関量C(L−1)、C
(L)、C(L+、1 )を全部新たに舞]出した。C
(L)の演算には相当時間がかがるので、これは演舞時
間の増大を意味するものである。 従り、て実際のプログラムではL=oの時以外は前回の
計算値を記憶しておき、新たに一必要となった相関量だ
け計算するようにするのが妥当である。 その場合ステップ〔13〕は相関量C(L’)が新しく
計算されるたびにC(L’)>Cth が否がを判定す
る事で置き換えられる。このずれ演算のアルゴリズムは
Lm0から始めてLm1 、−1.2゜−2・・・と増
していき、所定の条件を満たす極小値が見つかれは一1
4≦L≦11の全域の演算が終っていなくても、それが
最大相関であると判定でき、実際自動合焦駆動を行なっ
ている間は真の合焦点ViL=0の近傍にある事が多い
ので数個のシフト量に対して(1)式を計算するだけで
済み、著しい演算時間の短縮が用油である。又パラメー
タL(を6程度に選べIIf、(1,)式を計算する同
数はわずか7回ですみ、データ数N=50の場合で(1
)式を計算する加算項数8=3oとした場合にけAi
−fJ i + T、の計算はわずか210(ロ)で済
む。 このずれ演算アルゴリズムを用いた焦点検出を第7図に
より説明する。 a系列、b系列の空間ピッチP’oの一次データai
、 bi から夫々空間ピッチ2poの二次データAi
、 Bi を作成するまでは、第1実施例と同一であ
る。 A/1〕変換された二次データAi 、 Bi は、ス
テップ〔61〕でメモリ領域(1)に格納される。 ステップ〔32〕でメモリー域(1)のデータに対して
第2図(c−3)又は(d−3)の加重係数列を用いた
加重加算フィルタリング処理を行い、D、C成分を抑制
した三次データを作成L7メモリ領域(2)へ格納する
。ステップ〔33〕でメモリ領域(2)を指定すると共
に、最大シフト量Lfを’f2(tizは、2又は6)
にセットする。 ステップ〔64〕でこの最大シフト量内で、fV2付近
の高次の空間周波数成分について第6図のずれ演算アル
ゴリズム処理を行う。ステップ〔35〕においてこの処
理の結果、最大相関が最大シフト(t t(2内に存在
しくCortel =1 )、かつ演算の信頼性が充分
(Inforn = 1 )であるかを判別しYes
であれば、ステップ〔36〕で、シフト量Lmをデフォ
−力量に換算する。 もしステップ〔35〕でNoの場合には、ステップ〔3
7:Iにおいてメモリ領域(1)を指定しおいて、最大
シフト量tfl内で、D、C成分を充分含む空間周波数
成分に基づいて第6図のすれ演算アルゴリズム処理を行
う。この結果に基づいてステップ「36〕が実行される
。 以上の如く、本実施例では1まずI) 、 C成分を抑
制御〜だデータに基づいてずれ演舞を行い、これが満足
できないときり、C成分を充分含むデータに基づいてず
れ演算を行っており、この順序は、第1実施例のそれと
逆である。撮影レンズの自動焦点調節を連続的に行って
いる場合は、一般に撮影レンズは合焦位置近傍にあるこ
とが多く、従って多くの場合ステップ〔35〕でYes
となることが期待され演算処理時間が大幅に短縮でき
る。 第8図は第3実施例を示すもので、ステップ[41]、
’(42)、(43]は第7図のステップ〔31〕、〔
37〕、〔38〕と同一である。 D、C成分を充分含んだデータから算出した内挿シフト
量Lmが、撮影レンズが合焦位置近傍にあることを示し
ているか否かをステップ〔44〕で判別し、Noである
場合、ステップ〔50〕でそのシフト量をデフォーカス
量に換算する。上記判別がyes であった場合、ステ
ップ〔45〕において、ステップ〔43〕の演算結果L
m とEとを記憶する。ステップ[4S)、(47〕及
び〔4日〕は第8図のステップ[32]、 〔33)及
び〔64〕と同一でり、C成分を充分又はかなし) υ除去したデータに基づきずれ演算結果Lm 。 ■) E が算出される。ステップ〔49〕でパラメータE
、E とから内挿シフト量L m 6ゝ 、とL m
(21(11c2+ との一方を選択する。被写体自身が1〕、C成分近傍の
空間周波数成分のみしか持たない場合ステップ〔48〕
の演算結果Lm(2ゝの信頼性は非常に低くなりこの時
パラメータEも非常に小さくなる。 そこでE(2)が所定閾値Eth 以下でかつE0ゝが
充分大き、い時にはLm0ゝの方を選択しそうでない時
Lm(2)を選択し、ステップ〔50〕でこの選択した
Lmからデフォーカス量を換算する。 以上では、マイコンは単一の後置フィルタ処理を行うの
みであったが、以下にマイコンが複数の後置フィルタ処
理を行う第4夾施例を説明する。 第1図において、マイコン8が複数の後置フイルタ処理
を行うことを明示する為に、後置フィルタ部10の外に
第j番目の後置フィルタ部10jを点線のブロックによ
り示した。 第9図において、ステップ〔51〕〜(、55〕は夫々
第9図のステップ〔41〕〜〔45〕と同一である。ス
テップ〔55〕においてり、C成分を含有するデータに
よる演算結果Lm、B がメモリされた後、ステップ〔
56〕においてノくラメータJを2にセットする。ステ
ップ〔57〕でメモリ領域(1)の空間ピンチp、:=
2poのデータに対して第2図(d−1)の加重係数列
の加重加算フィルタ処理、一般的に言うと第2図(cl
−、−’1)の如くピーク周波数f2がピッチpにより
決まるつ1)、C成分を充分除去したM’l’F特性の
加重加算フィルタ処理を行いその結果のデータをメモリ
領域(2)へ格納する。ステップ〔58〕で使用メモリ
としてメモリ領域(2)を指定し最大シフト量!4=1
42として例えば2を指定し閾値Eth=Eth2を指
定する。この条件の下でステップ〔591で第6図のア
ルゴリズム処理を行い、その結果、ステップ〔60〕で
Infom=1、Correl==1であればステップ
〔65〕でこの時の内挿シフト量Lmからデフォーカス
量を算出する。 もしステップ〔60〕の条件が充足されない時にはステ
ップ〔61〕でその時の演η−結JI4Lm。 E C”lを記憶する。次いでステップ〔62〕でパラ
メータjを1だけ増加してj=3とする。ステップ〔6
3〕でj=5であるか否かの判定が行われる。今j=3
であるからステップ〔57〕に移る。 ステップ〔57〕ではJ=3のとき第2図(f −1)
の如くピーク周波数f3が、前記ピーク周波数f2の一
付近に存在しり、C成分を充分除去し、たフィルタ処理
をしてデータをメモリ領域(3)へ格納する。尚、この
フィルタ処理は、第2図(b−2)のフィルタ処理を受
けたメモリ領域(1)のデータに対して、第2図(e−
3)の加重加算処理と第2図(f−3)の加重加算処理
を順次直列的に施こすことにより達成される。この後の
ステップ〔58〕〜〔62〕までの処理はj=2の時と
同一である0ステツプ〔62〕でノくラメータjVi4
となる。j=4の時のステップ〔57〕における加重加
算フィルタは、ピーク周波数f4がか充分除去されたM
’l’F特性となる。この後のステップ1ti=3の時
と同一である。このようにjの増加に伴いステップ〔5
7〕のフィルタ特性を順次変えたが最大シフト量LfJ
O値は、jに無関係に一定であってもよい。パラメー
タjが5となると、ステップ〔64〕に移りステップ〔
55〕と〔61〕で記憶されたデータE I I!1
1 b IE(4′の値に基づき、内挿シフト量L m
* L m +Lm” 、Lm から最も信頼性の高
いものを選択するか、それともいずれも信頼性が高くな
いときは何も選択せずにステップ〔65〕に移る。 この例ではステップ〔57〕で最高3回のフィルタ処理
を行うようにしたが、この回数は適宜選定できるもので
ある。またjが増加するにつれてステップ[: 57
)でのフィルタとして、M’lJ’ピークが順次低周波
側に移行すると共にり、C成分が除去されたフィルタが
選択されているので、たとえ被写体の空間周波数成分が
成る特定の成分のみを多く含むような場合にも、上記い
ずれかのフィルタ処理により高精度の検出が期待できる
。 これまでに述べた実施例においては、合焦近傍でない場
合にデフォーカス量を算出するのに、メモリ領域(1)
に格納されたサンプルピッチp=2Poのデータをその
まま用いていた。合焦近傍でない場合には最大シフト量
14 を広く例えば1f; /2程度にとる事が望まし
い。しかしa系列及びb系列のデータの数Nが夫々50
ともなると、この場合のス算時間は膨大なものとなる。 又合焦近傍でない時にデフォーカス量をめる場合には、
そのデフォーカス量の算出精度けそわ程高い必要なくか
つそもそも光像自体がデフォーカスでほけている為、比
較的荒いサンプルピッチのデータで十分に目的を達成す
る事か可能であり、そうする事で演算時間が短縮される
。 第10図の第5実施例でそのJうな場合について説明す
る。まずA/D変換後のサンプルピッチpの二次データ
をメモリ領域(1)へ格納する(ステップ〔71〕)0
メモリ飴城(1)のデータに対1.てそのす/プリング
間隔をn倍にした時のりイキスト周波数以上の空間周波
数成分を除去するフィルタ処理を行ない、サンンリング
ピッチn×pです/グルしたデータをメモリ領域(1′
)に入しル。(ステラ7’〔72:])一般にはサンプ
ルピッチ変災に伴ない、このようにナイキスト周波数以
上の成分を除去するフィルタ処理を行なう事が望ましい
が、デフォーカス蓋の大きい時には像が太きくほけてお
り、その様な場合は光像はぼけにより問題としているサ
ンプルピッチのナイキスト周波数以上の成分を含まない
状態なので上記フィルタ処理を省いて新しいサンプルピ
ッf n X p fす/プルしてもよい。次いで使用
メモリ領域(1′)を指定し、最大シフト量tf=Lf
・−Nを指定2 する。ここでサンプル数N′はメモリ領域(1)でのサ
ンプル数Nのはl−r ’ / nである。(ステップ
〔76〕)次いで像ずれ量算出のアルゴリズム処理を行
ない請求められた像 ずれのシフト量Lmにサンプルピッチがn倍となってい
る事によるn倍の補正を行ないLmXn→Lmとする(
ステップ(75:])。次いで、これからデフォーカス
量を算出する(ステップ〔76〕)。 これ以外の過程は第1〜第4実施例と同様に進められる
。 第5実施例ではデフォーカス量の大きい所でのサンプル
ピッチを大きくして処理時間の短縮をする例を示したが
、合焦近傍においても第4実施例におけるフィルタ処理
でそのMTFのヒータをより低空間周波数側に移す場合
にはそれに合わせてサンプルピッチを大きくして処理時
間を短縮する事が可能である。 第11図の第6実施例はその様な場合を示している。ハ
ードウェアフィルタにより第2図(’b −1)の特性
でフィルタされた二次データがメモリ領域(1)にスト
アされ(ステップ(811)、さらにステップ〔82〕
で第2図(d−1)のフィルターで処理された即わち同
図(d−1)のようにf2””(8Dn )を中心とす
る空間周波数帯に関する情報を含むデータがメモリ領域
(2)にストアされる。続いて使用メモリ(2)を指定
し、最大シフトfil′tf として例えば14=11
2=5を指定1−1情報量に関するしきい値Eth を
Eth2に指定する(ステップ(831)。これにもと
すいて第6図のシフト量算出のアルゴリズム処理(ステ
ップ[84])を行ない、その結果、情報量か十分(’
Infom=1 )でかつ検出最大シフト蓋内(C,
orrel = 1 )ならば(ステップ(85〕’)
、結果のシフト量Lmからデフォーカス量を算出しくス
テップ(86’:l)終了とする。ステップ〔85〕の
条件が充足されなかった時は、系が合焦近傍にないか、
あるいは合焦近傍にあっても光像が前記空間周波数f2
よね低い空間周波数しか含まない場合なので、以後の演
算は処理時間の短縮をにかるためサンプルピッチを2倍
の2pとして行なう。 そこで今後のす/プルピッチをp′とするとり’=2p
=4p6である。 具体的には第2図(e−!l)のフィルタ処理、即わち
サンプルピッチpのメモリ領域(1)の連続する6項の
データに対して(0,5、1、0,5)の加重をして加
算し、結果はピッチl)’=2pごとのものについてメ
モリ領域(3)にストアする。この時のフィルタ特性は
第2図(e−1)のごとくなりす/プルビクチp′に関
するナイキスト周波数んどなくなっている。なおステッ
プ〔88]1l−tステップ〔84〕でのアルゴリズム
処理の結果の情報量が十分(Infom = 1 )で
ない場合に、合焦近傍でフィルターを切シ換えるループ
へ進む判定を下す。まずステップ〔89〕でループの初
期値としてパラメータj=4を設定する。ステップ〔9
0〕においてメモリ領域(5)に格納されたサンプルピ
ッチp’=2p=4poのデータに対して第2図(4−
g)の空間ピッチ8poの加重係数列のフィルタ処理を
行ない、やf′iシサンサンピッチp′でのデータをメ
モリ領域(4)に格納する。 領域(4)に格納されるデータは第2図(f −1)に
示す如く、D、C成分を除去し、空間周波数f4=イル
タ処理を受けたものとなる。 次に使用メモリ領域〔4〕を指定し、最大シフトfA:
At = tt 4 ” 5を指定し情報量のしきい
値Eth=Eth、を指定する(ステップ[:91’]
)。 これにもとすいて第6図のアルゴリズム処理を行なう(
ステップ[92])。 もし情報量が十分で(Infom : 1 ) (ステ
ップ[93))かつ最大シフトfir(Correl
=1 )(ステップ〔96〕)ならばこの時のLmから
この時のサンプルピッチ2pを考慮して、像ずれ量X
f X = L m X 2 pにより算出する(ステ
ップ(100〕)。 ステップ〔96〕の条件が充足されない場合にはパラメ
ータjを1増してj=5とする。この場合ステップ〔9
5〕を介して再びステップ
アレイにより光電変換しその光電出力に応じて結像光学
系の焦点調節状態又は対象物体までの距離を検出する光
電検出装置に係漫、特にカメラの焦点検出装置として好
適な光電検出装置に関する。 (発明の背景) 対象物体の光像を夫々一対の光電素子アレイ上に形成し
それらのアレイ、の光電出力を演算することにより、結
像光学系の焦点調節状態又は対象物体までの距離を検出
する光電検出装置は種々提案されている。例えば、結像
レンズの瞳の異なる領域を通過した光束を一対のイメー
ジ七/す上に導き両イメージセ/す上の対象物体像の相
対的ずれ量を光電的に検出して結像レンズの焦点調節状
態を検出する焦点検出装置は広く実用化されている。 このように、光像の光強度分布を光電素子アレイで光電
的にサンプリングし、その光電素子アレイの出力データ
を演算処理する場合、それらのデータに含まれる光像の
空間周波数成分のうち、検出に真に有効な成分けその検
出の目的に応じて特定の周波数領域の成分のみであシ、
他の周波数領域の成分は有害で誤検出を招来する。例え
ばサンプリングピンチで決まるナイキスト周波数以上の
空間周波数成分は誤検出の要因となる。 そこで、光電出力を電気的フィルタ手段を通して有害な
空間周波数成分を除去した後に演算処理する焦点検出装
置が提案されている。このフィルタ手段は、位置的に近
接する複数の光電素子の出力に夫々所定の加重係数を乗
じた後、加算する加重加算フィルタであわ上記加重係数
の個数や値を変えることにより種々のフィルタ特性、即
ちMTF特性を得ることができる。ところが、従来の加
重加算フィルタは加重係数の個数が少なく構成が比較的
簡単であるが、有害な成分を必ずしも充分には除去でき
ず、も1〜有有害分を充分に除去しようとすると加重係
数の個数が非常に増大し、この増大はフィルタをハード
ウェアで構成すると構成の複雑化を招き、フィルタ作用
をマイクロコンピュータで処理するとその処理時間が増
大してしまい、結局光電検出装置の複雑化又は、応答性
の低下を招来する。 (発明の目的) 本発明の目的は、フィルタ手段を簡単な構成とし、応答
性も良好な光電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ために、本発明は、加重加算フィル
タ手段を、このMTF特性と等しい合成MTF特性を有
する前置加重加算フィルタ手段と後置加重加算フィルタ
とに分けるものである。 (発明の実施例) 以下に本発明の一実施例であるカメラの焦点検出装置を
図面を参照して説明する。 第1図において、光電変換装#1けCCD型又はMO8
型イメージセンサから成る一対の光電素子アレイ2,3
を有し、これらのアレイ2,3上には夫々カメラの撮影
レンズの瞳の異った領域を通った一対の光束によって被
写体の光像が形成される。アレイ2上の光像とアレイ3
上の光像との相対的ずれ量が撮影リングの焦点調節状態
を表わしている。上記アレイ2,6は夫々空間ピッチp
nで直線上に配列された光電素子i工11.篩 と伝・
・・1九 とから構成さね、各光電素子i・・・al
+ J・・・bn は夫々空間ピッチp。の−次データ
al・・・an、 bl・・・bnを時系列的に出力す
る。アレイ2に関するデータ、アレイ6に関するデータ
を以下夫々a系列、b系列データと言う。 各光電素子アレー12,6のMTF’%性は、第2図(
a)に示されるようにD:c (m−流)成分付近で充
分大きくそこから周波数が犬へくなるにつわて低下し、
′/、00周波数付近で零になる。従って一次データa
□・・・an、 b□・・・bnけ光像の空間周波数成
分θ)うちり、C成分付近を充分含み、1/ 付近の周
波数成分をほとんど含寸ない。 p。 光電変換装置1からの一次データai 、 hiけ、非
線形処理部4において例えば対数増幅された後、前置フ
ィルタ手段5に送られる。この前置フィルタ手段5は本
実施例では、ハードウェア具体的には第3図(a)又は
缶)に示すトランスバーサルフィルタにより構成されて
いる。第6図(a)(b’lのフィルタは、直列接続さ
れたーデータ分の遅延回路D1゜D2.D3 ・・・と
、夫々所定の加重係数W1 、 W2 。 wr5. Vi4 、 ’W5を入力データに乗する乗
算器Wl。 W2.・・・W5と、これらの乗算器の出力を加算する
加算器T1とから構成され、第3図(a)Vi−次デー
タがal+1)1+a2+k12・・・ai 、 bn
の順に入力される場合の構成を、第6図(b)は、al
+a2・・・an + b1+ b2・・・bnの順で
入力される場合の構成を示している0このようにトラン
スノ(−サルフィルタは、順次入力されるa系列の一次
データal + a2 #・・・aiの連続する5個の
データに第2図(b−2)に示すような所定の加重係数
W1=0.28 、 w2=0,76 、 w3=11
y4=Q、76 *W5 = 0.28を夫々乗じ、
それらを加算した後置を出力し、b系列の一次データb
l + b21・・・bnについても全く同様に処理す
る。複数f〕データに所定の加重係数を乗じそれらと加
算するフィルタリング処理及rJ−フィルタを夫々加重
加算及び加重加算フィルタと称することにする。上述i
)加重体成分を充分抽出シ21/4po付近以上の周波
数成分を除去するもので、換言するとサンプリングピッ
チP”21)oにより決まるナイキスト周波数fN−1
以上の空間周波数成分を除去する特性であp る。もちろんこの様なMTF特性を有する加重加算フィ
ルタは上述の重み係数列に限らす他C)加重係数列に」
:うても達成できる。 前置フィルタ手段5によりフィルタリングされたデータ
はす/プルホールド手段乙によりリング“リングピンチ
p=2pOでサンプルホールドされる。こう1−て空間
ピッチpOのa系列及びb系列の一次データat 、
bi は前置フィルり手段とヤンブルホールド手段を経
て空間ピッチ2Poを有するa系列二次データAi と
b系列二次データBiに変換される。こσ)二次データ
At 、 Bi ’はピッチ2poでおるため、その個
数が、−次データai 、 bi の約半分である。二
次データAi 、Biは以下の数式で表わすことができ
る。 これらの二次データAl 、 Bi ldA / D変
換器7でA/D変換された後、マイクロコンピュータ(
以下マイコンと称する。)8に入力されそのメモリ部9
に収容される。マイコン8のC,P、Uけフィルタリン
グ処理やずれ演算等の機能をなすものである。これらの
機能を視覚化する為にここではブロック8の内部に便宜
上、加重加算フィルタリング機能を行う後置フィルタ部
10と、演算機能を行うずれ演算部11とを夫々ブロッ
ク化しまた後置フィルタ部10は、メモリ部9内の二次
データAi、Bi に、第2図(c −3)に示す空間
ピッチ4poの重み係数列(−0,25、1、−0,2
5)又は第2図(d−3)に示す空間ピッチ4Poの重
み係数列(−0,5、1,−0,5)を用いた加重加算
処理を施こし、三次データを作成する。具体的には二次
データAi 、 Hj け空間ピッチp=2pnである
ので、後置フィルタ部は、連続する5個の二次データに
、第2図(、’ c −5)又は(d−3)として(−
0,25、0、1、O、−0,25)。 又は(−0,5’、 D 、 1 、0、−〇、5)の
加重係数列を乗じて加算する。 この三次データは結局、前1uフィルタ手段5と後置フ
ィルタ部10との両方の加重加算フィルタリング処理を
受けたことになる。第2図(’b−2)と第2図(’c
−3)の重み係数列を夫々持つフィルタの合成MTFを
第2図(c−1)に示し、同様に第2図(b−2)と(
’d−3)のフィルタの合成M ’I” Fを第2図(
d−1)に示す。 ずわ演算部11はa系列とb系列の二次データから、又
けa系列とb系列の三次データからアレイ2.3上の光
像の相対的すれ量を賀出する。このa系列と1〕系列と
のデータから光像のずれをめる演算は種々のタイプが知
られており、ここでは任意のタイプを用いることができ
る。このずれ量は、焦点状態を表示する表示手段12及
び撮影し/ズの焦点調節を行う焦点調節手段13に夫々
送られる。 この作用を説明する前に、空間周波数成分と演算結果の
精度との関係を述べる。 一般に、サンプリンク゛ピッチpのデータを演算してず
れ量を検出する場合、ランフリングピッチ間周波数成分
は、有害で誤検出のを因となり、上記ナイキスト周波数
の半分子 N / 2付近の空間周波数成分は、極めて
有効で高精度の演算結果が期待でき、また周波数がこの
周波数fN/2より小さくなるにつれて精度が低下する
。一方撮影レンズが合焦位置から太きくずわでいると、
光電素子アレイ上の光像は犬きくボケてしまいこの光像
には高次の空間周波数成分が大巾に減少しり、C成分付
近の成分が増加する。 第1図の装置の作用は以下の通りである。 光電変換手段1から時系列的に出力された空間ピッチp
。の−次データai 、 bi は、非線形化手段4.
前置フィルタ手段5を順次通過した後、サンプルホール
ド手段乙によリヒソチP=2P。 でザ/グリ/グされ、空間ピッチ2Poの二次データA
i 、 Bi となる。この二次データAi 、Biは
A/D変換された後、マイコン8に入力される。 マイコン8は、第4図に示すように、入力された二次デ
ータAj、Ei をステップ〔1〕においてメモリ領域
(1)に格納し、ステップ〔2〕において格納された二
次データAj、Bi を演算処理し光像のずれ量に関連
する値Lmを算出する。二次データAi 、 Bi は
、既に第2図(b−1)のMTF特性の前置フィルタ手
段5のフィルタリン以上の有害な空間周波数成分をすべ
て除去されており、かりり、C成分を充分に含有してい
る可能性があるので、たとえずれ蓋が太きく光像がほけ
ていたと1−ても、成る程度の精度でもってずれ検出が
可能である。 ステップ〔4〕では、演算結果Lmが、撮影レンズが合
焦位置近傍にあることを表わしているか否か、即ちLm
が所定値以下か否かを判定する。 NOの場合には直ちにステップ〔8〕に移り、上記演算
結果Lmからデフォーカス蓋即ち撮影レンズの結像位置
と予定焦点点面(フィルム面)とのずれ量を換算する。 他方ステップ〔4〕においてyesであるならば光像中
にf N / 2 付近の高次の空間周波数成分が充分
に含まれている可能性が大であシその場合この高次の空
間周波数成分のみでずれ演算した方が精度が良いので、
この高次空間周波数成分によるずれ演算を行う為にステ
ップ〔5〕へ移る。このステップ〔5〕では、メモリ領
域(1)の二次データAj 、 Bi に第2図(C−
6)又は(d−1)の加重係数列による加重加算処理を
行い、三次データを作りそれをメモリ領域(2)へ格納
する。この三次データは第2図(c−1)又は(d−1
)のMTF特性のフィルタリング処理を受けているので
、1)、C成分をか次空間周波数成分を充分含んでいる
ことが期待される。ステップ〔6〕において使用メモリ
領域としてメモリ領域(2)が指定されステップ〔7〕
でメモリ領域(2)からの三次データに基づきずれ演算
処理を行う。ステップ〔8〕で演算結果Lmをデフォー
カス量に換算する。 このように、撮影レンズが合焦位置から大きくずれてい
る場合には比較的低次の空間周波数成分を相対的に多く
含んだ二次データによりずれ検出が行われまた合焦位置
近傍にある場合には、高次の空間周波数成分を相対的に
多く含んだ三次データにより高精度のずれ検出が行われ
る。 こうしてめられたデフォーカス量に応じて、表示手段1
2と焦点調節手段16が夫々焦点調節状態の表示及び焦
点調節を行う。 なお、上記実施例ではす/プルホールド手段6のザ/プ
ルビソナpを2po と定めたが、一般的にけそのピッ
チpはnpo (nは自然数)でよく、この場合前置フ
ィルタ手段のM’!’F特性は、このヤングルピッチn
po により決まるナイキスト周に選定される。また非
線形化手段4による対数化は、D、C成分除去用の加重
加算フィルタに入力するデータを対数変換しておくこと
により光像のクラレによるずれ検出誤差を低減する効果
がある。 従ってこの手段4はり、C成分除去用加重加算フィルタ
の前であればどこに配置してもよい。 また、メモリ領域(2)Viメモリ領域(1)を用いる
こともできる。またメモリ容量に余裕がありメモリ領域
(1)、(2,)として別個の領域を使用できる場合で
A/D変換に時間がかかりCPUの能力が余っている場
合には、ステップ〔5〕のフィルタ処理をステップ〔1
〕の格納と同時に行うこともできる。 前置フィルタ手段と後置フィルタ手段との性質について
説明する。 第2図(b−2)の加重係数列を持つ前置フィルタと第
2図(c−3)又は(d−1)の加重係数列を持つ後置
フィルタとの合成MTF特性は、第2図(c−1)又は
(d−1)に示すものであり、この第2図(’c−1)
又は(d−1)のMTF特性を単一の加重加算フィルタ
から得ようとするとこの単一加重加算フィルタの加重係
数列は第2図(c−2)又り(d−2)となる。ここで
上記前置フィルタと後置フィルタの加重係数の個数の合
削げ8個であり、上記単一フィルタの加重係数の個数は
16個となる。同様に、例えば第21凶(b−2) 、
(e −3)及び(t−6)の加重係数列を夫々有す
る三個の加重加算フィルタを直列にわ1合せた糾合フィ
ルタに1第2図cf−1)に示ず合成M T F%性を
呈1−1このM T’ F特性は第2図(f−2)の加
重係数列を有する単一の加重加算フィルタからも得るこ
とができ、上記組合フィルタの加重係数の個数の合計V
i11個であり、上記単一フィルタの加重係数の個数は
25個である。 更に、第2図(e−3)と(’ f −5)の加重係数
列を夫々有する組合フィルタの合成MTF特性と、第2
図(f−4)の加重係数列を有する単一フィルタのMT
F%性とけ同一であシ、−F記組合フィルタの加重係数
の個数の合計ll−16で、上記単一フィルタのそれV
i9となる。 この様に一般に単一の加重加算フィルタのMTF特性と
同一のM T F特性を複数の加重加算フィルタを直列
に組合せた組合フィルタからも召することかでき、かつ
、複数の加重加算フィルタの組合せの加重係数の合計は
、単一加重加算フィルタの加重係数個数よシ大幅に減少
できる。この個数の減少は、加重加算フィルタをハード
ウェアで構成した場合には構造の簡単化を期待でき、加
重加算をマイコンで行う場合には処理時間の短縮が期待
できる。 また後の実施例で述べる様に、後1θフイルタとして比
較的簡単な加重係数列を複数個用意(7、それらを適宜
選択して前置フィルタと組合せて使用することにより容
易に組合フィルタを複数個得ることができる。 上述した第1実施例の様に、前置フィルタに、ずれ演算
に用いられるデータの空間ピッチから決まるナイキスト
周波数以上の空間周波数成分を除去するMTF特性を付
与することは次の利点がある。即ち前置フイールタの出
力はずれ演算に有害となる成分が除去されているので、
後置フィルタの出力の外に前置フィルタの出力をもずれ
演算に使用することができる利点がある。 1だ、前置フィルタをノ・−ドウエアで構成し、後置フ
ィルタとして複数のフィルタを用意し、そわらのフィル
タリングをソフトウェアで処理する場合には、前置フィ
ルタの出力をメモリに収納し。 その収納データを順次複数の後置フィルタ処理に利用で
きる利点がある。 次に、第2実施例を説明する。 この実施例では、すれ演舞部は以下の演算を行う。 メモリには夫々N個のa系列データAよ・・・AN+b
系列データB工・・・BNが収容されているとするOa
系列データをb系列データに所定数θ)データ分L(整
数)ずつシフトしながら、以下の相関量C(L)を算出
する。 ここでqとrは例えば次式で与えられる。 r”q−1+8 Sは加算の項数を表わす一定の整数でCXIはXを越え
ない最大の整数を表わす。 第5図(a’lはシフト量りを順次変えた時々の相関量
C(L)をプロットしたものでFはプロットされた点を
結ぶ関数でありこの関数Fが最小となる点Pmを与える
Lのシフト量Lmが、光像のずれ童に対応している。 最小点Fm付近の曲線Fの形状が第5図(a’+に示す
ように最小値)mを中心とするほぼ対称な■字形となっ
ていることを実験の結果見出(7た。これに基づき最小
値Fmを与えるシフト量Lmを内挿する手法を以下に述
べる。 一データ分ずつ増加したシフト1L−1’、L。 L+1に対する相関量C(L−1)、C(L)。 C(L+1)を夫々c−11col CIとする。第5
図(b)に示す如<C−1≧co 及びC1〉coが満
足される時、C−1とC1との間に極小値が存在する。 この極小値を内挿によりめるために、上記三個の相関量
のうちの最大C] と最小COとを直線t1 で結び、
この直ml】 の傾きと絶対値が等しいが符号が逆の傾
きを持つ直線1−0を中間の値C−1を通る様に引く。 両面線t工とt−1の交点が関数Fの極小値CeXtと
なる。座標軸C(L)方向におけるcoとCextとの
間の距離DLは次の様になる r)L:=o、!5x(c−0−C0)従って極小値C
extはC6−IDLIとなる。 この極小値を与える内挿シフト量L m f′i次の様
にここでE=MAX(CニーCo 、 C−I Co
)MAx (Ca 、Cb )は、Caとcbのうちの
大なる方を選択することを意味する。尚、相関量C(L
’)の大きさけ被写体像のバター/に大きく依存して
変化するので、上記極小値が被写体像ツクター/に依存
しない様に規格化等る0この為に、規格化因子として上
記値Eを用いて、COI DL lをEで割った値を規
格化極小値σexjとする。このように極小値を被写体
像に依存しない様に規格化すると、第5図(a)に示す
ように関数Fの最小値Fmは、被写体像にほとんど無関
係なほぼ零に近い値となり、その他の極小値PIeばそ
れに比べてかなり内きい値となる。 そこで規格化極小値Cextと参照値Crefとを比較
し、Cext < Crefである時に、その極小値を
与える内挿シフトiが、光像のずれ量を表わしている。 尚、参照値Crefは上記相関量Fmと他の極小値Fe
との中間の値に選定されている。 以上説明【7たずれ演算を達成するアルゴリズムを第6
図のフローチャートを用いて説明する。 第6図においてマイクロコンピュータtd ステップ〔
11〕でシフト量りを零に設定[2、後述する情報量パ
ラメータInfomを零に設定する。ステップ〔12〕
でシフト量を:[、−1、L、L+1とした時の相関量
C(L−1)、C(L)、C(L+1)を(11式にも
とづいて算出しメモリC−1゜co T cl にそれ
ぞれ格納する。ステップ〔15〕tk で八1.X (C,、C,、C−、))C−の時、I
n f om を1に設定した後、ステップ〔14]で
条件C1〉Co及びC−1≧co を満たすか否かを判
定し、満たす時C−1の内容とC0の内容との間に極値
があると判別する。上記条件が充足された時ステップ〔
15〕でメモリ”−1+ col clの内容から値D
L+ ” HCextを算出する。ステップ〔16〕で
規格化極小値Cextと診照値Crefとを比較し、条
件Cexl<Cref を充足するが否かが判定される
。この条件が充足される時、この時の極小値Cext
が第5図の相関関数Fの最小値であると判別し、ステッ
プ〔17〕において内挿シフト量Ig11= (L+D
L/ E )を算出し記憶し、これと同時に予め定めた
、シフトすべき最大量内に上記シフト量Lmが存在する
事を示すためにパラメータCorrel を1にset
する。 ステップ〔18〕で前記パラメータEを所定の閾値Et
h と比較する。この比較は以下の理由で行うものであ
る。一般にデータAi 、 Bi が有効な空間周波数
成分を充分に含んでいない場合に、上記ステップ〔15
]や〔17〕での演算結果の信頼性が低下してしまう。 この有効空間周波数成分の減少に伴いパラメータEも小
さくなる。そこでこのパラメータEの大きさから演算結
果の信頼性を判定できることになる。 E>Eth であるときステップ〔19〕で、演算結果
が信頼性あるとしてパラメータInfomを1にセット
する。逆にE)Ej)1 でない時、ステップ[20]
でパラメータInfomを0にセットする。 他方、ステップ〔14〕又は〔16〕が充足されない場
合には、ステップ〔21〕でLの符号を反転する。今シ
フト量りは零に設定されているのでやけりLけ零である
。 次いでステップ〔22〕でシフト量りが条件L≧0を満
たすか否かを判別する。もし条件が満たされればステッ
プ〔23〕でLは1だけ増加する。 今の場合L=0でステップ〔22〕の条件は満たされて
いるのでステップ〔25〕をへてI、=1が設定される
。ステップ〔24〕でこの新たに設定されたシフ)ff
Lと所定数tf とが比較される。 この所定数11は最大シフト蓋を決定する整数値である
。ステップ〔22〕あるいはステップ〔24〕の条件が
満たされない時上述のステップ〔12〕へ戻る。このス
テップ〔12〕に戻った後、再びステップ〔21〕へ来
た時、L−1であるので符号が反転してL=−1となり
ステップ〔22〕を介して再びステップ〔12〕へ戻る
。このようにして、例えばtf−5としたとき、最大相
関が得られるまでシフトiLを0から順次1.二1,2
゜−2、3、−6,4、−4と漸増して、最大相関を与
えるシフト量をめる。最大相関が得られる事なくシフト
量りが所定値tfになった時、ステップ〔25〕で最大
シフト量までデータをシフトしても最大相関が得られな
いことを示すためにパラメータCortel を0にセ
ットしてアルゴリスムのルーチ/を終了する。またステ
ップ〔13〕1jcorrel= 0で終了した場合の
判定が十分な情報量のもとに行なわれだか否かを判定す
るものである。 上述の相関演算において、例えばL=oの時の相関量C
(L)、CCL+1)は夫々L=iの時の相関量C(L
−1)、C(L)K等t、<、T、−〇の時の相関量C
(L−1) 、 C(L )tL1e々I。 =−1の時の相関量C(L )、C(’L+1 )K等
しい。同様に、L=IO時oc(L)、C(L+1 )
U夫々、L=2o時+7)C(L−1)、C(L)に等
しく、L=−177)時ノC(L−1) 、 C(L)
I/′1L=−2の時のC(L)、c(L+1)に等L
7い。この様な関係にも拘らず、第6図のフローチャー
トでは、Lが変化した時三つの相関量C(L−1)、C
(L)、C(L+、1 )を全部新たに舞]出した。C
(L)の演算には相当時間がかがるので、これは演舞時
間の増大を意味するものである。 従り、て実際のプログラムではL=oの時以外は前回の
計算値を記憶しておき、新たに一必要となった相関量だ
け計算するようにするのが妥当である。 その場合ステップ〔13〕は相関量C(L’)が新しく
計算されるたびにC(L’)>Cth が否がを判定す
る事で置き換えられる。このずれ演算のアルゴリズムは
Lm0から始めてLm1 、−1.2゜−2・・・と増
していき、所定の条件を満たす極小値が見つかれは一1
4≦L≦11の全域の演算が終っていなくても、それが
最大相関であると判定でき、実際自動合焦駆動を行なっ
ている間は真の合焦点ViL=0の近傍にある事が多い
ので数個のシフト量に対して(1)式を計算するだけで
済み、著しい演算時間の短縮が用油である。又パラメー
タL(を6程度に選べIIf、(1,)式を計算する同
数はわずか7回ですみ、データ数N=50の場合で(1
)式を計算する加算項数8=3oとした場合にけAi
−fJ i + T、の計算はわずか210(ロ)で済
む。 このずれ演算アルゴリズムを用いた焦点検出を第7図に
より説明する。 a系列、b系列の空間ピッチP’oの一次データai
、 bi から夫々空間ピッチ2poの二次データAi
、 Bi を作成するまでは、第1実施例と同一であ
る。 A/1〕変換された二次データAi 、 Bi は、ス
テップ〔61〕でメモリ領域(1)に格納される。 ステップ〔32〕でメモリー域(1)のデータに対して
第2図(c−3)又は(d−3)の加重係数列を用いた
加重加算フィルタリング処理を行い、D、C成分を抑制
した三次データを作成L7メモリ領域(2)へ格納する
。ステップ〔33〕でメモリ領域(2)を指定すると共
に、最大シフト量Lfを’f2(tizは、2又は6)
にセットする。 ステップ〔64〕でこの最大シフト量内で、fV2付近
の高次の空間周波数成分について第6図のずれ演算アル
ゴリズム処理を行う。ステップ〔35〕においてこの処
理の結果、最大相関が最大シフト(t t(2内に存在
しくCortel =1 )、かつ演算の信頼性が充分
(Inforn = 1 )であるかを判別しYes
であれば、ステップ〔36〕で、シフト量Lmをデフォ
−力量に換算する。 もしステップ〔35〕でNoの場合には、ステップ〔3
7:Iにおいてメモリ領域(1)を指定しおいて、最大
シフト量tfl内で、D、C成分を充分含む空間周波数
成分に基づいて第6図のすれ演算アルゴリズム処理を行
う。この結果に基づいてステップ「36〕が実行される
。 以上の如く、本実施例では1まずI) 、 C成分を抑
制御〜だデータに基づいてずれ演舞を行い、これが満足
できないときり、C成分を充分含むデータに基づいてず
れ演算を行っており、この順序は、第1実施例のそれと
逆である。撮影レンズの自動焦点調節を連続的に行って
いる場合は、一般に撮影レンズは合焦位置近傍にあるこ
とが多く、従って多くの場合ステップ〔35〕でYes
となることが期待され演算処理時間が大幅に短縮でき
る。 第8図は第3実施例を示すもので、ステップ[41]、
’(42)、(43]は第7図のステップ〔31〕、〔
37〕、〔38〕と同一である。 D、C成分を充分含んだデータから算出した内挿シフト
量Lmが、撮影レンズが合焦位置近傍にあることを示し
ているか否かをステップ〔44〕で判別し、Noである
場合、ステップ〔50〕でそのシフト量をデフォーカス
量に換算する。上記判別がyes であった場合、ステ
ップ〔45〕において、ステップ〔43〕の演算結果L
m とEとを記憶する。ステップ[4S)、(47〕及
び〔4日〕は第8図のステップ[32]、 〔33)及
び〔64〕と同一でり、C成分を充分又はかなし) υ除去したデータに基づきずれ演算結果Lm 。 ■) E が算出される。ステップ〔49〕でパラメータE
、E とから内挿シフト量L m 6ゝ 、とL m
(21(11c2+ との一方を選択する。被写体自身が1〕、C成分近傍の
空間周波数成分のみしか持たない場合ステップ〔48〕
の演算結果Lm(2ゝの信頼性は非常に低くなりこの時
パラメータEも非常に小さくなる。 そこでE(2)が所定閾値Eth 以下でかつE0ゝが
充分大き、い時にはLm0ゝの方を選択しそうでない時
Lm(2)を選択し、ステップ〔50〕でこの選択した
Lmからデフォーカス量を換算する。 以上では、マイコンは単一の後置フィルタ処理を行うの
みであったが、以下にマイコンが複数の後置フィルタ処
理を行う第4夾施例を説明する。 第1図において、マイコン8が複数の後置フイルタ処理
を行うことを明示する為に、後置フィルタ部10の外に
第j番目の後置フィルタ部10jを点線のブロックによ
り示した。 第9図において、ステップ〔51〕〜(、55〕は夫々
第9図のステップ〔41〕〜〔45〕と同一である。ス
テップ〔55〕においてり、C成分を含有するデータに
よる演算結果Lm、B がメモリされた後、ステップ〔
56〕においてノくラメータJを2にセットする。ステ
ップ〔57〕でメモリ領域(1)の空間ピンチp、:=
2poのデータに対して第2図(d−1)の加重係数列
の加重加算フィルタ処理、一般的に言うと第2図(cl
−、−’1)の如くピーク周波数f2がピッチpにより
決まるつ1)、C成分を充分除去したM’l’F特性の
加重加算フィルタ処理を行いその結果のデータをメモリ
領域(2)へ格納する。ステップ〔58〕で使用メモリ
としてメモリ領域(2)を指定し最大シフト量!4=1
42として例えば2を指定し閾値Eth=Eth2を指
定する。この条件の下でステップ〔591で第6図のア
ルゴリズム処理を行い、その結果、ステップ〔60〕で
Infom=1、Correl==1であればステップ
〔65〕でこの時の内挿シフト量Lmからデフォーカス
量を算出する。 もしステップ〔60〕の条件が充足されない時にはステ
ップ〔61〕でその時の演η−結JI4Lm。 E C”lを記憶する。次いでステップ〔62〕でパラ
メータjを1だけ増加してj=3とする。ステップ〔6
3〕でj=5であるか否かの判定が行われる。今j=3
であるからステップ〔57〕に移る。 ステップ〔57〕ではJ=3のとき第2図(f −1)
の如くピーク周波数f3が、前記ピーク周波数f2の一
付近に存在しり、C成分を充分除去し、たフィルタ処理
をしてデータをメモリ領域(3)へ格納する。尚、この
フィルタ処理は、第2図(b−2)のフィルタ処理を受
けたメモリ領域(1)のデータに対して、第2図(e−
3)の加重加算処理と第2図(f−3)の加重加算処理
を順次直列的に施こすことにより達成される。この後の
ステップ〔58〕〜〔62〕までの処理はj=2の時と
同一である0ステツプ〔62〕でノくラメータjVi4
となる。j=4の時のステップ〔57〕における加重加
算フィルタは、ピーク周波数f4がか充分除去されたM
’l’F特性となる。この後のステップ1ti=3の時
と同一である。このようにjの増加に伴いステップ〔5
7〕のフィルタ特性を順次変えたが最大シフト量LfJ
O値は、jに無関係に一定であってもよい。パラメー
タjが5となると、ステップ〔64〕に移りステップ〔
55〕と〔61〕で記憶されたデータE I I!1
1 b IE(4′の値に基づき、内挿シフト量L m
* L m +Lm” 、Lm から最も信頼性の高
いものを選択するか、それともいずれも信頼性が高くな
いときは何も選択せずにステップ〔65〕に移る。 この例ではステップ〔57〕で最高3回のフィルタ処理
を行うようにしたが、この回数は適宜選定できるもので
ある。またjが増加するにつれてステップ[: 57
)でのフィルタとして、M’lJ’ピークが順次低周波
側に移行すると共にり、C成分が除去されたフィルタが
選択されているので、たとえ被写体の空間周波数成分が
成る特定の成分のみを多く含むような場合にも、上記い
ずれかのフィルタ処理により高精度の検出が期待できる
。 これまでに述べた実施例においては、合焦近傍でない場
合にデフォーカス量を算出するのに、メモリ領域(1)
に格納されたサンプルピッチp=2Poのデータをその
まま用いていた。合焦近傍でない場合には最大シフト量
14 を広く例えば1f; /2程度にとる事が望まし
い。しかしa系列及びb系列のデータの数Nが夫々50
ともなると、この場合のス算時間は膨大なものとなる。 又合焦近傍でない時にデフォーカス量をめる場合には、
そのデフォーカス量の算出精度けそわ程高い必要なくか
つそもそも光像自体がデフォーカスでほけている為、比
較的荒いサンプルピッチのデータで十分に目的を達成す
る事か可能であり、そうする事で演算時間が短縮される
。 第10図の第5実施例でそのJうな場合について説明す
る。まずA/D変換後のサンプルピッチpの二次データ
をメモリ領域(1)へ格納する(ステップ〔71〕)0
メモリ飴城(1)のデータに対1.てそのす/プリング
間隔をn倍にした時のりイキスト周波数以上の空間周波
数成分を除去するフィルタ処理を行ない、サンンリング
ピッチn×pです/グルしたデータをメモリ領域(1′
)に入しル。(ステラ7’〔72:])一般にはサンプ
ルピッチ変災に伴ない、このようにナイキスト周波数以
上の成分を除去するフィルタ処理を行なう事が望ましい
が、デフォーカス蓋の大きい時には像が太きくほけてお
り、その様な場合は光像はぼけにより問題としているサ
ンプルピッチのナイキスト周波数以上の成分を含まない
状態なので上記フィルタ処理を省いて新しいサンプルピ
ッf n X p fす/プルしてもよい。次いで使用
メモリ領域(1′)を指定し、最大シフト量tf=Lf
・−Nを指定2 する。ここでサンプル数N′はメモリ領域(1)でのサ
ンプル数Nのはl−r ’ / nである。(ステップ
〔76〕)次いで像ずれ量算出のアルゴリズム処理を行
ない請求められた像 ずれのシフト量Lmにサンプルピッチがn倍となってい
る事によるn倍の補正を行ないLmXn→Lmとする(
ステップ(75:])。次いで、これからデフォーカス
量を算出する(ステップ〔76〕)。 これ以外の過程は第1〜第4実施例と同様に進められる
。 第5実施例ではデフォーカス量の大きい所でのサンプル
ピッチを大きくして処理時間の短縮をする例を示したが
、合焦近傍においても第4実施例におけるフィルタ処理
でそのMTFのヒータをより低空間周波数側に移す場合
にはそれに合わせてサンプルピッチを大きくして処理時
間を短縮する事が可能である。 第11図の第6実施例はその様な場合を示している。ハ
ードウェアフィルタにより第2図(’b −1)の特性
でフィルタされた二次データがメモリ領域(1)にスト
アされ(ステップ(811)、さらにステップ〔82〕
で第2図(d−1)のフィルターで処理された即わち同
図(d−1)のようにf2””(8Dn )を中心とす
る空間周波数帯に関する情報を含むデータがメモリ領域
(2)にストアされる。続いて使用メモリ(2)を指定
し、最大シフトfil′tf として例えば14=11
2=5を指定1−1情報量に関するしきい値Eth を
Eth2に指定する(ステップ(831)。これにもと
すいて第6図のシフト量算出のアルゴリズム処理(ステ
ップ[84])を行ない、その結果、情報量か十分(’
Infom=1 )でかつ検出最大シフト蓋内(C,
orrel = 1 )ならば(ステップ(85〕’)
、結果のシフト量Lmからデフォーカス量を算出しくス
テップ(86’:l)終了とする。ステップ〔85〕の
条件が充足されなかった時は、系が合焦近傍にないか、
あるいは合焦近傍にあっても光像が前記空間周波数f2
よね低い空間周波数しか含まない場合なので、以後の演
算は処理時間の短縮をにかるためサンプルピッチを2倍
の2pとして行なう。 そこで今後のす/プルピッチをp′とするとり’=2p
=4p6である。 具体的には第2図(e−!l)のフィルタ処理、即わち
サンプルピッチpのメモリ領域(1)の連続する6項の
データに対して(0,5、1、0,5)の加重をして加
算し、結果はピッチl)’=2pごとのものについてメ
モリ領域(3)にストアする。この時のフィルタ特性は
第2図(e−1)のごとくなりす/プルビクチp′に関
するナイキスト周波数んどなくなっている。なおステッ
プ〔88]1l−tステップ〔84〕でのアルゴリズム
処理の結果の情報量が十分(Infom = 1 )で
ない場合に、合焦近傍でフィルターを切シ換えるループ
へ進む判定を下す。まずステップ〔89〕でループの初
期値としてパラメータj=4を設定する。ステップ〔9
0〕においてメモリ領域(5)に格納されたサンプルピ
ッチp’=2p=4poのデータに対して第2図(4−
g)の空間ピッチ8poの加重係数列のフィルタ処理を
行ない、やf′iシサンサンピッチp′でのデータをメ
モリ領域(4)に格納する。 領域(4)に格納されるデータは第2図(f −1)に
示す如く、D、C成分を除去し、空間周波数f4=イル
タ処理を受けたものとなる。 次に使用メモリ領域〔4〕を指定し、最大シフトfA:
At = tt 4 ” 5を指定し情報量のしきい
値Eth=Eth、を指定する(ステップ[:91’]
)。 これにもとすいて第6図のアルゴリズム処理を行なう(
ステップ[92])。 もし情報量が十分で(Infom : 1 ) (ステ
ップ[93))かつ最大シフトfir(Correl
=1 )(ステップ〔96〕)ならばこの時のLmから
この時のサンプルピッチ2pを考慮して、像ずれ量X
f X = L m X 2 pにより算出する(ステ
ップ(100〕)。 ステップ〔96〕の条件が充足されない場合にはパラメ
ータjを1増してj=5とする。この場合ステップ〔9
5〕を介して再びステップ
〔90〕にもどる。ステップ
〔90〕では再びメモリ領域(3)のデータに対してり
、C成分を除去しかつ空間周波数f5(f5<f4)を
中心に抽出するフィルタ処理を行ない、データメモリ領
域(5)に格納する。ここで例えばf 5 ”” 2
f 4 =s〒==−ツーー とするようなフィルタ処
理を行々う。 32 P。 この場合その時のフィルタによってはサンプルピッチを
さらに荒くする事も可能でを)るが、データ数が少なく
なり次第に精度が悪くなるのでデータ数Nは20〜25
程度以下にする事は好ましくない0 この様にして前回と同様にステラ7” [91]、r9
2]を行ない、情報量が十分で(ステップ[:931)
かつ相関検出域内(ステップ[96’:l)ならばステ
ップ[100]で像ずれ量を算出する。 ステップ〔93〕で条件が充足されないとステップ〔9
4〕でj=6となりステップ〔95〕の条件が満たされ
てステップ〔97〕へ移る。又ステップ〔8B〕やステ
ップ〔96〕の条件が満たされた場合もステップ〔97
〕へ移る0 この時点では系は合焦近傍にないか、あるいは被写体が
り、C成分に非常に近い空間周波数成分しか含まない事
が判明している〇 −そこで使用メモリとしてメモリ領域(3)に格納され
たピッチp’=2pのDC成分の除去されていない画像
データを指定し、最大データ量14としてを指定する(
ステップ(97’))。第6図のアルゴリズム処理を行
ない(ステップ[9B〕)、Tnfom=ICorre
l = 1なら(ステップ[99”l)この結果のLm
とこの時のピッチ1)’=21)から像ずれ量X=Lm
x2pを舞:出する(ステップ(1’ 001 )。こ
れらのステップ(100)の結果にステップ[101)
ででデフオーカ量に換算される。ステップ
、C成分を除去しかつ空間周波数f5(f5<f4)を
中心に抽出するフィルタ処理を行ない、データメモリ領
域(5)に格納する。ここで例えばf 5 ”” 2
f 4 =s〒==−ツーー とするようなフィルタ処
理を行々う。 32 P。 この場合その時のフィルタによってはサンプルピッチを
さらに荒くする事も可能でを)るが、データ数が少なく
なり次第に精度が悪くなるのでデータ数Nは20〜25
程度以下にする事は好ましくない0 この様にして前回と同様にステラ7” [91]、r9
2]を行ない、情報量が十分で(ステップ[:931)
かつ相関検出域内(ステップ[96’:l)ならばステ
ップ[100]で像ずれ量を算出する。 ステップ〔93〕で条件が充足されないとステップ〔9
4〕でj=6となりステップ〔95〕の条件が満たされ
てステップ〔97〕へ移る。又ステップ〔8B〕やステ
ップ〔96〕の条件が満たされた場合もステップ〔97
〕へ移る0 この時点では系は合焦近傍にないか、あるいは被写体が
り、C成分に非常に近い空間周波数成分しか含まない事
が判明している〇 −そこで使用メモリとしてメモリ領域(3)に格納され
たピッチp’=2pのDC成分の除去されていない画像
データを指定し、最大データ量14としてを指定する(
ステップ(97’))。第6図のアルゴリズム処理を行
ない(ステップ[9B〕)、Tnfom=ICorre
l = 1なら(ステップ[99”l)この結果のLm
とこの時のピッチ1)’=21)から像ずれ量X=Lm
x2pを舞:出する(ステップ(1’ 001 )。こ
れらのステップ(100)の結果にステップ[101)
ででデフオーカ量に換算される。ステップ
〔99〕の条
件が充足されない時は検出不能として終了する。 この実施例では、空間ピッチTooのa系列す系列の一
次データai 、 bi が、第1図の前置フィルタ手
段5を通った後、サンプルピッチp=21)。 でサンプリングされマイコン8のメモリ領域(1)に格
納され、更にこの格納されたデータがサンプルピッチp
””2p=4poでサンプリングされてメモリ領域(3
)へ格納される。a系列及びb系列の一次データの個数
を夫々100個とするとメモリ領域(1)と(3)に夫
々格納されたa系列及びb系列データは夫々約50個、
約25個となる。この様に状況に応じて処理すべきデー
タ数を変えているので、情報を有効に使用しながら限ら
れた演算規模で迅速な処理が可能となる。 第12図に本発明の第7実施例を示す。 同図において、光電変換手段1、非線形化手段4、前置
フィルタ手段5、す/フルホールド手段6、A/D変換
器7、マイコン8、表示手段12、焦点調節手段13は
、夫々第1図のものと同一である。前置フィルタ手段5
とサンプルホールド手段6との間に切換手段14が介在
している。この切換手段14は前置フィルタ手段5の出
力と非線形化手段4の出力とを択一的にサンプルボール
ド手段6に入力させる。モード設定手段15は、マイコ
ン8に接続され外部から第1モードと第2モードとに設
定可能であり、設定モードに応じてマイコン8を介して
切換手段14、サンプルホールド手段6及びA/D変換
器7を夫々次の如く制御する。即ち、第1モードに設定
されると、切換手段14は前置フィルタ手段5のa系列
、b系列夫々約100個のデータ出力をサンプルホール
ド手段6に送り、このサンプ)Lホールド手段6はサン
フルピッチp=2poでサンプリングしa系列す系列夫
々約50個のデータを出力し、A/D変換器7け、ピッ
チ2poのタイミングで入力データをAl1)変換する
。第2モードに設定されると、切換手段141d非線形
化手段4のa系列、b系列夫々50個のデータ出力をサ
ンプルホールド手段乙に送り、ザ/プルホールド手段6
は各アレイ2.3の中央部に位[6する50個の光電素
子の出力に対応した一次データai 、 bi をサン
プリングビニ7チp:p□でサンプルホールドし、a系
列す系列夫々50個のデータを出し、A/D変換器7は
ピッチpoのタイミングで入力データをA/D変換する
。 マイコン8は第1モード時も第2モード時も、A/D変
換器7からのデータを第1実施例〜第6実施例のいずれ
かにより処理する。第1モード時のサンプルホールド手
段乙のサンプリングピッチは2Tloであり第2モード
時のそれはpoであるので、第2モード時の方がより高
次の空間周波数成分を含んでおり、従って非常に微細な
パターンの被写体に対する焦点検出に有効である。また
、第1モードではアレイ2,3の全長を焦点検出領域と
しているのに対し、第2モードでは、アレイの中央部の
みのデータを用いているため、焦点検出領域が第1モー
ド時の半分になっている。従って第2モードは第1モー
ドに比べて被写体のより小部分に対する焦点検出が可能
となる。 尚、第2モードでは、−次データは前置フィルタ手段5
を通らずにマイコン8に入力される。従って、第2モー
ドのデータはピッチTooで決まるナイキスト周波数以
上の有害な周波数成分を多く含んでいる恐れがある。し
かし、ピッチpoが非常に少さく例えば50μ程度とな
ると、以下の理由により上述の恐れは解消する。ビッカ
pOが50μ程度となると、アレイ2.3上に光像を形
成する焦点検出光学系の収差やその他の理由により、p
oで決まるナイキスト周波数以上の空間周波数成分は一
次データai 、 bi から充分に除去されているこ
とが期待できる。従って、第2モード時に、−次データ
をナイキスト周波数以上を除去するフィルタを通さなく
ても、特に検出精肝が低下することけない。 上述の実施例はいずれもマイコンでの加重加算処理とず
れ演算処理とを全く別個に行う例であった。L7か(、
、との画処理を一部又は完全に結合した形で行うことも
可能である。例えば、A−1−B’1+Lを多数個のi
及び複数個のLに関し計舞、シメモリしておき、このメ
モリ結果を加重加算フィルタ処理を行い、その後残りの
すれ演算を施こすようにしてもよく、また加重加算処理
とずれ演算処理とを次式の如く完全に一致させてもよい
。 ここで、加重加算フィルタの加重係数列は(−0,5、
1、−0,5)とした。 (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、前置
の加重加算フィルタと後置の加重加算フィルタとを直列
的に組合せて光電素子アレイからのデータをフィルタリ
ング処理するので、そのフィルタリング処理を単一の加
重加算フィルタで行う場合に比べて加重係数の個数を減
少でき、構成の簡略化又は処理時間の短縮化を図ること
ができる0
件が充足されない時は検出不能として終了する。 この実施例では、空間ピッチTooのa系列す系列の一
次データai 、 bi が、第1図の前置フィルタ手
段5を通った後、サンプルピッチp=21)。 でサンプリングされマイコン8のメモリ領域(1)に格
納され、更にこの格納されたデータがサンプルピッチp
””2p=4poでサンプリングされてメモリ領域(3
)へ格納される。a系列及びb系列の一次データの個数
を夫々100個とするとメモリ領域(1)と(3)に夫
々格納されたa系列及びb系列データは夫々約50個、
約25個となる。この様に状況に応じて処理すべきデー
タ数を変えているので、情報を有効に使用しながら限ら
れた演算規模で迅速な処理が可能となる。 第12図に本発明の第7実施例を示す。 同図において、光電変換手段1、非線形化手段4、前置
フィルタ手段5、す/フルホールド手段6、A/D変換
器7、マイコン8、表示手段12、焦点調節手段13は
、夫々第1図のものと同一である。前置フィルタ手段5
とサンプルホールド手段6との間に切換手段14が介在
している。この切換手段14は前置フィルタ手段5の出
力と非線形化手段4の出力とを択一的にサンプルボール
ド手段6に入力させる。モード設定手段15は、マイコ
ン8に接続され外部から第1モードと第2モードとに設
定可能であり、設定モードに応じてマイコン8を介して
切換手段14、サンプルホールド手段6及びA/D変換
器7を夫々次の如く制御する。即ち、第1モードに設定
されると、切換手段14は前置フィルタ手段5のa系列
、b系列夫々約100個のデータ出力をサンプルホール
ド手段6に送り、このサンプ)Lホールド手段6はサン
フルピッチp=2poでサンプリングしa系列す系列夫
々約50個のデータを出力し、A/D変換器7け、ピッ
チ2poのタイミングで入力データをAl1)変換する
。第2モードに設定されると、切換手段141d非線形
化手段4のa系列、b系列夫々50個のデータ出力をサ
ンプルホールド手段乙に送り、ザ/プルホールド手段6
は各アレイ2.3の中央部に位[6する50個の光電素
子の出力に対応した一次データai 、 bi をサン
プリングビニ7チp:p□でサンプルホールドし、a系
列す系列夫々50個のデータを出し、A/D変換器7は
ピッチpoのタイミングで入力データをA/D変換する
。 マイコン8は第1モード時も第2モード時も、A/D変
換器7からのデータを第1実施例〜第6実施例のいずれ
かにより処理する。第1モード時のサンプルホールド手
段乙のサンプリングピッチは2Tloであり第2モード
時のそれはpoであるので、第2モード時の方がより高
次の空間周波数成分を含んでおり、従って非常に微細な
パターンの被写体に対する焦点検出に有効である。また
、第1モードではアレイ2,3の全長を焦点検出領域と
しているのに対し、第2モードでは、アレイの中央部の
みのデータを用いているため、焦点検出領域が第1モー
ド時の半分になっている。従って第2モードは第1モー
ドに比べて被写体のより小部分に対する焦点検出が可能
となる。 尚、第2モードでは、−次データは前置フィルタ手段5
を通らずにマイコン8に入力される。従って、第2モー
ドのデータはピッチTooで決まるナイキスト周波数以
上の有害な周波数成分を多く含んでいる恐れがある。し
かし、ピッチpoが非常に少さく例えば50μ程度とな
ると、以下の理由により上述の恐れは解消する。ビッカ
pOが50μ程度となると、アレイ2.3上に光像を形
成する焦点検出光学系の収差やその他の理由により、p
oで決まるナイキスト周波数以上の空間周波数成分は一
次データai 、 bi から充分に除去されているこ
とが期待できる。従って、第2モード時に、−次データ
をナイキスト周波数以上を除去するフィルタを通さなく
ても、特に検出精肝が低下することけない。 上述の実施例はいずれもマイコンでの加重加算処理とず
れ演算処理とを全く別個に行う例であった。L7か(、
、との画処理を一部又は完全に結合した形で行うことも
可能である。例えば、A−1−B’1+Lを多数個のi
及び複数個のLに関し計舞、シメモリしておき、このメ
モリ結果を加重加算フィルタ処理を行い、その後残りの
すれ演算を施こすようにしてもよく、また加重加算処理
とずれ演算処理とを次式の如く完全に一致させてもよい
。 ここで、加重加算フィルタの加重係数列は(−0,5、
1、−0,5)とした。 (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、前置
の加重加算フィルタと後置の加重加算フィルタとを直列
的に組合せて光電素子アレイからのデータをフィルタリ
ング処理するので、そのフィルタリング処理を単一の加
重加算フィルタで行う場合に比べて加重係数の個数を減
少でき、構成の簡略化又は処理時間の短縮化を図ること
ができる0
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は、
MTF特性と加重係数列を示すもので同図(a)Vi、
光電素子アレイ(7)M’l’F特性を、(b−1)、
(c−1)、(d−1)、(e−1)、(f−1)は夫
々加重加算フィルタのMTF特性を示すグラフで、同図
(b−2)、(c−2)、(c−3)、(d−2)、(
d−3)、(e−2)、(e−3)、(f−2)、(f
−3)、(f−4)は夫々加重係数列を示す図、第3図
(a)及びΦ)は夫々トランスバーサルフィルタを示す
ブロック図、第4図は第1実施例に関するフローチャー
ト、第5図(a)は相関量とシフト量との関係を示すグ
ラフで同図(b)Vi内挿方法を説明するための図、第
6図けずれ演算のアルゴリズトを示すフローチャート、
第7図、第8図、第9図、第10図及び第11図は夫々
第2〜第6実施例に関するフローチャート、第12図は
第7実施例を示すブロック図である。 2.3・・・光電素子アレイ、5・°・前置フィルタ、
8・・・マイコン、10,10J・・・後置フィルタ部
、11・・・ずれ演算部 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡 辺 隆 男 第1図 (b曙− 第5図 第4図 第6図 第8図
MTF特性と加重係数列を示すもので同図(a)Vi、
光電素子アレイ(7)M’l’F特性を、(b−1)、
(c−1)、(d−1)、(e−1)、(f−1)は夫
々加重加算フィルタのMTF特性を示すグラフで、同図
(b−2)、(c−2)、(c−3)、(d−2)、(
d−3)、(e−2)、(e−3)、(f−2)、(f
−3)、(f−4)は夫々加重係数列を示す図、第3図
(a)及びΦ)は夫々トランスバーサルフィルタを示す
ブロック図、第4図は第1実施例に関するフローチャー
ト、第5図(a)は相関量とシフト量との関係を示すグ
ラフで同図(b)Vi内挿方法を説明するための図、第
6図けずれ演算のアルゴリズトを示すフローチャート、
第7図、第8図、第9図、第10図及び第11図は夫々
第2〜第6実施例に関するフローチャート、第12図は
第7実施例を示すブロック図である。 2.3・・・光電素子アレイ、5・°・前置フィルタ、
8・・・マイコン、10,10J・・・後置フィルタ部
、11・・・ずれ演算部 出願人 日本光学工業株式会社 代理人 渡 辺 隆 男 第1図 (b曙− 第5図 第4図 第6図 第8図
Claims (7)
- (1)対象物体の光像を作成する結像光学系と、上記光
像を光電変換する光電素子アレイ手段を含み、該プレイ
手段を構成する光電素子の光電出力に関連した一連の一
次データを時系列的に発生する光電変換手段と、 上記一連の一次データにフィルタリング処理を施すため
に、位置的に比較的近接した複数の一次データに夫々所
定の加重係数を乗じ、それらを加算することにより一連
の二次データを作成する前置フィルタ手段と、 上記一連の二次データにフィルタリング処理を施すため
に、位置的に比較的近接した複数の二次データに夫々所
定の重み値を乗じ、それらを加算することにより、一連
の三次データを作成する後置フィルタ手段と、 −F記一連の三次データを演算処理し、上記対象物体ま
での距離又は、上記結像光学系の焦点調節状態を表わす
出力を作成する演算手段とを具備することを特徴とする
光電的検出装置。 - (2)上記光電素子アレイ手段は、上記結像光学系の異
った領域を通過した一対の光束が夫々形成する上記対象
物体の一対の光像を夫々光電変換する一対の光電素子プ
レイを含み、上記演算手段は上記一方の光電素子アレイ
に関連する三次データと、他方の光電素子アレイに関連
する三次データとを演算処理し、上記焦点調節状態を表
わす出力を作成することを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の光電的検出装置。 - (3) 上記演算手段は、上記三次データの外に、上記
二次データをも演算処理して上記出力を作成することを
特徴とする特許請求の範囲第2項に記載の光電的検出装
置。 - (4)上記後置フィルタ手段は、サンプルピッチ1)=
npo(nは2以上の整数、T)o は−次データの空
間ピッチ)です/プリングされた二次データを上記フィ
ルタリング処理を施こすことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の光電的検出装置。 - (5)上記前置フィルタ手段は、ハードウェアにより構
成されたトランスパーサルフィルタであり、上記後置フ
ィルタ手段はその作用がマイクロコンピュータにより処
理されることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の光電的検出装置。 - (6)上記後置フィルタ手段は、上記複数の加重係数か
ら成る加重係数列を複数種有し、とわらの複数種の加重
係数列を選択的に使用することを特徴とする特許請求の
範囲第5項に記載の光電的検出装置。 - (7)、上記前置フィルタ手段は、ナイキスト周波数以
上の光像の空間周波数成分を除去するMTF’特性を有
し、上記後置フィルタ手段は、上記空間周波数成分のり
、C成分を除去するMTF特性を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の光電的検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59007725A JPH0750241B2 (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59007725A JPH0750241B2 (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 焦点検出装置 |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3159377A Division JPH07119885B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 焦点検出装置 |
| JP3159378A Division JPH07119886B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 焦点検出装置 |
| JP3159379A Division JPH07119887B2 (ja) | 1991-07-01 | 1991-07-01 | 焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60151607A true JPS60151607A (ja) | 1985-08-09 |
| JPH0750241B2 JPH0750241B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=11673685
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59007725A Expired - Lifetime JPH0750241B2 (ja) | 1984-01-19 | 1984-01-19 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750241B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01187512A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点検出装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7586588B2 (en) | 2006-05-17 | 2009-09-08 | Nikon Corporation | Correlation operation method, correlation operation device, focus detection device and imaging device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880607A (ja) * | 1981-11-07 | 1983-05-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
| JPS5887511A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-25 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
-
1984
- 1984-01-19 JP JP59007725A patent/JPH0750241B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5880607A (ja) * | 1981-11-07 | 1983-05-14 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
| JPS5887511A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-25 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 焦点検出装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01187512A (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | Olympus Optical Co Ltd | 焦点検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750241B2 (ja) | 1995-05-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |