JPH02244019A - 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】 （発明の技術分野） 本発明は対象物体の光像を形成する結像光学系の焦点調
節状態を検出するカメラ等の光学装置用の焦点検出装置
に関する。

（発明の背景） 従来の一眼レフカメラ用焦点検出装置は、撮影レンズの
瞳上の異った領域を通つ友光束による被写体のほぼ同一
部分に関する２像を、多数の光電変換素子が配列されて
成る一対の光電変換素子アレイ上に導き、上記光電変換
素子アレイの光電出力を演算処理して上記光電変換素子
アレイ上の光像の相対的変位を検出し、この検出結果か
ら焦点検出を行う相対変位検出方式と、撮影レンズによ
り形成された被写体像を、撮影レンズの予定焦点面の少
たくとも前後に夫々配置された一対の光電変換素子了レ
イに導き、その光電出力を演算処理して被写体像の鮮明
度街検出し焦点検出する鮮明度検出方式とに大別できろ
う　このように被写体像を光電変換素子アレイに投影し
その光電出力を演算処理することは、その被写体像中の
ある空間周波数成分に関する周波数成分について演算処
理することにほかカら々い。この演算処理される空間周
波数成分が比較的低次のもののみである場合、たとえ撮
影レンズが合焦位置から大きく離れ被写体像が著しくボ
ケ九時にも上記低次空間周波数成分は、被写体像中に即
ち光電出力中に残存している為、大きなデフォーカス量
（デフォーカス量とは結像光学系の予定焦点面と被写体
像面との光軸方向のずれ量）に対しても前ピン又は後ピ
ンの判定が可能であると言う利点があるが、しかしなが
ら低次空間周波数成分は電気的又は光学的な諸誤差要因
の影響を受けやすぐ合焦位置そのものを決定する場合に
高い検出精度が得られないと言う欠点がある。他方、演
算処理される空間周波数成分が比較的高次のもののみで
ある場合には上記諸誤差要因による影響を受けに〈〈合
焦位置近傍で正確にデフォーカス量を求め得る即ち、高
精度の焦点検出が行えると言う利点があるが、しかしな
がら撮影レンズが合焦位置から太き（離れると被写体像
中の高次空間周波数成分が激減してしまう為焦点検出は
精度が著しく低下し前後ビンの判定すら不可能とたると
言う欠点がある。さらに上記相真の合焦位置からある程
度離れた位置にある時にも合焦信号（以下、これを偽合
焦信号と言う。）を発生することがあると言う欠点があ
る。また、高次空間周波数成分と低次空間周波数成分と
が分離されず混在したものを演算処理しｆｃ場合にば、
被写体の性質によっては高次空間周波数成分と低次空間
周波数成分の一方の欠点が顕在化し、他方の長所を損っ
てしまう◎ 即わち焦点検出能力の内容は、Ｑ合焦位置近傍で正確に
デフォーカス量を求める事、■合焦位置から大会〈離ね
九時大まかなデフォーカス量あるいは前後ビンを判定す
る事、の２つに大別され前者は高次空間周波数情報を主
体として又後者は低次空間周波数情報を主体として扱つ
事により理想的な焦点噴出を行なう事が可能となる。又
この事は鮮明度検出方式に対しても同様にいえる事であ
る。

（発明の目的） そこで、本発明の目的は光像の高次空間周波数成分と低
次空間周波数成分との特長を有効に使用して常に合焦近
傍は高精度でかつ前後ビン判定域の広い焦点検出を達成
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、本発明は一対の光電変換素子
アレイの光電出力を入力しそれにフィルタリング処理を
施こす第１及び第２フィルタ手段と、上記第１ま九ハ第
２フィルタ手段の出力を入力しそれに基づき結像光学系
の焦点調節状態を表わす信号を作成する演算手段と、さ
らに上記第１フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段
の出力信号と、上記第２フィルタ手段の出力に基づく上
記演算手段の出力信号とを共に選択し合成するか若しく
はいずれかを択一的に選択する選択手段とを具備し、上
記第１フィルタ手段と第２フィルタ手段の夫々のＭＴＦ
の周波数帯域に差異を与えるものである。

（発明の実施例） 以下に本発明の焦点検出装置の一実施例を図面を参照し
て説明する。

焦点検出光学系を示す第１図において、焦点検出される
撮影レンズ等の結像光学系１の予定結像面上に、−直線
上に配列された多数の小レンズ２ｍ　、　２ｂ・・・２
ｎから成る小レンズアレイ２が配置されている。この小
レンズアレイ２は平凸レンズ３の平面側に形成されてい
る。この小レンズアレイ２には結像光学系１の瞳面上の
領域１人および１Ｂを夫々通過して来た光束による第１
．第２被写体像が形成される。この両波写体像の光軸に
垂直方向の、ずれ量は結像光学系１のデフォーカス量に
対応している。この両像のずれ量？光電検出する為の光
電変換装置１４は小レンズアレイ２の直後に配置され、
この装置は各小レンズ２ａ〜２ｎに対向（７友一対の光
電変換素子群に謳）ｔ（ａｓ　、ｂｔ）・・・（ａｎ、
ｂａ）を有する。これらの一対の光電変換素子のうちそ
の上部に位置する第１光電変換素子了レイｉ、；・・・
ａｍ　　は上記第１被写体像を、下部に位置する第２光
電変換素子アレイｂＩ、ｂ雪・・・ｂ、は上記第２被写
体像を夫々光電変換する。これらの光電変換素子Ｌ・・
・ｉ、ｉ・・・Ｖ、の光電出力を各素子の符号に対応さ
せてｌＬ＋＋・・・ｌａ、ｂ＋１・・・ｂａとすると、
光電変換装置４セ、これらの光電出力を時系列的にｌＬ
＋　１ｂ＋　、ａｍ　、ｂｓ　”・ｌ’ｌ　、ｂａの順
に出力する。このような焦点検出光学系はＵ、Ｓ　、Ｐ
　４，１８５，１９１に詳細に開示されている。なお、
ここで言う光電出力とは光電変換素子の出力を線形増幅
又は対数増幅したものを含む。また、上記小レンズアレ
イ２の各小レンズ２ａ・・・２ｎの形状から決るＭＴＦ
特性は第２図に示すように、零に近い低次の周波数から
レンズアレイのピッチｐ、の関数として与えられるナイ
キスト周波数分以上までにわたって高い値を呈している
。小レンズアレイ２に投影される第１゜第２光像中に夫
々低次の空間周波数成分から上記ナイキスト周波数付近
の高次の空間周波数成分までが充分に含まれているとす
ると、上記ＭＴＦ特性により上記光電出力も上記低次か
ら高次までの空間周波数成分をすべて含んでいる。

第６図において、光電装置４の出力端子には第１フィル
タ手段５と第２フィルタ手段６との入力端子が接続され
ている。これらの第１．第２フイルタ手段５．６ハ夫々
上述の如く光電装置４から時系列的に出力される光電出
力＆＋　１ｂ＋　、ａｍ　、ｂｔ・・・第１１゜ｂ、ｆ
フィルタリング処理して時系列的にん。

Ｂｌ、ん、Ｂ、・・・Ａ、、Ｂ、　　’ｉ出力する。こ
れらの第１゜第２フイルタ手段５，６のＭＴＦ特性は夫
々第４図（ａ）、第５図（亀）に示されている。各図か
ら明らかなように、第１フィルタ手段５のＭＴＦは低次
の周波数において充分大きく、そこから連続的に低下し
２ナイキスト周波数社田においてほぼ零となっており第
２フィルタ手段乙のＭＴＦｆｌナイキスト周波数の半分
の周波数１τ付近で充分大きくそこから低次側及び高次
側に夫々連続的に低下し、低次周波数とナイキスト周波
数７ｋにおいてほぼ零になっている。従って、第１フィ
ルタ手段５は低次空間周波数成分に比べ高次空間周波数
成分を抑制し主に低次空間周波数成分を通過させるのに
対し、第２フィルタ手段６は逆に、高次に比べ低次空間
周波数成分を抑制し主として高次空間周波数成分を通過
させる。フィルタ選択手段７は第１フィルタ手段５の出
力と第２フィルタ手段６の出力とを択一的に選択しＡ／
Ｄ変換器８を介してメモリ手段９に送出する。このメモ
リ手段９は、光電装置４の光電出力＆＋　１ｂ＋　ｌａ
Ｉ　１ｂ雪Ｈ・・・ａｎ、ｂ＋＋に対応するＡ／Ｄ変換
器８の出力のすべてを一度に記憶できる記憶容量を有す
る。演算手段１０は、メモリ手段９に記憶されたフィル
タ済出力Ａ１・Ａ、を一般には互いに重複しながら少し
ずつずれた複数の領域Ａ（１）　ｌ　Ａ（２）・・・Ａ
（ｉ）・・・Ａ（Ｌ）に区切り、又他方のフィルタ済出
力Ｂ、・・・Ｂ１１を同様に複数の領域Ｂ（１）Ｂ（２
）・・・Ｂ　（ｊ）・Ｂ（ＩＪに区切り、これらの領域
の複数の対Ａ（ｔｌ　ｅ　Ｂ（ｊｌに関し、てその整合
性を演算しその最も整合性の良い相関度の高い組合せ（
１１ｊ）？知る事により、第１．第２光電変換素子アレ
イ上の第１．算２光像の相対的変位量、即ちデフォーカ
スｔ’＋表わす焦点検出信号Ｚｉ及び演算に用いた情報
の確かさを表わす情報量信号Ｄｉとを算出する。この信
号Ｚｉはその符号が前ビン、後ピンの区別をその絶対値
がデフォーカス量の絶対値を示しており信号Ｄｔｔ！そ
れが所定値ＤＯ以上である時、焦点検出信号が充分信頼
できることを保証するものである。この演算手段の具体
的−例に特開昭５７−４５５１０号に開示されている。

この焦点検出信号Ｚｉと情報を信号Ｐｉ　（特開昭５７
−４５５１０ではＤｍと表現）は制御手段１１に入力さ
れる。この制御手段１１は焦点検出信号Ｚｉの絶対値が
所定値Ｚｏより大きいか否かを比較し、大きいときフィ
ルタ選択手段７に第１フィルタ手段５を、選択させる第
１フィルタ手段選択信号と、小さいとき第２フィルタ手
段６を夫々選択させる第２フィルタ手段選択信号とを発
生する。

次にこの作用を説明する。

結像光学系１が第１及び８２被写体像を夫々小レンズア
レイ２上に形成すると、第１光電変換素子丁レイト・・
ａＩ　は上記第１被写体像の照度分布パターンを光電出
力＆＋・・・＆ａに変換【、同様に第２光電変換素子ア
レイＷ　、　ｂｅ　は第２光像を光電出力ｂ１・・・ｂ
−に変換する。光電装置４は第１．第２光電変換素子了
レイの光電出力を、ａＩ　、ｂｔ　１１Ｌｔ　、ｂｅ・
・・ａｍ、ｂｍの如く時系列的に交互に出力する。この
一連の光電出力は成る時間間隔で繰り返えし出力される
。もし選択手段７が第２フィルタ手段６ｆ選択している
とすると、上記一連の光電出力ａｌ。

ｂｔ・・・ａｍ、ｂａ＆！第２フィルタ手段６によりフ
ィルタリング処理を受け、フィルタ済出力んＢ１・・・
Ａ。

Ｂ１１に変換され九後、Ａ／Ｄ変換器８を介してメモリ
手段９に記憶される。演算手段１０はこの記憶内容に基
づき焦点検出信号Ｚｉと演算に用いた情報の確度１に表
わす情報量信号Ｄｉとを算出する。

尚以後ｔｉ、１フィルタ手段選択時と第２フィルタ手段
選択時との信号Ｚｉ；Ｄｉを夫々Ｚ＋　（１）　：　Ｄ
ｉ（１）＋Ｚｉ　（２）；　Ｄｉ　（２）　ト表わす。

制御手段１１　ｈｌｆＤｉ（２）が所定のレベルＤｏに
達しているか否か及び焦点検出信号の絶対値ＩＺｉ（２
）ｌが所定値Ｚｏより大きいか否かを判定する。もしＤ
ｉ（２）ンＤｏでかつ１Ｚｉ（２１１（Ｚｏなら情報は
有効なので制御手段１１はこの信号Ｚｉ（２）に基すい
て表示装置１２と駆動装置１３とを制御すると共に第２
フィルタ手段選択信号を出力し続ける。これにより表示
装置１２と駆動装置１３は夫々焦点調節状態を表示［７
ま九結像光学系１を合焦位置の方へ駆動する。他方Ｚｉ
（２）　、　Ｄｉ（２）が上記以外の場合には情報の確
度が低く、前記第１゜第２被写体像は大きくポケており
高次空間周波数成分が少ｈ〈相対的に低次空間周波数成
分が多くなっているので、今回の情報での表示・駆動に
行なわず制御手段１１は第１フィルタ選択信号を選択手
段７に送る。選択手段７による第１フィルタ手段５の選
択により、次に発生した一連の光電出力ａ＋　ｂｌ・・
・ｌａｌ）ｍは、第１フィルタ手段５によりフィルタリ
ング処理され、上述と同様に演算手段１０により焦点検
出信号Ｚｉ（１）ｓ情報量信号Ｄｉ　（１）が演算され
る。もしＤｉ（１）ンあであれば制御手段１１は信号Ｚ
ｉ（１）にもとづいて表示装置１２．駆動装置１５の制
御を行なう。ｇｉミツイル手段５が選択されている場合
に次にどのフィルタ手段を選択するかは、結像光学系駆
動のさせ方によっているいろ考えられる。例えば結像光
学系１？停止して像ズレ検出演算を行ない、その結果に
もとすいて算出され次デフォーカス量だけ結像光学系を
動かして止め、再び像ズレ検出演算を行りいその結果に
もとすいて再び結像光学系を駆動するという間欠的結像
光学系駆動を行なう場合について考えてみる。

この場合には第１フィルタ手段５が選択されて信号Ｚｉ
（１）が有効に定められたなら、この結果にもとず〈結
像光学系駆動で次回の像ズレ検出時には合焦近傍にある
事が想定されるので次回には第２フィルタ手段６を選択
するのが適当である。従ってこの様な間欠的結像光学系
駆動の場合にはある時第１フイルタ手段が選択されると
その時の演算結果Ｚｉ（１）、　Ｄｉ（１）の内容に無
関係に必ず次回には第２フイルタを選択するのが妥当と
なる。

一方結像光学系駆劉と焦点検出が並行して行なわれテイ
ル場合１１Ｃｔｒｉ　Ｄｉ（１））　Ｄｏ　テカ’：）
　ｌ　Ｚ　１（１）　ｌ＞Ｚ。

の場合には次回にも第１フイルタを選択し、それ以外の
Ｄｉ、Ｚｉの場合には次回て第２フィルタ手段を選択す
るのが良い。叩わちＤｉ　（１））　Ｄｏで１Ｚｉ（１
１（Ｚｏの場合には合像近傍に来友ので高次の空間周波
数成分を中心とする第２フイルタを選択するのが良いし
、又Ｄｉ（１）＜Ｄｏの場合にも被写体によっては低次
の空間周波数成分を含まず高次成分のみの場合もあるの
で、第１フイルタ使用結果が情報不足（Ｄｉ　（１）＜
　Ｄｏ　）であつ几としても第２フイルタを用いたら検
出可能（Ｄｉ（２）ンＤｏ）となる場合があるのでやは
り第２フイルタに切り換えるのが適当だからである。上
述のごとく制御手段１１は第１フィルタ手段５又は第２
フイルタ手段６２ｉｉｌ−選択手段７に選択させる。

以上のように、結像光学系が合焦位置の近傍に位置し即
ちデフォーカス量が小さく第１．第２光像中の高次空間
周波数成分が多い時は低次の空間周波数成分を抑制する
第２フィルタ手段６が自動的に選択されるので、合焦位
置近傍においては、低次空間周波数成分に影響されるこ
となく高次空間周波数成分に基づく高精度の焦点検出が
可能となり、逆に結像光学系１が合焦位置から大きく離
れており、上記光像中の高次空間周波数成分が減少［７
相対的に低次空間周波数成分が多くなり几時には低次周
波数取分を通す第１フイルタ５が自動的に選択され、低
次空間周波数成分に基づく焦点検出が行われる。

なお、フィルタ選択手段７は図示位置に限ることなく、
光電装置４の出力端子と、第１．第２７刀 イルタ手段５，６の人ｌ端子との間に配置してもよく、
更に演算手段１０の後に配置してもよい。

この後者の場合には一連の光電出力は第１および第２フ
イルタ手段５，６で処理され、演算手段１０が第１およ
び第２フイルタ手段５，６の出力を夫々演算処理し前者
に基づく焦点検出信号Ｚｉ（１）と、後者に基づく焦点
検出信号Ｚ　ｉ　（２）とを共に求めた後、上記選択手
段７がこの両信号Ｚｉ（１）、　Ｚｉ（２）ｆ択一的に
選択するものであってもよい。このように本発明では、
草１フィルタ手段と第２フィルタ手段を択一的に選択す
るとは図示例の如く演算手段１０に入力すべき第１フィ
ルタ手段の出力と第２フィルタ手段の出力とを択一的に
選択する場合と、第１フィルタ手段の出力に基づく演算
手段の出力と第２フィルタ手段の出力に基づく演算手段
の出力とを択一的に選択する場合とを含むものである。

第１．第２フイルタ手段５，６の具体的構成例を夫々第
４図（ｂ）、第５図（ｂ）に示す。

第４図（ｂ）において、一画素分の遅延回路Ｔｈ、Ｄ、
。

Ｄ・が直列に接続され、加算回路Ｔ３が遅延回路Ｄ１と
り、の出力を加算する。これにより光電装置４から時系
列光電出力ａｌ　ｌｂｔ　、ａｍ　ｙｂ＊　ＩＩＬｓ　
Ｉｂｌ　・・’が順次遅延回路Ｄ１〜Ｄ３に入力される
と、加算回路Ｔ、は順次（ａ、＋ａ、）　、　（ｂｌ＋
ｂ、）　、　（ａｔ　＋ａｓ）　・＝’ｒ出力する。

第５図（ｂ）の構成は、直列接続の一画素遅延回路り、
　、Ｄ、　、Ｄ、　、Ｄ、　、Ｄ、のうちの第１と第５
の遅延回路り、とり、の出力の差（ａ、　−＠、　）　
、（ｂ＋　−ｔＩｓ　）　−ｆ減算回路Ｓ１によって求
める。なお、もし第１光電変喚素子アレイの出力がすべ
て読出された後に第２光電変換素子アレイの出力が読出
される場合、換言すると光電装置４の時系列光電出力が
＆＋１ａｍ・・・ｌＬ＋＋。

ｔｌ＋　、ｂ曹・・・ｂ＋１である場合には、第１第２
フィルタ手段５，６の具体的構成例は第４図（ｃ）、第
５図（ｃ）の如くなる。もちろん、フィルタ手段５　、
６Ｆｉ上述の如くハードで構成する代りに、マイクロコ
ンピータ等を用いて、（組＋　ａ−）、　（ａ＋　−ａ
、　）等の演算を行うようにしてもよい。

また、本実施例の第１フィルタ手段５はそのＭＴＦ特性
を表わす第４図（ａ）と原信号のＭＴＦ特性を表わす第
２図の比較から分るように光電出力の高次空間周波数成
分を抑制する様にフィルタリング処理しているが、この
第１フイルタ５の作用は少なくとも低次空間周波数成分
を通過させることであるから、このフィルタ５として、
例えば無限の周波数帯域のフィルタを用いる。具体的に
は、光電出力を直接に選択手段７を介してＡ／Ｄ変換器
８に接続するようにしてもよい。この様な場合の第１フ
ィルタ手段５に実質的にフィルタリング処理を行わ丹い
事に相当しているが、本明細書では第２フィルタ手段乙
のＭＴＦの周波数帯域とは異った帯域を持つという＠点
から、このような実質的にフィルタリング処理を行わな
い仮想上のフィルタ手段も、フィルタ手段の概念に含め
ることとする。

次に第１フィルタ手段として上記仮想上のフィルタ手段
を用い第２フィルタ手段のフィルタリング処理を演算手
段１０内において実行する例を説明する。この場合上記
のごとく光電出力を直接にＡ／Ｄｉ換器８に入力する。

従ってメモリ手段９には第２図の帯域を有するデータが
蓄積される。

演算手段１０はこのメモリ手段ＬＫ記憶されたデータを
相関演算し焦点検出信号Ｚｉ（１）及び情報信号Ｄｉ（
１）　ｆ算出する。ここでＺｉ　（１）＜　Ｚｏの場合
には演算手段１０はすでにメモリされているデータから
１つおき差分データん＝　ａ、−〜・・・Ａｉ＝　ａｉ
−ａｉ＋１　・−Ｂ、　＝ｂ、　−ｂｓ−Ｊ−ｂｊ　−
ｂｊ＋１−　ｆ演算り、コノフィルタ済出力Ａ、ん・・
・Ａ、−、、Ｂ、　Ｂ、・・・１３　ａ−＋　　を求め
、このフィルタ済出力（対して再び相関演算を行なって
焦点検出信号ｚｔ（２）、情報量信号Ｄ　ｉ　（２）を
求める。この時、制御手段１１は、Ｚｉ（１））Ｚｏの
時、焦点検出信号Ｚｉ（１）に基づき、またＺｉ（１）
＜　Ｚｏの時、焦点検出信号Ｚ　ｉ　（２）に基づき、
表示装置１２と駆動装置１３とを夫々制御する。次の一
連の光電出力に関しても上記と全く同様に演算手段１０
は最初、信号Ｚｉ（１）、　Ｄｉ（１）？算出し、コノ
信号Ｚ　１（１）　カ所定値Ｚｏより小さいとき高次空
間周波数成分を抽出するフィルタリング処理した後、信
号Ｚｉ（２Ｌ　Ｄｉ（２）を算出する。

以上の説明からも明らかなように、フィルタ手段の選択
の仕方は、第３図の実施例に示した如く、信号Ｚｉ、Ｄ
ｉの大きさに応じて一連の光電出力に関し第１．第２フ
ィルタ手段を択′−的に選択したり、または第１フィル
タ手段の後には一義的に第２フィルタ手段を選択したり
、または、上記最後の例の如く一連の光電出力に関し必
ず第１フィルタ手段（上側ではこの第１フィルタ手段は
仮想的フィルタ手段であった。）を選択し、このときの
演算結果Ｚｉ（１）に基づき、第２フィルタ手段を選択
するか否かを決定する等、適宜設定できるものであるが
、いかなる選択の仕方であっても、結像光栄系が合焦位
置近傍にありかつ高次空間周波数成分が充分存在する場
合には必ず第２フィルタ手段のフィルタ済出力に基づ〈
焦点検出信号Ｚｉ（２）ｆ用いて表示及び結像光学系駆
動を行うように定めることが必要である。

第１フィルタ手段５と第２フィルタ手段６との組合せは
、上記第１実施例の第４図（−）及び第５図（ａ）のＭ
ＴＦ特性の外に、第６図（ａ）〜（ｅ）に示す如く種々
のものがあり得る、第６図（ａ）に実線で示す第１フィ
ルタ手段のＭＴＦ特性は、高次空間周波数成分を抑制し
、比較的低次の空間周波数成分を通過させる様に、また
−点鎖線で°示す第２フィルタ手段のＭ’ＴＦ特性は低
次から高次までの空間周波数成分を通す様に夫々定めら
れている。この様に第１フィルタ手段は、高次空間周波
数成分を充分抑制しているので、たとえ被写体が低次に
比べて高次の空間周波数成分を多く含む場合であっても
、第１フィルタ手段の使用時に前記偽合焦信号の発生を
防止で＾る。第６図（ｂ）に示し次第１．第２フィルタ
手段のＭＴＦ特性は、夫々第４図（ａ）　、　Ｉ！　５
図（ａ）のそれと類似しており、相違点は第６図（ｂ）
の第１フィルタ手段が第４図（＆）に比べて高次空間周
波数成分？−層抑制し友ことである。これにより第６図
（ａ）と同様に偽合焦信号の発生を防止できる６即わち
この場合には合焦近傍では第６図Ｃｂ）の第２フィルタ
ー手段を用いる事で低次の空間周波数成分を除去し高次
の空間周波数成分を主体とした信号により合焦判定を行
なうので合焦検出精度は非常に高まり、かつデフォーカ
スの大きい所では第６図（ｂ）の第１フイルターを用い
る事で偽合焦発生の原因となり得る高次の空間周波数成
分を除いて低次の空間周波数成分のみでデフォーカス量
の判定を行なうので、合焦位置から犬きく離れていても
偽合焦の発生なく、前後ビンが判定可能という理想的な
作用を有するフィルターの組み合わせとがる。′第６図
（ｃ）の第１フィルタ手段のＭＴＦ’特性は低次空間周
波数成分のうち周波数零即ちり、Ｃ分？かなり抑制しこ
の零かられずかに高次周波数側にピークを持つものであ
り、第２フィルタ手段のＭＴＦは躯１フィルタ手段より
も更に高次周波数側にピークを有するものである。この
ように、第１、第２フィルタ手段ともり、Ｃ成分を抑制
する様に定めることは以下の利点を有する。即ち、第１
光電変換素子アレイ社・・・ｒａの光電出力の感度及び
り、Ｃ成分とｆ＄２光１！変換素子アレイ私・・・ｂｎ
　Ｊ電出力の感度及びり、Ｃ成分とに差が生ずることが
ありこの差は焦点検出精度の低下を招来する。［７かし
上記り、Ｃ成分の抑制はこの様な差の効果を除去できる
。尚、上記感度及びり、Ｃ成分の差は例えば、第１．第
２光電変換素子了レイを別々のチップ上に形成し几場合
に生ずる各アレイ間の感度の差異や各アレイ間の温度ド
リフト量の差異等に基づいて生起される。

これまでの説明でＭＴＦの帯域が高次空間周波数成分を
主体とする場合及び低次空間周波数成分を主体とする場
合という議論を行なっているが、本質的に有効な帯緘の
上限に小レンズアレイ２のピッチＰｏから決るナイキス
ト周波数−７！−ｏ全上限とするので上記高次・低次の
議論もこのナイキスト周波数以下の周波数帯域内での話
である。

本発明の第２実施例を以下に説明する。

第７図において、撮影レンズの如き結像光学系１の予定
焦点面の近傍に、フィールドレンズ１５が配置され、こ
のフィールドレンズ１５はその中央部に矩形の光透過領
域１５＆？有し、その領域１５ａ以外は遮光領域となっ
ている。はぼ直方体状の透明ブロック１６はガラスやプ
ラスチック等の高屈折率物質から成り、この一端面１６
ａには上記フィールドレンズ１５が貼付されている。こ
の−端面１６ａに対向した他端面１６ｂ＆Ｑｊ、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。この両端面１６１Ｌ、１６ｂの間のブロック
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。透明ブロック１
６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元ＷＫ換素子アレイ２２．２３が形
成されている。

結像光学系１ｆ通過【また光束はフィールドレンズ１５
の光透過領域１５ａ？通過しブロック１６内に入り、ミ
ラー１９．２０の間の間隙を通って一対の凹面鏡１７．
１８に入射する。一方の凹面鏡１７は入射光ヲミラー１
９の方へ、他方の凹面鏡１８は入射光ヲミラー２０の方
へ夫々反射し、各反射光はミラー１９．２０を介して夫
々光電変換素子アレイ２２，２３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プレイ２２
　、２３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
８図により説明する。

第８図において、光電装置２１は、ＣＣＤイメージセン
サ−であり第１光電変換素子アレイ２２と、第２光電変
換素子アレイ２３と、トランスファーゲート２４と、転
送部２５．２６とケ少なくとも含み、これＣ）の外に光
電出力を線形又は対数増幅する増幅器等を含んでいても
よい。勿論光電装置としてｉｊＭＯ８型イメージセンサ
やその他の構造のものであっても構わない。第１ブＬ電
変換素子了レイ２２を構成する光電変換素子ｉ・・・ａ
Ｉは互に極く近接した状態で一列状にピッチＰＯで配列
され、第２元電変換素子アレイ２３の構成も全く同一で
ある。この′ｊｔ、！装置２１はＷ、１丁レイ２２の光
電出力ａ、・・・ａｎと、第２アレイ２５の光電出力す
。

−ｂ、とを、第１実施例と同様に、ｉＬ＋　、ｂ＋　Ｈ
＆ａ　、ｂｌ・・・Ａｎ　、　ｂｎの如く互に交互に出
力すると共に、この一連の光電出力ａ、　、ｂ＋・・・
ｌｌａ　＋　ｂａを所定時間間隔で繰返し出力する。こ
の様な光電変換素子アレイ２２．２３は夫々第９図（ａ
）の如きＭＴＦ特性を有する。

第１．第２フイルタ手段２７．２８は入力端子が光電装
置２１の出力端子に接続されている。この第１フィルタ
手段２７は第９図（ｂ）に示す如く低次空間周波数成分
を通すが、周波数’ＩＡＰｏ付近以上の高次空間周波数
成分全充分抑制するようなＭＴＦ特性を有し、第２フィ
ルタ手段２８は第９図（ｃｌに示す如く低次空間周波数
成分を通すが、周波数１／４Ｐ０付近以上の高次空間周
波数成分を充分抑制するようなＭＴＦ特性を有する。こ
のように第２フィルタ手段２８は第１フィルタ手段２７
に比べて高次側の空間周波数成分をも通過するように定
められている。尚、第９図（ｂ）　ｔ　（ｃ）と第４図
（ａ）又は第５図（＆）と管比べると分る様に、本実施
例の第１゜第２フィルタ手［２７，２ＢのＭＴＦ周波数
帯域の端は’／８Ｐｏ　＋　’／４Ｆｏの如く、第１実
施例の周波数帯域内士よりも低次周波数側、にずれてい
る。選択手段２９は第１実施例のものと同一で、第１゜
第２フイルタ手段２７．２８の出力を択一的に選択し、
サンプルホールド手段３０に送る。このサンプルホール
ド手段３０は互に直列接続された前段サンプルホールド
回路３０Ａと後段サンプルホールド回路３０Ｂとから構
成されている。Ａ／Ｄ変換器３１はサンプルホールド回
路３０Ｂの出力をＡ／Ｄ変換する。メモリ手段３２は第
１実施例のものと同一である。

演算手段３３の演算内容の例に関して簡単に以下に述べ
る。

一方の光電変換素子アレイに関するフィルタ済出力を複
数の領域Ａ（１）、入２）　、　Ａ（３）・・・Ａ（１
）・・・Ａ（１）に区切り、又他方の元電変換素子了レ
イに関するフィルタ済出力も対応してＢ（１）＊取２）
　、　Ｂ（３）・・・Ｂ（ｊ）・・・Ｂ（Ｌ）に区切り
、これらの領域の複数のＡ（ｉ）、Ｂ（ｊ）の対に関し
てその整合性を演算し、最も整合性の良い組合せ（Ｉ、
ｊ）及びその近傍の組合せの値を用いて両アレイ上の光
傷の相対的変位の量を演算しデフォーカス量ｚｉ？算出
する。例えば各領域の構成要素の数が等しく’（Ｍ＋１
）個である場合にはＡ（ｉ）＝（Ａｌ　＊　Ａｉ＋ｔ　
ｔ　Ａｌ＊ｚ、　＋＋　Ａｉｎｕ）ｎ（ｊ）＝　（Ｂｊ
・Ｂ゛・ｔ、Ｂｊ＋＊、・・・Ｂｊ＋Ｍ）」 である。整合性の程度を表わす相関量は、１個分のデー
タ位置だけ像のずれ之場合に対して１＝ｉ−ｊを用い、
〔ｘ〕をＸを越えない最大整数を表わすものとし、て ＣＣＩ）＝　３！　Ｉ　Ａｉｎｕ　Ｂｊ＋＋ｓ　ｌ　；
　（ｉ　＝（”÷＝）Ｉｊ−ｉ−ｌ）ｍ−０ により与えられる。

この相関量（Ａｌ）ｆ　ｌ　＝　−（Ｌ−１）　、・・
・−１，０，１・・・（Ｌ−１）の各ずらし量に関して
演算し最大相関の位置即わちＣ＜ａが最も小さい値とな
るずれの量１−１．が求まる。ムが両端の値（ｔ、−１
又は−ｔｉｔ）に等し、くない時ｆにさらに細かいずれ
量の端数Δ１．　？例えば以下の式 ％式％） により外挿する事ができる。

この様にして求められた端数を含むずれ量１．＋Δ６か
らデフォーカス量を表わす焦点検出信号Ｚｉが求められ
る。

第２実施例では後述するように第１フィルタ手段を用い
る場合と第２フィルタ手段を用いる場合でサンプリング
ピッチが異なり、上記ずれ量／、＋４！−からデフォー
カス量を算出するときの比例定数が異々る。又第１フィ
ルタ手段選択の場合と第２フィルタ手段選択の場合で前
記区分され友複数領域の数りも必ずしも同じでないので
演算手段３３の演算内容は選択されたフィルタ手段によ
って幾分違う事になる。この事は第８図で判別手段３４
からフィルタ手段選択信号３４ａ　ｆ演算手段３３にも
入力する事で識別され一部異なつ比演算が行なわれる。

又ｆ＄１．第１．ィルタ手段の出力中の情報量を表わす
情報量信号Ｄｉとしては、例えばフィルタ手段の出力デ
ータのうち最大のものと最小のものの差を用いる事もで
きるが、上記相関量Ｃ（／ｌの最大（７）　＋１１７）
　ｃ（１）ｗｈｘと最小のものＣ（ｌＱｕ＋Ｎの差をと
ってもよい。又像ずれ量が像ずれ判定領域−（ｅ！　）
（Ｊ（（Ｌ−１ｋｎ範囲に入らない場合について考えて
みると、この場合にもＣ（＃の値は上記範囲内のｌのあ
る値で最小となっておりまぎられしい。

しかしこの様な場合には Ｃ（ＪりｍｒＮ／　（ｃ（ＪＱＭＡｘ−Ｃ（窮Ｍｔｓ　
）　　は像ずれ量が判定領域の範囲内にある場合程に小
さくｈらないので適当なしきい値Ｃ１を設けて除外する
ことができる。

即わちＣ（ｌりＭＩＮ／　（ｃ（功ＭＡＸ　Ｃ（功Ｍｒ
Ｎ）　＞　Ｃ−ｙの時は通常は正の値をとる前記情報量
信号Ｄｉに零又は負の値を付与する事により相関外とし
て除外する。

判別手段３４はこのような焦点検出信号Ｚｉと情報量信
号Ｄｉと？入力し、第１．第２フィルタ手段選択時の情
報量信号Ｄｉ（１）、　Ｄｉ（２）が夫々の所定値Ｄｏ
（１１ｓ　Ｄｏ　（２）より小さい場合、焦点検出信号
Ｚｉに無関係に、選択手段２９が現在第２フイルタ手段
２７？選択しているとしたら、第２フィルタ手段２８？
選択させる第２フィルタ選択信号、具体的にｆｌＨレベ
ル出力を、逆に現在第２フイルタ手段２８？−選択して
いるとしたら第１フィルタ手段２７を選択させる第１フ
ィルタ選択信号、具体的にはＬレベル出力を夫々出力端
子３４ｍに発生し１、他方、情報量信号Ｄｉ（１）又は
Ｄ　ｉ　（２）が対応の所定量Ｄｏ（１）　、　Ｄｏ（
２３以上である場合、焦点検出信号Ｚｉ（１）又はＺｉ
（２）の絶対値が対応の所定値Ｚｏ（１）　、　Ｚｏ（
２）より大きい時、上記第１フィルタ選択信号を、所定
値Ｚｏ（１）、　Ｚｏ（２）以下の時、上記第２フィル
タ選択信号を夫々出力端子３４ａに発生する。更にこの
判別手段３４は、情報量信号Ｄｉ（１）　ｒ　Ｄｉ（２
）が所定量Ｄｏ（１）　。

Ｄｏ（２）以上である時、記憶更新信号を出力端子３４
ｂに発生する。この記憶更新信号に応じてメモリ回路３
５は、その時の焦点検出信号Ｚｉｉ記憶する。

このメモリ回路３５に記憶された焦点検出信号Ｚｉに応
じて、表示装置３６は焦点調節状態を表示し、駆動装置
３７は結像光学系１を合焦位置の方へ駆動する。サンプ
ルパルス発生回路３８は判別手段３４の出力端子３４ａ
に接続され、サンプルホールド回路３０Ａ、３０Ｂにサ
ンプルホールドを開始させるサンプルパルスを給供する
。このサンプルパルスの周期は判別手段５４の出力に応
じて変化し、それが第１フィルタ手段選択信号であると
きの上記周期は、第２フィルタ手段選択信号のときより
も大きく、本実施例でに２倍に選定されている。

上記サンプルパルス発生回路３８は第１カウンタ３９の
出力端子３９ａからスタート信号、具体的にはＨレベル
信号を受けると、上記サンプルパルスの発生を開始し、
第２カウンタ４０の出力端子４０ａからの終了信号、具
体的にはＨレベル信号を受けると、上記サンプルパルス
の発生を停止する。

この第１カウンタ６９はプリセッタブルカウンタで、設
定部４１からゲート手段４２を介して送られるプリセッ
ト値をプリセットすると共に、ＡＮＤゲート４３からの
パルス出力をダウンカウントし、内容が零になったとき
、Ｈレベルのスタート信号を出力する。第２カウンタ４
０もプリセッタブルカウンタでありゲート手段４４を介
し、た設定部４１からのプリセット値にプリセットされ
ると共に、後段サンプルホールド回路３０Ｂへのサンプ
ルパルスをダウンカウントし、内容が零になったとｆ！
、Ｈレベルの終了信号を発生する。上記設定部４１は、
第１フィルタ手段２７の選択時に用いられる第１カウン
タ用第１プリセツト値と第２カウンタ用第１プリセツト
値及び第２フィルタ手段の選択時に用いられる第１カウ
ンタ用第２プリセツト値と第２カウンタ用＠２プリセツ
ト値が予め記憶されており、出力端子４１ｍ、４１ｃに
夫々第１フィルタ手段選択時の第１カウンタ用第１プリ
セツト値と第２カウンタ用第１プリセツト値が出力され
出力端子４１ｂ、４１ｄには夫々第２フィルタ手段選択
時の第１カウンタ用第２プリセツト値と第２カウンタこ
色ＡゑＬ 用第２プリセツト値とが出力される。出力端子４１ａの
第１プリセツト値は、出力端子４１ｂの第２プリセツト
値より小さ（ｅまた出力端子４１ｃＯ第１プリセツト値
は、出力端子４１ｄの第２プリセツト値だ等しく定めら
れている。

入力端子４５［け、光電装置２１からの一連の光電出力
＆＋　１ｂ＋・・・ａ・、ｂ・の転送開始に同期して図
示々きシーフェンスコントロール部からＨレベル信号が
入力される。この信号はすべてのデータのサンプルホー
ルド終了後から次回のプリセット値をプリセットカウン
ター３９．４０にセットするまでの適当な時期にＬレベ
ルにリセットされる。入力端子４６には、上記一連の光
電出力を転送する転送りロックに同期したクロックが入
力される。

この作用を以下に説明する。

判別手段３４が出力端子３４ａに第１フィルタ手段選択
信号であるＬレベル出力を発生しているとする。この選
択信号により、選択手段２９は第１フィルタ手段２７全
選択し、ゲート手段４２と４４は設定部４１の出力端子
４１ａと４１ｃからの第１カウンタ用プリセツト値と第
２カウンタ用プリセツト値とを夫々第１カウンタ３９と
第２カウンタ４０とに入力し、それぞれのカウンタ全そ
のプリセット値にプリセットする。この後シーフェンス
コントロール部からの信号により光電装置２１から一連
の光電出力ａ１ｂｔ　、ａｔ　、ｂｌ　”’　１１１１
　ｌ　ｂｌｌ　が読み出される。この一連の光電出力＆
＋１ｔ）＋・・・ａＩＩ、ｂｌｌのうち第１光電変換素
子アレイ２２からの光電出力＆＋１１Ｌｍ・・・ａｍ’
を第１０図（ａ）に示す。上記一連の光電出力ａ＋　、
ｂ＋・・・ａｌｌ、ｂ−は第１フィルタ手段２７により
フィルタリング処理され、第１１図（ａ）に示すフィル
タ済出力ん、Ｂｌ・・・Ａａ、Ｂｎに変換される。この
フィルタ済出力んＩＢＩ・・・Ａｎ、Ｂ、のうち第１光
電変換素子アレイに関連するものＡｔ　１・・・Ａｎを
第１０図（ｂ）に示す。この第１０図（ｂ）と（ａ）と
を比べると、第１フィルタ手段２７による高次空間周波
数成分の抑制効果が明らかである。一方、上記光電装置
２１からの読出に同期して入力端子４５にＨレベル信号
が入力されるので、ＡＮＤゲート４５は入力端子４６か
らの転送りロックを出力する。第１カウンタ３９は上記
プリセット値から、転送りロック数を減算し、入力クロ
ック数が上記プリセット値に等しくなったとき、スター
ト信号であるＨレベル出力を発生する。このスタート信
号は、サンプルパルス発生回路３８に入力されると共に
、反転されてＡＮＤゲート４３に入力されそのゲートを
閉じる。サンプルパルス発生回路３８は上記スタート信
号に応じてｆ＄１１図（ｂ）と（ｃ）に示す前段用及び
後段用サンプルパルスＳＰ１．ＳＰ２を前段及び後段サ
ンプルホールド回路３０Ａと３０８とに夫々給供する。

前段サンプルホールド回路３０Ａは前段用サンプルパル
スＳＰ１に応じて、フィルタ済出力Ａ、、Ｂ、・・・Ａ
、、Ｂ、からＡａ　Ｉ　Ｂａ　ＩＡａ　＋　Ｂｓ　＋ん
＊ＩＢ＋ｓ・・・をサンプリングする。この前段サンプ
ルホールド回路３０Ａは第１１図（ｂ）に矢印の範囲で
示した如（第１光電変換素子アレイに関連する出力んＩ
Ａｖ・・・を短時間、第２光電変換素子了レイに関連す
る出力Ｂ、　、Ｂ、・・・を比較的長時間夫々保持する
。この両者の保持時間を等しくする為に、後段サンプル
ホールド回路３０Ｂは、後段サンプルパルスＳＰ２に応
じて前段サンプルホールド回路３０Ａの出力をサンプル
ホールドする。第２カウンタ４０は後段用サンプルパル
スＳＰ２　？計数し、それが第１プリセツト値に等しく
ｈつたとき終了信号を発生し前段及び後段サンプルパル
スＳＰ１．ＳＰ２の発生を停止させる。

第１０図１ｂ）において、第１光電変換素子アレイに関
するフィルタ済出力Ａ、・・・Ａ１１のうちサンプリン
グされたフィルタ済出力んＨＡｓ　ＴＡｌｇ・・・には
、その出力の下にマーク庵が付されている。この図から
分るように、このサンプリングされたフィルタ済出力の
分布範囲（以下サンプリング領域という。）１、ハフィ
ルタ済出力Ａ１・・・Ａ、の範囲の大部分を占めている
ことが分る。

ｋ勺変換器３１は後段サンプルホールド回路３０Ｂの出
力をＡ／Ｄ変換し、メモリ手段５２に送る。尚、後段サ
ンプルホールド回路３０Ｂを設けた理由は以下の通りで
ある。もし前段サンプルホールド回路３０Ａの出力を直
接Ａ／Ｄ変換するならば、前段サンプルホールド回路３
０Ａの、出力Ｂ、　、Ｂ、・・・の保持時間に比べて出
力んＨＡｓ・・・の保持時間が短かいので、その短い方
の保持時間内でＡ／Ｄ変換動作が終了するように、Ａ／
Ｄ変換器３１として高価な高速Ａ／Ｄｉ換器を使用しな
ければならない。また高速Ａ／Ｄ変換器を用いても、保
持時間の長い出力Ｔ３．．Ｂ・・・・のんめ変絶におい
ては、その高速性の特長が生かされない。ところが、後
段サンプルホールド回路３０Ｂの使用により上述の問題
は解消される。尚、第１１図（ｄ）（＠）に示されるよ
うに第２フィルタ手段選択時のサンプリング周期は第１
フィルタ手段選択時のそれよりも小さいので、換言する
と後段サンプルホールド回路３０Ｂの保持時間は第２フ
ィルタ手段選択時の方が短いので、Ａ／Ｄ変換器３１の
変換所要時間は、このＩＥ２フィルタ手段選択時の上記
保持時間によって決定されることになる。すると、当然
第１フィルタ手段選択時には変換所要時間に比べて後段
サンプルホールド回路の保持時間が不必要に長（なる。

この無駄を避けるためには第１フィルタ手段選択時の光
電出力の転送りロックの周波数を第２フィルタ手段選択
時よりも大きくし、両選択時における後段サンプルホー
ルド回路３０Ｂの保持時間を等り、＜すればよい。

演算手段３３はメモリ手段３２に記憶されたフィルタ済
出力を演算して焦点検出信号Ｚｉ（１）と情報量出力Ｄ
ｉ（１）？出力する。判別手段３４は上記信号Ｚｉ（１
）、　Ｄｉ（１）　？対応する所定値Ｚｏ（ＩＬ　ＤＯ
（１）と比較する。

（イ）　Ｄｉ（１）がＤｏ（１）以上である場合この場
合、判別手段３４は記憶更新信号を出力端子３４ｂに発
生し、このときの焦点検出信号Ｚｉ（１）をメモリ回路
３５に記憶させる。表示装置３６と駆動装置３７はこの
記憶された信号Ｚｉ（１）に基づき夫々焦点調節状態の
表示及び、結像光学系１の合焦位置への駆動を行う。ま
た、上記判別手段３４は、信号Ｚｉ（１）が所定値Ｚｏ
（１）より大きい時、出力端子５４ａ　ＩＩＣ第１フィ
ルタ手段選択信号を出力し続ける。従ってこの時、光電
装置２１が更に一連の光電出力＆＋　１ｂ＋・・・ｌＬ
ａ　、　ｌ）ｎ　ｆ出力すると、この全回路は上述と同
一動作を行う。

信号Ｚｉ（１）が所定値Ｚｏ（１）以下である時は、判
別手段３４は、第２フィルタ手段選択信号であるＨレベ
ル出力を端子３４ａに出力する。この第２フィルタ手段
選択信号に応じて、選択手段２９は第２フィルタ手段２
８を選択し、まｔゲート手段４２゜４４は設定部４１の
出力端子４１ｂ、４１ｄからの第１．第２カウンタ用第
２プリセツト値？夫々第１゜第２カウンタ３９，４０に
送る。その後に光電装置２１から読出された一連の光電
出力ａ　＋　Ｈｂ　＋・・・ａｌＩ、ｂｌｌは第２フィ
ルタ手段２８によりフィルタリング処理されＡＩ、Ｂ１
・・ＡＩＩ、Ｂ１１に変換される。このときの第１光電
変換素子アレイに関するフィルタ済出力Ａｔ　＋ｋｘ”
・Ａ−ｆ第１０図（ｃ）に示す。この第１０図（ｃ）と
第１０図（ｂ）を比べると、第１０図（ｃ）の図形の方
が滑らかでなく、第２フィルタ手段２８が第１フィルタ
手段２７よりも高次空間周波数成分を通過させているこ
とが分る。一方第１カウンタ３９は・上記光電出力の読
出に同期してＡＮＤゲート４５の出力転送パルスを計数
し、その計数値が第２プリセツト値に一致したときスタ
ート信号全発生する。この第２フィルタ手段選択時の第
１カウンタ用第２プリセツト値は、第１フィルタ手段選
択時の第１カウンタ用第１プリセツト値よりも犬きく定
められているので、この時のスタート信号発生時点は、
第１フィルタ手段選択時のスタート信号発生時点よりも
遅くなっている。このスタート信号によりサンプルパル
ス発生回路３８は第１１図（ｄ）（ｅ）に示す前段及び
後段用サンプルパルスＳＰ３゜５Ｐ４ｆ発生する。この
サンプルパルスＳＰ３　、ＳＦ３の周期は、判別手段３
４から送られる第２フィルタ手段選択信号に従い、ｗ、
１フィルタ手段選択時のサンプルパルスＳＰ１　、ＳＦ
３よりも短かく、本実施例では１／２倍に定められてい
る。従って、前段及び後段サンプルホールド回路３０Ａ
、３０Ｂｆｄ第１１図（ｄ）（ｅ）に示す如く、第１フ
ィルタ手段選択時のη倍の周期でフィルタ済出力Ａ、、
Ｂ、・・・Ａ、　、　Ｂａ　？サンプリングし、ＡＪ　
ＩＢ＠　１ん、Ｂｌ・、ん８．Ｂ４・・・を出力する。

第２カウンタ４０は、後段用サンプルパルスＳＰ４　？
計数しその計数値が第２プリセツト値に一致した時、終
了信号を発生し、サンプルパルスＳＰ３　、ＳＦ３の発
生を停止させる。この第２カウンタ用第２プリセツト値
は第１フィルタ手段選択時の第２カウンタ用第１プリセ
ツト値と等しく定められているので、この第２フィルタ
手段選択時にサンプリングされるフィルタリング済出力
Ａａ　＋Ｂｅ　、Ａ、・）Ｂ　＋。・・・の数は第１フ
ィルタ手段選択時のそれと等（〈なっている。

こうしてサンプリングされたフィルタ済出力のうち第１
光電変換素子アレイに関するものが第１０図（ｃ）にマ
ークＭ３で示されている。本冥流側では第１フィルタ手
段選択時のサンプリング周期及びサンプル数を夫々第２
フィルタ手段選択時のη及び同等としたので、第１０図
（ｂ）に示すサンプリング領域１１ニ、第１０図（ｃ）
の領域ムの２倍になっている。勿論両者のサンプル数は
必ずしも等しくなぐても良い。なお、第１１図（ｄｔ　
ｔ　（ｅ）のグラフは作図の関係上、サンプリングの開
始時点を早めて描いである。

上記サンプリングされた出力ばＡ／Ｄ変換器６１とメモ
リ手段５２を介して演算手段３３に送られ演算される。

この時のフィル、り済出力は第１フィルタ手段選択時よ
りも高次空間周波数成分を多く含んでいるので、この第
２フィルタ手段選択時の焦点検出信号Ｚｉ（２）は合焦
位置近傍において一層高精度となっている。Ｄｉ　（２
）＞Ｄｏ（２）かつ１Ｚｉ（２月（Ｚｏ　（２）の時に
は判別手段３４げ第２フィルタ手段選択信号を出力端子
３４ａに出力し続けると共に記憶更新信号を出力端子３
４ｂに送り、この時の焦点検出信号Ｚｉ（２１メモリ回
路５５に記憶させる。この記憶内容に応じて、表示及び
結像光学系駆動が行われる。Ｄ　Ｉ　（２）　＞　Ｄｏ
（２）で、ｌ　Ｚｉ（２）　ｌ　＞　Ｚｏ（２）の場合
には、判別回路３４は第１フィルタ手段選択信号を出力
する。

（ｏ）　　Ｄｉ（１）又はＤｉＣ２）がＤｏ（１）又は
Ｄｏ（２）より小さい場合。

この場合は焦点検出信号Ｚｉに無関係に判別手段３４ば
もしその時が第１フィルタ手段選択時であれば第２フィ
ルタ手段選択信号を、逆に第２フィルタ手段選択時であ
れば第１フィルタ手段選択信号を出力端子３４ｍに夫々
出力する。これにより選択手段２９は選択するフィルタ
手段を切換える。

またこの信号Ｄｉが所定値Ｄｏより小さい場合の焦点検
出信号Ｚｉは精度的に極めて低いので、判別手段３４に
記憶更新信号を発生しない。従ってこの時の信号Ｚｉは
表示及び結像光学系の駆動には使用されない。尚、信号
Ｚｉに無関係なフィルタ手段の切１ｆＬは以下の纏由の
為に行われる。即ち、例えばその被写体が低次空間周波
数成分をほとんど含まず高次空間周波数成分を多量に含
む場合、第２フィルタ手段２８の選択により必要な情報
が得られるからである。

本実施例では、第１フィルタ手段の選択時、即ちデフォ
ーカス量が大きく、第１．第２光電素子アレイ上の被写
体像の相対的ずれ量が大きい時には、第１０図（ｂ）に
示す如くサンプリング領域１１？−広く、第２フィルタ
手段選択時、即ち上記ずれ量が小さい時には、第１０図
（ｅ）に示す如くサンプリング領域１．’ｌｔ−狭く定
めている。このことは焦点検出上、非常に有効である。

即ち、サンプリング領域を広くすると、上記被写体像が
相対的に太きくずれてもそのずれを検出できる。従って
撮影レンズが合焦位置から大きく離れていてもデフォー
カス量の検出が可能となる。他方、サンプリング領域を
広くすることはそこに距離の異った被写体又は、奥行き
のある被写体が人って来る可能性が増大する。デフォー
カス量が大きい時の焦点検出は前ビンか後ピンかの判別
かあるいはおおよそのデフォーカス量の決定が出来れば
充分で、デフォーカス量の絶対値の正°確な測定に必ず
しも必要ないので、奥行きある被写体等がサンプリング
領域に存在しても影響は少ない。ところが、デフォーカ
ス量が小さく、その絶対値を正確に測定しなければなら
ない時には、上記奥行きある被写体の存在は上記測定に
大きな誤差を引き起こしがちである。

そこで高精度の焦点検出の必要な第２フィルタ手段選択
時には高次の空間周波数成分情報を用いる事で検出精度
を上げるとともにサンプリング領域を狭くして奥行きあ
る被写体がそこに入り込む可能性を少なくしている。

一般的にはサンプリング領域を広くしたからといってサ
ンプリング周期を必ずしも大きくする必要はなく、例え
ば第１０図（ｂ）の出力に関する１１の領域を図示のサ
ンプリングピッチ４Ｐｏより小すくとりＰｏあるい１ｄ
２Ｐｏのピッチでサンプリング］、ても良い事は勿論で
ある。しかし、サンプリングピッチｆＰＯ又は２Ｐｏと
小さくする事はサンプリング数がそれぞれ４倍、２倍と
ｈリメモリ手段３２の記憶容量や演算手段３３の演算規
模の著しい増大を招六あまり好ましい事ではない。従っ
て本実施例のととぐサンプリング領域を変えた場合にも
、サンプル数は同程度とする事が極めて有効である、こ
の上つに低次空間周波数成分のみ通過する第１フィルタ
手段の選択時にはサンプリング周期を４Ｐｏと大λ〈Ｉ
ｌ、高次空間周波数を通す第２フィルタ手段の選択時に
はサンプリング周期を２Ｐｏと小さくすることは情報の
利用の点で極めて有利である。ここでサンプリングピッ
チとフィルターのＭＴＦ１％性の関係について詳述する
と、第１フィルタ選択時にはサンプリング周期１４Ｐｏ
としたので、この時のナイキスト周波数は１にとなる。

サンプリング定理からこの周波数τに以上の空間周波数
成分は誤動作の原因ともなるので除去されている事が望
ましい。第９図（ｂ）に示される様に、第１フィルタ手
段のＭＴＦ［上記ナイキスト周波数ｊ付近以上の成分を
充分抑制し、それ以下の成８Ｐ。

分を通過させるので、この通過ｌまた成分を有効に利用
できる。ところが第１フィルタ手段選択時にもしサンプ
リング周期をＰＯとすると、この時のナイキスト周波数
は柄ｉとなり、この周波数以下の空間周波数成分を焦点
検出に利用できることに々る。しかし第９図（ｂ）に示
される様に周波数柘シ以上の成分は第１フィルタ手段に
よって除去されているので、結局、サンプリング周期Ｐ
ｏ１ｄ、サンプリング周期４Ｐｏに比ベサンプリング数
′（ｒ−４倍も増加しても、利用できる空間周波数成分
の量は同一となり、上記サンプリング数の増加は全く無
駄に帰する。以上から明らかなようにサンプリング周期
の決定は、情報の有効利用と言う観点からに、その周期
により決まるナイキスト周波数がフィルタ手段のＭＴＦ
周波数帯域の端部付近に有するように定めることが望ま
しい。また、設定手段４１のプリセット値を外部から変
更可能にすれば、サンプリング領域即ち焦点検出に使用
する被写体領域の広がりを任意に可変とすることができ
、夷行きある被写体が上記領域内に入ることを防止でき
る。

次に軍８図のブロックの具体的構成例を説明する。

第１２図げ、フィルタ手段２７．２８の一例を示すもの
で一画素分の遅延回路り、　、Ｄ、・・・ＤＩが直列に
接続され、遅延回路り、　、Ｄ、　、Ｄ、・・・Ｄ、に
は夫々増幅器Ａｍヲ介して乗算器Ｗ＋・・・Ｗｓに接続
されている。これらの乗算器Ｗｌ・・・Ｗｓは入力に夫
々重みＷｌ・・Ｗｓを乗する。この重みは正又は負の数
である。加算回路Ｔ、は各乗算器の出力を加算する。

遅延回路へに光電装置２１からの一連の光電出力が順次
入力されると、加算回路Ｔ、からフィルタリング済出力
が出力される。所定のＭＴＦ特性を与える重みＷｌ・・
・Ｗｓのとり方はいろいろ考えられ一意的に決定される
ものではないが、以下に一幾つか具体的な例、を示す。

第９図（ｃ）の如きＭＴＦ特性のフィルタ手段を得るに
はＤｒｍ　＝　Ｄｅ　、　Ｗｓ　＝Ｗｓとし、Ｗ、−Ｗ
、ｆその相互の大きさの傾向が第１３図（ａ）に示す如
きものとなる様に定める。具体的−例とし７てｌ−ｊ　
Ｗ、　＝　０．２８ｗ５＝０．７６　　　Ｗ、＝Ｉ　　
　Ｗ、＝０．７６　　　Ｗ、＝０．２８である。同様に
第９図（ｂｌのＭＴＦ＠−性のフィルタ手段？４るに［
Ｄ−”ＤＩｙ　、　Ｗｓ　＝Ｗ　　トｌ、　Ｗｔ・”Ｗ
−を第１５図（ｂｌの如く定める。具体的−例としては
Ｗ、＝０．２８　　Ｗ富＝０．５２　　Ｗ、＝０．７６
　　Ｗ、＝０．９４Ｗ、＝　Ｉ　　Ｗ、＝　０．９４　
　Ｗ、＝　Ｑ、７６　　Ｗ、＝　０５２％　＝　０．２
８　　である。ｆ＄９図（ｄ）の特性には第１５図（ｃ
）又は（ｄ）の重みを、第９図（ｅ）の点線（ｅＩ）、
需（ｅ−）の特性にはそれぞれ第１３図（ｅ）（ｆ）の
重みを、第９図（ｆ）の特性には第１３図（ｇ）の重み
を夫々用いればよい。

このような第１５図（ａ）〜（ｇ）のＭＴＦ特性を適宜
組合せることにより第６図に示した第１フィルタ手段と
第２フィルタ手段との組合せが得られる。

またこのフィルタ手段としてＣＣＤトランスバーサルフ
ィルタを使用すると簡単にフィルタ手段を構成する事が
できる。

第１４図に第８図の判別手段３４の具体的構成例を示す
。

第１４図（ａ）において第１メモリ３４０と第２メモリ
３４１は夫々所定値Ｄｏ（１）　、　Ｄｏ（２１，Ｚｏ
（１１，Ｚｏ（２１ｆｌ−ゲート手段３４２，３４３ｆ
ｒ介して、コンパレータ３４４゜６４５　に送る。この
コンパレータ３４４ｕゲ−）手段３４２により選択され
たメモリ３４０　の出力Ｄｏ（１］　＋　Ｄｏ（２）の
一方と演算手段３１がら（７）ｆｆ報ｔＭ号Ｄｉとを比
較する。同様にコンパレータ３４５ハメモリ３４１の出
力Ｚｏ　（１１、Ｚ　ｏ（２）の一方と焦点検出信号ｚ
ｉ（！：″Ｉｔ−比較する。ゲート手段３４６はコンパ
レータ３４４の出力ａとコンパレータ３４５の出力βと
この判別手段５４の出力Ｉとを入力する。このゲート手
段３４６の具体的構成を第１４図（ｂ）に示す。Ｄ型フ
リップフロップ３４７に上記α、βの出力が決定された
後のタイミングで発生するクロックパルスヲ３４８に受
はゲート手段６４６の出力δを入力し記憶する。このフ
リップフロップ３４７０更新すれた出力が判別手段３４
の出力として使用される。

この判別手段３４の動作例を以下の表に示す。

ただし　Ｄｉ（１）＜　Ｄｏ（１）又Ｉ’Ｓ　Ｄｉ（２
）＜Ｄｏ（２）で　ａ　＝　ＬＤｉ　（１））　ＤＯ（
１）又Ｉｒｅ　　Ｉ］　（２）　＞　Ｄｏ　（２）で　
ａ＝Ｈ１”（１）ｌ　＜Ｚｏ（１）又は　ｌ　Ｚｉ　（
２１１＜　Ｚｏ（２１でβ＝Ｌ 上記以外で　　　　　　　　　／”４ であるとする。

第２実施例の説明ではデフォーカス量Ｚｉの大小により
複数のフィルタ手段を切り変えることを主題として話を
進め、それに従属する形でデフォーカス量の大小に応じ
てサンブリ・ング領域の広がりを切り換えかつ対応して
サンプリングピッチを切り換える事を述べた。実際には
第２実施例のごとくこの両者をかね具えるのが最も好ま
しいが、デフォーカス量の大小でフィルターを切り換え
る事と、デフォーカス量の大小でサンプリング領域及び
サンプリングピッチを切り換える器はナイキスト周波数
に関連した問題はあるものの一応別の事であり、後者だ
けを用いてもそれなりに有効な焦点検出装ｆを提供する
率が可能である。例えばフィルタ手段としてＨ８９図（
ｅ）のＭＴＦ特性のものを１つだけ用い１合焦近傍では
第１０図（ｃ）のごとくサンプリング周期２Ｐｏで１．
の領域にわたってサンプリングしたデータで演算を行な
い、デフォーカスの大きい所ではフィルタ手段はこのま
まとするがサンプリング周期４Ｐｏで第１０図（ｂ）の
ｌ−相当の広がりの領域にわたってサンプリングしたデ
ータで前後ビン判定の演算を行なう。この場合デフォー
カスの大きい所でフィルタ手段のＭＴＦ、％性を第９図
（ｂ）のものに切り換える場合に比べて、ナイキスト周
波数以上の成分を少°し抽出してしまうのＴ幾分誤動作
を起こし７やすかったり、高次の空間周波数成分の存在
による偽合焦発生の可能性は増大するが、これらの幾分
の可能性を除けばデフォーカスの大きい所では光像のボ
ケも大きい事も手伝ってそれなりの効果が期待され得る
。即わち前述したデフォーカス量によってサンプリング
領域を変えかつサンプリングピッチｆ変える事の効果は
そのまま期待される。勿論単一フィルタとしてはそのＭ
ＴＦ特性が第９図（ｃｌのものに限らず第９図（ｅ）の
点線（ｅ＝）やその他の特性のものであっても構わない
。

以上の第１実施例及び第２実施例はいずれも第１フィル
タ手段のフィルタ済出力に基づく焦点検出信号と第２フ
ィルタリング手段のフィルタ済出力に基づく焦点検出信
号とを、デフォーカス量に応じて択一的に選択するもの
であった。次に、上記択一的選択の代りに、夫々の焦点
検出信号を所定の関係で同時に使用する本発明の第３実
施例を説明する。

第１５図において、光電装置５０からの一連の光電出力
ａ＋　ｇｂ＋・＝　ｈｎ　Ｈｂｍ　ニ遅延手段５１′Ｉ
ｒ介ｔ、−’１１フィルタ手段５２と、直接に第２フィ
ルタ手段５３とを夫々送られる。上記光電装置５０は第
１又は第２実施例のものと同様の構成であり、第１゜第
２フイルタ手段５２．５３も第１．第２実施例のものと
同様で、第１フィルタ手段５２のＭＴＦ周波帯域の中心
が第２フィルタ手段５３のそれよりも低次空間周波数側
にずれている。上記遅延手段５１の遅延時間は、上記一
連の光電出力について第２フィルタ手段５３のフィルタ
済出力がすべてサンプルホールド手段５４に送られた後
に、第１フィルタ手段５２のフィルタ済出力が上記サン
プルホールド手段５４に送られる様に、設定されている
。もちろんこの遅延手段５１Ｈｇ２フィルタ手段側に設
けることもできる。このサンプルホールド手段５４及び
それに続くめ変換器５５、メモリ手段５６．演算手段５
７は夫々＠２笑流側のものと同様の構成である。この演
算手段は最初に送られた第２フィルタ手段５３のフィル
タ済出力について演算し、信号Ｄｉ　（２）　ｔ　Ｚ　
１　（２）　？算出【７、次イで第１フィルタ手段５２
のフィルタ済出力について信号Ｄｉ（１）Ｉ　Ｚｉ　（
１）を算出する。メモリ回路５８は演算手段５７からの
信号Ｄｉ（１）　、　Ｄｉ（２）　、　Ｚｉ（１）　、
　Ｚｉ（２）？すべて記憶する。合成手段５９は、メモ
リ回路５８からの上記信号を入力し、焦点検出信号Ｚｉ
　（１）とＺｉ　（２）とを以下の所定の関係で合成し
た出力２を算出する。即ちＺ＝（１−−）Ｚｉ（１）＋
αＺｉ（２）　コこで、重みａｉｊＱ以上１以下の数で
、信号Ｚｉ（１）、　Ｚｉ（２）。

Ｄｉ　（１）　、　Ｄｉ　（２）の大きさに応じて決定
される。具体的にはａの決定け、信号Ｚｉ（１）又はＺ
）（２）が小さい時、即ち結像光学系が合焦位置の近傍
に位置している時には、帯域が高次空間周波数側の第２
フィルタ手段５３の出力に基づく信号Ｚｉ（２）が５強
調されるようにσを１又はそれに近い値とし、逆に信号
Ｚｉ（１）、Ｚｉ（２）が充分大きい時には帯域が低次
空間周波数側の第１フィルタ手段５２の出力に基づく信
号Ｚｉ（１）が強調される様にａを零又はそれに近い値
とする。また、合焦近傍において信号Ｄｉ（２）が非常
に小さい場合には信号Ｚｉ（２）は精度的に低下してい
るので、このとき信号Ｄｉ（１）が大きければ、信号Ｚ
ｉ（１）の重みが増加するようにし、その逆に合焦位置
が離れていても、信号Ｄｉ（１）が非常に小さい場合に
は信号Ｄｉ　（２）が大きければ、信号Ｚｉ（２）の重
みを増すようにする。

メモリ回路６０は、信号Ｄｉ（１）とＤｉ（２）との少
なくとも一方が対応の所定値Ｄｏ　（１）　、　Ｄｏ（
２）を越えている時の合仄出力２を記憶する。このメモ
リ回路６０の出力に応じて、第１．第２実施例と同様に
表示及び結像光学系、駆動が行われる。サンプルパルス
発生回路６１は箪８図のそわと同様である。

（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、一対の
光電変換素子アレイの光電出力をフィルタリング処理す
る第１及び第２フィルタ手段と、上記第１．第２フィル
タ手段の出力に基づき結像光学系の焦点調節状態を表わ
す信号を作成する演算手段と、前回選択されたフィルタ
手段の記憶又は演算手段の出力信号に応じて、上記第１
フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段の出力と上記
第２フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段の出力と
を共に選択し合成するか又にいずれかを択一的に選択す
る選択手段とを具備し、上記第１．第２フィルタ手段の
夫々のＭＴＦ周波数帯域に異ならせているので、焦点調
節状態に応じて適宜の空間周波数成分に基づく焦点検出
を行うことが可能となり、高精度かつ前後ビン判定域の
広い迅速な焦点検出を達成できる。また、本発明のよう
に周波数帯域の異なるフィルタ手段を切り換える事の有
効性は演算手段が相関演算のごとく全くフィルター効果
を持たない場合に著１−いが、演算手段がフーリエ変換
演算のようにそれ自体フィルター効果を持つ場合でもフ
ィルタ手段であらかじめナイキスト周波数以上の成分全
除去し７ておく等の有効な使い方が存在する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る焦点検出装置の一実施例の光学系
を示す光学図、第２図に簗１図の小レンズアレイのＭＴ
Ｆ特性を示すグラフ、第３図は上記第１実施例の回路系
を示すブロック図、第４図（ａ）は第１フィルタ手段の
ＭＴＦ特性を示すグラフと、第４図（ｂ）、　（ｃ）は
夫々第１フィルタ手段の具体的構成例を示すブロック図
、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は第２フィルタ手段のＭＴ
Ｆ特性のグラフとその具体的構成例のブＣｌツク図、第
６図（ａ’１（ｂｌ（ｃｌ　（７”；−第１　第２フィ
ルタ手段のｒｈｉ　Ｔ　Ｆ特性？示すグラフ、第７図は
本発明の第２実施例の光学系を示す光学図、第８フ・Ｃ
コ 図は第２実施例の回路系を示￥グ呼ツク図、第９図（ａ
ｌに元！変換素子了レイのＭＴＦ特性のグラフ、第９図
（ｂ）〜（ｆ）はフィルタ手段のΔ（ＴＦ特性のグラフ
、第１０図（ａ）、（ｂ＋ｒｃ）　ｆｌ夫々光電出力、
第１フィルタ手段の出力及び第２フィルタ手段の出力を
示す波形図、第１１図（ａ）〜（ｅ）はフィルタ手段の
出力及ヒサンプルパルスを示すタイミングチャート、第
１２図はフィルタ手段の具体的構成例を示すプロ〒６図 （ａ） （ｅと炉二ン （ｃ） す′７図 すブロック図、第１５図は本発明の第３実施例の回路系
を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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）光電変換素
   子が多数配列された一対の光電変換素子アレイと （ｂ）上記一対の光電変換素子アレイに夫々上記対象物
   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）上記一対の光電変換素子アレイの光電出力を入力
   しそれにフィルタリング処理を施す第１及び第２フィル
   タ手段と、 （ｄ）上記第１または第２フィルタ手段の出力を入力し
   、それに基づき上記焦点調節状態を表わす信号を作成す
   る演算手段と、 （ｅ）前回に選択されたフィルタ手段の記憶内容あるい
   は上記演算手段の出力信号に応じて、上記第１フィルタ
   手段の出力に基づく上記演算手段の出力信号と、上記第
   ２フィルタ手段の出力に基づく上記演算手段の出力信号
   とを所定の関係で選択する選択手段とを具備し、 上記第１フィルタ手段と第２フィルタ手段の夫々のＭＴ
   Ｆの周波数帯域が異なっていることを特徴とする焦点検
   出装置。