JPH0240605A - 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】 （発明の利用分野） 本発明は、対物レンズの焦点検出対象となる物体に対し
て焦点検出用投光光束を投射する焦点検出用投光装置と
組み合わされて使用される、カメラ用などの焦点検出装
置の改良に関するものである。

（発明の背景） 従来、カメラの焦点検出装置の一つのタイプとして、焦
点検出用の光学系によって撮影レンズの射出瞳を二つに
分割し、各瞳領域を通過した光束が形成する二つの被写
体像を光電変換素子列（例えばＣＣＤセンサ列）で受光
し、その出力から撮影レンズの焦点状態を検出する、と
いうような装置が知られている。第９図はこのような焦
点積出装置の光学系を示す。

第９図において、焦点検出されるべき撮影レンズ１と光
軸２を同じくして、フィールドレンズ３が配置される。

その後方の、光軸２に関して対称な位置に、２個の２次
結像レンズ４ａ、４ｂが配置される。更にその後方に光
電変換素子列５ａ。

５ｂが配置される。２次結像レンズ４ａ、４ｂの近傍に
は絞り５ａ、６ｂが設けられる。フィーＪレドレンズ３
は撮影レンズｌの射出瞳を２個の２次結像レンズ４ａ、
４ｂの瞳面上にほぼ結像する。

その結果、２次結像レンズ４ａ、４ｂにそれぞれ入射す
る光束は撮影レンズ１の射出瞳面上におｌ、）て各２次
結像レンズ４ａ、４ｂに対応する、互１．Ｎに重なり合
うことのない等面積の領域から射出されたものとなる。

フィールドレンズ３の近傍に形成された空中像が２次結
像レンズ４ａ、４ｂにより光電変換素子列５ａ、５ｂの
面上に再結像されると（ピントがぼけていてもよい）、
光軸方向の空中像位置の変位に基づいて、光電変換素子
列５ａ、５ｂ上の２像はその位置を変えることになる。

したがって、光電変換素子列５ａ、５ｂ上の２像の相対
位置の変位（ずれ）量を検出すれば、撮影レンズ１の焦
点状態を知ることができる。

上記のような焦点検出装置は被写体条件によっては良好
に動作しないことがある。その最も典型的なものは低輝
度の被写体である。光電変換素子の光電荷蓄積時間には
実用上の限界があり、その間に十分な光電荷を生じるだ
けの光量がないと、信号を形成できない、このような場
合、光電荷蓄積時間を延ばしても、カメラとして極めて
使いにくいものになるか、暗電流が増加して実効Ｓ／Ｎ
比が改善されない、そこで焦点検出用補助光をカメラに
搭載し、低輝度時の光量不足を補うことがよく行われる
。第９図の上部光学系が補助光装置７で、発光ダイオー
ド等の補助光光源８による発光光束はコンデンサレンズ
９を介してチャート状のパターン部材１０を照明し、パ
ターン部材ｌＯのパターンは投光レンズ１１により被写
体面に投影される。第９図のように撮影レンズ１と投光
レンズ１１とを別にすると、バララックスを生ずるが、
撮影レンズ１を通して補助光を投光すると、ゴーストを
生じやすいので、通常、撮影系の外部に別途補助光装置
７が設けられる。

補助光投光は低輝度被写体以外にも低コントラスト被写
体に有効なことが知られている。低コントラスト時には
演算の基本となるべき明暗パターンがないので焦点検出
できないのであるから、パターンを被写体面に投影すれ
ば、それを足がかりに焦点検出演算できる。

第１０図は光電変換素子列５ａ、５ｂ上に形成された２
像の光電変検出力の例を示す、光電変換素子列５ａから
出力される像信号をＡ　（ｉ）　、光電変換素子列５ｂ
の像信号をＢ　（ｉ）とする、なお、光電変換素子列５
ａ、５ｂの素子数ｉは最低限５個程度必要で、望ましく
は数１０個以上が良い。

像信号Ａ　（ｉ）　、Ｂ　（ｔ）から像ずれ量ＭＯを検
出する信号処理方法は、本願出願人により特開昭５８−
１４２３０６号公報、特開昭５９−１０７３１３号公報
、特開昭６０−１０１５１３号公報、或いは特願昭６１
−１６０８２４号等に開示されている・ これらの公報或いは明細書において開示された方法にて
得られた像ずれ量に基づいて撮影レンズ１の焦点調節を
行うことによって、撮影レンズ１を合焦状態にもってい
くことができる。

上記公報等に開示された方法は、例えば二つの像信号Ａ
　（ｉ）、Ｂ　（ｉ）（ｉ＝１〜Ｎ）に対しＶ　　（ｍ
）　　＝　　Σ　　ｗａｘ　　（Ａ（ｉ）、Ｂ（ｉ十に
−ｍ）　　）−　Σ　ｔａａｘ　（Ａ（ｉ＋ｋ）、Ｂ（
ｉ−ｍ））・・・（１） を異なる整数ｍ（ずらし量）について演算する。

なお、ｍａｘ　　（Ａ、Ｂ）は２実数Ａ、Ｈのうちの大
なるものを表す、和をとるｉの範囲は、各添字ｉ　、　
ｉ　＋に−ｍ、　ｉ＋に、　ｉ−ｍが閉区間［１゜Ｎ］
内に入らなければならないという条件から定まる。には
整数定数であり、通常はに＝１である。また、ｍの範囲
はどの程度大きな像ずれ量まで検出するかに関わり、−
概には決まらないが、通例−Ｎ／２≦ｍ≦十Ｎ／２内で
変化させられる。上記（１）式を各ｍについて演算した
典型的な結果は、第１１図に示されるようになり、相関
量Ｖ　（ｍ）が正負を反転するｍのところが、光電変換
素子列５ａ、５ｂ中の１素子を特徴とする特許れ量Ｍ０
である。像ずれ量Ｍ、は普通整数をとらない、　ｖ　（
ｎｏ　）とＶ　（ｎｏ　＋　１　）との間で符号の反転
があったとすると、端数まで含めた像ずれ量Ｍｏは Ｍ６　：ｍｏ　＋　ｌ　Ｖ　（ｍｏ　）　／　（Ｖ　（
ｍｏ　＋１）−Ｖ　（ｎｏ）　）　　ｌ　　　　　　　
・・・（２）によって算出できる。

なお、撮影レンズ１の射出瞳を分割する手段は上記従来
例以外にも、米国特許第４１８５１９１号に開示される
ように、光電センサペアの前に微小レンズを配したユニ
ットを多数直線上に配列しても良く、特に限定されない
。

上記のような像ずれ量検知を基本とした焦点検出方法は
、２個の光学像Ａ　（ｉ）　、Ｂ　（ｉ）のパターン形
状が一致し、単に位置だけが相対的にシフトすることが
前提とされている。上述の像ずれ量演算アルゴリズムに
しても２像のパターン形状が等しいことを立脚点として
おり、光学像の形状が異なると直ちに誤差要因となり、
システムの動作性能は著しく劣化する。このため、２個
の光学像の形状類似性を維持することが製造上重要で。

例えば絞り６ａ、６ｂの開口同一性、２次結像レンズ４
ａ、４ｂの結像バランス、光電変換素子列５ａ、５ｂの
感度ムラ等には細心の注意を払った設計、製造が行われ
ている。

ところが、いかに焦点検出光学系に配慮しても、光電変
換素子列５ａ、５ｂが見る焦点検出視野内に距離の異な
る２以上の物体がある場合、あるいは強度の逆光条件の
ため、撮影レンズｌにおいて発生したゴーストが焦点検
出光学系に混入する場合は、２個の光学像の形状類似性
は維持されない、焦点検出視野内に距離の異なる２以上
の物体がある場合（いわゆる遠近競合状Ｓ）には１分割
された各瞳領域から見た被写界がバララックスを持つた
め、撮影レンズ１のデフォーカス状態がどのような条件
下にあっても、２個の光学像は第１２図・（Ｃ）のよう
になり１．形状が一致しない。

これは原理的なものである０通例、この場合には、異な
る距離にある物体の１個に合焦するか、またはそれらの
物体の中間的な距離に合焦し、どの物体に対してもデフ
ォーカスする結果となる。

前者の場合、どの物体に合焦するか予測出来ないので、
それが撮影者の意図した主被写体とは限らず、また後者
の場合はどこにも合焦被写体がないので、いずれにして
も問題である。

逆光ゴーストは太陽をカメラ正面に置いた戸外での撮影
条件の他、窓際の人物や、人工照明に隣接した被写体等
の場合に発生する。ゴーストによる光量分布が２像で同
じように発生することは殆どなく、且つまたそのレベル
差が大であるので、２像の形状類似性は第１２図（ａ）
（ｂ）に図示した如く著しく破られる。従来、このよう
な条件下では焦点検出の信頼度は低下し、誤動作をした
り１合焦精度が大幅に劣化したりするのが普通である。

従来最も進んだ方法では、このような状況を認識するこ
とはできるが、その対処の仕方を見ると、システムの自
動焦点調節機能を停止させ、その旨を表示するか、また
は悪条件の光電変換信号に合わせて、演算アルゴリズム
を変更するものである。後者は例えば、遠近競合の場合
、演算に用いる実効的焦点検出視野をソフト的に限定す
る等であり、また逆光ゴーストでは比較的低い空間周波
数成分が多いゴースト分をディジタルフィルタリング手
段により被写体パターンから除去することが知られてい
る。

上記の方法は一定の効果を挙げるものではあるが、もと
もとの像信号が形状−散性のない劣等な光学像に由来す
るため、演算結果は信頼度の点で十分なものとはならな
いことが多い、このため、瞳分割像ずれ検知式の焦点検
出装置において、この積悪条件下でも信頼度の高い焦点
検出動作を維持することは従来より重要な課題であった
。

（発明の目的） 本発明の目的は、上述した問題点を解決し、焦点検出視
野内に遠近異なる物体が混在したり、逆光による著しい
ゴーストがある等の悪条件下での焦点検出能力を改善す
ることができる焦点検出装置を提供することである。

（発明の特徴） 上記目的を達成するために１本発明は、焦点検出用投光
光束の非投射時の光電変換素子列の出力から前記光電変
換素子列上に形成された複数の物体像の形状類似性を演
算し、判定する形状類似性判定手段と、該形状類似性判
定手段により前記形状類似性が所定の基準を下回ったこ
とが判定された時に、前記焦点検出用投光光束の投射時
の前記光電変換素子列の出力を信号処理手段の焦点検出
に用いられるように選択する選択手段とを設け、以て、
複数の物体像の形状類似性が悪い場合には、焦点検出用
投光光束の投射により形状類似性が改善された時の光電
変換素子列の出力を用いて焦点検出を行うようにしたこ
とを特徴とする。

（発明の実施例） 第１図は本発明の一実施例である焦点検出装置の主要部
を焦点検出用投光装置と共に示すブロック図であり、第
２図はそれに用いられる瞳分割方式の焦点検出光学系を
示す斜視図である。。

第２図において、フィールドレンズ２０の近傍には焦点
検出視野開口２１を有する視野マスク２２が置かれ、視
野マスク２２とフィールドレンズ２０との組は、不図示
の撮影レンズの予定結像面近傍に配置される。焦点検出
視野開口２１の像は、２次結像レンズ２３ａにより光電
変換素子列２４ａ上に、また２次結像レンズ２３ｂによ
り光電変換素子列２４ｂ上に、分離結像される。二つの
光電変換素子列２４ａ、２４ｂの上下には、入射光量に
応じて光電変換素子の光電荷蓄積時間を制御するための
自動利得制御回路２５．及び各光電変換素子のデータを
逐次外部出力するための読み出し回路２６がセンサ板２
７上にオンチップで集積されて、センサ装置２８を構成
している。光電変換素子列２４ａ、２４ｂはＣＣＤ構造
をとるものでも、ＭＯ３構造をとるものでも、ライン上
の光量分布を検出、出力するものであれば何マもよい。

第１図において、焦点検出用投光装置１ｔ２９は焦点検
出装置と組み合わされて使用されるもので、第９図の補
助光装置７と同様の構成を有し、焦点検出装置の投光制
御手段３０からの指令により焦点検出用投光光束を被写
体に対して投射する。信号処理手段３１は光電変換素子
列２４ａ、２４ｂの出力を用いて焦点状態を検出するも
の、形状類似性判定手段３２は焦点検出用投光光束の非
投射時及び投射時の光電変換素子列２４ａ、２４ｂの出
力から二つの被写体像の形状類似性を演算し、判定する
もの、選択手段３３は該形状類似性判定手段３２により
非投光時の形状類似性が所定の基準を下回ったことが判
定された時に、焦点検出用投光光束の投射時の光電変換
素子列２４ａ　、２４ｂの出力を信号処理手段３１の焦
点検出に用いられるように選択するものである。第１図
に示されるブロックのうち、焦点検出用投光装置２９以
外のものが焦点検出装置を構成する。

レリーズボタンの第１ストロークによりＡＦ制御が実行
されると、まず、焦点検出用投光装置２９が動作しない
状態で光電変換素子列２４ａ、２４ｂから像信号を得る
。この像信号から形状類似性判定手段３２は後述する方
法により形状類似性を演算し、判定する。この形状類似
性が所定の基準を上回っていれば、選択手段３３は非投
光時に得られた像信号が信号処理手段３１により用いら
れて焦点検出が行われることを選択する。形状類似性が
所定の基準を下回っていれば、選択手段３３は投光制御
手段３０を動作させて、焦点検出用投光装置２９が被写
体に対して焦点検出用投光光束を投射するようにさせる
。投光時の像信号から形状類似性判定手段３２は再度形
状類似性を演算し、判定する。この形状類似性が所定の
基準を上回っていれば、信号処理手段３１は投光時に光
電変換素子列２４ａ　、２４ｂから出力される像信号を
用いて、焦点検出を行う。

次に形状類似性判定手段３２による演算判定方法の詳細
について説明する。

その一つの方法は２個の光学像の形状類似性をｗ　（ｍ
Ｑ　） ＝Σ　ｌ　Ａ　（ｉ）　−Ｂ　（ｉ　　ｎｏ　）　　ｌ
　　＝（３）を基本に演算する方法である。和の範囲は
、添字ｉ　、　ｉ−ｍＱが区間［１，Ｎ］内に含まれる
ようにとる。数式の意味を像信号により図式的に説明す
る。（３）式は、第１２図に斜線で図示された２像のＡ
　（ｉ）　　、Ｂ　（ｉ−ｎｏ）の重ならない領域の面
積であるから、（３）式の値Ｗが大であるほど形状類似
性は低い、（３）式の値Ｗ（ｎｏ）はＡ像とＢ像の相対
シフト量ｍ６に依存するので、両像が最もよく重なるよ
うに相対シフト量ｍ０を選んで、値Ｗを評価する必要が
ある０合焦演算の過程で導出される像ずれ量整数部ｍ（
、を用いれば、丁度都合が良い。

値Ｗを評価する上で考慮すべきことが２点ある。第１は
規格化の問題である。（３）式で定義された形状類似性
因子は、被写体のコントラストにも依存しており、同程
度の質の光学像でも、絶対的な信号レベルが変われば、
値Ｗも変わってしまう０例えばＡｓ　　（ｉ）　＝Ａ　
（ｉ）　／２　、　Ｂｔ（ｉ）＝Ｂ　（ｉ）／２を（３
）式に用いれば、値Ｗも１／２になる。これは形状類似
性という観点からは問題であり、信号の絶対値で規格化
しておくことが必要である。規格化因子としては（：　
　＝　　Ａｍａｘ　　−Ａｓ１ａ　　　　　　　　　　
　　　　　　　　・・・　（４ａ）Ｃ＝　Σ　ＩＡ（ｉ
）−Ａ（ｉ−１）ｌ・・・　（４ｂ）雷２ 等が適当である。　Ａ　（ｉ）のかわりにＢ　（ｉ）を
用いても良く、またＡ（ｉ）、Ｂ・（ｉ）両者併用して
も良い、これらの規格化因子で（３）式を除し、 Ｗ　　（ｍｏ　　）＝　１　／Ｃ（Σ　ＩＡ（ｉ）−Ｂ
　　（ｉ　−ｎｏ　）　　ｌ）　　　　”　　（５）に
よりｚ像の形状類似性を評価する。

第２の留意点は補間である。ｍＱはとびとびの整数値し
かとれないので、実数値である真の像ずれ量の分をシフ
トし、２像の重なりを評価することはできない、このた
め、ｎｏに対する値Ｗ（ｍｏ）の挙動は第３図に示すよ
うなものになり。

整数値のｍ６で評価した値Ｗの最小が２像の不一致性を
完全に表しているわけではない０本発明ので、像の一致
度を悪く評価することはシステムの安全性を増す方向に
作用するので、重大な問題ではないが、システム効率を
若干悪くする。これを改善するためには２例えば最小点
Ｑとその両側のデータＰ、Ｒを用い、破線３４の２次関
数近似を行い、極値を想定しても良い。

上述の様な手法で求められた、規格化された形状類似性
因子Ｗに閾値Ｆを設け、 Ｗ＞Ｆ　　　　　　　　　　　　　　　・・・（８）の
ときに、焦点検出用投光装置２９を発光させ、発光時に
おいて光電変換素子列２４ａ、２４ｂが受光した光電変
検出力を用い、撮影レンズの焦点検出を行う。

焦点検出用投光の為に光学像が改善される原理は以下の
通りである。ゴースト像が被写体光学像に乗っている場
合は、前出第１２図（ａ）（ｂ）のように、２像にレベ
ル差があったり、さらにレベル差が像の位置（Ｉの位置
）に応じてゆるやかに変化する傾向を示す、一般にゴー
スト光により被写体光学像が損ねられるのは、ゴースト
光源に比べ、相対的に被写体の輝度が著しく低いためで
あるから、被写体面に投光すれば、被写体輝度が向上し
、相対的にゴースト光の影響は弱められる。投光光は一
様照明でも、パターンを持った照明でも良いが、パター
ンを持った投光の方が、被写体コントラストが増すので
望ましい、第１２図（ｂ）の場合に、−様照明、パター
ン照明各々で焦点検出用投光照明した、改善された光電
変検出力を第４図（５Ｌ）　　（ｂ）に示す０図で縦軸
は信号レベルで、任意スケールである。どちらの場合で
も被写体面情報に対するゴースト光成分の比率が相対的
に減少する。

一方、遠近競合時に焦点検出用投光を行うと、投光光の
反射は距離の近い被写体からの方が戻り量が多いから、
至近側の被写体が自然に選択される。遠近具なる２以上
の被写体が焦点検出視野中に含まれる場合、撮影シーン
としては遠方の背景を背にして至近側の主被写体がある
ことが多いので、至近側を選ぶ方が選択として優れてい
る０本方法では、反射光量は距離の２乗に比例して減少
するので、明瞭な近景選択性を持つ。

前出第１２図（ｃ）は遠近競合時の２像の信号を表した
ものであるが、焦点検出用投光により。

第５図のように改善される。第１２図（Ｃ）で視野右側
が遠景、左側が近景で、近景のみが強調される。この場
合、パターンを持った焦点検出用役光よりも−様な焦点
検出用投光の方が望ましい。

もしくはパターンを持った投光であっても、そのパター
ンが狭い視野に局在しているのではなく、焦点検出視野
内の相当領域に分散していることが望ましい、このよう
なパターンをランダムに配列したチャート例は本出願人
より既に提案されている。

本発明における別の形状類似性判定方法として、像信号
Ａ　（ｉ）　、Ｂ　（ｉ）のディジタルフーリエ変換を
用いても良い、フーリエ変換のパワースペクトルはシフ
ト不変（Ｓｈｉｆｔ−ｉｎｖａマ１ａａｔ　）であるか
ら、両像の位置合せをしなくても形状類似性比較ができ
る。すなわち ＣＡ　（ｊ）　　＝　洛Ａ（ｉ）　ｃｏｇ　（２πｉｊ
／Ｎ）　＝（７ａ）５Ａ（ｊ）＝　Σ　Ａ　（ｉ）　ｓ
ｉｎ　（２πｉｊ／Ｎ）　　＝　（７ｂ）ＣＢ　（ｊ）
　　＝　Ｘ、　Ｂ（：）　ｃａｓ　（：’ｒｉｊ／Ｎ）
　＝Ｃ７ｃ）Ｓ　Ｂ　（ｊ）　　−Ｘ　　Ｂ（ｉ）　ｓ
ｉｎ　（２πｉｊ／Ｎ）　・”（７ｄ）ＧＢ　　（ｊ）
＝　ＣＢ　Ｕ）　２−　ＳＢ　（ｊ）　　２　　　・・
・（８ｂ）を計算し、比較する。比較の方法は、１個以
上り個の比較成分の差の絶対値和をとり の大小を講じれば良い、上式は規格化されていないので とすれば、より良好である。上記値Ｈが予め設けられた
閾値Ｆを越えると、２像の類似性は悪いと判定される。

　（１０）式の分母の規格化因子はバースパルの定理に
より であるから により両像のフーリエパワースペクトル　　　　　　か
ら演算でき、Ｌ個のフーリエスペクトルのみをＧＡ　（
Ｄ　＝ＣＡ　（ｊ）　２−５Ａ　Ｕ）　２　　°値８ａ
）　　　求メレハ良イコトカ分カル、コースト光、遠近
ｎ合いずれの場合でも、２像のスペクトルの差は比較的
低い空間周波数で現れるので、数少ないフーリエ成分か
ら２像の形状類似性を判定できる。尚上記演算において
、端部の効果を抑えるため、フーリエ変換の対象領域両
端部で徐々に減衰する窓関数をかければ、更に望ましい
効果が得られる０本方法により像信号形状類似性を判定
する場合は、「像信号入力」の直後で行うのが望ましい
。

以上説明した実施例によれば、遠近競合被写体やゴース
トで光学像の劣化した逆光被写体に対して、焦点検出用
投光光束が有効な距離内であれば、すべて焦点検出光学
像が改善されて、正確な焦点検出可能となる。そして、
形状類似性判定手段３２は簡易なソフトウェアで構成で
きるので、自動焦点カメラに標準的に搭載されているマ
イクロコンピュータに具備させることができ、容易に実
現することができる。更に、形状類似性が所定の基準を
下回ったことが判定された時に、焦点検出用投光光束を
投射させるので、投光を最小限にとどめることができ、
電力消費の点でも有利である。

また、本発明を外光除去機能のあるアクティブ式の焦点
検出装置に適用することにより、更に改善された機能を
期待することができる。即ち、ゴースト光が混入したり
、遠近被写体が混在している外界照明光による光電変検
出力をカットし、焦点検出用投光光束のみによる焦点検
出を行えば、焦点検出精度は向上する。上記のような外
界の光をし串断する方法は本願出願人により提案されて
いる。

上述の実施例では、焦点検出用投光光束のない状態で形
成された像信号を用い、形状類似性を判定し、形状類似
性が弱いと判定された被写体に対し、焦点検出用投光光
束を投射し、再度像信号を形成するようなシーケンスを
提供した。しかし。

本発明は、焦点検出用投光光束を投射して、形状の良く
一致した被写体光学像を得る方法、及び非投光時の光学
像の形状類似性を判定することを特徴とするものである
１例えば、焦点検出用投光光束の投射時と非投射時との
像信号を得て、その選択を行うようなシーケンスにして
も良い。

第６図は本発明の一実施例である焦点検出装置を含むカ
メラの電気制御系を示す。

ＰＲＳはカメラ制御装置で、内部に演算ユニットｃｐｕ
　、　プログラム用メモリＲＯＩＩ　、データ用メモリ
ＲＡＭ　、書き換えデータ用メモリＥＥＦＲＯＭ、アナ
ログディジタル変換器（不図示）などをもつｌチップの
マイクロコンピュータから成るものである。カメラ制御
装置ＰＲＳは、プログラム用メモリＲＯＭに格納された
カメラのシーケンスプログラムに従って、自動露出制御
、自動焦点調節、フィルムの巻き上げ、巻き戻し等のカ
メラの一連の動作を行う、そのために、カメラ制御装置
ＰＲＳは、出力されるデータ信号ＳＯ１入力されるデー
タ信号ＳＩ、同期クロック信号５ＣＬＫ、通信選択信号
ＣＬＧＭ　、Ｃ３ＤＩＩＩ　、ＣＤＯＲ，ＣＡＧＣを用
いて、カメラ本体内の周辺回路及びレンズ内制御回路Ｌ
ＰＲ１９と通信を行って、各々の回路やレンズＦＬＮＳ
の動作を制御する。

ＬＣＭはレンズ通信バッファ回路で、カメラが動作中の
時にはレンズ用電源端子ＶＬに電力を供給すると共に、
カメラ制御装置ＰＲ５からの通信選択信号ＣＬＣＭがハ
イレベルの時には、カメラとレンズＦＬＮＳとの間の通
信バッファとなる。

カメラ制御装＠　ＰＲＳが通信選択信号ＧＬＣＭをハイ
レベルにして、同期クロック信号５ＣＬＫに同期して所
定のデータ信号ＳＯを出力すると、レンズ通信バッファ
回路ＬＣＭは、カメラ・レンズ間通信接点を介して同期
クロック信号５ＣＬＫ及びデータ信号ＳＯのバッファ信
号である同期クロック信号ＬＩＣＫ及びデータ信号ＤＧ
Ｌをレンズ内制御回路ＬＰｌ？Ｓに送る。

それと同時にレンズ内制御回路ＬＰＲ９からのデータ信
号口ＬＣのバッファ信号であるデータ信号Ｓ！を出力す
る。

ＳＮＳは、ＣＯＤ等から構成され、第２図に示されるよ
うな複数の光電変換素子列を有するセンサ装置である。

　ＳＤＲはセンサ装置ＳＮＳを駆動する駆動回路で１通
信選択信号Ｃ３ｒＪＲがハイレベルの時に選択されて、
カメラ制御装置ＰＲ９により制御される。　ＣＫはセン
サ装置ＳＮＳの駆動用クロック信号φｌ、φ２を生成す
るためのクロック信号、ＩＮＴＥＮＤは蓄積終了信号、
ＳＨは電荷転送信号、ＣＬＲはクリア信号である。

センサ装置ＳＮＳの出力信号Ｏ８は駆動用クロー２り信
号φｌ、φ２に同期した時系列の像信号であり、駆動回
路ＳＤＲ内の増幅回路により増幅された後、像信号ＡＯ
９としてカメラ制御装置ＰＲ５のアナログ入力端子に入
力される。カメラ制御装＠　ＰＲＳは像信号ＡＯ９をク
ロック信号ＧＫに同期してディジタル信号に変換し、デ
ータ用メモリＲＡＭの所定のアドレスに順次格納する。

センサ装置ＳＮＳ内の自動利得制御用センサの出力であ
る自動利得制御信号５ＡＧＣは、カメラ制御装置ＰＲ９
からの通信選択信号ＣＡＧＣがハイレベルの時に駆動回
路ＳＤＲに対して出力されてセンサ装置ＳＮＳの蓄積制
御に用いられる。

ＳＰＣはレンズＦＬＮＳを介した被写体からの光を受光
する露出制御用の測光センサであり、その出力信号５Ｓ
ＰＣはカメラ制御装置ＰＲ９のアナログ入力端子に入力
され、ディジタル信号に変換された後、所定のプログラ
ムに従って自動露出制御に用いられる。

ＤＤＲはスイッチ検知及び表示用回路であり、通信選択
信号ＣＤＯＲがハイレベルの時に選択されて、カメラ制
御装置ＰＲ９により制御される。即ち、カメラ制御装置
ＰＲ８から送られてくるデータ信号ＳＯに基づいてカメ
ラの表示器ＤＳＰの表示を切り換えたり、不図示のレリ
ーズボタン（第１ストロークスイツチ５ｌｌｌｌ、第２
ストロークスイツチＳＷ２が連動）をはじめモード設定
ボタン等のカメラの各種操作部材に連動するスイッチＳ
−８のオンオフ状態を検知し、カメラ制御装置ＰＲ５に
報知する。

に丁ＲＩはフィルム給送用モータ、ＭＴＲ２はミラーア
ップ・ダウン及びシャ７タばねのチャージ用モータであ
り、各々の駆動回路ＭＤＲＩ　、ＮＤＲ２により正転、
逆転などが制御される。　ＭＩＦ、ＭＩＲ，Ｍ２Ｆ、Ｍ
２Ｒはモータ制御用の信号である。　ＮＧＩ、ＮＧ２は
各々シャッタ先幕・後幕走行開始用マグネットで、信号
５ＮＧＩ　、５ＮＧ２による増幅トランジスタＴＲＩ、
ＴＲ２のオンオフによって通電制御がなされる。なお。

フィルム給送用モータＭＴＲ１、チャージ用モータ！’
ｌＴＲ２及びシャッタ先幕・後幕走行開始用マグネット
）ＩＧＩ、ＭＧ２の動作は、本発明と直接間わりがない
ので、詳しい説明は省略する。

レンズ内制御回路ＬＰＲ３に同期クロー２り信号ＬＧＫ
に同期して入力されるデータ信号ＤＣＬは、カメラから
レンズＦＬＮＳに対する命令のデータ信号であり、命令
に対するレンズＦＬＮＳの動作は予め決められている。

レンズ内制御回路ＬＰＲ９は所定の手続きに従って命令
を解析し、焦点調節や絞り制御の動作や、レンズＦＬＮ
Ｓの各部動作状況（焦点調節光学系の駆動状況や、絞り
の駆動状況等）や各種パラメータ（開放Ｆナンバー、焦
点距離、デフォーカス量対焦点調節光学系の移動量の係
数等）のデータ信号ＤＬＣの出力を行う。

第６図では、全体繰り出しの単レンズの例を示しており
、カメラから焦点調節の命令が送られた場合には、同時
に送られてくる駆動量、方向に従って焦点３１節用モー
タＬＭＴＲが信号ＬＭＦ、ＬＭＲによって駆動されて、
焦点調節光学系が光軸方向に移動され、焦点調節が行わ
れる。焦点調節光学系の移動量はエンコーダ回路ＥＮＣ
のパルス信号５ＥＮＧがレンズ内制御回路ＬＰＲ５内の
カウンタにより計数されることでモニタされており、所
定の移動が完了した時点でレンズ内制御回路ＬＰＲＳは
信号ＬＭＦ、ＬＭＲをローレベルにして焦点調節用モー
タＬＭＴＲを制動する。このため、−旦カメラから焦点
調節の命令が送られた後は、カメラ制御装置ＰＲＳは、
レンズＦＬＮＳの駆動が終了するまでレンズ駆動に関し
て全く関与する必要がない、また、カメラから要求があ
った場合には、上記カウンタの内容をカメラに送出する
ことも可能な構成になっている。

カメラから絞り制御の命令が送られた場合には、同時に
送られてくる絞り段数に従って信号ＤＭ１−４により絞
り駆動用としては公知のステッピングモータＩＩＭＴＲ
を駆動する。なお、ステッピングモータＤＭＴＲはオー
プン制御が可能なため、動作をモニタするためのエンコ
ーダ回路を必要としない。

ＡＣＴは焦点検出用投光装置であり、不図示の部材によ
りカメラ本体に装着されるもので、発光ダイオードＡＬ
ＥＤ、発光制御用トランジスタＡＴＲ、投光レンズＡＬ
ＮＳなどを有する０発光制御トランジスタＡＴＲはカメ
ラ制御装置ＰＲＳからの信号ＳＡＬによりオンオフされ
る。

第６図に示されるカメラの動作を第７図のフローチャー
トにより説明する。

ステップＯＯ１で不図示の電源スィッチが操作されると
、カメラ制御装置ＰＲｓへの給電が開始され、カメラ制
御装置ＰＲ５はプログラム用メモリＲＯ舅に格納された
シーケンスプログラムを実行する。シーケンスプログラ
ムの実行が開始されると、ステップ００２においてレリ
ーズボタンの第１ストロークにてオンとなる第１ストロ
ークスイツチＳＷｌの状態を検知し、オフの時にはステ
ップ００３でカメラ制御装！ｌ　ＰＲ９内のデータ用メ
モリＲＡＭに設定されている制御用のフラグを全てクリ
アする。なお、第１ストロークスイツチＳＷＩの検知は
、カメラ制御装置ＰＲ５からの通信選択信号ＣＤＯＲを
ハイレベルとなして、スイッチ検知及び表示用回路ＤＤ
Ｒを選択し、第１ストロークスイツチＳＷｔの状態検知
命令としてのデータ信号ＳＯをスイッチ検知及び表示用
回路ＤＤＲに伝えることにより、第１ストロークスイー
、チＳｗｌの状態検知をスイッチ検知及び表示用回路Ｄ
ＤＲにて行い、その結果をデータ信号ＳＩとしてカメラ
制御装置ＰＲ９に伝えることにより行う、ステップ００
２，００３は第１ストロークスイツチＳＷＩがオンにな
るか、或いは電源スィッチがオフになるまで繰り返し実
行され、第１ストロークスイッチＳ−１がオンになるこ
とによってステップ００４へ移行する。

ステップ００４はｒＡＥ制御」のサブルーチンを意味し
ている。このｒＡＥ制御」サブルーチンでは、測光演算
処理、露光制御並びに露光後のシャッタチャージ、フィ
ルム巻き上げ等の一連のカメラ動作制御を行う、なお、
ｒＡＥ制御」サブルーチンは本発明とは直接間わりがな
いので、その詳細な説明は省略するが、このサブルーチ
ンの機能の概要は次の通りである。

第１ストロークスイッチＳ−１がオンの時は「ＡＥ制御
」サブルーチンを実行し、その度にカメラのモード設定
や測光及び露光制御演算２表示を行う、不図示のレリー
ズボタンの第２ストロークにより第２ストロークスイツ
チ５１１２がオンになると、カメラ制御装置ＰＲ９の持
つ割り込み処理機能によってレリーズ動作を開始し、上
記露光制御演算で求めた露光量に基づいて絞り或いはシ
ャツタ秒時の制御を行い、露光制御後にはシャッタチャ
ージ及びフィルム給送動作が行われることによってフィ
ルムｌ駒の撮影が実行される。

ステップ００４にてｒＡＥ制御」が終了すると、ステッ
プ００５のｒＡＦ制御」サブルーチンを実行する。第８
図にｒＡＦ制御」サブルーチンのフローチャートを示す
。

先ずステップ１０２でフラグＰＲＭＶの状態を検知する
。フラグＰＲＮＶは後で述べるようにレンズ制御に関わ
るフラグであるが、前述したように、第１ストロークス
イツチＳｗ１のオフの間はステップ００３にて全てのフ
ラグがクリアされているので、第１ストロークスイツチ
Ｓｗ１のオンから初めてステップ００５のｒＡＦ制御」
サブルーチンがコールされた時には、フラグＰＲＭＶも
０であり、ステップ１０６へ移行する。

ステップｌＯ６ではフラグＡＣＴＪＦの状態を検知する
。フラグＡＣＴＪＦは焦点検出用投光制御に関わるフラ
グであり、前述したようにフラグＡＣＴＪＦもＯである
から、ステップ１０８へ移行する。ステップ１０８は「
像信号入力」のサブルーチンであり、このサブルーチン
を実行することにより、カメラ制御装＠　ＰＲＳのデー
タ用メモリＲＡＭ上の所定アドレスにセンサ装置ＳＮＳ
からの像信号ＡＯ９のディジタル信号が格納される。

ステップ１１１ではフラグＡＣＴＭＯＤの状態を検知す
る。フラグＡＣＴＭＯＤは焦点検出用投光モードである
ことを表すフラグである。焦点検出用投光に関する制御
は後で述べる。

前述したようにフラグＡＣＴＭＯＤもＯであるから、ス
テップ１１２に移行する。ステップ１１２ではフラグＬ
ＬＦＬＧの状態を検知する。フラグＬＬＦＬＧはステッ
プ１０８の「像信号入力」サブルーチン内で設定される
フラグで、被写体輝度が低い場合には１にセットされる
。ここでは被写体輝度が充分あるもの（ＬＬＦＬＧ　＝
　０）として説明を進める。フラグＬＬＦＬＧは０であ
るから、ステップ１１３に移行し、被写体輝度が充分あ
るということから焦点検出用投光モードのフラグＡＣＴ
ＭＯＤをクリアする。

次のステップ１１４において「焦点検出」サブルーチン
を実行する。このサブルーチン内では、データ用メモリ
ＲＡＭに格納されている像信号からレンズの焦点状態を
演算し、合焦状態ならば合焦フラグＪＦを１にし、被写
体が低コントラストのために焦点検出が不可能であった
ならば、焦点検出不能フラグＡＦＮＧを１にし１両者の
うちのいずれかの状態の場合にはレンズ駆動を禁止する
ためのレンズ駆動禁止フラグＬＭＶＤＩを１にセットし
てリターンする。また、コントラストが高く、合焦でな
い場合にはデフォーカス量を求める。なお、この時はレ
ンズ駆動禁止フラグＬＭＶＤＩは０のまま保持される。

更にコントラストが十分あるにもかかわらず、（５）式
の形状類似性因子が悪い（すなわち値が大きい）場合に
は、ゴースト光の混入もしくは遠近競合の発生があるも
のと推定し、形状類似性判定フラグＭＷを１にセットす
る。

ステップ１１５では形状類似性判定フラグＮ−の状態を
検出し、０であれば、ステップ１１６に移行する。形状
類似性判定フラグＭＷが１の場合については後述する。

次のステップ１１６では、合焦または焦点検出不能を表
示するための「表示」サブルーチンを実行する。これは
スイッチ検知及び表示用回路ＤＤＲに所定のデータを通
信して表示器ＤＳＰに表示させるわけであるが、この動
作は本発明と直接間わりがないので、これ以上の説明は
省略する。

次のステップ１１７では、レンズ駆動禁止フラグＬＭＶ
［１１の状態を検知する。先に述べたように、レンズ駆
動が必要ない場合にはレンズ駆動禁止フラグＬＭＶＤＩ
が１にセットされるので、ｌならば、ステップ１１８で
メインルーチンへ戻る。０ならば、ステー、プ１１９に
移行し、「レンズ駆動」サブルーチンを実行する。「レ
ンズ駆動」サブルーチンが終了すると、ステップ１２０
にてレンズ駆動実行フラグＰＲＭＶを１にセットした後
、ステップ１２１でメインルーチンへ戻る。第７図のメ
インルーチンのステップ００２へ戻ると、第１ストロー
クスイツチＳＷ１がオンである限り、ｒＡＥ制御」とｒ
ＡＦ制御」のサブルーチンが繰り返される。

今、第７図のメインルーチンにおいて再び（２回目）ス
テップ００５のｒＡＦ制御」サブルーチンがコールされ
たとすると、ステップ１０２でレンズ駆動実行フラグＰ
ＲＭＶの状態検知を行う、前回のｒ　Ａ　Ｆ　ＩＩ御」
サブルーチンで合焦或いは焦点検出不能であったならば
、レンズ駆動実行フラグＰＲＭＶは０であるから、ステ
ップ１０６以降のフローを再び実行していく、前回レン
ズ駆動が行われた場合には、レンズ駆動実行フラグＰＲ
）ＩＶは１にセットされているから、ステップ１０３へ
移行する。

ステップ１０３ではレンズ内制御回路ＬＰＲ１Ｊと通信
して、現在のレンズの駆動状況を検知し、レンズ側から
ステップ１１８で指示した所定の駆動が終了したことが
知らされればステップｌＯ５でレンズ駆動実行フラグＰ
ＲＭＶを０にし、ステップ１０６以降のフローを実行し
ていく、なお、この判定はエンコーダ回路ＥＮＣからの
パルス信号５ＥＮＣをカメラ制御装置ＰＲＳが検知する
ことによって行う、また、レンズ側から未だレンズ駆動
中であることを知らされたならば、ステップ１０４に移
行してメインルーチンのステップ００２へ戻る。したが
って、ｒＡＦ制御」サブルーチンではレンズが駆動して
いない状態でのみ新たな焦点検出動作、レンズ制御を行
うことになる。

次に焦点検出用投光に関わる動作について説明する。

焦点検出用投光を起動する条件は、低輝度の場合と、像
信号の形状類似性が悪い場合との２通りある。ｒＡＦ制
御」サブルーチンにおいて被写体輝度が低い場合には、
ステップ１０８でフラグＬＬＦＬＧが１にセットされ、
ステップ１１２でのフラグＬＬＦＬＧの状態検知により
ステップ１２２へ移行する。ステップ１２２では、焦点
検出用投光装置ＡＣＴの装着部材の状態を検知し、装着
されていなければステップ１１３へ移行して、前述した
通常と同じ動作を行づ、装着されていれば、ステップ１
２３へ移行し、焦点検出用投光モードフラグＡＣＴＭＯ
Ｄを１にセットする。なお、焦点検出用投光装置ＡＣＴ
がカメラ本体に内蔵されている場合は、ステップ１２２
を省略する。

次にステップ１２４で投光使用フラグＡＣ：ＴＵＳＥの
状態を検知する。投光使用フラグＡＧＴＵＳＥは、実際
に投光がなされた時に（焦点検出用投光モードフラグＡ
ＣＴＭＯＤが１にセットされた状態で）、ステップ１０
８の「像信号入力」サブルーチンを実行した時において
ｌにセットするフラグである。今説明している状況では
、初めて焦点検出用投光モードになったわけであるから
、それ以前には投光がなされておらず、ステップ１２５
で−Ｈリターンする。即ち、この場合ステップｌＯ８で
入力した像信号データを破棄し１次のｒＡＦ制御」サブ
ルーチンにおいて投光状態で像信号を入力し、これを焦
点検出に使用することとなる。

一方、上記ｒＡＦ制御」サブルーチンにおいて、二つの
ＡＦ像信号Ａ　（ｉ）　、Ｂ　（ｉ）の形状類似性が悪
い場合には、ステップ１１４の「焦点検出」サブルーチ
ンにおいて、形状類似性判定フラグＭＷが１にセットさ
れ、ステップ１２６へ分岐する。ステップ１２８では、
焦点検出用投光装置ＡＣＴの装着部材の状態を検知し、
装着されていなければステップ１１６へ移行して、これ
まで説明してきた通常と同じ動作を行う、装着されてい
れば、ステップ１２７へ移行し、焦点検出用投光モード
フラグＡ１１ｌ：ＴＭＯＤを１にセットし、ステップ１
２８で一旦ｒＡＦ制御」サブルーチンよりリターンする ステップ１２３もしくはステップ１２７にて初めて焦点
検出用投光モードフラグＡ１１ｌ：ＴＭＯＤが１にセッ
トされた状態で、再びｒＡＦ制御」サブルーチンがコー
ルされると、ステップ１０８の「像信号人力」サブルー
チンでは投光状態で像信号を入力し、ステップ１１１で
の焦点検出用投光モードフラグＡＣＴＭＯＤの状態検知
によりステップ１２２へ移行する。この間に焦点検出用
投光装置ＡＣＴがはずされていなければ、ステップ１２
３へ移行する。はずされていれば、ステップ１１３へ移
行して、焦点検出用投光モードフラグＡＣＴＭＯＤを０
にし、焦点検出用投光モードを解除し、通常の「ＡＦ量
制御に戻る。

ステップ１２２，１２３を経てステップ１２４では投光
使用フラグＡＣＴＵＳＨの状態検知を行う、既にステッ
プ１０８において１にセットされているので、ステップ
１１４へ移行し、「焦点検出」サブルーチンを実行する
。以降は通常のｒＡＦ制御」と同様である。

上述したように低輝度の場合もしくはＡＦ像信号のの形
状類似性が悪い場合であって、焦点検出用投光装置ｔ　
Ａ１１ｌ：Ｔが装着された時に、焦点検出用投光モード
となり、投光下での像信号に基づき焦点検出動作を行う
わけであるが、投光状態で合焦した場合、ステップ１１
４の「焦点検出」サブルーチン内で合焦フラグＡＣＴＪ
Ｆが１にセットされ、そのためステップ１０６からステ
ップ１０７へ移行し、メインルーチンへ戻る。即ち、投
光状態で合焦した場合には、第１ストロークスイツチｓ
ｗｌがオフされるまでは再び焦点検出動作及びレンズ駆
動は行わないようになる。

（発明と実施例の対応） フィールドレンズ２０、焦点検出視野開口２１及び２次
結像レンズ２３ａ、２３ｂが本発明の瞳分割手段に、光
電変換素子列２４ａ、２４が本発明の光電変換素子列に
、それぞれ相当する。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、焦点検出用投光
光束の非投射時の光電変換素子列の出力から前記光電変
換素子列上に形成された複数の物体像の形状類似性を演
算し１判定する形状類似性判定手段と、該形状類似性判
定手段により前記形状類似性が所定の基準を下回ったこ
とが判定された時に、前記焦点検出用投光光束の投射時
の前記光電変換素子列の出力を信号処理手段の焦点検出
に用いられるように選択する選択手段とを設け、以て、
複数の物体像の形状類似性が悪い場合には、焦点検出用
投光光束の投射により形状類似性が改善された時の光電
変換素子列の出力を用いて焦点検出を行うようにしたか
ら、焦点検出視野内に遠近具なる物体が混在したり、逆
光による著しいゴーストがある等の悪条件下での焦点検
出能力を改善することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の一実施例における焦点検出光学系を示す斜視図
、第３図は本発明の一実施例による形状類似性因子の変
化を示す図、第４図は焦点検出用投光により改善された
像信号（対ゴースト）を示す図、第５図は焦点検出用投
光により改善された像信号（対遠近競合）を示す図、第
６図は本発明の一実施例を含むカメラの電気制御系を示
すブロック図、第７図及び第８図は第６図図示カメラの
動作を示すフローチャート、第９図は従来の焦点検出装
置の光学系を示す概要図、第１Ｏ図は従来の焦点検出装
置における像信号を示す図、第１１図は従来の焦点検出
装置による相関演算値を示す図、第１２図は形状類似性
の低い像信号の例を示す図である。 ｌ・・・・・・撮影レンズ、２０・・・・・・フィール
ドレンズ、２１・・・・・・焦点検出視野開口、２３ａ
、２３ｂ・・・・・・２次結像レンズ、２４ａ、２４ｂ
・・・・・・光電変換素子列、２６・・・・・・読み出
し回路、２８・・・・・・センサ装置、２９・・・・・
・焦点検出用投光装置、３０・旧・・投光制御手段、３
１・旧・・信号処理手段、３２・旧・・形状類似性判定
手段、３３・・・・・・選択手段、ＰＲＳ・・・・・・
カメラ制御装置、ＣＰｕ・・・・・・演算ユニット、Ｒ
ＯＭ・・・・・・プログラム用メモリ、ＳＮＳ・・・・
・・センサ装置、ＡＣＴ・・・・・・焦点検出用投光装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）対物レンズの射出瞳を異なる複数の領域に分割す
   る瞳分割手段と、前記対物レンズの領域を通過した物体
   からの結像光束を受光する複数の光電変換素子列と、該
   光電変換素子列の出力を用いて前記対物レンズの焦点状
   態を検出する信号処理手段と、物体に対する焦点検出用
   投光光束の投射を指令する投光制御手段とを備えた焦点
   検出装置において、前記焦点検出用投光光束の非投射時
   の前記光電変換素子列の出力から前記光電変換素子列上
   に形成された複数の物体像の形状類似性を演算し、判定
   する形状類似性判定手段と、該形状類似性判定手段によ
   り前記形状類似性が所定の基準を下回ったことが判定さ
   れた時に、前記焦点検出用投光光束の投射時の前記光電
   変換素子列の出力を前記信号処理手段の焦点検出に用い
   られるように選択する選択手段とを設けたことを特徴と
   する焦点検出装置。