JPS6061713A - Focus detecting device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To detect a focus of an optical image whose main body is a low frequency component, and to prevent generation of a pseudo focusing signal in a place where a shift is large, by setting a composite MTF of an MTF characteristic of a filter and an MTF characteristic by a shape of a photodetecting part, to a specified value. CONSTITUTION:A series of photoelectric outputs of image sensors 22A, 22B are sent to corresponding filters 26A, 26B, respectively, and sample holding circuits 27A, 27B sample-hold successively their added outputs I1, I2, I3..., respectively. An operator 28 detects a displacement of an optical image. An MTF characteristic of the first and the second filters 26A, 26B is synthesized with an MTF characteristic X0 determined by a shape of the photodetecting part, a composite MTF characteristic has one peak Ap between frequency zero, namely a DC component and a Nyquist frequency fN=1/2p as shown by a full line Y0, and also an extraction efficiency Ao of the DC component satisfies 0.1Ap<Ao<0.8Ap. According to such a constitution, an influence of various error factors is avoided, no false focusing is generated in a defocused place, a detecting accuracy at a true focused position is raised, and a focus can be detected with respect to an optical iamge whose main body is a low frequency component, as well.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

（発明の技術分野） 本発明は、多数の受光部を配列（２て成る受光部アレイ
上に光像を投影Ｌ７、その受光部アレイの一連の光電出
力を処理（、光像の状態を検出する例オはカメラ用焦点
検出装置等の光像検出装置に係り、特に光像中の特定の
空間周波数成分を抑制するフィルタリンダ装置に関する
。 撮影レンズの射出瞳の異なる部分を通過（１，た光束に
よる一対の被写体像の相対的ずわ量を光電的に検出し、
そのすれ量から撮影レンズの焦点検出をする又は被写体
重での距離を測定するカメラ用焦点検出装置は多数提案
さねている。 第１図と第２図とにそのうちの代表的な焦点検出装置の
光学系を示す。 第１図は特開昭５４−１０４８５９号公報に記載された
光学系を示（−１撮影レンズ１の射出瞳の第１及び第２
部分１ａ、’ｌｂを夫々通過し７た光束は、撮影レンズ
ｌの予定結像面２の近傍に第１及び第２被写体倫を夫々
形成する。この第１第２被写体像は夫々フィールドレン
ズ３を介して第１及び第２再結像し／第４．５により第
１及び第２光電３素子アレイ６．７上に再結像される。 光−電素子アレイ６．７１ｄ共に第１図（ｂ）Ｋ示す如
く幅ｐを有する光電素子ＰＴがぎツテｐで即ち実質的に
間隙なく配列さねでいる。第１光電素子アレイ６の一連
の光電出力ａ１．８２、ａ３・・・・・・のパターンは
、第１被写体像の照度分布バターｙＶｃ、第２光電素子
アレイ７の一連の光電出力ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・・・
・のパター／は第２被写体像の照度分布パターンに夫々
対応する。上記両光電出カバターンから上記第１と第２
被写体像の相対的すれば検出されるＯ 第２図ｉ、ｔＵ、ｓ、Ｐ４，２３０，９４１ＶＣ記載さ
れた光学系を示し７、同図（ａ）において撮影し／ズ１
の射出瞳の第１及び第２部分ｌａ、ｌｂを夫々通過した
光束に、フィールドレンズ３を経て撮影レンズ１の予定
結像面２の近傍に夫々第１及び第２被写体像を形成うる
。この予定結像面２の近傍には、小レンズアレイ８が配
置されている０この小し／ガアレイ８は、第２図（ｂ）
に示す如く互にわずかな間隙を隔ててピッチｐで一方向
に配列された多数の小レンズ８０１．８０２、・・・・
・・から構成されている。冬季し／ズ８（）１．８０２
・・・・・・の背後には、一対の光電素子ＰＴ工、ＰＴ
２が配置されている。第１、第２被写体像は夫々小レン
ズアレイ８の小レンズにより小部分(Technical Field of the Invention) The present invention involves arranging a large number of light receiving sections (projecting a light image onto an array of two light receiving sections L7, processing a series of photoelectric outputs of the light receiving section array, and detecting the state of the light image). Example E relates to an optical image detection device such as a focus detection device for a camera, and in particular relates to a filter cylinder device that suppresses a specific spatial frequency component in an optical image. Photoelectrically detects the relative amount of distortion of a pair of subject images caused by the light flux,
Many camera focus detection devices have been proposed that detect the focus of a photographic lens or measure the distance based on the subject's weight based on the amount of grazing. FIGS. 1 and 2 show the optical system of a typical focus detection device. FIG. 1 shows the optical system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 104859/1985 (-1) The first and second exit pupils of the photographic lens 1
The light fluxes that have passed through the portions 1a and 1b form first and second object bodies, respectively, in the vicinity of the intended imaging plane 2 of the photographing lens l. These first and second object images are respectively re-imaged into first and second images through field lenses 3/4.5 onto first and second photoelectric three-element arrays 6.7. In both the photo-electronic element arrays 6 and 71d, the photo-electronic elements PT having a width p are arranged at a corner p, that is, with substantially no gaps, as shown in FIG. 1(b)K. The pattern of a series of photoelectric outputs a1.82, a3, . , b3...
The patterns / correspond to the illuminance distribution pattern of the second subject image, respectively. The first and second photoelectronic cover patterns
If the object image is relative, it will be detected.
The light beams that have passed through the first and second portions la and lb of the exit pupil of the camera can form first and second object images, respectively, in the vicinity of the intended image plane 2 of the photographic lens 1 via the field lens 3. A small lens array 8 is arranged near this planned image forming plane 2. This small lens array 8 is shown in FIG. 2(b).
As shown in the figure, a large number of small lenses 801, 802, .
It is composed of... Winter Shi/zu 8 () 1.802
Behind...is a pair of photoelectric element PT equipment, PT
2 is placed. The first and second subject images are formed in small parts by the small lenses of the small lens array 8, respectively.

【分割され、この分
割された第１被写体像に、第】光電素子群ＰＴユ、ＰＴ
ユ・・・・・・により、第２被写体像は第２光電素子群
ＰＴ２、ＰＴ２　証より夫々光電変換される。第１被写
体像の照度分布パターンに対応する第１光電素子群の光
電出力ａ］、ａ３、ａ、・・・・・・のパターンと第２
被写体像の照度分布パターンｂ３・・・・・・のパター
ンとから像ずれが検出される。 上記被写体像は、第１図ではピッチｐで配列された光電
１素子により量子化されて光電変換され、第２図ではぎ
ツチｐで配列された小し／ズにより量子化され、対応の
光電素子により光電変換される。この様に、光像を量子
化し光電変換する部分を本明細書においては受光部と言
い、そわらが配列されたものを受光部プレイと習う。従
って、第１図では光電素子それ自身が受光部であり、第
２図では小レンズとその背後の光電素子との紹合せが受
光部に相当する。 ところが、これらの焦点検出装置にあっては、第１．第
２光電素子アレイに関する各光学系の光透過率等の差異
又は両プレイの増幅率の差異若くはり、Ｃオフセット量
の差異などのわずがな誤差要因が存在すると、焦点検出
に無視出来ない誤差を生ずるといった問題がある。これ
を詳述する。 第３図はそれぞれ上記第１、第２光電素子アレイ上のイ
１の実際の相対的ずれ量を横軸にとり、焦点検出装置に
より検出されたずれ検出量を縦軸にとったものである。 上記誤差要因が存在しない理想的な場合には第３図の実
線の如く実際の像ずれ零と検出したずれ量とは一致する
が、上記誤差要因が存在する場合には像ずれ検出量を表
わす直線が破線の如くなり座標の原点を通過せず、焦点
検出に誤差をもたらす。 そこで本出願人はこの様な検出誤差を除去した検出装置
を特願昭５６−１７７８２７に提案した。 この検出装置は、光電素子アレイの光電出力をフィルタ
に通ｌ、て光像中の空間周波数成分のうち、周波数零即
ちり、Ｃ成分を完全に除去シタ後、像ずねを検出するも
のである。こグようにり、Ｃ成分又はその極〈近傍の低
周波成分（以下り、Ｃ成分とこの低周波成分とを含めて
り、Ｃ成分と言う。）を完全に除去した場合には、確か
に上記誤差を充分避けることが出来るがし７かし１、低
周波数成分を主体とする光像については、焦点検出に必
要な情　−報もほとんど除去されてシフ壕い、結局焦点
検出が不可能若くはその精度が若しく低下して（７まう
という問題があった。 又り、Ｃ成分を完全に除去し５てし捷う事は、デフォー
カスの大きい所で擬似の合焦信号を発生させる可能性を
高めるという欠点も有していた。 （発明の目的） そこで、本発明の目的は上記焦点検出装置を除去すると
共”に、低周波数成分を主体とする光像についても焦点
検出を可能としデフォーカスの大きい所での擬似合焦信
号の発生を防止できる焦点検出装置を提供することであ
る。 （発明の概要） この目的を達成する為に、本発明け、フィルタ手段のＭ
　’Ｊ”　Ｆ％性と受光部の形状によりけるＮＩＴＦ特
性との合成ＭＴＦがり、Ｃ成分を或程度抑制するが所定
量は抽出するように定めたものであるＯ （発明の実施例） 以下に本発明の一実施例を図面を参照して説明する。 第４図は、実施例に係る焦点検出装置の光学系を示し、
この光学系は基本的には第１図の光学系と同一であるが
、全体の構成の小型化を図ったものである。同図におい
て撮影し／ズの如き結像光学系１の予定焦点面（１次像
面）の近傍て、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
１５ａを有し、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１６ａ
には上記フィールドレンズ１５が貼付されている。この
一端面１６ａに対向１．＊他端面１６ｂには、互に逆方
向にわ干かに傾いた一対の凹面鏡１７．１８が設けられ
ている。こわらの凹面鏡１７．１８は夫々第１図の丙結
像し／ズ４．５に対応する。この両端面１６ａ、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１６の下方には、夫々光電変換装置２１が
配置されている。この光電変換装置２１け、上記ミラー
１９．２０の下方に夫々に対応した一次元イメーゾセン
サ２２Ａ、２２Ｂが形成されている。 結像光学系ｌを通過した光束はフィールドレンズ１５の
光透過領域ｉ５ａを通過し２ブロツク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は入射光をミラー１
９の方へ、住方の凹面鏡１８ｉｊ入射光をミ５−２０の
方へ夫々反射し、各反射光はミラー１９．２０を介［て
夫々イメージセンサ２２Ａ、２２Ｂに到達する。こうし
７てほぼ同一被写体についての一対の被写体像がセ／す
２２Ａ、２２Ｂ上に形成される。 この光電装Ｒ２１からの光電出力を処理する回路系を第
５図により説明する。 第５ＦＩＣオいて、−次元イメージセ／す２２Ａ、２２
Ｂは、間隔ｐで配列された受光部から成る受光部アレイ
２３Ａ、２３Ｂと、トランスファダート２４Ａ、２４Ｂ
と、電荷転送シフトレジスタ２５Ａ、２５Ｂとから構成
される。受光部アレイ２３Ａ、２３Ｂの各受光部の電荷
信号即ち光電１出力ａ□・・・・・・ａｐ、ｂ］・・曲
ｂｐは、トランスファーｒ−）２４Ａ、２４Ｂを介して
夫々電荷転送シフトレジスタ２５Ａ、、２５Ｂに並列的
に送られ、受光部の配列順に時系列化される。イメージ
センサ２２Ａ、２２Ｂの一連の光電出力は、夫々対応の
フィルタ手段２６Ａ、２６ＢＩＣ送られる０尚、との光
電出力とげ光電素子の出力に関連した信号を意味し、従
って光電素子出力を線形増幅や対数増幅したものを当然
含む。このフィルタ手段２６Ａ、２６ＢＨ共に第６図に
示すトラ／スパーサルフィルタにより構成されている。 このトン／スパーサルフィルタは、互に直列接続された
一画素分の避研回路Ｄ１〜Ｄｑと、各遅延回路Ｉ）１〜
Ｄ、の出力端子にアンプルＡｍを介ｌ、７て接続された
乗ｐ：器Ｗ］〜Ｗ、と、これらの乗算器の出力を加算す
るカ呻器Ｔ１とから成る。乗算器Ｗ１は遅延回路Ｄ１の
出力に重みＷｌを乗算し、残りの乗算器Ｗ２〜Ｗ９も同
様に遅延回路Ｄ２〜Ｄ、の出力に夫々重みＷ２〜Ｗ９を
掛ける。ここでＷ１〜Ｗｑは正、零、又は角の数である
。フィルタ手段２６Ａ、２６Ｂは以上の如き一構叡であ
るので、例えはイメージセンサ２２Ａからの一連の光電
出力ａユ、ａ２・・・・・・ａｐがフィルタ手段２６Ａ
に順次入力され、最初の光電出力ａ１が遅延回路り、Ｖ
Ｃ送られると、フィルタし、続いて光電、１４．力の転
送か進むにつわで、加算出力■２、ｉ３、・・・・・・
を順次出力する。フィルタ手段２６Ｂについても同様で
ある。す／デルホールド回路２７Ａ、２７Ｂは夫々フィ
ルタ手段２６Ａ１２６Ｂの加算出力■１、Ｉ２、Ｉ３・
・・・・・を順次サンゾルホールドする。 賢位検用手段として働く演算手段２８Ｖｔ、上記サンプ
ルホールド回路２７Ａ、２７Ｂの各出力を演算し、両回
路２７Ａ、２７Ｂの出カバターンの位相差を算出し、受
光部アレイ２３Ａ、２３Ｂ上の光像のずれ即ち光像の変
位を検出する。この演算手段２８の出力に基づき、撮影
レンズの合焦駆動又は、焦点調節状態の表示が行われる
。 これらの第１、第２フイルタ手段２６Ａ、２６ＢのＭＴ
Ｆ特性は、第５図の焦点検出装置全体のＭＴＦ特性が第
７図の実線ＹＯに示す如く周波数字（’ｆ＝ｏ）即ちＤ
Ｃ成分とナイキスト周波数共にＤＣ成分の抽出効率Ａｏ
が−一りの抽出効率Ａ、の１０％〜８０％の範囲内に収
まる様、即ち０、　Ｉ　Ａ　＜　Ａ　ｏ　＜　０．８　
Ａ　ｐを満たす様に、定められている。更に詳細すると
、第５図の焦点検出装置において、イメージセ／す２２
Ａ、２２Ｂ上の光像の空間周波数成分をフィルタリング
する要素としては４第１１第２フィルタ手段２６Ａ、２
６Ｂの外に、受光部アレイ２３Ａ、２３Ｂが存在する。 従って焦点検出装置全体のＭＴＦ特性Ｙｏけ、受光部形
状により決まるＭＴＦ％性とフィルタ手段２６Ａ、２６
Ｂ自身のＭＴＦ％性とを合成したもの即ち両者の積であ
る。この受光部形状から決まるＭＴＦ特性は、第７図の
破線Ｘ、ｏに示す如く空間周波数成分のり、Ｃ成分を１
００％抽出し周波数が犬きくなるにつれて徐々に減少す
る特性である。よって、第１、第２フィルタ手段のＭ　
’ｌ’　Ｐ％性は、受光部形状により決まるＭＴＦ％性
Ｘ、ｏと共に、合成ＭＴＦ％性が上述したピーク心の位
置条件類とり、Ｃ成分Ａｏの条件とを充足するように設
定されている。もちろん、受光部形状により決着るＭＴ
Ｆ特性ＸＯはＤＣ成分の抽出効率がほぼ１００％であ企
ので、ＤＣ成分に関する合成ＭＴＦ特性Ｙｏは第１１第
２フイルタ手段のＭＴＦ特性と同一である。 この様に、合成ＭＴＦ特性はり、Ｃ成分とナイキスト周
波数との間に存する中間の周波数成分にビークが存在し
７、かつり、Ｃ成分Ａｏが０ＩＡｐ〜０．８Ａｐの範囲
内に収められているため、光電素子アレイ２２Ａ、２２
Ｂからの光電出力に含１する光像の空間周波数成分のう
ち焦点検出用情報として重要な上記中間の周波数成分を
充分に抽出すると共に、Ｄ、Ｃ成分をかなり抑制し一部
のみを抽出してそれらをサンプルホールド回路２７Ａ１
２７Ｂを介して演算手段２８に送出する。従って通常の
光像については、上記り、Ｃ成分の抑制により前述の諸
誤差要因の影響を非常に小さくし７上記中間周波数成分
により高精度に焦点検出できまた低周波数成分を主体と
する光像については、上記抽出した一部のり、Ｃ成分に
より焦点検出できる。 なお、Ｄ、Ｃ成分の抽出効率ＡＯが、その範囲の上限０
８Ａｐに近い程、上記諸誤差要因の影響、の除去効果は
小さくなり、逆に下限０１に近い程、低周波数成分主体
の光像についての焦点検出が困難になる。従ってＡｏの
値の設定は、上記諸誤差要因の大きさと低周波数成分主
体の光像の検出精度低下とを勘案して、上記範囲内で決
定されるが、一般的にはＡｏが０．８Ａ、付近では、誤
差要因影響の除去効果がかなり弱いので、この点で０．
７Ａ。 以下であることが望ましく、着たＯ　Ｉ　Ａｐ付近でｔ
ま低周波成分の抽出がかなり／Ｊ’ｔさく、この点で０
２Ａ１以上であることが望ましい０これを才とめると、
０．２　Ａ　≦Ａｏ≦０７Ａ、の範囲にすることが、上
述の効果を一層発揮できる。 又ＤＣ成分をある程度残しておく事により、合焦精度は
改善しながらデフォーカスの大きい所で擬似的に合焦判
定が行なわれる確率を低くする事ができる。即わちＤＣ
成分を完全て除去し２てし捷うと、フィルターされた出
カバターンは高次成分しか含まないのでわずかな像ズレ
で再び両川カバターンが相互に合致する場合の頻度が高
−まり、擬似的な合焦判定の可能性が高才るという欠点
かあった。しかり、、ＤＣ成゛分をある程度残す事でこ
の様な欠点は解決される。 次に、第１、第２フィルタ手段の具体的Ｍ　’］”　Ｆ
特性とそれを達成する重みＷの値とを第８図に例示する
。 第８図（’Ａ−１）　〜（Ｅ−１）における破線ＸＯけ
、受光部形状のみから決まるＭＴＦ特性であり、この受
光部形状は上述の様にり、Ｃ成分を１００％抽出し７て
いる。第８図（Ａ−１）の破線ａ、と、実線ａ２は、夫
々上記受光部形状のＭＴＦＸｏと第１又は第２フィルタ
手段のＭＴＦ特性との合成ＭＴＦ特性を示すものである
。この破線ａ１と実線ａ２のり、Ｃ成分抽出効率Ａｏは
、受光部形状か−ら決るＭＴＦ特性ＸＯのり位置での効
率を図の場合０９として、夫々０．７４Ａ　０．２４Ａ
ｐでｐゝ あり、この様なＭＴＦ’特性は実質的に２ケの重みＷ］
、Ｗ３を使用したフィルタ手段により達成でき、Ｍ　’
ＩＩ’　Ｆ特性ａ１は、第８図（Ａ−２）に示す如＜Ｗ
、＝１、Ｗ３＝−０，２の重みにより、捷だＭＴＥ”特
性ａ２は第８図（Ａ−３）に示すＷｌ−１、Ｗ３＝−０
，６４の重みにより達成される。 第８図（’Ｂ−１）、（Ｂ−２）、（Ｂ−３）は、重み
を３ケ用いた例で、第８図（Ｂ−２）の如くＶｖ１＝−
（’１．１．Ｗ３＝＋ｌ、Ｗ５＝＝０．１に選定すると
受光部形状から決るＭ’ｌ’Ｆ特性ＸＯのＡ１位置での
効率を０９としてＡｏ　＝　０７４　Ａｐとなり、その
ＭＴＦ特性は第８図（Ｂ−１）の破線ｂｌと々る。第８
図（Ｂ−’３’）の如＜’Ｗ］＝−（１，３２、”３　
＝　１　、ｗ５＝　０．３２とするとＡｏ　＝　０．２
４　Ａｐとなり、そのＭ’ＴＦ特性は第８図（Ｂ−１）
の実＃ｂｚとなる。 第８図（Ｃ−１）、（Ｃ−２）、（’Ｃ−３）は、重み
を５ケ、第８図（’Ｄ−１）、（Ｄ−２）、（Ｄ−３）
は重みを７ケ、糖８図ＣＥ−１）、（Ｅ＝２　）ｌｄ重
みを１１ケとした例である。 この事から明らかなように重みの数を増すと、ＭＴＦの
ピークの位置が、サンプリングＶツチｐｈ低周波数側に
移動する。以上の議論においてはこれらのフィルタ手段
を通過し７か後もサンプリングピッチけｐである事を前
提と（−でいた。し２かし第８図（Ｅ−１）の様なフィ
ルタ特性の場合にはｆＮ＝　−に対してｆＮ／　の近傍
の焦点検出に２ｐ　２ 有効な情報の抽出が不可能となる。従って第８図（Ｅ−
１）の様な場合にはフィルタ一手段通過後のサンプリン
グピッチを２ｐとしてナイキスト周方がザ／プル数が少
なくなるので演算処理が容易となる。 なお、重みＷの与え方とし、では、第８図（’Ｂ−２）
、（Ｂ−３）、（Ｄ−２）、（Ｄ７３　）、ｃ　Ｅ　−
２）の様に、重み数値列を中央の重みに関して対称とこ
ねらの理由により、す／７°リングピッチｐで与えられ
たデータから、ＤＣ成分を抑制するとと。 のなるべく高次の空間周波数成分棟で有効に抽出できる
フィルターとしてはその対称性も考慮して第８図（’　
Ｂ　−２）、（Ｂ−３）、（Ｄ−２）、゛（Ｄ−３）が
好捷しいと言える。 さらにフィルタ手段の加重加算フィルタ処理をマイクロ
コノピュータ等で行なう時には、重み個数は少い方が処
理時間が短がくなるのでフィルタ手段の重みとり、ては
第８図（’Ｂ−２）、（Ｂ−３）のくとく３ケの対称な
重み数値が最も望寸し、い。 そこで、この対称型の１３個の重み数値列Ｗ１、Ｗ３、
Ｗ５カ上述ノＭ　Ｔ　Ｆ特性０．１　Ａ　ｐ　＜　Ａ　
ｏ　＜０、８　Ａ、　−・・■　及び　０．２　Ａ、≦
Ａｏ　≦０．７　Ａｐ　”・■　を与える為の条件を以
下に述へる。 今Ｗ３−１としＷ１＝Ｗ５＝Ｘ（狗の数）とすると、こ
のフィルタ手段２６　Ａ、　２６　Ｂｔ７）ミノＤＣ成
分抽出効率Ａｏと最大抽出効率Ａ、′の間には焦点検出
装置全体の合成ＭＴＰ％件の最大抽出効率Ａ、けＡ、＝
γ・Ａ、′（γけ受光部形状により決オる値である。）
となり全体のＤＣ成分抽出効率Ａｏと最大抽出効率Ａ、
の間には これをｑ）式に代入して整理すると １＋２Ｘ　１ ０１（□−・−＜　Ｏ，Ｓ ］　−２Ｘ　γ これからＸをめると １　１０−γ１　１Ｏ−ｓｒ −−−＜Ｘ＜−−− ２ｉ０＋ｒ　２．１ｏ＋８ｒ 受光部形状から決捷るＭ’Ｉ’Ｆに基づくγの値は一般
に１≧γ≧０９　程度であり　従ってγ＝１の時には　
−０，４１（Ｘ＜−０，０６ｒ　＝　０．９　）時には
　−０，４２（ｘ　＜　−０，０８となる。 同様に上記Ａ　を０式に代入してＸをめると１　１Ｏ−
２ｒ　１　１．０−７ｒ −一　≦Ｘ≦−一　となシ ２　１０＋２１　２　１０＋７γ γ＝１の時には　−０，３３≦Ｘ≦−０，０９γ＝０９
の時には　−０，３５≦Ｘ≦−０，１１となる。 なおこの様なフィルタ手段の重みはＷ□、ｗ３ζＷ５と
ザンプリ／グデータの１つおきのデータに対１．て与え
られたが、これはナイキスト周波数ｆＨの１／２の所に
ＭＴＦ）ピークを持って来る為であった。従って別のな
んらかのフィルタ手段てよりｆＮ近傍より大きい空間周
波数が十分除去されている場合にはＷ１＝Ｗ３＝−０，
３、Ｗ２＝１といった連続した重みづけでも、系全体と
１．ての合成ＭＴＦ”を第７図に近い形にする事は可能
である。 さらにこの様なフィルタ手段の演算を後述のご付 とくマイクロコンピュータ等により網なう場合に２” 動により達成でき処理が容易となる。そこで、こると、
ｘ＝−０，２５、−０，１２５となる。 尚、上記フィルタ手段２６Ａ、２６Ｂは第６図の如くハ
ードウェアにより構成する代りに、マイクロコンピュー
タ等によめ構成することも可能で、この場合には光電出
力をサンプルホールドし、Ａ／Ｄ変換変換上メモリ憶し
演算すればよい。 １だ一ヒ述の例では、第１、第２フィルタ手段はそれぞ
れ単独のフィルタから構成し７たが、その代りに互に異
ったＭＴＦ特性を有する複数個のフィルタから構成して
もよい。この場合にはとわらの複数のフィルタのＭＴＦ
’％性は、各フィルタの合成ＭＴＦ特性が上記第１、第
２フィルタ手段のＭ　’Ｉ’　Ｆ特性のφ件を満たす様
に選定される。！ｔたこわらの複数個のフィルタのすべ
てをハードで構成しても若くはマイクロコンピュータで
構成してもよく、また七わらの一部のフィルタをハード
により残部のフィルタをマイクロコンピュータニヨり構
成してもよい。 焦点検出の誤差要因として、上述した光学系の透過率の
差異や光電素子アレイの増幅率の差異等の諸誤差要因の
外に、光電素子アレイ上の光像に生ずるクラレが存在す
る。このケラレは一般に撮影レンズが交換可能で、この
撮影レンズとしてＦ値の大きい即ち暗いレンズを用いた
場合に生ずる。 このクラレの影響はり、Ｃ成分を上記諸誤差要因の場合
に比べて、大幅に除去することにより、゛避けることが
゛できる。 このクラレの影響と上記諸誤差要因とを共に除去した第
２実施例を第４図及び第９図に基づき説明する。 本実施例の焦点検出装置に撮影レンズが交換可能なカメ
ラに組込まれており、第４図において、撮影レンズｌｉ
ｔ交換可能でカメラへの装着面に自身のＦ値に対応した
図示なき信号部材を冶１．でいる。フィールドレンズ】
５とブロック１６と光電素子アレイ２２Ａ、２２ＢＩＣ
ｌ、カメラ本体に内蔵されている。撮影レンズ１の透過
光を分割し１、焦点検出光学系１５．１６と、図示なき
フィルムや撮像素子とに夫々導く光路分割手段は図示を
省略されて、いる。 第９図において一対の光電素子アレイ２２Ａ１２２Ｂか
らの光電出力は、この場合ＦＬＩＳｂ’ｌ　、ａ２、ｂ
２・・・・・・・・・　と交互に時系列的に出力される
ものとする。この出力はフィルタ選択スイッチ４ｏを介
して第１フィルタ手段第４２Ａ又は第２フィルタ手段４
２Ｂで処理されて、サンプルホールド部４３で所定のピ
ッチの出力がホールドされる。演算部４４では焦点検出
のための演算が行なわわ、例えばデフォーカス量を示す
焦点検出信号が出力される。この第１フィルタ手段４２
Δど第２フィルタ手段４２ＢはＭ’ｌ’Ｆ特性が異なり
前者は後者に比べてＤＣ成分を多く抽出１−１例えば第
１実施例のごとく焦点検出装置全体の合成ＭＴＦ特性の
ＤＣ成分Ａｏがそのピーク成分Ａ　の２０％〜７゜％と
なる様に選定されており、後者は、例えばＤＣ成分を大
幅に除去し、はとんど零とするものである。 フィルタ選択手段４１１”ｔ、装着さゎた撮影レンズの
信号部材に応じて、スイッチ４ｏを第１又は第２フイル
タ手段４２Ａ、４２Ｂの一方に接続する。第１Ｏ図は第
１１第２フイルタ手段の構成を示すものであり、これは
重みの個数が５個（Ｗｌ”’７Ｗ５　）の場合の例であ
る。この例でけ出力けａｌ、ｂｌ、１２、ｂ２山山と交
互に出力されるので、一画素分の遅延回路Ｄ１〜Ｄ９の
１つおきの出方に関して重みＷ〕〜Ｗ５が乗ぜられて加
算回路Ｔユにより加算さね、加重加算合成出方Ｉｎが演
算される。 即わちＤ９の出力にａｌがＤ８の出力にｂｉがＤγの出
力にａｉ＋１が・・・川Ｄ□の出力Ｋａｉ＋。が現われ
た時にａ系列に関する加重加算合成出力す、＋１が、Ｄ
ｌの出力にｂｉ＋４が現わわた時にｂ系列に関する加重
加算合成出方１１’：＝Σ　Ｗｍ・ｍ＝１ ｂ、＋ｍ−１が現われることになる。 この作用を説明する。 Ｆ値の大きい暗い撮影レンズをカメラに装着すると、そ
のレンズの信号部制に応じて選択手段４１ｉｊ、スイッ
チ４０を第２フィルタ手段４２Ｂに接続する第２フィル
タ手段４２Ｂはり、Ｃ成分及び低周波数成分を大幅に除
去するので、低周波数成分を主体とする被写体の焦点検
出は多少困難になるが、通常の被写体の焦点検出は上記
ケラレや上記諸誤差要因の影響を受けず高精度に行うこ
とができる。他方、ケシレを生じない明るい撮影レンズ
を装着すると、その信号部材により、スイッチ４０が第
１フィルタ手段４２Ａに接続される。 この第１フィルタ手段４２Ａは第２フィルタ手段４２Ｂ
に比べてり、Ｃ成分をかなり多く抽出するので、低周波
数成分を主体とする光像をも高精度に焦点検出できかつ
上記諸誤差要因の影響も除去できる。 上記クラレσＦ値の外に、その撮影レンズの射出瞳位置
によっても発生する。従って上記信号部材にはＦ値の外
に、射出瞳位置の情報を加えるとよいのまた、スイッチ
４０の切換は上記実施例の如く信号部材に応じて自動的
に行う代りに、手動によって行う様にＬ７てもよい。 第１１図は第９図の機能をマイクロコンピュータを用い
て達成した例である。 一対の光電素子アレイ２２Ａ、２２Ｂがらａｌ、ｂｌ、
ａ２、ｂ２・・・・・・と１１次出力された光電出力は
サンプルホールド部４６を一介してＡ／Ｄｒ換部４７に
より例乏ば８　ｂｉｔ情報にデシタル化されてマイクロ
コンピュータ４８にとり込まれ、メモリ４９に記憶ケ持
される。フィルタ選択手段５゜カラのフィルタ選択信号
を、マイクロコンピュータ４８により読み込み、それに
よってマイクロコンピュータ４８はメモリ４９に記憶さ
れている画像情報に対し７て第８図（Ｂ−１）の破＃ｈ
１あるいは実線ｂ２のフィルタ処理を行ない、そのよう
にり、て得られたフィルターされた画像情報にもとすい
て焦点検出のための演算を行ない、焦点検出信号を出力
する。従ってとの場合のフィルタ処理はすべてソフトウ
ェアで行なわれる。 複数のフィルタを合成［７て所望のＭＴＦ％性を得る第
３実施例を次に説明する。 第１２図において、光電素子アレイ２２Ａ１２２Ｂから
の光電出力は、ａｌ、ｂ、、ａ２、ｂ２、・・・・・・
の−順にフィルタ手段６０の入力端子６０ａＫ入力され
る。このフィルタ手段６０け、第１３図に示す如く二つ
のフィルタ６０Ａと６０Ｂと合成手段６０Ｃとから構成
される。各フィルタ６０Ａ１６０Ｂは互に異ったＭり゛
Ｆ特性を有し、第１０図のフィルタと同様の構成である
。合成手段６０Ｃは、フィルタ６０Ａの出力■１に係数
αを、フィルタ６０Ｂの出力Ｖ２に係数βを夫々乗じた
後に加算し、即ち■１×α十Ｖ２ｘβを演算し、その結
果を出力端子６０ｂに出力する。第１２図の選折手段４
１け、撮影レンズの信号部材からの情報に応１″、て又
に手動操作に応じて、上記係数α、βの値を設定する。 フィルタ手段６ｏの出力はす／ゾルボールｒ回路６１を
介して演算手段６２に入力され、そこで、デフォーカス
量が演算され出力端子６２ａより出力される。 上記フィルタ手段６０機能を説明する。 フィルタ６０Ａの重み数値を例えば第１４図（ａ）に示
す如く、Ｗｌ　＝Ｗ２　：ｗ１ｏ＝ｗ１】＝　ｏ、　ｗ
３：ｗ９＝　０．１６、Ｗ４　＝Ｗｅ　＝　０．４６５
、Ｗδ；Ｗ、＝０８６、ｗ、　＝　１とし、フィルタ６
０Ｂの重み数値を例えば第１４図（ｂ）に示す如＜ｗｌ
＝ｗよ、＝０１８、Ｗ２：Ｗ、ｏ＝　０．３２、Ｗ３＝
Ｗ１＝　０．４４、Ｗ、＝Ｗ８　＝０．３３５　、　Ｗ
５　＝Ｗフ　＝０．１４　、Ｗ６　＝０とする。係数α
、βの値をα；１、β＝−０６とすると、合成した重み
数値は第１５図（Ａ−１）の如くなり、この合成ＭＴＦ
特性即ち、フィルタ手段６０のＭＴ、Ｆ％性は第１５図
（Ａ−２’）の如＜　Ａｏ　辷０．７５　Ａｐ　（！：
なり、Ｄ、Ｃ成分とｆＮ／２との中間にピークを有する
。またα；１、β＝−１とすると、合成重み数値は第１
５図（Ｒ−１）の如くなりその合成Ｍ　Ｔ　Ｆ特性に第
１５図（Ｒ−２）の如く、Ａｏ　＃、０．４　Ａｐとな
る。またα；１、βニー１．４とすると合成重み数値と
合成Ｍ　Ｔ’　Ｆ’は夫々第１５図（’Ｃ−１）、（Ｃ
−２）の如＜Ａｏ＃Ｑとなりα；１、β；０とすると第
１５図（Ｄ−１）、（’Ｄ−２）の如＜Ａｏ＝Ａｐとな
る。このように、係数αとβθ値を適宜選定することに
より、Ａ。 ＝０〜Ａｐ棟での任意のＭ’Ｔ’Ｆ特性を得ることがで
きる。 そこで、選択手段４Ｎｄ、撮影し／ズの信号部材に応じ
て又は手動操作に応じてα、βを撮影レンズに好適のＭ
ＴＦ特性を得る様に設定する。また、係数α、βは、上
述の如く撮影レンズの種類に応じて設定する代りに又は
それに加えて、演算手段６２の出力に応じて設定するよ
うにし、でもよい。例えば、撮影レンズが合焦位置から
太きくず′れているとき、光電菓子アレイ上の光像は大
きくボケでおり、その光像は、低次の空間周波数成分が
相対的に多くなり、逆に合焦位置に近いときは高次の空
間周波数成分が相対的に多く−なる。従って、第１２図
に示すように、判別手段６３が、演算手段６２からのデ
フォーカス信号を判別し、そのぞフォーカス量が、大き
い時、即ち撮影レンズが合焦位置から大きく離ねている
時、α、βを］）Ｃ成分を多く抽出する様に設定し、ま
たデフォーカス量が小さい時、即ち撮影レンズが合焦位
置に近いとき、α、βをＤＣ成分を抑制する様に設定す
る。この様にする事によりデフォーカスの大きい所での
擬合焦発生を避け、かつ合焦近傍での検出精度を高くす
る事ができる０ 第１６図は、第１３図のフィルタ６０Ａ、６０ＢをＣＣ
Ｄトラ／スパーサルフィルタにより構成し。 九個を示し、この様なＣ０Ｄ）う／スパーサルフィルタ
は電子通信学会技術研究報告８８Ｄ７Ｂ−１に詳説され
ている。第１７図は第１３図の合成手段６０Ｃの具体的
構成例で、入力端子８０．８１には夫々フィルタ６０Ａ
、６０Ｂの出力Ｖ１、Ｖ。 チ８２〜８５は、上記選択手段４１又は判別手段６３に
よりオンオフ制御される。８６〜８８にＯｉ）ア／ゾで
このＯＰアンプ８８の出力端子が、この合成手段の出力
端子６０ｂとなっている。 この様な構成により、第１５図に例示したα、βの値を
設定するＫは、下表の如く、スイッチ８２〜８５を制御
すればよい。 さらに第１４図に示した重みづけを用いた場合にはα＝
β＝ＩＶＣとることで第１５図（’Ｅ−”１）、（Ｅ−
’２）様な特性を持たせる事ができる。このフィルター
を用いた場合にＶｉ（Ａ−１）〜（Ｄ−１）までのフィ
ルターを用いた場合のサンプルぎツテの２倍のピンチで
サンプリングすれば十分なので同じサンプル数で２倍の
領域をカバーできるため、デフォーカス量の大きい場合
の検出や、判定例広い領域を必要とする非常に空間的賢
化の少ない低周波数成分主体の被写体を検出する時Ｋ特
に有効となる。 もちろん、第１３図のフィルタ６０Ａ、６０Ｂ、合成手
段６０Ｃのすべて又は一部をマイクロコンピュータで構
成することも可能である。 （発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によると、フィ
ルタ手段のＭＴＦ特性を０．ＩＡｐぐＡ。 ＜０．８　Ａｐとし、光像中の空間周波数成分のうちＤ
Ｃ成分を成る種変抑制するが完全には除去しない様にし
たので、諸誤差要因の影響を避はデフォーカスした所で
擬合焦が発生する事なく真の合焦位置での検出精度を上
げることができると共に、低周波数成分が主体の光像に
対しても焦点検出が可能となる。[The divided first subject image is divided into] photoelectric element groups PT, PT
The second subject image is photoelectrically converted by the second photoelectric element group PT2, PT2, respectively. The photoelectric output a of the first photoelectric element group corresponding to the illuminance distribution pattern of the first subject image and the pattern of the second
An image shift is detected from the illuminance distribution pattern b3 of the subject image. The above-mentioned subject image is quantized and photoelectrically converted by one photoelectric element arranged at a pitch p in FIG. Photoelectric conversion is performed by the element. In this specification, the part that quantizes and photoelectrically converts the optical image is called the light receiving part, and the part in which the straws are arranged is called the light receiving part play. Therefore, in FIG. 1, the photoelectric element itself is the light receiving section, and in FIG. 2, the introduction of the small lens and the photoelectric element behind it corresponds to the light receiving section. However, in these focus detection devices, the first. If there is a slight error factor such as a difference in the light transmittance of each optical system related to the second photoelectric element array, a difference in the amplification factor of both plays, a difference in the amount of C offset, etc., it cannot be ignored in focus detection. There is a problem that errors occur. This will be explained in detail. In FIG. 3, the horizontal axis represents the actual relative displacement amount of A1 on the first and second photoelectric element arrays, and the vertical axis represents the detected displacement amount detected by the focus detection device. In an ideal case where the above error factors do not exist, the actual image shift of zero matches the detected amount of shift as shown by the solid line in Figure 3, but if the above error factors exist, the detected amount of image shift is shown. The straight line becomes like a broken line and does not pass through the origin of the coordinates, causing an error in focus detection. Therefore, the present applicant proposed in Japanese Patent Application No. 56-177827 a detection device that eliminates such detection errors. This detection device passes the photoelectric output of the photoelectric element array through a filter to completely remove the zero-frequency C component among the spatial frequency components in the optical image, and then detects image distortion. be. If the C component or its pole (low frequency component in the vicinity (hereinafter referred to as the C component, including the C component and this low frequency component) is completely removed, it is certain that However, for optical images that mainly consist of low frequency components, most of the information necessary for focus detection is removed, resulting in poor focus detection. At the very least, the accuracy would drop slightly (there was a problem with 7 errors. Also, completely removing the C component and switching 5 times would cause a false focusing signal to be generated in areas with large defocus. (Objective of the Invention) Therefore, the object of the present invention is to eliminate the above-mentioned focus detection device, and also to eliminate the focus detection device for optical images mainly consisting of low frequency components. An object of the present invention is to provide a focus detection device that can prevent the generation of false focusing signals in areas with large defocus.
'J' The composite MTF of the F% property and the NITF characteristics depending on the shape of the light receiving part is determined to suppress the C component to some extent but extract a predetermined amount. An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 4 shows an optical system of a focus detection device according to the embodiment,
This optical system is basically the same as the optical system shown in FIG. 1, but the overall configuration is made smaller. In the same figure, a field lens 15 is arranged near the planned focal plane (primary image plane) of the imaging optical system 1 as shown in FIG. The area other than the area 15a is a light-shielding area. The rectangular parallelepiped-shaped transparent block 16 is made of a high refractive index material such as glass or plastic, and this one end surface 16a
The above-mentioned field lens 15 is attached to. Opposed to this one end surface 16a is 1. *A pair of concave mirrors 17 and 18 slightly tilted in opposite directions are provided on the other end surface 16b. The stiff concave mirrors 17 and 18 respectively correspond to the C/Z 4.5 in FIG. Both end surfaces 16a, 16b
A pair of mirrors 19 and 20 are diagonally arranged at an angle of approximately 45 degrees in the block 16 between them, with a predetermined gap therebetween. Photoelectric conversion devices 21 are arranged below the transparent blocks 16, respectively. In this photoelectric conversion device 21, one-dimensional image sensors 22A and 22B are formed below the mirrors 19 and 20, respectively. The light flux that has passed through the imaging optical system I passes through the light transmission area i5a of the field lens 15, enters the second block 16, passes through the gap between the mirrors 19, 20, and passes through the pair of concave mirrors 17.
18. One concave mirror 17 directs the incident light to mirror 1.
The concave mirror 18ij incident on the concave mirror 18ij is reflected toward the concave mirror 9 and toward the mirror 5-20, respectively, and each reflected light reaches the image sensor 22A, 22B via the mirror 19, 20, respectively. In this way, a pair of subject images of substantially the same subject are formed on the seats 22A and 22B. A circuit system for processing the photoelectric output from the photoelectric device R21 will be explained with reference to FIG. 5th FIC, -dimensional image center 22A, 22
B includes light receiving section arrays 23A, 23B consisting of light receiving sections arranged at intervals p, and transfer darts 24A, 24B.
and charge transfer shift registers 25A and 25B. The charge signals of the light receiving sections of the light receiving section arrays 23A and 23B, that is, the photoelectric 1 output a The signals are sent in parallel to 25A, 25B, and are time-series in the order in which the light receiving sections are arranged. The series of photoelectric outputs of the image sensors 22A, 22B means a signal related to the output of the photoelectric element with the photoelectric output barb, which is sent to the corresponding filter means 26A, 26BIC, respectively, and thus linearly amplifies and/or amplifies the photoelectric element output. Naturally, it includes logarithmically amplified data. Both of the filter means 26A and 26BH are constituted by a traverse/sparsal filter shown in FIG. This ton/sparsal filter consists of shunning circuits D1 to Dq for one pixel connected in series and each delay circuit I)1 to
It consists of multipliers W] to W which are connected to the output terminals of D and D via ampules Am, and a multiplier T1 which adds the outputs of these multipliers. Multiplier W1 multiplies the output of delay circuit D1 by weight Wl, and the remaining multipliers W2 to W9 similarly multiply the outputs of delay circuits D2 to D by weights W2 to W9, respectively. Here, W1 to Wq are positive, zero, or the number of angles. Since the filter means 26A and 26B are the same structure as described above, for example, a series of photoelectric outputs a, a2, .
The first photoelectric output a1 is input to the delay circuit, and V
C is sent, filtered, followed by photoelectric, 14. As the force transfer progresses, the addition output ■2, i3,...
Output sequentially. The same applies to the filter means 26B. The output/delhold circuits 27A and 27B receive the addition outputs 1, I2, I3 and 126B of the filter means 26A and 126B, respectively.
Hold Sanzor in sequence. The arithmetic means 28Vt, which works as a position detection means, calculates the outputs of the sample and hold circuits 27A and 27B, calculates the phase difference between the output patterns of both circuits 27A and 27B, and calculates the optical image on the light receiving arrays 23A and 23B. In other words, the displacement of the optical image is detected. Based on the output of the calculation means 28, the focusing drive of the photographic lens or the display of the focus adjustment state is performed. MT of these first and second filter means 26A, 26B
The F characteristic is defined as the MTF characteristic of the entire focus detection device in FIG. 5, as shown by the solid line YO in FIG.
Extraction efficiency Ao of DC component for both C component and Nyquist frequency
is within the range of 10% to 80% of −1 extraction efficiency A, that is, 0, I A < A o < 0.8
It is determined to satisfy A p. More specifically, in the focus detection device shown in FIG.
Elements for filtering the spatial frequency components of the optical images on A and 22B include 4 and 11 second filter means 26A and 2.
In addition to 6B, there are light receiving arrays 23A and 23B. Therefore, the MTF characteristic of the entire focus detection device, the MTF percentage determined by the shape of the light receiving part, and the filter means 26A, 26
It is a composite of B's own MTF% property, that is, the product of both. The MTF characteristic determined from the shape of the light receiving part is as shown by the broken lines X and o in Fig. 7.
This is a characteristic that gradually decreases as the frequency becomes louder when extracted at 00%. Therefore, M of the first and second filter means
'l' The P% property is set so that the composite MTF% property satisfies the position conditions of the peak center mentioned above and the conditions of the C component Ao, as well as the MTF% property X and o determined by the shape of the light receiving part. There is. Of course, MT is determined by the shape of the light receiving part.
Since the F characteristic XO has a DC component extraction efficiency of approximately 100%, the composite MTF characteristic Yo regarding the DC component is the same as the MTF characteristic of the eleventh and second filter means. In this way, the composite MTF characteristic has a peak in the intermediate frequency component between the C component and the Nyquist frequency7, and the C component Ao is within the range of 0IAp to 0.8Ap. Therefore, the photoelectric element arrays 22A, 22
Among the spatial frequency components of the optical image included in the photoelectric output from B, the above-mentioned intermediate frequency components, which are important as focus detection information, are sufficiently extracted, and the D and C components are considerably suppressed and only a part of them is extracted. sample and hold circuit 27A1
27B to the calculation means 28. Therefore, for a normal optical image, as mentioned above, by suppressing the C component, the influence of the various error factors mentioned above can be extremely reduced, and the focus can be detected with high accuracy by the intermediate frequency component, and the optical image mainly consists of low frequency components. , the focus can be detected using the above-extracted part of the C component. Note that the extraction efficiency AO of the D and C components is 0 at the upper limit of the range.
The closer the value is to 8Ap, the smaller the effect of removing the influence of the various error factors described above becomes, and conversely, the closer it is to the lower limit of 01, the more difficult it becomes to detect the focus of an optical image mainly consisting of low frequency components. Therefore, the setting of the value of Ao is determined within the above range, taking into account the magnitude of the various error factors mentioned above and the decrease in detection accuracy of optical images mainly composed of low frequency components, but generally Ao is 0.8A. , the effect of removing the influence of error factors is quite weak, so at this point 0.
7A. It is desirable that it is below, and the t around the O I Ap
Well, the extraction of low frequency components is quite difficult/J't, so in this point it is 0
2A1 or above is desirable0 If you understand this,
The above-mentioned effect can be further exhibited by setting it in the range of 0.2 A≦Ao≦07A. Furthermore, by leaving a certain amount of the DC component, it is possible to improve the focusing accuracy and reduce the probability that a false focus determination will be made at a location where the defocus is large. That is, DC
If the components are completely removed and the output pattern is shuffled, the filtered output pattern will contain only high-order components, so the frequency of cases where the two river patterns match each other again due to a slight image shift will increase, resulting in a false combination. It had the disadvantage that it had a high possibility of making a judgment call. However, such drawbacks can be solved by leaving a certain amount of DC component. Next, the specific M′]”F of the first and second filter means
The characteristics and the value of the weight W that achieves them are illustrated in FIG. The broken line XO in Figure 8 ('A-1) to (E-1) is the MTF characteristic that is determined only from the shape of the light receiving part, and the shape of this light receiving part is as described above. ing. The broken line a and the solid line a2 in FIG. 8(A-1) respectively indicate the composite MTF characteristic of the MTFXo of the light receiving portion shape and the MTF characteristic of the first or second filter means. The dashed line a1, the solid line a2, and the C component extraction efficiency Ao are respectively 0.74A and 0.24A, assuming that the efficiency at the MTF characteristic XO slope position determined from the shape of the light receiving part is 09 in the figure.
p and pゝ, such MTF' characteristics are essentially two weights W]
, W3, M'
The II' F characteristic a1 is as shown in FIG. 8 (A-2).
, = 1, W3 = -0, 2, the ``MTE'' characteristic a2 becomes Wl-1, W3 = -0 shown in Fig. 8 (A-3).
, 64 weights. Figure 8 ('B-1), (B-2), and (B-3) are examples using three weights, and as in Figure 8 (B-2), Vv1 = -
('1.1. When W3=+l and W5==0.1 are selected, the efficiency at the A1 position of the M'l'F characteristic The broken line bl in Figure 8 (B-1) hits.8th
As shown in figure (B-'3')<'W]=-(1,32,"3
= 1, w5 = 0.32, then Ao = 0.2
4 Ap, and its M'TF characteristics are shown in Figure 8 (B-1).
The fruit is #bz. Figure 8 (C-1), (C-2), ('C-3) have 5 weights, Figure 8 ('D-1), (D-2), (D-3)
is an example in which the weight is 7 digits, the sugar 8 figure CE-1), and (E=2) the ld weight is 11 digits. As is clear from this, when the number of weights is increased, the position of the peak of the MTF moves to the lower sampling frequency side. In the above discussion, it is assumed that the sampling pitch is still p after passing through these filter means (-). For fN=-, it is impossible to extract 2p2 effective information for focus detection in the vicinity of fN/.Therefore, as shown in Fig. 8 (E-
In a case like 1), the sampling pitch after passing through one filter is set to 2p, and the Nyquist circumference reduces the number of the/pulls, making calculation processing easier. In addition, considering how to give the weight W, then, Fig. 8 ('B-2)
, (B-3), (D-2), (D73), cE-
As shown in 2), for the reason that the weight value sequence is symmetrical with respect to the central weight, suppose that the DC component is suppressed from the data given at the ring pitch p of S/7°. As a filter that can effectively extract as high-order spatial frequency components as possible, the filter shown in Figure 8 ('
It can be said that B-2), (B-3), (D-2), and (D-3) are preferable. Furthermore, when the weighted addition filter processing of the filter means is performed by a microcomputer or the like, the processing time is shorter when the number of weights is smaller. In particular, the three symmetrical weight values in B-3) are the most desirable. Therefore, this symmetrical 13 weight value strings W1, W3,
W5 motor mentioned above MTF characteristic 0.1 A p < A
o <0,8 A, -...■ and 0.2 A, ≦
The conditions for giving Ao ≦0.7 Ap "・■ are described below. Now, if W3-1 and W1 = W5 = X (number of dogs), this filter means 26 A, 26 Bt7) Mino DC Between the component extraction efficiency Ao and the maximum extraction efficiency A,', the maximum extraction efficiency of the composite MTP% of the entire focus detection device A, ke A, =
γ・A,′ (The value depends on the shape of the γ light receiving part.)
Next, the overall DC component extraction efficiency Ao and the maximum extraction efficiency A,
Substituting this into equation q) and rearranging it, we get 1+2X 1 01 (□-・-< O,S ] -2X γ Subtracting X from this, we get 1 10-γ1 1O-sr ---<X< --- 2i0+r 2.1o+8r The value of γ based on M'IF' determined from the shape of the light receiving part is generally about 1≧γ≧09, so when γ=1
When -0,41 (X<-0,06r = 0.9), it becomes -0,42 (x<-0,08).Similarly, by substituting the above A into equation 0 and subtracting X, we get 1 1O-
2r 1 1.0-7r -1 ≦X≦-1 2 10+21 2 10+7γ When γ=1 -0,33≦X≦-0,09γ=09
When , -0,35≦X≦-0,11. Note that the weight of such a filter means is 1. for every other data of W□, w3ζW5 and sample data. The purpose of this was to bring the MTF peak to 1/2 of the Nyquist frequency fH. Therefore, if spatial frequencies larger than the vicinity of fN are sufficiently removed by some other filter means, W1=W3=-0,
3. Even with continuous weighting such as W2=1, the overall system and 1. It is possible to make the composite MTF'' in a form similar to that shown in Figure 7.Furthermore, if the calculation of such a filter means is performed by a microcomputer, etc., as described below, it is possible to achieve the processing by 2'' operation. becomes easier. So, Koto,
x=-0,25,-0,125. The filter means 26A and 26B may be configured by a microcomputer or the like instead of being configured by hardware as shown in FIG. 6. In this case, the photoelectric output is sampled and held, and the A/D conversion All you have to do is store it in the upper memory and perform the calculation. In the example described in Section 1, each of the first and second filter means is composed of a single filter, but instead, they may be composed of a plurality of filters having mutually different MTF characteristics. . In this case, the MTF of Towara's multiple filters is
The '% property is selected such that the composite MTF characteristic of each filter satisfies the φ condition of the M'I'F characteristics of the first and second filter means. ! All of Takowara's multiple filters may be constructed from hardware, or at least a microcomputer.Also, some filters from Shichiwara may be constructed from hardware, while the remaining filters may be constructed from microcomputers. Good too. In addition to various error factors such as the difference in the transmittance of the optical system and the difference in the amplification factor of the photoelectric element array mentioned above, there is also curariness that occurs in the optical image on the photoelectric element array as error factors in focus detection. This vignetting generally occurs when the photographic lens is replaceable and has a large F value, that is, a dark lens. This influence of Kurare can be avoided by removing the C component to a greater extent than in the case of the various error factors mentioned above. A second embodiment in which both the influence of Kuraray and the various error factors mentioned above are removed will be described with reference to FIGS. 4 and 9. The focus detection device of this embodiment is incorporated into a camera with an exchangeable photographing lens, and in FIG.
1. A signal member (not shown) that is replaceable and corresponds to the F value of the camera is attached to the mounting surface of the camera. I'm here. Field lens]
5, block 16, photoelectric element array 22A, 22BIC
l, built into the camera body. Optical path dividing means for dividing the light transmitted through the photographing lens 1 and guiding it to focus detection optical systems 15 and 16, and to a film or an image pickup device (not shown) are not shown. In FIG. 9, the photoelectric outputs from the pair of photoelectric element arrays 22A122B are in this case FLISb'l, a2, b
2...... shall be output in chronological order alternately. This output is transmitted to the first filter means 42A or the second filter means 4 via the filter selection switch 4o.
2B, and the sample and hold section 43 holds the output at a predetermined pitch. The calculation unit 44 performs calculations for focus detection, and outputs a focus detection signal indicating the amount of defocus, for example. This first filter means 42
The second filter means 42B has different M'l'F characteristics, and the former extracts more DC components than the latter 1-1 For example, as in the first embodiment, the DC component Ao of the composite MTF characteristic of the entire focus detection device is The peak component A is selected to be 20% to 7% of the peak component A, and the latter is, for example, one that largely removes the DC component and makes it almost zero. The filter selection means 411"t connects the switch 4o to one of the first or second filter means 42A, 42B depending on the signal member of the attached photographic lens. FIG. This is an example in which the number of weights is 5 (Wl'''7W5). In this example, the outputs keal, bl, 12, and b2 are output alternately, so the weights W] to W5 are multiplied and added to the output of every other delay circuit D1 to D9 for one pixel. The weighted addition synthesis result In is calculated by the circuit T. That is, the output of D9 is al, the output of D8 is bi, the output of Dγ is ai+1, and so on...the output Kai+ of the river D□. When D appears, the weighted addition synthesis output for the a sequence +1 becomes D
When bi+4 appears in the output of l, weighted addition synthesis formula 11' for the b sequence:=Σ Wm·m=1 b, +m-1 appears. This effect will be explained. When a dark photographic lens with a large F value is attached to the camera, the selection means 41ij and the second filter means 42B, which connect the switch 40 to the second filter means 42B, select the C component and the low frequency component according to the signal system of the lens. Since this method largely removes the vignetting, it becomes somewhat difficult to detect the focus of objects that mainly consist of low frequency components, but it is possible to perform focus detection of ordinary objects with high precision without being affected by the vignetting or the various error factors mentioned above. can. On the other hand, when a bright photographic lens that does not cause flashing is attached, the signal member connects the switch 40 to the first filter means 42A. This first filter means 42A is a second filter means 42B.
Since a considerably large amount of C components are extracted compared to the above, it is possible to detect the focus of an optical image mainly composed of low frequency components with high precision, and also to eliminate the effects of the various error factors mentioned above. In addition to the above-mentioned Kuraray σF value, this phenomenon also occurs depending on the exit pupil position of the photographing lens. Therefore, in addition to the F-number, information on the exit pupil position may be added to the signal member. Also, the switch 40 may be switched manually instead of automatically depending on the signal member as in the above embodiment. It may be L7. FIG. 11 is an example in which the functions shown in FIG. 9 are achieved using a microcomputer. A pair of photoelectric element arrays 22A, 22B al, bl,
The 11th order photoelectric output such as a2, b2, . , are stored in the memory 49. The filter selection means 5 degrees color filter selection signal is read by the microcomputer 48, and the microcomputer 48 thereby selects the image information stored in the memory 49 from 7 to 7 in FIG. 8 (B-1).
1 or solid line b2, and the filtered image information thus obtained is also used to perform calculations for focus detection and output a focus detection signal. Therefore, all filter processing in the case of is performed by software. A third embodiment in which a desired MTF percentage is obtained by synthesizing a plurality of filters will now be described. In FIG. 12, the photoelectric outputs from the photoelectric element array 22A122B are al, b, , a2, b2, . . .
The signals are input to the input terminal 60aK of the filter means 60 in the order of -. As shown in FIG. 13, this filter means 60 is composed of two filters 60A and 60B and a combining means 60C. Each of the filters 60A and 160B has different MF characteristics and has the same configuration as the filter shown in FIG. 10. The synthesizing means 60C multiplies the output (1) of the filter 60A by a coefficient α and the output V2 of the filter 60B by a coefficient β, and then adds them, that is, calculates (1×α + V2×β), and sends the result to the output terminal 60b. Output. Sorting means 4 in Figure 12
First, the values of the coefficients α and β are set according to the information from the signal member of the photographing lens, and also according to manual operation. The defocus amount is calculated and outputted from the output terminal 62a.The function of the filter means 60 will be explained.The weight value of the filter 60A is set as shown in FIG. 14(a), for example. Wl = W2 :w1o=w1]= o, w
3: w9 = 0.16, W4 = We = 0.465
, Wδ; W, = 086, w, = 1, filter 6
For example, the weight value of 0B is as shown in FIG. 14(b).
=w, =018, W2:W, o= 0.32, W3=
W1 = 0.44, W, = W8 = 0.335, W
5 = W = 0.14, W6 = 0. Coefficient α
, β are α;1, β=-06, the combined weight values are as shown in Figure 15 (A-1), and this combined MTF
The characteristics, that is, the MT and F% characteristics of the filter means 60 are as shown in FIG. 15 (A-2').
It has a peak between the D and C components and fN/2. Also, if α; 1 and β = -1, the composite weight value is the first
As shown in FIG. 5 (R-1), the composite M TF characteristic has Ao # and 0.4 Ap as shown in FIG. 15 (R-2). Also, if α; 1 and β knee 1.4, the composite weight value and composite M T'F' are respectively shown in Figure 15 ('C-1) and (C
15 (D-1) and ('D-2). In this way, by appropriately selecting the coefficients α and βθ values, A. It is possible to obtain arbitrary M'T'F characteristics at =0 to Ap building. Therefore, the selection means 4Nd selects α and β according to the signal member of the photographing lens or according to the manual operation to select the M suitable for the photographing lens.
Set to obtain TF characteristics. Furthermore, instead of or in addition to setting the coefficients α and β according to the type of photographic lens as described above, they may be set according to the output of the calculation means 62. For example, when the photographic lens is far away from the in-focus position, the optical image on the photoelectric confectionery array is largely blurred, and the optical image has a relatively large amount of low-order spatial frequency components, causing the opposite effect. When the image is close to the in-focus position, the number of high-order spatial frequency components becomes relatively large. Therefore, as shown in FIG. 12, the determining means 63 determines the defocus signal from the calculating means 62, and when the focus amount is large, that is, when the photographing lens is far away from the in-focus position. , α, and β]) are set to extract a large amount of the C component, and when the amount of defocus is small, that is, when the photographing lens is close to the in-focus position, α and β are set to suppress the DC component. . By doing this, it is possible to avoid the occurrence of false focusing in areas with large defocus, and to increase the detection accuracy near the focus. Figure 16 shows the filters 60A and 60B in Figure 13 as CC
Consists of a D-tra/sparsal filter. Nine filters are shown, and such C0D)/sparsal filters are detailed in IEICE technical research report 88D7B-1. FIG. 17 shows a specific configuration example of the synthesizing means 60C shown in FIG.
, 60B outputs V1, V. The channels 82 to 85 are controlled to be turned on or off by the selection means 41 or the discrimination means 63. 86 to 88, the output terminal of this OP amplifier 88 is the output terminal 60b of this synthesizing means. With such a configuration, K for setting the values of α and β illustrated in FIG. 15 can be controlled by controlling the switches 82 to 85 as shown in the table below. Furthermore, when using the weighting shown in Figure 14, α=
By taking β=IVC, Fig. 15 ('E-”1), (E-
'2) It is possible to have the following characteristics. When using this filter, it is sufficient to sample at twice the sample depth when using filters Vi (A-1) to (D-1), so the area is twice as large with the same number of samples. Since this can be covered, it is particularly effective when detecting cases where the amount of defocus is large or when detecting an object consisting mainly of low frequency components that requires a wide area for determination and requires very little spatial consideration. Of course, it is also possible to configure all or part of the filters 60A, 60B and the synthesizing means 60C in FIG. 13 with a microcomputer. (Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the present invention, the MTF characteristic of the filter means is set to 0. IApguA. <0.8 Ap, and among the spatial frequency components in the optical image, D
Since the C component is suppressed but not completely removed, the influence of various error factors is avoided, and the detection accuracy at the true focus position is improved without causing false focusing at the defocused location. In addition, it is possible to perform focus detection even for optical images mainly composed of low frequency components.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図及び第２図は、従来σ゛焦点検出光学系を夫々示
す光学図、第３図は、光像のずわ毒とその検出量との関
係を示すグラフ図、第４図は本発明の一実施例の光学系
を示す斜視図、第５図に上記実施例の信号処理系を示す
ブロック図、第６図に、フィルタ手段の構成例を示すブ
ロック図、第７図は、本発明に係るフィルタ手段のＭ　
Ｔ　Ｆ特性を示すグラフ図、第８図は、上記Ｍ　’ｌ’
　Ｆ特性の具体例とそれらを与える重み数値を夫々示す
グラフ図、第９図は本発明の第２実施例を示すブロック
図、第１０図は、フィルタ手段の構成例を示すブロック
図、第１１図は、第２実施例の変形例を示すブロック図
１１第１２図は、本発明の第３実施例を示すブロック図
、第】３図は第３実施例のフィルタ手段の構成例を示す
ブロック図、第１４図は重み数値を示す図、第１５図は
重み数値とＭＴＦ％性とを示す図、第１６図はフィルタ
の具体的構成例を示す回路図、第１７図は合成手段の具
体的構成例を示す回路図である。 １・・・結像光学系　２２Ａ、２２Ｂ・・蔓光部アレイ
２６Ａ、２６Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ、６０・・・フィルタ
手段 出願人　日本光学工業株式会社 代理人　渡　辺　隆　男 オｑ図 ′７′１０層 ″７１１団 峰 ＩＩ　ｉｔ 召り　駕り　づをFigures 1 and 2 are optical diagrams showing the conventional σ focus detection optical system, Figure 3 is a graph diagram showing the relationship between the light image and its detected amount, and Figure 4 is the optical diagram of the conventional σ focus detection optical system. FIG. 5 is a block diagram showing the signal processing system of the above embodiment, FIG. 6 is a block diagram showing an example of the configuration of the filter means, and FIG. M of the filter means according to the invention
A graph diagram showing the T F characteristics, FIG. 8, shows the above M 'l'
9 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a block diagram showing an example of the configuration of filter means. 11 is a block diagram showing a modification of the second embodiment. FIG. 12 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the filter means of the third embodiment. 14 is a diagram showing weighting values, FIG. 15 is a diagram showing weighting values and MTF % characteristics, FIG. 16 is a circuit diagram showing a specific example of a filter configuration, and FIG. 17 is a specific example of a synthesis means. FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of the configuration. 1... Imaging optical system 22A, 22B... Vintage light section array 26A, 26B, 42A, 42B, 60... Filter means applicant Takashi Watanabe, representative of Nippon Kogaku Kogyo Co., Ltd. Figure '7' 10th floor "711 Danmine II

Claims (1)

【特許請求の範囲】 対象物の光像を作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、受光部が多数配列された
受光部プレイと、上記受光部アレイの光電出力をフィル
タリングするフィルタ手段と、 このフィルタ手段の出力に基づき上記焦点調節状態を表
わす信号を作成する手段とを具備し、上記フィルタ手段
のＭＴＦ特性と上記受光部の形状により決まるＭＴＦＩ
ｌｅ性との容成ＭＴＦが（１，ＩＡｐ（Ａｏ＜０．８Ａ
ｐ（Ａｏｉｔ周波数周波数分の抽出効率、Ａｐは上記合
成ＭＴＦが最大となる周波数成分の抽出効率である。）
を充足することを特徴とする焦点検出装置。[Scope of Claim] A focus detection device that detects the focus adjustment state of an imaging optical system that creates an optical image of an object, which includes a light receiving unit play in which a large number of light receiving units are arranged, and a photoelectric output of the light receiving unit array. It comprises a filter means for filtering, and a means for creating a signal representing the focus adjustment state based on the output of the filter means, and the MTFI determined by the MTF characteristic of the filter means and the shape of the light receiving section.
The capacity MTF with le property is (1,IAp(Ao<0.8A
p (Aoit frequency extraction efficiency, Ap is the extraction efficiency of the frequency component where the above-mentioned combined MTF is maximum.)
A focus detection device characterized by satisfying the following.