JP2768459B2 - 焦点検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、焦点検出装置に関する。 〔従来の技術〕 位相ずれ量を検出する事によって焦点ずれ量を求める
焦点検出方式は、異なる二つの光路を夫々通過する二光
束による二像の光強度分布を比較演算する方式や、同一
光学系の異なった二つの領域を夫々通過した二光束によ
る光強度分布パターンを比較演算する方式が知られてい
る。このような焦点検出方式として前者としては、第23
図のように撮像レンズ11による像をコンデンサーレンズ
12と一対のセパレータレンズ（再結像レンズ）13から成
る再結像光学系を用いて再形成した二像の光強度分布を
比較演算する方式が、後者としては第24図のような特公
昭57−49841号公報に記載されたハネウェル社の方式、
即ち撮影レンズ21の射出瞳の異なる領域を通過する二光
束による光強度分布パターンを比較演算してその位相ず
れ量から焦点検出を行なう方式がある。 第23図の方式においては、コンデンサーレンズ12は撮
影レンズ11の射出瞳をセパレータレンズ13上に投影し、
セパレータレンズ13は撮影レンズ11による一次像I₀を二
次像I₁,I₂としてセンサー14上に再形成している。撮影
レンズ11が前ピンの場合二次像I₁,I₂は互いに近づき、
後ピンの場合は二次像I₁,I₂は互いに離れる。即ち、二
次像I₁,I₂の相関演算を行い、それらの相互の間隔が合
焦時の間隔に対しどのように逸脱しているか判定する事
によって焦点検出を行なう事ができる。 第24図の方式においては、投影レンズ21の射出瞳の上
側からきた光束と下側からきた光束を上下に分割するた
めに、フィールドレンズアレイ23を用いている。レンズ
22は撮影レンズ21の瞳面から発した光束を平行光にする
ためのいわゆるコンデンサーレンズである。フィールド
レンズアレイ23の各レンズレットに対し上側光束24を受
けるセンサーをb_i、下側光束25を受けるセンサーをa_iと
し、ａ列における光強度分布パターンとｂ列における光
強度分布パターンを比較演算してずれ量を求めている。 又、他の焦点検出方式としは、二重像合致式により、
被写体までの距離を直接求める方式もある。即ち、それ
は特公昭57−49884号公報などに開示されている三角測
距方式であり、その具体的な構成例を第25図に示す。こ
の場合、光路1,光路２を通過して形成された二像の相対
的位置ずれ量を比較演算により求める。ミラー31,32,結
像レンズ33,34は、光軸30に対し対称に配置されてい
る。又、一方のミラー32を可動ミラーとし、無限から至
近まで連続的に走査しながら連続的に相関出力を求め、
相関出力が極値をとった位置でのミラー角から被写体距
離を演算し、撮影レンズを所望の位置に繰り出す方式も
ある。尚、第25図において、被写体からの光は結像レン
ズ33,34を通過した後三角プリズム35によって光路が伸
げられ、ラインセンサー36上に並列に二像が形成され
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、従来の位相差検出による焦点位置検出装置
においては、規則的な周期パターンを有する被写体に対
しては合焦検出が困難であるという問題がある。これは
被写体が周期物体である為にその周期と同じだけ像がデ
フォーカスにより横ずれした場合、相関演算値が再び合
焦信号を出力するような極値となるためである。 例えば、第26図は非周期物体の二つの再結像された像
とその相関演算値を示している。二つのセンサー列をａ
列,b列とし、そのｉ番目の画素出力をa_i,b_iとすると、
相関演算式は例えば であり、ｓを変えて相関演算を繰り返すとＦ（ｓ）のカ
ーブが得られるのである。又、二つの像の位相がδだけ
ずれていると、Ｆ（ｓ）のカーブの極値をもつ位置もδ
となり、像がδだけずれていることがわかり、これから
デフォーカス量が計算できる。 しかるに、同期物体であると、第27図のように相関値
の極値をもつ位置が複数になりどこが合焦位置なのか判
断できなくなる。 又、一列のセンサー列を用いて合焦検出を行なう場
合、測距範囲の大きさと合焦精度は通常相反する関係に
ある。センサー列においては各画素が通常等間隔に配列
されており、その各間隔を１ピッチとすると、合焦精度
は通常１ピッチに対する相対量として表わされる。合焦
精度を1/M₀ピッチとして１ピッチ当たりの撮影レンズの
像面におけるデフォーカス量をαとすると、像面での合
焦精度Δはである。又、全画素数を（N₀は一定）とすると、像面で
の測距可能なデフォーカス範囲はΣ＝±N₀αである。α
を大きくすると、測距範囲Σは大きくなり好ましいが、
合焦精度Δも大きくなるため精度は劣化する。又、αを
小さくすると合焦精度Δは良くなるが、測距範囲Σは小
さくなる。即ち、単一の合焦焦点検出系においては合焦
精度と測距範囲とは両立しない。 又、三角測距法は無限遠から至近までの広い範囲を確
実に測距できる反面、合焦精度が低いという問題があっ
た。 本発明は、上記問題点に鑑み、測距範囲が広く、合焦
精度が良いのみならず、周期的物体にも合焦可能な焦点
検出装置を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段及び作用〕 周期的物体に対する正確な合焦位置を求めるために
は、従来のように単一の位相差検出による相関演算のみ
では困難である。そこで、もう一つの位相差検出若しく
は二重像合致式による相関演算値をも参考にする事によ
って正しい極値の位置がわかる。周期的物体に対して
は、双方共周期的に極値をとるが、同一デフォーカス量
に対する像のずれ量の関係を違えておけば、双方の相関
演算値を比較することによって正確な合焦位置を求める
ことができる。第１図はその様子を表わしている。但
し、横軸は像のずれ量から換算したデフォーカス量を、
縦軸は相関演算値を示している。即ち焦点検出系Ｉによ
るものと焦点検出系IIによるものとは相関演算値のグラ
フの周期が異なっており、両者共に極値をとる点からピ
ントずれ量が求められる。例えば、第１図においては点
Ａが極値であると考えられる。第１図において、焦点検
出系Ｉの周期をP₁、焦点検出系IIの周期をP₂とし、P₁と
P₂の比を素数m,nを用いP₁/P₂＝m/nと表わすことができ
る。すると、デフォーカス量nP₁＝mP₂の位置が検出範囲
に含まれる場合は相関演算値が共に極値をとるため誤信
号が出る。そこで、m,nは共に大きな数であること即ち
少なくともmn＞10が望ましい。理想的にはP₁とP₂の比は
無理数であることが望ましい。その理由は、P₁とP₂の比
が無理数であるということはnP₁＝mP₂を満足する素数m,
nが存在しないということであり、つまり第１図におい
て点Ａ以外の点において極値が一致することがないの
で、合焦位置の判断を誤ることがないからである。 又、単一の焦点検出系においては合焦精度と測距範囲
とは両立しないため、合焦精度は若干劣るものの測距デ
フォーカス範囲の広い焦点検出系Ｉと、測距デフォーカ
ス範囲は狭いながらも合焦精度の優れた焦点検出系IIと
の両方を構成する。デフォーカス量が非常に大きい場合
には焦点検出系Ｉで方向性を含めた測距を行い、合焦に
近づいてきた時若しくは初めから合焦に近い場合は焦点
検出系IIで正確な合焦検出を行なうようにすることが可
能になる。こうして、二系統の焦点検出系からの出力信
号を同時に演算処理する事により、より広いデフォーカ
ス範囲でありながら、より精度の良い合焦能力を実現す
ることが可能になる。 第２図は本発明焦点検出装置における信号処理のフロ
ーの一例を示したものである。焦点検出系Ｉは合焦精度
は若干劣るものの測距可能領域の広い検出系であり、焦
点検出系IIは測距可能領域は挾いながら合焦精度の優れ
た検出系である。測距は焦点検出系Ｉと焦点検出系IIと
で共に行なう。ここで焦点検出系IIの信頼性を計算し
て、信頼性の高い場合にはその信号に従って合焦を行な
う動作に入る。信頼性の計算についてはすでに種々提案
されているので、ここでは特に述べない。像位相差法を
はじめ位相差検出によって焦点検出を行なう場合、被写
体が周期物体である場合には誤った合焦信号を出す場合
のあることが知られている。これは被写体が周期物体で
あるために、その周期と同じだけ像がデフォーカスに従
って横ずれした場合、合焦信号にピークを生じるからで
ある。即ち、相関演算値が複数の極値をもつのである。
そこで、デフォーカス量と像のずれ量の関係が全く異な
る焦点検出系Ｉと焦点検出系IIの両方の相関値を比較す
ることで正しい合焦位置が求まる。即ち、両焦点検出系
の合焦位置を比較してほぼ等しい場合は合焦と判定し、
等しくなければ更に隣の極値を比較していくことにより
正しい極値位置が求まる。 次に、焦点検出系IIの信号信頼性の低い場合には、焦
点検出系Ｉの測距信号により駆動を開始する。その後連
続的に焦点検出系Ｉと焦点検出系IIの測距信号を検出
し、焦点検出系IIの測距信号の信頼性の高まってくるの
を持って、レンズ駆動を修正して合焦を行なう。このよ
うに、二つの合焦機構を有機的に結びつけることによっ
て、高速且つ高精度の焦点検出装置を実現することがで
きる。 〔実施例〕 以下、図示した各実施例に基づき本発明を詳細に説明
する。 第３図は本発明の第一実施例を示したものである。即
ち、焦点検出系Ｉとして三角測距装置をペンタプリズム
部に、焦点検出系IIとしてTTL式像位相差検出方式の合
焦装置をボディ底部に夫々配した一眼レフレックスカメ
ラであって、41,42は三角測距の測距窓である。第４図
は該カメラの断面を示しており、リターンミラーの一部
をハーフミラーとし、そこを通過した光束をサブミラー
でボディ底部の合焦装置49に導いている。49は原理的に
は第23図で示したTLL像位相差検出方式合焦装置であ
り、本実施例においてはコンデンサーレンズの一部とセ
パレータレンズが一体化されている。第５図は三角測距
装置の構成を示しており、43,44は結像レンズ、45,46は
ミラー、47は三角プリズム、48はセンサーであって、小
型化のためにセンサー48を三角プリズム47の前方に配し
ている。また結像レンズ43,44は夫々ミラー45,46よりも
物体側にある。 第６図は本発明装置に適用される電気回路のブロック
図である。第２図の焦点検出系Ｉに相当する三角測距装
置Ｘと焦点検出系IIに相当するTTL像位相差式合焦装置
Ｙとが設けられており、両者共基本的には二像の相関演
算を行ないずれ量を検出する機構を持っている。又、そ
れらのずれ量に応じて撮影レンズを駆動するレンズ駆動
装置Ｚも有している。 両装置I,IIとも、CCD上に形成された二像が二つの受
光素子列P₁,P₂により光電変換される。各受光素子列の
画素数はＮ＝64とする。各画素出力Ａ（Ｎ）,B（Ｎ）は
CCDドライバにより順次A/D変換器に送られてA/D変換さ
れ、メモリーに格納される。メモリーに一旦格納された
画素出力は相関演算回路に入力される。各相関演算回路
では、第１の受光素子列P₁を形成している画素列A_N（Ｎ
＝１〜64）と第２の受光素子列P₂を形成している画素列
B_N（Ｎ＝１〜64）の画素データに基づいて相関演算を行
なう。 但し、K₁,K₂は例えばK₁＝21,K₂＝43であり、Ｓは−20
〜＋20である。この相関演算回路で演算されたＦ（ｓ）
が最小値検出回路に入力されると、この最小値検出回路
では、Ｆ（ｓ）が最小になるときのずれ量が検出され
る。次に、Ｆ（ｓ）の最小値を与えるずれ量S₀がレンズ
駆動装置Ｚの補間演算回路に入力されると、この補間演
算回路では、ずれ量S₀に基づき補間値ΔＳが求められ
る。 この補間値ΔＳは、 ΔＳ＝Ｆ（S₀）／｛Ｆ（S₀）＋Ｆ（S₀＋１）｝ 又は ΔＳ＝Ｆ（S₀）／｛Ｆ（S₀）＋Ｆ（S₀−１）｝ となるので、次のずれ量計算回路では、この補間値ΔＳ
を考慮したずれ量Ｓ′が計算される。 即ち、Ｓ′＝S₀＋ΔＳであるから、 Ｓ′＝S₀＋Ｆ（S₀）／｛Ｆ（S₀）＋ Ｆ（S₀＋１）｝ 又は、 Ｓ′＝S₀＋Ｆ（S₀）／｛Ｆ（S₀）＋ Ｆ（S₀−１）｝ がずれ量計算回路で求められる。 又、焦点検出系Ｉ（三角測距装置Ｘ）においても、上
記と同様の相関演算を行ない、ずれ量Ｓ″を導出してい
る。焦点検出系II（TTL式像位相差式合焦装置Ｙ）につ
いては各画素出力によるコントラスト演算と相関演算計
算から信頼性判定を行っており、その結果からずれ量
Ｓ′とＳ″を選択し、レンズ駆動装置Ｚに伝達する。
尚、レンズ駆動中も連続的に焦点検出を行っており、最
終的には焦点検出系IIの信号信頼性が高い時点で、その
ずれ量Ｓ″から合焦を行なう。又、初めから信頼性の高
い場合は、ずれ量Ｓ′を用いる。 尚、像位相差法における信頼性の判定には、三角測距
離の値を参考にする方法もある。即ち、三角測距も二像
合致式であるから周期的に極値をとるが、デフォーカス
量と像のずれ量の関係が像位相差法と全く異なる値をも
つから二つの結果を比較すれば正しい値がわかる。第７
図にその様子を表わしている。第７図において、上は三
角測距の二像合致によるものであり周期物体だと周期的
に極値をもつが、その周期は下の像位相差法によるもの
と全く異なっている。従って、A,B,Cの極値位置のうち
Ａが合焦位置に対応する極値位置と判断できる。即ち、
三角測距信号の夫々の合焦位置を比較してほぼ等しけれ
ば正しいと考えられ、等しくなければ隣りの極値位置を
更に比較すれば正しい極値位置が求まる。 第６図のレンズ鏡筒内に設けたROMには撮影レンズの
Ｆナンバー，像のずれ量から撮影レンズのデフォーカス
量を求めるための変換係数等焦点検出に必要なデータが
予め記憶されている。そのデータがデフォーカス変換回
路に逐次入力され、そこで演算されたデフォーカス量に
基づきレンズ駆動量制御回路が動作し、撮影レンズを合
焦位置に移動させる。そして、エンコーダによりレンズ
移動量が検出され、所定のデフォーカス量を移動させた
時にレンズ停止の判定が出る。そこで合焦駆動の動作が
終了する。表示装置は、合焦駆動の終了等の情報信号を
受けて表示を行なう。 第８図は本発明の第２実施例を示したものである。即
ち、レンズシャッターカメラに三角測距機構とTLL式像
位相差検出機構とを組み込んだものである。51,52は三
角測距の測距窓であって、その内部構造は第25図に示し
たものである。53,54は後述の再結像レンズの撮影レン
ズの瞳上の像であり、実質的測距窓である。第９図
（Ａ）に示したように、撮影レンズ57中にハーフプリズ
ム57aを用いることによりTTL式像位相差法による焦点検
出装置50（第９図（Ｂ））を組み込むことが出来る。55
はコンデンサーレンズ、56は一対の再結像レンズ、58は
補正用レンズであり、補正用レンズ58はコンデンサーレ
ンズ55付近に被写体像を形成して、フィルム等価面59と
している。また、焦点検出装置50として、第24図で示し
た位相差検出装置50′を適用することもできる。 第10図は本発明の第３実施例を示したものである。即
ち、これは三角測距機構とTTL式像位相差検出機構とを
組み込んだ一眼レフレックスカメラであるが、三角測距
機構が第１実施例と異なっている。 第11図にその三角測距機構を示す。基本的には既に公
知の三角測距装置の構成をとっている。61及び62は測距
窓を兼ねた結像レンズ、63乃至66は結像レンズ61,62に
よる像をフォトダイオードアレイ67に導くミラーであ
る。68は結像レンズ62によって得られる基準像を得るフ
ォトダイオードエレメントである。69は結像レンズ61に
よって得られる被写体の距離によって横ずれする像を得
るフォトダイオードエレメントである。そして、これら
のエレメント68,69で得られた像を比較することによっ
て被写体までの距離を測定される。70は発光素子71から
の光を被写体に投影する光投影レンズである。光を被写
体に投影することにより、近距離であれば暗闇でも或い
は被写体にコントラストが無い場合でも測距することが
できる。投影はパターン状でもスポット状でも良く、或
はそのような特定のパターンを形成せず、単に被写体に
光を照射するだけでも良い。 第12図にTTL式の像位相差法の検出機構を示す。72は
影像レンズ、73はクイックリターンミラー、74はミラー
73上に設けられたビームスプリッタ、75はビームスプリ
ッタ74の後方に位置する副ミラー、76は撮像レンズ72の
瞳を副ミラー75,ミラー77を介して二つの再結像レンズ7
8,79に投影する瞳投影レンズ、80は再結像レンズ78,79
によって得られる二つの像を検知するイメージセンサー
である。尚、三角測距に用いた光投影レンズ70からの投
射光は像位相差法用としても有効であり、暗闇や被写体
のコントラスト不足にも拘らず高精度の焦点検出が可能
となる。又、第10図における68′,69′はTTL式像位相差
法の再結像レンズ78,79の撮像レンズ72の瞳上の像であ
って、実質的測距窓である。 尚、カメラに三角測距機構と像位相差検出機構を組み
込む場合、種々の変形が考えられる。 第13図は第３実施例における像位相差検出機構の他の
例を示している。ここでは第12図における各部材72,73,
74,75,77は省略してある。81は三角プリズムを利用した
全反射ミラーであって、普通のミラーでも良い。82はレ
ンズ、83は像面と共役な位置に配置された赤外LEDであ
る。この場合、赤外LED83からの投射光はレンズ82を通
してTTL式に被写体に投射される。 第14図は望遠レンズの先端に三角測距機構を設けた例
を示している。これは、広角レンズや標準レンズではTT
L式像位相差検出法のみでもかなり高性能の焦点検出装
置を実現できるため、ボディーに三角測距機構を設けず
に必要な望遠レンズのみに設けておいても良く、その結
果ボディに対する負担が軽くなるという利点がある。こ
の場合、三角測距窓をレンズの前玉84の外に設けても良
いが、前玉84の中に設ける方が外見は良い。尚、85はレ
ンズの後玉である。 第15図は三角測距機構をストロボ86に組み込んだ例を
示している。この場合、ストロボに接点を設けて測距情
報等のやりとりができるようになっている。 第16図は本発明の第４実施例を示したものであり、こ
れはTTL像位相差法による焦点検出系を二つ併設した合
焦装置をボディ底部に配した一眼レフレックスカメラで
ある。その合焦装置90の構成を第17図に示した。これ
は、コンデンサーレンズ91,92とハーフミラー93,再結像
レンズ95で構成される焦点検出系Ｉと、コンデンサーレ
ンズ91とハーフミラー93とミラー94と再結像レンズ97で
構成される焦点検出系IIとから成る。第18図の95′,9
5″は、再結像レンズ95上の絞りがコンデンサーレンズ9
1,92によって撮影レンズの瞳上に投影された像であっ
て、実質的測距窓である。又、第18図の97′,97″は再
結像レンズ97上の絞りの投影レズの瞳上の像である。
又、設計条件を変えれば、レンズ92を用いることなくコ
ンデンサーレンズ91を再検出系で共有することもでき
る。 ここで、開口95′,95″の重心光束（再結像レンズの
中心を通る光線により規定される光束）のＦナンバーFw
₁と開口97′,97″の重心光束のＦナンバーFw₂は、Fw₁≠
Fw₂の関係にあることが望ましい。以下にこのことを説
明する。 センサー98上での像位相差量をＰ、検出する重心光束
のＦナンバーをFw、焦点検出光学系の投影倍率をβとす
ると、検出デフォーカス量は となる。従って、焦点検出系I,IIに対する検出デフォー
カス量は次のようになる。 ここで、第１結像面において周期Ｓの物体が形成され
ると、夫々β₁S,β₂Sの周期的物体として再結像されて 毎に周期的に合焦信頼が得られる。即ち、第１図でP₁＝
Fw₁S,P₂＝Fw₂Sとした場合に相当し、P₁≠P₂であるため
にはFw₁≠Fw₂でなければならない。従って、Fw₁≠Fw₂の
場合については相関演算値が両方とも極値となる位置を
検出することによって周期物体に対する合焦検出が可能
になる。 又、この実施例では、焦点検出系Ｉと焦点検出系IIで
検出する画面上の位置が一致している。ハーフミラー93
によって光束が両焦点検出系I,IIに二分されるので、光
量が1/2になっている。 尚、Fw₁≠Fw₂の値が非常に小さいと撮像レンズのＦナ
ンバーが非常に小さい即ち撮影レンズが明るい場合しか
焦点検出ができなくなるので、極端に小さくない方が望
ましい。一方、Fw₁,Fw₂が大きいと合焦精度即ち検出デ
フォーカス量 が劣化するので極端に大きくならない方が望ましい。よ
って、 が適当と言える。 第19図は本発明の第５実施例を示しており、これをTT
L式像位相差法による焦点検出系を二つ一眼レフレック
スカメラのボディ内に併設したものである。RMは中心が
ハーフミラーとなっているリターンミラー、SMはサブミ
ラー、C₁,C₂はコンデンサーレンズ、H₁,H₂は再結像レン
ズ、S_eは光電変換素子である。下記表1,2に第５実施例
のレンズデータを示す。Ｒは曲率半径、Ｄはレンズ肉厚
又は空気間隔、ndはｄ線の屈折率、νｄはアツベ数、β
_１はコンデンサーレンズC₁,再結像レンズH₁より構成さ
れる光学系１の像倍率、β_２はコンデンサーレンズC₂,
再結像レンズH₂より構成される光学系IIの像倍率、Fw₁
は光学系Ｉの検出重心光束のＦナンバー、Fw₂は光学系I
Iの検出重心光束のＦナンバーである。 この第５実施例の場合、光学系Ｉと光学系IIで検出す
る画面上の位置が少し異なっている。ここで、光学系Ｉ
の方がFw/βが小さいため合焦に近い場合に使われる。
そこで、測距枠には光学系Ｉを合わせておく。光学系II
はボケの大きい場合に特に必要になってくるため、像面
上での像の広がりも大きく画面上の位置が若干ズレてい
たとしても大きな影響はないと考えられる。 Fw₁/Fw₂＝0.87705874となり、無理数 に非常に近く、その誤差は8.216×10^-5％である。Fw₁/F
w₂は基本的には無理数が望ましいが、設計上Fw₁,Fw₂と
も数値を決める必要があり、有理数とせざるを得ない。
尚、Fw₁/Fw₂に最も近く簡単な有理数は7/8＝0.875（誤
差0.235％）となり、７×８＝56＞10を満足している。 又、第５実施例の光学系においては、焦点検出に有効
な光束の通過するコンデンサーレンズ上の領域は、光電
変換素子の配列方向に長く伸びた形状をしている。そこ
で第20図のように、その領域に合わせてコンデンサーレ
ンズを矩形状レンズを並列に配して成るものとすること
が出来る。そのため、特に第５実施例では、光学系Ｉと
光学系IIの測距対象の違いを小さくすることが可能にな
る。又、コンデンサーレンズの直前に配置される視野絞
りＭも図のように二つの長方形の開口を有する形となる
が、Fw/βが大きい光学系（本実施例では光学系II）の
方がデフォーカスの検出範囲が広いため開口が長くな
る。 第21図は本発明の第６実施例の一眼レフレックスカメ
ラを示したものであり、第４実施例の如くボディ断面図
は第16図と、合焦装置概略図は第17図と夫々同じである
が、ミラー93は反射率が波長依存性をもつダイクロイッ
クミラーであり、その反射特性を第22図で示した。本実
施例においては700nm以上の赤外光を反射して焦点検出
系Ｉで用いると共に、波長700nm以下の通常光は焦点検
出系IIで用いる。従って、ハーフミラーの場合は光量が
1/2となるが、ダイクロイックミラーを用いるとそのよ
うな光量損失もなく有利である。焦点検出系Ｉでは赤外
光を用いたTTL像位相差方式を採用しており、被写体が
赤外に分光特性をもたない場合若しくは低輝度の場合
は、第21図に示した如くボディに設けられた赤外光の投
光窓99から赤外光パターンを照射して焦点検出を行な
う。また焦点検出系IIでは通常光によるTTL式像位相差
方式を用いている。 本実施例における信号処理の流れは、通常光について
は第２図と同じであるが、低輝度即ち補助光を使用した
場合は焦点検出系Ｉの信号のみ用いることになる。 〔発明の効果〕 上述の如く、本発明による焦点検出装置は、測距範囲
が広く、合焦精度が良いのみならず、周期的物体にも合
焦可能であるという実用上重要な利点を有している。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明焦点検出装置の周期的物体に対する合焦
原理を示す図、第２図は本発明焦点検出装置における信
号処理のフローの一例を示す図、第３図及び第４図は夫
々第１実施例を含むカメラの正面図及び断面図、第５図
は第１実施例の三角測距装置の構成を示す図、第６図は
第１実施例の電気回路のブロック図、第７図は第１実施
例の周期的物体に対する合焦原理の他例を示す図、第８
図は第２実施例を含むカメラの正面図、第９図（Ａ）及
び（Ｂ）は第２実施例の像位相差検出機構の構成を示す
図、第10図は第３実施例を含むカメラの正面図、第11図
及び第12図は夫々第３実施例の三角測距機構と像位相差
検出機構の構成を示す図、第13図は像位相差検出機構の
他例を示す図、第14図及び第15図は夫々三角測距機構の
他例を示す図、第16図は第４実施例を含むカメラの断面
図、第17図及び第18図は夫々第４実施例の構成を示す図
及び第４実施例を含むカメラの正面図、第19図は第５実
施例の構成を示す図、第20図は第５実施例のコンデンサ
ーレンズ及び視野絞りの形状を示す斜視図、第21図は第
６実施例を含むカメラの正面図、第22図は第６実施例の
ダイクロイックミラーの反射特性を示す図、第23図及び
第24図は夫々像位相差検出方式を示す図、第25図は三角
測距方式を示す図、第26図及び第27図は夫々非周期物体
及び周期物体の再結像された像とその相関演算値を示す
図である。 41,42……測距窓、43,44,61,62……結像レンズ、45,46,
63,65,66,77,94……ミラー、47……三角プリズム、48,9
8……センサー、49……合焦装置、50……焦点検出装
置、53,54……像、55,91,92,C₁,C₂……コンデンサーレ
ンズ、56,78,79,95,97,H₁,H₂……再結像レンズ、57……
撮影レンズ、58……補正用レンズ、59……フィルム等価
面、67……フォトダイオードアレイ、68,69……エレメ
ント、70,82……レンズ、72……投影レンズ、73,RM……
クイックリターンミラー、74……ビームスプリッター、
75……副ミラー、76……瞳投影レンズ、80……イメージ
センサー、81……全反射ミラー、83……赤外LED、84…
…前玉、85……後玉、86……ストロボ、93……ハーフミ
ラー、99……投光窓、SM……サブミラー、S_e……光電変
換素子、Ｘ……三角測距装置、Ｙ……TTL像位相差式合
焦装置、Ｚ……レンズ駆動装置。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．異なる二つの光路を夫々通過する二光束により形成
   された二像の光強度分布若しくは同一光学系内の異なる
   領域を夫々通過した二光束による光強度分布を光電変換
   手段で受け、該光電変換手段から得られる前記光強度分
   布を表わす出力信号の位相差を検出する事により焦点検
   出を行う焦点検出系を複数個有し、前記複数の焦点検出
   系の被写体の同一移動量に対する夫々の光電変換手段上
   の二つの光強度分布の相対位置移動量が互いに異なり、
   前記複数の焦点検出系の各々から検出される位相差を比
   較して各焦点検出系の位相差が一致する状態を導出し、
   その位相差から焦点検出を行い、前記複数の焦点検出系
   のうちの任意の二つの焦点検出系における前記光電変換
   手段上の位相位置移動量の比が、m,nを素数として有理
   数m/nで近似される場合、nm＞10であることを特徴とす
   る焦点検出装置。 ２．異なる二つの光路を夫々通過する二光束により形成
   された二像の光強度分布若しくは同一光学系内の異なる
   領域を夫々通過した二光束による光強度分布を光電変換
   手段で受け、該光電変換手段から得られる前記光強度分
   布を表わす出力信号の位相差を検出することにより焦点
   検出を行う焦点検出系を複数個有し、前記複数の焦点検
   出系の被写体の同一移動量に対する夫々の光電変換手段
   上の二つの光強度分布の相対位置移動量が互いに異な
   り、前記複数の焦点検出系の各々から検出される位相差
   を比較して各焦点検出系の位相差が一致する状態を導出
   し、その位相差から焦点検出を行い、前記相対位置移動
   量の比が無理数であることを特徴とする焦点検出装置。 ３．異なる二つの光路を夫々通過する二光束により形成
   された二像の光強度分布若しくは同一光学系内の異なる
   領域を夫々通過した二光束による光強度分布を光電変換
   手段で受け、該光電変換手段から得られる前記光強度分
   布を表わす出力信号の位相差を検出することにより焦点
   検出を行う焦点検出系を複数個有し、前記複数の焦点検
   出系の被写体の同一移動量に対する夫々の光電変換手段
   上の二つの光強度分布の相対位置移動量が互いに異な
   り、前記複数の焦点検出系の少なくとも一つの組み合わ
   せにおいて、第一の焦点検出系は第二の焦点検出系に対
   して測距精度を高く構成し、第二の焦点検出系は第一の
   焦点検出系に対して測距可能範囲を広く構成して成るこ
   とを特徴とする焦点検出装置。