JPH0521207B2 - - Google Patents
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- JPH0521207B2 JPH0521207B2 JP17944482A JP17944482A JPH0521207B2 JP H0521207 B2 JPH0521207 B2 JP H0521207B2 JP 17944482 A JP17944482 A JP 17944482A JP 17944482 A JP17944482 A JP 17944482A JP H0521207 B2 JPH0521207 B2 JP H0521207B2
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Description
技術分野
本発明は、撮影レンズによる被写体像を受け、
その合焦状態を検出する焦点検出装置の検出結果
に基づいて撮影レンズを合焦位置に自動的に駆動
するカメラの自動焦点調節装置に関する。
従来技術
撮影レンズによる被写体像を多数の受光素子か
らなる合焦検出素子列で受けて、この素子列から
の出力信号を演算処理することによりデフオーカ
ス量つまり像位置のフイルム露光面からのズレ量
(距離)を検出する装置が、例えば特開昭54−
159259号あるいは米国特許第4185191号において
提案されている。ところが、上記の焦点検出装置
は、一定距離の同一被写体に対して焦点検出動作
を繰返して複数回行う場合に、距離検出方向と垂
直な面内で被写体が位置を変えたり、カメラ保持
時に手振れによりカメラが微小振動したりする
と、検出結果は必ずしも一致せず、或る値を中心
値として若干のバラツキをもつて分布する。すな
わち、一回の検出動作だけでは正確な焦点検出情
報は得られないという欠点があつた。
このバラツキは、多数の受光素子からなる合焦
点検出素子列の各素子の特性や配列の不均一性、
処理回路の不安定性に起因するものの他に検出素
子面の照度分布(被写体輝度分布に相当する)の
測定に際して、列状に配設された検出素子群の配
列ピツチによつて合焦検出素子のもつ空間周波数
特性が決められ、ナイキストのサンプリング定理
によつて決まる空間周波数よりも高い周波数成分
については正しい測定ができないことや、あるい
は素子と素子との間に存在する不感帯によつて被
写体の輝度分布を不連続に測定することになり不
感帯域で輝度変化があつても検出できないことに
起因している。
そこで、距離方向と垂直な面内で被写体が位置
を変えたりすると合焦点検出素子面上に投影され
る被写体像のパターンが変化し、相対的に合焦検
出素子列における被写体像のサンプリング位置も
変化するために、検出素子の上記要因による検出
結果は一致しないことが起こり、何回も同様な測
定を繰り返すと、検出結果は或る値を中心に若干
のバラツキをもつて分布することになる。したが
つて、一回の検出動作で得られたデフオーカス量
に基づいて撮影レンズの焦点調節を行つても、調
節精度は保証されない。そのようなわけで、複数
回合焦状態の検出を行うことにより複数のデフオ
ーカス量のデータを得てこれらの平均値を求め、
この平均値に基づいて撮影レンズの焦点調節を行
うようにした装置が特開昭56−78811号で提案さ
れている。しかしこの提案では、撮影レンズを停
止しておいて検出動作を繰り返し、平均値が得ら
れた後に撮影レンズの駆動が開始されるように焦
点調節装置が構成されているので速やかな焦点調
節に行えなかつた。そこで本願出願人は特願昭56
−157921号において、撮影レンズを合焦点位置に
向けて移動しつつ焦点検出を繰り返し行い、その
際、撮影レンズの移動量をエンコーダを用いて検
出しておき、撮影レンズの移動中に別々の位置で
採取された各デフオーカス量のデータに撮影レン
ズの移動量分の補正を施して、各データをある一
つの位置を基準位置として採取されたものと見な
せるデータに変換し、変換後のデータから平均値
を求めるようにした焦点調節装置を提案した。こ
の提案では各データに同一の重みを持たせて平均
値が算出されている。ところで、上記のような焦
点検出装置により検出されるデフオーカス信号
は、撮影レンズが合焦点位置から大きく外れてい
る場合よりも極くわずかに外れている場合の方が
信号としての信頼性は高いという事実を指摘する
ことが出来る。この事実から見ると、合焦位置に
対してより遠い位置やより近い位置で採取された
データを同一の重みで扱うことは、信頼性の高い
データの価値を弱めてしまうということになつて
しまう。
また、デーフオーカス量を測定してその量に相
当する分量だけレンズを移動させて合焦動作を行
うシステムを採る場合に於いては、測定されたデ
フオーカス量εに或る換算係数Kを乗じて合焦に
至るのに必要なモータの回転量nを計算し(n=
K・ε)求められた回転量nだけモータを回転さ
せて合焦させるという過程がとられる。通常の固
定焦点レンズの場合はレンズが決まればそのレン
ズにおいて一義的に換算係数Kも決まつてしまう
のが普通であるが、ズームレンズの場合等におい
てはレンズが決まつても換算係数Kは一義的に決
まらず、ズーム比等によつて変化する。このよう
なズームレンズを装着して自動焦点調節動作を行
いながら、同時にズーム比を変える撮影操作がな
されることがあるが、このとき、ズーム比を変え
る前の換算係数K1を用いて得たモータ回転量n1
とズーム比を変えた後の換算係数K2を用いて得
たモータ回転量n2とを等荷重で平均すると、不適
正なK1という過去の情報に振り回される結果と
なつてしまい、レンズ位置制御にとつて好ましく
ない結果をもたらす。
目 的
本発明は、上記欠点を解消するためになされた
ものであり、焦点調節精度の高い焦点調節装置を
提案するものである。
要 旨
本発明は、撮影レンズを合焦位置に向けて移動
しつつ焦点検出動作を繰り返して行い、検出され
た各デフオーカス信号に対して撮影レンズの移動
量の補正を加えて、それぞれを撮影レンズのある
一つの位置を基準位置として採取したものと同等
に扱える信号に変換してこれらの平均値を求め、
この平均値に基づいて撮影レンズの焦点調節が行
われるカメラの自動焦点調節装置において時系列
的に後にタイミングで採取されるデフオーカス信
号の方に時系列的に前のタイミングで採取される
デフオーカス信号よりも大きい重み付けをして平
均化等の統計処理を行い、撮影レンズが合焦点位
置により近づいた位置にあるときに採取される信
号により大きい重みを置いてデフオーカス信号の
信頼性を有効に生かすようにしたことを特徴とす
る。
実施例
第1図において本発明による焦点調節装置が組
込まれる一眼レフカメラ2は、撮影レンズ4、ハ
ーフミラー6、ペンタプリズム8等の光学系を含
み、ハーフミラー6の背後には副ミラー10が設
けあつて、撮影レンズ、ハーフミラーおよび副ミ
ラーを通過した被写体光が小点検出装置12の受
光部14に導かれるようになつている。撮影レン
ズ4は、モータ16からの駆動力を受けてレンズ
群18を光軸に沿つて前後に駆動するギヤ等によ
り構成される動力伝達機構20を内蔵している。
焦点検出装置12は受光部としてのCCD(電荷結
合装置)14および該CCDの出力信号を処理し
てデフオーカス信号を出力するデータ処理回路2
2を含む。デフオーカス信号には、合焦位置から
撮影レンズによる像位置までのずれ量およびその
ずれの方向の情報が含まれている。尚、焦点検出
装置12の構成自体は、前述のように公知であ
り、また、本発明と直接には関係ないので、その
詳細な説明は省略する。本発明の理解にとつて必
要なところは、焦点検出装置12は、外部から積
分開始信号が与えられるとCCDの積分を開始し、
その積分が終了すると外部に積分終了信号を出力
し、次いで所定のデータ処理時間経過後にデフオ
ーカス信号を出力するという検出サイクルを繰返
すということである。
エンコーダ24は、モータ16の例えば回転軸
に固着した透明部と不透明部の繰返しパターンか
らなる円板と、その円板を挾み込むように配置し
たホトカプラとからなり、モータ1回転に対して
P個(例えばP=12)のパルスを発生する。動力
伝達機構20およびエンコーダ24の構成が特定
されると、エンコーダからのパルス数nとレンズ
群18の移動量lとの関係が定まる。尚、ホトカ
プラには、モータ回転時のみホトカプラ作動用の
電力供給がなされる。
中央処理回路26は、第2図において詳述され
るが、上述のデフオーカス信号、エンコーダ24
からのパルス数等を入力情報としてモータ16の
駆動制御信号を発生してモータ駆動回路としての
ガバナー36に出力する。中央処理回路26は、
さらには合焦動作を実行させるために閉じられる
AFスイツチ28、カメラが撮影状態にあるとき
閉じられるREスイツチ30を入力情報源として
いる。AFスイツチ28が閉じられると、後述の
ようにして合焦動作が開始され、REスイツチ3
0が閉じられると、合焦動作は中断される。モー
タ駆動回路としてのガバナー36は、中央処理回
路26からの制御信号を受けて、モータ16への
電力供給や制動の制御を行う。モータ16は上記
制御信号に応答して右回転あるいは左回転され、
この際、電力は連続的あるいは間欠的に供給され
る。連続給電の場合、モータ16の高速回転し、
間欠給電の場合は低速回転する。また、両端が短
絡されると、モータは急制動がかけられた状態と
なる。
本発明による焦点調節装置ではCCDへの積分
およびデータの処理に所定の時間が必要な関係
上、短時間で合焦動作を行わせるために、撮影レ
ンズを合焦位置に向けて移動しつつ、デフオーカ
ス信号の検出動作が繰返し行われる。従つて、デ
ータ処理回路から定期的に出力されるデフオーカ
ス信号のうち最新のものとそれ以前に検出された
ものとの平均値がとられ、その平均値を用いて撮
影レンズの制御が行われる。複数のデフオーカス
信号の平均化処理に際しては、平均化処理時点以
前に出力されたデフオーカス信号に対して、その
出力時点から平均化処理時点までの間の撮影レン
ズの移動距離に応じた量だけ補正が加えられ、平
均化処理時点の撮影レンズの位置でのデフオーカ
ス量に対応するデフオーカス信号に直される。こ
のような移動距離の補正がなされた複数のデフオ
ーカス信号は、時系列的により新しい信号により
大きい重み付けがなされて平均値が求められる。
この平均値は例えば減算カウンタにセツトされ、
以後エンコーダからのパルスにより減算される。
このようにしてこのカウンタの内容は刻々と撮影
レンズの位置に対応する値に補正されて行く。補
正された減算カウンタの内容がモータ制御のため
の最終的な判定データとして供される。以下第2
図を参照して本発明を詳細に説明する。
第2図において、エンコーダ24の出力と接続
されたレンズ移動量検出回路40は、CCDの積
分開始時から積分終了時までの間にエンコーダ2
4から出力されるパルス数P1と積分開始時から
デフオーカス信号が出力されるまでの間の1検出
サイクルの期間におけるエンコーダ24からの出
力パルス数P2を検出し、積分開始時点と積分終
了時点との真中の時点から検出サイクル終了時点
までの間に発生されたパルス数P3(=P2−1/2P1)
を求め、パルス数P2とP3を出力信号として出力
する。該検出回路40において、カウンタ42は
積分開始時にリセツトされ、直ちにエンコーダ2
4からのパルスを計数する。ラツチ回路44は、
積分終了時におけるカウンタ42の計数値P1を
ラツチする。ラツチ回路46は検出サイクル終了
時つまり焦点検出装置12からデフオーカス信号
が出力されて、ラツチ回路52に取込まれた時点
におけるカウンタ42の計数値P2をラツチする。
掛算回路48はラツチ回路44の内容に1/2に掛
け、パルス数1/2P1を求める。減算回路50は、
パルス数P2からパルス数1/2P1を減じてパルス数
P3を求める。尚、以上のような演算・制御の動
作に必要な制御信号はシステム制御回路58から
与えられる。以下の回路についても同様である。
デフオーカス信号を取込むラツチ回路52の出
力端子54からはデフオーカス量を示す信号が出
力され、出力端子56からはデフオーカスの方向
を示す信号が出力される。出力端子54は、実際
には例えば16ビツトの信号端子で構成され、また
出力端子56は1ビツトの信号端子で構成され
る。掛算回路60は出力端子54から与えられる
デフオーカス信号に一定の係数αを掛けるもの
で、その結果、デフオーカス信号はエンコーダ2
4によるパルス数で示されるレンズ移動量と等価
な信号に変換される。こうして以後、デフオース
量はパルス数を尺度にして表わされる。
減算回路62は、掛算回路60から出力される
デフオーカス量に対応するパルス数からパルス数
P3だけ減じ、パルス数P3相応のレンズ移動量分
の補正を行う。このような補正は次のような理由
により行われる。焦点検出装置12の焦点検出動
作は、時間的な面から見るとCCDの積分測光時
間と、その後のデフオーカス信号を求めるための
信号処理時間とに分けられる。積分側光時間は被
写体の明るさにより異なるが、例えば20m秒であ
る。また信号処理時間はほぼ一定時間の例えば60
m秒程度である。積分側光中に撮影レンズが刻々
と位置を変えている場合、便宜上、積分時間が半
分経過した時点のレンズ位置を積分側光の位置と
みなすことにする。こうすると焦点検出装置12
から出力されるデフオーカス信号は、この積分側
光のレンズ位置でのデフオーカス量を示してお
り、この位置からデフオーカス信号出力時点まで
に撮影レンズはすでに上述の例では70m秒分だけ
移動している。そこで、この移動分に相当するパ
ルス数P3を掛算回路60から出力されるデフオ
ーカス信号に対応するパルス数から減ずれば、デ
フオーカス信号出力時点の撮影レンズ位置でのデ
フオーカス信号が得られることになる。かくて、
減算回路62からは焦点検出サイクルの最終時点
で、その時点の撮影レンズ位置でのデフオーカス
量に対応するデフオーカス信号が得られる。この
補正されたデフオーカス信号は次段の平均化処理
回路64に入力される。ただし、合焦動作が開始
されてから第2回目の検出サイクル以降のデフオ
ーカス信号が平均化処理回路64に取込まれて行
く。これは、第1回目の検出サイクルは通常、撮
影レンズを停止した状態で行われ、得られたデフ
オーカス信号に対して非合焦の判定がなされるこ
とにより、始めて撮影レンズの合焦位置へ向けて
の移動が開始され、これと平行して2回目の検出
サイクルが開始されるからである。
さて、平均化処理回路64において、ラツチ回
路66は減算回路62から距離補正されたデフオ
ーカス信号が出力されるとこれを直ちに取込む。
ラツチ回路68は、ラツチ回路66に取込まれた
デフオーカス信号を得た検出サイクルよりも以前
の検出サイクルにおける後述のデフオーカス信号
の平均値に、上述したような撮影レンズの移動距
離補正を施したものを取込む。演算回路70は、
ラツチ回路66と68のデータを入力して次式で
示す演算を行う。
o=ayo+(a−1)o-1 ……(1)
ここで、yo、o-1はそれぞれラツチ回路66,
68でラツチされた信号の内容である。また、a
は1<a<0の定数であり、例えば0.5に設定さ
れる。ラツチ回路72は演算回路70の演算結果
をラツチする。演算回路74は、掛算回路60を
介して与えられる第1回目の検出サイクルのデフ
オーカス信号を通過させ、その後の検出サイクル
ではラツチ回路72からの信号を通過させる。ラ
ツチ回路76は選択回路74によつて選択された
信号をラツチする。減算回路78は、ラツチ回路
76の内容からレンズ移動量検出回路40のラツ
チ回路46の内容を減ずる。つまり、減算回路7
8は、ラツチ回路66にラツチされたデフオーカ
ス信号yoが得られた検出サイクル期間にわたる撮
影レンズの移動量(P2に対応)を前回までの平
均化されたデフオーカス信号y o-1から減ずるこ
とにより、そのデフオーカス信号を平均化処理時
点の撮影レンズ位置でのデフオーカス量に対応す
るものに補正する。今、平均化処理回路64の動
作を、第1回目の検出サイクルから順に追つて説
明する。第1回目の検出サイクルによるデフオー
カス信号y1は、選択回路74を介してラツチ回路
76および後述のダウンカウンタ80に入力され
る。このカウンタ80に入力されたデフオーカス
信号が後述の判定回路82により非合焦と判定さ
れると、撮影レンズの駆動が開始され、同時に第
2の検出サイクルが開始される。次いで所要時間
後に第2番目のデフオーカス信号が出力されたと
する。すると、ラツチ回路66にはパルス数P3
で示される量だけ距離補正された第2番目のデフ
オーカス信号y2が、またラツチ回路68にはパル
ス数P2で示される移動量だけ距離補正された第
1番目のデフオーカス信号y11が取込まれる。し
たがつて、演算回路70からは、(1)式の定数aの
1/2に設定すれば
2=1/2y2+1/21(1)……(2)
で表わされる信号2が出力され、選択回路74
を介してラツチ回路76とダウンカウンタ80に
入力される。ただし、1(1)は、ラツチ回路76
にラツチされていたデフオーカス信号1が減算
回路78を1回通過して距離補正がなされたこと
を意味する。以下、同様である。同様にして減算
回路62から3番目のデフオーカス信号y3が出力
されると、次式で示される平均値3が得られる。
3=1/2y3+1/22(1)=1
/2y3+1/22y2(1)+1/22y1(2)……(3)
4番目のデフオーカス信号y4が得られると、
4=1/2y4+1/23(1)
=1/23y2(2)1/23y1(3) ……(4)
で表わされる平均値4が算出される。
一般にn番目のデフオーカス信号yoが得られる
と、
o=1/2yo+1/22yo-1(1)+1/23yo-2(2)
+……+1/2n-1y2(n−1)+1/2n-1y1(n)
……(5)
で表わされる平均値oが算出される。(5)式から
分るように、最新のデータyoに対して最も大きい
重みが付けてあり、過去に遡るに従つて重みが軽
くなつている。
以上のようにして、平均化処理回路64では、
最新のデータであるn番目のデフオーカス信号yo
が得られると、過去のn−1個のデータをも考慮
に入れて平均化処理したデフオーカス信号oが
算出される。ただし、yoは1番目のものを除き減
算回路62の出力を示す。尚、焦点検出装置12
からデフオーカス信号が出力されてからこの信号
に対する平均化処理のなされた信号が出力される
までの間のデータ処理時間は、エンコーダ24が
出力するパルス間隔以内に収めることができる程
度の短いものである。焦点検出装置12は、デフ
オーカス信号を出力すると直ちに次の積分側光が
指示されて次の検出サイクルに移行する。
さて、平均化処理回路64からのデフオーカス
信号oが与えると、判断回路82はその信号レ
ベルに応じた以下に述べ信号を発生する。まず、
デフオーカス信号oはダウンカウンタ80にセ
ツトトされ、以後、次のデフオーカス信号o+1
がセツトされるまでは、エンコーダ24からのパ
ルスにより減算されて行く。こうすることによ
り、ダウンカウンタ80の内容は刻々と撮影レン
ズの現在位置でのデフオーカス値o′に補正され
て行く。このデフオーカス信号o′は二つの比較
回路84,86に逐次与えられる。比較回路84
は、デフオーカス信号o′を予め設定された参照
値d1、つまり合焦ゾーンより広目に設定された近
合焦ゾーンの半値幅に相当する値と比較し、デフ
オーカス信号o′が近合焦ゾーン値d1より大きい
場合は、“高”レベル(“1”)の、また小さい場
合は“低レベル”レベル(“0”)の電圧信号を出
力する。他方、比較回路86は、デフオーカス信
号o′を予め設定した合焦点ゾーンの半値幅に相
当する参照値d2と比較し、信号o′が合焦ゾーン
値d2より大きい場合は“高”レベルの電圧信号
を、また小さい場合は“低”レベルの電圧信号を
出力する。比較回路86の出力はANDゲート8
8,94の各入力90,96と接続してある。
ANDゲート94の他方の入力98はラツチ回路
52の出力56と直接に接続してあり、ANDゲ
ート88の他方の入力92はNOT回路100を
介してラツチ回路52の出力56と接続してあ
る。尚、ラツチ回路52の出力56からは撮影レ
ンズが合焦位置より前方にある場合、例えば
“高”電圧信号が、後方にある場合、“低”電圧信
号が出力されるものとする。こうすると、比較回
路84,86、ANDゲート88,94の各出力
端子101,102,103,104からは、デ
フオーカス信号o′および方向信号に応じて、表
1のような電圧信号が出力される。この出力を受
けてガバナー36はモータ16を表1の最右列に
示すように駆動制御する。ただし、モータが右回
転する撮影レンズは繰込まれる方向に駆動される
ものとする。
Technical Field The present invention is directed to receiving an image of a subject through a photographing lens,
The present invention relates to an automatic focus adjustment device for a camera that automatically drives a photographing lens to a focus position based on a detection result of a focus detection device that detects the in-focus state. Prior Art A subject image from a photographic lens is received by a focus detection element array consisting of a large number of light receiving elements, and the output signal from this element array is processed to calculate the amount of defocus, that is, the amount of deviation of the image position from the film exposure surface ( For example, a device for detecting distance (distance)
No. 159,259 or US Pat. No. 4,185,191. However, when the focus detection device described above performs focus detection multiple times on the same subject at a fixed distance, the subject may change position in a plane perpendicular to the distance detection direction, or camera shake may occur when holding the camera. When the camera undergoes minute vibrations, the detection results do not necessarily match, and are distributed with slight variations around a certain value as the center value. In other words, there is a drawback that accurate focus detection information cannot be obtained with just one detection operation. This variation is caused by non-uniformity in the characteristics and arrangement of each element in the focused point detection element row, which consists of a large number of light receiving elements.
In addition to problems caused by instability of the processing circuit, when measuring the illuminance distribution on the detection element surface (corresponding to the subject luminance distribution), the focus detection element may be affected by the arrangement pitch of the detection element group arranged in a row. The spatial frequency characteristics of the subject are determined, and correct measurements cannot be made for frequency components higher than the spatial frequency determined by Nyquist's sampling theorem, or the brightness distribution of the subject may be affected by the dead zone that exists between the elements. This is due to the fact that the brightness is measured discontinuously, and even if there is a change in brightness in the dead band, it cannot be detected. Therefore, if the subject changes position in a plane perpendicular to the distance direction, the pattern of the subject image projected onto the focus detection element surface will change, and the relative sampling position of the subject image in the focus detection element array will also change. As a result, the detection results due to the above factors of the detection element may not match, and if the same measurement is repeated many times, the detection results will be distributed with some variation around a certain value. . Therefore, even if the focus of the photographing lens is adjusted based on the amount of defocus obtained in one detection operation, the accuracy of the adjustment is not guaranteed. Therefore, by detecting the in-focus state multiple times, we obtain data on multiple amounts of defocus and calculate their average value.
An apparatus that adjusts the focus of a photographic lens based on this average value has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 78811/1983. However, in this proposal, the focus adjustment device is configured in such a way that the photographing lens is stopped and the detection operation is repeated, and the driving of the photographic lens is started after the average value is obtained, so the focus can be adjusted quickly. Nakatsuta. Therefore, the applicant of this application filed a patent application in 1983.
- In No. 157921, focus detection is repeatedly performed while moving the taking lens toward the in-focus position, and at that time, the amount of movement of the taking lens is detected using an encoder, and while the taking lens is moving, focus detection is repeatedly performed. The data for each differential focus amount collected is corrected by the amount of movement of the photographic lens, and each data is converted into data that can be considered to have been collected using a certain position as a reference position, and the average is calculated from the converted data. We proposed a focusing device that calculates the value. In this proposal, the average value is calculated by giving each data the same weight. By the way, it is said that the defocus signal detected by the above-mentioned focus detection device is more reliable as a signal when the photographic lens is slightly out of focus position than when it is far away from the in-focus position. I can point out the facts. Considering this fact, treating data collected at positions farther or closer to the in-focus position with the same weight will weaken the value of highly reliable data. . In addition, when using a system that measures the amount of defocus and moves the lens by an amount corresponding to that amount to perform focusing, the measured amount of defocus ε is multiplied by a certain conversion factor K to determine the focus. Calculate the rotation amount n of the motor required to reach the maximum temperature (n=
K·ε) A process is taken in which the motor is rotated by the determined rotation amount n to focus. In the case of regular fixed-focus lenses, once the lens is determined, the conversion factor K is also determined uniquely for that lens, but in the case of zoom lenses, even if the lens is determined, the conversion factor K is It is not determined uniquely, but changes depending on the zoom ratio, etc. While such a zoom lens is attached and an automatic focus adjustment operation is performed, shooting operations that change the zoom ratio may be performed at the same time.In this case, the conversion factor K1 obtained before changing the zoom ratio is Motor rotation amount n 1
If we average the motor rotation amount n 2 obtained using the conversion factor K 2 after changing the zoom ratio with equal weight, the result will be swayed by the past information of incorrect K 1 , and the lens position will be changed. This results in unfavorable results for control. Purpose This invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawback, and proposes a focus adjustment device with high focus adjustment accuracy. Summary The present invention repeatedly performs focus detection operations while moving the photographic lens toward the in-focus position, and corrects the amount of movement of the photographic lens for each detected defocus signal. Convert it to a signal that can be treated as the same as that taken from a certain position as a reference position, and calculate the average value of these signals,
In the camera's automatic focus adjustment device, which adjusts the focus of the photographic lens based on this average value, the defocus signal collected at a later timing in the chronological order is more accurate than the defocus signal collected at an earlier timing in the chronological order. In order to make effective use of the reliability of the defocus signal, we assign a large weight to the signal and perform statistical processing such as averaging, and put a larger weight on the signal collected when the photographing lens is closer to the in-focus position. It is characterized by what it did. Embodiment In FIG. 1, a single-lens reflex camera 2 in which a focus adjustment device according to the present invention is incorporated includes an optical system such as a photographic lens 4, a half mirror 6, and a pentaprism 8. Behind the half mirror 6, a submirror 10 is installed. The object light that has passed through the photographic lens, the half mirror, and the sub mirror is guided to the light receiving section 14 of the small point detection device 12. The photographing lens 4 has a built-in power transmission mechanism 20 configured with gears and the like that receives the driving force from the motor 16 and drives the lens group 18 back and forth along the optical axis.
The focus detection device 12 includes a CCD (charge coupled device) 14 as a light receiving section and a data processing circuit 2 that processes the output signal of the CCD and outputs a defocus signal.
Contains 2. The defocus signal includes information on the amount of shift from the in-focus position to the image position formed by the photographing lens and the direction of the shift. The configuration of the focus detection device 12 itself is well known as described above, and is not directly related to the present invention, so a detailed explanation thereof will be omitted. What is necessary for understanding the present invention is that the focus detection device 12 starts integrating the CCD when an integration start signal is applied from the outside,
When the integration is completed, an integration end signal is output to the outside, and then, after a predetermined data processing time has elapsed, a defocus signal is output, thereby repeating the detection cycle. The encoder 24 consists of a disk made of a repeating pattern of transparent and opaque parts fixed to the rotating shaft of the motor 16, for example, and a photocoupler arranged to sandwich the disk. (eg, P=12) pulses are generated. Once the configurations of the power transmission mechanism 20 and the encoder 24 are specified, the relationship between the number n of pulses from the encoder and the amount of movement l of the lens group 18 is determined. Note that power for operating the photocoupler is supplied to the photocoupler only when the motor is rotating. The central processing circuit 26 is detailed in FIG.
A drive control signal for the motor 16 is generated using the number of pulses and the like as input information, and outputted to the governor 36 as a motor drive circuit. The central processing circuit 26 is
It can also be closed to perform focusing operations.
The input information sources are the AF switch 28 and the RE switch 30, which is closed when the camera is in the shooting state. When the AF switch 28 is closed, focusing operation is started as described later, and the RE switch 3 is closed.
When 0 is closed, the focusing operation is interrupted. The governor 36 serving as a motor drive circuit receives a control signal from the central processing circuit 26 and controls power supply and braking to the motor 16. The motor 16 is rotated clockwise or counterclockwise in response to the control signal,
At this time, power is supplied continuously or intermittently. In the case of continuous power supply, the motor 16 rotates at high speed,
In the case of intermittent power supply, it rotates at low speed. Furthermore, if both ends are short-circuited, the motor will be in a state where sudden braking is applied. In the focus adjustment device according to the present invention, since a predetermined amount of time is required for integration into the CCD and processing of data, in order to perform the focusing operation in a short time, while moving the photographing lens toward the focusing position, The defocus signal detection operation is repeated. Therefore, the average value of the latest defocus signal and the previously detected defocus signals that are periodically output from the data processing circuit is taken, and the photographing lens is controlled using the average value. When averaging multiple defocus signals, the defocus signals output before the averaging process are corrected by an amount corresponding to the distance traveled by the photographing lens from the time of output to the time of the averaging process. and is converted into a defocus signal corresponding to the defocus amount at the position of the photographing lens at the time of averaging processing. For a plurality of defocus signals whose movement distances have been corrected in this manner, signals that are newer in time series are weighted more heavily, and an average value is determined.
This average value is set, for example, in a subtraction counter,
Thereafter, it is subtracted by pulses from the encoder.
In this way, the contents of this counter are corrected moment by moment to a value corresponding to the position of the photographing lens. The corrected contents of the subtraction counter are provided as final judgment data for motor control. 2nd below
The present invention will be explained in detail with reference to the drawings. In FIG. 2, the lens movement amount detection circuit 40 connected to the output of the encoder 24 detects the encoder 2 during the period from the start of the CCD integration to the end of the integration.
The number of pulses P 1 output from the encoder 24 and the number P 2 of output pulses from the encoder 24 during one detection cycle period from the start of integration until the output of the defocus signal are detected, and the number of pulses P 1 output from the encoder 24 is detected, and the number of pulses P 2 output from the encoder 24 is detected. The number of pulses P 3 (=P 2 -1/2P 1 ) generated between the point in the middle of and the end of the detection cycle is determined, and the numbers P 2 and P 3 of pulses are output as output signals. In the detection circuit 40, the counter 42 is reset at the start of integration, and the encoder 2 is immediately
Count pulses from 4. The latch circuit 44 is
The count value P1 of the counter 42 at the end of the integration is latched. The latch circuit 46 latches the count value P2 of the counter 42 at the end of the detection cycle, that is, at the time when the defocus signal is output from the focus detection device 12 and taken into the latch circuit 52.
The multiplication circuit 48 multiplies the contents of the latch circuit 44 by 1/2 to obtain the number of pulses 1/ 2P1 . The subtraction circuit 50 is
The number of pulses is obtained by subtracting the number of pulses 1/2P 1 from the number of pulses P 2 .
Find P 3 . Note that control signals necessary for the above calculation and control operations are provided from the system control circuit 58. The same applies to the following circuits. An output terminal 54 of the latch circuit 52 that takes in the defocus signal outputs a signal indicating the amount of defocus, and an output terminal 56 outputs a signal indicating the direction of defocus. The output terminal 54 is actually composed of, for example, a 16-bit signal terminal, and the output terminal 56 is composed of a 1-bit signal terminal. The multiplication circuit 60 multiplies the defocus signal given from the output terminal 54 by a constant coefficient α, and as a result, the defocus signal is transmitted to the encoder 2.
It is converted into a signal equivalent to the amount of lens movement indicated by the number of pulses of 4. Thus, from now on, the amount of defocus will be expressed on the basis of the number of pulses. The subtraction circuit 62 calculates the number of pulses from the number of pulses corresponding to the amount of defocus outputted from the multiplication circuit 60.
P 3 is subtracted, and the lens movement amount corresponding to the number of pulses P 3 is corrected. Such correction is performed for the following reasons. From a time perspective, the focus detection operation of the focus detection device 12 can be divided into a CCD integral photometry time and a subsequent signal processing time for obtaining a defocus signal. The integral light time varies depending on the brightness of the subject, but is, for example, 20 msec. Also, the signal processing time is approximately constant, for example 60
It is about m seconds. If the photographing lens is changing its position moment by moment during the integral side light, for convenience, the lens position at the time when half the integral time has elapsed will be regarded as the position of the integral side light. In this way, the focus detection device 12
The defocus signal output from the lens indicates the amount of defocus of this integral side light at the lens position, and the photographing lens has already moved by 70 msec in the above example from this position to the time when the defocus signal is output. Therefore, by subtracting the number of pulses P 3 corresponding to this movement from the number of pulses corresponding to the defocus signal output from the multiplication circuit 60, the defocus signal at the photographing lens position at the time the defocus signal is output can be obtained. . Thus,
At the final point of the focus detection cycle, the subtraction circuit 62 obtains a defocus signal corresponding to the amount of defocus at the photographic lens position at that time. This corrected defocus signal is input to the next stage averaging processing circuit 64. However, the defocus signal from the second detection cycle onwards after the start of the focusing operation is taken into the averaging processing circuit 64. This is because the first detection cycle is normally performed with the photographic lens stopped, and only when it is determined that the lens is out of focus based on the obtained defocus signal, can the photographic lens be directed to the in-focus position. This is because the first movement is started, and the second detection cycle is started in parallel. Now, in the averaging processing circuit 64, the latch circuit 66 immediately takes in the distance-corrected defocus signal when it is output from the subtraction circuit 62.
The latch circuit 68 is a circuit that corrects the moving distance of the photographic lens as described above on the average value of the defocus signal, which will be described later, in a detection cycle earlier than the detection cycle in which the defocus signal taken into the latch circuit 66 was obtained. take in. The arithmetic circuit 70 is
The data of the latch circuits 66 and 68 are input and the calculation shown by the following equation is performed. o = ay o + (a-1) o-1 ...(1) Here, y o and o-1 are the latch circuit 66,
This is the content of the signal latched at 68. Also, a
is a constant of 1<a<0, and is set to 0.5, for example. A latch circuit 72 latches the calculation result of the calculation circuit 70. The arithmetic circuit 74 passes the defocus signal of the first detection cycle applied via the multiplication circuit 60, and passes the signal from the latch circuit 72 in subsequent detection cycles. Latch circuit 76 latches the signal selected by selection circuit 74. Subtraction circuit 78 subtracts the contents of latch circuit 46 of lens movement amount detection circuit 40 from the contents of latch circuit 76 . In other words, the subtraction circuit 7
8 is to subtract the amount of movement of the photographing lens (corresponding to P2) over the detection cycle period during which the defocus signal y o latched in the latch circuit 66 was obtained from the previously averaged defocus signal y o-1. As a result, the defocus signal is corrected to correspond to the amount of defocus at the photographing lens position at the time of the averaging process. The operation of the averaging processing circuit 64 will now be explained in order from the first detection cycle. The defocus signal y 1 from the first detection cycle is inputted via the selection circuit 74 to the latch circuit 76 and a down counter 80 to be described later. When the defocus signal input to the counter 80 is determined to be out of focus by a determination circuit 82, which will be described later, driving of the photographing lens is started, and at the same time, a second detection cycle is started. It is assumed that the second defocus signal is then output after the required time. Then, the latch circuit 66 receives the number of pulses P 3
The latch circuit 68 receives the second defocus signal y2 whose distance has been corrected by the amount indicated by P2, and the first defocus signal y11 whose distance has been corrected by the amount of movement indicated by the number of pulses P2 . be included. Therefore, if the constant a in equation (1) is set to 1/2, the arithmetic circuit 70 outputs a signal 2 expressed as 2 = 1/2y 2 + 1/2 1 (1)...(2) and the selection circuit 74
The signal is input to the latch circuit 76 and the down counter 80 via the latch circuit 76 and the down counter 80. However, 1 (1) is the latch circuit 76
This means that the differential focus signal 1 , which was latched in , has passed through the subtraction circuit 78 once and distance correction has been performed. The same applies hereafter. Similarly, when the third defocus signal y3 is output from the subtraction circuit 62, an average value 3 expressed by the following equation is obtained. 3 = 1/2y 3 + 1/2 2 (1) = 1
/2y 3 +1/2 2 y 2 (1)+1/2 2 y 1 (2)...(3) When the fourth defocus signal y 4 is obtained, 4 = 1/2y 4 +1/2 3 (1 ) = 1/2 3 y 2 (2) 1/2 3 y 1 (3) ... (4) An average value 4 is calculated. Generally, when the nth defocus signal y o is obtained, o = 1/2 y o + 1/2 2 y o-1 (1) + 1/2 3 y o-2 (2) +...+1/2 n-1 An average value o expressed as y 2 (n-1)+1/2 n-1 y 1 (n) (5) is calculated. As can be seen from equation (5), the latest data y o is given the greatest weight, and the weight becomes lighter as you go back in time. As described above, in the averaging processing circuit 64,
The nth differential focus signal y o which is the latest data
Once obtained, a defocus signal o is calculated by averaging the n-1 pieces of past data. However, y o indicates the output of the subtraction circuit 62 except for the first one. Note that the focus detection device 12
The data processing time from when the defocus signal is output to when the averaged signal is output is so short that it can be kept within the pulse interval output by the encoder 24. . Immediately after outputting the defocus signal, the focus detection device 12 is instructed to use the next integral side light and shifts to the next detection cycle. Now, when the defocus signal o from the averaging processing circuit 64 is applied, the judgment circuit 82 generates the following signal according to the signal level. first,
The differential focus signal o is set in the down counter 80, and thereafter the next differential focus signal o+1
is subtracted by pulses from the encoder 24 until it is set. By doing this, the contents of the down counter 80 are corrected moment by moment to the defocus value o ' at the current position of the photographing lens. This defocus signal o ' is sequentially applied to two comparison circuits 84 and 86. Comparison circuit 84
compares the defocus signal o ′ with a preset reference value d 1 , that is, a value corresponding to the half-width of the near focus zone, which is set wider than the in-focus zone, and determines whether the defocus signal o ′ is in near focus. If the zone value d is larger than d 1 , a voltage signal of "high" level ("1") is output, and if it is smaller, a voltage signal of "low level" level ("0") is output. On the other hand, the comparison circuit 86 compares the defocus signal o ' with a reference value d2 corresponding to the half-width of the in-focus zone set in advance, and if the signal o ' is larger than the in-focus zone value d2 , it is set to a "high" level. outputs a voltage signal of , or a “low” level voltage signal if it is small. The output of the comparison circuit 86 is the AND gate 8
8 and 94 are connected to inputs 90 and 96, respectively.
The other input 98 of AND gate 94 is connected directly to the output 56 of latch circuit 52, and the other input 92 of AND gate 88 is connected to output 56 of latch circuit 52 through NOT circuit 100. It is assumed that the output 56 of the latch circuit 52 outputs, for example, a "high" voltage signal when the photographic lens is in front of the in-focus position, and a "low" voltage signal when it is behind. In this way, voltage signals as shown in Table 1 are output from each output terminal 101, 102, 103, 104 of the comparison circuits 84, 86 and AND gates 88, 94 according to the defocus signal o ' and the direction signal. . In response to this output, the governor 36 drives and controls the motor 16 as shown in the rightmost column of Table 1. However, it is assumed that the photographing lens whose motor rotates clockwise is driven in the retracting direction.
【表】【table】
Claims (1)
焦点位置と結像位置との間の差および予定焦点位
置に対する結像位置の方向を示す2種類の信号を
繰返し出力する焦点検出装置と、撮影レンズを予
定焦点位置に向けて移動する過程で前記焦点検出
装置から繰返し出力された前記差を示す複数の信
号を、駆動されつつある撮影レンズの現在位置に
対応する差信号に補正する補正手段と、この補正
された複数の信号のうち最も新しい信号に対し最
も大きい重みをつけ、これら複数の信号の平均値
を求める平均化処理回路と、該平均化処理回路か
らの平均化された差を示す信号および前記焦点検
出装置からの方向を示す信号に基づいて撮影レン
ズを予定焦点位置へ制御する制御装置とを備えた
ことを特徴とするカメラの自動焦点調節装置。1. A focus detection device that receives the subject light that has passed through the photographic lens and repeatedly outputs two types of signals indicating the difference between the intended focal position and the imaging position and the direction of the imaging position with respect to the intended focal position, and the photographing lens. a correction means for correcting a plurality of signals indicating the difference repeatedly output from the focus detection device during the process of moving the lens toward a planned focal position into a difference signal corresponding to the current position of the photographing lens being driven; An averaging processing circuit that gives the largest weight to the newest signal among the plurality of corrected signals and calculates the average value of the plurality of signals, and a signal indicating the averaged difference from the averaging processing circuit. and a control device for controlling a photographing lens to a predetermined focus position based on a signal indicating a direction from the focus detection device.
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP17944482A JPS5968713A (en) | 1982-10-13 | 1982-10-13 | Device for automatically adjusting focal point of camera |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5968713A JPS5968713A (en) | 1984-04-18 |
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Family
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Family Applications (1)
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