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JPH07107575B2 - Focus detection device - Google Patents
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JPH07107575B2 - Focus detection device - Google Patents

Focus detection device

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JPH07107575B2
JPH07107575B2 JP60280591A JP28059185A JPH07107575B2 JP H07107575 B2 JPH07107575 B2 JP H07107575B2 JP 60280591 A JP60280591 A JP 60280591A JP 28059185 A JP28059185 A JP 28059185A JP H07107575 B2 JPH07107575 B2 JP H07107575B2
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lens
image forming
focus detection
focus
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一朗 大貫
彰 明石
明 石崎
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Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は被写体の輝度分布に基づいて対物レンズの焦点
調節状態を検出する焦点検出装置に関し、特に複数方向
の輝度分布に基づいて焦点調節状態を検出する装置に関
する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device for detecting the focus adjustment state of an objective lens based on the brightness distribution of a subject, and particularly to the focus adjustment state based on the brightness distribution in a plurality of directions. To a device for detecting.

〈従来の技術〉 従来、パツシブ方式の自動焦点検出装置は、例えば特開
昭58−150918等に示されるように、被写体の特定の一方
向のみの輝度分布から撮影レンズのデフオーカス量を検
出するよう構成されていた。したがって、焦点検出装置
が検出可能な方向に、輝度分布を持たない被写体に対し
ては、全く焦点検出不能であった。たとえば、カメラの
パツシブ方式焦点検出装置は一般に横方向の輝度分布に
対してしか、検出能力を持たないため、横方向に均一な
間隔の横縞柄のセータとか窓のブラインドの様な線条く
り返し模様の被写体にはピントが合い難いという欠点が
あった。
<Prior Art> Conventionally, a passive type automatic focus detection device detects a defocus amount of a photographing lens from a luminance distribution in only one specific direction of a subject, as shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-150918. Was configured. Therefore, the focus cannot be detected at all for the subject having no luminance distribution in the direction in which the focus detection device can detect. For example, the passive focus detection device of a camera generally has a detection ability only for the luminance distribution in the horizontal direction, so that a horizontal striped pattern of evenly spaced horizontal stripes or a striped pattern such as window blinds The subject had a drawback that it was difficult to focus.

〈発明が解決しようとしている問題点〉 本発明は、上記欠点を除去し、被写体の外観や模様のい
かんにかかわらず撮影レンズの焦点調節状態を検出する
ことが可能で且つ、像検出以降の信号処理が容易となる
装置の提供を目的としている。
<Problems to be Solved by the Invention> The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks and is capable of detecting the focus adjustment state of a photographing lens regardless of the appearance or pattern of a subject and a signal after image detection. It is intended to provide a device that can be easily processed.

そしてこの目的を達成するため、同一の対物レンズを通
った光束から視差を持った像を形成する為で光軸の平行
な結像レンズ対の2組から成る光学系と、前記結像レン
ズに夫々対応する開口を有する絞りと、前記像を形成す
る光を受ける複数の画素列を備える単体の光電変換デバ
イスとを具備し、前記光学系は第1の結像レンズ対と第
2の結像レンズ対とが結像レンズの光軸同志を結ぶ線が
交差する様に配されると共に隣接する結像レンズ同志が
その緑の一部を直線的に切除して結合した様な形態の部
分とそれを囲む鍔状の部分とから成り、像間隔に関する
信号に基づいて対物レンズの焦点調節状態を検出する装
置であって、前記視差を持った像は、方向を異にして2
組形成されるものとし、対物レンズのデフオーカスによ
る各像間隔の変化量が略等しくなる様にしている。
In order to achieve this object, an optical system composed of two pairs of image forming lens pairs having optical axes parallel to each other is formed in the image forming lens in order to form an image with a parallax from a light beam passing through the same objective lens. The optical system includes: a stop having corresponding apertures; and a single photoelectric conversion device having a plurality of pixel rows for receiving light forming the image, wherein the optical system includes a first imaging lens pair and a second imaging lens. The lens pair is arranged so that the lines connecting the optical axes of the imaging lenses intersect with each other, and the adjacent imaging lenses have a shape in which a part of the green is linearly cut and joined. A device for detecting a focus adjustment state of an objective lens based on a signal relating to an image interval, which is composed of a collar-shaped portion surrounding the image, and the image having the parallax has different directions.
It is assumed that a group is formed, and the amount of change in each image interval due to the defocus of the objective lens is made substantially equal.

〈実施例〉 以下、第1図乃至第8図に従って本発明の一実施例を説
明する。第1図は焦点検出光学系の部分を描いている
が、焦点検出光学系が一眼レフレツクスカメラに組込ま
れている場合には、この光学系の前方に撮影レンズが配
置されているものとする。
<Embodiment> An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Although FIG. 1 illustrates a part of the focus detection optical system, when the focus detection optical system is incorporated in a single-lens reflex camera, it is assumed that the taking lens is arranged in front of this optical system. To do.

図中、101は線型開口を十字状に備えた視野マスク、102
はフイールドレンズ、103は多孔絞り、104は2次結像レ
ンズ体、105は4つの画素列を有する光電変換デバイス
である。又、Xは撮影系の光軸である。視野マスク101
は不図示の撮影レンズの予定結像面近傍(予定結像面の
場合を含む)に位置し、撮影レンズによって結像した被
写体の空中像は2次結像レンズ体104によって光電変換
デバイス105の各画素列105a−105d上に再結像される。
ここで、多孔絞り103は、撮影系の光軸を挟んで垂直に
並んだ開口103a,103c、水平に並んだ開口103b,103dを有
し(第2図)、これに対応して2次結像レンズ体104
は、垂直に並んだ正レンズ部104a,104c、水平に並んだ
正レンズ部104b,104dは各レンズ部の光軸が平行になる
形態を有しているため(第3図)、光電変換デバイス10
5上には、視野マスク101の開口内の空中像が視差を持っ
た4つの像に分離されて再結像される。第3図の2次結
像レンズ体104は、垂直と水平方向に並んだ正レンズ部
の対104aと104c,104bと104dがそれぞれのレンズ部の対
の光軸同志を結ぶ線が交差する様に配されており、ま
た、各正レンズ部の光軸間距離が直径より小さくなる様
に、恰かもレンズの緑を切除した後に接合した様な形態
になっており、有効光量の増大に役立つ。また各正レン
ズ部の囲りには一段低い鍔状の部分が設けられており、
この部分は組立の際の把持や鏡筒への取付けに役立つ。
In the figure, 101 is a visual field mask having linear openings in a cross shape, 102
Is a field lens, 103 is a porous diaphragm, 104 is a secondary imaging lens body, and 105 is a photoelectric conversion device having four pixel columns. Further, X is the optical axis of the photographing system. Visual field mask 101
Is located in the vicinity of the planned imaging surface of the taking lens (not shown) (including the case of the planned imaging surface), and the aerial image of the subject formed by the taking lens is transferred by the secondary imaging lens body 104 to the photoelectric conversion device 105. An image is re-formed on each pixel column 105a-105d.
Here, the perforated diaphragm 103 has openings 103a, 103c arranged vertically with the optical axis of the imaging system interposed therebetween, and openings 103b, 103d arranged horizontally (FIG. 2). Image lens body 104
The vertically-aligned positive lens units 104a and 104c and the horizontally-aligned positive lens units 104b and 104d have a configuration in which the optical axes of the lens units are parallel to each other (FIG. 3). Ten
On the image 5, the aerial image in the opening of the field mask 101 is separated into four images with parallax and re-imaged. In the secondary imaging lens body 104 of FIG. 3, the pairs of positive lens portions 104a and 104c, 104b and 104d aligned vertically and horizontally are arranged so that the lines connecting the optical axes of the respective lens portions intersect with each other. In addition, the distance between the optical axes of the positive lens parts is smaller than the diameter, and it is shaped like the lens is cut out after the green part has been cut, and it is useful for increasing the effective light amount. . In addition, there is a lower collar-shaped part around each positive lens part,
This portion is useful for gripping during assembly and attachment to the lens barrel.

視野マスク101、フイールドレンズ102を透過し、絞り開
口103aに入射した光束は、次に2次結像レンズ体104の
レンズ部104aに入射し、第4図に示すように、光電変換
デバイス105上に視野マスク像109aを形成する。視野マ
スク像109aの内部には画素列105aが位置する様になって
おり、ここで被写体像の照度分布は電気信号として取出
される。同様に絞り開口103b、レンズ部104bを透過した
光束は視野マスク像109bを形成し、103c,104cを透過し
た光束は視野マスク像109cを形成し、103d,104dを透過
した光束は視野マスク像109dをそれぞれ形成するので、
被写体像は画素列105b,105c,105dにて光電変換される。
The light flux transmitted through the field mask 101 and the field lens 102 and incident on the aperture opening 103a is then incident on the lens portion 104a of the secondary imaging lens body 104, and on the photoelectric conversion device 105, as shown in FIG. A field mask image 109a is formed on the. The pixel array 105a is located inside the field-of-view mask image 109a, where the illuminance distribution of the subject image is extracted as an electric signal. Similarly, the light flux transmitted through the aperture opening 103b and the lens portion 104b forms the visual field mask image 109b, the light flux transmitted through 103c and 104c forms the visual field mask image 109c, and the light flux transmitted through 103d and 104d the visual field mask image 109d. Since each is formed,
The subject image is photoelectrically converted by the pixel columns 105b, 105c, 105d.

第5図(a),(b)はこの光学作用を示した断面図で
ある。図中、109は撮影レンズであり、視野マスク103が
撮影レンズの1次結像面近傍に配置され、またフイール
ドレンズ102は多孔絞り103を撮影レンズの射出瞳上に投
影するように配置されるので、第6図に示すごとく、射
出瞳107上の互いに分離された4領域108a,108b,108c,10
8dを通過した光束によって視野マスク像109a,109b,109
c,109dは形成される。つまり、射出瞳上の領域108a,108
cおよび108b,108dを通る光束について、それぞれ位相差
検出方式の焦点検出光学系が構成されている。
5 (a) and 5 (b) are sectional views showing this optical action. In the figure, 109 is a photographic lens, a field mask 103 is arranged in the vicinity of the primary imaging plane of the photographic lens, and a field lens 102 is arranged so as to project the porous diaphragm 103 onto the exit pupil of the photographic lens. Therefore, as shown in FIG. 6, four regions 108a, 108b, 108c, 10 separated from each other on the exit pupil 107 are provided.
The field mask images 109a, 109b, 109 are generated by the light flux that has passed through 8d.
c, 109d is formed. That is, the areas 108a, 108 on the exit pupil
A focus detection optical system of a phase difference detection method is configured for each of the light fluxes passing through c and 108b, 108d.

したがって被写体より前方の物体が予定結像面上に結像
している前ピン状態においては、第7図(a)に示すご
とく、視野マスク像109内の像の照度分布は合焦状態よ
り矢印方向に移動し、逆に被写体より後方の物体が予定
結像面上に結像している後ピン状態においては、第7図
(b)に示す矢印方向に移動する。
Therefore, in the front focus state in which an object in front of the subject is imaged on the planned image formation plane, as shown in FIG. 7A, the illuminance distribution of the image in the visual field mask image 109 shows an arrow from the in-focus state. In the rear focus state in which the object behind the subject is imaged on the planned image formation surface, the object moves in the direction of the arrow shown in FIG. 7B.

第8図は前ピン、後ピン状態の光電変換出力を示すもの
で、撮影レンズによって視野マスク101の中央に点像が
形成された場合の画素列105a,105cおよび画素列105b,10
5dの光電変換出力である。画素列105aおよび105bの光電
変換出力がA系列に対応し、画素列105cおよび105dの光
電変換出力がB系列に対応している。第8図(a)は撮
影レンズが合焦位置にある場合の光学変換出力であり、
図(b)は前ピン状態、図(c)は後ピン状態である。
2像の間隔は前ピンで狭く、後ピンで広くなっている。
この2像の相対間隔を検出することによって、撮影レン
ズのデフオーカス量を演算することが可能となる。演算
法の概要は後で触れるが、詳細な説明は本発明の範囲を
外れるので省略する。
FIG. 8 shows photoelectric conversion outputs in the front-focused state and the rear-focused state. The pixel rows 105a and 105c and the pixel rows 105b and 10 when a point image is formed in the center of the field mask 101 by the photographing lens.
5d photoelectric conversion output. The photoelectric conversion outputs of the pixel rows 105a and 105b correspond to the A series, and the photoelectric conversion outputs of the pixel rows 105c and 105d correspond to the B series. FIG. 8 (a) shows the optical conversion output when the taking lens is at the in-focus position,
The figure (b) is a front pin state, and the figure (c) is a rear pin state.
The distance between the two images is narrow at the front pin and wide at the rear pin.
By detecting the relative distance between the two images, it becomes possible to calculate the defocus amount of the taking lens. The outline of the arithmetic method will be described later, but the detailed description is omitted because it is out of the scope of the present invention.

第9図〜第12図は、本発明による他の実施例を示してい
る。第9図中、116は、対角線が、垂直、水平方向に一
致した正方形開口を持つ視野マスク、102はフイールド
レンズ、117は多孔絞り、118は2次結像レンズ体、119
は垂直、水平方向に並んだ画素列を持つ光電変換デバイ
スである。この列でも前方に撮影レンズが配置されてい
るものとする。絞り117はそれぞれが点対称形状の4つ
の開口117a,117b,117c,117dを有し(第10図)、これに
対応した位置に2次結像レンズ体118は4つのレンズ部1
18a,118b,118c,118dさらに収差補正用プリズム部118e,1
18f,118g,118hを有している。つまり、絞り開口118aに
入射した光束は次にレンズ部118aに入射しプリズム部11
8eから射出して光電変換デバイス119上に視野マスク116
の像を形成する。視野マスク像125aの内部には画素列11
9a,視野マスク像125bの内部には画素列119b、視野マス
ク像125cの内部には画素列119c、視野マスク像125dの内
部には画素列119dがそれぞれ位置し、被写体像の照度分
布は電気信号として取出される。
9 to 12 show another embodiment according to the present invention. In FIG. 9, 116 is a field mask having a square aperture whose diagonal lines are aligned in the vertical and horizontal directions, 102 is a field lens, 117 is a porous diaphragm, 118 is a secondary imaging lens body, and 119.
Is a photoelectric conversion device having vertical and horizontal pixel rows. It is assumed that the photographing lens is arranged in front of this row as well. The diaphragm 117 has four apertures 117a, 117b, 117c, 117d each having a point-symmetrical shape (Fig. 10), and the secondary imaging lens body 118 has four lens parts 1 at corresponding positions.
18a, 118b, 118c, 118d and aberration correcting prism parts 118e, 1
It has 18f, 118g and 118h. That is, the light flux that has entered the aperture opening 118a then enters the lens unit 118a and enters the prism unit 11a.
Emitted from 8e, the field mask 116 is placed on the photoelectric conversion device 119.
Forming an image of. Inside the field-of-view mask image 125a, pixel rows 11
9a, the pixel row 119b is located inside the field-of-view mask image 125b, the pixel row 119c is located inside the field-of-view mask image 125c, and the pixel row 119d is located inside the field-of-view mask image 125d. Is taken out as.

第10図は2次結像レンズ体118の詳細を描いている。凸
のレンズ部118aと118cの対、118bと118dの対は光軸間隔
が各レンズの直径より小さくなる様に集合されている
が、更に注状体の射出端に、水平,垂直方向に対称で、
画素列の方向に傾いた補正プリズム118eと118gの対、11
8fと118hの対が形成されている。補正プリズムは、例え
ばレンズ部118aが被写体を見込む位置とレンズ部118cが
被写体を見込む位置が相違することに起因して分離像に
発生する歪等の収差を除去しようとするもので、各レン
ズ部の光軸位置を中心に射出面を傾けることにより目的
を達成している。従って、焦点検出視野内のどこに被写
体像が入射しても同一の合焦位置が保たれている。
FIG. 10 illustrates details of the secondary imaging lens body 118. The pair of convex lens parts 118a and 118c and the pair of 118b and 118d are assembled so that the optical axis spacing is smaller than the diameter of each lens, and further, symmetrically in the horizontal and vertical directions at the exit end of the cast body. so,
A pair of correction prisms 118e and 118g tilted in the direction of the pixel row, 11
A pair of 8f and 118h is formed. The correction prism is intended to remove aberrations such as distortion generated in the separated image due to the difference between the position where the lens unit 118a looks into the subject and the position where the lens unit 118c looks into the subject. The objective is achieved by tilting the exit surface around the optical axis position of. Therefore, the same in-focus position is maintained regardless of where in the focus detection field the subject image enters.

第11図は絞りの詳細図である。絞りの開口部形状は、ボ
ケ像の対称性および焦点系の基線長を最大するように設
定されている。すなわち、第2図に示したような絞りに
よるボケ像は第8図(b),(c)のようになり2像が
非合同なボケ状態になる。このようにボケ像が非合同に
なる原因は絞り開口部103aと103cが、一方を平行移動し
ても他方に重ならないような形状であるためであり、こ
れは103b,103dについても同様である。つまり、第2図
に示した形状の場合には2組の開口部がそれぞれ鏡像の
関係になっているため、そのボケ像も第8図に示したよ
うに鏡像の関係になり平行移動によって重ならないとい
う結果となる。これに対し、第11図に示した絞り形状は
117aを平行移動させれば117cに重なり、117bを平行移動
させれば117dに重なるようになっている。しがたって、
ボケ像は第13図に示すように合同形状となり一方の平行
移動によって他方に重ねることが可能であり、2像の位
相差検出は高精度で行い得る。
FIG. 11 is a detailed view of the diaphragm. The aperture shape of the diaphragm is set so as to maximize the symmetry of the blurred image and the baseline length of the focus system. That is, the blurred image due to the diaphragm as shown in FIG. 2 is as shown in FIGS. 8B and 8C, and the two images are in a non-congruent blurred state. The reason why the blurred images are not congruent in this way is that the aperture openings 103a and 103c are shaped so as not to overlap with the other even if they are moved in parallel, and this is the same for 103b and 103d. . That is, in the case of the shape shown in FIG. 2, since the two sets of openings are in a mirror image relationship, the blurred image also becomes a mirror image relationship as shown in FIG. The result is not. On the other hand, the diaphragm shape shown in FIG. 11 is
When 117a is translated, it overlaps with 117c, and when 117b is translated, it overlaps with 117d. Therefore,
The blurred image has a congruent shape as shown in FIG. 13 and can be superimposed on the other by parallel movement of one, and the phase difference between the two images can be detected with high accuracy.

さらに、このような条件を満たしたうえで、焦点検出系
の基線長を最大にするため、4つの開口部の最大径を撮
影レンズの射出瞳形状に合わせた円形としている。
Furthermore, in order to maximize the baseline length of the focus detection system after satisfying such conditions, the maximum diameters of the four openings are made circular according to the exit pupil shape of the photographing lens.

また、光量を有効に利用するために、第14図に示したよ
うな正方形開口にしてもよい。
Further, in order to effectively use the light quantity, a square aperture as shown in FIG. 14 may be used.

なお、ここに示した絞り形状は、それぞれの焦点検出光
学系の基線長を等しくするために、絞り開口対の開口重
心間隔を同一に設定している。つまり、第2図の103a−
103cと103b−103d、第11図の117a−117cと117b−117dお
よび第14図の136a−136cと136b−136dの開口重心間隔は
それぞれ等しい。こうすることによって、例えば第7図
に示す視野マスク像内の照度分布の対物レンズのデフオ
ーカスに対する相対的移動量は109a−109cと109b−109d
で等しい。
In the diaphragm shape shown here, the center of gravity intervals of the pair of diaphragm apertures are set to be the same in order to equalize the base lengths of the respective focus detection optical systems. That is, 103a- in FIG.
The intervals of center of gravity of the openings 103c and 103b-103d, 117a-117c and 117b-117d in FIG. 11 and 136a-136c and 136b-136d in FIG. 14 are equal. By doing so, for example, the relative movement amount of the illuminance distribution in the field mask image shown in FIG. 7 with respect to the defocus of the objective lens is 109a-109c and 109b-109d.
Is equal to

第12図、第9図に示した焦点検出光学系における光電変
換素子上の視野マスク像の様子を示したものである。視
野マスクは4つのレンズ部をもつ2次結像レンズ体118
によって4つの像に分離されて投影される。第9図に示
した視野マスク開口部内の点a,b,c,dはそれぞれ第12図
中のa′,b′,c′,d′に対応する。
12 is a view showing a state of a field mask image on a photoelectric conversion element in the focus detection optical system shown in FIG. 12 and FIG. 9. The field mask is a secondary imaging lens body 118 having four lens parts.
Are separated into four images and projected. The points a, b, c, d in the field mask opening shown in FIG. 9 correspond to a ', b', c ', d'in FIG. 12, respectively.

第9図に於いて、被写体の像は不図示の撮影レンズによ
って視野マスク116の近傍に結像され、開口を通過した
光束は更に多孔絞り117を通過して2次結像レンズ体118
により光電変換デバイス119上に視差を持った2対の像
として結像される。その際、第5図(a)と同様に、多
孔絞り、117の開口117aを通過した光束は正レンズ部118
aで結像作用を受け、プリズム部118eで収差補正作用を
受けた後、画素列119aに像を形成する。又、開口117cを
通過した光束は正レンズ部118cで結像作用、プリズム部
118gで収差補正作用を受けた後、画素列119cに像を形成
する。これら画素列119a,119c上の分離像は不図示の撮
影レンズの焦点調節に応じて垂直方向に対称的に移動す
るaは第7図で説明したのと同様である。又、多孔絞り
117bと117dを通過した光束はそれぞれ画素列119bと119d
上に像を形成し、不図示の撮影レンズの焦点調節に応じ
て水平方向に対称的に移動する。
In FIG. 9, an image of a subject is formed in the vicinity of the field mask 116 by a photographing lens (not shown), and the light flux passing through the aperture further passes through the perforated diaphragm 117 and the secondary image forming lens body 118.
As a result, two pairs of images having parallax are formed on the photoelectric conversion device 119. At that time, as in the case of FIG.
After receiving the image forming action at a and the aberration correcting action at the prism portion 118e, an image is formed on the pixel row 119a. Further, the light flux that has passed through the opening 117c forms an image on the positive lens portion 118c, and the prism portion
After receiving the aberration correction action at 118g, an image is formed on the pixel column 119c. The separated images on the pixel rows 119a and 119c are symmetrically moved in the vertical direction in accordance with the focus adjustment of the photographing lens (not shown), as in FIG. Also, multi-hole diaphragm
The luminous fluxes that have passed through 117b and 117d are pixel rows 119b and 119d, respectively.
An image is formed on the upper surface and moves symmetrically in the horizontal direction according to the focus adjustment of a photographing lens (not shown).

光電変換デバイスの画素列上に投影された像の位相差か
ら撮影レンズのデフオーカス量を次のようにして演算す
ることができる。
The defocus amount of the photographing lens can be calculated as follows from the phase difference of the image projected on the pixel array of the photoelectric conversion device.

dを撮影レンズのデフオーカス量、Zを2像の相対的ズ
レ量、Mを2次結像系の結像倍率、Foを瞳分割された瞳
の部分領域の中心を通過する光線が撮影レンズの光軸と
なす角をFナンバーで表わした数値、gをフイルム面と
撮影レンズ射出瞳面との距離として、 d=(Fo/M)Z/{1+FoZ/(Mg)} …(1) なる演算式が成り立つ。これによって、2像の相対的ズ
レ量Zから撮影レンズのデフオーカス量を演算すること
ができる。2像の相対的ズレ量Zは例えば特開昭58−14
2306号に開示されている方法によって求めることができ
る。
d is the defocus amount of the taking lens, Z is the relative shift amount of the two images, M is the imaging magnification of the secondary imaging system, and Fo is the ray passing through the center of the pupil-divided partial area of the taking lens. Calculation of d = (Fo / M) Z / {1 + FoZ / (Mg)} (1) where g is the distance between the film surface and the exit pupil surface of the photographic lens The formula holds. Thereby, the differential focus amount of the photographing lens can be calculated from the relative displacement amount Z of the two images. The relative displacement amount Z of the two images is, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-14.
It can be determined by the method disclosed in No. 2306.

また、垂直,水平2組の画素列の出力を足し合わせた
後、上記のズレ量Zを求めてもよい。第15図はこの像ズ
レ量検出方法の説明図で、図中130〜135は画素列の出力
を表わし、(a)−Cが画素列105a、(a)−Dが105
c、(b)−Eが105b、(b)−Fが105dにそれぞれ対
応する。さらに第14図(c)は(a),(b)に示した
出力をたし合わせたもので、(c)−Gはセンサー出力
130と132を(c)−Hはセンサー出力131と133をそれぞ
れ加えている。このようにして得られた合成センサー出
力134,135から前記の方法によって相対的像ズレ量を求
めれば撮影レンズのデフオーカス量を算出することがで
きる。このような処理を行えば第15図(b)のように画
素列上の像のコントラストが低く、この画素列出力だけ
では高精度で像ズレ量の検出ができない場合でも、他方
の画素列上にコントラストの高い像が形成されていれ
ば、画素列の合成出力は第15図(c)のように高コント
ラストとなり、高精度で像レズ量を検出し得、また、像
ズレ量検出の演算も1回で済むことになる。この効果は
特に、一方の組の画素列上に全くコントラストのない像
が投影されたとき、例えば縦縞の被写体のとき有効であ
る。
Alternatively, the deviation amount Z may be obtained after adding the outputs of two sets of vertical and horizontal pixel columns. FIG. 15 is an explanatory view of this image shift amount detecting method, in which 130 to 135 represent outputs of pixel columns, (a) -C is a pixel column 105a, and (a) -D is 105.
c, (b) -E corresponds to 105b, and (b) -F corresponds to 105d. Further, FIG. 14 (c) is a combination of the outputs shown in (a) and (b), and (c) -G is the sensor output.
130 and 132 (c) -H add sensor outputs 131 and 133, respectively. If the relative image shift amount is obtained from the thus obtained combined sensor outputs 134 and 135 by the above method, the defocus amount of the taking lens can be calculated. If such a process is performed, the contrast of the image on the pixel row is low as shown in FIG. 15 (b), and even if the image shift amount cannot be detected with high accuracy by only the pixel row output, the image on the other pixel row is detected. If a high-contrast image is formed on the pixel array, the combined output of the pixel rows will have a high contrast as shown in FIG. 15 (c), and the amount of image deviation can be detected with high accuracy. It only needs to be done once. This effect is particularly effective when an image having no contrast is projected on one set of pixel rows, for example, a vertical stripe object.

第16図はカメラのフアインダー視野内における測距視野
の位置を示した図である。図中、126はフアインダー視
野、127,128は測距視野、129は測距部指示マークであ
る。測距部指示マークは不図示のカメラのピント板上に
書込まれている。また、測距視野127に入射した被写体
像は光電変換画素列105b,105dあるいは119b,119d上に再
結像し、測距視野128に入射した被写体像は、光電変換
画素列105a,105cあるいは119a,119c上に再結像する。
FIG. 16 is a diagram showing the position of the distance measuring field within the finder field of the camera. In the figure, 126 is a finder field, 127 and 128 are distance measuring fields, and 129 is a distance measuring unit instruction mark. The distance measuring unit instruction mark is written on a focusing plate (not shown) of the camera. Further, the subject image incident on the distance measuring field 127 is re-imaged on the photoelectric conversion pixel columns 105b, 105d or 119b, 119d, and the subject image incident on the distance measuring field 128 is photoelectric conversion pixel columns 105a, 105c or 119a. , 119c is re-imaged.

〈発明の効果〉 以上説明したように、複数方向の被写体輝度分布に基づ
いて焦点検出を可能とすることにより、従来のバツシブ
式焦点検出装置では検出し得なかった、例えば、横縞柄
のセーターとか、窓のブラインドとかにもピントを合わ
せることが可能になり、苦手被写体を無くすことが可能
となった。そして特に被写体の被度分布の方向によら
ず、焦点検出精度が一定となる効果がある。
<Effects of the Invention> As described above, by enabling focus detection based on subject luminance distributions in a plurality of directions, for example, a horizontal stripe pattern sweater that cannot be detected by the conventional bushy focus detection device. , It became possible to focus on the window blinds, and it became possible to eliminate subjects that were not good at it. Further, there is an effect that the focus detection accuracy becomes constant regardless of the direction of the object coverage distribution.

また上述した、撮影レンズのデフオーカス量の演算式の
中で、Foを定数として取扱うことができるため演算処理
を容易にし得る利点もある。
In addition, since Fo can be handled as a constant in the above-described formula for calculating the defocus amount of the taking lens, there is an advantage that the calculation process can be facilitated.

他方、センサー対間で出力加算を行った後、例えば第15
図の信号130と132、信号131と133を加えて信号134,135
を作った後、像ズレ量演算を行うことで、対物レンズの
デフオーカス量を検知できる。これによれば、像ズレ量
演算は1回で済む。
On the other hand, after performing output addition between the pair of sensors,
Add signals 130 and 132 and signals 131 and 133 in the figure to obtain signals 134 and 135.
After the image is created, the image shift amount calculation is performed to detect the defocus amount of the objective lens. According to this, the image shift amount can be calculated only once.

この場合、たとえある画素列方向にフラツトな物体像が
入射しても、他の画素列方向にはコントラストを有する
ため、焦点検出不能となることはない。
In this case, even if a flat object image is incident in a certain pixel column direction, since it has contrast in the other pixel column directions, focus detection cannot occur.

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

第1図は本発明の第1実施例である焦点検出装置の斜視
図、第2図は絞りの平面図、第3図は2次結像レンズ体
の詳細図、第4図は光電変換デバイス上の視野マスク像
を示す説明図。第5図は焦点検出装置の断面図、第6図
は対物レンズの瞳分割状態を示す説明図、第7図は視野
マスク像内の照度分布移動方向を示す説明図、第8図は
対物レンズの合焦状態に応じたセンサー出力を示す説明
図、第9図は焦点検出装置の別の実施例を示す斜視図、
第10図は2次結像レンズ体の詳細図、第11図は絞りの平
面図、第12図は光電変換デバイス上の視野マスク像を示
す説明図、第13図は対物レンズの合焦状態に応じた画素
列の出力を示す説明図、第14図は絞りの変形例を示す平
面図、第15図は画素列出力の加算例を示す説明図、第16
図は本焦点検出装置をカメラに応用した場合のフアイン
ダー視野および測距部を示す説明図。 図中、 101,116……視野マスク、102……フイールドレンズ、10
3,117……多孔絞り、103a−103d,117a−117d……開口、
104,118……2次結像レンズ体、104a−104d,118a−118d
……正レンズ部、105,119……光電変換デバイス、105a
−105d,119a−119d……画素列(光電変換手段)であ
る。
FIG. 1 is a perspective view of a focus detection apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view of a diaphragm, FIG. 3 is a detailed view of a secondary imaging lens body, and FIG. 4 is a photoelectric conversion device. Explanatory drawing which shows the upper visual field mask image. FIG. 5 is a sectional view of the focus detection device, FIG. 6 is an explanatory view showing a pupil division state of the objective lens, FIG. 7 is an explanatory view showing an illuminance distribution moving direction in the field mask image, and FIG. 8 is an objective lens. FIG. 9 is an explanatory view showing the sensor output according to the in-focus state, FIG. 9 is a perspective view showing another embodiment of the focus detection device,
FIG. 10 is a detailed view of the secondary imaging lens body, FIG. 11 is a plan view of the diaphragm, FIG. 12 is an explanatory view showing a field mask image on the photoelectric conversion device, and FIG. 13 is an in-focus state of the objective lens. FIG. 14 is a plan view showing a modified example of the aperture, FIG. 15 is an explanatory view showing an example of addition of pixel row outputs, FIG.
The figure is an explanatory view showing a finder field and a distance measuring unit when the present focus detection device is applied to a camera. In the figure, 101,116 …… field mask, 102 …… field lens, 10
3,117 ... Porous diaphragm, 103a-103d, 117a-117d ... Aperture,
104,118 ... Secondary imaging lens body, 104a-104d, 118a-118d
...... Positive lens unit, 105,119 …… Photoelectric conversion device, 105a
-105d, 119a-119d ... Pixel columns (photoelectric conversion means).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 彰 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 石崎 明 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 大高 圭史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 小山 剛史 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キ ヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭58−27110(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Akira Akashi, Akira Akashi, 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc., Tamagawa Plant (72) Akira Ishizaki, 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Canon Inc. Inside the Tamagawa Plant (72) Keishi Otaka Keishi Otaka, 770 Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Canon Inc. Inside the Tamagawa Plant (72) Takeshi Koyama 770, Shimonoge, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Canon Inc., Tamagawa Plant (56) References JP-A-58-27110 (JP, A)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一の対物レンズを通った光束から視差を
持った像を形成する為で光軸の平行な結像レンズ対の2
組から成る光学系と、前記結像レンズに夫々対応する開
口を有する絞りと、前記像を形成する光を受ける複数の
画素列を具える単体の光電変換デバイスとを具備し、前
記光学系は第1の結像レンズ対と第2の結像レンズ対と
が結像レンズの光軸同志を結ぶ線が交差する様に配され
ると共に隣接する結像レンズ同志がその緑の一部を直線
的に切除して結合した様な形態の部分とそれを囲む鍔状
の部分とから成り、像間隔に関する信号に基づいて対物
レンズの焦点調節状態を検出する装置であって、前記視
差を持った像は、方向を異にして2組形成されるものと
し、対物レンズのデフォーカスによる各像間隔の変化量
が略等しくなる様にしたことを特徴とする焦点検出装
置。
1. A pair of imaging lenses having optical axes parallel to each other for forming an image with parallax from a light beam passing through the same objective lens.
An optical system comprising a set, a diaphragm having openings respectively corresponding to the image forming lenses, and a single photoelectric conversion device having a plurality of pixel rows for receiving the light forming the image. The first image forming lens pair and the second image forming lens pair are arranged so that the lines connecting the optical axes of the image forming lenses intersect with each other, and the adjacent image forming lens pairs form a part of the green line. A device for detecting a focus adjustment state of an objective lens based on a signal related to an image distance, which has a parallax and is composed of a portion having a shape that is excised and coupled and is surrounded by a collar-shaped portion. A focus detection device characterized in that two sets of images are formed in different directions, and the amount of change in each image interval due to defocusing of the objective lens is substantially equal.
【請求項2】前記結像レンズ対の1つからの光を受ける
画素列からの出力と、別の結像レンズ対からの光を受け
る画素列からの出力とを合成した後、焦点調節状態を検
出する信号処理を行った特許請求の範囲第1項記載の焦
点検出装置。
2. A focus adjustment state after synthesizing an output from a pixel row receiving light from one of the imaging lens pairs and an output from a pixel row receiving light from another imaging lens pair. The focus detection device according to claim 1, wherein signal processing is performed to detect the.
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DE19863635790 DE3635790A1 (en) 1985-10-22 1986-10-21 FOCUSING STATE DETECTION DEVICE FOR LENS LENS
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