JPH0727108B2 - Automatic focus adjustment device - Google Patents
Automatic focus adjustment deviceInfo
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- JPH0727108B2 JPH0727108B2 JP60243571A JP24357185A JPH0727108B2 JP H0727108 B2 JPH0727108 B2 JP H0727108B2 JP 60243571 A JP60243571 A JP 60243571A JP 24357185 A JP24357185 A JP 24357185A JP H0727108 B2 JPH0727108 B2 JP H0727108B2
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- Focusing (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はカメラの撮像レンズを通過した被写体光を受光
することにより撮像レンズのピント状態を検出して焦点
調節を行なう自動焦点調節装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an automatic focus adjustment device that detects the focus state of an image pickup lens by receiving subject light that has passed through the image pickup lens of a camera to perform focus adjustment.
従来技術とその問題点 光軸に対して互いに対称な関係にある撮影レンズの第1
と第2の領域のそれぞれを通過した被写体光束をそれぞ
れ再結像させて二つの像をつくり、この二つの像の相互
位置関係を求めて、結像位置の予定焦点位置からのずれ
量およびその方向(結像位置が予定焦点位置の前側か、
後側か、即ち前ピンか後ピンか)を得るようにした焦点
検出装置がすでに提案されている。このような焦点検出
装置の光学系は、第7図に示すような構成となってお
り、この光学系は撮影レンズ(2)の後方の予定焦点面
(4)あるいはこの面からさらに後方の位置にコンデン
サレンズ(6)を有し、さらにその後方に再結像レンズ
(8),(10)を有し、各再結像レンズ(8),(10)
の結像面には例えばCCDを受光素子として有するライン
センサ(12),(14)を配してある。各ラインセンサ
(12),(14)上の像は、第8図に示すように、ピント
を合わすべき物体の像が予定焦点面より前方に結像す
る、いわゆる前ピンの場合、光軸(18)に近くなって互
いに近づき、反対に後ピンの場合、夫々光軸(18)から
遠くなる。ピントが合った場合、2つの像の互いに対応
し合う二点の間の間隔は、ピント検出装置の光学系の構
成によって規定される特定の距離となる。したがって、
原理的には2つの像の互いに対応し合う二点の間の間隔
を検出すればピント状態が分ることになる。第7図で
は、上記間隔がラインセンサ(12),(14)からの信号
を受けて相関器16により検出されることを示している。Prior art and its problems First of photographic lens which is symmetrical with respect to the optical axis
The object light fluxes that have passed through the first and second areas are re-imaged to form two images, the mutual positional relationship between these two images is determined, and the amount of deviation of the imaging position from the planned focus position and its Direction (whether the image formation position is in front of the planned focus position,
A focus detecting device for obtaining the rear side, that is, the front focus or the rear focus has already been proposed. The optical system of such a focus detection device has a structure as shown in FIG. 7, and this optical system has a planned focal plane (4) behind the taking lens (2) or a position further rearward from this plane. Has a condenser lens (6), and further has re-imaging lenses (8) and (10) behind them, and each re-imaging lens (8), (10)
Line sensors (12) and (14) each having a CCD as a light receiving element are disposed on the image forming plane of. As shown in FIG. 8, the images on the line sensors (12) and (14) have an optical axis (in the case of a so-called front focus) in which an image of an object to be focused is formed in front of the planned focal plane. In the case of rear pins, on the contrary, they are far from the optical axis (18). When the two images are in focus, the distance between two corresponding points of the two images becomes a specific distance defined by the configuration of the optical system of the focus detection device. Therefore,
In principle, the focus state can be determined by detecting the distance between two corresponding points of two images. FIG. 7 shows that the above interval is detected by the correlator 16 upon receiving the signals from the line sensors (12) and (14).
ところで、上記のような焦点検出装置を備えたカメラに
おいても、静止している被写体に限らず、スポーツ写真
のように、速い速度で移動している被写体を測距し、焦
点調節を行う必要がある。従って、上記焦点検出装置は
測距時間ができるだけ短いことが必要である。一方、一
眼レフカメラにでは求められる測距精度の要求が厳し
く、上記焦点検出装置は、このような一眼レフカメラの
要求に応えるために、精度の高い測距を行える必要があ
る。By the way, even in a camera equipped with the focus detection device as described above, it is necessary to perform focus adjustment by measuring the distance to a moving object at a high speed like a sports photograph as well as a stationary object. is there. Therefore, the focus detection device needs to have a distance measurement time as short as possible. On the other hand, there is a strict demand for distance measurement accuracy required for single-lens reflex cameras, and the focus detection device must be able to perform highly accurate distance measurement in order to meet the demands of such single-lens reflex cameras.
しかしながら、上記焦点検出装置は、一定距離の同一被
写体に対して焦点検出動作を繰り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、ある値を中心
として若干のばらつきをもって分布する。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
という欠点があった。However, when the focus detection device repeats the focus detection operation a plurality of times for the same subject at a certain distance, the focus detection device changes the position of the subject in a plane perpendicular to the distance detection direction, or when the camera is held by camera shake due to camera shake. If there is a slight vibration, the detection results do not always match, and they are distributed with a slight variation around a certain value. That is, there is a drawback that accurate focus detection information cannot be obtained by only one detection operation.
このばらつきは、多数の受光素子からなる合焦検出素子
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、列状に配列され
た検出素子群の配列ピッチによっ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
定理によっ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って被写体の輝度分布
を不連続に測定することとなり不感帯域で輝度変化があ
っても検出できないことに起因している。This variation is caused by the nonuniformity of the characteristics and arrangement of each element of the focus detection element array consisting of many light receiving elements, the instability of the processing circuit, and the illuminance distribution on the detection element surface (corresponding to the subject brightness distribution). The spatial frequency characteristics of the focus detection elements are determined by the arrangement pitch of the detection element groups arranged in rows, and correct measurement is not possible for frequency components higher than the spatial frequency determined by the Nyquist sampling theorem. This is because the luminance distribution of the subject is discontinuously measured due to the inability to perform it, or the dead zone existing between the elements, and even if there is a luminance change in the dead zone, it cannot be detected.
そこで、距離検出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
の上記要因により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、検出結果はある値を中
心に若干のばらつきをもって分布することになる。従っ
て、一回の検出動作で得られるデフォーカス量に基づい
て投影レンズの焦点調節を行っても、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ォ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号公
報で提案されている。しかしこの装置では、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構成されて
いるので速やかな焦点調節は行えなかった。Therefore, if the position of the subject changes in the plane perpendicular to the distance detection direction, the pattern of the subject image projected on the focus detection element surface changes, and the sampling position of the subject image in the focus detection element row is relatively changed. Also changes, the detection results may not match due to the above factors of the detection element,
When 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 projection lens is adjusted based on the defocus amount obtained by one detection operation, the adjustment accuracy is not guaranteed. Therefore, a device adapted to obtain data of a plurality of defocus amounts by detecting the in-focus state a plurality of times and obtain an average value thereof, and perform focus adjustment of the photographing lens based on the average value. Is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-78811. However, in this apparatus, the photographing lens is stopped, the detection operation is repeated, and the driving of the photographing lens is started after the average value is obtained, so that the focus cannot be adjusted quickly.
ところで、焦点検出プロセスを考えたとき、通常、初期
状態では撮影レンズの焦点は合っていない。このような
状態において、焦点検出の時間を短くするためには、レ
ンズ繰り出し量もしくはレンズ繰り入れ量の概略値を算
出し、早急に撮影レンズを動かすことが精密な計算より
も優先する。従って、デフォーカス量が大きい状態で
は、像ずれ検出に高いサンプリング精度は不要である。By the way, when considering the focus detection process, the photographing lens is usually out of focus in the initial state. In such a state, in order to shorten the time required for focus detection, it is prioritized that the approximate value of the lens extension amount or the lens extension amount is calculated and the photographic lens is moved immediately, rather than the precise calculation. Therefore, when the defocus amount is large, high sampling accuracy is not necessary for image shift detection.
このような考えに基づいて焦点調節の時間の短縮を図っ
た装置として、デフォーカス量に応じて画像のサンプリ
ング幅(数)および/またはフィルタ特性を切り換える
ようにしたものが提案されている(例えば、特開昭59−
107312号公報、特開昭59−142506号公報および特開昭60
−4913号公報参照)。上記のように、デフォーカス量に
応じてフィルタ特性を切り換えるのは、次の理由によ
る。即ち、被写体像を合焦素子列に投影し、その光電出
力を演算処理して合焦位置を検出することは、その被写
体像中のある空間周波数帯域に関する周波数成分につい
て演算処理することである。この演算処理される空間周
波数成分が比較的高次のもののみである場合には、電気
的、光学的な誤差要因による影響を受けにくく、合焦位
置近傍で正確にデフォーカス量を求めることができる。
しかしながらデフォーカス量が大きくなると、被写体中
の高次空間周波数成分が激減してしまうため、焦点検出
精度は著しく低下する。従って、合焦位置近傍では高次
空間周波数情報を取り扱い、合焦位置から離れた位置で
は、低次空間周波数情報を取り扱うようにフィルタを切
り換えればよい。As a device for shortening the focus adjustment time based on such an idea, a device has been proposed in which the sampling width (number) and / or the filter characteristic of the image is switched according to the defocus amount (for example, , JP-A-59-
107312, JP-A-59-142506 and JP-A-60
-4913 gazette). The reason why the filter characteristic is switched according to the defocus amount as described above is as follows. That is, projecting a subject image on the focusing element array and computing the photoelectric output thereof to detect the focusing position means computing the frequency component relating to a certain spatial frequency band in the subject image. When the spatial frequency components to be calculated are only relatively high-order ones, they are not easily affected by electrical and optical error factors, and the defocus amount can be accurately obtained near the in-focus position. it can.
However, when the defocus amount becomes large, the high-order spatial frequency components in the subject are drastically reduced, and the focus detection accuracy is significantly reduced. Therefore, the filters may be switched so that the high-order spatial frequency information is handled in the vicinity of the focus position and the low-order spatial frequency information is handled in the position away from the focus position.
ところで、上記のように、高次空間周波数情報と低次空
間周波数情報を取り扱うものでは、高い確率で合焦位置
に達するまでに撮影レンズは2回動くことになり、撮影
レンズの動きがスムーズでなく、合焦に要する時間もあ
まり短くすることができない。By the way, in the case of handling the high-order spatial frequency information and the low-order spatial frequency information as described above, the photographing lens has to rotate twice before reaching the in-focus position with high probability, and the movement of the photographing lens is smooth. In addition, the time required for focusing cannot be shortened too much.
本発明の目的は、撮影レンズの動きがスムーズで合焦状
態になるまでに要する時間が短い自動焦点調節装置を提
供することである。It is an object of the present invention to provide an automatic focus adjustment device in which the movement of a taking lens is smooth and it takes a short time to reach a focused state.
問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため、本発明は、対物レンズの射出
瞳を2分割する光学系と、夫々の射出瞳からの光像を受
光する1対の光電変換素子アレイと、焦点調節動作の開
始に応答して作動し、上記光電変換素子アレイの出力に
基づいて比較的狭い領域での高次空間周波数成分に基づ
く対物レンズの焦点調節状態の検出を行なう第1の焦点
検出手段と、上記第1の焦点検出手段が信頼性のある焦
点調節状態の検出を行なう状態か否かを判別する判別手
段と、上記判別手段が信頼性無しと判別した場合に作動
し、上記光電変換素子アレイの出力に基づいて比較的広
い領域での低時空間周波数成分に基づく対物レンズの焦
点調節状態の検出を行なう第2の焦点検出手段と、上記
判別手段が信頼性有りと判別した場合には第1の焦点検
出手段の出力に基づいて対物レンズを駆動し、信頼性無
しと判別した場合には第2の焦点検出手段の出力に基づ
いて対物レンズを駆動する手段と、を備えたことを特徴
とする。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the present invention provides an optical system that divides an exit pupil of an objective lens into two parts, and a pair of photoelectric conversion element arrays that receive light images from the respective exit pupils. And a first focus detection operation that operates in response to the start of the focus adjustment operation and that detects the focus adjustment state of the objective lens based on the higher spatial frequency component in a relatively narrow region based on the output of the photoelectric conversion element array. A focus detecting means, a determining means for determining whether or not the first focus detecting means is in a state in which a reliable focus adjustment state is detected, and an operation when the determining means determines that there is no reliability, Second focus detection means for detecting the focus adjustment state of the objective lens based on the low spatiotemporal frequency component in a relatively wide area based on the output of the photoelectric conversion element array, and the determination means are determined to be reliable. If you do The objective lens is driven on the basis of the output of the first focus detecting means, and the objective lens is driven on the basis of the output of the second focus detecting means when it is determined that there is no reliability. And
作用 本発明は、上記構成により、焦点調節動作開始後、まず
最初に、狭領域で高周波成分による焦点検出を行う。判
別手段がこの焦点検出結果が信頼性有りと判別すると、
対物レンズを駆動する手段は、第1の焦点検出手段の出
力に基づいて対物レンズの駆動を行なう。そして、狭領
域で高周波成分による焦点検出を行なった結果、判別手
段がこの焦点検出結果が信頼性無しと判別すると、初め
て、第2の焦点検出手段が作動し、広領域で低周波成分
による焦点検出が行われ、対物レンズを駆動する手段
は、この検出結果によるレンズ駆動を行う。Operation According to the present invention, after the focus adjustment operation is started, the focus detection by the high frequency component is first performed in the narrow region by the above configuration. If the determination means determines that the focus detection result is reliable,
The means for driving the objective lens drives the objective lens based on the output of the first focus detection means. Then, as a result of performing focus detection by the high frequency component in the narrow area, when the determination means determines that the focus detection result is not reliable, the second focus detection means operates for the first time, and the focus by the low frequency component in the wide area. The detection is performed, and the means for driving the objective lens drives the lens based on the detection result.
実施例 以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る焦点検出装置のブロック図を第1図に示
す。A block diagram of a focus detection device according to the present invention is shown in FIG.
第1図において、マイクロコンピュータにより構成され
る制御回路(31)は、焦点検出モードスイッチAFSWがオ
ンのとき、図示しないシャッタレリーズボタンの一段押
しで焦点検出の動作を開始する。In FIG. 1, the control circuit (31) including a microcomputer starts the focus detection operation by pressing the shutter release button (not shown) one step when the focus detection mode switch AFSW is on.
まず、制御回路(31)から光電変換回路(30)に設けら
れた第1および第2の光電変換素子アレイとしてのCCD
イメージセンサ(第2図参照)にパルス状の積分クリア
信号ICGSが出力され、これにより光電変換回路(30)の
CCDイメージセンサの各画素が初期状態にリセットされ
ると共に、CCDイメージセンサに内蔵された輝度モニタ
回路(図示せず。)の出力AGCOSが電源電圧レベルにセ
ットされる。また、制御回路(31)はこれと同時に“Hi
gh"レベルのシフトパルス発生許可信号SHENを出力す
る。そして、積分クリア信号ICGSが消えると同時に、光
電変換回路(30)のCCDイメージセンサ内の各画素では
光電流の積分が開始され、同時に光電変換回路(30)の
輝度モニター回路の出力AGCOSが被写体輝度に応じた速
度で低下し初めるが、光電変換回路(30)に内蔵された
基準信号発生回路からの基準信号出力DOSは一定の基準
レベルに保たれる。利得制御回路(25)はAGCOSをDOSと
比較し、所定時間(焦点検出時には100msec.)内にAGCO
SがDOSに対してどの程度低下するかによって、利得可変
の作動アンプ(22)の利得を制御する。又、利得制御回
路(25)は積分クリア信号ICGSの消滅後、所定時間内に
AGCOSがDOSに対して所定レベル以上低下したことを検出
すると、その時“High"レベルのTINT信号を出力する。
このTINT信号はアンド回路(AN)及びオア回路(OR)を
通ってシフトパルス発生回路(26)に入力され、これに
応答してこの回路(26)からシフトパルスSHが出力され
る。このシフトパルスSHが光電変換回路(31)のCCDイ
メージセンサに入力されると、各画素による光電流積分
が終わり、この積分値に応じた電荷がCCDイメージセン
サからシフトレジスタの対応するセルに並列的に転送さ
れる。一方、制御回路(31)からのクロックパルスCLに
もとづいて、転送パルス発生回路(27)からは位相が18
0゜ずれた2つのセンサー駆動パルスφ1,φ2が出力さ
れ、光電変換回路(30)に入力される。光電変換回路
(30)のCCDイメージセンサはこれらのセンサ駆動パル
スφ1,φ2のうち、φ1の立上りと同期してCCDシフト
レジスタの各画素の電荷を1ずつ単から直列的に排出
し、画像信号を形成するOS信号が順次出力される。この
OS信号は対応する画素への入射強度が低い程高い電圧と
なっており、減算回路(24)がこれを上述の基準信号DO
Sから差し引いて、(DOS−OS)を画素信号として出力す
る。尚、積分クリア信号ICGの消滅後TINT信号が出力さ
れずに所定時間が経過すると、制御回路(31)は“Hig
h"レベルのシフトパルス発生指令信号SHMを出力する。
したがって、積分クリア信号ICGの消滅後所定時間経過
してもAGCコントローラ(25)から“High"レベルのTINT
信号が出力されない場合は、このシフトパルス発生指令
信号SHMに応答して、シフトパルス発生回路(26)がシ
フトパルスSHを発生する。First, the CCD as the first and second photoelectric conversion element arrays provided in the photoelectric conversion circuit (30) from the control circuit (31).
The pulse-shaped integral clear signal ICGS is output to the image sensor (see FIG. 2), which causes the photoelectric conversion circuit (30)
Each pixel of the CCD image sensor is reset to the initial state, and the output AGCOS of the brightness monitor circuit (not shown) built in the CCD image sensor is set to the power supply voltage level. At the same time, the control circuit (31) is
The gh "level shift pulse generation enable signal SHEN is output. Then, at the same time as the integration clear signal ICGS disappears, the integration of the photocurrent is started in each pixel in the CCD image sensor of the photoelectric conversion circuit (30), and at the same time the photoelectric conversion is started. The output AGCOS of the brightness monitor circuit of the conversion circuit (30) begins to drop at a speed according to the subject brightness, but the reference signal output DOS from the reference signal generation circuit built into the photoelectric conversion circuit (30) is at a constant reference level. The gain control circuit (25) compares AGCOS with DOS, and within a predetermined time (100msec.
The gain of the variable gain operational amplifier (22) is controlled depending on how much S decreases with respect to DOS. In addition, the gain control circuit (25) is within a predetermined time after the integration clear signal ICGS disappears.
When it is detected that AGCOS has dropped below a predetermined level with respect to DOS, at that time, a "High" level TINT signal is output.
The TINT signal is input to the shift pulse generating circuit (26) through the AND circuit (AN) and the OR circuit (OR), and in response thereto, the shift pulse SH is output from the circuit (26). When this shift pulse SH is input to the CCD image sensor of the photoelectric conversion circuit (31), the photocurrent integration by each pixel ends, and the charge corresponding to this integration value is paralleled from the CCD image sensor to the corresponding cell of the shift register. Be transferred. On the other hand, based on the clock pulse CL from the control circuit (31), the phase is 18 from the transfer pulse generation circuit (27).
Two sensor drive pulses φ1 and φ2 which are deviated by 0 ° are output and input to the photoelectric conversion circuit (30). The CCD image sensor of the photoelectric conversion circuit (30) discharges the charge of each pixel of the CCD shift register one by one in series in synchronism with the rising of φ1 of these sensor drive pulses φ1 and φ2. The OS signals forming the are sequentially output. this
The OS signal has a higher voltage as the incident intensity on the corresponding pixel is lower, and the subtraction circuit (24) uses this as the reference signal DO.
Subtract from S and output (DOS-OS) as a pixel signal. If the TINT signal is not output after the integration clear signal ICG disappears and a predetermined time elapses, the control circuit (31) outputs “Hig
The h "level shift pulse generation command signal SHM is output.
Therefore, even if the predetermined time has elapsed after the integration clear signal ICG disappeared, the AGC controller (25) outputs the "High" level TINT.
When no signal is output, the shift pulse generation circuit (26) generates the shift pulse SH in response to the shift pulse generation command signal SHM.
一方、上述の動作において、制御回路(31)は光電変換
回路(30)のCCDイメージセンサの第7番目から第10番
目までの画素に対応する画素信号が出力されるときに、
サンプルホールド信号S/Hを出力する。CCDイメージセン
サのこの部分は暗出力成分を除去する目的でアルミマス
クが施され、CCDイメージセンサの受光画素としては遮
光状態になっている部分である。一方、サンプルホール
ド信号によって、ピークホールド回路(21)は光電変換
回路(30)のCCDイメージセンサのアルミマスク部に対
応する出力OSとDOSとの差を保持し、以降この差出力と
画素信号とが可変利得アンプ(22)に入力される。そし
て、可変利得アンプ(22)は画素信号とその差出力の差
をAGCコントローラ(25)により制御された利得でもっ
て増幅し、その増幅出力がA/D変換器(23)によってA/D
変換された後、画素信号データとして制御回路(31)に
取込まれる。On the other hand, in the above operation, when the control circuit (31) outputs pixel signals corresponding to the seventh to tenth pixels of the CCD image sensor of the photoelectric conversion circuit (30),
Outputs sample hold signal S / H. This part of the CCD image sensor is covered with an aluminum mask for the purpose of removing the dark output component, and the light receiving pixel of the CCD image sensor is in a light-shielded state. On the other hand, the sample hold signal causes the peak hold circuit (21) to hold the difference between the output OS and DOS corresponding to the aluminum mask part of the CCD image sensor of the photoelectric conversion circuit (30). Is input to the variable gain amplifier (22). The variable gain amplifier (22) amplifies the difference between the pixel signal and its difference output with a gain controlled by the AGC controller (25), and the amplified output is A / D converted by the A / D converter (23).
After being converted, it is taken in by the control circuit (31) as pixel signal data.
A/D変換回路(23)のA/D変換は8ビットで行なわれる
が、制御回路(31)へは上位、下位の4ビットずつ転送
される。The A / D conversion of the A / D conversion circuit (23) is performed with 8 bits, but the upper and lower 4 bits are transferred to the control circuit (31).
この後、制御回路(31)は、この画素信号データを内部
のメモリに順次保存するが、イメージセンサの全画素に
対応するデータの保存が完了すると、そのデータを演算
判別回路(32)に与える。この演算判別回路(32)で
は、所定のプログラムに従って焦点ズレ量及びその方向
を算出し、表示回路(33)にそれらを表示させると共
に、一方ではレンズ駆動装置(28)を焦点ズレ量及びそ
の方向に応じて駆動し、撮影レンズ(29)の自動焦点調
節を行う。After that, the control circuit (31) sequentially stores the pixel signal data in the internal memory. When the storage of the data corresponding to all the pixels of the image sensor is completed, the data is given to the operation determination circuit (32). . The calculation discriminating circuit (32) calculates the defocus amount and its direction according to a predetermined program and causes the display circuit (33) to display them, while the lens drive device (28) is used to defocus amount and its direction. Drive the lens to automatically focus the taking lens (29).
第2図は、本発明実施例のセンサの正面図である。本実
施例においては、前記2つのラインセンサ、即ち、第1
および第2の光電変換素子アレイは1つのラインセンサ
の異なる2つの領域を用いることによって、代用され
る。FIG. 2 is a front view of the sensor according to the embodiment of the present invention. In this embodiment, the two line sensors, namely the first line sensor
And the second photoelectric conversion element array is substituted by using two different regions of one line sensor.
第2図において、(X)は撮影レンズの光軸が通る位置
を示す。光軸通過位置(X)の近くの画素の出力は用い
られない。(l1)〜(l32)は一方のラインセンサに対
応する基準部(L)内の画素を示し、基準部(L)は画
素(l1)〜(l32)の第1ブロック(I)、画素(l5)
〜(l28)の第2ブロック(II)の2つのブロックに分
けられている。基準部(L)の紙面上方には画素上の照
度をモニタする為のモニタ用受光素子が設けられてい
る。In FIG. 2, (X) indicates the position where the optical axis of the taking lens passes. The output of the pixel near the optical axis passage position (X) is not used. (L 1 ) to (l 32 ) represent pixels in the reference portion (L) corresponding to one line sensor, and the reference portion (L) is the first block (I 1) of the pixels (l 1 ) to (l 32 ). ), Pixel (l 5 )
It is divided into two blocks of the second block (II) of (l 28 ). A monitor light receiving element for monitoring the illuminance on the pixel is provided above the reference portion (L) in the drawing.
(r1)〜(r40)は他方のラインセンサに対応する参照
部(R)内の画素を示す。参照部(R)内の画素数は40
個であり、基準部(L)内の画素数(32個)よりも多
い。そして、撮影レンズが予定焦点面において合焦状態
にあるときは、基準部(L)の第1ブロック(I)の画
素(l1)〜(l32)上の像が参照部(R)の画素(r5)
〜(r38)上の像と一致しているとする。この画像
(r5)〜(r36)を参照部(R)における合焦ブロック
(F)とし、基準部(L)の中央にある画素(l16)と
(l17)の境界と、参照部(R)の合焦ブロック(F)
の中央にある画素(r20)と(r21)の境界との距離すな
わち、合焦検出時の像間隔をL2とする。(R 1 ) to (r 40 ) indicate pixels in the reference portion (R) corresponding to the other line sensor. The number of pixels in the reference part (R) is 40
The number is larger than the number of pixels (32) in the reference portion (L). Then, when the taking lens is in focus on the planned focal plane, the images on the pixels (l 1 ) to (l 32 ) of the first block (I) of the reference portion (L) are the images of the reference portion (R). Pixel (r 5 )
~ (R 38 ) Suppose it matches the image above. The images (r 5 ) to (r 36 ) are used as the focusing block (F) in the reference portion (R), and the boundary between the pixels (l 16 ) and (l 17 ) in the center of the reference portion (L) is referred to. Focus block (F) of section (R)
Let L 2 be the distance between the boundary between the pixel (r 20 ) and the pixel (r 21 ) at the center of, that is, the image interval at the time of focusing detection.
第3図は、上述の制御回路(31)及び演算判別回路(3
2)を1つのマイクロコンピュータとしたときの動作の
流れを示す本発明の一実施例のフローチャートである。FIG. 3 shows the control circuit (31) and the operation discrimination circuit (3
3 is a flowchart of an embodiment of the present invention showing a flow of operation when (2) is set as one microcomputer.
図示しない電源スイッチをONさせると、カメラに電源が
供給される。すると第3図のフローがスタートし、#1
のAFスイッチ判別ステップでAFスイッチがONされるのを
待っており、AFスイッチがONされると、#2のステップ
で制御回路(31)はCCDに電荷蓄積を行なわせ、これが
終了すると、#3のData Dumpステップで、CCDの出力を
映像信号(OS)として、順次、CCDから出力される。こ
の映像信号(OS)は減算回路(24)で減算され、画素信
号となるが、この画素信号は被写体輝度に応じた利得で
増巾された後、さらにA/D変換回路(23)でA/D変換され
てデジタル値となる。制御回路(31)はこのデータと前
記利得データを受ける。次に#4,#5のステップCCD画
素信号から、3つおきの差分データを作成する。この目
的は、測距光学系の設計値からのズレ等により発生する
基準部と参照部上の照度分布の空間周波数として低周波
の誤差要因を除去する為の処理で、詳しくは特開昭60−
4914号公報に説明されているので省略する。#6,#7の
ステップで、第2ブロック(II)を用いて相関計算を行
ない、最も相関度の高い参照部の領域の位置を示すLM2
を算出する。#8のステップで第2ブロック(II)を用
いて検出可能か否かの判断を行ない、検出可能と判断さ
れれば、#9,#10のステップ補間計算の後、精度の高い
像間隔ズレ量Pが算出される。相関計算、補間計算、検
出不能判定については本願出願人が先に出願した特願昭
59−100069号、特願昭59−104212号及び特願昭59−1042
13号明細書において詳細に説明されている。次に#11,
#12のステップで、像間隔ズレ量Pがデフォーカス量D
F、さらにレンズ駆動量に変換される。#13のステップ
で、求められたデフォーカス量(DF)が合焦範囲内であ
るか否かの判断が行なわれ、範囲内であれば、#15のス
テップで合焦表示を行なう。範囲外であれば、#14のス
テップでレンズ駆動し再び、#2のCCD積分ステップへ
戻る。#8のステップで第2ブロック(II)による検出
が不能であると判断されると、次に基準部全体を用いた
相関計算に入る。#16,#17のステップで基準部と参照
部の画素の差分データによる和分データlswk,rswk作成
が行なわれる。この処理は低周波の被写体においても相
関計算に用いる画素間のコントラストを大きくすること
により、測距精度、測距確率を向上させる為の対策であ
る。次に#18,#19のステップで基準部全体を用いた相
関計算が行なわれ、最も相関度の高い参照部の領域の位
置を示すlM1を算出する。#20のステップでは基準部全
体による検出が可能であるか否かの判断を行ない、可能
であれば、#21,#22のステップで、補間計算の後、精
度の高い像間隔ズレ量Pが算出され、#11のステップへ
入る。検出不能と判断されると、全体として、検出不能
と判断し、#23のステップでLO−CON SCANが既に終了
しているか否かの判断が行なわれる。LO−CON SCANと
はピントズレ量が大きすぎて測距不能となる場合の対策
として考えられたもので、レンズを動かしながら測距を
行い、ピントズレ量が測距可能範囲に入ってきた時に求
められる測距値、つまり、像間隔ズレ量によってレンズ
を合焦状態へ制御する為にレンズの繰り出し量を変化さ
せるスキャンである。LO−CON SCANが終了していれ
ば、#25のステップLO−CON表示を行ない、再び#2のC
CD積分ステップへ戻る。#23のステップでLO−CON SCA
N終了していなければ、#24のステップでLO−CON SCAN
が開始され、再び#2のCCD積分ステップへ戻る。When a power switch (not shown) is turned on, power is supplied to the camera. Then, the flow of Fig. 3 starts and # 1
Waiting for the AF switch to be turned on in the AF switch determination step in step # 3, when the AF switch is turned on, the control circuit (31) causes the CCD to accumulate charge in step # 2, and when this is complete, # In the Data Dump step of 3, the CCD output is sequentially output from the CCD as a video signal (OS). This video signal (OS) is subtracted by the subtraction circuit (24) and becomes a pixel signal. This pixel signal is amplified by a gain according to the brightness of the subject, and then A / D conversion circuit (23) / D converted to digital value. The control circuit (31) receives this data and the gain data. Next, every third difference data is created from the step CCD pixel signals of # 4 and # 5. This purpose is a process for removing a low frequency error factor as a spatial frequency of the illuminance distribution on the standard portion and the reference portion caused by a deviation from the design value of the distance measuring optical system. −
Since it is described in Japanese Patent No. 4914, its description is omitted. In steps # 6 and # 7, the correlation calculation is performed using the second block (II) to indicate the position of the reference area having the highest degree of correlation LM 2
To calculate. In step # 8, it is determined whether or not detection is possible using the second block (II). If it is determined that detection is possible, after step interpolation calculation in steps # 9 and # 10, a highly accurate image interval shift is performed. The quantity P is calculated. Regarding the correlation calculation, the interpolation calculation, and the undetectability determination, the applicant of the present application filed
59-100069, Japanese Patent Application No. 59-104212 and Japanese Patent Application No. 59-1042.
No. 13, which is described in detail. Then # 11,
In step # 12, the image interval shift amount P is the defocus amount D.
F, further converted to the lens drive amount. In step # 13, it is determined whether or not the obtained defocus amount (DF) is within the focusing range. If it is within the range, focusing display is performed in step # 15. If it is out of the range, the lens is driven in step # 14, and the process returns to the CCD integration step # 2. If it is determined in step # 8 that the detection by the second block (II) is impossible, then the correlation calculation using the entire reference portion is started. In steps # 16 and # 17, summation data lswk and rswk are created by the difference data of the pixels of the standard part and the reference part. This processing is a measure for improving the ranging accuracy and the ranging probability by increasing the contrast between pixels used for the correlation calculation even in a low-frequency subject. Next, in steps # 18 and # 19, the correlation calculation using the entire standard portion is performed, and lM 1 indicating the position of the area of the reference portion having the highest degree of correlation is calculated. In step # 20, it is determined whether or not detection by the entire reference portion is possible. If possible, in steps # 21 and # 22, after the interpolation calculation, a highly accurate image interval deviation amount P is obtained. It is calculated and the process goes to step # 11. When it is determined that the LO-CON SCAN has not been completed, it is determined that the LO-CON SCAN has already been completed in step # 23. LO-CON SCAN was conceived as a countermeasure when the amount of focus shift is too large to make distance measurement possible.It is required when the distance is measured while moving the lens and the amount of focus shift is within the range This is a scan in which the amount of extension of the lens is changed in order to control the lens to the in-focus state according to the distance measurement value, that is, the amount of image distance deviation. If the LO-CON SCAN is completed, the # 25 step LO-CON display is performed and the # 2 C
Return to CD integration step. LO-CON SCA in step # 23
N If not finished, LO-CON SCAN in step # 24.
Starts and returns to the CCD integration step of # 2 again.
第4図は本発明のいま一つの実施例の一部を示すフロー
チャートである。本実施例では、第2ブロック(II)が
検出不能の場合、そのコントラスト総和値C2を算出し、
一定値A未満であれば、低周波被写体だと判断し、領域
と画素ピッチを広くした基準部全体による相関計算へ入
るが、一定値A以上であれば、ピントズレ量が大きすぎ
て測距不能となっていると判断し、時間短縮の為に基準
部全体による相関計算は行なわず、LO−CON SCANへ入
れるものである。FIG. 4 is a flowchart showing a part of another embodiment of the present invention. In this embodiment, when the second block (II) cannot be detected, the contrast sum value C 2 is calculated,
If the value is less than the fixed value A, it is determined as a low-frequency object, and the correlation calculation is performed by the entire reference part with a wide area and pixel pitch. However, if the value is more than the fixed value A, the amount of out-of-focus is too large to measure the distance. Therefore, in order to reduce the time, the correlation calculation is not performed by the whole reference part, and it is put in the LO-CON SCAN.
第4図において、#8ステップで、第2ブロック(II)
で検出不能と判断されると、#26のステップで、第2ブ
ロック(II)の差分データによるコントラストの総和値
C2が算出される。次に#27のステップで、C2が一定値A
以上であるか否かの判断が行なわれる。A未満であれば
#16のステップ以降の基準部全体による相関計算へ入
る。A以上であれば、ピントズレ大と判断して#23のLO
−CON SCAN終了判別のステップへ入る。In FIG. 4, in step # 8, the second block (II)
If it is determined that it is undetectable in step # 26, the total value of the contrast based on the difference data of the second block (II) in step # 26.
C 2 is calculated. Next, in step # 27, C 2 is a constant value A
It is determined whether or not the above. If it is less than A, the correlation calculation by the whole reference part after step # 16 is started. If it is A or above, it is judged to be out of focus and LO of # 23
-Enter the step for determining the end of CON SCAN.
第5図および第6図は本発明のさらにいま一つの実施例
の一部を示すフローチャートである。5 and 6 are flow charts showing a part of still another embodiment of the present invention.
本実施例では基準部を3つのブロックにわけてそれぞれ
で相関計算を行ない、すべてのブロックが検出不能とな
った場合のみ基準部全体による相関計算を行なうもので
ある。さらに基準部全体の相関計算が検出不能となった
場合のみ、全体として検出不能と判断し、LO−CON SCA
Nへ入るものである。In this embodiment, the reference part is divided into three blocks and the correlation calculation is performed for each block, and the correlation calculation is performed by the entire reference part only when all blocks cannot be detected. Furthermore, only when the correlation calculation of the entire reference part becomes undetectable, it is judged as undetectable as a whole, and the LO-CON SCA
It is the one entering N.
すなわち、第5図において、#6、#7、#8、#28、
#29、#30、#33、#36、#37、#44および#45のステ
ップにおいて、基準部の3つのブロックについて相関計
算が行なわれ、すべてのブロックが検出不能となった場
合のみ、基準部全体による相関計算が行なわれる。すな
わち、第6図の#16〜#20および#23のステップが実行
される。そして、基準部全体による相関計算が検出不能
となった場合のみ全体として検出不能と判断して、LO−
CON SCANが行なわれる。That is, in FIG. 5, # 6, # 7, # 8, # 28,
In steps # 29, # 30, # 33, # 36, # 37, # 44 and # 45, the correlation calculation is performed for the three blocks of the reference part, and only when all the blocks become undetectable, the reference is set. Correlation calculation is performed by the entire section. That is, steps # 16 to # 20 and # 23 of FIG. 6 are executed. Then, only when the correlation calculation by the entire reference part becomes undetectable, it is determined that the correlation cannot be detected as a whole, and the LO-
CON SCAN is performed.
発明の効果 本発明によれば、まず狭領域で高周波成分による焦点検
出が行われ、この検出結果が信頼性無しと判別されて初
めて、広領域で低周波成分による焦点検出が行われるの
で、たとえば高輝度でコントラストの高い被写体のよう
に焦点検出の信頼性が高い被写体の場合には、即座に高
周波成分による高精度な焦点検出動作が行われ、正確な
焦点調節動作が短時間に行われる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, focus detection is first performed by a high frequency component in a narrow region, and focus detection by a low frequency component is performed in a wide region only after it is determined that the detection result is unreliable. In the case of a subject having high focus detection reliability such as a subject having high brightness and high contrast, a highly accurate focus detection operation is immediately performed by a high frequency component, and an accurate focus adjustment operation is performed in a short time.
第1図は本発明に係る自動焦点調節装置の一実施例のブ
ロック図、 第2図は第1図の自動焦点調節装置に使用されるCCDイ
メージセンサの正面図、 第3図は第1図の自動焦点調節装置の動作の流れを示す
フローチャート、 第4図は第3図のフローチャートの変形部分のフローチ
ャート、 第5図および第6図は第3図のフローチャートの変形例
を示すフローチャート、 第7図および第8図は夫々本発明に係る焦点検出装置の
光学系の概略構成図である。 29……撮影レンズ、30……光電変換回路、 31……制御回路、32……演算判別回路。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an automatic focusing apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a front view of a CCD image sensor used in the automatic focusing apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a flow of the operation of the automatic focusing apparatus of FIG. 4, FIG. 4 is a flowchart of a modified portion of the flowchart of FIG. 3, and FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing modified examples of the flowchart of FIG. FIG. 8 and FIG. 8 are schematic configuration diagrams of the optical system of the focus detection device according to the present invention. 29 …… Shooting lens, 30 …… Photoelectric conversion circuit, 31 …… Control circuit, 32 …… Calculation discrimination circuit.
Claims (1)
と、 夫々の射出瞳からの光像を受光する1対の光電変換素子
アレイと、 焦点調節動作の開始に応答して作動し、上記光電変換素
子アレイの出力に基づいて比較的狭い領域での高次空間
周波数成分に基づく対物レンズの焦点調節状態の検出を
行なう第1の焦点検出手段と、 上記第1の焦点検出手段が信頼性のある焦点調節状態の
検出を行なう状態か否かを判別する判別手段と、 上記判別手段が信頼性無しと判別した場合に作動し、上
記光電変換素子アレイの出力に基づいて比較的広い領域
での低次空間周波数成分に基づく対物レンズの焦点調節
状態の検出を行なう第2の焦点検出手段と、 上記判別手段が信頼性有りと判別した場合には第1の焦
点検出手段の出力に基づいて対物レンズを駆動し、信頼
性無しと判別した場合には第2の焦点検出手段の出力に
基づいて対物レンズを駆動する手段と、 を備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。1. An optical system that divides an exit pupil of an objective lens into two, a pair of photoelectric conversion element arrays that receive light images from the respective exit pupils, and an optical system that operates in response to the start of a focus adjustment operation. The first focus detecting means for detecting the focus adjustment state of the objective lens based on the higher spatial frequency component in a relatively narrow area based on the output of the photoelectric conversion element array, and the first focus detecting means are reliable. Discriminating means for discriminating whether or not a proper focus adjustment state is detected, and it operates when the discriminating means judges that there is no reliability, and a relatively wide area based on the output of the photoelectric conversion element array. Second focus detection means for detecting the focus adjustment state of the objective lens based on the low-order spatial frequency component, and based on the output of the first focus detection means when the determination means determines that there is reliability. The objective lens Dynamic and, when it is determined that no reliable automatic focusing apparatus characterized by comprising, a means for driving the objective lens based on the output of the second focus detection unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243571A JPH0727108B2 (en) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Automatic focus adjustment device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60243571A JPH0727108B2 (en) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Automatic focus adjustment device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62102214A JPS62102214A (en) | 1987-05-12 |
| JPH0727108B2 true JPH0727108B2 (en) | 1995-03-29 |
Family
ID=17105811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60243571A Expired - Lifetime JPH0727108B2 (en) | 1985-10-29 | 1985-10-29 | Automatic focus adjustment device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0727108B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6512989B2 (en) * | 2015-08-04 | 2019-05-15 | キヤノン株式会社 | Focus detection apparatus and method, and imaging apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59107312A (en) * | 1982-12-11 | 1984-06-21 | Canon Inc | Focus detecting signal processing method |
-
1985
- 1985-10-29 JP JP60243571A patent/JPH0727108B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62102214A (en) | 1987-05-12 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |