JP2004012493A

JP2004012493A - Focus detector

Info

Publication number: JP2004012493A
Application number: JP2002161509A
Authority: JP
Inventors: Terutake Kadohara; 門原　輝岳
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2004-01-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To realize operation with good focusing accuracy even when luminous flux for focus detection is vignetted in a pupil division phase difference type focus detector. <P>SOLUTION: The conversion coefficient between the deviation of two images of the luminous flux for focus detection and the divergence amount of focus (defocus amount) of a photographic optical system is obtained by calibrating. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は銀塩・デジタルスティルカメラ、ビデオカメラ等撮影装置の焦点検出・調整に関するもので、特に撮影レンズを交換可能なシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮影レンズを通過した光束をセンサ上に再結像させて自動的に焦点調節させるものが数多く提案、実現されている。これらは大きく二つの方式に分類され、ボケ方式とズレ方式などと呼ばれている。現在、ズレ方式と呼ばれる一対のセンサ上の像信号の相対的位置ずれを検出する方法が一眼レフカメラ等では一般的となっている。
【０００３】
このズレ方式を図１０、図１１を用いて簡単に説明する。
【０００４】
まず基本的構成要素は図１０に示したように、撮影レンズ（ＬＮＳ）による被写体像が形成される予定結像面近傍に視野マスク（ＭＳＫ）とフィールドレンズ（ＦＬＤＬ）を配置し、その後方に多孔の絞り（ＤＰ−ａ、ｂ）と２次結像レンズを有する２次光学系（ＡＦＬ−ａ、ｂ）を、更にその後方に複数の光電変換素子列（ＳＮＳ−ａ、ｂ）を配置したものである。
【０００５】
そして、上記の構成により撮影レンズの異なる２つの瞳領域（ＰＵＰ１−ａ、ｂ）を通過した光束による２つの被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子列上に再結像し、この２つの被写体像の相対的位置関係が撮影レンズの合焦状態により変化する事を利用して自動焦点検出装置が実現されている。
【０００６】
上記２つの被写体像の相対位置関係であるずれ量はその相関を求めることで得られる。これを具体的に求める演算方法の一例を図１１を用いて説明する。
【０００７】
図１１に示した２つの被写体像（Ａ、Ｂ像）のＡＮＤ領域の面積Ｕ（Ａ、Ｂ像の小さい方の値の総和）を片方の像（図ではＡ像）を光電変換素子１画素（１ビット）ずつシフトさせ、その最大値を求めていく。２像が一致していれば必然的に最大値となるので、最大値をもたらすシフト量が２像の相対的ずれ量となる。これらの焦点検出装置では、２つの瞳領域の重心間隔が三角測量における基線長となり、光電変換素子上の相対的ずれ量と撮影（対物）レンズのピントずれ量（以後デフォーカス量と記する）との換算に大きく関わっている。
【０００８】
例えば、特開昭６３−１７２２１０号公報では、２次結像レンズのレンズ間隔が撮影レンズの光軸上と光軸外で異なることから、２次結像レンズの異なるレンズ間隔毎に換算係数を持つ焦点検出装置が提案されている。
【０００９】
又、特開平８−９４９１６号公報では、光電変換素子列の像信号より演算範囲を決め、そのコントラスト重心に相当する変換係数を演算により求める焦点検出装置が提案されている。
【００１０】
一方、上記換算係数は、焦点検出用の光束にケラレが無ければ問題ないが、撮影レンズの明るさによっては光束のケラレが発生してしまう。これに対して、特開昭６１−１８９１１号公報では撮影レンズの明るさに応じた換算係数を用いる焦点検出装置が提案されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記換算係数の問題対策は、焦点検出領域の撮影画面上の位置と撮影レンズの明るさに着目したものである。しかし、撮影画面上の位置を大きく光軸外に設定した場合などは撮影レンズの明るさのみでなく、撮影レンズの射出瞳の位置によりケラレ具合が変化し、単に明るさ情報のみでは正しい換算係数が得られなくなってしまう。
【００１２】
図１２、図１３は上記ケラレ具合を説明する図である。
【００１３】
図１２は撮影光学系の射出瞳での焦点検出用光束の状態を表すもので、全くケラレの無い光軸上（Ｏ）での焦点検出用光束となる。
【００１４】
一方、第１３図は光軸外の２点（ｈ及びｉ）でのケラレ具合を示した図で、ｈはＹ軸（紙面上下方向上）の点で、焦点検出用光束の２像はほぼ均等にケラレている。しかし、Ｘ軸（紙面左右方向）にも変位した点ｉではより複雑なケラレ方をしている。これにより２像の重心間隔が変化し、換算係数も複雑に変化している。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明では、撮影に使用する撮影レンズ毎の正しい換算係数を撮影者が簡単な動作で得られるようにする事を目的としている。
【００１６】
具体的には、撮影に使用するレンズを装着し、焦点検出が十分行える被写体に向けた状態で簡単な校正動作を行うことにより使用するレンズの換算係数を得られるものとする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を示す。
【００１８】
図１は撮影画角の周辺部にも焦点検出及び測光領域を備えたカメラの内部配置を示したものである。
【００１９】
図中、ＬＮＳはズーム撮影レンズ、ＱＲＭはクイックリターンミラー、ＦＳＣＲＮは焦点板、ＩＬＣは液晶表示装置、ＰＰはペンタプリズム、ＡＥＬは測光レンズ、ＳＰＣは測光センサ、ＥＰＬは接眼レンズ、ＦＰＬＮはフィルム面、ＳＭはサブミラー、ＭＳＫは視野マスク、ＩＣＦは赤外カットフィルタ、ＦＬＤＬはフィールドレンズ、ＲＭ１、ＲＭ２は第１、第２の反射ミラー、ＳＨＭＳＫは遮光マスク、ＤＰは絞り、ＡＦＬは２次結像レンズ、ＡＦＰはプリズム部材、ＳＮＳは焦点検出用センサである。
【００２０】
プリズム部材ＡＦＰはアルミ等の金属反射膜を蒸着した反射面を有し、２次結像レンズＡＦＬからの光束を反射して射出面に偏光する作用を有している。
【００２１】
図２は上記焦点検出装置の概略構成を示す図である。
【００２２】
図中ＭＳＫは視野マスクであり、中央に開口部ＭＳＫ−１、その左右両側に２つの開口部ＭＳＫ−２、ＭＳＫ−３、そして中央の上下及び視野の四隅に開口部ＭＡＳＫ−４、ＭＳＫ−５及びＭＳＫ−６、ＭＳＫ−７、ＭＳＫ−８、ＭＳＫ−９を有している。
【００２３】
ＦＬＤＬはフィールドレンズであり、視野マスクの９個の開口部ＭＳＫ−１〜ＭＳＫ−９に対応して９個の部分ＦＬＤＬ−１〜ＦＬＤＬ−９から成っている。ＤＰは絞りであり、中央部に左右一対計２つの開口ＤＰ−１ａ、ＤＰ−１ｂを、左右の周辺部には一対ずつ計４つの開口ＤＰ−２ａ、ＤＰ−２ｂ、ＤＰ−３ａ、ＤＰ−３ｂが、中央部の上下にもそれぞれ一対ずつ計４つの開口ＤＰ−４ａ、ＤＰ−４ｂ、ＤＰ−５ａ、ＤＰ−５ｂが、そして四隅にもそれぞれ１対ずつ計８つの開口ＤＰ−６ａ、ＤＰ−６ｂ、ＤＰ−７ａ、ＤＰ−７ｂ、ＤＰ−８ａ、ＤＰ−８ｂ、ＤＰ−９ａ、ＤＰ−９ｂが設けられている。
【００２４】
前記フィールドレンズＦＬＤＬの各領域は、それぞれこれら絞りＤＰの各開口対を不図示の対物レンズの射出瞳付近に結像する作用を有している。即ち、ＦＬＤＬ−１はＤＰ−１を、ＦＬＤＬ−２はＤＰ−２、ＦＬＤＬ−３はＤＰ−３、ＦＬＤＬ−４はＤＰ−４、ＦＬＤＬ−５はＤＰ−５、ＦＬＤＬ−６はＤＰ−６、ＦＬＤＬ−７はＤＰ−７、ＦＬＤＬ−８はＤＰ−８、ＦＬＤＬ−９はＤＰ−９をそれぞれ結像している。
【００２５】
ＡＦＬは９対計１８個のレンズＡＦＬ−１ａ、ＡＦＬ−１ｂ〜ＡＦＬ−９ａ、ＡＦＬ−９ｂからなる２次結像レンズであり、絞りＤＰの各開口に対応してその後方に配置されている。
【００２６】
ＳＮＳは９対計１８個のセンサ列ＳＮＳ−１ａ、ＳＮＳ−１ｂ〜ＳＮＳ−９ａ、ＳＮＳ−９ｂから成るセンサであり、各２次結像レンズＡＦＬに対応してその像を受光するように配置されている。撮影画面内ではＳＮＳ−１ａ、ＳＮＳ−１ｂが中央の検出領域に、ＳＮＳ−２ａ、ＳＮＳ−２ｂ、ＳＮＳ−３ａ、ＳＮＳ−３ｂが左右の検出領域、ＳＮＳ−４ａ、ＳＮＳ−４ｂ、ＳＮＳ−５ａ、ＳＮＳ−５ｂが上下の検出領域、ＳＮＳ−６ａ、ＳＮＳ−６ｂ〜ＳＮＳ−９ａ、ＳＮＳ−９ｂが四隅の検出領域に対応した配置となっている。
【００２７】
この図２に示す焦点検出系では撮影レンズの焦点がフィルム面より前方にある場合、各センサ列対上に形成される被写体像は互いに近づいた状態になり、焦点が後方にある場合には被写体像は互いに離れた状態になる。この被写体像の相対位置変位量は撮影レンズの焦点外れ量と特定の関数関係にあるため、各センサ列対でそのセンサ出力に対してそれぞれ適当な演算を施せば撮影レンズの焦点外れ量、いわゆるデフォーカス量を検出する事が出来る。
【００２８】
図３は撮影レンズを介した被写体からの光を受光する露出制御用の測光センサＳＰＣの領域分割構成を示す図である。
【００２９】
ＳＰＣの受光面は上記測距領域の視野（画面）分割に対応した形で９個の領域に分割されている。即ち画面中央部は　ＳＰＣ−１、左右の領域はＳＰＣ−２、ＳＰＣ−３、上下はＳＰＣ−４及びＳＰＣ−５、四隅の領域はＳＰＣ−６〜ＳＰＣ−９である。これらの各領域は図１の測光レンズＡＥＬによりペンタプリズムＰＰ及びファインダ表示装置ＩＬＣを通して焦点板ＦＳＣＲＮと結像関係に置かれている。
【００３０】
図４は各自動焦点検出領域の撮影画面上での位置を示す焦点板ＦＳＣＲＮ領域における液晶表示装置ＩＬＣの表示状態を示したものである。図のように撮影レンズの光軸中心から大きく離れた位置にも焦点検出領域が配置されている。
【００３１】
図５は図１、図２、図３及び図４のごとき装置を備えたカメラの具体的な構成の一例を示す回路図であり、先ず各部の横成について説明する。
【００３２】
図５においてＰＲＳはカメラの制御装置で例えば内部にＣＰＵ（中央処理装置）ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄ変換機能を有する１チップのマイクロコンピュータである。ＰＲＳはＲＯＭに格納されたカメラのシーケンス・プログラムに従って自動露出制御機能、自動焦点調節機能、フィルムの巻き上げ・巻き戻し等のカメラの一連の動作を行っている。そのために、ＰＲＳは通信用信号ＳＯ、ＳＩ、ＳＣＬＫ、通信選択信号ＣＬＣＭ、ＣＳＤＲ、ＣＤＤＲを用いてカメラ本体内の周辺回路およびレンズ内制御装置と通信を行って、各々の回路やレンズの動作を制御する。
【００３３】
ＳＯはＰＲＳから出力されるデータ信号、ＳＩはＰＲＳに入力されるデータ信号、ＳＣＬＫは信号ＳＯＳＩの同期クロックである。
【００３４】
ＬＣＭはレンズ通信バッファ回路であり、カメラが動作中のときにはレンズ用電源端子ＶＬに電力を供給するとともにＰＲＳからの選択信号ＣＬＣＭが高電位レベル（以下‘Ｈ’と略記し低電位レベルは‘Ｌ’と略記する）のときにはカメラとレンズ間の通信バッファとなる。
【００３５】
ＰＲＳがＣＬＣＭを‘Ｈ’にして、ＳＣＬＫに同期して所定のデータをＳＯから送出すると、ＬＣＭはカメラ・レンズ間通信接点を介してＳＣＬＫＳＯの各々のバッファ信号ＬＣＫＤＣＬをレンズへ出力する。それと同時にレンズからの信号ＤＬＣのバッファ信号をＳＩに出力し、ＰＲＳはＳＣＬＫに同期してＳＩからレンズのデータを入力する。
【００３６】
ＤＤＲは各種のスイッチＳＷＳの検知および表示用回路であり、信号ＣＤＤＲが’Ｈ’のとき選択され、ＳＯ、ＳＩ、ＳＣＬＫを用いてＰＲＳから制御される。即ちＰＲＳから送られてくるデータに基づいてカメラの表示部材ＤＳＰの表示を切り替えたり、カメラの各種操作部材のオン・オフ状態を通信によってＰＲＳに報知する。ＯＬＣはカメラ上部に位置する外部液晶表示装置であり、ＩＬＣはファインダ内部液晶表示装置である。
【００３７】
ＳＷ１、ＳＷ２は不図示のレリーズボタンに連動したスイッチで、レリーズボタンの第一段階の押下によりＳＷ１がオンし、引き続いて第２段階の押下でＳＷ２がオンする。ＰＲＳはＳＷ１オンで測光自動焦点調節を行い、ＳＷ２オンをトリガとして露出制御とその後のフィルムの巻き上げを行う。
【００３８】
なおＳＷ２はマイクロコンピュータであるＰＲＳの「割り込み入力端子」に接続され、ＳＷ１オン時のプログラム実行中でもＳＷ２オンによって割り込みがかかり、直ちに所定の割り込みプログラムへ制御を移すことができる。ＭＴＲ１はフィルム給送用、ＭＴＲ２はミラーアップ・ダウンおよびシャッタばねチャージ用のモータであり、各々の駆動回路ＭＤＲ１、ＭＤＲ２により正転逆転の制御が行われる。ＰＲＳからＭＤＲ１、ＭＤＲ２に入力されている信号ＭＩＦ、ＭＩＲ、Ｍ２Ｆ、Ｍ２Ｒはモータ制御用の信号である。
【００３９】
ＭＧ１、ＭＧ２は各々シャッタ先幕・後幕走行開始用マグネットで、信号ＳＭＧ１、ＳＭＧ２、増幅トランジスタＴＲ１、ＴＲ２で通電されＰＲＳによりシャッタ制御が行われる。
【００４０】
なおモーター駆動回路ＭＤＲ１、ＭＤＲ２、シャッタ制御は本発明と直接関わりがないので詳しい説明は省略する。
【００４１】
レンズ内制御回路ＬＰＲＳにＬＣＫに同期して入力される信号ＤＣＬはカメラからレンズＬＮＳに対する命令のデータであり、命令に対するレンズの動作は予め決められている。ＬＰＲＳは所定の手続きに従ってその命令を解析し、焦点調節や絞り制御の動作や出力ＤＬＣからレンズの各部動作状況（焦点調節光学系の駆動状況や絞りの駆動状態等）や各種パラメータ（開放Ｆナンバ、焦点距離、デフォーカス量対焦点調節光学系の移動量の換算係数等）の出力を行う。
【００４２】
実施例ではズームレンズの例を示しており、カメラから焦点調節の命令が送られた場合には、同時に送られてくる駆動量・方向に従って焦点調節用モータＬＴＭＲを信号ＬＭＦ、ＬＭＲによって駆動して光学系を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。光学系の移動量は光学系に連動して回動するパルス板のパターンをフォトカプラーにて検出し、移動量に応じた数のパルスを出力するエンコーダ回路ＥＮＣＦのパルス信号ＳＥＮＣＦでモニタし、ＬＰＲＳ内のカウンタで計数しており、所定の移動が完了した時点でＬＰＲＳ自身が信号ＬＭＦＬＭＲを‘Ｌ’にしてモータＬＭＴＲを制動する。
【００４３】
このため、一旦カメラから焦点調節の命令が送られた後はカメラの制御装置ＰＲＳはレンズの駆動が終了するまでレンズ駆動に関して全く関与する必要がない。また、カメラから要求があった場合には、上記カウンタの内容をカメラに送出することも可能な構成になっている。
【００４４】
カメラから絞り制御の命令が送られた場合には、同時に送られてくる絞り段数に従って絞り駆動用としては公知のステッピング・モータＤＭＴＲを駆動する。
【００４５】
なおステッピング・モータはオープン制御が可能なため動作をモニタするためのエンコーダを必要としない。
【００４６】
ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコーダ回路であり、ＬＰＲＳはＥＮＣＺからの信号ＳＥＮＣＺを入力してズーム位置を検出する。ＬＰＲＳ内には各ズーム位置におけるレンズ・パラメータが格納されており、カメラ側のＰＲＳから要求があった場合には現在のズーム位置に対応したパラメータをカメラに送出する。
【００４７】
ＳＰＣは分割された領域毎の出力をＰＲＳからの信号ＳＥＬ０〜ＳＥＬ３に従って切り換え、その出力ＳＳＰＣはＰＲＳのアナログ入力端子に入力され、Ａ／Ｄ変換後、所定のプログラムに従って自動露出制御に用いられる。
【００４８】
具体的にはＳＥＬ０＝‘Ｈ’、ＳＥＬ１＝‘Ｌ’、ＳＥＬ２＝‘Ｌ’、ＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときセンサ領域ＳＰＣ−１を、ＳＥＬ０＝‘Ｌ’、ＳＥＬ１＝‘Ｈ’、ＳＥＬ２＝‘Ｌ’、ＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−２を、ＳＥＬ０＝‘Ｈ’、ＳＥＬ１＝‘Ｈ’、ＳＥＬ２＝‘Ｌ’、ＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−３を、ＳＥＬ０＝‘Ｌ’、ＳＥＬ１＝‘Ｌ’、ＳＥＬ２＝‘Ｈ’、ＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−４を、ＳＥＬ０＝‘Ｈ’、ＳＥＬ１＝‘Ｌ’、ＳＥＬ２＝‘Ｈ’、ＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−５を、ＳＥＬ０＝‘Ｌ’、ＳＥＬ１＝‘Ｈ’、ＳＥＬ２＝‘Ｈ’、ＳＥＬ３＝’Ｌ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−６を、ＳＥＬ０＝‘Ｈ’、ＳＥＬ１＝‘Ｈ’、ＳＥＬ２＝‘Ｈ’、ＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−７を、ＳＥＬ０＝‘Ｌ’、ＳＥＬ１＝‘Ｌ’、ＳＥＬ２＝‘Ｌ’、ＳＥＬ３＝‘Ｈ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−８を、ＳＥＬ０＝‘Ｈ’、ＳＥＬ１＝‘Ｌ’、ＳＥ１２＝‘Ｌ’、ＳＥＬ３＝‘Ｈ’のときはセンサ領域ＳＰＣ−９をそれぞれ選択している。
【００４９】
ＳＤＲはＣＣＤ等から構成される焦点検出用のライン・センサ装置ＳＮＳの駆動回路であり、信号ＣＳＤＲが‘Ｈ’のとき選択されてＳＯ、ＳＩ、ＳＣＬＫを用いてＰＲＳから制御される。
【００５０】
ＳＤＲからＳＮＳへ与える信号φＳＥＬ０〜φＳＥＬ３はＰＲＳからの信号ＳＥＬ０〜ＳＥＬ３そのもので、φＳＥＬ０＝‘Ｈ’、φＳＥＬ１＝‘Ｌ’、φＳＥＬ２＝‘Ｌ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−１（ＳＮＳ−１ａ、ＳＮＳ−１ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｌ’、φＳＥＬ１＝‘Ｈ’、φＳＥＬ２＝‘Ｌ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−２（ＳＮＳ−２ａ、ＳＮＳ−２ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｈ’、φＳＥＬ１＝‘Ｈ’、φＳＥＬ２＝‘Ｌ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−３（ｓＮＳ−３ａ、ＳＮＳ−３ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｌ’、φＳＥＬ１＝‘Ｌ’、φＳＥＬ２＝‘Ｈ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−４（ＳＮＳ−４ａ、ＳＮＳ−４ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｈ’、φＳＥＬ１＝‘Ｌ’、φＳＥＬ２＝‘Ｈ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−５（ＳＮＳ−５ａ、ＳＮＳ−５ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｌ’、φＳＥＬ１＝‘Ｈ’、φＳＥＬ２＝‘Ｈ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−６（ＳＮＳ−６ａ、ＳＮＳ−６ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｈ’、φＳＥＬ１＝‘Ｈ’、φＳＥＬ２＝‘Ｈ’、φＳＥＬ３＝‘Ｌ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−７（ＳＮＳ−７ａ、ＳＮＳ−７ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｌ’、φＳＥＬ１＝‘Ｌ’、φＳＥＬ２＝‘Ｌ’、φＳＥＬ３＝‘Ｈ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−８（ＳＮＳ−８ａ、ＳＮＳ−８ｂ）を、φＳＥＬ０＝‘Ｈ’、φＳＥＬ１＝‘Ｌ’、φＳＥＬ２＝‘Ｌ’、φＳＥＬ３＝‘Ｈ’のときはセンサ列対ＳＮＳ−９（ＳＮＳ−９ａ、ＳＮＳ−９ｂ）をそれぞれ選択する信号である。
【００５１】
蓄積終了後にＳＬＥ０〜ＳＥＬ３を適当に設定して、それからクロックφＳＨ、φＨＲＳを送ることにより、ＳＥＬ０〜ＳＥＬ３（φＳＥＬ０〜φＳＥＬ３）で選択されたセンサ列対の像信号が出力ＶＯＵＴから順次シリアルに出力される。
【００５２】
ＶＰ１〜ＶＰ９はそれぞれ各センサ列対ＳＮＳ−１（ＳＮＳ−１ａ、ＳＮＳ−１ｂ）〜ＳＮＳ−９（ＳＮＳ−９ａ、ＳＮＳ−９ｂ）の近傍に配置された被写体輝度モニタ用センサからのモニタ信号で、蓄積開始とともにその電圧が上昇し、これにより各センサ列の蓄積制御が行われる。
【００５３】
信号φＲＥＳ、φＶＲＳはセンサのリセット用クロック、φＨＲＳ、φＳＨは像信号の読出し用クロック、φＴ１〜φＴ９はそれぞれ各センサ列対の蓄積を終了させるためのクロックである。
【００５４】
センサ駆動回路ＳＤＲの出力ＶＩＤＥＯはセンサ装置ＳＮＳからの像信号ＶＯＵＴと暗電流出力の差をとった後被写体の輝度によって決定されるゲインで増幅された像信号である。上記暗電流出力とはセンサ列中の遮光された画素の出力値であり、ＳＤＲはＰＲＳからの信号ＤＳＨによってコンデンサにその出力を保持し、これと像信号との差動増幅を行う。出力ＶＩＤＥＯはＰＲＳのアナログ入力端子に入力されており、ＰＲＳは同信号をＡ／Ｄ変換後そのデジタル値をＲＡＭ上の所定のアドレスへ順次格納してゆく。
【００５５】
信号／ＴＩＮＴＥ１〜／ＴＩＮＴＥ９はそれぞれセンサ列対ＳＮＳ−１（ＳＮＳ−１ａ、ＳＮＳ−１ｂ）〜ＳＮＳ−９（ＳＮＳ−９ａ、ＳＮＳ−９ｂ）に蓄積された電荷が適正となり蓄積が終了したことを表す信号で、ＰＲＳはこれを受けて各センサ列対の像信号の読み出しを行う。
【００５６】
信号ＢＴＩＭＥはセンサ駆動回路ＳＤＲ内の像信号増幅アンプの読出しゲイン決定のタイミングを与える信号で、通常上記回路ＳＤＲはこの信号が‘Ｈ’となった時点でのモニタ信号ＶＰ１〜ＶＰ９の電圧から対応するセンサ列対の読出しゲインを決定する。具体的には、予めＰＲＳからＳＣＬＫ、ＳＯを用いて送られたゲイン決定用データに基づいて生成された比較レベルと、ＢＴＩＭＥのタイミングにおけるＶＰ１〜ＶＰ９のレベルとの上下関係により決定される。本実施例においてはこの比較レベルがＶＰ１〜ＶＰ９に対して共通となっている。
【００５７】
ＣＫ１、ＣＫ２は上記クロックφＲＥＳ、φＶＲＳ、φＨＲＳ、φＳＨを生成するためにＰＲＳからセンサ駆動回路ＳＤＲへ与えられる基準クロックである。
【００５８】
ＰＲＳが通信選択信号ＣＳＤＲを‘Ｈ’として所定の「蓄積開始コマンド」をセンサ駆動回路ｓＤＲに送出することによってセンサ装置ＳＮＳの蓄積動作が開始される。
【００５９】
これにより、９個のセンサ列対で各センサ上に形成された被写体像の光電変換が行われ、センサの光電変換素子部には電荷が蓄積される。同時に各センサの輝度モニタ用センサの信号ＶＰ１〜ＶＰ９が上昇してゆき、この電圧が所定レベルに達するとセンサ駆動回路ＳＤＲは前記信号／ＴＩＮＴＥ１〜／ＴＩＮＴＥ９をそれぞれ独立に‘Ｌ’とする。
【００６０】
ＰＲＳはこれを受けてクロックＣＫ２に所定の波形を出力する。センサ駆動回路ＳＤＲはＣＫ２に基づいてクロックφＳＨ、φＨＲＳを生成してセンサ装置ＳＮＳに与え、ＳＮＳは前記クロックによって像信号を出力し、ＰＲＳは自ら出力しているＣＫ２に同期して内部のＡ／Ｄ変換機能でアナログ入力端子に入力されている出力ＶＩＤＥＯをＡ／Ｄ変換後、デジタル信号としてＲＡＭの所定アドレスへ順次格納し所定の焦点検出演算を行い、撮影レンズのデフォーカス量を求める。
【００６１】
なおセンサ駆動回路ＳＤＲ、センサ装置ＳＮＳの動作については２対のセンサ列を有する焦点検出装置として特開昭６３−２１６９０５号公報等で開示されているのでここでの詳細な説明は省略する。
【００６２】
上記構成による焦点検出装置での校正動作の具体的フローを図６及び図７で説明する。
【００６３】
なお、本実施例では図４における４隅の焦点検出領域（センサ対列ではＳＮＳ−６、ＳＮＳ−７、ＳＮＳ−８、ＳＮＳ−９の領域）を校正動作対象領域としている。従って、撮影者はこれから校正するそれぞれの検出領域にあらかじめコントラストの高い被写体が入っている構図をとる必要がある。また、対象とする検出領域は撮影者が測距点選択動作で選択・設定しているとして説明を行う。
【００６４】
図６は校正動作の全体の動作フローを示したもので、不図示の校正動作スイッチをＯＮにすることでステップ（１００）より校正動作が開始される。
【００６５】
ステップ（１０１）では装着されているレンズが焦点距離可変のズームレンズか単焦点のレンズかが調べられる。
【００６６】
ズームレンズであるならばステップ（１０２）へ移行し、続いて最広角側（ＷＩＤＥ端）であるかをチェックする。ＷＩＤＥ端でなければステップ（１０３）にてＷＩＤＥ端にするように撮影者に指示し、ＷＩＤＥ端の確認がされるまでステップ（１０２）と（１０３）を繰り返す。
【００６７】
ステップ（１０２）にてＷＩＤＥ端が確認されたならば、ステップ（１０４）にてキャリブレーション動作を行う。具体的には図７で説明する。
【００６８】
以上のステップ（１０２）〜（１０４）でＷＩＤＥ端での校正動作が終了となる。
【００６９】
続いて中間の焦点距離（ＭＩＤＤＬＥ）の校正動作をステップ（１０６）〜（１０７）で、最望遠側（ＴＥＬＥ端）の校正動作をステップ（１０８）〜（１１０）で同様に行い、ステップ（１１１）にて校正動作終了となる。
【００７０】
なお、装着したレンズが単焦点の場合はステップ（１１０）でのキャリブレーション動作のみで校正動作が完了する。
【００７１】
以上は手動で焦点距離を調節する場合についての説明である。自動ズーム機能を有するレンズでは焦点距離の設定も全て自動で可能となり、より校正動作としては簡単に行える。
【００７２】
図７は一連の校正動作の中心部分となるキャリブレーション動作を示した図である。
【００７３】
まず、ステップ（２０１）にてレンズの撮影距離が初期位置での２つの焦点調節用像信号を取り込み、そのずれ量（α）を演算して求める。
【００７４】
続くステップ（２０２）で所定のデフォーカス量Δ例えば５ｍｍ）となるように撮影距離（ピント）調節光学系を動かし、その位置での像信号のずれ量（β）をステップ（２０３）で求める。
【００７５】
以上で得られた所定デフォーカス量（Δ）に対する像信号のずれ量の差（α−β）との関係からデフォーカス量と像ずれ量の換算係数（κ）は次式で求まることとなる。
【００７６】
κ＝Δ／（α−β）［ｍｍ／ｂｉｔ］
ステップ（２０４）は上式を演算している。
【００７７】
以上で設定されている測距点に対するキャリブレーション動作が完了となり、ステップ（２０６）で撮影者に合焦音等を用いてそれを知らせ、終了となる。
【００７８】
なお、撮影者が引き続き他の測距点での校正を行う場合は、測距点を設定して再び一連の動作を行うこととなる。
【００７９】
（他の実施例）
以上説明した本発明第１の実施例においては、図７ステップ（２０２）で所定のデフォーカス量を得るためにレンズを動かしている。
【００８０】
しかし、焦点検出用センサが撮影レンズの光軸方向に対し前後に微動可能な構造をしているならば、センサ側を動かしても良い。
【００８１】
例えば、特開平７−１３０６３号公報では図８に示したように、フィルム給送装置、フオーカルプレーンシャッタ、ファインダ及び測距用素子とその光学系を含む可動部がカメラ本体内部で光軸方向に移動可能なカメラが提案されている。
【００８２】
この場合、図７に対するキャリブレーション動作のフローは図９となる。
【００８３】
図７との違いは、ステップ（３０２）でカメラ内の可動部を所定量動かしているところである。なお、この場合、移動量＝デフォーカス量［ｍｍ］となる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したような本発明によれば、撮影に使用するレンズ毎に、正しい像ずれ量対デフォーカス量の換算係数を撮影者が簡単な動作で得られるようになり、常に精度良い焦点検出動作が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１の実施例のカメラ内部配置の説明図である。
【図２】本発明第１の実施例の焦点検出装置の構成図である。
【図３】本発明第１の実施例の測光センサの領域分割構成図である。
【図４】本発明第１の実施例の自動焦点検出領域の配置説明図である。
【図５】本発明第１の実施例の回路構成の説明図である。
【図６】本発明第１の実施例の校正動作のフロー説明図である。
【図７】本発明第１の実施例の校正動作のフロー説明図である。
【図８】本発明第２の実施例の説明図である。
【図９】本発明第２の実施例の校正動作のフロー説明図である。
【図１０】ズレ方式の焦点検出方法の説明図である。
【図１１】ズレ方式の焦点検出方法の説明図である。
【図１２】焦点検出用光束のケラレ具合の説明図である。
【図１３】焦点検出用光束のケラレ具合の説明図である。
【符号の説明】
ＡＦＬ　焦点検出用２次光学系
ＤＰ　焦点検出用絞り
ＦＬＤＬ　焦点検出用フィールドレンズ
ＬＮＳ　撮影レンズ
ＭＳＫ　焦点検出用視野マスク
ＰＲＳ　中央演算装置
ＳＮＳ　焦点検出用光電変換素子列
ＳＷＳ　各種スイッチ類[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to focus detection and adjustment of a photographing apparatus such as a silver halide digital still camera and a video camera, and more particularly to a system capable of exchanging a photographing lens.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been many proposals and realizations of a system in which a light beam that has passed through a photographing lens is re-imaged on a sensor and focus is automatically adjusted. These are roughly classified into two systems, which are called a blur system and a shift system. At present, a method of detecting a relative displacement between image signals on a pair of sensors, which is called a shift method, is common in single-lens reflex cameras and the like.
[0003]
This displacement method will be briefly described with reference to FIGS.
[0004]
First, as shown in FIG. 10, a basic component is to arrange a field mask (MSK) and a field lens (FLDL) in the vicinity of a predetermined image forming plane on which a subject image is formed by a photographing lens (LNS), and behind the field lens (FLDL). A secondary optical system (AFL-a, b) having a porous aperture (DP-a, b) and a secondary imaging lens, and a plurality of photoelectric conversion element arrays (SNS-a, b) are further disposed behind the secondary optical system (AFL-a, b). It was done.
[0005]
Then, according to the above configuration, two subject images formed by light beams passing through two different pupil regions (PUP1-a, b) of the photographing lens are re-imaged on different photoelectric conversion element arrays, respectively. An automatic focus detection device has been realized by utilizing the fact that the relative positional relationship changes depending on the focusing state of the photographing lens.
[0006]
The shift amount, which is the relative positional relationship between the two subject images, can be obtained by calculating the correlation. An example of a calculation method for specifically obtaining this will be described with reference to FIG.
[0007]
The area U (sum of smaller values of the A and B images) of the AND area of the two subject images (A and B images) shown in FIG. (1 bit), and the maximum value is obtained. If the two images match, the maximum value is inevitably obtained, so the shift amount that gives the maximum value is the relative shift amount between the two images. In these focus detection devices, the distance between the centers of gravity of the two pupil regions becomes the base line length in triangulation, and the relative shift amount on the photoelectric conversion element and the focus shift amount of the photographing (objective) lens (hereinafter referred to as defocus amount). Is greatly involved in the conversion.
[0008]
For example, in JP-A-63-172210, since the lens spacing of the secondary imaging lens is different on the optical axis and off the optical axis of the taking lens, a conversion coefficient is set for each different lens spacing of the secondary imaging lens. A focus detection device having the same has been proposed.
[0009]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-94916 proposes a focus detection device that determines a calculation range from image signals of a photoelectric conversion element array and calculates a conversion coefficient corresponding to the contrast center of gravity by calculation.
[0010]
On the other hand, the conversion coefficient is not a problem if there is no vignetting in the light beam for focus detection, but vignetting of the light beam may occur depending on the brightness of the photographing lens. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-18911 proposes a focus detection device that uses a conversion coefficient corresponding to the brightness of a photographing lens.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The measures against the conversion coefficient problem focus on the position of the focus detection area on the photographing screen and the brightness of the photographing lens. However, when the position on the shooting screen is set largely outside the optical axis, not only the brightness of the shooting lens but also the vignetting condition changes depending on the position of the exit pupil of the shooting lens. Will not be obtained.
[0012]
12 and 13 are diagrams illustrating the vignetting condition.
[0013]
FIG. 12 shows the state of the focus detection light beam at the exit pupil of the photographing optical system. The focus detection light beam is on the optical axis (O) without any vignetting.
[0014]
On the other hand, FIG. 13 is a diagram showing the vignetting condition at two points (h and i) off the optical axis, where h is the point on the Y axis (up and down in the paper surface), and the two images of the focus detection light flux are almost Vignetting is even. However, at point i, which is also displaced in the X-axis (left-right direction on the paper surface), more vignetting occurs. As a result, the distance between the centers of gravity of the two images changes, and the conversion coefficient also changes in a complicated manner.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to enable a photographer to obtain a correct conversion coefficient for each photographing lens used for photographing with a simple operation.
[0016]
Specifically, it is assumed that a conversion coefficient of the lens to be used can be obtained by mounting a lens to be used for photographing and performing a simple calibration operation in a state where the lens is directed to a subject for which focus detection can be sufficiently performed.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Examples of the present invention will be described below.
[0018]
FIG. 1 shows the internal arrangement of a camera provided with a focus detection and photometry area also at the periphery of the angle of view.
[0019]
In the drawing, LNS is a zoom photographing lens, QRM is a quick return mirror, FSCRN is a focusing screen, ILC is a liquid crystal display, PP is a pentaprism, AEL is a photometric lens, SPC is a photometric sensor, EPL is an eyepiece, and FPLN is a film surface. , SM is a submirror, MSK is a field mask, ICF is an infrared cut filter, FLDL is a field lens, RM1 and RM2 are first and second reflection mirrors, SHMSK is a light-shielding mask, DP is an aperture, and AFL is a secondary image. A lens, AFP is a prism member, and SNS is a focus detection sensor.
[0020]
The prism member AFP has a reflection surface on which a metal reflection film such as aluminum is deposited, and has a function of reflecting a light beam from the secondary imaging lens AFL and polarizing it to an emission surface.
[0021]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the focus detection device.
[0022]
In the figure, MSK is a field mask, which has an opening MSK-1 at the center, two openings MSK-2 and MSK-3 on the left and right sides thereof, and openings MASK-4 and MSK- at the top, bottom, and four corners of the field of view. 5 and MSK-6, MSK-7, MSK-8, and MSK-9.
[0023]
FLDL is a field lens, and is composed of nine parts FLDL-1 to FLDL-9 corresponding to the nine openings MSK-1 to MSK-9 of the field mask. DP is an aperture, and a pair of left and right openings DP-1a and DP-1b are provided at the center and a total of four openings DP-2a, DP-2b, DP-3a and DP- are provided at the left and right peripheral portions. 3b, four openings DP-4a, DP-4b, DP-5a, and DP-5b, one pair at the top and bottom of the center, and eight openings DP-6a, DP at the four corners, one pair each. -6b, DP-7a, DP-7b, DP-8a, DP-8b, DP-9a, and DP-9b are provided.
[0024]
Each region of the field lens FLDL has a function of forming an image of each pair of apertures of the stop DP near the exit pupil of an objective lens (not shown). That is, FLDL-1 is DP-1, FLDL-2 is DP-2, FLDL-3 is DP-3, FLDL-4 is DP-4, FLDL-5 is DP-5, and FLDL-6 is DP-6. , FLDL-7 image DP-7, FLDL-8 image DP-8, and FLDL-9 image DP-9.
[0025]
The AFL is a secondary imaging lens composed of a total of nineteen lenses AFL-1a, AFL-1b to AFL-9a, and AFL-9b, and is arranged behind the aperture DP in correspondence with each aperture. .
[0026]
SNS is a sensor composed of a total of 18 sensor rows SNS-1a, SNS-1b to SNS-9a, and SNS-9b, and is arranged so as to receive the image corresponding to each secondary imaging lens AFL. Have been. In the photographing screen, SNS-1a and SNS-1b are in the central detection area, SNS-2a, SNS-2b, SNS-3a, and SNS-3b are the left and right detection areas, SNS-4a, SNS-4b, and SNS-5a. , SNS-5b correspond to the upper and lower detection areas, and SNS-6a, SNS-6b to SNS-9a, and SNS-9b correspond to the four corner detection areas.
[0027]
In the focus detection system shown in FIG. 2, when the focus of the photographing lens is ahead of the film surface, the subject images formed on each pair of sensor arrays are close to each other, and when the focus is behind, the subject The images are separated from each other. Since the relative positional displacement amount of the subject image has a specific functional relationship with the defocus amount of the photographing lens, if an appropriate calculation is performed on the sensor output in each sensor row pair, the defocus amount of the photographing lens, so-called The amount of defocus can be detected.
[0028]
FIG. 3 is a diagram showing a region division configuration of an exposure control photometric sensor SPC that receives light from a subject via a photographing lens.
[0029]
The light receiving surface of the SPC is divided into nine regions in a manner corresponding to the field of view (screen) division of the distance measurement region. That is, the center of the screen is SPC-1, the left and right areas are SPC-2 and SPC-3, the upper and lower areas are SPC-4 and SPC-5, and the four corner areas are SPC-6 to SPC-9. Each of these areas is formed in an image forming relationship with the focusing screen FSCRN by the photometric lens AEL of FIG. 1 through the pentaprism PP and the finder display device ILC.
[0030]
FIG. 4 shows a display state of the liquid crystal display device ILC in a reticle FSCRN region indicating a position of each automatic focus detection region on a photographing screen. As shown in the figure, a focus detection area is also arranged at a position far away from the center of the optical axis of the taking lens.
[0031]
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a specific configuration of a camera provided with the apparatus shown in FIGS. 1, 2, 3, and 4. First, the horizontal structure of each unit will be described.
[0032]
In FIG. 5, PRS is a camera control device and is, for example, a one-chip microcomputer having a CPU (central processing unit) ROM, RAM, and A / D conversion function therein. The PRS performs a series of camera operations such as an automatic exposure control function, an automatic focus adjustment function, and film winding and rewinding in accordance with a camera sequence program stored in the ROM. For this purpose, the PRS communicates with the peripheral circuits in the camera body and the control device in the lens using the communication signals SO, SI, SCLK, and the communication selection signals CLCM, CSDR, and CDDDR, and controls the operation of each circuit and lens. Control.
[0033]
SO is a data signal output from the PRS, SI is a data signal input to the PRS, and SCLK is a synchronous clock of the signal SOSI.
[0034]
LCM is a lens communication buffer circuit that supplies power to the lens power supply terminal VL when the camera is operating, and that the selection signal CLCM from the PRS is at a high potential level (hereinafter abbreviated as “H” and the low potential level is “L”). When abbreviated as'), it is a communication buffer between the camera and the lens.
[0035]
When the PRS sets CLCM to “H” and sends predetermined data from SO in synchronization with SCLK, the LCM outputs each buffer signal LCKDCL of SCLKSO to the lens via the camera-lens communication contact. At the same time, a buffer signal of the signal DLC from the lens is output to SI, and the PRS inputs lens data from SI in synchronization with SCLK.
[0036]
DDR is a circuit for detecting and displaying various switches SWS, is selected when the signal CDDR is "H", and is controlled by the PRS using SO, SI, and SCLK. That is, the display of the display member DSP of the camera is switched based on the data sent from the PRS, and the PRS is notified of the on / off state of various operation members of the camera by communication. OLC is an external liquid crystal display device located above the camera, and ILC is a finder internal liquid crystal display device.
[0037]
SW1 and SW2 are switches linked to a release button (not shown). SW1 is turned on when the release button is pressed in the first stage, and SW2 is subsequently turned on when pressed in the second stage. The PRS performs automatic photometric focusing when SW1 is turned on, and performs exposure control and subsequent film winding with SW2 turned on as a trigger.
[0038]
SW2 is connected to the "interrupt input terminal" of the microcomputer PRS, and an interrupt is generated by turning on SW2 even during execution of a program when SW1 is on, so that control can be immediately transferred to a predetermined interrupt program. MTR1 is a motor for feeding the film, and MTR2 is a motor for mirror up / down and charging of the shutter spring. Control of forward rotation and reverse rotation is performed by respective drive circuits MDR1 and MDR2. The signals MIF, MIR, M2F, and M2R input from the PRS to MDR1 and MDR2 are motor control signals.
[0039]
MG1 and MG2 are magnets for starting the leading and trailing shutters, respectively, and are energized by signals SMG1 and SMG2 and amplification transistors TR1 and TR2, and shutter control is performed by PRS.
[0040]
Since the motor drive circuits MDR1 and MDR2 and the shutter control do not directly relate to the present invention, a detailed description is omitted.
[0041]
A signal DCL input to the in-lens control circuit LPRS in synchronization with LCK is data of a command from the camera to the lens LNS, and the operation of the lens in response to the command is predetermined. The LPRS analyzes the command in accordance with a predetermined procedure, and performs an operation of the focus adjustment and the aperture control, an operation state of each part of the lens from the output DLC (a driving state of the focusing optical system, a driving state of the aperture, and the like) and various parameters (an open F number). , The focal length, the conversion factor of the defocus amount versus the movement amount of the focus adjustment optical system, etc.).
[0042]
The embodiment shows an example of a zoom lens. When a focus adjustment command is sent from a camera, the focus adjustment motor LTMR is driven by signals LMF and LMR according to the drive amount and direction sent at the same time. The focus is adjusted by moving the optical system in the direction of the optical axis. The amount of movement of the optical system is monitored by a pulse signal SENCF of an encoder circuit ENCF that detects a pattern of a pulse plate that rotates in conjunction with the optical system with a photocoupler and outputs a number of pulses corresponding to the amount of movement. When the predetermined movement is completed, the LPRS itself sets the signal LMFLMR to 'L' to brake the motor LMTR.
[0043]
Therefore, once the focus adjustment command is sent from the camera, the camera controller PRS does not need to be involved in driving the lens at all until the driving of the lens is completed. Further, when a request is received from the camera, the contents of the counter can be transmitted to the camera.
[0044]
When an aperture control command is sent from the camera, a well-known stepping motor DMTR for driving an aperture is driven in accordance with the number of aperture stages sent at the same time.
[0045]
The stepping motor does not require an encoder for monitoring the operation because open control is possible.
[0046]
ENCZ is an encoder circuit attached to the zoom optical system, and LPRS receives a signal SENCZ from ENCZ to detect a zoom position. The lens parameters at each zoom position are stored in the LPRS, and when requested by the PRS on the camera side, parameters corresponding to the current zoom position are sent to the camera.
[0047]
The SPC switches the output of each divided area according to signals SEL0 to SEL3 from the PRS. The output SSPC is input to an analog input terminal of the PRS, and after A / D conversion, is used for automatic exposure control according to a predetermined program.
[0048]
Specifically, when SEL0 = 'H', SEL1 = 'L', SEL2 = 'L', and SEL3 = 'L', the sensor area SPC-1 is changed to SEL0 = 'L', SEL1 = 'H', SEL2 = When “L”, SEL3 = “L”, the sensor area SPC-2 is set. When SEL0 = “H”, SEL1 = “H”, SEL2 = “L”, and SEL3 = “L”, the sensor area SPC-3 is set. When SEL0 = 'L', SEL1 = 'L', SEL2 = 'H', and SEL3 = 'L', the sensor area SPC-4 is changed to SEL0 = 'H', SEL1 = 'L', SEL2 = ' When H 'and SEL3 =' L ', the sensor area SPC-5 is used. When SEL0 =' L ', SEL1 =' H ', SEL2 =' H ', and SEL3 =' L ', the sensor area SPC-6 is used. , SEL0 = 'H', SEL1 = 'H', SEL2 = 'H', SEL3 = 'L', the sensor area SPC-7 is selected, and SEL0 = 'L', SE When L1 = 'L', SEL2 = 'L', and SEL3 = 'H', the sensor area SPC-8 is set to SEL0 = 'H', SEL1 = 'L', SE12 = 'L', and SEL3 = 'H'. In the case of, the sensor area SPC-9 is selected.
[0049]
SDR is a drive circuit of the focus detection line sensor device SNS composed of a CCD or the like, and is selected when the signal CSDR is “H” and is controlled from the PRS using SO, SI, and SCLK.
[0050]
The signals φSEL0 to φSEL3 supplied from the SDR to the SNS are the signals SEL0 to SEL3 from the PRS themselves. When φSEL0 = 'H', φSEL1 = 'L', φSEL2 = 'L', and φSEL3 = 'L', the sensor array pair SNS -1 (SNS-1a, SNS-1b), when φSEL0 = “L”, φSEL1 = “H”, φSEL2 = “L”, and φSEL3 = “L”, the sensor row pair SNS-2 (SNS-2a, SNS-2b), φSEL0 = 'H', φSEL1 = 'H', φSEL2 = 'L', φSEL3 = 'L', and sensor row pair SNS-3 (sNS-3a, SNS-3b) with φSEL0 = 'L', φSEL1 = 'L', φSEL2 = 'H', φSEL3 = 'L', sensor row pair SNS-4 (SNS-4a, SNS-4b), φSEL0 = 'H', φSEL1 = 'L', φSEL2 = 'H', φSEL3 = '', The sensor array pair SNS-5 (SNS-5a, SNS-5b) is replaced by φSEL0 =' L ', φSEL1 =' H ', φSEL2 =' H ', and φSEL3 =' L '. When the SNS-6 (SNS-6a, SNS-6b) is φSEL0 = 'H', φSEL1 = 'H', φSEL2 = 'H', φSEL3 = 'L', the sensor row pair SNS-7 (SNS-7a , SNS-7b), the sensor array pair SNS-8 (SNS-8a, SNS-8b) when φSEL0 = 'L', φSEL1 = 'L', φSEL2 = 'L', φSEL3 = 'H', When φSEL0 = “H”, φSEL1 = “L”, φSEL2 = “L”, and φSEL3 = “H”, these signals select the sensor row pair SNS-9 (SNS-9a, SNS-9b).
[0051]
After the accumulation is completed, SLE0 to SEL3 are appropriately set, and then clocks φSH and φHRS are sent, so that the image signals of the pair of sensor columns selected by SEL0 to SEL3 (φSEL0 to φSEL3) are serially output from the output VOUT. You.
[0052]
VP1 to VP9 are monitor signals from the subject luminance monitoring sensors arranged in the vicinity of each sensor row pair SNS-1 (SNS-1a, SNS-1b) to SNS-9 (SNS-9a, SNS-9b). When the accumulation starts, the voltage rises, whereby the accumulation control of each sensor row is performed.
[0053]
Signals φRES and φVRS are sensor reset clocks, φHRS and φSH are image signal read clocks, and φT1 to φT9 are clocks for terminating the accumulation of each sensor column pair.
[0054]
The output VIDEO of the sensor drive circuit SDR is an image signal amplified by a gain determined by the luminance of the subject after calculating the difference between the image signal VOUT from the sensor device SNS and the dark current output. The dark current output is an output value of a light-shielded pixel in the sensor array, and the SDR holds its output in a capacitor by a signal DSH from the PRS and performs differential amplification of the output and an image signal. The output VIDEO is input to the analog input terminal of the PRS. The PRS sequentially converts the A / D signal into a digital value and stores the digital value in a predetermined address on the RAM.
[0055]
The signals / TINTE1 to / TINT9 indicate that the electric charges accumulated in the sensor array pairs SNS-1 (SNS-1a, SNS-1b) to SNS-9 (SNS-9a, SNS-9b) are appropriate and the accumulation is completed. In response to this, the PRS reads the image signal of each sensor array pair in response to the signal.
[0056]
The signal BTIME is a signal for giving a timing for determining the readout gain of the image signal amplification amplifier in the sensor drive circuit SDR. Usually, the circuit SDR responds from the voltages of the monitor signals VP1 to VP9 when this signal becomes “H”. The readout gain of the sensor row pair to be read out is determined. Specifically, it is determined by the vertical relationship between the comparison level generated based on the gain determination data previously sent from the PRS using SCLK and SO and the levels of VP1 to VP9 at the timing of BTIME. In this embodiment, this comparison level is common to VP1 to VP9.
[0057]
CK1 and CK2 are reference clocks supplied from the PRS to the sensor drive circuit SDR to generate the clocks φRES, φVRS, φHRS, and φSH.
[0058]
When the PRS sets the communication selection signal CSDR to 'H' and sends a predetermined “storage start command” to the sensor drive circuit sDR, the storage operation of the sensor device SNS is started.
[0059]
As a result, photoelectric conversion of the subject image formed on each sensor is performed by the nine sensor array pairs, and electric charges are accumulated in the photoelectric conversion element portion of the sensor. At the same time, the signals VP1 to VP9 of the brightness monitoring sensors of the respective sensors increase, and when this voltage reaches a predetermined level, the sensor drive circuit SDR sets the signals / TINT1 to / TINT9 to 'L' independently.
[0060]
The PRS receives this and outputs a predetermined waveform to the clock CK2. The sensor driving circuit SDR generates clocks φSH and φHRS based on CK2 and supplies the clocks to the sensor device SNS. The SNS outputs an image signal in accordance with the clock, and the PRS synchronizes with the CK2 output by itself and outputs an internal A / S signal. After the output VIDEO input to the analog input terminal by the D conversion function is A / D converted, it is sequentially stored as a digital signal at a predetermined address of a RAM, and a predetermined focus detection operation is performed to obtain a defocus amount of the photographing lens.
[0061]
The operation of the sensor drive circuit SDR and the sensor device SNS is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-216905 as a focus detection device having two pairs of sensor rows, and therefore a detailed description thereof will be omitted.
[0062]
A specific flow of the calibration operation in the focus detection device having the above configuration will be described with reference to FIGS.
[0063]
In this embodiment, the focus detection areas at the four corners in FIG. 4 (areas of SNS-6, SNS-7, SNS-8, and SNS-9 in the sensor array) are set as the calibration operation target areas. Therefore, it is necessary for the photographer to compose a composition in which a high-contrast subject is included in each detection area to be calibrated in advance. Also, the description will be given on the assumption that the target detection area is selected and set by the photographer in the ranging point selection operation.
[0064]
FIG. 6 shows the entire operation flow of the calibration operation. When the calibration operation switch (not shown) is turned on, the calibration operation is started from step (100).
[0065]
In step (101), it is checked whether the mounted lens is a variable focal length zoom lens or a single focal length lens.
[0066]
If the lens is a zoom lens, the process proceeds to step (102), and it is checked whether the lens is on the widest angle side (WIDE end). If it is not the WIDE end, the photographer is instructed to set the WIDE end in step (103), and steps (102) and (103) are repeated until the WIDE end is confirmed.
[0067]
If the WIDE end is confirmed in step (102), a calibration operation is performed in step (104). This will be specifically described with reference to FIG.
[0068]
With the above steps (102) to (104), the calibration operation at the WIDE end is completed.
[0069]
Subsequently, the calibration operation for the intermediate focal length (MIDDLE) is performed in steps (106) to (107), and the calibration operation for the most telephoto side (TELE end) is similarly performed in steps (108) to (110). ) Ends the calibration operation.
[0070]
When the attached lens has a single focus, the calibration operation is completed only by the calibration operation in step (110).
[0071]
The above is the description of the case where the focal length is manually adjusted. With a lens having an automatic zoom function, the setting of the focal length can all be automatically performed, and the calibration operation can be performed more easily.
[0072]
FIG. 7 is a diagram showing a calibration operation which is a central part of a series of calibration operations.
[0073]
First, in step (201), two focus adjustment image signals at the initial photographing distance of the lens are fetched, and the shift amount (α) is calculated and obtained.
[0074]
In the following step (202), the photographing distance (focus) adjusting optical system is moved so as to have a predetermined defocus amount Δ (for example, 5 mm), and the shift amount (β) of the image signal at that position is obtained in step (203).
[0075]
From the relationship between the obtained defocus amount (Δ) and the difference (α−β) of the shift amount of the image signal obtained above, the conversion coefficient (κ) between the defocus amount and the image shift amount is obtained by the following equation. .
[0076]
κ = Δ / (α-β) [mm / bit]
Step (204) calculates the above equation.
[0077]
The calibration operation for the distance measuring points set as described above is completed. In step (206), the photographer is notified of it by using a focused sound or the like, and the processing ends.
[0078]
If the photographer continues to calibrate at another ranging point, the ranging point is set and a series of operations are performed again.
[0079]
(Other embodiments)
In the first embodiment of the present invention described above, the lens is moved to obtain a predetermined defocus amount in step (202) in FIG.
[0080]
However, if the focus detection sensor has a structure capable of finely moving back and forth in the optical axis direction of the photographing lens, the sensor side may be moved.
[0081]
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-13063, as shown in FIG. 8, a movable part including a film feeder, a focal plane shutter, a finder, a distance measuring element, and an optical system thereof is disposed inside the camera body in the optical axis direction. A movable camera has been proposed.
[0082]
In this case, the flow of the calibration operation for FIG. 7 is as shown in FIG.
[0083]
The difference from FIG. 7 is that the movable part in the camera is moved by a predetermined amount in step (302). In this case, the amount of movement = the amount of defocus [mm].
[0084]
【The invention's effect】
According to the present invention as described above, a correct conversion coefficient of image shift amount to defocus amount can be obtained by a simple operation by a photographer for each lens used for photographing, and a focus detection operation with high accuracy is always performed. Becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an internal arrangement of a camera according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram of a focus detection device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an area division configuration diagram of the photometric sensor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an arrangement of an automatic focus detection area according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a circuit configuration according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a calibration operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an explanatory flowchart of a calibration operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory flowchart of a calibration operation according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a focus detection method using a shift method.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a focus detection method using a shift method.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a vignetting condition of a focus detection light beam.
FIG. 13 is an explanatory diagram of vignetting of a focus detection light beam.
[Explanation of symbols]
AFL secondary optical system for focus detection
DP focus detection aperture
FLDL Field lens for focus detection
LNS shooting lens
MSK Field mask for focus detection
PRS central processing unit
SNS Focus detection photoelectric conversion element array
SWS various switches

Claims

In a photoelectric conversion means for photoelectrically converting a pair of light images emitted from the same part of the subject and formed from light beams having parallax through different paths, and a focus detection device for detecting a focus state of an objective lens,
A focus detection device, wherein a conversion coefficient for converting a relative shift amount of a pair of optical images on a photoelectric conversion element into a focus shift amount of an objective lens is obtained by a calibration operation.

In the focus detection device according to claim 1,
A focus detection device wherein the calibration operation is performed for each interchangeable objective lens.

In the focusing device according to claim 1,
A focus detection device, wherein the calibration operation is performed by changing a focus state of an objective lens.

In the focus detection device according to claim 1,
A focus detection device, wherein the calibration operation is performed by moving at least a photoelectric conversion element of a focus detection photoelectric conversion unit.