JP2605037B2 - 温度補償機能を有した焦点検出装置 - Google Patents

温度補償機能を有した焦点検出装置

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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、温度補償機能を有した焦点検出装置、さら
に詳しくは、環境温度によって焦点検出精度が変化する
のを防止するための温度補償機能を備えた焦点検出装置
に関する。
[従来の技術] 位相差方式の焦点検出装置において、一対の瞳分割レ
ンズをプラスチックで一体成型したときの温度変化によ
る上記一対の瞳分割レンズのレンズ間隔の変化に基づく
像間隔データ,像の間隔ずれ量データ,ピントずれ量デ
ータ等の各データを電気的に補正するようにしたものが
提案されている(特開昭60−235110号公報参照)。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、温度をディジタル値に変換するに際して、あ
る一定温度のアナログ/ディイジタル変換(以下、A/D
変換とする)値が特定の値になるようにしていたため、
温度検知回路の個々の部品の精度を高める必要があった
り、調整手段が必要であったりして工数の増大およびコ
スト高をもたらしていた。
本発明は、上述した問題点に鑑み、調整が容易である
とともに安価で、しかも高精度の温度補償を行なうこと
のできる焦点検出装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段および作用] 本発明による温度補償機能を有した焦点検出装置は、
環境温度を検知し、同温度と略直線関係のアナログ電圧
を発生する温度検知手段と、上記アナログ電圧をディジ
タル値に変換するアナログ/ディジタル変換手段と、該
焦点検出装置の組立時において、該組立時の温度および
その温度における焦点検出用光電変換素子の暗出力デー
タが記憶されるEEPROMと、焦点検出動作毎に入力される
温度と、上記記憶手段に記憶された温度との差により、
上記焦点検出用光電変換素子の暗出力を補正する手段
と、この補正されたデータに基づいて焦点を検出する手
段を具備してなることを特徴とする。
[実 施 例] まず、本発明装置が適用される位相差方法における焦
点検出光学系を第2図によって説明する。瞳投影レンズ
25は瞳分割レンズ26,27の瞳位置が撮影レンズ24の瞳位
置と共役になるように配置構成されている。瞳分割レン
ズ26,27は、光電変換素子列28からなる第1の画素列の
受光面と、同じく光電変換素子列29からなる第2の画素
列の受光面に、それぞれ像を再結像させるためのレンズ
である。このように構成された光学系においては、前ピ
ンの場合には、2つの像の間隔は狭くなり、後ピンの場
合は広くなる。そして、焦点があった位置では撮影レン
ズ24の位置によらず一定の間隔になる。像位相差法によ
り画素データを取出し、被写体までの距離を求めるアル
ゴリズムについてはここでは重要でなく、また本出願人
が先に提案した特願昭61−156898号等に詳しく述べてい
るので省略する。
本発明の一実施例装置は第1図に示すように構成され
ている。モニター用光電変換素子1,焦点検出用光電変換
素子列2,電荷蓄積部3,シフトゲート4およびCCD転送レ
ジスタ5は、上記光電変換素子列28,29に相当するCCDイ
メージセンサ23を構成している。モニター用光電変換素
子1は焦点検出用光電変換素子列2の電荷蓄積時間を制
御するものである。電荷蓄積部3は焦点検出用光電変換
素子列2より発生する電荷を蓄積する。シフトゲート4
は電荷蓄積量が所定値に達したとき電荷蓄積部3の電荷
をCCD転送レジスタ5に転送する。CCDドライバー6は基
準クロックパルス発生器7より基準クロックパルスを与
えられて、上記シフトゲート4に対してシフトパルスφ
TRを、またCCD転送レジスタ5に対して転送クロックパ
ルスφ1を、さらにD/A変換器14およびCPU(中央演
算処理装置)16に対してA/D変換のタイミングパルスRDY
をそれぞれ発生する。また、CCDドライバー6および上
記CCDイメージセンサ23には初期設定時にCPU16よりリセ
ットパルスRSが与えられる。モニター用光電変換素子1
の出力はソースフォロア増幅器9により増幅される。こ
の増幅されたモニター用光電出力MOSは基準電圧発生器
8の基準電圧Vrefとコンパレータ10にて比較される。比
較出力TIM1はCPU16に入力されるとともにアンドゲート1
5の一方の入力として与えられる。アンドゲート15の他
方の入力TIM2はCPU16より与えられ、両信号TIM1,TIM2
アンド出力がCCDドライバー6に入力される。また、CCD
転送レジスタ5の画素出力はソースフォロア増幅器11に
より増幅される。この増幅されたCCD画素出力OSはマル
チプレクサ13に入力される。環境温度を検知する温度検
知回路12もマルチプレクサ13に入力される。マルチプレ
クサ13はCPU16からの制御信号SELにより温度検知回路12
の出力またはCCD転送レジスタ5の増幅された画素出力O
Sの内の1つを選択する回路である。つまり、制御信号S
ELが“0"のとき温度検知回路12の出力が選択され、制御
信号SELが“1"のときCCD出力が選択される。マルチプレ
クサ13の出力はA/D変換器14でディジタル値に変換され
てCPU16に入力される。EEPROM(Electrically Erasable
Programmable ROM)17は電気的に書換え可能なリード
オンリーメモリーで、CPU16からの読み書き制御用信号W
/Rが“1"のとき書き込まれ、信号W/Rが“0"のとき読み
出される。そして、CPU16からの信号ADRSによりEEPROM1
7の所定番地が指定され、データバスDATAを通じてCPU16
との間でデータが書き込まれたり、読み出されたりす
る。レンズ駆動回路18はCPU16からの焦点検出信号DRIV
に基づきモータ19を駆動して撮影レンズ24(第5図参
照)を合焦位置に移動する。表示装置20はCPU16からの
信号DISPにより合焦状態,非合焦状態を表示する装置で
ある。CPU16の端子21に与えられる信号DSINは、上記CCD
イメージセンサ23を完全に暗黒にした状態で暗出力デー
タを上記EEPROM17に書き込む動作を命令する信号であ
る。端子21はCPU16の内部でプルダウンされており、こ
のため上記信号DSINは通常“0"である。CPU16に接続さ
れたAF開始スイッチ22はCPU16に駆動電圧VDDを与えて焦
点検出動作をスタートさせるためのスイッチである。
上記焦点検出装置における温度検知回路12の電気回路
は、例えば第3図に示すように構成されている。トラン
ジスタQ3〜Q6はベース同士,エミッタ同士が共通に接続
されてカレントミラー回路を構成している。トランジス
タQ3〜Q6の共通エミッタは電源電圧Vccの印加端子に接
続され、共通ベースは抵抗R3を介して接地されている。
この抵抗R3はこの温度検知回路12に起動電流を流すため
の抵抗である。トランジスタQ3のベースとコレクタは互
いに接続されてトランジスタQ7のコレクタに接続されて
いる。トランジスタQ7のエミッタは抵抗R4を介して接地
され、ベースはトランジスタQ4のコレクタに接続されて
いる。トランジスタQ1のエミッタは接地され、コレクタ
はトランジスタQ4のコレクタに接続されている。このト
ランジスタQ1のベースに対して、並列に10個並べられた
トランジスタQ2の各ベースが接続されている。トランジ
スタQ2のエミッタは抵抗R1を介して接地され、ベースと
コレクタは互いに接続されてトランジスタQ5のコレクタ
に接続されている。トランジスタQ6のコレクタは出力用
抵抗R2を介して接地されている。
次にこの温度検知回路12の動作を説明する。抵抗R3に
電流が流れると、トランジスタQ4〜Q6がオンになる。ト
ランジスタQ4がオンになるとトランジスタQ7がオンし、
トランジスタQ3がオンになる。したがって、たとえ、抵
抗R3に電流が流れなくても、トランジスタQ3〜Q6のベー
スには電流が流れ続けることになる。10個のトランジス
タQ2に流れる電流とトランジスタQ1に流れる電流とは等
しいので、トランジスタQ1とQ2のベース,エミッタ間の
電位差E1は、 E1=(kT/q)ln10 となる。ここで、kはボルツマン定数,Tは絶対温度,qは
電子の電荷である。この電圧E1は抵抗R2にかかる電圧で
あり、このため、トランジスタQ2のエミッタ電流IE
は、 IE=(1/R1)・(kT/q)ln10 である。この電流はトランジスタQ6のコレクタ電流に等
しいので、出力電圧VTは、 VT=(R2/R1)・(kT/q)ln10 ……(1) となる。この(1)式から明らかなように、抵抗R1,R2
の温度係数を等しくすれば、出力電圧VTは絶対温度T
に比例した値となる。すなわち、この絶対温度Tと出力
電圧VTとの関係を図示すと、第4図に示すようにリニ
アな関係になる。
次に、上記実施例装置の動作を、第5図のタイミング
チャートおよび第6図のフローチャートを用いて説明す
る。図示しない電源スイッチとともに、AF開始スイッチ
22がオンになると、まず、CPU16内部のフリップフロッ
プのフラグFLGが“1"に設定される。次にフラグFLGが
“1"であるか否かのチェックが行なわれる。最初、フラ
グFLGは“1"であるので、この後、上記端子21の信号DSI
Nが“1"であるか否かが判別される。今、暗出力データ
をEEPROM17に書き込むものとすると、図示しない外部装
置により上記信号DSINを“1"にする。通常、これはカメ
ラを製造する段階で行なわれる。勿論、このときCCDイ
メージセンサ23は暗黒状態にされている。
次に、マルチプレクサ13への制御信号SELを“0"に
し、温度情報VTをD/A変換器14に入力する。上記(1)
式より求めた温度をT0とし、CPU16内部のRAM(ランダム
アクセスメモリ)にストアする。次に制御信号SELを
“1"にしたのち、CPU16からリセットパルスRSをモニタ
ー用光電変換素子1,電荷蓄積部3およびCCDドライバー
6に供給する。これによりCCDドライバー6は初期設定
され、またモニター用光電変換素子1の蓄積電荷および
電荷蓄積部3の電荷は初期状態に設定される。第5図に
示すように、モニター用光電変換素子1の増幅された光
電出力MOSはリセットパルスRSが“0"になった瞬間から
積分を開始するが、今、CCDイメージセンサ23は暗黒状
態であるので、暗電流成分による積分になり積分時間t
は極めて長くなり、比較出力TIM1の“1"の区間が長くな
る。このとき積分時間tについては、コンパレータ10の
出力TIM1がCPU16に入力すると、RS=0の瞬間から信号T
IM1が“1"になっている区間の時間をカウントするよう
になっているので、積分時間tが100msになった時点で
信号TIM2を“0"にしてアンドゲート15の出力を強制的に
“0"にし、強制的に積分を終了させる。CCDドライバー
6はアンドゲート15から積分終了の出力を受けると、シ
フトゲート4にシフトパルスφTRを出力し、CCD転送レ
ジスタ5は転送クロックパルスφ1のタイミングで
各画素のアナログ出力OSをマルチプレクサ13に順次出力
する。このときマルチプレクサ13の制御信号SELは“1"
であるので、マルチプレクサ13の出力には画素出力OSが
出力される。すると、A/D変換器14はCCDドライバー6か
らのタイミングパルスRDYにより順次上記画素出力OSを
ディジタル値に変換する。したがって、CPU16はタイミ
ングパルスRDYのタイミングに合せて上記画素出力OS、
すなわち、画素データaN(N=1〜n)をCPU16のRAMに
ストアする。次に、CPU16の内部では、aN(N=1〜
n)のうち最小値MIN(aN)を演算し、続いて各画素出
力aNから最小値MIN(aN)を引いた値、すなわち、bN=a
N−MIN(aN)を演算する。この後、EEPROM17の読み書き
制御用信号W/Rを“1"にし、bN(N=1〜n)と上記RAM
にストアされている温度情報T0をEEPROM17に書き込む。
このように、最小値MIN(aN)を求めてこれを各画素
出力aNから差し引くのは、第7図から明らかなように、
最小値MIN(aN)以下のレベル、すなわち、暗出力成分
以外のDC成分をなくすためである。なお、第7図中の破
線は温度上昇することにより暗出力が増える状態を示し
ている。EEPROM17への書き込みが終了すると、次に信号
W/Rを“0"にした後、フラグFLGを“0"にする。
以上の動作でEEPROM17への書き込みが終了する。
次に、フラグFLGのチェックのプログラムに戻る。
今、上記の書き込みが終了した後は、フラグFLGは“0"
であるので、マルチプレクサ13の制御信号SELを“0"に
し、温度検知回路12の出力VTをディジタル値に変換し
た後、上記(1)式より求めた温度をTiとしてCPU16内
部のRAMにストアする。暗出力は温度が8℃高くなる毎
に約2倍に増加する。したがって、温度Tiの下では暗出
力はEEPROM17にストアされている値のα倍になる。つま
り、このαの値は、 α=2(Ti−T0/8) である。温度Tiを入力した後、このαの値を演算する。
次に、AF開始スイッチ22がオンになっているか否かをチ
ェックする。AF開始スイッチ22がオフであれば、制御信
号SELを“0"にして温度Tiを入力するフローに戻り、ス
イッチ22がオンになっていれば、制御信号SELを“1"に
し、リセットパルスRSを出力するので、CCDイメージセ
ンサ23やその周辺回路であるCCDドライバー6等は第5
図のタイミングチャートにしたがって動作する。そし
て、CPU16は比較出力信号TIM1が“1"になった時点から
積分時間tをカウントする。積分が終了すると、次にA/
D変換器14より入力される光電変換素子列の画素データa
N(N=1〜n)をRAMにストアする。EEPROM17にストア
されている暗出力データbNは積分時間t=100msのデー
タであるから、t msの積分時間ではt/100倍になる。温
度条件も考慮すると、暗出力は αbN×t/100(N=1〜n) ……(2) となる。したがって、画素データaN(N=1〜n)から
上記暗出力を引いた値; aN−αbN×t/100(N=1〜n) ……(3) が正しい出力になる。CPU16は上記(3)の値を演算し
た後、RAMにストアする。この後、上記(3)の画素デ
ータに基づき、デフォーカス演算を行なった後、撮影レ
ンズ24を合焦位置まで駆動し焦点検出動作を終了してス
タート状態に戻る。
[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、温度検知手段の出
力は温度との間に所定の直線関係を保っていれば、絶対
値は特に高精度を要求されないので、高精度の部品を必
要とせず、また、調整も不要であるので、工数およびコ
ストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す温度補償機能を有し
た焦点検出装置のブロック図、 第2図は、本発明装置が適用される位相差検出方法にお
ける焦点検出光学系の一例を示した概略構成図、 第3図は、上記第1図中の温度検知回路の一例の電気回
路図、 第4図は、絶対温度と上記温度検知回路の出力電圧との
関係を示す特性線図、 第5図は、上記第1図に示した装置の動作時における各
部信号のタイミングチャート、 第6図は、上記第1図に示した装置の動作を説明するた
めのフローチャート、 第7図は、CCDイメージセンサの画素列に対する暗出力
の一例を示した線図である。 12……温度検知回路(温度検知手段) 14……A/D変換器(アナログ/ディジタル変換手段) 16……CPU(補正手段,焦点検出手段) 17……EEPROM(不揮発性の記憶手段)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】温度補償機能を有した焦点検出装置におい
    て、 環境温度を検知し、同温度と略直線関係のアナログ電圧
    を発生する温度検知手段と、 上記アナログ電圧をディジタル値に変換するアナログ/
    ディジタル変換手段と、 該焦点検出装置の組立時において、該組立時の温度およ
    びその温度における焦点検出用光電変換素子の暗出力デ
    ータが記憶されるEEPROMと、 焦点検出動作毎に入力される温度と、上記記憶手段に記
    憶された温度との差により、上記焦点検出用光電変換素
    子の暗出力を補正する手段と、 この補正されたデータに基づいて焦点を検出する手段
    と、 を具備してなることを特徴とする温度補償機能を有した
    焦点検出装置。
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JP4981635B2 (ja) * 2007-11-22 2012-07-25 オリンパス株式会社 信号処理システム
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