JP2620235B2 - Signal forming device - Google Patents

Signal forming device

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JP2620235B2
JP2620235B2 JP62101384A JP10138487A JP2620235B2 JP 2620235 B2 JP2620235 B2 JP 2620235B2 JP 62101384 A JP62101384 A JP 62101384A JP 10138487 A JP10138487 A JP 10138487A JP 2620235 B2 JP2620235 B2 JP 2620235B2
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一樹 小西
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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、スチルビデオカメラ,ビデオカメラ等の焦
点調節のための信号を形成する信号形成装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal forming apparatus for forming a signal for focus adjustment of a still video camera, a video camera, and the like.

(従来の技術) 従来の画面の1箇所のみ測距する1点測距方式の自動
焦点装置がもつ欠点、すなわち「2人の人物が並んだシ
ーンや、人物が端に偏寄ったシーンでは、画面内の測距
エリアから主被写体(主に人物)がはずれるために、主
被写体にピントが合わず、無限遠にピントが合ってしま
う」といった欠点を解決するために、画面内の複雑この
ポイントを測距するいわゆる広視野(多点)測距の方式
が提案されている。
(Prior Art) A disadvantage of the conventional one-point distance measuring type autofocus device that measures the distance only at one point on a screen, that is, “a scene in which two people are lined up or a scene in which the people are biased to the edge, The main subject (mainly a person) deviates from the distance measurement area in the screen, so the main subject is not in focus and the subject is in focus at infinity. " A so-called wide-field (multi-point) ranging method for measuring the distance has been proposed.

このような広視野測距を用いた自動焦点装置として従
来知られるものを例示すると、 (1)複数個の測距結果のうち、最至近の測距結果に合
焦する方式のもの(例えば、ゼネラルアンドメカニカル
(GENERAL & MECHANICAL)4582424,特開昭61−88211
号,特開昭61−55618号) (2)複数個の測距結果が、投影レンズの焦点距離,絞
りで定まる被写界深度内にあるならば、その平均値にピ
ントを合わせ、複数個の測距点に対応する被写体の全て
にピントが合うようにした方式のもの(特開昭61−8821
1号,特開昭61−55619号,特開昭61−53614号) (3)輝度情報によって戸外か戸内かを判別し、戸外な
ら複数個の測距結果から最遠方のものにピントを合わ
せ、また戸内なら最至近のものにピント合わせる方式の
もの(特開昭61−55619号,特開昭61−53614号) 等々がある。
Examples of an auto-focusing device conventionally known as such a wide-field distance measurement include: (1) a method of focusing on the closest distance measurement result among a plurality of distance measurement results (for example, GENERAL & MECHANICAL 4582424, JP-A-61-88211
(2) If a plurality of distance measurement results are within the depth of field determined by the focal length of the projection lens and the aperture, focus on the average value, and A method in which all the objects corresponding to the distance measuring points are focused (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 61-8821)
No. 1, JP-A-61-55619, JP-A-61-53614) (3) Judgment as to whether it is outdoors or outdoors based on luminance information. If outdoors, focus on the furthest object from multiple ranging results. For example, there is a method of focusing on the nearest one in the door (JP-A-61-55619, JP-A-61-53614).

(発明が解決しようとする課題) しかし、上記した(1)の方式のものは、2人の人物
が並んだシーンや端に人物が偏寄ったシーンについて、
多くの場合は人物(主被写体)にピントが合うものの、
例えば前方に障害物がある場合やあるいは前景のある場
合等においては、これらの障害物等にピントが合ってし
まって人物(主被写体)にはピントが合わないという問
題を招く難がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the above-described method (1), a scene in which two persons are lined up or a scene in which a person is biased to the edge is used.
In many cases, the person (main subject) is in focus,
For example, when there is an obstacle ahead or when there is a foreground, it is difficult to cause a problem that these obstacles are focused and a person (main subject) is not focused.

上記した(2)の方式のものでは、そもそも複数個の
測距結果すべてが被写界深度内におさまる場合は、短焦
点レンズの使用のときや高輝度の撮影条件にあるとき以
外はまれなのであり、長焦点レンズの使用の時や低輝度
条件での撮影では、像に手振れの影響が現われたり、複
数個の測距結果のどれにもピントが合わないという弊害
を招く難がある。
In the method of the above (2), when all of the plurality of distance measurement results fall within the depth of field in the first place, it is rare except when using a short focus lens or when shooting under high brightness shooting conditions. In addition, when using a long focal length lens or shooting under a low luminance condition, there is little possibility that the effect of camera shake will appear on the image or that any of a plurality of distance measurement results will be out of focus.

更に、上記した(3)の方式のものでは、戸内では前
方の障害物等にピントが合ってしまうなど、人物(主被
写体)にピントが合わないという問題を招く難がある。
Further, in the above-mentioned method (3), there is a difficulty in that a person (main subject) is not focused, such as a front obstacle being focused in a door.

このように、従来提案に係わる広視野測距の方式の自
動焦点装置にあっては、多くの場合、2人の人物が並ん
だシーンや人物が端に偏寄ったシーンで人物(主被写
体)にピントが合うようになるという特徴が一応得られ
るものの、半面において、従来の1点測距の方式でピン
トの合っていたシーンで主被写体にピントが合わなくな
る(前景にピントが合ってしまう)という別の問題を招
く難がある。
As described above, in the autofocusing apparatus of the wide-field distance measuring method according to the conventional proposal, in many cases, a person (main subject) is a scene in which two persons are arranged or a scene in which the persons are shifted to the edge. Although it is possible to obtain the feature that the focus will be focused on the main subject, on the other hand, the main subject will not be focused in the scene that was focused by the conventional one-point distance measurement method (the foreground will be focused) It is difficult to bring another problem.

本発明は、以上の事情に鑑みなされたもので、複雑な
操作を必要とすることなく所望の対象物に高率でピント
合わせを行なわせるための信号を形成する信号形成装置
を提供しようとするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a signal forming apparatus that forms a signal for causing a desired object to be focused at a high rate without requiring a complicated operation. Things.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、視野方向に点在
する複数の物体からの光を受光することにより前記複数
の物体のそれぞれの距離に関連した信号を形成するため
の受光手段と、視野周辺の物体が所定距離より近距離で
あるか否かを判定する判定手段と、視野周辺の物体が所
定距離より近距離であることを前記判定手段が判定する
ことに応じて前記所定距離より近距離である視野周辺の
物体の距離に関連した信号を排除するようにして前記受
光手段からの信号により焦点調節のための信号を形成す
る信号形成手段とを有する信号形成装置とするものであ
る。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a method for receiving signals from a plurality of objects scattered in a viewing direction to thereby generate signals related to respective distances of the plurality of objects. A light receiving unit for forming; a determining unit for determining whether an object around the visual field is closer than a predetermined distance; and the determining unit determining that an object around the visual field is closer than a predetermined distance. Signal forming means for forming a signal for focus adjustment by a signal from the light receiving means so as to eliminate a signal related to the distance of the object around the visual field which is closer than the predetermined distance. This is a signal forming device.

(実施例) 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。
(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.

実施例1 第1図は本発明に適用可能なアクテイブ方式の測距原
理を示した図であって、この方式は例えばレンズシャッ
ターカメラなどに用いられている三角測量法を利用した
ものである。
Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing a principle of distance measurement of an active system applicable to the present invention, and this system utilizes a triangulation method used for a lens shutter camera or the like.

第1図において投光素子22の出力光を投光レンズ21で
集束し細いビームとして被写体25にあて、この被写体25
で反射されるスポット光を受光レンズ23で受光素子24面
上に実像を結ぶようにさせている。第1図で示されるス
ポット光の中心位置からのズレdは被写体までの距離L
に反比例し、近くなるほどdが大きくなり、この関係は f/L=d/S と表わされる(ただしfは受光レンズ23の焦点距離、S
は基線長である)。
In FIG. 1, the output light of the light projecting element 22 is converged by the light projecting lens 21 and applied to the subject 25 as a thin beam.
The spot light reflected by the light receiving lens 23 forms a real image on the surface of the light receiving element 24 by the light receiving lens 23. The deviation d from the center position of the spot light shown in FIG.
And d increases as the distance decreases, and this relationship is expressed as f / L = d / S (where f is the focal length of the light receiving lens 23, S
Is the baseline length).

なお広視野測距の方式において画面内の何点を測距す
るかについては、自動焦点装置を用いるカメラの用途,
コストなどによって適宜定められるものであるが、以下
の実施例では便宜上第3図に示した画面内の3点を測距
する場合を例にして説明するものとする。
The number of points on the screen that are measured in the wide-field ranging method is determined by the application of the camera using the autofocus device,
Although it is appropriately determined according to the cost and the like, the following embodiment will be described by taking as an example a case where distance measurement is performed on three points in the screen shown in FIG. 3 for convenience.

第2図は本発明の実施例1の自動焦点装置の構成をブ
ロック図で示したものであり、この図において1a,1b,1c
は上記画面内の3点に対応した測距を行なうための投光
素子および投光レンズのブロックを示し、発光制御回路
2により発光制御される。3は受光素子および受光レン
ズのブロックを示し、その受光素子からの出力端子は、
被写体までの距離を演算する測距回路4に接続されてい
る。5はA/D変換機能を有するインターフェース回路を
示し、マイクロ・プロセッサ・ユニット(以下MPUとい
う)6と各種回路との間を接続している。7はMPUから
の制御信号に基づき撮影レンズユニット8を合焦位置に
移動させる駆動回路を示している。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the automatic focusing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 2, 1a, 1b, and 1c are shown.
Denotes a block of a light projecting element and a light projecting lens for performing distance measurement corresponding to three points in the screen, and the light emission control circuit 2 controls light emission. Reference numeral 3 denotes a block of a light receiving element and a light receiving lens, and an output terminal from the light receiving element is
It is connected to a distance measuring circuit 4 for calculating the distance to the subject. Reference numeral 5 denotes an interface circuit having an A / D conversion function, which connects between a microprocessor unit (hereinafter referred to as MPU) 6 and various circuits. Reference numeral 7 denotes a drive circuit for moving the taking lens unit 8 to a focus position based on a control signal from the MPU.

以上によって構成される本例における自動焦点装置の
動作は、まず不図示のメインスイッチのオンによって、
MPU6よりインターフェース回路5を介して発光制御回路
2に発光開始信号が与えられる。これにより発光制御回
路2は、回路内に予め設定された諸定数で与えられるタ
イミングで投光素子1a,1b,1cを順次点灯する。投光素子
からの出力光は被写体で反射されで受光素子3の面上に
実像を結び、この反射光を受けた受光素子3からの出力
が入力された測距回路4において上記第3図で示した各
測距ポイントに対応する被写体までの距離が順次演算さ
れる。
The operation of the automatic focusing apparatus in the present example configured as described above is performed by first turning on a main switch (not shown).
A light emission start signal is supplied from the MPU 6 to the light emission control circuit 2 via the interface circuit 5. Accordingly, the light emission control circuit 2 sequentially turns on the light emitting elements 1a, 1b, and 1c at timings given by various constants preset in the circuit. The output light from the light projecting element is reflected by the subject to form a real image on the surface of the light receiving element 3, and the output from the light receiving element 3 receiving the reflected light is input to the distance measuring circuit 4 in FIG. The distance to the subject corresponding to each of the indicated distance measurement points is sequentially calculated.

この測距回路4において演算された測距情報は、イン
ターフェース回路5を介して投光素子の点灯タイミング
に同期しMPU6に読み込みされ、該MPU6において次記する
ように焦点位置が計算され、その計算結果に基づき駆動
回路7による撮影レンズユニット8の所定位置への移動
が行なわれる。
The distance measurement information calculated by the distance measurement circuit 4 is read into the MPU 6 via the interface circuit 5 in synchronization with the lighting timing of the light projecting element, and the MPU 6 calculates the focal position as described below. The photographing lens unit 8 is moved to a predetermined position by the drive circuit 7 based on the result.

以上の構成,動作をなす本実施例1の自動焦点装置の
特徴は、測距回転4からの上記3点についての測距結果
の情報(測距値)に基づき撮影レンズユニット8を移動
させるための制御信号を演算,算出し出力するMPU6の動
作手順が、第4図に示されるフローチャートに従って行
なわれるところにある。
The feature of the automatic focusing apparatus of the first embodiment having the above-described configuration and operation is that the photographing lens unit 8 is moved based on the information (distance measurement value) of the distance measurement result for the above three points from the distance measurement rotation 4. The operation procedure of the MPU 6 for calculating, calculating and outputting the control signal is performed in accordance with the flowchart shown in FIG.

以下その手順を詳細に説明する。 Hereinafter, the procedure will be described in detail.

本例のMPU6の動作手順は、大略して次の三つの段階か
ら構成されている。すなわちその第1は、上記測距情報
に基づいて最近点LN,最遠点LF,および中間点LMを検出す
る段階(以下第1の段階という)である。第2は、これ
らのLN,LM,LFの相互の比較あるいは他の条件等との比較
により、現在撮影しようとするシーンに必要な焦点位置
が、他のシーンにおいて必要とする焦点位置とは異なる
ことを判別して、該当するシーンと他のシーンとの場合
を分ける段階(以下第2の段階という)である。第3
は、上記により場合に分けられた各々のシーンに適合す
る焦点位置を、予め設定された演算手段を用いて算出す
る段階(以下第3の段階という)である。
The operation procedure of the MPU 6 of the present example is roughly composed of the following three stages. That is, the first is a step of detecting the closest point LN, the farthest point LF, and the intermediate point LM based on the distance measurement information (hereinafter referred to as a first step). Second, by comparing these LN, LM, and LF with each other or by comparing with other conditions, the focal position required for the scene to be currently photographed is different from the focal position required for another scene. This is a step of determining the situation and separating the corresponding scene from other scenes (hereinafter referred to as a second step). Third
Is a step (hereinafter referred to as a third step) of calculating a focal position suitable for each of the scenes divided as described above by using a predetermined calculating means.

まず上記第1の段階について述べると、この段階では
測距回路4から入力された画面内3点の測距情報を読み
込んだMPU6において、最近点LN,最遠点LF,および中間点
LMが求められる。
First, the first stage will be described. In this stage, the nearest point LN, the farthest point LF, and the intermediate point are read by the MPU 6 which has read the distance measurement information of three points in the screen input from the distance measurement circuit 4.
LM is required.

次に上記した第2の段階について述べると、本例にお
けるこの段階は場合分けを都合五つに分けるようになっ
ていて、その優先順位は、まず上記中間点LMと最近点LN
との差を求め、そしてその差(すなわち|LN−LM|)と、
撮影レンズの焦点距離・開放F値などで定まる被写界深
度に相当する定数kとを比較し、上記最近点LNについて
の測距結果の有効,無効の判別(以下判別(a)とい
う)による場合分けが行なわれる。ここ無効とは、焦点
位置の検出には不要のデータであることをいう(以下に
おいて同じ)。
Next, the second stage described above will be described. In this stage in the present example, the cases are divided into five cases, and the order of priority is determined first by the intermediate point LM and the nearest point LN.
And the difference (ie | LN−LM |)
A comparison is made with a constant k corresponding to the depth of field determined by the focal length of the photographing lens, the open F value, and the like, and whether the distance measurement result for the nearest point LN is valid or invalid (hereinafter referred to as determination (a)). Case classification is performed. Here, “invalid” means that the data is unnecessary for the detection of the focal position (the same applies hereinafter).

上記において最近点LNが有効とみなされた場合および
無効とみなされた場合に、それぞれ各別に次の判別が行
なわれる。
In the above, when the closest point LN is regarded as valid and invalid, the following determination is performed respectively.

すなわち前者(最近点が有効な場合)については、上
記最遠点LFと中間点LMの差(すなわち|LF−LM|)を求
め、こお差を上記撮影レンズの焦点距離・開放F値など
で定まる被写界深度に相当する定数kとを比較し、上記
最遠点LFについての測距結果の有効,無効の判別(以下
判別(b)という)による場合分けが行なわれる。これ
らの判別の結果中間点LMに対して最近点LNおよび再遠点
LFがいずれも有効である場合は、要するにこれら三つの
測距値が概ね類似の距離にある場合ということができ
る。
That is, for the former (when the nearest point is valid), the difference between the farthest point LF and the intermediate point LM (that is, | LF−LM |) is obtained, and this difference is calculated as the focal length of the photographic lens and the open F value. Is compared with a constant k corresponding to the depth of field determined by the formula (1), and a case is determined by determining whether the distance measurement result for the farthest point LF is valid or invalid (hereinafter referred to as determination (b)). As a result of these determinations, the nearest point LN and the farthest point with respect to the intermediate point LM
When all LFs are effective, it can be said that these three distance measurement values are substantially at similar distances.

そして本例では、上記最遠点LFが有効である場合(す
なわち|LM−LF|≦k)に更に、該最遠点LFが最限遠であ
るか否かの判別(以下判別(C)という)が行なわれ
る。
In the present example, when the farthest point LF is valid (that is, | LM−LF | ≦ k), it is further determined whether or not the farthest point LF is at the minimum distance (hereinafter, determination (C)). Is performed).

この判別(c)を行なうことが本実施例の特徴の一つ
である。すわわちこのように無限遠の測距結果を無視す
るのは、主被写体が人物であるときは無限遠にこの人物
がいる可能性は殆んどないこと、また主被写体が人物以
外なら1点のみが無限遠になる可能性は低いこと、を考
慮し、無限遠の測距結果の一つを無視することで、ピン
トが背景に引かれて甘くなることを防止するようにした
のである。
Performing this determination (c) is one of the features of the present embodiment. In other words, ignoring the result of ranging at infinity in this way is that there is almost no possibility that this person is at infinity when the main subject is a person, and 1 if the main subject is not a person. Considering that it is unlikely that only the point will be at infinity, ignoring one of the infinity distance measurement results will prevent the focus from being drawn to the background and becoming sweet. .

また本実施例のようなアクティブタイプの自動焦点装
置においては、被写体の形状反射率の影響で、投光され
たスポット光が受光素子面上に実像を結ぶことができず
に、実際には有効距離に被写体があるのに無限遠に相当
する測距結果を得てしまうケースがある。したがってこ
のような信頼性の無いデータを取り除くためにも、無限
遠の測距結果の一つを無視することは有効となる。
Further, in the active type automatic focusing device as in the present embodiment, the projected spot light cannot form a real image on the light receiving element surface due to the influence of the shape reflectance of the subject, and is actually effective. There is a case where a distance measurement result equivalent to infinity is obtained even though there is a subject at a distance. Therefore, in order to remove such unreliable data, it is effective to ignore one of the distance measurement results at infinity.

最遠点が無限遠でない場合は、上記3点を用いて焦点
位置が算出される。
If the farthest point is not at infinity, the focal position is calculated using the above three points.

これに対し、上記後者すなわち最近点LNと中間点LMと
の差つまり|LN−LM|が、上記定数kよりも大きかった場
合(|LN−NM|≧k)には、本例においては次の,の
条件が充足されるか否かを判別することによる判別(以
下判別(d),(e)という)が行なわれる。この判別
は本例における特徴の一つであり、これによって最近点
の測距情報が主被写体か障害物かを判断するようにして
いるのである。
On the other hand, when the latter, that is, the difference between the nearest point LN and the intermediate point LM, that is, | LN−LM |, is larger than the constant k (| LN−NM | ≧ k), The determination (hereinafter referred to as determinations (d) and (e)) is performed by determining whether or not the above condition is satisfied. This determination is one of the features of the present embodiment, and it is used to determine whether the distance measurement information at the closest point is the main subject or an obstacle.

上記の判別(d),(e)において基準とされる条件
,とは、 条件 上記最近点LNが、撮影レンズの焦点距離・輝度情報な
どの撮影条件から推測される障害物である可能性の高い
距離r(例えば38mmレンズの場合約1mの距離)より遠距
離である。
The conditions used as references in the above determinations (d) and (e) are the following conditions: The possibility that the nearest point LN is an obstacle estimated from shooting conditions such as the focal length and luminance information of the shooting lens. The distance is longer than the high distance r (for example, about 1 m for a 38 mm lens).

条件 上記最近点LNの測距ポイントが、中央である。Condition The distance measurement point of the closest point LN is the center.

であり、この判別(d),(e)によって、これらの条
件,の少なくともいずれかが充足された場合と、い
ずれも充足されなかった場合との場合分けがなされる。
なお後者(いずれも充足されない場合)については更
に、上記最遠点LFについての測距結果の有効,無効の判
別(以下判別(f)という)による場合分けが行なわれ
る。
According to the determinations (d) and (e), the case where at least one of these conditions is satisfied and the case where neither is satisfied are distinguished.
In the latter case (when none of the conditions are satisfied), the case is further determined by determining whether the distance measurement result for the farthest point LF is valid or invalid (hereinafter referred to as determination (f)).

したがって、以上のように上記|LN−LM|≧kの場合
は、結局三つの場合分けが行なわれる。
Therefore, when | LN−LM | ≧ k as described above, three cases are eventually performed.

次に上記の場合分けに従って次段(第3段階)で行な
われる演算につき述べる。
Next, an operation performed in the next stage (third stage) in accordance with the above case classification will be described.

上述した判別(a)によって最近点LNと中間点LMとの
差(|LN−LM|)が上記定数kよりも小さかった場合(|L
N−LM|≦k)が検出,選択された時は、最近点LNについ
ての測距結果が有効な情報であるとみなされる時である
のは上述の通りであり、このケースでは更に判別(b)
および(c)による場合分けが行なわれて、二つのシー
ンが場合分けされ、これらのシーンに下記の二態様イ,
ロの演算方式から夫々適合するものが選択されて焦点位
置が算出されることになる。
When the difference (| LN−LM |) between the nearest point LN and the intermediate point LM is smaller than the constant k (| L
When (N−LM | ≦ k) is detected and selected, it is as described above that the distance measurement result for the closest point LN is considered to be valid information, and in this case, it is further determined ( b)
And (c), the two scenes are classified, and these scenes are classified into the following two modes a and b.
Appropriate ones are selected from the calculation methods b and the focus position is calculated.

イ.(|LM−LF|≧kの場合)または(最遠点LFが無限遠
である場合) LMとLNの平均値から焦点位置を演算する。
I. (When | LM−LF | ≧ k) or (When the farthest point LF is at infinity) The focal position is calculated from the average value of LM and LN.

ロ.(|LM−LF|≦kでかつ判別(c)により最遠点LFが
無限遠でない場合) 3点の平均により焦点位置を演算する。
B. (If | LM−LF | ≦ k and the farthest point LF is not at infinity according to the determination (c)) The focal position is calculated by averaging three points.

他方、上記において、判別(a)により最近点LNと中
間点LMとの差(|LN−LM|)が上記定数kよりも大きかっ
た場合(|LN−LM|≧k)が検出,選択されたケースにつ
いて述べると、最近点LNについての測距結果は上述のよ
うに無効な情報とみなされている。そしてこのケースで
は更に、判別(d)および(e)によって異なる焦点位
置を決めるべき三つのシーンが場合分けされ、これに適
合した下記の三態様ハ,ニ,ホの演算方式から夫々適合
するものが選択されて焦点位置が算出される。
On the other hand, in the above, if the difference (| LN−LM |) between the closest point LN and the intermediate point LM is larger than the constant k (| LN−LM | ≧ k), the determination (a) is detected and selected. In the case described above, the distance measurement result for the closest point LN is regarded as invalid information as described above. In this case, three scenes for which different focus positions are to be determined according to the determinations (d) and (e) are further divided into cases, and the following three modes C, D, and E which are adapted to the three scenes are respectively applied. Is selected and the focal position is calculated.

ハ.(上記条件,の少なくともいずれかが充足され
た場合) LNから焦点位置を演算する。
C. (When at least one of the above conditions is satisfied) The focal position is calculated from LN.

ニ.(上記条件,のいずれも充足されずかつ|LM−L
F|≧kである場合) LMから焦点位置を演算する。
D. (Either of the above conditions is not satisfied and | LM−L
When F | ≧ k) The focal position is calculated from LM.

ホ.(上記条件,のいずれも充足されずかつ|LM−L
F|≦kである場合) LM,LFの平均値から焦点位置を演算する。
E. (Either of the above conditions is not satisfied and | LM−L
F | ≦ k) The focal position is calculated from the average value of LM and LF.

以上の実施例において、上述した本実施例の特徴であ
る判別(a)〜(c)の結果は、上記場合分けされたう
ちのイとロの演算態様のいずれかが適合する演算として
選択される。
In the above embodiment, the results of the determinations (a) to (c), which are the features of the above-described embodiment, are selected as the arithmetic operations to which one of the operation modes (a) and (b) is suitable. You.

すなわちイの場合は、|LN−LM|≦kでかつ|LM−LF|≦
kの条件が満足されているいわゆる3点が類似的(近似
的)な距離にあるシーンということができるが、このよ
うなシーンでも例えば最遠点が無限遠である場合シーン
などでは、単純な3点平均の値を基に焦点位置を演算す
ると既に述べているように焦点位置が後方に引かれてし
まう問題がある。したがって本例の自動焦点装置におい
ては、かかる場合に、無限遠点は主被写体を示す測距情
報ではない、あるいは無限遠の情報に対する信頼性は必
ずしも高くない、等の点を考慮して、最近点LNおよび中
間点LMの平均から焦点位置を演算すべきシーンとみなす
ようにした方式であるということができる。
That is, in the case of A, | LN−LM | ≦ k and | LM−LF | ≦
It can be said that so-called three points satisfying the condition of k are located at similar (approximate) distances. Even in such a scene, for example, when the farthest point is at infinity, a simple scene is used. When the focal position is calculated based on the average value of the three points, there is a problem that the focal position is pulled backward as described above. Therefore, in the automatic focusing apparatus of the present example, in such a case, the point at infinity is not distance measurement information indicating the main subject, or the reliability of the information at infinity is not always high. It can be said that this is a method in which the focal position is regarded as a scene to be calculated from the average of the point LN and the intermediate point LM.

実施例2 本発明に用いられる測距装置は、第1図に示した場合
の他、第5図に示した原理に従ったものであってもよ
い。
Embodiment 2 In addition to the case shown in FIG. 1, the distance measuring device used in the present invention may be based on the principle shown in FIG.

この測距方式の原理は、SSTと呼ばれるパッシブ方式
のものであり、測距動作は基本的には二重合致方式に基
づくものである。
The principle of this distance measuring method is that of a passive method called SST, and the distance measuring operation is basically based on a double matching method.

すなわち、二つの光学系によって得られる二つの像の
位置的な相関を見ることにより、距離データを得ようと
するものである。
That is, distance data is to be obtained by checking the positional correlation between two images obtained by the two optical systems.

第5図はその原理を模式的に示したものであり、同図
中25は測距対象となる被写体である。受光レンズ26、ミ
ラー28,29はこの被写体25をその光学的軸線a上に照準
するもので、基準側光学系と呼ばれる。これに対して受
光レンズ27、ミラー30,31は上記基準側光学系に対して
基準長Sを隔てて配置されるもので、参照側光学系を呼
ばれる。
FIG. 5 schematically shows the principle, in which 25 is an object to be measured. The light receiving lens 26 and the mirrors 28 and 29 aim the subject 25 on the optical axis a thereof, and are called a reference side optical system. On the other hand, the light receiving lens 27 and the mirrors 30 and 31 are arranged at a reference length S from the reference side optical system, and are referred to as a reference side optical system.

以上の構成において、上記受光レンズ26,27によって
捉えられた被写体25の像はイメージセンサ32上に像形成
され、基準側光学系に基づく像は基準視野A上に、また
参照光学系に基づく像は参照視野B上にそれぞれ形成さ
れる。
In the above configuration, the image of the subject 25 captured by the light receiving lenses 26 and 27 is formed on the image sensor 32, the image based on the reference optical system is on the reference visual field A, and the image based on the reference optical system is Are formed on the reference visual field B, respectively.

ここでいま被写体25が無限遠にあると仮定すれば、被
写体25は基準側および参照側各光学系のそれぞれの軸線
a,b上にくるため、各光学系による被写体像はそれぞれ
基準視野A上にIMBとして、また参照視野B上にIMR1と
して形成される。これに対して被写体25が基準側光学系
の軸線a上を近ずいてくると、参照光学系に対する被写
体25からの光路は傾いてくる。このため参照側光学系に
よる被写体25の像は、参照側視野B上にIMR2のようにズ
レてきる。したがって、基準視野A上の像IMBと同じ像
が参照視野B上のどの位置に形成されるかを検知するこ
とにより、被写体までの距離を知ることができるのであ
る。
Here, assuming that the subject 25 is at infinity, the subject 25 is positioned on the axis of each of the reference-side and reference-side optical systems.
Since the images are located on a and b, the subject images by the respective optical systems are formed as IMB on the reference visual field A and IMR1 on the reference visual field B, respectively. On the other hand, when the subject 25 approaches the axis a of the reference side optical system, the optical path from the subject 25 to the reference optical system is inclined. For this reason, the image of the subject 25 by the reference-side optical system shifts on the reference-side visual field B like IMR2. Therefore, by detecting at which position on the reference visual field B the same image as the image IMB on the reference visual field A is formed, it is possible to know the distance to the subject.

第6図は、この側距装置を用いた本発明の実施例2の
自動焦点装置のブロック図を示している。
FIG. 6 is a block diagram of an automatic focusing device according to a second embodiment of the present invention using the side distance device.

この図において9a,9b,9cはレンズ,ミラー,イメージ
センサからなる側距装置、10a,10b,10cはイメージセン
サの出力から距離を算出する側距回路、11はインターフ
ェース回路である。
In this figure, reference numerals 9a, 9b, and 9c denote side-distance devices each including a lens, a mirror, and an image sensor; 10a, 10b, and 10c denote side-distance circuits that calculate a distance from the output of the image sensor; and 11, an interface circuit.

本例における、MPU6も上記実施例1と同様にインター
フェース回路11を介して3点の側距結果を読み込み、焦
点位置は実施例1で説明した第4図のフローチャートに
沿って算出する。
In this example, the MPU 6 also reads the results of three side distances via the interface circuit 11 in the same manner as in the first embodiment, and calculates the focal position in accordance with the flowchart of FIG. 4 described in the first embodiment.

撮影レンズユニット8を制御する駆動回路7への制御
出力は上記算出結果に基づいて与えられる。
The control output to the drive circuit 7 for controlling the taking lens unit 8 is given based on the above calculation result.

実施例3 第7図は本発明の実施例3の自動焦点装置における光
学配置図を示したものであり、この図において41はレン
ズ要素、42はレンズ要素の瞳面の像を再結合するための
小レンズ群であり、一般に20個以上の数からなってい
る。43〜46はCCD(チャージカップルドデバイス)素子
などからなる受光素子の各画素を示し、小レンズ42aに
対しては画素43と44、小レンズ42bに対しては画素45と4
6が対応する。画素43は小レンズ42aを通してアパーチャ
48部分に臨み、また画素44は小レンズ42aを通してアパ
ーチャ47部分に臨でいる。同様に画素45は小レンズ42b
を通してアパーチャ48部分に臨み、画素46は小レンズ42
bを通してアパーチャ47部分に臨んでいる。
Embodiment 3 FIG. 7 is a diagram showing an optical arrangement of an automatic focusing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 7, reference numeral 41 denotes a lens element, and 42 denotes a lens element for recombining an image on a pupil plane. , Generally consisting of 20 or more lenses. Reference numerals 43 to 46 denote pixels of a light receiving element such as a CCD (charge coupled device) element. Pixels 43 and 44 for the small lens 42a, and pixels 45 and 4 for the small lens 42b.
6 corresponds. Pixel 43 is apertured through small lens 42a
The pixel 44 faces the aperture 47 through the small lens 42a. Similarly, pixel 45 is a small lens 42b
Through the aperture 48, the pixel 46 is a small lens 42
It faces the aperture 47 part through b.

ここでいま小レンズ42aをn番目、42bをn−1番目の
小レンズであるとすると、n番目のレンズを通してアパ
ーチャ48に臨む画素をAn、アパーチャ47に臨む画素Bn、
n−1番目のレンズを通してアパーチャ48に臨む画素を
An−1、アパーチャ47に臨む画素をBn−1とする。また
F面はレンズ41の焦点面にあたる。したがってレンズ41
が画面上左右方向で位置を変えることによってF面に正
しく結像する被写体距離は異なる。また合焦距離にある
物体の像をセンサの出力としてとらえる場合、An=Bn、
An−1=Bn−1となるのに対して、合焦距離にない物体
の像をとらえる時にはAn=Bm(ただしn≠m)となる。
Here, assuming that the small lens 42a is the nth small lens and the 42b is the (n-1) th small lens, a pixel facing the aperture 48 through the nth lens is An, a pixel Bn facing the aperture 47,
Pixels facing aperture 48 through the (n-1) th lens
The pixel facing the An-1 and the aperture 47 is Bn-1. The F plane corresponds to the focal plane of the lens 41. Therefore lens 41
By changing the position in the left-right direction on the screen, the subject distance for correctly forming an image on the F-plane differs. When the image of the object at the focal distance is taken as the output of the sensor, An = Bn,
While An-1 = Bn-1, when capturing an image of an object not at the focal distance, An = Bm (n ≠ m).

第8図は、本発明の実施例3の自動焦点装置のブロッ
ク図を示したものである。この図において、12は上記第
7図で説明した小レンズ群と受光素子列からなるセンサ
ユニット、13はA/D変換器、14はA/D変換器13の出力を3
つのメモリーに振り分けるゲート、15,16,17はメモリ
ー、18ハインターフェース回路である。
FIG. 8 is a block diagram showing an automatic focusing apparatus according to a third embodiment of the present invention. In this figure, 12 is a sensor unit composed of the small lens group and the light receiving element array described in FIG. 7, 13 is an A / D converter, and 14 is an output of the A / D converter 13.
Gates 15, 16, and 17 for distributing to one memory are memories and 18 interface circuits.

以上の構成において、上記センサユニット12から得ら
れた信号は、A/Dは変換器13ディジタル信号化され、ゲ
ート14で画素を3つのメモリーに振り分ける。これによ
り3つの点を側距することができ、そしてこの3つのメ
モリー内容をMPU6が読み込みし、上記第4図で説明した
フローチャートに沿って既述の実施例1,2と同様に焦点
位置を算出し、この算出値に基づいて駆動回路7がレン
ズユニット8を駆動制御する。
In the above configuration, the A / D of the signal obtained from the sensor unit 12 is converted into a digital signal by the converter 13, and the pixels are distributed to three memories by the gate 14. As a result, the three points can be distanced, and the contents of these three memories are read by the MPU 6, and the focus position is set in the same manner as in the first and second embodiments according to the flowchart described in FIG. The driving circuit 7 drives and controls the lens unit 8 based on the calculated value.

なお本発明は以上の実施例に限定されるものではな
く、種々の変更した実施の態様のものとして実現できる
ことは言うまでもない。例えば判別(a)〜(c)と共
に組合せられる他の場合分けのための判別手段、各場合
分けされた時に適合するように準備される演算手段は上
記実施例のものに限定されるものでなく、設計するカメ
ラ等に求められる性能等に対応して既知の技術手段を適
宜選択して採用することができる。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments, but can be realized in various modified embodiments. For example, the discriminating means for other cases to be combined with the discriminations (a) to (c), and the calculating means prepared to be adapted when each case is divided are not limited to those of the above embodiment. Known technical means can be appropriately selected and adopted according to the performance required for a camera or the like to be designed.

また画面内の測距ポイントは3点以上であってもよい
ことは上述の通りであり、4点ないしそれ以上とした場
合の中間点,再遠点,最近点の決定は、例えば測距ポイ
ントが第9図の様な4点の場合は、中央部の2つのポイ
ントとの測距結果の平均値もしくは、その2つのポイン
トの近側の測距結果を中央部の測距結果とし、左右周辺
部、中央部の3つの測距結果より中間点、最遠点、最近
点を決定すればよい。
As described above, the number of distance measurement points in the screen may be three or more. When the number of distance measurement points is four or more, the determination of the intermediate point, the farthest point, and the nearest point is performed, for example, by using the distance measurement point. In the case of the four points shown in FIG. 9, the average value of the distance measurement results with the two central points or the distance measurement result on the near side of the two points is determined as the distance measurement result of the central part. The intermediate point, the farthest point, and the nearest point may be determined from the three distance measurement results of the peripheral part and the central part.

また測距ポイントが第10図の様な5点の場合は、第9
図の4点の様に中央部の3つのポイントの測距結果の平
均値もしくはその3つのポイントの最近側の測距結果を
中央部の測距結果とし、左・右周辺部、中央部の3つの
測距結果より中間点、最遠点、最近点を決定しても良い
し、5つの測距結果のうち一番近いものを最近点、三番
目のものを中間点、五番目のものを最遠点としてもよ
い。
If the number of ranging points is 5 as shown in Fig. 10,
As in the four points in the figure, the average value of the distance measurement results of the three central points or the closest distance measurement result of the three points is used as the distance measurement result of the central part, and the left and right peripheral parts and the central part are measured. The intermediate point, the farthest point, and the nearest point may be determined from the three distance measurement results, the closest one of the five distance measurement results is the nearest point, the third one is the intermediate point, and the fifth one. May be set as the farthest point.

〈発明と実施例の対応〉 以上の実施例において、受光素子3,測距回路4又は受
光素子9a〜9c,測距回路10a〜10c又はセンサーユニット,
A/D変換器が、本発明の受光手段に相当し、またMPU6の
第1,第2の段階が本発明の判定手段に相当し、MPU6の第
3段階が本発明の信号形成手段に相当する。
<Correspondence between Invention and Embodiment> In the above embodiment, the light receiving element 3, the distance measuring circuit 4 or the light receiving elements 9a to 9c, the distance measuring circuits 10a to 10c or the sensor unit,
The A / D converter corresponds to the light receiving means of the present invention, the first and second steps of the MPU 6 correspond to the determining means of the present invention, and the third step of the MPU 6 corresponds to the signal forming means of the present invention. I do.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、複雑な操作を必
要とすることなく所望の対象物に高率でピント合わせを
行なわせるための信号を形成する信号形成装置を提供す
ることができる。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, there is provided a signal forming apparatus for forming a signal for causing a desired object to be focused at a high rate without requiring a complicated operation. be able to.

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

図面第1図は本発明よりなる実施例1の自動焦点装置で
用いられる測距原理を説明する図、第2図は実施例1の
自動焦点装置の構成概要をブロック図で示した図、第3
図は実施例1において用いられる投光装置の一例を示し
た図、第4図は実施例1のマイクロコンピュータにおい
て行なわれる焦点検出のための手順を説明するフローチ
ャート、第5図は実施例2の自動焦点装置で用いられる
測距原理を説明する図、第6図は実施例2の自動焦点装
置の構成概要をブロック図で示した図、第7図は実施例
3の自動焦点装置で用いられる測距原理を説明する図、
第8図は実施例3の自動焦点装置の構成概要をブロック
図で示した図である。 第9図、第10図は、画面内の測距点を4点、5点とした
場合を説明するための図である。 1a,1b,1c:投光素子、2:発光制御回路 3:受光素子、4:測距回路 5:インターフェース回路 6:マイクロ・プロセッサ・ユニット(MPU) 7:駆動回路、8:撮影レンズユニット 9a,9b,9c:受光素子、10a,10b,10c:測距回路 11:インターフェース回路 12:センサユニット、13:A/D変換器 14:ゲート、15,16,17:メモリ 18:インターフェース回路 21:投光レンズ、22:投光素子 23:受光レンズ、24:受光素子 25:被写体、26:投光レンズ 27:受光レンズ、28,29:ミラー 30,31:ミラー、32:イメージセンサ 41:レンズ要素、42:小レンズ群 42a,42b:小レンズ、43,44,45,46:画素 47,48:アパーチャ
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view for explaining the principle of distance measurement used in an automatic focusing apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the automatic focusing apparatus according to the first embodiment. 3
FIG. 4 is a diagram showing an example of a light projecting device used in the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart for explaining a procedure for focus detection performed in the microcomputer of the first embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of distance measurement used in the automatic focusing apparatus, FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of the automatic focusing apparatus according to the second embodiment, and FIG. 7 is used in the automatic focusing apparatus according to the third embodiment. Diagram explaining the principle of ranging,
FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of the automatic focusing apparatus according to the third embodiment. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining the case where the number of distance measuring points on the screen is four and five. 1a, 1b, 1c: light emitting element, 2: light emission control circuit 3: light receiving element, 4: distance measuring circuit 5, interface circuit 6: microprocessor unit (MPU) 7: drive circuit, 8: photographing lens unit 9a , 9b, 9c: light receiving element, 10a, 10b, 10c: distance measuring circuit 11: interface circuit 12, sensor unit, 13: A / D converter 14: gate, 15, 16, 17: memory 18: interface circuit 21: Projection lens, 22: Projection element 23: Light reception lens, 24: Light reception element 25: Subject, 26: Projection lens 27: Light reception lens, 28, 29: Mirror 30, 31: Mirror, 32: Image sensor 41: Lens Element, 42: Small lens group 42a, 42b: Small lens, 43, 44, 45, 46: Pixel 47, 48: Aperture

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】視野方向に点在する複数の物体からの光を
受光することにより前記複数の物体のそれぞれの距離に
関連した信号を形成するための受光手段と、視野周辺の
物体が所定距離より近距離であるか否かを判定する判定
手段と、視野周辺の物体が所定距離より近距離であるこ
とを前記判定手段が判定することに応じて前記所定距離
より近距離である視野周辺の物体の距離に関連した信号
を排除するようにして前記受光手段からの信号により焦
点調節のための信号を形成する信号形成手段とを有する
ことを特徴とする信号形成装置。
1. A light receiving means for receiving light from a plurality of objects scattered in a direction of a visual field to form a signal related to a distance of each of the plurality of objects, and an object around a visual field being located at a predetermined distance. Determining means for determining whether or not the distance is closer, and determining whether or not the object around the visual field is closer than a predetermined distance. Signal forming means for forming a signal for focus adjustment based on a signal from the light receiving means so as to eliminate a signal related to the distance of the object.
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