JP2881772B2 - Focus detection device - Google Patents

Focus detection device

Info

Publication number
JP2881772B2
JP2881772B2 JP17563988A JP17563988A JP2881772B2 JP 2881772 B2 JP2881772 B2 JP 2881772B2 JP 17563988 A JP17563988 A JP 17563988A JP 17563988 A JP17563988 A JP 17563988A JP 2881772 B2 JP2881772 B2 JP 2881772B2
Authority
JP
Grant status
Grant
Patent type
Prior art keywords
image
image data
contrast
area
pair
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP17563988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0224617A (en )
Inventor
重之 内山
洋介 日下
健 歌川
Original Assignee
株式会社ニコン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Grant date

Links

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、カメラの焦点検出装置に関し、特に像ずれ量演算による焦点検出精度の改善を図ったものである。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present Field of the A. industrial invention relates to a focus detection device for a camera, and in particular for Improving the focus detection accuracy by the image shift amount calculation.

B.従来の技術とその問題点 第10図は対物レンズの瞳を分割して形成された2像のずれ量を検出し、対物レンズの焦点調整状態を判別するカメラの焦点検出装置の一例を示す。 Figure 10 B. Prior Art and Problems detects the displacement amount of two images formed by dividing the pupil of the objective lens, an example of a focus detection device for a camera to determine the focusing state of the objective lens show.

対物レンズ10を介して入射した物体光の光束は、ハーフミラー11,サブミラー12,視野マスク13,フィールドレンズ14,絞り15および再結像レンズ16を通りイメージセンサ17a,17b上に結像する。 The light flux of the object light incident through the objective lens 10, half mirror 11, a sub mirror 12, the field mask 13, a field lens 14, as the image sensor 17a the aperture 15 and re-imaging lens 16 forms an image on 17b. これらイメージセンサ17a,1 These image sensors 17a, 1
7b上に結像した一対の光像は、対物レンズ10の焦点調節状態が予定焦点面より前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに遠ざかり、逆に予定焦点面より後に結ぶいわゆる後ピンの時は互いに近づき、予定焦点面に結ぶ時はその中間のある決まった間隔に光像が並ぶ。 A pair of optical image formed on the 7b is move away from each other in a so-called front focus state focuses a clear image of the subject prior to the focusing state predetermined focal plane of the objective lens 10, after the so-called connecting later than expected in the reverse focal plane when pins approach each other, when connecting to the predetermined focal plane light image are arranged in regular intervals with intermediate. したがって、それぞれの光像をイメージセンサ17a, Accordingly, the image sensor 17a of each of the light image,
17bによって光電変換し、これらの信号を演算処理して一対の光像のずれ量を求めることにより対物レンズ10の焦点調整状態がわかる。 Photoelectrically converted by 17b, it is clear focus adjustment state of the objective lens 10 by these signals by processing obtaining the shift amount of a pair of optical images.

そこで、一対のイメージセンサ17a,17bの光電変換出力は、インタフェース部18を介してマイクロプロセッサ Accordingly, the pair of the image sensor 17a, the photoelectric conversion output 17b, the microprocessor via the interface unit 18
19に送られその演算部21でずれ量を求め、制御部22を介してモータ24を駆動して対物レンズ10を光軸方向に移動せしめる。 Sent to 19 obtains a shift amount in the calculating unit 21 and allowed to move the objective lens 10 in the optical axis direction by driving the motor 24 via the control unit 22. また、合焦状態をファインダ内の表示器23で表示する。 Also, to display the focus state on the display unit 23 in the finder. なお、イメージセンサ17a,17bからのイメージ信号はメモリ部20にいったん記憶される。 Incidentally, the image sensor 17a, the image signal from 17b is temporarily stored in the memory unit 20.

ところで、第10図に符号25で示すスクリーン板には、 Incidentally, the screen plate shown by reference numeral 25 in FIG. 10,
第11図に示すように焦点検出視野表示(視野枠)251が描かれており、ファインダを通してカメラ使用者から見ることができる。 11 focus detection field displayed as shown in FIG. (Field frame) 251 are depicted, it can be viewed from the camera user through the viewfinder. 一方、上述したイメージセンサ17a,17 On the other hand, the image sensor 17a, 17 as described above
b上に光像が投影される範囲は第11図において符号252で表示されている。 Range optical image is projected onto b is indicated at 252 in Figure 11. この投影範囲252は使用者には見えないが、検出視野表示251の枠内に焦点検出対象の被写体を入れれば、その光像がイメージセンサ17a,17bで捕捉されるようになっている。 This projection range 252 is not visible to the user, if you put the subject of the focus detection target in the frame of the detection field display 251, so as the light image is captured by the image sensor 17a, 17b.

しかし、従来の焦点検出装置では、視野枠251の端に例えば白黒のエッジパターンが位置した場合には、焦点検出が不安定となる欠点を有していた。 However, in the conventional focus detecting apparatus, when the edge, for example the black and white edge pattern of field frame 251 is positioned had the disadvantage that focus detection becomes unstable. これは第12図により次のように説明できる。 This can be explained by Figure 12 as follows.

第12図(a1),(b1)は、視野枠251の範囲に対応するイメージセンサ17a,17b上の光像のコントラスト分布を、(a2),(b2)はイメージセンサ17a,17bを、(a Figure 12 (a1), (b1), the image sensor 17a corresponding to the range of the field frame 251, the contrast distribution of the light image on 17b, (a2), (b2) the image sensor 17a, a 17b, ( a
3),(b3)は、一対の光像を焦点検出範囲FR内で比較するためにL=0,1,2…,−1,−2…と変えるときのイメージセンサ17a,17bの比較範囲を示す。 3), (b3) is, L = 0, 1, 2 ... in order to compare the pair of optical images within a focus detection range FR, -1, image sensor 17a when changing -2 ... and, 17b compare the range of It is shown. (a3),(b (A3), (b
3)のように比較する像範囲を変えて相関量C(L)を算出し、その相関量C(L)の最小値を与えるLの値を内挿してずれ量を演算する。 Changing the comparison image range as 3) calculated correlation amount C of (L), calculates the interpolated offset amount value of L that gives a minimum value of the correlation quantity C (L).

この方式によると、第12図(a1),(b1)に示すように情報量を多く含むエッジ部分が焦点検出範囲FRの端にある場合には検出精度が低下する。 According to this method, Fig. 12 (a1), the detection accuracy decreases if the edge of the edge portion is the focus detection range FR containing much amount of information as shown in (b1).

また次のような問題点もある。 In addition there is a problem such as the following.

すなわち、イメージセンサ出力が第13図に示す場合のように、少ない情報が一部の領域GRに局在している時には、第12図でL=0,1,2…,−1,−2…のように広い焦点検出範囲FRの領域の画像をシフトしながら比較すると、比較データ中に、ノイズ成分のみで情報を含まない領域(FRからGRを除く領域)のデータが含まれる。 That is, as if the image sensor output is shown in FIG. 13, when the the less information is localized to a part of the region GR, in FIG. 12 L = 0,1,2 ..., -1, -2 When ... compared to with image shifting the region of wide focus detection range FR as, compared to the data includes data of a region that does not include the information only the noise component (the region except the GR from FR). つまり、第13図のような場合に比較する領域を広くとると検出精度が低下してしまう。 That is, the detection accuracy wider area compared to a case such as FIG. 13 is reduced.

本発明の目的は、イメージセンサ出力の検出範囲の端にエッジがあったり、情報量が局在していても精度よく焦点検出ができる焦点検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a focus detection apparatus or have edges on the end of the detection range of the image sensor output, even if the amount of information is not localized can accurately focus detection.

C.問題点を解決するための手段 一実施例を示す第1図により説明すると、本発明は、 Referring to the first view of the means embodiment for solving C. problems, the present invention is,
それぞれ複数の画素アレイから成り、同一物体光による一対の光束をそれぞれ受光して光電変換する一対のイメージセンサ17a,17bと、これら一対のイメージセンサ17 Each comprising a plurality of the pixel array, a pair of image sensor 17a of the pair of light beams from the same object beam each receiving photoelectrically converts, and 17b, the pair image sensor 17
a,17bの出力に基づいた第1の画像データと第2の画像データとから両イメージセンサ上の光像の相対変位を算出する像ずれ算出手段213とを備えた焦点検出装置に適用される。 a, is applied to the focus detection apparatus provided with an image shift calculation means 213 which calculates the relative displacement of the optical image on both the image sensor from the first image data and second image data based on the output of 17b . そして、請求項1の発明では、少なくとも一方の画像データに基づいて物体光のパターンが有するコントラストを算出し、そのコントラストに基づいて、像ずれ算出手段213で用いる基準画像範囲を設定する設定手段212を備え、この設定手段212で設定された基準画像範囲に基づいて、像ずれ算出手段213は第1および第2 Then, in the invention of claim 1, and calculates the contrast with the pattern of the object beam on the basis of at least one of image data, based on the contrast setting means 212 for setting a reference image range used in the image shift calculation means 213 comprising a, based on the set reference image area in this setting means 212, the image shift calculation means 213 first and second
の画像データを比較して画像の相対変位量を算出することにより上述の問題点を解決する。 To solve the above problems by comparing the image data of the calculated relative displacement of the image.

また、請求項2の発明では、少なくとも一方の画像データにおける複数の画素を含む初期基準画像範囲内に、 Further, in the invention of claim 2, in the initial reference image range including a plurality of pixels in at least one of image data,
物体光のパターンが有するコントラストの大きなものがある場合、大きなコントラストの画素を含むように像ずれ算出手段213で用いる基準画像範囲を変更して設定する設定手段212を備え、この設定手段212で設定された基準画像範囲に基づいて、像ずれ算出手段213は第1および第2の画像データを比較して画像の相対変位量を算出することにより上述の問題点を解決する。 If there is a large contrast with the pattern of the object beam, comprising a setting means 212 for setting and changing the reference image range used in the image shift calculation means 213 to include pixels of high contrast, set by the setting means 212 on the basis of the reference image range, the image shift calculation means 213 solves the problems described above by calculating the relative displacement of the image by comparing the first and second image data.

請求項3の発明は、大きいコントラストが局在する画像データの場合、設定手段212は大きいコントラストが局在する画像データ周辺の領域に基準画像範囲を変更するものである。 A third aspect of the present invention, when the image data larger contrast is localized, setting means 212 are those large contrast is to change the area in the reference image area of ​​the image data around localized.

請求項4の発明は、基準画像範囲の端に大きなコントラストをもつ画像データの場合、設定手段212はその大きなコントラストが端に存在しなくなるように基準画像範囲を変更するものである。 A fourth aspect of the present invention, when the image data having a large contrast to the end of the reference image area, setting means 212 is to change the reference image area as large contrast that is no longer present in the end.

D.作用 請求項1の発明において、設定手段212は、少なくとも一方の画像データに基づいて物体光のパターンが有するコントラストを算出し、そのコントラストに基づいて、像ずれ量算出手段213で用いる基準画像範囲を設定する。 In D. effect the invention of claim 1, setting means 212 calculates the contrast with the pattern of the object beam on the basis of at least one of image data, based on the contrast, the reference image used in the image shift amount calculation unit 213 to set the range. 像ずれ量算出手段213は、設定された基準画像範囲に基づいて、第1および第2の画像データを比較して画像の相対変位量を算出する。 Image shift amount calculation unit 213, based on the set reference image range, and calculates the relative displacement of the image by comparing the first and second image data.

請求項2の発明において、設定手段212は、少なくとも一方の画像データにおける複数の画素を含む初期基準画像範囲内に、物体光が有するコントラストの大きなものがある場合、大きなコントラストの画素を含むように像ずれ算出手段213で用いる基準画像範囲を変更して設定する。 In the invention of claim 2, setting means 212, in the initial reference image area including a plurality of pixels in at least one of image data, if there is a large contrast with the object beam, so as to include the pixel of high contrast set by changing the reference image range used in the image shift calculation means 213. 像ずれ算出手段213は、設定された基準画像範囲に基づいて、第1および第2の画像データを比較して画像の相対変位量を算出する。 Image shift calculation means 213, on the basis of the set reference image range, and calculates the relative displacement of the image by comparing the first and second image data.

請求項3の発明において、設定手段212は、大きいコントラストが局在する画像データの場合、大きいコントラストが局在する画像データ周辺の領域に基準画像範囲を変更する。 In the invention of claim 3, setting means 212, when the image data larger contrast is localized, large contrast changes the reference image area in the area of ​​the peripheral image data to be localized.

請求項4の発明において、設定手段212は、基準画像範囲の端に大きなコントラストをもつ画像データの場合、その大きなコントラストが端に存在しなくなるように基準画像範囲を変更する。 In the invention of claim 4, setting means 212, when the image data having a large contrast to the end of the reference image area, the greater the contrast changes the reference image area so that it is no longer present in the end.

なお、本発明の構成を説明する上記D項およびE項では、本発明を分かり易くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明が実施例に限定されるものではない。 In the above section D and E section illustrating the configuration of the present invention it has used a diagram of example for purposes of clarity of the present invention, thereby is not intended to be limited to the embodiments the present invention.

E.実施例 第1図〜第10図により一実施例を説明する。 A description will be given of an embodiment by E. Example Figure 1-Figure 10.

この実施例における焦点検出装置の全体概略構成は第 Overall schematic configuration of a focus detection apparatus in this embodiment the
10図に示した通りであり、演算部21による像ずれ量演算方式が異なる。 Is as shown in FIG. 10, the image shift amount calculation method by the calculation section 21 is different. したがって、以下ではこの演算方式を主に説明する。 Therefore, the following describes this operation method mainly.

本実施例による演算部21の詳細を第1図に示す。 The details of the computation unit 21 according to this embodiment is shown in Figure 1.

演算部21はメモリ部20からの光像パターンを計量化する微小領域情報量算出部211と、光像パターンに応じて、ずれ量を算出する際の一対の光像を比較する範囲(以下、基準画像範囲と呼ぶ)を決定する範囲設定部21 Calculation unit 21 and the micro-region information amount calculation unit 211 for measuring the light image pattern from the memory unit 20, in response to a light image pattern, range comparing a pair of optical images when calculating the shift amount (hereinafter, range setting unit 21 for determining a referred to as a reference image area)
2と、一対の光像パターンをずらしてゆきそのときの相関量C(L)に基づいてずれ量を算する像ずれ算出部21 2, the image shift calculation section 21 Sansuru the shift amount based on the correlation amount C (L) at that time Yuki staggered pair of optical image pattern
3とを有する。 With a 3 and.

次に、微小領域情報量算出部211による光像パターンの計量化について説明する。 Next, a description will quantify light image pattern by micro area information amount calculation unit 211.

第5図(b)に示すように複数個のアレイ状に並設される画素17 1 ,17 2 …17nを備えて成るイメージセンサ17 The image sensor 17 comprising comprising a fifth diagram pixel 17 1 are arranged in parallel in a plurality of array as shown in (b), 17 2 ... 17n
を、4つの画素を含む複数個の微小領域MR 1 〜MRmに分割する(第5図(c))。 And it is divided into a plurality of minute regions MR 1 ~MRm including four pixels (FIG. 5 (c)). なお、微小領域のとり方は、第8図のように相互に重複しながら並ぶようにしてもよい。 Incidentally, how to take the micro region, it may be lined with mutually overlapping as Figure 8. この場合、微小領域の数が多くなるがメモリ容量や演算時間に問題がなければ、このようにする方がより好ましい。 In this case, if becomes large number of minute regions but there is no problem in the memory capacity and the calculation time, it is more preferable to be the case. また、微小領域MRを構成する画素数Mは2〜10 Further, pixel number M is 2-10 constituting the small region MR
程度が適当であるが、焦点検出範囲FRに対して十分小さいことが必要である。 The degree is appropriate, but it is necessary that sufficiently small with respect to the focus detection range FR.

この各微小領域MRについて次のようにして情報量dkを求める。 This each minute region MR in the following manner obtaining the information amount dk.

一方のイメージセンサ17aに対応する第1画像出力データをa 1 …anとするとき、これから差分データei=ai− When the first image output data corresponding to the one of the image sensors 17a and a 1 ... an,, now the difference data ei = AI-
ai +1を算出する(第2図ステップS2)。 calculating the ai +1 (Fig. 2 step S2). 差分データは、 Difference data,
1つおき差分ei=ai−ai +2または2つおきei=ai−ai +3 Every other difference ei = ai-ai +2 or every third ei = ai-ai +3
等としてもよい。 It may be used as such. こうして求められた差分データに関して、各微小領域MRの情報量dkを、 dk=Σ|e[M(k−1)+m]| ただし、ここではM=4、Σはm=1〜Mの総和演算を表す。 Thus with respect to the difference data obtained, the information amount dk of each minute region MR, dk = Σ | e [M (k-1) + m] | However, where M = 4, sigma is the sum of m = 1 to M representing the operation.

で算出する(第2図ステップS2)。 In calculating (FIG. 2 step S2). この情報量dkの値が大きい程、k番目の微小領域MRkの情報量が多いことがわかる。 The greater the value of the information amount dk, k-th it can be seen that the amount of information of the minute area MRk often.

このようにして定義された情報量dkはその大きさが検出精度とおおむね比例関係を有するので、その情報量が所定値を上まわるように基準画像範囲を設ければ所定の検出精度が達成できることは容易にわかる。 Since the amount of information dk defined with Its size has a generally proportional relationship with the detection accuracy, that the amount of information be provided a reference image area so as to exceed the predetermined value is a predetermined detection accuracy can be achieved It is easy to see. したがって、基準画像範囲を決める際に非常に有効なパラメータである。 Thus, a very effective parameter in determining the reference image area.

範囲設定部212においては、こうして演算された各微小領域MRの情報量dkを比較して、第2図のステップS3で上述の基準画像範囲の始点l 1と終点l 2とを決定する。 In the range setting unit 212, thus by comparing the information amount dk of each minute region MR which is calculated to determine the starting point l 1 and end l 2 of the reference image within the above range in step S3 of FIG. 2. そして像ずれ算出部213において、決定された第1画像データについての基準画像範囲と第2画像データとから、 And in the image shift calculation section 213, from the reference image area for the first image data determined as the second image data,
L画素ずらしに関する相関量C(L)を、 Correlation quantity relating shift L pixels C and (L), で求め、その最小を与えるLの値を像ずれ量として算出する(第2図ステップS4)。 In seeking to calculate the value of L that gives the minimum as the image shift amount (Fig. 2 step S4).

次に、ステップS3における基準画像範囲の始点l 1と終点l 2の決定方式について詳細に説明するが、上述したとおり、この実施例では、範囲設定部212が不要領域除去部212Aと範囲端高情報量回避部212Bとを備えているので、初めに範囲端高情報量回避部212Bについて第3図に基づいて説明する。 Next, will be described in detail starting l 1 and method for determining the end point l 2 of the reference image region in step S3, as described above, in this embodiment, the range setting unit 212 is unnecessary area removal unit 212A and scope end height since an information amount avoidance unit 212B, it will be described with reference to FIG. 3 for the range end high information content avoiding portion 212B first.

まずステップS21で、初期値としてあらかじめ設定されている大きさに焦点検出範囲FRの大きさを決める。 First, in step S21, it determines the size of the focus detection range FR to a size that is preset as an initial value. 次にステップS22で、この焦点検出範囲FRより両側にそれぞれ1微小領域だけ広い領域を新しい焦点検出範囲FR′ In step S22, the focus detection range FR new focus detecting each 1 minute regions only large area on both sides than the range FR '
とする。 To. ステップS23では、両領域FRおよびFR′に含まれる微小領域に関する情報量dkの総和を求め、それらをそれぞれd TOT ,d TOT ′とする。 In step S23, 'the total sum of the information amount dk about small regions included in them respectively d TOT, d TOT' both regions FR and FR to. ステップS24では、この総和の比d TOT /d TOT ′が基準値γより大きいか否かを判定して、焦点検出範囲FRの境界に情報量が相対的に大きい部分が含まれているかどうかを検知する。 In step S24, whether the ratio d TOT / d TOT of the total 'is determined whether larger than the reference value gamma, the amount of information on the boundary of the focus detection range FR is included a relatively large part to detect. ここではγを Here in the γ
0.5以上1以下の定数とする。 0.5 or more and 1 or less constant. d TOT /d TOT ′>γが成立する場合には、端部に情報量が著しく大きい部分がないと判断して次のステップS25に進む。 when d TOT / d TOT '> γ is satisfied, it is determined that there is no significantly greater partial information amount at an end portion proceeds to the next step S25. また、d TOT /d TOT ′> In addition, d TOT / d TOT '>
γが不成立のときはステップS27に移り、前回の焦点検出範囲FRの大きさの両側に1微小領域ずつ広げたものを新たな基準画像範囲として、ステップS22にもどる。 γ is the time not satisfied proceeds to step S27, those spread by one microscopic region on either side of the size of the focus detection range FR last as a new reference image region, the flow returns to step S22. ステップS25では、こうして決定された焦点検出範囲FRの範囲についてその始点の位置(画素の位置)r 1およびその終点の位置r 2を決定する。 At step S25, thus determined position of the start point for the range of the focus detection range FR (pixel position) to determine the r 1 and the position r 2 for that endpoint. そして、ステップS26では、こうして定められた位置r 1 ,r 2の値をそのまま像ずれ演算における基準画像範囲の始点l 1 ,終点l 2とする。 In step S26, the reference image area start point l 1 of the value of the position r 1, r 2 thus defined in the ready image shift operation, and terminating l 2.

第6図および第7図を参照して範囲端高情報量回避部 Figure 6 and range end high information content avoiding portion with reference to FIG. 7
212Bの動作を具体的に説明する。 212B will be specifically described the operation of the.

第6図は、焦点検出範囲FRの左端に大きい情報量が含まれており、この焦点検出範囲FRのまま像ずれ量演算を行なうと検出精度に問題がある。 Figure 6 is included a large amount of information at the left end of the focus detection range FR, there is a problem in the detection accuracy is performed while keeping the image shift amount calculation of the focus detection range FR. そこで、上述したステップS21〜S26を実行することにより焦点検出範囲FRが広がり、焦点検出範囲FRの端に大きい情報量が含まれなくなる。 Therefore, wider focus detection range FR By executing steps S21~S26 described above, no longer contains a large amount of information on the end of the focus detection range FR. すなわち、初期値の焦点検出範囲FRのままでは、 That is, while the focus detection range FR initial values,
第6図(b)に示す情報dkからd TOT /d TOT ′=0.39であり、両側にそれぞれ1微小領域加えられた後の焦点検出範囲FRに対してはd TOT /d TOT ′=0.95となって問題なくなる。 'A = 0.39, d TOT / d TOT for focus detection range FR after being added each 1 minute region on both sides' d TOT / d TOT from the information dk shown in FIG. 6 (b) and 0.95 it is made without any problems. 一方、第7図の例では、初期値の焦点検出範囲FR Meanwhile, in the example of FIG. 7, the focus detection range FR of the initial value
においても、第7図(b)に示す情報dkからd TOT / In also, d from the information dk shown in FIG. 7 (b) TOT /
d TOT ′=0.73であり、焦点検出範囲FRの領域端の像の検出精度への影響は問題がない。 d TOT '= 0.73, influence on the detection accuracy of the image of the area end of the focus detection range FR is no problem.

このような処理を行なうので、範囲端高情報量回避部 Since such processing, range end high information content avoiding unit
212Bは、焦点検出範囲FRの端に高コントラスト部がかかることによる検出精度の低下を防止する効果が得られる。 212B is the effect of preventing deterioration of detection accuracy due to the high contrast portion is applied to the end of the focus detection range FR is obtained.

次に、演算部21を構成する不要領域除去部212Aについて第4図を用いて説明する。 It will now be described with reference to FIG. 4 for unnecessary area removal unit 212A constituting the operation unit 21.

第3図のステップS26に続くステップS27で、基準画像範囲の値l 1 ,l 2としてステップS26で決定された値r 1 ,r 2 Third in step S27 following the step S26 in Figure, the values r 1 determined in step S26 as the value l 1, l 2 of the reference image area, r 2
が設定されるとともに、始点変更フラグQ1および終点変更フラグQ2に0が設定される。 There together is set, 0 is set to the start point change flag Q1 and the end point change flag Q2. このフラグQ1,Q2が0ならば変更なし、1ならば変更ありである。 This flag Q1, Q2 is 0, no change, 1 if it has changed. 次にステップ Next step
S28で、焦点検出範囲FR〔r 1 ,r 2 〕の中の微小領域中で情報量dkが最大となるkの位置pを求める。 In S28, the focus detection range FR [r 1, r 2] amount of information dk in small regions in the seek a position p k that maximizes.

ステップS29ではこの情報量dkを所定値Thと比較し、d At step S29 compares the information amount dk to a predetermined value Th, d
k>ThであればステップS30へ進む。 If k> Th advances to step S30. ステップS30では、 In the step S30,
k=pに位置する微小領域の両側に対して、順次、情報量dkを調べ、これが所定値Th以下となる微小領域をみつける。 Against both sides of the small region located k = p, sequentially, examine the information amount dk, find a small region which is less than or equal to a predetermined value Th. r 1の方向に見つかった時はフラグQ1=1とし、その位置k=q1を記憶する。 When found in the direction of r 1 is the flag Q1 = 1, and stores the position k = q1. また、r 2の方向について見つかった時はフラグQ2=1と、その位置k=q2を記憶する。 Further, when it finds the direction of r 2 and flag Q2 = 1, and stores the position k = q2.

基準画像範囲の値l 1 ,l 2は、こうして記憶された微小領域q 1 ,q 2の中央位置とするのがよいが、pに近い方または遠い方のq 1またはq 2の端に決めることもできる。 Values l 1, l 2 of the reference image area is thus it is better to the stored center position of the minute region q 1, q 2, decide q 1 or the edge q 2 towards or away closer to p it is also possible.

具体的に第5図(a)に示す光像パターンの場合について第5図(d)を用いて説明すると、情報量dkが最大をとるのはk=6、つまりp=6である。 The process will be described below with reference FIG. 5 (d) is for the specific case of the light image pattern shown in FIG. 5 (a), the amount of information dk takes maximum k = 6, that is, p = 6. ここで、所定値Th=10とすると、その両側で情報量dk<Thとなるのは、r 1方向ではk=5つまりq 1 =5,r 2方向ではk=7つまりq 2 =7となる。 Here, if the predetermined value Th = 10, is to become the information amount dk <Th at both sides, the r 1 direction k = 7, i.e. q 2 = 7 in the k = 5, i.e. q 1 = 5, r 2 directions Become.

次にステップS31で、こうして定められた基準画像範囲l 1 〜l 2における情報量dllを、 Next, in step S31, thus the amount of information dll in the reference image area l 1 to l 2 defined, から算出する。 Calculated from. ステップS32で、こうして求めた基準画像範囲の情報量dllが、これをもとに像ずれ演算をするのに十分情報量を含んでいるか否かを判定する。 In step S32, thus the information amount dll reference image range required, determines whether it contains sufficient amount of information to based on an image shift operation to this. 例えば、図示するようにdllを所定値Th1と比較して情報量が十分であるか否かを判定する。 For example, it is determined whether the amount of information by comparing the dll as shown with a predetermined value Th1 is sufficient. あるいは、dll/d TOT >β Alternatively, dll / d TOT> β
(βはたとえば0.5)をもって情報量が十分と判定したり、さらには両者の組合せで判定してもよい。 Or determines (beta, for example 0.5) and having information amount is sufficient, and further may be determined by a combination of both. このステップS32で情報量が不十分とされたときは、ステップS33 When the amount of information in this step S32 is insufficient, step S33
で再び基準画像範囲がr 1 〜r 2に広げられる。 In reference image area is extended to r 1 ~r 2 again. これによって個々の微小領域MRの情報量は少ないが、情報が広い範囲に分布していて、領域を広くとれば検出可能な場合を救うことができる。 This information amount of each small region MR is less, but the information is not distributed in a wide range, it is possible to save if detectable Taking wide area. ステップS32で情報量が十分とされたときはステップS33を迂回する。 When the amount of information is sufficient in step S32 bypassing the step S33.

ここで、上述した範囲設定部212により決定される基準画像範囲l 1 〜l 2が初期値としての焦点検出範囲FRの広がりとどのような関係になるのかをまとめて説明する。 Here will be described collectively Causes of what relations the reference image area l 1 to l 2, which is determined by the range setting unit 212 described above is the extent of the focus detection range FR as an initial value.

第5図(a)の被写体パターンでは、焦点検出範囲FR The subject pattern of FIG. 5 (a), the focus detection range FR
に対して基準画像範囲l 1 〜l 2は情報が局在する部分だけの(イ)に制限される。 Reference image area l 1 to l 2 information is limited to only the (b) portion localized respect. 従って、不要部からのノイズの影響を減少することができる。 Therefore, it is possible to reduce the effects of noise from unwanted portion.

第6図(a)の被写体パターンでは、焦点検出範囲FR The subject pattern in FIG. 6 (a), the focus detection range FR
に対して範囲端高情報量回避部212Bを用いたときには基準画像範囲l 1 〜l 2は(ロ)のようになり、さらに不要領域除去部212Aも用いたときには(ハ)のようになる。 The reference image area l 1 to l 2 when using a scope end high information content avoiding portion 212B relative to look like (b) and (c) when further be used unnecessary area removal unit 212A. いずれも情報量の大きい部分が基準画像範囲の端になくなるので検出精度が向上する。 Detection accuracy is improved because any large part of the amount of information lost at the end of the reference image area. つまり、範囲端高情報量回避部212Bまたは不要領域除去部212Aをそれぞれ単独に用いてもよい。 That is, the range end a high information content avoidance unit 212B or unnecessary area removal unit 212A may be used singly.

第7図(a)のように情報量が場所によらず分散して存在する被写体パターンでは、初期値として与えられる焦点検出範囲FRがそのまま(ニ)の基準画像範囲l 1 〜l 2 The subject pattern the amount of information as FIG. 7 (a) is present dispersed irrespective of the location, the reference image area l 1 to l 2 of the focus detection range is given as an initial value FR is intact (d)
となる。 To become.

また、焦点距離範囲FRは第11図の検出視野枠に等しいとして話を進めたが、勿論これに限るものではない。 The focal length range FR is proceeded to talk as equal to the detection field frame Figure 11, it does not of course limited thereto. 例えば、検出視野を複数の検出視野に分けてそれぞれで焦点検出演算をする場合には、その個々の検出視野を焦点距離範囲FRとして扱うことになる。 For example, in the case of the focus detection calculation for each separately detected visual field into a plurality of detection field it will be treated the individual detection field as the focal length range FR.

最後に像ずれ算出部213について簡単に述べる。 Finally briefly described image shift calculation section 213.

上述のごとくして決定された第1画像出力データa 1 The first image has been determined as described above output data a 1 ...
anの基準画像範囲l 1 〜l 2に対して第2画像出力データの比較領域を第9図のごとくシフト量Lに関して1画素ずつずらして相関量C(L)を、 correlation amount comparison region of the second image output data to the reference image area l 1 to l 2 are shifted by one pixel with respect to the shift amount L as a ninth view of an, C a (L), を求め、これから周知の方法で最大相関を与えるLの値を算出する。 The calculated, to calculate the value of L that gives the maximum correlation in the coming known manner. この式は第9図のようなシフトの場合であるが、第12図のようなシフトのさせ方でもよい。 This formula is the case of a shift, such as Figure 9, it may be the way of shifting such as Figure 12. この後者の場合には基準画像範囲は少し広目にとる。 The reference image area in the latter case takes a little wide eyes. 例えば前記l 1 ,l 2は微小領域q 1 ,q 2のPに遠い方の端に決める。 For example, the l 1, l 2 is determined on the edge farther to P of the micro region q 1, q 2.

なお以上では、第1,第2画像出力データをイメージセンサからの直接出力であるとして記載したが、イメージセンサからの直接画像出力に何等かのフィルタ処理等を行なった後のデータを第1,第2画像出力データとして扱っても良い。 Note in the above, the first, have been described second image output data as a direct output from the image sensor, the data after performing anything like or filtering such direct image output from the image sensor first, it may be treated as a second image output data.

F.発明の効果 以上のように本発明によれば、物体光のパターンが有するコントラストに基づいて像ずれ算出手段で用いる基準画像範囲を設定したり、物体光のパターンが有するコントラストの大きな画素を含むように像ずれ算出手段で用いる基準画像範囲を変更して設定したり、あるいは、 According to the present invention as described above effects of F. invention, it sets a reference image range used in the image shift calculation means on the basis of the contrast with the pattern of the object light, a large pixel contrast with the pattern of the object beam or set by changing the reference image range used in the image shift calculation means to include, or,
イメージセンサ上に投影された被写体パターンに応じて最適な広がりあるいは位置を有する基準画像範囲を設定し、これともう一方の像に関して像ずれ比較を行なうので、焦点検出精度の低下あるいは焦点検出不能がなくなり、安定した焦点検出が可能となる。 Sets the reference image area having an optimum spread or position according to the object pattern projected onto the image sensor, because the image shift compared for this and other images, decrease or focus undetectable focus detection accuracy eliminated, thereby enabling stable focus detection.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

第1図〜第8図は本発明の一実施例を説明するもので、 Figure 1 - Figure 8 is intended to illustrate an embodiment of the present invention,
第1図が演算部の詳細ブロック図である。 Figure 1 is a detailed block diagram of the arithmetic unit. 第2図は像ずれ演算ルーチンを示すフローチャートである。 Figure 2 is a flow chart showing an image shift calculation routine. 第3図および第4図は基準画像範囲l 1 〜l 2を決定するルーチンを示すフローチャートである。 FIGS. 3 and 4 is a flowchart illustrating a routine for determining a reference image area l 1 to l 2. 第5図は局在する情報を持つ被写体パターンを説明するもので、(a)が被写体パターンを示す図、(b)がイメージセンサの構成図、(c)が微小領域MRを説明する図、(d)が情報量d Kの演算結果を示す図である。 But FIG. 5 is for explaining an object pattern with the information to be localized, diagram (a) shows an object pattern, (b) is diagram of an image sensor, (c) is diagram for explaining the micro-region MR, (d) is a diagram showing a calculation result of the amount of information d K. 第6図は焦点検出範囲FRの端にエッジをもつ被写体パターンを説明するもので、(a)が被写体パターンを示す図、(b)が情報量dkの演算結果を示す図である。 Figure 6 is intended to explain the subject pattern having an edge at the end of the focus detection range FR, it illustrates drawing, the operation result of (b) the amount of information dk indicating the the subject pattern (a). 第7図は通常の被写体パターンを説明するもので、 But FIG. 7 is for explaining a conventional subject pattern,
(a)が被写体パターンを示す図、(b)が情報量dkの演算結果を示す図である。 (A) is diagram illustrating the object pattern is a diagram showing a calculation result of (b) the amount of information dk. 第8図は微小領域MRのとり方の変形例を説明する図である。 FIG. 8 is a view for explaining a modification of how to take the micro region MR. 第9図は像ずれ演算を説明する図である。 Figure 9 is a diagram for explaining an image shift calculation. 第10図は本発明が適用される焦点検出装置の全体構成を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing the entire configuration of the focus detection apparatus to which the present invention is applied. 第11図は視野枠内の焦点検出領域とイメージセンサに投影される光像とを重ねて示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing overlapping of the light image projected on the focus detection area and the image sensor within the visual frame. 第12図は、焦点検出範囲FRの端部にエッジをもつ被写体パターンの像ずれ演算を説明する図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining an image shift operation of an object pattern having an edge at the end portion of the focus detection range FR. 第13図は、情報量が局在している被写体パターンを示す図である。 13 is a diagram showing a subject patterns amount of information is localized. 10:対物レンズ、13:視野枠、14:フィールドレンズ、15: 10: objective lens, 13: field frame, 14: a field lens, 15:
絞り、16:再結像レンズ、17a,17b:イメージセンサ、19: Stop, 16: re-imaging lens, 17a, 17b: image sensor, 19:
マイクロプロセッサ、21:演算部、211:微小領域情報量算出部、212:範囲設定部、212A:不要領域除去部、212B: Microprocessor, 21: operation unit, 211: micro-region information amount calculation unit, 212: range setting unit, 212A: unnecessary area removal unit, 212B:
範囲端高情報量回避部 Range end high information content avoiding unit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl. 6 ,DB名) G03B 3/00 G02B 7/28 Front page of the continuation (58) investigated the field (Int.Cl. 6, DB name) G03B 3/00 G02B 7/28

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】それぞれ複数の画素アレイから成り、同一物体光による一対の光束をそれぞれ受光して光電変換する一対のイメージセンサと、 これら一対のイメージセンサの出力に基づいた第1の画像データと第2の画像データとから両イメージセンサ上の光像の相対変位を算出する像ずれ算出手段とを備えた焦点検出装置において、 少なくとも前記一方の画像データに基づいて前記物体光のパターンが有するコントラストを算出し、そのコントラストに基づいて、前記像ずれ算出手段で用いる基準画像範囲を設定する設定手段を備え、 この設定手段で設定された基準画像範囲に基づいて、前記像ずれ算出手段は前記第1および第2の画像データを比較して画像の相対変位量を算出することを特徴とする焦点検出装置。 1. A each comprising a plurality of pixel arrays, a pair of image sensors for receiving and photoelectrically converting each pair of light beams with the same object light, a first image data based on the output of the pair of image sensors a focus detection apparatus provided with an image shift calculation means for calculating the relative displacement of the optical image on both the image sensor and a second image data, the contrast with the pattern of the object light beam on the basis of at least the one of the image data calculates, on the basis of the contrast, includes setting means for setting a reference image range used in the image shift calculation means, based on the set reference image area in this setting means, the image shift calculation means said first focus detecting apparatus characterized by comparing the first and second image data to calculate the relative displacement of the image.
  2. 【請求項2】それぞれ複数の画素アレイから成り、同一物体光による一対の光束をそれぞれ受光して光電変換する一対のイメージセンサと、 これら一対のイメージセンサの出力に基づいた第1の画像データと第2の画像データとから両イメージセンサ上の光像の相対変位を算出する像ずれ算出手段とを備えた焦点検出装置において、 少なくとも前記一方の画像データにおける複数の画素を含む初期基準画像範囲内に、前記物体光のパターンが有するコントラストの大きなものがある場合、大きなコントラストの画素を含むように前記像ずれ算出手段で用いる基準画像範囲を変更して設定する設定手段を備え、 この設定手段で設定された基準画像範囲に基づいて、前記像ずれ算出手段は前記第1および第2の画像データを比較して画像の相対 Wherein each of a plurality of pixel arrays, a pair of image sensors for receiving and photoelectrically converting each pair of light beams with the same object light, a first image data based on the output of the pair of image sensors a focus detecting device provided with an image shift calculation means for calculating the relative displacement of the optical image on both the image sensor and a second image data, the initial reference image area including a plurality of pixels in at least the one of the image data in the case where there is a large contrast with the pattern of the object beam, comprising a setting means for setting and changing the reference image range used in the image shift calculation means to include pixels of high contrast, in the setting means based on the set reference image area, it is the image shift calculation means image relative to compare the first and second image data 位量を算出することを特徴とする焦点検出装置。 Focus detection device and calculates the position quantity.
  3. 【請求項3】前記設定手段は、大きいコントラストが局在する画像データの場合、大きいコントラストが局在する画像データ周辺の領域に前記基準画像範囲を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の焦点検出装置。 Wherein said setting means, when the image data larger contrast is localized, claim 1 or 2 larger contrast and changes the reference image area in the area of ​​the peripheral image data to be localized focus detecting apparatus according to.
  4. 【請求項4】前記設定手段は、前記基準画像範囲の端に大きなコントラストをもつ画像データの場合、その大きなコントラストが端に存在しなくなるように前記基準画像範囲を変更することを特徴とする請求項1または2に記載の焦点検出装置 Wherein said setting means, when the image data having a large contrast to the end of the reference image area, wherein, characterized in that the large contrast changes the reference image area so that it is no longer present in the end focus detecting apparatus according to claim 1 or 2
JP17563988A 1988-07-13 1988-07-13 Focus detection device Expired - Lifetime JP2881772B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17563988A JP2881772B2 (en) 1988-07-13 1988-07-13 Focus detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17563988A JP2881772B2 (en) 1988-07-13 1988-07-13 Focus detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0224617A true JPH0224617A (en) 1990-01-26
JP2881772B2 true JP2881772B2 (en) 1999-04-12

Family

ID=15999602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17563988A Expired - Lifetime JP2881772B2 (en) 1988-07-13 1988-07-13 Focus detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2881772B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0875986A (en) * 1994-09-06 1996-03-22 Nikon Corp Focus detector

Also Published As

Publication number Publication date Type
JPH0224617A (en) 1990-01-26 application

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7619656B2 (en) Systems and methods for de-blurring motion blurred images
US4768052A (en) Focus detecting device
US20020159650A1 (en) Image processing apparatus and recording medium, and image processing apparatus
JP2010062640A (en) Image capturing apparatus, method of controlling the same, and program
US20040207747A1 (en) Focus sensing apparatus, focus sensing method using phase-differential detection and computer-readable storage medium therefor
JP2008299184A (en) Imaging apparatus and focus detecting device
JP2002051255A (en) Main object detectable camera
JPH10191136A (en) Image pickup device and image synthesizer
JP2000324505A (en) Image input device and lens for exchange
JP2006140594A (en) Digital camera
JP2002112099A (en) Apparatus and method for repairing image
JP2008211631A (en) Focal point detection element, focal point detector, and imaging apparatus
JP2001215404A (en) Camera having main object detecting function
JP2009069577A (en) Imaging apparatus
JP2002365524A (en) Autofocus device and imaging device using the same
US7750970B2 (en) Distance-measuring device installed in camera
US5563678A (en) Focus detection device and method
US20010008423A1 (en) Distance measuring device and a camera provided with the distance measuring device
JP2002010126A (en) Image pickup device
JP2011135563A (en) Image capturing apparatus, and image processing method
JP2007282188A (en) Object tracker, object tracking method, object tracking program and optical equipment
US20140211045A1 (en) Image processing apparatus and image pickup apparatus
JP2001221945A (en) Automatic focusing device
JP2009031760A (en) Imaging apparatus and automatic focus control method
JPH0836129A (en) Method for focusing

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090205

Year of fee payment: 10

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090205

Year of fee payment: 10