JP3039066B2 - Focus detection device - Google Patents

Focus detection device

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JP3039066B2
JP3039066B2 JP31550391A JP31550391A JP3039066B2 JP 3039066 B2 JP3039066 B2 JP 3039066B2 JP 31550391 A JP31550391 A JP 31550391A JP 31550391 A JP31550391 A JP 31550391A JP 3039066 B2 JP3039066 B2 JP 3039066B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、焦点検出装置に関し、
特に撮影レンズ(結像光学系)を通過した光束を用いて
測距光学系によって形成された2つの物体像の相対的位
置関係により結像光学系の結像状態を検出するようにし
た写真用カメラやビデオカメラ等に好適な焦点検出装置
の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detecting device,
In particular, for a photograph in which an image-forming state of an image-forming optical system is detected based on a relative positional relationship between two object images formed by a distance-measuring optical system using a light beam that has passed through a photographing lens (image-forming optical system). The present invention relates to an improvement of a focus detection device suitable for a camera, a video camera, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、焦点検出装置における焦点検
出方法として、いわゆる像ずれ方式の焦点検出装置が知
られている。この方式においては、比較すべき2つの物
体像(二像)が単に横ずれしているだけの同一像である
ことを前提としている。このため、測距光束にケラレが
生じないように、結像光学系の口径比に制約を設けると
か、測距視野の配置に制約を設けるといったことが必要
であった。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a focus detection method in a focus detection device, a so-called image shift type focus detection device has been known. In this method, it is assumed that two object images (two images) to be compared are the same images that are merely laterally shifted. For this reason, it is necessary to restrict the aperture ratio of the imaging optical system or to restrict the arrangement of the distance measurement visual field so that the distance measuring light beam does not become vignetting.

【0003】また、測距光束のケラレによる像信号の劣
化に対して、像信号のハイパスフィルター処理を施すこ
との有効性が知られている。しかしながらこれは、製造
誤差等による光束の微小なケラレの悪影響を除去するの
が主目的であって、上記の欠点が解消され、開放Fナン
バーの制約がなくなり測距視野のレイアウトも自由に行
えるようになると言った効果のあるものではなかった。
It is also known that high-pass filtering of an image signal is effective against deterioration of the image signal due to vignetting of a distance measuring light beam. However, this is mainly intended to remove the adverse effects of minute vignetting of the light beam due to manufacturing errors and the like, so that the above-mentioned drawbacks are eliminated, the restriction of the open F-number is eliminated, and the layout of the distance measuring field can be freely performed. Was not as effective.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このような焦点検出装
置を、例えば一眼レフカメラに適用したカメラシステム
の場合はまず、撮影レンズの開放Fナンバーが、一般に
F1.0〜F8に設定されている。このため、このよう
なカメラシステムをオートフォーカス化(自動焦点化)
しようとしたとき、前記のようにオートフォーカスで使
用できる撮影レンズを、例えばF5.6よりも明るいも
のに限定するとか、あるいは、測距視野を測距光束がケ
ラレにくい光軸付近の例えば光軸から5mm以内の位置
にレイアウトするといった割り切りが必要となってく
る。したがって、どんな撮影レンズでも、さらには、フ
ァインダー視野のどこの領域でも動作(測距)するよう
なオートフォーカスを有したカメラシステムは実現する
のが大変難しかった。
In the case of a camera system in which such a focus detection device is applied to, for example, a single-lens reflex camera, first, the open F number of the taking lens is generally set to F1.0 to F8. . For this reason, such a camera system is made into auto focus (auto focus)
When trying to do so, the photographing lens that can be used for autofocusing as described above is limited to a lens that is brighter than, for example, F5.6, or the distance measurement field of view is, for example, an optical axis near the optical axis where the distance measurement light flux is hard to vignet. It becomes necessary to divide the layout such that it is laid out at a position within 5 mm from the position. Therefore, it has been very difficult to realize a camera system having an autofocus that operates (distance measurement) in any photographing lens and in any region of the viewfinder field of view.

【0005】また、本出願人が、例えば特願平2−17
8848号で開示した、測距光学系の光路中に拡散板を
配置した改良型の測距光学系においては、測距光束がケ
ラレていない範囲に限っては、その特徴であるところの
測距精度の向上が達成される。しかしながら、拡散板の
ためにケラレが起こり易く、このケラレが生じた場合に
は測距することが難しくなる傾向があった。
[0005] Further, the applicant of the present invention has disclosed, for example, Japanese Patent Application No. 2-17 / 1990.
In the improved distance measuring optical system disclosed in Japanese Patent No. 8848, in which a diffuser plate is arranged in the optical path of the distance measuring optical system, the distance measuring characteristic which is a feature of the distance measuring light beam is limited as long as it is not vignetting. Improved accuracy is achieved. However, vignetting is likely to occur due to the diffusion plate, and when this vignetting occurs, it tends to be difficult to measure the distance.

【0006】本発明は像ずれ方式を利用して焦点検出を
行う際、測距用光束に多少のケラレがあっても適切に構
成したフィルター手段を用いることにより、結像光学系
の口径比を節約し、測距視野配置の制約を排除すると共
に高精度に焦点検出を行うことができる焦点検出装置の
提供を目的とする。
According to the present invention, when focus detection is performed using the image shift method, the aperture ratio of the imaging optical system can be reduced by using an appropriately configured filter means even if there is some vignetting in the distance measuring light beam. It is an object of the present invention to provide a focus detection device capable of saving focus, eliminating restrictions on the arrangement of distance measurement fields, and performing focus detection with high accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の焦点検出装置
は、 (ア−1)焦点検出されるべき結像光学系の結像状態に
応じて、相対的な位置関係が変化する第1と第2の2つ
の物体像を形成する再結像光学系と、該第1と第2の物
体像に対応した第1と第2の信号をそれぞれ出力する複
数の画素よりなる光電変換手段と、該第1と第2の信号
を演算上で順次相対的に変位させ、各相対変位位置にお
ける第1と第2の信号の一致度を表わす評価量を演算す
るに際し、予め該第1と第2の信号に対して該相対変位
位置に応じて決定される相対変位位置毎のフィルターを
用いてフィルター処理を施し、該評価量の変化に基づい
て該第1と第2の物体像の像ずれ量を求め、該像ずれ量
に対してデフォーカス量変換演算を施すことによって該
結像光学系の結像状態を検出する焦点検出装置であっ
て、該像ずれ量に対してデフォーカス量変換演算は、さ
らに焦点検出されるべき結像光学系の口径比を1つの関
数として演算することを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a focus detecting apparatus comprising: (a-1) a relative position relationship which changes in accordance with an imaging state of an imaging optical system to be subjected to focus detection; A re-imaging optical system that forms a second two object images, and a photoelectric conversion unit that includes a plurality of pixels that respectively output first and second signals corresponding to the first and second object images, The first and second signals are sequentially displaced relative to each other in operation, and the first and second signals are previously calculated when calculating an evaluation amount representing the degree of coincidence between the first and second signals at each relative displacement position. Is subjected to filter processing using a filter for each relative displacement position determined according to the relative displacement position, and the amount of image shift between the first and second object images is determined based on the change in the evaluation amount. Is calculated, and a defocus amount conversion operation is performed on the image shift amount, thereby forming the image forming optical system. A focus detection device for detecting an image state, wherein the defocus amount conversion calculation for the image shift amount further calculates the aperture ratio of the imaging optical system to be focus-detected as one function. I have.

【0008】(ア−2)焦点検出されるべき結像光学系
の結像状態に応じて、相対的な位置関係が変化する第1
と第2の2つの物体像を形成する再結像光学系と、該第
1と第2の物体像に対応した第1と第2の信号をそれぞ
れ出力する複数の画素よりなる光電変換手段と、該第1
と第2の信号を演算上で順次相対的に変位させ、各相対
変位位置における第1と第2の信号の一致度を表わす評
価量を演算する際、予め該第1と第2の信号に対して該
相対変位位置に応じて決定される相対変位位置毎のフィ
ルターを用いてフィルター処理を施し、該評価量の変化
に基づいて該第1と第2の物体像の像ずれ量を求め、該
像ずれ量に対してデフォーカス量変換演算を施すことに
よって該結像光学系の結像状態を検出する焦点検出装置
であって、該像ずれ量に対してデフォーカス量変換演算
は、さらに焦点検出されるべき結像光学系の射出瞳位置
を1つの関数として演算することを特徴としている。 (ア−3)焦点検出されるべき結像光学系の結像状態に
応じて、相対的な位置関係が変化する一対の物体像を形
成する再結像光学系と、該一対の物体像に対応した第1
と第2の信号をそれぞれ出力する複数の画素よりなる光
電変換手段を複数有し、該第1と第2の信号を演算上で
順次相対的に変位させ、各相対変位位置における第1と
第2の信号の一致度を表わす評価量を演算する際、予め
該第1と第2の信号に対して相対変位位置に応じて決定
される相対変位位置毎のフィルターを用いてフィルター
処理を施し、該評価量の変化に基づいて該第1と第2の
物体像の像ずれ量を求め、該像ずれ量に対してデフォー
カス量変換演算を施すことによって該結像光学系の結像
状態を検出する焦点検出装置であって、該像ずれ量に対
してデフォーカス量変換演算は、さらに焦点検出される
べき結像光学系の光軸から該複数の画素よりなる光電変
換手段によって決定される測距視野までを代表する距離
を1つの関数として演算することを特徴としている。
(A-2) First relative position changes in accordance with the imaging state of the imaging optical system to be focused.
And a re-imaging optical system for forming two object images, and a photoelectric conversion unit including a plurality of pixels for outputting first and second signals corresponding to the first and second object images, respectively. , The first
And the second signal are sequentially displaced relative to each other in operation, and when calculating an evaluation amount representing the degree of coincidence between the first and second signals at each relative displacement position, the first and second signals are On the other hand, filter processing is performed using a filter for each relative displacement position determined according to the relative displacement position, and an image shift amount between the first and second object images is obtained based on a change in the evaluation amount, A focus detection device that detects an imaging state of the imaging optical system by performing a defocus amount conversion operation on the image shift amount, wherein the defocus amount conversion operation on the image shift amount further includes: The method is characterized in that the exit pupil position of the imaging optical system to be subjected to focus detection is calculated as one function. (A-3) A re-imaging optical system that forms a pair of object images whose relative positional relationship changes in accordance with the imaging state of the imaging optical system to be focus-detected; Corresponding first
And a plurality of photoelectric conversion means each comprising a plurality of pixels respectively outputting a second signal and a second signal. The first and second signals are sequentially displaced relative to each other in operation, and the first and second signals at each relative displacement position are calculated. When calculating the evaluation amount indicating the degree of coincidence of the two signals, the first and second signals are subjected to filter processing using a filter for each relative displacement position determined in advance according to the relative displacement position, The image shift amount of the first and second object images is obtained based on the change of the evaluation amount, and the defocus amount conversion operation is performed on the image shift amount to change the image forming state of the image forming optical system. A focus detection device for detecting, wherein a defocus amount conversion calculation for the image shift amount is determined by a photoelectric conversion unit including a plurality of pixels from an optical axis of an imaging optical system to be further subjected to focus detection. The distance representing the distance measurement field is defined as one function It is characterized by computing.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の焦点検出装置の焦点検出系の
検出原理を示す要部概略図である。本実施例では撮影光
束と測距光束を揃えることによって、被写体像の空間周
波数まで考慮した最適ピント位置を得ることを特徴とし
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic diagram showing the principle of detection of a focus detection system of a focus detection device according to the present invention. The present embodiment is characterized in that an optimum focus position in consideration of a spatial frequency of a subject image is obtained by aligning a photographing light beam and a distance measuring light beam.

【0010】まずその構成を説明する。図1において、
40は被写体面、41は撮影レンズ、42は撮影レンズ
41の予定結像面付近に微細な凹凸からなるマット面4
2aを持った拡散板、43はフィールドレンズ(コンデ
ンサーレンズ)48は二つの開口部48a,48bを有
する絞り、44は撮影レンズ41の光軸L2を中心にし
て対象に配置された二つのレンズ部44a,44bを有
する再結像レンズ(2次結像レンズ)である。この再結
像レンズ44は、二つの絞り開口48a,48bを通過
した光束を収斂し、後方に配置された光電変換素子列4
6、47上に被写体の二次物体像を形成する。ここで得
られた光電変換出力は、後述するマイクロコンピュータ
に入力され、撮影レンズの焦点検出に供される。
First, the configuration will be described. In FIG.
40 is a subject surface, 41 is a photographic lens, and 42 is a mat surface 4 having fine irregularities near a predetermined imaging surface of the photographic lens 41.
A diffusing plate 2a; 43, a field lens (condenser lens); 48, an aperture having two openings 48a, 48b; 44, two lens units disposed symmetrically about the optical axis L2 of the taking lens 41; It is a re-imaging lens (secondary imaging lens) having 44a and 44b. This re-imaging lens 44 converges the light beam that has passed through the two aperture openings 48a and 48b, and the photoelectric conversion element array 4 arranged rearward.
6. A secondary object image of the subject is formed on 6, 47. The photoelectric conversion output obtained here is input to a microcomputer described later, and is used for focus detection of the photographing lens.

【0011】上記のフィールドレンズ43は拡散板42
での拡散を無視すれば、絞り48と撮影レンズ41との
射出瞳とを共役関係に投影する作用を有し、拡散板の拡
散特性と、このフィールドレンズの集光特性とによっ
て、撮影レンズの射出瞳上における測距光束の通過領域
が決定されている。
The above-mentioned field lens 43 is a diffusion plate 42
If the diffusion in the lens is ignored, it has the effect of projecting the aperture 48 and the exit pupil of the photographic lens 41 in a conjugate relationship, and the diffusion characteristics of the diffusion plate and the condensing characteristics of this field lens cause The passing area of the ranging light beam on the exit pupil is determined.

【0012】図2は拡散版42の拡散特性を示す説明図
である。撮影レンズ41側から垂直に入射する光線Lが
再結像レンズ側のマット面42aで拡散する様子を示し
ている。図は、入射角と同じ角度で射出する直進成分が
最も強く、これから離れるほど弱くなることを表わし、
撮影レンズ側から入射した光線は、絞り48上である程
度の広がりを持つことが理解される。従って、光線逆進
の原理により、絞り48上のある点に集束する光束は、
逆に射出瞳上においてある程度の広がりを持つことにな
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the diffusion characteristics of the diffusion plate 42. This shows a state in which a light beam L vertically incident from the taking lens 41 side is diffused on the mat surface 42a on the re-imaging lens side. The figure shows that the straight component emitted at the same angle as the incident angle is the strongest, and becomes weaker as it goes away from it.
It is understood that the light rays incident from the taking lens have a certain extent on the stop 48. Therefore, the light flux converging at a certain point on the stop 48 due to the principle of ray regression is
Conversely, it has some extent on the exit pupil.

【0013】図3及び図4はこの説明図で、図3は絞り
48の平面図、図4は撮影レンズ41の射出瞳上におけ
る絞り48の像を示す概略図である。図3に示すよう
に、二つの絞り開口48a,48bは一つの円を二分割
した形状となっている。フィールドレンズ43によっ
て、これらの絞り開口48a,48bの像が撮影レンズ
41の射出瞳上に形成されるが、拡散版42の作用によ
り、滲みの生じた像となる。図4はこのときの状態を簡
略的に示している。
FIGS. 3 and 4 are explanatory diagrams. FIG. 3 is a plan view of the stop 48, and FIG. 4 is a schematic view showing an image of the stop 48 on the exit pupil of the photographing lens 41. As shown in FIG. 3, the two aperture openings 48a and 48b have a shape obtained by dividing one circle into two. The field lens 43 forms images of the aperture openings 48 a and 48 b on the exit pupil of the photographing lens 41, but the image becomes blurred due to the action of the diffusion plate 42. FIG. 4 schematically shows the state at this time.

【0014】図4において二つの開口像49a,49b
のそれぞれを右斜めの斜線と左斜めの斜線で表わしてい
る。この滲みのために、これらの開口像はその一部が重
なりあい、全体としては射出瞳の内側いっぱいに広がっ
た形状となっている。この結果、絞り開口像49a,4
9bの重心間隔を比較的小さくした状態で、射出瞳の広
い領域から測距光束を取り込むことが可能である。
In FIG. 4, two aperture images 49a and 49b are provided.
Are represented by diagonally right oblique lines and diagonally left oblique lines. Due to the bleeding, these aperture images partially overlap each other, and as a whole, have a shape that spreads completely inside the exit pupil. As a result, the aperture images 49a, 4
It is possible to capture the distance measurement light beam from a wide area of the exit pupil with the center of gravity of 9b relatively small.

【0015】次に、以上の構成による焦点検出装置の測
距原理について説明する。
Next, the principle of distance measurement of the focus detecting device having the above configuration will be described.

【0016】図5(A),図5(B)は、このための説
明図で、撮影レンズ41から絞り48までの詳細を示し
ている。拡散板42のマット面42aにおける光の拡散
については、厳密には波動光学的な解析が必要だが、こ
こでは、その近似として幾何光学的な説明を加える。
FIGS. 5A and 5B are explanatory diagrams for this purpose, and show the details from the taking lens 41 to the aperture 48. FIG. For the diffusion of light on the mat surface 42a of the diffusion plate 42, strictly, wave optics analysis is necessary, but here, geometric optics will be described as an approximation.

【0017】図5(A)で絞り開口48a,48b内の
点G、Hとマット面42aの光軸上の点Eとを通る2本
の光線A、Bを考える。簡単のためコンデンサ−レンズ
43は薄肉で、マット面42aに隣接していると考える
と、点Eから絞り48の開口上の点G、Hを見込む角度
はθ1 である。マット面42aは拡散面であるため連続
した微細な凹凸の集合体である。点Eにおけるマット面
42aの接平面が図にP1で示した面であるとすれば、
光線A、Bはここで屈折し光線A´、B´となる。屈折
した2本の光線が撮影レンズ41の射出瞳上に到達する
点をそれぞれI、Jとする。
In FIG. 5A, two rays A and B passing through points G and H in the aperture openings 48a and 48b and a point E on the optical axis of the mat surface 42a are considered. Considering that the condenser lens 43 is thin and is adjacent to the mat surface 42a for simplicity, the angle from the point E to the points G and H on the opening of the diaphragm 48 is θ1. Since the mat surface 42a is a diffusion surface, it is an aggregate of continuous fine irregularities. Assuming that the tangent plane of the mat surface 42a at the point E is the surface indicated by P1 in the drawing,
The light beams A and B are refracted here and become light beams A 'and B'. Points at which the two refracted light beams reach the exit pupil of the photographing lens 41 are denoted by I and J, respectively.

【0018】図5(B)も同様でマット面42aの光軸
上の点Eのごく近傍に点Fを設定し、そこでの光線の振
る舞いについて考える。点Fにおける接平面を図のよう
にP2とし、点Fから絞り開口上の点G、Hを見込む角
度をθ2 であるとする。図5(A)と同様に絞り48の
開口上の点G、HとFとを通る2本の光線C、Dはここ
で屈折し光線C´、D´となる。屈折した2本の光線が
撮影レンズ41の射出瞳上に到達する点をそれぞれK、
Mとする。
In FIG. 5B, a point F is set very close to a point E on the optical axis of the mat surface 42a, and the behavior of light rays there will be considered. Assume that the tangent plane at the point F is P2 as shown in the figure, and the angle from the point F to the points G and H on the aperture opening is θ2. As in FIG. 5A, two rays C and D passing through points G, H and F on the aperture of the stop 48 are refracted here to become rays C 'and D'. Points at which the two refracted rays reach the exit pupil of the taking lens 41 are denoted by K and K, respectively.
M is assumed.

【0019】ピント板42の厚みを無視し、図5
(A)、(B)で示した撮影レンズ41の射出瞳上の各
到達点I、J、K、Mをそれぞれ点E、Fから見込む角
度をθ1'、θ2'とする。点Eと点Fは極めて近距離であ
る。従ってθ1 とθ2 及び接平面の傾きがともに小さい
範囲で納まるとすれば近似的に θ1'≒θ2' が成立する。
Ignoring the thickness of the focus plate 42, FIG.
The angles at which the respective arrival points I, J, K, and M on the exit pupil of the photographing lens 41 shown in (A) and (B) are viewed from points E and F are θ1 ′ and θ2 ′. Points E and F are extremely close. Therefore, if both θ1 and θ2 and the inclination of the tangent plane fall within a small range, approximately θ1 ′ ≒ θ2 ′ holds.

【0020】これは光軸がマット面42aに交わる点か
ら2つの絞り開口を見込む角度が小さい範囲で、ある範
囲内に屈折した光線について測距基線長が同一であるこ
とを意味している。図2に示したのはマット面による拡
散特性の一例であるが、これは幾何光学的に言うと点E
の回りに様々な方向の接平面が存在し、それらの総合と
して得られた特性であると解釈することができる。マッ
ト面の拡散特性は光量との兼ねあいである範囲に納まっ
ており、これらの各接平面に対して図5の説明を当ては
めることができる。
This means that, within a range in which the angle of view of the two aperture openings from the point where the optical axis intersects the mat surface 42a is small, the distance measuring base line length is the same for rays refracted within a certain range. FIG. 2 shows an example of the diffusion characteristic due to the matte surface.
There are tangent planes in various directions around, and it can be interpreted as a characteristic obtained as a sum of them. The diffusion characteristic of the matte surface is in a range that is incompatible with the amount of light, and the description of FIG. 5 can be applied to each of these tangent planes.

【0021】又、図5の説明では簡単のため光軸上の点
の測距について説明を行ったが、光軸外の点について同
様の説明が成立するのは明らかである。従って本発明の
ような焦点検出装置の測距基線長は絞り48の開口の間
隔によって決定され、拡散板の特性には影響されない。
In addition, in the description of FIG. 5, distance measurement of a point on the optical axis has been described for simplicity, but it is clear that the same description holds for a point outside the optical axis. Accordingly, the distance measuring base line length of the focus detecting device according to the present invention is determined by the distance between the openings of the diaphragm 48, and is not affected by the characteristics of the diffusion plate.

【0022】このような性質から、焦点検出動作は拡散
板を有しない従来の焦点検出装置と基本的には同一であ
る。例えば、撮影レンズ41が図の左方向に繰り出され
て、いわゆる前ピン状態となると、再次結像レンズ44
a,44bによって各々の光電変換素子列46,47の
受光面上に投影されていた被写体像(物体像)が、それ
ぞれ矢印方向にずれ、この物体像の相対的ずれ量に応じ
た光電変換素子列46,47の出力変化により、前ピン
状態であること及びその量が検出されることになる。ま
た、後ピン状態の場合には、各々の物体像が、前ピン状
態の場合と逆にずれるので、後ピン状態であることと、
その量が検出される。
Due to such properties, the focus detection operation is basically the same as that of a conventional focus detection device having no diffuser. For example, when the photographing lens 41 is extended to the left in the drawing to be in a so-called front focus state, the re-imaging lens 44
The subject images (object images) projected on the light receiving surfaces of the respective photoelectric conversion element arrays 46 and 47 by a and 44b are respectively displaced in the directions of the arrows, and the photoelectric conversion elements corresponding to the relative displacement amounts of the object images The change in the output of the columns 46 and 47 indicates that the front focus state and the amount thereof are detected. Also, in the case of the back focus state, since each object image is shifted in the opposite way to the case of the front focus state, it is in the back focus state,
The amount is detected.

【0023】以上の説明のように、この焦点検出装置で
は、拡散板を利用して、測距基線長を必要以上に長くす
ることなく明るいFナンバーの測距光束を取り込めるよ
うに構成しているため、被写体像の空間周波数に応じた
最適なピント位置の検出が可能となっている。また、こ
れから説明するように、拡散板として一眼レフカメラの
ピント板を用いると言った応用も可能である。
As described above, this focus detection device is configured to utilize a diffuser plate so as to capture a light beam having a bright F-number without increasing the distance measurement base line length more than necessary. Therefore, it is possible to detect an optimum focus position according to the spatial frequency of the subject image. Further, as described below, an application in which a focusing plate of a single-lens reflex camera is used as a diffusion plate is also possible.

【0024】図6は本発明の焦点検出装置を一眼レフカ
メラに適用したときの要部概略図である。
FIG. 6 is a schematic view of a main part when the focus detection device of the present invention is applied to a single-lens reflex camera.

【0025】図中80は一眼レフカメラ本体、82は撮
影レンズ81を光軸方向に移動可能に保持するレンズ鏡
筒、83は可動ミラ−である。可動ミラ−83は被写体
観察時には下降した状態にあって、撮影レンズ81から
の光束を上方に偏向してファインダ及び本発明になる焦
点検出系へ導く役割をする。又、83は撮影時には写真
フィルム92の露光開始直前に撮影レンズからの光束を
けらない位置まで跳ね上げられ、露光終了とともに再び
図1の状態に戻される。
In the figure, reference numeral 80 denotes a single-lens reflex camera main body; 82, a lens barrel for holding a photographing lens 81 movably in the optical axis direction; and 83, a movable mirror. The movable mirror 83 is in a lowered state when observing the subject, and serves to deflect the light beam from the photographing lens 81 upward and guide it to the finder and the focus detection system according to the present invention. Further, at the time of photographing, the lens 83 is jumped up to a position where the light beam from the photographing lens is not obstructed immediately before the exposure of the photographic film 92 is started, and is returned to the state of FIG.

【0026】次にファインダ及び焦点検出系であるが、
84は撮影レンズ81によって被写体像の投影されるピ
ント板で、同時に測距光束を拡散する役割をしている。
85はコンデンサ−レンズ(フィールドレンズ)、86
はペンタプリズム、87は焦点検出系へ光束を分割する
光分割器、88は接眼レンズである。ピント板84の光
入射面には、測距光束をピント坂84の光射出面側に形
成されているマット面84cに対し垂直に近い角度で入
射させるための球面部84aが形成され、測距視野外と
なる周辺部にはフレネルレンズ84bが形成されてい
る。マット面84cは予定結像面の曲りを補正するた
め、球面部84aに対応した部分が僅かに凸面になって
いる。マット面84cで拡散した光線は、その後方に配
置されたコンデンサ−レンズ85により接眼レンズ88
の配置に適合するように屈折させられる。次いで光線は
ペンタプリズム86と光分割器87のハーフミラー面8
7aを通過し接眼レンズ88の方向に偏向され、接眼レ
ンズ88を通過後に観察者の目に達する。
Next, regarding a finder and a focus detection system,
Reference numeral 84 denotes a focus plate on which a subject image is projected by the photographing lens 81, and has a function of simultaneously diffusing a distance measuring light beam.
85 is a condenser lens (field lens), 86
Denotes a pentaprism, 87 denotes a light splitter that splits a light beam into a focus detection system, and 88 denotes an eyepiece. On the light incident surface of the focus plate 84, there is formed a spherical portion 84a for allowing the distance measuring light beam to enter the mat surface 84c formed on the light exit surface side of the focus slope 84 at an angle nearly perpendicular to the mat surface 84c. A Fresnel lens 84b is formed in a peripheral portion outside the field of view. The mat surface 84c has a slightly convex surface at a portion corresponding to the spherical portion 84a in order to correct the curvature of the planned image forming surface. The light beam diffused by the mat surface 84c is converted into an eyepiece 88 by a condenser lens 85 disposed behind the mat surface 84c.
Is refracted to match the arrangement of Next, the light beam is applied to the pentaprism 86 and the half mirror surface 8 of the light splitter 87.
After passing through the eyepiece 88, it is deflected in the direction of the eyepiece 88 and reaches the eyes of the observer after passing through the eyepiece 88.

【0027】接眼レンズ88の直前に置かれた光分割器
87はハ−フミラ−87aにより接眼レンズに到達すべ
き光の一部を上方に反射させ、その反射光束を焦点検出
に利用させる役割を果たす。遮光マスク89以下は焦点
検出系で、90は透明プラスチックより成る2次結像レ
ンズ(再結像レンズ)、93は絞り、94は導光プリズ
ム108、108h1、108h2 は多数の画素よりなる
光電変換素子の画素列で、該画素列は透明樹脂製パッケ
−ジ95によって保持されている。絞り93は2次結像
レンズ90、コンデンサ−レンズ85、ピント板84の
球面部84aにより撮影レンズ81の射出瞳上に投影さ
れる。又、2次結像レンズ90はピント板のマット面8
4cを光電変換素子108h1 、108b2 上に投影す
る役目も果たしている。マット面84cの拡散作用によ
り図1で説明したのと同様被写体の投影像は滲んで広が
りをもった状態となっている。
The light splitter 87 placed just before the eyepiece 88 reflects a part of the light to reach the eyepiece upward by the half mirror 87a, and uses the reflected light beam for focus detection. Fulfill. The portion below the light shielding mask 89 is a focus detection system, 90 is a secondary imaging lens (re-imaging lens) made of transparent plastic, 93 is a stop, 94 is a light guide prism 108, 108h1, 108h2 is a photoelectric conversion device composed of many pixels. In the pixel row of the element, the pixel row is held by a transparent resin package 95. The aperture 93 is projected onto the exit pupil of the photographing lens 81 by the secondary imaging lens 90, the condenser lens 85, and the spherical portion 84a of the focusing plate 84. The secondary imaging lens 90 is provided on the mat surface 8 of the focusing plate.
It also serves to project 4c onto the photoelectric conversion elements 108h1 and 108b2. Due to the diffusion effect of the mat surface 84c, the projected image of the subject is in a state of being spread and spread as described with reference to FIG.

【0028】図7、図8はこのように構成された焦点検
出光学系を光軸に沿って展開したものである。図7はフ
ァインダ−視野短辺方向の断面、図8は長辺方向の断面
を示している。図中186及び187はそれぞれペンタ
プリズム86、光分割器87を光路に沿って展開したの
と等しい光路長をもつ等価平行平面部材である。
FIGS. 7 and 8 show the thus constructed focus detection optical system developed along the optical axis. 7 shows a cross section in the direction of the finder-field short side, and FIG. 8 shows a cross section in the long side direction. In the drawing, reference numerals 186 and 187 denote equivalent parallel plane members having the same optical path length as the pentaprism 86 and the optical splitter 87 developed along the optical path, respectively.

【0029】コンデンサレンズ85は観察系に対しては
接眼レンズ88と撮影レンズ81の射出瞳とを互いに投
影関係に導くことによってファインダ−全視野を明るく
見せる作用、焦点検出系に対しては該系の絞り93と撮
影レンズ81の射出瞳とを同じく投影関係に導いて広い
測距視野を得る作用を合わせ持っている。これは接眼レ
ンズ88と絞り93を光学的にほぼ等価な位置に配置す
ることによって実現できる。
The condenser lens 85 acts to project the eyepiece 88 and the exit pupil of the photographing lens 81 into a projection relationship with each other for an observation system, thereby making the entire viewfinder brighter. The aperture 93 and the exit pupil of the photographing lens 81 are similarly brought into a projection relation to obtain a wide distance measurement field of view. This can be achieved by arranging the eyepiece 88 and the stop 93 at optically equivalent positions.

【0030】この2つの作用を両立させる際、焦点検出
系の投影関係では該検出系のディスト−ションが検出精
度に影響を与えるため、コンデンサ−レンズ85の両面
の曲率に制限を加えることは難しい。一方、観察系の投
影関係については所定のパワ−さえ得られれば曲率にあ
る程度の制約を加え、任意の値に故意に持っていくこと
も可能である。この特性を利用してカメラの小型化を計
るため、コンデンサ−レンズ85の第1面は2つの曲率
の部分により構成されている。
When the two functions are compatible, it is difficult to limit the curvature of both sides of the condenser lens 85 because the distortion of the focus detection system affects the detection accuracy in the projection relationship of the focus detection system. . On the other hand, with respect to the projection relationship of the observation system, it is possible to add a certain restriction to the curvature as long as a predetermined power can be obtained, and to intentionally take an arbitrary value. In order to reduce the size of the camera using this characteristic, the first surface of the condenser lens 85 is formed of two curvature portions.

【0031】図9はこの様子を示したものでコンデンサ
レンズ85を光入射方向より観察した平面図である。図
中85aは曲率を有する球面部、85bは平面部であ
る。球面部85aの径はこの内部に測距用の光束が通過
する範囲が含まれるように設定されており、この外側の
平面部は観察系の都合によって曲率に制限を加えた結果
である。このように周辺に平面部を設けることにより、
光入射面全体に曲率を設ける場合に比べコンデンサレン
ズ85の厚さを極めて薄くすることが可能である。この
場合、球面部85aと平面部85bとの境界は不連続と
なるが、本実施例では領域によって異なる屈折力の不連
続を、ピント板84の形状を工夫することによって解決
している。図10(A)はピント板84を光入射方向か
らみた平面図、図10(B)はその断面図である。図1
0(A)に示されているようにピント板84も2つの領
域、即ち球面部84aとフレネルレンズ部84bによっ
て構成されている。コンデンサ−レンズ85とピント板
84に形成された各々2つの領域の境界部は、接眼レン
ズ88を通して光軸上の基準位置から撮影者がファイン
ダ−を観察したとき、互いに重なるような大きさに設定
されている。
FIG. 9 is a plan view showing this state, in which the condenser lens 85 is observed from the light incident direction. In the figure, reference numeral 85a denotes a spherical portion having a curvature, and 85b denotes a flat portion. The diameter of the spherical portion 85a is set so as to include a range through which a light beam for distance measurement passes, and the outer flat portion is the result of limiting the curvature due to the convenience of the observation system. By providing a plane portion around the periphery in this way,
The thickness of the condenser lens 85 can be made extremely thin as compared with the case where a curvature is provided on the entire light incident surface. In this case, the boundary between the spherical portion 85a and the flat portion 85b is discontinuous. In the present embodiment, however, the discontinuity of the refractive power that varies depending on the region is solved by devising the shape of the focusing plate 84. FIG. 10A is a plan view of the focus plate 84 viewed from the light incident direction, and FIG. 10B is a sectional view thereof. FIG.
As shown in FIG. 2A, the focus plate 84 is also formed of two regions, namely, a spherical portion 84a and a Fresnel lens portion 84b. The boundary between the two regions formed on the condenser lens 85 and the focusing plate 84 is set to have a size such that they overlap each other when the photographer observes the finder from a reference position on the optical axis through the eyepiece 88. Have been.

【0032】図10(B)は前述のようにピント板84
の断面を示している。図中の2本の接線V、Wから分か
るようにフレネルレンズ部84bは球面部84aに付加
される形で付いている。このためフレネルレンズ部84
bの屈折力は球面部84aより大きく、結果として対応
関係にあるコンデンサ−レンズ85の平面部85bが持
っている球面部85aに対する屈折力の低下を補う形と
なっている。即ち、観察系における接眼レンズ系に対す
る前述の投影関係を視野全体にわたって満足させるた
め、対応関係にあるピント板84の球面部84aとコン
デンサ−レンズ85球面部85a、ピント板84のフレ
ネルレンズ部84bとコンデンサ−レンズ85の平面部
85bの総合屈折力はコンデンサ−レンズ85の射出面
で考えた場合、合致するようになっている。
FIG. 10B shows the focus plate 84 as described above.
2 shows a cross section of FIG. As can be seen from the two tangent lines V and W in the figure, the Fresnel lens portion 84b is attached to the spherical portion 84a. Therefore, the Fresnel lens unit 84
The refractive power of b is larger than that of the spherical portion 84a, and as a result, the refractive power of the flat portion 85b of the corresponding condenser lens 85 is compensated for the decrease in the refractive power of the spherical portion 85a. That is, in order to satisfy the above-described projection relationship with the eyepiece system in the observation system over the entire field of view, the spherical portion 84a of the focusing plate 84, the spherical portion 85a of the condenser-lens 85, and the Fresnel lens portion 84b of the focusing plate 84, The overall refractive power of the flat portion 85b of the condenser-lens 85 matches when viewed from the exit surface of the condenser-lens 85.

【0033】次に焦点検出系の結像関係について再び図
7、図8を参照しながら説明を加える。2次結像レンズ
90は2対のレンズ部を一体に形成した光入射面と撮影
レンズの光軸と同軸の曲面をもつ光射出面よりなる一種
の両凸マルチレンズである。図11は2次結像レンズ9
0を光入射方向からみた形状を示すもので、中央のレン
ズ部90c、90dを挟んでその上下にレンズ部90
a、90bが配置されている。マルチレンズでは90a
と90b、90cと90dがそれぞれ対をなし、撮影レ
ンズ81の結像状態に対応して相対的位置の変化する2
対の物体像を形成する。これらのマルチレンズは総て球
面で構成されており、その球心はピント板84のマット
面84cの光軸上の位置から絞り93の4つの開口の重
心を通過するそれぞれの光線が、該開口に対応する各マ
ルチレンズに対してほぼ垂直に入射するように設定され
ている。
Next, the image forming relationship of the focus detection system will be described again with reference to FIGS. The secondary imaging lens 90 is a kind of biconvex multi-lens composed of a light incident surface integrally formed with two pairs of lens portions and a light exit surface having a curved surface coaxial with the optical axis of the photographing lens. FIG. 11 shows the secondary imaging lens 9.
0 shows the shape as viewed from the light incident direction, and the lens portions 90 above and below the central lens portions 90c and 90d.
a and 90b are arranged. 90a for multi-lens
And 90b, 90c and 90d make a pair, and the relative position changes in accordance with the imaging state of the taking lens 81.
A pair of object images is formed. Each of these multi-lenses is formed of a spherical surface, and the center of the sphere is shifted from the position on the optical axis of the matte surface 84c of the focusing plate 84 through the centers of gravity of the four apertures of the stop 93 by the respective rays. Are set so as to be substantially perpendicularly incident on each multi-lens corresponding to.

【0034】2次結像レンズ90の光射出面90eは前
記マルチレンズ90a〜90dに共通の球面で、その光
軸は撮影レンズ81と共通である。光射出面90eの球
心は2次結像レンズ90に対する物体面であるピント板
84のマット面84cの近傍と、光学的に等価な位置に
設定されている。即ちペンタプリズム86、光分割器8
7の光路長を空気換算したとき、マット面84cの中心
はほぼ2次結像レンズの光射出面90eの球心と合致す
る。前述したように2次結像レンズ90では光入射面側
でもピント板84のマット面84cの光軸上の位置を発
し、絞り93の各開口の重心を通過する4本の光線が入
射側のマルチレンズ90a〜90dに垂直入射する。従
って、前記4本の光線が射出面90eからほぼ垂直に射
出する光学系となっているのが本発明の大きな特徴であ
る。
The light exit surface 90e of the secondary imaging lens 90 is a spherical surface common to the multi-lenses 90a to 90d, and its optical axis is common to the taking lens 81. The spherical center of the light exit surface 90e is set at a position optically equivalent to the vicinity of the mat surface 84c of the focusing plate 84 which is the object surface with respect to the secondary imaging lens 90. That is, the pentaprism 86 and the light splitter 8
When the optical path length of No. 7 is converted into air, the center of the mat surface 84c substantially matches the spherical center of the light exit surface 90e of the secondary imaging lens. As described above, in the secondary imaging lens 90, four light rays which are emitted from the position on the optical axis of the mat surface 84 c of the focus plate 84 on the light incident surface side and pass through the center of gravity of each aperture of the stop 93 are also incident on the incident side. The light is vertically incident on the multi-lenses 90a to 90d. Therefore, a major feature of the present invention is that the optical system emits the four light beams substantially perpendicularly from the exit surface 90e.

【0035】このように2次結像レンズ90は、ピント
板84cの中央を発して絞り93の各開口の重心を通過
する光線、即ち各マルチレンズ90a〜90dを通過す
る光束の重心となる光線を曲げずに光電変換素子108
に導くように構成されている。この事実は物体からの光
の波長が対象により色々と変化した場合でも、対となる
2つの像の間隔変化を極めて小さくすることが可能なこ
とを意味している。従って従来問題となっていた焦点検
出系の色収差の影響による物体の色に対応した検出誤差
は殆ど無い。
As described above, the secondary imaging lens 90 emits light from the center of the focus plate 84c and passes through the center of gravity of each aperture of the stop 93, that is, the light that becomes the center of light flux passing through each of the multi-lenses 90a to 90d. Photoelectric conversion element 108 without bending
It is configured to lead to. This fact means that even if the wavelength of the light from the object changes variously depending on the object, the change in the interval between the two images forming the pair can be extremely reduced. Therefore, there is almost no detection error corresponding to the color of the object due to the influence of the chromatic aberration of the focus detection system, which has conventionally been a problem.

【0036】本発明のような光学系の構成を取る場合、
光電変換素子108のチップ面積を小さく保ちつつ測距
視野を大きくするため、2次結像レンズ90による結像
倍率は−0.2から−0.5倍程度に設定するのが望ま
しい。図7、図8に示したのは約−0.2倍の例であ
る。一般にこのような縮小結像系を1枚の凸レンズで構
成する場合、収差分担の原則から光入射面の曲率を強く
し、光射出面側の曲率を弱くすることで、収差を小さく
して投影される点像を小さくできることが知られてい
る。図7、図8に示されている様に2次結像レンズ90
の光射出面90eは入射側のマルチレンズに対し共通
で、しかもその球心が光学的にマット面84c付近とい
う制約から弱い曲率しか持ちえない。一方、径の小さい
光入射側のマルチレンズは射出側の曲率が弱いのを補っ
て結像倍率を保つため曲率が強くなる。図7、図8に示
した実施例はこの意味でも収差分担の原則に則ってお
り、小さい点像を実現することができる。焦点検出光学
系において小さい点像が実現できるということは、より
細かいパタ−ンまで測距出来るということであり、検出
性能の向上に役立つところが大きい。
When the configuration of the optical system as in the present invention is adopted,
In order to increase the distance measurement field of view while keeping the chip area of the photoelectric conversion element 108 small, it is desirable to set the imaging magnification by the secondary imaging lens 90 to about -0.2 to -0.5 times. FIGS. 7 and 8 show examples of about -0.2 times. In general, when such a reduced imaging system is constituted by a single convex lens, the curvature is increased on the light incident surface and the curvature on the light exit surface side is reduced in accordance with the principle of aberration sharing, thereby reducing the aberration and projecting. It is known that a point image to be formed can be reduced. As shown in FIG. 7 and FIG.
The light exit surface 90e is common to the multi-lens on the incident side, and its spherical center can have only a weak curvature due to the optical restriction near the mat surface 84c. On the other hand, the multi-lens on the light incident side having a small diameter compensates for the weak curvature on the exit side and maintains the imaging magnification, so that the curvature becomes strong. The embodiment shown in FIGS. 7 and 8 also follows the principle of aberration sharing in this sense, and can realize a small point image. The fact that a small point image can be realized in the focus detection optical system means that the distance can be measured to a finer pattern, and this is useful for improving the detection performance.

【0037】形成された2対の物体に関する光量分布の
位置と、これを受光する光電変換素子の画素列との位置
はカメラの測距精度を満足させるために数μm以下の精
度で整合させる必要がある。本発明のように2対のレン
ズ部を一体に成型した二次結像レンズと、それに対応す
る画素列を一つのチップ上に配列した光電変換素子とを
用いる系の製造上の最大の問題点は、二次結像レンズ内
での光軸の位置合わせに集約される。本実施例における
二次結像レンズは光射出面を2対のマルチレンズ部に共
通な一つの球面で構成することにより、上記問題を解決
したものである。
The positions of the light quantity distributions for the two pairs of formed objects and the positions of the pixel rows of the photoelectric conversion elements that receive the light must be matched with an accuracy of several μm or less in order to satisfy the ranging accuracy of the camera. There is. The greatest problem in the production of a system using a secondary imaging lens in which two pairs of lens parts are integrally formed as in the present invention and a photoelectric conversion element in which a corresponding pixel row is arranged on one chip. Are concentrated on the alignment of the optical axis in the secondary imaging lens. The secondary imaging lens in this embodiment solves the above-mentioned problem by configuring the light exit surface with one spherical surface common to two pairs of multi-lens portions.

【0038】プラスチック製である二次結像レンズは射
出成型法あるいは圧縮成型法により製造される。このさ
い問題となるのは先に述べたように個々の二次結像レン
ズの光入射面と光射出面とのずれと、各二次結像レンズ
同志のずれである。特に本発明のように2対の二次結像
レンズを用いるとき、該二次結像レンズがばらばらでそ
の4つの光軸が金型の入射と射出の両部分にある場合に
は、相互間の精度を達成することが非常に困難である。
特に金型の光入射面と光射出面とを構成する部分で相互
回転の成分となるものの精度は厳しく、これに誤差があ
るとその量に応じて個々の二次結像レンズの像が収差で
複雑な変形を受ける。この結果対となる像を形成するべ
き2次結像レンズ同志の点像が互いに相似形ではなくな
ってしまう。
The secondary imaging lens made of plastic is manufactured by an injection molding method or a compression molding method. The problem at this time is, as described above, the deviation between the light entrance surface and the light exit surface of each secondary imaging lens and the deviation between the respective secondary imaging lenses. In particular, when two pairs of secondary imaging lenses are used as in the present invention, if the secondary imaging lenses are disjoint and their four optical axes are at both the entrance and exit of the mold, the mutual It is very difficult to achieve accuracy.
In particular, the components constituting the light entrance surface and the light exit surface of the mold are mutually rotating components, but the precision is severe, and if there is an error, the image of each secondary imaging lens will be aberration depending on the amount. And undergo complex deformation. As a result, the point images of the secondary imaging lenses that form a paired image are not similar to each other.

【0039】実際の焦点状態の検出は撮影レンズ81か
ら二次結像レンズ90を介する系で、被写体となる物体
の像が夫々の光電変換素子に対となって結像されること
で行われる。ここで例えば撮影レンズ81が図7、図8
で左方に繰り出されていわゆる前ピン状態になると、光
変換素子の受光面に結像されている対となっている物体
の像が近づく方向にずれる。この像同志の相対的なズレ
に応じた光電変換素子の出力変化により前ピン状態であ
ること、及びその量が検出される。後ピン状態のときに
は、対となる像が前ピン状態の場合と逆方向にずれるの
で、後ピン状態であること、及びその量が検出される。
The detection of the actual focus state is performed by a system in which a photographing lens 81 passes through a secondary imaging lens 90, and an image of an object to be a subject is formed in pairs on respective photoelectric conversion elements. . Here, for example, the taking lens 81 is shown in FIGS.
, The image of a paired object formed on the light receiving surface of the light conversion element shifts in a direction approaching. The change of the output of the photoelectric conversion element according to the relative shift between the images detects the front focus state and the amount thereof. In the rear focus state, the paired image is shifted in the opposite direction to that in the front focus state, so that the rear focus state and the amount thereof are detected.

【0040】この様に焦点状態の検出は対となる像の間
隔をもって行われるので、対となる像自体の不一致はそ
のまま測距誤差として表われる。本実施例のように光射
出面が各光束に対し共通の球面であれば相互回転の影響
は全くなく、容易に製造が可能となる。
As described above, since the detection of the focus state is performed with the interval between the paired images, the inconsistency of the paired images themselves appears as a ranging error. If the light exit surface is a common spherical surface with respect to each light beam as in this embodiment, there is no influence of mutual rotation at all, and it is easy to manufacture.

【0041】二次結像レンズを透過した光束はその後に
配置された絞り93に入射する。絞り93は図7、図8
に示すように二次結像レンズ90からやや離れて配置さ
れ、二次結像レンズ90を構成するマルチレンズに対応
した二対の開口を有している。図12は絞り93の平面
図で、開口部の形状を示したものである。二次結像レン
ズ90a〜90dに対応して開口部93aと93b、9
3cと93dがそれぞれ対をなし、開口重心同志の距離
が測距基線長に相当する量となる。図より明らかなよう
に開口93aと93bで決定される測距基線長の方が、
開口93cと93dで決定される測距基線長よりも長く
設定されているのが特徴で、これを利用して光電変換素
子のチップ面積を小さくするとともに、系全体のコンパ
クト化が計られている。
The light beam transmitted through the secondary imaging lens enters a stop 93 disposed thereafter. The diaphragm 93 is shown in FIGS.
As shown in (2), it is arranged slightly apart from the secondary imaging lens 90, and has two pairs of apertures corresponding to the multi-lens constituting the secondary imaging lens 90. FIG. 12 is a plan view of the stop 93, showing the shape of the opening. Openings 93a and 93b, 9 corresponding to the secondary imaging lenses 90a to 90d
3c and 93d form a pair, and the distance between the aperture centroids is an amount corresponding to the distance measurement base line length. As is apparent from the figure, the distance measurement base line length determined by the openings 93a and 93b is
It is characterized in that it is set longer than the distance measurement base line length determined by the openings 93c and 93d, and this is used to reduce the chip area of the photoelectric conversion element and make the entire system compact. .

【0042】93a〜dの4つの開口はいずれも2つの
弧に囲まれた形状となっている。外側の弧の形状は、そ
の弧がピント板84の球面部84a、コンデンサ−レン
ズ85及び二次結像レンズ90を介して撮影レンズ81
の射出瞳上に投影されたとき、像が撮影レンズ81の光
軸を中心とする円弧となるように設定される。内側の弧
は対となるもう一方の開口の外側の弧を他方に平行移動
させることにより決定されるもので、これで対となる開
口の形状は互いに同一となる。従って対となる二次結像
レンズ系の撮影レンズ81上での有効径の形状は後述す
るように一致し、測距光束がケラレない範囲で物体像が
デフォ−カスしても光量分布の相似性は損なわれない。
Each of the four openings 93a to 93d has a shape surrounded by two arcs. The shape of the outer arc is such that the arc passes through the spherical portion 84 a of the focusing plate 84, the condenser lens 85 and the secondary imaging lens 90, and
Are set so that when projected onto the exit pupil, the image becomes an arc centered on the optical axis of the photographing lens 81. The inner arc is determined by translating the outer arc of the other paired opening to the other, so that the paired openings have the same shape. Accordingly, the shape of the effective diameter of the pair of secondary imaging lens systems on the taking lens 81 coincides as described later, and the light amount distribution is similar even if the object image is defocused in a range where the distance measuring light beam is not vignetting. Sex is not spoiled.

【0043】ここで特に注目しなければならないのは絞
り93の外側の円弧の形状である。二次結像レンズ90
の構成が撮影レンズ81とは偏心系になっている関係か
ら、絞り93の外側の弧の中心は撮影レンズ81の光軸
が絞り93と交わる点Qとは異なっている。図12で説
明すると開口93aの外側の弧Rの中心はPであり、撮
影レンズ光軸との交点Qから長さSだけ偏心している。
ここで外側の弧は二次結像レンズ90の球面部90a等
を通して撮影レンズ81の射出瞳上に投影された時、そ
の像が撮影レンズ81の光軸を中心とした弧となるよう
に偏心されるため、光束を最も効率良く取り込むことが
できる。図13は絞り開口の投影像の説明図である。1
01は撮影レンズ81の射出瞳、102a〜102dは
それぞれ絞り開口93a〜93dの投影像である。互い
に対となる絞り開口間の距離は測距基線長に対応してい
る。ピント板84のマット面84cが光路中にあるた
め、絞り93の像は滲みを生じ図2に示したような拡散
特性に従った広がりを持っている。図13でハッチング
で示したのはこの滲みを表わしたものである。なお、絞
り93の位置を二次結像レンズ90の背後に置いたのは
画角に対する点像の均一性を良くするためである。
What should be particularly noted here is the shape of the arc outside the stop 93. Secondary imaging lens 90
Is an eccentric system with respect to the taking lens 81, the center of the arc outside the stop 93 is different from the point Q at which the optical axis of the taking lens 81 intersects the stop 93. Referring to FIG. 12, the center of the arc R outside the opening 93a is P, which is eccentric by the length S from the intersection Q with the photographic lens optical axis.
Here, when the outer arc is projected onto the exit pupil of the photographing lens 81 through the spherical portion 90a or the like of the secondary imaging lens 90, the image is decentered so that the image becomes an arc centered on the optical axis of the photographing lens 81. Therefore, the light beam can be captured most efficiently. FIG. 13 is an explanatory diagram of a projected image of the aperture. 1
01 is an exit pupil of the photographing lens 81, and 102a to 102d are projection images of the aperture openings 93a to 93d, respectively. The distance between the paired aperture openings corresponds to the distance measurement base line length. Since the matte surface 84c of the focus plate 84 is in the optical path, the image of the stop 93 is blurred and spreads according to the diffusion characteristics as shown in FIG. The hatching in FIG. 13 shows this bleeding. The position of the stop 93 is located behind the secondary imaging lens 90 in order to improve the uniformity of the point image with respect to the angle of view.

【0044】図14に示したのは二次結像90レンズ9
0の直前に置かれる遮光マスク89の形状である。遮光
マスク89には3つの開口89a〜89cがあり、その
他の部分は遮光部となっている。この遮光効果で二次結
像レンズ90の4つのマルチレンズ90a〜90dの接
合部の段差で発生するゴ−ストを未然に防いでいる。本
発明で説明してきた焦点検出光学系はペンタプリズム8
6を介しているために全長が長いということは既に述べ
た。一方測距精度を向上させるためには、絞り開口93
の重心間隔を広く取らねばならない。この結果物体の対
となる光量分布は互いにかなり離れた位置に形成され
る。図15は測距視野と撮影画面との関係を示す図であ
る。撮影画面103に対して測距視野104a〜104
jを図のように十字形に配置した場合、これを二次結像
レンズ90によって単純に投影すると対となる2次物体
像はかなり離れた位置に形成され、大きなスペースの画
素配置が必要となる。
FIG. 14 shows a secondary imaging 90 lens 9.
This is the shape of the light-shielding mask 89 placed immediately before 0. The light-shielding mask 89 has three openings 89a to 89c, and the other portions are light-shielding portions. With this light shielding effect, ghost generated due to a step at the junction of the four multi-lenses 90a to 90d of the secondary imaging lens 90 is prevented beforehand. The focus detection optical system described in the present invention is a pentaprism 8
As described above, the entire length is long due to the interposition of 6. On the other hand, in order to improve the ranging accuracy, the aperture 93
The distance between the centers of gravity must be widened. As a result, the light quantity distributions forming a pair with the object are formed at positions far apart from each other. FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the distance measurement field of view and the shooting screen. Distance-measuring visual fields 104a to 104 with respect to the photographing screen 103
When j is arranged in a cross shape as shown in the figure, when this is simply projected by the secondary imaging lens 90, the secondary object image forming a pair is formed at a considerably distant position, and a pixel arrangement of a large space is required. Become.

【0045】図6,図7,図8に示した実施例は上記の
ような問題点を考慮して導光プリズム94を用いて光電
変換素子のチップサイズを小さくしたものである。図1
7及び図18は導光プリズム94周辺の部分拡大図及び
斜視図である。図17は図7に対応する断面を示したも
ので、この断面において透明プラスチック部材で作られ
る導光プリズム94は94a〜94fという6つの光学
面を持っている。これら6つの面は光路を撮影レンズ8
1の光軸方向に折り畳む作用と、不要光をカットする作
用と同時に持っている。
In the embodiments shown in FIGS. 6, 7 and 8, the light guide prism 94 is used to reduce the chip size of the photoelectric conversion element in consideration of the above problems. FIG.
7 and 18 are a partially enlarged view and a perspective view around the light guide prism 94. FIG. FIG. 17 shows a cross section corresponding to FIG. 7. In this cross section, the light guide prism 94 made of a transparent plastic member has six optical surfaces 94a to 94f. These six surfaces define the optical path of the taking lens 8
1 has the function of folding in the direction of the optical axis and the function of cutting unnecessary light.

【0046】図17において絞り開口93a及び93b
を通過した光束は導光プリズム94の入射面94aに入
射する。光束は次いで全反射面94b、94c及び全反
射面94d、94eでそれぞれ2回反射した後、光射出
面94fから光電変換素子107に向かって射出する。
一方、図18を参照すれば分かるように絞り開口93c
及び93dを通過した光束は導光プリズム94に開けら
れた2つの開口部94g及び94hを通って、光電変換
素子107に直接到達する。二次結像レンズ90から光
電変換素子107までの光学的距離は、導光プリズム9
4の反射を介するか否かで光路長差を生じるが、反射光
路がプラスチック部品の中にあるため実質的に短くな
り、両者の差は僅かである。又、二次結像レンズ90の
マルチレンズの2対のレンズ部の曲率は夫々独立に選べ
るため、上記2種類の光路に対して最適な結像を実現す
ることができる。
In FIG. 17, stop apertures 93a and 93b are provided.
Are incident on the entrance surface 94a of the light guide prism 94. Next, the light flux is reflected twice by the total reflection surfaces 94b and 94c and the total reflection surfaces 94d and 94e, respectively, and then emitted from the light emission surface 94f toward the photoelectric conversion element 107.
On the other hand, as can be seen with reference to FIG.
And 93d pass directly through the two openings 94g and 94h opened in the light guide prism 94 to the photoelectric conversion element 107. The optical distance from the secondary imaging lens 90 to the photoelectric conversion element 107 depends on the light guide prism 9.
The difference in the optical path length occurs depending on whether or not the light passes through the reflection of 4, but since the reflected light path is in the plastic component, it is substantially shorter, and the difference between the two is small. Further, since the curvatures of the two pairs of lens portions of the multi-lens of the secondary imaging lens 90 can be independently selected, it is possible to realize an optimal image formation for the above two types of optical paths.

【0047】上記のような導光プリズム94を用いるこ
とにより、光電変換素子107は効率的に小型化され
る。図16はこの様子を示すものである。図中107が
光電変換素子で、測距視野104a〜104eに対応す
る画素列が108a1 〜108e2 、測距視野104f
〜104jに対応する画素列が108f1 〜108j2
となっている。添字の意味は同じ測距視野でも対となる
2次結像レンズ90を通って形成された2つの像の対応
を示している。ここでは測距視野104a〜104eに
対応する画素列108a1 〜108e1 と108a2 〜
108e2 に挟まれた領域に測距視野104f〜104
jに対応する画素列108f1 〜108j1 及び108
f2 〜108j2 が位置し、無駄な領域がなくなってい
る。光電変換素子自体が小さくなったことによるコスト
上のメリットは言うまでもないが、導光プリズム94の
導入は光路の折り畳みでカメラ本体自体の小型化にも効
果的である。
By using the light guiding prism 94 as described above, the size of the photoelectric conversion element 107 can be reduced efficiently. FIG. 16 shows this state. In the figure, reference numeral 107 denotes a photoelectric conversion element, pixel rows corresponding to the distance measurement fields 104a to 104e are 108a1 to 108e2, and the distance measurement field 104f.
The pixel columns corresponding to .about.104j are 108f1 .about.108j2.
It has become. The meaning of the suffix indicates the correspondence between two images formed through the paired secondary imaging lenses 90 even in the same distance measurement field of view. Here, pixel columns 108a1 to 108e1 and 108a2 to 108a2 to 108e1 corresponding to the distance measurement visual fields 104a to 104e.
108e2, the distance measurement fields 104f to 104
pixel rows 108f1 to 108j1 and 108 corresponding to j
f2 to 108j2 are located, and useless areas are eliminated. Needless to say, there is a cost advantage due to the small size of the photoelectric conversion element itself, but the introduction of the light guide prism 94 is also effective for miniaturizing the camera body itself by folding the optical path.

【0048】特に、測距基線長の長い測距視野の画素列
を内側に、測距基線長の短い測距視野の画素列を外側に
配することによって一層の小型化が図られている。こう
することにより、コスト的にきわめて有利となることは
言うまでもなく、さらには、カメラの小型化のためにも
有効である。
In particular, further miniaturization is achieved by arranging the pixel rows of the distance measurement field of view having a long distance measurement base line inside and the pixel rows of the distance measurement field of view having a short distance measurement base line outside. This is, of course, extremely advantageous in terms of cost, and is also effective for downsizing the camera.

【0049】以上に説明した焦点検出装置は、特に厳密
なピント合わせが要求されるFナンバー(口径比)の小
さい明るいレンズに対して有効である。ところが、一眼
レフカメラのように撮影レンズを交換できるシステムで
はFナンバーの大きい暗い撮影レンズが装着されること
もあるわけで、このような場合には測距光束が撮影レン
ズでケラレてしまう。次に、様々な撮影レンズに対応し
た焦点検出の処理方法について説明する。
The focus detection device described above is particularly effective for a bright lens having a small F-number (aperture ratio) requiring strict focusing. However, in a system such as a single-lens reflex camera in which the photographing lens can be exchanged, a dark photographing lens having a large F-number may be attached, and in such a case, the ranging light beam is vignetted by the photographing lens. Next, a focus detection processing method corresponding to various photographing lenses will be described.

【0050】まず、図19は測距光束のケラレの様子を
説明するための斜視図である。図15に示した測距視野
のうち104jに入射すべき測距光束だけを示したもの
である。同図に於いて、150aは図13に示した絞り
開口像102a,102bの最外形、151、152は
比較的暗い撮影レンズの射出窓の例である。
First, FIG. 19 is a perspective view for explaining the vignetting of the distance measuring light beam. FIG. 16 shows only a distance measuring light beam to be incident on 104j in the distance measuring field of view shown in FIG. In this figure, 150a is an example of the outermost shape of the aperture images 102a and 102b shown in FIG. 13, and 151 and 152 are examples of the exit window of the photographing lens which is relatively dark.

【0051】一般に、写真用レンズは撮影画面の中央以
外では口径蝕と呼ばれる瞳面積の低下を生じる。これ
は、像面上のある点からみて絞り開放状態の光束の幅を
決めている面が二つ以上あることに起因しこれを射出窓
と呼ぶ。例えば、この面は最前部のレンズと最後部のレ
ンズになる。図に示した二つの射出窓151、152
は、この一般例である。ただし、測距光束のケラレ具合
いと言う観点からすれば、後述するように、これらを一
つの中間的な射出瞳で代表させて考えても差し支えな
い。
In general, a photographic lens causes a reduction in pupil area called vignetting at a position other than the center of a photographing screen. This is because, when viewed from a certain point on the image plane, there are two or more surfaces that determine the width of the light beam in the fully opened state, and this is called an exit window. For example, this surface will be the frontmost lens and the rearmost lens. Two emission windows 151, 152 shown in the figure
Is a general example of this. However, from the viewpoint of the vignetting condition of the distance measuring light beam, these may be represented by one intermediate exit pupil, as described later.

【0052】さて、図のように空間にある程度の距離を
おいて配置された二つの円を通して測距視野104jに
光が達する状態を考える。ここでは、他の測距視野位置
に対しても測距光束の通過範囲を固定して扱えるよう
に、焦点検出光学系の絞り開口の像の形成される面で撮
影光束の通過範囲を考えると、実際に光がここを通過す
るのは破線で示した領域153の内部にすぎない。従っ
て、この外側にも絞り開口の像があると言うことは、測
距光束にケラレが生じていることを意味している。図で
は測距視野104jの測距光束のみを示したが、他の測
距視野についても同様に射出瞳を投影すれば、ケラレ具
合を知ることができ、撮影画面103の中央でケラレに
くく、周辺に行くほどケラレ易いという傾向を示す。
Now, consider a state in which light reaches the distance measurement field 104j through two circles arranged at a certain distance in space as shown in the figure. Here, let us consider the passing range of the photographing light beam on the surface on which the image of the aperture opening of the focus detection optical system is formed so that the passing range of the distance measuring light beam can be fixed and handled for other distance measurement visual field positions. The light actually passes only through the region 153 shown by the broken line. Therefore, the fact that there is an image of the aperture opening outside this also means that vignetting has occurred in the distance measuring light beam. In the figure, only the distance measuring light beam of the distance measuring field 104j is shown. However, if the exit pupil is projected in the same way for other distance measuring fields, vignetting can be known. Shows a tendency that vignetting is more likely to occur.

【0053】ところで、撮影レンズと再結像レンズによ
って形成される像のデフォーカスが大きくなれば光電変
換素子上の点像は絞りの形に近くなることから、このよ
うに測距光束がケラレている場合にはその点像のボケ具
合いは左右非対称である。しかも、対となる二次物体像
でボケ方は裏返しの関係となり、結果として二つの像の
相似性はかなり低下している。前述したようにデフォー
カス量を算出する際には、対となる二次物体像の相対距
離を求めるわけで、このように相似でない像に対しての
演算精度はきわめて悪い。このような理由から、開放F
ナンバーの大きい暗い撮影レンズに対しては非対称にぼ
けた像を修正し、像ずれ演算の精度を低下させないため
の手段が必要である。以下、この修正手段について詳述
する。
By the way, if the defocus of the image formed by the photographing lens and the re-imaging lens increases, the point image on the photoelectric conversion element becomes closer to the shape of an aperture, and thus the distance measuring light beam is vignetted. When the point image is present, the degree of blurring of the point image is left-right asymmetric. In addition, the blurring of the secondary object image forming a pair has an inverted relationship, and as a result, the similarity between the two images is considerably reduced. As described above, when calculating the defocus amount, the relative distance between a pair of secondary object images is obtained, and the calculation accuracy for such dissimilar images is extremely poor. For this reason, open F
For a dark photographing lens having a large number, a means for correcting an asymmetrically blurred image so as not to lower the accuracy of the image shift calculation is required. Hereinafter, this correcting means will be described in detail.

【0054】まず、図20(A)〜(C)及び図21
(A)〜(C)は撮影レンズの特性の違いによって測距
光束のケラレ具合がどう変わるかを説明するための図
で、図20は、図15に示した測距視野のうち104j
への光路を上方視した平面図、図21は測距光学系の絞
り像が形成される面に於いて撮影光束が通過する範囲を
示した図である。
First, FIGS. 20A to 20C and FIG.
(A) to (C) are diagrams for explaining how the vignetting degree of the distance measuring light beam changes depending on the difference in the characteristics of the photographing lens. FIG. 20 shows 104j in the distance measuring field shown in FIG.
FIG. 21 is a plan view of an optical path of the distance measuring optical system viewed from above, and FIG. 21 is a diagram illustrating a range through which a photographing light beam passes on a surface of the distance measuring optical system on which a stop image is formed.

【0055】図20に於いて、一点鎖線169は撮影レ
ンズの光軸、破線156は絞り開口像の投影面、破線1
55は測距光束で、いずれも図20(A)〜(C)に共
通である。また、157、158、159は、それぞ
れ、撮影レンズの射出瞳の例であって、図19に示した
二つの射出窓をこれらの中間位置で代表させたものであ
る。図20(A)は比較的撮影画面に近い場合、図20
(B)は絞り像の面156と一致した場合、図20
(C)は比較的撮影画面から遠い場合を示している。こ
れらの射出瞳を通った光束が図中160から168で示
した実線で、最も内側がFナンバー(口径比)5.6中
間がFナンバー4、最も外側がFナンバー2.8の例で
ある。尚、図は分かり易くするために縦方向を拡大して
示している。絞り像面156に於いて、測距光束155
と上記の射出瞳を通った光束との共通領域を調べれば測
距光束のケラレ具合いを知ることが可能である。
In FIG. 20, an alternate long and short dash line 169 is the optical axis of the photographing lens, a broken line 156 is a projection surface of the aperture opening image, and a broken line 1 is shown.
Reference numeral 55 denotes a distance measuring light beam, which is common to FIGS. 20A to 20C. Reference numerals 157, 158, and 159 denote examples of exit pupils of the photographing lens, which represent the two exit windows shown in FIG. 19 at intermediate positions thereof. FIG. 20A shows a case where the image is relatively close to the shooting screen.
FIG. 20B shows a case where the image coincides with the surface 156 of the stop image.
(C) shows the case where it is relatively far from the shooting screen. The light beams passing through these exit pupils are solid lines indicated by 160 to 168 in the figure, the innermost one is an F-number (aperture ratio) 5.6, the middle one is an F-number 4, and the outermost one is an F-number 2.8. . In the figure, the vertical direction is enlarged for easy understanding. On the stop image plane 156, the distance measuring light beam 155
By examining the common region between the light beam that has passed through the exit pupil and the above-mentioned light beam, it is possible to know the vignetting condition of the distance measuring light beam.

【0056】但し、先に説明したように、測距光束は拡
散板を通っているため瞳面での強度分布は均一ではな
い。そこで、この強度分布をも含めて、ケラレ具合いを
さらに詳しく知るため、図19と同様に絞り開口像の投
影面に注目して、この面に於ける測距光束と撮影光束と
の関係を示したのが図21である。図の(A)〜(C)
は、図20(A)〜(C)に対応し、図21(A)は射
出瞳位置が比較的撮影画面に近い場合、図21(B)は
絞り像の面156と一致した場合、図21(C)は比較
的撮影画面から遠い場合を示している。
However, as described above, the intensity distribution on the pupil plane is not uniform because the distance measuring light beam passes through the diffusion plate. Therefore, in order to know the vignetting condition in more detail including this intensity distribution, attention is paid to the projection surface of the aperture opening image as in FIG. 19, and the relationship between the distance measuring light beam and the photographing light beam on this surface is shown. FIG. 21 shows the result. (A) to (C) in the figure
20A to 20C correspond to FIGS. 20A to 20C. FIG. 21A shows a case where the exit pupil position is relatively close to the shooting screen, and FIG. 21 (C) shows a case where it is relatively far from the shooting screen.

【0057】図に於いて、点180が撮影レンズの光軸
169に相当する位置であり、181は、一対の測距光
束のうち、簡単のため一方の広がりのみを表したもの
で、点の大きさが有効光束の密度を表わしている。測距
光束181に重ねて描かれた円183〜191は撮影レ
ンズの射出瞳であり、最も内側がFナンバー5.6、中
間がFナンバー4、最も外側がFナンバー2.8であ
る。実際の測距光束は、軸182に対して線対称な位置
にも分布しており、測距光束のケラレは、軸182に対
して対称な形状である。
In the figure, a point 180 is a position corresponding to the optical axis 169 of the photographing lens, and a point 181 represents only one of a pair of distance measuring light beams for simplicity. The size represents the effective light flux density. Circles 183 to 191 drawn on the distance measuring light beam 181 are exit pupils of the photographing lens. The innermost part is an F number 5.6, the middle part is an F number 4, and the outermost part is an F number 2.8. The actual distance measuring light beam is also distributed at a position symmetrical with respect to the axis 182, and the vignetting of the distance measuring light beam is symmetrical with respect to the axis 182.

【0058】図20、図21によれば、撮影光束が明る
いほど、さらに、絞り開口像の投影面156と射出瞳面
が近いほど測距光束はケラレにくいということが理解さ
れる。
According to FIGS. 20 and 21, it is understood that the distance measuring light beam is less likely to be vignetted as the photographing light beam is brighter and the projection surface 156 of the aperture opening image is closer to the exit pupil surface.

【0059】さらに、測距視野を変化させた場合の様子
を示したのが図22である。ここでは、図15に示した
測距視野104iに入射する光束について説明する。
FIG. 22 shows a state where the distance measurement field of view is changed. Here, the light beam incident on the distance measurement field 104i shown in FIG. 15 will be described.

【0060】図に於いて、一点鎖線169は撮影レンズ
の光軸、破線156は絞り開口像の投影面であり図20
と同様である。破線200はこの測距視野での測距光束
で、撮影レンズの射出瞳157、158、159を通っ
た光束が、それぞれ201から209で示した実線で示
されている。最も内側がFナンバー5.6、中間がFナ
ンバー4、最も外側がFナンバー2.8の例である。
In FIG. 20, a chain line 169 indicates the optical axis of the photographing lens, and a broken line 156 indicates the projection plane of the aperture opening image.
Is the same as A broken line 200 is a distance measuring light beam in the distance measuring visual field, and light beams passing through the exit pupils 157, 158, and 159 of the photographing lens are indicated by solid lines 201 to 209, respectively. The innermost one is an F number 5.6, the middle one is an F number 4, and the outermost one is an F number 2.8.

【0061】図20と図22とを比較することにより明
らかなように、測距視野の位置がいずれの場合にも、射
出瞳径が小さいほど、また、射出瞳位置が絞りの像が形
成されている面から離れるほど、測距光束のケラレる割
合は大きくなるが、その程度は、測距視野の位置が撮影
レンズの光軸169に近いほど小さい。
As is clear from a comparison between FIG. 20 and FIG. 22, an image of the aperture is formed as the diameter of the exit pupil becomes smaller and the exit pupil position becomes smaller, regardless of the position of the distance measurement visual field. The greater the distance from the surface, the greater the vignetting ratio of the distance measuring light beam, but the smaller the distance, the closer the position of the distance measuring field to the optical axis 169 of the photographing lens.

【0062】以上に示したような測距光束のケラレのた
め、光電変換素子上の一対の像は結像状態に応じて極め
て特徴的な形状となり、その形状は射出瞳径、射出瞳位
置、測距視野位置、それから、再結像レンズの収差の関
数となる。このボケ像の形状は従来の測距演算に対して
不都合を生じ、測距精度を維持するためには、何らかの
修正手段を必要とする。尚、ここで撮影レンズの収差が
考慮されないのは、一般に再結像レンズが一枚のレンズ
で構成されるために、そこで発生する収差が撮影レンズ
で発生する収差に比べてきわめて大きいという理由から
である。
Because of the vignetting of the distance measuring light beam as described above, a pair of images on the photoelectric conversion element has a very characteristic shape according to the image forming state, and the shapes are the exit pupil diameter, the exit pupil position, and the like. It is a function of the ranging field position and, therefore, the aberration of the re-imaging lens. The shape of the blurred image causes inconvenience to the conventional distance measurement calculation, and some correction means is required to maintain the distance measurement accuracy. Here, the reason that the aberration of the photographing lens is not taken into consideration is that since the re-imaging lens is generally constituted by a single lens, the aberration occurring there is much larger than the aberration occurring in the photographing lens. It is.

【0063】次に本実施例いおいてボケ像の修正原理に
ついて説明する。一般に、光学系による物体像は、その
光学系の特性で決まる点像と物体の輝度分布との畳み込
み積分として与えられる。点像は光学系のインパルス応
答に相当し、このインパルス応答のフーリエ変換である
伝達関数を元に、適応した逆フィルターを作成して点像
に対して作用させれば、点像を元の点に復元することが
できる。また、逆フィルターを一般の物体像に作用させ
れば元の物体の輝度分布が得られる。これをここで説明
する焦点検出光学系について当てはめて考えると、光電
変換素子上に形成される被写体像は点像と被写体の輝度
分布との畳み込み積分であり、さらに、適当な逆フィル
ターでもとの被写体輝度分布に戻すことが可能であると
言うことである。
Next, the principle of correcting a blurred image in this embodiment will be described. Generally, an object image by an optical system is given as a convolution integral of a point image determined by characteristics of the optical system and a luminance distribution of the object. The point image corresponds to the impulse response of the optical system.If an adaptive inverse filter is created based on the transfer function that is the Fourier transform of the impulse response and applied to the point image, the point image is converted to the original point. Can be restored. If an inverse filter is applied to a general object image, the luminance distribution of the original object can be obtained. If this is applied to the focus detection optical system described here, the subject image formed on the photoelectric conversion element is a convolution integral of the point image and the luminance distribution of the subject, and furthermore, an appropriate inverse filter is used. That is, it is possible to return to the subject luminance distribution.

【0064】ただし、焦点検出は相対的な像の間隔を調
べることで行われるため、光電変換素子は一次元のライ
ンセンサーである。従って、センサーの出力に対して行
なう像データの修正は、先に説明した点像を画素列に直
交する方向に積分して得られる線像の修正として考えれ
ばよい。また、ここで必要になるボケ像の修正では必ず
しも線像を完全な線にまで戻す「復元」が必要というわ
けではなく、測距光束のケラレによって生じた左右非対
称な線像を少なくとも対称な形に戻せれば、対となる二
像の相対距離を求めることが可能となる。
However, since the focus detection is performed by checking the relative image interval, the photoelectric conversion element is a one-dimensional line sensor. Therefore, the correction of the image data performed on the output of the sensor may be considered as the correction of the line image obtained by integrating the point image described above in the direction orthogonal to the pixel row. In addition, the correction of the blurred image required here does not necessarily require "restoration" to return the line image to a complete line, and the left-right asymmetric line image caused by the vignetting of the ranging light beam is at least symmetrically shaped. , The relative distance between the two images forming the pair can be obtained.

【0065】次に、図を用いてさらに詳しく説明する。
図23及び図24は、ボケ像とその修正フィルターで、
(A),(B),(C)はそれぞれ修正フィルター、像
データ、修正された像データである。焦点検出光学系に
よって形成される一対の二次物体像を、それぞれOA
(i),OB(i),修正像データをA(i),B
(i)として表わしている。測距光束は拡散板を通して
再結像光学系に取り込まれるため、撮影レンズの開放F
ナンバー(口径比)によってはケラレを生じ、その結果
左右非対称になった線像が図(B)である。二つの測距
光束のケラレ方は、撮影レンズの光軸に対して対称であ
るため、それらの線像は丁度裏返しの関係になる。ま
た、図のように線像がある程度の広がりを持つのは撮影
レンズがデフォーカスしている状態であり、二つの像の
距離は合焦状態とは異なっている。図23(B)の像O
A(i)が左に、図24(B)の像OB(i)が右にそ
れぞれ偏って描かれているのはこのような理由からであ
る。さらに、測距光束がケラレていないときに比べて、
二像の間隔は狭くなっており、このことは、後述する像
ずれ敏感度の演算に於いて考慮する必要がある。
Next, a more detailed description will be given with reference to the drawings.
FIGS. 23 and 24 show a blurred image and its correction filter.
(A), (B), and (C) are a correction filter, image data, and corrected image data, respectively. A pair of secondary object images formed by the focus detection optical system are respectively OA
(I), OB (i), and modified image data A (i), B
(I). Since the distance measuring light beam is taken into the re-imaging optical system through the diffusion plate, the opening F of the photographing lens is increased.
Vignetting occurs depending on the number (diameter ratio), and as a result, a left-right asymmetric line image is shown in FIG. The vignetting of the two distance measuring light beams is symmetrical with respect to the optical axis of the photographing lens, so that their line images have a flipped relationship. Further, the line image has a certain extent as shown in the figure when the imaging lens is defocused, and the distance between the two images is different from that in the focused state. Image O in FIG.
It is for this reason that A (i) is drawn to the left and image OB (i) of FIG. 24 (B) is drawn to the right. Furthermore, compared to when the distance measuring beam is not vignetting,
The distance between the two images is narrow, and this must be taken into account in the calculation of the image shift sensitivity described later.

【0066】さて、この線像を修正するためのフィルタ
ーが図(A)である。図に於いてFOFは修正フィルタ
ーの横軸の原点で、後で説明する修正フィルターの反転
のためにも用いる、即ち演算手段には、第1の信号に対
してフィルター処理を行なう第C1の処理過程と、第2
の信号に対してフィルター処理を行なう第C2の処理過
程とを有し、第2の処理過程に於いて用いられるフィル
ターは第1の処理過程で用いたフィルターを反転させて
得られる特性より成っていることである。
FIG. 10A shows a filter for correcting this line image. In the figure, FOF is the origin of the horizontal axis of the correction filter, and is also used for inversion of the correction filter, which will be described later. That is, the arithmetic means includes a C1 processing for performing filter processing on the first signal. Process and the second
And C2 processing for performing filter processing on the signal of the second processing. The filter used in the second processing has a characteristic obtained by inverting the filter used in the first processing. It is that you are.

【0067】また、AXXはフィルター成分の値の原点
を示している。前述のように二つの線像が裏返しの関係
になっているため、図23(A)のフィルターと図24
(A)のフィルターも裏返しの関係にある。従って、カ
メラ内にはどちらか一方の形状が格納されていればよ
く、後述する原フィルター情報を効率的に用いることが
できる。また、この修正フィルターの形状は、線像の非
対称性を取り除くとともに、修正像があまり元の線に近
づき過ぎないよう配慮されている。と言うのは、線に近
いところまで戻すような修正フィルターには高い周波数
を極めて大きく増幅する特性を持たせる必要があり、光
電変換素子の熱雑音によるランダムノイズのうち特に高
周波成分に対して弱いためである。元の像データに重畳
している高周波ノイズを拡大し過ぎると、二像の相関性
が低下し測距精度が低下する。このフィルターの形状に
ついて図23で説明すると、像OA(i)の右側に引い
た裾を引き締める作用をおもにフィルターの右側が、左
側の短い裾をもっと伸ばす作用をおもにフィルターの左
側が受け持っている。後の説明を助けるため、この復元
作用部をZR部(例えば図23(A))のFOFよりも
右側部分)、対する拡散作用部をZS部(例えば図23
(A))のFOFよりも左部分)と呼ぶことにする。Z
S部を正のみの成分で、ZR部を正及び負の成分で形成
することによって上記のように像を線にまで復元するこ
となく、左右の裾の引き方を均等にしている。
AXX indicates the origin of the value of the filter component. As described above, since the two line images are in an inverted relationship, the filter shown in FIG.
The filter of (A) also has an inverted relationship. Therefore, only one of the shapes needs to be stored in the camera, and the original filter information described later can be used efficiently. The shape of the correction filter is designed to remove the asymmetry of the line image and to prevent the corrected image from coming too close to the original line. This is because a correction filter that returns to a position close to a line needs to have a characteristic of amplifying a high frequency extremely greatly, and is particularly susceptible to high-frequency components among random noise due to thermal noise of a photoelectric conversion element. That's why. If the high-frequency noise superimposed on the original image data is excessively enlarged, the correlation between the two images decreases, and the distance measurement accuracy decreases. The shape of this filter will be described with reference to FIG. 23. The right side of the filter mainly functions to tighten the hem pulled to the right side of the image OA (i), and the left side of the filter mainly functions to further extend the short hem on the left side. In order to facilitate the following description, this restoring section is a ZR section (for example, a portion on the right side of the FOF in FIG. 23A), and a diffusion section is a ZS section (for example, FIG.
(A) (left part of FOF). Z
By forming the S portion with only the positive component and the ZR portion with the positive and negative components, the left and right hem are equally drawn without restoring the image to a line as described above.

【0068】即ちフィルターは原点を挟んで一方には正
の成分のみを、他方には正及び負の成分を有しているこ
とである。
That is, the filter has only the positive component on one side and the positive and negative components on the other side with respect to the origin.

【0069】像修正を行なうためには、図23、図24
(B)に示した線像と(A)に示した修正フィルターと
の畳み込み積分を行なう。この結果が、(C)に示す修
正像データである。図に示すとおりそれぞれの修正像デ
ータが左右対称形となることによって図23(C)、図
24(C)に示した像の相対距離を精度よく演算するこ
とが可能になった。
In order to perform image correction, FIGS.
Convolution integration of the line image shown in (B) and the correction filter shown in (A) is performed. The result is the corrected image data shown in (C). As shown in the figure, since each of the corrected image data is symmetrical, the relative distance between the images shown in FIGS. 23C and 24C can be calculated with high accuracy.

【0070】以上は、まず、線像の修正について説明し
た。次に、線像と被写体輝度分布との畳み込み積分であ
る一般の被写体像の修正について説明する。図25はこ
の説明図で、被写体として白−黒のエッジを選び測距視
野の中央に置いた状態を示している。図(A)は対とな
る二次像の像データを重ねて描いた図、図(B)はその
修正像データである。実線で描いた像データ図23
(B)の点像の重ね合わせとして、破線で描いた像デー
タは図24(B)の点像の重ね合わせとして形成されて
いる。従って、点像の形状が異なっているのであるか
ら、当然二つの像の形状は異なった物となる。
In the above, the correction of the line image has been described first. Next, correction of a general subject image, which is a convolution integral of a line image and a subject luminance distribution, will be described. FIG. 25 is an explanatory view showing a state in which white-black edges are selected as subjects and placed at the center of the distance measurement field of view. FIG. 7A is a diagram in which image data of a pair of secondary images is superimposed, and FIG. 7B is the corrected image data. Image data drawn with solid lines Figure 23
The image data drawn by the broken line as the superposition of the point images of FIG. 24B is formed as the superposition of the point images of FIG. Therefore, since the shapes of the point images are different, the shapes of the two images are naturally different.

【0071】このような像データに対して、修正フィル
ターをそれぞれ作用させた結果が図(C)である。実線
の像データには図23(A)に示した修正フィルター
を、破線の像データには図24(B)に示した修正フィ
ルターを掛けている。この結果、二つの像の形状は同一
になり像同志の距離を正確に計算することが可能であ
る。
FIG. (C) shows the result of applying a correction filter to such image data. The correction data shown in FIG. 23A is applied to the solid line image data, and the correction filter shown in FIG. 24B is applied to the broken line image data. As a result, the shapes of the two images become the same, and the distance between the images can be calculated accurately.

【0072】また、撮影レンズのデフォーカスが小さい
ときには、図26に示すような像データが得られる。点
像の大きさが小さいために像はシャープで、しかも二つ
の像の相対距離が図25とは異なる。この場合には、撮
影レンズの一次結像面上のボケ像の大きさがデフォーカ
スにほぼ比例して変わることから、デフォーカスに応じ
て修正フィルターの横軸倍率を変えることで、図25の
場合と同様に像の修正が可能である。具体的には、図2
3(A),図24(A)のフィルターを横軸方向に圧縮
して用いれば、図26(B)の様な修正像が得られる。
これについては、後述するフローチャートの説明の中で
もう一度述べる。
When the defocus of the photographing lens is small, image data as shown in FIG. 26 is obtained. Since the size of the point image is small, the image is sharp, and the relative distance between the two images is different from that in FIG. In this case, since the size of the blurred image on the primary imaging plane of the photographing lens changes almost in proportion to the defocus, by changing the abscissa magnification of the correction filter according to the defocus, the image shown in FIG. As in the case, the image can be corrected. Specifically, FIG.
If the filters of FIGS. 3 (A) and 24 (A) are compressed in the horizontal axis direction and used, a corrected image as shown in FIG. 26 (B) can be obtained.
This will be described again later in the description of the flowchart.

【0073】図27は本発明を実施するのに適したカメ
ラの焦点検出装置の一例を示すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing an example of a camera focus detection device suitable for carrying out the present invention.

【0074】図中PRSはカメラの中央演算回路で、た
とえばCPU,RAM,ROM,ADC(A/Dコンバ
ータ)および入出力ポート等が配置された1チップマイ
クロコンピュータであり、前記のROM内にはAF制御
を含む一連のカメラの制御用ソフトウエアおよびパラメ
ータが格納されている。PRSは演算手段の一部を構成
している。
In the figure, PRS is a central processing circuit of the camera, which is a one-chip microcomputer in which a CPU, a RAM, a ROM, an ADC (A / D converter), an input / output port and the like are arranged. A series of camera control software and parameters including AF control are stored. The PRS forms a part of the calculation means.

【0075】DBUSはデータバス、SHTは前記中央
演算回路PRSより制御信号CSHTが入力している間
データバスDBUSを介して入力するデータを受け付
け、そのデータに基づいて不図示のシャッタ先幕及び後
幕の走行制御を行うシャッタ制御回路、APRは制御信
号CAPRが入力している間データバスDBUSを介し
て入力するデータを受け付け、該データに基づいて不図
示の絞り制御機構を制御する絞り制御回路、SWSはレ
リーズスイッチ、連写モードスイッチ並びに各種情報設
定用のスイッチ、後述の画面略中央部のみを考慮する焦
点検出を行うか画面の略中央部及び周辺部を共に考慮す
る焦点検出を行うかを選択するスイッチ等のスイッチ群
である。LCOMは制御信号CLCOMが入力している
間データバスDBUSを介して入力するデータを受け付
け、該データに基づいてレンズ制御回路LNSUとシリ
アル通信を行うレンズ通信回路でクロック信号LCKに
同期してレンズ駆動用データDCLをレンズ制御回路へ
伝送し、それと同時にレンズ情報DLCがシリアル入力
する。
DBUS is a data bus, and SHT receives data input via the data bus DBUS while the control signal CSHT is being input from the central processing circuit PRS. A shutter control circuit for controlling the movement of the curtain, an aperture control circuit for receiving data input via the data bus DBUS while the control signal CAPR is being input, and controlling an aperture control mechanism (not shown) based on the data. , SWS is a release switch, a continuous shooting mode switch, a switch for setting various information, and a focus detection that considers only a substantially central portion of a screen described later or a focus detection that considers both a substantially central portion and a peripheral portion of the screen. Is a group of switches such as a switch for selecting. The LCOM receives data input via the data bus DBUS while the control signal CLCOM is input, and drives the lens in synchronization with the clock signal LCK by a lens communication circuit that performs serial communication with the lens control circuit LNSU based on the data. Data DCL is transmitted to the lens control circuit, and at the same time, lens information DLC is serially input.

【0076】BSYは不図示の焦点調節用レンズが移動
中であることをカメラ側に知らせる為の信号で、この信
号が発生しているときは、前記シリアル通信は行われな
い。SPCは測光回路であり、前記制御回路からの制御
信号CSPCを受け取ると測光出力SSPCを中央演算
回路PRSへ送る。測光出力SSPCは中央演算回路P
RS内部のADCでA/D変換され、前述のシャッタ制
御回路SHT及び絞り制御回路APRを制御するための
データとして用いられる。
BSY is a signal for informing the camera that the focus adjustment lens (not shown) is moving. When this signal is generated, the serial communication is not performed. SPC is a photometric circuit, and when receiving a control signal CSPC from the control circuit, sends a photometric output SSPC to the central processing circuit PRS. The photometric output SSPC is the central processing circuit P
A / D conversion is performed by an ADC in the RS, and is used as data for controlling the above-described shutter control circuit SHT and aperture control circuit APR.

【0077】220は焦点検出用の補助光を投射するた
めの投光回路で中央演算回路PRSからの制御信号AC
T及び同期クロックCKによりLEDを駆動し発光させ
る。
Reference numeral 220 denotes a light projecting circuit for projecting auxiliary light for focus detection, and a control signal AC from the central processing circuit PRS.
The LED is driven by T and the synchronous clock CK to emit light.

【0078】SNSは一対のラインセンサ108a1,
108a2・・・108j1,108j2を複数有する
測距用受光回路で、それぞれの測距用受光回路は画面の
各検出視野104a〜104jに対応した位置の像を受
光するように構成されている。SDRは前記中央演算回
路PRSより入力する信号STR,CKに従って各受光
回路1〜5を制御するセンサ駆動回路で、制御信号φ
1,φ2,CL,SHにより受光回路1〜5を制御し、
選択信号SEL1〜SEL5により受光回路1〜5のい
ずれか1つを選択して、その選択した受光回路から得ら
れる像信号SSNSを中央演算回路PRSに送信する。
The SNS includes a pair of line sensors 108a1,
.. 108j1, 108j2, each of which is configured to receive an image at a position corresponding to each of the detection visual fields 104a to 104j on the screen. SDR is a sensor drive circuit that controls each of the light receiving circuits 1 to 5 according to signals STR and CK input from the central processing circuit PRS.
1, φ2, CL, SH to control the light receiving circuits 1 to 5,
One of the light receiving circuits 1 to 5 is selected by the selection signals SEL1 to SEL5, and the image signal SSNS obtained from the selected light receiving circuit is transmitted to the central processing circuit PRS.

【0079】図28はレンズ制御回路LNSUがレンズ
の焦点距離情報、距離環情報を得る様子を示したもの
で、ブラシで距離環の位置、ズーム環の位置デフォーカ
ス量対焦点調節レンズ繰り出し量の係数などが、5ビッ
トの信号に変換されてレンズ制御回路LNSU内のCP
Uで演算され、レンズ情報DLCとしてレンズ通信回路
LCOMを介して中央演算回路PRSに入力される。な
お、この場合の距離環の位置情報は直接合焦演算に使用
するわけではないので、それほどの精度は必要としな
い。
FIG. 28 shows the manner in which the lens control circuit LNSU obtains the focal length information and the distance ring information of the lens. The position of the distance ring and the position of the zoom ring with the brush and the defocus amount of the focus adjustment lens are shown. The coefficients and the like are converted into 5-bit signals, and the CPs in the lens control circuit LNSU are converted.
U is calculated, and is input to the central processing circuit PRS via the lens communication circuit LCOM as lens information DLC. Note that the position information of the distance ring in this case is not used for the direct focusing operation, so that a high degree of accuracy is not required.

【0080】上記構成によるカメラの動作について、図
29のフローチャートにしたがって説明する。
The operation of the camera having the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0081】不図示の電源スイッチがオンとなると、中
央演算回路PRSへの給電が開始され、PRSはROM
に格納されたシーケンスプログラムの実行を開始する。
When a power switch (not shown) is turned on, power supply to the central processing circuit PRS is started, and PRS is stored in the ROM.
The execution of the sequence program stored in is started.

【0082】図29は上記プログラムの全体の流れを表
すフローチャートである。上記操作にてプログラムの実
行が開始されると、ステップ001を経てステップ00
2において、レリーズボタンの第1段階押圧によりオン
となるsw1の状態検知がなされ、sw1オフの時には
ステップ003へ移行して、PRS内のRAMに設定さ
れている制御用のフラグ、変数を全てクリアし、初期化
する。上記ステップ002、003は前記sw1がオン
となるか、或は電源スイッチがオフとなるまで繰り返し
実行される。sw1がオンすることによりステップ00
2からステップ011へ移行する。ステップ011では
後述するタイマ割り込みの割り込み動作を許可する。こ
れによりステップ012以降のステップ中で定期的にタ
イマ割り込み動作が実行され、種々の状態検知がなされ
る。
FIG. 29 is a flowchart showing the entire flow of the above program. When the execution of the program is started by the above operation, the program proceeds to step 00 through step 001.
In step 2, the state of sw1 which is turned on by pressing the release button at the first stage is detected, and when sw1 is turned off, the process proceeds to step 003 to clear all control flags and variables set in the RAM in the PRS. And initialize. The above steps 002 and 003 are repeatedly executed until the sw1 is turned on or the power switch is turned off. When sw1 turns on, step 00
2 to step 011. In step 011, an interrupt operation of a timer interrupt described later is permitted. As a result, the timer interrupt operation is periodically executed during the steps after step 012, and various state detections are performed.

【0083】ステップ012では露出制御のための「測
光」サブルーチンを実行する。PRSは測光用センサS
PCの出力SSPCをアナログ入力端子に入力し、A/
D変換を行ってそのディジタル測光値から最適なシャッ
タ制御値、絞り制御値を演算してそれぞれをRAMの所
定アドレスへ格納する。そして、レリーズ動作時にはこ
れら値に基づいてシャッタ及び絞りの制御を行う。
At step 012, a "photometry" subroutine for exposure control is executed. PRS is a photometric sensor S
The output SSPC of the PC is input to the analog input terminal, and A /
D-conversion is performed to calculate optimal shutter control values and aperture control values from the digital photometric values, and store them at predetermined addresses in the RAM. During the release operation, the shutter and the aperture are controlled based on these values.

【0084】続くステップ014は像信号の入力とデフ
ォーカス量の演算を行うサブルーチンで、PRSはセン
サ装置SNSから像信号の入力を行った後、この像信号
に対してフィルター処理を行い、像ずれ方式に基づいた
所定の演算を施して撮影レンズのデフォーカス量を出力
する。このステップの具体的な動作については後で詳述
する。
The following step 014 is a subroutine for inputting an image signal and calculating a defocus amount. After the PRS inputs an image signal from the sensor device SNS, the PRS performs a filtering process on the image signal to obtain an image shift. A predetermined calculation based on the method is performed to output a defocus amount of the photographing lens. The specific operation of this step will be described later in detail.

【0085】ステップ015は上記検出されたデフォー
カス量DEFに基づいてレンズ駆動を行うサブルーチン
で、これについての詳細は後述する。
Step 015 is a subroutine for driving the lens based on the detected defocus amount DEF, the details of which will be described later.

【0086】ステップ016ではステップ011にて許
可したタイマ割り込みを禁止、以降のステップ017〜
019で割り込みが入らないようにする。ステップ01
7ではレリーズ釦の第2段階押圧によりオンするsw2
の状態検知を行い、オフの場合はステップ018へ、オ
ンの場合はステップ019へ移行する。ステップ01
8、019のAFFLGは上記ステップ012〜015
のAFがsw1のみオンによる状態下で完了したか、或
はsw2もオンの状態下で完了したかを規定するフラグ
である。従ってsw2がオフの時、すなわちsw1のみ
がオンでAFが完了した場合には、AFFLGに「0」
が格納され、sw2がオン状態でAFが完了した場合に
は、AFFLGに「1」が格納される。ここでは、まず
sw2がオフで、AFFLGが「0」とする。
At step 016, the timer interrupt permitted at step 011 is prohibited.
In step 019, no interruption is caused. Step 01
7 is turned on by pressing the release button at the second stage.
Is detected, the process proceeds to step 018 if it is off, and proceeds to step 019 if it is on. Step 01
The AFFLG of 8,019 corresponds to steps 012 to 015 described above.
Is a flag that specifies whether the AF has been completed in a state where only sw1 is on, or has been completed in a state where sw2 is also on. Therefore, when sw2 is off, that is, when only sw1 is on and AF is completed, AFFLG is set to “0”.
Is stored, and when sw2 is on and AF is completed, “1” is stored in AFFLG. Here, first, it is assumed that sw2 is off and AFFLG is “0”.

【0087】以上のステップ002、011〜018が
sw1のみオン状態でのAFであるが、次に該フロー中
のステップ012〜015中に入るタイマ割り込み動作
について説明する。
The above steps 002 and 011-018 are AF operations in which only sw1 is in the ON state. Next, a timer interrupt operation that enters steps 012-015 in the flow will be described.

【0088】ステップ021のタイマ割り込みは、定期
的にsw2、チャージ・給送状態及びAF履歴をモニタ
して、レリーズ動作に移行すべきか否かを検知する割り
込み機能で、ステップ012〜015実行中に例えば5
msec毎に割り込みが行われる。
The timer interrupt at step 021 is an interrupt function for periodically monitoring sw2, the charge / feed state, and the AF history to detect whether or not to shift to the release operation. For example, 5
An interrupt is performed every msec.

【0089】以下各ステップについて説明する。Hereinafter, each step will be described.

【0090】ステップ021を経由してステップ022
ではsw2の状態を判別し、オフならステップ023に
て割り込みリターンする。すなわちsw1のみオンでA
Fを繰り返している最中は5msec毎に該割り込みが
行われても、sw2がオフなので、直ちにリターンして
しまう。
Step 022 via step 21
Then, the state of sw2 is determined, and if it is off, an interrupt return is made in step 023. That is, only sw1 is on and A
During the repetition of F, even if the interruption is performed every 5 msec, the operation immediately returns because sw2 is off.

【0091】ステップ022にてsw2がオンの時はス
テップ024へ進み、スイッチSWCHの判別を行う。
該スイッチSWCHがオフである場合は、既にレリーズ
が行われた後のチャージ・給送動作中であるので、まだ
レリーズは出来ない。従ってステップ023にてリター
ンし、AF動作を継続すると共に、チャージ動作も継続
する。
If sw2 is on in step 022, the flow advances to step 024 to determine the switch SWCH.
When the switch SWCH is off, the charging / feeding operation has already been performed after the release has been performed, so that the release cannot be performed yet. Therefore, the process returns in step 023 to continue the AF operation and the charging operation.

【0092】ステップ024にてスイッチSWCHがオ
ンならチャージ・給送が完了したので、ステップ025
にてチャージ・給送停止信号を出してMTR1を止め、
ステップ026へ移る。
If the switch SWCH is on in step 024, the charging and feeding have been completed, and
A charge / feed stop signal is issued at and MTR1 is stopped.
Move to step 026.

【0093】ステップ026ではフラグAFFLGの判
定を行う。AFFLG=1ならsw2オンの後、少なく
ともAFは1回完了しているので、ステップ027のレ
リーズ動作へ移行する。AFFLG≠1すなわち「0」
の時はsw2がオンになってからまだAFが1回完了し
ていないので、ステップ023にてリターンし、レリー
ズ動作は行わない。
At step 026, the flag AFFLG is determined. If AFFLG = 1, since the AF has been completed at least once after sw2 is turned on, the flow shifts to the release operation of step 027. AFFLG # 1 or "0"
In this case, AF has not been completed once since the switch SW2 is turned on, so that the process returns in step 023, and the release operation is not performed.

【0094】続いてステップ028にてAFFLGを
「0」にリセットしてステップ029にてチャージ・給
送の開始を行う(これはMTR1の回転により行う)。
そしてチャージ・給送の開始を行いながらステプ002
に戻り、ステップ011より次の焦点検出動作を開始す
る。
Subsequently, in step 028, AFFLG is reset to "0", and charging / feeding is started in step 029 (this is performed by rotating the MTR1).
Step 002 while starting charging and feeding
Then, the next focus detection operation is started from step 011.

【0095】図30に「AF」サブルーチンのフローチ
ャートを示す。
FIG. 30 shows a flowchart of the "AF" subroutine.

【0096】まず、ステップ402に於いて、全ての測
距視野の測距情報に従って焦点調節を行なう全視野検出
モードか、あるいは、画面中央部の測距視野のみで焦点
調節を行なう特定視野検出モードかの判断を行なう。全
視野検出モードであればステップ403に移行し、特定
視野検出モードであればステップ405に移行する。
尚、この検出モードの設定は、図27に示したスイッチ
SWSによって撮影者が行なう。
First, in step 402, a full-field detection mode in which focus adjustment is performed in accordance with the distance measurement information of all distance measurement fields, or a specific field detection mode in which focus adjustment is performed only in the distance measurement field at the center of the screen Is determined. If the mode is the full-field detection mode, the process proceeds to step 403. If the mode is the specific-field detection mode, the process proceeds to step 405.
The setting of the detection mode is performed by the photographer using the switch SWS shown in FIG.

【0097】ステップ403では、SPFをリセット
し、続くステップ404にて検出測距視野として全ての
測距視野を設定する。また、ステップ405では、SP
Fに1をセットし、続くステップ406にて検出測距視
野として図15に示した測距視野104cと104hを
設定する。
In step 403, the SPF is reset, and in step 404, all distance measurement fields are set as detection distance measurement fields. Also, in step 405, SP
F is set to 1, and in subsequent step 406, the distance measuring fields 104c and 104h shown in FIG. 15 are set as the detected distance measuring fields.

【0098】ステップ404とステップ406に続くス
テップ407では、図27に示したセンサー駆動回路S
DRを介してラインセンサーSNSが駆動され、出力さ
れた検出測距視野のアナログ像信号はA/D変換の後、
RAM内の所定アドレスに格納される。
At step 407 following steps 404 and 406, the sensor driving circuit S shown in FIG.
The line sensor SNS is driven via the DR, and the output analog image signal of the detected distance measurement field of view is, after A / D conversion,
It is stored at a predetermined address in the RAM.

【0099】ステップ408では、前のステップでRA
Mに格納された像信号を基にデフォーカス検出が行なわ
れる。このサブルーチンの詳細については後述する。
In step 408, RA in the previous step
Defocus detection is performed based on the image signal stored in M. Details of this subroutine will be described later.

【0100】ステップ409では設定された全ての測距
視野についてデフォーカス検出が不能かどうかを調べ、
そうであれば、ステップ410に移行しサーチ動作や検
出不能表示等の焦点検出不能処理を行なう。また、どれ
かの測距視野が焦点検出可能であればステップ412に
移行する。
In step 409, it is checked whether or not defocus detection is impossible for all the set distance measurement fields.
If so, the flow shifts to step 410 to perform focus detection disable processing such as search operation and display of detection failure. If any of the distance measurement fields can detect the focus, the process proceeds to step 412.

【0101】続くステップ412では、ステップ403
及び405で設定したSPFの状態を調べ、ゼロであれ
ば、ステップ413に移行し、1であればステップ41
5に移行する。
In the following step 412, step 403
The state of the SPF set in steps 405 and 405 is checked. If the state is zero, the process proceeds to step 413;
Move to 5.

【0102】ステップ413では、検出可能であった測
距視野のうち最も近距離の被写体を検出した測距視野を
選択し、続くステップ414に於いて、DEFにこの最
近点のデフォーカス量を格納する。また、ステップ41
5では、検出可能であった測距視野の平均デフォーカス
を算出し、ステップ416に於いてDEFにこの平均デ
フォーカスを格納してステップ418にてサブルーチン
をリターンする。
In step 413, the distance measuring visual field in which the closest object has been detected is selected from the distance measuring visual fields that could be detected. In step 414, the defocus amount of this closest point is stored in DEF. I do. Step 41
In step 5, the average defocus of the detectable ranging field of view is calculated, the average defocus is stored in DEF in step 416, and the subroutine is returned in step 418.

【0103】図31に「焦点検出」サブルーチンを示
す。
FIG. 31 shows the "focus detection" subroutine.

【0104】デフォーカス検出サブルーチンでは、まず
ステップ502に於いて検出測距視野に設定されたすべ
ての測距視野についてデフォーカス演算が終了したかど
うかを調べ、終了していれば、ステップ503に移行し
てサブルーチンをリターンする。また、まだデフォーカ
ス演算が済んでいない測距視野がある場合には、ステッ
プ504に移行する。
In the defocus detection subroutine, first, it is checked whether or not the defocus calculation has been completed for all the distance measurement fields set as the detected distance measurement fields in step 502, and if it has been completed, the flow proceeds to step 503. And return to the subroutine. If there is a range-finding field for which defocus calculation has not been completed, the process proceeds to step 504.

【0105】このステップ504では、新たな測距視野
をデフォーカス演算の対象に設定し、続くステップ50
5に於いて、前のステップで設定された演算対象測距視
野のデフォーカス量を演算し、ステップ502へと移行
する。デフォーカス演算の詳細については後述する。
In this step 504, a new distance measurement field of view is set as a target of the defocus calculation, and the subsequent step 50
In step 5, the defocus amount of the target distance measurement field of view set in the previous step is calculated, and the flow proceeds to step 502. Details of the defocus calculation will be described later.

【0106】図32に「レンズ駆動」サブルーチンのフ
ローチャートを示す。
FIG. 32 shows a flowchart of the "lens drive" subroutine.

【0107】このサブルーチンが実行されると、図32
のステップ202においてレンズと通信して、2つのデ
ータ「S」「PTH」を入力する。「S」は撮影レンズ
固有の「デフォーカス量対焦点調節レンズ繰り出し量の
係数」であり、例えば全体繰り出し型の単レンズの場合
には、撮影レンズ全体が焦点調節レンズであるから「S
=1」であり、ズームレンズの場合には各ズーム位置に
よって「S」は変化する。「PTH」は焦点調節レンズ
LNSの光軸方向の移動に連動したエンコーダENCF
の出力1パルス当りの焦点調節レンズの繰り出し量であ
る。
When this subroutine is executed, FIG.
In step 202, two data "S" and "PTH" are input by communicating with the lens. “S” is a “coefficient of the defocus amount versus the focus adjustment lens extension amount” unique to the photographing lens. For example, in the case of a single lens of the entire extension type, “S”
= 1 ”, and in the case of a zoom lens,“ S ”changes depending on each zoom position. "PTH" is an encoder ENCF linked to the movement of the focusing lens LNS in the optical axis direction.
Is the amount of extension of the focusing lens per one output pulse.

【0108】従って焦点調節すべきデフォーカス量DE
F,上記S,PTHにより焦点調節レンズの繰り出し量
をエンコーダENCFの出力パルス数に換算した値、い
わゆるレンズ駆動量FPは次式で与えられることにな
る。
Therefore, the defocus amount DE to be adjusted for focus
The value obtained by converting the extension amount of the focusing lens by F, S, and PTH into the number of output pulses of the encoder ENCF, so-called lens drive amount FP, is given by the following equation.

【0109】FP=DEF×S/PTH ステップ203は上式をそのまま実行している。FP = DEF × S / PTH Step 203 executes the above equation as it is.

【0110】ステップ204ではステップ203で求め
たFPをレンズFLNFに送出して焦点調節レンズ(全
体繰り出し型単レンズの場合には撮影レンズ全体)の駆
動を命令する。
In step 204, the FP obtained in step 203 is sent to the lens FLNF to command the driving of the focus adjustment lens (or the entire photographing lens in the case of the whole extension type single lens).

【0111】次のステップ205で、レンズFLNSと
通信してステップ204で命令したレンズ駆動量FPの
駆動が終了したか否かを検知し、駆動が終了するとステ
ップ206へ移行して「レンズ駆動」サブルーチンをリ
ターンする。
In the next step 205, it is communicated with the lens FLNS to detect whether or not the driving of the lens driving amount FP commanded in the step 204 has been completed. Return the subroutine.

【0112】図33に「レリーズ」サブルーチンのフロ
ーを示す。
FIG. 33 shows the flow of the "release" subroutine.

【0113】ステップ302ではカメラのクリックリタ
ーンミラーのアップを行う。これは図27に示したモー
タ制御回路を介して不図示のミラー駆動用モータを制御
することで実行される。
In step 302, the click return mirror of the camera is raised. This is executed by controlling a mirror driving motor (not shown) via the motor control circuit shown in FIG.

【0114】次のステップ303では先のステップ01
2の「測光」サブルーチンで既に格納されている絞り制
御値をレンズFLNSへ送出して、該レンズFLNSに
絞り制御を行わせる。
In the next step 303, the previous step 01
The aperture control value already stored in the "photometry" subroutine of No. 2 is sent to the lens FLNS, and the lens FLNS performs aperture control.

【0115】ステップ304では先のステップ302、
303でのミラーアップと絞り制御が既に終了している
か否かを検知する。ミラーアップはミラーに付随した不
図示の検知スイッチにて確認することができ、絞り制御
は、レンズFLNSに対して所定の絞り値まで駆動した
か否かを通信で確認する。
In step 304, the previous step 302,
It is detected whether or not the mirror up and the aperture control in 303 have already been completed. The mirror-up can be confirmed by a detection switch (not shown) attached to the mirror, and the aperture control is performed by communication to determine whether the lens FLNS has been driven to a predetermined aperture value.

【0116】いずれかが未完了の場合には、このステッ
プ304で待機し、引き続き状態検知を行う。両者の制
御が確認されると、ステップ305へ移行する。この時
点で露光の準備が整ったことになる。
If any of them has not been completed, the process waits at step 304 and continues to detect the state. When both controls are confirmed, the process proceeds to step 305. At this point, the preparation for exposure is complete.

【0117】ステップ305では先のステップ012の
「測光」サブルーチンで既に格納されているシャッタ制
御値にてシャッタ制御を行い、フィルムを露光する。
In step 305, shutter control is performed using the shutter control value already stored in the "photometry" subroutine in step 012, and the film is exposed.

【0118】シャッタ制御が終了すると、次のステップ
306では、レンズFLNSに対して絞りを開放状態に
するように命令を送り、引き続いてステップ307でミ
ラーダウンを行う。ミラーダウンはミラーアップと同様
に不図示のミラー駆動用モータを制御することで実行さ
れる。
When the shutter control is completed, in the next step 306, a command is sent to the lens FLNS to open the aperture, and subsequently, in step 307, the mirror is lowered. The mirror-down operation is performed by controlling a mirror driving motor (not shown), similarly to the mirror-up operation.

【0119】次のステップ308ではステップ304と
同様にミラーダウンと絞り開放制御が完了するのを待
つ。ミラーダウンと絞り開放制御が共に完了するとステ
ップ309へ移行してリターンする。
In the next step 308, similar to step 304, the process waits until the mirror down and aperture opening control are completed. When both the mirror down and the aperture opening control are completed, the process proceeds to step 309 and returns.

【0120】以上のフローを改めて図29にて概説す
る。
The above flow is outlined again in FIG.

【0121】先ずsw1のみオンの時にはステップ00
2、011〜017、018が繰り返し実行される。そ
してステップ012〜015実行中は5msec毎にス
テップ021以降の割り込みが行われるが、ステップ0
22にてsw2がオフと判定され、すぐにリターンして
しまう。
First, when only sw1 is on, step 00 is executed.
Steps 2,011-017,018 are repeatedly executed. While steps 012 to 015 are being executed, an interrupt after step 021 is performed every 5 msec.
In step 22, sw2 is determined to be off, and the process immediately returns.

【0122】上記サイクル中にsw2がオンされると、
sw2オン後の最初のタイマ割り込みにてステップ02
2でオンと判定され、ステップ024へ行く。該フロー
はレリーズ1回目を想定しているので、当然のことなが
らチャージ・給送は完了状態を保っており、ステップ0
24でスイッチSWCHオンと判定され、ステップ02
5へ行くが、ここでステップ025の実行は無意味であ
り、ステップ026へ行く。ステップ026に最初に到
達した時点ではフラグAFFLGは「0」であり、ステ
ップ023にてリターンされてしまう。そして、AFと
タイマ割り込みを交互に続け、AFが完了するとステッ
プ017からステップ019へ移り、AFFLG「1」
が格納されてステップ002へ戻る。そしてステップ0
11からステップ012に移った直後の最初のタイマ割
り込みにて今度はステップ022〜026へ達し、ステ
ップ026でAFFLG=1と判定されてステップ02
7のレリーズへ移ることが許容される。
When sw2 is turned on during the above cycle,
Step 02 with the first timer interrupt after sw2 on
It is determined to be on at 2 and the procedure goes to step 024. Since this flow is assumed to be the first release, the charge / feed is kept in a completed state as a matter of course.
24, it is determined that the switch SWCH is on, and
5, the execution of step 025 is meaningless, and the operation goes to step 026. The flag AFFLG is “0” when the process reaches step 026 for the first time, and the process returns in step 023. Then, the AF and the timer interrupt are alternately continued, and when the AF is completed, the process proceeds from step 017 to step 019, and AFFLG “1”
Is stored and the process returns to step 002. And step 0
At the first timer interrupt immediately after moving from step 11 to step 012, the processing reaches steps 022 to 026. At step 026, it is determined that AFFLG = 1 and step 02
It is allowed to go to release 7.

【0123】レリーズ動作終了後はAFFLGを「0」
にリセットし、ステップ026にてチャージ・給送を開
始させながらステップ023へ戻り、ステップ011か
ら012へ移って次のAFを開始する。
After the release operation is completed, AFFLG is set to "0".
Then, the process returns to step 023 while starting charging / feeding in step 026, and moves from step 011 to 012 to start the next AF.

【0124】sw2オン状態が継続されて間もない時の
タイマ割り込みでは、スイッチSWCHはオフ、AFF
LGは「0」なので、AFが繰り返される。そしてスイ
ッチSWCHが先にオンとなったらチャージ・給送を停
止してフラグAFFLGが「1」すなわちAFが1回完
了するのを待ち、AFFLGが「1」になった後にレリ
ーズ動作を行う。
In a timer interrupt immediately after the on state of sw2 is continued, the switch SWCH is turned off and the AFF
Since LG is “0”, AF is repeated. When the switch SWCH is turned on first, the charging / feeding is stopped, and it is waited that the flag AFFLG is "1", that is, AF is completed once, and then the release operation is performed after the AFFLG becomes "1".

【0125】一方フラグAFFLGが「1」になるのが
先であれば、AFを繰り返しながらスイッチSWCHが
オンとなるのを待ち、該スイッチSWCHがオンとなっ
たら、不図示のフィルム給送用モータを止めてレリーズ
動作を開始する。
On the other hand, if the flag AFFLG is set to "1" first, the AF is repeated until the switch SWCH is turned on, and when the switch SWCH is turned on, the film feeding motor (not shown) is turned on. Is stopped and the release operation is started.

【0126】図34、図35は「デフォーカス演算」サ
ブルーチンのフローチャートである。まずこのサブルー
チン内で使われる相関演算について説明してから、処理
過程の詳細を説明する。
FIGS. 34 and 35 are flowcharts of the "defocus calculation" subroutine. First, the correlation calculation used in this subroutine will be described, and then the details of the processing will be described.

【0127】一対のセンサ列より出力される像信号から
像ずれ量を検出する信号処理方法としては、特開昭58
−142306号公報、特開昭59−107313号公
報、特開昭60−101513号公報などで開示されて
いる。具体的には、センサ列を構成する画素数をNと
し、i番目(i=0,・・・,N−1)のセンサ列から
の像信号をA(i),B(i)とするとき
A signal processing method for detecting an image shift amount from an image signal output from a pair of sensor arrays is disclosed in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 142306/1984, 107313/1985, and 60-101513 / 1985. Specifically, the number of pixels forming the sensor array is N, and the image signals from the i-th (i = 0,..., N−1) sensor array are A (i) and B (i). When

【0128】[0128]

【数1】 あるいは(Equation 1) Or

【0129】[0129]

【数2】 なる式を、k1 ≦k≦k2 について演算する。尚Mは
(M=N−|k|−1)で表される演算画素数であり、
又kは相対変移量と呼ばれ、k1 ,k2 は通常−N/
2,N/2にとらえることが多い。ここでmax{a,
b}なる演算子はa,bの内大なるものを抽出すること
を表し、min{a,b}なる演算子はa,bの内小な
るものを抽出することを表す。従って、前記(1)、
(2)式における頁X1 (k),X2 (k),Y1
(k),Y2 (k)は広義の相関量と考えることができ
る。更に前記(1)、(2)式を詳細に見ると、X1
(k),Y1 (k)は現実には(k−1)変位における
上記夫々の定義による相関量を、X2 (k),Y2
(k)は(k+1)の変位における相関量を、それぞれ
表している。それゆえ、X1 (k),X2 (k)の差で
ある評価量X(k)は相対変位量kにおける像信号A
(i),B(i)の相関量の変化量を意味する。
(Equation 2) Is calculated for k 1 ≦ k ≦ k 2 . Note that M is the number of calculation pixels represented by (M = N− | k | −1),
K is called a relative displacement, and k 1 and k 2 are usually −N /
2, N / 2 in many cases. Where max @ a,
The operator b} indicates that the larger one of a and b is extracted, and the operator min {a, b} indicates that the smaller one of a and b is extracted. Therefore, (1),
Page X 1 (k), X 2 (k), Y 1 in equation (2)
(K) and Y 2 (k) can be considered as correlation amounts in a broad sense. Looking further at the above equations (1) and (2), X 1
(K) and Y 1 (k) are actually the correlation amounts according to the above definitions in the (k−1) displacement, X 2 (k) and Y 2
(K) represents the correlation amount at the displacement of (k + 1). Therefore, the evaluation amount X (k) which is the difference between X 1 (k) and X 2 (k) is equal to the image signal A at the relative displacement amount k.
(I) means the amount of change in the correlation amount of B (i).

【0130】X1 (k),X2 (k)なる相関量は上記
定義から明らかなように2像の相関が最も高いときに最
小となる。よってその変化量であるX(k)は相関最高
のときに「0」で、且つ傾きは負となるはずである。と
ころがX(k)は離散データであるから、実際には、 X(kp)≧0,X(kp+1)<0 (3) 且つX(kp)−(kp+1)が最大なる相対変位の区
間〔kp・kp+1〕に相関量のピークが存在すると考
えて、
As is clear from the above definition, the correlation amounts X 1 (k) and X 2 (k) become minimum when the correlation between the two images is the highest. Therefore, the change amount X (k) should be “0” when the correlation is the highest, and the slope should be negative. However, since X (k) is discrete data, in practice, X (kp) ≧ 0, X (kp + 1) <0 (3) and a relative displacement section [kp] where X (kp) − (kp + 1) is maximum・ Kp + 1], there is a peak of the correlation amount,

【0131】[0131]

【数3】 の補間演算を行うことにより、画素単位以下の像ずれ量
PRを検出することができる。
(Equation 3) By performing the interpolation calculation, the image shift amount PR of a pixel unit or less can be detected.

【0132】一方、Y1 (k),Y2 (k)なる相関量
は上記定義より2像の相関が最も高いとき、X1
(k),X2 (k)とは逆に最大となる。よってその変
化量であるY(k)は相関最高のときに「0」で、且つ
傾きは正となるはずである。Y(k)もX(k)と同様
に Y(kp)≦0,Y(kp+1)>0 (6) で且つY(kp)−Y(kp+1)が最大のとき
On the other hand, the correlation amount of Y 1 (k) and Y 2 (k) is X 1 when the correlation between the two images is the highest according to the above definition.
(K) and X 2 (k), which are maximum. Therefore, the change amount Y (k) should be “0” when the correlation is the highest, and the slope should be positive. Y (k) is the same as X (k) when Y (kp) ≦ 0, Y (kp + 1)> 0 (6) and when Y (kp) −Y (kp + 1) is maximum

【0133】[0133]

【数4】 の補間演算を行うことにより、画素単位以下の像ずれ量
PRを検出することができる。
(Equation 4) By performing the interpolation calculation, the image shift amount PR of a pixel unit or less can be detected.

【0134】また、X(k),Y(k)のいずれの焦点
評価量を用いても像ずれ量の検出は可能であるが、特開
昭60−101513号公報からわかる様に、|X(k
p)−X(kp+1)|>|Y(kp+1)−Y(k
p)|の時には焦点評価量X(k)を、|X(kp)−
X(kp+1)|>|Y(kp+1)−Y(kp)|の
時には焦点評価量Y(k)を用いて像ずれ量PRを求め
た方がS/N的に精度が良い。
The image shift amount can be detected by using any of the focus evaluation amounts X (k) and Y (k). As can be seen from JP-A-60-101513, | X (K
p) -X (kp + 1) |> | Y (kp + 1) -Y (k
p) |, the focus evaluation amount X (k) is given by | X (kp)-
When X (kp + 1) |> | Y (kp + 1) -Y (kp) |, it is better in terms of S / N to obtain the image shift amount PR using the focus evaluation amount Y (k).

【0135】さて、図34、図35のフローチャートに
戻って説明を進める。ステップ100は本実施例では第
A1の処理過程を示す。ステップ100〜105では、
相対変位量kを「−20〜20」の範囲内で変えた時の
焦点評価量X(k)を求めている。ここで相対変位量k
を−20から20の範囲としているのは、センサ列の画
素数を「40」と仮定しているからであるが、この処理
対象画素範囲は使用される撮影レンズの焦点距離に応じ
て可変としても良い。
Now, description will return to the flowcharts of FIGS. 34 and 35. Step 100 shows the A1 process in this embodiment. In steps 100 to 105,
The focus evaluation amount X (k) when the relative displacement amount k is changed within the range of “−20 to 20” is obtained. Where the relative displacement k
Is in the range of −20 to 20, because the number of pixels in the sensor row is assumed to be “40”. However, this processing target pixel range is variable according to the focal length of the photographing lens used. Is also good.

【0136】まず、ステップ150では前述した測距光
束のケラレの影響を排除するために像の修正を行う。こ
の「像修正」サブルーチンについては後で詳述するが、
像修正後の像データは、一対の像の相似正を取り戻し、
ここに説明する相関演算の精度を極めて高くしている。
First, in step 150, the image is corrected in order to eliminate the above-mentioned vignetting of the distance measuring light beam. This "image correction" subroutine will be described in detail later,
The image data after image correction recovers the similarity of the pair of images,
The accuracy of the correlation calculation described here is extremely high.

【0137】ステップ101ではM=39−|k|とい
う式で演算画素数Mを計算する。演算画素数Mは相対変
位量kに応じて可変であり、kの絶対値が大きい程小さ
くなる。これは相対変位量kが大きくなるにつれて対応
するセンサの出力が端部から欠落していくからである。
ステップ102で相対変位量kの符号(正か負か)を調
べ、次いでその符号に応じてA像、B像の演算を開始す
る先頭の画素位置PA,PBをステップ103或いは1
04で計算する。ステップ105では焦点評価量X
(k)の演算を行う。
In step 101, the number M of operation pixels is calculated by the equation M = 39− | k |. The number of calculation pixels M is variable according to the relative displacement amount k, and decreases as the absolute value of k increases. This is because the output of the corresponding sensor drops from the end as the relative displacement amount k increases.
In step 102, the sign (positive or negative) of the relative displacement k is checked, and then, according to the sign, the head pixel positions PA and PB at which the calculation of the A and B images is started are determined in step 103 or 1
Calculate with 04. In step 105, the focus evaluation amount X
The calculation of (k) is performed.

【0138】ここで前記ステップ100〜105での処
理過程を図36を用いて説明する。図36(A)は2つ
の像信号A(i),B(i)を表している。図36
(B)はk=−20における相関演算のセンサ列の対応
関係を表しており、この時M=39−|20|=19
で、PAは「0」,PBは「20」である。
Here, the processing steps in steps 100 to 105 will be described with reference to FIG. FIG. 36A shows two image signals A (i) and B (i). FIG.
(B) shows the correspondence between the sensor rows in the correlation operation at k = −20. At this time, M = 39− | 20 | = 19.
Where PA is “0” and PB is “20”.

【0139】即ち相対変位量kは負の値であるのでB像
がk画素(−20画素)だけ相対的に左側へ変位してい
る。この対応関係から更にB像を1画素左側へ変位した
対応関係で演算したのがX(−20)を求める場合の式
の第1項に、逆にA像を1画素左側へ変位した対応関係
で演算したのが第1項に、それぞれ相当する。
That is, since the relative displacement amount k is a negative value, the B image is displaced relatively to the left by k pixels (−20 pixels). The first term of the equation for calculating X (−20) is that the B image is further displaced to the left by one pixel from this correspondence, and the corresponding relation is that the A image is displaced to the left by one pixel. Computed by the above corresponds to the first term.

【0140】この第1項、第2項でA像、B像を各1画
素ずつ左へ変位して演算するため、前記演算画素数Mを
計算する時、M=40−|k|としないでM=39−|
k|としている。図36(C)はk=0の時の対応関係
を表している。図36(D)はk=20における相関演
算の対応関係を表しており、前記図36(B)とは逆に
A像が20画素だけ左側に変位している。
In the first and second terms, the A and B images are displaced one pixel at a time to the left and are operated. Therefore, when calculating the number of operation pixels M, M = 40− | k | And M = 39− |
k |. FIG. 36C shows the correspondence when k = 0. FIG. 36 (D) shows the correspondence of the correlation operation at k = 20. Contrary to FIG. 36 (B), image A is displaced to the left by 20 pixels.

【0141】前述のようにして演算した焦点評価量X
(k)をプロットしたものの一例を図37に示す。
The focus evaluation amount X calculated as described above
FIG. 37 shows an example in which (k) is plotted.

【0142】図34、図35のフローに戻って、ステッ
プ110では焦点評価量X(k)から2像A,Bの画素
単位の像ずれ量のピーク値kpを検出する。以下、ステ
ップ120〜146で画素単位以下の像ずれ量PRを求
めるわけであるが、前記ステップ110で求めたピーク
値kpに基づいて、ステップ120〜135では2つの
焦点評価量X(k),Y(k)を再演算する。この理由
は二つある。一つは、kpを求める先のステップでは演
算画素数Mが相対変位量kに応じて可変であり、この様
に可変となる演算範囲にて演算した焦点評価量X(k)
を補間して画素単位以下の像ずれ量PRを求めると、演
算画素数Mが一致していないことに起因する誤差を含む
恐れがある。今一つは、焦点評価量X(k)のみで像ず
れ量PRを求めるよりも、X(k),Y(k)を組み合
わせて用いた方が先願(特開昭60−101513号公
報)にて述べた様に被写体の信号パターンによってはS
/N的にすぐれているからである。以上のことから、ス
テップ120〜135では、kpを基に演算画素数Mを
一定にし(ステップ120)、焦点評価量X(k),Y
(k)を同時に求めている。
Returning to the flow of FIGS. 34 and 35, in step 110, the peak value kp of the image shift amount of each of the two images A and B is detected from the focus evaluation amount X (k). Hereinafter, in steps 120 to 146, the image shift amount PR of less than a pixel unit is obtained. On the basis of the peak value kp obtained in step 110, two focus evaluation amounts X (k), Recalculate Y (k). There are two reasons for this. One is that in the previous step of obtaining kp, the number of calculation pixels M is variable according to the relative displacement amount k, and the focus evaluation amount X (k) calculated in such a variable calculation range.
Is calculated to obtain the image shift amount PR of a pixel unit or less, there is a possibility that an error due to the mismatch of the number of calculated pixels M may be included. Another method is to use the combination of X (k) and Y (k) rather than to calculate the image shift amount PR using only the focus evaluation amount X (k) in the earlier application (Japanese Patent Laid-Open No. 60-101513). As described above, depending on the signal pattern of the subject, S
This is because they are superior in / N. From the above, in steps 120 to 135, the number of calculation pixels M is made constant based on kp (step 120), and the focus evaluation amounts X (k), Y
(K) is required at the same time.

【0143】なお、この演算画素数Mが一定の像ずれ演
算を再相関演算と呼ぶことにする。
Note that this image shift operation in which the number M of operation pixels is constant is referred to as a re-correlation operation.

【0144】「像修正」サブルーチンの中で詳しく説明
するが、先のステップ150において用いた像修正フィ
ルターは、相対変位量kの関数として決定されている。
しかし、今度の再相関演算は画素単位以下の像ずれ量を
求めるのが目的であるため、像修正フィルターもさらに
厳密に設定する必要がある。以下のステップ151〜1
53はこのための処理で、像修正フィルターを作製する
ための相対変位量kを画素単位以下の分解能で求めるも
のである。
As will be described in detail in the "image correction" subroutine, the image correction filter used in step 150 is determined as a function of the relative displacement k.
However, since the purpose of this re-correlation calculation is to obtain an image shift amount of a pixel unit or less, it is necessary to set an image correction filter more strictly. The following steps 151-1
Reference numeral 53 denotes a process for obtaining a relative displacement amount k for producing an image correction filter with a resolution of a pixel unit or less.

【0145】ステップ151では、先のステップで求め
たkpからkz,z1 ,z2 を設定し、ステップ15
2、153でZD=|z1 −z2 |,PR´=kz+|
1 /ZD|なる計算をする。
In step 151, kz, z 1 and z 2 are set from kp obtained in the previous step.
ZD = | z 1 −z 2 |, PR ′ = kz + |
z 1 / ZD |

【0146】尚、これは第A2の処理過程が相対変位量
に依らず固定のフィルターを用いてなされることを意味
する。これにより像ずれ量PR´を求めている。
This means that the A2th process is performed using a fixed filter regardless of the relative displacement. Thus, the image shift amount PR 'is obtained.

【0147】さて、ステップ120ではM=38−|k
p|なる計算をして演算画素数Mの値を決める。次いで
ステップ130〜135では先に求めたkpを中心にし
て、k=kp−1,kp,kp+1の3点で焦点評価量
X(k),Y(k)を先と同様に演算する。尚前記演算
画素数Mを求める時、M=38−|kp|としたのは、
k=kp−1,kp,kp+1の3点のうち絶対値が最
大の相対変位量における演算画素数Mに固定するためで
ある。
Now, at step 120, M = 38− | k
Calculation of p | is performed to determine the value of the number M of operation pixels. Next, in steps 130 to 135, the focus evaluation amounts X (k) and Y (k) are calculated in the same manner as above at three points of k = kp-1, kp, and kp + 1 with the previously obtained kp as the center. When calculating the number M of operation pixels, M = 38− | kp |
This is because the absolute value of the three points k = kp-1, kp, and kp + 1 is fixed to the number M of operation pixels at the maximum relative displacement.

【0148】尚ここでステップ130は第A2の処理過
程に相当している。
Step 130 corresponds to the A2th process.

【0149】また、ステップ154では、先に説明した
PR´を用いて像修正フィルターを作製し、高い精度で
像を修正する。ステップ130の中でステップ154を
3回通過するが、この3回とも同じ修正フィルターで像
修正が行われる。
In step 154, an image correction filter is prepared by using the previously described PR ', and the image is corrected with high accuracy. In step 130, the image passes through step 154 three times, and all three times image correction is performed using the same correction filter.

【0150】即ち本実施例では、該演算手段の中には、
該フィルター処理が該相対変位量に応じて決定されたフ
ィルターを用いてなされる第A1の処理過程と、これに
続いて実行され、相対変位量に依らずに固定のフィルタ
ーを用いてなされる第A2の処理過程とを有し、第A2
の処理過程に於けるフィルターは第A1の処理過程にて
得られた像ずれ量を基にして決定されるようにしてい
る。
That is, in this embodiment, some of the arithmetic means include:
The first filtering process in which the filtering process is performed using the filter determined according to the relative displacement amount, and the second filtering process that is performed subsequently, using the fixed filter regardless of the relative displacement amount. A2 processing steps;
The filter in the process of (1) is determined on the basis of the image shift amount obtained in the process of A1.

【0151】次に、前述のようにして求めた焦点評価量
X(k),Y(k)から再び各々の焦点評価量による画
素単位の像ずれ量kpx,kpyを検出する(ステップ
140、141)。この時各焦点評価量X(k),Y
(k)のコントラスト評価量を概ね表すXD(XD=X
(kpx)−X(kpx+1))とYD(YD=Y(k
px+1)−Y(kpx))も求めておく。これは、非
合焦量が大きい時に、端部の像信号の情報も考慮された
コントラスト評価量XD,YDをみることであたかも相
対変位毎の端部の像信号をみているかの如き情報が得ら
れることに着目して該情報を用いるためであり、コント
ラスト評価量XD,YDが大きい程S/N的にすぐれて
いることになる。それ故ステップ142で二つのコント
ラスト評価量XD,YDを比較してXD≧YDの時は焦
点評価量X(k)を採用し(ステップ143)、XD<
YDの時は焦点評価量Y(k)を採用する(ステップ1
44)。ステップ145、146では、採用したZD
(z1 −z2 ),Kzを用いて PR=kz+|z1 /ZD| の補間演算を行い、画素単位以下の像ずれ量PRを求め
る。この過程を図38に示している。この図の様な例で
は、XD<YDの関係にあるので焦点評価量Y(k)が
採用され、画素単位以下の像ずれ量PR演算時にはkz
=kpy,z1=(kp),z2 =Y(kp+1)が用
いられる。なお、ステップ130の中では一定の修正フ
ィルターを用いてフィルター処理を行っているためkp
x,kpx+1における焦点評価量の意味合いは等し
い。
Next, from the focus evaluation amounts X (k) and Y (k) obtained as described above, the image shift amounts kpx and kpy in pixel units due to the respective focus evaluation amounts are detected again (steps 140 and 141). ). At this time, each focus evaluation amount X (k), Y
XD (XD = X) which roughly represents the contrast evaluation amount of (k)
(Kpx) -X (kpx + 1)) and YD (YD = Y (k
px + 1) -Y (kpx)) is also determined. This is because when the out-of-focus amount is large, looking at the contrast evaluation amounts XD and YD, which also takes into account the information of the edge image signal, gives information as if looking at the edge image signal for each relative displacement. This is because the information is used while paying attention to the fact that the contrast evaluation amounts XD and YD are large. Therefore, the two contrast evaluation amounts XD and YD are compared in step 142, and when XD ≧ YD, the focus evaluation amount X (k) is adopted (step 143), and XD <
In the case of YD, the focus evaluation amount Y (k) is adopted (step 1).
44). In steps 145 and 146, the adopted ZD
By using (z 1 −z 2 ) and Kz, an interpolation calculation of PR = kz + | z 1 / ZD | is performed to obtain an image shift amount PR in a pixel unit or less. This process is shown in FIG. In the example as shown in the figure, since the relationship of XD <YD is satisfied, the focus evaluation amount Y (k) is adopted, and when calculating the image shift amount PR of a pixel unit or less, kz
= Kpy, z 1 = (kp), z 2 = Y (kp + 1). In step 130, the filter processing is performed using a fixed correction filter.
The meanings of the focus evaluation amounts at x and kpx + 1 are equal.

【0152】以上のステップで画素単位以下の像ずれ量
が求まると、これを基にデフォーカス量が算出できる。
ステップ155ではこの計算に必要となる像ずれ量→デ
フォーカス量変換係数αを求めるための「像ズレ敏感度
演算」サブルーチンを実行する。
When the image shift amount of the pixel unit or less is obtained by the above steps, the defocus amount can be calculated based on the image shift amount.
In step 155, an "image shift sensitivity operation" subroutine is executed for obtaining the image shift amount → defocus amount conversion coefficient α required for this calculation.

【0153】ステップ156では、デフォーカス変換係
数α、PRおよび再結像光学系で決定される定数Gを用
In step 156, the defocus conversion coefficients α and PR and the constant G determined by the re-imaging optical system are used.

【0154】[0154]

【数5】 なる計算によってこのサブルーチンの出力であるDEF
の値を決定し、続くステップ157でサブルーチンをリ
ターンする。
(Equation 5) DEF which is the output of this subroutine
Is determined, and in a succeeding step 157, the subroutine is returned.

【0155】次に、「像修正」サブルーチンについて説
明する。前述したように、光電変換素子上の像は、被写
体と点像との光学的な畳み込み積分として与えられる。
即ち、光学系のインパルス応答が点像、入力が被写体の
輝度分布、出力が像と言うことである。一方、何らかの
デジタルフィルターを決定し、これと像信号との畳み込
み積分を行なえば、今度はソフト的にボケ像の形状を変
えることが可能である。そこで光学系の条件にあわせて
このデジタルフィルターを決め、二回の畳み込み積分の
総合的な結果が、左右対称の一つの伝達関数と等価にな
るようにすれば、たとえ測距光束のケラレのために線像
の像データが左右非対象であっても、フィルター処理後
の像データを対象形に戻すことができる。
Next, the "image correction" subroutine will be described. As described above, the image on the photoelectric conversion element is given as an optical convolution of a subject and a point image.
That is, the impulse response of the optical system is a point image, the input is the luminance distribution of the subject, and the output is the image. On the other hand, if some kind of digital filter is determined and convolution integration of the digital filter and the image signal is performed, it is possible to change the shape of the blurred image by software. Therefore, if this digital filter is determined according to the conditions of the optical system and the overall result of the two convolutions is made to be equivalent to one symmetric transfer function, even if the distance measuring beam is vignetting Even if the image data of the line image is not symmetric, the image data after the filter processing can be returned to the target shape.

【0156】特に、デフォーカス演算に於いては像の相
似性が重要であるので、ここで選ぶべきデジタルフィル
ターは光学系による非対称な線像を線に復元する逆フィ
ルターである必要はなく、左右対称な像に戻すフィルタ
ーであればよいことは前記の通りである。
In particular, since the similarity of the images is important in the defocus calculation, the digital filter to be selected here does not need to be an inverse filter for restoring an asymmetric line image by an optical system into lines. As described above, a filter that restores a symmetric image may be used.

【0157】図39に「像修正」サブルーチンを示す。
ボケ像の修正は、まず、撮影レンズの状態に応じて修正
フィルターを作成、次に、像データとこの修正フィルタ
ーとの畳み込み積分を行なって像を修正、最後にハイパ
スフィルターを通した後、正規化と言う順序で行なわれ
る。図39で説明したボケ像修正フィルターは測距光学
系の状態や撮影レンズの種類、その測距環位置、ズーム
位置によって形状が変わるため、その全てをROMに格
納しておくことはきわめて困難である。そこで、ROM
内にはフィルターの原データのみを格納することとし、
上記の条件に応じて、これを加工してから用いるように
している。
FIG. 39 shows the "image correction" subroutine.
To correct the blurred image, first create a correction filter according to the state of the taking lens, then perform convolution integration of the image data and this correction filter to correct the image, and finally pass the high-pass filter and then normal It is performed in the order of conversion. Since the shape of the blurred image correction filter described in FIG. 39 changes depending on the state of the distance measuring optical system, the type of the photographing lens, the distance measuring ring position, and the zoom position, it is extremely difficult to store all of them in the ROM. is there. So, ROM
Only contains the original data of the filter,
According to the above conditions, this is processed before use.

【0158】まず、ステップ601に於いて、撮影レン
ズの開放Fナンバー、射出瞳位置等の情報を取り込む。
First, in step 601, information such as the open F number of the taking lens and the position of the exit pupil are fetched.

【0159】ステップ603では、像修正フィルター作
成のためのパラメーターを決定する「修正フィルター倍
率」サブルーチンを実行する。先のステップで取り込ん
だ情報はこのサブルーチンの中で使用される。
In step 603, a "correction filter magnification" subroutine for determining parameters for creating an image correction filter is executed. The information captured in the previous step is used in this subroutine.

【0160】続くステップ604では、前記パラメータ
ーにしたがって、像修正に実際に使われる修正フィルタ
ーを作るための「実行フィルター作成」サブルーチンを
実行する。ステップ603及びステップ604について
は後述する。
In the following step 604, an "execution filter creation" subroutine for creating a correction filter actually used for image correction is executed in accordance with the parameters. Steps 603 and 604 will be described later.

【0161】ステップ605に於いては、特に周辺の像
修正に生ずる誤差を最小に抑えるため、像データの周辺
値を両わきに延長し、仮想像信号を作る。図40はこの
説明図で、中央にある実際の像信号の両わきに像の周辺
値と同じレベルの信号をつけ加えた様子である。
In step 605, the peripheral value of the image data is extended to both sides to generate a virtual image signal in order to minimize an error particularly in correcting the peripheral image. FIG. 40 is an explanatory diagram showing a state where a signal of the same level as the peripheral value of the image is added to both sides of the actual image signal at the center.

【0162】後述するように、この処理は像の修正が像
修正フィルターとの畳み込み積分として行なわれるため
に必要となっている。即ち、ある画素の信号の修正は、
像修正フィルターの長さ分だけ離れた所にある修正前の
信号の影響を受けて行なわれるため、実際の像信号の端
部は厳密には修正し得ない。もし、常に完全な修正像の
みを焦点検出に用いるのであれば、デフォーカス演算に
用いる画素の周囲にはかなり多くの像修正用画素を追加
しておく必要がある。しかしながら、撮影レンズのデフ
ォーカスがある程度大きいとき、例えば5mm以上のと
きには像修正の精度はそれほど要求されない。そこで、
像信号全体に対しての修正処理動作が可能で、しかも像
修正の誤差を最小に抑えるために、図に示したように像
データの周辺値を両わきに延長しているわけである。
As will be described later, this processing is necessary because the image correction is performed as a convolution integral with the image correction filter. That is, the modification of the signal of a certain pixel is
Since the correction is performed under the influence of the uncorrected signal that is located at a distance corresponding to the length of the image correction filter, the end of the actual image signal cannot be strictly corrected. If only a completely corrected image is always used for focus detection, it is necessary to add a considerably large number of image correction pixels around pixels used for defocus calculation. However, when the defocus of the photographing lens is large to some extent, for example, 5 mm or more, the image correction accuracy is not so required. Therefore,
The correction processing operation can be performed on the entire image signal, and in order to minimize the error of the image correction, the peripheral values of the image data are extended aside as shown in FIG.

【0163】また逆に、デフォーカス量が数ミリ以下の
時には、像信号は厳密に修正される必要があるため、デ
フォーカス演算に使用する画素は、実際の像信号よりも
両端5画素ずつ少なく設定している。これは、あるデフ
ォーカスに適応する修正フィルターのフィルター長は、
デフォーカス量が小さくなるほど短くなると言う性質を
利用し、この程度の修正用画素を設けることにより、小
デフォーカスに対応したフィルターならば誤差を含まず
に作用させられると言う理由による。
Conversely, when the defocus amount is several millimeters or less, the image signal needs to be strictly corrected, so that the number of pixels used for the defocus calculation is smaller by 5 pixels at both ends than the actual image signal. You have set. This is because the filter length of the correction filter that adapts to a certain defocus is
This is because the use of the property that the smaller the defocus amount is, the shorter the defocus amount is, and by providing such a correction pixel, a filter corresponding to a small defocus can be operated without including an error.

【0164】このように本実施例では、該光電変換素子
はその出力が該評価量を求める演算に用いられる画素の
外側にこれらの画素に対する前記フィルター処理のため
に用いられる画素を有するようにしている。
As described above, in this embodiment, the photoelectric conversion element has pixels whose outputs are used for the filtering process on the pixels outside the pixels used for the operation for obtaining the evaluation amount. I have.

【0165】尚、説明文中で単に像データA(i),B
(i)と言えば、デフォーカス演算範囲のデータを示し
ている。
Note that the image data A (i), B
Speaking of (i) indicates data in the defocus calculation range.

【0166】次のステップ606では、先のステップ6
04で得られた像修正フィルターとステップ605で得
られた仮想像信号との間で畳み込み積分を行なう。この
処理によって像信号はあたかも測距光束のケラレがなか
った様な形状に戻され、二像の相似性が取り戻される。
「畳み込み積分」サブルーチンについては後で詳述す
る。
In the next step 606, the previous step 6
Convolution integration is performed between the image correction filter obtained in step 04 and the virtual image signal obtained in step 605. By this processing, the image signal is returned to a shape as if there was no vignetting of the distance measuring light beam, and the similarity of the two images is restored.
The "convolution integral" subroutine will be described later in detail.

【0167】続くステップ607においては、像信号に
含まれる低周波成分を除去するためのハイパスフィルタ
ー処理を行なう。撮影レンズに強いスポット光が入射し
た場合には像信号に低周波のゴースト成分が含まれるこ
とがある。したがって、図34、図35で説明したデフ
ォーカス演算の精度を上げるためには低周波をカットす
ることが必要となるわけである。
In the following step 607, high-pass filter processing for removing low-frequency components contained in the image signal is performed. When a strong spotlight is incident on the taking lens, a low-frequency ghost component may be included in the image signal. Therefore, in order to increase the accuracy of the defocus calculation described with reference to FIGS. 34 and 35, it is necessary to cut low frequencies.

【0168】図41(B)は図41(A)の像信号に低
周波成分が重畳した状態を表わしている。このような像
信号に対して、 HA(i)=−A(i−2)+2×A(i)−A(i+
2) A(i) : 修正された像データ HA(i): ハイパス処理された像データ i : センサーの画素位置 なるフィルター処理を施し、もう一度Ha(i)→A
(i)と置き直せば、図41(C)の様な像データとな
り、正確な像ずれ量の検出が可能である。
FIG. 41B shows a state where a low frequency component is superimposed on the image signal of FIG. 41A. HA (i) = − A (i−2) + 2 × A (i) −A (i +
2) A (i): corrected image data HA (i): image data subjected to high-pass processing i: pixel position of the sensor Filter processing is performed, and Ha (i) → A again
If replaced by (i), the image data becomes as shown in FIG. 41 (C), and it is possible to accurately detect the amount of image shift.

【0169】最後のステップ608では、像信号の正規
化して8bitデータとした後、ステップ609でサブ
ルーチンをリターンする。
In the last step 608, after normalizing the image signal to 8-bit data, the subroutine is returned in step 609.

【0170】次に図42〜図44を用いて該フィルター
処理は焦点検出されるべき結像光学系の口径比に応じて
決定されるフィルターを用いて行なわれること及び該フ
ィルター処理は焦点検出されるべき結像光学系の射出瞳
位置に応じて決定されるフィルターを用いて行なわれる
ことについて説明する。
Next, referring to FIGS. 42 to 44, the filtering process is performed using a filter determined in accordance with the aperture ratio of the imaging optical system to be focus-detected. The operation performed using a filter determined according to the exit pupil position of the imaging optical system to be performed will be described.

【0171】図42に「修正フィルターの倍率」サブル
ーチンを示す。このサブルーチンは修正フィルターの原
フィルター情報から実際に像修正に用いる修正フィルタ
ーを作成するための前準備を行なうものである。具体的
には、次の「実行フィルターの作成」サブルーチンで用
いる横軸倍率1FGR、横軸倍率2FGL、縦軸倍率1
YGR、縦軸倍率2YGLを決定する。横軸倍率、縦軸
倍率とは、ROMに格納されている原フィルターを圧
縮、拡大して修正フィルターを作成するときの軸倍率で
ある。
FIG. 42 shows a "correction filter magnification" subroutine. This subroutine performs preparations for creating a correction filter actually used for image correction from original filter information of the correction filter. Specifically, the horizontal axis magnification 1FGR, the horizontal axis magnification 2FGL, and the vertical axis magnification 1 used in the next “execution filter creation” subroutine
YGR and the vertical axis magnification 2YGL are determined. The horizontal axis magnification and the vertical axis magnification are the axis magnifications when the original filter stored in the ROM is compressed and expanded to create a correction filter.

【0172】まず最初に以下のステップで用いるFナン
バー(口径比)補正係数1〜4HVR,HVL,LV
R,LVL,瞳位置補正係数1〜4KVR,KVL,M
VR,MVLの一例を図43、図44に示しておく、F
ナンバー補正係数1〜4HVR,HVL,LVR,LV
Lは、撮影レンズの開放FナンバーFNOの関数であ
り、瞳位置補正係数1〜4KVR,KVL,MVR,M
VLは撮影レンズの射出瞳と予定結像面との距離PDの
関数である。これらの関係は測距光学系の光路中に挿入
された拡散板の拡散特性によって決定される。
First, F-number (aperture ratio) correction coefficients 1 to 4 HVR, HVL, LV used in the following steps
R, LVL, pupil position correction coefficients 1 to 4 KVR, KVL, M
FIGS. 43 and 44 show examples of VR and MVL.
Number correction coefficients 1-4 HVR, HVL, LVR, LV
L is a function of the open F number FNO of the photographing lens, and pupil position correction coefficients are 1 to 4 KVR, KVL, MVR, M
VL is a function of the distance PD between the exit pupil of the taking lens and the expected image plane. These relationships are determined by the diffusion characteristics of the diffusion plate inserted into the optical path of the distance measuring optical system.

【0173】では、図42のステップ702から説明す
る。このステップでは、図34、図35に示した「デフ
ォーカス演算」サブルーチンのステップ100(第A1
の処理過程)の中でこのサブルーチンがコールされたの
か、あるいは、ステップ130(第A2の処理過程)の
中でコールされたのかを判断する。ステップ100の中
でコールされたのであれば、ステップ703(即ち第B
1の処理過程)へ移行し、ステップ130の中で、即ち
再相関演算(第A2の処理過程)の中でコールされたの
であればステップ704(第B2の処理過程)に移行す
る。
Now, description will be made from step 702 in FIG. In this step, step 100 (the A1st subroutine) of the “defocus calculation” subroutine shown in FIGS.
It is determined whether this subroutine has been called during the process (A) or whether it has been called during step 130 (A2 process). If the call was made in step 100, step 703 (ie, B-th
1), and if it is called in step 130, that is, in the re-correlation calculation (A2 process), the process proceeds to step 704 (B2 process).

【0174】即ち本実施例では該演算手段の中には、該
フィルター処理が該相対変位量に応じて決定されたフィ
ルターを用いてなされる第B1の処理過程と、相対変位
量に依らずに固定のフィルターを用いてなされる第B2
の処理過程とを有し、該第B1の処理過程と第B2の処
理過程のいずれかを選択する。選択手段を設けている。
That is, in this embodiment, the arithmetic means includes the B1 processing step in which the filter processing is performed using the filter determined in accordance with the relative displacement, and the filter processing is performed independently of the relative displacement. No. B2 made using a fixed filter
And selecting either the B1 processing step or the B2 processing step. Selection means is provided.

【0175】ステップ703では修正フィルターのフィ
ルター長を決めるパラメーターであるMKFSに相対変
位量kを格納する。先に説明した「デフォーカス演算」
サブルーチンでkの値を変化させて像データをシフトさ
せているのは、k毎にあるデフォーカスを想定している
ことに他ならず、ここでは想定されたデフォーカスに基
づいて修正フィルターのフィルター長を設定するために
kを用いるわけである。一方、ステップ704では画素
単位以下の分解能のあるPR´を格納する。
In step 703, the relative displacement amount k is stored in MKFS which is a parameter for determining the filter length of the correction filter. "Defocus calculation" explained earlier
The reason that the image data is shifted by changing the value of k in the subroutine is nothing less than assuming a certain defocus for each k, and here, the filter of the correction filter is based on the assumed defocus. K is used to set the length. On the other hand, in step 704, PR ′ having a resolution equal to or less than the pixel unit is stored.

【0176】このステップは再相関に於いてこのサブル
ーチンがコールされたときに実行されるため、この場合
には既に像ずれ量がほぼ分かっていることから、MKF
S=PR´とすることで、各相対変位量に対する修正フ
ィルターを固定としている。これは、より正確な修正フ
ィルターを掛けるとともに、図35の「デフォーカス演
算」サブルーチンのステップ146で画素単位以下像ず
れ量を求めるときに、相対変位量kの値によらず相関評
価量の重みを一定にし、「デフォーカス演算」サブルー
チンのステップ146で行なわれる直線補間の精度を向
上させるものである。
This step is executed when this subroutine is called in the re-correlation. In this case, the MKF
By setting S = PR ′, the correction filter for each relative displacement amount is fixed. This is because a more accurate correction filter is applied and the weight of the correlation evaluation amount is obtained regardless of the value of the relative displacement amount k when calculating the image shift amount of less than a pixel unit in step 146 of the “defocus calculation” subroutine of FIG. Is made constant, and the accuracy of the linear interpolation performed in step 146 of the “defocus calculation” subroutine is improved.

【0177】ステップ705に於いては、横軸倍率1F
GRと横軸倍率2FGLに想定する撮影レンズのデフォ
ーカスで決まるパラメーターNVを格納する。このパラ
メーターNVは図45に示すようにMKFS−FDLT
の関数である。ここでFDLTは、撮影レンズのデフォ
ーカスがゼロの時にも撮影レンズの収差や光束のケラレ
の為に像が非対称となる為にある程度の修正フィルター
を働かせるための補正項である。
In step 705, the horizontal axis magnification is 1F.
The parameter NV determined by the defocus of the taking lens assumed for GR and the horizontal axis magnification of 2FGL is stored. This parameter NV is MKFS-FDLT as shown in FIG.
Is a function of Here, the FDLT is a correction term for applying a certain amount of correction filter to make the image asymmetric due to aberration of the taking lens and vignetting of the light beam even when the defocus of the taking lens is zero.

【0178】即ち該フィルターは、該相対変位量がゼロ
の場合にも該第1と第2の信号を修正するようにしてい
る。
That is, the filter corrects the first and second signals even when the relative displacement is zero.

【0179】一般にはパラメーターNVは1以下の値を
とるようにし、原フィルターを拡大して実行フィルター
を作成することによる精度の低下を避けている。撮影レ
ンズのデフォーカスとボケ像の大きさは概ね比例するこ
とから、NVはMKFS−FDLTの絶対値にほぼ比例
した特性を有する。但し、特に再結像レンズで発生する
収差のために完全な比例と言うわけではなく、図45に
示した例では、僅かに二次の項を加えてこれを考慮して
いる。
In general, the parameter NV is set to a value of 1 or less to avoid a decrease in accuracy due to the creation of an execution filter by enlarging the original filter. Since the defocus of the photographing lens and the size of the blurred image are substantially proportional, the NV has a characteristic substantially proportional to the absolute value of MKFS-FDLT. However, it is not necessarily in perfect proportion due to the aberration generated especially in the re-imaging lens. In the example shown in FIG. 45, this is considered by adding a slightly quadratic term.

【0180】ここで用いたFDLTについてもう少し説
明しておく。撮影レンズが合焦状態にあるときでも、測
距光束がケラレている場合には、光電変換素子上の点像
は左右対称形状にはならない。図46はこの状態の説明
図で、合焦状態に於ける光電変換素子上のスポットダイ
アグラムの一例である。同図の矢印方向が画素列の方向
であり、この方向に対して光量分布の非対称性が認めら
れる。FDLTを設定することによって、この非対称性
を取り除くことが可能となり、合焦時の僅かな像の不一
致をも補正可能である。FDLTの値は、撮影レンズ内
のROMに格納しておき、撮影レンズ−カメラボデー間
の通信により適宜マイクロコンピューター内のRAMに
取り込んで用いればよい。
The FDLT used here will be described a little more. Even when the taking lens is in focus, if the distance measuring light beam is vignetting, the point image on the photoelectric conversion element does not have a left-right symmetric shape. FIG. 46 is an explanatory diagram of this state, and is an example of a spot diagram on the photoelectric conversion element in a focused state. The direction of the arrow in the figure is the direction of the pixel column, and asymmetry of the light amount distribution is recognized with respect to this direction. By setting the FDLT, this asymmetry can be removed, and even a slight image mismatch at the time of focusing can be corrected. The value of FDLT may be stored in the ROM in the taking lens, and may be appropriately taken into the RAM in the microcomputer through communication between the taking lens and the camera body for use.

【0181】次のステップ706では、横軸倍率1FG
Rに横軸倍率1FGR、測距視野位置PF、比例定数C
Vの積を格納し、横軸倍率2FGLには横軸倍率2FG
L、測距視野位置PF、比例定数CVの積を格納する。
これは、測距光束がケラレる程度が、撮影レンズの光軸
から測距視野までの距離に比例すると近似できることに
よる。
At the next step 706, the horizontal axis magnification is 1FG.
R is the horizontal axis magnification of 1 FGR, distance measurement visual field position PF, and proportionality constant C
The product of V is stored, and the horizontal axis magnification 2FGL is stored in the horizontal axis magnification 2FG.
The product of L, the distance measurement visual field position PF, and the proportionality constant CV is stored.
This is because the degree of vignetting of the distance measuring light beam can be approximated as being proportional to the distance from the optical axis of the photographing lens to the distance measuring visual field.

【0182】即ち該フィルター処理は焦点検出されるべ
き結像光学系の光軸から該光電変換手段によって決定さ
れる測距視野までの距離に応じて決定されるフィルター
を用いて行なわれるようにしている。
That is, the filter processing is performed using a filter determined according to the distance from the optical axis of the imaging optical system to be focus-detected to the distance measurement field determined by the photoelectric conversion means. I have.

【0183】特に本実施例では、該像ずれ量に対してデ
フォーカス量変換演算を施すことによって該結像光学系
の結像状態を検出する際、該像ずれ量に対してデフォー
カス変換演算は、さらに焦点検出されるべき結像光学系
の光軸から該複数の画素よりなる光電変換手段によって
決定される測距視野までを代表する距離の関数であるよ
うにしている。
Particularly, in this embodiment, when the defocus amount conversion operation is performed on the image shift amount to detect the imaging state of the imaging optical system, the defocus conversion operation is performed on the image shift amount. Is a function of the distance representing the distance from the optical axis of the image forming optical system to be subjected to focus detection to the distance measurement visual field determined by the photoelectric conversion means including the plurality of pixels.

【0184】ステップ707では、横軸倍率1FGRに
横軸倍率1FGR,Fナンバー補正係数1HVR、瞳位
置補正係数1KVRの積を格納し、横軸倍率2FGLに
は横軸倍率2FGL,Fナンバー補正係数2HVL、瞳
位置補正係数2KVLの積を格納する。
In step 707, the product of the horizontal axis magnification 1FGR, the F number correction coefficient 1HVR, and the pupil position correction coefficient 1KVR is stored in the horizontal axis magnification 1FGR, and the horizontal axis magnification 2FGL and the F number correction coefficient 2HVL are stored in the horizontal axis magnification 2FGL. , The product of the pupil position correction coefficient 2KVL.

【0185】また、縦軸倍率1YGRにFナンバー補正
係数3LVRと瞳位置補正係数3MVRの積を格納し、
縦軸倍率2YGRにFナンバー補正係数4LVLと瞳位
置補正係数4MVLの積を格納し、最終的な各補正係数
の値が確定する。
The product of the F-number correction coefficient 3LVR and the pupil position correction coefficient 3MVR is stored in the vertical axis magnification 1YGR,
The product of the F number correction coefficient 4LVL and the pupil position correction coefficient 4MVL is stored in the vertical axis magnification 2YGR, and the final value of each correction coefficient is determined.

【0186】最後のステップ708ではサブルーチンを
リターンする。
At the last step 708, the subroutine is returned.

【0187】次に図47に「実行フィルターの作成」サ
ブルーチンを示す。このサブルーチンでは、先の「修正
フィルターの倍率」サブルーチンで決定した軸倍率にし
たがって、原フィルターから修正フィルターを作成す
る。ROM内には2種の原フィルター格納されており、
MKFS−FDLTの正負によって使い分けるようにな
っている。これは、線像の形が撮影レンズの種類とは関
係なく主に再結像レンズによって決まり、しかも、前ピ
ンと後ピンとで大別することができるためである。言い
換えれば、再結像レンズの構成が、簡単な1枚玉で済む
ために、そこで発生する収差は、撮影レンズで発生する
収差よりもかなり大きいと言うことになる。
Next, FIG. 47 shows a "creation of execution filter" subroutine. In this subroutine, a correction filter is created from the original filter in accordance with the axial magnification determined in the “correction filter magnification” subroutine. Two kinds of original filters are stored in ROM,
MKFS-FDLT is selectively used depending on whether it is positive or negative. This is because the shape of the line image is determined mainly by the re-imaging lens irrespective of the type of the photographing lens, and can be roughly classified into a front focus and a rear focus. In other words, since the configuration of the re-imaging lens requires only a simple single lens, the aberration generated there is considerably larger than the aberration generated in the photographing lens.

【0188】図48はこれを説明するための図で、被写
体距離を合焦位置の前後に振ったときのスポットダイア
グラムである。被写体の1次像を撮影レンズの光軸上の
3点に設定し、暗い撮影レンズを通して光電変換素子上
に到達する光線を追跡したものである。このように測距
光束にケラレがあると、前ピン状態に於いては点像の右
側が、後ピン状態に於いては点像の左側が欠落する。す
なわち、これは点像の裾の引きかたが、前ピンと後ピン
とで逆転することを意味している。さらに、前ピンと後
ピンとで点像の形状が全く異なったものとなるため、こ
れらに適合した修正フィルターは、裏返しても同じ形状
にはならないことも明かである。
FIG. 48 is a diagram for explaining this, and is a spot diagram when the subject distance is shifted before and after the in-focus position. The primary image of the subject is set at three points on the optical axis of the photographing lens, and light rays reaching the photoelectric conversion element through the dark photographing lens are traced. If the distance measuring light beam is vignetting, the right side of the point image is lost in the front focus state, and the left side of the point image is lost in the rear focus state. In other words, this means that the manner of pulling the bottom of the point image is reversed between the front focus and the rear focus. Furthermore, since the shape of the point image is completely different between the front pin and the rear pin, it is also clear that the correction filter adapted to these does not have the same shape even if it is turned over.

【0189】図47を用いて「実行フィルターの作成」
サブルーチンを説明する。
[Creating an execution filter] with reference to FIG.
The subroutine will be described.

【0190】ステップ802では、まず、MKFS−F
DLTの符号を調べる。そして、これが正かゼロであれ
ば、ステップ803に移行し、負であればステップ80
5に移行する。
In step 802, first, the MKFS-F
Check the sign of DLT. If the value is positive or zero, the process proceeds to step 803. If the value is negative, the process proceeds to step 803.
Move to 5.

【0191】ステップ803では、原フィルターにうち
図49(A)に示す「第1の原フィルター1」を選択
し、修正フィルターとしてRAMに格納する。続くステ
ップ804に於いては、FOFに10を格納する。ま
た、ステップ805では、原フィルターのうち図49
(B)に示す「第2の原フィルター2」を選択し、修正
フィルターとしてRAMに格納する。続くステップ80
6に於ては、FOFに30を格納する。尚、この原フィ
ルターは一組が41個の8bitデータよりなり、FO
Fとは、原フィルターデータの原点位置を示す変数であ
る。FOFを変数としているのは、原フィルターが、原
点からみて一方に長い形状となっているためである。
In step 803, “first original filter 1” shown in FIG. 49A is selected from the original filters and stored in the RAM as a correction filter. In the following step 804, 10 is stored in the FOF. Also, in step 805, of the original filters, FIG.
The “second original filter 2” shown in (B) is selected and stored in the RAM as a correction filter. Next step 80
In step 6, 30 is stored in the FOF. In addition, this original filter is composed of 41 8-bit data.
F is a variable indicating the origin position of the original filter data. The reason why the FOF is used as a variable is that the original filter has a shape that is longer on one side as viewed from the origin.

【0192】次のステップ807からステップ810は
前のステップで修正フィルターとしてRAMに格納され
た原フィルターデータを圧縮、拡大し、目的の修正フィ
ルターを作る部分である。
The following steps 807 to 810 are steps for compressing and expanding the original filter data stored in the RAM as a correction filter in the previous step to create a desired correction filter.

【0193】まず、ステップ807では、おもに裾を引
き締める作用を持つフィルターデータのZR部を横軸方
向にFGR倍する。次に、ステップ808に於いて、お
もに裾をもっと伸ばす作用を持つZS部を横軸方向にF
GL倍する。
First, in step 807, the ZR portion of the filter data, which mainly has the effect of tightening the bottom, is multiplied by FGR in the horizontal axis direction. Next, in step 808, the ZS portion having the action of mainly extending the skirt is further moved in the horizontal axis direction by FZ.
GL times.

【0194】このようにしてフィルター長が決定された
後、続くステップ809で、ZR部のデータを縦軸方向
にYGR倍に圧縮し、ステップ810で、ZS部のデー
タをYGL倍に圧縮する。尚、このとき原点FOFのデ
ータは圧縮の対象としない。
After the filter length is determined in this manner, in the following step 809, the data of the ZR portion is compressed YGR times in the vertical axis direction, and in step 810, the data of the ZS portion is compressed YGL times. At this time, the data of the origin FOF is not subject to compression.

【0195】最後のステップ811ではこのサブルーチ
ンをリターンする。
In the last step 811, this subroutine is returned.

【0196】このように本実施例においては該演算手段
は、第1の原フィルター情報から該フィルターを作成す
る第1の処理過程と、第2の原フィルター情報から該フ
ィルターを作成する第2の処理過程とを有し、さらに、
該第1の処理過程と。該第2の処理過程のいずれかを該
第1と第2の信号の相対変位量に応じて選択する選択手
段を設けている。
As described above, in the present embodiment, the calculating means performs the first processing for creating the filter from the first original filter information and the second processing for creating the filter from the second original filter information. And a processing step,
The first process. A selection means is provided for selecting any one of the second processing steps according to the relative displacement between the first and second signals.

【0197】以上で修正フィルターが作成される。Thus, a correction filter is created.

【0198】このようにして本実施例では相対変位量に
応じて第1か第2の原フィルターを用いている。例えば
主に後ピンに対応した「フィルター1」と主に前ピンに
対応した「フィルター2」の二種類の原フィルターを用
いることによって、いかなる焦点状態でも適切な修正フ
ィルターを作ることが可能である。
As described above, in this embodiment, the first or second original filter is used according to the relative displacement. For example, by using two types of original filters, “Filter 1” mainly corresponding to the rear focus and “Filter 2” mainly corresponding to the front focus, it is possible to make an appropriate correction filter in any focus state. .

【0199】また、「修正フィルターの倍率」サブルー
チンで説明したように横軸倍率1FGR,横軸倍率2F
GL、縦軸倍率1YGR、縦軸倍率2YGLを、撮影レ
ンズの開放FナンバーFNO、撮影レンズの射出瞳と予
定結像面との距離PD、測距視野位置PFの関数として
いるために、どんな撮影レンズが装着されたとしても各
測距視野に対して適切な修正フィルターを作成すること
が可能である。
As described in the "correction filter magnification" subroutine, the horizontal axis magnification is 1FGR and the horizontal axis magnification is 2F.
Since GL, vertical axis magnification 1YGR, and vertical axis magnification 2YGL are functions of the open F number FNO of the photographing lens, the distance PD between the exit pupil of the photographing lens and the expected imaging plane, and the distance measuring field position PF, Even if a lens is mounted, it is possible to create an appropriate correction filter for each ranging field of view.

【0200】「修正フィルターの倍率」サブルーチンで
説明した横軸倍率 1,2及び縦軸倍率1,2の変化か
ら、修正フィルターの形状がどのように変化するかを大
ざっぱに言えば、図43(B)、(C)に示したFナン
バー補正係数2、瞳位置補正係数1が、撮影レンズが明
るくなるにしたがってゼロに近づくために、像修正フィ
ルターのZR部の縦軸の値がゼロに近づき、一方ZS部
はフィルター長がゼロに近づいて、像修正能力が漸減す
るようになっている。
From the change in the horizontal axis magnifications 1 and 2 and the vertical axis magnifications 1 and 2 described in the “correction filter magnification” subroutine, how the shape of the correction filter changes can be roughly described as shown in FIG. Since the F-number correction coefficient 2 and the pupil position correction coefficient 1 shown in (B) and (C) approach zero as the photographing lens becomes brighter, the value of the vertical axis of the ZR portion of the image correction filter approaches zero. On the other hand, in the ZS section, the filter length approaches zero, and the image correcting ability gradually decreases.

【0201】尚、このように二種類の原フィルターのど
ちらかを用いて像修正に用いる全ての修正フィルターを
作成するために、ROMに格納しておく必要のある情報
は極めて少量で済むと言う特徴もある。
It should be noted that in order to create all the correction filters used for image correction using one of the two types of original filters, it is necessary to store an extremely small amount of information in the ROM. There are also features.

【0202】次に図50に「畳み込み積分」サブルーチ
ンを示す。離散データを扱う畳み込み積分の一般式は、
二つの配列をD(i),E(i)として
FIG. 50 shows the "convolution integral" subroutine. The general formula for convolution integrals that deal with discrete data is
The two arrays are D (i) and E (i)

【0203】[0203]

【数6】 で与えられ、S(i)がその出力である。ここで、D
(i)を像データ、E(i)を修正フィルターとおけ
ば、S(i)が修正された像データと言うことになる。
このサブルーチンでは、像データとして一対の二次像の
それぞれを設定し、先に説明したように、二つのボケ像
には撮影レンズの光軸に対する対像性があることから、
一方の像データに対しては、修正フィルターを裏返して
作用させ、それらの修正像を得る。
(Equation 6) And S (i) is its output. Where D
If (i) is image data and E (i) is a correction filter, S (i) is corrected image data.
In this subroutine, each of a pair of secondary images is set as image data, and as described above, since the two blurred images have image resilience to the optical axis of the photographing lens,
On one of the image data, the correction filter is turned upside down to obtain those corrected images.

【0204】図50の「畳み込み積分」サブルーチンに
ついて説明する。一対の像データを像OA(i)、像O
B(i)と呼ぶことにする。
The "convolution integral" subroutine of FIG. 50 will be described. Image data OA (i), image O
B (i).

【0205】ステップ902即ち第C1の処理過程で
は、像OA(i)と「実行フィルターの作成」サブルー
チンで作られた修正フィルターF(i)との畳み込み積
分を行なう。前記のように、
In step 902, that is, in the C1 processing step, convolution integration of the image OA (i) and the correction filter F (i) created by the "creation of execution filter" subroutine is performed. As mentioned above,

【0206】[0206]

【数7】 なる演算を行なうことによって修正像A(i)が得られ
る。
(Equation 7) By performing the following calculation, a corrected image A (i) is obtained.

【0207】ステップ903即ち第C2の処理過程で
は、像OB(i)と原点FOFに関して裏返した修正フ
ィルターF(−i)との畳み込み積分を行なう。
In step 903, that is, in the process of C2, convolution integration of the image OB (i) and the correction filter F (-i) turned over with respect to the origin FOF is performed.

【0208】[0208]

【数8】 なる演算を行なうことによって修正像B(i)が得られ
る。このように、同一の修正フィルターを裏返して用い
ることにより、先に説明した「実行フィルターの作成」
サブルーチンに於いても一つのフィルターを作ればよか
ったわけである。したがって、修正フィルターを作成す
るための演算時間がほぼ半分に短縮される。また、RO
Mに格納する原フィルター情報も少なくする効果もあ
る。
(Equation 8) By performing the following calculation, a corrected image B (i) is obtained. As described above, by using the same correction filter upside down, the “creation of the execution filter” described above is performed.
In other words, one filter should have been created in the subroutine. Therefore, the calculation time for creating the correction filter is reduced by almost half. Also, RO
This also has the effect of reducing the amount of original filter information stored in M.

【0209】ステップ904でこのサブルーチンをリタ
ーンする。
In step 904, this subroutine is returned.

【0210】即ち該像ずれ量に対してデフォーカス量変
換演算を施すことによって該結像光学系の結像状態を検
出する際、該像ずれ量に対してデフォーカス変換演算は
さらに焦点検出されるべき結像光学系の口径比又は射出
瞳位置の関数であることについて説明する。
That is, when the imaging state of the imaging optical system is detected by performing the defocus amount conversion operation on the image shift amount, the defocus conversion operation is further performed on the focus for the image shift amount. The fact that it is a function of the aperture ratio or exit pupil position of the imaging optical system to be described will be described.

【0211】図51に「像ずれ敏感度」サブルーチンを
示す。このサブルーチンは、像ずれ量→デフォーカス変
換係数αを算出するものである。適切な修正フィルター
の形状は撮影レンズのデフォーカスだけでなく、測距光
束のケラレ具合いに応じて変わることから、この像ずれ
敏感度も同じく開放Fナンバー、射出瞳位置、測距視野
位置の関数となる。
FIG. 51 shows the "image shift sensitivity" subroutine. This subroutine calculates the image shift amount → defocus conversion coefficient α. Since the shape of the appropriate correction filter changes according to not only the defocus of the photographing lens but also the vignetting of the distance measuring light beam, this image shift sensitivity is also a function of the open F number, the exit pupil position, and the distance measuring field position. Becomes

【0212】即ち該像ずれ量に対してデフォーカス量変
換演算を施すことによって該結像光学系の結像状態を検
出する際、該像ずれ量に対してデフォーカス変換演算は
さらに焦点検出されるべき結像光学系の口径比又は射出
瞳位置又は、結像光学系の光軸から測距視野までを代表
する距離の関数となるようにしている。
That is, when the imaging state of the imaging optical system is detected by performing a defocus amount conversion operation on the image shift amount, the defocus conversion operation is further performed on the focus for the image shift amount. The aperture ratio or the exit pupil position of the imaging optical system to be formed, or a function representing the distance from the optical axis of the imaging optical system to the distance measurement visual field.

【0213】まず、ステップ1001に於いて、MKF
S−FDLTの符号を調べる。そして、正またはゼロで
あればステップ1003に移行し、負であればステップ
1004に移行する。これは、使用している原フィルタ
ーによる分岐と言うことができる。
First, in step 1001, the MKF
Check the sign of S-FDLT. If it is positive or zero, the process proceeds to step 1003, and if it is negative, the process proceeds to step 1004. This can be said to be a branch due to the original filter used.

【0214】ステップ1003では、図43、図44に
示したFナンバー補正係数1〜4HVR,HVL,LV
R,LVL,瞳位置補正係数1〜4KVR,KVL,M
VR,MVL及び、測距視野位置PFを用いて、測距光
束にケラレのないときの像ずれ敏感度APを補正する。
その補正式は、 a=AP+PF×(H1×HVL×LVL×KVL×M
VL+H2×HVR×LVR×KVR×MVR) であり、H1,H2は修正フィルターの形状による補正
係数である。
In step 1003, the F-number correction coefficients 1 to 4 HVR, HVL, LV shown in FIGS.
R, LVL, pupil position correction coefficients 1 to 4 KVR, KVL, M
Using VR, MVL, and the distance-measuring visual field position PF, the image shift sensitivity AP when the distance-measuring light beam has no vignetting is corrected.
The correction formula is: a = AP + PF × (H1 × HVL × LVL × KVL × M
VL + H2 × HVR × LVR × KVR × MVR), and H1 and H2 are correction coefficients depending on the shape of the correction filter.

【0215】同様にステップ1004では、修正フィル
ターの形状による補正係数H3,H4を用いた補正式 a=AP+PF×(H3×HVL×LVL×KVL×M
VL+H4×HVR×LVR×KVR×MVR) によって像ずれ敏感度を決定する。
Similarly, in step 1004, a correction formula a = AP + PF × (H3 × HVL × LVL × KVL × M) using correction coefficients H3 and H4 based on the shape of the correction filter.
VL + H4 × HVR × LVR × KVR × MVR) determines the image shift sensitivity.

【0216】最後のステップ1005では、このサブル
ーチンをリターンする。
At the last step 1005, this subroutine is returned.

【0217】このように、上記のような演算式に基づい
て像ずれ敏感度αを、撮影レンズの開放FナンバーFN
O、撮影レンズの射出瞳と予定結像面との距離PD、測
距視野位置PFの関数として各修正フィルター毎に用意
することにより、どんな撮影レンズが装着されたとして
も各測距視野に対して正確なデフォーカス演算が実行で
きる。
As described above, the image shift sensitivity α is calculated based on the above arithmetic expression by using the open F number FN of the photographing lens.
O, the distance PD between the exit pupil of the photographing lens and the expected imaging plane, and the distance measuring field position PF are prepared for each correction filter as a function of the distance measuring field, so that no matter which photographing lens is attached, And accurate defocus calculation can be performed.

【0218】上式について説明する。像修正フィルター
の特徴は、図23を用いて説明したように、ZS部が像
の裾を伸ばす作用、ZR部が像の裾を引き締める作用を
有していることであった。像の移動と言う点に注目し、
これを考えれば、図23(A)のZS部、ZR部は共
に、図23(B)の線像に対してその重心を左側に移動
させるような作用があると言うことになる。また、図2
4(A)のZS部、ZR部は共に、図24(B)の線像
の重心を右に移動させる。したがって、このようなフィ
ルター処理によって二像の重心は互いに離れると言うこ
とがわかる。ただし、この場合、測距光束が外側からケ
ラレているために、もともとの像間隔が測距光束にケラ
レがないときに比べて近づいているのであるから、ここ
で二像が離れたと言っても、ケラレがない場合に近づい
たと言うことである。以上のようなフィルターの性質か
ら、像ずれ量をデフォーカス量に変換するためには、こ
の変換関数をさらに修正フィルターの関数とする必要が
あることが分かる。そこで、フィルターのZS部、ZR
部が持つ上記の性質から、像ずれ敏感度のフィルターに
よる補正項をZS部の作用とZR部の作用との和として
定義する。具体的には、像の修正に必要な修正フィルタ
ーの形状を決めるFナンバー補正係数、瞳位置補正係
数、測距視野位置を用いて行い、Fナンバー補正係数
2,4HVL,LVL,瞳位置補正係数2,4 KV
L,MVLの積とFナンバー補正係数1,3 HVR,
LVR,瞳位置補正係数1,3 KVR,MVRの積と
の和に測距視野位置PFを掛けたもので測距光束にケラ
レのないときの像ずれ敏感度APを補正すれば、その修
正フィルターに適した像ずれ敏感度を得ることができ
る。このような演算によって、 測距視野の位置が撮影レンズの光軸から離れるほど測
距光束がケラレ易くなること、 口径比が大きくなるほどケラレ易くなること、 撮影レンズの射出瞳位置が焦点検出光学系の設定瞳位
置から離れるほどケラレ易くなること、 のそれぞれを考慮した像ずれ敏感度が設定される。
The above equation will be described. As described with reference to FIG. 23, the feature of the image correction filter is that the ZS portion has the function of extending the skirt of the image, and the ZR portion has the function of tightening the skirt of the image. Pay attention to the movement of the image,
Considering this, it can be said that both the ZS portion and the ZR portion in FIG. 23A have an effect of moving the center of gravity to the left with respect to the line image in FIG. FIG.
Both the ZS portion and the ZR portion in FIG. 4A move the barycenter of the line image in FIG. 24B to the right. Therefore, it can be seen that the center of gravity of the two images is separated from each other by such a filtering process. However, in this case, since the distance measuring light beam is vignetted from the outside, the original image interval is closer than when there is no vignetting in the distance measuring light beam. It means that you are approaching when there is no vignetting. From the properties of the filter described above, it can be seen that in order to convert the image shift amount to the defocus amount, it is necessary to further use this conversion function as a function of the correction filter. Then, ZS part of filter, ZR
Based on the above properties of the unit, the correction term of the image shift sensitivity by the filter is defined as the sum of the operation of the ZS unit and the operation of the ZR unit. More specifically, the correction is performed using an F-number correction coefficient, a pupil position correction coefficient, and a distance measurement visual field position which determine the shape of a correction filter required for correcting an image. The F-number correction coefficients 2, 4HVL, LVL, and a pupil position correction coefficient 2,4 KV
L, MVL product and F number correction coefficient 1,3 HVR,
If the image shift sensitivity AP is corrected when there is no vignetting in the distance measuring light beam, the correction filter is used for correcting the sum of the product of the LVR and the product of the pupil position correction coefficients 1, 3 KVR and MVR and the distance measuring field position PF. Image shift sensitivity suitable for the above. By such a calculation, the distance measurement light flux becomes more vignetting as the position of the distance measurement visual field becomes farther from the optical axis of the photographing lens, the vignetting becomes easier as the aperture ratio becomes larger, and the exit pupil position of the photographing lens becomes the focus detection optical system. The further away from the set pupil position, the more easily vignetting occurs. The image shift sensitivity is set in consideration of each of the following.

【0219】以上でサブルーチンの説明を終わる。で
は、ここでもう一度、図34のデフォーカス検出の動作
について解説する。
The description of the subroutine ends here. Now, the operation of the defocus detection in FIG. 34 will be described again.

【0220】焦点検出光学系の光路中、撮影レンズの予
定結像面上に拡散板があると、Fナンバーの小さい明る
いレンズに対して測距精度が向上する。しかし、このよ
うな焦点検出装置の搭載されたカメラにFナンバーの大
きい、暗い撮影レンズが装着された場合には、測距光束
のケラレが生じ、例えば、図52に示すような像データ
が光電変換素子の出力として得られる。
In the optical path of the focus detecting optical system, if a diffusion plate is provided on the expected image forming plane of the photographing lens, the distance measurement accuracy is improved for a bright lens having a small F number. However, if a camera having such a focus detection device is mounted with a dark photographing lens having a large F-number, vignetting of the ranging light flux occurs. For example, image data as shown in FIG. Obtained as the output of the conversion element.

【0221】図52(A)〜(C)、図53(A),
(B)は撮影レンズの結像状態を、前ピン図52
(A),(B)→合焦(c)→後ピン図53(A),
(B)と変化させ、各状態での線像を示したものであ
る。図中OA(i),OB(i)が、一対の画素列から
得られた線像である。線像は撮影レンズと測距光学系と
の合成系のインパルス応答であるため、これを左右対称
形に戻すことにより、測距光学系で形成された一対の被
写体像の形状も相似形に戻すことができ、結果として二
像の相対間隔を知ることが可能になる。
FIGS. 52 (A) to 52 (C), FIG. 53 (A),
(B) shows an image formation state of the photographing lens, and FIG.
(A), (B) → focus (c) → rear pin diagram 53 (A),
(B) is changed to show line images in each state. In the figure, OA (i) and OB (i) are line images obtained from a pair of pixel columns. Since the line image is an impulse response of a combined system of the photographing lens and the distance measuring optical system, by returning the line image to a symmetrical shape, the shape of a pair of subject images formed by the distance measuring optical system is also returned to a similar shape. As a result, it becomes possible to know the relative distance between the two images.

【0222】図に示された線像は、一対の像が互いに裏
返しの関係にあり、さらに、その形状は前ピンと後ピン
で大別できる。また、線像の広がり具合いは、像ずれ量
にほぼ比例して変化するため、前ピン用、後ピン用のボ
ケ像修正フィルター図49(A),(B)をそれぞれ用
意し、フィルター長をそのときのデフォーカスに対して
適切になるように調節して作用させれば、線像を左右対
称形に戻すことができる。
In the line images shown in the figures, a pair of images are in a reversed relationship to each other, and their shapes can be roughly classified into a front pin and a rear pin. Also, since the degree of spread of the line image changes almost in proportion to the amount of image shift, blur image correction filters for front focus and rear focus are prepared as shown in FIGS. The line image can be returned to the left-right symmetrical shape by adjusting and acting so as to be appropriate for the defocus at that time.

【0223】さらに、像ずれ量が未知の段階で、像デー
タに対して修正フィルターを掛ける方法が図34、図3
5に示した「デフォーカス演算」サブルーチンである。
このサブルーチンでは、ステップ100の中で相対変移
量kの値を順次変化させ、kの関数である修正フィルタ
ーを用いて像修正を行ないながら、対となる二像の相関
評価量((1),(2)式)を求めている。
Further, a method of applying a correction filter to image data at a stage where the image shift amount is unknown is shown in FIGS.
This is the “defocus calculation” subroutine shown in FIG.
In this subroutine, the value of the relative shift amount k is sequentially changed in step 100, and the image is corrected using a correction filter that is a function of k, and the correlation evaluation amount ((1), (1), (Equation (2)) is obtained.

【0224】図54(A)〜(C),図55(A),
(B)は様々なkの値に対する修正フィルターの形状を
示す図であり、図54(A)〜(C),図55(A),
(B)はちょうど図52,図53の線像がそれぞれ適切
に修正されるようなフィルターの例である。ある一つの
線像に対して、このようなフィルターを順次作用させな
がら前記の相関評価量を求めるわけである。相対変位量
kが実際の像ずれ量と異なるときには像の修正も不適切
となるが、kの順次変化にともなって次第に実際の像ず
れ量に近づいて来ると、像修正も適切な状態に近づいて
行く。こうして、実際の像ずれ量に最も近いkにおいて
最良な像修正状態が得られる。したがって、相関評価量
がゼロとなる相対変位量kを見つけることは最適な像修
正フィルターを見つけることに他ならない。適切な修正
フィルターが作用したとき、修正された線像は図56
(A)〜(C),図57(A),(B)のようになり、
それぞれの像は十分に左右対称となる。この結果、一対
の像は相似形となり、二像の相対間隔を精度良く求める
ことが可能である。前にも述べたように、線像がこのよ
うに修正されれば、一般の被写体像も同様に相似形の二
像に修正される。
FIGS. 54 (A) to 54 (C), FIG. 55 (A),
(B) is a diagram showing the shape of the correction filter for various values of k, and FIGS. 54 (A) to (C), FIG. 55 (A),
(B) is an example of a filter in which the line images of FIGS. 52 and 53 are each appropriately corrected. The correlation evaluation amount is obtained while sequentially applying such a filter to a certain line image. When the relative displacement amount k is different from the actual image shift amount, the image correction becomes inappropriate. However, when the actual image shift amount gradually approaches with the sequential change of k, the image correction also approaches an appropriate state. Go. In this way, the best image correction state is obtained at k closest to the actual image shift amount. Therefore, finding the relative displacement amount k at which the correlation evaluation amount becomes zero is nothing less than finding an optimal image correction filter. When the appropriate correction filter is activated, the corrected line image is shown in FIG.
(A) to (C), as shown in FIGS. 57 (A) and (B),
Each image is sufficiently symmetrical. As a result, the pair of images has a similar shape, and the relative interval between the two images can be accurately obtained. As described above, if the line image is corrected in this manner, the general subject image is similarly corrected to two images having similar shapes.

【0225】一方、相対変位量kの順次変化に於いて、
図53(B)に示した線像に対して不適切な修正フィル
ターが作用した状態を示したのが図58である。図58
(A),(C)は図55(B)の修正フィルターとは異
なる修正フィルターの例、図58(B),(D)はそれ
ぞれこれらの修正フィルターによる修正像である。この
ように、相対変位量kが二像のずれ量に対して大きく異
なるときには修正像の相似性がきわめて低下し、像の相
対変位に伴う相関評価量の変化を一層際立たせている。
On the other hand, in the sequential change of the relative displacement k,
FIG. 58 shows a state in which an inappropriate correction filter has acted on the line image shown in FIG. 53 (B). Fig. 58
(A) and (C) are examples of correction filters different from the correction filter of FIG. 55 (B), and FIGS. 58 (B) and (D) are correction images by these correction filters, respectively. As described above, when the relative displacement amount k is significantly different from the shift amount between the two images, the similarity of the corrected image is extremely reduced, and the change in the correlation evaluation amount accompanying the relative displacement of the images is further emphasized.

【0226】図34、図35の「デフォーカス演算」サ
ブルーチンのステップ130では、補間処理で求めた画
素単位以下の相対変位量PR´を用いてさらに正確な修
正フィルターを作成し、今度は修正フィルターの形状を
固定したまま、最相関演算を行なって最終的な像ずれ量
を算出している。
In step 130 of the "defocus calculation" subroutine of FIGS. 34 and 35, a more accurate correction filter is created using the relative displacement PR 'of a pixel unit or less obtained by the interpolation processing. The final image shift amount is calculated by performing the maximum correlation operation while keeping the shape of.

【0227】また、測距光束のケラレ具合いを決定する
各種の条件から、これに適した修正フィルターを得るに
は、開放Fナンバー、射出瞳位置、測距視野位置の関数
として得られるFナンバー補正係数1〜4、瞳位置補正
係数1〜4、図43、図44を基に原フィルターの横
軸、縦軸を拡大あるいは縮小する(「実行フィルターの
作成」サブルーチン)。例えば図59は、Fナンバーの
小さい明るい撮影レンズが装着されたときのこれに対応
する修正フィルターを示す図で、まだ若干のケラレがあ
り、相対変位量が図57(B)と同じ場合を想定したも
のである。このフィルターは、原フィルターのフィルタ
ー長を相対変位量に対応させた後、ZR部を横軸方向に
拡大、縦軸方向に縮小、ZS部を横軸方向に縮小するこ
とで得ている。
In order to obtain a correction filter suitable for various conditions for determining the vignetting condition of the distance measuring light beam, it is necessary to correct the F number obtained as a function of the open F number, the exit pupil position, and the distance measuring visual field position. The horizontal axis and the vertical axis of the original filter are enlarged or reduced based on the coefficients 1 to 4 and the pupil position correction coefficients 1 to 4 and FIGS. 43 and 44 (“create execution filter” subroutine). For example, FIG. 59 is a diagram showing a correction filter corresponding to a bright photographing lens having a small F-number when the photographing lens is attached. It is assumed that there is still some vignetting and the relative displacement is the same as that in FIG. 57 (B). It was done. This filter is obtained by making the filter length of the original filter correspond to the relative displacement, and then expanding the ZR portion in the horizontal axis direction, reducing the vertical axis direction, and reducing the ZS portion in the horizontal axis direction.

【0228】以上の説明では、像修正を利用したデフォ
ーカス検出方法について光路中に拡散板を有する測距光
学系を例にとって説明したが、このデフォーカス検出方
法は、このような測距光学系に限って適用できるのでは
なく、他の様々な測距光学系に於いて応用可能である。
In the above description, the defocus detection method using image correction has been described by taking a distance measuring optical system having a diffusion plate in the optical path as an example. However, the present invention is not limited to this, but can be applied to various other ranging optical systems.

【0229】例えば、図1に示した測距光学系から拡散
板42を取り去った従来型の測距光学系に於いても、か
なり暗い撮影レンズが装着されて測距光束がケラレた場
合には、ここに示したデフォーカス検出が有効となる。
したがって、開放Fナンバーが5.6よりも明るい撮影
レンズに対して測距光束がケラレないように測距光学系
を構成し、F5.6かそれよりも明るい撮影レンズに対
しては従来方式の測距を行ない、他方、F5.6よりも
暗い撮影レンズが装着された場合には前記ように像修正
を行なったうえでデフォーカス検出する、といった組合
せも考え得る。
For example, in the conventional distance measuring optical system in which the diffusion plate 42 is removed from the distance measuring optical system shown in FIG. 1, even when a considerably dark photographing lens is attached and the distance measuring light beam is vignetted, The defocus detection shown here is effective.
Therefore, a distance measuring optical system is configured so that a distance measuring light beam is not vignetted for a photographing lens having an open F-number brighter than 5.6, and a conventional method is used for a photographing lens with F5.6 or brighter. It is also conceivable to perform distance measurement and, on the other hand, if a photographing lens darker than F5.6 is attached, perform image correction and detect defocus as described above.

【0230】さらには、このような従来型の測距光学系
で、図3に示されたような絞りを有している場合には、
測距光束がケラレていなくても厳密な意味では、二対に
ボケ像の形状が一致しない。と言うのは、絞り開口48
a,48bの形状が一方の開口を平行移動したときに他
方に重なるようになっていないことに起因し、ボケ像が
あたかも矩形の開口の外側が円弧上にケラレたかのよう
な振舞いをするためである。したがって、先に説明した
とほぼ同様のフィルター処理で像を修正することができ
る。ただし、修正フィルターが、撮影レンズのFナンバ
ー、射出瞳位置、測距視野位置の関数でないことだけが
異なる部分である。
Further, when such a conventional distance measuring optical system has a diaphragm as shown in FIG.
In a strict sense, the shapes of the blurred images do not match in a strict sense even if the distance measuring light beam is not vignetting. This is because the aperture 48
Due to the fact that the shapes of a and 48b do not overlap with one another when the opening is moved in parallel, the blurred image behaves as if the outside of the rectangular opening is vignetting on an arc. is there. Therefore, the image can be corrected by substantially the same filter processing as described above. However, the only difference is that the correction filter is not a function of the F-number of the photographing lens, the exit pupil position, and the distance measurement visual field position.

【0231】[0231]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、 (イ) 測距光束のケラレがあるFナンバーの大きい暗
い結像レンズにおいても像ずれ量に対してデフォーカス
量変換演算が正確に行えるようになった。したがって、
従来の焦点検出装置にあった結像光学系の口径比の制約
が緩和され、結像レンズの口径比に依らず焦点検出が可
能である。
As described above, according to the present invention, (a) even in a dark imaging lens having a large F-number with a vignetting of the distance measuring light beam, the defocus amount conversion operation can be accurately performed for the image shift amount. Now you can do it. Therefore,
The restriction on the aperture ratio of the imaging optical system in the conventional focus detection device is relaxed, and the focus can be detected regardless of the aperture ratio of the imaging lens.

【0232】特に、測距光学系の光路中に拡散板を配置
した改良型の測距光学系を有する焦点検出装置において
は、明るい結像レンズに対しては、その特徴であるとこ
ろの測距精度の向上が達成されると同時に、従来測距光
束がケラレて使用できなかった暗い結像レンズに対して
も焦点検出が可能になった。 (ロ)また、前記のように測距光束がケラレても測距可
能であることで、焦点検出光学系に取り込む光束の設定
を暗くすることなく測距視野を撮影画面内の自由な位置
に配置することが可能になった。 (ハ)結像光学系の口径比によらず正確なデフォーカス
検出が可能となり、合焦までのレンズ駆動回数を少なく
することができた。
In particular, in a focus detection device having an improved distance measuring optical system in which a diffusion plate is arranged in the optical path of the distance measuring optical system, the distance measuring characteristic which is a feature of a bright imaging lens is described. At the same time as the improvement in accuracy has been achieved, it has become possible to detect a focus even on a dark imaging lens which could not be used because of a vignetting distance measuring light beam. (B) Since the distance can be measured even if the distance measuring light beam is vignetting as described above, the distance measuring visual field can be set at any position in the shooting screen without darkening the setting of the light beam to be taken into the focus detection optical system. It became possible to arrange. (C) Accurate defocus detection is possible irrespective of the aperture ratio of the imaging optical system, and the number of lens drive operations until focusing can be reduced.

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

【図1】 本発明に係る焦点検出光学系の断面図FIG. 1 is a sectional view of a focus detection optical system according to the present invention.

【図2】 図1の拡散板42の拡散特性を示す図FIG. 2 is a diagram showing diffusion characteristics of a diffusion plate 42 in FIG. 1;

【図3】 図1の絞り48の平面図FIG. 3 is a plan view of the diaphragm 48 of FIG. 1;

【図4】 図1の撮影レンズの射出瞳上に於ける絞り
の像を示す図
FIG. 4 is a diagram showing an image of an aperture on an exit pupil of the taking lens of FIG. 1;

【図5】 焦点検出装置の測距原理を説明するための
FIG. 5 is a diagram for explaining the principle of distance measurement of the focus detection device.

【図6】 焦点検出装置が組み込まれた一眼レフカメ
ラの断面図
FIG. 6 is a cross-sectional view of a single-lens reflex camera incorporating a focus detection device.

【図7】 焦点検出光学系を展開したファインダー視
野短辺方向の断面図
FIG. 7 is a cross-sectional view in the short side direction of a finder visual field in which a focus detection optical system is developed.

【図8】 焦点検出光学系を展開したファインダー視
野長辺方向の断面図
FIG. 8 is a cross-sectional view of a viewfinder with a focus detection optical system developed in a long side direction.

【図9】 コンデンサーレンズ85の平面図FIG. 9 is a plan view of a condenser lens 85;

【図10】 ピント板107の説明図FIG. 10 is an explanatory view of a focus plate 107.

【図11】 再結像レンズ90を光入射面から見た形状
を示す為の平面図
FIG. 11 is a plan view showing the shape of the re-imaging lens 90 viewed from the light incident surface.

【図12】 絞り93の平面図であるFIG. 12 is a plan view of an aperture 93;

【図13】 絞り開口の投影像を説明するための図FIG. 13 is a view for explaining a projected image of an aperture opening.

【図14】 遮光マスク89の平面図FIG. 14 is a plan view of a light shielding mask 89.

【図15】 撮影画面と測距視野との位置関係を示す図FIG. 15 is a diagram showing a positional relationship between a shooting screen and a distance measurement field of view.

【図16】 光電変換素子の画素配置を示す図FIG. 16 illustrates a pixel arrangement of a photoelectric conversion element.

【図17】 図6の導光プリズムの部分拡大図FIG. 17 is a partially enlarged view of the light guide prism of FIG. 6;

【図18】 図6の導光プリズムの斜視図FIG. 18 is a perspective view of the light guide prism of FIG. 6;

【図19】 測距光束のケラレの様子を説明するための
斜視図
FIG. 19 is a perspective view for explaining the vignetting of the distance measuring light beam.

【図20】 図15に示した測距視野のうち104jへ
の光路を上方視した平面図
20 is a plan view of the optical path to 104j in the distance measurement visual field shown in FIG. 15 as viewed from above.

【図21】 測距光学系の絞り像が形成される面に於い
て撮影光束が通過する範囲を示した図
FIG. 21 is a diagram showing a range through which a photographing light beam passes on a surface of a distance measuring optical system on which an aperture image is formed.

【図22】 図15に示した測距視野のうち104jへ
の光路を上方視した平面図
FIG. 22 is a plan view of the optical path to 104j in the ranging field of view shown in FIG. 15 as viewed from above;

【図23】 ボケ像とその修正フィルター、像データ、
修正された像データの説明図
FIG. 23 shows a blurred image, its correction filter, image data,
Explanatory drawing of corrected image data

【図24】 ボケ像とその修正フィルター、像データ、
修正された像データの説明図
FIG. 24 shows a blurred image and its correction filter, image data,
Explanatory drawing of corrected image data

【図25】 一般の被写体像の修正についての説明図FIG. 25 is an explanatory diagram for correcting a general subject image.

【図26】 一般の被写体像の修正についての説明図FIG. 26 is an explanatory diagram for correcting a general subject image.

【図27】 本発明に係るカメラの回路を示すブロック
FIG. 27 is a block diagram showing a circuit of a camera according to the present invention.

【図28】 撮影レンズの距離環、ズーム環の位置検出
構成を示す図
FIG. 28 is a diagram showing a position detection configuration of a distance ring and a zoom ring of a photographing lens.

【図29】 カメラのシーケンスを説明するためのフロ
ーチャート
FIG. 29 is a flowchart illustrating a sequence of a camera.

【図30】 「AF」サブルーチンのフローチャートFIG. 30 is a flowchart of an “AF” subroutine.

【図31】 「焦点検出」サブルーチンのフローチャー
FIG. 31 is a flowchart of a “focus detection” subroutine.

【図32】 「レンズ駆動」サブルーチンのフローチャ
ート
FIG. 32 is a flowchart of a “lens drive” subroutine.

【図33】 「レリーズ」サブルーチンのフローチャー
FIG. 33 is a flowchart of a “release” subroutine.

【図34】 「デフォーカス演算」サブルーチンのフロ
ーチャート
FIG. 34 is a flowchart of a “defocus calculation” subroutine.

【図35】 「デフォーカス演算」サブルーチンのフロ
ーチャート
FIG. 35 is a flowchart of a “defocus calculation” subroutine.

【図36】 相対変位量と演算画素との対応を説明する
ための図
FIG. 36 is a diagram for explaining a correspondence between a relative displacement amount and a calculation pixel;

【図37】 相対変位量と焦点評価量との一例を示す図FIG. 37 is a diagram illustrating an example of a relative displacement amount and a focus evaluation amount.

【図38】 画素単位以下の像ずれ量算出方法を説明す
るための図
FIG. 38 is a diagram for explaining a method of calculating an image shift amount in pixel units or less.

【図39】 「像修正」サブルーチンのフローチャートFIG. 39 is a flowchart of an “image correction” subroutine.

【図40】 像データ周辺値の延長の様子を説明するた
めの図
FIG. 40 is a view for explaining how the peripheral values of the image data are extended.

【図41】 それぞれ低周波ノイズのない像信号、低周
波ノイズの重畳された像信号、ハイパスフィルター処理
された像信号を表わす図
FIG. 41 is a diagram showing an image signal without low-frequency noise, an image signal with low-frequency noise superimposed thereon, and an image signal subjected to high-pass filtering, respectively.

【図42】 「修正フィルターの倍率」サブルーチンの
フローチャート
FIG. 42 is a flowchart of a “correction filter magnification” subroutine.

【図43】 Fナンバー補正係数及び瞳位置補正係数の
特性図
FIG. 43 is a characteristic diagram of an F number correction coefficient and a pupil position correction coefficient.

【図44】 Fナンバー補正係数及び瞳位置補正係数の
特性図
FIG. 44 is a characteristic diagram of an F-number correction coefficient and a pupil position correction coefficient.

【図45】 MKFS−FDLTとNVとの関係を表わ
す図
FIG. 45 is a diagram showing the relationship between MKFS-FDLT and NV.

【図46】 点像のスポットダイアグラムFIG. 46: Spot diagram of a point image

【図47】 「実行フィルターの作成」サブルーチンの
フローチャート
FIG. 47 is a flowchart of a “create execution filter” subroutine.

【図48】 結像状態による点像の変化を説明するため
のスポットダイアグラム
FIG. 48 is a spot diagram for explaining a change in a point image depending on an image forming state.

【図49】 原フィルターを示す図FIG. 49 is a view showing an original filter.

【図50】 「畳み込み積分」サブルーチンのフローチ
ャート
FIG. 50 is a flowchart of a “convolution integral” subroutine.

【図51】 「像ずれ敏感度」サブルーチンのフローチ
ャート
FIG. 51 is a flowchart of an “image shift sensitivity” subroutine;

【図52】 撮影レンズの結像状態に応じた線像の像デ
ータを示す図
FIG. 52 is a diagram showing image data of a line image according to the image forming state of the photographing lens.

【図53】 撮影レンズの結像状態に応じた線像の像デ
ータを示す図
FIG. 53 is a diagram showing image data of a line image according to the image forming state of the photographing lens.

【図54】 ボケ像修正フィルターを示す図FIG. 54 is a view showing a blur correction filter;

【図55】 ボケ像修正フィルターを示す図FIG. 55 is a diagram showing a blurred image correction filter.

【図56】 修正された線像の像データを示す図FIG. 56 is a view showing image data of a corrected line image.

【図57】 修正された線像の像データを示す図FIG. 57 is a diagram showing image data of a corrected line image.

【図58】 ボケ像修正フィルターと、修正された線像
の像データを示す図
FIG. 58 is a diagram showing a blur image correction filter and image data of a corrected line image.

【図59】 Fナンバーの小さい明るい撮影レンズが装
着されたときのこれに対応する修正フィルターの一例を
示す図
FIG. 59 is a diagram illustrating an example of a corresponding correction filter when a bright photographing lens having a small F-number is attached.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

40 被写体面 41、81 撮影レンズ 42、84 拡散板 43、85 フィールドレンズ 44、90 再結像レンズ 46、47、108 光電変換素子列 48、93 絞り 88 接眼レンズ 89 遮光マスク 40 subject surface 41, 81 photographing lens 42, 84 diffuser 43, 85 field lens 44, 90 re-imaging lens 46, 47, 108 photoelectric conversion element array 48, 93 aperture 88 eyepiece 89 light-shielding mask

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 彰 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−214133(JP,A) 特開 昭61−18911(JP,A) 特開 昭60−189721(JP,A) 特開 昭60−86517(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 7/28 - 7/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akira Akashi 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc. (56) References JP-A-3-214133 (JP, A) JP-A-61 -18911 (JP, A) JP-A-60-189721 (JP, A) JP-A-60-86517 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 7/ 28- 7/40

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 焦点検出されるべき結像光学系の結像状
態に応じて、相対的な位置関係が変化する第1と第2の
2つの物体像を形成する再結像光学系と、該第1と第2
の物体像に対応した第1と第2の信号をそれぞれ出力す
る複数の画素よりなる光電変換手段と、該第1と第2の
信号を演算上で順次相対的に変位させ、各相対変位位置
における第1と第2の信号の一致度を表わす評価量を演
算するに際し、予め該第1と第2の信号に対して該相対
変位位置に応じて決定される相対変位位置毎のフィルタ
ーを用いてフィルター処理を施し、該評価量の変化に基
づいて該第1と第2の物体像の像ずれ量を求め、該像ず
れ量に対してデフォーカス量変換演算を施すことによっ
て該結像光学系の結像状態を検出する焦点検出装置であ
って、該像ずれ量に対してデフォーカス変換演算は、
さらに焦点検出されるべき結像光学系の口径比を1つの
関数として演算することを特徴とする焦点検出装置。
1. A re-imaging optical system that forms first and second two object images whose relative positional relationship changes according to an imaging state of an imaging optical system to be focus-detected, The first and second
Photoelectric conversion means comprising a plurality of pixels for respectively outputting first and second signals corresponding to the object image of the object, and sequentially displacing the first and second signals in an arithmetic operation to obtain relative displacement positions In calculating the evaluation amount indicating the degree of coincidence between the first and second signals in the above, a filter for each relative displacement position determined in advance in accordance with the relative displacement position with respect to the first and second signals. Performing a filtering process with the use of the image data, calculating an image shift amount between the first and second object images based on the change in the evaluation amount, and performing a defocus amount conversion operation on the image shift amount. focus detection apparatus der detecting the imaging state of the imaging optical system by
I, the defocus amount conversion operation on said image shift amount,
Further, the aperture ratio of the imaging optical system to be focus-detected is set to one.
A focus detection device which calculates as a function .
【請求項2】 焦点検出されるべき結像光学系の結像状
態に応じて、相対的な位置関係が変化する第1と第2の
2つの物体像を形成する再結像光学系と、該第1と第2
の物体像に対応した第1と第2の信号をそれぞれ出力す
る複数の画素よりなる光電変換手段と、該第1と第2の
信号を演算上で順次相対的に変位させ、各相対変位位置
における第1と第2の信号の一致度を表わす評価量を演
算する際、予め該第1と第2の信号に対して該相対変位
位置に応じて決定される相対変位位置毎のフィルターを
用いてフィルター処理を施し、該評価量の変化に基づい
て該第1と第2の物体像の像ずれ量を求め、該像ずれ量
に対してデフォーカス量変換演算を施すことによって該
結像光学系の結像状態を検出する焦点検出装置であっ
、該像ずれ量に対してデフォーカス変換演算は、さ
らに焦点検出されるべき結像光学系の射出瞳位置を1つ
の関数として演算することを特徴とする焦点検出装置。
2. A re-imaging optical system for forming first and second object images whose relative positional relationship changes in accordance with an imaging state of an imaging optical system to be focus-detected, The first and second
Photoelectric conversion means comprising a plurality of pixels for respectively outputting first and second signals corresponding to the object image of the object, and sequentially displacing the first and second signals in an arithmetic operation to obtain relative displacement positions When calculating the evaluation amount representing the degree of coincidence between the first and second signals in the above, a filter for each relative displacement position determined in advance according to the relative displacement position with respect to the first and second signals is used. Filter processing, calculating an image shift amount between the first and second object images based on the change in the evaluation amount, and performing a defocus amount conversion operation on the image shift amount to obtain the image forming optical system. met focus detection device for detecting the imaging state of the system
In addition, the defocus amount conversion calculation for the image shift amount further sets one exit pupil position of the imaging optical system to be subjected to focus detection.
A focus detection device , wherein the calculation is performed as a function of:
【請求項3】 焦点検出されるべき結像光学系の結像状
態に応じて、相対的な位置関係が変化する一対の物体像
を形成する再結像光学系と、該一対の物体像に対応した
第1と第2の信号をそれぞれ出力する複数の画素よりな
る光電変換手段を複数有し、該第1と第2の信号を演算
上で順次相対的に変位させ、各相対変位位置における第
1と第2の信号の一致度を表わす評価量を演算する際、
予め該第1と第2の信号に対して相対変位位置に応じて
決定される相対変位位置毎のフィルターを用いてフィル
ター処理を施し、該評価量の変化に基づいて該第1と第
2の物体像の像ずれ量を求め、該像ずれ量に対してデフ
ォーカス量変換演算を施すことによって該結像光学系の
結像状態を検出する焦点検出装置であって、該像ずれ量
に対してデフォーカス変換演算は、さらに焦点検出さ
れるべき結像光学系の光軸から該複数の画素よりなる光
電変換手段によって決定される測距視野までを代表する
距離を1つの関数として演算することを特徴とする焦点
検出装置。
3. A re-imaging optical system for forming a pair of object images whose relative positional relationship changes according to an imaging state of an imaging optical system to be focus-detected. It has a plurality of photoelectric conversion means comprising a plurality of pixels for outputting corresponding first and second signals, respectively, and relatively displaces the first and second signals sequentially in operation, and at each relative displacement position When calculating an evaluation quantity representing the degree of coincidence between the first and second signals,
Filter processing is performed on the first and second signals in advance using a filter for each relative displacement position determined according to the relative displacement position, and the first and second signals are determined based on the change in the evaluation amount. determine the image shift amount of the object image, a focus detection device for detecting the imaging state of the imaging optical system by performing a defocus amount conversion operation on said image shift amount, said image shift amount to In the defocus amount conversion calculation, the distance representing the distance from the optical axis of the imaging optical system to be subjected to focus detection to the distance measurement field determined by the photoelectric conversion means including the plurality of pixels is calculated as one function. A focus detection device characterized by the above-mentioned.
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