JP3158772B2 - Focus information detection device - Google Patents

Focus information detection device

Info

Publication number
JP3158772B2
JP3158772B2 JP08939093A JP8939093A JP3158772B2 JP 3158772 B2 JP3158772 B2 JP 3158772B2 JP 08939093 A JP08939093 A JP 08939093A JP 8939093 A JP8939093 A JP 8939093A JP 3158772 B2 JP3158772 B2 JP 3158772B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
focus
peak
correlation
openings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP08939093A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06281855A (en
Inventor
知孝 村本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP08939093A priority Critical patent/JP3158772B2/en
Publication of JPH06281855A publication Critical patent/JPH06281855A/en
Priority to US08/406,792 priority patent/US5485209A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3158772B2 publication Critical patent/JP3158772B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は合焦情報検出装置に関
し、特に撮影光学系により被写体に関する画像情報を撮
像手段面上に形成し、該撮像手段からの出力信号の自己
相関を求めることにより合焦情報を検出し、該撮影光学
系の合焦動作を行うようにした、例えばビデオカメラ等
に好適な合焦情報検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an in-focus information detecting apparatus, and more particularly to an in-focus information detecting apparatus in which image information relating to a subject is formed on an imaging means surface by an imaging optical system, and an autocorrelation of an output signal from the imaging means is obtained. The present invention relates to a focus information detecting device suitable for, for example, a video camera or the like, which detects focus information and performs a focusing operation of the photographing optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より撮影光学系(撮影レンズ)を通
過した光束に基づく画像情報を用いて合焦情報の検出を
行った受光型の合焦情報検出装置が種々と提案されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of light-receiving type focus information detecting devices which detect focus information using image information based on a light beam having passed through a photographing optical system (photographing lens) have been proposed.

【0003】このうち撮影光学系によって撮像手段(撮
像素子)面上に画像情報を形成し、該撮像手段からの出
力信号(画像情報)からピントのずれを検出する合焦情
報検出装置においては、撮影領域の中央付近に測距枠を
設定し、その測距枠内のデータから帯域通過フィルター
によって比較的周波数の高い周波数成分を分離して取り
出している。
[0003] Among them, in a focusing information detecting device which forms image information on an image pickup means (image pickup element) surface by a photographing optical system and detects a focus shift from an output signal (image information) from the image pickup means, A ranging frame is set near the center of the photographing area, and frequency components having relatively high frequencies are separated and extracted from the data in the ranging frame by a band-pass filter.

【0004】そして撮影レンズの結像位置を光軸方向に
移動させながら、その分離された高域周波数成分の変化
を測定し、その値が最大値となる位置を合焦位置として
検出している。
While moving the imaging position of the taking lens in the direction of the optical axis, the change of the separated high frequency component is measured, and the position where the value becomes the maximum value is detected as the focus position. .

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の撮像手段からの
出力信号の高域周波数成分を求めて、撮影レンズの合焦
情報を検出する装置では撮影レンズと撮像手段との相対
的な位置関係を種々と変化させ、このとき得られた複数
の画像情報を用いる必要がある。
In a conventional apparatus for detecting high frequency components of an output signal from an imaging means and detecting focusing information of the imaging lens, the relative positional relationship between the imaging lens and the imaging means is determined. It is necessary to make various changes and use a plurality of pieces of image information obtained at this time.

【0006】この為合焦情報を得るのに多くの時間がか
かり、瞬間的な合焦情報(測距情報)を得るのが難しい
という問題点があった。
For this reason, there is a problem that it takes much time to obtain the focusing information, and it is difficult to obtain instantaneous focusing information (ranging information).

【0007】本発明は撮影レンズの瞳面上の所定の開口
部を通過してきた光束により撮像手段面上に画像情報を
形成し、該画像情報の自己相関を適切に求めることによ
り、撮影レンズと撮像手段との相対的な移動を行わず
に、1つの画像情報より合焦情報を高精度でしかも高速
に検出することができる、例えばビデオカメラ等に好適
な合焦情報検出装置の提供を目的とする。
According to the present invention, image information is formed on an image pickup means surface by a light beam passing through a predetermined opening on a pupil plane of a photographing lens, and an autocorrelation of the image information is appropriately obtained, whereby the photographing lens and the photographing lens are formed. An object of the present invention is to provide a focus information detecting device suitable for a video camera or the like, which can detect focus information with high accuracy and high speed from one piece of image information without performing relative movement with respect to an image pickup means. And

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の合焦情
報検出装置は撮影光学系の光路中に3以上の開口部を有
する遮光部材を挿脱可能に配置し、該撮影光学系と遮光
部材の開口部とを介した光束により画像情報を撮像手段
面上に形成し、該撮像手段からの出力信号の3次以上の
自己相関を演算手段で求め、その演算結果より、ピント
のボケ方向及ボケ量を求めたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a focusing information detecting apparatus in which a light shielding member having three or more openings is disposed in an optical path of a photographing optical system so as to be insertable and removable. Image information is formed on the surface of the imaging means by a light beam passing through the opening of the light-shielding member, and a third or higher order autocorrelation of an output signal from the imaging means is calculated by the calculation means. The feature is that the direction and the amount of blur are obtained.

【0009】請求項2の発明は請求項1の発明において
前記演算手段は前記遮光部材の3以上の開口部の形状と
配置に応じて、前記撮像手段の撮像面上で該開口部と相
似形となる配置の画素どうしの自己相関を求めているこ
とを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the calculating means has a shape similar to the opening on the imaging surface of the imaging means according to the shape and arrangement of the three or more openings of the light shielding member. It is characterized in that the autocorrelation between pixels having the following arrangement is obtained.

【0010】[0010]

【実施例】図1は本発明の実施例1の要部ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a block diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【0011】図中、11は撮影光学系であり、その光路
中には複数の開口部を有する遮光板が挿脱可能に設けら
れている。12は撮像手段(撮像素子)であり、撮影光
学系11により形成された画像情報を電気信号に変換し
ている。
In the drawing, reference numeral 11 denotes a photographing optical system, and a light-shielding plate having a plurality of openings is provided in the optical path so as to be insertable and removable. Reference numeral 12 denotes an image pickup unit (image pickup element), which converts image information formed by the photographing optical system 11 into an electric signal.

【0012】13はサンプルホールド回路、14は色分
離及びγ変換回路、15は輝度、色差出力を得る為のマ
トリクス回路、16はアナログ信号をディジタル信号に
変換する為のA/D変換回路、17は演算手段であり、
自己相関演算を行う為の相関演算処理ブロックより成っ
ている。
13 is a sample and hold circuit, 14 is a color separation and gamma conversion circuit, 15 is a matrix circuit for obtaining luminance and color difference outputs, 16 is an A / D conversion circuit for converting analog signals to digital signals, 17 Is arithmetic means,
It consists of a correlation operation processing block for performing an autocorrelation operation.

【0013】18は相関演算の結果を基に合焦情報を検
出する為の合焦情報検出ブロック、19はレンズ駆動回
路、20は各ブロックにクロックを供給する為のクロッ
クジェネレータである。
Reference numeral 18 denotes a focus information detection block for detecting focus information based on the result of the correlation operation, reference numeral 19 denotes a lens driving circuit, and reference numeral 20 denotes a clock generator for supplying a clock to each block.

【0014】図1において撮影光学系11を通過した被
写体からの画像情報は撮像素子12上に結像する。
In FIG. 1, image information from a subject that has passed through a photographing optical system 11 forms an image on an image sensor 12.

【0015】ここで電気信号に変換された画像情報はサ
ンプルホールド回路13でサンプルホールドした後、色
分離、γ変換回路14においてRGB信号となる。この
RGB出力はマトリクス回路15で輝度信号と色差信号
に変換されて出力される。
Here, the image information converted into an electric signal is sampled and held by a sample and hold circuit 13, and then converted into an RGB signal by a color separation and γ conversion circuit 14. The RGB output is converted into a luminance signal and a color difference signal by the matrix circuit 15 and output.

【0016】一方、色分離、γ変換回路14からのグリ
ーン信号(G信号)出力はA/D変換器16においてデ
ィジタルデータに変換され、相関演算回路17において
自己相関関数の計算をし、その結果に基づいて合焦情報
検出部18において合焦情報即ち被写体の距離情報を求
める。
On the other hand, the green signal (G signal) output from the color separation / γ conversion circuit 14 is converted into digital data by an A / D converter 16, and a correlation operation circuit 17 calculates an autocorrelation function. The focus information detecting unit 18 obtains focus information, that is, distance information of the subject based on the information.

【0017】合焦情報検出部18で求めた被写体の距離
情報に基づいてレンズ駆動回路19は、撮影光学系11
の合焦レンズを合焦位置まで移動する。
Based on the distance information of the subject obtained by the focus information detecting section 18, the lens driving circuit 19
Is moved to the in-focus position.

【0018】本実施例では以上のような動作により撮影
光学系11の合焦動作を行っている。
In this embodiment, the focusing operation of the photographing optical system 11 is performed by the above operation.

【0019】次に本実施例における撮影光学系11と、
相関演算回路17、合焦情報検出部18の動作、及び処
理について説明する。
Next, the photographing optical system 11 in the present embodiment,
The operation and processing of the correlation operation circuit 17 and the focus information detection unit 18 will be described.

【0020】図2は本発明に係る投影光学系11と撮像
素子(センサー)12との関係を示す要部概略図であ
る。図中、1は撮影レンズ、2は複数の開口部2a,2
b,2cを持った遮光板、3は後ピン状態にある時のセ
ンサーの位置、4は合焦状態にある時のセンサーの位
置、5は前ピン状態にある時のセンサーの位置を示す。
FIG. 2 is a schematic view showing the relationship between the projection optical system 11 and the image pickup device (sensor) 12 according to the present invention. In the figure, 1 is a taking lens, 2 is a plurality of openings 2a, 2
Reference numeral 3 denotes a position of the sensor in the back focus state, 4 denotes a position of the sensor in the focused state, and 5 denotes a position of the sensor in the front focus state.

【0021】遮光板2は3つの開口部2a,2b,2c
を持ち、各々の開口部を通過した光がセンサー上に結像
する。センサーが位置3にある時は開口部2aを通過し
た光は領域3aに、開口部2bを通過した光は領域3b
に、開口部2cを通過した光は領域3cに各々結像す
る。
The light shielding plate 2 has three openings 2a, 2b, 2c.
The light passing through each opening forms an image on the sensor. When the sensor is at the position 3, light passing through the opening 2a is in the region 3a, and light passing through the opening 2b is in the region 3b.
Then, the light passing through the opening 2c forms an image on the area 3c.

【0022】センサーが合焦位置にある時は3つの光束
は一点に結像する。センサーが位置5にある時は開口部
2aを通過した光は領域5aに、開口部2bを通過した
光は領域5bに、開口部2cを通過した光は領域5cに
結像する。
When the sensor is at the in-focus position, the three light beams form an image at one point. When the sensor is at the position 5, light passing through the opening 2a forms an image on the area 5a, light passing through the opening 2b forms an image on the area 5b, and light passing through the opening 2c forms an image on the area 5c.

【0023】図3は図2のそれぞれの結像面における画
像情報の状態を示している。
FIG. 3 shows the state of image information on each image plane of FIG.

【0024】図3において3,4,5はそれぞれ図2の
位置3,4,5に設けたセンサーの像を表す。図3から
明らかなように、開口部2a,2b,2cを通過した光
の像は位置3と位置5とで丁度、点対称の関係となって
いる。
In FIG. 3, reference numerals 3, 4, and 5 represent the images of the sensors provided at positions 3, 4, and 5, respectively, in FIG. As is clear from FIG. 3, the image of the light passing through the openings 2a, 2b, and 2c has a point-symmetrical relationship between the positions 3 and 5 exactly.

【0025】そこで本実施例ではセンサー上の画素の向
きが遮光板2と同じであれば後ピン状態、180度回転
した状態であれば前ピン状態であると判断している。
Therefore, in the present embodiment, if the orientation of the pixel on the sensor is the same as that of the light shielding plate 2, it is determined that the pixel is in the back focus state, and if the pixel is rotated 180 degrees, it is determined that the pixel is in the front focus state.

【0026】次に図1の演算手段としての相関演算部1
7の信号処理について図4を用いて説明する。
Next, a correlation operation section 1 as an operation means in FIG.
7 will be described with reference to FIG.

【0027】図4(A)は遮光板30の形状を示す図、
図4(B)は遮光板30の開口部a,b,cの位置関係
を示す図、図4(C)は演算を行う為の撮像素子12上
の画素の位置関係を示す図である。
FIG. 4A is a view showing the shape of the light shielding plate 30.
FIG. 4B is a diagram showing a positional relationship between the openings a, b, and c of the light-shielding plate 30, and FIG. 4C is a diagram showing a positional relationship between pixels on the image sensor 12 for performing an operation.

【0028】図4(A)に示したように遮光板30には
3つの穴(開口部)a,b,cが開いている。この3つ
の開口部a,b,cの位置関係は、例えば図4(B)に
示すような関係になっている。
As shown in FIG. 4A, the light shielding plate 30 has three holes (openings) a, b, and c. The positional relationship among the three openings a, b, and c is, for example, as shown in FIG.

【0029】図4(B)に示したように水平垂直方向に
ます目を書いてみると、3つの開口部は水平方向に左か
らb,a,cの順に等間隔で並んでいる。また垂直方向
には上からc,b,aの順でやはり等間隔に並んでい
る。ここで水平垂直のます目のピッチは等しいとする。
As shown in FIG. 4B, when the grids are written in the horizontal and vertical directions, the three openings are arranged in the horizontal direction at equal intervals in the order of b, a, and c from the left. In the vertical direction, they are also arranged at equal intervals in the order of c, b, a from the top. Here, it is assumed that the horizontal and vertical grid pitches are equal.

【0030】開口部a,b,cがこのような位置関係に
ある時、点光源に対する画像は後ピンの時、これと相似
形で被写体側からみて同じ向きの画像となる。また前ピ
ンの時はこれと相似形で被写体側からみて180度回転
させた形の画像となる。
When the openings a, b, and c are in such a positional relationship, the image for the point light source is similar to the image when the back focus is set, and the image is in the same direction as viewed from the subject side. When the front focus is set, the image is similar to this and rotated 180 degrees when viewed from the subject side.

【0031】一般の画像は明るさの異なる点光源が無限
に重畳したものと見なすことができるので、センサー上
の画像も遮光板30の開口部a,b,cと相似形の画像
が重畳したものとなる。
Since a general image can be regarded as an infinitely superimposed point light source having different brightness, the image on the sensor is also superimposed with an image similar in shape to the openings a, b, and c of the light shielding plate 30. It will be.

【0032】従って合焦状態以外の時はこの位置関係に
ある画素どうしの相関が強くなる。又ピントのずれの大
きさに比例して開口部a,b,cと相似な関係を保った
ままボケ画像の大きさが変化する。
Therefore, when the camera is not in the focused state, the correlation between the pixels having this positional relationship becomes stronger. Also, the size of the blurred image changes in proportion to the magnitude of the focus shift while maintaining a similar relationship to the openings a, b, and c.

【0033】従って、開口部aの像を基準に開口部bの
像と開口部cの像との相関を求める場合は次のような計
算を行えば良い。
Therefore, when calculating the correlation between the image of the opening b and the image of the opening c based on the image of the opening a, the following calculation may be performed.

【0034】図4(C)に示したように、水平方向の画
素の座標をiで、垂直方向の画素を座標jで表すと、基
準点x(i,j)に対して開口部bに対応する画像は矢
印31の線上に、開口部Cに対応する画像は矢印32の
線上に存在する。(後ピンの場合は矢印の前方に、前ピ
ンの場合は矢印の後方になる。)従って自己相関の演算
は基準となる画素に対して矢印31の延長線上の画素と
矢印32の延長線上の画素についてのみ計算すれば良
い。
As shown in FIG. 4C, when the coordinates of the pixels in the horizontal direction are represented by i and the coordinates of the pixels in the vertical direction are represented by j, the reference point x (i, j) is located at the opening b. The corresponding image exists on the line of the arrow 31, and the image corresponding to the opening C exists on the line of the arrow 32. (In the case of a rear focus, the position is before the arrow and in the case of the front focus, after the arrow.) Therefore, the calculation of the autocorrelation is performed with respect to the reference pixel as a pixel on the extension of the arrow 31 and a pixel on the extension of the arrow 32 with respect to the reference pixel. It is sufficient to calculate only for pixels.

【0035】[0035]

【数1】 (1)式に自己相関の計算式を示す。(1)式に基づい
て自己相関C(n,m)を求めると図5のようになる。
(Equation 1) Equation (1) shows the equation for calculating the autocorrelation. When the autocorrelation C (n, m) is obtained based on the equation (1), the result is as shown in FIG.

【0036】図5は点光源に対するボケ画像の相関を求
めたもので、図5(A)は後ピンの時のボケ画像、図5
(B)は図5(A)の画像についての相関の演算結果、
図5(C)は前ピンの時のボケ画像、図5(D)は図5
(C)の画像についての相関の演算結果である。図5
(B),(D)において中央に現れるピーク51はm=
0及びn=0の原点のもので、ズレ量とは関係なく現れ
るものである。この中央のピークとは別に図5(B)に
は、n,m共に負の領域にピーク52が、図5(D)に
はn,m共に正の領域にピーク53が現れる。
FIG. 5 shows the correlation of the blurred image with respect to the point light source. FIG. 5A shows the blurred image at the time of back focus.
(B) is a calculation result of the correlation with respect to the image of FIG.
FIG. 5C is a blurred image at the time of the front focus, and FIG.
It is the calculation result of the correlation about the image of (C). FIG.
The peak 51 appearing at the center in (B) and (D) is m =
It is the origin at 0 and n = 0, and appears regardless of the deviation amount. Apart from this central peak, a peak 52 appears in the negative region for both n and m in FIG. 5B, and a peak 53 appears in the positive region for both n and m in FIG. 5D.

【0037】このように、前ピンと後ピンとではピーク
の現れる領域が異なる。
As described above, the region where the peak appears differs between the front focus and the rear focus.

【0038】又ピーク52,53の原点からの距離が、
ピントのボケ量に対応している。又ボケの形、即ち開口
部の形状が予め分かっていれば、nとmとの関係が一通
りに決まる為、どちらか一方の変数で相関を表現するこ
とが可能となる。
The distance between the peaks 52 and 53 from the origin is
It corresponds to the amount of defocus. If the shape of the blur, that is, the shape of the opening is known in advance, the relationship between n and m is determined in one way, so that it is possible to express the correlation with either one of the variables.

【0039】この場合はm=nの線上にピークが発生す
ることが分かっている為、m=nの線上についてのみ計
算を行えば良い。
In this case, since it is known that a peak occurs on the line of m = n, it is sufficient to calculate only on the line of m = n.

【0040】図6にm=nの線上の値を示す。FIG. 6 shows values on the line of m = n.

【0041】図6において図6(A)は図5(B)に、
図6(B)は図5(D)に各々対応する。ピーク51,
52,53はそれぞれ同じ番号どうしが対応している。
In FIG. 6, FIG. 6 (A) is replaced with FIG. 5 (B).
FIG. 6B corresponds to FIG. 5D, respectively. Peak 51,
52, 53 correspond to the same numbers.

【0042】図5,図6では点光源の場合について述べ
たが、点光源以外の場合について図7を用いて説明す
る。
FIGS. 5 and 6 have described the case of a point light source. However, cases other than the point light source will be described with reference to FIG.

【0043】図7(A)はピントがあった状態、図7
(B)は後ピンの状態、図7(D)は前ピンの状態の画
像である。図7(B),(D)の画像について、図6と
同様に相関を求めた結果を図7(C),図7(E)に示
す。
FIG. 7A shows a state in which focus is achieved, and FIG.
FIG. 7B is an image of the state of the rear focus, and FIG. 7D is an image of the state of the front focus. 7 (C) and 7 (E) show the results of calculating the correlation for the images of FIGS. 7 (B) and 7 (D) in the same manner as in FIG.

【0044】図7(C)では原点におけるピーク71の
他に2つのピーク72,73が発生している。また図7
(E)でも原点におけるピーク71の他に2つのピーク
74,75が発生している。
In FIG. 7C, two peaks 72 and 73 are generated in addition to the peak 71 at the origin. FIG.
In (E), two peaks 74 and 75 are generated in addition to the peak 71 at the origin.

【0045】図7(C)の場合はnが負の側のピーク7
2の方がピーク73よりも高くなっている。
In the case of FIG. 7 (C), n is the negative peak 7
2 is higher than the peak 73.

【0046】逆に図7(E)の場合はnが正の側のピー
ク75の方がピーク74よりも高くなっている。
Conversely, in the case of FIG. 7E, the peak 75 on the positive side of n is higher than the peak 74.

【0047】このように点光源以外の場合でも原点以外
のところで最大となるポイントを求めることによりピン
トのズレ量と方向を知ることができる。
As described above, even in the case of a point light source other than the point light source, by obtaining the maximum point other than the origin, the amount and direction of the out-of-focus can be known.

【0048】図1の合焦情報検出部18では、このよう
にして求めた自己相関関数の原点を除くピーク位置を求
め、最大のピークの時の変数nの値を求める。nの値は
ピントのズレ量に比例する為、この値からピントを合わ
せる為に必要なレンズの移動量を定めて、レンズ駆動回
路19にそのデータを送っている。
The focus information detector 18 shown in FIG. 1 obtains the peak position excluding the origin of the autocorrelation function thus obtained, and obtains the value of the variable n at the time of the maximum peak. Since the value of n is proportional to the amount of focus shift, the amount of lens movement necessary for focusing is determined from this value, and the data is sent to the lens drive circuit 19.

【0049】そしてレンズ駆動回路19により合焦用レ
ンズを駆動させて、これにより合焦動作を行っている。
Then, the focusing lens is driven by the lens driving circuit 19, thereby performing the focusing operation.

【0050】次に本発明の実施例2について説明する。
構成要件の主要部は図1で示したのと略同様である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
The main components of the configuration requirements are substantially the same as those shown in FIG.

【0051】本実施例では図1の実施例1に比べて相関
演算回路18で行う演算処理方法が異なっている。
This embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in the operation processing method performed by the correlation operation circuit 18.

【0052】本実施例の相関演算回路18では画像信号
をプリフィルター(ディジタルフィルター)を介した後
に自己相関を求めいる。
In the correlation operation circuit 18 of this embodiment, the autocorrelation is obtained after the image signal has passed through a prefilter (digital filter).

【0053】次に本実施例の特徴について図8,図9を
用いて説明する。
Next, the features of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0054】図8はディジタルフィルターQの係数を示
したものである。図4(A)に示した遮光部材30を用
いた時、撮像素子12からの出力信号に図8に示したデ
ィジタルフィルターQをかけた後、実施例1と同様の相
関演算を行なう。
FIG. 8 shows the coefficients of the digital filter Q. When the light shielding member 30 shown in FIG. 4A is used, the output signal from the image sensor 12 is subjected to the digital filter Q shown in FIG. 8, and then the same correlation operation as in the first embodiment is performed.

【0055】ここで撮像素子12の出力信号をx
(t)、ディジタルフィルターQをかけた信号y(t)
と表わすと、このディジタルフィルターQはハイパスフ
ィルターとなっている為、y(t)は正の値と負の値を
もつ。相関の演算は同一の極性の信号についてのみ行な
えば良いので、y(t)の符号が同一極性のものについ
てのみ演算を行なうことにし、更にy(t)が負となる
場合については演算結果の絶対値を用いることにすれば
相関のピークがより明確になる。
Here, the output signal of the image sensor 12 is x
(T), the signal y (t) that has been subjected to the digital filter Q
Since this digital filter Q is a high-pass filter, y (t) has a positive value and a negative value. Since the calculation of the correlation only needs to be performed for signals of the same polarity, the calculation is performed only for the signal having the same polarity of y (t), and when y (t) is negative, the calculation result of y (t) is negative. If the absolute value is used, the peak of the correlation becomes clearer.

【0056】図9はそのようにして求めた演算の結果で
ある。演算に用いた画像データは図7と同じである。図
9(A)は図7(B)、即ち後ピンの状態のデータ、図
9(B)は図7(D)、即ち前ピンの状態のデータから
求めたものである。
FIG. 9 shows the result of the operation thus obtained. The image data used for the calculation is the same as in FIG. 9 (A) is obtained from the data of FIG. 7 (B), that is, the state of the rear focus, and FIG. 9 (B) is obtained from the data of FIG. 7 (D), ie, the state of the front focus.

【0057】図9(A),(B)と図7(C),(E)
とを比較するとわかるように、図8に示したディジタル
フィルターを用いることによって相関の演算結果のピー
クは鋭くなり、ピークの判別が容易になる。
FIGS. 9A and 9B and FIGS. 7C and 7E.
As can be seen from the comparison, the peak of the correlation calculation result becomes sharper by using the digital filter shown in FIG. 8, and the peak can be easily identified.

【0058】また図7(C)の場合は相関の最も大きい
第1のピーク71、次に大きい第2のピーク72、三番
目に大きい第三のピーク73の三つのピークがあり、こ
れらのうち第二と第三のピークのどちらが大きいかで前
ピンか後ピンかの判断を行なっていたが、図9(A)の
場合は、第一番目のピーク91と第二番目のピーク92
が顕著に現れるのに対して第三番目のピークがはっきり
とは出てこない。従って前ピン後ピンの判断が容易にな
る。
In the case of FIG. 7C, there are three peaks, a first peak 71 having the largest correlation, a second peak 72 having the next largest correlation, and a third peak 73 having the third largest correlation. Although the front or rear focus is determined based on which of the second and third peaks is larger, in the case of FIG. 9A, the first peak 91 and the second peak 92 are determined.
, But the third peak does not come out clearly. Therefore, it is easy to determine whether the pin is the front pin or the rear pin.

【0059】図7(E)の場合も同様で、三つのピーク
71,74,75のうちの第二、第三のピークの比較を
行なっていたのに対して、図9(B)の場合は第一のピ
ーク91と第二番目のピーク95が顕著に現れて、第三
のピークははっきりと出てこない。従ってピーク95が
プラス側にあることから容易に前ピンであると判断する
ことができる。また本実施例のようなフィルターを用い
ればピークが鋭く出る為、原点近傍に相関のピークがあ
る場合でも、相関のピークの検出ができるようになる。
7 (E), the second and third peaks among the three peaks 71, 74 and 75 were compared, whereas the case of FIG. 9 (B) was used. The first peak 91 and the second peak 95 appear remarkably, and the third peak does not come out clearly. Therefore, since the peak 95 is on the plus side, it can be easily determined that the front focus is on. Further, if a filter as in the present embodiment is used, the peak appears sharply, so that even if there is a correlation peak near the origin, the correlation peak can be detected.

【0060】次に本発明の実施例3について説明する。Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0061】構成要件の主要部は図1で示したのと略同
様である。本実施例では図1の実施例1に比べて相関演
算部18で行なう演算処理方法が異なっている。本実施
例の相関演算部18では実施例2と同様に、画像信号を
ディジタルフィルターを利用して自己相関を求めてい
る。
The main parts of the components are substantially the same as those shown in FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in FIG. 1 in the arithmetic processing method performed by the correlation operation unit 18. As in the second embodiment, the correlation calculator 18 of the present embodiment obtains the autocorrelation of the image signal using a digital filter.

【0062】次に本実施例の特徴について、図10から
図12を用いて説明する。
Next, the features of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0063】本実施例は、実施例2で用いたディジタル
フィルターを改良している。本実施例ではディジタルフ
ィルターの係数のマトリクスを中央で「4」とし、中央
から水平方向、垂直方向にそれぞれn画素ずれた位置の
係数を「-1」、それ以外を「0」とする。
This embodiment improves the digital filter used in the second embodiment. In this embodiment, the coefficient matrix of the digital filter is set to “4” at the center, the coefficient at positions shifted by n pixels in the horizontal and vertical directions from the center is set to “−1”, and the other coefficients are set to “0”.

【0064】図10にn=1,n=2,n=3の場合の
係数を示す。Tはn=1,Uはn=2,Vはn=3のと
きのマトリクスである。nが4以上の場合も同様にn画
素ずれた位置の係数が「-1」となる。またn=0の場合
は5つの係数が重なって4 -1 -1 -1 -1=0であるため
係数は全て「0」となる。nの値は実施例1で用いた相
関演算のための変数nと同じもので、相関演算の変数に
従ってディジタルフィルターも変化する。
FIG. 10 shows coefficients when n = 1, n = 2, and n = 3. T is a matrix when n = 1, U is n = 2, and V is n = 3. Similarly, when n is 4 or more, the coefficient at the position shifted by n pixels is “−1”. In the case of n = 0, the coefficients are all “0” because the five coefficients overlap and 4 −1 −1 −1 −1 = 0. The value of n is the same as the variable n for the correlation operation used in the first embodiment, and the digital filter changes according to the variable of the correlation operation.

【0065】本実施例のディジタルフィルターをかけて
から相関演算を行なうと図11,図12のような結果が
得られる。
When the correlation operation is performed after the digital filter of this embodiment is applied, the results shown in FIGS. 11 and 12 are obtained.

【0066】図11(A),(B)は各々図5(A),
(C)のデータについて処理を行なった結果である。フ
ィルターを用いていない場合の演算結果図5(B),
(D)と比較すると、図11(A),(B)の場合はn
=0のところのピーク51が無くなっている。最大値を
とるのは図5(B)の位置52及び図5(D)の位置5
3に相当する位置111,112となる。このように原
点付近のピークが無くなる為、ピントのずれによって発
生する相関のピークの検出が容易になる。
FIGS. 11A and 11B show FIGS. 5A and 5B, respectively.
This is the result of processing for the data of (C). Calculation results when no filter is used FIG. 5 (B),
Compared with (D), in the case of FIGS.
The peak 51 at = 0 is eliminated. The maximum value is obtained at the position 52 in FIG. 5B and the position 5 in FIG.
Positions 111 and 112 corresponding to No. 3 are obtained. Since there is no peak near the origin as described above, it is easy to detect a correlation peak generated due to a focus shift.

【0067】図12(A),(B)は各々図7(B),
(D)のデータについてn=mとして処理を行なった結
果である。図7(B),(D)のデータから求めた相関
データ図7(C),(E),図9(A),(B)と比較
すると、図12(A),(B)ではn=0の所にピーク
が発生しない為、それぞれの最大値のところ位置121
及び位置122を相関のピークとして検出することがで
きる。
FIGS. 12A and 12B show FIGS. 7B and 7B, respectively.
This is the result of processing the data of (D) with n = m. 7 (C), (E), 9 (A) and 9 (B) show correlation data obtained from the data of FIGS. 7 (B) and (D). = 0, since no peak occurs at the position of each maximum value
And the position 122 can be detected as a correlation peak.

【0068】上記のように本実施れによれば、相関演算
のときに原点付近に強く現れる相関の影響を除去するこ
とができる為、ピントのずれ検出が容易になるという効
果がある。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to remove the influence of the correlation strongly appearing near the origin at the time of the correlation calculation, and thus it is possible to easily detect the defocus.

【0069】[0069]

【発明の効果】本発明によれば以上のように、撮影レン
ズの瞳面上の所定の開口部を通過してきた光束により撮
像手段面上に画像情報を形成し、該画像情報の自己相関
を適切に求めることにより、撮影レンズと撮像手段との
相対的な移動を行わずに、1つの画像情報よりピントの
ボケ方向とボケ量を高精度でしかも高速に検出すること
ができる、例えばビデオカメラ等に好適な合焦情報検出
装置を達成することができる。
According to the present invention, as described above, image information is formed on the imaging means surface by the light beam passing through the predetermined aperture on the pupil plane of the photographing lens, and the autocorrelation of the image information is determined. By appropriately determining, it is possible to detect the blur direction and the amount of focus from one image information with high accuracy and at high speed without relative movement between the photographing lens and the imaging means. Thus, it is possible to achieve an in-focus information detecting device suitable for, for example, the following.

【0070】特に本発明によれば、ある瞬間の一画面の
情報のみから合焦位置を検出することが可能となる為、
合焦情報検出の為に撮影レンズ或いは撮像素子を動かす
必要がなくなり、ピントのボケ方向及びボケ量の検出の
高速化が可能となる等の効果を有した合焦情報検出装置
を達成することができる。
In particular, according to the present invention, the in-focus position can be detected only from information of one screen at a certain moment.
It is not necessary to move the photographing lens or the image sensor for focus information detection, and it is possible to achieve a focus information detection device having such an effect that speed of detection of a focus blur direction and a blur amount can be increased. it can.

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

【図1】 本発明の実施例1の要部ブロック図FIG. 1 is a block diagram of a main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の撮影光学系の要部概略図FIG. 2 is a schematic diagram of a main part of the photographing optical system of FIG. 1;

【図3】 図1の画像情報の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of image information of FIG. 1;

【図4】 本発明に係る相関演算方法を示す概略図FIG. 4 is a schematic diagram showing a correlation calculation method according to the present invention.

【図5】 本発明に係る相関演算による演算結果の説明
FIG. 5 is an explanatory diagram of a calculation result by a correlation calculation according to the present invention.

【図6】 本発明に係る相関演算による演算結果の説明
FIG. 6 is an explanatory diagram of a calculation result by a correlation calculation according to the present invention.

【図7】 本発明に係る相関演算による演算結果の説明
FIG. 7 is an explanatory diagram of a calculation result by a correlation calculation according to the present invention.

【図8】 本発明の実施例2に係るディジタルフィルタ
ーの説明図
FIG. 8 is an explanatory diagram of a digital filter according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施例2に係る相関演算の結果の説
明図
FIG. 9 is an explanatory diagram of a result of a correlation operation according to the second embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施例3に係るディジタルフィル
ターの説明図
FIG. 10 is an explanatory diagram of a digital filter according to a third embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施例3に係る相関演算の結果の
説明図
FIG. 11 is an explanatory diagram of a result of a correlation operation according to the third embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施例3に係る相関演算の結果の
説明図
FIG. 12 is an explanatory diagram of a result of a correlation operation according to the third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮影レンズ 2 遮光板 2a,2b,2c 開口部 11 撮影光学系 12 撮像手段 13 サンプルホールド回路 14 色分離,γ変換回路 15 マトリクス回路 16 A/D変換器 17 相関演算回路 18 合焦情報検出部 19 レンズ駆動回路 30 遮光板 REFERENCE SIGNS LIST 1 photographing lens 2 light shielding plate 2 a, 2 b, 2 c opening 11 photographing optical system 12 imaging means 13 sample hold circuit 14 color separation and γ conversion circuit 15 matrix circuit 16 A / D converter 17 correlation operation circuit 18 focus information detection section 19 Lens drive circuit 30 Light shield

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 撮影光学系の光路中に3以上の開口部を
有する遮光部材を挿脱可能に配置し、該撮影光学系と遮
光部材の開口部とを介した光束により画像情報を撮像手
段面上に形成し、該撮像手段からの出力信号の3次以上
の自己相関を演算手段で求め、その演算結果より、ピン
トのボケ方向及ボケ量を求めたことを特徴とする合焦情
報検出装置。
A light shielding member having three or more openings is removably disposed in an optical path of a photographing optical system, and image information is captured by a light beam passing through the photographing optical system and the openings of the light shielding member. formed on the surface, determine the third or higher order autocorrelation of the output signal from the image pickup means by the operation means, from the calculation result, the pin
A focus information detecting device , wherein a blur direction and a blur amount are obtained.
【請求項2】 前記演算手段は前記遮光部材の3以上
開口部の形状と配置に応じて、前記撮像手段の撮像面上
で該開口部と相似形となる配置の画素どうしの自己相関
を求めていることを特徴とする請求項1の合焦情報検出
装置。
2. The arithmetic means calculates an autocorrelation between pixels arranged in a similar shape to the openings on the imaging surface of the imaging means in accordance with the shape and arrangement of the three or more openings of the light shielding member. 2. The focus information detecting apparatus according to claim 1, wherein the focus information is obtained.
JP08939093A 1992-04-03 1993-03-24 Focus information detection device Expired - Fee Related JP3158772B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08939093A JP3158772B2 (en) 1993-03-24 1993-03-24 Focus information detection device
US08/406,792 US5485209A (en) 1992-04-03 1995-03-20 Pupil divisional type focusing position detection apparatus for electronic cameras

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP08939093A JP3158772B2 (en) 1993-03-24 1993-03-24 Focus information detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06281855A JPH06281855A (en) 1994-10-07
JP3158772B2 true JP3158772B2 (en) 2001-04-23

Family

ID=13969340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP08939093A Expired - Fee Related JP3158772B2 (en) 1992-04-03 1993-03-24 Focus information detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3158772B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5591090B2 (en) * 2010-12-13 2014-09-17 キヤノン株式会社 Image processing apparatus and method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06281855A (en) 1994-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5738606B2 (en) Imaging device
KR950003569B1 (en) Photographic apparatus and automatic focusing control device using the same
JP2696044B2 (en) Focus detection method, non-contact displacement measuring method and apparatus using the same
CA2669580C (en) Focus assist system and method
US10771762B2 (en) Image processing apparatus, image pickup apparatus, image processing method, and non-transitory computer-readable storage medium that correct a parallax image based on a correction value calculated using a captured image
JP5936358B2 (en) Image display device, image display method, imaging device and control method thereof, program, and storage medium storing the same
JP2010139563A (en) Focus detector, focusing device, and imaging apparatus
JPH0787376A (en) Focusing information detection device
JP2001174696A (en) Color image pickup unit
JP2015215571A (en) Imaging apparatus and control method thereof
JP5614256B2 (en) Imaging apparatus, image processing apparatus, and imaging method
JP2002365710A (en) Focus display device
JP3158772B2 (en) Focus information detection device
US20220159191A1 (en) Image pickup apparatus
JP2012142729A (en) Camera
JP2004038114A (en) Auto-focus camera
JP6223502B2 (en) Image processing apparatus, image processing method, program, and storage medium storing the same
JP2009044535A (en) Electronic camera
WO2022244311A1 (en) Imaging device, image processing method, and program
JPH07177414A (en) Focusing detector
JP2019153918A (en) Display control apparatus and method, and imaging apparatus
JP4280957B2 (en) Image processing apparatus and method, and recording medium
WO2023026702A1 (en) Image capturing device, method for driving image capturing device, and program
JPH06273663A (en) Focusing information detection device
JP2024005590A (en) Image processing device, imaging device, image processing method, and program

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees