JP4315479B2 - 焦点検出装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラ等の焦点検出装置に関し、より詳しくは、焦点検出におけるシフト演算の態様を途中で切換える焦点検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮影光学系の異なる部分を通過した光束をそれぞれ導いて一対の被写体像を形成し、光電変換手段を用いてこの一対の被写体像を光電変換することにより、離散的データからなる一対の被写体像信号を得て、この一対の被写体像信号を相対的にずらし(シフト)ながら所定の相関演算を行い、両者の間で相関度の高いずれ量を探し、最も相関度の良いずれ量(2像間隔)に基づいて、予定焦点面に対する撮影光学系のデフォーカス量を算出する焦点検出装置が知られている。また、上記撮影光学系とは別体に設けられた測距光学系を用いて同様な一対の被写体像を形成することにより、上記と同様に演算して被写体距離を算出する測距装置も知られている。
【0003】
従来技術によれば、光電変換手段の画素数を多くすると、一対の被写体像信号の相対的なずらし方の組合わせの数が増大して、相関演算の回数が増加することになり、焦点検出演算時間が増し、焦点検出の応答性が低下するという課題が残されていた。こうした課題を解決するために、例えば、特開昭62−103615号公報には、初回はシフト量を粗いピッチとした予備的な相関演算を行い、次回は、この予備演算結果に基づいて相関演算範囲を限定した上で、細かいピッチにて相関演算を行う方法が開示されている。
【0004】
また、特開平2−126212号公報には、デフォーカス量が所定量以下の範囲では、細かいピッチでシフトして相関演算を行い、デフォーカス量が所定量以上の範囲では、粗いピッチでシフトして相関演算を行う方法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭62−103615号に記載された方法では、相間演算を2回繰返して行うため、焦点検出の演算時間が短縮できなかった。また、特開平2−126212号に記載された方法では、所定量以上のデフォーカス量範囲では焦点検出精度が低下するため、合焦に至るまでに何回か焦点検出演算とレンズ駆動とを繰り返す必要があり、焦点調節に要する時間が短縮できなかった。即ち、上記2件の先行技術を持ってしても、なお前述の課題は解決されていない。
【0006】
本発明は、前述の課題に鑑みて為されたものであり、焦点検出精度を劣化させることなく、相関演算に要する時間を短縮化することにより、応答性を向上させた焦点検出装置及び焦点検出方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の構成を具備している。即ち、請求項1に係る発明では、一対の被写体像を形成し、その相対間隔を測定することにより撮影レンズのデフォーカス量を出力する焦点検出装置において、
上記一対の被写体像を受け、それぞれに対応する被写体像信号を出力する光電変換手段と、所定のシフトピッチにてシフト量を変更して、上記被写体像信号同士の相関性を求める相関演算を実行し、各シフト量に対応する相関値を出力する演算手段と、上記シフト量に対応する上記演算手段の出力する相関値の大きさにより相関性の高さを検出する検出手段と、上記シフト量の変化に対する上記相関値の変化分の絶対値を検出する第2の検出手段と、上記検出手段により検出された上記相関性が高く、かつ上記第2の検出手段により検出された上記相関値の変化分の絶対値が所定値より大きいシフト領域では、上記相関性が高ならざるか、または上記相関値の変化分の絶対値が所定値よりも大ならざるシフト領域よりも細かいシフトピッチに、上記シフトピッチを変更する変更手段と、を具備する。
【0010】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
図1は、本発明に係る第1実施形態の概略を示したブロック図であり、被写体光束を光電変換手段に導く焦点検出光学系1と、受光面に結像された被写体像を光電変換する光電変換手段2と、前述の相関演算その他を実行する演算手段3と、演算結果を評価して相関値の変化分を検出する相関値変化分検出手段4と、検出された変化分と所定値とを比較する比較手段5と、比較結果に応じて相関演算のピッチを変更させるピッチ変更手段6とにより、図示のごとく構成されている。
【0011】
焦点検出光学系1を通過した被写体光束は、光電変換手段2の受光面に一対の被写体像を結び、光電変換手段2は一対の被写体像に対応する被写体像信号を演算手段3に出力する。相関値変化分検出手段4は、演算手段3により演算された相関値のシフト量に対する変化分を検出し、比較手段5は、前記相関値変化分検出手段4が検出した相関値変化分と所定の判定値とを比較する。この比較結果が入力されるピッチ変更手段6は、相関値変化分が所定の判定値よりも大きい時、演算手段3に対して細かいピッチとなるように指示する。この指示を受けて演算手段3は、細かいシフト量の変化(ピッチ)で相関演算を行う。一方、相関値変化分が上記所定の判定値よりも小さい時、ピッチ変更手段6は、演算手段3に対して粗いピッチを指示する。この指示を受けて演算手段3は、粗いシフト量の変化(ピッチ)で相関演算を行う。
【0012】
図2は、本発明の実施形態の焦点検出装置を備えた一眼レフカメラの断面図であり、このカメラは、カメラボデイBの下部に焦点検出装置FDを備えている。撮影レンズLを通過した被写体光束は、メインミラーMMにより反射又は部分的に透過される。メインミラーMMで反射した光束は、ファインダFLに導かれ、メインミラーMMを透過した光束は、サブミラーSMで反射されて焦点検出装置FDに導かれる。
【0013】
焦点検出装置FDは、入射する光束を絞り込む視野マスクSと、入射光に含まれる赤外光成分をカットする赤外カットフィルタSFと、光束を集めるコンデンサレンズCと、光束を全反射する全反射ミラーZMと、光束を制限するセパレータ絞りKと、光束を再結像させるセパレータレンズHと、光電変換素子アレイおよびその処理回路からなるAFセンサASとにより構成される。
【0014】
図3は、前述の全反射ミラーZM、赤外カットフィルタSFを除く焦点検出光学系を示している。セパレータ絞りKは、撮影レンズLの光軸Oに対して略対称に配置された開口部K1、K2を有し、セパレータレンズHは、上記セパレータ絞りK1、K2に対応してその後方に配置されたセパレータレンズH1、H2を有する。撮影レンズL内部の領域L1を介して入射した被写体光束は、視野マスクS、コンデンサレンズC、セパレータ絞り開口部K1及びセパレータレンズH1を通り、光電変換素子アレイP上に再結像される。図4を参照すると、この光電変換素子アレイP上の光電変換素子アレイは、セパレータレンズH1、H2に対応して第1、第2の光電変換素子アレイPDAL、PDARを有している。
【0015】
いま、撮影レンズLが合焦している場合、即ち、予定結像面G上に被写体像Iを形成している場合、その被写体像Iは、コンデンサレンズC及びセパレータレンズH1、H2によって、光軸Oに対して垂直な2次結像面P(光電変換素子アレイ)上に再結像され、それぞれ第1像I1、第2像I2となる。なお、この合焦時の第1像と第2像との間隔を基準2像間隔と称する。撮影レンズLが前ピン、即ち、予定結像面Gの前方に被写体像Fを形成している場合、その被写体像Fは、お互いに光軸Oに近づいた形で光軸Oに対して垂直に再結像されて第1像F1、および第2像F2となる。撮影レンズが後ピン、即ち、予定結像面Gの後方に被写体像Rを形成している場合、その被写体像Rは、お互いに光軸Oから離れた形で、光軸Oに対して垂直に再結像されて第1像R1、および第2像R2となる。従って、これら第1像と第2像との対応する部分同士の間隔を検出することにより、撮影レンズLの焦点調節ずれの程度とずれの方向とを同時に検出できる。
【0016】
図4は、図2に示したカメラの電気制御系の焦点検出に関連する部分の概略を示すブロック図である。カメラのコントローラCLは、例えば、その内部にCPU(中央処理装置)31、ROM33、RAM34、ADコンバータ32等を含んでいる。コントローラCL内部のROM33に格納されたカメラのシーケンスプログラムに従って、カメラは一連の撮影動作を行う。コントローラCLは、その内部に電気的に書換え可能な不揮発性メモリであるEEPROM35を有し、このEEPROM35にはAF(自動焦点調節)、測光等に必要なカメラボデイ毎の補正データを記憶している。
【0017】
レンズ駆動部LDは、コントローラCLによって制御され、撮影レンズLに含まれるフォーカシングレンズをレンズモータMLによって駆動する。コントローラCLは、焦点検出結果のデフォーカス(焦点調節ずれ)量を、レンズモータMLの駆動方向と駆動量とにそれぞれ換算し、レンズモータMLを駆動して撮影レンズを合焦点に移動させている。コントローラCLは、エンコーダELによってパルス数に変換されたレンズモータMLの駆動量をに自身にフィードバックすることにより、撮影レンズLの移動を制御している。
【0018】
1RSW(ファーストレリーズスイッチ)、2RSW(セカンドレリーズスイッチ)は、それぞれカメラのレリーズ釦の作動に連動するスイッチであり、レリーズ釦の第1段階(途中まで)の押し下げにより、1RSWがオンし、引き続き、第2段階の押し下げ(全ストローク)で2RSWがオンする。コントローラCLは、1RSWがオンしたとき測光、AFを行い、2RSWがオンしたとき露光動作とフィルム巻き上げとを行うシーケンスが不図示のメインルーチンとして予めプログラムされている。
【0019】
AFセンサASは、光電変換素子列であるフォトダイオードアレイPDAL、PDARと、処理回路SAと、センサ制御回路SCCとにより構成される。センサ制御回路SCCは、コントローラCLからの制御信号RES、END、およびCLKに応じて、AFセンサASの内部回路の動作を制御する。より具体的には、センサ制御回路SCCは、コントローラCLのからの信号RESと、ENDとを受け、フォトダイオードアレイPDAL、PDAR、および処理回路SAの電荷蓄積動作の開始ならびに終了を制御すると共に、コントローラCLからの信号CLKを受け、被写体像信号である蓄積信号をAFセンサの端子SDATAよりコントローラCLに対して出力する。コントローラCLは、信号CLKの出力に同期してADコンバータADCを用いてAFセンサからの蓄積信号をAD変換して、RAM34に格納し、フォトダイオードアレイのダイオード数mに対応するAD変換データを得ている。
【0020】
次に、コントローラCLが実行する焦点検出演算について説明する。コントローラCLが、一対の被写体像に対応した信号をAD変換して得たセンサーデータを、それぞれa(i)、b(i)、ただし(i=1〜m)とすると、
2像の相関値F(L)は、式(1)によって定義される。
【0021】
F(L)=Σ|a(i)―b(i+L)|…(1)
式(1)のLは、一対のセンサーデータの受光素子のピッチを単位とした相対的シフト量(ずらし量)を示す整数値であり、演算パラメータiのとる範囲(k〜n)は、シフト量Lおよびデータ数mに応じて適宜決定される。
【0022】
図5は、式(1)の演算過程におけるセンサデータa(i)、b(i)の組み合せのあり方の一例を示している。センサデータa(i)のa(k)からa(n)までを固定のデータ列とし、センサデータb(i)のb(k+L)からb(n+L)までのデータ列について図示するごとくLを変更しながら順次相関演算を実行している。
【0023】
図6は、ある一対の像をAFセンサに結像させた場合の、式(1)で定義した相関演算結果の一例を示すグラフであり、横軸はシフト量L、縦軸は相関値F(L)である。一対のセンサーデータの相関が高いシフト量Lにおいて、相関値F(L)が最小となり、この状態が相関の高い状態に対応している。
【0024】
実際は、有限のピッチで配列されたフォトダイオードアレイから離散的に得られるセンサデータに基づいて、相対シフト量Lが決まるため、相関値F(L)も離散的な値である。従って、上記相関演算により求めた相関値F(L)から直接に相関値F(L)の最小値が常に得られるとは限らない。そこで、周知の3点補間法を用いて相関値F(L)の真の最小値F(Xa)を求めることにより、シフト量の検出精度を向上させている。
【0025】
図7は、3点補間法の原理を示すグラフである。センサーアレイの配列ピッチで離散的に求められた相関値F(L)の最小値が、相対シフト量L=xのときに得られたとすると、xの前後の相対的シフト量x―1、x+1に対応する相関値は、それぞれF(x−1)、F(x+1)で与えられる。それらデータのうち、最小の相関値F(x)と、それの前後の2個の相関値のうち大きい方の相関値F(x―1)またはF(x+1)とを結ぶ直線Gを求め、他方の相関値F(x+1)またはF(x−1)を通り、直線Gの傾きを反転させた×(−1)傾きを持つ直線Tを求め、直線Tと直線Gとの交点Wを求める。この交点Wの座標は、シフト量xaと、それに対応する相関値F(xa)とで表わされ、この座標を演算することによって、センサーアレイの配列ピッチ以下の検出精度のシフト量で、相関状態を最大にするシフト量xaと最小相関値F(xa)とを決定することができる。
【0026】
前述の3点補間法を演算式で示せば、シフト量xaは、
F(x―1)>F(x+1)のとき、
xa=x+(F(x−1)―F(x+1))/2/(F(x―1)―F(x))…(2a)
と表せ、F(x―1)≦F(x+1)のとき、
xa=x−(F(x−1)―F(x+1))/2/(F(x+1)―F(x))…(2b)
と表わせる。
【0027】
式(2a)または式(2b)で求められたシフト量xaは、一対のセンサーデータの相対的なずらし量(ピッチ単位)を表わしている。いま、フォトダイオードアレイの配列ピッチをPとすれば、AFセンサー上に結像された2像の実際の相対ずれ量(2像間隔)Sは、次式で与えられる。
【0028】
S=P・xa…(3)
焦点検出光学系設計により定まる合焦時の基準2像間隔xsを前述のEEPROMに記憶しておき、この基準2像間隔xsを参照して、以下の式(4)によりAFセンサ上に結像された2像間隔xaと合焦時の2像間隔xsとのずれ量Zを計算する。
【0029】
Z=P・(xa―xs)…(4)
また、予定焦点面におけるデフォーカス量DEFは、上記合焦点からのずれ量Zを用いて、以下の式(5)により与えられる。
【0030】
DEF=A/(B−Z)+C…(5)
ここで、A、B、Cは図3に示した焦点検出光学系の設計によって決まる定数である。
【0031】
図8は、コントローラCLに内蔵されたCPUの制御プログラムの一部を成す相関演算ルーチンを表すフローチャートを示す。このフローチャートを参照して相関演算について説明する。ここで、シフト量Lは、−12〜+12までの間で変化させるものとする。まず、ステップS100にて、シフト量Lの初期値を−12に設定する。次に、ステップS101で、設定されたシフト量Lに対する相関値F(L)を式(1)により演算する。ステップS102で、現在設定されているシフト量Lが12なったかをチェックし、12になっていれば、相関演算を終了する。シフト量が12になっていない場合は、ステップS103にて今回のシフト量から後述する増分jを引いた前回のシフト量L−jの時に求めた相関値F(L−j)と、今回のシフト量での相関値F(L)との差の絶対値を増分jで割った値S、即ち、1ピッチのシフトに対する相関値の変化分を求める。
【0032】
S=|F(L―j)―F(L)|/j…(6)
ステップS104にて、上記変化分Sが所定の判定値Sthより大きいか否かチェックする。上記変化分SがSthよりも大きい場合は、ステップS105にてシフト量の増分jを1としてステップS107に進む。一方、ステップS104にて変化分SがSth以下の場合は、ステップS106にてシフト量の増分jを2としてステップS107に進む。ステップS107では現在のシフト量Lに増分jを加算することにより、シフト量Lを更新してステップS101に戻り、上記動作を繰返す。最終的にシフト量Lが12になるまで相関値F(L)を演算すると、ステップS102で相関演算のループを終了してメインルーチンにリターンする。
【0033】
その後は、前述の如く、相関値F(L)の最小値F(X)およびその前後のシフト量における相関値F(X−1)、F(x+1)を用いた3点補間法により相関シフト量を求め、最終的にデフォーカス量を算出し、それを用いて合焦の判定、ならびにレンズ駆動を行う。
【0034】
図9は、前述の相関演算動作による相関値F(L)とシフト量Lとを示し、図10は、式(6)で定義される相関値変化分Sとシフト量Lとの関係を示している。本実施形態では、図10から明らかなように、相関値F(L)の変化分Sが判定値Sthより大きい領域のみシフト量を1ピッチとし、そうでない領域については、シフト量を2ピッチとしている。
【0035】
このように、第1実施形態によれば、相関値の変化分が大きく、相関性が高いシフト領域では、細かいシフトピッチで相関演算を行い、そうでないシフト領域では、粗いシフトピッチで相関演算を行うため、焦点検出精度を劣化させることなく相関演算に要する時間を短縮できる。
(第2実施形態)
図11は、コントローラCLに内蔵されたCPUの制御プログラムの一部を成す相関演算ルーチンを表すフローチャートを示す。このフローチャートを参照して第2実施形態の相関演算について説明する。まず、テップS200にて、シフト量Lの初期値を−12に設定する。次に、ステップS201で、設定されたシフト量に対する相関値F(L)を式(1)により演算する。ステップS202では現在設定されているシフト量Lが12になったか否かチェックし、12であれば相関演算を終了する。シフト量が12になっていない場合は、ステップS203にて相関値F(L)を所定の判定値Fthと比較し、相関値F(L)がFth以下の時はステップS204に進む。
【0036】
一方、相関値F(L)がFthより大きい時はステップS207に進み、シフト量の増分jを2としてステップS208に進む。ステップS204では前回のシフト量L−jの時に求めた相関値F(L−j)と今回のシフト量Lでの相関値F(L)との差の絶対値をシフト量で割った値S、即ち、相関値の変化分を求める。Sを与える演算式は式(6)と同じである。
【0037】
ステップS205にて上記相関値の変化分Sが判定値Sthより大きいか否かチェックする。上記変化分SがSthよりも大きい場合は、ステップS206にてシフト量の増分jを1としてステップS208に進む。一方、ステップS205にて変化分SがSth以下の場合は、ステップS207にてシフト量の増分jを2としてステップS208に進む。ステップS208では、現在のシフト量Lに増分jを加算することにより、シフト量Lを更新してステップS201に戻り、前述の動作を繰り返す。そして、最終的にシフト量Lが12になるまで相関値F(L)を演算すると、ステップS202で相関演算のループを終了する。
【0038】
その後、求められた相関値F(L)の中から最小値のものを選択して、前述のごとく相関シフト量Xaを求め、最終的にデフォーカス量を算出し、それを用いて合焦の判定、ならびにレンズ駆動を行う。
【0039】
図12は、前述の相関演算動作による相関値F(L)とシフト量Lを示すグラフである。相関値F(L)の変化分が大きく、かつ、相関値F(L)が判定値Fthより小さい領域のみシフト量を1ピッチとしている。
【0040】
このように、第2実施形態によれば、相関値が小さく、かつその変化分が大きく相関性が十分に高いシフト領域では、細かいシフトピッチで相関演算を行い、それ以外のシフト領域では粗いシフトピッチで相関演算を行っているので、焦点検出精度を劣化させることなく相関演算に要する時間を短縮することができる。(第3実施形態)
図13は、コントローラCLに内蔵されたCPUの制御プログラムの一部を成す相関演算ルーチンを表すフローチャートを示す。このフローチャートを参照して第3実施形態の相関演算について説明する。まず、ステップS300にてシフト量Lの初期値を−12に設定する。次に、ステップS301で設定されたシフト量に対する相関値F(L)を式(1)により演算する。ステップS302では相関を計算したセンサデータ列b(k+L)〜b(n+L)(以下相関ブロックと呼ぶ)のコントラストを求めるサブルーチン“コントラスト検出”を実行する。
【0041】
図14は、サブルーチン“コントラスト検出”のフローチャートである。ステップS400では初期値として、i=k、bMAX=0、bMIN=256(センサデータは8ビット長とする)と設定する。ステップS401ではセンサデータb(i+L)とbMAXとを比較し、b(i+L)の方が大きい場合は、ステップS402にてbMAX=b(i+L)としてbMAX値を更新する。そうでない場合は、ステップS403に進み、b(i+L)とbMINとを比較し、b(i+L)の方が小さい場合は、ステップS404にてbMIN=b(i+L)としてbMIN値を更新する。そうでない時は、ステップS405に進む。
【0042】
ステップS405ではiをインクリメント(+1)し、ステップS406では相関ブロック内の全てのセンサデータをチェックしたかを判別し、終了した場合は、ステップS407にてコントラスト値C=bMAX−bMINを計算してリターンする。終了していない場合は、ステップS401に戻り、以上の演算を繰り返す。
【0043】
図13に戻り、ステップS303では、ステップS302“コントラスト検出”で求めたコントラスト値Cを所定の判定値Cthと比較し、コントラストCがCth以上であれば、ステップS304に進む。上記コントラストCがCthよりも小さければ、ステップS306に進む。ステップS304にて相関値F(L)を所定の判定値Fthと比較し、相関値F(L)がFth以下の時は、ステップS305に進む。ステップS305ではシフト量の増分jを1としてステップS307に進む。
【0044】
一方、ステップS304にて相関値F(L)がFthより大きい時は、ステップS306にてシフト量の増分jを2としてステップS307に進む。相関をとるセンサデータ列のコントラストが小さい場合、センサデータ列を細かいピッチ分だけシフトしても、コントラストが急に大きくなることはない。その理由は、1ピッチシフトすることによりコントラスト値が向上したとしても、コントラストが相関ブロックの端部に存在するため、その前後のシフト演算に際して高いコントラスト値が得られず、3点補間法が適用できない。結局、その結果は有効なデータとして採用されない。つまり、細かいシフトピッチで演算しても無駄が多くなると考えられるため、シフト量のピッチを粗くしている。
【0045】
ステップS307では、現在のシフト量Lに増分jを加算することにより、シフト量Lを更新する。ステップS308では、現在設定されているシフト量Lが12を越えたか否かチェックし、12を越えていれば相関演算を終了しリターンする。シフト量Lが12を越えていない場合は、ステップS301に戻り、12になるまで上記の動作を繰り返す。
【0046】
その後、求められた相関値F(L)の中から最小値のものを選択して、前述のごとく相関シフト量Xaを求め、最終的にデフォーカス量を算出し、それを用いて合焦の判定、ならびにレンズ駆動を行う。
【0047】
このように、第3実施形態によれば、コントラスト値が大きいシフト領域では、細かいシフトピッチで相関演算を行い、そうでないシフト領域では粗いシフトピッチで相関演算を行っているので、無駄な演算を省くことができ、相関演算に要する時間を短縮することができる。
【0048】
以上説明した各実施形態によれば、相関演算を実行する際に、相関性が高いシフト領域と、そうでないシフト領域とを判別し、その判別結果に応じて、シフト量を変えて相関演算を行うことにより、相関性が高い領域では詳細な演算を行い、相関性が低い領域では粗い演算を行わせているため、焦点検出精度を劣化させることなく、相関演算の所要時間を短縮することができ、応答性を向上した焦点検出装置を提供できる。
【0049】
なお、前述した各実施形態では、細かいシフトピッチを1ピッチ、粗いシフトピッチを2ピッチとしているが、これらの数値は限定されたものではなく、大小関係さえ成立すれば適宜な値としても良い。
【0050】
また、相関ブロック内のコントラストは、相関ブロック内の最大値と最小値の差を使用しているが、これに限らず、例えば、相関ブロック内での隣接するセンサデータの差の絶対値の総和を用いても良い。
【0051】
さらに、実施形態では撮影レンズLの異なる瞳位置を通過した2光束を用いて撮影レンズLのデフォーカス量を検出する、所謂TTL位相差検出方式を用いているが、撮影レンズを介することなく被写体像を直接2像に分離して、一対の光電変換アレイ上に被写体像をそれぞれ形成する、所謂外光測距方式にも適用可能である。
【0052】
なお、前述の実施形態から以下の構成が得られる。
(1)被写体から異なる光路を通過した2光束を、一対の被写体像として個々に検出面上に形成する焦点検出光学系と、
前記被写体像の光強度分布に対応した離散的データ群からなる被写体像信号を発生する一対の光電変換手段と、
前記一対の光電変換手段の一対の被写体像信号の一部を所定のシフト量で相対的にシフトさせて相関演算を行い、前記一対の被写体像信号の間の相関状態を最大にするシフト量を求め、該シフト量から前記撮影レンズの結像面の位置とフィルム等価面の位置との差に対応するデフォーカス量または被写体距離を演算する演算手段と、
を備えた焦点検出装置において、
前記演算手段にて各シフト量に対応する相関値の、シフト量に対する変化分を検出する相関値変化分検出手段と、
前記相関値変化分検出手段が検出した相関値変化分を所定の判定値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記演算手段のシフト量のピッチを変更するピッチ変更手段と、
を具備することを特徴とする焦点検出装置。
【0053】
上記(1)によれば、相関演算のシフトピッチに対する相関値の変化分の大きいシフト領域では、細かいシフトピッチが設定され、そうでないシフト領域では粗いシフトピッチが設定される。よって、相関性の低い領域に関する相関演算に要する演算量が減少するため、焦点検出の所用時間が減少できる。
(2)前記演算手段にて各シフト量に対応する相関値を検出する相関値検出手段と、前記相関値検出手段が検出した相関値を所定の判定値と比較する相関値比較手段と、
前記ピッチ変更手段は、前記相関値比較手段の比較結果に基づいて前記演算手段のシフト量のピッチを変更することを特徴とする上記(1)に記載の焦点検出装置。
【0054】
上記(2)によれば、相関値が所定値よりも小さいシフト領域では、細かいシフトピッチが設定され、そうでないシフト領域では粗いシフトピッチが設定される。よって、相関性の低い領域に関する相関演算に要する演算量が減少するため、焦点検出の所用時間が減少できる。
(3)被写体から異なる光路を通過した2光束を、一対の被写体像として個々に検出面上に形成する焦点検出光学系と、
前記被写体像の光強度分布に対応した離散的データ群からなる被写体像信号を発生する一対の光電変換手段と、
前記一対の光電変換手段の一対の被写体像信号を所定のシフト量で相対的にシフトさせて相関演算を行い、前記一対の被写体像信号の間の相関状態を最大にするシフト量を求め、該シフト量から前記撮影レンズの結像面の位置とフィルム等価面の位置との差に対応するデフォーカス量または被写体距離を演算する演算手段とを備え、
前記演算手段は、
前記一対の光電変換手段の一対の被写体像信号に対して相関演算を行う信号列を設定する信号列設定手段と、
前記信号列設定手段で設定された信号列内のコントラストを所定の判定値と比較するコントラスト判定手段と、
前記コントラスト判定手段の判定結果に基づいて、前記演算手段のシフト量のピッチを変更するピッチ変更手段と、
を具備することを特徴とする焦点検出装置。
【0055】
上記(3)によれば、コントラスト値が所定値以上のシフト領域では細かいシフトピッチとし、そうでないシフト領域では粗いシフトピッチとして相関演算を実行するため、コントラストの低い領域に関する相関演算に要する演算量が減少するため、焦点検出の所用時間が減少できる。
(4)一対の被写体像を形成し、その相対間隔を測定することにより焦点調節に関する情報を出力する焦点検出装置において、
上記一対の被写体像をそれぞれ離散的に光電変換した複数の被写体像信号について、所定の演算パラメータを用いて少なくとも相関演算を行い、その相関演算過程における演算パラメータに対する演算結果を評価して、この評価結果に基づいて、上記演算パラメータを変更することを特徴とする焦点検出装置。
【0056】
上記(4)によれば、相関演算の実施過程の演算結果に応じて、演算ピッチが動的に変更されるため、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
(5)上記演算過程で検出される演算値は、少なくとも相関値の変化分であることを特徴とする上記(4)に記載の焦点検出装置。
【0057】
上記(5)によれば、相関演算過程における相関値の変化分の大小に応じて演算ピッチが動的に変更されるため、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
(6)上記演算過程で検出される演算値は、少なくとも相関値であることを特徴とする上記(4)に記載の焦点検出装置。
【0058】
上記(6)によれば、相関演算過程における相関値の大小に応じて演算ピッチが動的に変更されるため、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
(7)上記演算過程で検出される演算値は、少なくともコントラスト値であることを特徴とする上記(4)に記載の焦点検出装置。
【0059】
上記(7)によれば、相関演算過程におけるコントラスト値の大小に応じて演算ピッチが動的に変更されるため、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
(8)上記形成される一対の被写体像は、撮影レンズのそれぞれ異なる瞳領域を通過した被写体光束を結像したものであることを特徴とする上記(4)に記載の焦点検出装置。
【0060】
上記(8)によれば、撮影レンズを通過した被写体光束に基づいて焦点検出を行い、演算結果に応じて演算パラメータを動的に変更するため、TTLAF検出演算の高速化が達成できる。
(9)上記形成される一対の被写体像は、撮影レンズとは別体に設けられた焦点検出光学系を通過した被写体光束を結像したものであることを特徴とする上記(4)に記載の焦点検出装置。
【0061】
上記(9)によれば、撮影レンズとは別体に設けられたAF検出光学系により得られる被写体像に基づいて焦点検出を行い、演算結果に応じて演算パラメータを動的に変更するため、外光式AF検出演算の高速化が達成できる。
(10)上記演算パラメータは、相関演算過程におけるシフト量のピッチであることを特徴とする上記(4)に記載の焦点検出装置。
【0062】
上記(10)によれば、相関演算のシフトピッチを所定の条件に応じて変更しているから、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
(11)一対の被写体像を形成し、その相対間隔を測定することにより焦点調節に関する情報を出力する焦点検出装置において、
上記一対の被写体像を受け、それぞれに対応する被写体像信号を出力する光電変換手段と、
所定の演算パラメータを用いて、上記被写体像信号同士の相関演算を実行する演算手段と、
上記相関演算の進行状況を監視して、上記演算パラメータに対する相関演算結果の変化分を検出する検出手段と、
上記検出手段により検出された変化分に基づいて、上記演算パラメータを変更する手段とを具備し、
上記演算手段は、パラメータ変更手段からの変更指示に応答して上記演算パラメータを変更することを特徴とする焦点検出装置。
【0063】
上記(11)によれば、相関演算の変化分に応じてシフトピッチを変更するため、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
(12)上記相関演算パラメータ値は、相関演算過程における演算ピッチであり、変化分が所定値よりも大なるときは細かいピッチを選択し、変化分が所定値よりも大ならざるときは、粗いピッチを選択することを特徴とする上記(4)または(11)に記載の焦点検出装置。
【0064】
上記(12)によれば、上記(4)、または(12)に記載の焦点検出装置において、相関演算の演算ピッチを変更しているため、総演算回数が減少し、焦点検出に要する時間を短縮できる。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、相関演算を行なう際に、相関性が高いシフト領域と、そうでないシフト領域を判別し、その判別結果に応じて演算パラメータであるシフトピッチを設定し、相関性が高いと判別された領域では詳細な相関演算を行い、相関性が低いと判別された領域では粗い相関演算を行わせているため、焦点検出精度を劣化させることなく、相関演算の所要時間を短縮することができ、応答性を向上した焦点検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の概略を示すブロック図である。
【図2】第1実施形態に係るカメラの要部を示す断面図である。
【図3】焦点検出光学系の構成を示す図である。
【図4】図2に示したカメラの電気制御系の焦点検出に関連する部分の概略を示すブロック図である。
【図5】式(1)の演算過程におけるセンサデータa(i)、b(i)の組み合せのあり方の一例を示す図である。
【図6】ある一対の像をAFセンサに結像させた場合の、シフト量と相関値との関係の一例を示すグラフである。
【図7】3点補間法の原理を示すグラフである。
【図8】第1実施形態の相関演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図9】シフト量と相関値との関係の一例を示すグラフである。
【図10】シフト量と式(6)で定義される相関演算結果の変化量との関係の一例を示すグラフである。
【図11】第2実施形態の相関演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図12】シフト量と相関値との関係の一例を示すグラフである。
【図13】第3実施形態の相関演算ルーチンを示すフローチャートである。
【図14】第3実施形態のコントラスト検出ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 焦点検出光学系、
2 光電変換手段、
3 演算手段、
4 相関値変化分検出手段、
5 比較手段、
6 ピッチ変更手段。
Claims (1)
- 一対の被写体像を形成し、その相対間隔を測定することにより撮影レンズのデフォーカス量を出力する焦点検出装置において、
上記一対の被写体像を受け、それぞれに対応する被写体像信号を出力する光電変換手段と、
所定のシフトピッチにてシフト量を変更して、上記被写体像信号同士の相関性を求める相関演算を実行し、各シフト量に対応する相関値を出力する演算手段と、
上記シフト量に対応する上記演算手段の出力する相関値の大きさにより相関性の高さを検出する検出手段と、
上記シフト量の変化に対する上記相関値の変化分の絶対値を検出する第2の検出手段と、
上記検出手段により検出された上記相関性が高く、かつ上記第2の検出手段により検出された上記相関値の変化分の絶対値が所定値より大きいシフト領域では、上記相関性が高ならざるか、または上記相関値の変化分の絶対値が所定値よりも大ならざるシフト領域よりも細かいシフトピッチに、上記シフトピッチを変更する変更手段と、
を具備することを特徴とする焦点検出装置。
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