JP4608733B2 - Focus detection device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカスカメラやビデオなどの撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CCDやCMOSなどの電荷蓄積型イメージセンサーを用いた焦点検出装置が知られている。この種の焦点検出装置では、被写体の輝度が高い場合は電荷蓄積型イメージセンサーの電荷蓄積時間を短くし、逆に低い場合は長くすることによって、出力信号列の信号レベルあるいはコントラストが常にほぼ一定になるように制御している。そして、この出力信号列を用いて焦点検出演算を行い、デフォーカス量(撮影レンズの合焦位置からのずれ量とずれ方向)を検出している。
【0003】
カメラの被写体輝度は、通常、撮影条件によってBv−5〜+15程度の範囲で大きく変化する。このような広い輝度範囲に対応するには、電荷蓄積時間を数マイクロ秒〜数100ミリ秒の範囲で制御する必要がある。ところが、電荷蓄積時間が数100ミリ秒になると、一連の焦点検出動作に要する時間が長くなるため、移動する被写体に追従できなくなってしまう。
【0004】
このような問題を解決するために、出力信号列を増幅する可変ゲインアンプを備えた焦点検出装置が提案されている(例えば、特開昭59−140409号公報参照)。この装置では、電荷蓄積状態をモニターするモニターセンサーを備え、電荷蓄積開始後、モニターが所定レベルに達したときに蓄積を終了して低い増幅率で出力信号を増幅し、所定の最長蓄積時間となってもモニターセンサー出力が所定レベルに達しない低輝度の場合には強制的に電荷蓄積を終了し、その時のモニターセンサー出力に応じて増幅率を高く設定し、一定レベルの出力信号列を得ている。
【0005】
また、低コントラスト時には増幅率を高くすることによって、一定のコントラストを得るようにした焦点検出装置も知られている(例えば、特開昭63−238771公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電荷蓄積型イメージセンサーの出力信号列の増幅率を高くすると、出力信号に含まれるノイズ成分も増幅するため、出力信号列のS/N比が低下してしまう。さらに、S/N比の低い出力信号列に基づいて検出したデフォーカス量は誤差を多く含み、信頼性が低くなる。特にコントラストの低い被写体の場合は、この問題が顕著に現れる。かといって、増幅率を常に低く設定すると、上述したように低コントラストでない被写体に対して焦点検出時間が長くなる。
【0007】
本発明の目的は、低コントラストの被写体に対しては信頼性の高いデフォーカス量を得るとともに、高コントラストの被写体に対しては焦点検出時間を短縮することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態の構成を示す図1に対応づけて本発明を説明すると、
(1) 請求項1の発明は、複数個の光電変換素子からなり、各光電変換素子から入射光の光強度に応じた信号列を出力する電荷蓄積型光電変換素子列2と、撮影光学系100の所定領域を通過した被写体からの光束を光電変換素子列2上へ導き、光電変換素子列2上に被写体像を結像する焦点検出光学系1と、光電変換素子列2の出力信号列を増幅する可変増幅率の増幅手段3と、増幅手段3で増幅した出力信号列を演算処理して撮影光学系100の焦点調節状態を検出する焦点検出演算手段5とを備えた焦点検出装置に適用される。そして、被写体の輝度に応じて増幅手段3の増幅率を、少なくとも第1の増幅率または第1の増幅率より低い第2の増幅率に設定する増幅率設定手段7と、被写体のコントラストを検出するコントラスト検出手段6とを備え、増幅率設定手段7は、被写体のコントラストが高いほど大きいしきい値を設定し、被写体の輝度がしきい値以上のときに増幅手段の増幅率を第2の増幅率に設定することによって、上記目的を達成する。
(2) 請求項2の発明は、請求項1に記載の焦点検出装置において、光電変換素子における電荷蓄積時間は、増幅率が第1の増幅率に設定されたときは、第2の増幅率に設定されたときより短くする。
【0009】
上述した課題を解決するための手段の項では、説明を分かりやすくするために一実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が一実施の形態に限定されるものではない。
【0010】
【発明の実施の形態】
まず、図4により位相差検出方式の焦点検出動作について説明する。
撮影レンズ100の領域101を通って入射した光束は視野マスク200、フィールドレンズ300、絞り開口部401および再結像レンズ501を通り、光強度に応じた出力を発生する複数の光電変換画素を一次元状に並べたイメージセンサーアレイ600のA列上に結像する。同様に、撮影レンズ100の領域102を通って入射した光束は視野マスク200、フィールドレンズ300、絞り開口部402および再結像レンズ502を通り、イメージセンサーアレイ600のB列上に結像する。
【0011】
これらイメージセンサーアレイ600のA列とB列上に結像した一対の被写体像は、撮影レンズ100が予定焦点面よりも前に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる前ピン状態では互いに近づき、逆に予定焦点面より後ろに被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに遠ざかり、ちょうど予定焦点面に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる合焦時にはイメージセンサーアレイ600のA列とB列上の被写体像は相対的に一致する。したがって、この一対の被写体像をイメージセンサーアレイ600のA列とB列で光電変換して電気信号に変え、これらの出力信号列を焦点演算処理し、一対の被写体像の相対位置ずれ量を求めることによって撮影レンズ100の焦点調節状態、すなわちデフォーカス量を得ることができる。
【0012】
イメージセンサーアレイ600には、電荷蓄積型のCCDやCMOSなどが用いられる。被写体の輝度が低くてイメージセンサーアレイ600に入射する光量が少ないときには電荷蓄積時間を長くし、逆に被写体の輝度が高くてイメージセンサーアレイ600に入射する光量が多いときには電荷蓄積時間を短くすることによって、イメージセンサーアレイ600の出力信号列の信号レベルを焦点検出演算処理に適したレベルにする。
【0013】
このイメージセンサーアレイ600の出力には可変ゲインアンプ700が設けられ、所望の増幅率で出力信号列を増幅する。可変ゲインアンプ700によって増幅された出力信号列は、焦点検出演算を実行するためにデジタル信号に変換されてマイクロコンピューターへ送られる。このとき、可変ゲインアンプ700から出力される出力信号列の信号レベルが低いと、被写体のコントラストを十分に得ることができず、逆に大きすぎるとA/D変換器の入力レンジを越えてしまい、正しくアナログ/デジタル変換できない。蓄積時間が長すぎるとイメージセンサーアレイ600内で出力飽和を生じ、被写体像を表す出力信号列が得られない。したがって、イメージセンサーアレイ600の電荷蓄積時間と可変ゲインアンプ700の増幅率を適切に設定する必要がある。
【0014】
次に、デフォーカス量を求める演算処理方法について説明する。
イメージセンサーアレイ600のA列とB列はそれぞれ、複数の光電変換画素から構成されており、複数の出力信号列a[1],・・,a[n]とb[1],・・,b[n]を出力する(図6aおよび図6b参照)。そして、この一対の出力信号列の内の所定範囲のデータを相対的に所定のデータ分Lずつシフトしながら相関演算を行う。最大シフト数をlmaxとするとLの範囲は−lmaxから+lmaxとなる。具体的には相関量C[L]を次式で算出する。
【数1】
C[L]=Σ|a[i+L]−b[i]|
数式1において、Σはi=k(初項)〜r(最終項)の総和を表し、L=−lmax,・・,−2,−1,0,+1,+2,+lmaxである。
【0015】
数式1において、上述したようにLはデータ列のシフト量に当たる整数である。初項kと最終項rは例えば次式に示すようにシフト量Lに依存して変化させる。
【数2】
L≧0の時、
k=k0+INT{−L/2},
r=r0+INT{−L/2}
L<0の時、
k=k0+INT{(−L+1)/2},
r=r0+INT{(−L+1)/2}
数式2において、k0、r0はシフト量Lが0の時の初項と最終項である。
【0016】
数式2により初項kと最終項rを変化させたときの、数式1におけるA列とB列の信号の差分の絶対値を算出する組み合わせと、差分の絶対値を加算する演算範囲を図7に示す。図7に示すように、シフト量Lの変化にともなってA列とB列の相関演算に使用する範囲が互いに逆方向にずれていく。初項kと最終項rをシフト量Lにかかわらず一定とする方法もあり、この場合は一方の列の相関演算に使用する範囲は常に一定となり、他方の列のみがずれる。そして、相対位置ずれ量は一対のデータが一致したときのシフト量Lとなるので、こうして得られた相関量C[L]の中で極小値となる相関量を与えるシフト量を検出し、これに図4に示す光学系およびイメージセンサーアレイ600の光電変換画素のピッチ幅によって定まる定数を掛けたものがデフォーカス量となる。したがって、最大シフト数lmaxが大きいほど大きなデフォーカス量でも検出できることになる。
【0017】
ところで、相関量C[L]は図6(c)に示すように離散的な値であり、検出可能なデフォーカス量の最小単位はイメージセンサーアレイ600のA列とB列の光電変換画素のピッチ幅によって制限されてしまう。そこで、離散的な相関量C[L]を用いて補間演算を行うことにより新たに真の極小値Cexを算出し、綿密な焦点検出を行う方法が提案されている(例えば、特開昭60−037513号公報参照)。この方法は、図5に示す極小値である相関量C[Le]とその両側のシフト量での相関量C[Le+1]およびC[Le−1]を用いて、真の極小値Cexとこれを与えるずれ量Lsを数式3および数式4により算出するものである。
【数3】
DL=(C[Le−1]−C[Le+1])/2,
Cex=C[Le]−|DL|,
E=MAX{C[Le+1]−C[Le],C[Le−1]−C[Le]}
【数4】
Ls=Le+DL/E
数式3において、MAX{Ca,Cb}はCaとCbの内の値が大きい方を選択することを表す。
【0018】
デフォーカス量DFは前記ずれ量Lsから数式5によって算出される。
【数5】
DF=Kf・Ls
数式5において、Kfは図4に示す光学系およびイメージセンサーアレイ600の光電変換画素のピッチ幅によって定まる定数である。こうして得られたデフォーカス量DFが真にデフォーカス量を示しているのか、ノイズなどによる相関量の揺らぎによるものなのかを判定する必要があり、数式6に示す条件を満たしたときにデフォーカス量DFは信頼性ありとする。
【数6】
E>E1 & Cex/E<G1
数式6におけるE1およびG1は所定のしきい値である。数値Eは相関量の変化の様子を示し被写体のコントラストに依存する値であり、値が大きいほどコントラストが高く信頼性が高いことになる。Cexは一対のデータが最も一致したときの差分であり本来は0となる。しかしながら、ノイズの影響、さらに領域101と領域102とで視差が生じているために、一対の被写体像に微妙な差が生じて0にならない。そして、ノイズ、被写体像の差の影響は被写体のコントラストが高いほど小さいので、一対のデータの一致度を表す数値としてはCex/Eを用いている。当然ながらCex/Eが0に近いほど一対のデータの一致度が高く信頼性が高いことになる。
【0019】
信頼性ありと判定されるとデフォーカス量DFに基づく撮影レンズ100の駆動、あるいは表示を行う。信頼性が低い場合には、算出されたデフォーカス量DFには誤差成分が多く含まれるので再現性の低いものとなり、レンズ駆動や表示が不安定になる。そこで、上述したように所定のしきい値を用いて判定を行っている。なお、数値Eの代わりに出力信号列の隣接差分の和を算出することによって被写体のコントラストを算出し、これを用いて信頼性判定を行う方法もある。
【0020】
図1は発明の一実施の形態の構成を示す図である。
焦点検出光学系1は、図4に示す視野マスク200、フィールドレンズ300、絞り開口部401、402および再結像レンズ501、502から構成され、撮影レンズ100を通過した被写体からの光をイメージセンサー2へ導く。イメージセンサー2は、図4に示すイメージセンサーアレイ600のようにA列とB列の一対の光電変換素子列から構成され、出力信号列a[i],b[i](i=1〜n)を出力する。
【0021】
可変ゲインアンプ3は、蓄積条件設定部7により設定した増幅率でイメージセンサー2の出力信号列a[i],b[i]を増幅する。この実施の形態では、増幅率として1倍、4倍、8倍の3種類を設定可能とする。
【0022】
A/D変換器4は、可変ゲインアンプ3が増幅した出力信号列a[i],b[i]をデジタル信号に変換する。焦点検出演算部5は、A/D変換器4でデジタル信号に変換した出力信号列a[i],b[i]を用いて上記数式1〜数式6により焦点検出演算を行い、デフォーカス量DFを算出する。
【0023】
コントラスト判定部6は、焦点検出演算部5で算出した数値Eを用いて被写体のコントラストを評価する。蓄積条件設定部7は、出力信号列a[i],b[i]と、焦点検出演算部5で算出した数値Eと、このときの蓄積時間と、可変ゲインアンプ3の増幅率とに基づいて次回の蓄積時の電荷蓄積時間と可変ゲインアンプ3の増幅率を設定する。
【0024】
蓄積制御部8は、蓄積条件設定部7で設定した蓄積時間だけイメージセンサー2の電荷蓄積を行う。レンズ駆動部9は、焦点検出演算部5で算出したデフォーカス量DFに基づいて撮影レンズ100を駆動する。なお、焦点検出演算部5、コントラスト判定部6、蓄積条件設定部7および蓄積制御部8はマイクロコンピューターなどにより形成する。
【0025】
図2は焦点検出動作を示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の焦点検出動作を説明する。
不図示のスイッチなどの操作により焦点検出動作が開始されると、まずステップ1において蓄積条件設定部7で初回の電荷蓄積時間ITに適当な初期値を設定する。なお、測光装置による測光結果に基づいて蓄積時間ITの初期値を設定してもよい。続くステップ2で、蓄積条件設定部7で初回の出力信号列を増幅する増幅率に中増幅率である4倍を設定する。
【0026】
ステップ3で蓄積制御部8によりイメージセンサー2の電荷蓄積を開始する。ステップ4では蓄積開始から時間ITだけ経過するのを待ち、IT時間経過後にステップ5へ進む。ステップ5では蓄積制御部8によりイメージセンサー2の電荷蓄積を終了する。ステップ6において、可変ゲインアンプ3によりイメージセンサー2から時系列的に出力される出力信号列を設定増幅率Gnで増幅し、A/D変換器4により増幅後の出力信号列をデジタル信号に変換する。
【0027】
ステップ7で焦点検出演算部5で上記数式1,2により相関量を算出し、続くステップ8で焦点検出演算部5で上記数式3〜5によりデフォーカス量DFとコントラストに対応する数値Eを算出する。続くステップ9では焦点検出演算部5で上記数式6によりデフォーカス量DFの信頼性を判定する。ステップ10において、得られたデフォーカス量DFに信頼性がある場合はステップ11へ進み、信頼性がない場合はステップ13へ進む。
【0028】
デフォーカス量DFに信頼性がある場合は、ステップ11で撮影レンズ100が合焦状態かどうかを判定し、合焦状態であれば処理を終了し、合焦状態でなければステップ12へ進む。この合焦判定では、例えばステップ8で得たデフォーカス量の大きさが所定値以内の場合に合焦と判定する。ステップ12でレンズ駆動部9により焦点検出演算部5で算出したデフォーカス量DFに基づいて撮影レンズ100を駆動する。
【0029】
ステップ13において、蓄積条件設定部7により出力信号列a[i],b[i](i=1〜n)の中から最大値を示す値(最も高い輝度を示す値)Pkを検出する。
【0030】
続くステップ14でコントラスト評価部6により焦点検出演算部5で算出した数値Eに基づいて被写体のコントラストを以下のように評価する。
【数7】
E≧Caの場合・・・・・高コントラスト,
Ca>E≧Cbの場合・・中コントラスト,
Cb>Eの場合・・・・・低コントラスト,
ただし、Ca>Cbとする。
【0031】
ステップ15では、蓄積条件設定部7により、コントラスト評価部6で評価した被写体のコントラストに基づいて可変ゲインアンプ3の次回蓄積時の予定増幅率Gfを設定する。
【数8】
高コントラストの場合・・・Gf=8倍,
中コントラストの場合・・・Gf=4倍,
低コントラストの場合・・・Gf=1倍
【0032】
次に、ステップ16で、蓄積条件設定部7により蓄積時間IT、増幅率Gn、ピーク値Pk(ステップ13)および予定増幅率Gf(ステップ15)に基づいて次式により蓄積時間ITを更新する。
【数9】
IT=IT・(Gn/Gf)・(Vp/Pk)
ここで、Vpはピーク値の目標値である。この数式9によって得られた蓄積時間ITで電荷蓄積を行い、予定増幅率Gfで増幅することにより得られる出力信号列のピーク値はVpとなるはずである。予定増幅率Gfが高い場合は蓄積時間が短くなり、予定増幅率Gfが低い場合は蓄積時間ITが長くなる。
【0033】
ステップ17において、増幅率Gnにステップ15で更新した予定増幅率Gfを設定し、ステップ3へ戻る。そして、ステップ16で設定した蓄積時間により電荷蓄積を行い、ステップ17で設定した増幅率で出力信号列を増幅する一連の焦点検出動作を繰り返す。
【0034】
このように、被写体のコントラストが低いときは低い増幅率が優先的に設定されるので、良好なS/N比の出力信号列で焦点検出演算を行うことができ、安定した信頼性の高いデフォーカス量を得ることができる。また、被写体のコントラストが高くノイズの影響を受けにくいときは高い増幅率が優先的に設定されるので、電荷蓄積時間が短くなり、焦点検出時間を短縮できる。
【0035】
《発明の一実施の形態の変形例》
次に、予定増幅率Gfの他の設定例を説明する。
上述した一実施の形態では、図2のステップ15においてコントラストに応じて次回蓄積時の予定増幅率Gfを設定する例を示した。この変形例では、被写体輝度を増幅率切り替えパラメーターEL,EM(EL>EM)と比較し、被写体輝度がEL以上のときは低増幅率である1倍を選択し、被写体輝度がEL未満、EM以上のときは中増幅率である4倍を選択し、被写体輝度がEM未満のときは高増幅率である8倍を選択する。また、増幅率切り替えパラメーターEL、EMをコントラストに基づいて変更し、低コントラスト時には低増幅率を優先的に選択し、高コントラスト時には高増幅率を優先的に選択する。
【0036】
図3は、変形例の予定増幅率Gfの設定動作を示すフローチャートである。この設定動作は、図2のステップ15において実行される。
ステップ31において、現在の電荷蓄積時間IT(図2のステップ1)、現在の増幅率Gn(図2のステップ2)、コントラスト評価結果(図2のステップ14)および最大値Pk(図2のステップ13)に基づいて、次式により被写体輝度OBを算出する。
【数10】
OB=Pk/(IT・Gn)
【0037】
ステップ32,34において、図2のステップ14で行ったコントラスト評価の結果を確認し、低コントラストの場合はステップ33へ進み、中コントラストの場合はステップ36へ進み、高コントラストの場合はステップ35へ進む。低コントラストの場合は、ステップ33で増幅率切り替えパラメーターEL,EMを以下のように設定し、ステップ37へ進む。
【数11】
EL=Ea1,
EM=Eb1
【0038】
中コントラストの場合は、ステップ36で増幅率切り替えパラメーターEL,EMを以下のように設定し、ステップ37へ進む。
【数12】
EL=Ea2,
EM=Eb2
【0039】
高コントラストの場合は、ステップ35で増幅率切り替えパラメーターEL,EMを以下のように設定し、ステップ37へ進む。
【数13】
EL=Ea3,
EM=Eb3
【0040】
ここで、Ea1,Ea2,Ea3、Eb1,Eb2,Eb3には次のような関係がある。
【数14】
Ea1<Ea2<Ea3,
Eb1<Eb2<Eb3
このように、低コントラストになるほどより低い輝度を表すパラメーターが設定されることになる。
【0041】
ステップ37,39において被写体輝度OBを増幅率切り替えパラメーターEL,EMと比較し、EL以上の高輝度を示す場合はステップ38へ進み、EL未満でEM以上の場合はステップ41へ進み、EM未満の場合はステップ40へ進む。被写体輝度OBがEL以上の場合は、ステップ38で予定増幅率Gfに低増幅率である1倍を設定し、図2ステップ16へ進む。また、EL未満でEM以上の場合は、ステップ41で予定増幅率Gfに中増幅率である4倍を設定し、図2ステップ16へ進む。さらに、被写体輝度OBがEM未満の場合はステップ40へ進み、予定増幅率Gfに高増幅率である8倍を設定し、図2ステップ16へ進む。
【0042】
通常は、被写体輝度が変化してもほぼ一定レベルのイメージセンサー2の出力信号列が得られるように、被写体輝度が高いときは低い増幅率を設定し、被写体輝度が低いときは高い増幅率を設定する。しかし、この変形例によれば、被写体輝度が高くても被写体のコントラストが高いときは高い増幅率を設定し、被写体輝度が低くても被写体のコントラストが低いときは低い増幅率を設定する。したがって、被写体輝度に関わらず、被写体のコントラストが低いときは低い増幅率が優先的に設定されるので、良好なS/N比の出力信号列で焦点検出演算を行うことができ、安定した信頼性の高いデフォーカス量を得ることができる。また、被写体のコントラストが高くノイズの影響を受けにくいときは高い増幅率が優先的に設定されるので、電荷蓄積時間が短くなり、焦点検出時間を短縮することができる。
【0043】
なお、上述した一実施の形態の変形例では、被写体輝度が高くても被写体のコントラストが高いときは高い増幅率を設定する例を示したが、このようなときには低い増幅率のままにしておいてもよい。その場合は、焦点検出時間を短縮することはできない。
【0044】
上述した一実施の形態とその変形例では、焦点検出演算結果の数値Eに基づいて被写体のコントラストを検出する例を示したが、被写体のコントラストの検出方法は上述した方法に限定されず、例えばイメージセンサー2のA列とB列の出力信号列の内の一方を用いて、出力信号レベルの最大値と最小値との差を被写体のコントラストとして検出してもよいし、あるいはCdSセルの非線形性、つまりコントラスト依存性を利用して被写体のコントラストを検出してもよい。
【0045】
また、上述した一実施の形態の変形例では、イメージセンサー2の電荷蓄積時間ITと、可変ゲインアンプ3の増幅率Gnと、イメージセンサー2の出力信号列の最大値Pkとに基づいて、数式10により被写体輝度OBを算出する例を示した。この変形例の被写体輝度の検出方法によれば、被写体輝度を測定する測光装置を設置する必要がないが、もちろん測光装置を備えたカメラでは測光装置により測定された被写体輝度を用いればよい。
【0046】
なお、図2ステップ16で算出した電荷蓄積時間ITが長すぎる場合が生じるので、電荷蓄積時間ITに制限を設け、所定時間に制限するようにしてもよい。
【0047】
上述した一実施の形態とその変形例では、可変ゲインアンプ3の増幅率を3段階とする例を示したが、2段階または4段階以上としてもよい。
【0048】
また、上述した一実施の形態では数値Eを用いてコントラスト評価を行う例を示したが、数値Eの代わりに出力信号列の隣接差分の和を用いてコントラスト評価を行うようにしてもよい。あるいは、数式6で算出するCex/Eを用いてコントラスト評価を行ってもよく、その場合は数値が大きいほど低い増幅率を優先する。
【0049】
さらに、上述した一実施の形態の構成にはモニターセンサーが含まれていないが、モニターセンサーを備えた焦点検出装置(例えば、特開昭59−140409号公報参照)にも本発明を適用することができる。この場合にはコントラスト評価結果に基づいて、高コントラスト時には最長蓄積時間を短く、低コントラスト時には最長蓄積時間を長く変更することによって、結果的に高コントラスト時には高い増幅率が優先的に設定され、低コントラスト時には低い増幅率が優先的に設定されることになり、上述した一実施の形態の動作と同じになって同様な作用効果が得られる。
【0050】
【発明の効果】
上説明したように発明によれば、被写体のコントラストが低いときは低い増幅率が優先的に設定されるので、良好なS/N比の出力信号列で焦点検出演算を行うことができ、安定した信頼性の高いデフォーカス量を得ることができる。また、被写体のコントラストが高くノイズの影響を受けにくいときは高い増幅率が優先的に設定されるので、電荷蓄積時間が短くなり、焦点検出時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図2】 一実施の形態の焦点検出動作を示すフローチャートである。
【図3】 変形例の予定増幅率の設定方法を示すフローチャートである。
【図4】 焦点検出光学系の構成を示すフローチャートである。
【図5】 焦点検出演算を説明するための図である。
【図6】 焦点検出演算を説明するための図である。
【図7】 相関演算を説明するための図である。
【符号の説明】
1 焦点検出光学系
2 イメージセンサー
3 可変ゲインアンプ
4 A/D変換器
5 焦点検出演算部
6 コントラスト評価部
7 蓄積条件設定部
8 蓄積制御部
9 レンズ駆動部
100 撮影レンズ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a focus detection device that detects a focus adjustment state of a photographing lens such as an autofocus camera or a video.
[0002]
[Prior art]
A focus detection apparatus using a charge storage type image sensor such as a CCD or CMOS is known. With this type of focus detection device, the charge accumulation time of the charge accumulation type image sensor is shortened when the luminance of the subject is high, and conversely, when the luminance is low, the signal level or contrast of the output signal train is always substantially constant. It is controlled to become. Then, the focus detection calculation is performed using this output signal sequence, and the defocus amount (shift amount and shift direction from the in-focus position of the photographing lens) is detected.
[0003]
The subject brightness of the camera usually varies greatly in the range of about Bv-5 to +15 depending on the shooting conditions. In order to cope with such a wide luminance range, it is necessary to control the charge accumulation time in the range of several microseconds to several hundred milliseconds. However, when the charge accumulation time is several hundred milliseconds, the time required for a series of focus detection operations becomes long, and it becomes impossible to follow the moving subject.
[0004]
In order to solve such a problem, a focus detection apparatus including a variable gain amplifier that amplifies an output signal sequence has been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-140409). This device is equipped with a monitor sensor that monitors the charge accumulation state.After the charge accumulation starts, when the monitor reaches a predetermined level, the accumulation is terminated and the output signal is amplified with a low amplification factor. If the monitor sensor output is low and the brightness is low, the charge accumulation is forcibly terminated, and the gain is set high according to the monitor sensor output at that time to obtain a constant level output signal sequence. ing.
[0005]
There is also known a focus detection device that obtains a constant contrast by increasing the amplification factor when the contrast is low (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-238771).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the amplification factor of the output signal sequence of the charge storage type image sensor is increased, the noise component included in the output signal is also amplified, so that the S / N ratio of the output signal sequence is lowered. Further, the defocus amount detected based on the output signal sequence having a low S / N ratio includes a lot of errors, resulting in low reliability. This problem is particularly noticeable when the subject has a low contrast. However, if the amplification factor is always set to be low, the focus detection time becomes long for a subject that is not low contrast as described above.
[0007]
An object of the present invention is to obtain a highly reliable defocus amount for a low-contrast subject and to shorten the focus detection time for a high-contrast subject.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention will be described with reference to FIG. 1 showing the configuration of an embodiment.
(1) The invention of claim 1 comprises a plurality of photoelectric conversion elements, a charge storage type photoelectric conversion element array 2 that outputs a signal string corresponding to the light intensity of incident light from each photoelectric conversion element, and a photographing optical system A focus detection optical system 1 that guides a light beam from a subject that has passed through a predetermined region 100 onto the photoelectric conversion element array 2 and forms a subject image on the photoelectric conversion element array 2, and an output signal array of the photoelectric conversion element array 2 A focus detection apparatus including a variable gain amplifying means 3 for amplifying the image and a focus detection calculating means 5 for detecting the focus adjustment state of the imaging optical system 100 by calculating the output signal sequence amplified by the amplifying means 3. Applied. Then, an amplification factor setting unit 7 for setting the amplification factor of the amplification unit 3 to at least a first amplification factor or a second amplification factor lower than the first amplification factor according to the luminance of the subject, and detecting the contrast of the subject Contrast detection means 6 for performing amplification rate setting means 7, A higher threshold is set as the contrast of the subject is higher, and the amplification factor of the amplification means is set to the second amplification factor when the luminance of the subject is equal to or higher than the threshold. The above-mentioned purpose is achieved.
(2) According to a second aspect of the present invention, in the focus detection apparatus according to the first aspect, the charge accumulation time in the photoelectric conversion element is the second gain when the gain is set to the first gain. Shorter than when set to.
[0009]
In the section of the means for solving the above-described problem, a diagram of an embodiment is used for easy understanding of the description. However, the present invention is not limited to the embodiment.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
First, the focus detection operation of the phase difference detection method will be described with reference to FIG.
A light beam incident through the region 101 of the photographing lens 100 passes through the field mask 200, the field lens 300, the aperture opening 401, and the re-imaging lens 501, and passes through a plurality of photoelectric conversion pixels that generate an output corresponding to the light intensity. An image is formed on the A column of the image sensor array 600 arranged in the original shape. Similarly, the light beam incident through the region 102 of the photographing lens 100 passes through the field mask 200, the field lens 300, the aperture opening 402, and the re-imaging lens 502, and forms an image on the B row of the image sensor array 600.
[0011]
A pair of subject images formed on the A and B columns of the image sensor array 600 are close to each other in a so-called front pin state in which the photographing lens 100 forms a sharp image of the subject before the intended focal plane, and on the contrary. In the so-called rear pin state in which the sharp image of the subject is connected behind the focal plane, the subject images are far away from each other. Match. Therefore, the pair of subject images are photoelectrically converted into electric signals by the A and B columns of the image sensor array 600 and converted into electric signals, and these output signal sequences are subjected to a focus calculation process to obtain a relative positional deviation amount between the pair of subject images. Thus, the focus adjustment state of the photographing lens 100, that is, the defocus amount can be obtained.
[0012]
For the image sensor array 600, a charge storage type CCD or CMOS is used. When the luminance of the subject is low and the amount of light incident on the image sensor array 600 is small, the charge accumulation time is lengthened. Conversely, when the luminance of the subject is high and the amount of light incident on the image sensor array 600 is large, the charge accumulation time is shortened. Thus, the signal level of the output signal train of the image sensor array 600 is set to a level suitable for the focus detection calculation process.
[0013]
A variable gain amplifier 700 is provided at the output of the image sensor array 600 to amplify the output signal string at a desired amplification factor. The output signal sequence amplified by the variable gain amplifier 700 is converted into a digital signal and sent to the microcomputer in order to execute a focus detection calculation. At this time, if the signal level of the output signal sequence output from the variable gain amplifier 700 is low, the contrast of the subject cannot be obtained sufficiently. Conversely, if the signal level is too large, the input range of the A / D converter is exceeded. Cannot convert analog / digital correctly. If the accumulation time is too long, output saturation occurs in the image sensor array 600, and an output signal string representing a subject image cannot be obtained. Therefore, it is necessary to appropriately set the charge accumulation time of the image sensor array 600 and the amplification factor of the variable gain amplifier 700.
[0014]
Next, a calculation processing method for obtaining the defocus amount will be described.
Each of the A column and the B column of the image sensor array 600 includes a plurality of photoelectric conversion pixels, and a plurality of output signal columns a [1],..., A [n] and b [1],. b [n] is output (see FIGS. 6a and 6b). Then, the correlation calculation is performed while the data in a predetermined range of the pair of output signal sequences is relatively shifted by L by predetermined data. If the maximum shift number is lmax, the range of L is from −1max to + 1max. Specifically, the correlation amount C [L] is calculated by the following equation.
[Expression 1]
C [L] = Σ | a [i + L] −b [i] |
In Equation 1, Σ represents the sum of i = k (first term) to r (final term), and L = −lmax,..., −2, −1, 0, +1, +2, + lmax.
[0015]
In Equation 1, L is an integer corresponding to the shift amount of the data string as described above. The first term k and the last term r are changed depending on the shift amount L as shown in the following equation, for example.
[Expression 2]
When L ≧ 0,
k = k0 + INT {−L / 2},
r = r0 + INT {−L / 2}
When L <0,
k = k0 + INT {(− L + 1) / 2},
r = r0 + INT {(−L + 1) / 2}
In Equation 2, k0 and r0 are the first term and the last term when the shift amount L is zero.
[0016]
FIG. 7 shows a combination for calculating the absolute value of the difference between the signals in the A column and the B column in Equation 1 when the first term k and the final term r are changed by Equation 2, and the calculation range in which the absolute value of the difference is added. Shown in As shown in FIG. 7, as the shift amount L changes, the ranges used for the correlation calculation between the A column and the B column shift in opposite directions. There is also a method in which the first term k and the last term r are made constant regardless of the shift amount L. In this case, the range used for correlation calculation of one column is always constant, and only the other column is shifted. Since the relative positional deviation amount is the shift amount L when the pair of data match, the shift amount that gives the minimum correlation amount is detected from the correlation amount C [L] thus obtained. 4 is multiplied by a constant determined by the pitch width of the photoelectric conversion pixels of the optical system and the image sensor array 600 shown in FIG. Therefore, the larger the maximum shift number lmax, the greater the defocus amount that can be detected.
[0017]
By the way, the correlation amount C [L] is a discrete value as shown in FIG. 6C, and the minimum unit of the defocus amount that can be detected is the photoelectric conversion pixel of the A column and the B column of the image sensor array 600. It is limited by the pitch width. Therefore, a method has been proposed in which a true minimum value Cex is newly calculated by performing an interpolation operation using a discrete correlation amount C [L], and fine focus detection is performed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 60). No. 037513). This method uses the correlation value C [Le], which is the minimum value shown in FIG. 5, and the correlation values C [Le + 1] and C [Le-1] at the shift amounts on both sides thereof, and the true minimum value Cex. The shift amount Ls that gives is calculated by Equation 3 and Equation 4.
[Equation 3]
DL = (C [Le-1] -C [Le + 1]) / 2
Cex = C [Le]-| DL |,
E = MAX {C [Le + 1] -C [Le], C [Le-1] -C [Le]}
[Expression 4]
Ls = Le + DL / E
In Equation 3, MAX {Ca, Cb} indicates that the larger one of Ca and Cb is selected.
[0018]
The defocus amount DF is calculated by the mathematical formula 5 from the shift amount Ls.
[Equation 5]
DF = Kf · Ls
In Equation 5, Kf is a constant determined by the pitch width of the photoelectric conversion pixels of the optical system and the image sensor array 600 shown in FIG. It is necessary to determine whether the defocus amount DF thus obtained truly indicates the defocus amount or due to fluctuation of the correlation amount due to noise or the like. When the condition shown in Equation 6 is satisfied, the defocus amount The quantity DF is assumed to be reliable.
[Formula 6]
E> E1 & Cex / E <G1
E1 and G1 in Equation 6 are predetermined threshold values. The numerical value E indicates how the correlation amount changes, and is a value that depends on the contrast of the subject. The larger the value, the higher the contrast and the higher the reliability. Cex is a difference when a pair of data most closely matches, and is originally 0. However, due to the influence of noise and further, parallax is generated between the area 101 and the area 102, a subtle difference occurs between the pair of subject images and does not become zero. Since the influence of noise and subject image differences is smaller as the subject contrast is higher, Cex / E is used as a numerical value representing the degree of coincidence between a pair of data. Of course, the closer Cex / E is to 0, the higher the degree of coincidence of the pair of data and the higher the reliability.
[0019]
When it is determined that there is reliability, the photographing lens 100 is driven or displayed based on the defocus amount DF. When the reliability is low, the calculated defocus amount DF includes many error components, so that the reproducibility is low, and lens driving and display become unstable. Therefore, the determination is performed using a predetermined threshold value as described above. There is also a method in which the contrast of the subject is calculated by calculating the sum of adjacent differences in the output signal sequence instead of the numerical value E, and the reliability is determined using this.
[0020]
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the invention.
The focus detection optical system 1 includes the field mask 200, the field lens 300, the aperture openings 401 and 402, and the re-imaging lenses 501 and 502 shown in FIG. 4, and the light from the subject that has passed through the photographing lens 100 is image sensor. Lead to 2. The image sensor 2 is composed of a pair of photoelectric conversion element rows A and B as in the image sensor array 600 shown in FIG. 4, and output signal rows a [i] and b [i] (i = 1 to n). ) Is output.
[0021]
The variable gain amplifier 3 amplifies the output signal sequences a [i] and b [i] of the image sensor 2 with the amplification factor set by the accumulation condition setting unit 7. In this embodiment, three types of amplification factors of 1, 4, and 8 can be set.
[0022]
The A / D converter 4 converts the output signal sequences a [i] and b [i] amplified by the variable gain amplifier 3 into digital signals. The focus detection calculation unit 5 performs focus detection calculation according to the above Equations 1 to 6 using the output signal sequences a [i] and b [i] converted into digital signals by the A / D converter 4, and the defocus amount DF is calculated.
[0023]
The contrast determination unit 6 evaluates the contrast of the subject using the numerical value E calculated by the focus detection calculation unit 5. The accumulation condition setting unit 7 is based on the output signal sequence a [i], b [i], the numerical value E calculated by the focus detection calculation unit 5, the accumulation time at this time, and the amplification factor of the variable gain amplifier 3. The charge accumulation time at the next accumulation and the gain of the variable gain amplifier 3 are set.
[0024]
The accumulation control unit 8 accumulates charges in the image sensor 2 for the accumulation time set by the accumulation condition setting unit 7. The lens driving unit 9 drives the photographing lens 100 based on the defocus amount DF calculated by the focus detection calculation unit 5. The focus detection calculation unit 5, the contrast determination unit 6, the accumulation condition setting unit 7, and the accumulation control unit 8 are formed by a microcomputer or the like.
[0025]
FIG. 2 is a flowchart showing the focus detection operation. The focus detection operation of the embodiment will be described with reference to this flowchart.
When the focus detection operation is started by operating a switch (not shown) or the like, first, in step 1, the storage condition setting unit 7 sets an appropriate initial value for the initial charge storage time IT. Note that the initial value of the accumulation time IT may be set based on the photometric result of the photometric device. In the subsequent step 2, the accumulation condition setting unit 7 sets the amplification factor for amplifying the first output signal sequence to 4 times, which is a medium amplification factor.
[0026]
In step 3, charge accumulation of the image sensor 2 is started by the accumulation control unit 8. In step 4, the process waits for the time IT to elapse from the start of storage, and proceeds to step 5 after the IT time elapses. In step 5, the accumulation control unit 8 ends the charge accumulation of the image sensor 2. In step 6, the output signal sequence output in time series from the image sensor 2 by the variable gain amplifier 3 is amplified by the set gain Gn, and the amplified output signal sequence is converted to a digital signal by the A / D converter 4. To do.
[0027]
In step 7, the focus detection calculation unit 5 calculates the correlation amount by the above formulas 1 and 2, and in step 8 the focus detection calculation unit 5 calculates the defocus amount DF and the numerical value E corresponding to the contrast by the above formulas 3-5. To do. In the subsequent step 9, the focus detection calculation unit 5 determines the reliability of the defocus amount DF according to the above equation 6. In Step 10, if the obtained defocus amount DF is reliable, the process proceeds to Step 11, and if not reliable, the process proceeds to Step 13.
[0028]
If the defocus amount DF is reliable, it is determined in step 11 whether or not the taking lens 100 is in focus. If it is in focus, the process is terminated. In this in-focus determination, for example, in-focus is determined when the amount of defocus obtained in step 8 is within a predetermined value. In step 12, the photographing lens 100 is driven based on the defocus amount DF calculated by the focus detection calculation unit 5 by the lens driving unit 9.
[0029]
In step 13, the accumulation condition setting unit 7 detects a value (a value indicating the highest luminance) Pk indicating the maximum value from the output signal sequences a [i] and b [i] (i = 1 to n).
[0030]
In subsequent step 14, the contrast of the subject is evaluated as follows based on the numerical value E calculated by the focus detection calculation unit 5 by the contrast evaluation unit 6.
[Expression 7]
When E ≧ Ca: High contrast,
When Ca> E ≧ Cb: Medium contrast,
When Cb> E: Low contrast,
However, it is assumed that Ca> Cb.
[0031]
In step 15, the accumulation condition setting unit 7 sets a scheduled gain Gf at the next accumulation of the variable gain amplifier 3 based on the contrast of the subject evaluated by the contrast evaluation unit 6.
[Equation 8]
For high contrast: Gf = 8 times
Medium contrast: Gf = 4 times
For low contrast: Gf = 1x
[0032]
Next, at step 16, the storage condition setting unit 7 updates the storage time IT according to the following equation based on the storage time IT, the gain Gn, the peak value Pk (step 13), and the planned gain Gf (step 15).
[Equation 9]
IT = IT · (Gn / Gf) · (Vp / Pk)
Here, Vp is a target value of the peak value. The peak value of the output signal sequence obtained by performing charge accumulation with the accumulation time IT obtained by Equation 9 and amplifying with the expected gain Gf should be Vp. When the planned gain Gf is high, the accumulation time is short, and when the planned gain Gf is low, the accumulation time IT is long.
[0033]
In step 17, the scheduled gain Gf updated in step 15 is set in the gain Gn, and the process returns to step 3. Then, charge accumulation is performed for the accumulation time set in step 16, and a series of focus detection operations for amplifying the output signal sequence with the amplification factor set in step 17 is repeated.
[0034]
In this way, when the contrast of the subject is low, a low amplification factor is preferentially set, so that focus detection calculation can be performed with an output signal sequence having a good S / N ratio, and stable and highly reliable data can be obtained. A focus amount can be obtained. In addition, when the contrast of the subject is high and is not easily affected by noise, a high amplification factor is set with priority, so that the charge accumulation time is shortened and the focus detection time can be shortened.
[0035]
<< Modification of Embodiment of Invention >>
Next, another setting example of the planned gain Gf will be described.
In the above-described embodiment, an example in which the expected gain Gf at the next accumulation is set according to the contrast in step 15 of FIG. In this modification, the subject luminance is compared with the amplification factor switching parameters EL and EM (EL> EM), and when the subject luminance is equal to or higher than EL, a low amplification factor of 1 is selected, the subject luminance is less than EL, and EM In the above case, a medium amplification factor of 4 is selected, and when the subject brightness is less than EM, a high amplification factor of 8 is selected. Further, the amplification factor switching parameters EL and EM are changed based on the contrast, and the low amplification factor is preferentially selected when the contrast is low, and the high amplification factor is preferentially selected when the contrast is high.
[0036]
FIG. 3 is a flowchart showing the setting operation of the planned gain Gf according to the modification. This setting operation is executed in step 15 of FIG.
In step 31, the current charge accumulation time IT (step 1 in FIG. 2), the current gain Gn (step 2 in FIG. 2), the contrast evaluation result (step 14 in FIG. 2), and the maximum value Pk (step in FIG. 2). Based on 13), the subject brightness OB is calculated by the following equation.
[Expression 10]
OB = Pk / (IT · Gn)
[0037]
In steps 32 and 34, the result of the contrast evaluation performed in step 14 of FIG. 2 is confirmed. If the contrast is low, the process proceeds to step 33. If the contrast is medium, the process proceeds to step 36. If the contrast is high, the process proceeds to step 35. move on. In the case of low contrast, the amplification factor switching parameters EL and EM are set as follows in step 33, and the process proceeds to step 37.
## EQU11 ##
EL = Ea1,
EM = Eb1
[0038]
In the case of medium contrast, the amplification factor switching parameters EL and EM are set as follows in step 36, and the process proceeds to step 37.
[Expression 12]
EL = Ea2,
EM = Eb2
[0039]
In the case of high contrast, the amplification factor switching parameters EL and EM are set as follows in step 35, and the process proceeds to step 37.
[Formula 13]
EL = Ea3
EM = Eb3
[0040]
Here, Ea1, Ea2, Ea3, Eb1, Eb2, and Eb3 have the following relationship.
[Expression 14]
Ea1 <Ea2 <Ea3
Eb1 <Eb2 <Eb3
In this way, a parameter representing lower luminance is set as the contrast becomes lower.
[0041]
In steps 37 and 39, the subject brightness OB is compared with the amplification factor switching parameters EL and EM. If the brightness is higher than EL, the process proceeds to step 38. If less than EL and greater than EM, the process proceeds to step 41. If so, go to Step 40. If the subject brightness OB is equal to or higher than EL, the scheduled gain Gf is set to 1 which is a low gain in step 38, and the process proceeds to step 16 in FIG. If it is less than EL but greater than or equal to EM, in step 41, the planned amplification factor Gf is set to 4 times, which is a medium amplification factor, and the process proceeds to step 16 in FIG. Further, when the subject brightness OB is less than EM, the process proceeds to step 40, the scheduled gain Gf is set to 8 times that is a high gain, and the process proceeds to step 16 in FIG.
[0042]
Normally, a low gain is set when the subject brightness is high, and a high gain is set when the subject brightness is low so that an output signal sequence of the image sensor 2 at a substantially constant level can be obtained even if the subject brightness changes. Set. However, according to this modification, a high amplification factor is set when the subject contrast is high even when the subject luminance is high, and a low amplification factor is set when the subject contrast is low even when the subject luminance is low. Therefore, a low amplification factor is preferentially set when the contrast of the subject is low, regardless of the subject brightness, so that focus detection calculation can be performed with an output signal sequence having a good S / N ratio, and stable and reliable. A high defocus amount can be obtained. In addition, when the contrast of the subject is high and it is difficult to be affected by noise, a high amplification factor is preferentially set, so that the charge accumulation time is shortened and the focus detection time can be shortened.
[0043]
In the above-described modification of the embodiment, an example in which a high amplification factor is set when the subject contrast is high even when the subject luminance is high is shown. However, in such a case, the low amplification factor is kept. May be. In that case, the focus detection time cannot be shortened.
[0044]
In the above-described embodiment and its modification, the example in which the contrast of the subject is detected based on the numerical value E of the focus detection calculation result is shown. However, the method for detecting the contrast of the subject is not limited to the above-described method. The difference between the maximum value and the minimum value of the output signal level may be detected as the contrast of the subject by using one of the output signal trains A and B of the image sensor 2, or the CdS cell nonlinearity The contrast of the subject may be detected using the property, that is, the contrast dependency.
[0045]
Further, in the modification of the embodiment described above, based on the charge accumulation time IT of the image sensor 2, the gain Gn of the variable gain amplifier 3, and the maximum value Pk of the output signal sequence of the image sensor 2, 10 shows an example in which the subject brightness OB is calculated. According to the subject luminance detection method of this modification, there is no need to install a photometric device that measures the subject luminance, but of course, the subject luminance measured by the photometric device may be used in a camera equipped with the photometric device.
[0046]
Since the charge accumulation time IT calculated in step 16 in FIG. 2 may be too long, the charge accumulation time IT may be limited to a predetermined time.
[0047]
In the above-described embodiment and its modification, an example in which the gain of the variable gain amplifier 3 is set to three stages has been described, but it may be two stages or four or more stages.
[0048]
In the above-described embodiment, an example is shown in which the contrast evaluation is performed using the numerical value E. However, the contrast evaluation may be performed using the sum of adjacent differences in the output signal sequence instead of the numerical value E. Alternatively, contrast evaluation may be performed using Cex / E calculated by Expression 6, and in that case, the lower the gain, the higher the numerical value.
[0049]
Furthermore, although the monitor sensor is not included in the configuration of the above-described embodiment, the present invention is also applied to a focus detection apparatus (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-140409) provided with a monitor sensor. Can do. In this case, based on the contrast evaluation results, the longest accumulation time is shortened when the contrast is high, and the longest accumulation time is changed when the contrast is low. As a result, a high gain is preferentially set when the contrast is high. At the time of contrast, a low amplification factor is preferentially set, and the same operation and effect are obtained as in the operation of the embodiment described above.
[0050]
【The invention's effect】
Less than As explained above Book According to the invention , Covered When the contrast of the subject is low, a low amplification factor is preferentially set, so that focus detection calculation can be performed with an output signal sequence having a good S / N ratio, and a stable and reliable defocus amount can be obtained. Obtainable. In addition, when the contrast of the subject is high and it is difficult to be affected by noise, a high amplification factor is preferentially set, so that the charge accumulation time is shortened and the focus detection time can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a focus detection operation according to an embodiment.
FIG. 3 is a flowchart showing a method for setting a planned amplification factor according to a modification.
FIG. 4 is a flowchart showing a configuration of a focus detection optical system.
FIG. 5 is a diagram for explaining a focus detection calculation;
FIG. 6 is a diagram for explaining a focus detection calculation;
FIG. 7 is a diagram for explaining a correlation calculation.
[Explanation of symbols]
1 Focus detection optical system
2 Image sensor
3 Variable gain amplifier
4 A / D converter
5 Focus detection calculator
6 Contrast evaluation section
7 Accumulation condition setting section
8 Accumulation control unit
9 Lens drive unit
100 Photography lens

Claims (2)

複数個の光電変換素子からなり、各光電変換素子から入射光の光強度に応じた信号列を出力する電荷蓄積型光電変換素子列と、
撮影光学系の所定領域を通過した被写体からの光束を前記光電変換素子列上へ導き、前記光電変換素子列上に被写体像を結像する焦点検出光学系と、
前記光電変換素子列の出力信号列を増幅する可変増幅率の増幅手段と、
前記増幅手段で増幅した出力信号列を演算処理して前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出演算手段とを備えた焦点検出装置において、
前記被写体の輝度に応じて前記増幅手段の増幅率を、少なくとも第1の増幅率または前記第1の増幅率より低い第2の増幅率に設定する増幅率設定手段と、
被写体のコントラストを検出するコントラスト検出手段とを備え、
前記増幅率設定手段は、前記被写体のコントラストが高いほど大きいしきい値を設定し、前記被写体の輝度が前記しきい値以上のときに前記増幅手段の増幅率を前記第2の増幅率に設定することを特徴とする焦点検出装置。
A charge storage type photoelectric conversion element array that includes a plurality of photoelectric conversion elements and outputs a signal string corresponding to the light intensity of incident light from each photoelectric conversion element;
A focus detection optical system that guides a light beam from a subject that has passed through a predetermined region of the photographing optical system onto the photoelectric conversion element array, and forms a subject image on the photoelectric conversion element array;
Amplifying means having a variable amplification factor for amplifying an output signal string of the photoelectric conversion element string;
In a focus detection apparatus comprising a focus detection calculation means for calculating a focus adjustment state of the photographing optical system by performing a calculation process on the output signal sequence amplified by the amplification means,
Amplification factor setting means for setting the amplification factor of the amplification means to at least a first amplification factor or a second amplification factor lower than the first amplification factor according to the luminance of the subject;
Contrast detection means for detecting the contrast of the subject,
The amplification factor setting means sets a larger threshold value as the contrast of the subject is higher, and sets the amplification factor of the amplification means to the second amplification factor when the luminance of the subject is equal to or higher than the threshold value. A focus detection device.
請求項1に記載の焦点検出装置において、
前記光電変換素子における電荷蓄積時間は、前記増幅率が前記第1の増幅率に設定されたときは、前記第2の増幅率に設定されたときより短くすることを特徴とする焦点検出装置。
The focus detection apparatus according to claim 1,
The focus detection apparatus characterized in that the charge accumulation time in the photoelectric conversion element is shorter when the amplification factor is set to the first amplification factor than when the amplification factor is set to the second amplification factor.
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