JPH04230715A - Focus detector - Google Patents

Focus detector

Info

Publication number
JPH04230715A
JPH04230715A JP3136860A JP13686091A JPH04230715A JP H04230715 A JPH04230715 A JP H04230715A JP 3136860 A JP3136860 A JP 3136860A JP 13686091 A JP13686091 A JP 13686091A JP H04230715 A JPH04230715 A JP H04230715A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
amount
photoelectric element
calculation means
contribution
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.)
Granted
Application number
JP3136860A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06103182B2 (en
Inventor
Takeshi Utagawa
健 歌川
Yosuke Kusaka
洋介 日下
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.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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 Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP13686091A priority Critical patent/JPH06103182B2/en
Publication of JPH04230715A publication Critical patent/JPH04230715A/en
Publication of JPH06103182B2 publication Critical patent/JPH06103182B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To provide the focus detector (range finder) easy for optical adjustment, high in mass-productivity and precision. CONSTITUTION:In order to compensate influence of aberration of a focus detector optical system or adjustment deficiency, compensation data responding to positions of photoelectric element arrays 105 and 106 are stored, the part of an optical image on the photoelectric element array and the extent of contribution to relative deviation quantity which is the focus detection result are sought, and the relative deviation quantity which is the result of focal detection is compensated based on the before mentioned compensation data and the before mentioned contribution data.

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、一対の光電素子アレイ
上にそれぞれ結像されたほぼ同一物体の光像の相対的変
位を検出する焦点検出装置に係わり、特に、カメラ等の
焦点検出装置や測距装置に使用される。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device for detecting the relative displacement of optical images of substantially the same object formed on a pair of photoelectric element arrays, and more particularly to a focus detection device for a camera or the like. It is used in distance measuring equipment.

【0002】0002

【従来の技術】図1(a)は一般のカメラ等の焦点検出
装置の光学系を示すもので被写体100は撮影レンズ1
01によりフィールドレンズ102の近傍に結像される
。この被写体100の一次像は第1、第2の再結像レン
ズ103、104によりそれぞれ第1、第2の光電素子
アレイ105、106上に2次像として結像される。 このアレイ105、106上の2次像の相対的位置関係
がアレイのイメージ出力から検出される。
2. Description of the Related Art FIG. 1(a) shows an optical system of a focus detection device of a general camera, etc.
01, the image is formed near the field lens 102. This primary image of the subject 100 is formed as a secondary image by first and second re-imaging lenses 103 and 104 onto first and second photoelectric element arrays 105 and 106, respectively. The relative positional relationship of the secondary images on this array 105, 106 is detected from the image output of the array.

【0003】このような焦点検出を高精度に行う為には
、光電素子アレイ105上に分布する光像の各点と光電
素子アレイ106上に分布する光像の対応する各点とが
、合焦時には互に相対的に完全に一致し、非合焦時には
各対応する点とも非合焦量に応ずる同量だけずれている
ことが必要である。もちろん、合焦時に対応する各点が
一定量ずれるように定めることもできる。
In order to perform such focus detection with high precision, each point of the optical image distributed on the photoelectric element array 105 and each corresponding point of the optical image distributed on the photoelectric element array 106 must be aligned. When in focus, the points must be relatively perfectly aligned with each other, and when out of focus, the corresponding points must be shifted by the same amount depending on the amount of out of focus. Of course, it is also possible to set each corresponding point to be shifted by a certain amount when in focus.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】ところが、フィールド
レンズ102や再結像レンズ103、104等から成る
焦点検出光学系の収差や調整不足等の原因により、上記
条件が満たされず、例えば合焦時に図1(b)に示すよ
うに被写体100の中心点100aの像点107a、1
08aは、各アレイ105、106の同一位置(例えば
中心)に結像するが、周辺の点100bの像点107b
、108bは相対的にずれて結像される。
However, due to aberrations or insufficient adjustment of the focus detection optical system consisting of the field lens 102, re-imaging lenses 103, 104, etc., the above conditions are not satisfied, and for example, when focusing, the image As shown in 1(b), the image point 107a, 1 at the center point 100a of the subject 100
08a is imaged at the same position (for example, the center) of each array 105, 106, but the image point 107b of the peripheral point 100b is
, 108b are imaged with relative shifts.

【0005】この為、点像107aと108aとに基づ
く焦点検出結果と点像107bと108bとに基づく焦
点検出結果とでは差異が生じ正しい焦点検出が不可能と
なる。このような各アレイとその上の光像との相対位置
の、アレイの場所に応じた差異(以下これを位置ずれと
称する。)を除去するには、収差の極めて少ない焦点検
出光学系を採用しかつ光学的調整を極めて入念に行なわ
なければならず、これは焦点検出光学系のコストの上昇
及び量産性の著しい低下を招来する。
For this reason, a difference occurs between the focus detection results based on the point images 107a and 108a and the focus detection results based on the point images 107b and 108b, making correct focus detection impossible. In order to eliminate such differences in the relative position of each array and the optical image on it depending on the location of the array (hereinafter referred to as positional deviation), a focus detection optical system with extremely small aberrations is adopted. Moreover, optical adjustments must be made extremely carefully, which increases the cost of the focus detection optical system and significantly reduces mass productivity.

【0006】以上のような問題は図1の瞳分割式焦点検
出装置に限らず、同一物体に関する一対の光像を光電検
出しその相対位置から測距又は焦点検出する装置におい
て、光電的像変位検出を行う際に共通するものである。 本発明の目的は光学的調整が容易でかつ量産性が高い高
精度な焦点検出装置(測距装置)を提供することである
The above-mentioned problems are not limited to the pupil-splitting type focus detection device shown in FIG. 1, but also occur in devices that photoelectrically detect a pair of optical images of the same object and measure distance or focus from their relative positions. This is common when performing detection. An object of the present invention is to provide a highly accurate focus detection device (distance measuring device) that is easy to optically adjust and has high mass productivity.

【0007】上記目的を達成する為に、本発明では焦点
検出光学系の収差や調整不足の影響を補正するために、
光電素子アレイの場所に応じた補正データを記憶すると
共に、光電素子アレイ上の光像のどの部分が焦点検出結
果である相対的ずれ量にどの程度寄与したかを求め、前
記補正データと前記寄与度データとに基づいて焦点検出
結果である相対的ずれ量を補正している。
In order to achieve the above object, the present invention corrects the effects of aberrations and insufficient adjustment of the focus detection optical system.
In addition to storing correction data according to the location of the photoelectric element array, determining which part of the optical image on the photoelectric element array contributed to the relative shift amount that is the focus detection result, and calculating the correction data and the contribution. The relative shift amount, which is the focus detection result, is corrected based on the degree data.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図2において、光電変換部201にはそれぞれ
CCD等のイメージセンサーから成る一対の光電素子ア
レイ105、106が並置されている。この各光電素子
アレイには図1と同様の焦点検出光学系により同一被写
体の像が結像される。アレイ105からのイメージ出力
a1…aNは順次時系列的にA/Dコンバータ202に
よりA/D変換され、マイクロコンピュータ203内の
データメモリ手段204に記憶され、全く同様にアレイ
106からのイメージ出力b1…bNもA/Dコンバー
タ202を介してデータメモリ手段204に記憶される
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, a pair of photoelectric element arrays 105 and 106, each consisting of an image sensor such as a CCD, are juxtaposed in a photoelectric conversion unit 201. An image of the same subject is formed on each photoelectric element array by a focus detection optical system similar to that shown in FIG. The image outputs a1...aN from the array 105 are sequentially and time-series A/D converted by the A/D converter 202 and stored in the data memory means 204 in the microcomputer 203, and in exactly the same way, the image outputs b1 from the array 106 are ...bN is also stored in the data memory means 204 via the A/D converter 202.

【0009】像ずれ演算手段205は前記一対のイメー
ジ出力a1…aN、b1…bNに基づき両イメージ出力
の相対的ずれ量、即ち、一対のアレイ上の光像の相対的
ずれ量を演算する。もちろん、像ずれ演算に用いるデー
タは必ずしもアレイの直接のイメージ出力である必要は
なく,これらの出力を適当にフィルタリング処理したり
サンプリングしたイメージ出力であってもよい。
The image shift calculation means 205 calculates the relative shift amount between the two image outputs, that is, the relative shift amount between the light images on the pair of arrays, based on the pair of image outputs a1...aN, b1...bN. Of course, the data used for the image shift calculation does not necessarily have to be the direct image output of the array, but may be image output obtained by appropriately filtering or sampling these outputs.

【0010】補正データ記憶手段207は、上記像ずれ
演算手段205の出力を補正する補正データを記憶して
いる。この補正データは以下のように定められている。 即ち、焦点検出装置の製造の際に焦点検出光学系の一応
の調整が済んだ後に、合焦状態時におけるアレイ105
、106上の光像の対応する各像点毎の相対的位置ずれ
量を測定しこのアレイ上の各像点毎の相対的位置ずれ量
を上記補正量として記憶手段207に記憶する。
The correction data storage means 207 stores correction data for correcting the output of the image shift calculation means 205. This correction data is determined as follows. That is, after the focus detection optical system has been adjusted to some extent during the manufacture of the focus detection device, the array 105 in the in-focus state is
, 106 is measured, and the relative positional deviation amount for each image point on the array is stored in the storage means 207 as the correction amount.

【0011】具体的な一例を述べると、図1(b)に示
すようにアレイ105、106の光電素子の配列方向の
位置をxとし、各アレイ105、106の中心xoとし
た時、アレイ105、106上の光像の対応する像点が
アレイの中心xoにおいて合焦時に合致するように調整
することは比較的容易である。そこでこの様に調整する
と各点の相対的位置ずれ量は、例えば図3に示すように
合焦点には実線に示す特性S(x)を、非合焦時には特
性Z(x)をそれぞれ持つ。
To give a specific example, as shown in FIG. 1(b), when the position of the photoelectric elements of the arrays 105 and 106 in the arrangement direction is x and the center of each array 105 and 106 is xo, the array 105 , 106 is relatively easy to adjust so that the corresponding image points of the light images on 106 coincide at the time of focus at the center xo of the array. Therefore, when adjusted in this manner, the relative positional deviation amount of each point has a characteristic S(x) shown by a solid line at an in-focus point, and a characteristic Z(x) at an out-of-focus point, as shown in FIG. 3, for example.

【0012】ここで合焦時の特性S(x)は上記調整に
よりアレイ中心xoで相対的位置ずれ量が零でありここ
からアレイ周辺に向かって一次関数的に大きくなること
を示し、非合焦点の特性Z(x)はその非合焦の程度に
応じた量ZTだけ、特性S(x)から平行移動されたも
のとなっている。この合焦点の位置ずれS(x)が補正
データ記憶手段207に記憶される。
Here, the in-focus characteristic S(x) shows that the amount of relative positional deviation is zero at the array center xo due to the above adjustment, and increases linearly from there toward the periphery of the array. The focus characteristic Z(x) is translated from the characteristic S(x) by an amount ZT corresponding to the degree of out-of-focus. This positional shift S(x) of the in-focus point is stored in the correction data storage means 207.

【0013】この記憶の仕方としてアレイの場所x毎の
S(x)の値をすべて記憶することは記憶データの数が
多くなり好ましくない。このため、図3のように位置ず
れ量S(x)がほぼ原点xoを通る直線で近似できる時
には、この直線の傾きのみによりこの位置ずれ量S(x
)を特定出来るので、記憶手段207にはこの傾きを表
すデータを記憶すればよい。この場合、補正データ記憶
手段207は極めて簡単化でき、図4(a)に示すよう
にポテンショメータ401の値を前記特性直線S(x)
の傾きを表すように調整し、このポテンショメータ40
1の出力をA/Dコンバータ402を介してマイコン2
03に入力する構成とすることができる。
As this storage method, it is not preferable to store all the values of S(x) for each location x in the array because the amount of stored data increases. Therefore, when the amount of positional deviation S(x) can be approximated by a straight line passing through the origin xo as shown in FIG.
) can be specified, so data representing this slope can be stored in the storage means 207. In this case, the correction data storage means 207 can be extremely simplified, and as shown in FIG.
Adjust this potentiometer to represent the slope of 40
The output of 1 is sent to the microcomputer 2 via the A/D converter 402.
03 can be configured.

【0014】また補正データ記憶手段207として図4
(a)の如き上記傾きを記憶したROMを用いてもよい
。このROMは、出力端子P1〜P8の各々も電源ライ
ンVccとアースラインEtとに夫々接続していたもの
と、記憶すべきデータに応じて各出力端子P1〜P8が
電源ラインとアースラインとの一方のみに接続するよう
に処理したものである。また、補正データ記憶手段20
7としてマイコン203内のROMを用いることもでき
る。
4 as a correction data storage means 207.
A ROM storing the above-mentioned inclination as shown in (a) may also be used. In this ROM, each of the output terminals P1 to P8 is also connected to the power line Vcc and the earth line Et, and each output terminal P1 to P8 is connected to the power line and the earth line depending on the data to be stored. It is processed so that it connects to only one side. Further, the correction data storage means 20
7 may also be a ROM in the microcomputer 203.

【0015】補正データS(x)が直線でなく図5に示
すように曲線となる場合にはこの曲線をn次式で近似し
て、これを(n+1)個の数値で特定するようにすれば
よい。あるいは、数個の所定の位置xiに関する補正デ
ータを記憶しておき、その中間の位置の補正データが必
要であれば、例えばラグランジエ補間を使用してもよい
If the correction data S(x) is not a straight line but a curved line as shown in FIG. Bye. Alternatively, correction data regarding several predetermined positions xi may be stored, and if correction data for an intermediate position is required, for example, Lagrange interpolation may be used.

【0016】再び図2に戻って、補正演算手段206は
像ずれ演算手段205の出力Z(x)を補正データ記憶
手段207の補正データS(x)で補正し、具体的には
Z(x)−S(x)の演算を行って、補正された像ずれ
量ZTを算出する。この補正済像ずれ量ZTは、補正演
算手段206でデフォーカス量(被写体像と撮影レンズ
の所定結像間との間のずれ量)に換算され、表示駆動手
段208に送られる。この手段208はデフォーカス量
に基づき焦点調節状態を表示しまた撮影レンズを合焦位
置に駆動する。
Returning to FIG. 2 again, the correction calculation means 206 corrects the output Z(x) of the image shift calculation means 205 using the correction data S(x) of the correction data storage means 207. )-S(x) to calculate the corrected image shift amount ZT. This corrected image shift amount ZT is converted into a defocus amount (the amount of shift between the subject image and a predetermined image formation of the photographic lens) by the correction calculation means 206, and is sent to the display drive means 208. This means 208 displays the focus adjustment state based on the defocus amount and drives the photographing lens to the in-focus position.

【0017】この作用を以下に述べる。一対のアレイ1
05、106からのイメージ出力a1…aN、b1…b
NはA/D変換後にデータメモリ手段204に記憶され
る。データメモリ手段204に記憶されたイメージ出力
a1…aNを図6(a)に例示する。像ずれ演算手段2
05は、このイメージ出力を図6(b)又は(c)に示
すように例えば5個の領域X−2、X−1、X0、X1
、X2に分割し、全く同様にイメージ出力b1…bNを
も5個の領域X−2、X−1、X0、X1、X2に分割
し、各部分領域X1のイメージ出力から部分領域Xiの
中心xiに関する部分像ずれ量Z(xi)を個々に演算
する。
This effect will be described below. pair of arrays 1
Image output a1...aN, b1...b from 05, 106
N is stored in the data memory means 204 after A/D conversion. The image outputs a1...aN stored in the data memory means 204 are illustrated in FIG. 6(a). Image shift calculation means 2
05, this image output is divided into five regions X-2, X-1, X0, X1, for example, as shown in FIG. 6(b) or (c).
, X2, and in exactly the same way, image output b1...bN is also divided into five regions The partial image shift amount Z(xi) regarding xi is calculated individually.

【0018】補正演算手段206は補正データ記憶手段
207の内容から場所xiの部分補正量S(xi)を算
出する。この部分補正量S(xi)は図3に示すように
関数S(x)にx=xiを代入したものである。この後
、補正演算手段206は部分像ずれ量Z(xi)から部
分補正量S(xi)を減じて、補正済部分像ずれ量ZT
(xi)を得る。即ち、ZT(xi)=Z(xi)−S
(xi)を得る。
The correction calculation means 206 calculates the partial correction amount S(xi) for the location xi from the contents of the correction data storage means 207. This partial correction amount S(xi) is obtained by substituting x=xi into the function S(x) as shown in FIG. Thereafter, the correction calculation means 206 subtracts the partial correction amount S(xi) from the partial image deviation amount Z(xi) to obtain the corrected partial image deviation amount ZT.
(xi) is obtained. That is, ZT(xi)=Z(xi)-S
(xi) is obtained.

【0019】こうして、補正演算手段206は各部分領
域Xiに関する補正済部分像ずれ量ZT(xi)を求め
、例えば、これらの値の単純平均ΣZT(xi)/5を
最終像ずれ量として算出して、これをデフォーカス量に
換算し表示駆動手段208に送出する。尚、各部分領域
Xiに関する部分像ずれ量ZT(xi)から最終像ずれ
量ZTを求める方法はその目的に応じて種々考えられる
が、以下にいくつかの例を示す。 (A1)  上述の如く補正済部分像ずれ量ZT(xi
)の平均値を最終像ずれ量ZTとする。 (A2)  補正済部分像ずれ量ZT(xi)の最大と
最小のものを除いた残りの補正済部分像ずれ量の平均値
を最終像ずれ量ZTとする。 (A3)  補正済部分像ずれ量ZT(xi)を大きい
順にならべた時の中央のものを最終像ずれ量ZTとする
。 (A4)  後述する情報量E(x)が最大の部分領域
に関する補正済部分像ずれ量ZTを最終像ずれ量ZTと
する。 (A5)  上記情報量が相対的に大きい複数の部分領
域に関する補正済部分像ずれ量ZT(xi)の平均値を
又は情報量に応じて加重加算した平均値を最終像ずれ量
ZTとする。
In this way, the correction calculating means 206 obtains the corrected partial image shift amount ZT(xi) for each partial region Xi, and calculates, for example, the simple average of these values ΣZT(xi)/5 as the final image shift amount. Then, this is converted into a defocus amount and sent to the display driving means 208. Note that various methods for determining the final image shift amount ZT from the partial image shift amount ZT(xi) regarding each partial area Xi can be considered depending on the purpose, and some examples will be shown below. (A1) As mentioned above, the corrected partial image shift amount ZT(xi
) is defined as the final image shift amount ZT. (A2) The average value of the remaining corrected partial image deviation amounts after excluding the maximum and minimum corrected partial image deviation amounts ZT(xi) is set as the final image deviation amount ZT. (A3) When the corrected partial image shift amounts ZT(xi) are arranged in descending order, the center one is set as the final image shift amount ZT. (A4) Let the corrected partial image shift amount ZT regarding the partial region with the largest information amount E(x), which will be described later, be the final image shift amount ZT. (A5) The average value of the corrected partial image shift amounts ZT(xi) for the plurality of partial regions having relatively large amounts of information, or the average value obtained by adding weights according to the information amounts, is set as the final image shift amount ZT.

【0020】尚、各部分領域Xiのデータから部分像ず
れ演算を行うアルゴリズムとしては、例えばイメージ出
力をフーリエ変換し位相を比較する手段(特開昭54−
104859号公報)や相関演算を行い最大相関を与え
るシフト量を求める手段(特開昭57−45510号公
報)を用いることが可能である。部分領域Xiに含まれ
る光電変換素子数の少ない時は上記フーリエ変換法を用
いる方が精度がよい。
[0020] As an algorithm for calculating the partial image shift from the data of each partial area Xi, for example, a means of Fourier transforming the image output and comparing the phases (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 1983-1999) is used.
104859) or means for calculating the shift amount that provides the maximum correlation (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-45510). When the number of photoelectric conversion elements included in the partial region Xi is small, it is more accurate to use the Fourier transform method described above.

【0021】アレイ上に奥行きのある被写体が結像され
ている場合、アレイの全領域のイメージ出力を用いて像
ずれ量を算出すると、奥行き被写体のどの部分に自動合
焦されるかは全く不明となる。このような奥行き被写体
に関する問題は、上述のように部分領域Xi毎の部分像
ずれ量Z(xi)を演算することにより以下の如く解決
できる。 (B1)  複数の部分像ずれ量Z(xi)のうちから
最も像ずれ量の小さいものを選択し、これに基づき最終
像ずれ量ZTを求めれば、奥行き被写体の最も近い部分
についてのデフォーカス量を得ることができ、逆に部分
像ずれ量の最も大きいものの選択により遠方部分につい
てのデフォーカス量を、更に中間のものの選択により中
間距離の部分についてのデフォーカス量を得ることがで
きる。 (B2)  複数の部分像ずれ量Z(xi)のうちでほ
ぼ等しい値をとるものがあれば、その値を選択しこれに
基づき最終像ずれ量ZTを求めれば、比較的広い領域を
占める被写体についてのデフォーカス量を得ることがで
きる。 (B3)  後述する情報量の最も大きい部分領域Xi
での部分像ずれ量を選択しこれに基づき最終像ずれ量Z
Tを求めれば、焦点検出の為の情報が最も多い被写体、
一般的にはコントラストの最も良い被写体についてのデ
フォーカス量を得ることができる。
[0021] When an object with depth is imaged on the array, if the amount of image shift is calculated using the image output of the entire area of the array, it is completely unknown which part of the depth object will be automatically focused. becomes. Such problems regarding depth objects can be solved as follows by calculating the partial image shift amount Z(xi) for each partial area Xi as described above. (B1) If the one with the smallest image shift amount is selected from among the plurality of partial image shift amounts Z(xi) and the final image shift amount ZT is calculated based on this, the defocus amount for the closest part of the depth object can be calculated. On the other hand, by selecting the largest partial image shift amount, the defocus amount for the far part can be obtained, and by selecting the intermediate one, the defocus amount for the intermediate distance part can be obtained. (B2) If there is a plurality of partial image shift amounts Z(xi) that have approximately the same value, select that value and calculate the final image shift amount ZT based on it, and the object that occupies a relatively wide area can be captured. It is possible to obtain the defocus amount for . (B3) Partial area Xi with the largest amount of information, which will be described later
Select the partial image shift amount in , and based on this, the final image shift amount Z
If we calculate T, the subject that has the most information for focus detection,
Generally, it is possible to obtain the defocus amount for a subject with the best contrast.

【0022】次に上述のように部分像ずれ量を算出する
場合の具体例をフローチャートを用いて説明する。図7
においてステップ■で各部分領域Xiにおける部分像ず
れ量Z(xi)と情報量E(xi)とを像ずれ演算手段
205によって算出する。ここで情報量E(xi)とは
対応する部分像ずれ量Z(xi)の信頼度を表すもので
、この情報量の値が大きい程、対応する部分像ずれ量の
精度が高くなる。具体的には、情報量としては像ずれ演
算がフーリエ変換後の位相比較により行われるのである
ならば、フーリエ変換後の振幅に関連した値(特開昭5
5−98710号公報のr1、r1’ 、r2、r2’
 が該当する。)を用いることができ、また像ずれ演算
が相関法である場合には後述の自己相関値Wmを用いる
ことができる。
Next, a specific example of calculating the amount of partial image shift as described above will be explained using a flowchart. Figure 7
In step (2), the partial image deviation amount Z(xi) and the information amount E(xi) in each partial area Xi are calculated by the image deviation calculation means 205. Here, the amount of information E(xi) represents the reliability of the corresponding partial image shift amount Z(xi), and the larger the value of this information amount, the higher the accuracy of the corresponding partial image shift amount. Specifically, as for the amount of information, if image shift calculation is performed by phase comparison after Fourier transform, then the value related to the amplitude after Fourier transform (Japanese Patent Laid-Open No. 5
r1, r1', r2, r2' of Publication No. 5-98710
is applicable. ) can be used, and when the image shift calculation is a correlation method, an autocorrelation value Wm, which will be described later, can be used.

【0023】ステップ■において、上記各部分領域Xi
の情報量E(xi)を所定閾値Ethと比較し、この閾
値よりも大きい値の情報量E(xj)の部分領域Xiを
選択する。ステップ■において、補正データ記憶手段2
07の内容S(x)から上記選択された部分領域xjに
おける部分補正量S(xj)を算出すると共に、選択部
分領域Xjでの部分像ずれ量Z(xj)を部分像ずれ量
Z(xi)から選択する。
[0023] In step (2), each of the partial areas Xi
The amount of information E(xi) is compared with a predetermined threshold Eth, and a partial area Xi having an amount of information E(xj) larger than this threshold is selected. In step (3), the correction data storage means 2
The partial correction amount S(xj) in the selected partial area xj is calculated from the content S(x) of 07, and the partial image deviation amount Z(xj) in the selected partial area Xj is calculated as the partial image deviation amount Z(xi ) to choose from.

【0024】ステップ■において選択領域Xjに関する
補正された部分像ずれ量ZT(xj)をZT(xj)=
Z(xj)−S(xj)から求める。ステップ■におい
て、ステップ■で求めた補正済部分像ずれ量ZT(xj
)のバラツキが所定値ΔZより小さいか否か、具体的に
は、補正済部分像ずれ量ZT(xj)のうちの最大値と
最小値との差が所定値より小さいか否かを判別し、小で
ある時、被写体に奥行きがないとしてステップ■へ移り
、小でない時、奥行きある被写体と判定しステップ■へ
移る。
In step (2), the corrected partial image shift amount ZT(xj) regarding the selected area Xj is calculated as ZT(xj)=
Determine from Z(xj)-S(xj). In step ■, the corrected partial image shift amount ZT (xj
) is smaller than a predetermined value ΔZ, specifically, it is determined whether the difference between the maximum value and the minimum value of the corrected partial image shift amount ZT (xj) is smaller than a predetermined value. , when the subject is small, it is determined that the subject has no depth and the process moves to step (2), and when it is not small, it is determined that the subject is deep and the process moves to step (2).

【0025】ステップ■では、例えば前記(A1)〜(
A5)のいずれかの処理により最終ずれ量ZTを求める
。ステップ■では、例えば上述の(B1)〜(B3)の
いずれかの処理で最終像ずれ量ZTを求める。以上の実
施例では、一対のイメージ出力から複数の部分像ずれ量
を算出する例であったが、次に単一の像ずれ量を算出す
る第2実施例を説明する。
[0025] In step (2), for example, the above (A1) to (
The final deviation amount ZT is determined by one of the processes in A5). In step (2), the final image shift amount ZT is determined, for example, by any one of the processes (B1) to (B3) described above. In the above embodiment, a plurality of partial image shift amounts are calculated from a pair of image outputs, but next, a second embodiment will be described in which a single image shift amount is calculated.

【0026】図8(a)は図2のデータメモリ手段20
4に記憶される一対のデータ列A1…AN、B1…BN
の一方を示す。このデータ列としては、前述の如く光電
素子アレイのイメージ出力そのものでも、またそれをフ
ィルタリングやサンプリング処理したイメージ出力であ
ってもよい。図2において、像ずれ演算手段205はデ
ータメモリ手段204に記憶された一対のデータ列A1
…AN、B1…BNを用い、一方のデータ列A1…AN
を他方のデータ列B1…BNに対して所定量ずつシフト
しながら、各シフト量L毎の相関量C(L)を求める。
FIG. 8(a) shows the data memory means 20 of FIG.
A pair of data strings A1...AN, B1...BN stored in
Shows one side. This data string may be the image output itself of the photoelectric element array as described above, or the image output obtained by filtering or sampling it. In FIG. 2, the image shift calculating means 205 calculates a pair of data strings A1 stored in the data memory means 204.
...AN, B1...BN, one data string A1...AN
is shifted by a predetermined amount with respect to the other data string B1...BN, and the correlation amount C(L) for each shift amount L is determined.

【0027】即ち、[0027] That is,

【0028】[0028]

【数1】[Math 1]

【0029】この関数C(L)が最小となるシフト量L
mを像ずれ量として求める。このように相関演算により
求めた像ずれ量Lmは上述のような光学系の調整不足等
に起因する誤差を含んでいるので、この像ずれ量Lmを
補正データS(x)で補正しなければならない。しかし
ながら、この像ずれ量はデータ列A1…AN、B1…B
Nの全領域から算出しているので、補正量として補正デ
ータS(x)のどの領域を用いるかが問題となる。
[0029] The shift amount L that minimizes this function C(L)
Find m as the amount of image shift. Since the image shift amount Lm obtained by the correlation calculation includes errors caused by insufficient adjustment of the optical system as described above, this image shift amount Lm must be corrected using the correction data S(x). No. However, this image shift amount is the data string A1...AN, B1...B
Since the calculation is made from the entire area of N, the problem is which area of the correction data S(x) is used as the correction amount.

【0030】この問題は、次のように解決される。デー
タ列A1…AN、B1…BNは、そのどの部分も上記相
関量C(L)に等しく寄与しているのでなく、図8(a
)に示した如くデータ列の変化の激しい部分Yが大きく
寄与し変化のゆるやかな部分は寄与が小さい。即ち各部
分のコントラストの大小に依存している。従ってデータ
列A1…AN、B1…BNの場所x毎の上記寄与の程度
(以下寄与度と称する。)を求め、この場所に応じた寄
与度補正データS(x)とから補正量を求めればよい。 この寄与度Wmは、例えばデータ列の隣接するデータの
差分から求め得る。
This problem is solved as follows. Data strings A1...AN, B1...BN do not all contribute equally to the correlation amount C(L) as shown in FIG. 8(a).
), the part Y where the data string changes rapidly contributes greatly, and the part where the change is gradual makes a small contribution. That is, it depends on the contrast of each part. Therefore, by finding the degree of contribution (hereinafter referred to as contribution degree) for each location x of the data strings A1...AN, B1...BN, and finding the correction amount from the contribution correction data S(x) corresponding to this location, good. This degree of contribution Wm can be determined, for example, from the difference between adjacent data in a data string.

【0031】 即ち、Wm=|Am−Am+1|又は|Bm−Bm+1
|。 この値Wmを図8(b)に示す。もちろんWmとして|
Am−Am+1|+|Bm−Bm+1|を用いることも
できる。補正量STは、
That is, Wm=|Am-Am+1| or |Bm-Bm+1
|. This value Wm is shown in FIG. 8(b). Of course as Wm |
Am-Am+1|+|Bm-Bm+1| can also be used. The correction amount ST is

【0032】[0032]

【数2】[Math 2]

【0033】ここでSmは、x=mとしたときのs(x
)である。従って、補正済像ずれ量ZTは次式より求ま
る。ZT=Lm−ST 尚、第1光電素子アレイとそれ上の光像との相対位置と
、第2光電素子アレイとそれ上の光像との相対位置との
間の場所に応じた位置ずれ量が著しく大きい場合には、
補正データS(x)により像ずれ量を高精度で補正する
ことは困難となることがある。そこで、第1及び第2光
電素子アレイの光電素子のピッチを場所に応じて変化さ
せることにより上記位置ずれ量を予め或る程度補正し、
それでも残存した位置ずれ量を補正データとして記憶す
るようにすることが望ましい。
Here, Sm is s(x
). Therefore, the corrected image shift amount ZT can be found from the following equation. ZT=Lm-ST Note that the amount of positional deviation depends on the location between the relative position of the first photoelectric element array and the optical image thereon and the relative position of the second photoelectric element array and the optical image thereon. If is significantly large,
It may be difficult to correct the amount of image shift with high precision using the correction data S(x). Therefore, by changing the pitch of the photoelectric elements of the first and second photoelectric element arrays depending on the location, the amount of positional deviation is corrected to a certain extent in advance,
Even so, it is desirable to store the remaining positional deviation amount as correction data.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上本発明によれば、ほぼ合焦状態にお
ける、第1の光電素子アレイ上の光像と第2の光電素子
アレイ上の光像との互いに対応する各像点毎の相対的位
置ずれ量に関連する補正データを記憶すると共に、焦点
検出結果である相対的ずれ量に対して前記光像のどの部
分がどの程度の寄与をしたかを評価し、前記光像の部分
に応じた寄与度を算出し、この補正データと寄与度デー
タとにより相対的ずれ量を補正しているので、精度の良
い、焦点検出(測距)が可能となる。
As described above, according to the present invention, the relative relationship between the optical image on the first photoelectric element array and the optical image on the second photoelectric element array corresponding to each other in a substantially focused state is determined. In addition to storing correction data related to the amount of positional deviation of the target, it is also possible to evaluate which part of the optical image contributed to what extent to the relative deviation amount that is the focus detection result, and to Since the corresponding degree of contribution is calculated and the amount of relative shift is corrected using this correction data and the degree of contribution data, highly accurate focus detection (distance measurement) is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】(a)は一般的な焦点検出光学系と光電素子ア
レイとの関係を示す光学図。(b)は光電素子上の光像
位置を示す正面図。
FIG. 1(a) is an optical diagram showing the relationship between a general focus detection optical system and a photoelectric element array. (b) is a front view showing the optical image position on the photoelectric element.

【図2】本発明の一実施例を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】相対的位置ずれ量の一例を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing an example of relative positional deviation amount.

【図4】  (a)及び(b)は補正データ記憶手段の
具体的構成例を示す回路図。
FIGS. 4(a) and 4(b) are circuit diagrams showing specific configuration examples of correction data storage means.

【図5】  相対的位置ずれ量の別の例を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing another example of relative positional deviation amount.

【図6】(a)はイメージ出力の一例を示すグラフ。 (b)及び(c)はイメージ出力を複数の領域に分割す
る様子を示す図。
FIG. 6(a) is a graph showing an example of image output. (b) and (c) are diagrams showing how the image output is divided into a plurality of regions.

【図7】第1実施例の具体的な作用を示すフローチャー
ト。
FIG. 7 is a flowchart showing specific operations of the first embodiment.

【図8】(a)はイメージ出力の別の例を示すグラフ。 (b)はイメージ出力の変化の激しさを示すグラフであ
る。
FIG. 8(a) is a graph showing another example of image output. (b) is a graph showing the intensity of change in image output.

【主要部分の符号の説明】[Explanation of symbols of main parts]

105、106…光電素子アレイ 205…像ずれ演算手段 206…補正演算手段 207…補正データ記憶手段 105, 106...Photoelectric element array 205...Image shift calculation means 206...Correction calculation means 207...Correction data storage means

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)  第1、第2の光電素子アレイと、前記第1、
第2の光電素子アレイ上に被写体に関して視差を有する
一対の光像を形成する焦点検出光学系と、前記第1、第
2光電素子アレイの光電出力に基づき前記各光電素子ア
レイの一対の光像の相対的ずれ量を検出する像ずれ演算
手段とを有し、前記像ずれ演算手段の出力に基づいて焦
点調節を行う焦点検出装置において、ほぼ合焦状態にお
ける、前記第1の光電素子アレイ上の光像と前記第2の
光電素子アレイ上の光像との互いに対応する各像点毎の
相対的位置ずれ量に関連する補正データを記憶する記憶
手段と、前記像ずれ演算手段の前記相対的ずれ量の検出
において前記光像のどの部分がどの程度の寄与をしたか
を評価し、前記光像の部分に応じた寄与度を算出する寄
与度算出手段と、前記記憶手段の前記補正データと、前
記寄与度算出手段の前記寄与度データとに基づいて、前
記検出された前記相対的ずれ量を補正する補正演算手段
とを具備し、前記補正演算手段による補正結果に基づい
て前記焦点調節を行うことを特徴とする焦点検出装置。
(1) First and second photoelectric element arrays;
a focus detection optical system that forms a pair of optical images having parallax with respect to a subject on a second photoelectric element array; and a pair of optical images of each of the photoelectric element arrays based on the photoelectric outputs of the first and second photoelectric element arrays. and an image shift calculation means for detecting a relative shift amount of the image shift calculation means, and performs focus adjustment based on the output of the image shift calculation means, wherein the first photoelectric element array is substantially in focus. storage means for storing correction data related to relative positional deviation amounts for each corresponding image point between the optical image on the second photoelectric element array and the optical image on the second photoelectric element array; contribution calculation means for evaluating which part of the optical image contributes to what extent in detecting the amount of misalignment, and calculating a degree of contribution according to the part of the optical image; and the correction data in the storage means. and correction calculation means for correcting the detected relative shift amount based on the contribution data of the contribution calculation means, and the focus adjustment is performed based on the correction result by the correction calculation means. A focus detection device characterized by performing the following.
(2)  前記寄与度算出手段の前記寄与度は、前記光
像の部分ごとのコントラストに関連するデータであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の焦点検出装
置。
(2) The focus detection device according to claim 1, wherein the contribution degree of the contribution degree calculation means is data related to the contrast of each portion of the optical image.
(3)  前記コントラストは、前記光像の部分におけ
る隣接する前記光電出力の差分に対応することを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載の焦点検出装置。
(3) The focus detection device according to claim 2, wherein the contrast corresponds to a difference between the adjacent photoelectric outputs in a portion of the optical image.
JP13686091A 1991-06-07 1991-06-07 Focus detection device Expired - Fee Related JPH06103182B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13686091A JPH06103182B2 (en) 1991-06-07 1991-06-07 Focus detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13686091A JPH06103182B2 (en) 1991-06-07 1991-06-07 Focus detection device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11946284A Division JPH0684890B2 (en) 1984-06-11 1984-06-11 Focus detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04230715A true JPH04230715A (en) 1992-08-19
JPH06103182B2 JPH06103182B2 (en) 1994-12-14

Family

ID=15185211

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13686091A Expired - Fee Related JPH06103182B2 (en) 1991-06-07 1991-06-07 Focus detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06103182B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878726A2 (en) * 1997-05-12 1998-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Focus detection device
JP2003057531A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Seiko Precision Inc Method and device for phase difference detection, range finder, and image pickup device
JP2013171251A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Nikon Corp Focus detection device
JP2013222183A (en) * 2012-04-19 2013-10-28 Canon Inc Range-finding device, range-finding method, and imaging system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0878726A2 (en) * 1997-05-12 1998-11-18 Canon Kabushiki Kaisha Focus detection device
EP0878726A3 (en) * 1997-05-12 2000-09-20 Canon Kabushiki Kaisha Focus detection device
JP2003057531A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Seiko Precision Inc Method and device for phase difference detection, range finder, and image pickup device
JP2013171251A (en) * 2012-02-22 2013-09-02 Nikon Corp Focus detection device
JP2013222183A (en) * 2012-04-19 2013-10-28 Canon Inc Range-finding device, range-finding method, and imaging system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06103182B2 (en) 1994-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102472882B (en) Image pickup apparatus that performs automatic focus control and control method for the image pickup apparatus
JP6014452B2 (en) FOCUS DETECTION DEVICE, LENS DEVICE HAVING THE SAME, AND IMAGING DEVICE
JP2013037166A (en) Focus detector, and lens device and imaging device having the same
JPH0684890B2 (en) Focus detection device
JPH0311443B2 (en)
JPH0328691B2 (en)
KR101715553B1 (en) Focus position detection device, focus position detection method and a computer program for focus position detection
JP3444551B2 (en) Camera focus detection device
JP2009180778A (en) Focal point detecting device and imaging device
JPH04230715A (en) Focus detector
JP2753544B2 (en) Focus detection device
JP2017021052A (en) Image data processing device, distance calculation device, imaging device, and image data processing method
JP4120703B2 (en) Camera with focus detection device
JP3230759B2 (en) Distance measuring device
JPH0762732B2 (en) Focus detection device
JP2545758B2 (en) Focus detection device
JPH0540036A (en) Focus detecting device
JPH0540037A (en) Focus detecting device
JPH0693059B2 (en) Focus detection device
JPS6122316A (en) Focus detecting device
JP2002250857A (en) Range finder
JP4069476B2 (en) Camera with focus detection device
JPS63198818A (en) Distance detecting device
US9354056B2 (en) Distance measurement apparatus, distance measurement method, and camera
JPH11119090A (en) Automatic focus detector

Legal Events

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