JPH0666007B2 - Camera focus detector - Google Patents

Camera focus detector

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JPH0666007B2
JPH0666007B2 JP58002622A JP262283A JPH0666007B2 JP H0666007 B2 JPH0666007 B2 JP H0666007B2 JP 58002622 A JP58002622 A JP 58002622A JP 262283 A JP262283 A JP 262283A JP H0666007 B2 JPH0666007 B2 JP H0666007B2
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徳治 石田
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、対物レンズ例えば撮影レンズを通過した被写
体光束を受けて、ピント状態を検出するカメラのピント
検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device for a camera that receives a subject light flux that has passed through an objective lens, for example, a photographing lens, and detects a focus state.

従来技術 撮影レンズの光軸を挟む撮影レンズの第1の部分と第2
の部分をそれぞれ通過した被写体光束によりつくられる
二つの像の相関位置を検出して、ピント状態を知るよう
にしたピンと検出装置がすでに提案されている。その光
学系の原理的な構成は第1図のようであり、撮影レンズ
(2)の予定焦点面と等価な位置にコンデンサレンズ
(4)が配され、更にコンデンサレンズ(4)の背後に
結像レンズ(6)、(8)が配され、それらの結像面に
例えばCCDによるラインセンサ(10)、(12)が配され
ている。ラインセンサ(10)、(12)上の像(14)、
(16)は、ピントを合わすべき物体の像が予定焦点面よ
り前方に結像する、いわゆる前ピンの場合、互いに光軸
(18)の方に近づき、反対に後ピンの場合、光軸(18)
から遠ざかる。ピントが合った場合、二つの像(14)、
(16)の互いに対応し合う二点間の距離は光学系の構成
から定められる特定の長さとなる。したがって、ライン
センサ(10)、(12)上の像の光分布パターンを電気信
号に変換して、それらの相対的位置関係を求めると、ピ
ント状態を知ることができる。このような装置において
二つの像のパターンを比較する場合、例えば一方のライ
ンセンサの画素数が30個であるとすれば、その半分の15
個の画素による像のパターンがもう一方のラインセンサ
による像パターンと比較され、どの領域で最もよく一致
するかが検出される。次いで、画素を1個増して16個の
画素による像のパターンともう一方のパターンとが比較
される。以下、画素数を順次増して像のパターン比較が
行われる。このような比較操作において最も一致度の高
い組合せを検出してピント状態の検知が行われるのであ
るが、比較される像パターンを与える画素数が変えられ
ると、被写体条件によっては、比較した多数の結果の中
から最も一致度の高い組合せを検出することが困難とな
る場合が多々生ずることがあった。
Prior Art The first part and the second part of the photographic lens sandwiching the optical axis of the photographic lens
There has already been proposed a pin and a detection device for detecting the correlation position of two images formed by the light flux of the subject that has respectively passed through the part of FIG. The principle configuration of the optical system is as shown in FIG. 1, and a condenser lens (4) is arranged at a position equivalent to the planned focal plane of the taking lens (2), and further connected behind the condenser lens (4). Image lenses (6) and (8) are arranged, and CCD line sensors (10) and (12) are arranged on their image forming planes. Image (14) on line sensor (10), (12)
In the case of the so-called front focus, in which the image of the object to be focused is formed in front of the planned focal plane, (16) approach each other toward the optical axis (18), and conversely in the case of the rear focus, the optical axis ( 18)
Stay away from. When in focus, two images (14),
The distance between two mutually corresponding points in (16) is a specific length determined by the configuration of the optical system. Therefore, the focus state can be known by converting the light distribution patterns of the images on the line sensors (10) and (12) into electric signals and determining the relative positional relationship between them. When comparing patterns of two images in such a device, for example, if the number of pixels of one line sensor is 30, half of that is 15
The image pattern of the individual pixels is compared with the image pattern of the other line sensor to detect in which region the best match occurs. The pixel is then incremented by one and the image pattern of 16 pixels is compared with the other pattern. Thereafter, the image patterns are compared by sequentially increasing the number of pixels. In such a comparison operation, the combination with the highest degree of coincidence is detected to detect the focus state. However, if the number of pixels giving an image pattern to be compared is changed, a large number of compared images may be detected depending on the subject condition. In many cases, it was difficult to detect the combination with the highest degree of coincidence from the results.

目 的 本発明は、上述のような問題を解決すべくなされたもの
で、適確にピント検出が行えるピント検出装置を提供す
ることを目的とする。
Aim The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a focus detection device capable of performing accurate focus detection.

要 旨 本発明は、対物レンズの互いに異なる部分をそれぞれ通
過した被写体光束により第1の像と第2の像をそれぞれ
第1のラインセンサと第2のラインセンサ上につくり、
これらラインセンサからの光電変換信号を用いて二つの
像の相対的な位置関係を検出してピント状態を検知する
ピント検出装置において、一方のラインセンサからの像
パターン信号を複数のブロックに分割し、分割されたブ
ロックのそれぞれにおいて両像パターン信号を比較する
ことにより、分割された各ブロック毎に二つの像の相対
的間隔を求めるようにしたことを主な特徴とする。
In summary, the present invention forms a first image and a second image on a first line sensor and a second line sensor by subject light fluxes that have respectively passed through different portions of an objective lens,
In a focus detection device that detects the relative position of two images using photoelectric conversion signals from these line sensors to detect the focus state, the image pattern signal from one line sensor is divided into multiple blocks. The main feature is that the two image pattern signals in each of the divided blocks are compared to obtain the relative distance between the two images for each of the divided blocks.

実施例 第2図は、本発明によるピント検出装置を1眼レフカメ
ラに適用した場合における光学系等の構成例を示す図で
ある。第2図において、撮影レンズ(22)、反射鏡(2
4)、焦点板(26)、ペンタプリズム(28)等は1眼レ
フカメラを構成する周知の要素である。ただし、ピント
検出装置の出力を用いて自動的にピント合わせを行うよ
うにカメラを構成する場合は、撮影レンズ(22)はモー
ターを含むレンズ駆動装置(30)によって焦点調節光学
系が駆動され得るように構成される。反射鏡(24)は、
中央部分が半透過性につくられ、その背後に副ミラー
(32)が設けられ、これを介して被写体光の一部がミラ
ーボックスの底部に配置されたピント検出装置の受光部
(34)に導かれる。受光部(34)は、コンデンサレンズ
(36)、反射鏡(38)、結像レンズ群(40)、ラインセ
ンサ(42)等により構成されている。ラインセンサ(4
2)の出力は信号処理回路(44)により後述のようにし
て処理され、合焦位置からのピントずれ量およびその方
向を示すデフォーカス信号が出力される。このデフォー
カス信号に基づいて表示装置(46)ではピント状態が表
示され、駆動装置(30)により撮影レンズ(22)が合焦
位置へ駆動される。
Second Embodiment FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an optical system and the like when the focus detection device according to the present invention is applied to a single-lens reflex camera. In FIG. 2, the taking lens (22) and the reflecting mirror (2
4), the focusing screen (26), the penta prism (28), etc. are well-known elements that constitute a single-lens reflex camera. However, when the camera is configured to automatically focus using the output of the focus detection device, the focusing lens optical system of the taking lens (22) can be driven by the lens driving device (30) including a motor. Is configured as follows. The reflector (24)
The central part is made semi-transparent, and a sub-mirror (32) is provided behind it, and a part of the subject light passes through it to the light receiving part (34) of the focus detection device arranged at the bottom of the mirror box. Be guided. The light receiving section (34) includes a condenser lens (36), a reflecting mirror (38), an imaging lens group (40), a line sensor (42), and the like. Line sensor (4
The output of 2) is processed by the signal processing circuit (44) as described later, and a defocus signal indicating the amount of focus deviation from the in-focus position and its direction is output. A focus state is displayed on the display device (46) based on the defocus signal, and the photographing lens (22) is driven to the in-focus position by the drive device (30).

第3図は、受光部(34)の光学系を示す図で、直線(4
8)は撮影レンズの光軸を示し、点線(50)はフィルム
露光面と等価な面を示す。コンデンサレンズ(52)は、
露光等価面(50)の位置ではなく、そこからコンデンサ
レンズ(52)の焦点距離だけ離れた位置に配してあ
る。コンデンサレンズ(52)の後方には光軸(48)を対
称軸として結像レンズ(54)、(56)が配してあり、こ
れら結像レンズの前面には視野制限マスク(58)、(6
0)が設けてある。各結像レンズ(54)、(56)の結像
面にはCCDによるラインセンサ(62)、(64)が配して
ある。ここで、コンデンサレンズ(52)が露光等価面
(50)から外れた位置に配してあるのは次の理由によ
る。ラインセンサ(62)、(64)には露光等価面(50)
の物体像が再結像されるように光学系が構成されるが、
この露光等価面(50)にコンデンサレンズ(52)を配し
た場合、このレンズの表面に疵があったり、ほこりが付
着したりしていると、これがラインセンサ上で像となっ
て現われ、本来の物体の像に対するノイズとなってしま
う。したがってコンデンサレンズ(52)を露光等価面か
ら外しておけば以上のようなノイズを避けることができ
る。さらに、カメラ内に組込む場合、カメラの光学系に
大きな変更を加えることなくおさめることができる。ま
た、マスク(58)、(60)は、撮影レンズを通過する被
写体光のうち特定絞り値、例えばF5.6相当の開口領域を
通過する被写体光のみを受け入れるように、コンデンサ
レンズ(52)との関連において構成される。このように
すれば、撮影レンズとして種々の交換レンズが用いられ
る場合、その開放絞り値がF5.6より小さい撮影レンズで
あれば、この撮影レンズ自身の瞳マスク部で一部の光線
が蹴られた像をラインセンサ(62)、(64)が受けると
いう場合がなくなり、常用されるたいていの交換レンズ
が適用できるようになる。
FIG. 3 is a diagram showing an optical system of the light receiving section (34).
8) shows the optical axis of the taking lens, and the dotted line (50) shows the surface equivalent to the exposed surface of the film. The condenser lens (52) is
It is arranged not at the position of the exposure equivalent surface (50) but at a position away from it by the focal length 1 of the condenser lens (52). Imaging lenses (54) and (56) are arranged behind the condenser lens (52) with the optical axis (48) as a symmetry axis, and the field limiting masks (58) and (56) are provided in front of these imaging lenses. 6
0) is provided. CCD line sensors (62) and (64) are arranged on the imaging planes of the imaging lenses (54) and (56). Here, the reason why the condenser lens (52) is arranged at a position deviated from the exposure equivalent surface (50) is as follows. Exposure equivalent surface (50) for line sensors (62) and (64)
The optical system is configured so that the object image of
When a condenser lens (52) is placed on this exposure equivalent surface (50), if there are scratches or dust on the surface of this lens, this will appear as an image on the line sensor, and originally It becomes noise to the image of the object. Therefore, if the condenser lens (52) is removed from the exposure equivalent surface, the above noise can be avoided. Furthermore, when it is built into the camera, it can be stored without making a large change to the optical system of the camera. Further, the masks (58) and (60) are provided with a condenser lens (52) so as to receive only a specific aperture value of the subject light passing through the taking lens, for example, subject light passing through an aperture area corresponding to F5.6. Composed in the context of. By doing so, when various interchangeable lenses are used as the taking lens, if the taking aperture lens has an aperture value smaller than F5.6, some of the light rays are kicked by the pupil mask portion of the taking lens itself. The line sensor (62), (64) no longer receives the received image, and most commonly used interchangeable lenses can be applied.

次に、光軸上の点(66)、(68)、(70)は撮影レンズ
前方の一つの物点に対する前ピン、合焦、後ピンの状態
にある像を示す。各像(66)、(68)、(70)のライン
センサ(62)上における入射点はそれぞれ(72)、(7
4)、(76)であり、ラインセンサ(64)上においては
(78)、(80)、(82)である。
Next, points (66), (68), and (70) on the optical axis represent images in a front-focused, in-focus, and rear-focused state with respect to one object point in front of the taking lens. The incident points on the line sensor (62) of the images (66), (68) and (70) are (72) and (7), respectively.
4) and (76), and (78), (80) and (82) on the line sensor (64).

第4図は、前ピン、合焦、後のピンの像(84)、(86)
(88)に対するラインセンサ領域での再結像を示す。前
ピン像(84)に対する再結像(90)、(92)は、ライン
センサの受光面(94)より手前に位置し、かつ光軸(4
8)側に互いに寄っている。合焦像(86)に対する再結
像(96)、(98)はラインセンサの受光面(94)と一致
し、後ピン像(88)に対する再結像(100)、(102)は
ラインセンサの受光面(94)の後方に位置し、光軸(4
8)から離れている。したがって、前ピン像(84)に対
する再結像(90)、(92)はラインセンサの受光面(9
4)上では、若干ぼけて引伸ばされた像となる。また、
後ピン像(88)に対する再結像(100)、(102)は受光
面(94)上では若干ぼけて、縮小された像となる。
Fig. 4 shows images of front pin, focus, and rear pin (84), (86)
Re-imaging in the line sensor area for (88) is shown. The re-imaging images (90) and (92) for the front pinned image (84) are located in front of the light receiving surface (94) of the line sensor, and the optical axis (4
8) Close to each other. The re-imaging (96) and (98) for the focused image (86) coincide with the light receiving surface (94) of the line sensor, and the re-imaging (100) and (102) for the rear focus image (88) are the line sensor. Is located behind the light-receiving surface (94) of the optical axis (4
8) away from. Therefore, the re-imaging (90), (92) for the front pinned image (84) is
4) Above, the image is slightly blurred and stretched. Also,
The re-imagings (100) and (102) for the rear focus image (88) are slightly blurred on the light receiving surface (94) and become a reduced image.

次に第5図を参照して像の合焦点位置からのずれ量eに
対するラインセンサ(62)における像の移動量hの関係
を説明する。合焦時に光軸(48)上に結像する像(68)
の光線のうち、コンデンサレンズ(52)を通過後光軸
(48)と平行に進む光線を考える。像(68)に対してず
れ量eだけ前ピンあるいは後ピンの像(66)、(70)の
場合、前述の光線は露光等価面(50)の位置では光軸
(48)からそれぞれgだけ離れた点(67)又は(71)を
通過する。ここで露光等価面(50)上の3つの点(6
8)、(67)、(71)を光源とし、コンデンサレンズ(5
2)と結像レンズ(54)とによる結像系(55)により、
上記の光源に対する像がラインセンサ(62)上に結像
し、それぞれの像が(74)、(72)、(76)であるとす
る。また、結像系(55)の倍率をαとする。第5図を幾
何学的に見れば、次式が成立する。
Next, with reference to FIG. 5, the relationship between the image shift amount h of the line sensor (62) and the image shift amount e from the in-focus position will be described. Image (68) formed on the optical axis (48) when focused
Consider the ray of light that travels parallel to the optical axis (48) after passing through the condenser lens (52). In the case of the images (66) and (70) in front of or behind the image (68) by the shift amount e, the above-mentioned rays are only g from the optical axis (48) at the position of the exposure equivalent surface (50). Passes the distant point (67) or (71). Here, three points (6
8), (67), (71) as the light source, condenser lens (5
By the imaging system (55) consisting of 2) and the imaging lens (54),
It is assumed that the images for the light source are formed on the line sensor (62) and the images are (74), (72), and (76). Further, the magnification of the imaging system (55) is α. From a geometrical view of FIG. 5, the following equation holds.

この二つの式から、gを消去すると、 となり、(3)式においてα/Hは結像系の構成に
よって定められる定数であるから、移動量hが検出され
ればずれ量eが求められる。しかし、第4図で示したよ
うに露光等価面(50)において正常に結像するのは合焦
像だけであって、他の像はその前後に位置するわけであ
るから、厳密には倍率αは一定ではなく、結像系(55)
に対して光源となる像(66)、(70)のそれぞれの位置
によって異なる。合焦時の倍率をαとすれば、第13図
のように前ピンの場合はαより大きく、後ピンの場合
はαより小さくなる。さらには、光学系の像面湾曲な
どの収差によってセンサ面上における像の位置の違いで
倍率が異なる。そこで、より正確なずれ量の算出にあた
っては、後述のように移動量hに応じて予め倍率を用意
しておき、これを用いる。以下、移動量hおよびずれ量
eの検出を行う回路について説明する。
Eliminating g from these two equations, Therefore, since α 1 / H in the equation (3) is a constant determined by the configuration of the imaging system, the shift amount e can be obtained if the movement amount h is detected. However, as shown in FIG. 4, only the in-focus image is normally formed on the exposure equivalent surface (50), and the other images are located in front of and behind it. α is not constant, and the imaging system (55)
The positions of the images (66) and (70), which are the light sources, differ with respect to each other. If the magnification upon focusing and alpha 0, in the case of front focus, as FIG. 13 larger than alpha 0, in the case of rear focus smaller than alpha 0. Further, the magnification varies depending on the position of the image on the sensor surface due to aberrations such as field curvature of the optical system. Therefore, in more accurate calculation of the shift amount, a magnification is prepared in advance according to the movement amount h and used as will be described later. Hereinafter, a circuit that detects the movement amount h and the shift amount e will be described.

第6図は第3図のラインセンサ(62)、(64)の画素構
成の一実施例を示す図で、ラインセンサ(62)を基準
部、ラインセンサ(64)を参照部と呼ぶ。画素(L1)〜
(L26)、(R1)〜(R30)はホトダイオードであり、電
荷結合素子(CCD)を構成する。尚、画素(L26)と
(R1)との間の空白部はダミーとしての画素を設けて、
二つのラインセンサ(62)、(64)を一つのラインのCC
Dとして構成してもよい。さらには第7図のようにライ
ンセンサ(62)と(64)の間に電荷伝送ライン(65)を
這わせてもよい。ホトダイオード(67)、(69)はCCD
の積分時間を定めるための入射光強度をモニターするた
めのものである。尚、このモニター用ホトダイオードは
第8図のように画素(Li)の間のすき間を埋めるような
形状にしてもよい。こうすると画素面とほぼ近い強度の
光をモニターできるようになる。
FIG. 6 is a diagram showing an embodiment of the pixel configuration of the line sensors (62) and (64) in FIG. 3, and the line sensor (62) is called a standard part and the line sensor (64) is called a reference part. Pixel (L 1 ) ~
(L 26 ) and (R 1 ) to (R 30 ) are photodiodes, which form a charge coupled device (CCD). A blank pixel between the pixels (L 26 ) and (R 1 ) is provided with a dummy pixel,
CC of two line sensors (62), (64) in one line
May be configured as D. Further, as shown in FIG. 7, a charge transfer line (65) may be provided between the line sensors (62) and (64). Photodiodes (67) and (69) are CCD
Is for monitoring the incident light intensity to determine the integration time of. The monitor photodiode may be shaped so as to fill the gap between the pixels (Li) as shown in FIG. By doing so, it becomes possible to monitor the light having the intensity almost close to that of the pixel surface.

次に、実施例ではラインセンサの基準部(62)における
像パターンが三つのブロックに分割される。第1のブロ
ックは画素(L1)〜(L10)、第2のブロックは画素(L
9)〜(L18)、第3のブロックは画素(L17)〜(L26
における像パターンにそれぞれ対応する。各ブロックの
像パターンは10個の画素からなっている。ここでは各ブ
ロックは10個の画素数であるが、それぞれの画素数を必
ずしも同数にする必要はない。ピント検出においては、
各ブロックの像と比較部64の像とが比較される。例え
ば、第1のブロックの像を用いる場合は、次のような比
較操作が行われる。まず、比較領域の画素(L1)〜(L
10)の部分の像を対象として第1のブロックの像との比
較が行われる。この場合の比較の内容は(4)式で示さ
れ、画素L1とR1、L2とR2、…、L10とR10の各組における
画素出力の差の絶対値の和が算出される。
Next, in the embodiment, the image pattern in the reference portion (62) of the line sensor is divided into three blocks. The first block has pixels (L 1 ) to (L 10 ), and the second block has pixels (L 1 )-(L 10 ).
9 ) to (L 18 ), the third block is pixels (L 17 ) to (L 26 ).
In the image pattern. The image pattern of each block consists of 10 pixels. Here, each block has 10 pixels, but the numbers of pixels do not necessarily have to be the same. In focus detection,
The image of each block and the image of the comparison unit 64 are compared. For example, when using the image of the first block, the following comparison operation is performed. First, the pixels (L 1 ) to (L 1
The image of the portion 10 ) is compared with the image of the first block. The content of the comparison in this case is expressed by the equation (4), and the sum of the absolute values of the pixel output differences in each group of the pixels L 1 and R 1 , L 2 and R 2 , ..., L 10 and R 10 is calculated. To be done.

次いで、前回の像より1画素だけシフトして、比較部
(64)の画素(L2)〜(L11)の部分の像が比較され
る。その処理内容を(5)式で示す。
Next, the image of the pixels (L 2 ) to (L 11 ) of the comparison unit (64) is compared by shifting by 1 pixel from the previous image. The processing content is shown by equation (5).

以下、同様にして次式で示す比較処理が行われ、合計21
個の比較結果が得られる。
In the same manner, the comparison process shown in the following equation is performed, and a total of 21
Individual comparison results are obtained.

今、第1のブロックの像が例えば、画素R2〜R11の部分
の像と一致する場合は21個の比較結果の中でH1(l2)が
最小となる。この最小値に対応する画素領域を見い出す
ことにより、おおまかなピント位置を検知できる。
Now, for example, when the image of the first block matches the image of the portion of the pixels R 2 to R 11 , H 1 (l 2 ) is the smallest among the 21 comparison results. A rough focus position can be detected by finding a pixel area corresponding to this minimum value.

第1のブロックの像を用いた比較操作と同様な操作が、
第2および第3のブロックの像を用いて行われる。それ
ぞれの比較内容は一般的に次式で示される。
An operation similar to the comparison operation using the image of the first block is
This is done using the images of the second and third blocks. The content of each comparison is generally expressed by the following equation.

ここでl=1,2,…,21である。 Here, l = 1, 2, ..., 21.

以上の比較操作により各ブロックの像に対して21個、全
体として63個の比較結果が得られる。今、合焦の場合、
第2のブロックの像が比較部(62)の画素(R11)〜(R
20)の部分の像と一致するように光学系を構成する。こ
うすれば、合焦の場合、第1のブロックの像は画素
(R3)〜(R12)、第3のブロックの像は画素(R19)〜
(R28)のそれぞれの部分の像と一致する。この場合
は、像の状態によってはいずれのブロックを用いてもピ
ント位置の検出が可能である。しかし、像のコントラス
トが低い像でおおわれたブロックでは、比較結果の中か
ら最小値が特定できない場合が生ずる。そこで、ある一
定値以上のコントラストのあるブロックを複数個選んで
それらブロックに対応する比較結果からピント位置の検
出を行う。
By the above comparison operation, 21 comparison results are obtained for each block image, and 63 comparison results are obtained as a whole. Now, if in focus,
The image of the second block is the pixels (R 11 ) to (R 11 ) of the comparison unit (62).
20 ) Configure the optical system so that it matches the image of the part. By doing this, in the case of focusing, the image of the first block is pixels (R 3 ) to (R 12 ) and the image of the third block is pixel (R 19 ) to (R 19 ).
Consistent with the image of each part of (R 28 ). In this case, depending on the state of the image, the focus position can be detected using any block. However, in a block covered with an image having a low image contrast, the minimum value may not be specified from the comparison results. Therefore, a plurality of blocks having a contrast equal to or higher than a certain fixed value are selected, and the focus position is detected from the comparison result corresponding to those blocks.

また、前ピン状態の場合は、第4図を参照して基準部
(62)と比較部(64)とにおける像は光軸(48)側に寄
った部分で一致するから、第3のブロックの像が比較部
(64)のある部分の像と一致する。反対に後ピン状態の
場合は、二つの層は光軸(48)から遠ざかった部分で一
致するから、第1のブロックの像が比較部(64)のある
部分と一致する。したがって非合焦の場合は、第1ブロ
ックあるいは第3ブロックの像に関する比較結果の中で
最小値が見い出せる可能性がある。ただし、像にコント
ラストが十分に存在しない場合はピント検出は不能と見
なし、最小値の検出は行わない。尚、第1ブロックと第
2ブロックおよび第2ブロックと第3ブロックのそれぞ
れにおいて、画素L9とL10およびL17とL18が共用されて
いる。このように画素を共用すると、例えば、画素L9
L10の部分で像のコントラストが存在し、他の画素領域
ではコントラストが存在しないような場合でも、ピント
検出が可能となる。画素の共用が行われないと、二つの
ブロックの境界の部分のみに像のコントラストが位置す
るような場合、各ブロックの中ではコントラストが存在
しないことになり、ピント検出は不能になってしまう。
Further, in the case of the front focus state, referring to FIG. 4, the images in the reference portion (62) and the comparison portion (64) match at the portion closer to the optical axis (48) side, so the third block The image of is in agreement with the image of a part of the comparison part (64). On the other hand, in the case of the rear focus state, the two layers coincide with each other at a portion distant from the optical axis (48), so that the image of the first block coincides with a portion having the comparison portion (64). Therefore, in the case of out-of-focus, there is a possibility that the minimum value can be found in the comparison result regarding the image of the first block or the third block. However, if the image does not have sufficient contrast, it is considered that focus detection is impossible and the minimum value is not detected. The pixels L 9 and L 10 and the pixels L 17 and L 18 are shared in each of the first block and the second block and the second block and the third block. When pixels are shared in this way, for example, pixel L 9 and
Focus detection is possible even in the case where image contrast exists in the portion L 10 and contrast does not exist in other pixel regions. If the pixels are not shared, if the contrast of the image is located only at the boundary between the two blocks, the contrast does not exist in each block, and the focus detection becomes impossible.

さて、いずれかのブロックにおいて比較結果の最小値が
見い出され、像の一致領域が特定されると、これに対応
して像のピント位置あるいは合焦位置からのずれ量が特
定される。しかし、以上までの過程で求められるずれ量
の精度は、画素の配列ピッチ分の分解能どまりである。
そこで、後述のような補間計算処理を行ない、さらにピ
ント検出装置の光学系に基づく誤差要因の補正を行って
ずれ量の精度の向上がはかられる。
Now, when the minimum value of the comparison result is found in any of the blocks and the matching area of the image is specified, the amount of deviation from the focus position or the in-focus position of the image is specified correspondingly. However, the accuracy of the displacement amount obtained in the above process is only the resolution corresponding to the pixel arrangement pitch.
Therefore, the accuracy of the deviation amount can be improved by performing an interpolation calculation process as described below and further correcting an error factor based on the optical system of the focus detection device.

第9図(A)(B)は、以上に概説したラインセンサか
らの像パターン信号の処理を行う回路構成を示すブロッ
ク回路図である。この信号処理回路はCCD(104)を含む
システム全体の動作のための制御信号を出力する制御ロ
ジック(106)をもっている。CCD(104)から直列に送
り出される各画素信号は、順次デジタル化回路(108)
により例えば8ビットのデジタル信号に変換され、それ
ぞれは予め指定された各番地のランダムアクセスメモリ
(110)に貯えられる。画素信号の記憶が完了すると、
基準部のメモリダータからコントラスト検出回路(11
2)により第1、第2、第3の各ブロックのコントラス
トC1,C2,C3が検出され、予め定めたレベル以上であるか
否かが判定される。コントラストC1,C2,C3は次式で示す
ように隣合う二つの画素の出力の差の絶対値の総和に相
当する。なお、コントラストの算出はブロックの領域を
はみ出さないものとする。また、一つおき、あるいはそ
れ以上おきの画素の出力の差を用いてもよい。
FIGS. 9A and 9B are block circuit diagrams showing a circuit configuration for processing the image pattern signal from the line sensor outlined above. This signal processing circuit has a control logic (106) that outputs a control signal for the operation of the entire system including the CCD (104). Pixel signals sent in series from the CCD (104) are digitized by a digital circuit (108).
Is converted into, for example, an 8-bit digital signal, and each is stored in the random access memory (110) of each predesignated address. When the pixel signal storage is completed,
Contrast detection circuit (11
By 2), the contrasts C 1 , C 2 , and C 3 of the first, second, and third blocks are detected, and it is determined whether or not the contrasts are above a predetermined level. The contrasts C 1 , C 2 , and C 3 correspond to the sum total of the absolute values of the differences between the outputs of two adjacent pixels as shown by the following equation. It should be noted that the calculation of the contrast does not exceed the block area. Alternatively, the difference between the outputs of every other pixel or every other pixel may be used.

求められたコントラストC1,C2,C3はそれぞれ予め指定さ
れた番地のメモリ(114)に貯えられ、さらに予め定め
たレベルC0と比較回路(116)で大小関係が判定され
る。レベルC0を越えている場合は例えば“1"が、また越
えていない場合は“0"が出力され、コントラストC1,C2,
C3に対するそれぞれの判定結果d1,d2,d3がメモリ(12
0)に貯えられる。
The obtained contrasts C 1 , C 2 and C 3 are respectively stored in the memory (114) at the prespecified address, and the magnitude relationship is determined by the predetermined level C 0 and the comparison circuit (116). If the level C 0 is exceeded, for example, “1” is output. If the level C 0 is not exceeded, “0” is output, and the contrast C 1 , C 2 ,
Each determination result d 1, d 2 relative to C 3, d 3 is the memory (12
Stored in 0).

次に各ブロックの像と比較の像との比較が像比較回路
(122)で行われる。この場合、コントラストが所定レ
ベルC0に達していないブロックの像についての比較は行
われず、所定レベルC0を越えているブロックのみの像と
比較部の像との比較が実行される。この比較の内容は第
(8)、(9)、(10)式で示した通りである。各ブロ
ックについて21個の比較結果が得られるが、これらは順
次予め定められた番地のメモリ(124)に貯えられる。
次いで、求められた各ブロックの比較結果の中の最小値
H1(l1),H2(l2),H3(l3)およびそれぞれの比較番目
l1,l2,l3が検索回路(126)で検索され、その結果がメ
モリ(128)に貯えられる。
Next, the image comparison circuit (122) compares the image of each block with the comparison image. In this case, it not performed comparison for an image block that contrast does not reach the predetermined level C 0, compared with the image of the comparison unit and the image of only the blocks exceeds a predetermined level C 0 is executed. The contents of this comparison are as shown in the equations (8), (9) and (10). 21 comparison results are obtained for each block, which are sequentially stored in the memory (124) at a predetermined address.
Then, the minimum value among the calculated comparison results of each block
H 1 (l 1 ), H 2 (l 2 ), H 3 (l 3 ) and their comparison
l 1, l 2, l 3 is retrieved by the search circuit (126), the result is stored in the memory (128).

次に標準化回路(130)によりコントラストが所定レベ
ルを越えているブロックに対する上記の最小値H
1(l1),H2(l2),H3(l3)とコントラストC1,C2,C3
の比が求められる。それぞれは次式で示される。
Next, the standardization circuit (130) sets the above minimum value H for the block whose contrast exceeds a predetermined level.
The ratio of 1 (l 1 ), H 2 (l 2 ), H 3 (l 3 ) and the contrast C 1 , C 2 , C 3 is obtained. Each is shown by the following formula.

これらの比は次のようなことを意味する。前述したよう
に、例えば撮影レンズが合焦位置もしくはその近傍にあ
る場合、三つのブロックのいずれを用いてもピント検出
が可能となる場合がある。このような場合どのブロック
を採用するのが最適であるかというブロックの選択の問
題が生ずる。また、非合焦の場合、どのブロックを採用
すれば前ピンあるいは後ピンの状態が検出できるかとい
う判定の問題が生ずる。特定のブロックの採用にあたっ
ては、求められた各ブロックの最小値H1(l1),H
2(l2),H3(l3)の中の最も小さい値をとるブロックを
指定すればよいように考えられるが、これは適切ではな
い。一般に像のコントラスト状態は一様なものではな
く、例えば第1のブロックの領域にはコントラストの大
きい像が位置し、他のブロックには、コントラストのあ
まり大きくない像が位置するかも知れない。二つの像パ
ターンの一致を検出する場合、一般にコントラストが大
きい方が有利である。そこで、コントラストをも特定ブ
ロックの選択の要素に加える。ところで、例えば第1の
ブロックについての最小値H1(l1)に対して画素1ピッ
チだけ前後にずらせたときの比較結果H1(l1−1),H1
(l1+1)について考える。この最小値H1(l1)が仮に
合焦状態に対するものであるとすれば、H1(l1−1)あ
るいはH1(l1+1)はコントラスト検出回路(112)で
求められるコントラストC1と略一致する。というのは、
コントラストC1比較結果H1(l1−1),H1(l1+1)の
それぞれが隣合う画素の出力の差に関するものというこ
とに由来する。相違するのは、コントラストC1が同一像
であるのに対して比較結果は異なる像に対するものであ
るという点である。このようであるから、最小値H
1(l1)をコントラストC1で割った値NH1は最小値H
1(l1)と画素1ピッチずらせた場合の比較結果との比
に略相当する。これを式で示すと ただし、i=1,2,3である。
These ratios mean the following. As described above, for example, when the taking lens is at or near the focus position, focus detection may be possible using any of the three blocks. In such a case, there arises a problem of selecting a block, which block is optimum to be adopted. Further, in the case of out-of-focus, there arises a problem of determining which block should be adopted to detect the state of the front pin or the rear pin. When adopting a specific block, the minimum value H 1 (l 1 ), H of each block found
It seems possible to specify the block with the smallest value among 2 (l 2 ) and H 3 (l 3 ), but this is not appropriate. In general, the contrast state of the image is not uniform. For example, an image with high contrast may be located in the area of the first block, and an image with low contrast may be located in other blocks. When detecting the coincidence of two image patterns, it is generally advantageous that the contrast is high. Therefore, contrast is also added as an element for selecting a specific block. By the way, for example, the comparison result H 1 (l 1 −1), H 1 when the pixel is shifted back and forth by one pixel pitch with respect to the minimum value H 1 (l 1 ) for the first block
Consider (l 1 +1). If this minimum value H 1 (l 1 ) is for a focused state, then H 1 (l 1 −1) or H 1 (l 1 +1) is the contrast C obtained by the contrast detection circuit (112). It almost matches 1 . I mean,
This is because each of the contrast C 1 comparison results H 1 (l 1 −1) and H 1 (l 1 +1) relates to the difference between the outputs of the adjacent pixels. The difference is that the contrast C 1 is for the same image, whereas the comparison result is for different images. Since this is the case, the minimum value H
1 (l 1 ) divided by contrast C 1 NH 1 is the minimum value H
This is approximately equivalent to the ratio between 1 (l 1 ) and the comparison result when the pixel pitch is shifted by one pitch. This can be expressed by the formula However, i = 1,2,3.

今、NHiを標準化指数と呼ぶことにすると、合焦または
略合焦状態に対応し、かつコントラストが大きいブロッ
クに対応する標準化指数が3個の値の中で最も小さくな
ると考えて、これをブロックの選定基準に定める。
Now, when NHi is called a standardized index, the standardized index corresponding to a block having a high contrast, which corresponds to an in-focus state or a substantially in-focus state, is considered to be the smallest among the three values. Stipulated in the selection criteria of.

実際には、比較部と参照部との像の光分布パターンは、
光学系の収差や第1の像と第2の像の光軸に対する位置
的な非対称性などによって完全には一致し得ないので、
最小値H1(l1)が0をとることはない。また、非合焦状
態の場合において、像の一致が全く見られないブロック
に関しては、標準化指数は比較的大きな値をとる。そこ
で、標準気指数に対して予め基準値NH0を定め、これを
越える場合ピント検出は不能であると判定する。かく
て、求められた多くて3個の標準化指数のうちの最小値
に関し、これが基準値NH0より小さいとき、この最小値
に対応するブロックの検出データLkをピントのずれ量を
示す情報として採用する。
Actually, the light distribution pattern of the image of the comparison part and the reference part is
Due to the aberration of the optical system and the positional asymmetry of the first image and the second image with respect to the optical axis, they cannot completely match.
The minimum value H 1 (l 1 ) never takes 0. Further, in the non-focused state, the standardization index takes a relatively large value for a block in which no image match is seen. Therefore, a standard value NH 0 is set in advance for the standard air index, and if it exceeds the standard value, focus detection is determined to be impossible. Thus, regarding the minimum value of the obtained at most three standardization indexes, when this is smaller than the reference value NH 0 , the detection data Lk of the block corresponding to this minimum value is adopted as the information indicating the focus shift amount. To do.

すなわち最小値検出回路(132)で複数ブロックにわた
って真の最小値を求める。同時にそれに対応するブロッ
クを検出し、該最小値Hk(lk)をとる比較番号lkをメモ
リ(128)から選出回路(134)によって取り出す。その
後、最小値Hk(lk)をとるブロックの標準化された最小
値NHkが所定値NH0と減算回路(132)で比較されNHkがNH
0より小さいときに次のステップに進み、そうでないと
きはピント検出不能とする。今、第1のブロックの像に
対してl1が得られたとし、例えばl1=18であるとする。
これは画素(L1)〜(L10)上の像と画素(R18)〜(R
27)上の像とが最もよく一致していることを意味する。
この場合の二つの画素領域上の像の間隔D1を求める、こ
の間隔D1は画素(L1)と(R18)との間の間隔である。
第6図に示すように画素(L1)と(R1)との間隔は1.50
mm、画素のピッチPを30μとすれば D1=1.50+0.03×18 =2.04(mm) ……(18) と求めることができる。第1のブロックに関して比較番
号l1を用いて像の間隔D1は次式で示される。
That is, the minimum value detection circuit (132) finds a true minimum value over a plurality of blocks. At the same time, the corresponding block is detected, and the comparison number lk having the minimum value Hk (lk) is taken out from the memory (128) by the selection circuit (134). Thereafter, the standardized minimum value NHk of the block having the minimum value Hk (lk) is compared with a predetermined value NH 0 in a subtraction circuit (132), and NHk is NH
If it is less than 0 , proceed to the next step. If not, the focus cannot be detected. Now, suppose that l 1 is obtained for the image of the first block, for example, l 1 = 18.
This is the image on pixels (L 1 ) to (L 10 ) and pixels (R 18 ) to (R 18 ).
27 ) Means that the above image is the best match.
In this case, the distance D 1 between the images on the two pixel areas is obtained, and this distance D 1 is the distance between the pixels (L 1 ) and (R 18 ).
As shown in FIG. 6, the distance between the pixels (L 1 ) and (R 1 ) is 1.50.
mm, and the pixel pitch P is 30 μ, it can be calculated as D 1 = 1.50 + 0.03 × 18 = 2.04 (mm) (18). Using the comparison number l 1 for the first block, the image spacing D 1 is given by:

D1=1.50+0.03l1 同様にして第2のブロックの場合について像の間隔D2
求めると第1のブロックの場合より8画素分短くなるか
ら、 D2=1.50−0.03×8+0.03l2 ……(19) 第3のブロックについては、第2のブロックの場合より
さらに8画素分短くなるから、 D3=1.50−0.03×8×2+0.03l3 …(20) となる。以上の三つの式をさらに一般化して示す Dk=1.50−0.03{8(k−1)+lk} …(21) となる。(21式)で示される間隔の限界精度は画素のピ
ッチPに相当する。
D 1 = 1.50 + 0.03l 1 Similarly, when the image interval D 2 for the second block is obtained, it becomes 8 pixels shorter than that for the first block, so D 2 = 1.50−0.03 × 8 + 0.03l 2 ... (19) for the third block, since become even eight pixels shorter than those of the second block, and D 3 = 1.50-0.03 × 8 × 2 + 0.03l 3 ... (20). Dk = 1.50-0.03 {8 (k-1) + lk} (21), which is a generalization of the above three equations. The marginal accuracy of the interval represented by (Equation 21) corresponds to the pixel pitch P.

第10図にブロック2の像についての比較結果の例を示
す。最小値H2(l2)をとる比較番号l2は8となってい
る。第10図のように比較結果H2(l2−1)とH2(l2
1)が等しくない場合、真の一致点は比較番号l2=8の
点ではなく、l2=8と最小値H2(l2)の次に小さい比較
結果をとる比較番号l2+1=9との間に存在する。この
ような中間点の位置を求めると、ピント検出精度は画素
ピッチ以上に向上する。そこで、この中間点の位置を求
める方法について説明する。今、第10図においてH2(l2
−1)とH2(l2)とを結ぶ線を延長し、他方この延長線
との勾配が反対でH2(l2+1)を通る線を引くとき、両
者の交わる点が二つの像の真の一致であると見なす。こ
のようにすると、第11図のようなHk(lk−1)≧Hk(lk
+1)の場合、lkと真の一致点qとの間長さβは、図の
幾何学的構成から次式で示される。
FIG. 10 shows an example of the comparison result for the image of block 2. The comparison number l 2 that takes the minimum value H 2 (l 2 ) is 8. As shown in Fig. 10, the comparison results H 2 (l 2 -1) and H 2 (l 2 +
When 1) is not equal, the true coincidence point is not the point of the comparison number l 2 = 8, but the comparison number l 2 + 1 = which takes the second smallest comparison result of l 2 = 8 and the minimum value H 2 (l 2 ). It exists between 9 and. When the position of such an intermediate point is obtained, the focus detection accuracy is improved more than the pixel pitch. Therefore, a method for obtaining the position of this intermediate point will be described. Now in FIG. 10, H 2 (l 2
-1) and the line connecting H 2 (l 2 ) are extended, and on the other hand, when a line passing through H 2 (l 2 +1) with an opposite gradient is drawn, the intersection of the two images To be a true match of. By doing so, Hk (lk-1) ≧ Hk (lk
In the case of +1), the length β between lk and the true coincidence point q is expressed by the following equation from the geometrical configuration of the figure.

第12図のようにHk(lk−1)<Hk(lk+1)の場合は、 となる。 When Hk (lk-1) <Hk (lk + 1) as shown in FIG. 12, Becomes

第9図の回路では、補間演算回路(138)で(22)式ま
たは(23)式の計算が行なわれる。さらには(21)式に
対して補間値βだけ次式のように補正が加えられる。
In the circuit shown in FIG. 9, the interpolation calculation circuit (138) calculates the equation (22) or (23). Further, the correction is added to the equation (21) by the interpolation value β as shown in the following equation.

Dk′=Dk+β ……(24) ここで右辺第2項βの正符号は(22)式が用いられる場
合に対応し、負符号は(23)式が用いられる場合に対応
する。以上のようにして補間演算回路(138)から基準
部(62)と参照部(64)における二つの像の間隔Dk′が
算出される。次に、ずれ量演算回路(140)で間隔Dk′
を用いて合焦位置からの撮影レンズの像のずれ量eが求
められる。合焦点の二つの像の間隔をD0とすれば第5図
における像の移動量hは次式で示される。
Dk ′ = Dk + β (24) Here, the positive sign of the second term β on the right side corresponds to the case where the expression (22) is used, and the negative sign corresponds to the case where the expression (23) is used. As described above, the distance Dk 'between the two images in the standard part (62) and the reference part (64) is calculated from the interpolation calculation circuit (138). Next, in the shift amount calculation circuit (140), the interval Dk ′
The shift amount e of the image of the taking lens from the in-focus position is obtained by using. If the distance between the two images at the in-focus point is D 0 , the image movement amount h in FIG. 5 is expressed by the following equation.

ここで、h<0は前ピン、h>0は後ピンを示す。第5
図の結像系の場合、D0=2Hであるが、実際には組立誤差
などにより若干異ってくるので、組立調整時にD0として
適切な値をセットすることが好ましい。
Here, h <0 indicates a front pin and h> 0 indicates a rear pin. Fifth
In the case of the image forming system shown in the figure, D 0 = 2H, but it actually differs slightly due to an assembly error or the like. Therefore, it is preferable to set an appropriate value as D 0 at the time of assembly adjustment.

さて、移動量hが求まると(3)式に基づいてずれ量e
が求められるが、倍率αはhに応じて予め、例えば第1
表のような数値を実験的に定めてROM(142)に用意にし
ておき、これを用いてずれ量eを算出する。
Now, when the movement amount h is obtained, the shift amount e is calculated based on the equation (3).
However, the magnification α is set in advance according to h, for example, the first
Numerical values shown in the table are experimentally determined and prepared in the ROM (142), and the shift amount e is calculated using this.

以上のようにして、被写体に対する撮影レンズのずれの
方向およびその量が求められる。
As described above, the direction and amount of shift of the taking lens with respect to the subject are obtained.

第14図は、本発明のピント検出装置の信号処理回路にマ
イクロコンピュータを利用した一実施例を示す回路図で
ある。CCD(104)は、転送パルス発生回路(144)から
三相のパルスφ12を受け、内部の転送ラインは
常時データ転送状態にある。CCD(104)は、マイクロコ
ンピュータ(146)の端子(P17)から出力されるクリア
パルスにより各画素の電荷がクリアされる。したがって
電荷がクリアされた時点が積分開始時点となる。この積
分開始に伴ってCCD(104)の端子(q2)から被写体輝度
に応じて時間的に降下率の異なる傾斜電圧が出力され
る。この電圧は、比較回路(148)により予め定めた一
定電圧Vsと比較され、この電圧まで降下すると比較回路
(148)は“高”電圧を出力する。この“高”電圧に応
答して端子(P16)からシフトパルスが出力され、これ
に応答してCCD(104)の各画素の積分電荷が転送ライン
に移される。CCD(104)にとっては、端子(q7)にクリ
アパルスが与えられてから端子(q6)にシフトパルスが
与えられるまでの間が積分時間となる。CCD(104)は第
6図で示した画素とは別にダミーとして用いられる画素
および暗出力を得るための画素をそれぞれ複数個含んで
いる。CCD(104)はシフトパルスが与えられると出力端
子(q1)からまずダミー信号、暗信号を出力し、続いて
所要の画素信号を出力する。尚、CCDの出力は、電源電
圧Vccが変化するとこの変化分が重畳するので、この変
化分を相殺除去するための回路(150)に入力される。
この電圧変動除去回路(150)は、入力(152)に電源電
圧Vccを抵抗(154),(156)で分割した電圧が与えら
れ、二つの入力の差に応じた電圧を出力する。画素信号
の出力に際し、CCD(104)の積分データ出力の当初の暗
信号の一つがサンプルホールド回路(158)でサンプル
ホールドされ、以後の画素信号Ri,Liは減算回路(160)
によりサンプルホールド回路(158)の暗信号分だけ減
じられる。こうして画素信号は、電圧変動成分と暗出力
成分が除かれたものとなる。減算回路(160)からの画
素信号は輝度レベルに応じた増幅率で増幅回路(162)
により増幅される。増幅率は輝度レベルが低い程高くな
るように制御される。輝度レベルは端子(q2)からの傾
斜電圧を利用し、輝度レベル検出回路(164)により傾
斜電圧の一定時間あたりの変化分として検出され、この
変化分が輝度レベルを示す信号として用いられる。増幅
された画素信号はマルチプレクサ(166)を介してデジ
タル化回路を構成する電圧比較回路(168)の入力(17
0)に与えられる。デジタル化回路は、電圧比較回路(1
68)、デジタル−アナログ変換回路(172)および8ビ
ットの二進数をD−A変換回路(172)に与え、かつ比
較結果を記憶するようにプログラムされたマイクロコン
ピュータ(146)とから例えば遂時比較形式のA−D変
換回路として構成される。デジタル化された画素信号は
画素番地Ri,Liに応じて予め定めた番地のメモリに記憶
される。以後は、前述したデータ処理がなされて、撮影
レンズのずれ量、その方向が検出され、撮影レンズの自
動焦点調節制御およびピント状態の表示に用いられる。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an embodiment in which a microcomputer is used for the signal processing circuit of the focus detection device of the present invention. The CCD (104) receives the three-phase pulses φ 1 , φ 2 , φ 3 from the transfer pulse generation circuit (144), and the internal transfer line is always in the data transfer state. The charge of each pixel of the CCD (104) is cleared by the clear pulse output from the terminal (P 17 ) of the microcomputer (146). Therefore, the time when the charge is cleared is the time when the integration starts. With the start of this integration, a ramp voltage having a temporally different drop rate is output from the terminal (q 2 ) of the CCD (104) according to the subject brightness. This voltage is compared with a predetermined constant voltage Vs by the comparison circuit (148), and when it drops to this voltage, the comparison circuit (148) outputs a "high" voltage. The "high" shift pulses from the terminal in response (P 16) on voltage is output, in response to this integrated charge of each pixel of the CCD (104) is transferred to the transfer line. For CCD (104), during the period from the clear pulse supplied to the terminal (q 7) until a shift pulse is supplied to the terminal (q 6) is the integration time. In addition to the pixels shown in FIG. 6, the CCD (104) includes a plurality of pixels used as dummy and a plurality of pixels for obtaining a dark output. When the shift pulse is given, the CCD (104) first outputs a dummy signal and a dark signal from the output terminal (q 1 ) and then outputs a required pixel signal. Incidentally, the output of the CCD is input to the circuit (150) for canceling and removing the change because the change is superimposed when the power supply voltage Vcc changes.
This voltage fluctuation eliminating circuit (150) is supplied with a voltage obtained by dividing the power supply voltage Vcc by resistors (154) and (156) at an input (152) and outputs a voltage according to the difference between the two inputs. When the pixel signal is output, one of the initial dark signals of the integrated data output of the CCD (104) is sampled and held by the sample and hold circuit (158), and the subsequent pixel signals Ri and Li are subtracted by the subtraction circuit (160).
Is reduced by the dark signal of the sample and hold circuit (158). In this way, the pixel signal becomes a signal in which the voltage fluctuation component and the dark output component are removed. The pixel signal from the subtraction circuit (160) is amplified by the amplification circuit (162) with an amplification factor according to the brightness level.
Is amplified by. The amplification factor is controlled to be higher as the brightness level is lower. The brightness level uses the ramp voltage from the terminal (q 2 ), and is detected by the brightness level detection circuit (164) as a change amount of the tilt voltage per constant time, and this change amount is used as a signal indicating the brightness level. The amplified pixel signal is input via a multiplexer (166) to an input (17) of a voltage comparison circuit (168) which constitutes a digitization circuit.
Given to 0). The digitizing circuit is a voltage comparison circuit (1
68), a digital-analog converter circuit (172) and a microcomputer (146) programmed to give an 8-bit binary number to the DA converter circuit (172) and store the comparison result. It is configured as a comparison type AD conversion circuit. The digitized pixel signal is stored in the memory of a predetermined address according to the pixel addresses Ri and Li. After that, the above-described data processing is performed, the shift amount of the photographing lens and its direction are detected, and this is used for automatic focus adjustment control of the photographing lens and display of the focus state.

ピント検出に際して、ピント検出指令スイッチ(174)
が閉じられると、これに応答してマイクロコンピュータ
(146)はCCDのイニシャライズのプログラムに移る。ピ
ント検出が開始される前の段階で、CCD(104)の転送ラ
インおよび画素には電荷が通常の画素信号レベル以上に
蓄積されているが、画素信号を取出す前に、この不要電
荷は転送ラインおよび画素からクリアされる。このクリ
ア操作がCCDのイニシャライズである。このイニシャラ
イズでは、通常の画素信号の転送時よりも短い周期(例
えば通常の1/16)のクロックパルスをCCDに与えて通
常より速い転送動作を複数回(例えば10回)繰返し行わ
せ、こうして転送ラインを空の状態にする。これと平行
して画素クリアも行われる。この場合、画素信号の取込
み動作は行われない。転送パルス発生回路(144)は、
マイクロコンピュータ(146)の端子(P15)からの一定
周期のクロックパルスを用いて転送パルスφ12
を生成する。通常時より周期の短い転送パルスは、フリ
ップフロップ(176)がリセト状態にあって、その出力
が“高”電圧になってある場合に、この“高”電圧に応
じて転送パルス発生回路(144)の内部においてクロッ
クパルスの分周比が所定値だけ変えられることによりつ
くられる。フリップフロップ(176)はマイクロコンピ
ュータ(146)からの画素電荷クリアパルスによりリセ
ットされ、シフトパルスによりセットされる。また、シ
フトパルスにより、転送パルス発生回路(144)は通常
時の転送パルスを生成する状態になる。尚、DDD(104)
は電荷クリアパルス発生時からシフトパルス発生までの
時間が電荷積分時間として規定されるが、この間、転送
パルス発生回路(144)からは通常時より周期の短い転
送パルスが出力される。しかし、積分期間中にCCD(10
4)から転送ラインを介して出力される信号は不要信号
として扱われるので、転送パルスが速くなっても支障は
生じない。
Focus detection command switch (174) for focus detection
When is closed, in response, the microcomputer (146) shifts to the initialization program of the CCD. Before the focus detection is started, charges are accumulated in the transfer line and pixels of the CCD (104) above the normal pixel signal level. However, before extracting the pixel signal, this unnecessary charge is transferred to the transfer line. And cleared from the pixel. This clear operation is the initialization of the CCD. In this initialization, a clock pulse with a shorter cycle (for example, 1/16 of normal) than when transferring a normal pixel signal is given to the CCD to make the transfer operation faster than normal repeated a plurality of times (for example, 10 times). Leave the line empty. In parallel with this, pixel clearing is also performed. In this case, the pixel signal acquisition operation is not performed. The transfer pulse generation circuit (144)
Transfer pulses φ 1 , φ 2 , φ R using a clock pulse of a constant cycle from the terminal (P 15 ) of the microcomputer (146)
To generate. When the flip-flop (176) is in the reset state and its output is at the “high” voltage, the transfer pulse having a shorter cycle than the normal time is generated in accordance with the “high” voltage. ), The division ratio of the clock pulse is changed by a predetermined value. The flip-flop (176) is reset by the pixel charge clear pulse from the microcomputer (146) and set by the shift pulse. Further, the shift pulse causes the transfer pulse generation circuit (144) to be in a state of generating a transfer pulse in a normal time. The DDD (104)
Is defined as the charge integration time from the generation of the charge clear pulse to the generation of the shift pulse. During this period, the transfer pulse generation circuit (144) outputs a transfer pulse having a shorter cycle than the normal period. However, during the integration period CCD (10
Since the signal output from 4) via the transfer line is treated as an unnecessary signal, there is no problem even if the transfer pulse becomes faster.

さてイニシャライズ操作として所定回数の転送サイクル
が終了すると、マイクロコンピュータ(146)は、前述
のピント検出のためのプログラムに移る。まず、クリア
パルスが出力されると、CCD(104)は積分を開始する。
これと同時にCCD(104)の端子(q2)からは所定電圧か
ら被写体輝度に応じた割合いで降下して行く傾斜電圧が
出力され、この電圧が所定レベルVsまで降下すると、電
圧比較回路(148)の出力レベルが“低”から“高”電
圧に反転する。この“高”電圧は割込み信号として用い
られ、マイクロコンピュータ(146)は割込みを受付け
ると端子(P16)からシフトパルスを出力する。シフト
パルスによりCCD(104)の各画素に蓄積された電荷は並
列的に転送ラインに移され、次いで直列的に転送されて
出力端子(q1)から順次に電圧信号として出力される。
この電圧信号は前述のようにしてデジタル化され、所定
のメモリに取込まれて行く。画素信号の取込みが終了す
ると端子(P11)から、例えば“高”電圧信号が一時的
に出力され、これに応答してマルチプレクサ(166)は
低電圧回路(178)からの定電圧を選択して出力し、こ
の定電圧がデジタル化回路(108)によりデジタル化さ
れ、所定のメモリに取込まれる。このデータは、前述し
たように合焦時における基準部と参照部とに結像する二
つの像の間隔が光学系の組立誤差などによって設計値の
通りとはならないので、この誤差を補正するデータとし
て用いられる。定電圧回路(178)は定電流回路(180)
と半固定抵抗(182)とで構成され、ピント検出装置の
調整行程において半固定抵抗(182)を調節して正確な
像間隔データの設定が行われる。
When a predetermined number of transfer cycles are completed as the initialization operation, the microcomputer (146) shifts to the above-mentioned program for focus detection. First, when the clear pulse is output, the CCD (104) starts integration.
At the same time, a terminal (q 2 ) of the CCD (104) outputs a ramp voltage that drops from a predetermined voltage at a rate according to the subject brightness, and when this voltage drops to a predetermined level Vs, a voltage comparison circuit (148 ) Output level is inverted from "low" to "high" voltage. The "high" voltage is used as an interrupt signal, the microcomputer (146) outputs a shift pulse from the terminal (P 16) receives an interrupt. The charge accumulated in each pixel of the CCD (104) by the shift pulse is transferred in parallel to the transfer line, then transferred in series, and sequentially output as a voltage signal from the output terminal (q 1 ).
This voltage signal is digitized as described above and taken into a predetermined memory. When the pixel signal acquisition is completed, the terminal (P 11 ) temporarily outputs, for example, a “high” voltage signal, and in response thereto, the multiplexer (166) selects the constant voltage from the low voltage circuit (178). The constant voltage is digitized by a digitizing circuit (108) and taken into a predetermined memory. As described above, this data is the data for correcting this error because the distance between the two images formed on the standard portion and the reference portion at the time of focusing is not the designed value due to the assembly error of the optical system. Used as. Constant voltage circuit (178) is constant current circuit (180)
And a semi-fixed resistor (182), the semi-fixed resistor (182) is adjusted in the adjustment process of the focus detection device to set accurate image interval data.

第15図は、以上説明したピント検出装置の動作の流れを
示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing a flow of operations of the focus detection apparatus described above.

効 果 以上詳細に説明したように、本願発明は第1のラインセ
ンサの光分布パターンを示す信号を複数のブロックに分
割し、分割されたブロックのそれぞれにおいて第1、第
2のラインセンサが出力する信号を比較することによ
り、各ブロック毎に二つの像の相対的間隔を求めるよう
にしたものである。これにより従来のピント検出装置に
比べ、より適確にピント検出を行なうことが可能とな
る。
Effect As described in detail above, the present invention divides the signal indicating the light distribution pattern of the first line sensor into a plurality of blocks, and outputs the first and second line sensors in each of the divided blocks. The relative distance between the two images is obtained for each block by comparing the signals. As a result, it becomes possible to detect the focus more accurately as compared with the conventional focus detection device.

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

第1図はピント検出装置の光学系の従来例を示す図、第
2図は、本発明のピント検出装置のカメラ内における配
置例を示す図、第3図は、本発明のピント検出装置の光
学系の構成を示す図、第4図は、本発明のピント検出装
置の光学系による結像状態を示す図、第5図は、本発明
のピント検出装置の光学系におけるピントのずれ量とラ
インセンサ上の像の移動量との関係を示す図、第6図、
第7図および第8図は、本発明によるピント検出装置の
ラインセンサの画素構成例を示す図、第9図(A)
(B)は、本発明によるピント検出装置の信号処理回路
の構成を示すブロック回路図、第10図、11図および12図
は信号処理回路の動作を説明するためのグラフ、第13図
は、本発明によるピント検出装置の光学系の倍率を示す
グラフ、第14図は、本発明によるピント検出装置の信号
処理回路にマイクロコンピュータを用いた場合のブロッ
ク回路図、第15図は、信号処理回路の動作の流れを示す
フローチャートである。 2,22……撮影レンズ、12,14,62,64,104……ラインセン
サ(CCD)、4,36,52……コンデンサレンズ、6,40,54,56
……結像レンズ、67,69……被写体輝度モニターホトダ
イオード
FIG. 1 is a diagram showing a conventional example of an optical system of a focus detection device, FIG. 2 is a diagram showing an arrangement example of a focus detection device of the present invention in a camera, and FIG. 3 is a diagram showing a focus detection device of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an optical system, FIG. 4 is a diagram showing an image formation state by the optical system of the focus detection apparatus of the present invention, and FIG. 5 is a focus shift amount in the optical system of the focus detection apparatus of the present invention. The figure which shows the relationship with the movement amount of the image on the line sensor, FIG.
7 and 8 are diagrams showing a pixel configuration example of the line sensor of the focus detection device according to the present invention, and FIG. 9 (A).
(B) is a block circuit diagram showing the configuration of the signal processing circuit of the focus detection apparatus according to the present invention, FIGS. 10, 11 and 12 are graphs for explaining the operation of the signal processing circuit, and FIG. 13 is FIG. 14 is a graph showing the magnification of the optical system of the focus detection apparatus according to the present invention, FIG. 14 is a block circuit diagram when a microcomputer is used for the signal processing circuit of the focus detection apparatus according to the present invention, and FIG. 15 is a signal processing circuit. 3 is a flowchart showing a flow of the operation of FIG. 2,22 …… Shooting lens, 12,14,62,64,104 …… Line sensor (CCD), 4,36,52 …… Condenser lens, 6,40,54,56
…… Imaging lens, 67,69 …… Subject brightness monitor photodiode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対物レンズの互いに異なる部分を通過した
被写体光束によりつくられる第1と第2の二つの像の像
間隔を検出することにより対物レンズのピント状態を検
知するピント検出装置において、 第1の像を受けこの像の光分布パターンに応じた第1の
像信号を出力する第1ラインセンサと、 第2の像を受けこの像の光分布パターンに応じた第2の
像信号を出力する第2ラインセンサと、 第1の像信号を複数のブロックに分割し、分割されたブ
ロックのそれぞれにおいて第1の像信号と第2の像信号
とを比較することにより、分割された各ブロック毎に二
つの像の相対的間隔を求める相関手段と、 前記相関手段によって各ブロック毎に求められた像間隔
に基づいて、対物レンズのピントずれ量を求める算出手
段と、 を備えたことを特徴とするピント検出装置。
1. A focus detection device for detecting a focus state of an objective lens by detecting an image interval between a first image and a second image formed by subject light fluxes that have passed through different parts of the objective lens. A first line sensor that receives the first image and outputs a first image signal according to the light distribution pattern of this image; and a second image sensor that receives the second image and outputs a second image signal according to the light distribution pattern of this image Each of the divided block by dividing the first image signal into a plurality of blocks and comparing the first image signal and the second image signal in each of the divided blocks. A correlating unit for calculating a relative distance between the two images for each block; and a calculating unit for calculating a focus shift amount of the objective lens based on the image distance for each block calculated by the correlating unit. To focus detecting device.
【請求項2】前記相関手段は、最良の相関を得た相関値
に基づいて、第1の像信号と第2の像信号との相対的間
隔を求める特許請求の範囲第1項に記載のピント検出装
置。
2. The correlation means according to claim 1, wherein the correlation means obtains the relative distance between the first image signal and the second image signal based on the correlation value that has obtained the best correlation. Focus detection device.
【請求項3】各ブロックでの相関により求まるピントず
れ量の値は各ブロック毎にその幅が決まっており且つピ
ントずれ量の検出範囲の分担が各ブロックで異なってい
る特許請求の範囲第1項に記載のピント検出装置。
3. The range of the focus shift amount obtained by the correlation in each block has a fixed width for each block, and the division of the detection range of the focus shift amount is different for each block. The focus detection device according to item.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0690357B2 (en) * 1983-08-11 1994-11-14 株式会社ニコン Deviation amount detector
US4690538A (en) * 1984-12-11 1987-09-01 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Focus detection system and lighting device therefor
US4827301A (en) * 1984-12-11 1989-05-02 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Focus detection system and lighting device therefor
JPH0727106B2 (en) * 1984-12-20 1995-03-29 株式会社ニコン Camera focus detector
JPS61166509A (en) * 1985-01-19 1986-07-28 Minolta Camera Co Ltd Focus detector
JPS6232410A (en) * 1985-08-05 1987-02-12 Minolta Camera Co Ltd Focus detector
JPH0774855B2 (en) * 1985-10-22 1995-08-09 キヤノン株式会社 Focus adjustment state detector
JP2692049B2 (en) * 1986-07-10 1997-12-17 キヤノン株式会社 Focus detection device
JPH0795218B2 (en) * 1986-09-02 1995-10-11 大日本印刷株式会社 How to read information
JP3012248B2 (en) * 1989-05-09 2000-02-21 旭光学工業株式会社 Automatic focus detection device and camera equipped with automatic focus detection device
US5278602A (en) * 1989-05-09 1994-01-11 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Distance measuring device
JP3108697B2 (en) * 1991-04-25 2000-11-13 旭光学工業株式会社 Focus detection device
JPH07119885B2 (en) * 1991-07-01 1995-12-20 株式会社ニコン Focus detection device
JP2757930B2 (en) * 1992-06-26 1998-05-25 株式会社ニコン Camera focus detection device
JP3444551B2 (en) * 1994-05-11 2003-09-08 オリンパス光学工業株式会社 Camera focus detection device
JP3414500B2 (en) * 1994-06-30 2003-06-09 オリンパス光学工業株式会社 Focus detection device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5650315A (en) * 1979-10-01 1981-05-07 Canon Inc Focus detecting method and device
JPS5745510A (en) * 1980-07-10 1982-03-15 Honeywell Inc Automatically focusing method and device
JPS5749904A (en) * 1980-09-10 1982-03-24 Toshiba Corp Focusing device
JPS59123808A (en) * 1982-12-29 1984-07-17 Nippon Seimitsu Kogyo Kk Automatic focus control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5650315A (en) * 1979-10-01 1981-05-07 Canon Inc Focus detecting method and device
JPS5745510A (en) * 1980-07-10 1982-03-15 Honeywell Inc Automatically focusing method and device
JPS5749904A (en) * 1980-09-10 1982-03-24 Toshiba Corp Focusing device
JPS59123808A (en) * 1982-12-29 1984-07-17 Nippon Seimitsu Kogyo Kk Automatic focus control device

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JPS59126517A (en) 1984-07-21

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