JPH073500B2 - Automatic focus adjustment device - Google Patents

Automatic focus adjustment device

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JPH073500B2
JPH073500B2 JP60241168A JP24116885A JPH073500B2 JP H073500 B2 JPH073500 B2 JP H073500B2 JP 60241168 A JP60241168 A JP 60241168A JP 24116885 A JP24116885 A JP 24116885A JP H073500 B2 JPH073500 B2 JP H073500B2
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JP
Japan
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lens
charge
focus
coupled device
amount
Prior art date
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JP60241168A
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好美 大野
進 井口
孝夫 山口
大介 畑
貴之 畑瀬
一雅 青木
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) 本発明はカメラ等に用いられる自動焦点調節装置に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic focus adjustment device used in a camera or the like.

(従来技術) 第8図はカメラにおける一般的な相関法による自動焦点
調節装置の光学系である。この光学系では撮影レンズ1
を通過した光がコンデンサレンズ2を介して結像レンズ
3,4により電荷結合素子からなる焦点検出用受光部5の
右側センサーアレイ部Aと左側センサーアレイ部Bに結
像される。図中Fはフイルム面と等価な面を示す。相関
法による自動焦点調節装置においては電荷結像素子5の
右側センサーアレイ部Aと左側センサーアレイ部Bから
のビデオ信号より電荷結合素子5上の被写体像の合焦位
置からのズレ量δを算出し、このズレ量δと撮影レンズ
1のデフオーカス量△との直線近似の関係を用いてズレ
量δよりデフオーカス量△を求めて撮影レンズ1を合焦
位置へ移動させている。
(Prior Art) FIG. 8 shows an optical system of an automatic focus adjusting device by a general correlation method in a camera. In this optical system, the taking lens 1
Of light passing through the condenser lens 2 through the imaging lens
An image is formed on the right side sensor array section A and the left side sensor array section B of the focus detection light receiving section 5 composed of a charge-coupled device by 3 and 4. In the figure, F indicates a surface equivalent to the film surface. In the automatic focusing device by the correlation method, the shift amount δ from the in-focus position of the subject image on the charge coupled device 5 is calculated from the video signals from the right side sensor array unit A and the left side sensor array unit B of the charge imaging device 5. Then, the photographic lens 1 is moved to the in-focus position by obtaining the differential focus amount Δ from the displacement amount δ using the linear approximation relationship between the displacement amount δ and the differential focus amount Δ of the capturing lens 1.

しかしこの自動焦点調節装置にあってはズレ重δとフオ
ーカス量△との関係は合焦位置に対して±3〜5mm程度
ずれた範囲内では直線近似ができるが、基本的には次の
(1)式のような双曲線の関係にあるから、 直線近似ではデフオーカス量△が大きくなるにつれて測
距誤差が大きくなる。例えば第9図に示すように一回目
の測距結果で撮影レンズ1を駆動した場合直線近似のδ
‐△特性と双曲線のδ‐△特性の相違による測距誤差x
だけ合焦位置より行きすぎた位置で撮影レンズ1が停止
する。ここで再度測距して撮影レンズが合焦位置にある
かどうかを調べ、撮影レンズが合焦位置にある場合には
次のレリーズ禁止解除等の処理に進むことになるが、撮
影レンズが合焦位置にない場合には再度撮影レンズの駆
動→停止→測距を行うことになる。即ち測距誤差xが大
きくなると、測距→撮影レンズの駆動→停止の工程が増
加することになり、レリーズスイッチのオンによる自動
焦点調節の開始から自動焦点調節の終了までの時間が長
くなるという現象が発生する。これはこの自動焦点調節
装置を用いたカメラの商品価値としてかなりマイナスで
ある。
However, in this automatic focus adjusting device, the relationship between the shift weight δ and the focus amount Δ can be approximated to a straight line within a range displaced by ± 3 to 5 mm from the in-focus position, but basically the following ( Since there is a hyperbolic relationship like equation (1), In the linear approximation, the distance measurement error increases as the defocus amount Δ increases. For example, as shown in FIG. 9, when the taking lens 1 is driven by the result of the first distance measurement, the linear approximation δ
Distance measurement error due to the difference between-△ characteristic and δ- △ characteristic of hyperbola x
However, the taking lens 1 stops at a position that is too far from the in-focus position. Here, the distance is measured again to check whether or not the taking lens is at the in-focus position. If the taking lens is at the in-focus position, the process proceeds to the next process such as release prohibition release. If it is not in the in-focus position, driving of the taking lens, stopping, and distance measurement are performed again. That is, if the distance measurement error x becomes large, the steps of distance measurement → driving lens drive → stop increase, and the time from the start of automatic focus adjustment by turning on the release switch to the end of automatic focus adjustment becomes longer. The phenomenon occurs. This is considerably negative as the commercial value of a camera using this automatic focusing device.

(目的) 本発明は上記欠点を改善し、デフオーカス量が大きくて
も測距精度が良くて自動焦点調節時間を短縮することが
できる自動焦点調節装置を提供することを目的とする。
(Object) It is an object of the present invention to provide an automatic focus adjusting device which is capable of improving the above-mentioned drawbacks and having a good distance measuring accuracy even if the amount of defocus is large and shortening the automatic focus adjusting time.

(構成) 本発明は第1図に示すように焦点検出用受光部11と演算
手段12を有し、受光部11からのデータより演算手段12で
受光部11の面上での被写体像の合焦位置からのズレ量δ
を求めこのズレ量δと定数A1,A2からレンズのデフォー
カス量ΔをΔ=A2/(δ+A1)−A2/A1なる演算で求め
る。
(Structure) The present invention has a focus detection light receiving unit 11 and a calculation unit 12 as shown in FIG. 1, and the calculation unit 12 uses the data from the light receiving unit 11 to combine a subject image on the surface of the light receiving unit 11. Deviation amount from focal position δ
Then, the defocus amount Δ of the lens is obtained from the deviation amount δ and the constants A 1 and A 2 by the calculation Δ = A 2 / (δ + A 1 ) −A 2 / A 1 .

次に本発明の一実施例について説明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.

(1)式の双曲線関数の定数A1,A2,A3について考えてみ
ると、設計上はデフオーカス量△=0の時にズレ量δ=
0であって の関係があるから、現実にはA1,A2,A3のうちの2つにつ
いて考えればよいことになる。第2図に示すように上記
光学系においてフイルム面と等価な面Fからコンデンサ
レンズ2の主点位置までの距離をL1、コンデンサレンズ
2の主点位置から結像レンズ3,4の主点位置までの距離
をL2、結像レンズ3,4の主点位置から電荷結合素子5の
受光面までの距離L3、コンデンサレンズ2の焦点距離を
f1、結像レンズ3,4の焦点距離f2、コンデンサレンズ2
と結像レンズ3,4との光軸間距離をhTとした場合 A1=hM A2=LhM となる。ここで であり、また となり、A1,A2,A3は設計上求まる定数である。そこでこ
の実施例は電荷結合素子5の出力信号よりズレ量δを求
めて(1)式によりデフオーカス量△を求めることによ
って測距精度を上げるようにしたものである。
Considering the constants A 1 , A 2 , and A 3 of the hyperbolic function of the equation (1), when the defocus amount Δ = 0, the deviation amount δ =
0 Therefore, in reality, it is only necessary to consider two of A 1 , A 2 , and A 3 . As shown in FIG. 2, in the above optical system, the distance from the surface F equivalent to the film surface to the principal point position of the condenser lens 2 is L 1 , and the principal point of the condenser lens 2 is the principal point of the imaging lenses 3 and 4. The distance to the position is L 2 , the distance from the principal point position of the imaging lenses 3 and 4 to the light receiving surface of the charge-coupled device 5 is L 3 , and the focal length of the condenser lens 2 is
f 1 , focal length f 2 of imaging lenses 3 and 4, condenser lens 2
When the optical axis distance between the lens and the imaging lenses 3 and 4 is h T , A 1 = hM A 2 = LhM. here And also Therefore, A 1 , A 2 , and A 3 are constants obtained by design. Therefore, in this embodiment, the distance measurement accuracy is improved by obtaining the shift amount δ from the output signal of the charge-coupled device 5 and obtaining the defocus amount Δ by the equation (1).

第3図はこの実施例の構成を示す。FIG. 3 shows the configuration of this embodiment.

この実施例は上記光学系を用いており、電荷結合素子5
はドライバ13により駆動される。電荷結合素子5の構成
は第4図に示すようになっており、左右方向へ一列に配
列されたフオトダイオードアレイA,B及びこれと並列に
配列された1対のモニター用フオトダイオード14,15を
有する。フオトダイオードアレイA,Bはレンズ1,2の光軸
で右側部分Aと左側部分Bに2等分されるが、モニター
用フオトダイオード14,15はその一方の側部に設けられ
ている。ドライバ13からのリセットパルスφRが高レベ
ルの時には電界効果トランジスタ16,17がオンしてコン
デンサ18,19が電源VDDより充電され、蓄積電極20がリセ
ットされる。リセットパルスφRが低レベルになると、
被写体像の輝度分布に応じた光電流がフオトダイオード
アレイA,Bに流れて蓄積電極20に電荷が蓄えられる。同
時にモニター用フオトダイオード14,15にも被写体像の
輝度分布に応じて光電流が流れ、この光電流によりコン
デンサ18,19の電位が低下する。このコンデンサ18,19の
電位はバッファ増幅器21,22を介してドライバ13へ出力
される。ドライバ13から転送パルスφTが入力される
と、シフトゲート23が開いて蓄積電極20に蓄えられた電
荷がアナログシフトレジスタ24に転送され、ドライバ13
からのパルスφ1,φ2により電界効果トランジスタ25、
コンデンサ26及びバッファ増幅器27を介して順次にビデ
オ信号VOUTとして出力される。
This embodiment uses the optical system described above, and the charge-coupled device 5 is used.
Are driven by the driver 13. The structure of the charge-coupled device 5 is as shown in FIG. 4, and includes photodiode arrays A and B arranged in a row in the left-right direction and a pair of monitoring photodiodes 14 and 15 arranged in parallel with the photodiode arrays A and B. Have. The photodiode arrays A and B are bisected into the right side portion A and the left side portion B on the optical axes of the lenses 1 and 2, and the monitoring photodiodes 14 and 15 are provided on one side portion thereof. When the reset pulse φR from the driver 13 is at a high level, the field effect transistors 16 and 17 are turned on, the capacitors 18 and 19 are charged from the power source V DD , and the storage electrode 20 is reset. When the reset pulse φR becomes low level,
A photocurrent corresponding to the brightness distribution of the subject image flows into the photodiode arrays A and B, and electric charges are stored in the storage electrode 20. At the same time, a photocurrent also flows through the monitor photodiodes 14 and 15 in accordance with the brightness distribution of the subject image, and the photocurrent lowers the potentials of the capacitors 18 and 19. The potentials of the capacitors 18 and 19 are output to the driver 13 via the buffer amplifiers 21 and 22. When the transfer pulse φT is input from the driver 13, the shift gate 23 opens and the electric charge stored in the storage electrode 20 is transferred to the analog shift register 24, and the driver 13
Field-effect transistor 25 by pulses φ1 and φ2 from
The video signal V OUT is sequentially output via the capacitor 26 and the buffer amplifier 27.

ドライバ13は電荷結合素子5におけるバッファ増幅器2
1,22の出力信号VAGC1,AAGC2を処理する第5図に示すよ
うな回路を含んでいる。上記信号VAGC1,AAGC2はバッフ
ァ増幅器28,29を介して演算増幅器30,31、ダイオード3
2,33、抵抗34〜41からなる絶対値増幅器でその差の絶対
値がとられ、サンプルホールド回路42でサンプルホール
ドされる。このサンプルホールド回路42はリセットパル
スφRが低レベルになって電荷結合素子5の積分(蓄積
電極20の蓄積及びコンデンサ18,19の放電)が開始され
てから所定の時間例えば10mSが経過すると、焦点調節用
マイクロコンピュータ(以下CPUという)43(第2図参
照)からサンプルホールドパルスが加えられて入力信号
をサンプルしホールドする。またバッファ増幅器28,29
の出力信号は抵抗44,45で加算されてバッファ増幅器46
を通り、コンパレータ47で比較電圧源48の比較電圧と比
較される。バッファ増幅器46の出力信号が比較電圧と等
しくなったときにφT発生回路49によりパルスφTを電
荷結合素子5へ出力させる。バッファ増幅器28,29の出
力信号a,b及びバッファ増幅器46の出力信号fは電荷結
合素子5の積分開始後には第6図に示すようにモニター
用フオトダイオード14,15の受光量に応じた傾きで降下
し、絶対値増幅器の出力信号cは第6図に示すようにモ
ニター用フオトダイオード14,15の受光量の差の絶対
値、つまり被写体像のコントラストに応じた傾きで増加
する。
The driver 13 is a buffer amplifier 2 in the charge coupled device 5.
It includes a circuit as shown in FIG. 5 for processing the output signal V AGC1, A AGC 2 of 1, 22. The signal V AGC1, A AGC 2 is an operational amplifier 30 and 31 via a buffer amplifier 29, the diode 3
The absolute value of the difference is taken by an absolute value amplifier composed of 2, 33 and resistors 34 to 41, and sampled and held by a sample and hold circuit 42. When the reset pulse φR becomes low level and integration of the charge coupled device 5 (accumulation of the storage electrode 20 and discharge of the capacitors 18 and 19) is started for a predetermined time, for example, 10 mS, A sample hold pulse is applied from an adjusting microcomputer (hereinafter referred to as CPU) 43 (see FIG. 2) to sample and hold an input signal. Also buffer amplifier 28,29
The output signal of the buffer amplifier 46 is added by resistors 44 and 45.
And is compared with the comparison voltage of the comparison voltage source 48 by the comparator 47. When the output signal of the buffer amplifier 46 becomes equal to the comparison voltage, the φT generating circuit 49 outputs the pulse φT to the charge coupled device 5. The output signals a and b of the buffer amplifiers 28 and 29 and the output signal f of the buffer amplifier 46, after the integration of the charge-coupled device 5 is started, are inclined according to the amount of light received by the monitoring photodiodes 14 and 15 as shown in FIG. As shown in FIG. 6, the output signal c of the absolute value amplifier increases with an absolute value of the difference in the amount of light received by the monitoring photodiodes 14 and 15, that is, with a slope corresponding to the contrast of the subject image.

第3図に示すように電荷結合素子5におけるバッファ増
幅器27からのビデオ信号VOUTはマルチプレクサ53を介し
て変倍増幅器50で増幅されてアナログ/デジタル変換器
51でデジタル信号に変換され、インターフェイス52を介
してCPU43に入力される。ドライバ13におけるサンプル
ホールド回路42の出力信号はマルチプレクサ53を介して
アナログ/デジタル変換器51でデジタル信号に変換さ
れ、インターフェイス52を介してCPU43に入力される。C
PU43は電荷結合素子5からのビデオ信号を取り込む前に
変倍増幅器50の利得をサンプルホールド回路42の出力信
号に応じてマルチプレクサ54を介して調整し、電荷結合
素子5からのビデオ信号が被写体像のコントラストに応
じた倍率に変倍増幅器50で増幅されたものをとり込んで
デフオーカス量△を高い精度で算出する。また撮影レン
ズ1の焦点距離Fφ及びセット位置Siφがそれらを検知
する回路55,56からマルチプレクサ53,アナログ/デジタ
ル変換器51,インターフェイス52を介してCPU43に入力さ
れ、エンコーダ57からパルス及びスイッチ58〜60からの
信号がCPU43に入力される。エンコーダ57は撮影レンズ
1駆動用モータ61の回転を検出する回転検出器を構成
し、スイッチ58〜60は手動で操作されるスイッチであっ
て、スイッチ58は自動焦点調整を手動モードで行うか自
動モードで行うかを設定する。スイッチ59はレリーズボ
タンが押された時にオンして自動焦点調整を行わせるレ
リーズスイッチからなる電源スイッチであり、スイッチ
60は上記定数A1,A2,A3を調整するモードの設定を行う。
マニュアル距離設定回路62は手動でモータ61を回転させ
る信号を発生する回路であり、CPU43はスイッチ58で自
動モードに設定された場合には算出したデフオーカス量
Δによりモータ駆動回路63にモータ61を回転させ、スイ
ッチ58で手動モードに設定された場合にはマニュアル距
離設定回路62の出力信号によりモータ駆動回路63にモー
タ61を回転させる。またCPU43は被写体が暗い場合には
投光器64をオンさせて被写体に補助光を投光させ、表示
装置65に合焦,前ピン,後ピン,測距不能に表示を行わ
せ、F値回路66からの撮影レンズ1の開放F値をデフオ
ーカス量△の演算に用いる。
As shown in FIG. 3, the video signal V OUT from the buffer amplifier 27 in the charge-coupled device 5 is amplified by the scaling amplifier 50 via the multiplexer 53 to be converted into an analog / digital converter.
It is converted into a digital signal in 51 and input to the CPU 43 via the interface 52. The output signal of the sample hold circuit 42 in the driver 13 is converted into a digital signal by the analog / digital converter 51 via the multiplexer 53 and input to the CPU 43 via the interface 52. C
The PU 43 adjusts the gain of the variable power amplifier 50 via the multiplexer 54 according to the output signal of the sample-hold circuit 42 before the video signal from the charge-coupled device 5 is fetched, and the video signal from the charge-coupled device 5 is converted into a subject image. The defocus amount Δ is calculated with high accuracy by taking in what has been amplified by the variable power amplifier 50 at a magnification according to the contrast of. The focal length Fφ and the set position Siφ of the photographing lens 1 are input from the circuits 55 and 56 for detecting them to the CPU 43 through the multiplexer 53, the analog / digital converter 51 and the interface 52, and the encoder 57 outputs pulses and switches 58 to 58. The signal from 60 is input to the CPU 43. The encoder 57 constitutes a rotation detector that detects the rotation of the photographing lens 1 driving motor 61, and the switches 58 to 60 are manually operated switches. The switch 58 performs automatic focus adjustment in the manual mode or automatically. Set whether to perform in mode. The switch 59 is a power switch consisting of a release switch that turns on when the release button is pressed to perform automatic focus adjustment.
60 sets a mode for adjusting the above constants A 1 , A 2 , and A 3 .
The manual distance setting circuit 62 is a circuit that generates a signal for manually rotating the motor 61, and when the CPU 43 sets the automatic mode by the switch 58, the CPU 43 causes the motor drive circuit 63 to rotate the motor 61 by the calculated defocus amount Δ. When the manual mode is set by the switch 58, the motor drive circuit 63 is caused to rotate the motor 61 by the output signal of the manual distance setting circuit 62. Further, when the subject is dark, the CPU 43 turns on the projector 64 to emit auxiliary light to the subject, and causes the display device 65 to display the focus, the front focus, the rear focus, and the distance measurement impossible, and the F value circuit 66. The open F value of the taking lens 1 from is used for the calculation of the differential focus amount Δ.

第7図はCPU43の処理フローを示す。FIG. 7 shows a processing flow of the CPU 43.

CPU43はスイッチ59のオンで始動し、ステップS1で各部
リセットして初期状態とし、ステップS2で当該カメラの
シーケンス制御部にレリーズ禁止信号を出力してレリー
ズを禁止する。次にステップS3でスイッチ60からの信号
を調べ、スイッチ60がオンの場合には定数A1,A2,A3の調
整モードとなる。このモードは組立時やサービス時に設
定され、定数A1,A2,A3が調整される。スイッチ60がオフ
の場合にはステップS4に進んで個数Viφ,積分フラグ,
低輝度フラグをリセットし、電荷結合素子5を初期化す
る。次いでステップS5でリセットパルスφRをドライバ
13に出力し、ステップS6でリセットパルスφRをオフに
して電荷結合素子5の積分を行なわせると同時にタイマ
を始動させる。次にステップS7で低輝度フラグを調べて
これがリセットされているからステップS8に進みドライ
バ13におけるコンパレータ47の出力信号の傾き(変
化)、つまり被写体像の輝度を測定し、ステップS9でそ
の傾きが所定値以下か否かを判断することによって被写
体像が低輝度であるか否かを判断する。被写体像が低輝
度でない場合には次のステップS10に進むが、被写体像
が低輝度の場合にはステップS11で低輝度フラグをセッ
トしてステップS12で投光器64を点灯させてからステッ
プS10に進む。ステップS10ではコンパレータ47の出力信
号がゼロになったか否かを判断することによって電荷結
合素子5の積分が完了したか否かを判定し、かつコンパ
レータ47の出力信号がゼロにならなくても上記タイマが
タイムアップした時には電荷結合素子5の積分が完了し
たものと判断する。電荷結合素子5の積分が完了しない
時にはステップS6に戻ってステップS6〜S10をくり返し
て実行することになるが、被写体像が低輝度で投光器64
を点灯させた場合はステップS7からステップS10に飛
ぶ。その後電荷結合素子5の積分が完了すると、ステッ
プS13に進んでドライバ13に転送パルスφTを電荷結合
素子5へ出力させ、ステップS14でランダムアクセスメ
モリ(RAM)をクリアしてステップS15でアナログ/デジ
タル変換器51に電荷結合素子5からのビデオ信号のアナ
ログ/デジタル変換を開始させる。次にステップS16で
低輝度フラグを調べてこれがセットされていなければス
テップS18に進むが、低輝度フラグがセットされていれ
ばステップS17で投光器64を電荷結合素子5の電荷蓄積
完了により消灯させてステップS18に進む。ステップS18
ではコンパレータ47の出力信号を測定してステップS19
でその信号から被写体像が低輝度か否かを判断する。被
写体像が低輝度でなければステップS21に進むが、被写
体像が低輝度であれば変倍増幅器50の利得をサンプルホ
ールド回路42の出力信号に応じて大きな値に変更してス
テップS21に進む。ステップS21では電荷結合素子5から
のビデオ信号をアナログ/デジタル変換器51でデジタル
信号に変換したものとり込んでステップS22でそれをRAM
に格納し、ステップS23で検知回路55,56からのレンズ情
報siφ,Fφをとり込んで個数Nrを20に設定する。
The CPU 43 starts by turning on the switch 59, resets each part in step S1 to an initial state, and outputs a release prohibition signal to the sequence control part of the camera in step S2 to prohibit release. Next, in step S3, the signal from the switch 60 is checked, and when the switch 60 is on, the adjustment mode of the constants A 1 , A 2 , and A 3 is entered. This mode is set at the time of assembly or service, and the constants A 1 , A 2 and A 3 are adjusted. If the switch 60 is off, the process proceeds to step S4, where the number Viφ, the integration flag,
The low brightness flag is reset and the charge coupled device 5 is initialized. Next, in step S5, the reset pulse φR is driven
Then, in step S6, the reset pulse φR is turned off to integrate the charge-coupled device 5 and simultaneously start the timer. Next, in step S7, the low-brightness flag is checked, and since it is reset, the process proceeds to step S8, in which the slope (change) of the output signal of the comparator 47 in the driver 13, that is, the brightness of the subject image is measured, and in step S9 the slope is determined. It is determined whether or not the subject image has low brightness by determining whether or not the value is equal to or less than a predetermined value. If the subject image is not of low brightness, the process proceeds to the next step S10, but if the subject image is of low brightness, the low brightness flag is set in step S11, the projector 64 is turned on in step S12, and then the process proceeds to step S10. . In step S10, it is determined whether or not the output signal of the comparator 47 has become zero, thereby determining whether or not the integration of the charge-coupled device 5 has been completed, and even if the output signal of the comparator 47 does not become zero, When the timer times out, it is determined that the integration of the charge coupled device 5 is completed. When the integration of the charge-coupled device 5 is not completed, the process returns to step S6 and steps S6 to S10 are repeated, but the subject image has low brightness and the projector 64
When is turned on, the process jumps from step S7 to step S10. After that, when the integration of the charge-coupled device 5 is completed, the process proceeds to step S13, the driver 13 outputs the transfer pulse φT to the charge-coupled device 5, the random access memory (RAM) is cleared in step S14, and the analog / digital operation is performed in step S15. Cause the converter 51 to start analog / digital conversion of the video signal from the charge coupled device 5. Next, in step S16, the low brightness flag is checked, and if it is not set, the process proceeds to step S18. If the low brightness flag is set, in step S17 the projector 64 is turned off by the completion of charge accumulation in the charge coupled device 5. Go to step S18. Step S18
Now measure the output signal of the comparator 47 and perform step S19.
Then, it is determined from the signal whether or not the subject image has low brightness. If the subject image has low brightness, the process proceeds to step S21. If the subject image has low brightness, the gain of the variable power amplifier 50 is changed to a large value according to the output signal of the sample hold circuit 42, and the process proceeds to step S21. In step S21, the video signal from the charge-coupled device 5 is converted into a digital signal by the analog / digital converter 51, and the captured signal is taken into RAM in step S22.
Then, in step S23, the lens information siφ and Fφ from the detection circuits 55 and 56 are fetched and the number Nr is set to 20.

次にステップS24で撮影レンズ1の焦点距離Fφが75mm
以下か否かを判断し、焦点距離Fφが75mm以下の時には
ステップS25に進んでスイッチ59オン後の測距が1回目
か否かを判断する。測距が1回目の場合ステップS26で
レンズ1のセット位置siφを11に設定して個数Nrを32に
設定する。この個数Nrは電荷結合素子5においてレンズ
1の光軸で上下に2等分されたフオトダイオードアレイ
A,B上の各像を一定範囲ずつ比較して像間隔が合焦時よ
りどの位変化しているかを求める場合におけるその範囲
内のフオトダイオード数であり、像間隔の変化量は整数
部演算でフオトダイオードの何ピッチ分(整数)かを算
出して端数部演算でフオトダイオードの1ピッチより少
ない分(端数)を算出する。次にステップS27でその整
数部演算を行なってフオトダイオードアレイA,B上の各
像の一定範囲(Nr)ずつの比較で一致した範囲内のフオ
トダイオード数の最大値Viφを求めると共に像間隔の変
化量(整数)M(1)を求め、ステップS28でその最大
値Viφが4以下か否かを判断する。最大値Viφが4以下
の場合は測距不能と判定としてその旨を表示装置65に表
示させる。最大値Viφが4以下でない場合はステップS2
9で端数部演算を行なって像間隔変化量の端数部Cφφ
φを求める。
Next, in step S24, the focal length Fφ of the taking lens 1 is 75 mm.
If the focal length Fφ is 75 mm or less, the process proceeds to step S25 to determine whether the first distance measurement after the switch 59 is turned on is the first time. When the distance measurement is the first time, the set position siφ of the lens 1 is set to 11 and the number Nr is set to 32 in step S26. This number Nr is a photodiode array in which the charge coupled device 5 is bisected up and down along the optical axis of the lens 1.
This is the number of photodiodes within the range when comparing the images on A and B by a certain range to find how much the image interval has changed from the time of focusing. Then, the number of pitches (integer) of the photodiode is calculated, and the fractional part calculation is used to calculate the number (fractional) less than one pitch of the photodiode. Next, in step S27, the integer part calculation is performed to find the maximum value Viφ of the number of photodiodes within the matched range by comparing the constant ranges (Nr) of the images on the photodiode arrays A and B, and The amount of change (integer) M (1) is obtained, and it is determined in step S28 whether the maximum value Viφ is 4 or less. When the maximum value Viφ is 4 or less, it is determined that distance measurement is impossible, and the fact is displayed on the display device 65. If the maximum value Viφ is not 4 or less, step S2
The fractional part calculation of 9 is performed to calculate the fractional part Cφ
Find φ.

また2回目以後の測距ではステップS25からステップS30
に進んでレンズセット位置Siφを11に設定し像間隔変化
量の整数部M(1)を11に設定して整数部演算を行なわ
ずにステップS29に進む。次にステップS31で電荷結合素
子5からのビデオ信号のうちコントラストが大きくて端
数部演算におけるデータ比較に使えたものの個数Nφが
2以下か否かを判断し、その個数Nφが2以下の場合に
は測距不能と判定してその旨を表示装置65に表示させ
る。個数Nφが2以下でない場合はステップS32で電荷
結合素子5上の像の合焦位置からのズレ量Df1を Df1={(Siφ−M(1))×64−Cφφφ}×kd なる演算で求め、ステップS33でレンズ1のデフオーカ
ス量Df2を Df2=A2/(Df1+A1)+A3 なる双曲線関数の演算で求める。次にステップS34でデ
フオーカス量Df2の絶対値が所定の値Kφ・Fφ以下か
否かを判断し、デフオーカス量の絶対値が所定の値Kφ
・Fφ以下の場合にはレンズ1が合焦位置にあるものと
判定してシーケンス制御部へのレリーズ禁止信号を解除
することによりレリーズ可能とする。
In the second and subsequent distance measurements, steps S25 to S30
In step S29, the lens set position Siφ is set to 11, the integer part M (1) of the image interval change amount is set to 11, and the integer part calculation is not performed. Next, in step S31, it is determined whether or not the number Nφ of the video signals from the charge-coupled device 5 which has a large contrast and can be used for the data comparison in the fractional part calculation is 2 or less, and when the number Nφ is 2 or less. Determines that distance measurement is impossible and causes the display device 65 to display that fact. If the number Nφ is not 2 or less, the amount of deviation Df 1 from the in-focus position of the image on the charge coupled device 5 is calculated as Df 1 = {(Siφ−M (1)) × 64−Cφφφ} × kd in step S32. in calculated, determined by the calculation of the lens 1 in the defocus amount Df2 the Df2 = a 2 / (Df 1 + a 1) + a 3 becomes hyperbolic function in step S33. Next, in step S34, it is determined whether or not the absolute value of the defocus amount Df2 is equal to or less than a predetermined value Kφ · Fφ, and the absolute value of the defocus amount is a predetermined value Kφ.
When Fφ or less, the lens 1 is determined to be at the in-focus position and the release prohibition signal to the sequence control unit is released to enable the release.

デフオーカス量の絶対値が所定の値Kφ・Fφ以下でな
い場合はステップS35でデフオーカス量の符号からレン
ズ1を合焦位置へ移動させるにはモータ61を正転させる
べきか否かを判断し、モータ61を正転させるべき場合に
はステップS36でレンズ1が無限遠位置にあるか否かを
判断する。モータ61は正転でレンズ1を遠方へ移動させ
て逆転でレンズ1を近くへ移動させるから、レンズ1が
無限遠位置にある場合にはステップS3で測距不能と判定
してその旨を表示装置65に表示させ、ステップS38でモ
ータ61を停止させる。ステップS36でレンズ1が無限遠
位置になかった場合はステップS39で進んでタイマを始
動させ、ステップS40でモータ61を正転させてステップS
41でエンコーダ57からのパルスをカウントする。次にス
テップS42〜S44で上記タイマがタイムアップしたか否
か、レンズ1が無限遠位置に達したか否か、エンコーダ
57からのパルスのカウント値Npとデフオーカス量Df2と
の差の絶対値|Df2-Np|が所定の値Npφ以下になったか否
かを判断する。タイマがタイムアップしたこと、レンズ
1が無限遠位置に達したこと、|Df2-Np|Npφになった
ことという3つの条件がいずれも成立しない場合にはス
テップS40に戻ってモータ61の正転を続けさせ、3つの
条件のいずれか一つが成立すると、ステップS45でモー
タ61を停止させてステップS6でモータ61の駆動回数が4
回に達したか否かを判断する。モータ61の駆動回数が4
回に達した場合には測距不能と判定してその旨を表示装
置65に表示させるが、そうでない場合にはステップS4に
戻る。
If the absolute value of the differential focus amount is not less than or equal to the predetermined value Kφ · Fφ, it is determined in step S35 whether or not the motor 61 should be rotated in the normal direction to move the lens 1 to the in-focus position from the sign of the differential focus amount. If 61 should be rotated in the normal direction, it is determined in step S36 whether the lens 1 is at the infinite position. Since the motor 61 moves the lens 1 to the far side in the forward rotation and moves the lens 1 to the near side in the reverse rotation, if the lens 1 is at the infinity position, it is determined that the distance cannot be determined in step S3, and that fact is displayed. This is displayed on the device 65, and the motor 61 is stopped in step S38. If the lens 1 is not at the infinity position in step S36, the process proceeds to step S39 to start the timer, and in step S40, the motor 61 is rotated in the normal direction to step S40.
41 counts pulses from encoder 57. Next, at steps S42 to S44, whether the timer has timed up, whether the lens 1 has reached the infinity position, the encoder
It is determined whether or not the absolute value | Df2-Np | of the difference between the count value Np of the pulses from 57 and the defocus amount Df2 has become equal to or less than a predetermined value Npφ. If none of the three conditions that the timer has timed up, that the lens 1 has reached the infinite position, and that | Df2-Np | Npφ has been reached, the process returns to step S40 and the motor 61 rotates normally. If any one of the three conditions is satisfied, the motor 61 is stopped in step S45 and the number of times the motor 61 is driven is 4 in step S6.
Judge whether the number of times has been reached. The number of times the motor 61 is driven is 4
If the number of times has been reached, it is determined that distance measurement is impossible and the fact is displayed on the display device 65, but if not, the process returns to step S4.

またステップS35でモータ61を逆転すべきであると判断
した場合はステップS47でレンズ1が至近位置にあるか
否かを判断し、レンズ1が至近位置にない場合にはステ
ップS48でタイマを始動させてステップS49でモータ61を
逆転させる。次にステップS50でエンコーダ57からのパ
ルスをカウントし、ステップS51〜S53で上記タイマがタ
イムアップしたか否かを、レンズ1が至近位置に達した
か否か、|Df2-Np|Npφになったか否かを判断する。タ
イマがタイムアップしたこと、レンズ1が至近位置に達
したこと、|Df2-Np|Npφになったことという3つの条
件がいずれも成立しなければステップS49に戻ってモー
タ61の逆転を続けさせるが、3つの条件のいずれかが成
立すると、ステップS54に進んでモータ61を停止させ
る。次にステップS55でレンズ1の駆動回数が4回に達
したか否かを判断する。レンズ1の駆動回数が4回に達
した場合は測距不能と判定してその旨を表示装置65に表
示させ、そうでない場合はステップS4に戻る。
If it is determined in step S35 that the motor 61 should be rotated in the reverse direction, it is determined in step S47 whether or not the lens 1 is in the closest position, and if lens 1 is not in the closest position, the timer is started in step S48. Then, in step S49, the motor 61 is rotated in the reverse direction. Next, in step S50, the number of pulses from the encoder 57 is counted, and in steps S51 to S53, it is determined whether or not the timer has timed out and whether or not the lens 1 has reached the closest position, | Df2-Np | Npφ. Determine whether or not. If none of the three conditions that the timer has timed up, that the lens 1 has reached the closest position, and that | Df2-Np | Npφ have been reached, the process returns to step S49 to continue the reverse rotation of the motor 61. However, if any of the three conditions is satisfied, the process proceeds to step S54 and the motor 61 is stopped. Next, in step S55, it is determined whether or not the number of driving times of the lens 1 has reached four times. If the number of times the lens 1 has been driven reaches four times, it is determined that distance measurement is impossible and the fact is displayed on the display device 65. If not, the process returns to step S4.

ステップS47でレンズ1が至近位置にあった場合はステ
ップS56でデフオーカス量Df2が所定の値以下か否かを判
断する。デフオーカス量が所定の値以下の場合はステッ
プS57でマクロモードの表示を表示装置65に行なわせて
ステップT58でモータ61を停止させ、デフオーカス量が
所定の値以下でない場合はステップS59で測距不能の表
示を表示装置65に行なわせてステップS60でモータ61を
停止させる。
When the lens 1 is located at the closest position in step S47, it is determined in step S56 whether the defocus amount Df2 is equal to or less than a predetermined value. If the defocus amount is less than or equal to the predetermined value, the macro device is displayed in step S57, and the motor 61 is stopped at step T58.If the defocus amount is not less than or equal to the predetermined value, distance measurement is impossible in step S59. Is displayed on the display device 65 and the motor 61 is stopped in step S60.

ステップS24でレンズ1の焦点距離Fφが75mm以下でな
かった場合はステップS61に進んで整数部演算のみ(端
数部演算は行なわない)回数が1回以上有るか否かを判
断する。整数部演算のみの回数が1回以上有る場合はス
テップS64でSiφ=11,Nr=32に設定してステップS63で
整数部演算を行うが、整数部演酸のみの回数が1回も無
い場合はステップS62で端数部演算が1回か否かを判断
する。端数部演算が1回に達しない場合はステップS63
で整数部演算を行う。次にステップS65に進んで整数部
演算におけるデータ比較で一致した個数の最大値Viφが
4以下か否かを判断し、その最大値Viφが4以下の場合
には表示装置65に測距不能の表示を行なわせる。最大値
Viφが4以下でない場合はステップS66でN1=Siφ−M
(1)に設定してステップS67でN1が所定の値以下か否
かを判断し、N1が所定の値以下ならばステップS68でSi
φ=11,M(1)=Siφ−N1に設定してステップS69で端
数部演算を行う。次いでステップS70で端数部演算にお
けるデータ比較に使えたデータ数Nφが2以下か否かを
判断してNφ3ならば表示装置65に測距不能の表示を
行なわせ、Nφ2でなければステップS71に進んで像
のズレ量Df1を Df1=(N1×64−Cφφφ)×kd なる演算で求める。またステップS67でN1が所定の値以
下でない場合にはステップS72でCφφφを0に設定し
てステップS71に進み、ステップS62で端数部演算が1回
に達した場合にはステップS73でSiφ=11,M(1)=11
に設定してステップS69に進む。
If the focal length Fφ of the lens 1 is not equal to or less than 75 mm in step S24, the process proceeds to step S61, and it is determined whether or not the number of times only the integer part calculation (fractional part calculation is not performed) is one or more. When the number of times only the integer part is calculated is set once or more, Siφ = 11, Nr = 32 is set in step S64, and the integer part is calculated in step S63. Determines in step S62 whether the fractional part calculation has been performed once. If the fractional part calculation does not reach once, step S63
The integer part is calculated with. Next, in step S65, it is determined whether or not the maximum value Viφ of the matched numbers is 4 or less in the data comparison in the integer part calculation. If the maximum value Viφ is 4 or less, it is impossible to measure the distance on the display device 65. Make the display. Maximum value
If Viφ is not less than 4, N 1 = Siφ-M in step S66
N 1 in step S67 is set to (1) it is determined whether a predetermined value or less, Si in the step S68, if N 1 is a predetermined value or less
φ = 11, M (1) = Siφ−N 1 is set, and the fractional part calculation is performed in step S69. Next, in step S70, it is determined whether or not the number of data Nφ used for data comparison in the fractional part calculation is 2 or less, and if Nφ3, the display device 65 displays that distance measurement is impossible. Then, the image shift amount Df 1 is obtained by the calculation of Df 1 = (N 1 × 64−Cφφφ) × kd. If N 1 is not less than or equal to the predetermined value in step S67, Cφφφ is set to 0 in step S72 and the process proceeds to step S71. If the fractional part operation reaches one in step S62, Siφ = 11, M (1) = 11
And proceed to step S69.

ステップS74〜S101は上記ステップS33〜S60と同様であ
る。
Steps S74 to S101 are the same as steps S33 to S60.

(効果) 以上のように本発明によれば、レンズを通過した被写体
像を測定する焦点検出用受光部と、この受光部からのデ
ータよりこの受光部の面上での被写体像の合焦位置から
のズレ量δを求めこのズレ量δと定数A1,A2から上記レ
ンズのデフォーカス量ΔをΔ=A2/(δ+A1)−A2/A1
る演算で求める演算手段とを備えたので、デフオーカス
量が大きい場合にも測距精度が高くて自動焦点調節時間
を短縮することができる。
(Effect) As described above, according to the present invention, the light receiving unit for focus detection that measures the subject image that has passed through the lens, and the focus position of the subject image on the surface of the light receiving unit based on the data from the light receiving unit. From the deviation amount δ and the constants A 1 and A 2 are used to calculate the defocus amount Δ of the lens by a calculation of Δ = A 2 / (δ + A 1 ) −A 2 / A 1. Since it is provided, the distance measurement accuracy is high and the automatic focusing time can be shortened even when the differential focus amount is large.

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

第1図は本発明の構成を示すブロック図、第2図は本発
明を説明するための図、第3図は本発明の一実施例を示
すブロック図、第4図は同実施例における電荷結合素子
の構成を示す回路図、第5図は同実施例におけるドライ
バの一部を示す回路図、第6図は同ドライバの各部信号
波形を示す図、第7図は上記実施例におけるCPUの処理
フローを示すフローチャート、第8図は自動焦点調節装
置における光学系の一例を示す図、第9図は従来の自動
焦点調節装置を説明するための特性曲線図である。 11……焦点検出用受光部、12……演算手段。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a charge in the same embodiment. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a coupling element, FIG. 5 is a circuit diagram showing a part of a driver in the same embodiment, FIG. 6 is a diagram showing signal waveforms of respective parts of the driver, and FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a processing flow, FIG. 8 is a diagram showing an example of an optical system in the automatic focus adjusting device, and FIG. 9 is a characteristic curve diagram for explaining a conventional automatic focus adjusting device. 11: Focus detection light-receiving part, 12: Calculation means.

フロントページの続き (72)発明者 畑 大介 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 畑瀬 貴之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 青木 一雅 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内Front Page Continuation (72) Inventor Daisuke Hata 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Takayuki Hatase 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company (72) Inventor Kazumasa Aoki 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Within Ricoh Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レンズを通過した被写体像を測定する焦点
検出用受光部と、この受光部からのデータよりこの受光
部の面上での被写体像の合焦位置からのズレ量δを求め
このズレ量δと定数A1,A2から上記レンズのデフォーカ
ス量ΔをΔ=A2/(δ+A1)−A2/A1なる演算で求める演
算手段とを備えた自動焦点調節装置。
1. A light receiving portion for focus detection for measuring a subject image that has passed through a lens, and a shift amount δ from a focus position of the subject image on the surface of the light receiving portion is obtained from data from the light receiving portion. An automatic focus adjusting device comprising a calculation means for calculating a defocus amount Δ of the lens from a shift amount δ and constants A 1 and A 2 by a calculation of Δ = A 2 / (δ + A 1 ) −A 2 / A 1 .
JP60241168A 1985-10-28 1985-10-28 Automatic focus adjustment device Expired - Lifetime JPH073500B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57165821A (en) * 1981-04-07 1982-10-13 Nippon Kogaku Kk <Nikon> Ttl automatic focusing device of camera

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