JPH0769513B2 - Focus control signal forming device - Google Patents

Focus control signal forming device

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JPH0769513B2
JPH0769513B2 JP62101382A JP10138287A JPH0769513B2 JP H0769513 B2 JPH0769513 B2 JP H0769513B2 JP 62101382 A JP62101382 A JP 62101382A JP 10138287 A JP10138287 A JP 10138287A JP H0769513 B2 JPH0769513 B2 JP H0769513B2
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JP
Japan
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lens
point
focus
distance
distance measurement
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Japanese (ja)
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一樹 小西
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Canon Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、スチルビデオカメラ,ビデオカメラ等の焦点
調節信号を形成する焦点調節信号形成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a focus adjustment signal forming device for forming a focus adjustment signal for a still video camera, a video camera or the like.

(従来の技術) 従来の画面の1箇所のみを測距する1点測距方式の自動
焦点装置がもつ欠点、すなわち「2人の人物が並んだシ
ーンや、人物が端に偏寄ったシーンでは、画面内の測距
エリアから主被写体(主に人物)がはずれるために、主
被写体にピントが合わず、無限遠にピントが合ってしま
う」といった欠点を解決するために、画面内の複数この
ポイントを測距するいわゆる広視野(多点)測距の方式
が提案されている。
(Prior Art) A drawback of a conventional one-point autofocus device that measures only one position on a screen, that is, "in a scene in which two people are lined up or a scene in which the people are biased toward one end , The main subject (mainly a person) deviates from the distance measuring area on the screen, so that the main subject is out of focus and is focused at infinity. A so-called wide-field (multipoint) distance measuring method for measuring points has been proposed.

このような広視野測距を用いた自動焦点装置として従来
知られるものを例示すると、 (1) 複数個の測距結果のうち、最至近の測距結果に
合焦する方式のもの(例えば、ゼネラルアンドメカニカ
ル(GENERAL & MECHANICAL)4582424,特開昭61−88211
号,特開昭61−55618号) (2) 複数個の測距結果が、撮影レンズの焦点距離,
絞りで定まる被写界深度内にあるならば、その平均値に
ピントを合わせ、複数個の測距点に対応する被写体の全
てにピントが合うようにした方式のもの(特開昭61−88
211号,特開昭61−55619号,特開昭61−53614号) (3) 輝度情報によって戸外か戸内かを判別し、戸外
なら複数個の測距結果から最遠方のものにピントを合わ
せ、また戸内なら最至近のものにピントを合わせる方式
のもの(特開昭61−55619号,特開昭61−53614号) 等々がある。
An example of a conventionally known automatic focusing device using such a wide-field distance measurement is as follows: (1) Of a plurality of distance measurement results, a system that focuses on the closest distance measurement result (for example, GENERAL & MECHANICAL 4582424, JP 61-88211
No. 6, JP-A-61-55618) (2) A plurality of distance measurement results indicate the focal length of the photographing lens,
If the depth of field is determined by the aperture, the average value is focused so that all subjects corresponding to a plurality of focus points are in focus (Japanese Patent Laid-Open No. 61-88).
(No. 211, JP-A-61-55619, JP-A-61-53614) (3) Whether it is outside or inside is determined by brightness information, and if it is outside, focus on the farthest one from a plurality of distance measurement results. For example, there is a method of focusing on the nearest thing in the door (JP-A-61-55619 and JP-A-61-53614).

(発明が解決しようとする課題) しかし、上記した(1)の方式もののは、2人の人物が
並んだシーンや端に人物が偏寄ったシーンについて、多
くの場合は人物(主被写体)にピントが合うものの、例
えば前方に障害物がある場合やあるいは前景のある場合
等においては、これらの障害物等にピントが合ってしま
って人物(主被写体)にはピントが合わないという問題
を招く難がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the method of (1) described above, in many cases, a scene in which two people are lined up or a scene in which the people are biased to the edge, Although the subject is in focus, for example, when there are obstacles in the front or when there is a foreground, the obstacles are brought into focus and the person (main subject) is out of focus. There are difficulties.

上記した(2)の方式のものでは、そもそも複数個の測
距結果すべてが被写界深度内におさまる場合は、短焦点
レンズの使用のときや高輝度の撮影条件にあるとき以外
はまれなのであり、長焦点レンズの使用の時や低輝度条
件での撮影では、像に手振れの影響が現われたり、複数
個の測距結果のどれにもピントが合わないという弊害を
招く難がある。
With the method of (2) above, if all of the distance measurement results are within the depth of field, it is rare except when using a short focus lens or under high-luminance shooting conditions. However, when a long-focus lens is used or when shooting is performed in a low-luminance condition, there is a problem that the effects of camera shake appear on the image and that none of a plurality of distance measurement results are in focus.

更に、上記した(3)の方式のものでは、戸外では背景
にピントが合ってしまい、他方戸内では前方の障害物等
にピントが合ってしまうなど、人物(主被写体)にピン
トが合わないという問題を招く難がある。
Further, in the above-mentioned method (3), the background is focused outdoors, while the obstacles in front are focused indoors, for example, the person (main subject) is not focused. There is a problem that causes the problem.

このように、従来提案に係わる広視野測距の方式の自動
焦点装置にあっては、多くの場合、2人の人物が並んだ
シーンや人物が端に偏寄ったシーンで人物(主被写体)
にピントが合うようになるという特徴が一応得られるも
のの、反面において、従来の1点測距の方式でピントの
合っていたシーンで主被写体にピントが合わなくなる
(前景や背景にピントが合ってしまう)という別の問題
を招く難がある。
As described above, in the conventional wide-field distance measuring type auto-focusing device according to the related art, in many cases, a person (main subject) is shot in a scene where two people are lined up or a scene in which the people are biased toward the edge.
However, on the other hand, the main subject becomes out of focus in a scene that was in focus with the conventional one-point distance measurement method (foreground and background are in focus). There is a problem that it causes another problem called ".

本発明は、以上の事情に鑑みなされたもので、複雑な操
作を必要とすることなく所望の対象物に高率でピントの
合う焦点調節信号形成装置を提供しようとするものであ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a focus adjustment signal forming apparatus that focuses on a desired object at a high rate without requiring a complicated operation.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、視野方向に点在す
る複数の物体からの光を受光することにより前記複数の
物体のそれぞれの距離に関連した信号を形成するための
受光手段と、前記複数の物体の視野方向の相対位置関係
及び前記複数の物体の遠近関係に基づいて視野中央に位
置する物体が最も近距離であるか否かを判定する判定手
段と、前記判定手段の判定結果に応じて焦点調節信号を
形成する信号形成手段とを有する焦点調節信号形成装置
とするものである。
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention provides a signal related to the distance of each of a plurality of objects by receiving light from a plurality of objects scattered in the visual field direction. A light receiving means for forming and a judging means for judging whether or not the object located at the center of the visual field is the shortest distance based on the relative positional relationship of the plural objects in the visual field direction and the perspective relationship of the plural objects. And a signal forming means for forming a focus adjusting signal according to the judgment result of the judging means.

(実施例) 以下本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.

実施例1 第1図は本発明に適用可能なアクテイブ方式の測距原理
を示した図であって、この方式は例えばレンズシャッタ
ーカメラなどに用いられている三角測量法を利用したも
のである。
Embodiment 1 FIG. 1 is a diagram showing the principle of distance measurement of an active system applicable to the present invention, which system uses a triangulation method used in, for example, a lens shutter camera.

第1図において投光素子22の出力光を投光レンズ21で集
束し細いビームとして被写体25にあて、この被写体25で
反射されるスポット光を受光レンズ23で受光素子24面上
に実像を結ぶようにさせている。第1図で示されるスポ
ット光の中心位置からのズレdは被写体までの距離Lに
反比例し、近くなるほどdが大きくなり、この関係は f/L=d/S と表わされる(ただしfは受光レンズ23の焦点距離、S
は基線長である)。
In FIG. 1, the output light of the light projecting element 22 is converged by the light projecting lens 21 and is directed to the subject 25 as a thin beam, and the spot light reflected by the subject 25 is formed by the light receiving lens 23 on the surface of the light receiving element 24. I am trying to do it. The deviation d from the center position of the spot light shown in Fig. 1 is inversely proportional to the distance L to the subject, and the closer it is, the larger d becomes. This relationship is expressed as f / L = d / S (where f is the received light). Focal length of lens 23, S
Is the baseline length).

なお広視野測距の方式において画面内の何点を測距する
かについては、自動焦点装置を用いるカメラを用途,コ
ストなどによって適宜定められるものであるが、以下の
実施例では便宜上第3図に示した画面内の3点を測距す
る場合を例にして説明するものとする。
In the wide-field distance measuring method, the number of points on the screen to be measured is appropriately determined depending on the application, cost, etc. of the camera using the autofocus device. However, in the following embodiment, FIG. A case will be described as an example in which distance measurement is performed on three points in the screen shown in FIG.

第2図は本発明の実施例1の自動焦点装置の構成をブロ
ック図で示したものであり、この図において1a,1b,1cは
上記画面内の3点に対応した測距を行なうための投光素
子および投光レンズのブロックを示し、発光制御回路2
により発光制御される。3は受光素子および受光レンズ
のブロックを示し、その受光素子からの出力端子は、被
写体までの距離を演算する測距回路4に接続されてい
る。5はA/D変換機能を有するインターフェース回路を
示し、マイクロ・プロセッサ・ユニット(以下MPUとい
う)6と各種回路との間を接続している。7はMPUから
の制御信号に基づき撮影レンズユニット8を合焦位置に
移動させる駆動回路を示している。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the automatic focusing apparatus according to the first embodiment of the present invention. In this figure, 1a, 1b and 1c are used for performing distance measurement corresponding to three points in the screen. A block of a light projecting element and a light projecting lens is shown, and a light emission control circuit 2
The light emission is controlled by. Reference numeral 3 indicates a block of a light receiving element and a light receiving lens, and an output terminal from the light receiving element is connected to a distance measuring circuit 4 which calculates a distance to a subject. Reference numeral 5 denotes an interface circuit having an A / D conversion function, which connects between a microprocessor unit (hereinafter referred to as MPU) 6 and various circuits. Reference numeral 7 denotes a drive circuit for moving the taking lens unit 8 to the in-focus position based on the control signal from the MPU.

以上によって構成される本例における自動焦点装置の動
作は、まず不図示のメインスイッチのオンによって、MP
U6よりインターフェース回路5を介して発光制御回路2
に発光開始信号が与えられる。これにより発光制御回路
2は、回路内に予め設定された諸定数で与えられるタイ
ミングで投光素子1a,1b,1cを順次点灯する。投光素子か
らの出力光は被写体で反射されて受光素子3の面上に実
像を結び、この反射光を受けた受光素子3からの出力が
入力された測距回路4において上記第3図で示した各測
距ポイントに対応する被写体までの距離が順次演算され
る。
The operation of the autofocus device in this example configured as described above is performed by turning on the main switch (not shown).
Light emission control circuit 2 from U6 via interface circuit 5
A light emission start signal is given to. As a result, the light emission control circuit 2 sequentially lights the light projecting elements 1a, 1b, 1c at the timing given by various constants set in the circuit. The output light from the light projecting element is reflected by the subject to form a real image on the surface of the light receiving element 3, and the output from the light receiving element 3 receiving this reflected light is input to the distance measuring circuit 4 in FIG. The distance to the subject corresponding to each of the indicated distance measuring points is sequentially calculated.

この測距回路4において演算された測距情報は、インタ
ーフェース回路5を介して投光素子の点灯タイミングに
同期しMPU6に読み込みされ、該MPU6において次記するよ
うに焦点位置が計算され、その計算結果に基づき駆動回
路7による撮影レンズユニット8の所定位置への移動が
行なわれる。
The distance measurement information calculated by the distance measurement circuit 4 is read into the MPU 6 via the interface circuit 5 in synchronization with the lighting timing of the light projecting element, and the MPU 6 calculates the focus position as described below. Based on the result, the drive circuit 7 moves the taking lens unit 8 to a predetermined position.

以上の構成,動作をなす本実施例1自動焦点装置の特徴
は、測距回路4からの上記3点についての測距結果の情
報(測距値)に基づき撮影レンズユニット8を移動させ
るための制御信号を演算,算出し出力するMPU6の動作手
順が、第4図に示されるフローチャートに従って行なわ
れるところにある。
The feature of the automatic focusing device of the first embodiment having the above-described configuration and operation is that the photographing lens unit 8 is moved based on the distance measurement result information (distance measurement value) from the distance measurement circuit 4 for the three points. The operation procedure of the MPU 6 for calculating, calculating and outputting the control signal is performed according to the flow chart shown in FIG.

以下その手順を詳細に説明する。The procedure will be described in detail below.

本例のMPU6の動作手順は、大略して次の三つの段階から
構成されている。すなわちその第1は、上記測距情報に
基づいて最近点LN,最遠点LF,および中間点LMを検出する
段階(以下第1の段階という)である。第2は、これら
のLN,LM,LFの相互の比較あるいは他の条件等との比較に
より、現在撮影しようとするシーンに必要な焦点位置
が、他のシーンにおいて必要とする焦点位置とは異なる
ことを判別して、該当するシーンと他のシーンとの場合
を分ける段階(以下第2の段階という)である。第3
は、上記により場合に分けられた各々のシーンに適合す
る焦点位置を、予め設定された遠算手段を用いて算出す
る段階(以下第3の段階という)である。
The operation procedure of the MPU 6 of this example is roughly composed of the following three stages. That is, the first is a step of detecting the closest point LN, the farthest point LF, and the midpoint LM based on the distance measurement information (hereinafter referred to as the first step). Second, by comparing these LNs, LMs, and LFs with each other or with other conditions, the focus position required for the scene currently being photographed differs from the focus position required for other scenes. This is the stage (hereinafter referred to as the second stage) in which the relevant scene is distinguished from the other scenes. Third
Is a step (hereinafter referred to as a third step) of calculating a focus position suitable for each scene divided in the above case by using a preset distance calculating unit.

まず上記第1の段階について述べると、この段階では測
距回路4から入力された画面内3点の測距情報を読み込
んだMPU6において、最近点LN,最遠点LF,および中間点LM
が求められる。
First, regarding the above-mentioned first stage, in this stage, in the MPU 6 which has read the ranging information of the three points on the screen input from the ranging circuit 4, the closest point LN, the farthest point LF, and the intermediate point LM.
Is required.

次に上記した第2の段階について述べると、本例におけ
るこの段階は場合分けを都合六つに分けるようになって
いて、その優先順位は、まず上記中間点LMと最近点LNと
の差を求め、そしてその差(すなわち|LN−LM|)と、撮
影レンズの焦点距離・開放F値などで定まる被写界深度
に相当する定数kとを比較し、上記最近点LNについての
測距結果の有効,無効の判別(以下判別(a)という)
による場合分けが行なわれる。ここで無効とは、焦点位
置の検出には不要のデータであることをいう(以下にお
いて同じ)。
Next, regarding the above-mentioned second step, in this step in this example, the case is divided into six cases for convenience, and the priority is the difference between the intermediate point LM and the closest point LN. Then, the difference (that is, | LN−LM |) is compared with a constant k corresponding to the depth of field determined by the focal length of the taking lens, the open F value, etc., and the distance measurement result for the closest point LN is obtained. Discrimination of whether or not (hereinafter referred to as discrimination (a))
Cases are classified according to. Here, invalid means that the data is unnecessary for detecting the focal position (the same applies below).

上記において最近点LNが有効とみなされた場合および無
効とみなされた場合に、それぞれ各別に次の判別が行な
われる。
When the most recent point LN is considered to be valid or invalid in the above, the following determination is made for each.

すなわち前者(最近点が有効な場合)については、上記
最遠点LFと中間点LMの差(すなわち|LF−LM|)を求め、
この差を上記撮影レンズの焦点距離・開放F値などで定
まる被写界深度に相当する定数kとを比較し、上記最遠
点LFについての測距結果の有効,無効の判別(以下判別
(b)という)による場合分けが行なわれる。そして該
判別の結果最遠点LFが有効である場合(すなわち|LM−L
F|≦k)には、更に最近点LNが画面の中央測距ポイント
であるか他の測距ポイントであるかの判別(以下判別
(C)という)が行なわれる。
That is, for the former (when the closest point is valid), the difference between the farthest point LF and the middle point LM (that is, | LF−LM |) is calculated,
This difference is compared with a constant k that corresponds to the depth of field determined by the focal length of the taking lens and the open F value, and the validity or invalidity of the distance measurement result for the farthest point LF is determined (hereinafter, determination ( Case classification according to b)) is performed. When the farthest point LF is valid as a result of the discrimination (that is, | LM-L
For F | ≦ k), it is further determined whether the closest point LN is the central distance measuring point on the screen or another distance measuring point (hereinafter referred to as “determination (C)”).

この判別(c)を行なうことが本実施例の特徴の一つで
あり、この点については更に下記において詳細に説明す
る。
This determination (c) is one of the features of this embodiment, and this point will be described in detail below.

以上のように、中間点LMと最近点LNとの差がkよりも小
さい(すなわち|LN−LM|≦k)場合は、結局都合の三つ
の場合分けが行なわれる。
As described above, when the difference between the intermediate point LM and the closest point LN is smaller than k (that is, | LN-LM | ≦ k), three convenient cases are eventually made.

これに対し、最近点LNと中間点LMとの差つまり|LN−LM|
が、上記定数kよりも大きかった場合(|LN−LM|≧k)
には、本例においては次の,の条件が充足されるか
否かを判別することによる判別(以下判別(d),
(e)という)が行なわれる。この判別は本例における
特徴の一つであり、これによって最近点にある被写体が
主被写体であるか障害物であるかの判別を行なっている
のである。
On the other hand, the difference between the closest point LN and the midpoint LM, that is, | LN−LM |
Is larger than the above constant k (| LN−LM | ≧ k)
In the present example, the determination by determining whether or not the following conditions are satisfied (hereinafter, determination (d),
(Referred to as (e)) is performed. This discrimination is one of the features in this example, and it is discriminated whether the subject at the closest point is the main subject or an obstacle.

上記の判別(d),(e)において基準とされる条件
,とは、 条件 上記最近点LNが、撮影レンズの焦点距離・輝度情報など
の撮影条件から推測される障害物である可能性の高い距
離r(例えば38mmレンズの場合約1mの距離)より遠距離
である。
The conditions used as the reference in the above judgments (d) and (e) are that the closest point LN may be an obstacle that is inferred from the shooting conditions such as the focal length and brightness information of the shooting lens. It is longer than a high distance r (for example, a distance of about 1 m in the case of a 38 mm lens).

条件 上記最近点LNの測距ポイントが、中央である。Condition The distance measurement point of the closest point LN is the center.

であり、この判別(d),(e)によって、これらの条
件,の少なくともいずれかが充足された場合と、い
ずれも充足されなかった場合との場合分けがなされる。
なお後者(いずれも充足されない場合)については更
に、上記最遠点LFについての測距結果の有効,無効の判
別(以下判別(f)という)による場合分けが行なわれ
る。
According to the determinations (d) and (e), the case where at least one of these conditions is satisfied and the case where none of these conditions are satisfied are classified.
The latter case (when neither is satisfied) is further classified according to whether the distance measurement result for the farthest point LF is valid or invalid (hereinafter referred to as discrimination (f)).

したがって、以上のように上記|LN−LM|≧kの場合に
も、結局都合三つの場合分けが行なわれる。
Therefore, as described above, even in the case of the above | LN−LM | ≧ k, three cases are eventually divided.

次に上記の場合分けに従って次段(第3段階)で行なわ
れる演算につき述べる。
Next, the calculation performed in the next stage (third stage) will be described according to the above case classification.

上記した判別(a)によって最近点LNと中間点LMとの差
(|LN−LM|)が上記定数kよりも小さかった場合(|LN
−LM|≦k)が検出,選択された時は、最近点LNについ
ての測距結果が有効な情報であるとみなされる時である
のは上述の通りであり、このケースでは更に判別(b)
および(c)による場合分けが行なわれて、要するに三
つのシーンが場合分けされ、これらのシーンに下記の三
態様イ,ロ,ハの演算方式から夫々適合するものが選択
されて焦点位置が算出されることになる。
When the difference (| LN−LM |) between the closest point LN and the intermediate point LM is smaller than the above constant k by the above discrimination (a) (| LN
As described above, when −LM | ≦ k) is detected and selected, the distance measurement result for the closest point LN is regarded as valid information, as described above. )
The cases are classified according to (1) and (c), that is, the three scenes are classified into cases, and ones that match each of the following three modes A, B, and C are selected to calculate the focus position. Will be done.

イ.(|LM−LF|≧kの場合) LMとLNの平均値から焦点位置を演算する。I. (When | LM−LF | ≧ k) The focus position is calculated from the average value of LM and LN.

ロ.(|LM−LF|≦kでかつ判別(c)により最近点LNが
画面中央の測距ポイントであった場合) 3点の中央重点平均方式により焦点位置を演算する。
B. (When | LM-LF | ≦ k and the closest point LN is the distance measuring point at the center of the screen according to the determination (c)) The focus position is calculated by the three-point center-weighted average method.

ハ.(|LM−LF|≦kでかつ判別(c)により最近点LNが
画面中央以外の測距ポイントであった場合) 3点の単純平均方式により焦点位置を演算する。
C. (When | LM−LF | ≦ k and the closest point LN is a distance measuring point other than the center of the screen according to the determination (c)) The focus position is calculated by the simple averaging method of three points.

他方、上記において、判別(a)により最近点LNと中間
点LMとの差(|LN−LM|)が上記定数kよりも大きかった
場合(|LN−LM|≧k)が検出,選択されたケースについ
て述べると、最近点LNについての測距結果は上述のよう
に無効な情報とみなされている。そしてこのケースでは
更に、判別(d)および(e)によって異なる焦点位置
を決めるべき三つのシーンが場合分けされ、これに適合
した下記の三態様ニ,ホ,ヘの演算方式から夫々適合す
るものが選択されて焦点位置が算出される。
On the other hand, in the above, when the difference (| LN−LM |) between the closest point LN and the intermediate point LM is larger than the above constant k (| LN−LM | ≧ k) is detected and selected by the discrimination (a). As for the case, the ranging result for the nearest point LN is regarded as invalid information as described above. Further, in this case, three scenes for which different focus positions are to be determined are further divided into cases according to the discriminations (d) and (e), and one of the following three modes d, h, and f that are suitable for this is respectively adapted. Is selected and the focus position is calculated.

ニ.(上記条件,の少なくともいずれかが充足され
た場合) LNから焦点位置を演算する。
D. (When at least one of the above conditions is satisfied) Calculate the focus position from LN.

ホ.(上記条件,のいずれも充足されずかつ|LM−L
F|≧kである場合) LMから焦点位置を演算する。
E. (Neither of the above conditions is satisfied and | LM-L
When F | ≧ k) The focus position is calculated from LM.

ヘ.(上記条件,のいずれも充足されずかつ|LM−L
F|≦kである場合) LM,LFの平均値から焦点位置を演算する。
F. (Neither of the above conditions is satisfied and | LM-L
When F | ≦ k) The focus position is calculated from the average value of LM and LF.

以上の実施例において、上述した本実施例の特徴である
判別(a)〜(c)の結果は、上記場合分けされたうち
のロとハの演算態様が適合する演算として選択される。
In the above embodiment, the results of the determinations (a) to (c), which are the features of this embodiment described above, are selected as an operation that matches the operation modes of B and C among the cases divided above.

すなわちこれらロ,ハの場合は、|LN−LM|≦kでかつ|L
M−LF|≦kの条件が満足されているいわゆる3点が類似
的(近似的)な距離にあるシーンということができる
が、このようなシーンでも、例えば接写や背景が主被写
体のすぐ後にあるシーンなどでは、単純な3点平均の値
を基に焦点位置を演算すると焦点位置が後方に引かれて
しまう問題のあることは既に述べた。したがって本例の
自動焦点装置においては、上記のような接写や背景が主
被写体のすぐ後にあるシーンなどでは主被写体は中央に
あるのが普通であると考えて(そのように仮定して)、
まず最近点が画面の中央測距ポイントである場合には単
純平均でなく中央重視の平均を行なって焦点位置を求
め、その他の場合は単純平均方式を採用するようにした
のである。
That is, in these cases of b and c, | LN−LM | ≦ k and | L
It can be said that the so-called three points where the condition of M−LF | ≦ k is satisfied are at similar (approximate) distances. Even in such a scene, for example, a close-up shot or a background is immediately after the main subject. As described above, in a certain scene, there is a problem that the focus position is drawn backward when the focus position is calculated based on a simple average value of three points. Therefore, in the autofocus device of this example, it is considered that it is normal for the main subject to be in the center in the above-mentioned close-up shot or a scene in which the background is immediately behind the main subject (assuming that),
First, when the most recent point is the center distance measuring point on the screen, the focus is calculated by averaging with emphasis on the center instead of the simple average, and in other cases, the simple average method is adopted.

つまり簡単に言えば、3点が類似的(近似的)な距離に
ありかつ最近点が画面の中央測距ポイントである場合
は、最近点重視のシーンとみなし、その他の場合は最近
点は障害である等の可能性を考慮して最近点重視のシー
ンとはみなさないようにした方式であるということがで
きる。
That is, in short, if the three points are at similar (approximate) distances and the closest point is the center distance measuring point of the screen, it is regarded as a scene with emphasis on the closest point, and in other cases, the closest point is an obstacle. It can be said that it is a method that does not consider the scene to be the closest point in consideration of the possibility that it is.

上記中央重点の場合における焦点位置の演算は、焦点
(ピント)位置LPを例えば最近点のデータに重み付けを
した下記式により求めることで行なわれる。
The calculation of the focus position in the case of the center emphasis is performed by obtaining the focus position LP by the following formula in which the data of the closest point is weighted, for example.

ただしaはカメラの用途,レンズの焦点距離などを考慮
して決められる数値でa>1あり、2〜3程度の数値が
望ましい。また上式におけるLN,LM,LF,LPはすべてレン
ズ制御における繰出し量に換算した値である。
However, a is a numerical value that is determined in consideration of the application of the camera, the focal length of the lens, and the like, and has a> 1, and a numerical value of approximately 2 to 3 is desirable. Further, LN, LM, LF, and LP in the above equation are all values converted into the amount of extension in lens control.

実施例2 本発明に用いられる測距装置は、第1図に示した場合の
他、第5図に示した原理に従ったものであってもよい。
Embodiment 2 The distance measuring device used in the present invention may be based on the principle shown in FIG. 5 in addition to the case shown in FIG.

この測距方式の原理は、SSTと呼ばれるパッシブ方式の
ものであり、測距動作は基本的には二重合致方式に基づ
くものである。
The principle of this distance measuring method is that of a passive method called SST, and the distance measuring operation is basically based on the double matching method.

すなわち、二つの光学系によって得られる二つの像の位
置的な相関を見ることにより、距離データを得ようとす
るものである。
That is, the distance data is obtained by observing the positional correlation between the two images obtained by the two optical systems.

第5図はその原理を模式的に示したものであり、同図中
25は測距対象となる被写体である。受光レンズ26、ミラ
ー28,29はこの被写体25をその光学的軸線a上に照準す
るもので、基準測光学系と呼ばれる。これに対して受光
レンズ27、ミラー30,31は上記基準側光学系に対して基
準長Sを隔てて配置されるもので、参照側光学系を呼ば
れる。
Fig. 5 schematically shows the principle, and
25 is a subject to be measured. The light receiving lens 26 and the mirrors 28, 29 aim the subject 25 on its optical axis a, and are referred to as a reference optical system. On the other hand, the light receiving lens 27 and the mirrors 30 and 31 are arranged with a reference length S from the reference side optical system, and are called the reference side optical system.

以上の構成において、上記受光レンズ26,27によって捉
えられた被写体25の像はイメージセンサ32上に像形成さ
れ、基準側光学系に基づく像は基準視野A上に、また参
照光学系に基づく像は参照視野B上にそれぞれ形成され
る。
In the above structure, the image of the subject 25 captured by the light receiving lenses 26 and 27 is formed on the image sensor 32, the image based on the reference side optical system is on the reference visual field A, and the image based on the reference optical system. Are formed on the reference visual field B, respectively.

ここでいま被写体25が無限遠にあると仮定すれば、被写
体25は基準側および参照側各光学系のそれぞれの軸線a,
b上にくるため、各光学系による被写体像はそれぞれ基
準視野A上にIMBとして、また参照視野B上にIMR1とし
て形成される。これに対して被写体25が基準側光学系の
軸線a上を近づいてくると、参照光学系に対する被写体
25からの光路は傾いてくる。このため参照側光学系によ
る被写体25の像は、参照側視野B上にIMR2のようにズレ
てきる。したがって、基準視野A上の像IMBと同じ像が
参照視野B上のどの位置に形成されるかを検知すること
により、被写体までの距離を知ることができるのであ
る。
Assuming that the subject 25 is now at infinity, the subject 25 is the axis a of each of the reference side optical system and the reference side optical system,
In order to come to the upper side of b, the subject image by each optical system is formed as IMB on the standard visual field A and IMR1 on the reference visual field B, respectively. On the other hand, when the subject 25 approaches the axis a of the reference side optical system, the subject with respect to the reference optical system
The optical path from 25 is tilted. Therefore, the image of the subject 25 by the reference side optical system shifts on the reference side visual field B like IMR2. Therefore, by detecting at which position on the reference visual field B the same image as the image IMB on the standard visual field A is formed, the distance to the subject can be known.

第6図は、この測距装置を用いた本発明の実施例2の自
動焦点装置のプロック図を示している。
FIG. 6 shows a block diagram of an automatic focusing device according to a second embodiment of the present invention using this distance measuring device.

この図において9a,9b,9cはレンズ,ミラー,イメージセ
ンサからなる測距装置、10a,10b,10cはイメージセンサ
の出力から距離を算出する測距回路、11はインターフェ
ース回路である。
In the figure, 9a, 9b and 9c are distance measuring devices composed of a lens, a mirror and an image sensor, 10a, 10b and 10c are distance measuring circuits for calculating the distance from the output of the image sensor, and 11 is an interface circuit.

本例におけるMPU6も上記実施例1と同様にインターフェ
ース回路11を介して3点の測距結果を読み込み、焦点位
置は実施例1で説明した第4図のフローチャートに沿っ
て算出する。
The MPU 6 in this example also reads the distance measurement results at three points via the interface circuit 11 in the same manner as in the first embodiment, and the focus position is calculated according to the flowchart of FIG. 4 described in the first embodiment.

撮影レンズユニット8を制御する駆動回路7への制御出
力は上記算出結果に基づいて与えられる。
The control output to the drive circuit 7 that controls the taking lens unit 8 is given based on the above calculation result.

実施例3 第7図は本発明の実施例3の自動焦点装置における光学
配置図を示したものであり、この図において41はレンズ
要素、42はレンズ要素の瞳面の像を再結合するための小
レンズ群であり、一般に20個以上の数からなっている。
43〜46はCCD(チャージカップルドデバイス)素子など
からなる受光素子の各画素を示し、小レンズ42aに対し
ては画素43と44、小レンズ42bに対しては画素45と46が
対応する。画素43は小レンズ42aを通してアパーチャ48
部分に臨み、また画素44は小レンズ42aを通してアパー
チャ47部分に臨んでいる。同様に画素45は小レンズ42b
を通してアパーチャ48部分に臨み、画素46は小レンズ42
bを通してアパーチャ47部分に臨んでいる。
Embodiment 3 FIG. 7 is an optical layout diagram of an automatic focusing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, in which 41 is a lens element and 42 is for recombining images of the pupil plane of the lens element. It is a small lens group of, and generally consists of 20 or more.
Reference numerals 43 to 46 denote pixels of a light receiving element such as a CCD (charge coupled device) element. The pixels 43 and 44 correspond to the small lens 42a, and the pixels 45 and 46 correspond to the small lens 42b. Pixel 43 is aperture 48 through small lens 42a
The pixel 44 faces the aperture 47 through the small lens 42a. Similarly, pixel 45 is a small lens 42b
Through the aperture 48 part, the pixel 46 is a small lens 42
It faces the 47 part of the aperture through b.

ここでいま小レンズ42aをn番目、42bをn−1番目の小
レンズであるとすると、n番目のレンズを通してアパー
チャ48に臨む画素をAn、アパーチャ47に臨む画素をBn、
n−1番目のレンズを通してアパーチャ48に臨む画素を
An−1、アパーチャ47に臨む画素をBn−1とする。また
F面はレンズ41の焦点面にあたる。したがってレンズ41
が画面上左右方向で位置を変えることによってF面に正
しく結像する被写体距離は異なる。また合焦距離にある
物体の像をセンサの出力としてとらえる場合、An=Bn、
An−1=Bn−1となるのに対して、合焦距離にない物体
の像をとらえる時にはAn=Bm(ただしn≠m)となる。
If the small lens 42a is the nth lens and 42b is the (n-1) th small lens, the pixel facing the aperture 48 through the nth lens is An, the pixel facing the aperture 47 is Bn,
Pixels facing the aperture 48 through the (n-1) th lens
The pixel facing An-1 and the aperture 47 is Bn-1. Further, the F surface corresponds to the focal plane of the lens 41. Therefore lens 41
By changing the position in the left-right direction on the screen, the subject distance at which an image is correctly formed on the F plane differs. When capturing the image of an object at the in-focus distance as the output of the sensor, An = Bn,
An-1 = Bn-1, whereas An = Bm (where n ≠ m) when capturing an image of an object that is not at the in-focus distance.

第8図は、本発明の実施例3の自動焦点装置のブロック
図を示したものである。この図において、12は上記第7
図で説明した小レンズ群と受光素子列からなるセンサユ
ニット、13はA/D変換器、14はA/D変換器13の出力を3つ
のメモリーに振り分けるゲート、15,16,17はメモリー、
18ハインターフェース回路である。
FIG. 8 is a block diagram of an automatic focusing device according to the third embodiment of the present invention. In this figure, 12 is the seventh
A sensor unit consisting of the small lens group and the light receiving element array described in the figure, 13 is an A / D converter, 14 is a gate that divides the output of the A / D converter 13 into three memories, 15, 16 and 17 are memories,
18 Ha interface circuit.

以上の構成において、上記センサユニット12から得られ
た信号は、A/D変換器13でディジタル信号化され、ゲー
ト14で画素を3つのメモリーに振り分ける。これにより
3つの点を測距することができ、そしてこの3つのメモ
リー内容をMPU6が読み込みし、上記第4図で説明したフ
ローチャートに沿って既述の実施例1,2と同様に焦点位
置を算出し、この算出値に基づいて駆動回路7がレンズ
ユニット8を駆動制御する。
In the above configuration, the signal obtained from the sensor unit 12 is converted into a digital signal by the A / D converter 13, and the pixel is distributed to the three memories by the gate 14. This makes it possible to measure three points, and the MPU 6 reads the contents of these three memories and sets the focus position in the same manner as in the first and second embodiments described above according to the flowchart described in FIG. The drive circuit 7 controls the lens unit 8 based on the calculated value.

なお本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、
種々の変更した実施の態様のものとして実現できること
は言うまでもない。例えば判別(a)〜(c)と共に組
み合わせられる他の場合分けのための判別手段、各場合
分けされた時に適合するように準備される演算手段は上
記実施例のものに限定されるものでなく、設計するカメ
ラ等に求められる性能等に対応して既知の技術手段を適
宜選択して採用することができる。
The present invention is not limited to the above embodiments,
It goes without saying that it can be realized as various modified embodiments. For example, the discriminating means for other case classification combined with the discriminations (a) to (c), and the arithmetic means prepared so as to fit each case are not limited to those in the above-mentioned embodiment. The known technical means can be appropriately selected and used according to the performance required for the camera to be designed.

また画面内の測距ポイントは3点以上であってもよいこ
とは上述の通りであり、4点ないしそれ以上とした場合
の中間点,最遠点,最近点の決定は、例えば測距ポイン
トが第9図の様な4点の場合は、中央部の2つのポイン
トの測距結果の平均値もしくは、その2つのポイントの
近側の測距結果を中央部の測距結果とし、左右周辺部、
中央部の3つの測距結果より中間点、最遠点、最近点を
決定すればよい。
As described above, the number of distance measuring points on the screen may be three or more. When the number of distance measuring points is four or more, the intermediate point, the farthest point, and the closest point can be determined by, for example, the distance measuring points. In the case of 4 points as shown in Fig. 9, the average value of the distance measurement results of the two points in the central part or the distance measurement result of the near side of the two points is set as the distance measurement result of the central part. Department,
The midpoint, the farthest point, and the closest point may be determined from the three distance measurement results in the central portion.

また、測距ポイントが第10図の様な5点の場合は、第9
図の4点の様に中央部の3つのポイントの測距結果の平
均値もしくはその3つのポイント最近側の測距結果を中
央部の測距結果とし、左・右周辺部、中央部の3つの測
距結果より中間点、最遠点、最近点を決定しても良い
し、5つの測距結果のうち、一番近いものを最近点、三
番目のものを中間点、五番目のものを最遠点としてもよ
い。
If there are five distance measuring points as shown in Fig. 10,
As shown in the four points in the figure, the average value of the distance measurement results of the three points in the center or the distance measurement result of the three points closest to the center is used as the distance measurement result of the center. The midpoint, the farthest point, and the closest point may be determined from two distance measurement results. Of the five distance measurement results, the closest one is the closest point, the third one is the intermediate point, and the fifth one. May be the farthest point.

以上の実施例において、受光素子3,測距回路4又は受光
素子9a〜9c,測距回路10a〜10c又はセンサーユニット,A/
D変換器が、本発明の受光手段に相当しまたMPU6の第1,
第2の段階が本発明の測定手段に相当し、MPU6の第3段
階が本発明の信号形成手段に相当する。
In the above embodiment, the light receiving element 3, the distance measuring circuit 4 or the light receiving elements 9a to 9c, the distance measuring circuits 10a to 10c or the sensor unit, A /
The D converter corresponds to the light receiving means of the present invention, and also includes the first and the first MPU6.
The second step corresponds to the measuring means of the present invention, and the third step of the MPU 6 corresponds to the signal forming means of the present invention.

(発明の効果) 以上説明したように本発明によれば、複雑な操作を必要
とすることなく所望の対象物に高率でピントの合う焦点
調節信号形成装置が提供できるものである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to provide a focus adjustment signal forming apparatus that can focus on a desired object at a high rate without requiring a complicated operation.

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

図面第1図は本発明よりなる実施例1の自動焦点装置で
用いられる測距原理を説明する図、第2図は実施例1の
自動焦点装置の構成概要をブロック図で示した図、第3
図は実施例1において用いられる投光装置の一例を示し
た図、第4図は実施例1のマイクロコンピュータにおい
て行なわれる焦点検出のための手順を説明するフローチ
ャート、第5図は実施例2の自動焦点装置で用いられる
測距原理を説明する図、第6図は実施例2の自動焦点装
置の構成概要をブロック図で示した図、第7図は実施例
3の自動焦点装置で用いられる測距原理を説明する図、
第8図は実施例3の自動焦点装置の構成概要をブロック
図で示した図である。 第9図、第10図は画面内の測距点を4点、5点とした場
合を説明する図である。 1a,1b,1c:投光素子、2:発光制御回路 3:受光素子、4:測距回路 5:インターフェース回路 6:マイクロ・プロセッサ・ユニット(MPU) 7:駆動回路、8:撮影レンズユニット 9a,9b,9c:受光素子、10a,10b,10c:測距回路 11:インターフェース回路 12:センサユニット、13:A/D変換器 14:ゲート、15,16,17:メモリ 18:インターフェース回路 21:投光レンズ、22:投光素子 23:受光レンズ、24:受光素子 25:被写体、26:投光レンズ 27:受光レンズ、28,29:ミラー 30,31:ミラー、32:イメージセンサ 41:レンズ要素、42:小レンズ群 42a,42b:小レンズ、43,44,45,46:画素 47,48:アパーチャ
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of distance measurement used in the automatic focusing device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the schematic configuration of the automatic focusing device according to the first embodiment. Three
FIG. 4 is a diagram showing an example of a light projecting device used in the first embodiment, FIG. 4 is a flow chart illustrating a procedure for focus detection performed in the microcomputer of the first embodiment, and FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining the principle of distance measurement used in the automatic focusing device, FIG. 6 is a block diagram showing the schematic configuration of the automatic focusing device of the second embodiment, and FIG. 7 is used in the automatic focusing device of the third embodiment. Figure explaining the ranging principle,
FIG. 8 is a block diagram showing the outline of the configuration of the automatic focusing device according to the third embodiment. FIG. 9 and FIG. 10 are diagrams for explaining the case where the distance measuring points on the screen are four and five. 1a, 1b, 1c: Emitter element, 2: Light emission control circuit 3: Light detector element, 4: Distance measuring circuit 5: Interface circuit 6: Microprocessor unit (MPU) 7: Driving circuit, 8: Photographic lens unit 9a , 9b, 9c: Light receiving element, 10a, 10b, 10c: Distance measuring circuit 11: Interface circuit 12: Sensor unit, 13: A / D converter 14: Gate, 15, 16, 17: Memory 18: Interface circuit 21: Light emitting lens, 22: Light emitting element 23: Light receiving lens, 24: Light receiving element 25: Subject, 26: Light emitting lens 27: Light receiving lens, 28, 29: Mirror 30, 31: Mirror, 32: Image sensor 41: Lens Element, 42: Small lens group 42a, 42b: Small lens, 43, 44, 45, 46: Pixel 47, 48: Aperture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】視野方向に点在する複数の物体からの光を
受光することにより前記複数の物体のそれぞれの距離に
関連した信号を形成するための受光手段と、前記複数の
物体の視野方向の相対位置関係及び前記複数の物体の遠
近関係に基づいて視野中央に位置する物体が最も近距離
であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判
定結果に応じて焦点調節信号を形成する信号形成手段と
を有することを特徴とする焦点調節信号形成装置。
1. Light receiving means for receiving light from a plurality of objects scattered in the visual field direction to form signals related to respective distances of the plurality of objects, and visual field directions of the plurality of objects. Determination means for determining whether or not the object located in the center of the visual field is the shortest distance based on the relative positional relationship and the perspective relationship of the plurality of objects, and a focus adjustment signal according to the determination result of the determination means. A focus adjustment signal forming device, comprising: a signal forming means for forming.
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JP62101382A JPH0769513B2 (en) 1987-04-24 1987-04-24 Focus control signal forming device
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