JPS58217906A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
- Publication number
- JPS58217906A JPS58217906A JP10075882A JP10075882A JPS58217906A JP S58217906 A JPS58217906 A JP S58217906A JP 10075882 A JP10075882 A JP 10075882A JP 10075882 A JP10075882 A JP 10075882A JP S58217906 A JPS58217906 A JP S58217906A
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- Japan
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- maximum
- image
- element array
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
- G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
- G02B7/38—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals measured at different points on the optical axis, e.g. focussing on two or more planes and comparing image data
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、カメラ等光学系の自動焦点検出装置、詳しく
はカメラ等の結像光学系により形成される物体像を多数
の光電変換素子から成る受光装置で受け、この受光装置
の出力に基づいて合焦状態を検出するようにした自動焦
点検出装置に関するものである。
はカメラ等の結像光学系により形成される物体像を多数
の光電変換素子から成る受光装置で受け、この受光装置
の出力に基づいて合焦状態を検出するようにした自動焦
点検出装置に関するものである。
従来、この種の自動焦点検出装置としては、結像光学系
の予定の合焦面と等価な面の前後に、電荷転送装置ある
いはホトダイオードアレイ等の自己走査型受光素子列を
配置し、それぞれの受光素子列上に結像された前記結像
光学系による像の鮮明度を評価、比較して焦点はいずれ
の方向や合焦状態を検出する第1図に示した如き光学系
配置をもったものがよく知られている。同図は、−眼レ
フレックスカメラの光学系に適用した場合の概要を示し
たもので、結像光学系すなわち撮影レンズ1からの光束
を、少なくとも一部が半透鏡から成るはね上げミラー2
によって2分割し、その一方は図示しない上方のファイ
ンダ系に導くとともに、・、。
の予定の合焦面と等価な面の前後に、電荷転送装置ある
いはホトダイオードアレイ等の自己走査型受光素子列を
配置し、それぞれの受光素子列上に結像された前記結像
光学系による像の鮮明度を評価、比較して焦点はいずれ
の方向や合焦状態を検出する第1図に示した如き光学系
配置をもったものがよく知られている。同図は、−眼レ
フレックスカメラの光学系に適用した場合の概要を示し
たもので、結像光学系すなわち撮影レンズ1からの光束
を、少なくとも一部が半透鏡から成るはね上げミラー2
によって2分割し、その一方は図示しない上方のファイ
ンダ系に導くとともに、・、。
他方はそのはね上げミラー2の後方に配置した全反射ミ
ラー8によって下方のビームスプリッタ−4に導き、こ
こでさらに2分割して、前記撮影レンズ1の予定結像面
5(フィルム面)と共役な面を挾んで、その面から一定
距離を隔てた位置に配置した2租の受光素子列6,7の
それぞれに結像させている。上述のように配置された受
光素子列6.7からの出力を演算処理して、受光素子列
上に投影される像の鮮明度を求め、これに上り焦点状態
を検出するようにしている。この鮮明度を求める処理回
路としては、第2図に示した構成のものがよく知られて
いる。
ラー8によって下方のビームスプリッタ−4に導き、こ
こでさらに2分割して、前記撮影レンズ1の予定結像面
5(フィルム面)と共役な面を挾んで、その面から一定
距離を隔てた位置に配置した2租の受光素子列6,7の
それぞれに結像させている。上述のように配置された受
光素子列6.7からの出力を演算処理して、受光素子列
上に投影される像の鮮明度を求め、これに上り焦点状態
を検出するようにしている。この鮮明度を求める処理回
路としては、第2図に示した構成のものがよく知られて
いる。
すなわち、各受光素子列6,7の各出力をAnおよびB
nとすると、その一方のたとえば受光素子列6の出力A
n ’t”読出し制御回路8によって順次読み出して2
分し、その方は遅延回路9を介し、他方は直接にそれぞ
れ減算回路10に導いて(AH−AH+1 )を求める
。次にこれを絶対値回路】1でl A41− AH+1
jに変換し、第1のピークホールド回路12に差の絶
対値の最大のもの、すなわちl An−An−i 1
MAXを保持する。読出し制御回路8は、次に他方の受
光素子列7の読み出しを開始し、その出力Bnを同様な
過程で処理して第2のピークホールド回路18に+ 1
3n −BH+11 MAXを保持する。この時点で、
前記第1および第2のピークホールド回路12.18の
出力が入力となるように構成した差動増幅器】4の出方
は、I An−Anti IMAX ! Bn B
n+i 1aAx k出力し、その正負によって焦点は
ずれの方向が判別でき、これを表示回路]5によって撮
影者に知覚させるようにしている。またこの差が零また
は成る範囲内になったときに合焦状態を表示することも
できる。
nとすると、その一方のたとえば受光素子列6の出力A
n ’t”読出し制御回路8によって順次読み出して2
分し、その方は遅延回路9を介し、他方は直接にそれぞ
れ減算回路10に導いて(AH−AH+1 )を求める
。次にこれを絶対値回路】1でl A41− AH+1
jに変換し、第1のピークホールド回路12に差の絶
対値の最大のもの、すなわちl An−An−i 1
MAXを保持する。読出し制御回路8は、次に他方の受
光素子列7の読み出しを開始し、その出力Bnを同様な
過程で処理して第2のピークホールド回路18に+ 1
3n −BH+11 MAXを保持する。この時点で、
前記第1および第2のピークホールド回路12.18の
出力が入力となるように構成した差動増幅器】4の出方
は、I An−Anti IMAX ! Bn B
n+i 1aAx k出力し、その正負によって焦点は
ずれの方向が判別でき、これを表示回路]5によって撮
影者に知覚させるようにしている。またこの差が零また
は成る範囲内になったときに合焦状態を表示することも
できる。
上記の従来例のものは、比較的簡単な回路構成により合
焦の検出ができるが、像の鮮明度の評価値として、多数
の画像データの中から最大傾斜値の変化のみに着目して
いるため、デフォーカス量に対する評価値の変化が、第
8図に、各受光素子゛判別に求めて実線で示したF、
、 F、のようになだらかなものになり、被写体によっ
ては十分な合焦精度が得られない欠点があった。
焦の検出ができるが、像の鮮明度の評価値として、多数
の画像データの中から最大傾斜値の変化のみに着目して
いるため、デフォーカス量に対する評価値の変化が、第
8図に、各受光素子゛判別に求めて実線で示したF、
、 F、のようになだらかなものになり、被写体によっ
ては十分な合焦精度が得られない欠点があった。
本発明の目的は、上記の欠点を改善するため、上記の従
来例と同程度の比較的簡単な回路構成によシ、鋭い評価
値曲線の変化を得られるようにした合焦検出精度の高い
合焦検出装置を提供しようとするものである。
来例と同程度の比較的簡単な回路構成によシ、鋭い評価
値曲線の変化を得られるようにした合焦検出精度の高い
合焦検出装置を提供しようとするものである。
本発明の焦点検出装置は、結像光学系にょ多形成される
物体像を受光素子列によって光電変換し、この光電変換
出力によって物体像の鮮明度を評価する焦点検出装置に
おいて、前記受光素子列上に形成された像の強度分布の
登シ勾配の傾斜の最大値を検出する手段と、同様に下シ
勾配の傾斜の最大値を検出する手段き、それら両手段か
ら得られた最大値の和を得る手段とを具え、その和の大
きさによシ像の鮮明度を評価することを特徴とするもの
である。
物体像を受光素子列によって光電変換し、この光電変換
出力によって物体像の鮮明度を評価する焦点検出装置に
おいて、前記受光素子列上に形成された像の強度分布の
登シ勾配の傾斜の最大値を検出する手段と、同様に下シ
勾配の傾斜の最大値を検出する手段き、それら両手段か
ら得られた最大値の和を得る手段とを具え、その和の大
きさによシ像の鮮明度を評価することを特徴とするもの
である。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す、る。
本発明の実施例として、光学系の構成は、第1図に示し
た従来のものと同一構成のものを用いるものとして説明
する。よって第1図に示した構成については、さきに説
明済であるのでここでは説明を省略する。
た従来のものと同一構成のものを用いるものとして説明
する。よって第1図に示した構成については、さきに説
明済であるのでここでは説明を省略する。
第4図は、第1図における各受光素子列6,7からの出
力を演算処理するためのこの実施例における回路構成の
一例を示すブロック線図であって、第2図に示した従来
の演算処理回路と同一機能部分は同一符号を付しである
。
力を演算処理するためのこの実施例における回路構成の
一例を示すブロック線図であって、第2図に示した従来
の演算処理回路と同一機能部分は同一符号を付しである
。
受光素子列6および7は、読出し制御回路8からの制御
信号によって順次読み出される。すなわち、まず、一方
の受光素子列6を構成する各受光素子の出力Anが順次
読み出され、遅延回路9と減算回路10とKよって隣接
する受光素子間の出力の差(An Anti )が計
算され、第1の最大値・最小値保持回路16に入力する
。
信号によって順次読み出される。すなわち、まず、一方
の受光素子列6を構成する各受光素子の出力Anが順次
読み出され、遅延回路9と減算回路10とKよって隣接
する受光素子間の出力の差(An Anti )が計
算され、第1の最大値・最小値保持回路16に入力する
。
第1の最大値・最小値保持回路16は、例えば第5図に
示したような回路構成を有している。すなわち、信号入
力端子16−]に加わる入方電圧・1q16−8の出力
が高レベルとなシ、ホールドパルス入力端子16−4’
に介して加えられる前記読出し制御回路8からのホール
ドパルスが第1のANDゲー)16−5を通じて第1の
アナログケート16−6に印加され、前記入力電圧(A
41−Ar1+1 )がコンデンサー16−2に保持さ
れるようになっている。また逆に、入力電圧(AHAn
+1)が第2のコンデンサー16−7に保持されている
電圧よりも小さい時は第2の比較器16−8の出力が高
レベルとなり、ホールドパルス入力端子16−4からの
ホールドパルスが、第2のアンドゲート16−9を通じ
て第2のアナログゲート16−10に印加されるので、
第2のコンデンサー16−7の電位は、新たな入力電圧
(All −Ayl+1 )の値となる。なお、この時
の第1の比較器】6−8の出力は、低レベルであり第1
のコンデンサー16−2の保持電圧は変化しないことは
自明である。
示したような回路構成を有している。すなわち、信号入
力端子16−]に加わる入方電圧・1q16−8の出力
が高レベルとなシ、ホールドパルス入力端子16−4’
に介して加えられる前記読出し制御回路8からのホール
ドパルスが第1のANDゲー)16−5を通じて第1の
アナログケート16−6に印加され、前記入力電圧(A
41−Ar1+1 )がコンデンサー16−2に保持さ
れるようになっている。また逆に、入力電圧(AHAn
+1)が第2のコンデンサー16−7に保持されている
電圧よりも小さい時は第2の比較器16−8の出力が高
レベルとなり、ホールドパルス入力端子16−4からの
ホールドパルスが、第2のアンドゲート16−9を通じ
て第2のアナログゲート16−10に印加されるので、
第2のコンデンサー16−7の電位は、新たな入力電圧
(All −Ayl+1 )の値となる。なお、この時
の第1の比較器】6−8の出力は、低レベルであり第1
のコンデンサー16−2の保持電圧は変化しないことは
自明である。
以上の過程が、第6図に示したタイミング、すなわち同
図(a)に示した受光素子列読み出し用のビデオクロッ
クに対し、同図(b)に示したようにそのビデオクロッ
クと同一周期のホールドパルスによって、受光素子の数
だけ繰り返され九時点で、例えば第7図に示したような
受光素子列の出力の場合、第1のコンデンサー16−2
には下り勾配の傾斜の最大値a1第2のコンデンサー1
6−7には登り勾配の傾斜の最大値(W、位置には最小
値)−すの電圧が保持されることとなる。これらの電圧
a、−bを出力端子1B−11および16−12から第
4図に示すように差動増幅器】7に導けば、その出力と
してa十すの出力電圧が得られる。
図(a)に示した受光素子列読み出し用のビデオクロッ
クに対し、同図(b)に示したようにそのビデオクロッ
クと同一周期のホールドパルスによって、受光素子の数
だけ繰り返され九時点で、例えば第7図に示したような
受光素子列の出力の場合、第1のコンデンサー16−2
には下り勾配の傾斜の最大値a1第2のコンデンサー1
6−7には登り勾配の傾斜の最大値(W、位置には最小
値)−すの電圧が保持されることとなる。これらの電圧
a、−bを出力端子1B−11および16−12から第
4図に示すように差動増幅器】7に導けば、その出力と
してa十すの出力電圧が得られる。
以上の演算が終了すると、読出し制御回路8からの制御
信号により読み出すべき受光素子列6が7に、また第1
の最大・最小保持回路16から第2の最大値・最小値保
持回路16′にそれぞれ切り換えられて、受光素子列7
の出力Bnが順次読み蒋 出され、遅延回路9と減算回路10とによって、(BH
−BH+1 )が計算され、さきに第5図で説明したと
同じ構成を有する第2の最大値・最小値保持回路16′
に加えられることとなり、この最大値・最小値保持回路
16′には(Bl −B1+1 )の正の最大値a′と
負の最小値−b′が格納される。従って、差動増幅器1
7′は(a’ + b’)を出力するので、この出ブバ
a′+b勺と前記差動増幅器17の出力a+bt’差動
増幅器14によって比較して焦点ずれ方向を判別するよ
うにすれば、精度高く合焦状態を検出することができる
。従って、その比較結果に応じて表示回路を動作させ、
もしくは撮影レンズlを駆動して焦点を自動制御すれば
よい。
信号により読み出すべき受光素子列6が7に、また第1
の最大・最小保持回路16から第2の最大値・最小値保
持回路16′にそれぞれ切り換えられて、受光素子列7
の出力Bnが順次読み蒋 出され、遅延回路9と減算回路10とによって、(BH
−BH+1 )が計算され、さきに第5図で説明したと
同じ構成を有する第2の最大値・最小値保持回路16′
に加えられることとなり、この最大値・最小値保持回路
16′には(Bl −B1+1 )の正の最大値a′と
負の最小値−b′が格納される。従って、差動増幅器1
7′は(a’ + b’)を出力するので、この出ブバ
a′+b勺と前記差動増幅器17の出力a+bt’差動
増幅器14によって比較して焦点ずれ方向を判別するよ
うにすれば、精度高く合焦状態を検出することができる
。従って、その比較結果に応じて表示回路を動作させ、
もしくは撮影レンズlを駆動して焦点を自動制御すれば
よい。
すなわち、前記各最大値・最小値保持回路16および1
6′の出力として得られた像の鮮明度の評価fllI(
a+b)および(a’十bり)の変化は、第3図にS、
、 、 S、なる符号を付して点線で示したように、従
来の評価値の変化に比ベデフォーカス方向について大き
な値をもって変化するので、各受光素子列6.7上の物
体像の合焦状態を精度高くしかも容易に検出し得る。第
1図によって説明したように各受光素子列6,7は、撮
影レンズ1の予定結像面の前後の等しい距離の位置に設
定しであるので、第8図の80およびS、で示した評価
値が等しくなった時、前記撮影レンズ1は予定結像面に
合焦したこととなる。
6′の出力として得られた像の鮮明度の評価fllI(
a+b)および(a’十bり)の変化は、第3図にS、
、 、 S、なる符号を付して点線で示したように、従
来の評価値の変化に比ベデフォーカス方向について大き
な値をもって変化するので、各受光素子列6.7上の物
体像の合焦状態を精度高くしかも容易に検出し得る。第
1図によって説明したように各受光素子列6,7は、撮
影レンズ1の予定結像面の前後の等しい距離の位置に設
定しであるので、第8図の80およびS、で示した評価
値が等しくなった時、前記撮影レンズ1は予定結像面に
合焦したこととなる。
以上の実施例の説明から明らかなように、本発明におい
ては、結像光学系により形成される物体像を受光素子列
によって光電変換し、この光電変換出力によって物体像
の鮮明度を評価するにあたり、前記受光素子列上に形成
される像の強度分布の正の最大傾斜と負の最大傾斜を検
出し、これらの和をもって評価するようにしたものであ
るから、第8図にS およびS、なる符号を付して点線
で示したように、デフォーカス量に対する評価値の変化
が急峻となり、合焦検出精度を大幅に向上させ得る効果
がある。また演算処理回路も、従来装置では必要であっ
た絶対値回路な必要としないことを考慮すると、従来の
ものとtlぼ同程度の規模で実現し得るので、最少の回
路構成により高精度な合焦検出を可能とした合焦検出装
置が提供できる。
ては、結像光学系により形成される物体像を受光素子列
によって光電変換し、この光電変換出力によって物体像
の鮮明度を評価するにあたり、前記受光素子列上に形成
される像の強度分布の正の最大傾斜と負の最大傾斜を検
出し、これらの和をもって評価するようにしたものであ
るから、第8図にS およびS、なる符号を付して点線
で示したように、デフォーカス量に対する評価値の変化
が急峻となり、合焦検出精度を大幅に向上させ得る効果
がある。また演算処理回路も、従来装置では必要であっ
た絶対値回路な必要としないことを考慮すると、従来の
ものとtlぼ同程度の規模で実現し得るので、最少の回
路構成により高精度な合焦検出を可能とした合焦検出装
置が提供できる。
なお、上述した実施例では本発明を像の鮮明度を評価値
として用いるボケ像方式に適用したが、他の方式にも適
用することもできる。
として用いるボケ像方式に適用したが、他の方式にも適
用することもできる。
第1図は、従来の焦点検出装置における代表的な光学系
の配置構成図、 第2図は、従来の焦点検出装置における受光素子列出力
の演算処理のためのブロック線図、第3図は、従来装置
による評価値曲線と本発明装置による評価値曲線の比較
図、 第4図は、本発明装置の演瀞、処理回路の構成の一例を
示すブロック線図、 第5図は、最大値・最小値保持回路の具体的な回路構成
の一例図、 第6図は、本発明の動作のタイミングを説明するだめの
波形図、 第7図は、本発明における評価値を説明するための受光
素子列の出力の一例を示す図である。 1・・・撮影レンズ、2・・・はね上げミラー、3・・
・全反射ミラー、4・・ビームスプリッタ−15・・・
予定結像面、6.7・・受光素子列、8・・・読出し制
御回路、9・・遅延回路、10・・・減算回路、11・
・・絶対値回路、12.18・ピーク箋ホールド回路、
入力端子、16−2.16−7・・保持コンデンサー、
16−8.16−8・・比較器、16−4・・ホールド
パルス入力端子、16−5.16−9・・・ANDゲー
ト、] 6−6 、 ] ]6−10・・・アナロググ
ー)、16−11・・・正の保持電圧出力端子、16−
12・・・負の保持電圧出力端子。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第3図 第4図
の配置構成図、 第2図は、従来の焦点検出装置における受光素子列出力
の演算処理のためのブロック線図、第3図は、従来装置
による評価値曲線と本発明装置による評価値曲線の比較
図、 第4図は、本発明装置の演瀞、処理回路の構成の一例を
示すブロック線図、 第5図は、最大値・最小値保持回路の具体的な回路構成
の一例図、 第6図は、本発明の動作のタイミングを説明するだめの
波形図、 第7図は、本発明における評価値を説明するための受光
素子列の出力の一例を示す図である。 1・・・撮影レンズ、2・・・はね上げミラー、3・・
・全反射ミラー、4・・ビームスプリッタ−15・・・
予定結像面、6.7・・受光素子列、8・・・読出し制
御回路、9・・遅延回路、10・・・減算回路、11・
・・絶対値回路、12.18・ピーク箋ホールド回路、
入力端子、16−2.16−7・・保持コンデンサー、
16−8.16−8・・比較器、16−4・・ホールド
パルス入力端子、16−5.16−9・・・ANDゲー
ト、] 6−6 、 ] ]6−10・・・アナロググ
ー)、16−11・・・正の保持電圧出力端子、16−
12・・・負の保持電圧出力端子。 特許出願人 オリンパス光学工業株式会社第3図 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 16 結像光学系により形成される物体像を受光素子
列によって光電変換し、この光電変換出力によって物体
像の鮮明度を評価する焦点検出装置において、前記受光
素子列上に形成された傷の強度分布の登り勾配の傾斜の
最大値を検出する手段と、同様に下り勾配の傾斜の最大
値を検出する手段と、それら両手段から得られた最大値
の和を得る手段とを具え、その和の大きさにより像の鮮
明度を評価することを特徴とする焦点検出装置。 区 前記受光素子列は、前記結像光学系の予定結像面の
前後に配置された2組からなり、それら各組の受光素子
判別に得られた前記の和を前記像の鮮明度を評価する評
価値にして比較することにより前記結像光学系の合焦状
態を検出するように構成したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項に記載の焦点検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10075882A JPS58217906A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10075882A JPS58217906A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 焦点検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58217906A true JPS58217906A (ja) | 1983-12-19 |
Family
ID=14282406
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10075882A Pending JPS58217906A (ja) | 1982-06-14 | 1982-06-14 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58217906A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112074765A (zh) * | 2018-05-01 | 2020-12-11 | 纳米电子成像有限公司 | 用于自动显微镜聚焦的系统、装置和方法 |
-
1982
- 1982-06-14 JP JP10075882A patent/JPS58217906A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112074765A (zh) * | 2018-05-01 | 2020-12-11 | 纳米电子成像有限公司 | 用于自动显微镜聚焦的系统、装置和方法 |
EP3788425A4 (en) * | 2018-05-01 | 2022-01-26 | Nanotronics Imaging, Inc. | AUTOMATIC MICROSCOPE FOCUSING SYSTEMS, DEVICES AND METHODS |
US11520133B2 (en) | 2018-05-01 | 2022-12-06 | Nanotronics Imaging, Inc. | Systems, devices and methods for automatic microscope focus |
US11796785B2 (en) | 2018-05-01 | 2023-10-24 | Nanotronics Imaging, Inc. | Systems, devices and methods for automatic microscope focus |
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