JPS6017414A - Focus detecting device - Google Patents
Focus detecting deviceInfo
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- JPS6017414A JPS6017414A JP12523083A JP12523083A JPS6017414A JP S6017414 A JPS6017414 A JP S6017414A JP 12523083 A JP12523083 A JP 12523083A JP 12523083 A JP12523083 A JP 12523083A JP S6017414 A JPS6017414 A JP S6017414A
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- focus
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- cell
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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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、受光素子アレイを用いたカメラ用等の焦点検
出装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a focus detection device for a camera or the like using a light receiving element array.
近年、各種の産業用、民生用機器において、対象物(被
写体等)の距離(または、ピント)等を、自動的に測定
する(または回答する)システムが要求されている。例
えば、カメラ用として期待されるオートフォーカスシス
テムは、自動的にピントを合わせる(又は、被写体まで
の距離を測る)代表的なものである。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a demand for systems that automatically measure (or answer) the distance (or focus) of objects (such as subjects) in various industrial and consumer devices. For example, autofocus systems expected for cameras are typical systems that automatically focus (or measure the distance to a subject).
従来の受光素子(CCD、SPD等)を用いた位置検出
用の代表的なシステムとして、三角測量タイプ(一対象
合致式)が実用化されている。しかるに、これらのシス
テムの一部は、ピント合わせ精度の問題や、前ピン−後
ピン等の判定機能に不十分な点があった。そこで本件発
明者はこのような従来のものの問題点に対策を講じた焦
点検出装置を既に開発しており、以下この焦点検出装置
について説明する。As a representative system for position detection using conventional light receiving elements (CCD, SPD, etc.), a triangulation type (one-object matching type) has been put into practical use. However, some of these systems have problems with focusing accuracy and insufficient functions to determine whether front focus is back focus or the like. Therefore, the inventor of the present invention has already developed a focus detection device that takes measures to address the problems of the conventional device, and this focus detection device will be described below.
上記本件発明者が既に開発した焦点検出装置は、被写体
から入射する入射光が、空間的に隔てられた第1および
第2の通路を通って、第1および第2の結像光学系を通
過し、結像光学系の固定焦点面に位置する第1および第
2の一対の受光素子アレイ上に、各々結像が生ずるよう
になっている。In the focus detection device already developed by the inventor of the present invention, incident light from a subject passes through first and second imaging optical systems through first and second passages that are spatially separated. However, images are formed on a pair of first and second light receiving element arrays located at a fixed focal plane of the imaging optical system.
この時、各受光素子アレイは、N個(長さ方向に、受光
素子をN等分したもので、分割数NとしてはN−4,N
=8.N=16等任意に選べる。)に等間隔に分割して
作られており、前記入射光が前記第1および第2の受光
素子アレイに到達、結像する時、入射する光の強度に依
存した照度分布信号が、上記第1および第2の受光素子
アレイから得られ、以下に説明する重み付は回路、積分
回路、除算回路、比較回路等で上記信号が演算処理され
、合焦、前ピン、後ピンの検出及び判定が可能となるも
のである。At this time, each light-receiving element array has N pieces (light-receiving elements are divided into N equal parts in the length direction, and the number of divisions N is N-4, N
=8. Can be arbitrarily selected such as N=16. ), and when the incident light reaches the first and second light receiving element arrays and forms an image, an illuminance distribution signal that depends on the intensity of the incident light The above-mentioned signals obtained from the first and second light receiving element arrays are processed by a weighting circuit, an integrating circuit, a dividing circuit, a comparing circuit, etc., which will be explained below, to detect and determine focus, front focus, and rear focus. is possible.
上記装置をより詳細に説明する。The above device will be explained in more detail.
第1図において、1は光源となる被写体Sであり、この
被写体Sからの光は空間的に隔てられた第1の通路2お
よび第2の通路3を通って、第1および第2のレンズ(
結像光学系)4,5を通過し、その固定焦点面に第1.
第2の受光素子アレイ(CCD等)6,7が位置してい
るので、該被写体Sの像は受光素子アレイ6.7の上に
結像する。In FIG. 1, 1 is a subject S serving as a light source, and light from this subject S passes through a first passage 2 and a second passage 3 that are spatially separated, and then passes through a first and second lens. (
(imaging optical system) 4, 5, and the first image is formed on its fixed focal plane.
Since the second light-receiving element array (CCD or the like) 6, 7 is located, the image of the subject S is formed on the light-receiving element array 6.7.
また、第1.第2のレンズ4,5の近傍に対物レンズ9
が位置しており、被写体Sからの光は光路8を経て対物
レンズ9を通過し、その固定焦点面に、フィルム面10
が位置している。ここで第1゜Φ
第2レンズ4,5を介して、第1.第2の受光素子アレ
イ6.7の面で焦点が合った時、上記フィルム面10で
焦点が合う様、上記4〜10の結像光学系はあらかじめ
設定しである。Also, 1st. An objective lens 9 is placed near the second lenses 4 and 5.
is located, and the light from the subject S passes through the objective lens 9 via the optical path 8, and the film plane 10 is located at the fixed focal plane.
is located. Here, the first .phi. The imaging optical systems 4 to 10 are set in advance so that when the second light-receiving element array 6.7 is in focus, the film plane 10 is in focus.
また、第1.第2のレンズ4.5は全く同じレンズ(焦
点距離、ガラスの材質、口径等)で、被写体Sからほと
んど光学的に等価な関係で同じ位置にあり、双方のレン
ズは全く同じ動き(2つのレンズが同じ板面上に一体に
作られ、同期して動く場合も含む)をするものとし、同
様に上記第1゜第2の受光素子アレイ6.7も、被写体
Sからほとんど光学的に等価な関係で同じ位置(2つの
受光素子アレイが同じ板面上に一体に作られ、上記第1
.第2のレンズの固定焦点の位置に置かれる場合も含む
)に置かれている。Also, 1st. The second lens 4.5 is exactly the same lens (focal length, glass material, aperture, etc.) and is located at the same position from the subject S in an almost optically equivalent relationship, and both lenses move exactly the same (two (including cases in which the lenses are integrally formed on the same plate surface and move synchronously), and similarly, the first and second light receiving element arrays 6.7 are also almost optically equivalent from the subject S. (the two light receiving element arrays are integrally formed on the same plate surface, and the first
.. (including the case where it is placed at the fixed focal point position of the second lens).
つぎに−上記第1.第2の受光素子アレイ6゜7から得
られた照度分布信号は−重み付は機能。Next - above 1. The illuminance distribution signal obtained from the second light-receiving element array 6°7 is weighted.
積分機能、除算機能、比較機能、極性判定機能等を有す
る信号処理回路(演算処理回路)11に入り、演算処理
され、合焦信号、前ピン、後ビン信号を発生し、これら
の信号は出力制御回路121こ入る。この出力制御回路
12にはモータ駆動出力部があり、前ピンの時はプラス
信号が出てす/<−シブルモータ13を正転させ(負帰
還させ)、徐々にピントのズレ量を減じ、合焦時はモー
タ駆動出力がOになり、その時モータ13はストップし
、ピントが合った状態となる。The signal enters a signal processing circuit (arithmetic processing circuit) 11 having an integral function, a division function, a comparison function, a polarity judgment function, etc., is subjected to arithmetic processing, and generates a focus signal, front focus, and rear bin signals, and these signals are output. A control circuit 121 is inserted. This output control circuit 12 has a motor drive output section, and when the front focus is on, a positive signal is output. When the object is in focus, the motor drive output becomes O, the motor 13 stops, and the object is in focus.
また、後ピンの時はマイナス信号が出てモータMを逆転
させ(負帰還させ)、同様にピントの合った時にモータ
13はストップし一焦点検出機能が得られる。Also, when the rear focus is achieved, a negative signal is output to reverse the motor M (negative feedback), and similarly, when the focus is achieved, the motor 13 is stopped and a single focus detection function is obtained.
第2図は、合焦時、非合焦時(前ピン、後ピン)の物体
(光源S)と、結像光学系の動作状態を示す概略図であ
る。FIG. 2 is a schematic diagram showing the object (light source S) and the operating state of the imaging optical system when in focus and out of focus (front focus, back focus).
第3図は、第2図の各動作状態(合焦、前ピン。Figure 3 shows each operating state (focus, front focus, etc.) in Figure 2.
後ピン)時における一同一の第1.第2の受光素子アレ
イ6.7に、物体からの光束が結像した様子を示してい
る。The same 1st . The image of the light beam from the object is shown on the second light-receiving element array 6.7.
次に第2図、第3図を用いて一合焦時、非合焦時に、同
一の第1.第2の受光素子アレイ6.7に物体からの光
束が結像する過程と、受光素子アレイ上での結像の動き
を説明する。Next, using FIGS. 2 and 3, the same 1. The process in which a light beam from an object forms an image on the second light receiving element array 6.7 and the movement of the image on the light receiving element array will be explained.
第2図において、第1の受光素子アレイ6が上から下方
向に、阻−1から隘−16の順に配列しであるとき、第
2の受光素子アレイ7はその逆になる様一つまり下から
上方向に、阻−1からm、−16の順に配列する。In FIG. 2, when the first light-receiving element array 6 is arranged in the order from top to bottom from block 1 to block 16, the second light-receiving element array 7 is arranged in the reverse order, that is, downward. From above, they are arranged in the order of -1 to m to -16.
この様な構成において、第2e71(a)の如く、合焦
の状態にあるとき、第1.第2の受光素子アレイ6.7
上の中央部に、物体からの光束が結像され一第3図(a
)に示す状態となる。In such a configuration, when in focus as shown in 2nd e71(a), the 1st. Second light receiving element array 6.7
The light beam from the object is imaged in the upper center part, as shown in Figure 3 (a).
).
次に第2図(b)の如く、合焦状態から徐々に物体が後
退(前ピン)すると、第1.第2の受光素子アレイ6.
7上でその結像は下方向に移動し、第3図(b)の如く
、第1の受光索子アレイ6上でその結像はIIkl−9
からI!1−16の方向に移動し、同様に第2の受光素
子アレイ7上でその結像は階−9から阻−1の方向に移
動する。Next, as shown in FIG. 2(b), when the object gradually retreats from the in-focus state (front focus), the first. Second light receiving element array 6.
7, the image is moved downward, and as shown in FIG. 3(b), the image is IIkl-9 on the first light receiving array 6.
From I! Similarly, the image formed on the second light receiving element array 7 moves in the direction from level -9 to level -1.
次に第2図(C)の如く、合焦状態から徐々に物体が前
方に移動する(後ピン)と、第1.第2の受光素子アレ
イ6.7上で、その結像は上方向に移動し、第3図(C
)の如く、第1の受光素子アレイ6上でその結像はNQ
−9から隘−1の方向に移動し一同様に第2の受光素子
アレイ7上でその結像は隘−9から隘−16の方向に移
動する。Next, as shown in FIG. 2(C), when the object gradually moves forward from the focused state (rear focus), the first. On the second photodetector array 6.7, the image is moved upward, as shown in FIG.
), the image formation on the first photodetector array 6 is NQ.
Similarly, the image formed on the second light-receiving element array 7 moves from position -9 to position -16.
上記説明より、物体の前後移動と、第1.第2の受光素
子アレイ6.7上の結像との移動の相互関係を第1の受
光素子アレイ6を例にとり説明する。From the above explanation, it can be seen that the movement of the object back and forth, and the first. The relationship between the movement and the image formed on the second light receiving element array 6.7 will be explained by taking the first light receiving element array 6 as an example.
物体が前方から後方に移動すると、その結像は受光索子
アレイ6上を、階−1のセルからl!1L−16のセル
の方向に向って移動し、逆に物体が後方から前方に移動
すると、受光素子アレイ6上を1k−16のセルから阻
−1のセルの方向に向って移動する。以上と同様の動作
原理で一第2の受光素子アレイ7上での物体の移動に対
し、結像の移動は第1の受光素子アレイ6上の結像の移
動と全く反対方向に移動し、合焦時には、その結像は第
1.第2の受光素子アレイ6.7上の同じセル番地(f
fi−1がらN11−16の任意のセル番号)に位置す
る。When an object moves from the front to the back, its image is formed on the light-receiving array 6 from the cell at floor-1 to l! When the object moves in the direction of the cell 1L-16 and conversely moves from the back to the front, it moves on the light receiving element array 6 from the cell 1k-16 to the cell 1K-1. With the same operating principle as described above, with respect to the movement of the object on the first and second light-receiving element arrays 7, the movement of the image moves in the completely opposite direction to the movement of the image on the first light-receiving element array 6, When in focus, the image is focused on the first. The same cell address (f
fi-1 to N11-16).
以上の説明をまとめると、最も単純な被写体として単一
な物体(点光源または線光線で、第1゜第2の受光素子
アレイ6.7上での結像が各々、各セル中より細い場合
で一第3図(a) 、 (b) 、 (C)に描いた結
像等に相当する)を例にとると、該物体が第1.第2の
受光素子アレイ6.7の各々に結像するとき、その結像
する各々のセル番地番号と、合焦、前ピン、後ピンとの
関係は、
■合焦時・・・結像した第1.第2の受光素子アレイ6
.7の各セル番号は等しい。To summarize the above explanation, the simplest object is a single object (a point light source or a line ray), and when the images on the first and second photodetector arrays 6 and 7 are each thinner than in each cell. (corresponding to the images shown in FIGS. 3(a), (b), and (C)) as an example, if the object is the first one. When an image is formed on each of the second light-receiving element arrays 6.7, the relationship between the cell address number of each imaged cell and the in-focus, front focus, and rear focus is as follows: ■When in focus...the image is formed 1st. Second light receiving element array 6
.. Each cell number of 7 is equal.
、°、第1の受光素子のセル番号=第2の受光素子のセ
ル番号
■前ピン時・・・第1の受光素子のセル番号〉第2の受
光素子のセル番号
■後ピン時・・・第1の受光素子のセル番号〈第2の受
光素子のセル番号
となり一結像する各々の受光素子のセル番号を比較する
ことで、合焦、前ピン、後ピン状態を検出できる。, °, Cell number of the first light receiving element = Cell number of the second light receiving element ■When focusing on the front...Cell number of the first light receiving element>Cell number of the second light receiving element ■When focusing on the back... - Cell number of the first light receiving element <cell number of the second light receiving element By comparing the cell numbers of each light receiving element that forms an image, the in-focus, front focus, and rear focus states can be detected.
しかし、被写体として光源が1個より多い場合、例えば
上述したような単一な物体(点光源)に相当するものが
、少し離れて2個有り、その物体(被写体)が第1.第
2の受光素子アレイ6.7上に各々2つずつ結像すると
き、どちらの結像したセル番号を比較して良いか判断で
きず、非合焦時の前ピン、後ピン状態を検出できなくな
ってしまう。従って合焦時の前後(ピントのズレの度合
)状態が判断できる様以下の処理がなされる。However, if there are more than one light source as a subject, for example, there are two objects (point light sources) that correspond to a single object (point light source) as described above, separated by a little distance, and those objects (subjects) are the first. When two images are formed on each of the second photodetector arrays 6 and 7, it is not possible to determine which imaged cell number should be compared, and the front focus and rear focus states are detected when out of focus. I won't be able to do it. Therefore, the following processing is performed so that the state before and after in-focus (degree of out-of-focus) can be determined.
即ち、第4図は、上記処理を行うための信号処理回路の
一実施例を示し、該回路は第1図中の信号処理回路11
に相当するものである。この第4図を用いて上記処理を
行うための演算操作の概要を説明し、その後、第4図、
第5図を用いて、合焦、前ピン、後ピン状態を検出する
動作説明を詳細に行う。That is, FIG. 4 shows an embodiment of a signal processing circuit for performing the above processing, and this circuit is similar to the signal processing circuit 11 in FIG.
This corresponds to The outline of the arithmetic operations for performing the above processing will be explained using this Fig. 4, and then Fig. 4,
The operation of detecting the in-focus, front-focus, and rear-focus states will be explained in detail with reference to FIG.
第4図において、走査回路14で作成したccD駆動ク
ロック(ここでは16列のパルス列と補正用パルスが繰
り返し発生する)が、出力線15を介して、@X、X2
O3光素子アレイ(ここでは−次元CCDで一16等分
に分割され、16個のセルより構成される)6,7に供
給され一第1の受光素子アレイ6上に物体からの光束が
結像し、その照度分布信号が時系列で出力端子16から
送り出され、2つの出力線17.18を介して第1゜第
2の重み付は回路19.20に加えられ一各々恵み付は
演算(詳細は後述)され、A(L) 、 Bit) (
ここでは(=口〜口6)なる時系列信号となる。In FIG. 4, the ccD drive clock (here, 16 pulse trains and correction pulses are repeatedly generated) created by the scanning circuit 14 is transmitted via the output line 15 to @X,
The light flux from the object is supplied to the O3 optical element array (here, divided into 16 equal parts by a -dimensional CCD and composed of 16 cells) 6 and 7, and then converged on the first light receiving element array 6. The illuminance distribution signal is sent out in time series from the output terminal 16, and is applied to the first and second weighting circuits 19 and 20 via two output lines 17 and 18, respectively. (Details will be described later), A(L), Bit) (
Here, the time series signal is (=mouth to mouth 6).
各々の信号A(t) 、 B(t)は、第1.第2の積
分回路21.22によって各々積分され、その出力Vl
。Each signal A(t), B(t) is the first . are respectively integrated by the second integrating circuits 21 and 22, and the output Vl
.
■2は
v1= f A(t) dt −(1)V 2 = f
B(tl d t −−−(21(但し1〜16は受
光素子アレイのセル番地1に−1〜16に対応する。)
となる。これらの各出力VI、 V2は、第1の除算回
路23に加えられ、その出力Cは
となる。■2 is v1 = f A(t) dt - (1)V 2 = f
B(tl d t ---(21 (however, 1 to 16 correspond to cell addresses 1 and -1 to 16 of the light receiving element array). Each of these outputs VI and V2 is output from the first division circuit. 23, and its output C becomes.
同様に一第2の受光素子アレイ7上にも物体がらの光束
が結像し、その照度分布信号が時系列で出力端子24か
ら送り出され、2つの出方線25゜26を介して第3.
第4の重み付は回路27.28に加えられ、そこで重み
付は演算され、A(t) 、 B’(1)なる時系列信
号出方となり、更に第3.第4の積分回路29.30に
各々加えられ、その出力■8+v4は、
VB−f 、A(t) dt −−14)v4−ハ B
(t) dt −リ(51となる。これらの各出力V8
.%’4は、第2の除算回路31に加えられ、その出方
C′は
となる。上記+31 、 (61式は、後述する空間位
置情報トナリ、第1.第2の受光素子アレイ6.7(7
)*ル番地1!l−1〜階−16のいずれかに対応する
ことになる。Similarly, the light beam from the object forms an image on the first and second light-receiving element arrays 7, and the illuminance distribution signals thereof are sent out in time series from the output terminal 24 and transmitted to the third light receiving element array 7 through two output lines 25 and 26. ..
The fourth weighting is applied to circuits 27 and 28, where the weighting is calculated, resulting in a time series signal output of A(t), B'(1), and a third . are respectively applied to the fourth integration circuit 29 and 30, and their outputs ■8+v4 are VB-f, A(t) dt --14)v4-ha B
(t) dt - ri (51. Each of these outputs V8
.. %'4 is added to the second division circuit 31, and the output C' is as follows. The above +31, (Formula 61 is based on the spatial position information tone described later, the first and second light receiving element arrays 6.7 (7)
) * Ru address 1! This corresponds to any one of floors 1-1 to 16.
第1.第2の除算回路23.31の出力c、c、’は比
較回路32に加えられ−
合焦時・・・C=C・・・・(7)
非合焦時・・c>d ・・・・(8)
非合焦時・・・c<c’ ・・(9)
なる出力が得られ、合焦時は(7)式の出力として取り
出される。また非合焦時は、前ピン、後ピンを判定する
ため、(1) 、 +21 、 +41 、 +51
、 +81 、 (9)式の各出力が極性判定回路33
に加えられる。そして次の011〜αり式が成立すると
きは前ピン状態と判定され、■Vs>0 、v4)0且
ツVI <o + ■2>0−− (10)■va <
0 、 v 4< 0且ツV1> OI V2 <
O−、、、圓■c > c’ ・・・・・・(12)次
のU□□□〜(15+式が成立するときは後ピン状態と
判定される。1st. The outputs c, c, and ' of the second division circuit 23.31 are added to the comparison circuit 32. When in focus...C=C...(7) When out of focus...c>d... ...(8) When out of focus...c<c'...(9) An output is obtained, and when in focus, it is taken out as the output of equation (7). Also, when out of focus, to determine front focus and back focus, (1), +21, +41, +51
, +81, each output of equation (9) is connected to the polarity determination circuit 33
added to. When the following formula 011~α holds true, it is determined that the front pin state is present, and ■Vs>0, v4)0 and VI <o + ■2>0−- (10)■va <
0, v 4 < 0 and V1> OI V2 <
O-,..., Circle■c>c' (12) When the following U□□□~(15+ formula holds true), it is determined that the rear pin state is established.
■ ■l>0IV2>0 目一つ v8〈0 、v4〉
0 ・ ・ (I3)■■l〈0.v2〈0且ツvB
>o 、 V4 <0 −= (141■c < c’
・・・・(151
(但し後述する様にv 1== A 、 v 2−B
、 v B == A 。■ ■l>0IV2>0 One eye v8〈0, v4〉
0 ・ ・ (I3) ■■l〈0. v2〈0andtsuvB
>o, V4 <0 -= (141 ■c <c'
...(151 (However, as described later, v 1 = = A, v 2 - B
, v B == A .
v4=Bに相当する)
上記において前ピン状態の判定は10) 、 (111
式が優先するよう設定し、その他の時(QO) 、09
式が成立しないとき)は、一式の条件で判定する(詳細
は後述)。同様に、後ピン状態の判定はα31 、 (
141式を優先させ、その他の時((13、αを式が成
立しないとき)は、051式の条件で判定する(詳細は
後述)。v4=B) In the above, the determination of the front pin state is 10), (111
Set the expression to take priority, and at other times (QO), 09
(when the formula does not hold), the determination is made based on a set of conditions (details will be described later). Similarly, the determination of the rear pin state is α31, (
Priority is given to formula 141, and in other cases (when the formula (13, α) does not hold), the condition of formula 051 is used (details will be described later).
次に第5図を用いて、一般的な被写体の単純な例として
、単一な物体(点光源または線光源で、第1.第2の受
光素子アレイ6.7上での結像が各々、各セル巾より細
い場合で、第3図(a) 、 (b) 。Next, using FIG. 5, as a simple example of a general subject, a single object (a point light source or a line light source) is imaged on the first and second light receiving element arrays 6 and 7, respectively. , when the width is thinner than each cell width, as shown in Figs. 3(a) and (b).
(C)に相当する)が少し離れて2個あり、第1.第2
の受光素子アレイ6.7に、各々2組ずつ結像するとき
の種々なケースを仮定し、合焦、前ピン。(corresponding to (C)) are located a little apart, and the first. Second
Assuming various cases in which two sets of images are formed on each of the light receiving element arrays 6 and 7, focusing and front focus are performed.
後ピン状態の判定動作を詳細に説明する。The operation for determining the rear pin state will be explained in detail.
まず、第1.第2の受光素子アレイ6.7のうち、第1
の受光素子6を例にとり説明する。同図(a)は受光素
子アレイ6を駆動するためのCCD駆動クロック信号を
示しており、横軸に時間t(【1〜【16)および空間
位置番地(セル番地阻−1〜16)をとっている。この
クロック信号は、時間t1で上記CCDの空間位置番地
であるセル番地陽−1の光゛電変換出力を、時間t2で
空間位置番地であるセル番地階−2の出力を、以下順次
同様に時間116で空間位置番地であるセル番地陽−1
6の出力を対応(同期)して取り出せる様割り当てられ
ており、時間t1から116の順に空間位置番地(セル
lhl〜16)より第1の受光素子アレイ6の出力端子
16を介して時系列出力信号として取り出され、次の第
1の重み付は回路19に送られることになる。同図(b
)は上記出力端子16からの時系列出力信号を第1の重
み付は回路19で重み付けるプロフィールの一例を示し
ており、セル番地1に−1(1番目)の光電変換出力は
100%(得られた出力のそのまま)に重み付けし、セ
ル番地1に−5(5番目)の光′電変換出力を0%とし
−その間である第1のセル空間工を、その包絡線が直線
となる関数(一般的にはその間微分可能で、その導関数
か負となる関数)で重み付けし、セル番地11kl−9
(9番目)の光り
電変換出力を一100%とし、セル慮−5とセル番地l
!1L−9の間である第2のセル空間■を一同様にその
包絡線が直線となる関数(一般的にはその間微分可能で
−その導関数が負となる)で重み付けし、セル番地階−
13(13番目)の光電変換出力を0%とし、セル番地
N1−9とセル番地隊−13の間である第3のセル空間
■を、同様にその包絡線が直線となる関数(一般的には
その間微分可能で−その導関数が正となる)で重み付け
し、セル番地階〜16(16番目)の光電変換出力を7
5%とし、セル番地1に−13とセル番地階−16の間
である第4のセル空間■を、同様にその包絡線が直線と
なる関数(一般的にはその間微分可能で、その関数が正
となる)で重み付けする様子を示している。First, 1. Of the second light receiving element array 6.7, the first
This will be explained by taking the light receiving element 6 as an example. Figure (a) shows a CCD drive clock signal for driving the light receiving element array 6, and the horizontal axis shows time t ([1 to [16]) and spatial position addresses (cell addresses -1 to 16). I'm taking it. This clock signal outputs the photoelectric conversion output of the cell address positive-1, which is the spatial address of the CCD, at time t1, and the output of cell address floor-2, which is the spatial address of the CCD, at time t2, and so on. Cell address positive-1, which is the spatial location address at time 116
The outputs of the first light receiving element array 6 are allocated in such a way that the outputs of the first light receiving element array 6 can be extracted in a corresponding (synchronized manner) from the spatial position addresses (cells lhl to 16) in the order of time t1 to 116 in a time series manner. The next first weighting will be taken out as a signal and sent to the circuit 19. The same figure (b
) shows an example of a profile in which the time-series output signal from the output terminal 16 is weighted by the first weighting circuit 19, and the photoelectric conversion output of -1 (first) at cell address 1 is 100% ( The obtained output (as is) is weighted, and the photoelectric conversion output of cell address 1-5 (fifth) is set to 0%, and the envelope of the first cell space between them is a straight line. Weighted by a function (generally a function that is differentiable between them and whose derivative or negative value is a function), and cell address 11kl-9
Let the photoelectric conversion output of (9th) be -100%, and the cell address is -5 and cell address l.
! Similarly, the second cell space ■, which is between 1L and 9, is weighted with a function whose envelope is a straight line (generally, it is differentiable between them and its derivative is negative), and the cell address floor is −
13 (13th) photoelectric conversion output is 0%, and the third cell space ■ between cell address N1-9 and cell address group-13 is similarly expressed by a function whose envelope is a straight line (general is differentiable between them and its derivative is positive), and the photoelectric conversion output of cell address floors ~16 (16th) is
5%, and the fourth cell space ■ between cell address 1 -13 and cell address floor -16 is similarly a function whose envelope is a straight line (in general, the function is differentiable between them, is positive).
第5図(C)は、上記出力端子16からの時系列出力信
号を第2の重み付は回路20で重み付けるプロフィール
の一例を示しており、セル番地階−1の光電変換出力を
096に重み付けし、セル番地Ni1−5の光電変換出
力を100%に重み付けし、その間である第1のセル空
間Iをその包絡線が直線となる関数(一般的にはその間
微分可能で、その導関数が正となる関数)で重み付けし
、セル番地11kL−9の光電変換出力を096に重み
付けし、第2のセル空間■であるセル番地階−5とセル
番地階−9の間をその包絡線が直線となる関数(一般的
には、そのに重み付けし、第3のセル空間■であるセル
番地階−9とセル番地階−13の間をその包絡線が直線
となる関数(一般的には、その間微分可能で、その導関
数が負となる関数)で重み付けし、セル番地階−16の
光′電変換出力を一25%に重み付けし、第4のセル空
間■であるセル番地階−13とセル番地階−16の間を
その包絡線が直線となる関数(一般的には−その間微分
可能で、その導関数が正となる関数)で重み付けする様
子を示している。FIG. 5(C) shows an example of a profile in which the time-series output signal from the output terminal 16 is weighted by the second weighting circuit 20, and the photoelectric conversion output of cell address floor -1 is set to 096. The photoelectric conversion outputs of cell addresses Ni1-5 are weighted to 100%, and the first cell space I between them is defined as a function whose envelope is a straight line (generally, it is differentiable between them, and its derivative The photoelectric conversion output of cell address 11kL-9 is weighted by 096, and the envelope between cell address floor -5 and cell address floor -9, which is the second cell space ■, is is a straight line (generally, it is weighted to is a function that is differentiable between them and whose derivative is negative), and the photoelectric conversion output of cell address floor -16 is weighted at -25%, and the cell address floor that is the fourth cell space This figure shows weighting between -13 and cell address floor -16 using a function whose envelope is a straight line (generally, a function that is differentiable between -13 and cell address floor -16 and whose derivative is positive).
第5図(dlは、受光素子アレイ6の各セル番地(階−
1からff1−.16)に対応した、第1.第2の重み
付は回路19.20の重み付は量Ai(i=1〜16)
、Bi(i=1〜16)を除算した値を示すもので−こ
れをCiとすると−
Ci−二 ・・・・・00
i
(但しi = 1〜16であり、極性を含んだ値となる
。)
と定義される。Ciの値は、受光素子アレイ6の各セル
番号の空間的位置(座S)に対応して設定した空間位置
変換値であり、具体的には下表の如くなる。な右下表中
Ciの値のうち土鈴はダイナミックレンジの上限、下限
で決まる値でクランプされる。FIG. 5 (dl is each cell address (floor -
1 to ff1-. 16). The second weighting is the circuit 19. The weighting of 20 is the quantity Ai (i=1 to 16)
, indicates the value obtained by dividing Bi (i = 1 to 16) - if this is Ci - Ci - 2...00 i (however, i = 1 to 16, and the value including polarity) ) is defined as The value of Ci is a spatial position conversion value set corresponding to the spatial position (location S) of each cell number of the light receiving element array 6, and is specifically as shown in the table below. Among the values of Ci in the lower right table, the earth bell is clamped at a value determined by the upper and lower limits of the dynamic range.
また、第5図(d)の曲線は表中のCiの値をプロット
したものであり、その横軸に受光素子アレイ6のセル番
地階に相当する空間位置番地(セル番地&−1〜16)
をとっている。第4図で示した信号処理回路αDで処理
された除算回路23の出力である空間位置情報値(前記
第(3)式の値)Cは、上記表の空間位置変換値Ciの
範囲のいずれかに相当することになるから−これにより
空間位置番地がまり、後述する様に、合焦、前ピン、後
ピンを検出する機能を得ることができる。The curve in FIG. 5(d) is a plot of the values of Ci in the table, and the horizontal axis represents the spatial position addresses (cell addresses &-1 to 16 )
is taking. The spatial position information value (value of the above equation (3)) C, which is the output of the division circuit 23 processed by the signal processing circuit αD shown in FIG. As a result, the spatial position address is determined, and as will be described later, the function of detecting focus, front focus, and rear focus can be obtained.
第5図、および前記表で示す重み付は演算を第1、第2
の重み付は回路19.20および第1.第2の積分回路
21.22で行った結果は一前記(1)。The weighting shown in FIG. 5 and the table above is based on the calculation
The weighting of circuit 19.20 and the first . The results obtained using the second integration circuits 21 and 22 are the same as (1) above.
(2)式に従って演算すると、下記(17) 、 (1
81式となる。When calculated according to formula (2), the following (17), (1
It will be type 81.
v、=:A−ハ A(t)dt
3 2 1
=(Kl+ −に2+−に8+−に4+ 0・K5−!
−Ks4 4 4 4
2 3 3
一−KV −−に8−に9−−KIO−”Kl+−2−
Kl。v, =: A-c A(t)dt 3 2 1 = (Kl+ - to 2+- to 8+- to 4+ 0・K5-!
-Ks4 4 4 4 2 3 3 - KV -- to 8- to 9--KIO-"Kl+-2-
Kl.
44 444
1 2 3
+0−に18+7に+4+HK+5+7に+6)−・・
−(lηv2=B =f B(t) dL
1 2 3
=b(OK++−に2+−K11+−に4+に5+3−
に6+名に7444 44
−1−−に8+ 0−に9−′−KIO−4に++ 一
旦Ky+2−に+g4 4 4 4
但しbは、受光素子アレイ6の出力ダイナミックレンジ
Y内の中央付近の光電変換出力を標準化するためのもの
であり、また、Kl−に+a (Ki )は空間位置番
地である受光素子アレイ6のセル番地階1〜16へ物体
(光源S)からの光束が達して結像した時の照度分布に
比例して変調する係数で、該Kiは−
−Z、<Ki乙Z ・・・(+9)
つきに、除算回路23の出力である空間位置情報Cは、
前記(3] 、 11η、α印式より、下記C!■式の
如くなる。44 444 1 2 3 +0- to 18+7 to +4+HK+5+7 to +6)-...
-(lηv2=B =f B(t) dL 1 2 3 = b(OK++- to 2+-K11+- to 4+ to 5+3-
7444 to 6+ 44 -1-- to 8+ 0- to 9-'-KIO-4++ Once to Ky+2- This is to standardize the photoelectric conversion output, and +a (Ki) to Kl- indicates that the light flux from the object (light source S) reaches the cell address floors 1 to 16 of the light receiving element array 6, which is the spatial position address. It is a coefficient that is modulated in proportion to the illuminance distribution when an image is formed, and the Ki is - -Z, <Ki Z... (+9).The spatial position information C that is the output of the division circuit 23 is
From the formula (3), 11η, and α, the following formula C!■ is obtained.
上記Cの値は極性を有する値であり、前記αη。The above value of C is a value having polarity, and the above αη.
Q8)式の値A、Bで条件付けすれば(前記第(10)
〜(151式の論理)、第5図(d)の空間位置変換値
Ci内のいずれかの1一点」の値をとる。Q8) If we condition with the values A and B of the formula (the above (10)
~(logic of formula 151), takes the value of any one point in the spatial position conversion value Ci in FIG. 5(d).
このように、上記信号処理回路11では、上記@)式よ
り、一般的に複数個の単一物体の集合体からなる任意の
被写体を、単一の物体(点光源)と等価な物理量である
空間位置情報Cに変換して扱うことができ、且つ表現で
きる。In this way, in the signal processing circuit 11, from the above equation It can be converted into spatial position information C and used and expressed.
第2の受光素子アレイ7に関しても、上記説明と同様に
、第3.第4の重み付は回路27.28の重み付は量を
、第5図(b) 、 (C)で示すようなプロフィール
に設定し−その空間位置変換値を同図(d)で示すよう
に設定すれば、同様の論理により、複数個の単一物体の
集合体からなる任意の被写体を単一の物体と等価な物理
量として、空間位置情報dを得ることができる。Regarding the second light receiving element array 7, the third. The fourth weighting is performed by setting the weighting quantities of circuits 27 and 28 to profiles as shown in FIG. By setting , it is possible to obtain spatial position information d using a similar logic by treating an arbitrary object consisting of a collection of a plurality of single objects as a physical quantity equivalent to a single object.
上記説明より、前述した一般的な被写体の単純な例とし
ての2組の被写体は一第1.第2の受光素子アレイ6.
7上では、単一の物体(点光源)が結像した時と等価に
信号処理して扱うことができ、これにより、第1.第2
の受光素子アレイ6゜7のセル番号(l!lL1〜16
)に対応する空間位置番地Ciか、上記の空間位置情報
C9Cよりまるので、各々の空間位置情報C9Cを比較
することで、合焦、前ピン、後ピンの検出ができる。From the above explanation, the two sets of subjects as simple examples of the general subjects mentioned above are 1. Second light receiving element array 6.
7, the signals can be processed and treated in the same manner as when a single object (point light source) is imaged. Second
The cell number of the photodetector array 6゜7 (l!lL1~16
) or the above-mentioned spatial position information C9C, in-focus, front focus, and rear focus can be detected by comparing the respective spatial position information C9C.
さらに、3組の物体(黒光−源)の場合は一2組の物体
と1組の物体との組み合わせてあり、そのうち2組は、
上述のように一つの物体と等価に置きかえできるので、
実質的には2組の物体に置き換えることができ、この2
組の物体は、最終的に単一の1組の物体(点光源)に置
き換えることができ、これを帰納的に展開すれば、一般
に−N組(Nはlより大きい正数)の物体の場合でも、
合焦、前ピン、後ピン検出が可能である。Furthermore, in the case of 3 sets of objects (black light source), there are 12 sets of objects and 1 set of objects, of which 2 sets are
As mentioned above, it can be replaced equivalently with one object, so
In effect, it can be replaced with two sets of objects, and these two
The set of objects can ultimately be replaced with a single set of objects (point light sources), and if this is expanded inductively, it can be generally replaced with -N sets of objects (N is a positive number larger than l). Even if
Focus, front focus, and back focus detection is possible.
次に、複数個の単一物体の集合体の中の単純な例として
、前述した2組の物体(点光源)が、第1、+32の受
光素子アレイ6.7に各々2つの結像として生ずるとき
、2つの結像を合成(光″電変換出力を一前記07)〜
(20)式の信号処理をする)して、単一の物体に相当
する単一の結像と等価な物理量として一空間位置情報c
、c’に変換できる動作機能を、第6図〜第18図を用
いて説明する。Next, as a simple example of a collection of a plurality of single objects, the above-mentioned two sets of objects (point light sources) are formed as two images on the first and +32 photodetector arrays 6.7, respectively. When the two images are generated, the two images are combined (the photoelectric conversion output is one above 07) ~
(20) signal processing), one spatial position information c is obtained as a physical quantity equivalent to a single image corresponding to a single object.
, c' will be explained using FIGS. 6 to 18.
第6図および第7図は、2つの物体が、第1の受光素子
アレイ6上で−2つの結像として生ずる場合の図で、第
6図(a)〜(d)は−それぞれ第1.第2.第3.第
4のセル空間I〜■の内に、各々上記2つの結像が生ず
る一例を示しており、第7図(a)〜(e)は、それぞ
れ第1.第2.第3.第4のセル空間工〜■の各々にま
たがって、上記2つの結像が生ずる一例を示している。6 and 7 are diagrams when two objects are formed as two images on the first light-receiving element array 6, and FIGS. .. Second. Third. An example is shown in which the above-mentioned two images are formed in the fourth cell spaces I to II, respectively, and FIGS. Second. Third. An example is shown in which the above two images are formed across each of the fourth cell spaces - (2).
第8図から第12図は、第6図(a)〜(d)の状態に
おける動作説明用図面であり、第13図から第18図は
、第7図(a)〜(e)の状態における動作説明用図面
である。8 to 12 are diagrams for explaining the operation in the states of FIGS. 6(a) to (d), and FIGS. 13 to 18 are diagrams for explaining the operations in the states of FIGS. 7(a) to (e). It is a drawing for explaining the operation.
第8図は、第6図(a)に示す様に、受光素子アレイ6
の第1のセル空間1内に2つの結像を生じた時に対応す
る説明図で、その結像の空間位置情報と大きさく明るさ
)を実線A2.A4およびB2 、 B4で示しており
、各々の光電変換出力を、第1の重み付は回路19、第
1の積分回路21で信号処理をした時の出力をAOtと
すると、AOtは、前記09式よりに2.に4 以外は
Oであるので、下記at+式となり、
AOt−且に2+ −に4 ・・・・・・(2114
結像の明るさが同・じでに2二に4:KOのとき−An
+ = Ko −= C2’lJとなる。同様に、第
2の重み付は回路20、第一2の積分回路22で信号処
理をした時の出力をBatとすると、BOIは前記18
1式より、下記囚)式となり、Bo r : −に2
+ −に4 ・・・・・シ14 4
に2=に4==Koのとき、
Bo + = Ko −= (241
となる。この時、空間位置情報Go+は、前記(20)
式より−
C01−w1=1・・・C5)
となる。FIG. 8 shows the light receiving element array 6 as shown in FIG. 6(a).
This is an explanatory diagram corresponding to when two images are formed in the first cell space 1 of , and the spatial position information, size, and brightness of the images are indicated by solid lines A2. A4, B2, and B4 are shown, and if the output when each photoelectric conversion output is subjected to signal processing with the first weighting circuit 19 and the first integrating circuit 21 is AOt, then AOt is the above-mentioned 09 According to the formula 2. Since everything other than 4 is O, the following at+ formula is obtained, and AOt- and 2+ - are 4 (2114 When the brightness of the image is the same and 22 and 4: KO - An
+=Ko-=C2'lJ. Similarly, if the second weighting is the circuit 20 and the output when signal processing is performed by the first second integrating circuit 22 is Bat, then the BOI is the 18
From equation 1, we get the following equation, and Bor: − to 2
+ - to 4...Shi14 When 4 to 2=to 4==Ko, Bo + = Ko -= (241).At this time, the spatial position information Go+ is the above (20).
From the formula -C01-w1=1...C5).
上記(支))式より、空間位置番地軸上で−Ci=lの
空間位置はAOt >0 、 Bat > Oよりセル
隘−3相当の位置になり、この時のAOt 、 Bat
の位置情報と、極性を含めた大きさを第8図(b) 、
(C)に破線で示しており、同様にCotは第8図(
d)に一点鎖線で示している。From the above equation (support), the spatial position of -Ci=l on the spatial position address axis is a position equivalent to cell number -3 since AOt > 0 and Bat > O, and at this time AOt, Bat
The position information and size including polarity are shown in Figure 8(b).
(C) is shown by a broken line, and similarly, Cot is shown in Fig. 8 (
d) is indicated by a dashed line.
これより、2つの結像が2つの光電変換出力にした後、
前記07)〜■式の信号処理をすることにより、単一の
物体(点光源)の結像時に得られる信号と等価な物理量
、AOt 、 Bat 、 Cotに変換できているこ
とが分かる。From this, after two images form two photoelectric conversion outputs,
It can be seen that by performing the signal processing of formulas 07) to ① above, it is possible to convert the signal into physical quantities AOt, Bat, and Cot equivalent to the signal obtained when imaging a single object (point light source).
第9図は、第8図と全く同じ位置に結像した時で、結像
の明るさがA’2よりA’4が2倍明るい場合であり(
その他は第8図と全く同じ条件の時)、この場合は2に
2=に4==Kgとして、これを前記(21)。Figure 9 shows the case where the image is formed at exactly the same position as in Figure 8, and the brightness of the image is twice as bright as A'4 than A'2 (
Other conditions are exactly the same as in Figure 8), in this case 2 = 2 = = 4 = = Kg, and this is (21) above.
(ハ)式に代入して、
A′ol=互Ko ・・・・・・(ホ)BO1=−Z−
KO・・・・・・(4)となる。この時空間位置情報C
’OIは、となる。(c) Substituting into the formula, A'ol=Ko... (e) BO1=-Z-
KO...(4). This spatio-temporal position information C
'OI becomes.
第8図と同様に、第9図にも、上記(26+ 、(2)
、(28)式でめた、A′or 、 B’o+ 、 C
’o+なる値を示しており一2つの物体(結像)の明る
さが異なった場合にも一同様に、単一の物体(点光源)
の結像時に得られる信号と等価な物理量、AOt 、
B’o+ 、 C’o+に変換できることが分かる。Similar to Figure 8, Figure 9 also shows the above (26+, (2)
, A'or, B'o+, C determined by formula (28)
It shows a value of 'o+, and even if the brightness of two objects (image formation) is different, the same object (point light source)
A physical quantity equivalent to the signal obtained during imaging, AOt,
It can be seen that it can be converted into B'o+ and C'o+.
この時、前記(支)、 (24+ 、 (251式と、
(イ)、@、(ハ)式とを比較すると、C721、(2
4+ 、 (25+式より、2つの物体の結像の明るさ
く大きさ)が等い4時は、(25)式で示される空間位
置情報Go+に対応する空間位置番地は、第8図からも
、2つの結像A2.A4の中央番と位置することが分か
る。At this time, the above (support), (24+, (251 formula) and
Comparing formulas (A), @, and (C), C721, (2
4+ , (from equation 25+, the brightness and size of the images of the two objects) are equal at 4 o'clock, the spatial location address corresponding to the spatial location information Go+ shown by equation (25) is also obtained from FIG. , two images A2. You can see that it is located in the center of A4.
また(支))、(4)、□□□式より−2つの結像の明
るさ力S異なる時は、□□□式で示される空間位置情報
C’o+4こ対応する空間位置番地は、第9図からも、
明るさの相対比に略比例して、明るい結像(ここでCま
、セルl!1L4)側に寄る(セル番地値約3.3)こ
と力5分かる。In addition, (support)), (4), from the formula □□□, when the brightness power S of the two images is different, the spatial position information C'o + 4 shown by the formula □□□The corresponding spatial position address is From Figure 9,
It can be seen that approximately in proportion to the relative brightness ratio, the image formation is closer to the bright image (here, cell C, cell l!1L4) (cell address value approximately 3.3).
さらに、2つの結像の明るさか、K2:に4=1:10
0と極端な差があるときも−100K2 =に4 =K
Oとして−これを前記211 、 n 、 (25)式
に代入すると、Go+=2.92
01
となり、この時の空間位置情報C”01に対応する空間
位置番地は、殆んど−セル番地4上での結像で代表され
る値になる。(、°、ナセル地4上の空間位置情報C’
o4= 3.0となり、上記2.92 と非常に近い値
である。)
またーセル番地2と4上での、結像の明るさが上記説明
と逆の場合、つまりに2 :2 L4= Koまたはに
2”100L4=Koの時も、上記説明と同様、セル番
地2と4上の結像の明るさの相対値に略比例し、明るい
結像側(ここでは、セル番地2)に寄った空間位置情報
と、それに対応したセル番地値が得られる。Furthermore, the brightness of the two images is K2:4=1:10
Even when there is an extreme difference from 0, -100K2 = 4 =K
By substituting this into the above equation 211, n, (25), Go + = 2.92 01, and the spatial location address corresponding to the spatial location information C"01 at this time is almost - cell address 4. (, °, spatial position information C' on the nacelle ground 4)
o4=3.0, which is a value very close to the above 2.92. ) Also, when the brightness of the image on cell addresses 2 and 4 is opposite to the above explanation, that is, when 2:2 L4=Ko or 2"100L4=Ko, the cell address Spatial position information that is approximately proportional to the relative value of the brightness of the images 2 and 4 and closer to the brighter image formation side (here, cell address 2) and the corresponding cell address value are obtained.
以上の説明から、前記0η、 (181、■式より、信
号処理(演算)して得られる空間位置情報およびそれに
対応する空間位置番地は、2つの結像の位置情報(2つ
の結像の間隔距離)と、2つの結像の明るさの相対値の
関数として関連付けできる。このため、前記(2)、(
財)式で代表される空間位置情報Co+ 、 C’o1
(およびそれに対応する空間位置番地)は、2つの結像
の位置情報とその大きさく明るさ)情報を含めて、合焦
、前ビン、後ビンの判定信号として用いることができる
。From the above explanation, the above 0η, (distance) and the relative value of the brightness of the two images.For this reason, the above (2), (
Spatial position information Co+, C'o1 represented by the formula
(and the corresponding spatial position address) can be used as a determination signal for focus, front bin, and rear bin, including information on the position of the two images and their size and brightness.
第10図、第11図、第12図は、それぞれ第6図(b
) 、 (C) 、 (d)に示す様に、受光素子アレ
イ6の第2.第3および第4のセル空間n 、 10.
、 IV内に、2つの結像を生じた時に対応する説明
図で、先ず第1O図は第8図の説明と同様に、K6.に
8以外は0であり、2つの結像の明るさが同じでに6:
に8=Ko(y)とき、AO2、B’02 、 CO2
は、前記(17+ 、 (181、(20+式より、下
記器、廁、 (311式となり、An 2 = −’に
6−uKg = −K。Figures 10, 11, and 12 are shown in Figure 6 (b), respectively.
), (C), and (d), the second . third and fourth cell spaces n, 10.
, IV are explanatory diagrams corresponding to when two images are formed. First, FIG. 1O is similar to the explanation of FIG. 8, K6. The brightness of the two images is the same and the brightness of the two images is 6:
When 8=Ko(y), AO2, B'02, CO2
From the above formula (17+, (181, (20+), the following equation is obtained:
4 4 ・・・・29) Bo 2 =3!−Ks +−!−Ka = K。4 4...29) Bo 2 = 3! -Ks +-! -Ka = K.
4 4 ・・・・・O■ 02 CO2:〜=−1・−Gll O2 第10図に示す通りである。4 4 ・・・・・・O■ 02 CO2: ~=-1・-Gll O2 As shown in FIG.
次に第11図では、第8図の説明と同様に−に+o 、
’ K12以外は0であり、2つの結像の明るさが同じ
テKl O:KI 2 =Ko (7)時、Aoa 、
Bog 、 Cosは、前記0η、α811(イ)式
より、
Ao s = −−に+ o −−!−Kl 2 =
−KO44°“°°゛C21
Bo3= −一に+o−’!−に+2= −K。Next, in FIG. 11, as in the explanation of FIG. 8, +o is added to −,
' All values other than K12 are 0, and when the brightness of the two images is the same TeKlO:KI2=Ko (7), Aoa,
Bog, Cos are 0η, α811 (a) formula, Aos = − + o −−! −Kl 2 =
-KO44°"°°゛C21 Bo3= -1 to +o-'!-to +2= -K.
1 ・・・・(財) 4 4 となり、第11図に示す通りである。1... (Foundation) 4 4 This is as shown in FIG.
次に第12図では、第8図の説明と同様に、KI4.K
I6以外はOであり、2つの結像の明るさが同じテKI
4 =KI6 =Ko ノ時、An4 、 BO4、C
O4は、前記αη、 (181、(201式より
AO4ニー!−Kl 4 +−!−に+ s =K。Next, in FIG. 12, KI4. K
The values other than I6 are O, and the brightness of the two images is the same.
When 4 = KI6 = Ko, An4, BO4, C
O4 is the above αη, (181, (from formula 201, AO4 knee!−Kl 4 +−!− + s = K.
4 4 ・・・・・・(351 Bo 4= −一に+ 4−!−Kl 6=−K。4 4 ・・・・・・(351 Bo 4=-1 + 4-! -Kl 6=-K.
4 4 ・・・・・・(至) となり、第12図に示す通りである。4 4 ・・・・・・(to) This is as shown in FIG.
すなわち、第8図の説明の時と同様に、2つの結像が第
1θ図、第11図、第12図で示すように、単一の物体
の結像時に得られる信号と等価な物理量、AO2、BO
2、CG2 、 、Aoa 、 Bog 、 Canお
よびAO4゜BO4,CO4に変換できることが分かる
。また、第10図、第11図、第12図において、2つ
の物体(または結像)の明るさが異なる時も、第8図に
対する第9図の説明したのと同様に変換できることが分
かる。That is, as in the explanation of FIG. 8, two images are equivalent to the physical quantity of the signal obtained when imaging a single object, as shown in FIGS. 1θ, 11, and 12. AO2, BO
It can be seen that it can be converted into 2, CG2, , Aoa, Bog, Can and AO4°BO4, CO4. Furthermore, in FIGS. 10, 11, and 12, it can be seen that even when two objects (or images) have different brightnesses, conversion can be performed in the same manner as explained in FIG. 9 for FIG. 8.
第13図は、第7図(a)に示す様に、受光素子アレイ
6の第1および第2のセル空間■、■内にまたがって各
々−個ずつ計2つの結像を生じた時に対応する説明図で
、その結像の位置情報と大きさく明るさ)を実線A3
、 AsおよびBg、Bgで示しており、各々の光電変
換出力を、第1.第2の重み付は回路19.20−第1
.第2の積分回路21.22で信号処理した時の出力を
Aos、Bosとすると一該出力AO5,BO5は前記
αη、α印式より、下記−+ 、 (39)式となる。FIG. 13 corresponds to the case where a total of two images are formed across the first and second cell spaces (■, ■) of the light-receiving element array 6, as shown in FIG. 7(a). In the explanatory diagram, the position information, size, and brightness of the image formation are indicated by the solid line A3.
, As, Bg, and Bg, and the respective photoelectric conversion outputs are shown as 1st . The second weighting is the circuit 19.20-first
.. Letting Aos and Bos be the outputs when the signals are processed by the second integrating circuits 21 and 22, the outputs AO5 and BO5 are expressed by the following expression -+ and (39) from the αη and α expressions.
但し、K8.に8以外は0であり、また、2つの結像の
明るさが等しく Ka=Ks=Koのときの値を示して
いる。However, K8. The values other than 8 are 0, and the values are shown when the brightness of the two images is equal and Ka=Ks=Ko.
3
Ao 5 ニーに8−−に8 : −−!−KO・・・
□□□)4 4 4
B05=スKg +−!−Ka =−LKo ・・・・
G9)4 4 4
この時、空間位置情報CO5は、前記シロ)式より、下
記(40)式となる。3 Ao 5 Knee to 8-- to 8: --! -KO...
□□□) 4 4 4 B05=S Kg +-! -Ka=-LKo...
G9) 4 4 4 At this time, the spatial position information CO5 becomes the following equation (40) from the above equation (Shiro).
上記038) 、田、 +40)式より、 Aos <
Q 、 Bos >O、Cニー3の空間位置は、セル階
−6相当の位置になり、この時のAO5,Boaの位置
情報と、極性を含めた大きさを破線で示しており、同様
にCosは一点鎖線で示している。From the above formula 038), +40), Aos <
Q, Bos > O, C knee 3's spatial position is equivalent to cell floor -6, and the position information of AO5, Boa at this time and the size including polarity are shown by broken lines, and similarly. Cos is shown by a dashed line.
これより2つの結像が、2つの光電変換出力をした後、
前記0η〜(イ)式の信号処理を行うことにより、単一
の物体(点光源)の結像時に得られる信号と等価な物理
量、Aos 、Bos 、CO5に変換できていること
が分かる。From this, after two images form two photoelectric conversion outputs,
It can be seen that by performing the signal processing of equations 0η to (a) above, it is possible to convert into physical quantities Aos, Bos, and CO5 equivalent to the signal obtained when imaging a single object (point light source).
第14図は第13図と全く同じ位置に結像した時で、結
像の明るさがA′8よりA’aが2倍明るいときの説明
図で、その他は第13図と全く同じ条件とする時、2K
a =Ka =Koとして、これを前記(支)。Figure 14 is an explanatory diagram when the image is formed at exactly the same position as in Figure 13, and the brightness of the image is twice as bright as A'8, and the other conditions are exactly the same as in Figure 13. When 2K
Assuming that a = Ka = Ko, this is the above (support).
(至)式に代入して、 A′os−zK8−’Ka =−!−0K。(To) Substitute into the expression, A'os-zK8-'Ka =-! -0K.
4 4 8 ・・・・・・(41)
B’05=旦に8 +−!−に8 =旦KO1,・・・
・(47J4 4 8
となり、この時空間位置情報C′05は、′ ”” ’
、、1.、− (43)CO3−−了−−=5
O6
となる。4 4 8 ......(41) B'05=tan ni 8 +-! - to 8 = Dan KO1,...
・(47J4 4 8, and this spatio-temporal position information C'05 is '""'
,,1. , - (43)CO3--end--=5 O6.
第13図と同様に、第14図にも、上記(41) 、
ta 。Similar to FIG. 13, FIG. 14 also shows the above (41),
Ta.
(43)式でめたA’o6) O、B’05 ) 0
、 に’06なる値を示しており、2つの物体(結像)
の明るさが異なった場合にも、同様に単一の物体(点光
源)の結像時に得られる信号と等価な物理量、A′05
、B’05 、 C’05に変換できることが分かる
。A'o6) O, B'05) 0 determined by formula (43)
, shows a value of '06, and two objects (image formation)
Even when the brightness of
, B'05, and C'05.
この場合も、第8図、第9図について説明した場合と同
じ論理で、前記aη、 QB+ 、 (20+式より、
信号処理(演算)して得られる空間位置情報およびそれ
に対応する空間位置番地は、2つの結像の位置情報(2
つの結像の間隔距離)と、2つの結像の明るさの相対値
の関数として関連付けてきる。このため前記+40+
、 +421式で代表される空間位置情報CQ5 、c
’os (およびそれに対応する空間位置番地)は、2
つの結像の位置情報とその大きさく明るさ)情報を含め
て合焦7前ピン、後ピンの判定信号として用いることが
できる。In this case as well, using the same logic as explained in FIGS. 8 and 9, aη, QB+, (from the 20+ formula,
The spatial position information obtained by signal processing (calculation) and the corresponding spatial position address are the position information of the two images (2
(distance between the two images) and the relative value of the brightness of the two images. For this reason, the above +40+
, Spatial position information CQ5 represented by +421 formula, c
'os (and its corresponding spatial location address) is 2
It is possible to use the information (position information, size, and brightness) of the two images as a judgment signal for front focus and rear focus.
第15図、第16図、第17図、第18図は、第7図(
b) 、 (C) 、 (d) 、 (e)に示す様に
、第1および第3のセル空間I、I[内、第1および第
4のセル空間I、IV内、第2および第3のセル空間■
、■内−第3および第4のセル空間■、■内に、それぞ
れまたがって各々1個ずつ計2つの結像を生じた時に対
応する説明図である。Figures 15, 16, 17, and 18 are similar to Figure 7 (
As shown in b), (C), (d), and (e), the first and third cell spaces I, I[, the first and fourth cell spaces I, IV, the second and 3 cell space ■
, (2) - is an explanatory diagram corresponding to the case where a total of two images are formed, one each, spanning the third and fourth cell spaces (2) and (2).
先ず第15図は、第13図の説明と同様に、K8゜KI
2以外は0であり、2つの結像の明るさが同じで、Ks
=に+2=Ko )とき、Ao6. ’Bo6. Co
s は前記Q?) 、 O8) 、 (20)式より、
AO6−7Kg −−!−Kl 2 =−!−KO44
4・・・・・・(4(イ)
3
Bo 6=−に8−−Kl 2 =−!−K。First, in Fig. 15, K8°KI is similar to the explanation of Fig. 13.
2 is 0, the brightness of the two images is the same, and Ks
=+2=Ko), Ao6. 'Bo6. Co
s is the above Q? ), O8), From formula (20),
AO6-7Kg --! −Kl 2 =−! -KO44
4... (4(a) 3 Bo 6=-to 8--Kl 2 =-!-K.
4 4 4 ・・・・・(451
となり、Aos )Q 、 Bog (Q 、 C06
=−1より、第15図に示す通りである。4 4 4 ......(451, Aos) Q, Bog (Q, C06
=-1, as shown in FIG.
次に第16図は、第13図の説明と同様に、K4゜K’
6以外はOであり、2つの結像の明るさが同じテに4=
KI6=KO(7) トキ−AO? 、BO7、CO7
ハ、前m己un +(181、(20+式より、
Ao 7−−!−に4 + −!−Kl 6 : Ko
・・・(4714
BO7一旦に4− !−Kl’ a =ス1(0・・・
・(4母4 4 4
07
CO7= −= 0.5 ・・・(49)O7
となり、Aoy’)O、BO7>0 、CO7:0.5
より第16図に示す通りである。Next, in FIG. 16, as in the explanation of FIG. 13, K4°K'
Anything other than 6 is O, and if the two images have the same brightness, then 4=
KI6=KO(7) Toki-AO? , BO7, CO7
Ha, previous mun + (181, (from the 20+ formula, Ao 7--!- to 4 + -!-Kl 6: Ko
...(4714 BO7 4-!-Kl' a = S1(0...
・(4 mothers 4 4 4 07 CO7= -= 0.5 ... (49) O7, Aoy') O, BO7>0, CO7:0.5
This is as shown in FIG.
次に第17図は、第13図の説明と同様に、K6゜K1
1以外は0であり、2つの結像の明るさ力5同じで、K
a =に+ + =Koのとき、Aos 、Bog 、
Co8Iま、前記α7+ 、 (1B+ 、 +201
式ヨリAos=−圭に6−スKu= −’−Ko ・・
・・・・艶4 4 4
BQll=−に6−盈に++=−!−Ko ・・・・・
・(51)4 4 4
Boa1 ・・・・(521
Co s = −= −−
O083
となり、Aos <O、Bo8 >0 、 Co8=−
’より、第17図に示す通りである。Next, in FIG. 17, as in the explanation of FIG. 13, K6°K1
Anything other than 1 is 0, the brightness power of the two images is the same 5, and K
When a = + + = Ko, Aos, Bog,
Co8I, the above α7+, (1B+, +201
From the formula Aos=-Kei ni 6-su Ku=-'-Ko...
...Gloss 4 4 4 BQll=- to 6-Ei ++=-! -Ko...
・(51) 4 4 4 Boa1 ...(521 Cos = −= −− O083, Aos <O, Bo8 >0, Co8=−
', as shown in FIG. 17.
次に第18図は、第13図の説明と同様に、K+o 、
KI4以外は0であり、2つの結像の明かるさが同じで
、KIO==K14=KOのとき、AO9、BO9、C
O9は、前記0η、α印、■式より、
Ao9=−、に+o−)−7に+4==−rKo 山°
°鰻Bo9= −−KIO−一に+4 =−KO=−(
5414
となり、AO9<O、Bo9(0、C09=2 ヨリ、
第18図に示す通りである。Next, in FIG. 18, similar to the explanation of FIG. 13, K+o,
The values other than KI4 are 0, and when the brightness of the two images is the same and KIO==K14=KO, AO9, BO9, C
O9 is from the above 0η, α mark, and formula ■, Ao9=-, +o-)-7 +4==-rKo Mountain°
°Eel Bo9= −−KIO−1+4 =−KO=−(
5414, AO9<O, Bo9(0, C09=2),
As shown in FIG.
このように第15図〜第18図にふいても、前記第13
図の説明の時と同様に、単一の物体(点光源)の結像時
に得られる信号と等価な物理量、Ao6.BO5、GO
5〜Aos 、 BO9、CO9に変換できる事が分か
り、また、第15図、第16図、第17図。As shown in FIGS. 15 to 18, the 13th
As in the explanation of the figure, physical quantities Ao6. BO5, GO
It turns out that it can be converted to 5~Aos, BO9, CO9, and also in Figures 15, 16, and 17.
第18図において、2つの物体(又は結像)の明察るさ
が異なる時も、第13図に対する第14図の説明した時
と同様に変換できる事が分がる。In FIG. 18, it can be seen that even when two objects (or images) have different clarity, conversion can be performed in the same way as in the explanation of FIG. 14 for FIG. 13.
以上の第6図から第18図までの図面を用いて2組の物
体(光源)に起因する2つの結像が、単一の物体に相当
する単一の結像と等価な物理量に変換して扱えることの
説明を、あらゆる組合せ(2つの空間セル内にまたがる
場合も含む)に関して行なった。これから、一般的に任
意の2つの物体(点光源)に対しても、その2つの結像
の空間位置情報と2つの結像の明るさの相対値の関数と
して関連付けた各信号情報を一上記変換ができる事は明
白であり、従って上記変換により一つの物体(点光源)
から得られる空間位置情報(およびそれに対応する空間
位置番地)と等価な出力が得られる。さらに−一般にN
組の物体に対しても一前述の説明と同様に上記変換が可
能であり−N組の結像から、一つの物体(点光源)から
得られる空間位置情報(およびそれに対応する空間位置
番地)と等価な出力が得られる。Using the drawings from Figure 6 to Figure 18 above, two images caused by two sets of objects (light sources) are converted into physical quantities equivalent to a single image corresponding to a single object. We have explained that it can be handled with respect to all combinations (including cases spanning two spatial cells). From this, generally speaking, for any two objects (point light sources), each signal information associated as a function of the spatial position information of the two images and the relative value of the brightness of the two images is It is obvious that the transformation is possible, so the above transformation converts one object (point light source) into
An output equivalent to the spatial position information (and the corresponding spatial position address) obtained from the above is obtained. Further - generally N
The above conversion is also possible for a set of objects in the same way as in the above explanation. - Spatial position information (and corresponding spatial position address) obtained from one object (point light source) from N sets of images. You will get an output equivalent to .
電変換、信号処理(任意のN個の結像を一つの結像と等
価な信号出力への変換)をすることにより、任意の被写
体(N組の単一の物体の集合体)の、合焦、前ピン、後
ピンの検出が容易に実現できるものである。By performing electrical conversion and signal processing (conversion of any N images into a signal output equivalent to one image formation), it is possible to combine any object (an aggregate of N sets of single objects). Detection of focus, front focus, and rear focus can be easily realized.
また、上記装置では、重み付は回路の重み付はプロフィ
ールの一例として、第5図に示した様に、第1.第2の
重み付は回路19.20のタイミング日からの始まりを
、各々100%、0%としているが、セルl’kl〜1
6の間で、第1の重み付は回路(入信畳糸)と、第2の
重み付は回路CB倍信号)の相対関係が維持できれは、
第19図に示す様に、セル!!11〜16の間で重み付
は係数がずれる(シフト)ことは特に問題な゛く、第5
図での演算と同様の結果(出方)が得られる。In addition, in the above device, the weighting of the circuit is as shown in FIG. 5 as an example of the profile. The second weighting starts from the timing date of circuit 19.20 as 100% and 0%, respectively, but cells l'kl~1
6, if the relative relationship between the first weighting is the circuit (incoming tatami thread) and the second weighting is the circuit CB multiplied signal) is maintained, then
As shown in Figure 19, Cell! ! It is not a particular problem that the weighting coefficients shift between 11 and 16.
The same result (output) as the calculation in the figure can be obtained.
同様に第1.第2の重み付は回路19.20の重み付は
係数を、第20図に示すように一第5図と比べてA信号
系の重み付けとB信号系の重み付けとを逆にした場合で
も、第5図での演算と同様の効果が得られる。但し、空
間位置変換値Ciは第20図と第5図とでは逆数の関係
となり、図示の通りである。Similarly, the first. The second weighting circuit 19.20 uses the coefficients as shown in FIG. 20, even if the weighting of the A signal system and the weighting of the B signal system are reversed compared to FIG. The same effect as the calculation in FIG. 5 can be obtained. However, the spatial position conversion value Ci has a reciprocal relationship between FIG. 20 and FIG. 5, as shown.
さらに、上記装置では、重み付は回路の一例として第5
図に示した様に、第1.第2の重み付は回路19.20
のタイミング(1〜【5(セル階l〜5)の間、【5〜
【9(セルNIIL5〜9)の間−(9〜+g(セル隘
9〜13)の間および113〜【1ら(セル階13〜1
G)の間を直線なる関数で得られる包絡線で重み付けし
ているが、第21図、第22図に示す様に一正弦波関数
一折れ線関数等を用いても一第5図での演算と同様の結
果(出力)が得られる。Furthermore, in the above device, the weighting is performed in the fifth circuit as an example of the circuit.
As shown in the figure, the first. The second weighting is circuit 19.20
timing (between 1 and [5 (cell floors l to 5), [5 to
Between [9 (cells NIIL5 to 9) - (9 to +g (cells 9 to 13) and 113 to [1 et al. (cell floors 13 to 1)
G) is weighted by an envelope obtained by a straight line function, but even if one sine wave function and one polygonal line function are used as shown in Figures 21 and 22, the difference in Figure 5 is The same result (output) as the calculation is obtained.
また上記装置では、重み付は回路の一例として、第5図
に示した様に、受光索子アレイのセル隘1〜16を4組
のセル空間工〜■に一分割(変曲点を持たせる)する様
設定しているか、第23図に示す様に、8組のセル空間
に分割(変曲点を持たせる)する様設定しても、第5図
での演算と同様の結果(出力)が得られる。In addition, in the above device, weighting is performed by dividing the cell areas 1 to 16 of the light-receiving array into four sets of cell spaces (with inflection points) as shown in FIG. 5 as an example of a circuit. Even if the cell space is set to be divided into 8 groups (with inflection points) as shown in Fig. 23, the same result as the calculation in Fig. 5 will be obtained ( output) is obtained.
また、上記焦点検出装置の光学系は一節1図に示す様に
、物体Sからの光束を2つに分離し、2つの結像レンズ
を通過して後−第1および第2の受光素子アレイ6.7
上に結像する構成になっているが、第24図、第25図
に示す如く、一つの結像レンズ9の透過光をミラーM+
、M2または結像用レンズLl、L2を通して第1.
第2の受光索子アレイ6.7上に結像させる構成として
も第1図の光学系と同様、前記諸説明による焦点検出機
能を得ることができる。As shown in Figure 1, the optical system of the focus detection device separates the light beam from the object S into two, passes through two imaging lenses, and then passes through the first and second light receiving element arrays. 6.7
As shown in FIGS. 24 and 25, the transmitted light of one imaging lens 9 is focused on the mirror M+.
, M2 or through the imaging lenses Ll, L2.
Even with a configuration in which an image is formed on the second light-receiving array 6.7, the focus detection function described above can be obtained, similar to the optical system shown in FIG.
また光学系および信号処理の動作概要説明の一例として
、第1.第2の受光素子アレイにCCDを用いた直列信
号処理による演算方式に関して説明したが、第26図の
光学系に示す様に、第1゜第2の受光索子アレイとして
、SPDやCdsを用いて、光電変換出力を並列に一度
にまとめて16本とり出し、第4図に示すブロック図の
演算を並列に置きかえてhasの信号処理をすることも
可能≠4寺であり、この場合には演算速度を向上させ得
る等、長所がある反面、素子数が増える等の問題点も有
しているが一目的に応じて第1図に示す直列信号処理方
式と、第26図に示す並列信号処理とを選ぶことができ
る。Also, as an example of an overview of the operation of the optical system and signal processing, Section 1. We have explained the arithmetic method using serial signal processing using a CCD as the second photodetector array, but as shown in the optical system in Fig. It is also possible to take out 16 photoelectric conversion outputs at once in parallel and replace the calculations in the block diagram shown in Figure 4 in parallel to perform has signal processing. In this case, Although it has advantages such as being able to improve calculation speed, it also has problems such as an increase in the number of elements. You can choose the processing.
本件発明者の開発した焦点検出装置は上記の如く構成さ
れているが、第1.第2の受光素子アレイ6.7を構成
する各セルは〜第4図に示す様な形状(長方形、平行四
辺形、正方形−等)であるので、重み付は回路、積分回
路か必要となり一回路構成が複雑になってしまう。The focus detection device developed by the inventor of the present invention is configured as described above. Since each cell constituting the second photodetector array 6.7 has a shape (rectangle, parallelogram, square, etc.) as shown in Figure 4, weighting requires a circuit or an integrating circuit. The circuit configuration becomes complicated.
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので一受光Z子r
レイを構成するセルに、被写体力)ラノ光を受けたとき
重み付けされた光′電流が発生されるような形状を与え
、重み付けおよび積分機能までを受光素子アレイ自体に
持たせることにより一信号処理回路中の重み付は回路お
よび積分回路を省くことができ、演算処理回路の構成を
簡単にすることができる焦点検出装置を提供することを
目的としている。The present invention has been made in view of the above points, and the present invention has been made in view of the above points.
By giving the cells that make up the ray a shape that generates a weighted photoelectric current when receiving light from the subject, and by providing the light-receiving element array itself with weighting and integration functions, signal processing is possible. The purpose of the weighting in the circuit is to provide a focus detection device in which the circuit and the integration circuit can be omitted, and the configuration of the arithmetic processing circuit can be simplified.
以下、本発明の一実施例を図について説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第27図は本発明の一実施例による無点検IJ3装置の
信号処理回路を示し、図におし)で、6’、7’Gま重
み付けされた受光素子アレイ(ここでは5PD)であり
御名々5a、5b、5C,5d、6e−及び73゜7
b+ 7 C+ 7 ’ + 7 e にスプリットさ
れても)る。34〜37は受光索子アレイ6′からの光
電流を増巾するバッファ段、38〜41も同様受光素子
アレイゲからの光電流を増巾するバッファ段であり、4
3゜44.45.46はバッファ34〜41からの出力
を減算するための引き算回路S1〜S4 である。FIG. 27 shows a signal processing circuit of an uninspected IJ3 device according to an embodiment of the present invention. 5a, 5b, 5C, 5d, 6e- and 73°7
b+ 7 C+ 7' + 7 e). 34 to 37 are buffer stages for amplifying the photocurrent from the light receiving element array 6'; 38 to 41 are buffer stages for amplifying the photocurrent from the light receiving element array;
3.44.45.46 are subtraction circuits S1-S4 for subtracting the outputs from the buffers 34-41.
次に第27図と第5図〜第18図とを用いて、本実施例
の動作を説明する。第27図の受光素子アレイ6′ニ関
し、該受光素子アレイ6′は、63〜6eの5つの重み
付けされたセルに分割されており、セル6b、6d→−
の光電流は第5図中の第1の重へし
み付け(A信号系)に相当し、同様にセル6c、6eの
光゛電流は第2の重み付け(B信号系)に相当し、それ
らは各々等価であり御名光電流が入力されるバッファ3
4〜37−及び該バッファ34〜37の出力VBl〜v
B4 が入力される引き算回路43.44から得られる
信号vI + v2は−
v 、 = vB、 −vB2・−’ t5B)v2
” vB8 ’B4 ””” ”ηとなる。ここで、第
27図の受光索子アレイ6′。Next, the operation of this embodiment will be explained using FIG. 27 and FIGS. 5 to 18. Regarding the light receiving element array 6' in FIG. 27, the light receiving element array 6' is divided into five weighted cells 63 to 6e, and the cells 6b, 6d→-
The photocurrent of cells 6c and 6e corresponds to the second weighting (signal system B), and the photocurrent of cells 6c and 6e corresponds to the second weighting (signal system B) in FIG. are equivalent to each other, and the buffer 3 to which the light current is input
4 to 37- and the outputs VBl to V of the buffers 34 to 37
The signal vI + v2 obtained from the subtraction circuit 43.44 into which B4 is input is -v, = vB, -vB2・-'t5B)v2
"vB8 'B4 """"η.Here, the light-receiving strand array 6' of FIG.
デの重み付けと、第5図の各々の重み付けとが等価であ
り、さらに上記受光素子アレイ6′、デから取り出され
る光電流は第4図の回路によって積分処理されたものと
等価であることから、(561、(571式は、各々前
記0η、081式と等価である。こうして得られた艶、
69式からまるVII■2は、前記(支))〜間伐に同
様に代入することができ、従来と同じ原理で焦点検出機
能が達成できる。Since the weighting of D is equivalent to each of the weightings of FIG. , (561, (571 formulas) are equivalent to the above-mentioned 0η and 081 formulas, respectively.The gloss obtained in this way,
69 formula can be similarly substituted into (support) to thinning, and the focus detection function can be achieved using the same principle as the conventional method.
また−第28〜第31図は、受光索子アレイ6′。28 to 31 show a light-receiving array 6'.
ゲの重み付けする他の方法を示す。We show another method of weighting the game.
第28図、第29図は、重み付はパターンをN層(N:
2以」二の整数、図ではへ−4)にMjねており、被写
体が点光源に近く小さくなっても、第1の重み付け(入
信畳糸)−第2の重み付け(B信号系)を与えた双方の
受光素子セルに平等に当たりやすくなり、演算精度が向
上する。また第28図に示す受光素子アレイによれは、
B信号系の/<ソファは1つでよく−引き算回路を省く
こともできる。Figures 28 and 29 show that the weighted pattern is divided into N layers (N:
Mj is set to an integer greater than or equal to 2 (in the figure -4), and even if the subject is close to a point light source and becomes small, the first weighting (incoming tatami thread) - the second weighting (B signal system) is It becomes easier to hit both of the given light-receiving element cells equally, and the calculation accuracy improves. Furthermore, according to the light receiving element array shown in FIG.
Only one /<sofa for the B signal system is required, and the subtraction circuit can be omitted.
また第31図は、第30図に示す重み付はパターン4周
期を一層とし、該パターンを同心円上に重ねる方式で、
被写体の指向特性が無くなる等、演算精度が向上する。In addition, FIG. 31 shows that the weighting shown in FIG. 30 is a method in which four periods of the pattern are layered, and the patterns are overlapped on concentric circles.
Calculation accuracy is improved, such as by eliminating the directional characteristics of the subject.
この様に、受光素子アレイの重み付は形状に特徴を持た
せれば、更に、本発明による焦点検出装置の長所を引き
出すことができる。In this way, if the weighting of the light-receiving element array is characterized by its shape, the advantages of the focus detection device according to the present invention can be further brought out.
なお、本発明による焦点検出装置は民生用としては、ス
チールカメラ、ビデオカメラ、顕微鏡等−産業用として
も測距機能応用装置、衝突防止装置。The focus detection device according to the present invention can be used for consumer purposes such as still cameras, video cameras, microscopes, etc., and can also be used for industrial purposes such as distance measuring function application devices and collision prevention devices.
検索装置等に巾広く応用することができる。It can be widely applied to search devices and the like.
以上のように、本発明によれば一受光累子アレイを構成
するセルの形状を、該アレイが被写体がらの光を受けた
とき重み付けされた光電流が発生されるようにしたので
、上記受光素子アレイが重み付は及び積分機能を有する
こととなり、該アレイからの光電流が入方される演算処
理回路の構成を非常に簡素化でき、しかも精度の高い焦
点検出装置が得られる効果がある。As described above, according to the present invention, the shape of the cells constituting one light-receiving lattice array is such that a weighted photocurrent is generated when the array receives light from a subject. Since the element array has weighting and integration functions, the configuration of the arithmetic processing circuit into which the photocurrent from the array is input can be greatly simplified, and a highly accurate focus detection device can be obtained. .
第1図は本件発明者か既に開発した焦点検出装置におけ
る光学系の一実施例を示すブロック図、第2図は合焦、
非合焦時の物体と結像光学系の動作状態を示す概略図、
第3図は第2図の合焦、非合焦時における第1.第2の
受光素子アレイ上の結像の様子を示した説明図、第4図
は上記装置の信号処理回路のブロック図、第5図は第4
図中の第1.第2の重み付は回路の係数および空間位置
変換値から空間位置情報の検出までを説明するための図
、第6図および第7図は2つの物体(点光源)が第1の
受光素子アレイ上で2つの結像として生ずる場合の動作
説明図、第8図〜第12図は第6図の(a)〜(d)の
状態における動作説明図−第13〜第18図は第7図の
(2)〜(e)の状態における動作説明図、第19図は
第5図中での第1.第2の重み付は回路の重み付は係数
がずれた(シフト)時の動作説明図、第20図は第5図
での第1.第2の重み付は回路の重み付は係数を逆(入
れ替えた)にした時の動作説明図、第21図、第22図
は第5図中での第1.第2の重み付は回路の重み付は係
数が三角(正弦波)関数、折れ線関数で得られる包絡線
で重み付けした時の動作説明図−第23図は受光素子ア
レイのセルl!11〜16を8組のセル空間に分割した
時の動作説明図、第24図、第25図は一つの結像レン
ズの透過光を第1詔よび第2の受光素子アレイ上に結像
させる光学系ブロック図、第26図は第1図の装置にお
いて並列信号処理方式を用いた場合の該装置のブロック
図−第27図は本発明の一実施例による焦点検出装置の
演算処理回路の一構成例を示すブロック図、第28図〜
第31図はそれぞれ該装置に使用される受光素子アレイ
の実施例を示す図である。
1・・・被写体、4,5・・・第1.第2の結像光学系
、6′、テ・・第1.第2の受光素子アレイ−11・・
・信号処理回路(演算処理回路)。
なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
代理人 大岩増雄
第1図
n
第2図
第31
図
第6図
n
第7図
第28図
第29図
第30図Fig. 1 is a block diagram showing an example of an optical system in a focus detection device already developed by the inventor of the present invention, and Fig. 2 shows a focus detection device.
Schematic diagram showing the object and the operating state of the imaging optical system when out of focus,
Figure 3 shows the 1. An explanatory diagram showing the state of image formation on the second light receiving element array, FIG. 4 is a block diagram of the signal processing circuit of the above device, and FIG.
1 in the diagram. The second weighting is a diagram for explaining the process from circuit coefficients and spatial position conversion values to detection of spatial position information. In Figures 6 and 7, two objects (point light sources) are connected to the first light receiving element array. 8 to 12 are explanatory diagrams of the operation when the above images are formed as two images, and FIGS. 8 to 12 are explanatory diagrams of the operation in the states of (a) to (d) in FIG. FIG. 19 is an explanatory diagram of the operation in states (2) to (e) of FIG. The second weighting is an explanatory diagram of the operation when the coefficients are shifted (shifted), and FIG. 20 is the first weighting in FIG. The second weighting is an explanatory diagram of the operation when the coefficients are reversed (switched). FIGS. 21 and 22 are the first in FIG. The second weighting is an explanatory diagram of the operation when the coefficients of the circuit are weighted by an envelope obtained by a trigonometric (sine wave) function or a polygonal line function. 24 and 25 are explanatory diagrams of the operation when 11 to 16 are divided into 8 sets of cell spaces, and the transmitted light of one imaging lens is imaged on the first light receiving element array and the second light receiving element array. Optical system block diagram; FIG. 26 is a block diagram of the device shown in FIG. 1 using a parallel signal processing method; and FIG. 27 is a block diagram of an arithmetic processing circuit of a focus detection device according to an embodiment of the present invention. Block diagram showing a configuration example, Fig. 28~
FIG. 31 is a diagram showing an example of a light-receiving element array used in each of the devices. 1...Subject, 4,5...1st. second imaging optical system, 6', Te...1st. Second light receiving element array-11...
-Signal processing circuit (arithmetic processing circuit). Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa Figure 1 n Figure 2 Figure 31 Figure 6 Figure n Figure 7 Figure 28 Figure 29 Figure 30
Claims (1)
対して設けられた第1.第2の結像光学系と、それぞれ
この第1.第2の結像光学系の固定焦点面に配置され上
記被写体からの光を受けたときアレイ全体で見て重み付
けされた光電流を発生するような形状に形成された複数
のセルからなる第1.第2の受光素子アレイと、この第
1.第2の受光素子アレイの各セルからの光電流に対し
演算処理を行ない合焦、非合焦状態を判定する演算処理
回路とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。(1) A first lens is provided for light incident from the subject through two different optical paths. a second imaging optical system, and a second imaging optical system, respectively. A first cell comprising a plurality of cells disposed at a fixed focal plane of the second imaging optical system and shaped so as to generate a weighted photocurrent across the array when receiving light from the subject. .. a second light receiving element array; A focus detection device comprising: an arithmetic processing circuit that performs arithmetic processing on the photocurrent from each cell of the second light-receiving element array and determines an in-focus state or an out-of-focus state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12523083A JPS6017414A (en) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | Focus detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12523083A JPS6017414A (en) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | Focus detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6017414A true JPS6017414A (en) | 1985-01-29 |
Family
ID=14905036
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12523083A Pending JPS6017414A (en) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | Focus detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6017414A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4919810A (en) * | 1972-04-15 | 1974-02-21 | ||
JPS5256055U (en) * | 1975-10-21 | 1977-04-22 | ||
JPS5487250A (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-11 | Nippon Chemical Ind | Device of detecting displacement of optical image |
JPS55149007A (en) * | 1979-05-02 | 1980-11-20 | Honeywell Inc | Range finder |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12523083A patent/JPS6017414A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS4919810A (en) * | 1972-04-15 | 1974-02-21 | ||
JPS5256055U (en) * | 1975-10-21 | 1977-04-22 | ||
JPS5487250A (en) * | 1977-12-23 | 1979-07-11 | Nippon Chemical Ind | Device of detecting displacement of optical image |
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