JPS62163008A - Focus detector - Google Patents

Focus detector

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JPS62163008A
JPS62163008A JP550586A JP550586A JPS62163008A JP S62163008 A JPS62163008 A JP S62163008A JP 550586 A JP550586 A JP 550586A JP 550586 A JP550586 A JP 550586A JP S62163008 A JPS62163008 A JP S62163008A
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JP
Japan
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block
focus
image
lens
distortion
Prior art date
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Pending
Application number
JP550586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuyuki Taniguchi
信行 谷口
Tokuji Ishida
石田 徳治
Masataka Hamada
正隆 浜田
Toshihiko Karasaki
敏彦 唐崎
Toshio Norita
寿夫 糊田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62163008A publication Critical patent/JPS62163008A/en
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Abstract

PURPOSE:To make correct focus detection by an electrical correction operation by dividing the 1st photoelectric transducer array which generates the output corresponding to the illuminance distribution of the 1st light image out of the 1st and 2nd light images of an object of which the inter-image spacing changes according to the focusing condition of an objective lens to plural blocks and correcting the data on the focusing condition by as much as the distortion components of a focus detecting optical system. CONSTITUTION:Not the central part over the entire part of a reference part L of a line sensor 15 but the regions deviated to the right and left are used and therefore, the correction of the distortion is executed in the case of using the 1st and 3rd blocks I, III of the reference part L. More specifically, whether the detection with the 1st block I is possible or not is judged and if the detection is possible, the inter-image spacing deviation P1 by the 1st block I is calculated after the interpolation calculation. The error by the distortion of the focus detecting optical system is corrected in the stage of calculating the inter-image spacing deviation P1. A correlation calculation is similarly executed after checking of the contrast, by which the inter-image spacing deviation P3 by the 3rd block III is calculated and the error is corrected in this case as well. Driving of the lens is thereafter executed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 本発明は、カメラの対物レンズを通過した肢写体光を受
光して対物レンズのピント状態を検出する焦点検出装置
に関する乙のである。 従来の技術 この種の焦点検出装置においては、対物レンズの射出瞳
及び第1・第2の結像レンズを通過する光束により第1
・第2の光像を形成するため、第1・第2の結像レンズ
の有効径が対物レンズの射出瞳内に投影されるように対
物レンズの予定結像面の近傍で第1・第2の結像レンズ
の前方にコンデンサーレンズを配置するのが普通である
。第10図及び第11図は、コンデンサーレンズ(6)
を用いた従来のこの種の焦点検出装置の光学系及びそれ
による像形成の様子を示したもので、この光学系は対物
レンズ(2)の後方の予定焦点面(4)あるいはこの而
からさらに後方の位置に球面レンズから成るコンデンサ
ーレンズ(6)を有し、さらにその後方に結像レンズ(
8)、 (10)を有し、各結像レンズ(8)、(10
)の結像面には例えばC0D(電荷結合素子)を受光素
子として有するラインセンサー(12)、 (14)を
配しである。各ラインセンサー(12)、 (14)上
には夫々物体の第1・第2の像が形成されるが、それら
の像は、第1+図に示すように、ピントを合わすべき物
体の像が予定焦点面より前方に結像する、いわゆる前ビ
ンの場合、光軸(18)に近くなり互に近づき、反対に
後ビンの場合、夫々光軸(18)から遠くなる。ピント
が合った場合、第I・第2の像の互いに対応し合う二点
の間の間隔は、光学系の構成によって規定される特定の
距離となる。したがって、第1・第2の像間隔を検出す
ればピント状態が分かることになる。この像間隔の検出
は、原理的には次のようにして行なわれる。 即ち、第12図において、センサ(12)、(14)の
それぞれは例えば10個および16個のホトダイオード
のセルa I−a lo + b + 〜b + sか
らなっている。 今、便宜上路セルに付けた符号は各セルの出力をも表わ
すものとする。ここで、センサ(14)において連続す
る10個のセルの組を考えると、第12図に示すように
7つの組Bl+Bl・・B7がテキる。 これら7組のうちどの組の象がセンサ(12)のセル8
1〜alQの組A、で検出される像と最も一致している
かを検出してピント状態を知るわけである。今、例えば
センサ(12)の像がセンサ(14)の組B、の部分の
像と一致しているしのとする。つまり、セルallat
%”、a+oの各出力とセルb 、 、 b 、 、−
、b 、 、の各出力との間にa+=b+、at=tl
t+”’+a+o=tl+oの関係が成立しているもの
とする。この場合、 Sl”’lal  bll+1at−btl+・・la
+o  b、ol=0             ・・
・・・・(1)となるが、Slは組B1以外の組の像に
対する同様な計算結果よりも小さく、すべての組の像に
対する計算結果の中で最小となる。このような最小値を
とる組を見い出すために、組B1およびこの組B1に対
して相対的に順次1セル分づつシフトした組B t 、
B 3 、・・・、 B 7の各々の像に対して上記の
ような計算が行なわれる。次いで、得られた計算結果の
中から最小値を見い出す操作が行なわれろ。 以上の一連の計算は第16図の相関器(16)により行
なわれ、ピント状態の検出がなされる。 発明が解決しようとする問題点 ところで、ここて注目ずべきことは、第1・第2の結像
レンズ(8)、(+ o)の光軸がコンデンサーレンズ
(6)の光軸、つまり焦点検出光学系の主光軸である対
物レンズ(2)の光軸(18)からずれているために発
生する波面収差、特に歪曲収差が第1・第2の像の対応
部分毎に光軸(18)に対称な異なる影響を与えること
であり、このために第1・第2の像の像間隔を正確に検
出することが困難になる。これを第13図(a) 、 
(b) 、 (c)を参照して詳しく説明すると、第1
3図(a)は予定結像面(4)上において主光軸(I8
)の位置に一本の暗いスリット像が形成された場合にお
けるラインセンサー(12)、(14)上での第1・第
2の像の照度分布を示している。これに対し第13図(
b) 、 (c)は、それぞれ一本の暗いスリット像が
予定結像面(4)上において光軸(I8)から距離ΔQ
だけ上側及び下側にずれて形成された場合におけるライ
ンセンサー(+ 2)、(14)上での第1・第2の像
の照度分布を示している。これらの場合、第1・第2の
像の像間隔は、本来ρ1−ρ2−Q3となるべきである
が、第1・第2の結像レンズ(8)、(10)の光軸と
コンデンサーレンズ(6)の光軸のずれにより発生ずる
波面収差、特に歪曲収差の上述した影響によりQ+>(
h=(bとなり、Δgが大きくなると第14図に実線で
示したようにそれだけQ2.Q、は小さくなる。すなわ
ち、暗いスリット像が同じく予定結像面(4)上に形成
される場合であっても、それが主光軸(I8)から離れ
た位置に形成される程、第1・第2の像の像間隔は狭く
なる。このことは、実際の物体像の焦点検出を行う場合
、対物レンズ(2)の焦点調整状態が同じでも第1・第
2の像の対応部分毎に像間隔が異なる可能性があること
を意味し、したがって、像間隔演算の基礎となる第1・
第2の像の主要部の位置によって焦点検出結果に差が生
じることになる。 特開昭60−32012号公報には、波面収差、特に歪
曲収差か与える上述した影響をコンデンサーレンズを非
球面化することで第14図に破線で示す如く光学的に抑
制しようとした発明が提案されているが、金型の製作等
で非球面レンズの製作にはコストがかかるばかりか、そ
の抑制効果を上げるには複雑な非球面レンズの設計を必
要とし、安価な焦点検出装置を提供できない欠点があっ
た。 本発明は、上記の問題を電気的な演算を用いることによ
り安価な方法で解決ずろ焦点検出装置を提供することを
目的としている。 問題点を解決するための手段 このため、本発明は、コンデンサーレンズの背後に対物
レンズの光軸に関して対称に配置された第1および第2
の結像レンズにより対物レンズの焦点調整状態に応じて
像間隔が変化する物体の第1および第2の光像を形成し
、これら第1および第2の光像の照度分布に対応した出
力を発生する第1および第2の光電変換素子アレイを設
け、第
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to a focus detection device that detects the focus state of the objective lens by receiving limb photographing light that has passed through the objective lens of a camera. 2. Description of the Related Art In this type of focus detection device, a first
・In order to form a second optical image, the first and second imaging lenses are placed near the intended imaging plane of the objective lens so that the effective diameters of the first and second imaging lenses are projected into the exit pupil of the objective lens. It is common to place a condenser lens in front of the second imaging lens. Figures 10 and 11 show condenser lens (6)
This figure shows the optical system of a conventional focus detection device of this type using a focus detection device and the state of image formation by it. It has a condenser lens (6) made of a spherical lens at the rear position, and an imaging lens (
8), (10), and each imaging lens (8), (10
) are arranged with line sensors (12) and (14) each having, for example, a C0D (charge coupled device) as a light receiving element. The first and second images of the object are formed on each line sensor (12) and (14), respectively, and as shown in Figure 1+, these images are different from the image of the object to be focused on. In the case of so-called front bins, which form an image in front of the intended focal plane, they are close to the optical axis (18) and close to each other, while in the case of rear bins, on the other hand, they are far from the optical axis (18). When the image is in focus, the distance between the two corresponding points of the I and second images becomes a specific distance defined by the configuration of the optical system. Therefore, the focus state can be determined by detecting the first and second image intervals. Detection of this image interval is performed in principle as follows. That is, in FIG. 12, each of the sensors (12) and (14) consists of, for example, 10 and 16 photodiode cells aI-alo+b+ to b+s. For convenience, it is assumed that the symbols assigned to the cells also represent the output of each cell. Now, considering a set of 10 consecutive cells in the sensor (14), seven sets Bl+Bl . . . B7 are formed as shown in FIG. 12. Which pair of elephants among these 7 pairs is cell 8 of sensor (12)?
The focus state is determined by determining whether the image most closely matches the image detected in the group A of 1 to alQ. For example, assume that the image of the sensor (12) matches the image of the part of the sensor (14) of group B. In other words, cell allat
%”, each output of a+o and cells b, , b, , −
, b , , and each output, a+=b+, at=tl
It is assumed that the relationship t+"'+a+o=tl+o holds true. In this case, Sl"'lal bll+1at-btl+...la
+o b, ol=0...
...(1), but Sl is smaller than similar calculation results for images of groups other than group B1, and is the smallest among the calculation results for all images of groups. In order to find a set that takes such a minimum value, set B1 and set B t that are sequentially shifted one cell at a time relative to this set B1,
The above calculation is performed for each image of B 3 , . . . , B 7 . Next, an operation is performed to find the minimum value among the obtained calculation results. The above series of calculations are performed by the correlator (16) shown in FIG. 16, and the focus state is detected. Problems to be Solved by the Invention By the way, what should be noted here is that the optical axes of the first and second imaging lenses (8) and (+o) are the optical axis of the condenser lens (6), that is, the focal point. Wavefront aberrations, especially distortion aberrations, which occur due to deviation from the optical axis (18) of the objective lens (2), which is the main optical axis of the detection optical system, cause the optical axis ( 18), and this makes it difficult to accurately detect the image interval between the first and second images. This is shown in Figure 13(a),
To explain in detail with reference to (b) and (c), the first
Figure 3 (a) shows the main optical axis (I8) on the planned imaging plane (4).
) shows the illuminance distribution of the first and second images on the line sensors (12) and (14) when a single dark slit image is formed at the position. In contrast, Fig. 13 (
In b) and (c), one dark slit image is located on the planned imaging plane (4) at a distance ΔQ from the optical axis (I8).
The figure shows the illuminance distribution of the first and second images on the line sensors (+2) and (14) when they are formed shifted upward and downward by the same amount. In these cases, the image interval between the first and second images should be ρ1-ρ2-Q3, but due to the difference between the optical axes of the first and second imaging lenses (8) and (10) and the condenser Q+>(
h=(b, and as Δg increases, Q2.Q becomes smaller as shown by the solid line in FIG. 14. In other words, when a dark slit image is also formed on the planned imaging plane (4) Even if there is, the further away from the main optical axis (I8) the image is formed, the narrower the distance between the first and second images becomes.This means that when performing focus detection of an actual object image, , which means that even if the focus adjustment state of the objective lens (2) is the same, the image interval may differ for each corresponding portion of the first and second images. Therefore, the first and second images, which are the basis of image interval calculation,
There will be a difference in focus detection results depending on the position of the main part of the second image. JP-A-60-32012 proposes an invention that attempts to optically suppress the above-mentioned effects of wavefront aberration, especially distortion, by making the condenser lens aspherical, as shown by the broken line in Figure 14. However, not only is it costly to manufacture an aspherical lens due to the manufacturing of molds, etc., but also a complex aspherical lens design is required to increase the suppression effect, making it impossible to provide an inexpensive focus detection device. There were drawbacks. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a focus detection device that solves the above problems in an inexpensive manner by using electrical calculations. Means for Solving the Problems Therefore, the present invention provides first and second lenses arranged symmetrically with respect to the optical axis of the objective lens behind the condenser lens.
The imaging lens forms first and second optical images of an object whose image distance changes depending on the focus adjustment state of the objective lens, and outputs corresponding to the illuminance distribution of these first and second optical images are formed. providing first and second photoelectric conversion element arrays that generate

【の光電変換素子アレイを複数のブロックに分割
し、データ算出手段により各ブロックに対応した第2の
光電変換素子アレイの画素との相関に、より、対物レン
ズの焦点調整状態に対応したデータを算出し、このデー
タにより複数のブロックのうち、どのブロックからのデ
ータを焦点調整状態のデータとするかを選択手段により
選択し、選択されたブロックに対応した焦点検出光学系
によるディストーションの成分だけ補正手段により焦点
調整状態データを補正するようにしたことを特徴とじて
いる。即ち、本発明は、物体の第2の光像の照度分布に
対応した出力を発生する第!の光電変換素子アレイを複
数のブロックに分割し、焦点検出に採用されたブロック
に応じて焦点検出光学系によるディストーションの成分
だけ焦点調整状態データを補正するようにしたものであ
る。 旦 第1および第2の光像における主要部が夫々の光像の中
心部から外れた位置にある場合、コンデンサーレンズに
より発生する波面収差の影響をその主要部が大きく受け
ている。従って、像間隔演算の基礎となる第1および第
2の象の主要部の位置によって焦点検出結果に差が生じ
ることになる。 そこで、本発明においては、複数のブロックに分割され
た第1の光電変換素子のどのブロックに上記主要部が属
しているかを検出してそのブロックを選択し、選択され
たブロックに対応したディストーションの成分だけ焦点
調整状態データを補正手段により補正する。従って、コ
ンデンサーレンズにより発生ずる波面収差等に影響され
ずにTI−く焦点検出を行うことができる。 叉巖烈 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら具体
的Iこ説明する。 本発明に係る焦点検出装置及びそれを用いた自動焦点調
節装置の回路図を第1図に示す。 なお、以下の説明では、第10図に示した従来の光学系
が焦点検出光学系として用いられている乙のとする。但
し、ラインセンサー(12)、(Iイ)は第2図に示し
たような同一の半導体チップ上に形成された1つのライ
ンセンサー(15)の異なる2つの領域でそれぞれ構成
される。この第2図において、(X)は対物レンズ(2
)の光軸(18)の通る位置を示す。(Q、)〜((、
、)はラインセンサー(12)に対応する基準部(L)
内の画素を示し、(Ql)〜(ρ20)、(乙、〜(3
,)、(f!2.−1.、)はそれぞれ基糸部(L)内
におけろ第1.第2.第3ブロツク(1)、(II )
、(III)を構成する。ここで第1.第3ブロツク(
1)、(III)は夫々20plの画素を有し、また、
第2のブロック(II)も21の画素を有する。一方、
(rl)〜(r48)はラインセンサー(14)に対応
する参照部(R)内の画素を示す。参照部(R)内の画
素数は48であり、基準部(L)内の画素数よりも8個
多い。基準部(L)の上方にはそれに接近して後述の図
示しないモニター用受光素子が配設されている。なお、
第2図において、最ら光軸通過位置(X)から離れた位
置にある基準部(L)の画素(ム)と最も光軸通過位置
(X)に近い位置にある参照部(R)の画素(rl)と
の距離をLlとする。又、対物レンズ(2)が、物体に
対して合焦状態にあるとき、即ち対物レンズ(2)によ
る物体像が予定結像面(4)上に結像するときは、基準
部(L)の第2ブロツク(II)上の像と等しい照度分
布をもつ像が参照部(r()内の画素(r5)〜(r、
、)に形成されるように光学系が設計されている。この
画素(r5)〜(r=、)を参照部(r()における合
焦ブロック(F)とし、基準部(L)の第2ブロツク(
If)の中央にある画素(ff2.)と参照部(R)の
合焦ブロック(F)の中央にある画素(r−、)との距
離、すなわち合焦時における像間隔をり、とする。 第1図は第2図にラインセンサー(15)としてCCD
 (charge  coupled  device
)を用いた場合における焦点検出装置及びそれを用いた
自動焦点調節装置の回路図を示している。 (20)は上述のラインセンサー(15)、モニター用
受光素子を含む光電変換回路で、シフトパルス(SH)
、転送りロック(φυ、(φ2)、クリアパルス(■C
G)が人力され、時系列化された画素信号(OS)、モ
ニター出力(AGCOS)、参照電圧出力(D。 S)を出力する。ここでクリアパルス(T CG)はラ
インセンサー(15)における各画素を初期状態に設定
するためのパルスで、これによりラインセンサー(15
)における各画素は蓄積電荷を排出して、新たに光積分
、すなわち電荷蓄積を開始する。又、このパルスによっ
て、モニター用受光素子の出力の積分が光電変換回路(
20)内で開始され、モニター出力(AGCOS)が時
間の経過と共に物体の明るさに応じた速度で参照電圧出
力(DOS)に対し変化する。シフトパルス(SH)は
ラインセンサー(15)の画素部からシフトレジスタ一
部へ蓄積電荷をシフトさせるパルスであり、これが入力
されると画素部での光積分が終了する。転送りロック(
φl)、(φ2)はシフトレジスタ一部にシフトした蓄
積電荷を順次時系列的にそのシフトレジスタ一部から出
力させるために互いに位相の180°ずれたパルスであ
り、これにより出力された蓄積電荷は光電変換回路(2
0)内で各々負の電圧信号に変換され、画素信号(OS
)として出力される。 (22)は各画素信号(OS)から参照電圧出力(DO
S)を減算し、正の電圧信号としての画素信号(DO8
′)を出力する減算回路、(24)は減算回路(22)
から出力される画素信号(DO9’)のうち遮光された
数画素(例えば第2図において((1)よりもさらに左
の数画素)に対応する画素信号をピークホールドし、そ
れらの画素信号の最大値に相当する電圧(vp)を出力
するピークボールド回路、(26)は減算回路(22)
からの画素信号(DOS’)からピークホールド回路(
24)の出力電圧(vp)を減算して増幅する利得可変
の増幅器であり、この増幅回路(26)での減算によっ
て各画素信号(DOS’)に含まれる暗電流成分が除去
される。(28)はこの増幅回路(26)からの増幅さ
れた画素出力(D OS”)を所定ビットのディジタル
値に変換するA/D変換回路で、その出力はマイクロコ
ンピュータ(3o)(以下マイコンと云う。)に取り込
まれる。(32)は利得制御回路で、モニター出力(A
GCOS)の参照出力(DOS)に対する変化量を検出
し、モニター出力の変化開始から所定時間内にその変化
量が所定の閾値に達したとき(明るい時)には、マイコ
ン(30)へその旨を示す信号(TINT)を出力し、
かつ増幅器(26)の利得を“1倍”に設定する利得信
号を出力する。又、モニター出力(AGCOS)の出力
開始から所定時間か経過すると、マイコン(30)から
出力される強制シフト信号(Sl−IM)が利得制御回
路(32)に出力されるが、この場合利得制御回路(3
2)は信号(Sr−1M)人力時点でのモニター出力(
AGCOS)の参照電圧出力(DOS)に対する変化量
に応じて、増幅器(26)のIIJ得を“1倍“。 “2倍”、“4倍”又は“8倍″に設定する利得信号を
出力する。この場合、その変化量か小さい程設定される
f11得は大きくなる。(AN)、(011)はそれぞ
れアンド回路、オア回路であり、アンド回路(AN)に
は利得制御回路(32)からの上述の信号(TtNT)
及びマイコン(30)からの信号(SHEN)が入力さ
れ、オア回路(On)/こはアンド回路(AN)の出力
信号とマイコン(30)からの上述信号(SHM)が入
力される。ここでマイコン(30)からの信号(Sl−
IEN)はシフトパルス発生回路(34)によるシフト
パルス発生を許可するための信号で、シフトパルス(S
H)の発生を禁止すべき1用(例えば、光電変換回路(
20)からマイコン(30)へのデータタンプ中及びマ
イコン(30)でのデータ演算中)は“LOw”となる
が、その後”High“となって、アンド回路(AN)
を開く。したがって、この信号(SHEN)が“Hig
h”のときに信号(TINT)が発生ずると、アンド回
路(A N)ハ”I−I igh”信号(TINT)を
出力する。オア回路(OR)はこの信号(TINT)又
は信号(Sr(M)をシフトパルス発生回路(34)に
出力し、それに応答してシフトパルス発生回路(34)
がシフトパルス(S H)を発生する。(36)はマイ
コン(30)からのクロックパルス(CL)を受けて転
送りロック(φ、)、(φ2)を発生ずる転送りロック
発生回路であり、オア回路(OR)から信号(TrNT
)又は(SHM)を受けると初期状態にリセットされ、
それ以前の転送りロック(φυ、(φ、)の位相がどう
であれ、新たに(φ、)、(φ2)を発生し始めろ(こ
れは、シフトパルス(SH)と転送りロック(φ、)、
(φ2)の同期をとるためである。)。 マイコン(30)から出力されろ信号(S/T()はピ
ークホールド回路(24)が取込む画素信号(DO5’
)を指定するためのサンプルボールド信号である。 マイコン(30)は表示回路(38)及びレンズ駆動量
ff1(40)に回路接続されたおり、後述の如く演算
により求めた対物レンズ(2)の焦点調節状態を表示回
路(38)に表示させる一方、それにちとづいてレンズ
駆動装置(40)に対物レンズ駆動を行わせる。 なお、マイコン(30)で演算により求められる対物レ
ンズ(2)の焦点調節状態は、この実施例の場合デフォ
ーカス里とデフォーカス方向で表され、このためレンズ
駆動装置(40)による対物レンズ(2)の駆動量及び
駆動方向が決められる。レンズ駆動装置(40)はその
駆動量及び駆動方向にしたがって対物レンズ(2)を駆
動する一方、マイコン(3o)へ実行されたレンズ駆動
量を示す信号を出力し、マイコン(30)はその実行さ
れたレンズ駆動量が演算により求めた駆動量に到達する
と、レンズ駆動を停止させる信号をレンズ駆動装置へ出
力する。 なお、第1図において(A F S W)はマイコン(
3o)にずれ量検出及びそれにもとづく自動焦点調節を
開始させるスタート信号を入力するためのAFスイッチ
である。 第3図は上述のマイコン(30)の基本的な動作の流れ
を示すフローチャートである。 図示しない電源スィッチをONさせると、カメラに電源
が供給されろ。ずろと第3図のステップがスタートし、
#1のΔFスイッヂ判別ステップでAPスイッチ(A 
F S W)がONされるのを待っており、APスイッ
チ(A F S W)がONされると#2のステップで
マイコン(30)はCODに電荷蓄積を行わせ、これが
終了すると、#3のD ataD umpステップにて
CODの出力か映像信号(O9)として順次出力される
。この映像信号(O5>は減算回路(22)で減算され
て画素信号となるが、この画素信号は被写体に応じた利
得で増1]された後、さらにA/D変換回路(28)で
A/D変換されてデジタル値となる。次に、#4のステ
ップで画素信号のうちの低周波の信号成分を上りのぞく
ために得られた画素信号から差分データを作成しなおす
。次に、得られた画素信号の差分データを用いて#5の
ステップで基準部(L)と参照部(R)の相関計算を行
ない#6のステップで最ら相関度の高い参照部(It)
の領域を算出する。さらに#7のステップでより精度の
高い像間隔ズレ虫を求める為に捕間計算を行ない、#8
のステシブて像間隔ズレ里Pを算出する。#9のステッ
プは#8のステップで得られた像間隔ズレ量Pが信頼性
の高いものであるか否かを!l’JI断するステップで
ある。#9のステップで検出不能と判断されれば、#1
0のステップでL O−CON  S CA Nが終了
しているか否かが判断される。L□−CON  5CA
Nとは、ピントズレ量か大きすぎて測距不能となる場合
の対策として考えられたもので、カメラレンズを動かし
なから測距を行ないピントズレ量が測距可能範囲に入っ
てきた時に求められる測距値、つまり像間隔ズレ量によ
って上記レンズを合焦位置へ制御する為の5CANであ
る。#lOのステップですでにLO−CON  5CA
Nが終了していたら、#12のステップで図示しないL
O−C0Nの表示を行ない、再び#2のCOD積分ステ
ップへ戻る。LO−CON  5CANが終了していな
い場合は、#llのステップでり、0−CONSCAN
を開始して再び#2のCOD積分ステップへ戻る。#9
のステップで検出可能と判断されると、#13のステッ
プで像間隔ズレ量をデフォーカス量(ピントズレ量)に
変換し、さらに、#14のステップでレンズを回転させ
るレンズ駆動量に変換する。次に#15のステップで求
められたデフォーカス量あるいはレンズ駆動量が合焦範
囲に入っているか否かの判断を行なう。合焦状態と判断
されれば、#I7のステップで図示しない合焦表示が行
なわれる。合焦状態でないと判断されると#16のステ
ップにて# I 11のステップで得られた駆動量に応
じてレンズ駆動され、再び#2のccpx分ステップへ
戻る。 なお、以上に説明した一連の動作については、特開昭5
9−126517号公報に詳しく説明されているので、
以下本発明に関連する部分についてのみ、さらに詳しく
説明する。 第4図は、本発明の一実施例を示すフローチャートで、
基堕部を3つのブロックに分割して、それぞれ像間隔ズ
レ量を算出し、その値の中で最も後ピンつまり被写体が
最ら対物レンズ(2)に近づいていると判断した値を真
値として採用し、レンズ駆動を行なう。 基準部(L)の画素エリアは第2図において説明したよ
うに(D、 (II)、 (III)の3つのブロック
にわけられ、第5図及び次の表に示すようにそれぞれの
ブロックが検出する像間隔誤差型の検出範囲はだぶらせ
て設計されている。 [以下余白] 再び第4図において、APスイッチ(A F S W)
がONされると#1.#2.#3のステップ(以下「の
ステップ」を省略する。)を通って#18.#19で基
Q部(L)及び参照部(R)の画素データから3つおき
の差分データが作成される。この目的は測距光学系の設
計値からのズレ等により発生する基準部(L)と参照部
(R)上の照度分布の空間周波数として低周波の誤差要
因を除去するための処理で、詳しくは特開昭60−49
14号公報に説明されているので省略する。 次に#20.#21で第2ブロツク(It)を用いて、
合焦から±lOピッチに4つたる範囲の基準部(L)と
参照部(R)の相関計算を行ない、最も相関度の高い参
照部(R)内の領域の位置を示すLM2を算出する。#
22で#20.;#21の相関計算が信頼性の高いもの
、つまり検出可能であるか否かの判別を行なう。検出可
能と判別されれば#23、#24で補間計算の後、精度
の高い像間隔ズレffi p 2を算出する。#25で
は、次に第1ブロツク(1)を用いた相関計算を行なう
前に、第2プロッり(n)で得られたピッヂ単位での像
間隔ズレ量が補間計算可能な第1ブロツク(Dを用いた
相関計算の範囲内であるか否かの判別を行なう。12M
2<IIであれば、第1ブロツク(I)での検出範囲よ
り第2ブロツク(If)で得られた像間隔ズレ量はいイ
つゆる萌ピンを示すので第1ブロツク(1)として設定
されている全検出領域、つまり−4から+14ピツチに
わたって#28.#29で相関計算を行ない、最ら相関
度の高い参照部内の領域の位置を示すL M +を算出
する。#22で第2ブロツク(II)での相関計算が検
出不能と判断された場合も同様のステップを通る。 #25で4M2≧11と判別されると相関計算時間短縮
のために#26.#27では、第2ブロツク(II)で
得られた像間隔ズレ量より前ピンを算出する相関計算に
ついては省略して相関計算を行ない、最も相関度の高い
参照部(R)内の領域の位置を示すρM、を算出する。 #30では、第1ブロツク(1)での相関計算が検出不
能であるか否かの判別を行なう。検出可能と判断される
と、#31゜#32で捕間計算の後、精度の高い像間隔
ズレ量P1を算出する。 この像間隔ズレff1P、の算出時に、本発明が特徴と
している焦点検出光学系が有しているディストーション
の影響を軽減するため、xM、−4に対して、+aの補
正が行なわれる。#32におけるこの補正については、
第3ブロツク(III)の#42における補正とと乙に
後に詳説する。 次に、#38.#39で第3ブロツク(III)を用い
た相関計算を行なうが、第1ブロツク(1)で得られる
像間隔ズレ量は第3ブロツク(III)で設定されてい
る像間隔ズレ量検出領域内であるか、さらに後ピンの領
域であるので#38.#39での相関計算の範囲は、第
1ブロツク(1)で得られた像間隔ズレ量より面ビンを
算出する部分は時間短縮のために省略して行なう。なお
第4図のフローチャートでは省略しているが(1M+ 
≧8となり、第3ブロツク(Iff)で補間計算可能な
検出領域を越えている場合は、#38.#39を省略し
て#40へ入る。#30で第1ブロツク(1)での相関
計算が検出不能と判断されると、#33で第2ブロツク
(II)での相関計算が検出不能であったか否かを判断
する。検出可能であれば、#34.#35で第2ブロツ
ク(n)で得られた像間隔ズレ量より前ピンを算出する
部分は省略して相関計算を行なう。 第4図のフローチャートでは省略しているがQ M t
≧18となり、第3ブロツク(1)で捕間計算可能な検
出領域を越えている場合は、#34.#35は省略して
#40へ入る。#33で第2ブロツク(II)での相関
計算検出不能と判断されると、#36、#37で第3ブ
ロツク(III)として設定されている全検出領域にわ
たって相関計算を行ない、最も相関度の高い参照部内の
領域の位置を示す(M3を算出する。次に#40で第3
ブロツク([)による相関計算検出不能であるか否かの
判断を行なう。 検出可能と判断されると#4 +、#42で捕間計算の
後、精度の高い像間隔ズレff1p3を算出する。 #42においても、#32と同様に、焦点検出光学系が
有しているディストーションの影響を軽減するため、X
M、−24に対して、+hのHI3丁が行なわれる。こ
の補正についても、第1ブロツク(I)における#32
における補正とともに後に詳説する。 続いて#43で今までに算出された像間隔ズレff1P
+ 、P2.P3のうちで最も大きい値、つまり、最ら
後ピンを示す値を像間隔ズレmの真値Pとして求める。 この時、P、、P3.P3のうちいずれかが検出不能の
場合は除外して検出可能であった値のうちの最大値をP
として求める。次に、#13以下では第3図の説明と同
様のステップを実行する。#40で検出不能と判断され
れば、#44、#45で第1ブロツク(I)、第2ブロ
ツク(n)で検出不能であったか否かが判断される。い
ずれかで検出可能であれば#43へ入り、真の像間隔値
Pを算出する。第1.第2.第3いずれのブロック(I
)、(II)、(III)でし検出不能の場合は、全体
として検出不能と判断し#10以下、第3図の説明と同
様のステップを実行する。 次に、焦点検出光学系の持つディストーションの影響を
軽減させるための#32.#42における補正について
説明する。既に述べたように、第10図に示す光学系で
コンデンサレンズ(6)と再結像レンズ(8)、(I 
O)を球面レンズで構成すれば、第14図に示すように
測距エリア、つまり基準部(L)の端の部分にのみコン
トラストが存在する場合はかなりのディストーションが
発生する。 つまりコントラストが全体に分布せず一部に片よってい
る場合は、レンズのピント状態が等しくてち基準部(L
)のどの部分にコントラストが存在するかによりCCD
上の像間隔値か変化し、したかって焦点検出演算によっ
て求められるデフォーカス量も変動してしまう。この現
象は特にコンデンサーレンズ(8)の影響が強く、これ
を非球面レンズで構成すれば第14図に点線に示すよう
にディストーションは大1】に改善されるが完全になく
すことは困難で、かつ、コスト面、製造面かららむずか
しい。 第4図の実施例のように基準部(L)の第1.第3ブロ
ツク(I)、(III)を使用する場合は基準部(L)
全体の中央部ではなく、左右にかたよった領域を使用す
るので第14図に示すディストーンヨンの影響を無視て
さない。このため、第1、第3ブロツク(D、(III
)を使用する場合はディストーンヨンの補正を行なうも
のである。 第6図は;#31.#41における捕間計算の詳細とこ
の補正を示している。 第6図において#32.#42でディストーションの補
正を行なっている。第2図に示すように基準部の中央に
対して対称に第1.第3ブロツク(1)。 (III)を設定すれば通常a−bとなるが、非対称に
すればaf−bとなる。 なお、第6図の#I02.#IO]及び#IO3は、第
4図のフローには示されていないが、■(nの最小値前
後のHn(Rmin −1)及びI n((min+1
 )の再計算を行い、これにより、[(nの最小値前後
の両端の0.5ピツチの焦点検出を可能とするためのス
テップである。 第7図は本発明の第2の実施例の一部
を示すフローチャートであり、第4図における第1ブロ
ツク(1)を用いた相関計算の後ピン側の像間隔検出領
域を、第2ブロツク(n)が検出不能の場合と検出可能
の場合として区別した実施例である。この第2の実施例
では、第2ブロツク(n)で検出不能の場合にはピント
が大きくずれていることを考慮して、出来るだけ検出確
率を向上させるために、像間隔検出領域を広くとっであ
る。一方、第2ブロツク(II)で検出可能の場合は遠
近競合の被写体を考慮して、第2ブロツク(II)で求
められた像間隔ズレ屯より後ピン側も相関計算を行なう
が、前者の場合はど広い領域にわたって検出する必要が
ないので時間短縮のために検出領域を狭くする乙のであ
る。 第7図において#22で第2ブロツク(II)での相関
計算検出不能と判別されると、第4図と同様r:(=0
〜Il+領域ニ領域クワ#28.#29で相関計算を行
なうが、検出可能と判別されるとaM2の大小にかかわ
らず#46.#、17,448゜#49で#28.#2
9に比ベロピッチ萌ピンの領域、っまりa≦12までし
か相関計算を行なイっない。 第8図は本発明の第3の実施例の一部を示すフローチャ
ートであり、第4図における#43で像間隔値の真値P
を求める計算の内容を変更したものである。第4図の実
施例は遠近競合の対策として得られた像間隔ズレ屯がレ
ンズに最も被写体が近いことを示している値を用いるも
のであるが、実際には平面被写体を測距しても、被写体
コントラストが低下してくると、検出される像間隔ズレ
↑に誤差が生じ、精度か低下してくる場合が存在する。 本実施例はこの対策として行なわれたもので、各ブロッ
クで求められた像間隔ズレ量のMax値であるMax 
(P+ 、 P2 、 P3)と最らコントラストの高
いブロックによる像間隔ズレmP4との差が一定値以内
の場合は、真の像間隔ズレ量としてP4を用いるもので
ある。 第8図において、#50で第1.12. 第3ブロツク
(1)、(II )、(III)で得られた像間隔ズレ
量の最大値(Max値)がP。とじて算出される。次に
#51.#52.#53で、第1.第2.第3の各ブロ
ック(I)、(II)、(I[)ノ差分データQ!Sk
)によるコントラストの総和値C,,C2,C。 が算出される。さらに、#54〜#58で第1゜第2.
第3の各ブロック(1)、([1)、(III)のコン
トラストが最大のブロックの像間隔ズレ量がP4として
算出される。次に#59てP4とP。の差が算出され、
その差が一定値A以内の場合は、コントラストの高いブ
ロックの像間隔ズレffi P 4が真の像間隔ズレf
f1Pとして求められる。差がAより大きい場合は、遠
近競合の被写体として、Po−MaX (P+ 、 P
2 、 P3 )が真の像間隔ズレff1Pとして求め
られろ。 第9図は本発明の第4の実施例の一部を示すフローチャ
ートである。本実施例では、時間短縮の目的で基ω部の
3つのブロック(1)、(II )、(III)ノうち
でコントラストの高い2つのブロックを選択して相関計
算するものである。 また、各ブロック(1)、(II )、(I)のコント
ラスト値が一定値B未満の場合は検出の信頼性が低いと
して検出不能と考え相関計算は行なわない。 第9図において、APスイッチ(A F S W)がO
Nされると第4図、第8図の説明と同様に#I〜#53
で差分データ(QSk 、rSk )と各ブa −7り
のコントラスト値c、、C,,C3が算出される。#6
4で第2ブロツク(n)が3つのブロックのうち、コン
トラストが最小であるか否かが判断される。コントラス
トが最小であると判断されると、第2ブロツク(n)で
の相関計算は行なわず#68以降の第1ブロツク(1)
での相関計算へ入る。 最小でない場合は、次の#65で第2ブロツク([)の
コントラストがコントラスト限界値3以上であるか否か
の判断を行なう。B未満であれば#68以降の第1ブロ
ツク(I)での相関計算へ入る。B以上であれば166
、#67で相関計算を行ない#22で第2ブロツク(n
)での相関計算が信頼性の高いものか否か、つまり検出
可能か否かの判断を行なう。検出可能と判断されると#
23. #24で補間計算の後、第2ブロツク(n)に
よる像間隔ズレ量P、が算出される。次に#68以降の
第1ブロツク(1)での相関計算へ入る。#22で検出
不能と判断された場合ら同様である。#68.#69で
#64.#65と同様に、第1ブロツク(1)のコント
ラストC1が3つのブロック(+)、(II)、(II
I)のコントラストの最小のものでないか、コントラス
ト限界値3以上のものであるかの判断が行なわれる。い
ずれかの条件を満足しない場合は、第1ブロツク(I)
の相関計算は行なわないで第3ブロツク(I)の相関計
算へ入る。いずれの条件も満足すれば#70.#71で
相関計算を行ない、#30で第1ブロツク(I)で検出
可能か否かの判断が行なわれる。検出可能であれば#3
1.#32で捕間計算後、第1ブロツク(1)による像
間隔ズレ量P1が算出される。この像間隔ズレIF、の
算出時には、焦点検出光学系のディストーションによる
誤差が補正される。次に#72以降の第3ブロツク(■
)の相関計算・\入る。#30て検出不能と判断されろ
と、補間計算を行なわないて#72以降へ入る。#72
以降ら第1.第2ブロツク(I)、(n)の場合と同様
にコントラストのチェックの後、F[]関計算が行なわ
れ#42て第3ブロツク([)による像間隔ズレ量P、
が算出される。この像間隔ズ1、弓1)  (ハ竹中l
I輻ノーf、 1−ロシロ洋2− 佑占上仝中光学系の
ディストーノヨンによる誤差が補正される。以下、第4
図のステップと同様にレンズ駆動を行なう。 なお、以上の実施例では、焦点検出光学系のディストー
ションの影響を軽減させるために、像間隔ズレff1P
、、P、等を補正するようにしたが、デフォーカス量ら
しくは対物レンズ(2)のレンズ駆動爪を補正するよう
にしてもよい。 発明の効果 本発明によれば、対物レンズの焦点調整状態に応して像
間隔が変化する物体の第1および第2の光像のうち、第
1の光像の照度分布に対応しfこ出力を発生ずる第1の
光電変換素子アレイを複数のブロックに分割し、焦点検
出に使用されたブロックに応じて焦点検出光学系のディ
ストーノヨンの成分だけ焦点調整状態データを補正する
ようにしたので、電気的な補正演算により、焦点検出光
学系のディストーションに影響されずに正しく焦点検出
が行える。
The photoelectric conversion element array is divided into a plurality of blocks, and the data calculation means calculates data corresponding to the focus adjustment state of the objective lens based on the correlation with the pixels of the second photoelectric conversion element array corresponding to each block. Based on this data, the selection means selects which block from among the multiple blocks should be used as focus adjustment state data, and only the distortion component by the focus detection optical system corresponding to the selected block is corrected. The present invention is characterized in that the focus adjustment state data is corrected by the means. That is, according to the present invention, the second optical system generates an output corresponding to the illuminance distribution of the second optical image of the object. The photoelectric conversion element array is divided into a plurality of blocks, and the focus adjustment state data is corrected by the distortion component caused by the focus detection optical system depending on the block adopted for focus detection. When the main parts of the first and second optical images are located away from the center of each optical image, the main parts are greatly affected by the wavefront aberration generated by the condenser lens. Therefore, a difference occurs in the focus detection results depending on the positions of the main parts of the first and second elephants, which are the basis of the image interval calculation. Therefore, in the present invention, it is possible to detect which block of the first photoelectric conversion element divided into a plurality of blocks the main part belongs to, select that block, and create a distortion corresponding to the selected block. The focus adjustment state data is corrected by the correction means for only the component. Therefore, TI-focus detection can be performed without being affected by wavefront aberrations generated by the condenser lens. Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. A circuit diagram of a focus detection device and an automatic focus adjustment device using the same according to the present invention is shown in FIG. In the following description, it is assumed that the conventional optical system shown in FIG. 10 is used as a focus detection optical system. However, the line sensors (12) and (Ia) are each constructed from two different regions of one line sensor (15) formed on the same semiconductor chip as shown in FIG. In this Figure 2, (X) is the objective lens (2
) indicates the position through which the optical axis (18) passes. (Q,)~((,
, ) is the reference part (L) corresponding to the line sensor (12)
(Ql) ~ (ρ20), (Otsu, ~ (3
, ) and (f!2.-1.,) are respectively placed in the base yarn part (L). Second. Third block (1), (II)
, (III). Here's the first one. Third block (
1) and (III) each have 20 pl pixels, and
The second block (II) also has 21 pixels. on the other hand,
(rl) to (r48) indicate pixels in the reference section (R) corresponding to the line sensor (14). The number of pixels in the reference portion (R) is 48, which is eight more than the number of pixels in the reference portion (L). A monitor light-receiving element (not shown), which will be described later, is disposed above and close to the reference part (L). In addition,
In Figure 2, the pixel (mu) of the reference part (L) located farthest from the optical axis passing position (X) and the pixel (mu) of the reference part (R) located closest to the optical axis passing position (X). Let Ll be the distance to the pixel (rl). Further, when the objective lens (2) is in focus on the object, that is, when the object image by the objective lens (2) is formed on the planned imaging plane (4), the reference portion (L) The image with the same illuminance distribution as the image on the second block (II) of
,), the optical system is designed to be formed. These pixels (r5) to (r=,) are the focused block (F) in the reference part (r()), and the second block (F) in the reference part (L) is
The distance between the pixel (ff2.) at the center of If) and the pixel (r-,) at the center of the focusing block (F) of the reference section (R), that is, the image interval at the time of focusing, is . Figure 1 shows a CCD as a line sensor (15) in Figure 2.
(charge coupled device
) shows a circuit diagram of a focus detection device and an automatic focus adjustment device using the same. (20) is a photoelectric conversion circuit including the above-mentioned line sensor (15) and a monitor light receiving element, and a shift pulse (SH)
, transfer lock (φυ, (φ2), clear pulse (■C
G) is manually input and outputs a time-series pixel signal (OS), monitor output (AGCOS), and reference voltage output (D.S). Here, the clear pulse (T CG) is a pulse for setting each pixel in the line sensor (15) to the initial state.
) discharges the accumulated charge and starts anew light integration, that is, charge accumulation. Also, due to this pulse, the integral of the output of the monitor light receiving element is changed to the photoelectric conversion circuit (
20), and the monitor output (AGCOS) changes relative to the reference voltage output (DOS) over time at a speed that depends on the brightness of the object. The shift pulse (SH) is a pulse that shifts accumulated charges from the pixel section of the line sensor (15) to a part of the shift register, and when this pulse is input, light integration in the pixel section ends. Transfer lock (
φl) and (φ2) are pulses that are 180° out of phase with each other in order to sequentially output the accumulated charge shifted to a part of the shift register from that part of the shift register in a time-series manner. is a photoelectric conversion circuit (2
0) are converted into negative voltage signals respectively, and the pixel signals (OS
) is output as (22) is the reference voltage output (DO) from each pixel signal (OS).
S) is subtracted, and the pixel signal (DO8
'), (24) is the subtraction circuit (22)
Among the pixel signals (DO9') output from the , the pixel signals corresponding to the several pixels that are shaded (for example, the several pixels to the left of (1) in Fig. 2) are peak-held, and those pixel signals are The peak bold circuit that outputs the voltage (vp) corresponding to the maximum value, (26) is the subtraction circuit (22)
From the pixel signal (DOS') from the peak hold circuit (
This is a variable gain amplifier that subtracts and amplifies the output voltage (vp) of 24), and the dark current component included in each pixel signal (DOS') is removed by the subtraction in this amplifier circuit (26). (28) is an A/D conversion circuit that converts the amplified pixel output (DOS) from this amplifier circuit (26) into a digital value of predetermined bits, and its output is sent to a microcomputer (3o) (hereinafter referred to as microcomputer). (32) is a gain control circuit, and the monitor output (A
GCOS) is detected with respect to the reference output (DOS), and when the amount of change reaches a predetermined threshold within a predetermined time from the start of the change in monitor output (when it is bright), a message indicating this is sent to the microcontroller (30). Outputs a signal (TINT) indicating
And outputs a gain signal that sets the gain of the amplifier (26) to "1x". Furthermore, after a predetermined period of time has elapsed since the start of the output of the monitor output (AGCOS), the forced shift signal (Sl-IM) output from the microcomputer (30) is output to the gain control circuit (32). Circuit (3
2) is the signal (Sr-1M) monitor output (
The IIJ gain of the amplifier (26) is "1x" according to the amount of change with respect to the reference voltage output (DOS) of the AGCOS). A gain signal set to "2x", "4x" or "8x" is output. In this case, the smaller the amount of change, the larger the set f11 gain becomes. (AN) and (011) are an AND circuit and an OR circuit, respectively, and the AND circuit (AN) receives the above-mentioned signal (TtNT) from the gain control circuit (32).
and the signal (SHEN) from the microcomputer (30), the output signal of the OR circuit (On)/the AND circuit (AN), and the above-mentioned signal (SHM) from the microcomputer (30). Here, a signal (Sl-
IEN) is a signal for permitting shift pulse generation by the shift pulse generation circuit (34).
H) should be prohibited from occurring (for example, in photoelectric conversion circuits (
20) to the microcomputer (30) and data calculation in the microcomputer (30)) becomes "LOW", but then becomes "High" and the AND circuit (AN)
open. Therefore, this signal (SHEN) is “High”.
When the signal (TINT) is generated at the time of ``h'', the AND circuit (AN) outputs the ``I-I igh'' signal (TINT). (M) to the shift pulse generation circuit (34), and in response, the shift pulse generation circuit (34)
generates a shift pulse (S H). (36) is a transfer lock generation circuit that receives a clock pulse (CL) from the microcomputer (30) and generates transfer locks (φ, ), (φ2).
) or (SHM), it is reset to the initial state,
Regardless of the phase of the previous transfer lock (φυ, (φ,), start generating new (φ,), (φ2) (this is a combination of shift pulse (SH) and transfer lock (φ, ),
This is to synchronize (φ2). ). The signal (S/T()) output from the microcomputer (30) is the pixel signal (DO5') taken in by the peak hold circuit (24).
) is a sample bold signal for specifying. The microcomputer (30) is connected to the display circuit (38) and the lens drive amount ff1 (40), and causes the display circuit (38) to display the focus adjustment state of the objective lens (2) obtained by calculation as described later. On the other hand, the lens driving device (40) is then caused to drive the objective lens. In this embodiment, the focus adjustment state of the objective lens (2) calculated by the microcomputer (30) is expressed by a defocus point and a defocus direction, and therefore the objective lens (2) is 2) The amount of drive and the direction of drive are determined. The lens driving device (40) drives the objective lens (2) according to the driving amount and driving direction, while outputting a signal indicating the executed lens driving amount to the microcomputer (3o), and the microcomputer (30) When the lens drive amount reached the drive amount determined by calculation, a signal to stop lens drive is output to the lens drive device. In addition, in Fig. 1, (A F S W) is the microcomputer (
3o) is an AF switch for inputting a start signal for starting detection of the amount of deviation and automatic focus adjustment based thereon. FIG. 3 is a flowchart showing the basic operation flow of the above-mentioned microcomputer (30). When a power switch (not shown) is turned on, power is supplied to the camera. The steps in Figure 3 start,
In the #1 ΔF switch determination step, the AP switch (A
When the AP switch (AF SW) is turned on, the microcomputer (30) causes the COD to accumulate charge in step #2, and when this is completed, # In the DataDump step of 3, the COD output is sequentially output as a video signal (O9). This video signal (O5> is subtracted by a subtraction circuit (22) to become a pixel signal, but this pixel signal is amplified by 1] with a gain according to the subject, and then further converted into an A/D conversion circuit (28). /D conversion and becomes a digital value.Next, in step #4, difference data is re-created from the pixel signal obtained in order to remove the low-frequency signal component of the pixel signal.Next, the obtained pixel signal is Using the difference data of the pixel signals obtained, the correlation between the standard part (L) and the reference part (R) is calculated in step #5, and the reference part (It) with the highest degree of correlation is calculated in step #6.
Calculate the area of Furthermore, in step #7, interpolation calculation is performed to obtain a more accurate image interval deviation insect, and #8
The image interval deviation P is calculated based on this step. Step #9 checks whether the image interval deviation amount P obtained in step #8 is highly reliable! This is the step of cutting l'JI. If it is determined that detection is not possible in step #9, #1
At step 0, it is determined whether LO-CON SCAN has ended or not. L□-CON 5CA
N is a measure to be taken when the amount of defocus is too large and distance measurement becomes impossible.N is the measurement that is obtained when the amount of defocus is within the measurable range when distance measurement is performed without moving the camera lens. This is 5CAN for controlling the lens to the in-focus position based on the distance value, that is, the amount of image interval deviation. #LO-CON 5CA already in step 1O
If N has been completed, L (not shown) in step #12.
Display O-C0N and return to #2 COD integration step again. If LO-CON 5CAN is not completed, step #ll and 0-CONSCAN
and returns to #2 COD integration step again. #9
If it is determined that detection is possible in step #13, the image interval shift amount is converted into a defocus amount (focus shift amount), and further, in step #14, it is converted into a lens drive amount for rotating the lens. Next, it is determined whether the defocus amount or lens drive amount found in step #15 is within the focusing range. If it is determined that the camera is in focus, a focus display (not shown) is performed in step #I7. If it is determined that the lens is not in focus, the lens is driven in step #16 according to the drive amount obtained in step #I11, and the process returns to step #2 for ccpx. The series of operations explained above is described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 5
As it is explained in detail in Publication No. 9-126517,
Below, only the parts related to the present invention will be explained in more detail. FIG. 4 is a flowchart showing one embodiment of the present invention.
Divide the base part into three blocks, calculate the image interval deviation amount for each block, and use the value that determines that the rear focus is the closest, that is, the subject is closest to the objective lens (2), as the true value. It is used as a lens to drive the lens. As explained in Figure 2, the pixel area of the reference part (L) is divided into three blocks (D, (II), and (III)), and each block is divided into three blocks (D, (II), and (III)) as shown in Figure 5 and the following table. The detection range of the image interval error type to be detected is designed to overlap. [Left below margin] In Fig. 4 again, the AP switch (AF SW)
When is turned on, #1. #2. Step #18. In #19, every third difference data is created from the pixel data of the base Q part (L) and the reference part (R). The purpose of this process is to remove low-frequency error factors in the spatial frequency of the illuminance distribution on the standard part (L) and reference part (R), which occur due to deviations from the design values of the ranging optical system. is JP-A-60-49
Since it is explained in Publication No. 14, the explanation will be omitted. Next #20. Using the second block (It) in #21,
Calculate the correlation between the standard part (L) and the reference part (R) in four ranges at ±lO pitch from focus, and calculate LM2 indicating the position of the area within the reference part (R) with the highest correlation. . #
#20 in 22. ; It is determined whether the correlation calculation in #21 is highly reliable, that is, whether it is detectable. If it is determined that detection is possible, a highly accurate image interval deviation ffi p 2 is calculated after interpolation calculations in #23 and #24. In #25, before performing the correlation calculation using the first block (1), the amount of image interval deviation in pitch units obtained in the second plot (n) is calculated using the first block (1), which can be calculated by interpolation. Determine whether it is within the range of correlation calculation using D. 12M
If 2<II, the amount of image interval deviation obtained in the second block (If) from the detection range in the first block (I) indicates what is known as a pin, so it is set as the first block (1). #28. over the entire detection area, i.e. from -4 to +14 pitches. Correlation calculation is performed in #29, and L M + indicating the position of the region within the reference portion with the highest degree of correlation is calculated. Similar steps are also performed when it is determined in #22 that the correlation calculation in the second block (II) is undetectable. If 4M2≧11 is determined in #25, #26. In #27, the correlation calculation for calculating the front focus from the image interval shift amount obtained in the second block (II) is omitted, and the correlation calculation is performed to calculate the area in the reference part (R) with the highest degree of correlation. Calculate ρM, which indicates the position. At #30, it is determined whether or not the correlation calculation in the first block (1) is undetectable. If it is determined that detection is possible, a highly accurate image interval deviation amount P1 is calculated after interpolation calculation in steps #31 and #32. When calculating this image interval deviation ff1P, xM, -4 is corrected by +a in order to reduce the influence of distortion possessed by the focus detection optical system, which is a feature of the present invention. Regarding this correction in #32,
The correction in #42 of the third block (III) will be explained in detail later. Next, #38. In #39, correlation calculation is performed using the third block (III), but the image interval deviation amount obtained in the first block (1) is within the image interval deviation amount detection area set in the third block (III). Moreover, since it is a rear pin area, #38. In the scope of the correlation calculation in step #39, the part in which surface bins are calculated from the amount of image interval deviation obtained in the first block (1) is omitted in order to save time. Although it is omitted in the flowchart in Figure 4, (1M+
If ≧8 and the detection area exceeds the detection area where interpolation calculation is possible in the third block (Iff), #38. Skip #39 and proceed to #40. If it is determined in #30 that the correlation calculation in the first block (1) is undetectable, then in #33 it is determined whether the correlation calculation in the second block (II) is undetectable. If detectable, #34. In #35, correlation calculation is performed while omitting the part in which the front focus is calculated from the image interval deviation amount obtained in the second block (n). Although omitted in the flowchart of Fig. 4, Q M t
≧18, and if it exceeds the detection area where interpolation calculation is possible in the third block (1), #34. Skip #35 and proceed to #40. If it is determined in #33 that the correlation calculation cannot be detected in the second block (II), correlation calculation is performed over the entire detection area set as the third block (III) in #36 and #37, and the correlation calculation is performed to find the highest degree of correlation. Indicates the position of the area within the high reference area (calculate M3. Next, in #40, the third
It is determined whether correlation calculation by block ([) cannot be detected. If it is determined that detection is possible, a highly accurate image interval deviation ff1p3 is calculated after interpolation calculation in #4+ and #42. In #42, as in #32, in order to reduce the influence of distortion that the focus detection optical system has,
Three HIs of +h are performed for M, -24. Regarding this correction, #32 in the first block (I)
This will be explained in detail later along with the correction in . Next, in #43, the image interval deviation ff1P calculated so far
+, P2. The largest value of P3, that is, the value indicating the most posterior focus, is determined as the true value P of the image interval deviation m. At this time, P,,P3. If any of P3 is undetectable, exclude it and calculate the maximum value of the detectable values as P
Find it as. Next, from #13 onwards, steps similar to those described in FIG. 3 are executed. If it is determined in #40 that detection is not possible, it is determined in #44 and #45 whether or not detection is not possible in the first block (I) and second block (n). If it can be detected by either, the process goes to #43 and the true image interval value P is calculated. 1st. Second. Any third block (I
), (II), and (III), it is determined that the detection is impossible as a whole, and the steps from #10 onward are executed in the same manner as described in FIG. Next, #32 to reduce the influence of distortion of the focus detection optical system. The correction in #42 will be explained. As already mentioned, the optical system shown in FIG. 10 includes a condenser lens (6), a reimaging lens (8),
If O) is constructed with a spherical lens, considerable distortion will occur if contrast exists only in the distance measurement area, that is, at the end of the reference part (L), as shown in FIG. In other words, if the contrast is not distributed over the entire area but is unevenly distributed in one part, the focus state of the lens is equal and the reference part (L
) depending on where the contrast is present in the CCD.
The above image interval value changes, and therefore the amount of defocus determined by the focus detection calculation also changes. This phenomenon is particularly affected by the condenser lens (8), and if it is constructed with an aspherical lens, the distortion can be improved to a level 1, as shown by the dotted line in Figure 14, but it is difficult to eliminate it completely. Moreover, it is difficult from a cost and manufacturing perspective. As in the embodiment of FIG. 4, the first part of the reference part (L). When using the third block (I) or (III), the reference part (L)
Since we use areas that are tilted to the left and right, rather than the center of the whole, the influence of the distortion shown in FIG. 14 is not ignored. For this reason, the first and third blocks (D, (III
) is used to correct distortion. Figure 6 is; #31. The details of the interpolation calculation in #41 and its correction are shown. #32 in FIG. Distortion is corrected in #42. As shown in FIG. 2, the first. Third block (1). If (III) is set, normally it will be a-b, but if it is made asymmetrical, it will be af-b. Note that #I02 in FIG. #IO] and #IO3 are not shown in the flow of FIG.
) is recalculated, thereby enabling focus detection of 0.5 pitch at both ends before and after the minimum value of n. This is a flowchart showing a part of the image interval detection area on the focus side after correlation calculation using the first block (1) in FIG. 4, when the second block (n) is undetectable and when it is detectable. In this second embodiment, in order to improve the detection probability as much as possible, taking into account that the focus is largely out of focus when detection is not possible in the second block (n), , the image interval detection area is widened. On the other hand, if it is possible to detect the image in the second block (II), taking into consideration the competing objects in the distance and near, Correlation calculations are also performed on the pin side, but in the case of the former, there is no need to detect over a wide area, so the detection area is narrowed to save time. In Figure 7, the second block (II) is #22. If it is determined that the correlation calculation cannot be detected in , r: (=0
~Il+ area two area hoe #28. Correlation calculation is performed in #29, but if it is determined that detection is possible, #46. #, 17,448° #49 and #28. #2
9, the correlation calculation is performed only in the region of relative pitch moe pin, where a≦12. FIG. 8 is a flowchart showing a part of the third embodiment of the present invention, and in #43 in FIG. 4, the true value P of the image distance value is
This is a modification of the content of the calculation to find . In the embodiment shown in Fig. 4, the obtained image interval deviation value is used as a measure against distance conflict, which indicates that the subject is closest to the lens, but in reality, even if a flat subject is measured, When the object contrast decreases, an error occurs in the detected image interval deviation ↑, and there are cases where the accuracy decreases. The present embodiment was implemented as a countermeasure against this problem, and the Max
If the difference between (P+, P2, P3) and the image interval deviation mP4 due to the block with the highest contrast is within a certain value, P4 is used as the true image interval deviation amount. In FIG. 8, #50 indicates 1.12. The maximum value (Max value) of the image interval deviation amount obtained in the third block (1), (II), and (III) is P. Calculated as follows. Next #51. #52. #53, 1st. Second. Difference data Q for each third block (I), (II), (I[)! Sk
), the total contrast value C,,C2,C. is calculated. Furthermore, in #54 to #58, the 1st degree and the 2nd degree.
The image interval deviation amount of the third blocks (1), ([1), and (III) with the maximum contrast is calculated as P4. Next, #59, P4 and P. The difference between
If the difference is within a certain value A, the image interval deviation ffi P4 of the block with high contrast is the true image interval deviation f
It is obtained as f1P. If the difference is larger than A, Po-MaX (P+, P
2, P3) is determined as the true image interval deviation ff1P. FIG. 9 is a flowchart showing a part of the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, for the purpose of time reduction, correlation calculations are performed by selecting two blocks with high contrast among the three blocks (1), (II), and (III) of the base ω portion. Furthermore, if the contrast value of each block (1), (II), (I) is less than the constant value B, the reliability of detection is considered to be low and it is considered that detection is impossible, and no correlation calculation is performed. In Fig. 9, the AP switch (AF SW) is set to O.
When it is N, #I to #53 are shown in the same way as explained in Fig. 4 and Fig. 8.
The difference data (QSk, rSk) and the contrast values c, , C, , C3 of each block a-7 are calculated. #6
In step 4, it is determined whether the second block (n) has the smallest contrast among the three blocks. When it is determined that the contrast is minimum, the correlation calculation in the second block (n) is not performed and the first block (1) after #68 is performed.
Let's start the correlation calculation. If it is not the minimum, it is determined in the next step #65 whether the contrast of the second block ([) is equal to or greater than the contrast limit value 3. If it is less than B, the correlation calculation begins in the first block (I) starting from #68. 166 if B or higher
, #67 performs correlation calculation, and #22 calculates the second block (n
) is highly reliable, that is, whether it is detectable or not. When it is determined that it is detectable #
23. After the interpolation calculation in #24, the image interval deviation amount P due to the second block (n) is calculated. Next, the correlation calculation begins in the first block (1) starting from #68. The same applies when it is determined in #22 that detection is not possible. #68. #69 and #64. Similar to #65, the contrast C1 of the first block (1) is different from that of the three blocks (+), (II), (II).
It is determined whether the contrast of I) is not the minimum or whether the contrast is equal to or greater than the contrast limit value 3. If any of the conditions are not satisfied, proceed to the first block (I).
The correlation calculation in the third block (I) is entered without performing the correlation calculation. If both conditions are satisfied, #70. Correlation calculation is performed in #71, and in #30 it is determined whether detection is possible in the first block (I). #3 if detectable
1. After the interpolation calculation is performed in #32, the image interval deviation amount P1 due to the first block (1) is calculated. When calculating this image interval deviation IF, errors due to distortion of the focus detection optical system are corrected. Next, the third block after #72 (■
) correlation calculation/\enter. If it is determined that detection is not possible in #30, interpolation calculation is not performed and the process proceeds to #72 and subsequent steps. #72
Hereafter, et al. After checking the contrast as in the case of the second blocks (I) and (n), the F[] function calculation is performed #42, and the amount of image interval deviation P due to the third block ([),
is calculated. This image distance 1, bow 1) (HaTakenaka l
Errors due to distortion in the optical system are corrected. Below, the fourth
The lens is driven in the same way as the steps in the figure. In the above embodiment, in order to reduce the influence of distortion of the focus detection optical system, the image interval deviation ff1P is
. Effects of the Invention According to the present invention, among the first and second optical images of an object whose image interval changes according to the focus adjustment state of the objective lens, the illuminance distribution of the first optical image is The first photoelectric conversion element array that generates the output is divided into a plurality of blocks, and the focus adjustment state data is corrected by the distortion component of the focus detection optical system depending on the block used for focus detection. By electrical correction calculation, focus detection can be performed correctly without being affected by distortion of the focus detection optical system.

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

第1図は本発明に係る焦点検出装置の一実施例の回路図
、 第2図は第1図の焦点検出装置に使用されろラインセン
サーの説明図、 第3図および第4図は夫々第1図の焦点検出装置の基本
的な動作の流れ及び本発明の第1の実施例における動作
の流れを示すフローチャート、第5図はラインセンサー
の各ブロックにおけろ像間隔誤差量の検出範囲の説明図
、 第6図は第4図のフローチャートにおける捕間計算ステ
ップの詳細および補正ステップを示すフローチャート、 第7図、第8図及び第9図は夫々本発明の第2゜第3及
び第4の実施例のフローチャート、第10図、第11図
及び第12図は夫々焦点検出装置の光学系と焦点検出原
理の説明図、第13図(a) 、 (b) 、 (c)
及び第14図は夫々焦点検出光学系が有しているディス
トーションの説明図である。 2・・・対物レンズ、  4・・・予定焦点面、6・・
コンデンサーレンズ、 8.10・・結像レンズ、 !5・・・ラインセンサー(L・・・基阜部、R・・・
参照部。 I・・・第1ブロツク、■・・・第2ブロツク、■・・
・第3ブロツク)。 20・・・光電変換回路、 30・・・マイコン。 特許出願人 ミノルタカメラ 株式会社代理人 弁理士
 前出  葆ほか2名 第10図 第+2i!i 第13図 (C) ライン七′ンサー12   ラインセン寸−14度 ライン乞ンサー12    フィン江ン“す=I4脛、 刀【
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the focus detection device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a line sensor used in the focus detection device of FIG. 1, and FIGS. 1 is a flowchart showing the basic operation flow of the focus detection device and the operation flow in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart showing the detection range of the image interval error amount in each block of the line sensor. FIG. 6 is a flowchart showing the details of the interpolation calculation step and the correction step in the flowchart of FIG. 4; FIGS. 10, 11, and 12 are explanatory diagrams of the optical system of the focus detection device and the focus detection principle, and FIGS. 13(a), (b), and (c) respectively.
and FIG. 14 are explanatory diagrams of distortion that the focus detection optical system has. 2...Objective lens, 4...Planned focal plane, 6...
Condenser lens, 8.10...imaging lens, ! 5... Line sensor (L... basic part, R...
Reference section. I... 1st block, ■... 2nd block, ■...
・3rd block). 20...Photoelectric conversion circuit, 30...Microcomputer. Patent Applicant: Minolta Camera Co., Ltd. Agent: Patent Attorney: Mr. Maeda and 2 others Figure 10 +2i! i Fig. 13 (C) Line 7' cer 12 Line sen size -14 degree line cer 12 Finn's = I4 shin, sword [

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)対物レンズの予定結像面近傍に配置されたコンデ
ンサーレンズと、このコンデンサーレンズの背後に上記
対物レンズの光軸に関して対称に配設され、上記コンデ
ンサーレンズを介して対物レンズの焦点調整状態に応じ
て像間隔が変化する物体の第1及び第2の光像を形成す
る第1及び第2の結像レンズと、第1及び第2の光像を
検出しそれらの照度分布に対応した出力を発生する第1
及び第2の光電変換素子アレイと、第1の光電変換素子
アレイを複数のブロックに分割し、各ブロックに対応し
た第2の光電変換素子アレイの画素との相関により、対
物レンズの焦点調整状態に対応したデータを算出するデ
ータ算出手段と、上記複数のブロックのうちどのブロッ
クからのデータを焦点調整状態のデータとするかを選択
する選択手段と、選択されたブロックに対応した焦点検
出光学系によるディストーションの成分だけ焦点調整状
態データを補正する補正手段とを備えたことを特徴とす
る焦点検出装置。
(1) A condenser lens placed near the intended image formation plane of the objective lens, and a condenser lens placed behind the condenser lens symmetrically with respect to the optical axis of the objective lens, and a focus adjustment state of the objective lens via the condenser lens. first and second imaging lenses that form first and second optical images of an object whose image distance changes according to the image distance; The first that generates the output
The second photoelectric conversion element array and the first photoelectric conversion element array are divided into a plurality of blocks, and the focus adjustment state of the objective lens is determined by the correlation with the pixels of the second photoelectric conversion element array corresponding to each block. a data calculation means for calculating data corresponding to the data, a selection means for selecting data from which block among the plurality of blocks is to be used as focus adjustment state data, and a focus detection optical system corresponding to the selected block. and a correction means for correcting focus adjustment state data by a distortion component caused by distortion.
(2)上記選択手段はコントラスト最大のブロックだけ
を選択し、上記補正手段はこの選択されたブロックに対
応したディストーションの成分だけ焦点調整状態データ
を補正することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の焦点検出装置。
(2) The selection means selects only the block with the maximum contrast, and the correction means corrects the focus adjustment state data by a distortion component corresponding to the selected block. The focus detection device described in .
(3)上記選択手段は第1の光電変換素子アレイの輝度
分布の重心位置を求めて、この重心位置が属するブロッ
クを選択し、上記補正手段はこの選択されたブロックに
対応したディストーションの成分だけ焦点調整状態デー
タを補正することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の焦点検出装置。
(3) The selection means determines the centroid position of the luminance distribution of the first photoelectric conversion element array, selects the block to which this centroid position belongs, and the correction means corrects only the distortion component corresponding to this selected block. The focus detection device according to claim 1, wherein the focus detection device corrects focus adjustment state data.
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JP2003057531A (en) * 2001-08-10 2003-02-26 Seiko Precision Inc Method and device for phase difference detection, range finder, and image pickup device
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