JPS6313009A - Focus detecting device - Google Patents

Focus detecting device

Info

Publication number
JPS6313009A
JPS6313009A JP15689886A JP15689886A JPS6313009A JP S6313009 A JPS6313009 A JP S6313009A JP 15689886 A JP15689886 A JP 15689886A JP 15689886 A JP15689886 A JP 15689886A JP S6313009 A JPS6313009 A JP S6313009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
pixel
pixel column
lens
focus detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15689886A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0792541B2 (en
Inventor
Masabumi Yamazaki
正文 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP61156898A priority Critical patent/JPH0792541B2/en
Publication of JPS6313009A publication Critical patent/JPS6313009A/en
Publication of JPH0792541B2 publication Critical patent/JPH0792541B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent wrong focus detection by judging a focusing state when a correlative value F(S) indicating a deviation quantity S with the largest correlativity and a correlative value F(S-1) or F(S+1) have a desired relation. CONSTITUTION:An object light image passed through image forming lenses L1 and L2 are formed on the light receiving faces of the 1st and the 2nd photoelectric converting element groups 1A and 1B which form picture element arrays A and B of a CCD 1 and respective picture elements begin to be integrated at the same time. When the integral value of a light receiving element reaches a specific value, integral charges of respective picture elements are transferred, AD-converted 3 in order, and stored in memory addresses in a CPU 4 which are assigned to the respective picture elements. Then, a correlation function F(S) is found. The F(Sm) with the smallest value is found therein to find contrast functions C1 and C2. When a relation of correlation value F(Sm+1)>=F(Sm-1) holds, a specific relation is born among those values on condition that the F(Sm) is correct and its value corresponds to the distance between a lens and a body. When this relation is not satisfied, a nonfocusing state is displayed on a display device 7 and the lens is driven by a lens driving control circuit to make a restart.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、焦点検出装置、更に詳しくはカメラ等の光
学装置において被写体光束を受けてピント状態を検出す
る焦点検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a focus detection device, and more particularly to a focus detection device that receives a subject light beam and detects a focus state in an optical device such as a camera.

[従来の技術] 撮影レンズの光軸を挟む撮影レンズの第1の部分と第2
の部分をそれぞれ通過した被写体光束により作られる二
つの像の相関位置を検出して焦点状態を知る撮影レンズ
射出瞳分割方式の焦点検出装置は既に、特開昭59−1
26517号公報および特開昭60−247210号公
報などにより周知である。第12図はその光学系の基本
構成を示したものである。
[Prior art] A first part and a second part of a photographic lens sandwiching the optical axis of the photographic lens.
A photographic lens exit pupil split type focus detection device that detects the relative position of two images created by the object light beams that have passed through the respective sections and determines the focus state has already been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1.
It is well known from Japanese Patent Application Laid-open No. 26517 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-247210. FIG. 12 shows the basic configuration of the optical system.

瞳投影レンズ101は瞳分割レンズ102゜103の瞳
位置を撮影レンズ100の瞳位置と共役になるよう構成
されている。瞳分割レンズ102゜103は、CCDラ
インセンサ104からなる第1の画素列の受光面と同じ
<CCDラインセンサ105からなる第2の画素列の受
光面にそれぞれ像を再結像させるためのレンズである。
The pupil projection lens 101 is configured so that the pupil position of the pupil dividing lenses 102 and 103 is conjugate with the pupil position of the photographic lens 100. The pupil splitting lenses 102 and 103 are lenses for re-forming images on the light receiving surface of the second pixel row consisting of the CCD line sensor 105, which is the same as the light receiving surface of the first pixel row consisting of the CCD line sensor 104. It is.

このように構成された光学系においては、前ピンの場合
には2つの像の間隔は狭くなり、後ビンの場合は広くな
る。そして焦点が合った位置では撮影レンズによらず像
間隔は一定となる。
In an optical system configured in this way, the distance between the two images becomes narrower when the front focus is on, and widened when the rear focus is used. At the focused position, the image interval is constant regardless of the photographic lens.

上記特開昭59−126517号公報に開示されている
焦点検出装置は、CCDラインセンサからなる第1の画
素列と第2の画素列を配設し、一方の画素列からの像パ
ターン信号を該画素列の画素数より少ない特定の画素数
による複数の像パターン信号に分割し、これら分割され
た像パターン信号ともう一方の画素列による像パターン
信号とを比較するようにしたもので、例えば第1の像パ
ターン信号を3つのブロック信号に分割し、各ブロック
信号と第2の像パターン信号とを比較して画素出力の差
の絶対値の和、 Hi(、,1a)=ΣI”K+si −RK+4−+1
に−1 Ωmm1.2,3.−−−−−−21  i−0,1,
2より最小値 Hi  (fIi)0,1.2を求める
The focus detection device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-126517 has a first pixel column and a second pixel column each composed of a CCD line sensor, and receives an image pattern signal from one pixel column. The image pattern signal is divided into a plurality of image pattern signals each having a specific number of pixels smaller than the number of pixels in the pixel row, and these divided image pattern signals are compared with the image pattern signal from the other pixel row. Divide the first image pattern signal into three block signals, compare each block signal with the second image pattern signal, and calculate the sum of the absolute values of the differences in pixel output, Hi(,,1a)=ΣI''K+si -RK+4-+1
-1 Ωmm1.2,3. -------21 i-0,1,
2, find the minimum value Hi (fIi)0, 1.2.

一方、コントラスト関数 肖=ΣI”K+8i  ”K+1+8i1に−1 i−0,1,2を求め、甜i = Hi (/?71を
1i−0,1,2の最小値に基づいて焦点検出を行なう
もので、これよりコントラストに影響されない評価値が
得られる。
On the other hand, -1 i-0, 1, 2 is obtained from the contrast function ΣI''K+8i''K+1+8i1, and focus detection is performed based on the minimum value of 1i-0, 1, 2, where 甜i = Hi (/?71). This provides an evaluation value that is not affected by contrast.

また上記特開昭60−247210号公報に開示されて
いる焦点検出装置も、上記とほぼ同様にして求められる
相関値 の最小値と、コントラスト関数02に定数a2.a3.
a4を乗じたa2C2,a3C2゜a 4 C2とを比
較し、その比較結果に応じて焦点検出が可能か否かを判
定し、コントラストの低い場合など誤った焦点検出を防
止するようにしたものである。
Further, the focus detection device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-247210 also uses the minimum value of the correlation value obtained in substantially the same manner as above, and the constant a2. a3.
It compares a2C2, a3C2゜a4C2 multiplied by a4, and determines whether focus detection is possible according to the comparison result to prevent incorrect focus detection when the contrast is low. be.

[発明か解決しようとする問題点] ところで、焦点距離の長いレンズやマクロレンズのよう
にレンズの繰り出し量の大きいレンズにおいては、繰り
出し量が大きいために、全繰り出し範囲におけるデフォ
ーカス状態を検出しきれない場合、誤って焦点検出信号
を出力してしまう虞れがある。上記従来例のものでは相
関値またはコントラスト関数により正規化された相関値
の適正とされる絶対値が不明だったり、たとえその値が
設定されても被写体によっては不十分な場合がある。
[Problem to be solved by the invention] By the way, in lenses with a long focal length or macro lenses, which have a large amount of lens extension, it is difficult to detect the defocus state in the entire extension range because the amount of lens extension is large. If this is not possible, there is a risk that a focus detection signal will be output erroneously. In the conventional example described above, the absolute value of the correlation value or the correlation value normalized by the contrast function is unknown, or even if that value is set, it may be insufficient depending on the subject.

第8,9図は、上記の不具合を今少し詳しく説明したも
のであって、それぞれ64個の光電変換素子からなるC
CDラインセンサで構成されたA列、B列の画素列に、
所定ピッチの位相差をもった光像を投影し、A列、B列
の何れかを1ピツチずつシフトしながら、公知の方法で
機関数F(S)を求めた結果である。第8.9図ににお
いて、A列。
Figures 8 and 9 explain the above-mentioned problem in a little more detail.
In the pixel columns of column A and column B, which are composed of CD line sensors,
This is the result of calculating the engine number F(S) by a known method while projecting an optical image with a phase difference of a predetermined pitch and shifting either the A column or the B column by 1 pitch. In Figure 8.9, column A.

B列の各画素の出力を順に、A列の出力をal。The output of each pixel in column B is sequentially output, and the output of column A is al.

a2 ’  a3 ’ ”””’  a84、B列の出
力をbl。
a2 ' a3 '"""' a84, bl the output of column B.

b2.ba 、  ・・・・・・、b64とする。b2. ba, ..., b64.

シフト量SがS≧0なるときはA列のa t 。When the shift amount S is S≧0, at in column A.

a 21 ・・・・・・、a20を参照画素列とし、B
列の同数をA列に対し相対的に1ピツチずつシフトしな
がら対応する画素の出力の差の絶対値の総和を求める。
a21..., a20 is the reference pixel column, B
The same number of columns is shifted by one pitch relative to column A, and the sum of the absolute values of the differences in the outputs of corresponding pixels is calculated.

即ち、 S≧0では Hl(S)=ケ1an−bn+、1 n−ま ただし、S−0,1,2,・・・・・・、32SくOに
おいては、B列を参照画素列としA列をシフトする。即
ち、 SくOでは H2(S)=Σ 1bo−an+51 S−−1,−2,・・・・・・・・・、−32次にコン
トラスト関数 を求める。
That is, when S≧0, Hl(S)=ke1an-bn+,1 n- However, in S-0, 1, 2, ..., 32S, the B column is the reference pixel column. Shift column A. That is, in SkuO, H2(S)=Σ 1bo-an+51 S--1, -2, . . . , -32 The contrast function is obtained.

である。It is.

F(S)の最小値を与えるシフトfl’ S ”” S
 oが2つの像の横ずれ量である。しかし、Sは整数値
であり、これだけでは精度が粗くなるため、補間を行な
う必要がある。この補間法については本出願°人が先に
提案(特願昭61−124348号)している。第10
図、第11図にこの方法を示す。即ち、画素ピッチを1
とすれば横ずれ量は、最終的に、 F (So−1)≦F (So+1)のときF (So
−1)>F (So+1)のときとなる。
Shift fl' S ”” S that gives the minimum value of F(S)
o is the amount of lateral shift between the two images. However, since S is an integer value, the precision becomes poor if only this value is used, so it is necessary to perform interpolation. This interpolation method was previously proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 124348/1982). 10th
This method is illustrated in FIG. In other words, the pixel pitch is 1
Then, the amount of lateral slip is finally F (So−1)≦F (So+1) as F (So
-1)>F (So+1).

ここで、第8図に示すように横ずれ量がシフト範囲(−
32≦S≦32)に比べ小さく、かつコントラストも十
分高いときには、上記の方法により横ずれ量は精度良く
求めることができる。しかしながら、第9図に示すよう
に像の横ずれ二がシフト範囲に比べて大きいときも、F
 (S)の最小値は求まるので誤った横ずれの結果を出
してしまうことになる。
Here, as shown in Fig. 8, the amount of lateral deviation is within the shift range (-
32≦S≦32), and when the contrast is sufficiently high, the amount of lateral shift can be determined with high accuracy by the above method. However, as shown in Fig. 9, even when the lateral deviation of the image is larger than the shift range, F
Since the minimum value of (S) is determined, an incorrect result of lateral shift will be produced.

このようなケースはマクロレンズや望遠レンズのように
、レンズの繰り出し量の大きいレンズで頻繁に発生する
。なお、実際は横ずれが大きくなると像はかなりボケ、
第9図に示したものより、もう少しなだらかな出力曲線
となる。
This kind of case often occurs with lenses that extend a large amount, such as macro lenses and telephoto lenses. In reality, when the lateral shift becomes large, the image becomes quite blurry.
The output curve is a little more gentle than that shown in FIG.

本発明の目的は、所定の評価関数により求めた2つの像
の間隔(横ずれ量)がレンズから物体までの距離に相応
した正しい値かどうかを確認し、誤った横ずれ量によっ
てレンズが駆動されるのを未然に防止する焦点検出装置
を提供するにある。
The purpose of the present invention is to check whether the distance between two images (the amount of lateral deviation) determined by a predetermined evaluation function is a correct value corresponding to the distance from the lens to the object, and to prevent the lens from being driven by an incorrect amount of lateral deviation. An object of the present invention is to provide a focus detection device that prevents this from occurring.

[問題点を解決するための手段および作用]本発明は、
異なる光路を通過した2つの像を、複数の光電変換素子
からなる第1の画素列(A列)と第2の画素列(B列)
に受け、それらの上に形成される2つの像のずれ量によ
り被写体までの距離を求める焦点検出装置において、 相関値の最小値とそれを与えるシフト量Sの前後のシフ
トfas+1.S−1における相関値とコントラスト関
数を比較することにより正確な焦点検出を行なう。
[Means and effects for solving the problems] The present invention has the following features:
Two images that have passed through different optical paths are transferred to a first pixel column (column A) and a second pixel column (column B), each consisting of a plurality of photoelectric conversion elements.
In a focus detection device that calculates the distance to a subject based on the amount of shift between two images formed on them, the shift fas+1. Accurate focus detection is performed by comparing the correlation value and contrast function in S-1.

[実 施 例] 以下、図示の実施例により本発明を説明する。[Example] The present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

第1図〜第4図は第1の画素列(以下、A列という)の
画素11〜30の20個を参照画素とし、第2の画素列
(以下、B列という)をシフトしたときのA列、B列の
出力の関係を表わしたものである。評価関数はF(S)
=Σl”n−bn+sln讃11 である。第1図はB列を右に1シフトずつずらしていっ
たとき、p(s)が最小になった状態である。
Figures 1 to 4 show the results when the 20 pixels 11 to 30 of the first pixel column (hereinafter referred to as column A) are used as reference pixels and the second pixel column (hereinafter referred to as column B) is shifted. This shows the relationship between the outputs of columns A and B. The evaluation function is F(S)
=Σl"n-bn+sln 11. FIG. 1 shows the state in which p(s) becomes minimum when column B is shifted one shift at a time to the right.

第2図はシフトfaS。−1のときの像の関係である。Figure 2 shows shift faS. This is the image relationship when -1.

このようにS。は参照画素A列の像をそれと合同なり列
の像がよぎる前後のシフト量のうち、像間の面積が小さ
くなる方のシフト量であるから、コントラスト関数を とするとき、はぼ第1図の場合 F(S)≦ユC1・・・・・・・・・(1)第2図の場
合 〜 が成り立つ。
In this way S. is the shift amount before and after the image of the reference pixel row A is crossed by the image of the row congruent with it, whichever reduces the area between the images, so when the contrast function is taken as In the case of F(S)≦YC1 (1) In the case of Fig. 2, the following holds true.

従来、最も小さいF(So)とコントラスト値Cまたは
C2を比較することにより合焦か否かの判断を行なって
いたが、これは不十分である。
Conventionally, it has been determined whether or not the object is in focus by comparing the smallest F (So) with the contrast value C or C2, but this is insufficient.

即ち、前述のように、被写体の像の明暗が複雑になって
きたり、像ずらし量に比ベレンズの繰り出し量が大きい
場合など、合焦点でないのに上記(1)式の関係を満足
する場合があるからである。
That is, as mentioned above, there are cases where the relationship in equation (1) above is satisfied even though it is not in focus, such as when the brightness of the subject image becomes complex or when the amount of lens extension is large compared to the amount of image shift. Because there is.

このような場合、上記(2)式を判定すれば合焦か否か
の確度が高まることになる。
In such a case, if the above equation (2) is determined, the accuracy of whether or not focus is achieved will be increased.

第3図、第4図はA列がB列と一致する前後において、
B列の像がA列の像に比べ右側にあるとき、P (S)
が最小になる場合である。
In Figures 3 and 4, before and after column A matches column B,
When the image in row B is on the right side compared to the image in row A, P (S)
is the minimum value.

となる。なお、比較される画素の数が多くなれば、C+
Cとなりコントラスト関数はCIかC2の何れかに統一
してもよい。
becomes. Note that as the number of pixels compared increases, C+
The contrast function may be unified to either CI or C2.

実際は像の形が複雑になったり、A列、B列の光電変換
素子特性による出力感度不均一性、収差、製造上などに
起因する像の非対称性により、上式の関係は厳密には成
り立たない。このようなときはコンテラスト関数C1,
C2にある値を加算したC ±α、またはC2±αを新
にコントラスト関数とすればよい。
In reality, the relationship in the above equation does not strictly hold because the shape of the image becomes complex, the unevenness of output sensitivity due to the characteristics of the photoelectric conversion elements in the A and B columns, the aberration, the asymmetry of the image due to manufacturing reasons, etc. do not have. In such a case, contrast function C1,
C±α, which is obtained by adding a certain value to C2, or C2±α may be used as a new contrast function.

を求めたシュミレーション結果である。ここで(A)は
シフト範囲内に必ず2つの像の一致点がある場合、(B
)はシフト範囲内で像の一致点が見出せないとき、(C
)はC2−Clとした場合の結果を示す。
These are the simulation results obtained. Here, (A) is defined as (B
) cannot find the matching point of the image within the shift range, (C
) shows the results when using C2-Cl.

以下余白 上記シュミレーション結果より明らかなように、シフト
範囲内に2つの像の一致点が見出せない場合は、F (
So)/C,またはF(So)/C2は1/2より大き
い。MIN値が1/2より小さくなっているがこれは繰
り返し周期性の被写体のためである。位相差方式におい
ては、こうした繰り返し周期性の被写体に対し正確な距
i!iIt&出ができない場合がある。これに対しては
コントラスト方式と位相差方式を併用するなどの方法が
あるが、大きくなっている。最小値が1より小さいのが
あるが、この理由は前記した通りである。
Below marginAs is clear from the simulation results above, if a matching point between the two images cannot be found within the shift range, F (
So)/C, or F(So)/C2 is greater than 1/2. The MIN value is smaller than 1/2, but this is because the subject is repetitive and periodic. In the phase difference method, accurate distance i! iIt&out may not be possible. There are methods to deal with this, such as using a contrast method and a phase difference method in combination, but these methods have become large. There are cases where the minimum value is smaller than 1, and the reason for this is as described above.

一方、シフト範囲内に2つの像の一致点が見出(αは1
に比べて十分に小さな値)を満たしている。C2−01
とした上記(C)の結果は上記(A)とほぼ同じ結果を
得ている。
On the other hand, a matching point between the two images was found within the shift range (α is 1
(a sufficiently small value compared to .). C2-01
The result of (C) above is almost the same as that of (A) above.

第5図は、本発明の一実施例を示す焦点検出装置の電気
回路の構成ブロック図である。
FIG. 5 is a configuration block diagram of an electric circuit of a focus detection device showing an embodiment of the present invention.

なお、2つの結像レンズL1.L2を通過した2つの像
の相関関係より物体までの距離を検出する手段について
は、既に多くのものが提供されており、例えば前述した
特開昭59−126517号公報、特開昭60−247
210号公報にも詳しく説明されているので、本発明に
おいてもその光学系はこれら既に公知の手段を用いるも
のとし、その説明は省略する。
Note that two imaging lenses L1. Many methods have already been provided for detecting the distance to an object from the correlation between two images that have passed through L2, such as those disclosed in the aforementioned Japanese Patent Laid-Open No. 59-126517 and Japanese Patent Laid-Open No. 60-247.
Since this is also explained in detail in Japanese Patent No. 210, the optical system of the present invention uses these already known means, and the explanation thereof will be omitted.

上記結像レンズL1.L2の透過光はCODラインセン
サー1に入射するようになっており、結像レンズL1を
通過した被写体光像は画素列A列を形成する第1の光電
変換素子群IAの受光面に、また結像レンズL2を通過
した被写体光像は画素列B列を形成する第2の光電変換
素子群IBの受光面にそれぞれ結像される。上記A列、
B列の受光面の画素は、例えばそれぞれ64個で形成さ
れている。
The imaging lens L1. The transmitted light of L2 is made to enter the COD line sensor 1, and the object light image that has passed through the imaging lens L1 is applied to the light receiving surface of the first photoelectric conversion element group IA forming the pixel row A, and The subject light images that have passed through the imaging lens L2 are respectively formed on the light receiving surfaces of the second photoelectric conversion element group IB forming the pixel row B. Above column A,
For example, each of the pixels on the light receiving surface of column B is formed of 64 pixels.

駆動制御回路2はCOD駆動回路およびA−D変換器3
のタイミングを制御するための回路であって、CODの
転送りロックφ1.φ2を出力し、またCCD受光部の
積分時間を決めるためのモニタ用受光素子の積分出力信
号MOSが入力される。
The drive control circuit 2 includes a COD drive circuit and an A-D converter 3.
This is a circuit for controlling the timing of COD transfer lock φ1. φ2, and an integral output signal MOS of a monitoring light-receiving element for determining the integration time of the CCD light-receiving section is input.

この積分出力信号MO3が駆動制御回路2で設定された
積分レベルに達すると、駆動制御回路2より上記CCD
ラインセンサー1に向けて積分制御信号OFGが出力さ
れ、これによってCCDラインセンサー1は積分を終了
する。即ち、積分制御信号OFGはCCD受光部の積分
動作を制御する信号である。また、φ1は受光部で発生
した電荷をCCD転送ラインに転送する信号、SHはC
CDの出力信号を一時的に保持するための信号である。
When this integral output signal MO3 reaches the integral level set by the drive control circuit 2, the drive control circuit 2 outputs the signal to the CCD.
An integral control signal OFG is output to the line sensor 1, and the CCD line sensor 1 thereby completes the integration. That is, the integral control signal OFG is a signal that controls the integral operation of the CCD light receiving section. Also, φ1 is a signal that transfers the charge generated in the light receiving section to the CCD transfer line, and SH is a signal that transfers the charge generated in the light receiving section to the CCD transfer line.
This is a signal for temporarily holding the CD output signal.

そして、O8はCCDの出力信号である。Further, O8 is an output signal of the CCD.

またRDYはA−D変換が終了したことをCPU(中央
処理装置)4に知らせるための信号であり、φ。はすべ
てのタイミング信号の基準となる信号である。
Further, RDY is a signal for notifying the CPU (central processing unit) 4 that the A-D conversion has been completed, and φ. is a reference signal for all timing signals.

また、レンズROM (リードオンメモリー)5にはレ
ンズのFナンバー、像のずれ量からレンズのデフォーカ
ス量を求めるための変換係数など焦点検出に必要なデー
タが予じめ記憶されており、これが逐次CPU4に入力
される。そして、CPU4で演算されたレンズのデフォ
ーカス量に基づき、レンズ駆動制御回路6が動作し、レ
ンズを合焦位置に移動させる。
In addition, the lens ROM (read-on memory) 5 stores in advance data necessary for focus detection, such as the F number of the lens and conversion coefficients for determining the amount of lens defocus from the amount of image shift. The data is sequentially input to the CPU 4. Then, based on the lens defocus amount calculated by the CPU 4, the lens drive control circuit 6 operates to move the lens to the in-focus position.

次に、このように構成されている本発明の焦点検出装置
の作動を、第6A、6B図のフローチャートによって説
明する。
Next, the operation of the focus detection device of the present invention configured as described above will be explained with reference to the flowcharts shown in FIGS. 6A and 6B.

第6A図に示すように、画素列A列、B列の各画素は測
距開始信号と同時に積分を開始する。モニタ用受光素子
の積分電圧が所定値に達すると、各画素の積分電荷はC
CD転送ラインに転送され、シリアルに順次A−D変換
され、各画素ごとに割り当てられたCPUJ内のメモリ
にストアされる。
As shown in FIG. 6A, each pixel in the pixel columns A and B starts integration at the same time as the ranging start signal. When the integrated voltage of the monitor light receiving element reaches a predetermined value, the integrated charge of each pixel becomes C
The data are transferred to the CD transfer line, serially and sequentially A-D converted, and stored in a memory in the CPUJ allocated to each pixel.

次で、相関関数F(S) =Σ l”n−bn+sl 
  SH−22 は−21〜22の整数により、合計44個のp (s)
が求められる。
In the following, the correlation function F(S) = Σ l”n-bn+sl
SH-22 has a total of 44 p (s) by an integer between -21 and 22.
is required.

次に、この中から最小値を与えるF (S)を求め、を
求める。
Next, find F (S) that gives the minimum value from among these.

今、P(M)の両隣りの相関値P(M+1)、 F(M
−1)の間に、 F(M+1)  ≧ f’(M−1) の関係が成り立つとき、前記第1図と第2図に示した位
相関係に相当するので、P (M)が正しくレンズと物
体との距離に相応した値であるためには、の関係が成り
立つ必要がある。ここで1α11゜1α2 (は1に比
べて十分小さな値である。
Now, the correlation values P(M+1) and F(M) on both sides of P(M) are
-1), when the relationship F(M+1) ≧ f'(M-1) holds true, this corresponds to the phase relationship shown in Figures 1 and 2 above, so P (M) is correctly In order for the value to correspond to the distance between and the object, the following relationship must hold. Here, 1α11°1α2 (is a sufficiently small value compared to 1.

以上の関係が成り立たないときは、F(M)は正しくレ
ンズと物体との距離に相応した値ではないので、表示装
置7で非合焦の表示をすると共に、レンズを前後に駆動
し、再び積分からスタートする(第6B図参照)。
When the above relationship does not hold, F(M) is not a value that corresponds to the distance between the lens and the object, so the display device 7 displays an out-of-focus state, and the lens is driven back and forth to Start with the integral (see Figure 6B).

また相関値F(M+1)、 r’(M−1)の間に、P
(M+1)   <   P(M−1)の関係が成り立
つ場合には、前記第3図と第4図に示す位相関係に相当
するので、P (M)が正しくレンズと物体との距離に
相応した値であるためには、第6B図に示す如く、 の関係が成り立つ必要がある。
Also, between the correlation values F(M+1) and r'(M-1), P
If the relationship (M+1) < P(M-1) holds, it corresponds to the phase relationship shown in Figures 3 and 4 above, so P (M) correctly corresponds to the distance between the lens and the object. In order for it to be a value, the following relationship needs to hold true, as shown in Figure 6B.

この関係が成り立たないときには、非合焦表示をすると
共に、レンズを前後に動かして再び積分からスタートす
る。
If this relationship does not hold, an out-of-focus display is displayed, the lens is moved back and forth, and the integration starts again.

一方、相関値が正しくレンズから物体までの距離に相応
した値のときには、次に前記第10図および第11図に
示した方法で補間計算を行ない、正確なずれ量を求める
。即ち、 F(M−1)≧F(M−)−i)のときはF(M−1)
 < F(M−4−1)のときはにより、ずれ量S。を
求める。この結果、デフォーカス量はK (S−S’ 
)により求められる。ここでKはレンズ固有の係数、S
′は合焦時の像のずれ量で、通常S′は0に調整される
On the other hand, if the correlation value is correct and corresponds to the distance from the lens to the object, interpolation calculations are then performed using the method shown in FIGS. 10 and 11 to find an accurate amount of deviation. That is, when F(M-1)≧F(M-)-i), F(M-1)
When < F (M-4-1), the deviation amount S. seek. As a result, the defocus amount is K (S-S'
). Here, K is a lens-specific coefficient, S
' is the amount of image shift when in focus, and S' is normally adjusted to zero.

第7図は、本発明の他の実施例を示す焦点検出装置の電
気回路の構成ブロック図である。駆動回路12により動
作タイミングを制御されたCCD11およびA−D変換
器13は、CCDの画素出力のタイミングに合わせて1
画素ずつ、画素出力をA−D変換し、予じめ定められた
メモリ14にストアする。
FIG. 7 is a configuration block diagram of an electric circuit of a focus detection device showing another embodiment of the present invention. The CCD 11 and the A-D converter 13, whose operation timings are controlled by the drive circuit 12, are operated in accordance with the timing of the pixel output of the CCD.
The pixel output is converted from analog to digital for each pixel and stored in a predetermined memory 14.

次に、この画素出力データに基づき、相関器15により
F (S)−Σl an−bn、lを、またコントラス
ト関数発生器16でC−Σl an−a、+11をそれ
ぞれ演算する。上記相関器15で発生した複数の相関出
力p(s)はメモリ17にストアされる。
Next, based on this pixel output data, the correlator 15 calculates F (S)-Σl an-bn,l, and the contrast function generator 16 calculates C-Σl an-a, +11, respectively. A plurality of correlation outputs p(s) generated by the correlator 15 are stored in the memory 17.

次で、このp(s)の中から最小値F(M)を最小値検
出回路18で検出すると同時に、同回路18からP(M
)のストアされた番地の前後の番地をメモリ17に出力
する。するとメモリ17はF(M)の前後の番地にスト
アされたP(M+1)、 F(M−1)を出力する。
Next, the minimum value F(M) is detected from this p(s) by the minimum value detection circuit 18, and at the same time, the minimum value F(M) is detected from the same circuit 18.
) is output to the memory 17. Then, the memory 17 outputs P(M+1) and F(M-1) stored at addresses before and after F(M).

次に比較器19においてI’(M+1)、 P(M−1
)の何れか小さい方F(M’)が選択され、コントラス
ト関数CとP(M“)が除算器(1)20にて除算され
る。
Next, in the comparator 19, I'(M+1), P(M-1
) is selected, and the contrast functions C and P(M") are divided by the divider (1) 20.

一方、F (M)はコントラスト関数Cにより除算器(
2)21にて除算される。そして判別器(1)22にて
判別器(2)24でこの値が1+αより小さいか否かで
あるときのみ、合焦表示装置26にて合焦可能表示を行
なわせる。
On the other hand, F (M) is divided by the contrast function C (
2) Divided by 21. Then, only when the discriminator (1) 22 and the discriminator (2) 24 determine whether or not this value is smaller than 1+α, the focus display device 26 displays that focus is possible.

なお、上記各実施例においては相関値の最小値F (M
)を与えるシフトQMの前後のシフト量の関係が成り立
つとき、合焦検出可能としたがP(S)は必ずしも相関
値の最小値である必要はない。
In addition, in each of the above embodiments, the minimum value F (M
), P(S) does not necessarily have to be the minimum value of the correlation value.

即ち、あらゆるシフトにおいて上記の規格化条件を満足
するF(S)は、F (S)の最小値よりも正しく被写
体までの距離を表わす相関出力である確度が高い。
That is, F(S) that satisfies the above normalization condition in every shift has a higher probability of being a correlation output that more accurately represents the distance to the subject than the minimum value of F(S).

ただ全てのp(s)について上記規格化を行なうと演算
に時間が・かかり実用的でない。殆んどの被写体ではr
’(S)の最小値が被写体までの距離を正しく表わす相
関出力であり、かつF(S)の最小値の演算時間は短か
くてよいので、まずP(S)の最小値F(M)を求め、
これが上記規格化条件を満足するか否かを判別するよう
にした。F(河)の規格化により合焦不能と判定された
とき、合焦可能となる相関出力が全く無いわけではない
。例えばF(M)の次に小さい相関出力に同様の規格化
を行ない合焦可能か否かを判別することもできる。
However, if the above normalization is performed for all p(s), the calculation will take a long time and is not practical. For most subjects, r
Since the minimum value of '(S) is a correlation output that accurately represents the distance to the subject, and the calculation time for the minimum value of F(S) is short, we first calculate the minimum value F(M) of P(S). seek,
It is determined whether or not this satisfies the above standardization conditions. When it is determined that focusing is not possible due to the normalization of F (river), it is not the case that there is no correlation output that makes focusing possible. For example, it is also possible to perform similar normalization on the next smallest correlation output after F(M) to determine whether or not focusing is possible.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、レンズから物体まで
の距離に相応した相関値が正しいか否かを正確に判断す
ることができるので、誤った相関値により合焦検出され
るのを防止でき、望遠レンズやマクロレンズのようにデ
フォーカス量の大きいレンズやコントラストの低い被写
体に対し特に有効である焦点検出装置を提供することが
できる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to accurately judge whether or not the correlation value corresponding to the distance from the lens to the object is correct. It is possible to provide a focus detection device that is particularly effective for lenses with a large amount of defocus, such as telephoto lenses and macro lenses, and objects with low contrast.

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

第1図〜第4図は、CCDラインセンサで構成された画
素列A列、B列の出力の関係をそれぞれ示す出力特性図
、 第5図は、本発明の一実施例を示す焦点検出装置の電気
回路の構成ブロック図、 第6A図および第6B図は、上記第5図の検出装置の動
作を示すフローチャート、 第7図は、本発明の他の実施例を示す焦点検出装置の電
気回路の構成ブロック図、 第8図および第9図は、画素列A列、B列のシフト時の
センサ出力と相関出力をそれぞれ示す線図、 第10図および第11図は、補間方法を示す相関出力特
性図 第12図は、撮影レンズ射出瞳分割方式の光学系の基本
構成図である。
1 to 4 are output characteristic diagrams showing the relationship between the outputs of pixel rows A and B, each composed of a CCD line sensor. FIG. 5 is a focus detection device showing an embodiment of the present invention. 6A and 6B are flowcharts showing the operation of the detection device shown in FIG. 5, and FIG. 7 is an electric circuit of a focus detection device showing another embodiment of the present invention. FIGS. 8 and 9 are diagrams showing the sensor output and correlation output when shifting pixel columns A and B, respectively. FIGS. 10 and 11 are correlation diagrams showing the interpolation method. Output characteristic diagram FIG. 12 is a basic configuration diagram of an optical system of the exit pupil division method of the photographing lens.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)異なる光路を通過した2つの像を、複数の光電変
換素子の画素よりなる第1の画素列と第2の画素列に受
け、それらの上に形成される2つの像のずれ量により被
写体までの距離を求める焦点検出装置において、 最も相関度の高いずれ量Sを表わす相関値F(S)と、
その前後のずれ量S−1、S+1における相関値F(S
−1)またはF(S+1)とが所望の関係になった時、
合焦可能とすることを特徴とした焦点検出装置。
(1) Two images that have passed through different optical paths are received by a first pixel row and a second pixel row made up of pixels of a plurality of photoelectric conversion elements, and the amount of shift between the two images formed on them is In a focus detection device that determines the distance to a subject, a correlation value F(S) representing the shift amount S with the highest correlation,
Correlation value F(S
-1) or F(S+1) becomes the desired relationship,
A focus detection device characterized by being capable of focusing.
(2)第2の画素列のうち所定数よりなる第4の画素列
を、それに対応する第1の画素列のうちの上記第4の画
素列と同数よりなる第3の画素列に対し相対的にシフト
する手段と、 1シフトごとに第3の画素列の各画素の出力とそれに対
応する第4の画素列の各画素の出力の差の絶対値の総和
F(S)(ただしSはシフト値とする)を求める手段と
、 第1の画素列のうち、第3の画素列とほぼ同区間の画素
列における隣り同士の画素出力の差の絶対値の総和Cを
求める手段と、 上記F(S)の最小値F(M)を求める手段と、を具備
し、前記相関値F(M)を与えるシフト量Mの前後のシ
フトにおける小さい方の相関値をF(M′)(M′=M
−1またはM′=M+1)とするとき、[F(M′)]
/C+[F(M)]/C≦1+α(ただし|α|は1に
比べて十分小さな値とする) の時、合焦検出可能と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) Relative the fourth pixel column of the second pixel column, which has a predetermined number, to the corresponding third pixel column, which has the same number as the fourth pixel column, of the first pixel column. and a means for shifting each pixel in the third pixel column and the corresponding output of each pixel in the fourth pixel column F(S) (where S is means for determining the sum C of the absolute values of the differences in pixel outputs between adjacent pixels in a pixel column of the first pixel column in approximately the same section as the third pixel column; means for determining the minimum value F(M) of F(S), and calculating the smaller correlation value F(M′)(M ′=M
−1 or M′=M+1), [F(M′)]
Claim 1, characterized in that when /C+[F(M)]/C≦1+α (where |α| is a sufficiently small value compared to 1), focus detection is possible. focus detection device.
JP61156898A 1986-07-03 1986-07-03 Focus detection device Expired - Fee Related JPH0792541B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61156898A JPH0792541B2 (en) 1986-07-03 1986-07-03 Focus detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61156898A JPH0792541B2 (en) 1986-07-03 1986-07-03 Focus detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6313009A true JPS6313009A (en) 1988-01-20
JPH0792541B2 JPH0792541B2 (en) 1995-10-09

Family

ID=15637804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61156898A Expired - Fee Related JPH0792541B2 (en) 1986-07-03 1986-07-03 Focus detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0792541B2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60247210A (en) * 1984-05-22 1985-12-06 Minolta Camera Co Ltd Focus detector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60247210A (en) * 1984-05-22 1985-12-06 Minolta Camera Co Ltd Focus detector

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0792541B2 (en) 1995-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2692049B2 (en) Focus detection device
JPH0666007B2 (en) Camera focus detector
US5587763A (en) Focus detection device and method
JPH0410051B2 (en)
JPH04226409A (en) Focus state detector
JP2757853B2 (en) Focus detection device
JPS6313009A (en) Focus detecting device
JPS62212611A (en) Automatic focus detectng device
JP3230759B2 (en) Distance measuring device
JPH0588445B2 (en)
JP2558377B2 (en) Focus detection device
JP2746258B2 (en) Focus detection device
JP2830834B2 (en) Focus detection device
JPH08211284A (en) Focus detector
JPS63163418A (en) Focus detecting device
JP3013925B2 (en) Defocus amount detection device
JPH06103182B2 (en) Focus detection device
JPH0990204A (en) Automatic focusing device
JP2740749B2 (en) Auto focus device
JPH0731346B2 (en) Camera shake detection device
JP2830835B2 (en) Focus detection device
JPS62148910A (en) Focus detector
JP3051990B2 (en) Focus state detector
JPS62280708A (en) Interpolating method for focus detecting device
JPH0823624B2 (en) Focus detection device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees