JPS6330811A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

Info

Publication number
JPS6330811A
JPS6330811A JP17462786A JP17462786A JPS6330811A JP S6330811 A JPS6330811 A JP S6330811A JP 17462786 A JP17462786 A JP 17462786A JP 17462786 A JP17462786 A JP 17462786A JP S6330811 A JPS6330811 A JP S6330811A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
contrast
circuit
correlation
driving
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.)
Pending
Application number
JP17462786A
Other languages
English (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 JP17462786A priority Critical patent/JPS6330811A/ja
Publication of JPS6330811A publication Critical patent/JPS6330811A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、詳しくは、異なる光路を通
過した2つの像の相対的ずれ量がら、被写体までの距離
を検出するは焦点検出装置に関する。
[従来の技術] T T Lカメラにおける焦点検出方式は大別すると位
相差検出方式とコントラスト検出方式がある。
前者は低コントラスト被写体に強く、高周波被写体に弱
く、後者はその逆であるなど、それぞれに長所と短所が
ある。その短所を補う方法として、両方式を併用する方
式も、例えば、特開昭59−60409号公報などに開
示されている。また特開昭59−182411号公報に
は、コントラスト不足で焦点検出不能の場合にコントラ
ストが一方の状態から他方の状態に変化したときレンズ
の移動を停止させて位相差検出方式による演算を行なっ
て合焦駆動を行なうことが開示されている。
[発明が解決しようとする問題点コ しかし、従来の両方式を併用する焦点検出装置は一般的
に構成が複雑で、高価になる欠点がある。
また位相差検出方式による焦点検出において、高周波被
写体に対して、演算の結果、合焦点が複数発生した場合
には真の合焦点を検出するのか難かしい。また、もとも
とコントラスト方式はコントラストの低い被写体に対し
ては検出能力が弱いので、位相差方式で検出すれば検出
できたであろう被写体であるにもかかわらず、非合焦表
示してしまう虞れがある。
この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、そ
の目的とするところは、合焦点が複数発生したとき、レ
ンズを所定方向に駆動しながら最大コントラストの位置
付近でレンズの駆動をストップし、さらに位相差方式に
よる相関演算を実行し、正確な合焦点を求めるようにし
た焦点検出装置を提供するにある。
また、この発明の他の目的は望遠レンズ等においてデフ
ォーカス量が大きく、1回の位相差検出では合焦検出不
可能なときレンズを駆動しながらコントラスト最大検出
と位相差方式による相関演算とを同時に行なうことによ
り、低コントラストの被写体に対しても、またデフォー
カス量の大きい望遠レンズ等においても、確実に合焦検
出可能となる焦点検出装置を提供するにある。
[問題点を解決するための手段および作用]この発明の
焦点検出装置は、2つの像の相対位置関係に相応した値
を出力する相関演算手段と、この演算手段の出力を規格
化する手段と、この規格化手段の出力により焦点検出可
能か否かを判別する手段と、この判別手段による判別の
結果、合焦可能点が罠数発生したときレンズを駆動しな
がらコントラストのピークとなる位置を検出するコント
ラスト最大検出手段とを有していて、合焦可能点の複数
発生時に、最終的にはコントラストビークのレンズ位置
において、上記相関演算手段による相関出力に基づき焦
点検出を行なう。
[実 施 例コ 以下、この発明の実施例を図面を用いて説明する。なお
、この発明の使用される光学系については周知であり、
原理的な構成は第17図に示すようになっている。
この第17図に示す光学系を簡単に説明すると、撮影レ
ンズ11の後方の予定焦点面12或いはこの而からさら
に後方の位置に瞳投影レンズ13を有し、さらにその後
方に瞳分割レンズ14.15を有し、各瞳分割レンズ1
4.15の結像面には、例えば、COD (電荷結合素
子)16を受光素子として有するラインセンサ17.1
8を配しである。各ラインセンサ17,181の像は、
ピントを合わすべき物体の像が予定焦点面12より前方
に結像する、いわゆる前ビンの場合、互いに光軸19の
方に近づき、反対に後ピンの場合、それぞれ光軸19か
ら遠くなる。ピントが合った場合、2つの像の互いに対
応し合う2点間の間隔は、光学系の構成から定められる
特定の距離となる。従って、ラインセンサ17,18上
の2つの像の光分布パターンを電気信号に変換して、そ
れらの相対的位置関係を求めることによって焦点状態を
知ることができる。
第1図はの発明の一実施例を示す焦点検出装置の概略ブ
ロック図である。
第1図において、瞳分割レンズ14を通過した被写体像
はCCD16の第1のラインセンサ17に、瞳分割レン
ズ15を通過した被写体像はCCD16の第2のライン
センサ18に結像される。
CCD 1i+制御部21はCCD駆動回路とAD変換
器22のタイミングを制御する回路よりなる。φ1゜φ
2はCCD16の転送りロック、MOSはCCD16の
各画素の積分時間をよ決めるだめのモニタ用受光素子の
積分出力信号である。MO3出力がCCD制御部21で
設定された積分電圧に達するとCCD制御部21よりC
CD16にOFG信号を出力する。これによりC0D1
6は積分を終了する。OFGはCCD16の受光部の積
分制御信号となる。φ工はCCD16の受光部で発生し
た電荷をC0D16の転送ラインに転送する信号、SH
はCCD16の出力信号をAD変換が終了するまで一時
的に保持する信号である。O8はCCD16の出力信号
、RDYはAD変換が終了したことをCPU (中央処
理装置)23に知らせる信号である。CPU23はこの
RDY信号を受けた後、AD変換データをCPU23の
内部のメモリにストアする。φ0はすべてのシーケンス
の基準となる信号である。撮影レンズ鏡筒24内のレン
ズROM (リードオンリーメモリ)25にはレンズの
Fナンバーや、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
が予め記憶されている。INTAは撮影レンズの駆動位
置が無限遠の終端位置に達したことを検知するための信
号である。INTBはレンズの駆動位置か最至近の終端
位置に達したことを検知するための信号である。信号I
NTA、INTBはCPU23の割り込み入力端子に接
続されている。CPU23はソフト的に割り込みの禁止
解除が可能で、割り込み禁止状態では割り込みがかから
ないが割り込みが解除されると、信号INTA、あるい
はINTBが入力されたときCPU23は無条件に信号
INTA、あるいはINTBを受は付け、その後の処理
ルーチンに分岐するようになっている。CPU23には
合焦表示用のLED (発光ダイオード)26、警告表
示用のLED27が接続されている。また、像の相対間
隔より、デフォーカス量を演算し、それに基づいて撮影
レンズを駆動するに当たり、レンズの移動量をCPU2
3にフィードバックする必要があるが、レンズの移動量
としてレンズ駆動用モータ33の回転数で代用するのが
一般的であり、LED28. フォトダイオード29は
このためのものである。つまり、レンズ駆動回路32か
駆動し、モータ33が回転すると、レンズ鏡筒の回転部
材に等間隔に設けられたスリット31が回転し、同スリ
ット31の通路を挟んで回転検出用のLED28とフォ
トダイオード29を対向配置してなるフォトインクラブ
タ30がスリット31をカウントする。CPU23はス
リット31のカウント数をメモリにストアし、所定量に
達したとき、モータ33の回転をストップする。さらに
CPU23にはオートフォーカス動作のためのAFスイ
・ノチ34が接続されている。
次に、第8図以下に示すフローチャートをもとにこの発
明の詳細な説明していく。電源が投入されると、CPU
23は焦点検出動作を開始(AFスタート)するために
、I10ポートや内部レジスタ、フラグ等の初期設定の
ためイニンヤライズする。このイニシャライズ時には後
述するフラグFLG4が0に設定される。次にAFスイ
ッチ34がオンすると、焦点検出動作に入るが、AFス
イッチ34がオフのときはCPU23内のタイマを作動
させ、次に合焦表示用LED26.W告表示用LED2
7等の表示をオフしたりレンズ駆動用モータ33をスト
ップさせるためのイニシャライズを行なった後、後述の
フラグFLG6を0に設定して再びAFスイッチ34の
オン、オフの判定ルーチンに戻る。AFスイッチ34が
オンのときは、サブルーチンAFALGに移る。サブル
ーチンAFALGは主にラインセンサ17,18上の2
つの像の間隔により物体までの距離を求めるためのもの
である。
このサブルーチンAFALGにつき説明すると、第9図
に示すように、まず、ラインセンサ17゜18のほぼ全
領域の画素を用いてコントラストの検出を行なう。いま
、ラインセンサ17.I8の画素数をそれぞれ64個と
し、第1のラインセンサ17の画素出力を順にa、a 
  ・・・・・a64.1   2 ′ 第2のラインセンサー8の画素出力を順にbl。
b  ・・・・・・b64とすると、ラインセンサー7
のコ2 ′ ントラスト関数を CA = Σ 131+5に−31+3(k−H) I
 ”’ ”’ (1)k−。
で表わし、ラインセンサー8のコントラスト関数をCa
 =ΣIb1+3k  ”i+3<k+i)I  ””
””k−。
で表わす。そして、上記コントラスト関数CA。
Cが所定レベルε。より大きいときは、合焦検出回能で
あるので次にレンズ固有の最大シフト値を人力する。こ
こで、以下のフローを説明する前に、まず、この実施例
に用いる像位相差法における演算原理を説明する。
第2図において、撮影レンズ11の予定焦点面12から
CCD16の受光面までの像位相差沿をΔ、デフォーカ
ス量をDとし、ラインセンサー7゜18の各画素間のセ
ンサーピッチをP、像位相差に相当する画素数をN、検
出光束のFナンバーをFw、投影光学系13A(第17
図中の瞳投影レンズ13、瞳分割レンズ14.15を含
む光学系に相当)の倍率をδとすると、デフォーカスf
f1Dは・     FwP D = −N   ・・・・・・・・・(6)δ で表わされる。なお、第2図中、20は検出光束の重心
を示す。実際は投影倍率が像位置により変化するので厳
密には正しくないが、概略では上記(3)式のようにな
る。ここで、像位相差に相当するラインセンサー7.1
8の画素数Nの最大値はレンズの焦点距離、最短撮影距
離により決まるレンズ固有の値となる。実際はレンズの
距離環が(1)に合っているときて最短撮影距離に物体
があるとき、Nは正の最大となり、レンズの距離環が最
短撮影距離に合っているときで無限遠の距離に物体があ
るときにNは負の最小値となる。レンズ固有の最大シフ
ト値とは二〇Nの最大、最小のことである。
次に、ラインセンサー7.18の画素列を複数のブロッ
クに分割し、各ブロックごとのコントラストを求める。
具体的には、第3図に示すように64個よりなる画素列
を10個のブロックに分割する。そして、 CA (n )= Σ l”1+3に+51   ”1
+5(k−H)+511  °°°゛°゛(4)k−。
CBCn)=kX。Ib++3に+5l−b1+3(k
+4)+501”””(51(但し、rr−0,1,2
,・・・・・・、9)によりラインセンサ17.1gの
コントラストを求める。いま、前述したレンズ固Hのシ
フト値を簡単に±5x(xは整数)とすると、このとき
ブロックNOが0〜9−xの中で最小コントラストのブ
ロックを探す。または合焦検出に可能な所定以上のコン
トラストのブロックを用いてもよい。
このようにして得られた第1のラインセンサ17におけ
る最大のコントラストのブロックをα、第2のラインセ
ンサ18のそれをβとする。このようにすることにより
、αを参照画素列として第2のラインセンサ18の画素
列をシフトしながら像の一致を検出しても、βを参照画
素列して第1のラインセンサ17の画素列をシフトしな
がら像の一致を検出しても、必要最小限のシフト回数で
像の一致点を捜すことが可能となる。次に相関演算につ
いて述べる。第1ラインセンサ17の画素列を参照画素
列としたときの相関出力は、ここて0≦X≦4ではS−
0〜5x、x≧5てはS−0〜45−5αとする。望遠
レンズあるいはマクロレンズでは最大シフト値が大きく
、100を越えるものもある。このような場合、以上述
べた方法は適用できないので、X≧5においてはX −
5としてブロックNo、O〜5の中から最大コントラス
トのブロックを検出し、シフト範囲Sは最大検出できる
ように、すなわち、SはOから最大n+5=19+5α
十S≦64を満たすように、すなわち、S−θ〜45−
5αとする。同様にして、第2のラインセンサ18の画
素列を参照画素列としここで、0≦X≦4てはS−0〜
5X%X≧5てはS−0〜45−5βとする。
以上述べたブロックNo、0〜9−xの中では所定以上
のコントラストのブロックを検■できないことがある。
例えば、背景の明るさか均一でスリット上の被写体像が
10−x、11−x・・・・・・、9のブロックの中に
結像している場合、合焦検出不能になる。これを避ける
ため、0〜9−xのブロックの中の最大コントラストを
示すブ0ンクのコントラストが所定以下のとき、次にブ
ロックNo。
X〜9の中で最大のコントラストのブロックを探す。こ
のとき、第1のラインセンサ17の画素列の最大コント
ラストのブロックNoをγ、第2のラインセンサ18の
画素列のそれをηとすると、n−1+5r ここで、0≦X≦4ではS−0〜−5XX≧5ではS−
0〜−(19+57) ここで0≦X≦4てはS−θ〜−5X X≧5ではS−0〜−(19+ 5η)で表わされる。
次に相関演算の規格化を行なったのち、合焦可能である
か否かの判定を行なう。いま、第1のラインセンサー7
の画素列の最大コントラストのブロックをα、第2のラ
インセンサー8の画素列の最大コントラストのブロック
をβとするとき、次の4つのコントラストを演算する。
n−1+5α ここで、下記(14)〜(17)式のいずれかが成り立
つとき合焦可能とする。
F  (S) 、  FB(S)の中で最小値がFA 
(M、)のとき ■ FA(M+=1)≦F’A (Ml −)−1)で
は、FA (Ml)/ C1≦珍十kかつ PA(Ml )/C+ +FA(Ml −1)/C2≦
1+k・・・・・・(14)■ FA (Ml−1) 
) FA (Ml +1 )のとき、FA (Ml)/
 C2≦し+kかつ FA(Ml)/C2+ FA(M1+1 ) /C1≦
1+k・・而(15)FA(S)、FB(S)の中で最
小値がFB (Ml)のときは、 ■FB(Ml−1)≦Fa (Ml−1−1)のとき、
FB(Ml)/C+≦′A!刊かつ FB(Ml )/C3+ FB(Ml −1)/C4≦
1+k・・・・・・(16)■ Fa(Ml−1) 、
l> FB(Ml−1−i )のとき、FB (Ml 
)/C4≦イ かつ FB(Ml )/C4+ FB(M1+1 )/C3≦
1+k・・曲(17)ここで、kは1に比べて十分小さ
な定数である。
c、÷C2,C3ΦC4であるのて、C2−C1,C4
−C5として計算してもよい。
次に、FA (Ml)又はFB (M、)の次に小さな
相関出力について同様の規格化を行なう。いまこれをF
(M)又はFB (M2)とするとA2 き、上記(14)式〜(17)式と同様な関係が成り立
つとき距離を異にする合焦可能点が複数あることになる
。これは第4図に示すような画素列方向に周期性のある
被写体で発生する。
第4図はこれを分かりやすく説明するための図である。
第1.第2のラインセンサー7.18の画素列は実際に
は1列に並んでいるのであるが、説明をわかりやすくす
るために対応する画素が上下に並ぶように図示しである
。第2のラインセンサ18の画素列の図示しである参照
部を用いて相関演算を行なった後規格化すると、距離の
異なる最大4ケ所の合焦可能点が得られることになる。
このようなときは、後で詳しく述べる方法で、レンズを
駆動しながら最大コントラストの点を検出した後、最終
的に相関演算を行ない合焦検出する。
F  (S) 、  FB(S)の最小値によって合焦
検出不能となり、次に小さいF  (S)又はFB(S
)に八 より合焦検出可能とな、るケースがある。例えば、第5
図において相関出力F (S)の最小値により求められ
たずれmS1は正しくなく、次に相関出力に小さい値に
よって求められたすれnc S 2か正しい値のケース
がある。この点は後で評しく説明する。これは第5図に
示すように、連続してF (S)が等しいシフトQS 
1.Slの中間に合焦点があるような場合に特に発生し
呂い。
Sl〉Slの間に合焦点があるとして、第1゜第2のラ
インセンサ17.1gの出力の相対関係を示したのが第
6図である(第2のラインセンサ18の画素列をシフト
)。第6図から明らかなように、第1のラインセンサ1
7を挟んで第2のラインセンサ18をSlシフトしたと
きの相関出力F(Sl)と82シフトしたときの相関出
力F(Sl)が等しいときF (S)の最小値が最も大
きくなることがわかる。
したがって、このようなとき、被写体像の態様によって
は本来、合焦点と無関係なシフl”l1mに対する相関
出力より大きくなることがある。なお、F (S)の最
小値が合焦点に相応した相関出力であるか否かは(14
)式〜(17)式に示すような規格化によりほぼ確実に
判別可能となる。F (S)の最小値の次に小さいF 
(S)により合焦可能なときはこれに基づくずれ量によ
り合焦駆動する。いま合焦可能点が1個のとき、次にフ
ラグFLG2に0をストアする。フラグFLG2はコン
トラスト最大検出駆動が終了か否かを検出するためのフ
ラグで、FLG2=0は未終了を意味する。次にデフォ
ーカスFHDの算出を行なう。いまF (M)を規格化
した値が合焦可能となったとすると、第7図(A)。
(B)に示すようにデフォーカス1mDは■ F(M−
1)≧F(M+1)のとき■ F (M−1)<F (
M+1)のときここで、F (M)が前記(6) 、 
 (9)式により得られたときは後ピン、F(M)が前
記(7) 、 (8)式により得られたときは前ピンと
なる。次に、デフォーカスfnDに相当するフィルム面
の錯乱円が許容値内かを検出する。実際には、l D 
l ≦ε2のとき、許容値内であるとし、次に撮影レン
ズが駆動中であるか否かを判別する。ここでは後で説明
する相関演算駆動中であるか否かを判別する。駆動中の
ときはIDI≦ε2の判別結果は信頼できないので、次
にレンズをストップした後合焦表示オフにし、再コント
ラスト検出よりスタートする。レンズが駆動中でないと
きは警告表示をオフし、次に合焦表示をオンした後、再
コントラスト検出より合焦検出動作を繰り返す。いまI
DI≦ε2てないときは、デフォーカスff1Dに相当
した値だけレンズを駆動する。この場合、CPU23は
レンズROM25よりレンズ固有の係数Kを入力し、前
述したフォトインクラブタ30のカウント数N′がN’
 −KDになったとき撮影レンズをストップし合焦表示
をオフにした後、再び合焦検出動作を合焦するまで行な
う。
次にコントラスト最大検出駆動について述べる。
合焦可能点が2以上のときは周期性のある被写体である
可能性が高いので、コントラストが最大となる位置まで
レンズを駆動した後に、デフォーカス量の演算を行なう
。これをコントラスト最大検出駆動とする。いま合焦可
能点が2以上のとき次にフラグFLG2が0であるか否
かを検知する。
FLG2はコントラスト最大検出駆動が終了したか否か
を判定するフラグで、FLG2−1で終了となる。これ
は周期性のある被写体に対して繰り返しコントラスト最
大検出駆動を行なうのを防止するためのフラグである。
いまFLG2−0のとき、次にフラグFLG3を0にす
る。フラグFLG3はコントラスト最大検出駆動におけ
る駆動開始時のレンズの回転方向を決めるフラグである
このあとフラグFLG4を1にする。フラグFLG4は
コントラスト最大検出駆動か相関演算駆動かを区別する
ためのフラグである。相関演算駆動については後述する
。レンズが無限遠又は最至近の終端を検知したときのフ
ローで重要なフラグである。いまFLG4−1にし、レ
ンズを終端に達した場合これによりコントラスト駆動中
にレンズ終端に達したことを検知し、相関演算駆動中の
レンズ終端検知と区別する、レンズ終端検知のフローに
ついては後述する。次にコントラスト最大検出駆動のサ
ブルーチンAFDRI Vlに分岐する。
サブルーチンAFDRI Vlにおいては、第10図に
示すようにまず、レンズの移動方向を検知する。FLG
3−0のときレンズは無限遠位置側に駆動される。次に
前記(1)式(2)式によりコントラストCA、CBが
検出される。
次に再び同様にコントラスト検出がなされる。
コントラスト検出は詳しくはCODの積分がAD変換の
動作を経るので、コントラスト検出(C1)とコントラ
スト検出(C2)の間には所定の時間がある。積分時間
はばらつくので、コントラスト検出の時間的な周期を一
定にするため、タイマを動作させてもよい。レンズは駆
動中であるのでコントラスト(C)、  (C2)は変
化する。いま(C)≦(C2)のときコントラストは等
しいか高くなる方向にレンズを駆動しているので、さら
に同じ方向にレンズを駆動すればコントラストの最大点
を検出することが期待できる。ここで、CI、C2はコ
ントラスト値を記憶するメモリの番地とし、(C)、 
(C2)はそれぞれのメモりの値であるとする。次に0
1に02の内容を転送した後、初めに戻る。いま(C)
 > (C2)■ のとき次にC1にC2の内容を転送した後、フントラス
ト検出を行ない、再び(C)と(C2)■ を比較し、(C)≦(C2)のときはコントラ■ ストは高くなっているのでレンズは同じ方向に駆動のま
まとする。このように2回コントラストの変化を検出す
るのはノイズ等による誤動作を防止するためである。い
ま再び(C)〉(C2)の■ ときは2回続けてコントラストが減少しているのて次に
FLG3−1か否かを判別する。FLG3−〇のときは
FLG3−1にした後、始めに戻る。
次にレンズは最至近側にレンズを駆動しながら同様、コ
ントラストの比較を行なう。2回連続してコントラスト
が減少するとき再びFLG3−1か否かを判別する。こ
んどはFLG3−1であるのでFLG2−1にしたのち
サブルーチンより復帰する。
前述したように、FLG2〜1にすることにより次の相
関演算において再びコントラスト最大検出駆動が行なわ
れるのを防止する。サブルーチンAFDRIVIから復
帰すると、第9図に示すサブルーチンAFALGのフロ
ーに戻り、次にフラグFLG4を0にしたのち、合焦表
示をオフにし初めに戻る。次に合焦可能≧2となると、
FLG2−1であるので、合焦可能となったずれ量M1
゜M2のうち小さい方を選択し、前記(1g)、 (1
9)式によりデフォーカスff1Dを演算する。ここて
Ml。
M2のうち小さい方を選ぶ理由は、コントラスト最大検
出駆動によりずれ量は小さく、かなり合焦点まで近づい
ていると考えられるからである。いま合焦不可能のとき
、次に合焦表示をオフにした後、フラグFLGIを1に
する。フラグFLGIは相関演算駆動におけるレンズの
移動方向を決めるフラグでFLGI−1で無限遠位置側
に駆動される。
以上でサブルーチンA F A L Gのフローの説明
を終る。
次にサブルーチンAFALGにおいて合焦不能となり、
サブ−チンAFALGから第8図に示すメインルーチン
へリターンすると、次にサブルーチンAFDRIV2に
分岐する。サブルーチンAFDRIV2は相関演算駆動
のサブルーチンで、撮影レンズを駆動しながらコントラ
スト最大値の検出を行なうと同時に、ずれ方式による相
関演算も行なう。次にサブルーチンAFDRIV2につ
いて説明する。第11図に示すようにまず、フラグFL
GIが1であるか否かを検出する。いまフラグFLGI
は1であるので、次に撮影レンズを無限遠位置側に駆動
する。以後撮影レンズは無限遠に駆動のままとする。次
に前記<1) 、  (2)式のコントラスト検出を行
ない、コントラストが所定値ε0以上か否かを検出する
。いまコントラストがε より小さいときコントラスト
がε0以上になるまでコントラスト検出を繰り返す。い
ま、コントラスト(C)がε0より大きいときは前述■ したAFALGのサブルーチンに分岐し、相関演算を行
なう。合焦可能点が得られず、AFALGのサブルーチ
ンからリターンすると、次にコントラスト検出(C’ 
 )を行ない、次に(C1)≦(C2)のときコントラ
ストは増大する方向にあるので、レンズは無限遠位置側
に駆動のままとする。次にメモリCに(C2)をストア
したのち再びコントラストの検出を行なう。いま(CI
)〉(C2)のとき、コントラストは小さくなる方向に
ある。このとき、Cに(C2)をストアしま たのちコントラスト検出(C2)を行ない、続けて(C
)>(C2)のとき、間違いなくコントラストは小さく
なりつつあると判断する。このとき撮影レンズはコント
ラスト最大付近に駆動されているのでレンズ駆動をスト
ップし、最終的にAFALGのサブルーチンで相関演算
を行ない精度良く合焦検出する。いま2回目のコントラ
スト比較において、(C)≦(C2)のとき前回のコン
トラスト検出の結果はノイズ等による誤りだったとして
レンズは駆動したまま、同様のコントラスト検出を行な
う。FLGI−0のときはレンズを最近至近側に駆動し
ながら同様のプログラムを実行する。以上のように撮影
レンズを駆動しながらコントラストのピーク検出とずれ
量の相関演算を交互に行なうことにより低コントラスト
波写体に対しては検出能力の弱いコントラスト検出方式
を位相差方式の検出により補い、一方、位相差方式によ
り検出しきれないデフォーカス範囲の望遠レンズ等に対
しレンズを駆動しながらコントラスト最大を検出するこ
とにより合焦性能を〜1めている。なお、周期性の被写
体に対してはコントラスト方式に比べ位相差方式に検出
能力が劣るが、この対策については前述した通りである
次にレンズが無限遠又は最至近の駆動終端を検知したと
きのフローAFEDGについて第12図を2照しながら
説明する。レンズ側にはレンズが無限遠の終端又は最至
近の終端に達したことを検知する部材(図示されず)が
内蔵されており、無限遠終端検知信号INTA (第1
図参照)に、最至近終端検知信号INTBはCPU23
の割り込み入力端に接続されているので、まず、いずれ
かの終端が検知されると、次にAFALGのサブルーチ
ンに分岐し、前述した相関演算が行なわれる。
合焦不能のときはサブルーチンAFALGよりリターン
し、次に無限遠終端か最至近終端かを検知する。いま無
限遠終端検知のレンズ終端検知用のフラグFLG5を1
にし、最至近終端検知のときはフラグFLG5をOにす
る。次にフラグFLG4が1か否かを判別する。FLG
4−0のときは相関演算駆動であるので、次にFLG5
が1か否かを判別する。無限遠終端検知のときは、FL
G5−1であるので次にフラグFLG6か1であるか否
かを判別する。フラグFLG6はAFスイッチ34がオ
フ時にOに設定されレンズ終端検知用サブルーチンAF
EDGを1回通過した後に1に設定される。FLG6−
1のときはレンズが一戊最至近の終端を検知済であるこ
とを表わすので、測距枠内の被写体を変更しないと合焦
検出が難かしいとして警告表示をオンする。FLG6−
0のときはFLGI−0にしたのちFLG6を1にしA
FDRIV2のサブルーチンに分岐する。次にサブルー
チンAFDRIV2てはFLGI−0であるので、レン
ズを最至近側に向けて相関演算駆動することになる。い
ま、FLG5−0のときはレンズは最至近の終端検知で
ある。FLG6−1が否かを判別し、FLG6−1のと
きはレンズは1度無限遠の終端検知済であるので、前述
したのと同様の理由により警告表示したのちFLGI−
1、FLG6−1にしサブルーチンAFDRIV2に分
岐する。FLGI−1によりこんどはレンズは無限遠位
置側に向けて駆動される。FLG6−0のときはまた無
限遠の終端検知は終了していないので、警告表示は行な
われずF LG 1−1゜FLG6−1にしたのちにサ
ブルーチンAFDRIV2に分岐する。いまこのレンズ
終端検知用サブルーチンAFEDGの初めのフローにお
いて、FLG4−1のときコントラスト最大検出フロー
に分岐する。次にFL:G5−1か否かを判別する。
FLG5−1のとき無限遠終端検知である。次にFLG
6−1であるか否かを判別する。FLG6−1のとき1
度レンズの最至近を検知済であるので次にフラグFLG
2を1にする。FLG2−1でコントラスト検出駆動は
終了となる(サブルーチンAFALGの説明参照)。
いま、FLG5−1.FLG6−0のとき次にFLG2
−0にし、コントラスト検出駆動可能にする。次にFL
G3−1にすることにより、コントラスト検出駆動にお
いてレンズを最至近側に駆動するよう指定する。次にA
FALGのサブルーチンに分岐する。サブルーチンAF
ALGにおいて合焦不能となり同サブルーチンAFAL
Gよりリターンすると、次に警告表示をオンしたのちフ
ラグFLGIを1にする。フラグFLGIを1にするの
は、次の相関演算駆動において無条件にレンズを無限遠
位置側に駆動するためである。いま終端検知用のサブル
ーチンAFEDGのフローにおいて、FLG4−1.F
LG5−0のときレンズは最至近の終端検知であるので
次にFLG6−1であるか否かを判別する。FLG6−
1のときレンズはは既に無限遠終端検知済であるので、
測距枠の像を変えないと合焦不能なことを示すので、こ
れ以上コントラスト最大検出駆動は行なわないため、フ
ラグFLG2を1にする。FLG6−0のときはFLG
2−0にしコントラスト最大検出可能にしFLG3−0
でレンズの無限遠位置側に駆動するようにする。
次に、この発明の他の実施例を説明する。
第13図は、他の実施例を示す電気回路のブロツク図で
ある。CODドライバ51はCCD16の駆動回路と、
AD変換器52のタイミングを調整し、CCD16が1
画素出力するごとにAD変換を実行する回路と、AD変
換終了に合わせてメモリ53に記憶させるタイミング回
路とよりなる。
コントラスト検出回路54は、前記(1) 、 (2)
式によりコントラストの演算を実行する回路、判別回路
55はコントラストが所定以上か否かを判別する回路で
ある。相関演算駆動回路56はコントラストが所定値よ
り低いとき、または後述する規格化回路58の出力の結
果、合焦不能と判別されたときレンズを所定方向に駆動
しながら、位相差検出方式による相関演算とコントラス
ト最大検出を交互に実行させる回路である。また相関演
算回路57は前記(6)〜(9)式の演算を実行する回
路、規格化回路58は前記(14)〜(17)式の演算
を実行する回路である。さらに、判別回路59は規格化
回路58の出力の結果、合焦化可能か否かを判別する回
路、判別回路60は合焦可能点が1つか2つ以上かを判
別する回路、コントラスト最大検出駆動回路61は、レ
ンズを駆動しながらコントラスト最大となる駆動位置を
検出するための回路、駆動量演算回路62はレンズRO
M63からのレンズ固有の定数および相関演算の結果よ
りレンズの駆動量を演算する回路、比較回路64はレン
ズ駆動回路65により駆動するモータ66の回転数に相
応したパルスを出力するフォトインクラブタロ7のパル
ス数と前記レンズの駆動量とが所定の関係になったとき
、レンズ駆動をストップさせるための回路である。
次に、上記第13図に示す実施例装置の動作を説明する
。撮影者が図示しないAF開開始ススインチオンにする
と所定時間ごとにCCD16の出力をAD変換しメモリ
53にメモリする。ラインセンサ17,18の画素出力
がメモリされると、次にコントラスト検出回路54にて
像のコントラストが検出される。このコントラストは判
定回路55においてコントラストが合焦検出に可能な値
であるか否かの判定がなされ、合焦検出に可能な値であ
れば、次に相関演算回路57において演算がなされ、規
格化回路58で相関出力が規格化される。規格化出力は
判別回路59において、前記相関出力の値が確かに被写
体までの距離に相応した値であるか否かが判別される。
次に判別回路60において、合焦可能点が複数存在しな
いかを検出する。前述したように位相差検出法において
は、周期外の被写体に対し合焦可能点が複数存在するこ
とがあるので、いま判別の結果、合焦可能点は1つであ
ったとすると、次に、相関演算回路57て求まった2つ
の像のずれ量及びレンズ固有の定数より合焦させるに必
要なデフォーカス量が求まる。比較回路64は前記駆動
量演算回路62の出力とフォトインクラブタロ7の出力
とが一致するまでレンズ駆動回路65に信号を送りレン
ズを駆動する。次に、判別回路60において、合焦可能
点が2つ以上発生したときは、コントラスト最大検出駆
動回路61にてコントラストが最大となる位置まで撮影
レンズを駆動した後、相関演算回路57にて相関演算を
実行する。次も合焦可能点が2つ発生する可能性が高い
が、このときコントラスト最大検出駆動回路61より判
別回路60に信号を送り、物体までの距離が最短となる
相関出力に基づきレンズを駆動する。次に判別回路55
によりコントラストが所定値以下と判別したとき、ある
いは判別回路59により合焦不能と判別したときは相関
演算駆動回路56を作動させる。相関演算駆動回路56
はレンズ駆動中にコントラスト最大検出と相関演算を交
互に行ない、コントラスト最大検出がなされるかあるい
は相関演算の結果合焦可能となったときレンズ駆動をス
トップさせ、最終的に相関演算を行ない、物体までの距
離を求める。
第14図は上記第13図の相関演算回路57を細かくブ
ロック化した図である。レンズROM63よりレンズ固
有の最大シフト値が入力されると、ブロック判別回路7
1ではCCD16の2つのラインセンサ17,18のう
ちの一方のラインセンサの端部よりレンズ固有の最大シ
フト値に相当する画素だけ差し引いた画素列を複数のブ
ロックに分割する。ブロック判別回路71の指令でメモ
リ53からはブロックごとにコントラスト検出回路72
に順次画素出力を転送し、コントラストが演算される。
コントラストが判別回路73で所定以上であると判別さ
れれば、優先的に転送されたブロックの画素出力はゲー
ト回路74を通じてメモリ75にストアされる。次にコ
ントラスト検出に使用された一方のラインセンサではな
い他方のラインセンサの画素列をメモリ75の画素列に
対し相対的にずらすことにより像の一致する点をずれ量
演算回路76にて検出する。ダの一致するまでのすらし
量が2つの像のずれ量となる。
第15図は、上記相関演算回路57の他の具体的なブロ
ック図である。この相関演算回路57Aに、レンズRO
M63よりレンズ固有の最大シフト値が入力されると、
ブロック判別回路71ては2つのラインセンサのうちの
一方のラインセンサの端部よりレンズ固有の最大シフト
値に相当する画素だけ差し引いた画素列を複数のブロッ
クに分割する。ブロック判別回路71の指令でメモリ5
3からはブロックごとにコントラスト検出回路72に順
次画素出力を転送されコントラストが演算される。メモ
リ78には初期に0が設定されコントラスト検出回路7
2で演算されたコントラスト値とメモリ78の内容が比
較回路79て比較される。この比較結果、前記コントラ
スト値がメモリ78の値に比べて大きいときゲート回路
77が開き、メモリ78にはコントラスト検出回路72
の値がストアされると同時に、メモリ75にはそのとき
のブロックの画素出力がゲート回路80を通じてストア
される。以上をメモリ53のすべてのブロックの転送が
終了するまで行なうことにより、メモリ75には最大コ
ントラストのブロックの画素出力が転送される。次に、
コントラスト検出に使用された一方のラインセンサてな
い他方のラインランサの画素列をメモリ75の画素列に
対し相対的にずらすことにより像の一致する点をずれ量
線算回路76にて検出する。像の一致するまでのずらし
量が2つの像のずれ量となる。なお、第14図、第15
図においては、ラインセンサの画素列の端部よりレンズ
固をの最大シフト値に相当する画素だけ差し引いた残り
の画素列をN敗のブロックに分けたが、予め全画素を複
数のブロックに分け、レンズ固有の最大シフト値に応じ
て有効にブロックを選択してもよい。
第16図は上記第13図に示す焦点検出装置などに用い
られて、レンズが無限遠の終端位置又は至近終端位置に
達したときにこれを検出するレンズ終端位置検出装置の
ブロック図である。焦点検出回路84は前述したように
、画像情報のAD変換、コントラスト演算、相関演算な
どを行なって最終的にレンズの駆動量を求め、合焦信号
を出力するための回路である。焦点検出動作を開始する
とAFスイッチ83が閉じ、焦点検出回路84は作動を
開始、するとともに、パルス発生回路85はオアゲート
86を通じてラッチ回路87.ラッチ回路88のリセッ
ト入力端子にIEの1パルスを旬え、ラッチ回路87.
ラッチ回路88の出力を“L”レベルにリセットする。
レンズ鏡筒24に組み込まれたスイッチ89はレンズか
無限遠の終端に達したとき閉じる復帰型のスイッチであ
り、スイッチ90はレンズが至近の終端に達したとき閉
じられる復帰型のスイッチである。スイッチ89が閉じ
るとラッチ回路87はスイッチ89が閉じたことを記憶
保持し、ラッチ回路87の出力をH”にする。またスイ
ッチ90が閉じると、ラッチ回路88はスイッチ90が
閉じたことを記憶保持し、ラッチ回路88の出力を“H
”にする。
4人力のナントゲート91はラッチ回路87の出力端、
ラッチ囲路88の出力端、スイッチ83および非合焦時
に“H”となる焦点検出回路84の非合焦信号端子に接
続される。パルス発生回路92はナントゲート91の出
力がL”から“H”に転じたとき出力に1パルスを発生
する回路で、オアゲート86を通じてラッチ回路87.
ラッチ回路88のリセット端子に接続される。
次にこの装置の動作を説明する。いま焦点動作開始のた
めのAFスイッチ83を閉じると、パルス発生回路85
によりラッチ回路87.ラッチ回路88はリセットされ
るので、ラッチ回路87゜ラッチ回路88の出力は“L
”になり、警告表示用LED93はオフのままである。
焦点検出回路84の出力状態に応じ、レンズ駆動回路6
5を作動させ、AFスイッチ83を開成後はじめてレン
ズの終端位置検出スイッチ89.90が続けて閉じると
、ラッチ回路87.ラッチ回路88の出力は“H″にな
る。このとき非合焦状態であれば非合焦信号は“H”で
あり、ナントゲート91の4人力はすべて“H”である
ので、警告表示用LED93は点灯することになる。こ
れにより撮影者は合焦検出が難しいことを知ることがで
きる。さらにレンズが駆動され合焦信号が出力されると
非合焦信号はL”になるので、警告表示用LED93は
オフする。パルス発生回路92はナントゲート91の出
力が“L”から“H”に痩化するのを検知してlショッ
トの正のパルスを出力することにより、ラッチ回路87
.ラッチ回路88をリセットする。警告表示用LED9
3が点灯しているとき、AFスイッチ83を開くと、焦
点検出回路84は作動を停止すると同時に警告表示用L
ED93はオフし、同様にしてラッチ回路87.ラッチ
回路88はリセットされる。以上のようにAFスイッチ
83が閉じられ、撮影者が合j(′、検出作動の意思の
あるときは常に焦点検出回路84は作動状態にあり、撮
影レンズが一方の終端位置から他方の終端位置に達した
とき警告を発することにより、測距を変更しないと合焦
の可能性が小さいことを警告表示する。これにより従来
のように撮影レンズが一方の終端から他方の終端に達し
たときレンズの駆動を停止する方法に比べ、特に連続撮
影時など、測距動作を再操作する手間かはふけ、撮影者
の意思を最大限に尊重した焦点検出装置を提供すること
ができる。
[発明の効果] 以上述べたようにこの発明によれば、周期外のある被写
体像に対しても、位相疋1!((検出方式により簡単な
構成で確実に焦点検出ができる。また望遠レンズ、マク
ロレンズのようにデフォーカス量が1回の焦点検出では
検出不可能な場合においても、またコントラスト検出の
みでは検出不可能な低コントラストの被写体に対しても
確実に合焦検出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の一実施例を示す焦点検出装置のブ
ロック図、 第2図は、この発明に用いられる像位相差法における演
算原理を説明するための光学系の概略図、第3図は、C
CDラインセンサの画素列をブロックに分割した状態の
説明図、 第4図は、CCDラインセンサの2つの画素列の各出力
を対応させた図、 第5図は、シフト量に対する相関演算出力を示す図、 第6図は、CCDラインセンサの2つの画素列のシフト
時の出力特性図、 第7図(A) 、 (B)は、補間法によりデフォーカ
ス量を求めるための相関出力特性図、 第8図〜第12図は、上記第1図に示す焦点検出装置の
CPUのプログラム動作を説明するフローチャート、 第13図は、この発明の他の実施例を示す焦点検出装置
のブロック図、 第14図は、上記第13図に示す焦点検出装置の相関演
算回路のブロック図、 第15図は、相関演算回路の他の例のブロック図、 第16図は、上記第13図に示す焦点検出装置などに用
いられるレンズの終端位置検出装置のブロック図、 第17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。 16・・・・・・・・・CCD 17・・・・・・・・・第1のラインセンサ(第1の受
光素子列) 18・・・・・・・・・第2のラインセンサ(第2の受
光素子列) 23・・・・・・・・・CPU 57.57A・・・・・・相関演算回路(相関演算手段
)58・・・・・・・・・規格化回路(規格化手段)5
9・・・・・・・・・判別回路 61・・・・・・・・・コントラスト最大検出駆動回路
(コントラスト最大検出手段) 晃1 囮 藁22 5F:)3[k 3F−)4 ’El ち5に 、¥76り 、¥)7間 (A)           (8) )F)8 ロ 見17ン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)異なる光路を通過した2つの像を複数の画素より
    なる第1の受光素子列と第2の受光素子列に受け、これ
    ら受光素子列の上に形成される2つの像の相対位置関係
    により被写体までの距離を検出する焦点検出装置におい
    て、 上記2つの像の相対位置関係に相応する値を出力する相
    関演算手段と、 該相関演算手段の出力を規格化する規格化手段と、 該規格化手段の出力により焦点を検出可能か否かを判別
    する判別手段と、 該判別手段の結果、合焦可能点が複数発生したとき、レ
    ンズを駆動しながらコントラストのピークとなる位置を
    検出するコントラスト最大検出手段とを、 有してなり最終的にコントラストピークのレンズ位置に
    おいて上記相関演算手段によって相関出力を求め、同相
    関出力に基づき焦点検出を行なうことを特徴とする焦点
    検出装置。
  2. (2)上記コントラストピークのレンズ位置における相
    関演算の結果、合焦可能点が複数発生したとき、物体ま
    での距離が最短となる相関出力に基づき、合焦駆動する
    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. (3)異なる光路を通過した2つの像を複数の画素より
    なる第1の受光素子列と第2の受光素子列に受け、これ
    ら受光素子列の上に形成される2つの像の相対位置関係
    により被写体までの距離を検出する焦点検出装置におい
    て、 像のコントラストを検出するコントラスト検出手段と、 該コントラスト検出手段の出力値により合焦可能か否か
    を判別する第1の判別手段と、 2つの像の相対位置関係に相応した値を出力する相関演
    算手段と、 該相関演算手段の出力を規格化する規格化手段該規格化
    手段の出力値により合焦可能か否かを判別する第2の判
    別手段と、 上記第1の判別手段、または上記第2の判別手段により
    、合焦不能と判別されたとき、レンズを所定の方向に駆
    動する手段と、 レンズ駆動中にコントラストのピーク値を検出する手段
    と、 レンズ駆動中に相関演算を実行する手段とを、有してな
    り、レンズ駆動中にコントラストピーク値検出がなされ
    るか、または相関演算の結果合焦可能となったときレン
    ズの駆動をストップし、最終的に相関演算を行ない、物
    体までの距離を検出することを特徴とする焦点検出装置
JP17462786A 1986-07-24 1986-07-24 焦点検出装置 Pending JPS6330811A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17462786A JPS6330811A (ja) 1986-07-24 1986-07-24 焦点検出装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17462786A JPS6330811A (ja) 1986-07-24 1986-07-24 焦点検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6330811A true JPS6330811A (ja) 1988-02-09

Family

ID=15981899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17462786A Pending JPS6330811A (ja) 1986-07-24 1986-07-24 焦点検出装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6330811A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01239514A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Nikon Corp 自動焦点調節装置
US5202718A (en) * 1989-03-10 1993-04-13 Nikon Corporation Focus detection apparatus
JP2009115893A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Canon Inc 撮像装置
JP2013011763A (ja) * 2011-06-29 2013-01-17 Nikon Corp 焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01239514A (ja) * 1988-03-22 1989-09-25 Nikon Corp 自動焦点調節装置
US5202718A (en) * 1989-03-10 1993-04-13 Nikon Corporation Focus detection apparatus
JP2009115893A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Canon Inc 撮像装置
JP2013011763A (ja) * 2011-06-29 2013-01-17 Nikon Corp 焦点調節装置およびそれを備えた撮像装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0349736B1 (en) Automatic focusing apparatus of a camera
US4709138A (en) Apparatus for detecting shake of image of object
US5587761A (en) Automatic focusing apparatus
GB2251998A (en) Automatic focusing device
JPS6318314A (ja) 焦点検出装置
JP2572372B2 (ja) 焦点検出装置
US4851657A (en) Focus condition detecting device using weighted center or contrast evaluation
US4792821A (en) Auto-focus apparatus in a camera
JPS6330811A (ja) 焦点検出装置
JP3806489B2 (ja) 測距装置
JPS6318313A (ja) 焦点検出装置
JPS6330814A (ja) 焦点検出装置
US4825238A (en) Focus detecting device
JP2770408B2 (ja) 焦点検出装置
US6282379B1 (en) Autofocus apparatus of a camera
JPS6330815A (ja) 焦点検出装置
JP2974637B2 (ja) 自動焦点調節装置
JPS62133412A (ja) 焦点検出方式
JPH02123313A (ja) 焦点検出装置
US5157434A (en) Autofocusing system for camera
JPH02126212A (ja) 焦点検出装置
JPS62133411A (ja) 焦点検出装置
JP2671489B2 (ja) 焦点検出装置
JP3117793B2 (ja) 焦点調節装置
JPH01288816A (ja) 自動焦点調節装置