JP2000171685A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JP2000171685A
JP2000171685A JP34957698A JP34957698A JP2000171685A JP 2000171685 A JP2000171685 A JP 2000171685A JP 34957698 A JP34957698 A JP 34957698A JP 34957698 A JP34957698 A JP 34957698A JP 2000171685 A JP2000171685 A JP 2000171685A
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light
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charge accumulation
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JP34957698A
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Toshiyuki Matsumoto
寿之 松本
Masataka Ide
昌孝 井出
Yoichiro Okumura
洋一郎 奥村
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Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】夜景撮影に於いて街灯等の焦点検出にとっての
有害光の焦点検出に及ぼす影響を小さくし、主要被写体
に合焦し易くすること。 【解決手段】焦点検出装置では、積分制御部14により
焦点検出部12内の電荷蓄積型光電センサの電荷蓄積時
間が制御される。また、上記焦点検出部12の出力に基
いて、所定領域内にノイズ光源が存在しているか否か
は、夜景シーン有害光判断部15によって判断される。
そして、上記積分制御部14は、夜景シーン有害光判断
部15により上記所定領域内にノイズ光源が存在してい
ると判断された際に、当該電荷蓄積時間よりも延長され
た電荷蓄積時間が設定されるか、若しくは電荷蓄積時間
中に作動可能な補助光部16を作動させながら上記電荷
蓄積型光電センサの再蓄積が行われるよう制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は焦点検出装置に関
し、より詳細には、自動的に焦点検出を行う自動焦点カ
メラに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来から、夜景撮影用モードを有するカ
メラは数多く開発されている。また、夜景撮影用のモー
ドでなくても、カメラを三脚に固定して長時間露光を使
用するときれいな写真が撮影できることは周知である。
【0003】更に、夜景のような暗い被写体でも、最近
の自動焦点カメラは焦点を検出することができるように
なっている。
【0004】図15(a)は、撮影されるファインダ内
のシーンを示した図である。このシーンでは、手前に人
物2が立っており、撮影者は夜景1を背景にこの人物2
を主要被写体として撮影しようとしている。そして、人
物の左側には背景の建物3のネオン4があり、人物2の
右側には背景の街灯6がある。また、AFターゲット
(測距枠)7は、これら人物2とネオン4と街灯6の3
つをとらえており、その周辺は夜景であるので暗いもの
とする。
【0005】一般に、夜景を撮影しようとした場合に
は、図15(a)に示されるようなシーンは良くあるシ
ーンである。つまり、測距枠7内に何らかの光源が存在
し、その光源は背景の建物の窓の明かりや街灯である場
合が多く、測距枠7内が完全に暗くなっている場合の方
が稀である。そして、手前に主要被写体の人物が存在し
ない場合でも、同様のことが言える。すなわち、夜景撮
影に於ける光源は、昼間の太陽と異なって点光源的にな
る場合が多いと言える。
【0006】図15(b)は、図15(a)に示される
シーンをAFセンサで撮像したセンサデータを示したも
のである。AFの検出方式は、公知のパッシブ位相差検
出方式であり、それぞれ左右のセンサ列の出力を示して
いる。図15(b)に於いて、横軸は全画素(64エレ
メントとした)の並び順を示し、縦軸はセンサ出力であ
る。尚、同図は隣接する画素の出力を結んで描いてあ
る。
【0007】図15(b)からわかるように、街灯の像
はAFセンサにとって点光源的であり、且つ非常に明る
いため、細くて急峻な像となるが、人物の像は背景の街
灯やネオンよりも暗く、出力は小さい。すなわち、明暗
差が大きいため、暗部の中央の像がつぶれた出力とな
る。例えば、逆光下のセンサ出力も、このようになるこ
とが知られている。
【0008】このようなセンサ出力に基いて焦点演算す
ると、背景にも人物にもピントが合っていない写真とな
ることがある。この原因は、パッシブ位相差検出方式が
原理上元々持っている以下の2つの問題点に起因する。
【0009】(i)逆光的な被写体は中央の像がつぶれ
るため、中央の像に合焦しにくい。 (ii)急峻な像(像が2、3画素にしか出ていないよう
な点光源的な像)に基いて焦点演算すると、演算精度が
低下する。
【0010】そして、上記(i)、(ii)の問題点を解
決するため、次のような従来技術が知られている。
【0011】例えば、特公平6−7219号公報には、
AFセンサをAF光学系の結像面から少しオフセットし
た位置に配置し、光学的なローパス効果を出して急峻な
センサ出力になりにくいようにする技術が開示されてい
る。
【0012】そして、特開平5−264887号公報で
は、逆光状態を検出するとAFセンサの積分時間を延長
し、暗部の像も出力されるようにする技術が開示されて
いる。すなわち、図15(c)に示されるように、周辺
の街灯の像は飽和するが、中央の人物の像をはっきりと
出力して人物に合焦させる技術である。図15(c)の
場合の積分時間は、図15(b)の場合のそれよりも数
倍長くしている。
【0013】更に、特開平7−199039号公報で
は、夜景を撮影する夜景モードにセットされた場合に
は、AFの補助光を発光させる技術が開示されている。
すなわち、手前の人物に補助光を照射して人物の像をは
っきりと出力して、人物に合焦させる技術である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した従
来技術は、以下のような課題を有している。
【0015】上記特公平6−7219号公報の技術で
は、細い線被写体には効果があるが、図15(a)に示
されるような街灯等の点光源には効果がないという課題
を有している。逆に言えば、街灯等の点光源は、それ程
までに非常に急峻な像になると言える。つまり、点光源
の焦点検出に及ぼす影響を小さくする技術が必要とされ
ている。
【0016】そして、上記特開平5−264887号公
報では、太陽光下の逆光を検出の対象にしているため、
図15(b)に示されるようなセンサ出力は逆光と判断
できないという課題を有している。すなわち、両側の出
力が中央部よりも大きい場合のみ、逆光と判断できるか
らである。
【0017】更に、上記特開平7−199039号公報
では、夜景モードでは常にAFの補助光が発光するた
め、エネルギーロスとなるばかりか、必要のない場面、
すなわち太陽光下で夜景モードを使用、或いは街灯等の
AFにとっての有害光のない夜景でも補助光が発光する
という課題を有している。
【0018】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、夜景撮影に於いて街灯等の焦点検出にとっての有害
光の焦点検出に及ぼす影響を小さくし、主要被写体に合
焦し易くすることのできる焦点検出装置を提供すること
を目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、電
荷蓄積型光電センサを用い、画面内の所定領域の対象物
に対する撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出
装置であって、上記電荷蓄積型光電センサの電荷蓄積時
間を制御する制御手段と、上記電荷蓄積型光電センサの
出力に基いて、上記所定領域内にノイズ光源が存在して
いるか否かを判定する判定手段と、を具備し、上記制御
手段は、上記判定手段により上記所定領域内にノイズ光
源が存在していると判定された際に、当該電荷蓄積時間
よりも延長した電荷蓄積時間を設定し、若しくは電荷蓄
積時間中に作動可能な補助光を作動させながら上記電荷
蓄積型光電センサの再蓄積を行うことを特徴とする。
【0020】この発明は、電荷蓄積型光電センサが用い
られて、画面内の所定領域の対象物に対する撮影レンズ
の焦点調節状態が検出される焦点検出装置であって、制
御手段により上記電荷蓄積型光電センサの電荷蓄積時間
が制御される。また、上記電荷蓄積型光電センサの出力
に基いて、上記所定領域内にノイズ光源が存在している
か否かが判定手段によって判定される。そして、上記制
御手段では、上記判定手段により上記所定領域内にノイ
ズ光源が存在していると判定された際に、当該電荷蓄積
時間よりも延長された電荷蓄積時間が設定されるか、若
しくは電荷蓄積時間中に作動可能な補助光を作動させな
がら上記電荷蓄積型光電センサの再蓄積が行われるよう
制御される。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
【0022】図1は、この発明の実施の形態の自動焦点
検出装置の概念を示したブロック図である。
【0023】図1に於いて、自動焦点調節の制御を司る
焦点調節制御部11には、焦点検出部12と、焦点演算
部13と、積分制御部14と、夜景シーン有害光判断部
15と、補助光部16及びレンズ駆動部17が接続され
ている。
【0024】上記焦点検出部12は、焦点検出のための
信号を出力するAFセンサで構成される。また、上記焦
点演算部13は、上記焦点検出部12の出力に基いて撮
影レンズのデフォーカス量を演算するためのものであ
る。そして、上記積分制御部14は、上記焦点検出部1
2のAFセンサの電荷蓄積(積分)動作を制御して、適
正な積分量を与えるものである。
【0025】上記夜景シーン有害光判断部15は、焦点
検出信号に街灯のようなAFにとっての有害光が含まれ
ているか否かを判断する手段である。上記補助光部16
は、被写体が低輝度のために焦点検出不能な場合に被写
体に光を照射して焦点検出可能にするためのものであ
る。更に、上記レンズ駆動部17は、上記焦点演算部1
3の出力に基いて撮影レンズを合焦位置に駆動するもの
である。
【0026】図2は、この発明の焦点検出装置が適用さ
れたカメラの全体の構成を示したブロック図である。
【0027】初めに、カメラの機構的な構成と光学的な
構成について説明する。
【0028】図2に於いて、図示されない被写体からの
光束は、第1群レンズ21、第2群レンズ22、第3群
レンズ23、第4群レンズ24及び第5群レンズ25の
各レンズ群と絞り26により構成される5群構成の撮影
レンズ27を通過し、メインミラー30に入射される。
【0029】上記第1群レンズ21及び第2群レンズ2
2では、フォーカシングが行われる。そして、第3群レ
ンズ23、第4群レンズ24が移動されると同時に、第
1群レンズ21、第2群レンズ22が、図示されないカ
ム構造で駆動されて、ズーム時のピント移動が防止され
ている。
【0030】上記メインミラー30はハーフミラーにな
っており、入射光量の70%がファインダ光学系31に
向けて反射される。このファインダ光学系31は、スク
リーン32、コンデンサレンズ33、プリズム34、モ
ールドダハミラー35及び接眼レンズ36により構成さ
れ、撮影者により観察される。
【0031】一方、入射光量の残り30%は、メインミ
ラー30を透過してサブミラー39で反射された後、A
F光学系40に導かれる。この上記AF光学系40は、
視野絞り41、赤外カットフィルタ42、コンデンサレ
ンズ43、ミラー44、再結像絞り45及び再結像レン
ズ46とから構成されており、後述するAFセンサ62
に焦点検出のための光束を導くようになっている。
【0032】上記メインミラー30とサブミラー39
は、フィルム露光時には図中破線で示された位置に退避
される。そして、撮影レンズ27を通過した被写体光束
は、メインミラー30の後方に位置されるシャッタ50
の開いている間にフィルム51に露光される。
【0033】次に、このカメラの電気的な構成について
説明する。
【0034】図2に於いて、カメラの制御装置であるカ
メラ制御部55は、内部に中央処理装置たるCPU56
とインターフェースIC57等を有しており、カメラ一
連の動作の制御を行っている。
【0035】上記カメラ制御部55には、露光制御部6
0と、フィルム駆動部61と、AFセンサ62と、絞り
駆動部63と、ズーム制御部64と、AFレンズ制御部
65と、測光部66と、ストロボ制御部67及びスイッ
チ群68とが接続されている。
【0036】上記露光制御部66は、メインミラー30
のアップダウン及びシャッタ50の駆動を行って、フィ
ルム51への露光を制御するためのものである。また、
フィルム駆動部61は、フィルム51の巻上げ巻戻しの
制御を行うものである。
【0037】AFセンサ62は、光電変換素子列である
フォトダイオードアレイ62L及び62Rを有して構成
される。そして、これらフォトダイオードアレイ62
L、62Rの各素子の出力は、カメラ制御部55に出力
されて焦点検出が行われる。
【0038】上記絞り駆動部63は、撮影レンズ27内
の絞り26を適正絞り値まで駆動するためのものであ
る。また、ズーム制御部64は、撮影レンズ27のズー
ムレンズ群をズームモータ71によって駆動し、ズーム
の位置をエンコーダ72によって制御するように構成さ
れている。
【0039】AFレンズ制御部18は、フォーカスレン
ズ群をAFモータ73によって駆動し、フォーカスレン
ズ群の位置をエンコーダ74によって制御するように構
成されている。
【0040】上記測光部66は、図示されない被写体の
輝度に応じた出力を発生するフォトダイオードから成る
センサであり、例えばファインダ光学系31内に設置さ
れる。また、ストロボ制御部67は、上記被写体に閃光
発光を行うストロボを制御すると共に、この発明ではA
Fの補助光にストロボを使用するので、補助光制御部も
兼ねている。
【0041】更に、スイッチ群68は、撮影者によって
押圧されるカメラ上の全てのスイッチにより構成されて
おり、図示されないレリーズ釦や夜景モードを設定する
撮影モードスイッチを含んでいる。この夜景モードスイ
ッチを押圧すると、カメラは夜景撮影に適した露光動作
をするモードになる。
【0042】図3は、上記AFセンサ62の内部ブロッ
ク構成を示す図である。
【0043】同図に於いて、AFセンサ62はフォトダ
イオードアレイ62L及び62R、画素増幅回路(EA
C)77と、シフトレジスタ(SR)78及びセンサ制
御回路(SCC)79とから構成されている。
【0044】上記フォトダイオードアレイ62L及び6
2Rでは、各フォトダイオードに入射される光量に応じ
た電荷が発生される。そして、この発生された電荷が、
それぞれ独立して画素増幅回路77に出力される。
【0045】画素増幅回路77では、フォトダイオード
アレイ62L及び62Rの各フォトダイオードの発生す
る電荷がそれぞれ独立して増幅され、発生電荷に対する
電圧信号が発生される。また、画素増幅回路77では、
各フォトダイオードの発生する電荷のうちの最大値、つ
まり最も入射光量の大きいフォトダイオードに対応する
画素増幅回路出力に応じてモニタ出力が発生され、モニ
タ出力端子MDATAに出力される。
【0046】そして、センサ制御回路79では、CPU
56からの各信号(CEN、RES、END、CLK)
に応じて、図示されないAFICの内部の動作が制御さ
れる。
【0047】更に、シフトレジスタ78では、CPU5
6からのクロック信号CLKに応じて、フォトダイオー
ドアレイ62L及び62Rの各フォトダイオードに対応
する画素増幅回路77の出力が、順次センサデータ出力
端子SDATAに出力される。
【0048】次に、図4のタイミングチャートを参照し
て、CPU56とAFセンサ62の動作について説明す
る。
【0049】先ず、CPU56によってリセット信号R
ESが受信されると、センサ制御回路79では、AFセ
ンサ62の内部各ブロックの初期化が行われる。それと
共に、フォトダイオードアレイ62L及び62Rと、画
素増幅回路77による蓄積動作が開始される。
【0050】蓄積動作中は、画素増幅回路77からは、
電荷蓄積のレベルに応じたモニタ信号がモニタ出力MD
ATAに出力される。CPU56では、このモニタ出力
MDATAが内蔵のA/Dコンバータで随時モニタされ
ており、適切な電荷蓄積量となるレベルに達したところ
で、蓄積終了信号ENDがAFセンサ62に出力され
て、積分動作が終了される。
【0051】次に、CPU56により、読出しクロック
CLKがAFセンサ62に出力される。シフトレジスタ
78では、これに応じてフォトダイオードアレイ62L
及び62Rのフォトダイオードの蓄積電荷に対応する画
素増幅回路77の出力電圧が、センサデータ出力SDA
TAに順次出力される。CPU56では、このセンサデ
ータ出力SDATAが、内蔵のA/Dコンバータで順次
A/D変換されて、内部のRAMに各々格納される。
【0052】尚、後述するように、この発明のAFの補
助光はストロボを使用している。被写体が低輝度のため
に焦点検出できない場合は、図4に示されるように、積
分動作中にストロボをパルス的に発光させて、適正積分
量を得るようになっている。
【0053】図5は、補助光を兼用しているストロボ制
御部67の詳細な構成を示した図である。
【0054】図5に於いて、電源Eには電源電圧をスト
ロボが発光可能な電圧になるまで昇圧するDC/DCコ
ンバータ81が並列に接続されている。そして、このD
C/DCコンバータ81の出力には、メインコンデンサ
MCに充電された電圧を測定するメインコンデンサ電圧
測定回路82が接続されている。
【0055】また、上記DC/DCコンバータ81の出
力には、Xe(キセノン)管86に発光のためのトリガ
を印加するトリガ回路83が接続されており、更にダイ
オードD1を介して発光エネルギーを蓄えるメインコン
デンサMCも接続されている。
【0056】そして、上記電源Eには、上記ダイオード
D1のカソードに接続されたメインコンデンサMCのエ
ネルギーを消費して発光するXe管86と、このXe管
86の発光光量の制御を行う発光光量制御回路84が直
列に接続されている。また、上記発光光量制御回路84
には、電源Eの供給を制御する電源供給制御回路85が
接続されている。
【0057】尚、上記DC/DCコンバータ81、メイ
ンコンデンサ電圧測定回路82、トリガ回路83、発光
光量制御回路85の制御は、CPU56によりインター
フェースIC57を介して行われる。
【0058】次に、図6のフローチャートを参照して、
第1の実施の形態のカメラ全体の動作について説明す
る。
【0059】図6は、この発明の第1の実施の形態のカ
メラ全体の動作を示したメインルーチンのフローチャー
トである。
【0060】先ず、図示されないメインスイッチがオン
されると、CPU56によってパワーオンリセットされ
て動作が開始され、ステップS1にてI/Oポート初期
化とRAM初期化等が行われる。次いで、ステップS2
に於いて、ファーストレリーズスイッチ(1RSW)が
オンされているか否かが判断される。
【0061】この発明のカメラのレリーズスイッチ(不
図示)は、一般的な2段階スイッチで構成されており、
半押し状態の第1ストロークでファーストレリーズスイ
ッチがオンされて、カメラはAFとレンズ駆動等の動作
が行われる。そして、上記レリーズスイッチの全押し状
態の第2ストロークでセカンドレリーズスイッチ(2R
SW)がオンされて、露光に至るようになっている。
【0062】上記ステップS2にて、ファーストレリー
ズスイッチがオフならばステップS10に移行する。一
方、オンであれば、ステップS3に移行して、測光部6
6が動作されて被写体輝度の測光が行われて、適正露出
となる絞り値とシャッタスピード値が演算される。
【0063】そして、ステップS4にて、サブルーチン
「AF」が実行されて被写体の焦点検出が行われる。こ
の焦点検出に基いて、フォーカシングレンズが合焦位置
へ駆動されて、被写体にピントが合わせられる。この詳
細については後述する。
【0064】続いて、ステップS5に於いて、このAF
動作の結果、合焦したか否かが判断される。後述する
が、ローコントラスト等でAF不能の場合(検出不能フ
ラグで判断)にも、合焦していないと判断される。ここ
で、合焦していなければステップS9に移行し、合焦す
るまで露光動作に移行できないようになっている。一
方、合焦している場合には、ステップS6に於いて、セ
カンドレリーズスイッチがオンされているか否かが判断
される。
【0065】このステップS6で、セカンドレリーズス
イッチがオフされていれば上記ステップS2に戻る。一
方、オンされていれば、ステップS7に移行して、上記
ステップS3で演算された結果に基き、絞り26、メイ
ンミラー30、シャッタ50が制御されて露出動作が行
われる。
【0066】この露出動作が終了すると、ステップS8
に移行して、撮影されたフィルム51が巻上げられて次
の駒の位置に給送され、一連の撮影動作が終了する。そ
して、ステップS9にて、図示されない表示装置たるL
CD、LEDの表示動作が制御された後、上記ステップ
S2に戻る。
【0067】また、上記ステップS10では、ファース
トレリーズスイッチやセカンドレリーズスイッチ以外の
スイッチの何れかが操作された場合に対応して、他のス
イッチの状態が検出される。そして、何れのスイッチも
オンされていなければ上記ステップS9に移行する。一
方、オンされているスイッチがある場合には、ステップ
S11に移行して、当該スイッチに応じた処理が実行さ
れた後に、上記ステップS9に移行する。
【0068】図7は、図6のフローチャートに於けるス
テップS4のサブルーチン「AF」の動作を説明するフ
ローチャートである。
【0069】先ず、ステップS21にて、図4で説明し
たタイミングチャートに従ってAFセンサ62の積分が
開始され、続くステップS22にて、積分時間のカウン
トも開始される。
【0070】そして、ステップS23にて、MDATA
の値がA/D変換される。このMDATAは積分量を示
しているので、ステップS24に於いてMDATAが適
正値にあるのか否かが判断される。ここで、適正値に達
していればステップS26に移行するが、達していなけ
れば、ステップS25に於いて、積分時間がリミット値
(例えば、200ms)に達しているか否かが判断され
る。このステップS25にて、リミット時間に達してい
なければ上記ステップS23に戻るが、達していればこ
れ以上積分するとタイムラグになるので、ステップS3
3に移行する。
【0071】上記ステップS24にて、MDATAが適
正値に達していれば、ステップS26に移行して積分時
間の変数ST1が記憶される。次いで、ステップS27
では、全画素のセンサデータがCPU56のRAMに読
込まれる。
【0072】次に、ステップS28にて、有害光となる
点光源が含まれていないかが判断される。この詳細につ
いては後述する。続くステップS29にて、有害光が含
まれていないと判断された場合にはステップS34に移
行するが、含まれている場合には、ステップS30及び
S31にて、上記ステップS21及びS22と同じよう
に積分が開始される。ここでの積分は、先のステップS
21及びS22の積分と異なり、積分時間が前回のST
1よりも数倍長い時間積分される。
【0073】そして、ステップS32に於いて、積分時
間がST1のN倍に達したか否かが判断される。ここ
で、積分時間がST1のN倍に達するまではステップS
32が実行されながら待機するが、達していればステッ
プS33に移行する。尚、Nは3〜7ぐらいが適当であ
る。
【0074】次いで、上記ステップS27と同様に、ス
テップS33にて全画素のセンサデータがCPU56の
RAMに読込まれ、続くステップS34で照度補正が行
われる。この照度補正は、センサ感度バラツキやAF光
学系の周辺光量低下を補正する公知の技術である。
【0075】次に、ステップS35にて、中央ブロック
の相関演算が行われる。この中央ブロックとは、図15
(b)に示されたそれぞれ左右のセンサの中央部同士の
ブロックを表している。つまり、この中央ブロック内の
相関演算が行われる。これについての詳細も後述する。
【0076】そして、ステップS36に於いて、相関演
算の結果、焦点検出不能であるか否かが判断される。こ
こで、検出不能であれば、ステップS37に移行して右
ブロックの相関演算が行われる。この右ブロックとは、
図15(b)に示されたそれぞれ左右のセンサの右部同
士のブロックを表している。つまり、この右ブロック内
の相関演算が行われる。
【0077】続くステップS38では、上記相関演算の
結果、焦点検出不能であるか否かが判断される。ここ
で、検出不能であれば、ステップS39に移行して左ブ
ロックの相関演算が行われる。この左ブロックとは、図
15(b)に示されたそれぞれ左右のセンサの左部同士
のブロックを表している。つまり、この左ブロック内の
相関演算が行われる。
【0078】ステップS40では、上記相関演算の結
果、焦点検出不能であるか否かが判断される。ここで、
検出不能であれば全ブロックで検出不能であるのでリタ
ーンする。
【0079】一方、上記ステップS36、S38、S4
0の何れかで検出可能であれば、ステップS41に移行
して、撮影レンズ27のデフォーカス量が演算され、続
くステップS42にて撮影レンズ27の収差量が補正さ
れる。この収差補正とは、撮影レンズ27の焦点距離の
違いによる検出デフォーカス量の差を補正するものであ
る。
【0080】次に、ステップS43に於いて、撮影レン
ズ27が既に合焦状態にあるのか否かが判断される。こ
れは、検出デフォーカス量が所定の許容値以内にあるか
否かが判断されるものである。そして、既に合焦状態に
あればレンズ駆動する必要がないのでリターンするが、
非合焦であればステップS44に移行して合焦までのレ
ンズ駆動量が演算される。次いで、ステップS45に
て、撮影レンズ27が合焦位置まで駆動されると、リタ
ーンする。
【0081】尚、上記ステップS41、S42、S4
4、S45の詳細については、公知の技術であり、この
発明の主旨と直接関係ないので説明を省略する。
【0082】以上のように、有害光を検出した場合で
も、積分時間を延長して再積分を行うことによって、積
分時間を延長しない図15(b)の場合と比較して、手
前の人物を含む点光源以外の被写体の像が、図15
(c)に示されるようにはっきりと出力されるようにな
り、人物に合焦することができる。すなわち、ステップ
S35の中央ブロック相関演算に於いて、人物の像を検
出可能とすることができる。
【0083】次に、図8のフローチャートを参照して、
図7のフローチャートのステップS35で実行されるサ
ブルーチン「中央ブロック相関演算」の動作について説
明する。
【0084】図7のフローチャートのステップS33で
読込まれるセンサデータは、ここでは左センサの被写体
像信号L(I)、右センサの被写体像信号R(I)とし
て表記するものとする。
【0085】先ず、ステップS51及びS52にて、変
数SL、SR、Fmin、Jに、初期値としてそれぞれ
“5”、“37”、“5”、“8”が代入される。上記
変数SLは、被写体像信号L(I)のうちから相関検出
される小ブロック素子列の先頭番号を記憶する変数であ
り、同様に、SRは被写体像信号R(I)のうちから相
関検出される小ブロック素子列の先頭番号を記憶する変
数である。また、Fminは相関最小値を示す変数であ
る。更に、Jは被写体像信号L(I)に於いて小ブロッ
クのずらした回数をカウントする変数である。
【0086】そして、ステップS53にて、相関出力F
(s)が下記(1)式より算出される。
【0087】
【数1】
【0088】この場合、小ブロックの素子数は27であ
る。小ブロックの素子数は、ファインダに表示された測
距枠の大きさと検出光学系の倍率によって決定される。
【0089】続いて、ステップS54に於いて、相関出
力F(s)の最小値が検出される。すなわち、F(s)
とFminとが比較される。ここで、F(s)がFmi
n以上であればステップS56に移行し、F(s)がF
minよりも小さければ、ステップS55に移行する。
このステップS55では、FminにF(s)が代入さ
れ、そのときのSLとSRがそれぞれSLMとSRMと
して記憶される。
【0090】ステップS56では、上記変数SRとJが
デクリメントされ、ステップS57に於いて、J=0で
なるまで相関演算が繰返される。すなわち、像Lでの小
ブロック位置が固定され、像Rでの小ブロック位置が1
素子づつずらされながら相関がとられる。
【0091】そして、ステップS57にてJ=0になる
と、続くステップS58でSLに4、SRに3がそれぞ
れ加算され、ステップS59にてSL=29になるまで
相関演算が繰返される。すなわち、像Lでの小ブロック
の素子数が4素子づつずらされながら相関演算が繰返さ
れる。
【0092】以上により、効率的に相関演算が行われ、
相関出力の最小値を検出することができる。この相関出
力の最小値を示す小ブロックの位置が、最も相関性の高
い像信号の位置関係を示している。
【0093】そして、ステップS60にて、検出された
最も相関性の高い小ブロック像信号について相関性の判
定が行われるために、下記(2)式及び(3)式で示さ
れる相関出力FMとFPが算出される。
【0094】
【数2】
【0095】すなわち、被写体像Rについて最小の相関
出力を示す小ブロック位置に対して±1素子だけずらさ
れたときの相関出力が算出される。このとき、FM、F
min、FPは、図9(a)、(b)に示されるような
関係になる。尚、図9(a)、(b)の横軸は光電変換
素子の位置(左端からの素子の番号)であり、縦軸は相
関出力を示している。相関性の高い場合は相関出力F
(s)は点S0 に於いてS0 =0になる。これに対し
て、相関性の低い場合はS0 =0にはならない。
【0096】以上までの相関演算によって、光電変換素
子数を片側64個とすると、左右それぞれの両端の約5
素子を除いたほぼ全域に渡って、相関演算が行われたこ
とになる。
【0097】次に、ステップS61にて、相関性の判定
をするために、次式で示される相関性指数SKとFSが
求められる。 FM≧FPのとき SK=(FP+Fmin)/(FM−Fmin) …(4) FS=FM−Fmin …(5) FM<FPのとき SK=(FM+Fmin)/(FP−Fmin) …(6) FS=FP−Fmin …(7) 尚、図9(a)、(b)は、FM≧FPのときのみを示
している。
【0098】上記相関性指数SKは、相関性の高い場合
にSK=1となり、その値が大きくなるほど相関性は低
くなる。また、相関性指数FSは、最も相関性の高い小
ブロック像信号のコントラストに相当するので、この値
が大きいほどコントラストが高いことを示す。
【0099】したがって、ステップS62、S63に於
いて、相関性指数SKとFSの値が、所定の値と比較さ
れることによって、検出される像ずれ量に信頼性がある
か否かを判断することができる。上記ステップS62、
S63の何れかに於いて、信頼性が低いと判断された場
合には、ステップS64に移行して検出不能フラグがセ
ットされて、リターンする。
【0100】一方、上記ステップS62、S63の何れ
でも信頼性が高いと判断された場合には、ステップS6
5に移行して、検出不能フラグがクリアされた後、リタ
ーンする。この検出不能フラグは、上述した図7のフロ
ーチャートのステップS36で判断される。
【0101】図10及び図11は、図7のフローチャー
トのステップS28の有害光判断の概念図である。図1
0に示されるセンサデータは図15(b)のそれと同じ
であり、図11に示されるセンサデータは図15(c)
のそれと同じである。
【0102】図10のセンサデータは、有害光の焦点検
出に及ぼす影響が大きい場合の例を示したものである。
上述したように、街灯の像がAFセンサにとって点光源
的であり、且つ非常に明るいため、細くて急峻な像とな
るが、人物の像は背景の街灯やネオンよりも暗く、出力
は小さい。すなわち、明暗差が大きいため、暗部の中央
の像がつぶれた出力となっており、図10中のAとBの
幅は大きいがCの幅は小さくなり、Cの幅は画素のピッ
チにもよるが3画素程度である。また、出力のaとbは
小さくcは非常に大きくなる。このようなセンサデータ
になる場合が検出されて、有害光有りと判断される。
【0103】一方、図11は、上述した第1の実施の形
態で説明した積分時間を延長した場合のセンサデータを
示している。図11中のA′とB′とC′の幅は図10
のAとBとCの幅よりも少し大きくなるが大差はない、
しかし、出力のa′とb′は図10のaとbよりも格段
に大きくなる。
【0104】このように、図11の場合では、街灯の像
も急峻であり有害光となり得るが、人物の像とネオンの
像がはっきりと出力されているので有害光の焦点検出に
及ぼす影響は小さく、このような場合には有害光無しと
判断しても差し支えない。
【0105】次に、図12のフローチャートを参照し
て、図7のステップS28のサブルーチン「有害光判
断」の動作について説明する。
【0106】先ず、ステップS71では、全画素の中で
最大出力となる値と、その画素が探索されて、その値が
Maxとされる。これは図10中のcに対応する。次い
で、ステップS72に於いて、上記Maxが第1のスレ
ッシュ値よりも大きいか否が判断される。
【0107】ここで、Maxが第1のスレッシュ値より
大きくない場合には、ステップS81に移行して有害光
フラグがクリアされ、リターンする。すなわち、Max
がある程度大きくない場合には有害光ではあり得ないも
のと判断される。
【0108】一方、Maxが第1のスレッシュ値よりも
大きい場合には、ステップS73に移行して、最大出力
を与える画素の2画素先の画素の出力が求められ、その
出力がMaxpとされる。更に、ステップS74では、
最大出力を与える画素の2画素手前の画素の出力が求め
られ、その出力がMaxmとされる。
【0109】次いで、ステップS75に於いて、Max
−Maxpが第2のスレッシュ値よりも大きいか否かが
判断される。ここで、Max−Maxpが第2のスレッ
シュ値よりも大きくない場合にはステップS81に移行
するが、大きい場合には、続くステップS76に於いて
Max−Maxmが第2のスレッシュ値よりも大きいか
否かが判断される。ここで、Max−Maxmが第2の
スレッシュ値よりも大きくない場合には、ステップS8
1に移行する。すなわち、±2画素の範囲でセンサデー
タが急峻に変化していることが検出され、急峻に変化し
ていない場合には有害光では有り得ないと判断される。
【0110】これに対し、上記ステップS75、S76
にて、Max−Maxpが第2のスレッシュ値よりも大
きく、且つ、Max−Maxmも第2のスレッシュ値よ
りも大きい場合には、ステップS77に移行して、最大
出力画素±2画素の5画素を除いて最大出力値が探索さ
れて、その値がMax′とされる。また、ステップS7
8にて、最大出力画素±2画素の5画素を除いて最小出
力値が探索され、その値がMin′とされる。上記Ma
x′とMin′の値は、図10中に示されている。
【0111】そして、ステップS79に於いて、Ma
x′−Min′が第3のスレッシュ値よりも大きいか否
かが判断される。ここで、Max′−Min′が第3の
スレッシュ値よりも大きい場合には、ステップS81に
移行する。すなわち、最大出力画素±2画素の5画素を
除いた残りの画素の出力のコントラストを判断するのと
同じであり、残りの画素の出力のコントラストが高い
(Max′−Min′が大)場合には、センサデータが
図11に示されるようになっており、有害光の焦点検出
に及ぼす影響が小さいと判断される。
【0112】一方、残りの画素の出力のコントラストが
低い(ステップS79にてMax′−Min′が小)場
合には、センサデータが図10に示されるようになって
おり、有害光の焦点検出に及ぼす影響が大きいと判断さ
れ、ステップS80に移行して有害光フラグがセットさ
れた後、リターンする。
【0113】次に、この発明の第2の実施の形態を説明
する。
【0114】第2の実施の形態では、上述した第1の実
施の形態とサブルーチン「有害光判断」のみが異なり、
それ以外の構成及び動作は同じであるので、「有害光判
断」のサブルーチンのみを説明する。
【0115】図13に示される第2の実施の形態のサブ
ルーチン「有害光判断」は、第1の実施の形態のそれを
簡素化したものである。
【0116】図10に示されるようなセンサデータの特
徴は、先ず、積分時間が短いことである。これは、点光
源のような非常に明るい像が飽和しないように積分制御
されるためである。したがって、夜景シーンのような周
辺が暗い場合でも、点光源を含んだ像を積分すると、昼
間のシーンと同じくらいの積分時間で積分が完了してし
まう。
【0117】また、もう一つの特徴は、点光源以外の出
力が小さいために、全体の画素の平均値が比較的小さい
ことである。すなわち、積分時間が短くてあたかも明る
いシーンであるにもかかわらず、全体の出力の平均は小
さいという矛盾した特徴を有している。
【0118】この第2の実施の形態は、これらの特徴に
注目して有害光判断を簡素化している。
【0119】図13は、第2の実施の形態に於けるサブ
ルーチン「有害光判断」の動作を説明するフローチャー
トである。
【0120】先ず、ステップS91にて、図7のフロー
チャートのステップS26で記憶された積分時間ST1
が読込まれる。そして、ステップS92に於いて、その
積分時間が第4のスレッシュ値より長いか否かが判断さ
れる。
【0121】ここで、上記積分時間ST1が第4のスレ
ッシュ値より長い場合には、ステップS96に移行し、
有害光フラグがクリアされた後、リターンする。一方、
上記ステップS92にて、上記積分時間ST1が第4の
スレッシュ値より短い場合には、ステップS93に移行
して全画素の出力の平均値が求められる。
【0122】次いで、ステップS94に於いて、その平
均出力が第5のスレッシュ値よりも大きいか否かが判断
される。そして、該平均出力が第5のスレッシュ値より
も大きい場合にはステップS96に移行するが、小さい
場合にはステップS95に移行して有害光フラグがセッ
トされる。その後、リターンする。
【0123】このように構成することによって、第2の
実施の形態では、先に説明した有害光を含んだセンサデ
ータの特徴を検出することができ、上述した第1の実施
の形態よりも簡素化したサブルーチン「有害光判断」を
実行することができる。
【0124】以上の実施の形態は、複合するとより正確
な有害光判断が可能である。すなわち、急峻なセンサデ
ータを含んでおり、且つ、急峻なセンサデータ部を除い
たセンサデータのコントラストが低く、積分時間が比較
的短く、且つ、全体の出力の平均値が比較的小さい場合
に、有害光有りと判断してもよい。
【0125】次に、この発明の第3の実施の形態につい
て説明する。
【0126】第3の実施の形態では、上述した第1また
は第2の実施の形態とサブルーチン「AF」のみが異な
り、それ以外の構成及び動作は同じであるので、「A
F」のサブルーチンのみを説明する。この場合、サブル
ーチン「有害光判断」は、図12及び図13のフローチ
ャートの何れのものでもよい。
【0127】図14は、第3の実施の形態のサブルーチ
ン「AF」の動作を説明するフローチャートである。
【0128】この第3の実施の形態のサブルーチン「A
F」は、図7のフローチャートに於けるステップS31
の積分時間のカウントが開始された後からステップS3
4の照度補正が実行される前までが異なっている。
【0129】ここでは、有害光が検出された場合には、
補助光部16が制御されて補助光が発光されて再積分さ
れるように構成されている。この発明では、ストロボが
補助光として用いられており、その構成とタイムチャー
トは図4及び図5で説明したとおりである。
【0130】すなわち、ステップS111で積分が開始
された後、ステップS112にて補助光が1回発光され
る。そして、ステップS113にて、MDATAの値が
A/D変換される。
【0131】次いで、ステップS114に於いて、上記
MDATAが適正値にあるのか否かが判断される。ここ
で、MDATAが適正値に達していればステップS11
6に移行してセンサデータが読込まれる。
【0132】しかしながら、該MDATAが適正値に達
していなければ、続くステップS115に於いて積分時
間がリミット値に達しているか否かが判断される。ここ
で、リミット時間に達していなければ、上記ステップS
112に戻って補助光が発光されるが、達していればス
テップS116に移行する。
【0133】尚、ステップS101〜S111、ステッ
プS117〜S128の処理動作は、上述した図7のフ
ローチャートに於けるステップS21〜31、ステップ
S34〜S45と同じであるので、ここでの説明は省略
する。
【0134】以上のように、有害光が検出された場合で
も、補助光が発光されて再積分が行われることによっ
て、補助光が発光されない図10に示された場合と比較
して、手前の人物を含む点光源以外の被写体の像が図1
1に示されるようにはっきりと出力されるようになり、
人物に合焦することができる。すなわち、ステップS1
18の中央ブロック相関演算に於いて、人物の像を検出
可能とすることができる。
【0135】以上、この発明の実施の形態を説明した
が、上述した実施の形態に限られずにこの発明の主旨を
逸脱しない範囲で変形可能であることは勿論である。例
えば、補助光はLED等で構成してもよい。また、以上
の処理を夜景モードが選択されているときのみ実行する
ようにし、その他のモードが選択されているときは実行
しないようにしてもよい。
【0136】尚、この発明の上記実施の形態によれば、
以下の如き構成を得ることができる。
【0137】(1) 撮影レンズの焦点調節状態に応じ
た焦点検出信号を出力する焦点検出手段と、上記焦点検
出信号中に、有害光が含まれるか否かを判定する有害光
判定手段と、上記有害光判定手段によって上記有害光が
上記焦点検出信号中に含まれると判定された場合、上記
有害光による影響を除去するように焦点検出手段を制御
する制御手段とを具備したことを特徴とする焦点検出装
置。
【0138】(2) 上記焦点検出手段は、光電変換素
子から成るAFセンサを含み、上記制御手段は上記有害
光判定手段により有害光が含まれていると判定された場
合、上記AFセンサの電荷蓄積時間を延長するように制
御することを特徴とする上記(1)に記載の焦点検出装
置。
【0139】(3) 被写体に光を照射する補助光手段
を備え、上記制御手段は上記有害光判定手段により有害
光が含まれると判定された場合、上記補助光手段を発光
させるように制御することを特徴とする上記(1)に記
載の焦点検出装置。
【0140】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、夜景撮
影に於いて街灯等の焦点検出にとっての有害光の焦点検
出に及ぼす影響を小さくし、主要被写体に合焦し易くす
ることのできる焦点検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態の自動焦点検出装置の概
念を示したブロック図である。
【図2】この発明の焦点検出装置が適用されたカメラの
全体の構成を示したブロック図である。
【図3】図2のAFセンサ62の内部ブロック構成を示
す図である。
【図4】図2のCPU56とAFセンサ62の動作につ
いて説明するフローチャートである。
【図5】補助光を兼用しているストロボ制御部67の詳
細な構成を示した図である。
【図6】この発明の第1の実施の形態のカメラ全体の動
作を示したメインルーチンのフローチャートである。
【図7】図6のフローチャートに於けるステップS4の
サブルーチン「AF」の動作を説明するフローチャート
である。
【図8】図7のフローチャートのステップS35で実行
されるサブルーチン「中央ブロック相関演算」の動作に
ついて説明するフローチャートである。
【図9】光電変換素子の位置と相関出力値との関係を示
した図である。
【図10】図7のフローチャートのステップS28の有
害光判断の概念図である。
【図11】図7のフローチャートのステップS28の有
害光判断の概念図である。
【図12】図7のステップS28のサブルーチン「有害
光判断」の動作について説明するフローチャートであ
る。
【図13】この発明の第2の実施の形態に於けるサブル
ーチン「有害光判断」の動作を説明するフローチャート
である。
【図14】この発明の第3の実施の形態のサブルーチン
「AF」の動作を説明するフローチャートである。
【図15】(a)は撮影されるファインダ内のシーンを
示した図、(b)は(a)に示されるシーンをAFセン
サで撮像したセンサデータを示した図、(c)は逆光状
態を検出するとAFセンサの積分時間を延長して暗部の
像も出力されるようにした技術が適用された状態での
(a)に示されるシーンをAFセンサで撮像したセンサ
データを示した図である。
【符号の説明】
11 焦点調節制御部、 12 焦点検出部、 13 焦点演算部、 14 積分制御部、 15 夜景シーン有害光判断部、 16 補助光部、 17 レンズ駆動部、 27 撮影レンズ、 30 メインミラー、 31 ファインダ光学系、 39 サブミラー、 40 AF光学系、 50 シャッタ、 51 フィルム、 55 カメラ制御部、 56 CPU、 57 インターフェースIC、 60 露光制御部、 61 フィルム駆動部、 62 AFセンサ、 62L、62R フォトダイオードアレイ、 63 絞り駆動部、 64 ズーム制御部、 65 AFレンズ制御部、 66 測光部、 67 ストロボ制御部、 68 スイッチ群、 77 画素増幅回路(EAC)、 78 シフトレジスタ(SR)、 79 センサ制御回路(SCC)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 洋一郎 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Fターム(参考) 2H011 AA01 BA21 BB05 DA08 2H051 BA02 BA20 CD01 CE01 CE06 CE08 EB19

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電荷蓄積型光電センサを用い、画面内の
    所定領域の対象物に対する撮影レンズの焦点調節状態を
    検出する焦点検出装置であって、 上記電荷蓄積型光電センサの電荷蓄積時間を制御する制
    御手段と、 上記電荷蓄積型光電センサの出力に基いて、上記所定領
    域内にノイズ光源が存在しているか否かを判定する判定
    手段と、 を具備し、 上記制御手段は、上記判定手段により上記所定領域内に
    ノイズ光源が存在していると判定された際に、当該電荷
    蓄積時間よりも延長した電荷蓄積時間を設定し、若しく
    は電荷蓄積時間中に作動可能な補助光を作動させながら
    上記電荷蓄積型光電センサの再蓄積を行うことを特徴と
    する焦点検出装置。
  2. 【請求項2】 上記電荷蓄積型光電センサは複数の画素
    を有し、上記判定手段はこれら複数の画素のうち極大の
    出力を示す画素と、当該画素に隣接する画素とのレベル
    差を所定レベルと比較して、上記ノイズ光源が存在して
    いるか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載
    の焦点検出装置。
  3. 【請求項3】 上記電荷蓄積型光電センサは複数の画素
    を有し、上記判定手段は電荷蓄積時間と全画素の平均レ
    ベルとに基いて、上記ノイズ光源が存在しているか否か
    を判定することを特徴とする請求項1に記載の焦点検出
    装置。
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