JPS6318313A - 焦点検出装置 - Google Patents

焦点検出装置

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JPS6318313A
JPS6318313A JP61160825A JP16082586A JPS6318313A JP S6318313 A JPS6318313 A JP S6318313A JP 61160825 A JP61160825 A JP 61160825A JP 16082586 A JP16082586 A JP 16082586A JP S6318313 A JPS6318313 A JP S6318313A
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JP
Japan
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focus
amount
pixels
focus detection
image shift
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Pending
Application number
JP61160825A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Akashi
明石 彰
Akira Ishizaki
明 石崎
Yasuo Suda
康夫 須田
Ichiro Onuki
一朗 大貫
Keiji Otaka
圭史 大高
Takashi Koyama
剛史 小山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/070,776 priority patent/US4833313A/en
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/34Systems for automatic generation of focusing signals using different areas in a pupil plane

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • 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】 (発明の利用分野) 本発明は、物体の2像の相対的位は関係より焦点状態を
検出する焦点検出装置の改良に関するものである。
(発明の背景) 従来、カメラの焦点検出装置の一つのタイプとして、撮
影レンズの射出瞳を分割し、各瞳領域を通過した光束が
形成する対の像の相対位置変位を観測することで1合焦
状態を判別する。いわゆる「像ずれ型」が知られている
ここで、この種の装器における焦点検出原理をを第15
図を用いて説明する。焦点検出されるべき撮影レンズF
LNSと光軸を同じくしてフィールドレンズFLUが配
置される。その後方の、光軸に関して対称な位置に、2
個の二次結像レンズFCLA 、  FCLBが配置さ
れる。更にその後方にセンサタq SAA 、 SAB
が配置される。二次結像レンズFCLA 、  FCL
Bの近傍には絞りDTA、f)IBが設けられる。フィ
ールドレンズFLDは撮影レンズFLNSの射出瞳を2
個の二次結像レンズFC:LA 、  FCLBの瞳面
にほぼ結像する。その結果、二次結像レンズFC:LA
  、  FCLBにそれぞれ入射する光線束は、撮影
レンズFLNSの射出瞳面上において各二次結像レンズ
FCLA  、  FCLBに対応する、互いに重なり
合うことのない等面積の領域から射出されたものとなる
。フィールドレンズFLDの近傍に形成された空中像が
二次結像レンズFCLA 、  FCLBによりセンサ
列SAA 、 SABの面上に再結像されると、光軸方
向の空中像位置の変位に基づき、センサ列SAA 、 
SAB上の2像はその位置を変えることになる。従って
、2?1!′の相対的位置の変位(ずれ)を検出すれば
、撮影レンズFLNSの焦点状態を知ることができる。
前記センサ列SAA 、 SABより出力される像信号
から像ずれ量を検出する信号処理方法としては。
特開昭58−142306号公報、特開昭59−107
313号公報、特開昭60−101513号公報などが
本願出願人により開示されている。
具体的には、センナ列SAA又はSABを構成する画素
数をNとし、i番目(i =O、・・・、N−1)のセ
ンサ列SAA 、 SABからの像信号をA(i) 、
 B(1)とするとき A(i+1) 、 B(i+1kl))       
(k <0 )A(ink÷1) 、 B(i))  
     (k≧0)=  X+ (k)   X2 
(k)        (1)あるいは A(i◆1) 、 B(i41))        (
k<O)= r 1lin (A(i+k) 、 B(
i+1)) −T、 ff1in (A(i+に+1)
 、 B(i))       (k≧0)−Y、 (
k) −Y2 (k)        (2)なる式を
、k1≦に≦に2について演算する。尚Mは(M = 
N −1kl−1)で表される演算画素数であり、又に
は相対変位量と呼ばれ、に、、に2は通常−N/2.N
/2にとられることが多い、ここで mat(a、b)
なる演算子はa、bの白太なるものを抽出することを表
し、win(a、b)なる演算子はa、bの内小なるも
のを抽出することを表す、従って、前記(1)、(2)
式における頁X+ (k)  、 X2 (k)  、
 Y+ (k)  、 Y2 (k)は広義の相関量と
考えることができる。更に、前記(1)。
(2)式を詳細に見ると、X+ (k)  、Ys (
k)は現実には(k−1)変位における上記夫々の定義
による相関量ヲ、 X2 (k)  、 、Y2 (k
)は(k+ 1)の変位における相関量を、それぞれ表
している。
それゆえ、Xl(k)  、 X2 (k)の差である
評価量X (k)は相対変位量kにおける像信号A(i
)、B(i)の相関量の変化量を意味する。
X+ (k)  、 X2 (k)なる相関量は上記定
義から明らかなように2像の相関が最も高いときに最小
となる。よってその変化量であるX (k)は相関最高
のときに「0」で、且つ傾きは負となるはずである。と
ころがX (k)は離散データであるから、実際には X(kp)≧O、X(kp+1) < 0      
(3)且つX(kp) −X(kp+1)が最大なる相
対変位の区間[kp 、 kp+1]に相関量のピーク
が存在すると考えて。
の補間演算を行うことにより1画素単位以下の像ずれ量
PRを検出することができる。
一方、Y+ (k)  、 Y2 (k)なる相関量は
上記定義より2像の相関が最も高いとき、 X+ (k
) 。
X2(k)とは逆に最大となる。よってその変化量であ
るY (k)は相関最高のときに「o」で、且つ傾きは
正となるはずである。Y(k)もX (k)と同様に Y(kp) ’;= O、Y(kp+1) > O(8
)で且つY(kp) −Y(kp+1)が最大のときの
補間演算を行うことにより、画素単位以下の像ずれiP
Rを検出することができる。
また、 X(k)  、 Y(k)のいずれの焦点評価
量を用いても像ずれ量の検出は可能であるが、特開昭6
0−101513号公報カラわかル様ニ、IX(kp)
 −X (kp+1)l>  ly (kp÷1) −
Y (kp)1ノ時+コバ焦点評価量X (k) ヲ、
 lx (kp) −X (kp+t)l>ly(kp
・I)−Y(kp)1の時には焦点評価量Y (k)を
用いて像ずれ量PRを求めた方がS/N的に精度が良い
ところで、式(1)、(2)の相関演算において演算画
素数Mを、M=N−1kl−1なる式で計算しており、
相対変位量kが大きい程前記演算画素数Mは小さい、こ
れは相対変位量kが大きくなるにつれて、対応するセン
サ列SAA 、 SABの出力信号が端から欠落してい
くからである。このことから、センサ列SAA 、 S
ABを成す画素数Nの値が小さい時に相対変位量kが大
きくなると演算画素数Mが著しく小さくなって焦点評価
量X(k)  、Y(k)のS/Nが劣化してしまう。
ところが、奥行のある被写体に対処するためには、Nの
値を小さく、即ち狭い範囲のセンサの出力信号を利用し
て像ずれ量を求める焦点検出方法が望まれるが、上記の
如き理由により、必要以上に画素aNの値を小さくでき
ない(或いは相対変位量kを大きくとれない)ため、様
々な被写体に対して十分に対処できていない(S/N的
に)のが現状であった。
(発明の目的) 本発明は、上述した問題点を解決し、常にS/Nの良い
焦点検出を行うことができる焦点検出装置を提供するこ
とである。
(発明の特徴) 上記目的を達成するために1本発明は、演算手段の中に
、相関演算の対象となる演算画素数を、相対変位に応じ
て変化させる第1の処理過程と、一定とする第2の処理
過程とを有し、mlの処理過程と第2の処理過程のいず
れかを選択する選択手段を設け、以て、演算画素数があ
まり小さくならないようにしたことを特徴とする。
(発明の実施例) 以下1本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
第1図は本発明を実施するのに適したカメラの焦点調節
装置の一例を示すブロー2り図である。
PR5はカメラの制御回路で1例えば内部にCPU(中
央演算処理部)、RAM、ROM、EEPROM (電
気的消去可能プログラマブルROM) 、入出力ボート
及びA/D変換機能付アナログ入力ボート等が配置され
たlチップマイクロコンピュータであり、前記ROM内
にはカメラのシーケンス、AF(自動焦点)、AE(自
動露出)制御用のソフトウェアが、EEPROM内には
AF、AE副制御必要なパラメータが格納されている。
  SHTは前記制御回路PR9より制御信号C9HT
が入力している間データバスDBUSを介して入力する
データを受は付け、該データに基づいて不図示のシャッ
タ先幕及び後幕の走行制御を行うシャッタ制御回路、A
PRは制御信号CAPRが入力している間データバスD
BUSを介して入力するデータを受は付け、該データに
基づいて不図示の絞り機構を制御する絞り制御回路、 
 DSPは制御信号cDspが入力している間データバ
スDBUSを介して入力するデータを受は付け、該デー
タに基づいて各種撮影情報を表示する表示回路、S冒S
は不図示のレリーズスイッチ。
シャッタ、絞り等各種情報設定用のスイッチなどカメラ
の外部並びに内部に配置されたスイッチ群である。
SPCは測光回路であり、その出力であるアナログ測光
信号5spcは前記制御回路PR9のA/D変換機能付
アナログ入力ポートへ送られ、A/D変換されて前述の
シャッタ制御回路SHT及び絞り制御回路APRを制御
するための測光データとして用いられる。 LCOMは
制御信号CLCOMが入力している間データバスDBU
Sを介して入力するデータを受は付け、該データに基づ
いて後述するレンズユニットとシリアル通信を行うレン
ズ通信回路で。
クロック信号LCKに同期して撮影レンズFLNSの光
軸方向への移動量を示すレンズ駆動用のデータDCLを
後述するレンズ内制御回路へ伝送し、又この時同時に該
レンズ内制御回路から撮影レンズFLNSの非合焦量対
レンズ移動量の係数等のレンズ情報DCLがシリアル入
力する。 BSYは撮影レンズFLNSが移動中である
か否かをカメラ側に知らせるための信号で、この信号が
°’H”(ハイレベル)の時は前記シリアル通信は不可
能となる。
LNSUはレンズユニット、LPR5はシリアル入力し
たデータDLCに基づいてモータにTRを駆動し、撮影
レンズFLNSを光軸方向に移動させるレンズ内制御回
路、 ENCは例えば撮影レンズFLNSを保持してい
るレンズ鏡筒の移動に伴って発生するパルス信号を検出
し、撮影レンズFLNSのその時々の位鎧情報としてエ
ンコーダパルス信号EPLをレンズ内制御回路LPR5
へ出力するエンコーダ回路。
SDRは前記制御回路PRSより入力する各信号5丁R
、GKに従って2つのセンサ列SAA、SABを有する
、例えばCCDなどのラインセンサSHSを制御するセ
ンナ駆動回路である。
次に、動作について第2〜14図を用いて説明する。な
お、前記シャッタ制御回路SRτ、絞り制御回路APR
、表示回路DSP及び測光回路SPCの動作は本発明と
は直接関係ないので、ここでは詳細な説明は省略する。
又未実施例では、カメラのシーケンス・フローからrA
F」フローがサブルーチンとしてコールされる形式をと
っている。
AFの動作が開始されると、先ずフラグRCFLGと2
ラグNR9DFLGの2つのフラグを“N”(N。
を意味する)とする(第2図ステップ10)、前記フラ
グRCFLG 、 NR5DFLGの働きについては後
述する0次に像信号読み込みのサブルーチンr IMA
GEJをコールする(ステップ11) 、ここでは、セ
ンサ駆動回路SDRを介してラインセンサSNSが駆動
され、2像の像信号A(i)  、B(i)が得られる
。この時のセンサ駆動回路SDR及びラインセンサSN
S等の動作を第1.3図を用いて簡単に説明する。制御
回路ρRSより“H″の蓄積開始信号STRが出力され
ると(第3図ステップ50)、センサ駆動回路SDRよ
りクリア信号CLがラインセンサSNSへ出力され、セ
ンサ列SAA、SABの各光電変換部の電荷がクリアさ
れる。するとラインセンサSNSにて前段に配置されて
いる二次結像レンズ等(第1図では図示していないが、
第15図の如き状態で配置されている)によってセンサ
列SAA、SAB上に形成される光像の光電変換及び電
荷蓄積動作が開始される。前記の動作が開始されてから
所定の時間が経過すると、センサ駆動回路SDRから転
送信号SHがラインセンサSNSへ出力され、光電変換
部に蓄積された電荷がCCD部へ転送される。同時に前
記センサ駆動回路SDRには” H”の蓄積終了信号I
ENDが発生し、該信号は制御回路PR9に入力される
(ステップ51)、その後制御回路PR3からCCO駆
動クロりクGKが出力されると、センサ駆動回路SDR
からCCD駆動信号φ! 、φ2が出力される。これに
より、ラインセンナSNSからこの信号に従ってアナロ
グ像信号5SNSが制御回路PR9へ出力され、これを
受けて制御回路PR9はCCDCD駆動クロックC間期
してアナログ像信号5SNSをA/D変換し、2像の像
信号A(i)  、 B(i)としてRAM内の所定の
アドレスに格納する(ステップ52〜55)、ここでセ
ンサ列SAA、SABの画素数は40と仮定している。
再び第2図に戻って、ステップ12は非合焦状態によっ
て全画素を処理対象範囲として焦点検出演算を行うか、
一部の画素を処理対象範囲として焦点検出演算かを、つ
まり焦点検出演算を行う処理対象画素範囲の設定を行う
フラグVSNで、”wo”  (大なる非合焦量を意味
する)の時は焦点検出用サブルーチンrWPRED J
を、”NR”  (合焦近傍を意味する)の時は焦点検
出用サブルーチンr NRPREDJをコールする(ス
テップ12)0例えば、第4図のように像信号が合焦か
ら大きくずれている場合にはサブルーチンrWPRED
 Jを採用し、第5図のように合焦近傍になるとサブル
ーチンr NRPREDJを採用する。なお、電源投入
時フラグVSNは“WD”に設定(最初の時点であり、
非合焦状態がわからないため)されており、AFの動作
が開始されると、その時点における焦点状態により“°
誓D”あるいは“NR”に再設定される。この再設定に
ついては後述する。
サブルーチンrWPRED Jがコールされた時の焦点
検出処理を第6図のフローに従って述べる。
ステップ100〜105では、相対変位量kを「−20
〜20」の範囲内で変えた詩の焦点評価量X (k)を
求めている。ここで相対変位ff1kを−20から20
の範囲としているのは、前述の如くセンサ列SAA、S
ABの画素数を「4o」と仮定しているからであるが、
この処理対象画素範囲は使用される撮影レンズFLNS
の焦点距離に応じて可変としても良い。
まずステップ101ではM=39−lklという式で演
算画素数Mを計算する。演算画素数Mは相対変位flk
に応じて可変であり、kの絶対値が大きい程小さくなる
。これは相対変位量kが大きくなるにつれて対応するセ
ンサの出力が端部から欠落していくからである。ステッ
プ102で相対変位量にの符号(正か負か)を調べ、次
いでその符号に応じてA像、B像の演算を開始する先頭
の画素位置FA 、FBをステップ103或いは104
で計算する。ステップ105では焦点評価量X (k)
の演算を行う。
ここで前記ステップ100〜105での処理過程を第7
図を用いて説明する。第7図(a)は2つの像信号A(
i)  、 B(i)を表している。第7図(b)はに
=−20における相関演算のセンサ列の対応関係を表し
ており、この時M= 39−120+=19で、FAは
r(N、FBは「20」である。
即ち相対変位量には負の値であるのでB像かに画素(−
200画素だけ相対的に左側へ変位している。この対応
関係から更にB像を1画素左側へ変位した対応関係で演
算したのがX (−20)を求める場合の式の第1項に
、逆にA像を1画素左側へ変位した対応関係で演算した
のが第1項に、それぞれ相当する。この第1項、第2項
でA像、B像を各1画素ずつ左へ変位して演算するため
、前記演算画素数Mを計算する時、M= 40−1kl
としないでM= 39−1kl乙でいる。第7図(C)
はに=0の時の対応関係を表している。第7図(d)は
に=20における相関演算の対応関係を表しており。
前記第7図(b)とは逆にA像が200画素け左側に変
位している。
前述のようにして演算した焦点評価ffi X (k)
をプロットしたものの一例を第8図に示す。
第6図のフローに戻って、ステップ110では焦点評価
量X (k)から2像A、Hの画素単位の像ずれ量のピ
ーク値kpを検出する。以下、ステップ120〜146
で画素単位以下の像ずれ量PRを求めるわけであるが、
前記ステップ110で求めたピーク値kpに基づいて、
ステップ120〜135−t’は2つ(7)焦点評価量
X(k) 、 Y(k) ヲ再演算する。この理由は二
つある。一つは、kpを求める先のステップでは演算画
素数Mが相変位置kに応じて可変であり、この様に可変
となる演算範囲にて演算した焦点評価量X (k)を補
間して画素単位以下の像ずれ量PRを求めると、演算画
素数Mが一致していないことに起因する誤差を含む恐れ
がある。今一つは、焦点評価量X (k)のみで像ずれ
量PRを求めるよりも、X(k) 、 Y(k)を組み
合わせて用いた方が先願(特開昭5o−t。
1513号公報)にて述べた様に被写体の信号パターン
によってはS/N的にすぐれているからである0以上の
ことから、ステップ120〜135では、kpを基に演
算画素数Mを一定にしくステー/プ120)、焦点評価
fitX(k) 、 Y(k)を同時に求めている。
まずステップ120ではM= 35−1kplなる計算
をして演算画素数Mの値を決める0次いでステップ13
0−135では先に求めたkPを中心にして、k=kp
−1、kp 、kp+1の3点で焦点評価量X(k) 
、 Y(k)を先と同様に演算する。尚前記演算画素数
Mを求める時、M=38−1k plとしたのは、k=
kp−1、kp 、kp+1の3点のうち絶対値が最大
の相対変位量における演算画素数Mに固定するためであ
る0次に、前述のようにして求めた焦点評価量X(k)
 、 Y(k)から再び各々の焦点評価量による画素単
位の像ずれ量kpx、kpyを検出する(ステップ14
0゜141)、、:(7)昨冬焦点評価量x(k) 、
 Y(k)のコントラスト評価量を概ね表すXD (X
D −X(kPり   X(kpx+1) ) トY 
D (YD −Y(kpx◆I) −Y(kPり )も
求めておく、これは、この実施例では先願にて開示した
様な演算方法に従って相対変位毎に端部の像信号の大小
を比較するのではなく(演算処理が複雑になるため)、
非合焦量が大きい時に、端部の像信号の情報も考慮され
たコントラスト評価量XD、YDをみることであたかも
相対変位毎の端部の像信号をみているかの如き情報が得
られることに着目して該情報を用いるためであり、コン
トラスト評価量XD 、YDが大きい程S/N的にすぐ
れていることになる。それ故ステップ142で二つのコ
ントラスト評価量XD。
YDを比較して、XD≧YDの時は焦点評価量X(k)
 ヲ採用シ(スフー/ブ143)、XD<YD(7)時
は焦点評価ff1Y(k)を採用する(ステップ144
)、ステップ145,146では、採用したZD(Z+
  22)、kzを用いて PR−kz +I2. / zol の補間演算を行い1画素単位以下の像ずれ量PRを求め
る。この過程を第9図に示している。この図の様な例で
は、XD<YDの関係にあるので焦点評価量Y (k)
が採用され、画素単位以下の像ずれ3iPR演算時には
kz = kpm、 Zl =Y(kp)。
Z 2 = Y (kp+l)が用いられる。
ステップ150〜158は焦点状態を判定する処理であ
り、まずステップ150で4つのフラグしCFLG 、
 5DFLG、 NJFFIJ 、 JFFLG を°
′N”にセットする。夫々のフラグの意味を定性的に述
べると、  rLcFLG Jは被写体像信号が低コン
トラストであることを表すフラグであり、r 5DFL
GJは2像のずれ量が比較的小さい、すなわち撮影レン
ズFLNSの非合焦量が比較的小さいことを表すフラグ
であり、r NJFFLG Jは2像のずれ量がかなり
小さい、すなわち撮影レンズFLNSが略合焦であるこ
とを表すフラグであり、r JFFLGJは2像のずれ
量がほとんどない、すなわち合焦であることを表すフラ
グである。
次に、採用した焦点評価量のコントラスト評価量ZDと
所定値LCTHを比較する(ステップ151)、この結
果ZD<LCTHの場合にはコントラストが低いとみな
し、rLcFLG Jを’Y”(YESを意味する)と
し、サブルーチンrWPRED Jを終了する。ZD≧
LCT)lの場合には焦点検出を行うのに十分なコント
ラストであるとみなし、次のステップ153へ移行する
。ステップ153では、像ずれ量PRの絶対値PRと所
定値「3」を比較し、PR>3の場合、即ち像ずれ量が
3画素以上である時にはサブルーチンrWPRED J
を終了する。PR≦3の場合は比較的非合焦量が小さい
のでr S[1FLGJを°“Y″としくステップ15
4)1次いでPRと所定値rlJを比較する(ステップ
155)、この結果PR>1の場合、即ち像ずれ量が1
画素以上である時にはここでサブルーチンrWPRED
 Jを終了する。PR>1の場合には略合焦であるとし
てr NJFFLG Jを“Y”としくステップ156
)、最後にPRと所定値JFTHを比較する(ステップ
157)、尚所定値JFTHは像ずれ量PRが合焦とみ
なし得る値である。
この結果PR>JF丁Hの場合にはここでサブルーチン
rwPRED Jを終了する。PR≦JFTHの場合に
は合焦であるとみなしてr JFFLGJを“Y ”と
しくステップ15B)、サブルーチンrWPRED J
を終了する。なお、前記4つのフラグLCFLG  、
  5DFLG、  NJFFLG 、  JFFLG
  の働きについては後述する。
続いてサブルーチンrNPRED Jについて説明する
。  rNPRED Jは合焦近傍になると適用される
焦点検出処理で、全センナのうち、ファインダー内の測
距枠に相当する範囲内のデータでのみ焦点検出処理を行
う、このことをファインダーとセンサ列SAの位置関係
を示している第1O図を用いて説明する。核間において
FFRMはファインダー上の測距枠である。サブルーチ
ンrNPRED Jでは測距枠FFRMの範囲をさらに
R,、R2、R3にて示す様に3つの領域に分割し、各
部毎に測距枠FFRに内の領域RI  + R2* R
3がセンサ列SAのどの画素に位置しているかは各部の
先頭に相当する画素位置NR,,NR2、NR3を調整
工程で予め調べておき、制御回路PRS内のEEPRO
Mに記憶させておく、この時各部に含まれるNNPXは
同じ(R+ =R2=R3) であり、コノ値NNPX
 モ同uにEEPROMに記憶させておく、この実施例
ではNNPX= 12で、NRI 、NR2、NR3は
夫々r8」 、r14J  、r20」であり、(NN
PX +k)がこの場合の処理対象範囲となる(第12
図の斜線部分)、これらの値は熱点検出用光学系並びに
ラインセンサSNSの取り付は状況に応じて数画素ずれ
ることがあるが、前記の如< EEFROMに記憶させ
ているため、!III距枠FFRMと焦点検出処理を行
う演算の範囲を一致させることができる。
前記第5図の像信号に対して示しているR1 。
R2、R3が上記サブルーチンrNPRED J処理に
おける分割領域である。
サブルーチンrNPRED Jがコールされた時の動作
を第11図のフローに従って述べる。ステップ200で
演算画素数MをNNPXとする。前述したサブルーチン
r WPRE口」では相対変位量kに応じて演算画素数
Mは可変であったが、この焦点検出処理ではNNPXに
固定である。これは、「wPRED Jが全画素出力を
演算に用いるのに対して、rNPRED Jではセンサ
列SAの一部の出力を用いるために、変位によって対応
するセンサ出力の端のデータが欠落することがないから
である。それ故rNPRED Jでは、「誓PRED 
Jのステップ120〜141で行った演算画素数Mを一
定にした再演算を行うことはない、また、再演算を行わ
ないと言うことから、最初から評価量X(k)  、 
Y(k)を同時に求めていく。
ステップ210〜221は領域R1の像データに対する
焦点検出処理である0図中rWPRED J と同一の
処理部分は同じステップ番号を付しである。サブルーチ
ンrNPRED Jでは相対変位ikの範囲を(−4〜
4)としている、これはr NPRED」が合焦近傍で
適用されるものであるため、もともと像ずれ量が小さい
からである。この場合ステップ212,213に示した
様に、領域R,の先頭位置NR,が考慮されている。こ
の処理過程を第13図(a)に示す0図中実線が焦点評
価量X(k)を、又破線がY (k)を表す、「讐PR
ED Jにて説明したのと同様の処理(ステップ140
〜146)により領域R8における像ずれ量PR,を求
る。ステップ221で像ずれ[PR,とコントラスト評
価量ZD、を制御回路PR3内のRAMに記憶しておく
、同様に、ステップ230〜241では領域R2におけ
るにおける像ずれ1PR2、コントラスト評価量zD2
 (第13図(b)参照)を求め、ステップ250〜2
61では領域R3における像ずれ量PR3、コントラス
ト評価量ZD3 (第13図(C)参照)を求め、これ
らも制御回路PR8内のRAMに記憶しておく。
ステップ270〜278では前述のようにして求めた3
つの領域R,,R2、R3の像ずれ量PR,,PR2、
PR3のうち、いずれの像ずれ量を最終的な像ずれ量P
Rとするかといった判断を行っている。即ち1本実施例
では3つの領域のうち、コントラストが十分に高くて、
且つ最大の像ずれ量を採用するようにしている。ここで
最大の像ずれ量を採用する意味は、像ずれ量が正の時は
後ピントであり、最も後ピントの被写体とは最も至近側
の被写体であり、その被写体にピントを合わせるという
ことである。最終的な像ずれ量PRとコントラスト評価
iZDを求めた後、ステップ280で焦点状態の判定を
行う、ここでの処理はrWPRED Jにて説明した処
理と同様であるので、その説明は省略する。
以上のように、非合焦量が大きい様な状態にあってはサ
ブルーチンrWPREOJにより、合焦近傍状態にあっ
てはサブルーチンrNPRED Jにより、その時の像
ずれ量、すなわち撮影レンズFLNSの非合焦量の検出
を行うことができる。
第2図に戻って、ステップ15よりの説明を続ける。ス
テップ15はフラグLCFLGを見て先に行われたrW
PREOJ或いはrNPRED Jの焦点検出処理時で
のコントラストをチェックする。 LCFLGが” Y
 ”の時はコントラストが低いとして次回の焦点検出処
理はrWPRED Jを用いるようにフラグVSNを°
’wo”としくステップ35)、表示すブルーチンrD
IsPJ 、レンズ制御サブルーチンr LENSJを
実行する(ステップ19.20)、前記表示すブルーチ
ンr DISPJは本発明とは直接関係ないのでここで
は割愛するが、レンズ制御サブルーチンr LENSJ
については後述する。
ステップ16では再びフラグMSNをチェックすル0M
5N カ”wo” ノ時ニハス7−/プ17以下(7)
!理を行い、”NR”の時にはステップ28以下の処理
を行う。
まずVSN= ”WD” (7)時の処理を説明すル、
 VSN=’“WD”とは、先の焦点検出処理をrWP
RED Jで行ったことを表す、ステップ17ではフラ
グRCFLGをチェックする。 RCFLGはrAFJ
のルーチン内で2回焦点検出処理をするときは°“Y”
となっている0本実施例では、  rAFJのルーチン
を実行する時、最初は前回のrAFJで設定されたVS
NでrWPRED J或いはrNPRE[l Jいずれ
がを実行する(なおレリーズが行われた初期においては
MSNは“”wo”となっている)が、その結果である
像ずれ量がそれぞれの条件にふされしくない時、VSN
を設定し直してフラグRCFLGを“Y′′として今度
は”A tt 6 無点検出処Fl rNPRE[] 
J或イハrWPRED Jを実行するようになる。 R
CFLGはそのためのフラグである。 VSNの再設定
については後述する。
フラグRCFLGが°“Nパ、即ち第1回目の焦点検出
処理の時、フラグ5DFLGをチェックする(ステップ
18 ) 、 5DFLGは前述した様にrWPRED
 J或いはrNPREDJ中で設定されるフラグで(こ
のステップでの5DFLGはrWPRE[l J中に設
定されている)、このフラグが“Y” (3画素以内)
の時は現在の焦点状態が比較的合焦に近いことを意味し
ている。従って、 VSNが“wDo”で5DFLGが
”N”(3画素以上)ならば、rWPRED Jは適切
であったとして表示すブルーチンrnrspJ、 レン
ズ制御サブルーチンrLENSJの実行へと移行する。
一方、5DFLGがY ”であればrNPRED Jで
再演算した方が適切である。即ち精度の良い像ずれIP
Rを得ることができると考えて、VSNを“NR”にし
くステップ21)、像ずれiPRをバッファBPRに一
時格納しくステップ22)、RCFLGを“Y”として
(ステップ23)、再度ステップ12よりのルーチン(
実際はステップ12→ステツプ14→ステツプ15→ス
テツプ16→ステツプ28→ステツプ33→)の実行へ
と移行する。前記ステップ22において像ずれ量PRを
バッファBPRに一時格納する理由は、次のサブルーチ
ンrNPRED Jにて演算した結果が適切でない場合
、つまりr NPRED」にて演算した結果、ステ、プ
33 テ(7) 5DFLGカ”N”  (3画素以上
)であった場合、サブルーチンrWPRE[l J 1
回目で得た像ずれiPRを採用するためである(ステッ
プ34→ステツプ27呻)。
ステップ17でRCFLGが“Y″″の時、即ち2回目
の焦点検出処理の時は、ステップ24へ移行しここで5
DFLGをチェックする。その結果5DFLGが“N 
”の場合はこの時の焦点検出処理がrWPRED」であ
るからここでの焦点検出処理は適切であるとして表示す
ブルーチンrorsp」、 レンズ制御サブルーチンr
 LENSJの実行へと移行する。又5DFLGが“Y
”(7)場合は、RCFLGが’Y”−t’VsNが“
’WD”であるから、1回目の焦点検出処理はrNPR
ED Jで行われ、且つ結果がrNPRE[l Jでは
適切でなかったことになる。後述するが、rNPRED
 Jの1回目では、フラグNJFFLGが“Y”、すな
わち略合焦でなければ適切でないと判断しているが、5
DFLGカ” Y”−c アh If 7 ラグNR5
0FLGを″“Y゛° (合焦ではないが1画素以内で
ある)としている、つまり NRSDFLGが“Y”で
あれば、rNPRED Jの1回目において、略合焦で
はないが比較的合焦に近かったことを意味している。こ
の時「NPRED Jでの像ずれ量PRはバッファBP
Rに一時格納されている。従ってステップ24で5DF
LGが” Y ”ならば、rWPRED J 2回目で
比較的合焦に近いということであるので、rNPRED
 J 1回目の結果を参照すべくステップ25でフラグ
NRSDFLGをチェックする。ここでNRSDFLG
が“N″ (1画素以上)ならば、1回目は適切でない
ことになり、rWPRED J 2回目の像ずれ量PR
を用いて表示すブルーチンrI]l5PJ 、  レン
ズ制御サブルーチンrLENsJ ノ実行ヘト移htル
、  NRSDFLGカ“Y ”ならば、次回のrAF
Jでは1回目の焦点検出処理をrNPRED J ニす
へ<  MSNヲ”NR”トシ(ステップ26)、バッ
クTBPR内に既に格納済みのrNPRED J 1回
目での像ずれfiPRを取り出シテ(ステー、7’27
)、表示すブルーチンrI]l5PJ 、 レンズ制御
サブルーチン「LENs」ノ実行へと移行する。
フローを逆上って、ステップ16でVSNが“NR”と
判断された場合はステップ28でフラグRCFLGをチ
x −/ りすル、 コ、: テR(1:FLIJ(”
 N ”の時If rNPRED J l 回目ヲ、”
y”の時1f rNPREDJ2回目を意味している。
N”の場合にはステップ29で5DFLGをチェー2り
する。  5DFLGが” N ”の時はrNPREo
 jでは適切でないとして、2回目の焦点検出処理をr
WPRED Jで行わせるべく VSNを’wo”とし
くステップ30)、rWPRED」での像ずれ量PRを
八ツファBPRに一時格納しくステップ22)、 RC
FLGを“Y”として(ステップ23)、再びステップ
12よりのルーチンの実行へと移行する(実際はステッ
プ12→ステツプ13→ステツプ15→ステツプ17→
ステツプ24→)の実行へと移行する。ステップ29で
5DFLGが“Y”であった時はステップ31でフラグ
NJFFLGをチェックする。これは先のステップ25
でも説明したが、rNPRED J 1回目ではNJF
FLGによって焦点検出処理が適切であったか否かを判
定している。ステップ31でNJFFLGが“N” (
1画素以上、3画素以内)ならば略合焦ではないが比較
的合焦に近いということで、もしもの場合を考えて再度
行う焦点検出処理r WPREDJZ回目のステップ2
5において使用するために、フラグNR9DFLGを“
Y″としてステップ30へと移行する。またステップ2
2でバッファBRPに一時格納されるrNPRED J
 1回目の像ずれ量PRは必要に応じて、即ちrWPR
ED J 2回目のステップ27において使用される。
前記ステップ28でRCFLGが“Y”の時はrNPR
E[l J 2回目であり、前述からもわかるように1
回目はrWPRED」において結果が不適切と判定され
たことを意味する。又前述した様に、ステップ33で5
DFLGをチェックしてY′”ならばr NPREO」
2回目は適切と判定し、そのままの像ずれ量PRで表示
すブルーチンrorsp」、 レンズ制御サブルーチン
r LENSJの実行へと移行する。  5DFLGが
N°′であればrNPRED J 2回目は不適切とし
て、次回の「AF」における焦点検出処理をr WPR
ED」に設定すべく  VSNを“WD”としくステッ
プ34)、「誓PRED 4 1回目で一時記憶バッフ
ァBPRに格納されている像ずれAPRを取り出して(
ステップ27)、表示すブルーチンrDIsPJ 、レ
ンズ制御サブルーチンrLENSJの実行へと移行する
以上のr AFJの処理の流れを簡単にまとめると、r
 AFJがコールされると、センサ列SAの像信号を読
み込み(rlMAGIE J ) 、焦点検出処理「粁
RED J或いはrNPRED Jを行うわけであるが
、「WPRED Jは非合焦量が大キイ時に、rNPR
ED Jは合焦近傍時に適用されるという前提のもとに
、検出された像ずれ量がその時の処理に不適切な場合、
適切な処理方式にて同一像信号を再演算し。
結局レンズ制御に採用する像ずれ量PRは、非合焦量が
大きい時にはrWPRED Jにより、合焦近傍時には
rsPRED Jにより演算されたものとなる。
つまり、非合焦量が大きい時にはrWPRED Jによ
り焦点検出処理を行った方が非合焦状態が良くわかり、
この結果が合焦近傍時であると判断された場合にはrN
PRED Jにより焦点検出処理を行った方が焦点検出
精度を高めることができるからである。
次に、第14図のフローを用いてサブルーチンr LE
NSJについて説明する。ステップ60でフラグLCF
LGをチェックする。このフラグは前述した様に焦点検
出処理の対象となる像信号のコントラスト評価量が高い
時は“N”となっている、 LCFLGが“Nパの時は
、像信号には焦点検出処理に十分なコントラストがあっ
たとして、処理結果である像ずれiPRに基づいて撮影
レンズFLNSのルI御を行う、まずレンズ通信回路L
COMに入力する信号BSYをチェー、りする(ステッ
プ61)、この信号BSYが“H゛の間はレンズ内制御
回路LPR5とは通信不能であるので、該信号BSYが
L°” (ローレベル)になるまで待つ、前記信号BS
Yが“L′になると、レンズ内制御回路LPR9から撮
影レンズFLNSのデフォーカス対レンズ移動量の係数
Sを信号DLCより入力する(ステップ62)0次に像
ずれiPRから撮影レンズFLNSのデフォーカスi 
DEFを、DEF =K −PRなる式にて計算する(
ステップ63)、には焦点検出用光学系によって設定さ
れる値で、予め設定されている。続いてデフォーカス量
[IEFと係数Sから撮影レンズFLNSの移動量FP
を、FP=DEF/Sで計算する(ステップ64)、F
Pはエンコーダ回路ENCのカウント数に相当する。そ
して、ステップ65で再び信号BSYのチェックを行い
、信号BSYが“L″となると、前記レンズ移動量FP
(信号DCL )をレンズ内制御回路LPRSへ通信す
る(ステップ66)、一方、LGFLGが゛°Yパの時
は、コントラストが十分でないとして、サーチ動作を行
うべく撮影レンズFLNSの移動量FPを、F P =
 CDEF/ Sで計算する(ステップ67) 、CD
EFは1回のサーチ動作で移動させるレンズ移動量をデ
フォーカス量に換算してものであり、予め設定されてい
る。
レンズ内制御回路LPRSは前記レンズ移動量FPが入
力すると、該情報に基づいて撮影レンズFLNSの駆動
制御を行う、撮影レンズFLNSが停止することにより
、像信号A(i)  、 B(i)の入力から始まった
焦点調節の一連のrAFJ処理が終了する。
本実施例によれば、相関演算の対象となる演算画素数を
相対変位に応じて変化させて行う焦点検出処理rWPR
ED Jと、一定にして行う焦点検出処理rNPRED
 Jとを、処理対象画素範囲に応じて選択するようにし
たので、処理対象画素範囲の広さに拘わらず、S/Hの
良い焦点検出が可能となる。
(発明と実施例の対応) 本実施例において、撮影レンズFLNSが本発明の結像
光学系に、フィールドレンズPLO、二次結像レンズF
CLA 、 FCLBが光学系に、センサ列SAA 、
 SABが複数画素から成る光電変換手段に、 CPU
が演算手段に、それぞれ相当し、又第2図のフローの中
のステップ12.16での判定を行うものが選択手段に
相当する。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、演算手段の中に
、相関演算の対象となる演算画素数を。
相対変位に応じて変化させる第1の処理過程と、一定と
する第2の処理過程とを有し、第1の処理過程と第2の
処理過程のいずれかを選択する選択手段を設け、以て、
演算画素数があまり小さくならないようにしたから、常
にS/Nの良い焦点検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するのに好適なカメラの焦点rA
fIJ装置の一例を示すブロック図、第2図はソノ一部
ノフローチャート、第3図は同じく一部のフローチャー
ト、第4図及び第5図はセンサ列より出力される像信号
の一例を示す図、第6図は一部のフローチャート、第7
図は焦点検出演算時の2像の対応関係を示す図、第8図
は評価量の変化を示す図、第9図は同じく一部の評価量
の変化イ を示す図、第1号図は一部のフローチャート、第1(図
はファインダー測距枠とセンサ列の位置関係を示す図、
第12図は焦点検出演算時の2像の対応関係を示す図、
第13図は一部の評価量の変化を示す図、第14図は一
部のフローチャート。 第15図は一般的な二次結像方式焦点検出装置の光学系
を示す配置図である。 PRS・・・・・・制御回路、LCOM・旧・・レンズ
通信回路、LNSU・・・・・・レンズユニット、SD
R・・団・センサ駆動回路、SAA、SAB・・・・・
・センサ列、 FLNS・・・・・・撮影レンズ、k・
・・・・・相対変位量。 第7図 、A(PA) 第8図 第10図 第14図 Cヨ酊D 第12図 第13図 (a)           (b)        
   (c)第15図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)焦点検出されるべき結像光学系の焦点状態に応じ
    て、相対的な位置関係が変化する第1と第2の像を形成
    する光学系と、前記第1と第2の像に対応する、第1と
    第2の信号をそれぞれ出力する複数画素から成る光電変
    換手段と、前記第1と第2の信号を演算上で順次相対的
    に変位させて相関情報を求め、該相関情報を前記相対変
    位毎に演算し、各相関情報に基づいて前記第1と第2の
    像のずれ量を求めて、前記結像光学系の焦点状態を検出
    する演算手段とを備えた焦点検出装置において、前記演
    算手段の中に、相関演算の対象となる演算画素数を、前
    記相対変位に応じて変化させる第1の処理過程と、一定
    とする第2の処理過程とを有し、第1の処理過程と第2
    の処理過程のいずれかを選択する選択手段を設けたこと
    を特徴とする焦点検出装置。
JP61160825A 1986-07-10 1986-07-10 焦点検出装置 Pending JPS6318313A (ja)

Priority Applications (2)

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US07/070,776 US4833313A (en) 1986-07-10 1987-07-07 Focus detecting apparatus having increased SNR by selectively varying or holding constant the number of signals from sensor arrays

Applications Claiming Priority (1)

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ID=15723224

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