JPH0333708A - Focus detector - Google Patents

Focus detector

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JPH0333708A
JPH0333708A JP17693790A JP17693790A JPH0333708A JP H0333708 A JPH0333708 A JP H0333708A JP 17693790 A JP17693790 A JP 17693790A JP 17693790 A JP17693790 A JP 17693790A JP H0333708 A JPH0333708 A JP H0333708A
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focus
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focus detection
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Tokuji Ishida
石田 徳治
Masataka Hamada
正隆 浜田
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Abstract

PURPOSE:To accurately discriminate the possibility of accurate focus detection or the reliability of its detection result by standardizing the best correlation value that a 1st image signal and a 2nd image signal have the best correlation with the contrast of a subject image, and discriminating whether or not the focus detection is possible according to the standardized value. CONSTITUTION:Even if the best correlation value obtained for a high-brightness, high-contrast subject and the best correlation value obtained for a low- brightness, low-contrast subject are equal, the subjects are different in contrast, so the standardized correlation value varies correspondingly. Here, the best correlation value that the 1st image signal and 2nd image signal have the best correlation is standardized with the contrast value of the subject image and whether or not the focus detection is possible is discriminated according to the standardized correlation value. Consequently, whether or not the focus detection is possible or whether the focus detection result is reliable can be accurately be discriminated.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、対物レンズ例えば撮影レンズを通過した被写
体光束を受けて、ピント状態を検出するカメラのピント
検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a focus detection device for a camera that detects a focus state by receiving a beam of light from an object that has passed through an objective lens, such as a photographic lens.

従来技術 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つくられる
二つの像の相関位置を検出して、ピント状態を知るよう
にしたピント検出装置がすでに提案されている。その光
学系の原理的な構成は第1図のようであり、撮影レンズ
(2)の予定焦点面と等価な位置にコンデンサレンズ(
4)が配され、更にコンデンサレンズ(4)の背後に結
像レンズ(6)、(8)が配され、それらの結像面に例
えばCODによるラインセンサ(10)、(12)が配
されている。ラインセンサ(10)、(12)上の像(
14)、(16)は、ピントを合わすべき物体の像が予
定焦点面より前方に結像する、いわゆる前ビンの場合、
互いに光軸(18)の方に近づき、反対に後ビンの場合
、光軸(18)から遠ざかる。ピントが合った場合、二
つの像(工4)、(16)の互いに対応し合う二点間の
距離は光学系の構成から定められる特定の長さとなる。
The first part and the second part of the conventional photographic lens sandwich the optical axis of the photographic lens.
A focus detection device has already been proposed in which the focus state is determined by detecting the correlated position of two images created by the subject light beams that have passed through the respective areas. The basic configuration of the optical system is shown in Figure 1, with a condenser lens (
4), further behind the condenser lens (4), imaging lenses (6) and (8) are arranged, and on their imaging planes, for example, line sensors (10) and (12) by COD are arranged. ing. Image on line sensor (10), (12) (
14) and (16) are in the case of the so-called front bin, where the image of the object to be focused is formed in front of the planned focal plane.
They move toward each other toward the optical axis (18), and conversely, in the case of the rear bin, they move away from the optical axis (18). When the image is in focus, the distance between two corresponding points of the two images (4) and (16) becomes a specific length determined from the configuration of the optical system.

したがって、ラインセンサ(10)、(12)上の像の
光分布パターンを電気信号に変換して、それらの相対的
位置関係を求めると、ピント状態を知ることができる。
Therefore, the focus state can be determined by converting the light distribution pattern of the images on the line sensors (10) and (12) into electrical signals and determining their relative positional relationship.

解決しようとする問題点 相対的位置関係は2つの像パターンを比較することによ
り求められるが、被写体の輝度が低い場合や被写体のコ
ントラストが低い場合には像パターンの変化が乏しい!
こめ位置関係を精度よく求めることが困難となる。この
ようなときに上記位置関係に基づいてピントずれ量を求
めてもその値が有効でなくなるばかりでなく合焦点とは
逆方向にレンズが駆動されるという不都合が生じる。
The problem to be solved: The relative positional relationship can be found by comparing two image patterns, but when the brightness of the subject is low or the contrast of the subject is low, there is little change in the image pattern!
It becomes difficult to obtain the positional relationship with high accuracy. In such a case, even if the amount of defocus is determined based on the above-mentioned positional relationship, the value will not only be invalid, but also the lens will be driven in the opposite direction to the in-focus point.

本発明の目的は、正確なピント検出が可能か否か又は検
出結果が信頼できるか否かをピント検出用の受光出力か
ら精度よく判別できるピント検出装置を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a focus detection device that can accurately determine whether accurate focus detection is possible or whether the detection result is reliable from the light reception output for focus detection.

問題点を解決するための手段 本発明は、第1の像信号と第2の像信号とが最良の相関
を有する最良相関値を、被写体像のコントラストで規格
化し、ピント検出が可能か否かをこの規格化された値に
基づいて判別するようにしたことを特徴とする。
Means for Solving the Problems The present invention normalizes the best correlation value where the first image signal and the second image signal have the best correlation by the contrast of the subject image, and determines whether focus detection is possible. is characterized in that it is determined based on this standardized value.

作   用 高輝度又は高コントラストの被写体に対して得られた最
良相関値と低輝度又は低フントラストの被写体に対して
得られた最良相関値とが仮に同じであっても、被写体コ
ントラストは異なるので、それに伴ない規格化された相
関値も変わってくる。
Effect Even if the best correlation value obtained for a subject with high brightness or high contrast is the same as the best correlation value obtained for a subject with low brightness or low contrast, the subject contrast is different. , the standardized correlation value also changes accordingly.

従って、ピント検出が可能か否かを、規格化された相関
値の値から判別することができる。
Therefore, whether or not focus detection is possible can be determined from the standardized correlation value.

実施例 第2図は、本発明によるピント検出装置を】眼し7カメ
ラに適用した場合における光学系等の構成例を示す図で
ある。第2図において、撮影レンズ(22)、反射鏡(
24) 、焦点板(26)、ペンタプリズム(28)等
はl眼しフカメラを構成する周知の要素である。ただし
、ピント検出装置の出力を用いて自動的にピント合わせ
を行うようにカメラを構成する場合は、撮影レンズ(2
2)はモーターを含むレンズ駆動装置(30)によって
焦点調節光学系が駆動され得るように構成される。反射
鏡(24)は、中央部分が半透過性につくられ、その背
後に副ミラー(32)が設けられ、これを介して被写体
光の一部がミラーボックスの低部に配置されt;ピント
検出装置の受光部(34)に導かれる。受光部(34)
は、コンデンサレンズ(36)、反射鏡(38)、結像
レンズ群(40)、ラインセンサ(42)等により構成
されている。ラインセンサ(42)の出力は信号処理回
路(44)により後述のようにして処理され、合焦位置
からのピントのずれ量およびその方向を示すデフォーカ
ス信号が出力される。このデフォーカス信号に基づいて
表示装置(46)ではピント状態が表示され、駆動装置
(30)により撮影レンズ(22)が合焦位置へ駆動さ
れる。
Embodiment FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of an optical system, etc. when the focus detection device according to the present invention is applied to a camera with 7 lenses. In Fig. 2, the photographic lens (22), the reflector (
24), focusing plate (26), pentaprism (28), etc. are well-known elements constituting a single-lens camera. However, if the camera is configured to automatically focus using the output of the focus detection device, the shooting lens (2
2) is configured such that the focusing optical system can be driven by a lens driving device (30) including a motor. The reflecting mirror (24) has a semi-transparent central part, and a sub-mirror (32) is provided behind it, through which a part of the subject light is placed at the lower part of the mirror box and brought into focus. The light is guided to the light receiving section (34) of the detection device. Light receiving part (34)
is composed of a condenser lens (36), a reflecting mirror (38), an imaging lens group (40), a line sensor (42), etc. The output of the line sensor (42) is processed by the signal processing circuit (44) as will be described later, and a defocus signal indicating the amount and direction of focus deviation from the in-focus position is output. The focus state is displayed on the display device (46) based on this defocus signal, and the photographing lens (22) is driven to the in-focus position by the drive device (30).

第3図は、受光部(34)の光学系を示す図で、直線(
48)は撮影レンズの光軸を示し、点線(50)はフィ
ルム露光面と等価な面を示す。コンデンサレンズ(52
)は、露光等価面(50)の位置ではなく、そこからコ
ンデンサレンズ(52)の焦点距離f、だけ離れた位置
に配しである。
FIG. 3 is a diagram showing the optical system of the light receiving section (34), and shows the straight line (
48) indicates the optical axis of the photographing lens, and the dotted line (50) indicates a plane equivalent to the film exposure plane. Condenser lens (52
) is arranged not at the position of the exposure equivalent plane (50) but at a position away from it by the focal length f of the condenser lens (52).

コンデンサレンズ(52)の後方には光軸(48)を対
称軸として結像レンズ(54)、(56)が配してあり
、これら結像レンズの前面には視野制限マスク(58)
、(60)が設けである。各結像レンズ(54)、(5
6)の結像面にはCODによるラインセンサ(62)、
(64)が配しである。ここで、コンデンサレンズ(5
2)が露光等価面(50)から外れた位置に配しである
のは次の理由による。ラインセンサ(62)、(64)
には露光等価面(50)の物体像が再結像、されるよう
に光学系が構成されるが、この露光等価面(50)にコ
ンデンサレンズ(52)を配した場合、このレンズの表
面に疵があったり、はこりが付着したりしていると、こ
れがラインセンサ上で像となって現れ、本来の物体の像
に対するノイズとなってしまう。したがってコンデンサ
レンズ(52)を露光等価面から外しておけば以上のよ
うなノイズを避けることができる。さらに、カメラ内に
組込む場合、カメラの光学系に大きな変更を加えること
なくおさめることができる。また、マスク(58)、(
60)は、撮影レンズを通過する被写体光のうち特定絞
り値、例えばF5.6相当の開口領域を通過する被写体
光のみを受は入れるように、コンデンサレンズ(52)
との関連において構成される。このようにすれば、撮影
レンズとして種々の交換レンズが用いられる場合、その
開放絞り値がF56より小さい撮影レンズであれば、こ
の撮影レンズ自身の瞳マスク部で一部の光線が蹴られた
像をラインセンサ(62)、(64)が受けるという場
合がなくなり、常用される大抵の交換レンズが適用でき
るようになる。
Imaging lenses (54) and (56) are arranged behind the condenser lens (52) with the optical axis (48) as the axis of symmetry, and in front of these imaging lenses is a field-limiting mask (58).
, (60) are provided. Each imaging lens (54), (5
6) On the imaging plane, there is a COD line sensor (62),
(64) is the arrangement. Here, condenser lens (5
2) is arranged at a position away from the exposure equivalent plane (50) for the following reason. Line sensor (62), (64)
The optical system is configured so that the object image on the exposure equivalent surface (50) is re-imaged, but when a condenser lens (52) is placed on this exposure equivalent surface (50), the surface of this lens If there is a flaw or a lump attached to the object, this will appear as an image on the line sensor and become noise in the original image of the object. Therefore, by removing the condenser lens (52) from the equivalent exposure plane, the above-mentioned noise can be avoided. Furthermore, when it is incorporated into a camera, it can be installed without making any major changes to the camera's optical system. Also, masks (58), (
60) is a condenser lens (52) so as to receive only the subject light passing through an aperture area corresponding to a specific aperture value, for example F5.6, out of the subject light passing through the photographic lens.
constituted in relation to In this way, when various interchangeable lenses are used as photographic lenses, if the photographic lens has an open aperture value smaller than F56, an image in which some of the light rays are kicked out by the pupil mask part of the photographic lens itself can be created. This eliminates the need for the line sensors (62) and (64) to receive this, and it becomes possible to apply most commonly used interchangeable lenses.

次に、光軸上の点(66)、(68)、(70)は撮影
レンズ前方の一つの物点に対する前ピン、合焦、後ピン
の状態にある像を示す。多像(66)、(68)、(7
0)のラインセンサ(62)上における入射点はそれぞ
れ(72)、(74)、(76)であり、ラインセンサ
(64)上においては(78)、(80)、(82)で
ある。
Next, points (66), (68), and (70) on the optical axis represent images in the front focus, in-focus, and back focus states for one object point in front of the photographing lens. Multi-image (66), (68), (7
The incident points of 0) on the line sensor (62) are (72), (74), and (76), respectively, and on the line sensor (64), they are (78), (80), and (82).

第4図は、前ピン、合焦、後ピンの像(84)、(86
)、(88)に対するラインセンサ領域での再結像を示
す。前ピン像(84)に対する再結像(90)、(92
)は、ラインセンサの受光面(94)より手前に位置し
、かつ光軸(48)側に互いに寄っている。合焦像(8
6)に対する再結像(96)、(98)はラインセンサ
の受光面(94)と一致し、後ピン像(88)に対する
再結像(100)、(102)はラインセンサの受光面
(94)の後方に位置し、光軸(48)から離れている
。したがって、前ピン像(84)に対する再結像(90
)、(92)はラインセンサの受光面(94)上では、
若干ぼけて引伸ばされた像となる。また、後ピン像(8
8)に対する再結像(100)、(102)は受光面(
94)上では若干ぼけて、縮小された像となる。
Figure 4 shows images (84), (86) of front focus, focus, and back focus.
), (88) are shown reimaging in the line sensor area. Re-imaging (90), (92) for the front focus image (84)
) are located in front of the light receiving surface (94) of the line sensor, and are closer to the optical axis (48) side. Focused image (8
Re-imaging (96) and (98) for 6) coincide with the light-receiving surface (94) of the line sensor, and re-imaging (100) and (102) for the rear focused image (88) coincide with the light-receiving surface (94) of the line sensor. 94) and away from the optical axis (48). Therefore, re-imaging (90
), (92) are on the light receiving surface (94) of the line sensor,
The image will be slightly blurred and stretched. In addition, the rear focus image (8
Re-imaging (100) and (102) for 8) is the light receiving surface (
94) The upper image is slightly blurred and becomes a reduced image.

次に第5図を参照して像の合焦位置からのずれ量eに対
するラインセンサ(62)における像の移動量りの関係
を説明する。合焦時に光軸(48)上に結像する像(6
8)の光線のうち、コンデンサレンズ(52)を通過後
光軸(48)と平行に進む光線を考える。像(68)に
対してずれ量eだけ前ピンあるいは後ピンの像(66)
、(70)の場合、前述の光線は露光等価面(50)の
位置では光軸(48)からそれぞれgだけ離れた点(6
7)又は(71)を通過する。ここで露光等価面(50
)上の3つの点(68)、(67)、(71)を光源と
し、コンデンサレンズ(52)と結像レンズ(54)と
による結像系(55)により、上記の光源に対する像が
ラインセンサ(62)上に結像し、それぞれの像が(7
4)、(72)、(76)であるとする。まl;、結像
系(55)の倍率をaとする。第5図を幾何学的に見れ
ば、 次式が成立する。
Next, with reference to FIG. 5, the relationship between the amount of movement of the image in the line sensor (62) and the amount of deviation e of the image from the in-focus position will be described. An image (6) that is formed on the optical axis (48) during focusing
Among the rays in 8), consider the ray that travels parallel to the optical axis (48) after passing through the condenser lens (52). Image (66) of front focus or back focus by deviation amount e from image (68)
, (70), the aforementioned rays are at points (6
7) or (71). Here, the exposure equivalent surface (50
) using the three points (68), (67), and (71) as light sources, and an imaging system (55) consisting of a condenser lens (52) and an imaging lens (54) to form a line image for the above light source. Images are formed on the sensor (62), and each image is (7
4), (72), and (76). Let the magnification of the imaging system (55) be a. If we look at Figure 5 geometrically, the following equation holds.

e      f宜 σ −−・・・・・・ (2) この二つの式から、gを消去すると、 1 e−h   ・・・・・・ (3) α H となり、(3)式においてf1/αHは結像系の構成に
よって定められる定数であるから、移動Rhが検出され
ればずれ量eが求められる。しかし、第4図で示したよ
うに露光等価面(50)において正常に結像するのは合
焦像だけであって、他の像はその前後に位置するわけで
あるから、厳密には倍率αは一定ではなく、結像系(5
5)に対して光源となる像(66)、(70)のそれぞ
れの位置によって異なる。合焦時の倍率をα。とすれば
、第13図のように前ピンの場合はσ。より大きく、後
ピンの場合はα。より小さくな′る。さらには、光学系
の像面湾曲などの収差によってセンサ面上における像の
位置の違いで倍率が異なる。そこで、より正確なずれ量
の算出にあたっては、後述のように移動量りに応じて予
め倍率を用意しておき、これを用いる。以下、移動量り
およびずれ量eの検出を行う回路について説明する。
e f yσ −−・・・・・・ (2) If g is eliminated from these two equations, 1 e−h・・・・・・ (3) α H , and in equation (3), f1/ Since αH is a constant determined by the configuration of the imaging system, if the movement Rh is detected, the amount of deviation e can be determined. However, as shown in Figure 4, only the in-focus image is properly formed on the exposure equivalent plane (50), and the other images are located before and after it, so strictly speaking, the magnification α is not constant, and the imaging system (5
5) differs depending on the respective positions of the images (66) and (70) that serve as light sources. The magnification when focusing is α. Then, in the case of the front pin as shown in Figure 13, σ. larger, α for posterior pins. It becomes smaller. Furthermore, the magnification varies depending on the position of the image on the sensor surface due to aberrations such as field curvature of the optical system. Therefore, in calculating a more accurate amount of deviation, a magnification is prepared in advance according to the amount of movement and used as described later. A circuit for detecting the amount of movement and the amount of deviation e will be described below.

第6図は第3図のラインセンサ(62)、(64)の画
素構成の一実施例を示す図で、ラインセンサ(62)を
基準部、ラインセンサ(64)を参照部と呼ぶ。画素(
Ll)〜(L 26)、(R+)〜(R3゜)はホトダ
イオードであり、電荷結合素子(CCD)を溝底する。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the pixel configuration of the line sensors (62) and (64) in FIG. 3, where the line sensor (62) is called a reference part and the line sensor (64) is called a reference part. Pixel (
Ll) to (L26) and (R+) to (R3°) are photodiodes that form the bottom of a charge coupled device (CCD).

尚、画素(L za)と(R1)との間の空白部にダミ
ーとしての画素を設けて、二つのラインセンサ(62)
、(64)を一つのラインのCODとして溝底してもよ
い。さらには第7図のようにラインセンサ(62)と(
64)の間に電荷転送ライン(65)を這わせてもよい
。ホトダイオード(67)、(69)はCODの電荷蓄
積時間を定めるための入射光強度をモニターするための
ものである。尚、このモニター用ホトダイオードは第8
図のように画素(L、)の間のすき間を埋めるような形
状にしてもよい。こうすると画素面とほぼ近い強度の光
をモニターできるようになる。
In addition, a dummy pixel is provided in the blank space between the pixel (Lza) and (R1), and the two line sensors (62)
, (64) may be used as the COD of one line at the bottom of the groove. Furthermore, as shown in Fig. 7, the line sensor (62) and (
64), a charge transfer line (65) may be laid between them. Photodiodes (67) and (69) are for monitoring the intensity of incident light to determine the charge accumulation time of the COD. In addition, this monitor photodiode is the 8th photodiode.
As shown in the figure, the shape may be such that it fills the gap between the pixels (L,). This makes it possible to monitor light with an intensity almost close to that of the pixel surface.

次I;、実施例ではラインセンサの基準部(62)にお
ける像パターンが三つのブロックに分割される。第1の
ブロックは画素(L、)〜(Ll。)、第2のブロック
は画素(L、)〜(Lea)、第3のブロックは画素(
Llア)〜(L is)における像パターンにそれぞれ
対応する。各ブロックの像パターンは10個の画素から
なっている。ここでは各ブロックは10個の画素数であ
るが、それぞれの画素数を必ずしも同数にする必要はな
い。ピント検出においては各ブロックの像と比較部(6
4)の像とが比較される。例えば、第1のブロックの像
を用いる場合は、次のような比較操作が行われる。
Next, in the embodiment, the image pattern at the reference part (62) of the line sensor is divided into three blocks. The first block has pixels (L,) to (Ll.), the second block has pixels (L,) to (Lea), and the third block has pixels (
They correspond to the image patterns in Lla) to (Lis), respectively. The image pattern of each block consists of 10 pixels. Although each block has 10 pixels here, the number of pixels does not necessarily have to be the same. In focus detection, the image of each block and the comparison section (6
4) is compared. For example, when using the image of the first block, the following comparison operation is performed.

まず、参照領域の画素(R1)〜(R1,)の部分の像
を対称として第1のブロックの像との比較が行われる。
First, the image of the portion of pixels (R1) to (R1,) in the reference area is symmetrically compared with the image of the first block.

この場合の比較の内容は(4)式で示され、画素り、と
R,、L、とR2、・・・ LIOとRI6の各組にお
ける画素出力の差の絶対値の和が算出される。
The content of the comparison in this case is shown by equation (4), and the sum of the absolute values of the differences in pixel output in each pair of pixels L, R, L, R2, ... LIO and RI6 is calculated. .

次いで、前回の像より1画素だけシフトして、参照部(
64)の画素(R2)〜(R1□)の部分の像が比較さ
れる。その処理内容を(5)式で示す。
Next, the reference part (
Images of pixels (R2) to (R1□) of 64) are compared. The processing details are shown in equation (5).

以下、 同様にして次式で示す比較処理が行われ、合計2 1個の比較結果が得られる。below, In the same way, the comparison process shown in the following formula is performed, and a total of 2 One comparison result is obtained.

今、第1のブロックの像が例えば、画素R3〜R0の部
分の像と一致する場合は21個の比較結果の中でH+(
QX)が最小となる。この最小値に対応する画素領域を
見出すことにより、おおまかなピント位置を検知できる
。
For example, if the image of the first block matches the image of pixels R3 to R0, H+(
QX) becomes the minimum. By finding the pixel area corresponding to this minimum value, the approximate focus position can be detected.

第1のブロックの像を用いた比較操作と同様な操作が、
第2および第3のブロックの像を用いて行われる。
An operation similar to the comparison operation using the image of the first block is
This is done using images of the second and third blocks.

それぞれの比較内容は一般的に次式で 示される。The content of each comparison is generally expressed by the following formula: shown.

ここでQ−1,2,・・・、21である。Here, Q-1, 2, . . . , 21.

以上の比較操作により各ブロックの像に対して21個、
全体として63個の比較結果が得られる。
By the above comparison operation, 21 images are obtained for each block image.
In total, 63 comparison results are obtained.

今、合焦の場合、第2のブロックの像が比較部(62)
の画素(Ro)〜(R2゜)の部分の像と一致するよう
に光学系を溝底する。こうすれば、合焦の場合、第1の
ブロックの像は画素(R3)〜(R1り、第3のブロッ
クの像は画素(Ro)〜(R2M)のそれぞれの部分の
像と一致する。この場合は、像の状態によってはいずれ
のブロックを用いてもピント位置の検出が可能である。
Now, in the case of focusing, the image of the second block is the comparison part (62)
The optical system is adjusted so as to match the image of the pixels (Ro) to (R2°). In this way, in the case of focusing, the image of the first block matches the images of pixels (R3) to (R1), and the image of the third block matches the images of the respective parts of pixels (Ro) to (R2M). In this case, the focus position can be detected using any block depending on the state of the image.

しかし、コントラストが低い像でおおわれたブロックで
は、比較結果の中から最小値が特定できない場合が生ず
る。そこで、ある一定値以上のコントラストのあるブロ
ックを複数個選んでそれらブロックに対応する比較結果
からピント位置の検出を行う。
However, in a block covered with images with low contrast, it may not be possible to identify the minimum value from the comparison results. Therefore, a plurality of blocks having a contrast of a certain value or more are selected and the focus position is detected from the comparison results corresponding to these blocks.

また、前ビン状態の場合は、第4図を参照して基準部(
62)と参照部(64)とにおける像は光軸(48)側
に寄った部分で一致するから、第3のブロックの像が参
照部(64)の成る部分の像と一致する。反対に後ビン
の場合は、二つの像は光軸(48)から遠ざかりに部分
で一致するから、第1のブロックの像が参照部(64)
の成る部分と一致する。したがって非合焦の場合は、第
1ブロツクあるいは第3ブロツクの像に関する比較結果
の中で最小値が見出せる可能性がある。ただし、像にコ
ントラストが十分に存在しない場合はピント検出は不能
と見なし、最小値の検出は行わない。尚、第1ブロツク
と第2ブロツクおよび第2ブロツクと第3ブロツクのそ
れぞれにおいて、画素り、とLl。およびり、アとり、
が共用されている。このように画素を共用すると、例え
ば、画素り、とLlllの部分で像のコントラストが存
在し、他の画素領域ではコントラストが存在しないよう
な場合でも、ピント検出が可能となる。画素の共用が行
われないと、二つのブロックの境界の部分のみに像のコ
ントラストが位置するような場合、各ブロックの中では
コントラストが存在しないことになり、ピント検出は不
能になってしまう。
In addition, in the case of the front bin state, refer to Fig. 4 and refer to the reference part (
62) and the reference portion (64) coincide in the portion closer to the optical axis (48), so the image of the third block coincides with the image of the portion comprising the reference portion (64). On the other hand, in the case of the rear bin, the two images coincide in parts away from the optical axis (48), so the image of the first block is the reference part (64).
Matches the part consisting of. Therefore, in the case of out-of-focus, there is a possibility that the minimum value can be found among the comparison results for the images of the first block or the third block. However, if there is insufficient contrast in the image, focus detection is considered to be impossible, and the minimum value is not detected. Incidentally, in the first block and the second block, and the second block and the third block, respectively, the pixels L and Ll. Andori, Atori,
is shared. When pixels are shared in this way, focus detection becomes possible even when, for example, image contrast exists in the pixel areas L, L, and L, and contrast does not exist in other pixel areas. If pixels are not shared, if image contrast is located only at the boundary between two blocks, there will be no contrast within each block, and focus detection will become impossible.

さて、いずれかのブロックにおいて比較結果の最小値が
見出され、像の一致領域が特定されると、これに対応し
て像のピント位置あるいは合焦位置からのずれ量が特定
される。しかし、以上までの過程で求められるずれ量の
精度は、画素の配列ピッチ分の分解能どまりである。そ
こで、後述のような補間計算処理を行い、さらにピント
検出装置の光学系に基づく誤差要因の補正を行ってずれ
量の精度の向上がはかられる。
Now, when the minimum value of the comparison result is found in any block and the matching area of the images is specified, the focus position of the image or the amount of deviation from the focus position is specified correspondingly. However, the accuracy of the amount of deviation determined through the above process is limited to the resolution of the pixel arrangement pitch. Therefore, an interpolation calculation process as described below is performed, and error factors based on the optical system of the focus detection device are corrected to improve the accuracy of the amount of deviation.

第9図(AXB)は、以上に概説したラインセンサから
の像パターン信号の処理を行う回路構成を示すブロック
回路図である。この信号処理回路はccD (104)
を含むシステム全体の動作のための制御信号を出力する
制御ロジック(106)をもっている。C0D(104
)から直列に送り出される各画素信号は、順次デジタル
化回路(108)により例えば8ビツトのデジタル信号
に変換され、それぞれは予め指定された各番地のランダ
ムアクセスメモリ(110)に貯えられる。
FIG. 9 (AXB) is a block circuit diagram showing a circuit configuration for processing the image pattern signal from the line sensor outlined above. This signal processing circuit is a ccD (104)
It has a control logic (106) that outputs control signals for the operation of the entire system including. C0D(104
Each pixel signal sent out in series from ) is sequentially converted into, for example, an 8-bit digital signal by a digitizing circuit (108), and each pixel signal is stored in a random access memory (110) at a predetermined address.

画素信号の記憶が完了すると、基準部のメモリデータか
らコントラスト検出回路(l l 2)により第11第
2、第3の各ブロックのコントラストC3・C2・C1
が検出され、予め定めたレベル以上であるか否かが判定
される。コントラストC3゜C,、C,は次式で示すよ
うに隣合う二つの画素の出力の差の絶対値の総和に相当
する。なお、コントラストの算出はブロックの領域をは
み出さないものとする。また、一つおき、あるいはそれ
以上おきの画素の出力の差を用いてもよい。
When the pixel signal storage is completed, the contrast detection circuit (l l 2) calculates the contrasts C3, C2, and C1 of each of the 11th second and third blocks from the memory data of the reference section.
is detected, and it is determined whether or not it is equal to or higher than a predetermined level. The contrast C3°C,,C, corresponds to the sum of the absolute values of the differences between the outputs of two adjacent pixels, as shown by the following equation. Note that the contrast calculation is performed without extending beyond the block area. Alternatively, the difference between the outputs of every other or every other pixel may be used.

求められたコントラストC,,C!、C,はそれぞれ予
め指定された番地のメモリ(114)に貯えられ、さら
に予め定めたレベルC0と比較回路(116)で大小関
係が判定される。レベルC0を越えている場合は例えば
“l“が、また越えていない場合は“O″が出力され、
コントラストC0Cm、Csに対するそれぞれの判定結
果d1. d2. d3がメモリ(120)に貯えられ
る。
The desired contrast C,,C! , C, are each stored in a memory (114) at a predetermined address, and the magnitude relationship is determined by a comparison circuit (116) with a predetermined level C0. For example, "l" is output if the level C0 is exceeded, and "O" is output if the level is not exceeded.
Judgment results d1 for contrasts C0Cm and Cs. d2. d3 is stored in memory (120).

次に各ブロックの像と参照部の像との比較が像比較回路
(122)で行われる。この場合、コントラストが所定
レベルC,に達していないブロックの像についての比較
は行われず、所定レベルC0を越えているブロックのみ
の像と参照部の像との比較が実行される。この比較の内
容は(8)、(9)、(to)式で示した通りである。
Next, the image comparison circuit (122) compares the image of each block with the image of the reference portion. In this case, the images of the blocks whose contrast has not reached the predetermined level C are not compared, and only the images of the blocks whose contrast exceeds the predetermined level C0 are compared with the image of the reference portion. The contents of this comparison are as shown in equations (8), (9), and (to).

各ブロックについて21mの比較結果が得られるが、こ
れらは順次子め定められた番地のメモリ(124)に貯
えられる。次いで、求められた各ブロックの比較結果の
中の最小値Hlca、)、 Hz(Qt)、 Hi(a
s)およびそれぞれの比較番目a、、 C,、a、が検
索回路(−126)で検索され、その結果がメモリ(1
28)に貯えられる。
21m comparison results are obtained for each block, and these are stored in memory (124) at predetermined child addresses in sequence. Next, the minimum values Hlca, ), Hz (Qt), Hi (a
s) and their respective comparison numbers a,, C,, a, are searched by the search circuit (-126), and the results are stored in the memory (1
28).

次に標準化回路(130)によりコントラストが所定レ
ベルを越えているブロックに対する上記の最小値Hl(
+21)、 H2(Qh)、 H3(+23)とコント
ラストC1,c2.c、との比が求められる。それぞれ
は次式で示される。
Next, the standardization circuit (130) sets the minimum value Hl(
+21), H2 (Qh), H3 (+23) and contrast C1, c2. The ratio between c and Each is shown by the following formula.

1 − 3 これらの比は次のようなことを意味する。前述したよう
に、例えば撮影レンズが合焦位置もしくはその近傍にあ
る場合、三つのブロックのいずれを用いてもピント検出
が可能となる場合がある。このような場合どのブロック
を採用するのが最適であるかというブロックの選択の問
題が生ずる。また、非合焦の場合、どのブロックを採用
すれば前ビンあるいは後ビンの状態が検出できるがとい
う判定の問題が生ずる。特定のブロックの採用にあたっ
ては、求められた各ブロックの最小値1(+(+2+)
。
1 - 3 These ratios mean the following: As described above, for example, when the photographic lens is at or near the in-focus position, focus detection may be possible using any of the three blocks. In such a case, the problem of block selection arises as to which block is best to adopt. Furthermore, in the case of out-of-focus, there arises the problem of determining which block should be adopted to detect the state of the front bin or the rear bin. When adopting a specific block, the minimum value 1(+(+2+)
.

Hi(12り、 Hi(123)の中の最も小さい値を
とるブロックを指定すればよいように考えられる゛力祇
これは適切ではない。一般に像のコントラスト状態は−
様なものではなく、例えば第1のブロックの領域にはコ
ントラストの大きい像が位置し、他のブロックには、コ
ントラストのあまり大きくない像が位置するかも知れな
い。二つの像パターンの一致を検出する場合、一般にコ
ントラストが大きい方が有利である。そこで、コントラ
ストをも特定ブロックの選択の要素に加える。ところで
、例えば第1のブロックについての最小値Hl(L)に
対して画素lピッチだけ前後にずらせたときの比較結果
H1(12+−1)、 H+(c、+ 1 )について
考える。
It may be thought that it would be sufficient to specify the block that takes the smallest value among Hi(12) and Hi(123), but this is not appropriate.In general, the contrast state of the image is -
Rather, for example, an image with high contrast may be located in the area of the first block, and an image with not so high contrast may be located in the other blocks. When detecting coincidence between two image patterns, it is generally advantageous to have a larger contrast. Therefore, contrast is also added to the selection of specific blocks. By the way, consider the comparison results H1(12+-1) and H+(c,+1) when the minimum value Hl(L) for the first block is shifted forward or backward by l pixel pitch, for example.

この最小値Hl(L)が仮に合焦状態に対するものであ
るとすれば、H、(L−1”)あるいはH,(ff、+
1)はコントラスト検出回路(112)で求められるコ
ントラストC1と略一致する。というのは、コントラス
トC1,比較結果H+(12+  1 )、 Hrc(
h+1)のそれぞれが隣合う画素の出力の差に関するも
のということに由来する。相違するのは、コントラスト
C1が同一像であるのに対して比較結果は異なる像に対
するものであるという点である。
If this minimum value Hl (L) is for the in-focus state, then H, (L-1") or H, (ff, +
1) substantially matches the contrast C1 determined by the contrast detection circuit (112). This is because the contrast C1, comparison result H+(12+ 1), Hrc(
This is because each of h+1) is related to the difference in output between adjacent pixels. The difference is that the contrast C1 is for the same image, whereas the comparison results are for different images.

このようであるから、最小値Hl(L)をコントラスト
C1で割った値NH,は最小値Hl((2+)と画素l
ピッチずらせた場合の比較結果との比に略相当する。こ
れを式で示すと C+     Hl(L:I=1) ただし、i=1.2.3である。
Therefore, the value NH, which is obtained by dividing the minimum value Hl(L) by the contrast C1, is the minimum value Hl((2+) and the pixel l
This approximately corresponds to the comparison result when the pitch is shifted. This can be expressed as a formula: C+ Hl (L:I=1), where i=1.2.3.

今、NHiを標準化指数と呼ぶことにすると、合焦また
は略合焦状態に対応し、かつコントラストが大きいブロ
ックに対応する標準化指数が3個の値の中で最も小さく
なると考えて、これをブロックの選定基準に定める。
Now, if we call NHi a standardization index, we consider that the standardization index corresponding to a block that is in focus or almost in focus and has a large contrast is the smallest among the three values, and then we call this a block. stipulated in the selection criteria.

実際には、基準部と参照部との像の光分布パターンは、
光学系の収差や第1の像と第2の像の光軸に対する位置
的な非対称性などによって完全には一致し得ないので、
最小値H,CQ→がOをとることはない。また、非合焦
状態の場合において、像の一致が全く見られないブロッ
クに関しては、標準化指数は比較的大きな値をとる。そ
こで、標準化指数に対して予め基準値NH,を定め、こ
れを越える場合ピント検出は不能であると判定する。
In reality, the light distribution pattern of the images of the standard part and the reference part is
Because they cannot be perfectly matched due to aberrations in the optical system and positional asymmetry of the first and second images with respect to the optical axis,
The minimum values H, CQ→ never take O. Furthermore, in the case of an out-of-focus state, the standardization index takes a relatively large value for blocks where images do not match at all. Therefore, a reference value NH, is determined in advance for the standardization index, and if this value is exceeded, it is determined that focus detection is impossible.

かくて、求められた多くて3個の標準化指数のうちの最
小値に関し、これが基準値NH,より小さいとき、この
最小値に対応するブロックの検出データLhをピントの
ずれ量を示す情報として採用する。すなわち最小値検出
回路(132)で複数ブロックにわたって真の最小値を
求める。同時にそれに対応するブロックを検出し、該最
小値H20、)をとる比較番号Qkをメモリ(128)
から選出回路(134)によって取り出す。その後、最
小値Hh(Qh)をとるブロックの標準化された最小値
NHkが所定値NH,と減算回路(136)で比較され
NHkがNH,より小さいときに次のステップに進み、
そうでないときはピント検出不能とする。今、第1のブ
ロックの像に対して12.が得られたとし、例えば12
+−18であるとする。これは画素(L+)〜(L I
l+)上の像と画素(R18)〜(Rit)上の像とが
最も良く一致していることを意味する。
In this way, when the minimum value among the three standardization indexes determined at most is smaller than the reference value NH, the detected data Lh of the block corresponding to this minimum value is adopted as information indicating the amount of defocus. do. That is, the minimum value detection circuit (132) finds the true minimum value over a plurality of blocks. At the same time, the corresponding block is detected and the comparison number Qk that takes the minimum value H20, is stored in the memory (128).
is extracted by a selection circuit (134). Thereafter, the standardized minimum value NHk of the block that takes the minimum value Hh (Qh) is compared with a predetermined value NH, in a subtraction circuit (136), and when NHk is smaller than NH, the process proceeds to the next step;
If this is not the case, focus cannot be detected. Now, 12. for the image of the first block. For example, 12
Suppose that it is +-18. This is the pixel (L+) ~ (L I
This means that the image on pixel R1+) and the image on pixels (R18) to (Rit) match best.

この場合の二つの画素領域上の像の間隔Dlを求める。In this case, the distance Dl between the images on the two pixel regions is determined.

この間隔Dlは画素(L、)と(Ro)との間の間隔で
ある。第6図に示すように画素(L、)と(R1)との
間隔を1.50mm、画素のピッチPを30μとすれば D 、 = t、so+ 0.03X 1g= 2.0
4(mm) −−(18)と求めることができる。第1
のブロックに関して比較番号Qlを用いて像の間隔り、
は次式で示される。
This interval Dl is the interval between pixels (L, ) and (Ro). As shown in Fig. 6, if the distance between pixels (L,) and (R1) is 1.50 mm and the pixel pitch P is 30 μ, then D = t, so + 0.03X 1g = 2.0
4 (mm) --(18). 1st
Using the comparison number Ql for the block, calculate the image spacing,
is expressed by the following equation.

D I= 1.50+ 0.03121同様にして第2
のブロックの場合について像の間隔D2を求めると第1
のブロックの場合より8画素分短くなるから り、−1,50−0,03x8+0.03p、   −
−−−−−(19)第3のブロックについては、第2の
ブロックの場合よりさらに8画素分短くなるから、 D3−1.50−0゜03X 8 X 2 + 0.0
3α、・・・(20)となる。以上の三つの式をさらに
一般化して示すD h−1,50−0,03(80cm
 1 )+ Qk)・・・(21)となる。(21)式
で示される間隔の限界精度は画素のピッチPに相当する
。
D I = 1.50 + 0.03121 Similarly, the second
When determining the image spacing D2 for the block, the first
Since it is 8 pixels shorter than the block, -1,50-0,03x8+0.03p, -
-------(19) Since the third block is 8 pixels shorter than the second block, D3-1.50-0゜03X 8 X 2 + 0.0
3α,...(20). D h-1,50-0,03 (80 cm
1)+Qk)...(21). The critical accuracy of the interval expressed by equation (21) corresponds to the pixel pitch P.

第1O図にブロック2の像についての比較結果の例を示
す。最小値Hz(Qx)をとる比較番号Qlは8となっ
ている。第10図のように比較結果H2C(h  l 
)とHl(12□+1)が等しくない場合、真の一致点
は比較番号ax−8の点ではなく、122−8と最小値
H2(Qx)の次に小さい比較結果をとる比較番号a*
+ 1−9との間に存在する。このような中間点の位置
を求めると、ピント検出精度は画素ピッチ以上に向上す
る。そこで、この中間点の位置を求める方法について説
明する。今、第10図においてHz(L−1)と)I 
z(Qx)・とを結ぶ線を延長し、他方この延長線と勾
配が反対でHto、+ I )を通る線を引くとき、両
者の交わる点が二つの像の真の一致であると見なす。こ
のようにすると、第11図のようなH、(12,−1)
≧Hk(れ千1)の場合、a、と真の一致点qとの間の
長さβは、図の幾何学的構成から次式で示される。
FIG. 1O shows an example of the comparison results for the image of block 2. The comparison number Ql that takes the minimum value Hz (Qx) is 8. As shown in Figure 10, the comparison result H2C (h l
) and Hl (12□+1) are not equal, the true matching point is not the point of comparison number ax-8, but the comparison number a* that takes the next smallest comparison result from 122-8 and the minimum value H2 (Qx)
+ Exists between 1 and 9. When the position of such an intermediate point is determined, the focus detection accuracy is improved more than the pixel pitch. Therefore, a method for determining the position of this intermediate point will be explained. Now, in Figure 10, Hz(L-1) and )I
When we extend a line connecting z(Qx) and draw a line that has the opposite slope to this extension and passes through Hto, + I), we consider the point where the two intersect to be the true coincidence of the two images. . In this way, H as shown in Figure 11, (12, -1)
In the case of ≧Hk (1,000), the length β between a and the true matching point q is expressed by the following equation from the geometric configuration of the figure.

第12図のようにHko、−1)<H,(s、+ i)
の場合は、 となる。
As shown in Figure 12, Hko, -1) < H, (s, + i)
In the case of , it becomes .

第9図の回路では、補間演算回路(138)で(22)
式または(23)式の計算が行われる。
In the circuit shown in Figure 9, the interpolation calculation circuit (138) performs (22)
Equation (23) is calculated.

さらには(21)式に対して補間値βだけ次式のように
補正が加えられる。
Furthermore, the equation (21) is corrected by the interpolated value β as shown in the following equation.

D’* −Dh±β    ・・・・・・(24)ここ
で右辺第2項βの正符号は(22)式が用いられる場合
に対応し、負符号は(23)式が用いられる場合に対応
する。以上のようにして補間演算回路(138)から基
準部(62)と参照部(64)における二つの像の間隔
D′、が算出される。
D'* -Dh±β (24) Here, the positive sign of the second term β on the right side corresponds to the case where equation (22) is used, and the negative sign corresponds to the case where equation (23) is used. corresponds to In the manner described above, the interpolation calculation circuit (138) calculates the interval D' between the two images in the standard part (62) and the reference part (64).

次に、ずれ量演算回路(140)で間隔D′、を用いて
合焦位置からの撮影レンズの像のずれ量eが求められる
。合焦時の二つの像の間隔をり。とすれば第5図におけ
る像の移動fkhは次式でされる。
Next, the deviation amount e of the image of the photographing lens from the in-focus position is determined by the deviation calculation circuit (140) using the interval D'. The distance between the two images when in focus. Then, the movement fkh of the image in FIG. 5 is given by the following equation.

h  −−(D’  −D、)   ・・・・・・ (
25)ここで、h〈0は前ビン、h>Oは後ビンを示す
。
h −−(D' −D,) ・・・・・・ (
25) Here, h<0 indicates the front bin, and h>O indicates the back bin.

第5図の結像系の場合、D、−2Hであるが、実際には
組立誤差などにより若干具なってくるので、組立調整時
にり、として適切な値をセットすることが好ましい。
In the case of the imaging system shown in FIG. 5, the values are D and -2H, but in reality they vary slightly due to assembly errors, so it is preferable to set appropriate values during assembly and adjustment.

さて、移動量りが求まると(3)式に基づいてずれ量e
が求められるが、倍率σはhに応じて予め、例えば第1
表のような数値を実験的に定めてROM(142)に用
意しておき、これを用いてずれ量eを算出する。
Now, when the amount of movement is determined, the amount of deviation e is calculated based on equation (3).
is calculated, but the magnification σ is determined in advance according to h, for example, the first
Numerical values as shown in the table are determined experimentally and prepared in the ROM (142), and are used to calculate the deviation amount e.

第 ■ 表 以上のようにして、被写体に対する撮影レンズのずれの
方向およびその量が求められる。
Table 3 As described above, the direction and amount of displacement of the photographic lens with respect to the subject can be determined.

第14図は、本発明のピント検出装置の信号処理回路に
マイクロコンピュータを利用した一実施例を示す回路図
である。ccD(104)は、転送パルス発生回路(1
44)から三相のパルス1.1’z−Isを受け、内部
の転送ラインは常時データ転送状態にある。CCD(1
04)は、マイクロコンピュータ(146)の端子(P
I?)から出力されるクリアパルスにより各画素の電荷
がクリアされる。したがって電荷がクリアされた時点が
電荷蓄積開始時点となる。この電荷蓄積開始に伴ってC
OD (104)の端子(q、)から被写体輝度に応じ
て時間的に降下率の異なる傾斜電圧が出力される。この
電圧は、比較回路(148)により予め定めた一定電圧
VSと比較され、この電圧まで降下すると比較回路(1
48)は“高”電圧を出力する。この“高”電圧に応答
して端子(P、)からシフトパルスが出力され、これに
応答してCCD(104)の各画素の電荷蓄積電荷が転
送ラインに移される。ccD(104)にとっては、端
子(q、)にクリアパルスが与えられてから端子(q、
)にシフトパルスが与えられるまでの間が電荷蓄積時間
となる。COD (l O4)は第6図で示した画素と
は別にダミーとして用いられる画素及び暗出力を得るた
めの画素をそれぞれ複数個含んでいる。CCD (10
4)はシフトパルスが与えられると出力端子(q、)か
らまずダミー信号、暗信号を出力し、続いて所要の画素
信号を出力する。尚、CCDの出力は、電源電圧Vcc
が変化するとこの変化分が重畳するので、この変化分を
相殺除去するための回路(150)に入力される。この
電圧変動除去回路(150)は、入力(152)に電源
電圧Vccを抵抗(154)、 (156)で分割した
電圧が与えられ、二つの入力の差に応じl;電圧を出力
する。画素信号の出力に際し、C0D(l O4)の積
分データ出力の当初の暗信号の一つがサンプルホールド
回路(158)でサンプルホールドされ、以後の画素信
号RoLは減算回路(160)によりサンプルホールド
回路(158)の暗信号分だけ減じられる。こうして画
素信号は、電圧変動成分と暗出力成分が除かれたものと
なる。
FIG. 14 is a circuit diagram showing an embodiment in which a microcomputer is used in the signal processing circuit of the focus detection device of the present invention. ccD (104) is a transfer pulse generation circuit (1
44), and the internal transfer line is always in a data transfer state. CCD (1
04) is the terminal (P) of the microcomputer (146).
I? ) The charge in each pixel is cleared by the clear pulse output from the pixel. Therefore, the time when the charge is cleared becomes the time when charge accumulation starts. With the start of this charge accumulation, C
From the terminal (q,) of the OD (104), a ramp voltage whose rate of decline varies over time according to the brightness of the subject is output. This voltage is compared with a predetermined constant voltage VS by the comparator circuit (148), and when it drops to this voltage, the comparator circuit (148)
48) outputs a "high" voltage. In response to this "high" voltage, a shift pulse is output from the terminal (P,), and in response to this, the charge accumulated in each pixel of the CCD (104) is transferred to the transfer line. For ccD (104), after a clear pulse is given to the terminal (q,), the terminal (q,
) is the charge accumulation time until a shift pulse is applied. In addition to the pixels shown in FIG. 6, COD (l O4) includes a plurality of pixels used as dummy pixels and a plurality of pixels for obtaining a dark output. CCD (10
4) first outputs a dummy signal and a dark signal from the output terminal (q,) when a shift pulse is applied, and then outputs a required pixel signal. Note that the output of the CCD is equal to the power supply voltage Vcc
When , changes, this change is superimposed, so it is input to a circuit (150) for canceling and removing this change. This voltage fluctuation removal circuit (150) is supplied with a voltage obtained by dividing the power supply voltage Vcc by resistors (154) and (156) at an input (152), and outputs a voltage according to the difference between the two inputs. When outputting the pixel signal, one of the initial dark signals of the integral data output of C0D(lO4) is sampled and held in the sample and hold circuit (158), and the subsequent pixel signal RoL is sampled and held in the sample and hold circuit (158) by the subtraction circuit (160). 158) is reduced by the dark signal. In this way, the pixel signal becomes one in which the voltage fluctuation component and the dark output component are removed.

減算回路(160)からの画素信号は輝度レベルに応じ
た増幅率で増幅回路(162)により増幅される。増幅
率は輝度レベルが低い程高くなるように制御される。輝
度レベルは端子(q、)からの傾斜電圧を利用し、輝度
レベル検出回路(164)により傾斜電圧の一定時間あ
たりの変化分として検出され、この変化分が輝度レベル
を示す信号として用いられる。増幅された画素信号はマ
ルチプレクサ(166)を介してデジタル化回路を構成
する電圧比較回路(168)の入力(170)に与えら
れる。デジタル化回路は、電圧比較回路(168)と、
デジタル−アナログ変換回路(]72)と、8ビツトの
二進数をD−A変換回路(172)に与え、かつ比較結
果を記憶するようにプログラムされたマイクロコンピュ
ータ(146)とから例えば遂次比較形式のA−D変換
回路として*Xされる。デジタル化された画素信号は画
素番地Ri、Liに応じて予め定めた番地のメモリに記
憶される。以後は、前述したデータ処理がなされて、撮
影レンズのずれ量、その方向が検出され、撮影レンズの
自動焦点調節制御およびピント状態の表示に用いられる
。
The pixel signal from the subtraction circuit (160) is amplified by an amplification circuit (162) with an amplification factor depending on the brightness level. The amplification factor is controlled so that it becomes higher as the luminance level becomes lower. The brightness level is detected by a brightness level detection circuit (164) as a change in the slope voltage per fixed time using the slope voltage from the terminal (q,), and this change is used as a signal indicating the brightness level. The amplified pixel signal is applied via a multiplexer (166) to an input (170) of a voltage comparison circuit (168) constituting a digitization circuit. The digitization circuit includes a voltage comparison circuit (168),
A digital-to-analog converter circuit (72) and a microcomputer (146) programmed to supply an 8-bit binary number to a D-A converter circuit (172) and to store comparison results, for example, perform sequential comparisons. It is marked *X as an A-D conversion circuit of the format. The digitized pixel signal is stored in a memory at a predetermined address according to the pixel addresses Ri and Li. Thereafter, the aforementioned data processing is performed to detect the amount and direction of deviation of the photographic lens, and these are used for automatic focus adjustment control of the photographic lens and display of the focus state.

さて、マイクロコンピュータ(146)への給電が開始
されると、これに応答してマイクロコンピュータ(14
6)はCCDのイニシャライズのプログラムに移る。ピ
ント検出が開始される前の段階で、COD (104)
の転送ラインおよび画素には電荷が通常の画素信号レベ
ル以上に蓄積されているが、画素信号を取り出す前に、
この不要電荷は転送ラインおよび画素からクリアされる
。
Now, when power supply to the microcomputer (146) is started, in response to this, the microcomputer (146)
Step 6) moves on to the CCD initialization program. Before focus detection starts, COD (104)
Charges are accumulated in the transfer lines and pixels above the normal pixel signal level, but before extracting the pixel signal,
This unnecessary charge is cleared from the transfer line and pixels.

このクリア操作がCCDのイニシャライズである。This clearing operation is the initialization of the CCD.

このイニシャライズでは、通常の画素信号の転送時より
も短い周期(例えば通常の1/16)のクロックパルス
をCODに与えて通常より速い転送動作を複数回(例え
ば10回)繰返し行わせ、こうして転送ラインを空の状
態にする。これと平行して画素のクリアも行われる。こ
の場合、画素信号の取込み動作は行われない。転送パル
ス発生回路(144)は、マイクロコンピュータ(14
6)の端子(p、s)からの一定周期のクロックパルス
を用いて転送パルス11.−1* I−を生成する。
In this initialization, a clock pulse with a cycle shorter than that during normal pixel signal transfer (for example, 1/16 of the normal pixel signal) is given to the COD to repeat the transfer operation faster than usual multiple times (for example, 10 times), and in this way the pixel signal is transferred. Leave the line empty. In parallel with this, pixel clearing is also performed. In this case, no pixel signal capture operation is performed. The transfer pulse generation circuit (144) is a microcomputer (14).
Transfer pulses 11.6) are generated using clock pulses of a constant period from the terminals (p, s) of 11.6). -1*I- is generated.

通常時より周期の短い転送パルスは、フリップ70ツグ
(176)がリセット状態にあって、その出力が“高”
電圧になっている場合に、この“高”電圧に応じて転送
パルス発生回路(144)の内部においてクロックパル
スの分周比が所定値だけ変えられることによりつくられ
る。フリップ70ツブ(176)はマイクロコンピュー
タ(146)からの画素電荷クリアパルスによりリセッ
トされ、シフトパルスによりセットされる。また、シフ
トパルスにより、転送パルス発生回路(144)は通常
時の転送パルスを生成する状態になる。尚、C0D(1
04)は電荷クリアパルス発生時からシフトパルス発生
までの時間が電荷蓄積時間として規定されるが、この間
、転送パルス発生回路(144)からは通常時より周期
の短い転送パルスが出力される。しかし、電荷蓄積期間
中にCCD(104)から転送ラインを介して出力され
る信号は不要信号として扱われるので、転送パルスが速
くなっても支障は生じない。
The transfer pulse whose cycle is shorter than normal is when the flip 70 (176) is in the reset state and its output is “high”.
voltage, the clock pulse is generated by changing the frequency division ratio of the clock pulse by a predetermined value within the transfer pulse generation circuit (144) in accordance with this "high" voltage. The flip 70 tube (176) is reset by a pixel charge clear pulse from the microcomputer (146) and set by a shift pulse. Furthermore, the shift pulse causes the transfer pulse generation circuit (144) to enter a state in which it generates a normal transfer pulse. Furthermore, C0D(1
04), the time from the generation of the charge clear pulse to the generation of the shift pulse is defined as the charge accumulation time, during which time the transfer pulse generation circuit (144) outputs a transfer pulse with a shorter cycle than normal. However, since the signal outputted from the CCD (104) via the transfer line during the charge accumulation period is treated as an unnecessary signal, no problem occurs even if the transfer pulse becomes faster.

さてイニシャライズ操作として所定回数の転送サイクル
が終了すると、マイクロコンピュータ(146)は、前
述のピント検出のためのプログラムに移る。まず、クリ
アパルスが出力されると、CCD(104)は電荷蓄積
を開始する。これと同時にCOD (104)の端子(
q2)からは所定電圧から被写体輝度に応じた割合で降
下して行く傾斜電圧が出力され、この電圧が所定レベル
Vsまで降下すると、電圧比較回路(148)の出力レ
ベルが“低”から“高”電圧に反転する。この“高″電
圧は割込み信号として用いられ、マイクロコンピュータ
(146)は割込みを受付けると端子(Pea)からシ
フトパルスを出力する。シフトパルスによりCCD (
104)の各画素に蓄積された電荷は並列的に転送ライ
ンに移され、次いで直列的に転送されて出力端子(q、
)から順次に電圧信号として出力される。この電圧信号
は前述のようにしてデジタル化され、所定のメモリに取
込まれて行く。画素信号の取込みが終了すると端子(P
、)から、例えば“高”電圧信号が一時的に出力され、
これに応答してマルチプレクサ(166)は定電圧回路
(178)からの定電圧を選択して出力し、この定電圧
がデジタル化回路(108)によりデジタル化され、所
定のメモリに取込まれる。このデータは、前述したよう
に合焦時における基準部と参照部とに結像する二つの像
の間隔が光学系の組立誤差などによって設計値の通りと
はならないので、この誤差を補正するデータとして用い
られる。定電圧回路(178)は定電流回路(180)
と半固定抵抗(182)とで構成され、ピント検出装置
の調整行程において半固定抵抗(182)を調節して正
確な像間隔データの設定が行われる。
Now, when a predetermined number of transfer cycles are completed as an initialization operation, the microcomputer (146) moves to the program for focus detection described above. First, when a clear pulse is output, the CCD (104) starts accumulating charges. At the same time, the COD (104) terminal (
q2) outputs a ramp voltage that drops from a predetermined voltage at a rate according to the subject brightness, and when this voltage drops to a predetermined level Vs, the output level of the voltage comparison circuit (148) changes from "low" to "high". ``Inverts to voltage. This "high" voltage is used as an interrupt signal, and when the microcomputer (146) receives the interrupt, it outputs a shift pulse from the terminal (Pea). CCD (
The charges accumulated in each pixel of 104) are transferred in parallel to the transfer line, and then transferred in series to the output terminals (q,
) are sequentially output as voltage signals. This voltage signal is digitized as described above and stored in a predetermined memory. When the capture of pixel signals is completed, the terminal (P
, ), for example, a “high” voltage signal is temporarily output,
In response, the multiplexer (166) selects and outputs the constant voltage from the constant voltage circuit (178), and this constant voltage is digitized by the digitization circuit (108) and stored in a predetermined memory. As mentioned above, the distance between the two images formed on the standard part and the reference part during focusing does not match the design value due to assembly errors in the optical system, so this data is used to correct this error. used as. Constant voltage circuit (178) is constant current circuit (180)
and a semi-fixed resistor (182), and accurate image interval data is set by adjusting the semi-fixed resistor (182) during the adjustment process of the focus detection device.

第15図は、以上説明したピント検出装置の動作の流れ
を示すフローチャートである。
FIG. 15 is a flowchart showing the operation flow of the focus detection device described above.

効   果 上述のように、本発明によれば、第1の像信号と第2の
像信号とが最良の相関を得た最良相関値を被写体像のコ
ントラスト値で規格化し、ピント検出が可能か否かをこ
の規格化されI;相関値で判別するようにしたので、高
輝度又は高コントラストの被写体に対して得られた高精
度の最良相関値と低輝度又は低コントラストの被写体に
対して得られた低精度の最良相関値とが仮に同一値であ
っても、焦点検出が可能か否か又は焦点検出結果が信用
できるか否かを適確に判別することができる。
Effects As described above, according to the present invention, the best correlation value obtained by obtaining the best correlation between the first image signal and the second image signal is normalized by the contrast value of the subject image, and focus detection is possible. Since this standardized correlation value is used to determine whether or not the image is photographed, the best correlation value with high accuracy obtained for a subject with high brightness or high contrast is compared with the best correlation value obtained for a subject with low brightness or low contrast. Even if the obtained low-accuracy best correlation value is the same value, it is possible to accurately determine whether focus detection is possible or whether the focus detection result is reliable.

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

第1図はピント検出装置の光学系の従来例を示す図、第
2図は、本発明のピント検出装置のカメラ内における配
置例を示す図、第3図は本発明のピント検出装置の光学
系の構成を示す図、第4図は、本発明のピント検出装置
の光学系による結像状態を示す図、第5図は、本発明の
ピント検出装置の光学系におけるピントのずれ量とライ
ンセンサ上の像の移動量との関係を示す図、第6図、第
7図および第8図は、本発明によるピント検出装置のラ
インセンサの画素構成例を示す図、第9図(AXB)は
、本発明によるピント検出装置の信号処理回路の構成を
示すブロック回路図、第1O図、l1図および12図は
信号処理回路の動作を説明するためのグラフ、第13図
は、本発明によるピント検出装置の光学系の倍率を示す
グラフ、第14図は、本発明によるピント検出装置の信
号処理回路にマイクロコンピュータを用いた場合のブロ
ック回路図、815図は、信号処理回路の動作の流れを
示すフローチャートである。 2.22・・・撮影レンズ、12.14,62.64.
104・・・ラインセンサ(CCD)、4.36゜52
・・・コンデンサレンズ、6,40,54.56・・・
結像レンズ、67.69・・・被写体輝度モニターホト
ダイオ− ド
FIG. 1 is a diagram showing a conventional example of the optical system of a focus detection device, FIG. 2 is a diagram showing an example of the arrangement of the focus detection device of the present invention in a camera, and FIG. 3 is a diagram showing the optical system of the focus detection device of the present invention. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the system, FIG. 4 is a diagram showing the image formation state by the optical system of the focus detection device of the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing the amount of focus shift and line in the optical system of the focus detection device of the present invention. 6, 7, and 8 are diagrams showing the relationship between the amount of movement of the image on the sensor, and FIG. 9 (AXB) is a diagram showing an example of the pixel configuration of the line sensor of the focus detection device according to the present invention. 1 is a block circuit diagram showing the configuration of the signal processing circuit of the focus detection device according to the present invention, FIGS. 1O, 11, and 12 are graphs for explaining the operation of the signal processing circuit, and FIG. A graph showing the magnification of the optical system of the focus detection device, FIG. 14 is a block circuit diagram when a microcomputer is used in the signal processing circuit of the focus detection device according to the present invention, and FIG. 815 is a flowchart of the operation of the signal processing circuit. It is a flowchart which shows. 2.22...Photographing lens, 12.14, 62.64.
104...Line sensor (CCD), 4.36°52
...Condenser lens, 6,40,54.56...
Imaging lens, 67.69...Subject brightness monitor photodiode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 対物レンズの互いに異なる部分を通過した被写体光束に
より形成される第1及び第2の像の相関を検出すること
により対物レンズのピント状態を検知するピント検出装
置において、第1の像を受けこの像の光分布パターンに
応じた第1の像信号を出力する第1のラインセンサと、
第2の像を受けこの像の光分布パターンに応じた第2の
像信号を出力する第2のラインセンサと、第1の像信号
と第2の像信号との相関を求め、それらのうち最良の相
関が得られた相関値を選択する相関手段と、被写体像の
コントラストを求めるコントラスト算出手段と、最良相
関値をこのコントラスト値で規格化する規格化手段と、
規格化された最良相関値の値に基づいて、焦点検出が可
能か否かを判別する判別手段と、焦点検出が可能なとき
に作動し、対物レンズの予定焦点位置からのピントのず
れ量を前記相関手段の演算結果に基づいて算出する手段
とを備えたことを特徴とするピント検出装置。
In a focus detection device that detects the focus state of an objective lens by detecting the correlation between first and second images formed by subject light beams that have passed through different parts of the objective lens, a first line sensor that outputs a first image signal according to the light distribution pattern;
A second line sensor that receives a second image and outputs a second image signal according to the light distribution pattern of this image, and calculates the correlation between the first image signal and the second image signal, and calculates the correlation between the first image signal and the second image signal. a correlation means for selecting a correlation value with the best correlation; a contrast calculation means for calculating the contrast of a subject image; a normalization means for normalizing the best correlation value by this contrast value;
A determination means for determining whether or not focus detection is possible based on the value of the standardized best correlation value, and a determination means that operates when focus detection is possible and detects the amount of focus deviation from the expected focus position of the objective lens. A focus detection device comprising: means for calculating based on the calculation result of the correlation means.
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