JPH0456811A - 焦点検出装置 - Google Patents
焦点検出装置Info
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- JPH0456811A JPH0456811A JP16514090A JP16514090A JPH0456811A JP H0456811 A JPH0456811 A JP H0456811A JP 16514090 A JP16514090 A JP 16514090A JP 16514090 A JP16514090 A JP 16514090A JP H0456811 A JPH0456811 A JP H0456811A
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- Japan
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- aperture
- diaphragm
- sensor
- focus detection
- correction conversion
- Prior art date
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- Pending
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (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。
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、カメラ等に配置される焦点検出装置の改良に
関するものである。
関するものである。
(発明の背景)
カメラ等の焦点検出装置としては種々のものが提案され
ているが、その−例として第6図に示すものがある。
ているが、その−例として第6図に示すものがある。
第6図において、1は対物レンズ、2は対物レンズ1の
予定焦点面の近傍に配置された視野マスク、3は同じく
フィールドレンズ、4は対物レンズ1の光軸に対して対
称に配置された2つのレンズ4−1.4−2により構成
される二次光学系、5は前記2つのレンズ4−1.4−
2に対応してその後方に配置された2つのセンサ列5−
1゜5−2により構成されるセンサ、6は前記2つのレ
ンズ4−1.4−2に対応して配置された2つの開口部
6−1.6−2を有する絞り、7は分割された2つの領
域7−1.7−2により構成される対物レンズ1の射出
瞳を夫々示している。尚、フィールドレンズ3は開口部
6−1.6−2を対物レンズ1の射出瞳の領域7−1.
7−2の近傍に結像する作用を有しており、各領域7−
1゜7−2を透過した光束がセンサ列5−1.5−2上
に夫々光量分布を形成するようになっている。
予定焦点面の近傍に配置された視野マスク、3は同じく
フィールドレンズ、4は対物レンズ1の光軸に対して対
称に配置された2つのレンズ4−1.4−2により構成
される二次光学系、5は前記2つのレンズ4−1.4−
2に対応してその後方に配置された2つのセンサ列5−
1゜5−2により構成されるセンサ、6は前記2つのレ
ンズ4−1.4−2に対応して配置された2つの開口部
6−1.6−2を有する絞り、7は分割された2つの領
域7−1.7−2により構成される対物レンズ1の射出
瞳を夫々示している。尚、フィールドレンズ3は開口部
6−1.6−2を対物レンズ1の射出瞳の領域7−1.
7−2の近傍に結像する作用を有しており、各領域7−
1゜7−2を透過した光束がセンサ列5−1.5−2上
に夫々光量分布を形成するようになっている。
この第6図に示す焦点検出系では、対物レンズ1の結像
点が予定焦点面の前側にある場合は、2つのセンサ列5
−1.5−2上に夫々形成される光量分布が互いに近づ
いた状態となり、また対物レンズ1の結像点が予定焦点
面の後側にある場合は、2つのセンサ列5−1.・5−
2上に夫々形成される光量分布が互いに離れた状態とな
る。そして、2つのセンサ列5−1.5−2上に夫々形
成された光量分布のずれ量は対物レンズ1の焦点はずれ
量とある関数関係にあるので、そのずれ量を適当な演算
手段で算出すると、対物レンズ1の焦点はずれの方向及
びその量とを検出することができる。
点が予定焦点面の前側にある場合は、2つのセンサ列5
−1.5−2上に夫々形成される光量分布が互いに近づ
いた状態となり、また対物レンズ1の結像点が予定焦点
面の後側にある場合は、2つのセンサ列5−1.・5−
2上に夫々形成される光量分布が互いに離れた状態とな
る。そして、2つのセンサ列5−1.5−2上に夫々形
成された光量分布のずれ量は対物レンズ1の焦点はずれ
量とある関数関係にあるので、そのずれ量を適当な演算
手段で算出すると、対物レンズ1の焦点はずれの方向及
びその量とを検出することができる。
上記2つの光量分布のずれ量を演算する方法は、例えば
本出願人により特開昭59−107313号に開示され
ている。以下、その方法を簡単に説明する。
本出願人により特開昭59−107313号に開示され
ている。以下、その方法を簡単に説明する。
2つのセンサ列5−1.5−2によって光電変換される
出力をそれぞれa(i) 、 b(i) (但し、i
=1〜Nで、Nは1つのセンサの画素数)とする時、適
当な定整数kに対して、 V(m) =Σmin (a(i) 、 b (i+
に−m) )−Σmin (a (i+k) 、
b (i −m) )・・・・・・・・・ (1) を異なる整数mについて演算する。但し、m1n(A、
B)はA、Bのうちから大きくない方を抽出する関数で
ある。和をとるiの範囲は、各添字i、i+に−m、i
+に、i+mが閉区間[1,Nコに入り、V(m)の第
1項と第2項のiの変動幅が等しくなるように決定され
る。
出力をそれぞれa(i) 、 b(i) (但し、i
=1〜Nで、Nは1つのセンサの画素数)とする時、適
当な定整数kに対して、 V(m) =Σmin (a(i) 、 b (i+
に−m) )−Σmin (a (i+k) 、
b (i −m) )・・・・・・・・・ (1) を異なる整数mについて演算する。但し、m1n(A、
B)はA、Bのうちから大きくない方を抽出する関数で
ある。和をとるiの範囲は、各添字i、i+に−m、i
+に、i+mが閉区間[1,Nコに入り、V(m)の第
1項と第2項のiの変動幅が等しくなるように決定され
る。
第7図はV (m)のmによる変化の一例を示したもの
であり、V (m)が「○」となるmの値がセンサの1
ピツチ(画素)を単位とした時の2つの光量分布のずれ
量となる0通常、整数mに対してV (m)が「0」と
なるとは限らないが、そのような場合は適当な補間方法
を用いて、端数値を求めることができる。最も簡単な補
間法は直線補間であり、V(mo)とV (mo +
1 )の間で符号が逆転したとすると、端数を含めたず
れ量Mは・・・ (2) により算出される。
であり、V (m)が「○」となるmの値がセンサの1
ピツチ(画素)を単位とした時の2つの光量分布のずれ
量となる0通常、整数mに対してV (m)が「0」と
なるとは限らないが、そのような場合は適当な補間方法
を用いて、端数値を求めることができる。最も簡単な補
間法は直線補間であり、V(mo)とV (mo +
1 )の間で符号が逆転したとすると、端数を含めたず
れ量Mは・・・ (2) により算出される。
このように求められた2つの光量分布のずれ量Mより対
物レンズ1の焦点はずれ量dを演算する最も簡単な方法
は両者が略比例するものとして比例定数Kを用いて d = K −M −・・(3
)により求めるものである。尚、この式を改良し、dと
Mとの非線型性を考慮した演算方法も本出願人より特開
昭59−107311号に開示されているがここでは詳
しい説明は省略する。
物レンズ1の焦点はずれ量dを演算する最も簡単な方法
は両者が略比例するものとして比例定数Kを用いて d = K −M −・・(3
)により求めるものである。尚、この式を改良し、dと
Mとの非線型性を考慮した演算方法も本出願人より特開
昭59−107311号に開示されているがここでは詳
しい説明は省略する。
このような焦点検出装置において、精度のよい焦点検出
を行うためには2つのセンサ列上にできる光量分布の共
通部分が同一でなければならない。
を行うためには2つのセンサ列上にできる光量分布の共
通部分が同一でなければならない。
そのための第1の条件は、2つの光量分布の光量的なレ
ベルが一致している必要がある。第8図は第6図におけ
る対物レンズ1の射出瞳7面上での断面を示したもので
ある。
ベルが一致している必要がある。第8図は第6図におけ
る対物レンズ1の射出瞳7面上での断面を示したもので
ある。
第8図(a)において、8は対物レンズ1の射出瞳、9
−1.9−2は同射出瞳面上にフィールドレンズ3によ
って形成された絞り6の開口部6−1.6−2の投影像
、即ち焦点検出系の入射瞳をそれぞれ示している。セン
サ面上の光量は焦点検出系の入射瞳の面積に比例すると
考えられるので、第8図(a)に示すように対物レンズ
1の射出瞳8が焦点検出系の入射瞳9−1.9−2を完
全に含んでいる場合には、2つのセンサ列5−1゜5−
2上での光量は等しくなる。それに対して例えば第8図
(b)に示すように何らかの誤差が生じ、対物レンズ1
の射出瞳8によって焦点検出系の入射瞳9−2の一部が
遮られた場合は、これに対応するセンサ列5−2上の光
量が低下する。
−1.9−2は同射出瞳面上にフィールドレンズ3によ
って形成された絞り6の開口部6−1.6−2の投影像
、即ち焦点検出系の入射瞳をそれぞれ示している。セン
サ面上の光量は焦点検出系の入射瞳の面積に比例すると
考えられるので、第8図(a)に示すように対物レンズ
1の射出瞳8が焦点検出系の入射瞳9−1.9−2を完
全に含んでいる場合には、2つのセンサ列5−1゜5−
2上での光量は等しくなる。それに対して例えば第8図
(b)に示すように何らかの誤差が生じ、対物レンズ1
の射出瞳8によって焦点検出系の入射瞳9−2の一部が
遮られた場合は、これに対応するセンサ列5−2上の光
量が低下する。
方、第8図(c)のように対物レンズ1の射出瞳10に
焦点検出系の入射瞳9−1.9−2が完全に含まれては
いないが、両者の遮られた方が対称である場合には、2
つのセンサ列5−1.5−2上の光量の低下は同等とな
り光量的なレベルは一致する。しかしながら、第8図(
c)は特別な状態であって、わずかでも誤差が生じて2
つの入射瞳の遮られた方が非対称となると光量的なレベ
ルは一致しない。従って、第6図のような焦点検出系を
構成する場合には、第8図(d)に示すようにある程度
の誤差が生じても焦点検出系の入射瞳11−1.11−
2が対物レンズ1の射出瞳8で遮られないように、余裕
を持って焦点検出系の絞り開口6−1.6−2の大きさ
が決定されている。特に−眼レフカメラのように、対物
レンズである撮影レンズが交換可能である場合は、使用
可能とすべき全ての撮影レンズの中で最も射出瞳径が小
さいものに合せて絞り開口を小さく設定する必要がある
。この場合、明るい撮影レンズに対しては、明るさと精
度を犠牲にして焦点検出を行うことになる。
焦点検出系の入射瞳9−1.9−2が完全に含まれては
いないが、両者の遮られた方が対称である場合には、2
つのセンサ列5−1.5−2上の光量の低下は同等とな
り光量的なレベルは一致する。しかしながら、第8図(
c)は特別な状態であって、わずかでも誤差が生じて2
つの入射瞳の遮られた方が非対称となると光量的なレベ
ルは一致しない。従って、第6図のような焦点検出系を
構成する場合には、第8図(d)に示すようにある程度
の誤差が生じても焦点検出系の入射瞳11−1.11−
2が対物レンズ1の射出瞳8で遮られないように、余裕
を持って焦点検出系の絞り開口6−1.6−2の大きさ
が決定されている。特に−眼レフカメラのように、対物
レンズである撮影レンズが交換可能である場合は、使用
可能とすべき全ての撮影レンズの中で最も射出瞳径が小
さいものに合せて絞り開口を小さく設定する必要がある
。この場合、明るい撮影レンズに対しては、明るさと精
度を犠牲にして焦点検出を行うことになる。
こうした問題の解決策の1つとして、焦点検出系の絞り
の開口の大きさを撮影レンズの明るさに応じて可変とす
る方法が提案されている。例えば使用可能とすべき全て
の撮影レンズを開放Fナンバによって、標準的な明るさ
のレンズ、明るいレンズ、暗いレンズの3つに分類し、
それぞれに対して、第9図(a) (b) (c)で示
されるような大きさ、形状の絞り開口を有する絞りを選
択し、二次光学系57に対応させて配置して用いること
により、撮影レンズからの光束を有効に利用できるとと
もに、撮影レンズの射出瞳で必要な光束が遮られるのを
防ぐことができる。
の開口の大きさを撮影レンズの明るさに応じて可変とす
る方法が提案されている。例えば使用可能とすべき全て
の撮影レンズを開放Fナンバによって、標準的な明るさ
のレンズ、明るいレンズ、暗いレンズの3つに分類し、
それぞれに対して、第9図(a) (b) (c)で示
されるような大きさ、形状の絞り開口を有する絞りを選
択し、二次光学系57に対応させて配置して用いること
により、撮影レンズからの光束を有効に利用できるとと
もに、撮影レンズの射出瞳で必要な光束が遮られるのを
防ぐことができる。
また、2つのセンサ列上にできる光量分布の共通部分の
同一性を確保するための第2の条件は、2つのセンサ列
5−1.5−2上の光量分布の対応する位置同士の間隔
が、焦点検出を行う視野範囲全域に渡って一定であるこ
とである。
同一性を確保するための第2の条件は、2つのセンサ列
5−1.5−2上の光量分布の対応する位置同士の間隔
が、焦点検出を行う視野範囲全域に渡って一定であるこ
とである。
今、第6図において予定焦点面上に光軸との交点を原点
とする座標軸Xをとり、2つのセンサ列5−1.5−2
上には列方向に座標軸x、x′をそれぞれとる。但し、
両座標軸x、x′の原点は座標軸Xの原点と光学的に対
応しているものとする。即ち、x=0からでる主光線は
各センサ列5−1.5−2上のx=O及びx =Oの
点に到達するものとする。この座標系を用いて、二次結
像系のレンズ4−1,4−2による結像が歪曲収差E(
X)X100%、及びE’ (X)X100%によって x (X)=X(3o (1+E (X)) −(
4)x (X) =Xβo (1+E ”
(X) )・・・(5) で表されるとすると、上記の第2の条件はΔx (X)
=x (X) −x (X) ・・・(6)が予
定結像面の視野の範囲内の任意のXに対して常に「0」
であることである。但し、ここでβ。
とする座標軸Xをとり、2つのセンサ列5−1.5−2
上には列方向に座標軸x、x′をそれぞれとる。但し、
両座標軸x、x′の原点は座標軸Xの原点と光学的に対
応しているものとする。即ち、x=0からでる主光線は
各センサ列5−1.5−2上のx=O及びx =Oの
点に到達するものとする。この座標系を用いて、二次結
像系のレンズ4−1,4−2による結像が歪曲収差E(
X)X100%、及びE’ (X)X100%によって x (X)=X(3o (1+E (X)) −(
4)x (X) =Xβo (1+E ”
(X) )・・・(5) で表されるとすると、上記の第2の条件はΔx (X)
=x (X) −x (X) ・・・(6)が予
定結像面の視野の範囲内の任意のXに対して常に「0」
であることである。但し、ここでβ。
60 ′は基準になるX、例えばx=Oでの結像倍率で
ある。また製作誤差等が無い場合には、系の対称性より β0=β0 ・・・(7)E
(X)=E” (−X) ・・・(8)
が成り立つ。従って、(6)式は Δx (X)=XBo (E (X) E′ (X
))=XβO(E (X) −E (−X) )・・・
(9) となる。上記(9)式をX軸を縦軸にとり、△Xを横軸
にとってグラフに描くと、例えば第10図のようになる
。実線は基準となる光の波長例えばd線に対する特性を
、破線はこれと異なる波長例えばg線に対する特性をそ
れぞれ示している。この図において2つの曲線がともに
縦軸に一致していれば、2つのセンサ列上の光量分布の
対応する位置同士の間隔が焦点検出を行う視野範囲全域
に渡って一定であるといえる。
ある。また製作誤差等が無い場合には、系の対称性より β0=β0 ・・・(7)E
(X)=E” (−X) ・・・(8)
が成り立つ。従って、(6)式は Δx (X)=XBo (E (X) E′ (X
))=XβO(E (X) −E (−X) )・・・
(9) となる。上記(9)式をX軸を縦軸にとり、△Xを横軸
にとってグラフに描くと、例えば第10図のようになる
。実線は基準となる光の波長例えばd線に対する特性を
、破線はこれと異なる波長例えばg線に対する特性をそ
れぞれ示している。この図において2つの曲線がともに
縦軸に一致していれば、2つのセンサ列上の光量分布の
対応する位置同士の間隔が焦点検出を行う視野範囲全域
に渡って一定であるといえる。
上記焦点検出系の絞り開口の切換えを行う場合、特に重
要なことは二次光学系とそれに対応して配置される絞り
開口の相対的な位置関係が常に一定となることであるが
、この条件を満たすことは必ずしも容易ではない。特に
絞りの切換えを機械的な絞り部材の移動を伴って行う場
合には、その駆動精度を高めたり、絞りの位置を検出す
る手段を必要とし、−船釣には大きさ、コストの面で実
現することが非常に難しい。
要なことは二次光学系とそれに対応して配置される絞り
開口の相対的な位置関係が常に一定となることであるが
、この条件を満たすことは必ずしも容易ではない。特に
絞りの切換えを機械的な絞り部材の移動を伴って行う場
合には、その駆動精度を高めたり、絞りの位置を検出す
る手段を必要とし、−船釣には大きさ、コストの面で実
現することが非常に難しい。
第11図は第9図のような3つの絞りの切換えを行う過
程で両者の相対的な位置関係が変化した状態を同図(a
)の絞りを例にして示したものである。第11図(a)
は絞りの開口が二次光学系57に対して左右方向にずれ
た状態を、第11図(b)は絞りの開口が二次光学系5
7に対して上下方向にずれた状態をそれぞれ示している
。第11図(b)のように絞り開口が上下にずれた場合
には第10図に示す焦点検出系の性能は大きくは変化し
ないが、第11図(a)のように絞り開口が左右にずれ
た場合には、第12図に示すように曲線が傾いた状態と
なり、焦点検出精度が低下してしまう。ある限られた範
囲においては絞り開口の左右のずれ量と曲線の傾きには
比例関係が認められる。前述の座標系X、x、x′を用
い、曲線の傾きをSとすると、上記(9)式より S=β。(E (X) −E ’ (x) )−(1
o)となる。即ち、曲線の傾きSが変化するということ
は、2像の歪曲収差の差がそれに比例して変化すること
である。
程で両者の相対的な位置関係が変化した状態を同図(a
)の絞りを例にして示したものである。第11図(a)
は絞りの開口が二次光学系57に対して左右方向にずれ
た状態を、第11図(b)は絞りの開口が二次光学系5
7に対して上下方向にずれた状態をそれぞれ示している
。第11図(b)のように絞り開口が上下にずれた場合
には第10図に示す焦点検出系の性能は大きくは変化し
ないが、第11図(a)のように絞り開口が左右にずれ
た場合には、第12図に示すように曲線が傾いた状態と
なり、焦点検出精度が低下してしまう。ある限られた範
囲においては絞り開口の左右のずれ量と曲線の傾きには
比例関係が認められる。前述の座標系X、x、x′を用
い、曲線の傾きをSとすると、上記(9)式より S=β。(E (X) −E ’ (x) )−(1
o)となる。即ち、曲線の傾きSが変化するということ
は、2像の歪曲収差の差がそれに比例して変化すること
である。
第13図は第10図の曲線の傾きが変化した時の上記(
1)式で示されるV(m)のmによる変化なV(m)=
Oとなる付近について示したものである。
1)式で示されるV(m)のmによる変化なV(m)=
Oとなる付近について示したものである。
図中、81は曲線の傾きがない場合、82は曲線が正の
傾きをもつ場合、83は曲線が負の傾きをもつ場合をそ
れぞれ示している。図かられかるように曲線が傾いてい
る状態では焦点検出系が算出する合焦点の位置M2やM
3が傾きのない場合の正規の合焦点位置M1からずれて
しまい、正確な焦点検出が行えない。また歪曲により2
つの光量分布の同一性が損なわれているため、相関が十
分にとれず、V (m)が横軸と交差する際の傾きが正
規の場合に比べ小さくなっている。
傾きをもつ場合、83は曲線が負の傾きをもつ場合をそ
れぞれ示している。図かられかるように曲線が傾いてい
る状態では焦点検出系が算出する合焦点の位置M2やM
3が傾きのない場合の正規の合焦点位置M1からずれて
しまい、正確な焦点検出が行えない。また歪曲により2
つの光量分布の同一性が損なわれているため、相関が十
分にとれず、V (m)が横軸と交差する際の傾きが正
規の場合に比べ小さくなっている。
(発明の目的)
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、絞りの位置
を検出するための新たな検出手段を必要とせずに、該絞
りの切換えに伴う焦点検出精度の低下を防止することの
できる焦点検出装置を提供することである。
を検出するための新たな検出手段を必要とせずに、該絞
りの切換えに伴う焦点検出精度の低下を防止することの
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、本発明は、対物レンズの予
定焦点面付近に配置されるパターン部材と、センサより
の信号出力を補正変換する補正変換手段と、該補正変換
手段からの補正変換信号より光量分布の相対的な位置関
係を検出すると共に、絞りの開口形状の変化に際して生
じる開口の重心位置の正規位置からのずれ量に関係づけ
られて決定されたパラメータにて求められた前記補正変
換手段からの補正変換信号に基づいて焦点検出を行う相
関演算手段と、二次光学系により前記センサ上に形成さ
れる前記パターン部材に関する光量分布に対して得られ
る前記相関演算手段の結果から前記パラメータを決定す
るパラメータ決定手段とを設け、以て、前記パラメータ
によってセンサ信号出力を補正変換することで、絞りの
開口形状の変化に際して生じる開口の重心位置の正規位
置からのずれ量を補正するようにしたことを特徴とする
。
定焦点面付近に配置されるパターン部材と、センサより
の信号出力を補正変換する補正変換手段と、該補正変換
手段からの補正変換信号より光量分布の相対的な位置関
係を検出すると共に、絞りの開口形状の変化に際して生
じる開口の重心位置の正規位置からのずれ量に関係づけ
られて決定されたパラメータにて求められた前記補正変
換手段からの補正変換信号に基づいて焦点検出を行う相
関演算手段と、二次光学系により前記センサ上に形成さ
れる前記パターン部材に関する光量分布に対して得られ
る前記相関演算手段の結果から前記パラメータを決定す
るパラメータ決定手段とを設け、以て、前記パラメータ
によってセンサ信号出力を補正変換することで、絞りの
開口形状の変化に際して生じる開口の重心位置の正規位
置からのずれ量を補正するようにしたことを特徴とする
。
(発明の実施例)
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。
。
第1図は本発明の一実施例である焦点検出装置の基本構
成を示す図であり、第6図の焦点検出系と共通のものに
対しては同一の符号を付しである。但し、ここで絞り6
はその1対の開口の形状が例えば第8図に示すように可
変となるように構成されているものとする。
成を示す図であり、第6図の焦点検出系と共通のものに
対しては同一の符号を付しである。但し、ここで絞り6
はその1対の開口の形状が例えば第8図に示すように可
変となるように構成されているものとする。
第1図において、6oは前記絞り6を使用されるレンズ
に応じて可変するための絞り制御手段である。これを実
現するための具体的な方法としては、例えば第2図に示
すように形状の異なる複数の開口対を有する絞り6を同
図の矢印71の方向に移動させる方法が考えられる。6
1はセンサ5より出力される信号を受け、その中に含ま
れる光量分布の歪の量を変化させる補正変換手段、62
は補正変換された信号を受け、その相対的な位置関係を
検出すると共に、後述のパラメータ決定手段にて決定さ
れたパラメータにより求められる補正変換信号に基づい
て相関演算を行い焦点検出を行う相関演算手段、63は
補正変換手段61の補正変換に必要なパラメータを決定
するためのパラメータ決定手段、64は予定焦点面付近
に配置されたパターン部材である。
に応じて可変するための絞り制御手段である。これを実
現するための具体的な方法としては、例えば第2図に示
すように形状の異なる複数の開口対を有する絞り6を同
図の矢印71の方向に移動させる方法が考えられる。6
1はセンサ5より出力される信号を受け、その中に含ま
れる光量分布の歪の量を変化させる補正変換手段、62
は補正変換された信号を受け、その相対的な位置関係を
検出すると共に、後述のパラメータ決定手段にて決定さ
れたパラメータにより求められる補正変換信号に基づい
て相関演算を行い焦点検出を行う相関演算手段、63は
補正変換手段61の補正変換に必要なパラメータを決定
するためのパラメータ決定手段、64は予定焦点面付近
に配置されたパターン部材である。
ここで、補正変換手段61による補正変換は、後で述べ
るように2つのセンサ列5−1.5−2からの信号に対
して行ってもよいし、一方のみに対して行ってもよい。
るように2つのセンサ列5−1.5−2からの信号に対
して行ってもよいし、一方のみに対して行ってもよい。
上記パターン部材64は第3図に示すように1本乃至複
数の帯状の光透過部と不透過部を有する板状、又はフィ
ルム状の部材であり、視野マスク2の開口の第1図中布
もしくは左の端にかかるように配置されている。該パタ
ーン部材64は対物レンズ1からの外光により照明され
てその像がセンサ5上に投影されろように構成されてい
る。外光による照明では外部の物体の輝度分布の影響を
受ける可能性があるが、これを防ぐために、第1図に6
5で示す照明系を設け、必要な時に点灯したり、パター
ン部材64の光透過部を拡散面とする等の方策がとり得
る。尚、該パターン部材64は視野マスク2の一部とし
て第4図に示すように同一部材(2′)として設けても
よい。また、第3図の形態においては、パターン部材6
4を視野マスク2の外に退避可能に構成することで、パ
ターン部材64が不要の時に視野長を長くすることが可
能である。パターン部材64の帯状の光透過部及び不透
過部の幅は、その二次光学系によるセンサ5上への投影
像が複数のセンサ画素上に形成されるように設定されて
いる。これは相関演算手段62により、パターン部材6
4の投影像に対する演算を行う際に、センサ画素と投影
像の相対的な位置の変化によって、演算結果が変化する
という、いわゆるフェーズ・イン・アウトの現象を低減
するためである。更に帯状のパターンの数を増やすこと
によっても同現象の発生をおさえることができる。
数の帯状の光透過部と不透過部を有する板状、又はフィ
ルム状の部材であり、視野マスク2の開口の第1図中布
もしくは左の端にかかるように配置されている。該パタ
ーン部材64は対物レンズ1からの外光により照明され
てその像がセンサ5上に投影されろように構成されてい
る。外光による照明では外部の物体の輝度分布の影響を
受ける可能性があるが、これを防ぐために、第1図に6
5で示す照明系を設け、必要な時に点灯したり、パター
ン部材64の光透過部を拡散面とする等の方策がとり得
る。尚、該パターン部材64は視野マスク2の一部とし
て第4図に示すように同一部材(2′)として設けても
よい。また、第3図の形態においては、パターン部材6
4を視野マスク2の外に退避可能に構成することで、パ
ターン部材64が不要の時に視野長を長くすることが可
能である。パターン部材64の帯状の光透過部及び不透
過部の幅は、その二次光学系によるセンサ5上への投影
像が複数のセンサ画素上に形成されるように設定されて
いる。これは相関演算手段62により、パターン部材6
4の投影像に対する演算を行う際に、センサ画素と投影
像の相対的な位置の変化によって、演算結果が変化する
という、いわゆるフェーズ・イン・アウトの現象を低減
するためである。更に帯状のパターンの数を増やすこと
によっても同現象の発生をおさえることができる。
以上のような構成において、前記絞り制御手段60は、
外部からの信号に応答して絞りの開口形状を例えば第9
図に示すように変化させる。相関演算手段62は、開口
形状が変化したことを検知すると前記パターン部材64
の像が投影されているセンサ5の領域のみからの信号に
よって前述した(1)式及び(2)式で示す演算を行う
。その時の(2)式の結果をM8とすると、これは切換
えられた絞り6を通して二次光学系によりセンサ5上に
形成されたパターン部材64の投影像の相対的な位置な
センサ5の1ピツチを単位として表した値であり、−船
釣には絞り開口の正規位置からのずれによる影響を含ん
でいる。続いて演算手段62は、絞り開口の位置のずれ
がないとした時に得られべき(2)式の値M。を予めメ
モリ内に保持していて、それとの差 ΔM=Ms Mo ・・
・(11)を算出し、パラメータ決定手段63に送る。
外部からの信号に応答して絞りの開口形状を例えば第9
図に示すように変化させる。相関演算手段62は、開口
形状が変化したことを検知すると前記パターン部材64
の像が投影されているセンサ5の領域のみからの信号に
よって前述した(1)式及び(2)式で示す演算を行う
。その時の(2)式の結果をM8とすると、これは切換
えられた絞り6を通して二次光学系によりセンサ5上に
形成されたパターン部材64の投影像の相対的な位置な
センサ5の1ピツチを単位として表した値であり、−船
釣には絞り開口の正規位置からのずれによる影響を含ん
でいる。続いて演算手段62は、絞り開口の位置のずれ
がないとした時に得られべき(2)式の値M。を予めメ
モリ内に保持していて、それとの差 ΔM=Ms Mo ・・
・(11)を算出し、パラメータ決定手段63に送る。
パラメータ決定手段63はここで得られた6Mにより、
補正変換に必要なパラメータtを以下の式に従って算出
する。
補正変換に必要なパラメータtを以下の式に従って算出
する。
ΔM−P
””Xp’β。 −(12)ここでPは
センサ5のピッチ、XPは予定焦点面上におけるパター
ン部材64の中心の座標、β。は二次光学系の倍率であ
る。この値tは(9)式から明らかなように、絞り6を
切換えた際に生じた2つの光量分布の歪曲収差の差E
(xp )−E’ (xp ) ・ (13
)の変動量であり、前述したように、第12図の曲線の
傾きに相当するものである。従って、予定焦点面上の座
標Xpによらない定数となる。補正変換手段61はパラ
メータ決定手段63で決定されたパラメータtを用い、
後述するような補正方法により、センサ5の出力を補正
変換する。相関演算手段62は補正変換されたセンサ出
力より、(1)〜(3)式の演算を行い、焦点調節に必
要な最終結果を得る。
センサ5のピッチ、XPは予定焦点面上におけるパター
ン部材64の中心の座標、β。は二次光学系の倍率であ
る。この値tは(9)式から明らかなように、絞り6を
切換えた際に生じた2つの光量分布の歪曲収差の差E
(xp )−E’ (xp ) ・ (13
)の変動量であり、前述したように、第12図の曲線の
傾きに相当するものである。従って、予定焦点面上の座
標Xpによらない定数となる。補正変換手段61はパラ
メータ決定手段63で決定されたパラメータtを用い、
後述するような補正方法により、センサ5の出力を補正
変換する。相関演算手段62は補正変換されたセンサ出
力より、(1)〜(3)式の演算を行い、焦点調節に必
要な最終結果を得る。
上記パラメータtの決定は測距演算の度に行うことで常
に制度の良い焦点検出を行うことができるが、演算時間
の短縮を目的としてカメラの電源の投入の直後、または
絞り開口を切換えた直後の1回目の測距に先立ってのみ
パラメータtの決定を行い、それ以降は新たに絞り開口
が切換えられるまで同一のパラメータを用いるように構
成してもよい。
に制度の良い焦点検出を行うことができるが、演算時間
の短縮を目的としてカメラの電源の投入の直後、または
絞り開口を切換えた直後の1回目の測距に先立ってのみ
パラメータtの決定を行い、それ以降は新たに絞り開口
が切換えられるまで同一のパラメータを用いるように構
成してもよい。
次に、補正変換手段61の具体的な演算方法について説
明する。
明する。
最も一般的な補正方法は、補正前のセンサのn番目の画
素の出力をa、、とする時、補正後のm番目のセンサの
出力す、を係数knを用いてす、=Σkn an
++ (11)と線型変換するものである
。しかし、実際の二次光学系の歪曲収差の量はそれほど
大きくなく、1つの画素の補正変換後の出力は、隣接す
る2〜3画素の出力にのみ依存すると考えられるのでt
:)+++ =に、、−、an−1+kn an
・” (12)または、 bag = kn−+ an−+ + kn an +
knit an++・・・(13) 等の変換式を用いれば十分といえる。ここで歪曲収差の
量が大きくない場合には、m=nまたはm=n−1が成
立つ。上記係数knは、二次光学系や絞り開口の形状に
よって決る歪曲収差の関数であり、ある仮定の下に理論
的に導き出すことができる。
素の出力をa、、とする時、補正後のm番目のセンサの
出力す、を係数knを用いてす、=Σkn an
++ (11)と線型変換するものである
。しかし、実際の二次光学系の歪曲収差の量はそれほど
大きくなく、1つの画素の補正変換後の出力は、隣接す
る2〜3画素の出力にのみ依存すると考えられるのでt
:)+++ =に、、−、an−1+kn an
・” (12)または、 bag = kn−+ an−+ + kn an +
knit an++・・・(13) 等の変換式を用いれば十分といえる。ここで歪曲収差の
量が大きくない場合には、m=nまたはm=n−1が成
立つ。上記係数knは、二次光学系や絞り開口の形状に
よって決る歪曲収差の関数であり、ある仮定の下に理論
的に導き出すことができる。
まず上記(4)、(5)式よりXとX′の関係を導くと
・・・ (14)
ここでβ。=β0′と近似し、E(X)、E’(X)が
十分小さいとすると x =x [1−(E (X) E’ (X) )
]=x (1−t) ・・・(15)但
し、上記(l O)式より第12図の曲線の傾きがXに
よらず一定であることから定数tを用いてE (X)−
E” (X)=t ・ (16)とおいた。
十分小さいとすると x =x [1−(E (X) E’ (X) )
]=x (1−t) ・・・(15)但
し、上記(l O)式より第12図の曲線の傾きがXに
よらず一定であることから定数tを用いてE (X)−
E” (X)=t ・ (16)とおいた。
このtが前記のパラメータである。
今、−船釣に第1像の光量分布なg (x) 、第2像
の光量分布をf(x’)とすると、光量が等しければ両
者の間には g (x)dx=f (x′)dx ・= (17
)の関係がある。従って(15)式より dx =(1−t)dx =−(18)よ
って上記(17)式は g (x) dx =f (x (1−t) )(1−
t)dx−(19) 第1像の光量分布を検出するセンサ列の第n番目の画素
中心の座標なun 、センサピッチをPとすると、第n
番目の画素の出力a。はg (x)の変化がセンサピッ
チ内では十分小さいとして、=g (u、 ’)
P ・・・(20)更に(19)式から a、=f (’u、1 ′ (l−t) )N−t)P
・・・ (21) ここで an ””1−t ・・・(22)Lio
=u、” (1t) ・・・(23)と
すると A、=f (un )P −(24)
一方、第1のセンサ列上に第2の光量分布と同じ歪曲収
差をもって光量分布が形成されたと仮定した時に第1の
センサから得られるべき第m番目の画素の出力B、は =f (uaa ′) P ・・・
(25)従って u、−、<us ′≦un −(26)を
満たすnに対して補間を行って Bm = (An An−+ )
” ”−’ An−+un−u6
−H ・・・(27) となる。上記(27)式は第5図に示すように求めるへ
き出力B、を与えるun ′に最も近い2つの値しn
−1+ u nの出力値から直線補間を行ったものであ
り、上記(12)式で示す2つの係数を含む場合に相当
する。この他にも、例えばumに最も近い3つの点での
出力を用いて最小自乗法によりある関数を求め、補間を
行う等公知の補間法を適宜用いることができる。
の光量分布をf(x’)とすると、光量が等しければ両
者の間には g (x)dx=f (x′)dx ・= (17
)の関係がある。従って(15)式より dx =(1−t)dx =−(18)よ
って上記(17)式は g (x) dx =f (x (1−t) )(1−
t)dx−(19) 第1像の光量分布を検出するセンサ列の第n番目の画素
中心の座標なun 、センサピッチをPとすると、第n
番目の画素の出力a。はg (x)の変化がセンサピッ
チ内では十分小さいとして、=g (u、 ’)
P ・・・(20)更に(19)式から a、=f (’u、1 ′ (l−t) )N−t)P
・・・ (21) ここで an ””1−t ・・・(22)Lio
=u、” (1t) ・・・(23)と
すると A、=f (un )P −(24)
一方、第1のセンサ列上に第2の光量分布と同じ歪曲収
差をもって光量分布が形成されたと仮定した時に第1の
センサから得られるべき第m番目の画素の出力B、は =f (uaa ′) P ・・・
(25)従って u、−、<us ′≦un −(26)を
満たすnに対して補間を行って Bm = (An An−+ )
” ”−’ An−+un−u6
−H ・・・(27) となる。上記(27)式は第5図に示すように求めるへ
き出力B、を与えるun ′に最も近い2つの値しn
−1+ u nの出力値から直線補間を行ったものであ
り、上記(12)式で示す2つの係数を含む場合に相当
する。この他にも、例えばumに最も近い3つの点での
出力を用いて最小自乗法によりある関数を求め、補間を
行う等公知の補間法を適宜用いることができる。
以上は2つの光量分布のうち第1像についてのみ補正変
換する場合について述べたものであるが、第2像の光量
分布のみを補正変換する場合には、上記(15)式の代
りに x=x” (1+t) −(28)とし
、これまでの式においてXをX′で、tを−1で置換え
ればよい。また、2つの光量分布の両方を補正変換する
ことも可能であり、その際にはそれぞれの変換式におい
てtをt/2で置換えればよい。
換する場合について述べたものであるが、第2像の光量
分布のみを補正変換する場合には、上記(15)式の代
りに x=x” (1+t) −(28)とし
、これまでの式においてXをX′で、tを−1で置換え
ればよい。また、2つの光量分布の両方を補正変換する
ことも可能であり、その際にはそれぞれの変換式におい
てtをt/2で置換えればよい。
本実施例によれば、開口形状の変化に際して生じる開口
の重心位置の正規位置からのずれ量に関係づけられた、
対物レンズの予定焦点面付近に配置されたパターン部材
に関する光量分布に対して得られるパラメータに基づい
て補正変換された信号により相関演算し、焦点検出を行
うようにしている為、絞りの位置を検出するための新た
な検出手段を必要とすることなく、該絞りの切換えに伴
う焦点検出精度の低下という問題が解決され、どの様な
明るさのレンズが用いられても最適な焦点検出を行うこ
とが可能となる。
の重心位置の正規位置からのずれ量に関係づけられた、
対物レンズの予定焦点面付近に配置されたパターン部材
に関する光量分布に対して得られるパラメータに基づい
て補正変換された信号により相関演算し、焦点検出を行
うようにしている為、絞りの位置を検出するための新た
な検出手段を必要とすることなく、該絞りの切換えに伴
う焦点検出精度の低下という問題が解決され、どの様な
明るさのレンズが用いられても最適な焦点検出を行うこ
とが可能となる。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、対物レンズの予
定焦点面付近に配置されるパターン部材と、センサより
の信号出力を補正変換する補正変換手段と、該補正変換
手段からの補正変換信号より光量分布の相対的な位置関
係を検出すると共に、絞りの開口形状の変化に際して生
じる開口の重心位置の正規位置からのずれ量に関係づけ
られて決定されたパラメータにて求められた前記補正変
換手段からの補正変換信号に基づいて焦点検出を行う相
関演算手段と、二次光学系により前記センサ上に形成さ
れる前記パターン部材に関する光量分布に対して得られ
る前記相関演算手段の結果から前記パラメータを決定す
るパラメータ決定手段とを設け、以て、前記パラメータ
によってセンサ信号出力を補正変換することで、絞りの
開口形状の変化、に際して生じる開口の重心位置の正規
位置からのずれ量を補正するようにしたから、絞りの位
置を検出するための新たな検出手段を必要とせずに、該
絞りの切換えに伴う焦点検出精度の低下を防止すること
が可能となる。
定焦点面付近に配置されるパターン部材と、センサより
の信号出力を補正変換する補正変換手段と、該補正変換
手段からの補正変換信号より光量分布の相対的な位置関
係を検出すると共に、絞りの開口形状の変化に際して生
じる開口の重心位置の正規位置からのずれ量に関係づけ
られて決定されたパラメータにて求められた前記補正変
換手段からの補正変換信号に基づいて焦点検出を行う相
関演算手段と、二次光学系により前記センサ上に形成さ
れる前記パターン部材に関する光量分布に対して得られ
る前記相関演算手段の結果から前記パラメータを決定す
るパラメータ決定手段とを設け、以て、前記パラメータ
によってセンサ信号出力を補正変換することで、絞りの
開口形状の変化、に際して生じる開口の重心位置の正規
位置からのずれ量を補正するようにしたから、絞りの位
置を検出するための新たな検出手段を必要とせずに、該
絞りの切換えに伴う焦点検出精度の低下を防止すること
が可能となる。
第1図は本発明の一実施例における焦点検出装置の概略
構成を示す図、第2図は第1図図示絞りの構成を示す図
、第3図は第1図図示パターン部材の構成及び視野マス
クとの位置関係を示す図、第4図は第3図の変形例を示
す図、第5図は本実施例における補間について説明する
図、第6図は従来の焦点検出系を示す図、第7図は同じ
くセンサ出力の一例を示す図、第8図(a)〜(d)は
同じく対物レンズの射出瞳面上での断面を示す図、第9
図(a)〜(c)は同じく異なる明るさのレンズに対応
して選択される絞り開口の大きさを示す図、第10図は
同じく視野範囲全域に渡る対を成す光Iよ 量分布面線が適正な場合を示す図、第11図、同じく二
次光学系と絞りとの間に位置ずれを生じた場合を示す図
、第12図は第10図の対を成す光量分布曲線が適正で
なくなった場合を示す図、第13図は第10図乃至第1
2図の様な状態時におけるセンサ出力状態について示す
図である。 2・・・・・・視野マスク、3・・・・・・フィールド
レンズ、4・・・・・・二次光学系、5・・・・・・セ
ンサ、6・・・・・・絞り、60・・・・・・絞り制御
手段、61・・・・・・補正変換手段、62・・・・・
・相関演算手段、63・・・・・・パラメータ決定手段
、64・・・・・・パターン部材。
構成を示す図、第2図は第1図図示絞りの構成を示す図
、第3図は第1図図示パターン部材の構成及び視野マス
クとの位置関係を示す図、第4図は第3図の変形例を示
す図、第5図は本実施例における補間について説明する
図、第6図は従来の焦点検出系を示す図、第7図は同じ
くセンサ出力の一例を示す図、第8図(a)〜(d)は
同じく対物レンズの射出瞳面上での断面を示す図、第9
図(a)〜(c)は同じく異なる明るさのレンズに対応
して選択される絞り開口の大きさを示す図、第10図は
同じく視野範囲全域に渡る対を成す光Iよ 量分布面線が適正な場合を示す図、第11図、同じく二
次光学系と絞りとの間に位置ずれを生じた場合を示す図
、第12図は第10図の対を成す光量分布曲線が適正で
なくなった場合を示す図、第13図は第10図乃至第1
2図の様な状態時におけるセンサ出力状態について示す
図である。 2・・・・・・視野マスク、3・・・・・・フィールド
レンズ、4・・・・・・二次光学系、5・・・・・・セ
ンサ、6・・・・・・絞り、60・・・・・・絞り制御
手段、61・・・・・・補正変換手段、62・・・・・
・相関演算手段、63・・・・・・パラメータ決定手段
、64・・・・・・パターン部材。
Claims (1)
- (1)対物レンズの瞳の異なる領域からの光束により少
なくとも1対の光量分布を形成するための二次光学系と
、該二次光学系を透過する光束を制限するための形状可
変な開口を有する絞りと、該絞りの開口形状を変化させ
るための絞り制御手段と、前記二次光学系によって形成
された光量分布を検出し、信号出力として取り出すため
のセンサとを備えた焦点検出装置において、前記対物レ
ンズの予定焦点面付近に配置されるパターン部材と、前
記センサよりの信号出力を補正変換する補正変換手段と
、該補正変換手段からの補正変換信号より光量分布の相
対的な位置関係を検出すると共に、前記絞りの開口形状
の変化に際して生じる開口の重心位置の正規位置からの
ずれ量に関係づけられて決定されたパラメータにて求め
られた前記補正変換手段からの補正変換信号に基づいて
焦点検出を行う相関演算手段と、前記二次光学系により
前記センサ上に形成される前記パターン部材に関する光
量分布に対して得られる前記相関演算手段の結果から前
記パラメータを決定するパラメータ決定手段とを設けた
ことを特徴とする焦点検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16514090A JPH0456811A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 焦点検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16514090A JPH0456811A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 焦点検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456811A true JPH0456811A (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=15806655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16514090A Pending JPH0456811A (ja) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | 焦点検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456811A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003041701A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Kokuyo Co Ltd | 天井パネルの取り付け構造、連結部材 |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP16514090A patent/JPH0456811A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003041701A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Kokuyo Co Ltd | 天井パネルの取り付け構造、連結部材 |
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