JPH0456812A - focus detection device - Google Patents
focus detection deviceInfo
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- JPH0456812A JPH0456812A JP16514190A JP16514190A JPH0456812A JP H0456812 A JPH0456812 A JP H0456812A JP 16514190 A JP16514190 A JP 16514190A JP 16514190 A JP16514190 A JP 16514190A JP H0456812 A JPH0456812 A JP H0456812A
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Application of the Invention) The present invention relates to an improvement in a focus detection device disposed in a camera or the like.
(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5図に示すものがある。(Background of the Invention) Various types of focus detection devices for cameras and the like have been proposed, and an example thereof is shown in FIG.
第5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。In Fig. 5, 1 is an objective lens, 2 is a field mask placed near the planned focal plane of objective lens 1, 3 is also a field lens, and 4 is placed symmetrically with respect to the optical axis of objective lens 1. A secondary optical system composed of two lenses 4-1.4-2, 5 denotes the two lenses 4-1.4-
Two sensor rows 5- corresponding to 2 and arranged behind it
1° 5-2; 6 is a diaphragm having two openings 6-1.6-2 arranged corresponding to the two lenses 4-1.4-2; 7 is a divided sensor; The exit pupil of the objective lens 1 constituted by two regions 7-1 and 7-2 is shown. Note that the field lens 3 has the aperture 6-1, 6-2 located in the exit pupil area 7-1 of the objective lens 1.
It has the effect of forming an image in the vicinity of 7-2, and each area 7-
The light beams transmitted through the sensor arrays 5-1 and 5-2 form light quantity distributions on the sensor arrays 5-1 and 5-2, respectively.
この第5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。In the focus detection system shown in FIG. 5, when the imaging point of the objective lens 1 is in front of the planned focal plane,
When the light intensity distributions formed on -1.5-2 are close to each other and the imaging point of the objective lens 1 is behind the planned focal plane, the two sensor rows 5-1.5 -2
The light quantity distributions formed on each side are separated from each other. Since the amount of deviation in the light intensity distribution formed on the two sensor rows 5-1 and 5-2 has a certain functional relationship with the amount of defocus of the objective lens 1, the amount of deviation is calculated by an appropriate calculation means. Then, the direction and amount of defocus of the objective lens 1 can be detected.
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。これにより求められた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=に−M ・・・(1)
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。A method for calculating the amount of deviation between the two light intensity distributions described above is disclosed, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 107313/1983 by the present applicant. The easiest way to calculate the amount of defocus d of the objective lens 1 from the amount of deviation M between the two light intensity distributions obtained from this is to use the constant of proportionality K, assuming that both are approximately proportional, and calculate d=-M...・(1)
This is determined by the following. Furthermore, by improving this formula, d and M
An arithmetic method that takes into account the nonlinearity of is also disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 107311/1983, but a detailed explanation will be omitted here.
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。In such a focus detection device, in order to perform accurate focus detection, the common portion of the light amount distribution formed on the two sensor rows must be the same.
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6図は第5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。The first condition for this is that the light quantity levels of the two light quantity distributions must match. FIG. 6 shows a cross section of the objective lens 1 in FIG. 5 on the exit pupil 7 plane.
第6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6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6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。In FIG. 6(a), 8 is the exit pupil of the objective lens 1, and 9
-1.9-2 indicates the projected image of the aperture 6-1.6-2 of the aperture 6 formed by the field lens 3 on the exit pupil plane, that is, the entrance pupil of the focus detection system. Since the amount of light on the sensor surface is considered to be proportional to the area of the entrance pupil of the focus detection system, the exit pupil 8 of the objective lens 1 is located at the entrance pupil 9-1.9 of the focus detection system as shown in FIG. -2, two sensor rows 5-1°5-
The amount of light on 2 becomes equal. On the other hand, as shown in FIG. 6(b), for example, some error occurs, and the objective lens 1
When a part of the entrance pupil 9-2 of the focus detection system is blocked by the exit pupil 8 of the lens, the amount of light on the corresponding sensor row 5-2 decreases.
方、第6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6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5図のような焦点検出系を
構成する場合には、第6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。On the other hand, as shown in Fig. 6(C), the entrance pupils 9-1 and 9-2 of the focus detection system are not completely included in the exit pupil 10 of the objective lens 1, but the occluded side of the two is symmetrical. If 2
The decrease in the amount of light on the two sensor rows 5-1 and 5-2 is the same, and the light amount levels match. However, Fig. 6 (
C) is a special condition, and if there is even a slight error, 2
If the blocked side of the two entrance pupils becomes asymmetrical, the light levels will not match. Therefore, when constructing a focus detection system as shown in FIG. 5, even if a certain amount of error occurs as shown in FIG. 6(d), the entrance pupil 11-1.
The size of the diaphragm aperture 6-1, 6-2 of the focus detection system is determined with sufficient margin so that the exit pupil 8 of the objective lens 1 does not block the exit pupil 8 of the objective lens 1. Especially when the photographic lens, which is the objective lens, is replaceable, such as in an eye reflex camera, the aperture aperture is set small to match the one with the smallest exit pupil diameter of all the photographic lenses that should be available. There is a need to. In this case, for a bright photographic lens, focus detection is performed at the expense of brightness and accuracy.
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0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7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。As one solution to these problems, a method has been proposed in which the aperture size of the aperture in the focus detection system is made variable according to the brightness of the photographic lens. Classified into three categories based on the aperture F number: standard brightness lenses, bright lenses, and dark lenses.
For each, a diaphragm having an aperture size and shape as shown in FIGS. 7(a), 7(b), and 7c is selected and used by arranging it in correspondence with the secondary optical system 57. This makes it possible to effectively utilize the luminous flux from the photographic lens, and to prevent the necessary luminous flux from being blocked by the exit pupil of the photographic lens.
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。In addition, the second condition for ensuring the sameness of the common portion of the light amount distribution formed on the two sensor rows is the interval between corresponding positions of the light amount distribution on the two sensor rows 5-1.5-2. is constant over the entire visual field range in which focus detection is performed.
即ち、第5図において予定焦点面上の光軸からyだけ離
れた点AOに対応する2つのセンサ列5−1.5−2上
での像点A、、A2の光軸を原点とするセンサ列方向の
座標をそれぞれYl (y)、Y2 (y)とすると
、Z (y)=Y1 (y) Y2 (y)
−(2)が視野範囲内の任意のyに対して不変であるこ
とである。今、yを縦軸に取″す、基準となる波長に対
するy=Qの時の2の値との差
△Z (y) =Z (y) −Z (0) ・・
・(3)を横軸にとってグラフを描くと、例えば第8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。That is, in FIG. 5, the origin is the optical axis of image points A, A2 on the two sensor arrays 5-1, 5-2, which correspond to the point AO that is y apart from the optical axis on the planned focal plane. Letting the coordinates in the sensor row direction be Yl (y) and Y2 (y), respectively, Z (y) = Y1 (y) Y2 (y)
-(2) is invariant for any y within the field of view. Now, taking y on the vertical axis, the difference between the reference wavelength and the value of 2 when y=Q is △Z (y) = Z (y) −Z (0)...
- If you draw a graph with (3) as the horizontal axis, it will look like the one shown in Figure 8, for example. The solid line shows the characteristics for a standard wavelength of light, such as the d-line, and the broken line shows the characteristics for a different wavelength, such as the g-line. In this figure, if both curves coincide with the vertical axis, it can be said that the interval between corresponding positions of the light amount distribution on the two sensor arrays is constant over the entire visual field range in which focus detection is performed.
第5図に示すような焦点検出系の絞り開口の切換えを行
う場合、第8図で示される焦点検出系の性能が常に良好
な状態に維持されなければならない。しかしながら、絞
り開口の切換えを行うことは焦点検出に利用する光束を
変化させることを意味し、一般にはそのような事は期待
し得ない。When switching the aperture aperture of the focus detection system as shown in FIG. 5, the performance of the focus detection system shown in FIG. 8 must always be maintained in a good state. However, switching the diaphragm aperture means changing the luminous flux used for focus detection, and generally such a thing cannot be expected.
例えば、第7図(a)の絞り開口に対して第8図に示す
ような比較的良好な性能が得られるとしても、絞り開口
を第7図(b)に切換えた場合には第9図のように、ま
た、絞り開口を第7図(c)に切換えた場合には第10
図のように上記性能が変化し、焦点検出精度が低下して
しまう。特に第7図に示す様に2つの絞り開口の重心間
の距離が各状態でり、、L2.L3というように異なる
場合には、この変化が顕著となる。For example, even if a relatively good performance as shown in FIG. 8 can be obtained with the aperture shown in FIG. 7(a), if the aperture is changed to the aperture shown in FIG. 7(b), In addition, when the aperture aperture is changed to that shown in FIG. 7(c), the 10th
As shown in the figure, the above-mentioned performance changes and the focus detection accuracy decreases. In particular, as shown in FIG. 7, the distance between the centers of gravity of the two diaphragm apertures is different for each state, L2. In the case of a difference such as L3, this change becomes remarkable.
このように1つの焦点検出系に対して、開口形状の異な
る複数の絞りを切換えて用い、なお且つ焦点検出精度を
常に保つことは非常に困難である。In this way, it is extremely difficult to switch and use a plurality of apertures with different aperture shapes for one focus detection system and to always maintain focus detection accuracy.
(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。(Object of the Invention) An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and prevent a decrease in focus detection accuracy caused by switching the aperture without requiring a new detection means for detecting the position of the aperture. An object of the present invention is to provide a focus detection device that can perform the following functions.
(発明の特徴)
上記目的を達成するために、本発明は、絞り制御手段に
よる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た1つのパラ
メータによってセンサ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1対の
光量分布の相対的な位置関係を検出すると共に、決定さ
れたパラメータにより求められた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、少なくとも異なる3
つの前記パラメータの値に対して得られる前記相関演算
手段の結果から1つのパラメータの値を決定するパラメ
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。(Features of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides a sensor using one parameter related to the amount of deviation of the center of gravity of the aperture from the normal position that occurs when the aperture shape of the aperture is changed by the aperture control means. A correction conversion means for correcting and converting the signal output, and detecting the relative positional relationship of a pair of light quantity distributions from the correction conversion signal from the correction conversion means, and based on the correction conversion signal obtained from the determined parameters. correlation calculation means for performing focus detection, and at least three different
and a parameter determining means for determining the value of one parameter from the result of the correlation calculation means obtained for the values of the two parameters, and by correcting and converting the sensor signal output according to the parameter, the aperture can be adjusted. The present invention is characterized in that the amount of deviation of the center of gravity of the aperture from the normal position that occurs when the aperture shape changes is corrected.
(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
。(Embodiments of the Invention) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
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5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7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。FIG. 1 is a diagram showing the basic configuration of a focus detection device that is an embodiment of the present invention, and parts common to the focus detection system in FIG. 5 are given the same reference numerals. However, here the aperture is 6
Assume that the shape of the pair of openings is variable as shown in FIG. 7, for example.
第1図において、60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や、液晶やEC等
の光の透過状態を電気的に変化させることが可能な素子
により絞り6を構成する方法が考えられる。61はセン
サ5より出力される信号を受け、光量分布の歪を補正変
換する補正変換手段、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相関演算手段である
。In FIG. 1, reference numeral 60 denotes an aperture control means for varying the aperture 6 in accordance with the lens used. Specific methods for realizing this include, for example, as shown in FIG. 2, a method of moving the diaphragm 6 having a plurality of pairs of apertures with different shapes in the direction of arrow 71 in the same figure, and One possible method is to configure the diaphragm 6 with an element that can electrically change the transmission state of light. Reference numeral 61 denotes a correction conversion means for receiving a signal output from the sensor 5 and correcting and converting the distortion of the light quantity distribution. Reference numeral 62 denotes a correlation calculating means for receiving the corrected and converted signal and detecting the relative positional relationship thereof.
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開口形状を変化させると共
に、選択された絞り6の開口形状に関する情報を前記補
正変換手段61に送る。該補正変換手段61は絞り制御
手段60からの情報に応じてその補正変換の方法を変化
させるか、もしくは選択することにより、本発明の目的
が達成される。前述したように、絞り6の開口形状に関
する情報として最も重要なものは、開口の重心間の距離
である。尚、一方のセンサ出力のみを補正変換し、他方
の歪曲状態にあわせる構成とすることも可能である。In the above configuration, the aperture control means 60 changes the aperture shape of the aperture in response to an external signal, and sends information regarding the aperture shape of the selected aperture 6 to the correction conversion means 61. The object of the present invention is achieved by the correction conversion means 61 changing or selecting the correction conversion method according to the information from the aperture control means 60. As mentioned above, the most important piece of information regarding the aperture shape of the diaphragm 6 is the distance between the centers of gravity of the apertures. Note that it is also possible to adopt a configuration in which only one sensor output is corrected and converted to match the distortion state of the other sensor.
次に、上記補正手段61の具体的な演算方法について説
明する。Next, a specific calculation method of the correction means 61 will be explained.
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、を係数に7を用いてす、=Σknan
−(4)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bs ”
kn−+ an−+ + kn tan ””
(5)または、
bm = k n−+ a n−1+ k n
an + kn会+ a nil・・・ (6
)
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る。補正変換手段61は
、これらの係数を保持するメモリ部を有し、絞り6の切
換えに応じて、必要な係数を読み出して補正変換を行う
。The most common correction method uses the output of the nth pixel of the sensor before correction as a. When , the output of the m-th sensor after correction is used as a coefficient of 7, = Σknan
−(4) and linear transformation. However, the amount of distortion in the actual secondary optical system is not so large, and the output after correction conversion of one pixel is
It is considered that it depends only on the output of the pixel, so bs”
kn-+ an-+ + kn tan ""
(5) Or, bm = k n-+ a n-1+ k n
an + kn meeting + a nil... (6
) is sufficient. Here, when the amount of distortion aberration is not large, m=n or m=n-1 holds true. The coefficient kn is a function of distortion determined by the shape of the secondary optical system and the aperture aperture. The correction conversion means 61 has a memory section that holds these coefficients, and reads out necessary coefficients and performs correction conversion in response to switching of the aperture 6.
次に、具体的な係数と歪曲収差の関係を説明する。Next, the relationship between specific coefficients and distortion will be explained.
第3図は第1図の焦点検出系の第1の光量分布に関わる
光束の主光線のみを示した図である。この図において、
センサ列5−1上にその列方向に座標軸X、予定焦点面
7上の視野方向に座標軸Xをとる。但し、両座標軸x、
Xの原点は光学的に対応しているものとする。すなわち
、x=oから出る主光線はセンサ列上のX=○の点に到
達するものとする。この座標系を用いて、二次結像系に
よる結像が歪曲収差h (x)X100%によってX=
βo x (1+h (x) )
−−(7)で関係付けられているとする。但しβ。は基
準となる横倍率で、例えばx=Oでの倍率である。FIG. 3 is a diagram showing only the principal ray of the light flux related to the first light amount distribution of the focus detection system of FIG. 1. In this diagram,
A coordinate axis X is set on the sensor row 5-1 in the row direction, and a coordinate axis X is set on the predetermined focal plane 7 in the visual field direction. However, both coordinate axes x,
It is assumed that the origins of X correspond optically. That is, it is assumed that the chief ray emitted from x=o reaches the point X=○ on the sensor array. Using this coordinate system, the image formed by the secondary imaging system has a distortion aberration h (x)X100%, so that X=
βo x (1+h (x) )
--Assume that they are related by (7). However, β. is a reference horizontal magnification, for example, the magnification when x=O.
船釣には、予定焦点面7上の座標Xを基準にした、歪曲
収差H(X) 、横倍率β。′を用いた式%式%(8)
を考えるのが普通であるが、説明の都合上、上記(7)
式を用いることにする。上記(7)(8)式は同一の内
容を示したものであり、理論上の差異はない。For boat fishing, the distortion aberration H(X) and the lateral magnification β are based on the coordinate X on the planned focal plane 7. Although it is normal to consider the formula % formula % (8) using
We will use the formula. The above formulas (7) and (8) indicate the same content, and there is no theoretical difference.
今、センサ5上の光量分をg (x) 、予定焦点面7
上の光量分布(但し、光量分布g (x)を形成する光
束のみによる光量分布)をf (x)とすると、光量に
損失がなければ両者の間にはg (x)dx=f (X
)dx ・・・(9)の関係がある。従って(
7)式よりh (x)のXによる変動が十分小さいとし
て
dx=[βo x (1+h (x))十βo ’
X (1+h (x) ) ] dx=βo x
(1+h (x))dx・・・・・・ (10)
よって上記(9)式は
g (x)dx=f (β。x (1+h (x) )
)×βo (1+h (x) )
・・・・・・(11)
センサ列の第n番目の画素中心の座標なu7センサビツ
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 (un ’) P ・・
・ (12)更に(11)式から
an=f(βoun (1+h(un ’)))×
βo (1+h (url’) ) Pここで
un=βo un (1+ h (un ’
)・・・ (15)
すると
A、=f (uo)P73o −(16
)一方、歪曲収差がないとしたときに得られるべき第m
番目の画素の出力B、は
岬f (u鵬 ′βo)pβQ
=f(vs)pβ0
・・・ (17)
但し
V sa ” u m β0
従って
url−、<v、 ’≦uI。Now, the amount of light on the sensor 5 is g (x), and the planned focal plane 7
If the above light intensity distribution (the light intensity distribution due only to the light flux forming the light intensity distribution g (x)) is f (x), then if there is no loss in light intensity, there will be g (x)dx=f (X
)dx...There is the relationship shown in (9). Therefore (
7) From formula, assuming that the variation of h (x) due to X is sufficiently small, dx = [βo x (1+h (x)) + βo'
X (1+h (x) )] dx=βo x
(1+h (x))dx... (10) Therefore, the above equation (9) is g (x)dx=f (β.x (1+h (x))
)×βo (1+h (x) ) (11) If u7 sensor bit, which is the coordinate of the center of the n-th pixel in the sensor row, is P, then the output a of the n-th pixel. is g (x
) is sufficiently small within the sensor pitch, =g (un') P...
・(12) Furthermore, from equation (11), an=f(βoun (1+h(un')))×
βo (1+h (url') ) P where un=βo un (1+ h (un'
)... (15) Then A, = f (uo)P73o - (16
) On the other hand, the m-th value that should be obtained when there is no distortion
The output B of the th pixel is f(u ′βo) pβQ = f(vs) pβ0 (17) where V sa ” um β0 Therefore url−, <v, ′≦uI.
を満たすnに対して補間を行って
・・・ (18)
・・・ (19)
・・・ (20)
となる。上記(20)式は第4図に示すように求めるべ
き出力B、を与えるv、′に最も近い2つの値u 、、
−+ l u nの出力値から直線補間を行ったもので
あり、上記(5)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■、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。Interpolation is performed for n that satisfies... (18) ... (19) ... (20). As shown in Fig. 4, the above equation (20) gives the output B to be determined using the two values u closest to v,'.
−+ l u n is obtained by performing linear interpolation from the output value, and corresponds to the case where the two coefficients shown in the above equation (5) are included. In addition, a known interpolation method may be used as appropriate, such as calculating a certain function by the least squares method using the outputs at the three points closest to ■, and performing interpolation.
第2の光量分布に関してセンサ列5−2上にXと同様の
座標軸X′を定義し、歪曲収差をi(X )とすると
、上記式において、XをXに、h (x)をi (x
’ )に置き換えることで補正変換の式が導き出される
。両光量分布の対称性により製作上の誤差がなければ
h (x)=i (−x) −(20)が
成立する。さらに、2つの光量分布のうち、方のみを補
正変換し、他方の歪曲に合せることも可能である。例え
ば第1の光量分布のみを補正変換するには、これまでの
式において、h (x)をh (x) −i (x)で
置き換えれば良い。Assuming that a coordinate axis X' similar to X is defined on the sensor row 5-2 regarding the second light intensity distribution, and the distortion is i(X), in the above equation, X is X and h (x) is i ( x
' ), a correction conversion formula can be derived. Due to the symmetry of both light quantity distributions, h (x) = i (-x) - (20) holds if there is no manufacturing error. Furthermore, it is also possible to correct and transform only one of the two light quantity distributions to match the distortion of the other. For example, in order to correct and transform only the first light amount distribution, h (x) in the previous equations may be replaced with h (x) −i (x).
上記歪曲収差を表すh (x)やi (x’ )は設計
値として求めることができる。また、個々の焦点検出系
について測定した値を用いることにより、製作誤差を考
慮した補正が達成される。h (x) and i (x') representing the above-mentioned distortion can be determined as design values. Further, by using values measured for each focus detection system, correction that takes manufacturing errors into account can be achieved.
本実施例によれば、補正変換手段61は、絞り制御手段
60より送られてくる絞り開口形状の情報に適した補正
係数を、予め保持している内部メモリ部より選択し、該
補正係数によりセンサ5からの信号出力を補正変換し、
この補正変換信号を受ける相関演算手段62は該補正変
換信号に基づいて1対の光量分布の相対的な位置関係を
検出し、焦点検出を行うように構成している為、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。According to this embodiment, the correction conversion means 61 selects a correction coefficient suitable for the information on the aperture shape sent from the aperture control means 60 from an internal memory section held in advance, and uses the correction coefficient. Correcting and converting the signal output from sensor 5,
The correlation calculation means 62 that receives this correction conversion signal is configured to detect the relative positional relationship between the pair of light quantity distributions based on the correction conversion signal and perform focus detection, so the position of the aperture is detected. This solves the problem of a decrease in focus detection accuracy caused by switching the aperture, without requiring a new detection means for the purpose of the diaphragm, and enables optimal focus detection no matter what brightness of the lens is used. becomes possible.
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、絞り制御手段に
よる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た1つのパラ
メータによってセンサ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1対の
光量分布の相対的な位置関係を検出すると共に、決定さ
れたパラメータにより求められた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、少なくとも異なる3
つの前記パラメータの値に対して得られる前記相関演算
手段の結果から1つのパラメータの値を決定するパラメ
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。(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the sensor is controlled by one parameter related to the amount of deviation of the center of gravity of the aperture from the normal position, which occurs when the aperture shape of the aperture is changed by the aperture control means. A correction conversion means for correcting and converting the signal output, and detecting the relative positional relationship of a pair of light quantity distributions from the correction conversion signal from the correction conversion means, and based on the correction conversion signal obtained from the determined parameters. correlation calculation means for performing focus detection, and at least three different
and a parameter determining means for determining the value of one parameter from the result of the correlation calculation means obtained for the values of the two parameters, and by correcting and converting the sensor signal output according to the parameter, the aperture can be adjusted. Since the shift amount of the center of gravity of the aperture from the normal position that occurs when the aperture shape changes is corrected, there is no need for a new detection means to detect the position of the aperture. It becomes possible to prevent a decrease in detection accuracy.
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図は本実施例における一方の光量分布に関わる光
束の主光線を示す図、第4図は同じく補間について説明
する図、第5図は従来の焦点検出系を示す図、第6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7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
已
図、第8Aは同じく視野範囲全域に渡る対を成す光量分
布曲線が適正な場合を示す図、第9図及び第1o図は第
8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。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a focus detection device in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the diaphragm shown in FIG. 1, and FIG. 3 is related to one light amount distribution in this embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the principal ray of the luminous flux, FIG. 4 is a diagram also explaining interpolation, FIG. 5 is a diagram showing a conventional focus detection system, and FIG.
Figures a) to (d) are diagrams showing cross sections of the objective lens on the exit pupil plane, and Figures 7 (a) to (C) are diagrams showing the sizes of aperture apertures selected corresponding to lenses of different brightness. Fig. 8A is a diagram showing the case where the pair of light intensity distribution curves over the entire viewing range is appropriate, and Figs. It is a figure which shows the case where it disappears. 2...Field mask, 3...Field lens, 4...Secondary optical system, 5...Sensor, 6...Aperture, 60... Aperture control means, 61... Correction conversion means, 62...
・Correlation calculation means.
Claims (1)
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、前記絞り制
御手段による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た1
つのパラメータによって前記センサ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1対の光量分布の相対的な位置関係を検出すると
共に、決定されたパラメータにより求められた補正変換
信号に基づいて焦点検出を行う相関演算手段と、少なく
とも異なる3つの前記パラメータの値に対して得られる
前記相関演算手段の結果から1つのパラメータの値を決
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。(1) A secondary optical system for forming at least one pair of light intensity distributions using light fluxes from different regions of the pupil of the objective lens, and a variable-shape aperture for limiting the light flux that passes through the secondary optical system. A focus detection device comprising: a diaphragm having a diaphragm; a diaphragm control means for changing the aperture shape of the diaphragm; and a sensor for detecting a light amount distribution formed by the secondary optical system and extracting it as a signal output, 1 related to the amount of deviation of the center of gravity of the aperture from the normal position, which occurs when the aperture shape of the aperture is changed by the aperture control means.
a correction conversion means for correcting and converting the sensor signal output using two parameters; Correlation calculation means for performing focus detection based on a correction conversion signal, and parameter determination means for determining the value of one parameter from the results of the correlation calculation means obtained for at least three different values of the parameter. A focus detection device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16514190A JPH0456812A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | focus detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16514190A JPH0456812A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | focus detection device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0456812A true JPH0456812A (en) | 1992-02-24 |
Family
ID=15806674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16514190A Pending JPH0456812A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | focus detection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0456812A (en) |
-
1990
- 1990-06-22 JP JP16514190A patent/JPH0456812A/en active Pending
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