JPH0875548A - イメージセンサーシステムおよび自動焦点検出装置 - Google Patents
イメージセンサーシステムおよび自動焦点検出装置Info
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- JPH0875548A JPH0875548A JP6213449A JP21344994A JPH0875548A JP H0875548 A JPH0875548 A JP H0875548A JP 6213449 A JP6213449 A JP 6213449A JP 21344994 A JP21344994 A JP 21344994A JP H0875548 A JPH0875548 A JP H0875548A
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- image
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、常に高い精度で焦点検出を行う為
に、アンプ・ゲインを切り換えると飽和レベルが変わる
場合でも適当な大きさの画像出力を得る事を目的として
いる。 【構成】 イメージセンサーシステムにおいて、光学系
により結像された被写体像の光強度分布に応じた画像信
号を出力するイメージセンサーと、前記イメージセンサ
ーからの画像信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段
の増幅率を所定の増幅率に切り換える増幅率切り換え手
段と、前記増幅率に応じて選択された前記イメージセン
サー出力の目標値と増幅された画像出力と増幅率とに基
づいて前記イメージセンサーの蓄積時間を算出する蓄積
時間算出手段と、前記該蓄積時間算出手段によって算出
された蓄積時間に基づいて前記イメージセンサーの動作
を制御するイメージセンサー制御手段とを備える構成と
した。
に、アンプ・ゲインを切り換えると飽和レベルが変わる
場合でも適当な大きさの画像出力を得る事を目的として
いる。 【構成】 イメージセンサーシステムにおいて、光学系
により結像された被写体像の光強度分布に応じた画像信
号を出力するイメージセンサーと、前記イメージセンサ
ーからの画像信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段
の増幅率を所定の増幅率に切り換える増幅率切り換え手
段と、前記増幅率に応じて選択された前記イメージセン
サー出力の目標値と増幅された画像出力と増幅率とに基
づいて前記イメージセンサーの蓄積時間を算出する蓄積
時間算出手段と、前記該蓄積時間算出手段によって算出
された蓄積時間に基づいて前記イメージセンサーの動作
を制御するイメージセンサー制御手段とを備える構成と
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動焦点検出カメラに
於ける自動焦点検出装置および自動焦点検出方法に関す
るものである。
於ける自動焦点検出装置および自動焦点検出方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】自動焦点検出カメラは撮影画面の中央部
等に焦点検出領域を有し、この焦点検出領域に捉えられ
た被写体に対して合焦となるように撮影レンズを自動的
に駆動する。従って撮影者は撮影しようとする被写体
（以後主要被写体と略す）を撮影画面内の焦点検出領域
に位置させることによって主要被写体に対して合焦させ
る事が出来る。
等に焦点検出領域を有し、この焦点検出領域に捉えられ
た被写体に対して合焦となるように撮影レンズを自動的
に駆動する。従って撮影者は撮影しようとする被写体
（以後主要被写体と略す）を撮影画面内の焦点検出領域
に位置させることによって主要被写体に対して合焦させ
る事が出来る。
【０００３】従来より、カメラの自動焦点検出装置に於
ける焦点検出方式の１つとして、被写体の視差を有する
２像を１対のイメージセンサー上に導き、該１対のイメ
ージセンサーの画像出力から該２像の相対的ずれ量を算
出して合焦状態を判別する位相差検出方式が知られてい
る。この方式を図４を用いて説明する。対物レンズ１０
０の領域１０１を介して入射した光束はフィルム等価面
６００上で焦点を結んだ後バンドパスフィルター７０
０、視野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り
開口部４０１及び再結像レンズ５０１を通りイメージセ
ンサーＡ上に結像する。同様に対物レンズ１００の領域
１０２を介して入射した光束はフィルム等価面６００上
で焦点を結んだ後バンドパスフィルター７００、視野マ
スク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０
２及び再結像レンズ５０２を通りイメージセンサーＢ上
に結像する。
ける焦点検出方式の１つとして、被写体の視差を有する
２像を１対のイメージセンサー上に導き、該１対のイメ
ージセンサーの画像出力から該２像の相対的ずれ量を算
出して合焦状態を判別する位相差検出方式が知られてい
る。この方式を図４を用いて説明する。対物レンズ１０
０の領域１０１を介して入射した光束はフィルム等価面
６００上で焦点を結んだ後バンドパスフィルター７０
０、視野マスク２００、フィールドレンズ３００、絞り
開口部４０１及び再結像レンズ５０１を通りイメージセ
ンサーＡ上に結像する。同様に対物レンズ１００の領域
１０２を介して入射した光束はフィルム等価面６００上
で焦点を結んだ後バンドパスフィルター７００、視野マ
スク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０
２及び再結像レンズ５０２を通りイメージセンサーＢ上
に結像する。
【０００４】これらイメージセンサーＡ、Ｂ上に結像し
た一対の被写体像は、対物レンズ１００が予定焦点面よ
りも前に被写体の鮮鋭像を結ぶ、いわゆる前ピン状態で
は互いに遠ざかり、逆に予定焦点面よりも後に被写体の
鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに近づき、ち
ょうど予定焦点面に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる合焦
時にはイメージセンサーＡ、Ｂ上の被写体像は相対的に
一致する。従ってこの一対の被写体像をイメージセンサ
ーＡ、Ｂで光電変換して電気信号に換え、これらの信号
を演算処理して一対の被写体像の相対位置を求めること
により対物レンズ１００の焦点調節状態、ここでは合焦
状態から離れている量とその方向と（以後デフォーカス
量と略す）が判る。
た一対の被写体像は、対物レンズ１００が予定焦点面よ
りも前に被写体の鮮鋭像を結ぶ、いわゆる前ピン状態で
は互いに遠ざかり、逆に予定焦点面よりも後に被写体の
鮮鋭像を結ぶいわゆる後ピン状態では互いに近づき、ち
ょうど予定焦点面に被写体の鮮鋭像を結ぶいわゆる合焦
時にはイメージセンサーＡ、Ｂ上の被写体像は相対的に
一致する。従ってこの一対の被写体像をイメージセンサ
ーＡ、Ｂで光電変換して電気信号に換え、これらの信号
を演算処理して一対の被写体像の相対位置を求めること
により対物レンズ１００の焦点調節状態、ここでは合焦
状態から離れている量とその方向と（以後デフォーカス
量と略す）が判る。
【０００５】そして焦点検出領域は、イメージセンサー
Ａ，Ｂが再結像レンズ５０１、５０２によって投影され
て、予定焦点面近傍で重なった部分となる。次にデフォ
ーカス量を求める演算処理方法について述べる。イメー
ジセンサーＡ、Ｂは、それぞれ複数の光電変換素子から
成っており、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の
光電変換出力ａ１．．．ａｎ、ｂ１．．．ｂｎを出力す
る。そしてそれぞれのデータ列を相対的に所定のデータ
分Ｌずつシフトしながら相関演算を行う。具体的には相
関量Ｃ（Ｌ）を次式で算出する。
Ａ，Ｂが再結像レンズ５０１、５０２によって投影され
て、予定焦点面近傍で重なった部分となる。次にデフォ
ーカス量を求める演算処理方法について述べる。イメー
ジセンサーＡ、Ｂは、それぞれ複数の光電変換素子から
成っており、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、複数の
光電変換出力ａ１．．．ａｎ、ｂ１．．．ｂｎを出力す
る。そしてそれぞれのデータ列を相対的に所定のデータ
分Ｌずつシフトしながら相関演算を行う。具体的には相
関量Ｃ（Ｌ）を次式で算出する。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここでＬは上述のごとくデータ列のシフト
量に当たる整数であり、初項ｋと最終項ｒはシフト量Ｌ
に依存して変化させてもよい。こうして得られた相関量
Ｃ（Ｌ）の中で極小値となる相関量を与えるシフト量に
図４に示す光学系及び、イメージセンサーの光電変換素
子のピッチ幅によって定まる定数を掛けたものがデフォ
ーカス量となる。しかしながら相関量Ｃ（Ｌ）は図５
（ｃ）に示すように離散的な値であり、検出可能なデフ
ォーカス量の最小単位はイメージセンサーＡ、Ｂの光電
変換素子のピッチ幅によって制限されてしまう。そこで
離散的な相関量Ｃ（Ｌ）より補間演算を行うことにより
新たに極小値Ｃｅｘを算出し、綿密な焦点検出を行う方
法が提案されている。（特開昭６０−３７５１３号公報
参照）。これは図６に示すように極小値である相関量Ｃ
（０）とその両側のシフト量での相関量Ｃ（１）、Ｃ
（−１）によって算出する方法で極小値Ｃｅｘを与える
シフト量Ｆｍとデフォーカス量ＤＦは次式により求ま
る。
量に当たる整数であり、初項ｋと最終項ｒはシフト量Ｌ
に依存して変化させてもよい。こうして得られた相関量
Ｃ（Ｌ）の中で極小値となる相関量を与えるシフト量に
図４に示す光学系及び、イメージセンサーの光電変換素
子のピッチ幅によって定まる定数を掛けたものがデフォ
ーカス量となる。しかしながら相関量Ｃ（Ｌ）は図５
（ｃ）に示すように離散的な値であり、検出可能なデフ
ォーカス量の最小単位はイメージセンサーＡ、Ｂの光電
変換素子のピッチ幅によって制限されてしまう。そこで
離散的な相関量Ｃ（Ｌ）より補間演算を行うことにより
新たに極小値Ｃｅｘを算出し、綿密な焦点検出を行う方
法が提案されている。（特開昭６０−３７５１３号公報
参照）。これは図６に示すように極小値である相関量Ｃ
（０）とその両側のシフト量での相関量Ｃ（１）、Ｃ
（−１）によって算出する方法で極小値Ｃｅｘを与える
シフト量Ｆｍとデフォーカス量ＤＦは次式により求ま
る。
【０００８】
【数２】
【０００９】ここでＭＡＸ｛Ｃａ，Ｃｂ｝はＣａとＣｂ
の内の大きい方を選択することを意味し、Ｋｆは図４に
示す光学系及びイメージセンサーの光電変換素子のピッ
チ幅によって定まる定数である。こうして得られたデフ
ォーカス量が真にデフォーカス量を示しているのか、そ
れともノイズ等による相関量の揺らぎによるものなのか
を判定する必要があり、次の条件を満たした時にデフォ
ーカス量は信頼ありとする。
の内の大きい方を選択することを意味し、Ｋｆは図４に
示す光学系及びイメージセンサーの光電変換素子のピッ
チ幅によって定まる定数である。こうして得られたデフ
ォーカス量が真にデフォーカス量を示しているのか、そ
れともノイズ等による相関量の揺らぎによるものなのか
を判定する必要があり、次の条件を満たした時にデフォ
ーカス量は信頼ありとする。
【００１０】
【数３】Ｅ＞Ｅ１ 且つ Ｃｅｘ／Ｅ＜Ｇ１ ここでＥ１，Ｇ１はある所定値である。Ｅは被写体のコ
ントラストに依存する値であり、値が大きいほどコント
ラストが高く信頼性が高いことになり、Ｃｅｘ／Ｅは像
の一致度に主に依存し、０に近い程信頼性が高いことに
なる。
ントラストに依存する値であり、値が大きいほどコント
ラストが高く信頼性が高いことになり、Ｃｅｘ／Ｅは像
の一致度に主に依存し、０に近い程信頼性が高いことに
なる。
【００１１】そして信頼性ありと判定されるとデフォー
カス量ＤＦに基づいて対物レンズ１００を駆動し、合焦
させる。ところで、イメージセンサーを構成する各要素
センサーにはＣＣＤ等の電荷蓄積型の光電変換素子が主
に用いられている。このイメージセンサーの画像出力の
大きさが適当でないと高い精度が得られなかったり検出
不能になってしまう。
カス量ＤＦに基づいて対物レンズ１００を駆動し、合焦
させる。ところで、イメージセンサーを構成する各要素
センサーにはＣＣＤ等の電荷蓄積型の光電変換素子が主
に用いられている。このイメージセンサーの画像出力の
大きさが適当でないと高い精度が得られなかったり検出
不能になってしまう。
【００１２】例えば、図３（ａ）のような絵を見た場合
に、図３（ｃ）のような画像出力が得られることが望ま
しい。ここでＶｓａｔは光電変換素子の飽和レベルを示
す。しかし蓄積時間が短いと図３（ｂ）のように低コン
トラストの出力になってしまう。逆に蓄積時間が長いと
図３（ｄ）のように本来あるべきコントラストがなくな
ってしまったりする。それゆえ適当な大きさの画像出力
を得る必要があり、そのために適当な蓄積時間で電荷蓄
積しなければならない。この適当な蓄積時間を求める方
法には以下のような例がある。
に、図３（ｃ）のような画像出力が得られることが望ま
しい。ここでＶｓａｔは光電変換素子の飽和レベルを示
す。しかし蓄積時間が短いと図３（ｂ）のように低コン
トラストの出力になってしまう。逆に蓄積時間が長いと
図３（ｄ）のように本来あるべきコントラストがなくな
ってしまったりする。それゆえ適当な大きさの画像出力
を得る必要があり、そのために適当な蓄積時間で電荷蓄
積しなければならない。この適当な蓄積時間を求める方
法には以下のような例がある。
【００１３】１つは前回の蓄積における蓄積時間とイメ
ージセンサーの画像出力に基づいて次回の蓄積における
出力のピーク値等が適当な値になるような蓄積時間を算
出する方法である。例えば図３（ｂ）のような出力が得
られ、その時の蓄積時間がＴｂ、ピーク出力がＶｂであ
ったとする。この場合は次回の蓄積動作において図３
（ｃ）のような適当な出力を得るには蓄積時間をＴｃ＝
（Ｖｃ／Ｖｂ）×Ｔｂとすればよい。ここでＶｃは目標
値でＶｃ＝Ａ×Ｖｓａｔ、Ａは１未満の正の実数であ
り、このＡの大きさで画像出力の「適当な大きさ」が決
定する。Ａが小さいと常に画像出力のコントラストが低
くなってしまい、逆に大きいと被写体の明るさが少し明
るく変化しただけですぐに画像出力が飽和してしまう。
ただし以上の画像出力の大きさには暗電流等のノイズ成
分は含まれていないものとする。この方法を以後ソフト
ＡＧＣ（Auto Gain Controll）と略す。
ージセンサーの画像出力に基づいて次回の蓄積における
出力のピーク値等が適当な値になるような蓄積時間を算
出する方法である。例えば図３（ｂ）のような出力が得
られ、その時の蓄積時間がＴｂ、ピーク出力がＶｂであ
ったとする。この場合は次回の蓄積動作において図３
（ｃ）のような適当な出力を得るには蓄積時間をＴｃ＝
（Ｖｃ／Ｖｂ）×Ｔｂとすればよい。ここでＶｃは目標
値でＶｃ＝Ａ×Ｖｓａｔ、Ａは１未満の正の実数であ
り、このＡの大きさで画像出力の「適当な大きさ」が決
定する。Ａが小さいと常に画像出力のコントラストが低
くなってしまい、逆に大きいと被写体の明るさが少し明
るく変化しただけですぐに画像出力が飽和してしまう。
ただし以上の画像出力の大きさには暗電流等のノイズ成
分は含まれていないものとする。この方法を以後ソフト
ＡＧＣ（Auto Gain Controll）と略す。
【００１４】他の１つはイメージセンサーの近くにＡＧ
Ｃ用のセンサーを設けて、その出力に基づいて適当な蓄
積時間を算出する方法である。この方法を以後ハードＡ
ＧＣと略す。ところで被写体が暗い場合は適当な大きさ
の画像出力を得ようとすると蓄積時間が長くなってしま
う。そこで蓄積時間は短いままにして、得られた画像出
力をアンプにより増幅する。こうすれば被写体の明るさ
によってアンプ・ゲインを切り換えることで、明るい被
写体でも暗い被写体でも短い蓄積時間で適当な大きさの
画像出力を得る事ができる。
Ｃ用のセンサーを設けて、その出力に基づいて適当な蓄
積時間を算出する方法である。この方法を以後ハードＡ
ＧＣと略す。ところで被写体が暗い場合は適当な大きさ
の画像出力を得ようとすると蓄積時間が長くなってしま
う。そこで蓄積時間は短いままにして、得られた画像出
力をアンプにより増幅する。こうすれば被写体の明るさ
によってアンプ・ゲインを切り換えることで、明るい被
写体でも暗い被写体でも短い蓄積時間で適当な大きさの
画像出力を得る事ができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、蓄積型光電変
換素子は、アンプ・ゲインを切り換えると飽和レベルが
変わってしまうことがある。例えば、アンプ・ゲインが
一番低い場合の増幅率を１、一番高い場合を２とする。
また、蓄積容量を３．８Ｖ、アンプ側の回路のダイナミ
ックレンジを４Ｖとする。
換素子は、アンプ・ゲインを切り換えると飽和レベルが
変わってしまうことがある。例えば、アンプ・ゲインが
一番低い場合の増幅率を１、一番高い場合を２とする。
また、蓄積容量を３．８Ｖ、アンプ側の回路のダイナミ
ックレンジを４Ｖとする。
【００１６】アンプ・ゲインが一番低い場合に、電荷は
蓄積容量一杯まで蓄積され、溢れることで飽和となる。
上記の例の場合、センサーによって３．８Ｖまで蓄積さ
れて、アンプによって１倍されるので飽和レベルは３．
８Ｖになる。アンプ・ゲインが高い場合は、飽和レベル
はアンプ側の回路によって決まり、蓄積容量一杯まで電
荷が蓄積されることはない。したがって、センサーによ
って２Ｖまで蓄積され、それが２倍されて回路のダイナ
ミックレンジいっぱいの４Ｖになるので、飽和レベルは
４Ｖになる。
蓄積容量一杯まで蓄積され、溢れることで飽和となる。
上記の例の場合、センサーによって３．８Ｖまで蓄積さ
れて、アンプによって１倍されるので飽和レベルは３．
８Ｖになる。アンプ・ゲインが高い場合は、飽和レベル
はアンプ側の回路によって決まり、蓄積容量一杯まで電
荷が蓄積されることはない。したがって、センサーによ
って２Ｖまで蓄積され、それが２倍されて回路のダイナ
ミックレンジいっぱいの４Ｖになるので、飽和レベルは
４Ｖになる。
【００１７】このように、蓄積容量とアンプ側のダイナ
ミックレンジが違うと、あるアンプ・ゲインの場合に適
当な出力や適当な蓄積時間も、別おアンプ・ゲインの場
合には必ずしも適当ではないという問題が起こる。蓄積
容量やダイナミックレンジを上げることは、解像度の増
加につながるが、同時に暗電流の増加にもつながるし、
センサー基盤上のレイアウトの上でも難しい問題とな
る。
ミックレンジが違うと、あるアンプ・ゲインの場合に適
当な出力や適当な蓄積時間も、別おアンプ・ゲインの場
合には必ずしも適当ではないという問題が起こる。蓄積
容量やダイナミックレンジを上げることは、解像度の増
加につながるが、同時に暗電流の増加にもつながるし、
センサー基盤上のレイアウトの上でも難しい問題とな
る。
【００１８】そこで本発明は、常に高い精度で焦点検出
を行う為に、アンプ・ゲインを切り換えると飽和レベル
が変わる場合でも適当な大きさの画像出力を得る事を目
的としている。
を行う為に、アンプ・ゲインを切り換えると飽和レベル
が変わる場合でも適当な大きさの画像出力を得る事を目
的としている。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、イメージセンサーシステ
ムにおいて、光学系により結像された被写体像の光強度
分布に応じた画像信号を出力するイメージセンサーと、
前記イメージセンサーからの画像信号を増幅する増幅手
段と、前記増幅手段の増幅率を所定の増幅率に切り換え
る増幅率切り換え手段と、前記増幅率に応じて選択され
た前記イメージセンサー出力の目標値と増幅された画像
出力と増幅率とに基づいて前記イメージセンサーの蓄積
時間を算出する蓄積時間算出手段と、前記該蓄積時間算
出手段によって算出された蓄積時間に基づいて前記イメ
ージセンサーの動作を制御するイメージセンサー制御手
段とを備える構成とした。
に、請求項１記載の発明では、イメージセンサーシステ
ムにおいて、光学系により結像された被写体像の光強度
分布に応じた画像信号を出力するイメージセンサーと、
前記イメージセンサーからの画像信号を増幅する増幅手
段と、前記増幅手段の増幅率を所定の増幅率に切り換え
る増幅率切り換え手段と、前記増幅率に応じて選択され
た前記イメージセンサー出力の目標値と増幅された画像
出力と増幅率とに基づいて前記イメージセンサーの蓄積
時間を算出する蓄積時間算出手段と、前記該蓄積時間算
出手段によって算出された蓄積時間に基づいて前記イメ
ージセンサーの動作を制御するイメージセンサー制御手
段とを備える構成とした。
【００２０】また、請求項２記載の発明では、自動焦点
検出装置において、光学系により結像された被写体像の
光強度分布に応じた画像信号を出力するイメージセンサ
ーと、前記イメージセンサーからの画像信号を増幅する
増幅手段と、前記増幅手段の増幅率を所定の増幅率に切
り換える増幅率切り換え手段と、前記増幅率に応じて選
択された前記イメージセンサー出力の目標値と増幅され
た画像出力と増幅率とに基づいて前記イメージセンサー
の蓄積時間を算出する蓄積時間算出手段と、前記蓄積時
間算出手段によって算出された蓄積時間に基づいて前記
イメージセンサーの動作を制御するイメージセンサー制
御手段と、前記画像出力に基づいて撮影レンズの焦点調
節に関する情報を演算する焦点調節情報演算手段とを備
える構成とした。
検出装置において、光学系により結像された被写体像の
光強度分布に応じた画像信号を出力するイメージセンサ
ーと、前記イメージセンサーからの画像信号を増幅する
増幅手段と、前記増幅手段の増幅率を所定の増幅率に切
り換える増幅率切り換え手段と、前記増幅率に応じて選
択された前記イメージセンサー出力の目標値と増幅され
た画像出力と増幅率とに基づいて前記イメージセンサー
の蓄積時間を算出する蓄積時間算出手段と、前記蓄積時
間算出手段によって算出された蓄積時間に基づいて前記
イメージセンサーの動作を制御するイメージセンサー制
御手段と、前記画像出力に基づいて撮影レンズの焦点調
節に関する情報を演算する焦点調節情報演算手段とを備
える構成とした。
【００２１】
【作用】本発明においては、増幅率に応じてイメージセ
ンサー出力の目標値を変えて、蓄積制御を行っているの
で、イメージセンサーの飽和レベルが変わっても常に、
適切な画像出力が得られる。
ンサー出力の目標値を変えて、蓄積制御を行っているの
で、イメージセンサーの飽和レベルが変わっても常に、
適切な画像出力が得られる。
【００２２】
【実施例】図１は実施例の構成を示す機能ブロック図で
ある。焦点検出光学系２は、図４に示すような視野マス
ク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０
１，４０２、再結像レンズ５０１，５０２を有し、対物
レンズ１の異なる領域を通過した一対の光束をイメージ
センサー３へ導き、各イメージセンサー上に被写体像を
結像する。
ある。焦点検出光学系２は、図４に示すような視野マス
ク２００、フィールドレンズ３００、絞り開口部４０
１，４０２、再結像レンズ５０１，５０２を有し、対物
レンズ１の異なる領域を通過した一対の光束をイメージ
センサー３へ導き、各イメージセンサー上に被写体像を
結像する。
【００２３】アンプ４は、ゲイン切り換え部６からのア
ンプ・ゲイン情報に基づいてイメージセンサー３からの
画像出力を増幅して蓄積時間算出部５と演算部８に出力
する。蓄積時間算出部５は、増幅された画像出力とゲイ
ン切り換え部６からのアンプ・ゲイン情報に基づいて適
当な蓄積時間を算出してイメージセンサー駆動制御部７
に出力し、必要に応じてアンプ・ゲイン切り換え信号を
ゲイン切り換え部６に出力する。また、蓄積時間算出部
５は、本実施例の焦点検出装置の駆動制御を行う。
ンプ・ゲイン情報に基づいてイメージセンサー３からの
画像出力を増幅して蓄積時間算出部５と演算部８に出力
する。蓄積時間算出部５は、増幅された画像出力とゲイ
ン切り換え部６からのアンプ・ゲイン情報に基づいて適
当な蓄積時間を算出してイメージセンサー駆動制御部７
に出力し、必要に応じてアンプ・ゲイン切り換え信号を
ゲイン切り換え部６に出力する。また、蓄積時間算出部
５は、本実施例の焦点検出装置の駆動制御を行う。
【００２４】ゲイン切り換え部６は、そのゲイン切り換
え信号に基づいてアンプ４のゲインを切り換える。イメ
ージセンサー駆動制御部７は、蓄積時間算出部５の算出
した蓄積時間に基づいてイメージセンサー３を駆動す
る。演算部８は、アンプ４からの増幅された画像出力に
基づいて演算を行い、対物レンズ１のデフォーカス量を
算出する。
え信号に基づいてアンプ４のゲインを切り換える。イメ
ージセンサー駆動制御部７は、蓄積時間算出部５の算出
した蓄積時間に基づいてイメージセンサー３を駆動す
る。演算部８は、アンプ４からの増幅された画像出力に
基づいて演算を行い、対物レンズ１のデフォーカス量を
算出する。
【００２５】駆動制御部９は、演算部８により算出され
たデフォーカス量に基づいてモーター１０を駆動制御
し、対物レンズ１を合焦駆動する。図２は、蓄積時間算
出部５による焦点検出動作の制御を示すフローチャート
である。このフローチャートにより本実施例の焦点検出
動作を説明する。撮影者が不図示のレリーズボタンを半
押しすると、図２に示す焦点検出動作が開始される。
たデフォーカス量に基づいてモーター１０を駆動制御
し、対物レンズ１を合焦駆動する。図２は、蓄積時間算
出部５による焦点検出動作の制御を示すフローチャート
である。このフローチャートにより本実施例の焦点検出
動作を説明する。撮影者が不図示のレリーズボタンを半
押しすると、図２に示す焦点検出動作が開始される。
【００２６】まずステップ１で、ゲイン切り換え部６に
よりゲインをＬにする。いまアンプ・ゲインはＬ（ロ
ー）とＨ（ハイ）の２種類があり、Ｌの増幅率はα倍、
Ｈはβ倍とする。ついでステップ２で、蓄積時間Ｔに初
期値Ｔ０を代入する。そしてステップ３で、イメージセ
ンサー駆動制御部７により蓄積時間Ｔに基づいてイメー
ジセンサー３の電荷蓄積を行う。
よりゲインをＬにする。いまアンプ・ゲインはＬ（ロ
ー）とＨ（ハイ）の２種類があり、Ｌの増幅率はα倍、
Ｈはβ倍とする。ついでステップ２で、蓄積時間Ｔに初
期値Ｔ０を代入する。そしてステップ３で、イメージセ
ンサー駆動制御部７により蓄積時間Ｔに基づいてイメー
ジセンサー３の電荷蓄積を行う。
【００２７】ステップ４で、Ｖに画像出力のピーク値を
代入する。ステップ５で、演算部８により画像出力に基
づいて相関演算を行う。続くステップ６で、演算結果の
デフォーカス量に基づいて駆動制御部９が対物レンズ１
を駆動する。ステップ７で、ゲインがＬかＨかを判定
し、Ｌならばステップ８に進み、Ｈならばステップ１４
に進む。
代入する。ステップ５で、演算部８により画像出力に基
づいて相関演算を行う。続くステップ６で、演算結果の
デフォーカス量に基づいて駆動制御部９が対物レンズ１
を駆動する。ステップ７で、ゲインがＬかＨかを判定
し、Ｌならばステップ８に進み、Ｈならばステップ１４
に進む。
【００２８】ステップ８で、Ｖ＝Ｖｓａｔｌかを判定す
る。ＶｓａｔｌはゲインＬのときの光電変換素子の飽和
レベルを示す。つまりその時の画像出力が飽和している
かを判定するのである。飽和していなければステップ９
に進み、飽和していればステップ２０へ進む。ステップ
９で、｜Ｖ−Ｖｃｌ｜≦△Ｖｃｌの真偽を判定する。Ｖ
ｃｌはゲインＬのときのＡＧＣ目標値で△Ｖｃｌは許容
範囲を示す所定値である。上記式が真、つまり画像出力
のピーク値とＡＧＣ目標値の差が許容範囲ならばステッ
プ３へ戻って次回の蓄積も、前回と同じ蓄積時間Ｔで行
う。上記式が偽、許容範囲外ならばステップ１０へ進
む。
る。ＶｓａｔｌはゲインＬのときの光電変換素子の飽和
レベルを示す。つまりその時の画像出力が飽和している
かを判定するのである。飽和していなければステップ９
に進み、飽和していればステップ２０へ進む。ステップ
９で、｜Ｖ−Ｖｃｌ｜≦△Ｖｃｌの真偽を判定する。Ｖ
ｃｌはゲインＬのときのＡＧＣ目標値で△Ｖｃｌは許容
範囲を示す所定値である。上記式が真、つまり画像出力
のピーク値とＡＧＣ目標値の差が許容範囲ならばステッ
プ３へ戻って次回の蓄積も、前回と同じ蓄積時間Ｔで行
う。上記式が偽、許容範囲外ならばステップ１０へ進
む。
【００２９】ステップ１０で、前回の蓄積時間Ｔから次
回の蓄積時間を式Ｔ＝（Ｖｃｌ／Ｖ）×Ｔにより求め
る。次にステップ１１で、この求めた蓄積時間Ｔが所定
値Ｔ２より大きいかを判定する。小さければステップ３
へ戻って次回の蓄積は求めた蓄積時間Ｔで行う。大きけ
ればステップ１２へ進む。
回の蓄積時間を式Ｔ＝（Ｖｃｌ／Ｖ）×Ｔにより求め
る。次にステップ１１で、この求めた蓄積時間Ｔが所定
値Ｔ２より大きいかを判定する。小さければステップ３
へ戻って次回の蓄積は求めた蓄積時間Ｔで行う。大きけ
ればステップ１２へ進む。
【００３０】ステップ１２で、ゲインＬでは次回の蓄積
は時間がかかり過ぎてしまうことになるので、ゲイン切
り換え部６によりゲインをＨに切り換える。更にステッ
プ１３で、ステップ１０で求めた蓄積時間Ｔから式Ｔ＝
（α／β）×Ｔにより再度蓄積時間を求めなおし、ステ
ップ３へ戻る。ステップ７で、ゲインがＨの場合にはス
テップ１４に進んでＶ＝Ｖｓａｔｈかを判定する。Ｖｓ
ａｔｈはゲインＨのときの光電変換素子の飽和レベルを
示す。飽和していなければステップ１５に進む。
は時間がかかり過ぎてしまうことになるので、ゲイン切
り換え部６によりゲインをＨに切り換える。更にステッ
プ１３で、ステップ１０で求めた蓄積時間Ｔから式Ｔ＝
（α／β）×Ｔにより再度蓄積時間を求めなおし、ステ
ップ３へ戻る。ステップ７で、ゲインがＨの場合にはス
テップ１４に進んでＶ＝Ｖｓａｔｈかを判定する。Ｖｓ
ａｔｈはゲインＨのときの光電変換素子の飽和レベルを
示す。飽和していなければステップ１５に進む。
【００３１】ステップ１５で、｜Ｖ−Ｖｃｈ｜≦△Ｖｃ
ｈの真偽を判定する。ＶｃｈはゲインＨのときのＡＧＣ
目標値で△Ｖｃｈは許容範囲を示す所定値である。上記
式が真ならばステップ３へ戻って次回の蓄積を前回と同
じ蓄積時間Ｔで行う。上記式が偽ならばステップ１６へ
進む。ステップ１６で、前回の蓄積時間Ｔから次回の蓄
積時間を式Ｔ＝（Ｖｃｈ／Ｖ）×Ｔにより求める。
ｈの真偽を判定する。ＶｃｈはゲインＨのときのＡＧＣ
目標値で△Ｖｃｈは許容範囲を示す所定値である。上記
式が真ならばステップ３へ戻って次回の蓄積を前回と同
じ蓄積時間Ｔで行う。上記式が偽ならばステップ１６へ
進む。ステップ１６で、前回の蓄積時間Ｔから次回の蓄
積時間を式Ｔ＝（Ｖｃｈ／Ｖ）×Ｔにより求める。
【００３２】次にステップ１７では、ステップ１６で求
めた蓄積時間Ｔが所定値Ｔ３より小さいかを判定する。
大きければステップ３へ戻って次回の蓄積は求めた蓄積
時間Ｔで行う。小さければステップ１８へ進む。ステッ
プ１８では、被写体は十分明るく、ゲインＬでも蓄積に
はたいして時間がかからないことになるので、Ｓ／Ｎを
良くするためにゲイン切り換え部６によりゲインをＬに
切り換える。
めた蓄積時間Ｔが所定値Ｔ３より小さいかを判定する。
大きければステップ３へ戻って次回の蓄積は求めた蓄積
時間Ｔで行う。小さければステップ１８へ進む。ステッ
プ１８では、被写体は十分明るく、ゲインＬでも蓄積に
はたいして時間がかからないことになるので、Ｓ／Ｎを
良くするためにゲイン切り換え部６によりゲインをＬに
切り換える。
【００３３】更にステップ１９で、ステップ１６で求め
た蓄積時間Ｔから式Ｔ＝（β／α）×Ｔにより再度蓄積
時間を求めなおし、ステップ３へ戻る。ステップ８また
はステップ１４で画像出力が飽和していると判定された
場合はステップ２０へ進んでゲイン切り換え部６により
ゲインをＬに切り換え、更にステップ２１で、Ｔに所定
値Ｔ１を代入し、次回は出力を十分に抑えるようにして
ステップ３へ戻る。
た蓄積時間Ｔから式Ｔ＝（β／α）×Ｔにより再度蓄積
時間を求めなおし、ステップ３へ戻る。ステップ８また
はステップ１４で画像出力が飽和していると判定された
場合はステップ２０へ進んでゲイン切り換え部６により
ゲインをＬに切り換え、更にステップ２１で、Ｔに所定
値Ｔ１を代入し、次回は出力を十分に抑えるようにして
ステップ３へ戻る。
【００３４】ところでステップ４において、Ｖに代入す
る値は必ずしも画像出力のピーク値でなくともよい。例
えばＶに代入する出力値の条件として、その出力値と同
じまたはその出力値との差が所定値以内であるイメージ
センサー３の要素センサーの数が所定値以上であるよう
な出力値の内の最大値としてもよい。また、ステップ８
またはステップ１４で画像出力が飽和していると判定さ
れた場合はゲインを切り換えずに、ゲインＬならばＴに
所定値Ｔ１を代入し、ゲインＨならばＴに所定値Ｔ４を
代入するようにしてもよい。
る値は必ずしも画像出力のピーク値でなくともよい。例
えばＶに代入する出力値の条件として、その出力値と同
じまたはその出力値との差が所定値以内であるイメージ
センサー３の要素センサーの数が所定値以上であるよう
な出力値の内の最大値としてもよい。また、ステップ８
またはステップ１４で画像出力が飽和していると判定さ
れた場合はゲインを切り換えずに、ゲインＬならばＴに
所定値Ｔ１を代入し、ゲインＨならばＴに所定値Ｔ４を
代入するようにしてもよい。
【００３５】さらにまた上記の場合にゲインがＨでかつ
前回の蓄積時間が所定値よりも小さい場合にはゲインを
Ｌに切り換え、Ｔに所定値Ｔ５を代入するようにしても
よい。また上記所定値Ｔ１、Ｔ４を代入する代わりに、
前回の蓄積時間Ｔの所定値γ分の１を次回の蓄積時間と
して用いても良い。
前回の蓄積時間が所定値よりも小さい場合にはゲインを
Ｌに切り換え、Ｔに所定値Ｔ５を代入するようにしても
よい。また上記所定値Ｔ１、Ｔ４を代入する代わりに、
前回の蓄積時間Ｔの所定値γ分の１を次回の蓄積時間と
して用いても良い。
【００３６】
【発明の効果】本発明においては、増幅率に応じてイメ
ージセンサー出力の目標値を変えて、蓄積制御を行って
いるので、イメージセンサーの飽和レベルが変わっても
常に、適切な画像出力が得られる。また、焦点検出装置
に用いた場合には、常に良好な合焦判定をすることが可
能である。
ージセンサー出力の目標値を変えて、蓄積制御を行って
いるので、イメージセンサーの飽和レベルが変わっても
常に、適切な画像出力が得られる。また、焦点検出装置
に用いた場合には、常に良好な合焦判定をすることが可
能である。
【図１】本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例のアルゴリズムを示すフローチ
ャート図である。
ャート図である。
【図３】ＡＧＣを説明する図である。
【図４】焦点検出光学系を示す図である。
【図５】焦点検出演算を説明する図である。
【図６】焦点検出演算を説明する図である。
１：対物レンズ ２：焦点検出光学系 ３：イメージセンサー ４：アンプ ５：ゲイン切り換え部 ６：蓄積時間算出部 ７：イメージセンサー駆動制御部 ８：演算部 ９：駆動制御部 １０：モーター
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 13/36 Ｈ０４Ｎ 5/232 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 光学系により結像された被写体像の光強
度分布に応じた画像信号を出力するイメージセンサー
と、 前記イメージセンサーからの画像信号を増幅する増幅手
段と、 前記増幅手段の増幅率を所定の増幅率に切り換える増幅
率切り換え手段と、 前記増幅率に応じて選択された前記イメージセンサー出
力の目標値と増幅された画像出力と増幅率とに基づいて
前記イメージセンサーの蓄積時間を算出する蓄積時間算
出手段と、 前記該蓄積時間算出手段によって算出された蓄積時間に
基づいて前記イメージセンサーの動作を制御するイメー
ジセンサー制御手段とを備える事を特徴とするイメージ
センサーシステム。 - 【請求項２】 光学系により結像された被写体像の光強
度分布に応じた画像信号を出力するイメージセンサー
と、 前記イメージセンサーからの画像信号を増幅する増幅手
段と、 前記増幅手段の増幅率を所定の増幅率に切り換える増幅
率切り換え手段と、 前記増幅率に応じて選択された前記イメージセンサー出
力の目標値と増幅された画像出力と増幅率とに基づいて
前記イメージセンサーの蓄積時間を算出する蓄積時間算
出手段と、 前記蓄積時間算出手段によって算出された蓄積時間に基
づいて前記イメージセンサーの動作を制御するイメージ
センサー制御手段と、 前記画像出力に基づいて撮影レンズの焦点調節に関する
情報を演算する焦点調節情報演算手段とを備える事を特
徴とする自動焦点検出装置。 - 【請求項３】 前記イメージセンサーは一対であり、 前記一対のイメージセンサー上に被写体の視差を有する
２像を導く焦点検出光学系を有することを特徴とする請
求項２記載の自動焦点検出装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21344994A JP3590806B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | イメージセンサーシステムおよび自動焦点検出装置 |
| US08/523,145 US5652925A (en) | 1994-09-07 | 1995-09-05 | Image sensor system and auto-focus detection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21344994A JP3590806B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | イメージセンサーシステムおよび自動焦点検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0875548A true JPH0875548A (ja) | 1996-03-22 |
| JP3590806B2 JP3590806B2 (ja) | 2004-11-17 |
Family
ID=16639415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21344994A Expired - Lifetime JP3590806B2 (ja) | 1994-09-07 | 1994-09-07 | イメージセンサーシステムおよび自動焦点検出装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5652925A (ja) |
| JP (1) | JP3590806B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09133857A (ja) * | 1995-11-08 | 1997-05-20 | Nikon Corp | 焦点検出装置、および焦点検出装置の調整方法 |
| JP2014182238A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3535406B2 (ja) * | 1999-02-15 | 2004-06-07 | ワテック株式会社 | Ｃｃｄカメラの信号増幅回路 |
| US6069377A (en) * | 1999-05-13 | 2000-05-30 | Eastman Kodak Company | Image sensor incorporating saturation time measurement to increase dynamic range |
| US6871018B2 (en) * | 2003-02-18 | 2005-03-22 | Pentax Corporation | Focus detection device |
| US7812299B2 (en) * | 2005-07-22 | 2010-10-12 | Nikon Corporation | Image sensor having two-dimensionally arrayed pixels, focus detecting device using the sensor, and imaging system including the sensor |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57161838A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Canon Inc | Focus detector of camera |
| JPS587984A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-17 | Canon Inc | 信号蓄積型光電変換素子の信号蓄積時間制御方式 |
| JPH0727102B2 (ja) * | 1984-07-16 | 1995-03-29 | ミノルタ株式会社 | カメラの自動焦点検出装置 |
| JPH0727106B2 (ja) * | 1984-12-20 | 1995-03-29 | 株式会社ニコン | カメラの焦点検出装置 |
| US4888609A (en) * | 1985-01-17 | 1989-12-19 | Minolta Camera Kabushiki Kaisha | Automatic focus adjusting apparatus |
| US4876603A (en) * | 1987-03-26 | 1989-10-24 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Signal processing device for automatic-focusing video signal in electronically controlled photographic camera |
| JP2893687B2 (ja) * | 1988-10-24 | 1999-05-24 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置 |
| US5089842A (en) * | 1989-02-10 | 1992-02-18 | Nikon Corporation | Focus state detecting device |
| JPH063580A (ja) * | 1992-06-19 | 1994-01-14 | Nikon Corp | 焦点検出装置 |
-
1994
- 1994-09-07 JP JP21344994A patent/JP3590806B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-05 US US08/523,145 patent/US5652925A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09133857A (ja) * | 1995-11-08 | 1997-05-20 | Nikon Corp | 焦点検出装置、および焦点検出装置の調整方法 |
| JP2014182238A (ja) * | 2013-03-19 | 2014-09-29 | Canon Inc | 撮像装置及びその制御方法 |
| US10015376B2 (en) | 2013-03-19 | 2018-07-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus with phase difference focus detection and method for controlling same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5652925A (en) | 1997-07-29 |
| JP3590806B2 (ja) | 2004-11-17 |
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