JP2002296492A - 撮影レンズのピント状態検出用アダプタ - Google Patents

撮影レンズのピント状態検出用アダプタ

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JP2002296492A JP2001100487A JP2001100487A JP2002296492A JP 2002296492 A JP2002296492 A JP 2002296492A JP 2001100487 A JP2001100487 A JP 2001100487A JP 2001100487 A JP2001100487 A JP 2001100487A JP 2002296492 A JP2002296492 A JP 2002296492A
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image pickup
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Satoshi Yahagi
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ピント状態を検出するための光学部材を収納し
たケース部材を交換可能な撮影レンズとカメラ本体との
間に着脱自在に装着できるようにすることで、カメラシ
ステムにピント状態を検出するための手段を簡便に組み
込むことができ、また、この手段を用いて、オートフォ
ーカスの機能を持たないカメラシステムでオートフォー
カスを行うことができるようにした撮影レンズのピント
状態検出用アダプタを提供する。 【解決手段】テレビカメラシステムのカメラ本体10と
交換可能な撮影レンズ12との間に本発明に係るピント
状態検出用アダプタ14が着脱自在に装着される。ピン
ト状態検出用アダプタ14には、撮影レンズ12からカ
メラ本体10に入射する被写体光を分割するハーフミラ
ーや、そのハーフミラーによって分割された被写体光に
基づいてピント状態を検出するための撮像素子等が内蔵
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮影レンズのピント
状態検出用アダプタに係り、特に撮影レンズのオートフ
ォーカス制御における合焦検出に適用可能な撮影レンズ
のピント状態検出アダプタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、家庭用ビデオカメラなどでは、オ
ートフォーカスの方式として、撮像素子上に形成される
像のコントラストが最大になるように最良ピントを探す
コントラスト方式が使用されている。このコントラスト
方式の欠点としては、フォーカスレンズを動かしながら
コントラストが最大となる最良ピントを探す、いわゆる
山登り方式を採用するため合焦に対する反応速度が遅い
ことが挙げられる。
【0003】これに対して従来、光路長の異なる複数の
撮像素子を用いて撮影レンズのピント状態(前ピン、後
ピン、合焦)を検出する方法が提案されている(特開昭
55−76312号公報、特公平7−60211号公
報)。例えば、映像用の画像を撮像する撮像素子(映像
用撮像素子)に対して同一撮影範囲の画像を撮像する2
つのピント状態検出用撮像素子を、それぞれ映像用撮像
素子よりも光路長が長くなる位置と短くなる位置に配置
する。そして、これらのピント状態検出用撮像素子によ
って撮像された画像から高域周波数成分を抽出し、これ
に基づいて、ピント状態検出用撮像素子の各撮像面に対
する合焦の程度(画像のコントラスト)を示す焦点評価
値を求め、比較する。これによって、焦点評価値の大小
関係から映像用撮像素子の撮像面におけるピント状態、
即ち、前ピン、後ピン、合焦のどの状態にあるかが検出
される。このようなピント状態の検出方法を適用するこ
とによってオートフォーカスのための合焦検出を行うこ
とができ、また、合焦か否かを判断できるだけでなく前
ピンか後ピンかも判断できるため、合焦に対する反応速
度も速いという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
ハイビジョン放送が一般化するにつれてテレビカメラシ
ステムで使用される撮影レンズ、カメラの性能が非常に
高くなっている。一方、実際の番組製作現場では、カメ
ラマンがビューファインダの像を参考に肉眼でピント調
整を行っており、ビューファインダや肉眼での解像力に
は限界があるため、最良ピントを探すのが困難になって
いる。撮影時に合焦していると判断した場合であって
も、大型モニターで再生した際にピンぼけが発覚するこ
とも少なくない。このような事情から肉眼では困難な正
確かつ確実な合焦検出を行うことができるオートフォー
カスの必要性が高まっている。
【0005】しかしながら、従来では一般に、放送用の
カメラにはオートフォーカスの機能は内蔵されておら
ず、また、必ずしも全てのカメラマンがオートフォーカ
スを使用するとも限らないため、今後、全てのカメラに
オートフォーカスの機能を搭載することは現実的ではな
い。従って、既に市販されているカメラシステムや、今
後市販されるカメラシステムにおいてオートフォーカス
を使用したくても使用できないというケースがこれまで
以上に増えるものと予想される。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、カメラシステムに簡便に組み込むことができ、
カメラにオートフォーカス機能が搭載されていない場合
であってもオートフォーカスを可能にする撮影レンズの
ピント状態検出用アダプタを提供することを目的する。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に記載の発明は、交換可能な撮影レンズを
通過してカメラ本体の映像用撮像素子に入射する被写体
光を光分割手段によって分割し、該分割して得られた一
方の被写体光をピント状態検出用撮像素子に入射させ、
該ピント状態検出用撮像素子によって撮像された画像に
基づいて前記映像用撮像素子に対する前記撮影レンズの
ピント状態を検出する撮影レンズのピント状態検出用ア
ダプタであって、前記撮影レンズと前記カメラ本体との
間の被写体光の光路上に配置される前記光分割手段と、
前記光分割手段によって得られた前記一方の被写体光が
入射する位置に配置される前記ピント状態検出用撮像素
子とを内部に収納するケース部材と、前記ケース部材を
前記撮影レンズと前記カメラ本体との間に着脱自在に装
着する装着手段と、を備えたことを特徴としている。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の発明において、前記ピント状態検出用撮像素子
は、前記カメラ本体の映像用撮像素子の撮像面に共役な
位置に対して光路長が長くなる位置と短くなる位置のそ
れぞれに少なくとも1つが配置された、光路長の異なる
複数の撮像素子からなり、前記光分割手段によって得ら
れた前記一方の被写体光を該複数の各撮像素子に分割し
て入射させる光分割手段を備えたことを特徴としてい
る。
【0009】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
又は請求項2に記載の発明において、前記光分割手段を
前記撮影レンズと前記カメラ本体との間の被写体光の光
路上に挿脱する手段を備えたことを特徴としている。
【0010】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
乃至請求項3のうちいずれか1に記載の発明において、
前記ピント状態検出用撮像素子によって撮像された画像
に基づいて、少なくとも前記映像用撮像素子に対する前
記撮影レンズのピント状態が合焦か否かを判定する信号
処理手段を備えたことを特徴としている。
【0011】また、請求項5に記載の発明は、請求項1
乃至請求項4のうちいずれか1に記載の発明において、
前記撮影レンズのオートフォーカス制御における合焦検
出に適用されることを特徴としている。
【0012】本発明によれば、ピント状態を検出するた
めの光学部材を収納したケース部材を交換可能な撮影レ
ンズとカメラ本体との間に着脱自在に装着できるように
したため、カメラシステムにピント状態を検出するため
の手段を簡便に組み込むことができ、また、この手段を
用いて、オートフォーカスの機能を持たないカメラシス
テムでオートフォーカスを行うことができるようにな
る。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る撮影レンズのピント状態検出用アダプタの好ましい
実施の形態について詳説する。
【0014】図1は、本発明に係るピント状態検出用ア
ダプタが組み込まれたテレビカメラシステムの外観を示
した側面図である。同図において、カメラ本体10は、
放映用の映像を撮影し、所定形式の映像信号を出力又は
記録媒体に記録するための撮像素子(映像用撮像素子)
や所要の回路を搭載した携帯用のENGカメラであり、
このカメラ本体10の前面には、通常、交換可能な撮影
レンズ12を装着するバヨネットマウント部16が設け
られている。同図のカメラシステムでは、そのバヨネッ
トマウント部16により本発明に係るピント状態検出用
アダプタ14の後面側がカメラ本体10に装着される。
【0015】一方、ピント状態検出用アダプタ14の前
面側にはカメラ本体10と同様のバヨネットマウント部
18が設けられており、このバヨネットマウント部18
により撮影レンズ12がピント状態検出用アダプタ14
に装着される。
【0016】また、本実施の形態では、ピント状態検出
用アダプタ14は、オートフォーカスのために使用さ
れ、撮影レンズ12の側面に装着されたドライブユニッ
ト20にケーブル22を介して電気的に接続される。ド
ライブユニット20は、撮影レンズ12に設けられたフ
ォーカスリング、ズームリング、アイリスリング等をド
ライブユニット20に内蔵のモータで回転駆動するユニ
ットであり、ピント状態検出用アダプタ14は、後述の
ようにピント状態を検出してドライブユニット20にフ
ォーカスリングを回動駆動する制御信号を与え、ピント
状態が合焦となるようにフォーカス位置を制御する。
【0017】図2、図3はそれぞれ上記ピント状態検出
用アダプタ14の前面側と後面側の構成を示した斜視図
である。これらの図に示すようにピント状態検出用アダ
プタ14は、全体がケース28に覆われており、そのケ
ース28の前面と後面の対向する位置にそれぞれ開口3
0、開口32が形成される。そして、図2に示すように
前面側の開口30には、カメラ本体10と同様の周知の
バヨネットマウント部18が設けられる。詳細な説明は
省略するが、バヨネットマウント部18には、マウント
リング34が回動可能に配設され、その内周部には一定
間隔で凹部34Aと凸部34Bが形成されている。撮影
レンズ12の後端部に径方向に突設されたバヨネット爪
をマウントリング34の凹部34Aに合わせて前面側か
ら嵌入し、マウントリング34を回転させてバヨネット
爪をマウントリング34の凸部34Bで係止することに
より、撮影レンズ12がピント状態検出用アダプタ14
に装着される。
【0018】一方、図3に示すようにピント状態検出用
アダプタ14の後面側の開口32には、撮影レンズ12
の後端部と同様に円筒状のマウント嵌合部36が設けら
れ、マウント嵌合部36の端部にバヨネット爪36Aが
径方向に突設される。ピント状態検出用アダプタ14を
カメラ本体10に装着する手順は、撮影レンズ12をピ
ント状態検出用アダプタ14に装着する場合と同じであ
る。
【0019】尚、図2に示すピント状態検出用アダプタ
14の前面には、図1のケーブル22を接続するコネク
タ38が設けられている。
【0020】図4は、図1のカメラシステムにおける光
学系の構成を示した構成図である。同図に示すように撮
影レンズ12内には、前端側から固定フォーカスレンズ
F′、移動可能なフォーカスレンズF、変倍系と補正系
とからなるズームレンズZ、アイリスI、リレーレンズ
R等が配置される。尚、図中の各レンズの構成は簡略化
して示したもので複数のレンズから成るレンズ群を1つ
のレンズで示したものもある。撮影レンズ12の前端側
から入射した被写体光は、これらの各レンズを通過して
撮影レンズ12の後端側から射出される。
【0021】ピント状態検出用アダプタ14内には、撮
影レンズ12の光軸O上に、光軸Oに対して略45度に
傾斜したハーフミラー60が配置される。撮影レンズ1
2の後端側から射出された被写体光は、ピント状態検出
用アダプタ14のケース28の前面に形成された開口3
0からハーフミラー60に入射し、このハーフミラー6
0によって透過光と反射光とに分割される。ハーフミラ
ー60を透過した透過光は、ピント状態検出用アダプタ
14のケース28の後面に形成された開口32から射出
され、カメラ本体10の撮像部50に入射する。撮像部
50の構成については省略するが、撮像部50に入射し
た被写体光は、例えば色分解光学系により、赤色光、青
色光、緑色光の3色に分解され、各色ごとの撮像素子
(映像用撮像素子)の撮像面に入射する。これによって
放映用のカラー映像が撮影される。尚、図中のピント面
52は、各映像用撮像素子の撮像面に対して光学的に等
価な位置を撮影レンズ12の光軸O上に示したものであ
る。
【0022】一方、ハーフミラー60で反射した反射光
は、光軸Oに対して垂直の光軸O′の方向に沿って進行
し、ピント状態検出用アダプタ14のケース28内に配
置された撮像部62に入射する。
【0023】図5は、ピント状態検出用アダプタ14の
図4における5−5矢視図である。同図に示すようにハ
ーフミラー60と撮像部62は、保持部材64により保
持されており、ハーフミラー60は、上述のように撮影
レンズ12の後端側から射出された被写体光がケース2
8の開口30から入射する位置に配置され、撮像部62
は、ハーフミラー60で反射された反射光が入射する位
置に配置される。ここで、保持部材64は支持部材66
に固定され、支持部材66は軸68に回動可能に軸支さ
れており、保持部材64が軸68の周りを回動できるよ
うになっている。これによって、図6に示すように、ハ
ーフミラー60を開口30の範囲から外れる位置、即
ち、撮影レンズ12とカメラ本体10との間の被写体光
の通過範囲から外れる位置に退避させることができ、オ
ートフォーカスの使用を中断する場合等には、ピント状
態検出用アダプタ14をカメラシステムから取り外すこ
となく、ハーフミラー60を被写体光の通過範囲から退
避させてハーフミラー60による映像用撮像素子に対す
る光量の減少を防止することができるようになってい
る。ハーフミラー60の被写体光の通過範囲への挿脱
は、図示しないスイッチのオン/オフ操作に連動して機
械的に保持部材64を軸68の周りで回動させることに
より、又は、スイッチのオン/オフ操作によってモータ
を駆動し、モータの動力で保持部材64を軸68の周り
で回動させることにより行えるようにすることができ
る。
【0024】図7は、上記撮像部62の構成を示した図
である。同図に示すように撮像部62は、光分割光学系
を構成する3つのプリズムP1、P2、P3とピント状
態検出用の3つの撮像素子(2次元CCD)A、B、C
から構成される。上述のようにハーフミラー60で反射
し、光軸O′に沿って進行した被写体光(反射光)は、
まず、第1プリズムP1に入射し、第1プリズムP1の
ハーフミラー面70で反射光と透過光に分割される。こ
のうち反射光は、撮像素子Cの撮像面に入射する。一
方、透過光は、次いで第2プリズムP2に入射し、第2
プリズムP2のハーフミラー面72で更に反射光と透過
光に分割される。このうち反射光は撮像素子Bに入射さ
れる。一方、透過光は第3プリズムP3を通過して撮像
素子Aに入射する。尚、撮像素子A、B、Cのそれぞれ
に入射する被写体光の光量が等しくなるように第1プリ
ズムP1のハーフミラー面70及び第2プリズムP2の
ハーフミラー面72で被写体光が分割される。また、こ
れらのピント状態検出用の撮像素子A、B、Cはカラー
映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態で
は白黒画像を撮像するCCDであるものとする。
【0025】撮像素子A、B、Cに入射する被写体光の
光軸(各撮像素子の光軸)を同一直線上で示すと、図8
に示すように、撮像素子Bの光路長が最も短く、撮像素
子Cの光路長が最も長くなっており、撮像素子Aの光路
長は撮像素子Bと撮像素子Cの光路長の中間の長さとな
っている。即ち、撮像素子Aの撮像面に対して前後の等
距離の位置に撮像素子Bと撮像素子Cの撮像面が平行に
配置される。また、撮像素子Aの撮像面は、カメラ本体
10のピント面52(図4参照)と共役の関係にあり、
撮影レンズ12に入射した被写体光に対する光路長が映
像用撮像素子の撮像面と一致している。尚、被写体光を
撮像素子A、B、Cに分割する光分割光学系は、上述の
ようなプリズムP1〜P3を使用した構成に限らない。
【0026】以上のように構成されたピント状態検出用
アダプタ14内の光学系により、撮影レンズ12に入射
した被写体光が、カメラ本体10のピント面52と共役
の位置の近傍に配置された光路長の異なる3つのピント
状態検出用の撮像素子A、B、Cにより撮像される。
【0027】次に、上記ピント状態検出用アダプタ14
を使用したオートフォーカスの制御についての概略を図
9を構成図を用いて説明する。尚、図9では、図4等に
示した上記構成部材と同一部材には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。図9に示すようにピント状態検出用
アダプタ14の3つの撮像素子A、B、Cにより撮像さ
れた画像は、ピント状態検出用アダプタ14に内蔵され
た信号処理部80に取り込まれる。信号処理部80は、
後述のように各撮像素子A、B、Cから取得した画像の
高周波成分に基づいてカメラ本体10のピント面52
(図4参照)に対する撮影レンズ12のピント状態が合
焦となるフォーカスレンズFの位置(フォーカス位置)
を求める。そして、そのフォーカス位置へのフォーカス
レンズFの移動を指令する制御信号をドライブユニット
20(図1参照)のフォーカスモータ駆動回路82に出
力する。フォーカスモータ駆動回路82は、図示しない
フォーカスモータを駆動し、ギア等の動力伝達機構84
を介してフォーカスレンズFを移動させ、フォーカスレ
ンズFをピント状態検出用アダプタ14の信号処理部8
0によって指示されたフォーカス位置に設定する。この
ような処理が連続的に行われることによってオートフォ
ーカスの制御が行われる。
【0028】続いて、ピント状態検出用アダプタ14の
信号処理部80における構成及び処理について説明す
る。図10は、信号処理部80の構成を示したブロック
図である。同図に示すようにピント状態検出用の各撮像
素子A、B、Cで撮像された被写体の画像は所定形式の
ビデオ信号として出力され、各撮像素子A、B、Cに対
して同様に構成されたハイパスフィルタ100、11
0、120、A/D変換器102、112、122、ゲ
ート回路104、114、124、及び、加算器10
6、116、126によって画像の鮮鋭度(画像のコン
トラスト)を示す焦点評価値の信号に変換されてCPU
132に入力される。焦点評価値を求めるまでの処理を
撮像素子Aに対して設けられた回路で具体的に説明する
と、本実施の形態における撮像素子Aは白黒画像を撮影
するCCDであることから撮像素子Aから出力されるビ
デオ信号は画面を構成する各画素の輝度を示す輝度信号
である。そして、そのビデオ信号は、まず、ハイパスフ
ィルタ(HPF)100に入力され、そのビデオ信号の
高域周波数成分が抽出される。HPF100で抽出され
た高域周波数成分の信号はA/D変換器102によって
デジタル信号に変換される。そして、撮像素子Aにより
撮像された画像の1画面分(1フィールド分)のデジタ
ル信号のうち所定のフォーカスエリア内(例えば、画面
中央部分)の画素に対応するデジタル信号のみがゲート
回路104によって抽出された後、その抽出された範囲
のデジタル信号の値が加算器106によって加算され
る。これにより、フォーカスエリア内におけるビデオ信
号の高域周波数成分の値の総和が求められる。加算器1
06によって得られた値は、フォーカスエリア内におけ
る画像の鮮鋭度の高低を示す焦点評価値である。
【0029】尚、同図に示す同期信号発生回路130か
ら各種同期信号が撮像素子A、B、C、やゲート回路1
04、114、124等の各回路に与えられており、各
回路の処理の同期が図られている。また、同期信号発生
回路130からCPU132には、ビデオ信号の1フィ
ールドごとの垂直同期信号(V信号)が与えられてい
る。
【0030】CPU132は、上述のように各撮像素子
A、B、Cから得られた焦点評価値に基づいて、カメラ
本体10のピント面52に対する撮影レンズ12の現在
のピント状態を検出する。図11は、横軸に撮影レンズ
12のフォーカス位置、縦軸に焦点評価値をとり、ある
被写体を撮影した際のフォーカス位置に対する焦点評価
値の様子を示した図である。図中実線で示す曲線aは、
カメラ本体10のピント面52と共役の位置にある撮像
素子Aから得られる焦点評価値をフォーカス位置に対し
て示したものであり、図中点線で示す曲線b、cは、そ
れぞれ撮像素子B、Cから得られる焦点評価値をフォー
カス位置に対して示したものである。
【0031】同図において、曲線aの焦点評価値が最大
(極大)となるフォーカス位置F3が合焦位置である
が、今、撮影レンズ12のフォーカス位置が図中F1の
位置に設定されているとする。このとき、撮像素子A、
B、Cのそれぞれから得られる焦点評価値は、曲線a、
b、cによりフォーカス位置F1に対応する値である。
このとき、少なくとも撮像素子Bから得られる焦点評価
値の方が撮像素子Cから得られる焦点評価値よりも大き
いことから、合焦位置であるフォーカス位置F3よりフ
ォーカス位置が至近側に設定された状態、即ち、前ピン
の状態であることが分かる。
【0032】一方、撮影レンズのフォーカス位置が図中
F2の位置に設定されているとすると、撮像素子A、
B、Cのそれぞれから得られる焦点評価値は、曲線a、
b、cによりフォーカス位置F2に対応する値である。
このとき、少なくとも撮像素子Cから得られる焦点評価
値の方が撮像素子Bから得られる焦点評価値よりも大き
いことから、合焦位置であるフォーカス位置F3よりフ
ォーカス位置が無限遠側に設定された状態、即ち、後ピ
ンの状態であることが分かる。
【0033】撮影レンズのフォーカス位置が図中F3の
合焦位置に設定されているとすると、撮像素子A、B、
Cのそれぞれから得られる焦点評価値は、曲線a、b、
cによりフォーカス位置F3に対応する値である。この
とき、撮像素子Bから得られる焦点評価値と撮像素子C
から得られる焦点評価値とが等しいことから、フォーカ
ス位置がフォーカス位置F3に設定された状態、即ち、
合焦の状態であることが分かる。
【0034】このように、図10に示したCPU132
は、撮像素子A、B、Cのそれぞれから得られる焦点評
価値に基づいて、撮影レンズ12の現在のフォーカス位
置におけるピント状態が前ピン、後ピン、合焦のいずれ
かを検出することができる。そして、もし、このような
方法でピント状態の検出を行うものとすると、CPU1
32は、ピント状態を合焦にするために、フォーカス位
置を至近側と無限遠側のいずれの方向に動かすべきかが
判断できることから、この判断に基づいて図9又は図1
0に示したドライブユニット20のフォーカスモータ駆
動回路82に制御信号を送信し、合焦となる方向へフォ
ーカスレンズFを移動させる。合焦となったことを検出
した場合にはフォーカスレンズFをその位置に停止させ
るという処理により、オートフォーカスの制御を行うこ
とができる。
【0035】しかしながら、上述のような方法でピント
状態の検出を行う場合においては、撮像素子B、Cから
得られる焦点評価値のみで足り、撮像素子Aから得られ
る焦点評価値は不要である。そこで、本実施の形態で
は、3つの撮像素子A、B、Cから得られる焦点評価値
を有効に利用し、合焦となるフォーカス位置を以下のよ
うに直接的に検出する。
【0036】上記図11において、各撮像素子A、B、
Cから得られる焦点評価値についての曲線a、b、c
は、略同一形状となることから、あるフォーカス位置に
おいて撮像素子B、Cから得られる焦点評価値は、その
フォーカス位置から所定のシフト量分だけ変位させたフ
ォーカス位置における撮像素子Aの焦点評価値とみなす
ことができる。例えば、図12に示す撮像素子Aの焦点
評価値の曲線aにおいて、フォーカス位置が図中F4に
設定されているものとする。このとき、撮像素子Aから
得られる焦点評価値は、曲線a上の点PA の値を示す。
一方、撮像素子Bから得られる焦点評価値は、フォーカ
ス位置F4よりも無限遠側に所定シフト量分だけ変位さ
せたフォーカス位置F5における曲線a上の点PB の値
を示し、撮像素子Cから得られる焦点評価値は、フォー
カス位置F4よりも至近側に所定シフト量分だけ変位さ
せたフォーカス位置F6における曲線a上の点PC の値
を示す。尚、フォーカス位置F4とフォーカス位置F5
との差、即ち、撮像素子Bから得られた焦点評価値につ
いてのシフト量は、例えば、図11において、曲線bの
最大点のフォーカス位置と曲線aと最大点のフォーカス
位置の差に等しく、また、フォーカス位置F4とフォー
カス位置F6との差、即ち、撮像素子Cから得られた焦
点評価値についてのシフト量は、図11において、曲線
cの最大点のフォーカス位置と曲線aと最大点のフォー
カス位置の差に等しい。
【0037】一方、曲線aは所定関数(例えば2次曲
線)の形で表されるものと仮定することができる。従っ
て、各撮像素子A、B、Cから得られた3点PA
B 、PCにおける焦点評価値から曲線aを具体的に特
定することができ、その曲線aにおいて焦点評価値が最
大となる合焦位置F3を求めることができる。
【0038】このようにして図10のCPU132は、
各撮像素子A、B、Cから得られた焦点評価値に基づい
て合焦となるフォーカス位置を検出すると、そのフォー
カス位置となるように、図9又は図10に示したドライ
ブユニット20のフォーカスモータ駆動回路82に制御
信号を送信し、フォーカスレンズFを移動させる。これ
により、オートフォーカスの制御が行われる。
【0039】以上、上記実施の形態では、カメラ本体1
0のピント面52に共役の位置に配置されたピント状態
検出用の撮像素子Aに対して撮像面が光学的に等距離と
なる前後の位置に撮像素子Bと撮像素子Cを配置した
が、光路長が異なるように各撮像素子A、B、Cが配置
され、かつ、カメラ本体10のピント面52に共役な位
置に対して光路長が長くなる位置と短くなる位置のそれ
ぞれに少なくとも1つのいずれかの撮像素子A、B、C
が配置されていれば十分である。即ち、上述のように、
あるフォーカス位置において撮像素子B、Cから得られ
る焦点評価値を、そのフォーカス位置から所定シフト量
分だけ変位させたフォーカス位置における撮像素子Aの
焦点評価値とみなす場合に、そのシフト量を各撮像素子
B、Cの撮像素子Aに対する距離に基づいて設定すれば
よい。また、そのシフト量を求める方法として、例え
ば、固定された被写体を撮影しながらフォーカス位置を
変化させ、各撮像素子A、B、Cから得られる焦点評価
値が最大となるフォーカス位置を検出する。そして、撮
像素子Aから得られた焦点評価値が最大となったフォー
カス位置に対して、各撮像素子B、Cから得られた焦点
評価値が最大となった各フォーカス位置の変位量を検出
し、その変位量を上記シフト量とする。
【0040】また、上記実施の形態では、カメラ本体1
0のピント面52に共役の位置にピント状態検出用の撮
像素子Aの撮像面を配置するようにしたが、必ずしもそ
のようにする必要はない。即ち、撮像素子Aから得られ
る焦点評価値が最大となるフォーカス位置に対して、各
撮像素子B、Cから得られる焦点評価値が最大となる各
フォーカス位置の変位量を検出する上述の方法と同様に
して、カメラ本体10のピント面52において合焦が得
られるフォーカス位置に対して、撮像素子Aから得られ
る焦点評価値が最大となるフォーカス位置の変位量を検
出し、その変位量を撮像素子Aから得られた焦点評価値
についてのシフト量とする。即ち、撮像素子Aから得ら
れる焦点評価値を、そのシフト量分だけ実際のフォーカ
ス位置から変位させたフォーカス位置での焦点評価値と
みなす。尚、撮像素子B、Cから得られる焦点評価値の
シフト量についても同様に検出する。これによって、あ
るフォーカス位置において得られた各撮像素子A、B、
Cの焦点評価値に基づいてカメラ本体10のピント面5
2に対する焦点評価値の曲線を求めることができ、その
曲線によって合焦となるフォーカス位置を求めることが
できる。
【0041】また、上記実施の形態では、ピント状態検
出用アダプタ14内に撮像部62においてピント状態検
出用の3つの撮像素子A、B、Cを配置するようにした
が、ピント状態を検出する手段を持たないカメラシステ
ムにその手段を簡便に組み込めるようにするという目的
を達成する意義においては、本発明は上記実施の形態の
場合に限定されない。即ち、ピント状態検出用アダプタ
14のハーフミラー60で分割した被写体光に基づいて
ピント状態を検出する手段は上記実施の形態の場合に限
定されない。例えば、上記実施の形態において説明した
ように2つのピント状態検出用の撮像素子B、Cのみを
カメラ本体10のピント面52に共役な位置の前後に配
置することによって、ピント状態が前ピン、後ピン、又
は、合焦のいずれの状態かを検出し、その検出結果に基
づいてオートフォーカスの制御を行うようにしてもよ
い。逆に光路長の異なる4つ以上のピント状態検出用の
撮像素子を用い、カメラ本体10のピント面52に共役
な位置に対して光路長が長くなる位置と短くなる位置の
それぞれに少なくとも1つの撮像素子を配置するように
して合焦位置をより精度良く検出できるようにしてもよ
い。更に、1つのピント状態検出用の撮像素子のみをカ
メラ本体10のピント面52に共役な位置に配置し、従
来から知られている所謂山登り方式を採用してもよい。
即ち、その1つの撮像素子によって得られた焦点評価値
が増加する方向にフォーカス位置を移動させ、焦点評価
値が最大となるようにフォーカス位置を設定する。この
際、焦点評価値が増加する方向を検出するためにウォブ
リングという方法が用いられるが、そのためにフォーカ
スレンズFを動かしてもよいし、所定の駆動機構によっ
てピント状態検出用の撮像素子を光軸方向に動かすよう
にしてもよい。
【0042】また、上記実施の形態ではピント状態検出
用の撮像素子に白黒画像用のCCDを使用したが、当
然、カラー画像用のCCDを使用することもできる。
【0043】また、上記実施の形態では、ピント状態検
出用の撮像素子A、B、Cから得られた画像に基づいて
ピント状態の検出等の処理を行う信号処理部80をピン
ト状態検出用アダプタ14に搭載するようにしたが、必
ずしも上述した信号処理部80の処理の全てをピント状
態検出用アダプタ14において行うようにする必要はな
く、上述した信号処理部80の処理の一部又は全てをド
ライブユニット20等のピント状態検出用アダプタ14
以外の部分で行うようにしてもよい。
【0044】また、上記実施の形態では、本発明に係る
ピント状態検出用アダプタ14によるピント状態の検出
をオートフォーカスに適用した場合について説明した
が、これに限らず他の用途に使用することもできる。
【0045】また、上記実施の形態では、本発明に係る
ピント状態検出用アダプタ14を携帯用のENGカメラ
システムに組み込めるようにした場合について説明した
が、本発明は、カメラ本体と交換可能な撮影レンズとか
ら構成される全てのタイプのカメラシステムにおいて適
用できる。
【0046】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る撮影レ
ンズのピント状態検出用アダプタによれば、ピント状態
を検出するための光学部材を収納したケース部材を交換
可能な撮影レンズとカメラ本体との間に着脱自在に装着
できるようにしたため、カメラシステムにピント状態を
検出するための手段を簡便に組み込むことができ、ま
た、この手段を用いて、オートフォーカスの機能を持た
ないカメラシステムでオートフォーカスを行うことがで
きるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係るピント状態検出用アダプ
タが組み込まれたカメラシステムの外観を示した側面図
である。
【図2】図2は、本発明に係るピント状態検出用アダプ
タの前面側の構成を示した斜視図である。
【図3】図3は、本発明に係るピント状態検出用アダプ
タの後面側の構成を示した斜視図である。
【図4】図4は、図1のカメラシステムにおける光学系
の構成を示した構成図である。
【図5】図5は、本発明に係るピント状態検出用アダプ
タの図4における5−5矢視図である。
【図6】図6は、ピント状態検出用アダプタのハーフミ
ラーを被写体光の通過範囲から退避させた状態を示した
図4における5−5矢視図である。
【図7】図7は、ピント状態検出用アダプタの撮像部の
構成を示した図である。
【図8】図8は、ピント状態検出用の撮像素子A、B、
Cを同一光軸上で示した図である。
【図9】図9は、本発明に係るピント状態検出用アダプ
タを使用したオートフォーカスの制御に関連するカメラ
システムの構成を示した構成図である。
【図10】図10は、ピント状態検出用アダプタの信号
処理部の構成を示したブロック図である。
【図11】図11は、ある被写体を撮影した際のフォー
カス位置に対する各ピント状態検出用の撮像素子におけ
る焦点評価値の様子を示した図である。
【図12】図12は、合焦となるフォーカス位置の検出
について説明に使用した図である。
【符号の説明】
10…カメラ本体、12…撮影レンズ、14…ピント状
態検出用アダプタ、16、18…バヨネットマウント
部、20…ドライブユニット、28…ケース、30、3
2…開口、34…マウントリング、36…マウント嵌合
部、F…フォーカスレンズ、52…ピント面、60…ハ
ーフミラー、62…撮像部、80…信号処理部、82…
フォーカスモータ駆動回路、100、110、120…
ハイパスフィルタ、102、112、122…A/D変
換器、104、114、124…ゲート回路、106、
116、126…加算器、132…CPU、P1〜P3
…プリズム、A、B、C…撮像素子(CCD)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 5/232 G02B 7/11 K G03B 3/00 A Fターム(参考) 2H011 AA03 BA38 BB01 2H051 AA08 BA54 CA06 CB14 CB29 2H105 CC19 EE00 5C022 AB27 AB30 AC42 AC54 AC80

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交換可能な撮影レンズを通過してカメラ
    本体の映像用撮像素子に入射する被写体光を光分割手段
    によって分割し、該分割して得られた一方の被写体光を
    ピント状態検出用撮像素子に入射させ、該ピント状態検
    出用撮像素子によって撮像された画像に基づいて前記映
    像用撮像素子に対する前記撮影レンズのピント状態を検
    出する撮影レンズのピント状態検出用アダプタであっ
    て、 前記撮影レンズと前記カメラ本体との間の被写体光の光
    路上に配置される前記光分割手段と、前記光分割手段に
    よって得られた前記一方の被写体光が入射する位置に配
    置される前記ピント状態検出用撮像素子とを内部に収納
    するケース部材と、 前記ケース部材を前記撮影レンズと前記カメラ本体との
    間に着脱自在に装着する装着手段と、を備えたことを特
    徴とする撮影レンズのピント状態検出用アダプタ。
  2. 【請求項2】 前記ピント状態検出用撮像素子は、前記
    カメラ本体の映像用撮像素子の撮像面に共役な位置に対
    して光路長が長くなる位置と短くなる位置のそれぞれに
    少なくとも1つが配置された、光路長の異なる複数の撮
    像素子からなり、前記光分割手段によって得られた前記
    一方の被写体光を該複数の各撮像素子に分割して入射さ
    せる光分割手段を備えたことを特徴とする請求項1の撮
    影レンズのピント状態検出用アダプタ。
  3. 【請求項3】 前記光分割手段を前記撮影レンズと前記
    カメラ本体との間の被写体光の光路上に挿脱する手段を
    備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2の撮影レ
    ンズのピント状態検出用アダプタ。
  4. 【請求項4】 前記ピント状態検出用撮像素子によって
    撮像された画像に基づいて、少なくとも前記映像用撮像
    素子に対する前記撮影レンズのピント状態が合焦か否か
    を判定する信号処理手段を備えたことを特徴とする請求
    項1乃至請求項3のうちいずれか1の撮影レンズのピン
    ト状態検出用アダプタ。
  5. 【請求項5】 前記撮影レンズのオートフォーカス制御
    における合焦検出に適用されることを特徴とする請求項
    1乃至請求項4のうちいずれか1の撮影レンズのピント
    状態検出用アダプタ。
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