JP2002296492A

JP2002296492A - 撮影レンズのピント状態検出用アダプタ

Info

Publication number: JP2002296492A
Application number: JP2001100487A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Yahagi; 智矢作
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09
Also published as: US6924842B2; US20020140839A1

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Ｐ_A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Ｐ_B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Ｐ_C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Ｐ_A、
Ｐ_B、Ｐ_C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 ＫＧ０３Ｂ 3/00 ＡＦ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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。