JP2002365524A - Autofocus device and imaging device using the same - Google Patents

Autofocus device and imaging device using the same

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JP2002365524A
JP2002365524A JP2001175013A JP2001175013A JP2002365524A JP 2002365524 A JP2002365524 A JP 2002365524A JP 2001175013 A JP2001175013 A JP 2001175013A JP 2001175013 A JP2001175013 A JP 2001175013A JP 2002365524 A JP2002365524 A JP 2002365524A
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image sensor
focus evaluation
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology by which a focal point is maintained at a correct focal position. SOLUTION: The autofocus device includes an imaging element, which converts an optical image having an imaged object into a video signal, an evaluation value calculating means for calculating focus evaluation value, which indicates the sharpness of the optical image the object imaged on the imaging element, on the basis of the video signal obtained by the imaging element, and a focus adjustment means which adjusts the focal point of a lens on the basis of the focus evaluation value and images the optical image of the object on the imaging element; and the imaging element is inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis of incident light. The evaluation value calculation means is provided with an evaluation value calculating means for calculating focus evaluation value for each pixel area divided, bordering on the line of intersection between the orthogonal plane and the imaging element. The focus adjustment means is provided with a comparison means for comparir the respective focus evaluation values of each divided pixel area.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
装置に関し、特に、被写体とテレビカメラとの距離が頻
繁に変化することとなるテレビカメラ等の撮像装置が備
えるオートフォーカス装置に適用して有効な技術に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an autofocus device, and more particularly to an autofocus device which is effective when applied to an autofocus device provided in an imaging device such as a television camera in which a distance between a subject and a television camera changes frequently. It is about technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のテレビカメラが備えるオートフォ
ーカス装置は、撮影用素子で撮像した画像の高域成分を
合焦評価値とし、焦点位置を微小に前後に移動させて撮
影した結果に基づいて、レンズの動き方向を演算する、
いわゆる山登り法を用いていた。
2. Description of the Related Art A conventional autofocus device provided in a television camera uses a high-frequency component of an image picked up by an image pickup element as an in-focus evaluation value, and moves a focal position slightly back and forth based on the result of shooting. Calculate the direction of lens movement,
The so-called hill-climbing method was used.

【0003】この山登り法によるオートフォーカス制御
では、例えば現在の焦点位置である第1の焦点位置での
撮影用素子からの画像の高域成分から得られる合焦評価
値である第1の合焦評価値を演算し、次に第1の焦点位
置から微小位置ずらした第2の焦点位置での撮影用素子
からの画像の高域成分から得られる合焦評価値である第
2の合焦評価値を演算する。次に、第1の合焦評価値と
第2の合焦評価値とを比較し、合焦評価値の大きい焦点
位置の方向が合焦位置の方向として、レンズを駆動し焦
点位置を移動させる構成となっていた。このように、山
登り法によるオートフォーカス制御では、第1の焦点位
置と第2の焦点位置とにおける合焦評価値に基づいて、
焦点位置の移動方向すなわちレンズの駆動方向を決定
し、その方向にレンズを駆動する動作を順次繰り返すこ
とによって、合焦位置方向に焦点位置を移動させてい
た。
In the autofocus control based on the hill-climbing method, for example, a first focus, which is a focus evaluation value obtained from a high-frequency component of an image from a photographic element at a first focus position which is a current focus position, is used. An evaluation value is calculated, and then a second focus evaluation value, which is a focus evaluation value obtained from a high-frequency component of an image from the imaging element at a second focus position slightly shifted from the first focus position. Calculate the value. Next, the first focus evaluation value and the second focus evaluation value are compared, and the direction of the focus position having the larger focus evaluation value is set as the direction of the focus position, and the lens is driven to move the focus position. Had a configuration. As described above, in the autofocus control based on the hill-climbing method, based on the focus evaluation values at the first focus position and the second focus position,
The moving direction of the focal position, that is, the driving direction of the lens is determined, and the operation of driving the lens in that direction is sequentially repeated to move the focal position in the direction of the focusing position.

【0004】合焦評価値としては、例えば撮像素子から
得られる映像信号から分離される輝度信号をハイパスフ
ィルタに入力し、まず高周波成分を取り出す。次に、取
り出された高周波成分の絶対値を演算し、得られた値を
撮像素子の全撮像領域内あるいは予め設定された評価領
域内にわたって積分することによって算出していた。
As a focus evaluation value, for example, a luminance signal separated from a video signal obtained from an image sensor is input to a high-pass filter, and first, a high-frequency component is extracted. Next, the absolute value of the extracted high-frequency component is calculated, and the calculated value is integrated by integrating the obtained value over the entire imaging region of the imaging device or over a predetermined evaluation region.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。
SUMMARY OF THE INVENTION As a result of studying the above prior art, the present inventor has found the following problems.

【0006】テレビカメラやビデオカメラ等のように、
長時間にわたる撮影期間で常に被写体に焦点を追従させ
る場合には、山登り法を用いた従来のオートフォーカス
装置は常時フォーカス位置を微妙に変化させて検出を続
け、合焦位置を保つ必要があった。このとき、従来のオ
ートフォーカス装置では、前述するように、撮影用素子
で撮像した画像の合焦評価値からレンズの駆動方向を算
出する際に、現在位置を第1の焦点位置とし、この現在
位置からレンズを微小駆動した位置を第2の焦点位置と
した画像を撮像する必要があった。すなわち、山登り法
を用いた従来のオートフォーカス装置では、少なくとも
異なる2つの焦点位置での画像を撮像する必要があり、
このときの画像は撮影用素子によって撮像されることと
なるので、現在位置(第1の焦点位置)が合焦位置の場
合であっても、撮影期間中は第2の焦点位置に微小移動
され、正確な合焦位置に焦点位置を維持できないという
問題があった。
[0006] Like a TV camera or a video camera,
In order to always focus on the subject during a long shooting period, the conventional auto-focusing device using the hill-climbing method had to constantly change the focus position to continue detection and maintain the focus position. . At this time, in the conventional autofocus apparatus, as described above, when calculating the driving direction of the lens from the focus evaluation value of the image captured by the imaging element, the current position is set to the first focus position, It was necessary to capture an image in which the position where the lens was slightly driven from the position was the second focal position. That is, in the conventional autofocus device using the hill-climbing method, it is necessary to capture images at at least two different focal positions,
Since the image at this time is captured by the imaging element, even if the current position (first focus position) is the in-focus position, the image is slightly moved to the second focus position during the imaging period. However, there has been a problem that the focus position cannot be maintained at an accurate focus position.

【0007】また、前述するように、従来のオートフォ
ーカス装置では、少なくとも2枚の画像が必要となるの
で、第1の焦点位置における画像と第2の焦点位置にお
ける画像とでは、少なくとも2フィールド分の時間間隔
が必要となる。すなわち、従来のオートフォーカス装置
では、レンズの駆動方向を決定するためには少なくとも
2フィールド分の時間が必要となるので、動きのある被
写体では第1の焦点位置における画像と第2の焦点位置
における画像とでは2フィールド分の時間差が生じてし
まうこととなっていた。このために、山登り法を用いた
オートフォーカス装置では、検出感度が低くなってしま
う、あるいは合焦動作が不安定になってしまうという問
題があった。
Further, as described above, in the conventional autofocus device, at least two images are required, so that the image at the first focus position and the image at the second focus position have at least two fields. Time interval is required. That is, in the conventional autofocus device, it takes at least two fields to determine the driving direction of the lens. Therefore, in the case of a moving subject, the image at the first focus position and the image at the second focus position There is a time difference of two fields between the image and the image. For this reason, the autofocus device using the hill-climbing method has a problem that the detection sensitivity is lowered or the focusing operation becomes unstable.

【0008】本発明の目的は、正確な合焦位置に焦点位
置を維持することが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、動きのある被写体であっても合焦
位置に焦点位置を設定することが可能な技術を提供する
ことにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
An object of the present invention is to provide a technique capable of maintaining a focus position at an accurate focus position.
Another object of the present invention is to provide a technique capable of setting a focus position at a focus position even for a moving subject. The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0010】(1)撮像された被写体の光学像を映像信
号に変換する撮像素子と、前記撮像素子で得られる映像
信号に基づいて、前記撮像素子に結像する前記被写体の
光学像の鮮鋭度を示す合焦評価値を算出する評価値算出
手段と、前記合焦評価値に基づいてレンズの焦点位置を
調整し、前記撮像素子に前記被写体の光学像を結像する
焦点調整手段とを有するオートフォーカス装置におい
て、前記撮像素子は入射光の光軸に直交する直交面に対
して傾斜して配置され、前記評価値算出手段は前記直交
面と前記撮像素子との交線を境界として分割される分割
画素領域毎の合焦評価値を算出する評価値算出手段を備
え、前記焦点調整手段は前記分割画素領域毎の合焦評価
値を比較する比較手段を備えた。
(1) An image sensor for converting an optical image of a captured object into a video signal, and sharpness of an optical image of the object formed on the image sensor based on a video signal obtained by the image sensor. Evaluation value calculation means for calculating a focus evaluation value, and focus adjustment means for adjusting a focal position of a lens based on the focus evaluation value and forming an optical image of the subject on the image sensor. In the autofocus device, the image sensor is disposed so as to be inclined with respect to an orthogonal plane orthogonal to an optical axis of incident light, and the evaluation value calculation unit is divided by an intersection of the orthogonal plane and the image sensor as a boundary. And an evaluation value calculation unit for calculating a focus evaluation value for each of the divided pixel regions, and the focus adjustment unit includes a comparison unit for comparing the focus evaluation values for each of the divided pixel regions.

【0011】(2)撮像された被写体の光学像を映像信
号に変換するオートフォーカス用撮像素子と、前記オー
トフォーカス用撮像素子で得られる映像信号に基づい
て、前記オートフォーカス用撮像素子に結像する前記被
写体の光学像の鮮鋭度を示す合焦評価値を算出する評価
値算出手段と、前記合焦評価値に基づいてレンズの焦点
位置を調整し、撮影用撮像素子に前記被写体の光学像を
結像する焦点調整手段とからなるオートフォーカス装置
を有する撮像装置において、前記オートフォーカス用撮
像素子は入射光の光軸に直交する直交面に対して傾斜し
て配置され、前記評価値算出手段は前記直交面と前記オ
ートフォーカス用撮像素子との交線を境界として分割さ
れる分割画素領域毎の合焦評価値を算出する手段とを備
え、前記焦点調整手段は前記分割画素領域毎の合焦評価
値を比較する比較手段を備えた。
(2) An auto-focus image sensor for converting an optical image of a captured object into a video signal, and forming an image on the auto-focus image sensor based on a video signal obtained by the auto-focus image sensor. Evaluation value calculating means for calculating a focus evaluation value indicating the sharpness of the optical image of the subject, and adjusting the focal position of the lens based on the focus evaluation value, and then, the imaging device for photographing the optical image of the subject An imaging device having an autofocus device comprising a focus adjustment unit that forms an image of the object, wherein the imaging device for autofocus is arranged to be inclined with respect to a plane orthogonal to an optical axis of incident light, and the evaluation value calculation unit is provided. Means for calculating a focus evaluation value for each divided pixel area divided by an intersection of the orthogonal plane and the autofocus image sensor, and Is provided with a comparing means for comparing the focus evaluation value of the divided pixel each region.

【0012】前述した手段によれば、撮像素子は入射光
の光軸に直交する直交面に対して傾斜して配置されてい
るので、直交面と撮像素子との交線を境界として分割さ
れる各分割画素領域の一方はレンズに近くなり、他方の
分割画素領域はレンズから遠くなる。従って、この撮像
素子をオートフォーカス用撮像素子として用いることに
よって、1個の撮像素子で、焦点位置を微小な量で移動
させた場合の画像を1回の撮像で得ることができる。そ
の結果、合焦位置に焦点位置がある場合には、その焦点
位置を維持することができる。また、1回の撮像で異な
る2つの焦点位置での画像を得ることができるので、動
きのある被写体であっても合焦位置に焦点位置を設定す
ることができる。
According to the above-described means, since the image pickup device is arranged to be inclined with respect to the orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the incident light, it is divided at the intersection of the orthogonal plane and the image pickup element as a boundary. One of the divided pixel regions is closer to the lens, and the other divided pixel region is farther from the lens. Therefore, by using this image pickup device as an image pickup device for autofocus, an image when the focal position is moved by a very small amount can be obtained by one image pickup device. As a result, when the focus position has a focus position, the focus position can be maintained. In addition, since images at two different focus positions can be obtained by one imaging, the focus position can be set at the in-focus position even for a moving subject.

【0013】ここで、評価値算出手段が直交面とオート
フォーカス用撮像素子との交線を境界として分割される
分割画素領域毎の合焦評価値を算出し、得られた合焦評
価値を比較することは、焦点位置を微小な量で移動させ
た場合の合焦評価値の比較を行うことと等価となるの
で、この比較結果に基づいて焦点調整手段がレンズの焦
点位置を調整することによって、撮像素子に被写体の光
学像を結像することが可能となる。
Here, the evaluation value calculation means calculates a focus evaluation value for each of the divided pixel areas divided by the intersection of the orthogonal plane and the image pickup device for autofocus as a boundary, and calculates the obtained focus evaluation value. Since the comparison is equivalent to comparing the focus evaluation values when the focal position is moved by a very small amount, the focus adjustment unit adjusts the focal position of the lens based on the comparison result. Accordingly, it is possible to form an optical image of the subject on the image sensor.

【0014】従って、このオートフォーカス装置を備え
る撮像装置では、焦点位置が合焦位置に設定された場合
には、被写体の映像出力を得る撮影用撮像素子で撮像さ
れる画像の焦点位置は、オートフォーカス動作中であっ
ても移動されることがないので、高品質の被写体像を得
ることが可能となる。また、1回の撮像でオートフォー
カス動作を行うことができるので、動きのある被写体で
あっても合焦位置に焦点位置を速やかに移動させること
ができる。
Therefore, in the image pickup apparatus equipped with this autofocus device, when the focus position is set to the in-focus position, the focus position of the image picked up by the image pickup device for obtaining the video output of the subject is automatically adjusted. Since the object is not moved even during the focus operation, a high-quality subject image can be obtained. In addition, since the autofocus operation can be performed by one imaging operation, the focus position can be quickly moved to the in-focus position even for a moving subject.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明
する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments (examples) of the invention. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0016】図1は本発明の一実施の形態であるオート
フォーカス装置の概略構成を説明するための図である。
特に、図1の(a)は本実施の形態であるオートフォー
カス装置の基本原理を説明するための図であり、図1の
(b)は本実施の形態のオートフォーカス用撮像素子及
び撮影用撮像素子における領域の分割の一例を説明する
ための図である。ただし、本実施の形態では、オートフ
ォーカス用撮像素子102及び撮影用撮像素子103の
配置位置並びに合焦判定手段104の構成を除く、レン
ズ101等の光学系、オートフォーカス用撮像素子10
2及び撮影用撮像素子103の動作を制御する走査駆動
パルス系、並びにオートフォーカス用撮像素子102及
び撮影用撮像素子103からの映像信号を処理する映像
処理系等は周知の構成である。従って、以下の説明で
は、本願発明のオートフォーカス装置に係わるオートフ
ォーカス用撮像素子102及び撮影用撮像素子103の
配置位置、並びに合焦判定手段104における合焦制御
について詳細に説明する。
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an autofocus apparatus according to an embodiment of the present invention.
In particular, FIG. 1A is a diagram for explaining the basic principle of the autofocus device according to the present embodiment, and FIG. 1B is a diagram illustrating the autofocus image sensor and the photographing device according to the present embodiment. FIG. 4 is a diagram for describing an example of division of a region in an imaging element. However, in this embodiment, the optical system such as the lens 101 and the autofocus image sensor 10 except for the arrangement positions of the autofocus image sensor 102 and the photographing image sensor 103 and the configuration of the focus determination unit 104
2 and a scanning drive pulse system for controlling the operations of the imaging element 103, and an image processing system for processing video signals from the auto-focus imaging element 102 and the imaging element 103 have a known configuration. Therefore, in the following description, the arrangement positions of the autofocus image sensor 102 and the image sensor 103 for the autofocus apparatus according to the present invention, and the focus control by the focus determination unit 104 will be described in detail.

【0017】図1において、101はレンズ、102は
オートフォーカス用撮像素子、103は撮影用撮像素
子、104は合焦判定手段、105はレンズ駆動手段、
106は光軸、107は第1の領域、108は第2の領
域を示す。
In FIG. 1, 101 is a lens, 102 is an image sensor for autofocus, 103 is an image sensor for photographing, 104 is focus determining means, 105 is lens driving means,
Reference numeral 106 denotes an optical axis, 107 denotes a first area, and 108 denotes a second area.

【0018】図1の(a)に示すように、オートフォー
カス用撮像素子(以下、AF用撮像素子」と記す)10
2と、撮影用撮像素子103とはレンズ101の光軸1
06上に配置される構成となっている。また、AF用撮
像素子102と撮影用撮像素子103とからの出力は、
それぞれ合焦判定手段104に接続される。すなわち、
AF用撮像素子102で撮像された画像(被写体像)
と、撮影用撮像素子103で撮像された画像(被写体
像)とは、それぞれ合焦判定手段104に出力される構
成となっている。合焦判定手段104からの駆動出力は
レンズ駆動手段105に出力され、レンズ駆動手段10
5がレンズ101の図示しない焦点機構を駆動し、その
焦点位置を変化させる構成となっている。
As shown in FIG. 1A, an image sensor for autofocus (hereinafter, referred to as an AF image sensor) 10
2 and the image pickup device 103 are the optical axis 1 of the lens 101
06. The outputs from the AF image sensor 102 and the photographing image sensor 103 are as follows:
Each is connected to the focus determination unit 104. That is,
Image (subject image) captured by the AF image sensor 102
And an image (subject image) picked up by the image pickup device 103 are output to the focus determination unit 104. The drive output from the focus determining means 104 is output to the lens driving means 105, and the lens driving means 10
Reference numeral 5 denotes a structure for driving a focus mechanism (not shown) of the lens 101 to change the focus position.

【0019】合焦判定手段104は、例えばAF用撮像
素子102及び撮影用撮像素子103で撮像された画像
すなわち映像信号の内の輝度信号から高周波成分のみを
取り出す周知のハイパスフィルタ(以下、「HPF」と
記す)と、HPFを通過した高周波成分の絶対値をそれ
ぞれ演算する周知の絶対値演算手段を備える。また、合
焦判定手段104は、絶対値演算手段から出力される値
をそれぞれの撮像素子での予め設定された分割画素領域
毎すなわち図1の(b)に示す第1の領域107と第2
の領域108とに分けて、高周波成分の絶対値をそれぞ
れ加算し合焦評価値を得る周知の加算手段を備える。さ
らには、合焦判定手段104は、撮影用撮像素子103
での第1の領域107及び第2の領域108の合焦評価
値に基づいて、AF用撮像素子102での第1の領域1
07及び第2の領域108の合焦評価値を補正する補正
手段と、補正後のAF用撮像素子102での第1の領域
107の合焦評価値と第2の領域の合焦評価値とを比較
し、その比較結果に基づいてレンズの駆動方向すなわち
焦点位置の移動方向を判定(決定)する周知の判定手段
とを備える。このように、本実施の形態の合焦判定手段
104は、撮影用撮像素子103からの画像を第1の領
域107と第2の領域108との画像に分け、それぞれ
の領域毎に合焦評価値をそれぞれ演算し、この合焦評価
値を山登り法で比較することにより駆動出力を得る構成
となっている。ただし、補正手段によって補正されたA
F用撮像素子102での第1の領域107の合焦評価値
と第2の領域108の合焦評価値とを用いることなく、
補正前のAF用撮像素子102での第1の領域107の
合焦評価値と第2の領域108の合焦評価値とを比較
し、レンズ駆動方向を判定してもよい。このような構成
とすることによって、補正手段における補正のための演
算が不要となるので、画像の撮像からレンズの駆動まで
にかかる時間を短縮することができる。
The focus judging means 104 includes, for example, a well-known high-pass filter (hereinafter referred to as "HPF") that extracts only high-frequency components from an image picked up by the AF image pickup element 102 and the image pickup image pickup element 103, that is, a luminance signal in a video signal. ") And well-known absolute value calculating means for calculating the absolute values of the high frequency components passed through the HPF. Also, the focus determination unit 104 calculates the value output from the absolute value calculation unit for each of predetermined divided pixel regions in each image sensor, that is, the first region 107 and the second region 107 shown in FIG.
And a well-known adding means for adding the absolute values of the high-frequency components to obtain a focus evaluation value. Further, the focus determination unit 104 includes the imaging image sensor 103.
Based on the focus evaluation values of the first area 107 and the second area 108 in the first area 1 in the AF image sensor 102.
07 and the correction means for correcting the focus evaluation values of the second area 108, and the focus evaluation value of the first area 107 and the focus evaluation value of the second area in the AF image sensor 102 after the correction. And a known determining means for determining (determining) the driving direction of the lens, that is, the moving direction of the focal position, based on the comparison result. As described above, the focus determination unit 104 according to the present embodiment divides the image from the imaging sensor 103 into the first area 107 and the second area 108, and performs focus evaluation for each area. The drive output is obtained by calculating the respective values and comparing the focus evaluation value by the hill-climbing method. However, A corrected by the correction means
Without using the focus evaluation value of the first area 107 and the focus evaluation value of the second area 108 in the F image sensor 102,
The lens drive direction may be determined by comparing the focus evaluation value of the first area 107 and the focus evaluation value of the second area 108 in the AF image sensor 102 before correction. With such a configuration, the calculation for the correction by the correction unit is not required, so that the time required from image capturing to driving of the lens can be reduced.

【0020】レンズ駆動手段105は、合焦判定手段1
04から出力される駆動方向判定に基づいて、予め設定
された量だけレンズ101の図示しない焦点機構を駆動
して焦点位置を移動させる周知のレンズ駆動手段であ
る。従って、本実施の形態では、判定手段とレンズ駆動
手段105とによって、焦点調整手段として動作する。
The lens driving means 105 includes the focus determining means 1
This is a well-known lens driving unit that drives a focusing mechanism (not shown) of the lens 101 by a predetermined amount based on the driving direction determination output from the lens unit 04 to move the focal position. Therefore, in the present embodiment, the determining means and the lens driving means 105 operate as a focus adjusting means.

【0021】また、撮影用撮像素子103は従来の撮影
用撮像素子と同様に、光軸106に対して垂直、あるい
は撮影用撮像素子103で撮像された画像に規定値以上
の歪みが生じない程度の誤差で垂直に配置されている。
一方、AF用撮像素子102は、図1の(a)から明ら
かなように、撮影用撮像素子103とは異なり、光軸1
06に対して直交しない、すなわち撮影用撮像素子10
3と平行にならないように配置されている。従って、本
実施の形態では、撮影用撮像素子103に対してAF用
撮像素子102が所定の傾斜角で傾斜配置される構成と
なっている。
The image pickup device 103 is, similarly to the conventional image pickup device, perpendicular to the optical axis 106, or to such an extent that the image picked up by the image pickup device 103 is not distorted beyond a specified value. Are arranged vertically with an error of.
On the other hand, the AF image pickup device 102 is different from the image pickup device 103 as shown in FIG.
06, that is, not perpendicular to
3 are arranged so as not to be parallel. Therefore, in the present embodiment, the AF image pickup device 102 is arranged to be inclined at a predetermined inclination angle with respect to the photographing image pickup device 103.

【0022】ただし、図1の(a)から明らかなよう
に、本実施の形態のオートフォーカス装置では、光軸1
06とAF用撮像素子102の入射面との交点位置を基
準として、AF用撮像素子102を撮影用撮像素子10
3に対して傾斜させる構成となっている。特に、AF用
撮像素子102に配置される横方向に配列される図示し
ない画素方向をX軸方向、縦方向に配列される図示しな
い画素方向をY軸方向とし、光軸106とAF用撮像素
子102の入射面との交点位置を原点とするX軸及びY
軸を設定した場合には、本実施の形態のAF用撮像素子
102は、X軸に沿って傾斜される構成となっている。
However, as is apparent from FIG. 1A, in the autofocus device of the present embodiment, the optical axis 1
06 and the imaging image sensor 10 based on the position of the intersection of the AF 06 with the incident surface of the AF image sensor 102.
3 is inclined. In particular, a pixel direction (not shown) arranged in the horizontal direction arranged on the AF image sensor 102 is defined as an X-axis direction, and a pixel direction (not shown) arranged in the vertical direction is defined as a Y-axis direction. X-axis and Y having the point of intersection with the incident surface of 102 as the origin
When the axis is set, the AF image sensor 102 according to the present embodiment is configured to be inclined along the X axis.

【0023】このとき、図1の(b)に示すように、A
F用撮像素子102の受光領域の内で、光軸106すな
わち境界となるX軸よりも上部の領域を第2の領域10
8、X軸よりも下部の領域を第1の領域107とした場
合、本実施の形態では、AF用撮像素子102は光軸1
06が受光面の中心となるように配置されているので、
第1の領域107と第2の領域108との受光面積が同
じとなるように設定される。このようにX軸に沿ってA
F用撮像素子102を傾斜させることによって、第2の
領域108に対応する合焦評価値の演算を第1の領域1
07からの画像信号の読み出し中(取り込み中)に行う
ことが可能となるので、合焦評価値の演算及び比較を速
やかに行うことが可能となり、フォーカスの応答性を向
上させることが可能となる。
At this time, as shown in FIG.
In the light receiving area of the imaging element 102 for F, the area above the optical axis 106, that is, the X axis which is the boundary is defined as the second area 10
8, when the area below the X axis is the first area 107, in the present embodiment, the AF imaging element 102
06 is located at the center of the light receiving surface,
The light receiving areas of the first region 107 and the second region 108 are set to be the same. Thus, A along the X axis
By inclining the F image sensor 102, the calculation of the focus evaluation value corresponding to the second area 108 is performed in the first area 1
Since it is possible to perform the calculation while the image signal is being read from 07 (during capture), the focus evaluation value can be calculated and compared quickly, and the focus responsiveness can be improved. .

【0024】なお、第1の領域107と第2の領域10
8との受光面積は同じ面積に限定されることはないが、
その場合には、合焦判定手段104で合焦評価値を演算
する際に、第1の領域107と第2の領域108との面
積比に従って撮影用撮像素子103で撮像した画像も合
焦評価値を演算する必要がある。また、AF用撮像素子
102の傾斜はX軸に限定されることはなく、光軸10
6とAF用撮像素子102の入射面との交点位置を原点
とするY軸に沿った傾斜、あるいはこの交点位置を通る
入射面上の他の直線に沿った傾斜としてもよい。
The first region 107 and the second region 10
Although the light receiving area with 8 is not limited to the same area,
In this case, when the focus evaluation value is calculated by the focus determination unit 104, the image captured by the imaging element 103 according to the area ratio between the first area 107 and the second area 108 is also evaluated by the focus evaluation. You need to calculate the value. Further, the inclination of the AF image sensor 102 is not limited to the X axis, and
The inclination may be along the Y-axis with the origin at the intersection of the incident surface 6 and the incident surface of the AF image sensor 102, or may be along another straight line on the entrance surface passing through the intersection.

【0025】次に、図2に本実施の形態のオートフォー
カス装置における合焦動作を説明するための図を示し、
以下、図2に基づいて、本実施の形態のオートフォーカ
ス装置の動作を説明する。ただし、図2の(a)は合焦
前における第1の領域の合焦評価値と第2の領域の合焦
評価値との関係を説明するための図であり、図2の
(b)は合焦後における第1の領域の合焦評価値と第2
の領域の合焦評価値との関係を説明するための図であ
る。
Next, FIG. 2 is a diagram for explaining the focusing operation in the automatic focusing apparatus according to the present embodiment.
Hereinafter, the operation of the autofocus device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. However, FIG. 2A is a diagram for explaining the relationship between the focus evaluation value of the first area and the focus evaluation value of the second area before focusing, and FIG. Is the focusing evaluation value of the first area after focusing and the second
FIG. 9 is a diagram for explaining a relationship between a region and a focus evaluation value.

【0026】本実施の形態によるオートフォーカス動作
では、AF用撮像素子102及び撮影用撮像素子103
で撮像されたそれぞれの画像の輝度信号から、HPFに
より高周波成分のみがそれぞれ取り出され、得られた高
周波成分は次段のHPFに出力される。このときのHP
Fの処理は、例えばCCD型やCMOS型の撮像デバイ
スを用いるAF用撮像素子102及び撮影用撮像素子1
03から走査線方向に順次出力される映像信号から得ら
れる輝度信号に対して、順次ハイパスフィルタ処理を行
うものである。なお、HPFは、デジタル処理とアナロ
グ処理とのどちらでもよい。
In the autofocus operation according to the present embodiment, the AF image pickup element 102 and the photographing image pickup element 103
Only high-frequency components are extracted from the luminance signals of the respective images picked up by the HPF, and the obtained high-frequency components are output to the next-stage HPF. HP at this time
The processing of F is performed by, for example, the AF image sensor 102 and the photographing image sensor 1 using a CCD type or CMOS type image pickup device.
A high-pass filter process is sequentially performed on a luminance signal obtained from a video signal sequentially output in the scanning line direction from 03. The HPF may be either digital processing or analog processing.

【0027】HPFによって取り出されたそれぞれの高
周波成分は、次に絶対値演算手段によってその絶対値が
それぞれ演算され、この絶対値がそれぞれ加算手段に出
力される。加算手段では絶対値演算手段から出力される
それぞれの絶対値(高周波成分の絶対値)を、撮像素子
毎に入力順に順次加算していく。ここで、絶対値演算手
段からの絶対値が第2の領域108の終端に達した時
点、すなわち第2の領域108における加算が終了した
時点で、加算手段はそれぞれの加算値を第2の領域10
8の合焦評価値として補正手段に出力し、加算値をリセ
ットする。この後に、加算手段は次からの絶対値すなわ
ち第1の領域107における絶対値を順次加算してい
き、絶対値演算手段からの絶対値が第1の領域107の
終端に達した時点で、加算値を第1の領域107の合焦
評価値として補正手段に出力することによって、第2の
領域108の合焦評価値に続いて第1の領域107の合
焦評価値を算出する。
Next, the absolute values of the respective high frequency components extracted by the HPF are calculated by absolute value calculating means, and the absolute values are output to the adding means. The adding means sequentially adds the absolute values (the absolute values of the high-frequency components) output from the absolute value calculating means for each image sensor in the order of input. Here, when the absolute value from the absolute value calculating means reaches the end of the second area 108, that is, when the addition in the second area 108 is completed, the adding means sets the respective added values to the second area 108. 10
The value is output to the correction means as the focus evaluation value of 8, and the added value is reset. Thereafter, the adding means sequentially adds the next absolute value, that is, the absolute value in the first area 107, and when the absolute value from the absolute value calculating means reaches the end of the first area 107, the addition is performed. By outputting the value to the correcting unit as the focus evaluation value of the first area 107, the focus evaluation value of the first area 107 is calculated following the focus evaluation value of the second area 108.

【0028】補正手段では、AF用撮像素子102及び
撮影用撮像素子103に対応するそれぞれの第1の領域
107の合焦評価値が入力されると、まず、撮影用撮像
素子103での第1の領域107の合焦評価値と第2の
領域108の合焦評価値との比に基づいて、例えばAF
用撮像素子102での第1の領域の合焦評価値を基準と
して、AF用撮像素子102での第2の領域108の合
焦評価値を補正する。次に、この補正された第2の領域
の合焦評価値と、基準としたAF用撮像素子102での
第1の領域の合焦評価値とは、判定手段に出力される。
In the correcting means, when the focus evaluation values of the first areas 107 corresponding to the AF image sensor 102 and the photographing image sensor 103 are input, first, the first image in the photographing image sensor 103 is input. For example, based on the ratio between the focus evaluation value of the area 107 and the focus evaluation value of the second area 108, for example, AF
The focus evaluation value of the second area 108 in the AF image sensor 102 is corrected based on the focus evaluation value of the first area in the image sensor 102 for AF. Next, the corrected focus evaluation value of the second area and the reference focus evaluation value of the first area in the AF image sensor 102 which is the reference are output to the determination unit.

【0029】判定手段では、補正手段から出力されたす
なわち補正手段により補正されたAF用撮像素子102
での第1の領域107の合焦評価値と、AF用撮像素子
102での第2の領域108の合焦評価値とを比較し、
焦点位置の移動方向すなわちレンズ101の駆動方向を
決定し、レンズ駆動手段105に出力する。ただし、こ
のときの補正処理及び判定処理は、AF用撮像素子10
2での第1及び第2の領域の合焦評価値の比が撮影用撮
像素子103での第1及び第2の領域の合焦評価値比と
同じとなるように合焦評価値を補正し、この補正された
合焦評価値を比較することによって、焦点位置の移動方
向を決定するものである。
In the determination means, the AF image pickup device 102 output from the correction means, that is, corrected by the correction means,
Is compared with the focus evaluation value of the first area 107 in the second area 108 in the AF image sensor 102,
The moving direction of the focal position, that is, the driving direction of the lens 101 is determined and output to the lens driving unit 105. However, the correction process and the determination process at this time are performed by the AF imaging device 10.
The focus evaluation value is corrected such that the ratio of the focus evaluation values of the first and second areas in the second image pickup device 2 becomes the same as the focus evaluation value ratio of the first and second areas in the imaging element 103 for photographing. The moving direction of the focus position is determined by comparing the corrected focus evaluation values.

【0030】例えば、AF用撮像素子102での第1の
領域107の合焦評価値がa、第2の領域の合焦評価値
がbであり、撮影用撮像素子103での第1の領域の合
焦評価値がc、第2の領域の合焦評価値がdである場合
には、以下のような補正処理及び判定処理となる。前述
するように、AF用撮像素子102での第1の領域10
7の合焦評価値aを基準とする場合には、撮影用撮像素
子103での合焦評価値の比であるd/cに、AF用撮
像素子102での第2の領域108の合焦評価値bを乗
算することによって、補正後の第2の領域108の合焦
評価値b×d/cが得られる。次に、判定手段が第1の
領域107の合焦評価値aと、補正後の第2の領域10
8の合焦評価値b×d/cとを比較し、この比較結果が
a=b×d/cの場合には、現在の焦点位置が合焦位置
となるので、判定手段は現在の焦点位置を維持する指示
をレンズ駆動手段105に行う。その結果、レンズ駆動
手段105は現在の焦点位置を維持するので、撮影用撮
像素子103で得られる画像は合焦位置でのものとな
る。なお、a=b×d/cの時には、判定手段がレンズ
駆動手段105に移動指示を与えないような構成として
もよいことはいうまでもない。また、a=b×d/cの
場合を現在の焦点位置が合焦位置としたが、例えば予め
計測等で合焦位置の範囲を特定しておく場合には、判定
手段はa=b×d/cを含むa≒b×d/cとなる範囲
で現在の焦点位置を合焦位置とするように設定する。こ
のときの合焦位置の範囲の一例としては、撮影用撮像素
子103に図示しない被写体の空間的情報を再生するレ
ンズ101からなる光学系の焦点深度やこの焦点深度に
係数を乗算した値等を基準とした範囲等がある。
For example, the focus evaluation value of the first area 107 in the AF image sensor 102 is a, the focus evaluation value of the second area 107 is b, and the first area in the photographing image sensor 103 is When the focus evaluation value of is c and the focus evaluation value of the second area is d, the following correction processing and determination processing are performed. As described above, the first area 10 in the AF image sensor 102
In the case where the focus evaluation value a of 7 is used as a reference, the focus of the second area 108 in the AF image sensor 102 is adjusted to d / c, which is the ratio of the focus evaluation value in the image pickup device 103. By multiplying the evaluation value b, a corrected focus evaluation value b × d / c of the second area 108 is obtained. Next, the determination means determines the focus evaluation value a of the first area 107 and the corrected second area 10
8 is compared with the focus evaluation value b × d / c. If the comparison result is a = b × d / c, the current focus position becomes the focus position. An instruction to maintain the position is issued to the lens driving unit 105. As a result, the lens driving unit 105 maintains the current focal position, so that the image obtained by the imaging element 103 for photographing is at the in-focus position. Needless to say, when a = b × d / c, the determination unit may not be configured to give a movement instruction to the lens driving unit 105. Further, the case where a = b × d / c is set as the current focus position, but when the range of the focus position is specified in advance by measurement or the like, the determination unit uses a = b × d / c. The current focus position is set to be the focus position in a range where a ≒ b × d / c including d / c. As an example of the range of the focus position at this time, the depth of focus of the optical system including the lens 101 for reproducing the spatial information of the subject (not shown) on the imaging element 103 for photographing, the value obtained by multiplying the focal depth by a coefficient, and the like are given. There is a range used as a reference.

【0031】判定手段での比較結果がa<b×d/cの
時には、AF用撮像素子102での第1の領域107の
合焦評価値aに比較して、AF用撮像素子102での第
2の領域108の補正後の合焦評価値b×d/cの方が
大きいので、判定手段はAF用撮像素子102での第2
の領域108の合焦評価値を減少させる方向すなわち焦
点位置をレンズ101に近づける方向に移動させる指示
をレンズ駆動手段105に行う。一方、判定手段での比
較結果がa>b×d/cの時には、AF用撮像素子10
2での第2の領域108の補正後の合焦評価値b×d/
cに比較して、AF用撮像素子102での第1の領域1
07の合焦評価値aの方が大きいので、判定手段はAF
用撮像素子102での第1の領域の合焦評価値を減少さ
せる方向すなわち焦点位置をレンズ101から遠ざける
方向に移動させる指示をレンズ駆動手段105に行うこ
とによって、現在の焦点位置が合焦位置の方向へ移動す
るように、焦点位置を移動させる。なお、判定手段にお
ける比較法としては、例えば減算結果の正負による判定
や除算結果による判定等の周知の方法を用いる。
When the comparison result by the judging means is a <b × d / c, it is compared with the focus evaluation value a of the first area 107 in the AF image pickup device 102, and Since the corrected focus evaluation value b × d / c of the second area 108 is larger, the determination unit performs the second
The lens driving unit 105 is instructed to move the focus evaluation value of the area 108 in the direction of decreasing the focus evaluation value, that is, the direction in which the focus position approaches the lens 101. On the other hand, when the comparison result by the determination means is a> b × d / c, the AF imaging device 10
2 and the corrected focus evaluation value b × d /
c, the first area 1 in the AF image sensor 102
07 is larger than the focus evaluation value a,
By instructing the lens driving unit 105 to move the focus evaluation value of the first area in the image pickup device 102 in the direction of decreasing the focus evaluation value, that is, in the direction of moving the focus position away from the lens 101, the current focus position is changed to the focus position. The focal position is moved so as to move in the direction of. As a comparison method in the determination means, for example, a known method such as a determination based on whether the subtraction result is positive or negative or a determination based on the division result is used.

【0032】また、除算による判定法としては、例えば
AF用撮像素子102での比であるb/aを撮影用撮像
素子103の比であるd/cで除算する場合には、除算
結果が1の時には現在の焦点位置が合焦位置となるの
で、判定手段は現在の焦点位置を維持する指示をレンズ
駆動手段105に行う。その結果、レンズ駆動手段10
5は現在の焦点位置を維持するので、撮影用撮像素子1
03で得られる画像は合焦位置でのものとなる。ただ
し、除算結果が1の場合を現在の焦点位置が合焦位置と
したが、例えば予め計測等で合焦位置の範囲を特定して
おく場合には、判定手段は除算結果として1を含む範囲
で現在の焦点位置を合焦位置とするように設定する。こ
のときの合焦位置の範囲の一例としては、撮影用撮像素
子103に図示しない被写体の空間的情報を再生するレ
ンズ101からなる光学系の焦点深度やこの焦点深度に
係数を乗算した値等を基準とした範囲等がある。
As a determination method by division, for example, when dividing b / a, which is the ratio of the AF image sensor 102, by d / c, which is the ratio of the photographing image sensor 103, the division result is 1 In the case of (2), the current focal position becomes the in-focus position, and thus the determining unit issues an instruction to maintain the current focal position to the lens driving unit 105. As a result, the lens driving means 10
5 keeps the current focus position, so
The image obtained at 03 is at the in-focus position. However, when the division result is 1, the current focus position is determined as the in-focus position. For example, when the range of the in-focus position is specified in advance by measurement or the like, the determination unit determines the range including 1 as the division result. Is set so that the current focus position is the focus position. As an example of the range of the focus position at this time, the depth of focus of the optical system including the lens 101 for reproducing the spatial information of the subject (not shown) on the imaging element 103 for photographing, the value obtained by multiplying the focal depth by a coefficient, and the like are given. There is a reference range.

【0033】判定手段での除算結果が1よりも大きい時
には、撮影用撮像素子103での合焦評価値の比に比較
して、AF用撮像素子102での第2の領域の合焦評価
値の方が大きいので、判定手段はAF用撮像素子102
での第2の領域の合焦評価値を減少させる方向すなわち
焦点位置をレンズ101に近づける方向に移動させる指
示をレンズ駆動手段105に行う。一方、判定手段での
除算結果が1未満の時には、撮影用撮像素子103での
合焦評価値の比に比較して、AF用撮像素子102での
第1の領域の合焦評価値の方が大きいので、判定手段は
AF用撮像素子102での第1の領域の合焦評価値を減
少させる方向すなわち焦点位置をレンズ101に遠ざけ
る方向に移動させる指示をレンズ駆動手段105に行う
ことによって、除算結果が1すなわち現在の焦点位置が
合焦位置となるように、焦点位置を移動させる。
When the result of the division by the judging means is larger than 1, the focus evaluation value of the second area of the AF image sensor 102 is compared with the ratio of the focus evaluation value of the image pickup device 103. Is larger, the determination means is the AF image sensor 102
The lens driving unit 105 is instructed to move the focus evaluation value of the second area in the direction described above in the direction in which the focus position is reduced, that is, in the direction in which the focal position approaches the lens 101. On the other hand, when the result of the division by the determination means is less than 1, the focus evaluation value of the first area in the AF imaging element 102 is compared with the ratio of the focus evaluation value in the imaging element 103. Is large, the determination unit instructs the lens driving unit 105 to move the focus evaluation value of the first area in the AF image sensor 102 in a direction of decreasing the focus evaluation value, that is, in a direction of moving the focal position away from the lens 101. The focal position is moved so that the division result is 1, that is, the current focal position becomes the in-focus position.

【0034】また、撮影用撮像素子103での第1の領
域107の合焦評価値cと第2の領域108の合焦評価
値dとの比が等しいあるいは等しいと見なせるような場
合には、AF用撮像素子102での第1の領域107の
合焦評価値aと第2の領域の合焦評価値bとを比較する
のみで十分となる。従って、例えば図2の(a)に示す
ように、AF用撮像素子102での第2の領域108の
合焦評価値が第1の領域107の合焦評価値よりも大き
い場合には、第2の領域108の合焦評価値から第1の
領域107の合焦評価値を減算することによって、各領
域での合焦評価値の大小を判定し、その結果に基づい
て、現在の焦点位置からの移動方向すなわちレンズの駆
動方向を決定し、その指示をレンズ駆動手段105に出
力する。ただし、図2の(b)に示すように、合焦評価
値の差が0(ゼロ)あるいは予め設定した設定値以内の
場合には、現在の焦点位置が合焦位置となるので、判定
手段は現在の焦点位置を維持する指示をレンズ駆動手段
105に行う。その結果、レンズ駆動手段105は現在
の焦点位置を維持するので、撮影用撮像素子103で得
られる画像は合焦位置でのものとなる。
When the ratio between the focus evaluation value c of the first area 107 and the focus evaluation value d of the second area 108 in the image pickup device 103 is equal or can be regarded as equal, It is sufficient to simply compare the focus evaluation value a of the first area 107 with the focus evaluation value b of the second area in the AF image sensor 102. Accordingly, as shown in FIG. 2A, for example, when the focus evaluation value of the second area 108 in the AF imaging device 102 is larger than the focus evaluation value of the first area 107, The magnitude of the focus evaluation value in each area is determined by subtracting the focus evaluation value of the first area 107 from the focus evaluation value of the second area 108, and the current focus position is determined based on the result. , Ie, the direction in which the lens is driven, and outputs an instruction to the lens driving means 105. However, as shown in FIG. 2B, when the difference between the focus evaluation values is 0 (zero) or within a preset value, the current focus position becomes the focus position. Sends an instruction to the lens driving unit 105 to maintain the current focal position. As a result, the lens driving unit 105 maintains the current focal position, so that the image obtained by the imaging element 103 for photographing is at the in-focus position.

【0035】このように、撮影用撮像素子103での第
1の領域107の合焦評価値cと第2の領域108の合
焦評価値dとの比が等しいあるいは等しいと見なせるよ
うな場合、あるいはAF用撮像素子102の合焦評価値
a,bのみで判定処理を行う場合には、補正手段が不要
となり、判定手段による減算のみで焦点位置の移動方向
が決定できるので、判定に要する時間をさらに小さくす
ることができる。その結果、他の評価法と組み合わせた
場合であっても、1枚の画像(あるいは1フレーム分の
画像)の取得から焦点位置移動までの要する時間を小さ
くすることができる。
As described above, when the ratio between the focus evaluation value c of the first area 107 and the focus evaluation value d of the second area 108 in the image pickup device 103 is equal or can be regarded as equal, Alternatively, when the determination process is performed only with the focus evaluation values a and b of the AF imaging element 102, the correction unit is not required, and the moving direction of the focal position can be determined only by subtraction by the determination unit. Can be further reduced. As a result, even when combined with another evaluation method, the time required from acquisition of one image (or one frame image) to movement of the focal position can be reduced.

【0036】ただし、以上説明したオートフォーカス装
置を備えるテレビカメラやビデオカメラ等の動画を撮影
するための撮像装置、及びデジタルカメラ等の静止画を
撮影するための撮像装置では、図1に示すようにAF用
撮像素子102と撮影用撮像素子103とを同一のレン
ズ101の光軸106上の同じ位置に配置することは困
難となるので、実際の撮像素子の配置では後述するよう
に、AF用と撮影用とのそれぞれの撮像素子の数に対応
して2組(あるいはそれ以上)の撮影レンズを用いる、
あるいは1組の撮影レンズに入射した光の光路を途中で
分離し、AF用と撮影用とのそれぞれの撮像素子に入射
する必要がある。
However, an image pickup device for taking a moving image such as a television camera or a video camera provided with the above-described autofocus device and an image pickup device for taking a still image such as a digital camera as shown in FIG. It is difficult to arrange the AF image sensor 102 and the photographing image sensor 103 at the same position on the optical axis 106 of the same lens 101 at the same time. Using two sets (or more) of shooting lenses corresponding to the number of image sensors for shooting and
Alternatively, it is necessary to separate the optical path of light incident on one set of photographing lenses in the middle, and to impinge on the respective image pickup devices for AF and for photographing.

【0037】図3は本実施の形態のオートフォーカス装
置におけるAF用撮像素子と撮影用撮像素子との配置の
一例を説明するための図である。特に、図3の(a)は
複数個のレンズを用いてAF用撮像素子と撮影用撮像素
子とを配置したオートフォーカス装置の概略構成を説明
するための図であり、図3の(b)はレンズの後ろで光
路を分離してAF用撮像素子と撮影用撮像素子とを配置
したオートフォーカス装置の概略構成を説明するための
図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the arrangement of the AF image sensor and the photographing image sensor in the autofocus apparatus according to the present embodiment. In particular, FIG. 3A is a diagram for explaining a schematic configuration of an autofocus apparatus in which an AF image sensor and a photographing image sensor are arranged using a plurality of lenses, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a schematic configuration of an autofocus device in which an optical path is separated behind a lens and an AF image sensor and a photographing image sensor are arranged.

【0038】図3の(a)に示すオートフォーカス装置
では、図示しない被写体の空間的情報を撮影用撮像素子
103に再生する撮影用レンズ301と、被写体の空間
的情報をAF用撮像素子102に再生するオートフォー
カス用レンズ302とがそれぞれ別々に設けられた構成
となっている。すなわち、撮影用レンズ301と撮影用
撮像素子103とからなる撮影用のカメラ部と、オート
フォーカス用レンズ302とAF用撮像素子102とか
らなるオートフォーカス用のカメラ部とがそれぞれ別々
に構成されるオートフォーカス装置を備えるテレビカメ
ラとなっている。
In the auto-focusing device shown in FIG. 3A, a photographing lens 301 for reproducing spatial information of a subject (not shown) to the photographing image sensor 103 and a spatial information of the subject are transmitted to the AF image sensor 102. The configuration is such that an autofocus lens 302 for reproduction is provided separately. That is, a camera unit for photographing including the photographing lens 301 and the photographing image sensor 103 and a camera unit for autofocus including the autofocus lens 302 and the AF image sensor 102 are separately configured. It is a television camera equipped with an autofocus device.

【0039】この構成では、撮影用レンズ301とオー
トフォーカス用レンズ302との焦点移動は連動し、オ
ートフォーカス用レンズ302の焦点位置がこのレンズ
302の合焦位置に移動された場合には、撮影用レンズ
301の焦点位置もこのレンズ301の合焦位置となる
ように、撮影用レンズ301とオートフォーカス用レン
ズ302との特性が設定されると共に、それぞれのレン
ズに対応する撮影用撮像素子103とAF用撮像素子1
02とが配置されている。
In this configuration, the focus movement between the photographing lens 301 and the autofocus lens 302 is linked, and when the focus position of the autofocus lens 302 is moved to the focus position of the lens 302, the photographing is performed. The characteristics of the photographing lens 301 and the autofocus lens 302 are set so that the focal position of the lens 301 is also at the focal position of the lens 301, and the photographing image sensor 103 corresponding to each lens is AF image sensor 1
02 is arranged.

【0040】図3の(b)に示すオートフォーカス装置
では、テレビカメラの光学系を形成する撮影用レンズ3
01と撮影用撮像素子103との間に配置した半透過ミ
ラー303によって、撮影用レンズ301から出射され
た光線(像)の光路を分離し、分離された一方の光線を
撮影用撮像素子103に入射させ、他方の光線をAF用
撮像素子102に入射させる構成となっている。すなわ
ち、比較的大きくまたその重量も重い光学系を1系統と
するオートフォーカス装置を備えるテレビカメラとなっ
ている。
In the autofocus device shown in FIG. 3B, the photographing lens 3 forming the optical system of the television camera is used.
The optical path of the light beam (image) emitted from the imaging lens 301 is separated by the semi-transmissive mirror 303 disposed between the imaging device 103 and the imaging device 103. In this configuration, the light beam is made incident and the other light beam is made incident on the AF image sensor 102. In other words, the television camera is provided with an autofocus device having a relatively large and heavy optical system as one system.

【0041】この構成では、例えば半透過ミラー303
で反射されてAF用撮像素子102の入射面に至る距離
が、半透過ミラー303を透過して撮影用撮像素子10
3の入射面までに至る距離と等しくなるように、AF用
撮像素子102と撮影用撮像素子103とが配置され
る。
In this configuration, for example, the semi-transmissive mirror 303
The distance that the light reaches the incident surface of the AF imaging device 102 after being reflected by the
The AF image sensor 102 and the photographing image sensor 103 are arranged so as to be equal to the distance to the incident surface of No. 3.

【0042】また、AF用撮像素子102に再生される
被写体の空間的情報すなわち画像と、撮影用撮像素子1
03に再生される被写体の空間的情報すなわち画像とで
は、天地が逆転して再生されることとなる。従って、本
実施の形態では、例えば被写体の空間的情報の上部がA
F用撮像素子102及び撮影用撮像素子103での読み
出し開始位置となるように、撮影用撮像素子103とA
F用撮像素子102とが配置される。
The spatial information of the object reproduced by the AF image sensor 102, that is, the image, and the image sensor 1
With respect to the spatial information of the subject reproduced in 03, that is, the image, the top and bottom are reversed and reproduced. Therefore, in the present embodiment, for example, the upper part of the spatial information of the subject is A
The image pickup device 103 and the image pickup device 103 are set so that the read start positions of the image pickup device 102 for F and
The F image sensor 102 is arranged.

【0043】なお、以上に説明した撮影用撮像素子10
3とAF用撮像素子102とのずれ、すなわち光軸を回
転中心とした回転方向のずれ及び各撮像素子102,1
03の撮像面と平行な方向に対するずれに対しては、周
知の画像補正等に修正可能であることはいうまでもな
い。
It should be noted that the imaging element 10 for photographing described above
3 and the AF image sensor 102, that is, a shift in the rotation direction about the optical axis as the rotation center, and the respective image sensors 102, 1
Needless to say, the shift in the direction parallel to the imaging surface of No. 03 can be corrected by well-known image correction or the like.

【0044】図4は本実施の形態のオートフォーカス装
置における合焦評価値の検出範囲を説明するための図で
ある。ただし、図4の(a)はオートフォーカス用撮像
素子及び撮影用撮像素子の位置関係を説明するための図
(側面図)であり、図4の(b)はオートフォーカス用
撮像素子及び撮影用撮像素子における合焦評価の検出可
能領域を説明するための図(正面図)である。
FIG. 4 is a diagram for explaining the detection range of the focus evaluation value in the automatic focusing apparatus according to the present embodiment. However, FIG. 4A is a diagram (side view) for explaining the positional relationship between the auto-focus image sensor and the photographing image sensor, and FIG. 4B is a diagram illustrating the auto-focus image sensor and the photographing device. FIG. 3 is a diagram (front view) for describing a detectable region of focus evaluation in an imaging element.

【0045】図4において、dnは合焦位置からの近被
写体側焦点深度、dfは遠被写体側焦点深度を示す。ま
た、以下の説明では、レンズのF値、焦点距離、及び被
写体距離で定まる錯乱円が撮像素子の画像サイズと同等
になる位置を焦点深度とする。
In FIG. 4, dn indicates the near-subject-side focal depth from the in-focus position, and df indicates the far-subject-side focal depth. In the following description, a position where the circle of confusion determined by the F value of the lens, the focal length, and the subject distance is equivalent to the image size of the image sensor is defined as the depth of focus.

【0046】図4の(a)に示すように、AF用撮像素
子102と撮影用撮像素子103とがなす角度をαとし
た場合、焦点深度の内側においては、画像の高域成分の
差がないために、合焦評価値は得られないこととなる。
従って、合焦評価値が検出可能となる範囲は、AF用撮
像素子102と撮影用撮像素子103との交点位置から
それぞれ焦点深度以上離間した領域となる。第1の領域
107における焦点深度は、Ln=dn/tanαとな
るので、図4の(b)に示す撮像素子102,103の
交点位置から焦点深度Lnまでの領域401を除く領域
402が、第1の領域107における合焦評価値の検出
範囲となる。同様に、第2の領域108における焦点深
度は、Lf=df/tanαとなるので、図4の(b)
に示す撮像素子102,103の交点位置から焦点深度
Lfまでの領域403を除く領域404が、第2の領域
108における合焦評価値の検出範囲となる。
As shown in FIG. 4A, when the angle between the AF image pickup device 102 and the photographing image pickup device 103 is α, the difference between the high-frequency components of the image is within the depth of focus. Therefore, no focus evaluation value can be obtained.
Therefore, the range in which the focus evaluation value can be detected is a region that is separated from the position of the intersection of the AF imaging element 102 and the imaging imaging element 103 by the depth of focus or more. Since the depth of focus in the first area 107 is Ln = dn / tanα, the area 402 excluding the area 401 from the intersection point of the imaging devices 102 and 103 to the depth of focus Ln shown in FIG. This is the detection range of the focus evaluation value in the area 107 of No. 1. Similarly, since the depth of focus in the second area 108 is Lf = df / tanα, FIG.
The area 404 excluding the area 403 from the intersection point of the imaging elements 102 and 103 to the depth of focus Lf shown in (2) is the detection range of the focus evaluation value in the second area 108.

【0047】以上説明したように、本実施の形態のオー
トフォーカス装置を用いた撮像装置では、被写体の撮像
された光学像を映像信号に変換する撮像素子の内で、A
F用撮像素子102を入射光すなわちレンズ101の光
軸106に対して傾斜して配置する。特に、光軸106
に直交する直交面と平行に配置される撮影用撮像素子1
03に対して、AF用撮像素子102を傾斜して配置す
ることによって、AF用撮像素子102の入力面と光軸
106とが交差する位置における直交面と、AF用撮像
素子106との交線を境界として、AF用撮像素子10
6の各画素は2つの領域(第1の領域107と第2の領
域108とからなる分割画素領域)の何れかに分割され
る。このとき、AF用撮像素子106の下端部がレンズ
101に近くなるような傾斜の場合には、AF用撮像素
子102の第1の領域107がレンズ101に近くな
り、第2の領域108はレンズ101から遠くなる。な
お、AF用撮像素子102の傾斜方向が逆の場合には、
第1及び第2の領域107,108とレンズ101との
関係も逆となることはいうまでもない。
As described above, in the image pickup apparatus using the autofocus apparatus according to the present embodiment, the image pickup device that converts an optical image of a subject into a video signal includes A
The F image sensor 102 is arranged to be inclined with respect to the incident light, that is, the optical axis 106 of the lens 101. In particular, the optical axis 106
Imaging device 1 arranged in parallel with an orthogonal plane orthogonal to.
03, the AF image sensor 102 is arranged obliquely, so that the orthogonal plane at the position where the input surface of the AF image sensor 102 and the optical axis 106 intersect, and the line of intersection of the AF image sensor 106 With the AF as a boundary
Each pixel of No. 6 is divided into any one of two regions (a divided pixel region including a first region 107 and a second region 108). At this time, if the lower end of the AF image sensor 106 is inclined so as to be closer to the lens 101, the first area 107 of the AF image sensor 102 is closer to the lens 101 and the second area 108 is It is far from 101. When the tilt direction of the AF image sensor 102 is opposite,
It goes without saying that the relationship between the first and second regions 107 and 108 and the lens 101 is also reversed.

【0048】従って、AF用撮像素子102で1フレー
ム分の被写体像を撮像した場合であっても、AF用撮像
素子102の入力面と光軸106とが交差する位置を中
心として、第1の領域107では微小な量で焦点位置を
レンズ101側に移動させた場合と同じ効果の画像が得
られ、第2の領域では微小な量で焦点位置をレンズ10
1から遠い側に移動させた場合と同じ効果の画像が得ら
れる。その結果、合焦位置に焦点位置がある場合であっ
ても、レンズ101の焦点位置を移動させることなく異
なる2つの焦点位置での画像を得ることができるので、
撮影用撮像素子103では焦点位置を維持することがで
き、オートフォーカス制御に伴う合焦位置からの焦点位
置の移動を防止できる。また、1回の撮像で異なる2つ
の焦点位置での画像を得ることができるので、動きのあ
る被写体であっても合焦位置に焦点位置を速やかに設定
することができる。
Therefore, even when one frame of the subject image is picked up by the AF image pickup device 102, the first position is centered on the position where the input surface of the AF image pickup device 102 and the optical axis 106 intersect. In the area 107, an image having the same effect as when the focal position is moved to the lens 101 side by a small amount is obtained, and in the second area, the focal position is set to a small amount by the lens 10.
An image having the same effect as when the image is moved to the side farther from 1 is obtained. As a result, even when the focal position is at the in-focus position, images at two different focal positions can be obtained without moving the focal position of the lens 101.
The focus position can be maintained in the imaging element 103 for photographing, and the movement of the focus position from the focus position due to the autofocus control can be prevented. Further, since images at two different focus positions can be obtained by one image pickup, the focus position can be quickly set to the in-focus position even for a moving subject.

【0049】なお、本実施の形態では、撮影用撮像素子
103とAF用撮像素子102とからの映像信号の読み
出しは、同じ期間で読み出すように制御することによっ
て、フォーカスのために要する演算の時間を短縮する構
成としたが、これに限定されることはなく、撮影用撮像
素子103からの映像信号の読み出しに続いてAF用撮
像素子102からの映像信号を読み出すような構成、あ
るいはその逆の順番で映像信号を読み出す構成としても
よく、このような構成とすることによって、前述する効
果に加えて、合焦判定手段104を構成するHPF、絶
対値演算手段、補正手段、及び加算手段を、撮影用撮像
素子103とAF用撮像素子とで共用することができる
ので、合焦判定手段104をハードで構成する場合には
回路規模を低減させることが可能となる。一方、合焦判
定手段104をマイコン等の周知の情報処理装置上で動
作するプログラムによって実現する場合では、情報処理
装置にかかる負担を低減できるので、情報処理装置に比
較的に安価なものを使用できる。
In the present embodiment, the reading of the video signal from the photographing image sensor 103 and the AF image sensor 102 is controlled so that they are read in the same period. However, the present invention is not limited to this. A configuration in which a video signal is read from the AF imaging element 102 following reading of a video signal from the imaging imaging element 103, or vice versa. The configuration may be such that the video signals are read out in order. With such a configuration, in addition to the above-described effects, the HPF, the absolute value calculation unit, the correction unit, and the addition unit that constitute the focus determination unit 104 include: Since the image pickup device 103 for photographing and the image pickup device for AF can be shared, the circuit scale is reduced when the focus determination unit 104 is configured by hardware. Rukoto is possible. On the other hand, when the focus determination unit 104 is realized by a program that operates on a known information processing device such as a microcomputer, a relatively inexpensive information processing device can be used because the load on the information processing device can be reduced. it can.

【0050】また、本実施の形態では、AF用撮像素子
102と撮影用撮像素子103とを同じサイズ及び同じ
画像ピッチの撮像素子を使用する場合について説明した
が、これに限定されることはなく、例えば画像出力の品
質に影響しないAF用撮像素子102に、撮影用撮像素
子103と画素数は同じであり画素ピッチが小さい撮像
素子を使用することによって、AF用撮像素子102と
AF用撮像素子102に係わる光学系を小型化すること
が可能となるので、オートフォーカス装置を小型化する
ことができる。また、小型のAF用撮像素子102及び
光学系を使用することによって、製造コストを低減させ
ることができる。さらには、異なる大きさの入射面積の
撮像素子を用いてもよいことはいうまでもない。例え
ば、撮像用素子103の撮像領域よりも小さいフォーカ
ス領域が予め設定されている場合には、このフォーカス
領域の画像を撮像するに十分な撮像領域を有するAF用
撮像素子103を用いることによって、AF用撮像素子
102のみならずAF用撮像素子102に係わる光学系
も小型化することが可能となるので、オートフォーカス
装置を小型化することができる。また、小型のAF用撮
像素子102及び光学系を使用することによって、製造
コストを低減させることができる。
Further, in this embodiment, the case has been described in which the AF image pickup element 102 and the photographing image pickup element 103 use image pickup elements having the same size and the same image pitch. However, the present invention is not limited to this. For example, by using an imaging element having the same number of pixels as the imaging element 103 and a small pixel pitch for the AF imaging element 102 which does not affect the quality of image output, the AF imaging element 102 and the AF imaging element are used. Since it is possible to reduce the size of the optical system related to 102, it is possible to reduce the size of the autofocus device. In addition, by using the small-sized AF image sensor 102 and the optical system, the manufacturing cost can be reduced. Further, it goes without saying that image pickup devices having incident areas of different sizes may be used. For example, when a focus area smaller than the imaging area of the imaging element 103 is set in advance, the AF imaging element 103 having an imaging area sufficient to capture an image of the focus area is used. The size of the optical system relating to the AF imaging element 102 as well as the AF imaging element 102 can be reduced, so that the autofocus device can be reduced in size. In addition, by using the small-sized AF image sensor 102 and the optical system, the manufacturing cost can be reduced.

【0051】また、本実施の形態では、AF用撮像素子
102を傾斜させることによって、撮影用撮像素子10
3に対して、焦点位置を微小距離でレンズ101の側に
移動させた画像と、焦点位置を微小距離でレンズ101
から遠ざけた位置に移動させた画像とを撮像する構成と
したが、これに限定されることはなく、第1の領域10
7と第2の領域108とをそれぞれ撮像領域とする2個
あるいはそれ以上の撮像素子を設ける構成としても前述
する効果を得られることはいうまでもない。
Further, in the present embodiment, the image pickup device 10 for photographing is formed by inclining the image pickup device 102 for AF.
3, the image in which the focal position is moved to the side of the lens 101 by a small distance, and the focal position
Although it is configured to capture an image moved to a position distant from the first region 10, the present invention is not limited thereto.
It is needless to say that the above-described effect can be obtained even when two or more image sensors are provided, each of which has an image pickup area 7 and the second area 108.

【0052】さらには、本実施の形態では、レンズ駆動
手段105は、合焦判定手段104から出力される駆動
方向判定に基づいて、レンズ101の焦点機構を駆動し
焦点位置を予め設定された量だけ移動させる構成とした
が、これに限定されることはない。例えば、合焦判定手
段104に第1及び第2の領域107,108の合焦評
価値の差を演算する手段を設けると共に、第1及び第2
の領域107,108の合焦評価値の差に応じたレンズ
101の移動量を格納する移動量格納手段を設け、焦点
機構が合焦判定手段104からの合焦評価値の差に基づ
いて、移動量格納手段から合焦評価値の差に対応する移
動量を検索し、この検索された移動量と合焦判定手段1
04からの移動方向でレンズ101を移動させることに
よって、レンズ101の焦点移動を精度良く、また効率
的に行うことができるので、合焦までに要する時間を短
縮し効率的な合焦動作を実現できる。ただし、第1及び
第2の領域107,108の合焦評価値の差に応じたレ
ンズ101の移動量は、合焦評価値が得られる毎に演算
してもよいことはいうまでもない。さらには、レンズ1
01のF値や焦点距離や被写体距離等も勘案してレンズ
101の移動量を算出することによって、レンズ101
の焦点移動をさらに精度良く、さらに効率的に行うこと
ができ、合焦までに要する時間をさらに短縮した効率的
な合焦動作を実現できる。
Further, in the present embodiment, the lens driving unit 105 drives the focusing mechanism of the lens 101 based on the driving direction judgment output from the focusing judging unit 104 to set the focal position by a predetermined amount. However, the present invention is not limited to this. For example, a means for calculating the difference between the focus evaluation values of the first and second areas 107 and 108 is provided in the focus determination means 104, and the first and second areas are calculated.
A moving amount storing means for storing the moving amount of the lens 101 according to the difference between the focus evaluation values of the areas 107 and 108 is provided. A movement amount corresponding to the difference between the focus evaluation values is searched from the movement amount storage means, and the searched movement amount and the focus determination means 1 are searched.
By moving the lens 101 in the moving direction from the direction 04, the focal point movement of the lens 101 can be performed accurately and efficiently, so that the time required for focusing is reduced and an efficient focusing operation is realized. it can. However, it goes without saying that the movement amount of the lens 101 according to the difference between the focus evaluation values of the first and second regions 107 and 108 may be calculated each time the focus evaluation value is obtained. Furthermore, lens 1
By calculating the moving amount of the lens 101 in consideration of the F-number of 01, the focal length, the subject distance, and the like, the lens 101
Can be moved more accurately and more efficiently, and an efficient focusing operation in which the time required for focusing is further reduced can be realized.

【0053】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。
As described above, the invention made by the present inventor is:
Although specifically described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the embodiments of the present invention, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. .

【0054】[0054]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。 (1)AF用撮像素子は入射光の光軸に直交する直交面
に対して傾斜して配置されているので、1個の撮像素子
で、焦点位置を微小な量で移動させた場合の画像を1回
の撮像で得ることができる。その結果、合焦位置に焦点
位置がある場合あっても、その焦点位置を移動させるこ
となくオートフォーカス動作を行うことができる。 (2)AF用撮像素子が1個のみという簡易な構成でオ
ートフォーカス動作を行うことができるので、オートフ
ォーカス装置の構成を簡単化することが可能となる。そ
の結果、装置を小型化及び低コスト化できる。 (3)オートフォーカス制御に従来の山登り法を用いた
場合であっても、1個所の焦点位置での画像に基づいた
オートフォーカス動作を行うことができる。 (4)1枚の画像からオートフォーカス動作を行うこと
ができるので、オートフォーカス動作に係わる処理を時
間的なロスなく行うことができる。その結果、動いてい
る被写体であっても、速やかに合焦位置に焦点位置を移
動させることができる。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows. (1) Since the AF image pickup device is arranged to be inclined with respect to an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the incident light, an image when the focal position is moved by a very small amount with one image pickup device. Can be obtained by one imaging. As a result, even if there is a focus position at the in-focus position, the autofocus operation can be performed without moving the focus position. (2) Since the autofocus operation can be performed with a simple configuration having only one AF image sensor, the configuration of the autofocus device can be simplified. As a result, the size and cost of the device can be reduced. (3) Even when the conventional hill-climbing method is used for the autofocus control, the autofocus operation based on the image at one focal position can be performed. (4) Since the autofocus operation can be performed from one image, the processing related to the autofocus operation can be performed without any time loss. As a result, even if the subject is moving, the focus position can be quickly moved to the focus position.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるオートフォーカス
装置の概略構成を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of an autofocus device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態のオートフォーカス装置における
合焦動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a focusing operation in the autofocus device of the present embodiment.

【図3】本実施の形態のオートフォーカス装置における
AF用撮像素子と撮影用撮像素子との配置の一例を説明
するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of the arrangement of an AF image sensor and a photographing image sensor in the autofocus device according to the present embodiment.

【図4】本実施の形態のオートフォーカス装置における
合焦評価値の検出範囲を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a detection range of a focus evaluation value in the autofocus device according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…レンズ 102…オート
フォーカス用撮像素子 103…撮影用撮像素子 104…合焦判
定手段 105…レンズ駆動手段 106…光軸 107…第1の領域 108…第2の
領域 301…撮影用レンズ 302…オート
フォーカス用レンズ 303…半透過ミラー 401…第1の
領域での焦点深度領域 402,404…合焦評価値の検出可能範囲 403…第3の領域での焦点深度領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Lens 102 ... Autofocus image sensor 103 ... Photographing image sensor 104 ... Focusing determination means 105 ... Lens driving means 106 ... Optical axis 107 ... First area 108 ... Second area 301 ... Shooting lens 302 ... Autofocus lens 303: semi-transmissive mirror 401: depth of focus area in first area 402, 404: detectable range of focus evaluation value 403: depth of focus area in third area

フロントページの続き Fターム(参考) 2H011 AA03 BA33 BA38 BB02 BB04 CA28 2H051 AA08 BA45 BA47 BA53 CB22 CB27 CD01 CD30 CE14 DA05 FA48 5C022 AB27 AC54 AC74 Continued on the front page F term (reference) 2H011 AA03 BA33 BA38 BB02 BB04 CA28 2H051 AA08 BA45 BA47 BA53 CB22 CB27 CD01 CD30 CE14 DA05 FA48 5C022 AB27 AC54 AC74

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撮像された被写体の光学像を映像信号に
変換する撮像素子と、前記撮像素子で得られる映像信号
に基づいて、前記撮像素子に結像する前記被写体の光学
像の鮮鋭度を示す合焦評価値を算出する評価値算出手段
と、前記合焦評価値に基づいてレンズの焦点位置を調整
し、前記撮像素子に前記被写体の光学像を結像する焦点
調整手段とを有するオートフォーカス装置において、前
記撮像素子は入射光の光軸に直交する直交面に対して傾
斜して配置され、前記評価値算出手段は前記直交面と前
記撮像素子との交線を境界として分割される分割画素領
域毎の合焦評価値を算出する評価値算出手段を備え、前
記焦点調整手段は前記分割画素領域毎の合焦評価値を比
較する比較手段を備えたことを特徴とするオートフォー
カス装置。
An image sensor that converts an optical image of a captured object into a video signal; and a sharpness of an optical image of the object formed on the image sensor based on a video signal obtained by the image sensor. An autofocusing device having an evaluation value calculating means for calculating a focus evaluation value to be indicated, and a focus adjusting means for adjusting a focal position of a lens based on the focus evaluation value and forming an optical image of the object on the image sensor. In the focusing device, the image sensor is disposed so as to be inclined with respect to an orthogonal plane orthogonal to the optical axis of the incident light, and the evaluation value calculation unit is divided by an intersection of the orthogonal plane and the image sensor as a boundary. An autofocus apparatus comprising: evaluation value calculation means for calculating a focus evaluation value for each divided pixel area; and said focus adjustment means includes comparison means for comparing the focus evaluation value for each divided pixel area. .
【請求項2】 請求項1に記載のオートフォーカス装置
において、前記被写体の光学像を映像信号に変換する撮
影用撮像素子を備え、前記評価値算出手段は前記撮影用
撮像素子の画素領域を前記撮像素子の分割画素領域に対
応する領域に分割し、前記撮影用撮像手段の分割画素領
域毎に合焦評価値を算出する手段と、前記撮影用撮像素
子から算出された前記分割画素領域毎の合焦評価値に基
づいて前記撮像素子の前記分割画素領域毎の合焦評価値
を補正する補正手段とを備え、前記焦点調整手段は前記
補正された撮像素子の合焦評価値に基づいて、前記レン
ズの焦点位置を調整することを特徴とするオートフォー
カス装置。
2. The auto-focusing device according to claim 1, further comprising: a photographing image pickup device that converts an optical image of the subject into a video signal, wherein the evaluation value calculating unit sets a pixel area of the photographing image pickup device to the image area. A unit that divides the image into a region corresponding to the divided pixel region of the imaging element, and calculates a focus evaluation value for each divided pixel region of the imaging unit for imaging; and for each of the divided pixel regions calculated from the imaging element for imaging. Correction means for correcting a focus evaluation value for each of the divided pixel regions of the image sensor based on the focus evaluation value, the focus adjustment means based on the corrected focus evaluation value of the image sensor, An autofocus apparatus, wherein a focal position of the lens is adjusted.
【請求項3】 請求項1もしくは2に記載のオートフォ
ーカス装置において、前記直交面と前記当該撮像素子と
の交線で分割される分割領域にそれぞれ撮像素子が配置
されることを特徴とするオートフォーカス装置。
3. The auto-focusing device according to claim 1, wherein an image sensor is disposed in each of divided areas divided by an intersection line between the orthogonal plane and the image sensor. Focus device.
【請求項4】 請求項3に記載のオートフォーカス装置
において、前記分割領域に配置される撮像素子は、それ
ぞれ前記光軸に対して撮像面が垂直に配置されると共
に、それぞれの撮像素子に結像される光学像の合焦位置
が異なるように配置されることを特徴とするオートフォ
ーカス装置。
4. The auto-focusing device according to claim 3, wherein the image pickup devices arranged in the divided areas have image pickup surfaces arranged perpendicular to the optical axis and are connected to the respective image pickup devices. An auto-focus device, wherein the focus positions of optical images to be formed are different from each other.
【請求項5】 撮像された被写体の光学像を映像信号に
変換するオートフォーカス用撮像素子と、前記オートフ
ォーカス用撮像素子で得られる映像信号に基づいて、前
記オートフォーカス用撮像素子に結像する前記被写体の
光学像の鮮鋭度を示す合焦評価値を算出する評価値算出
手段と、前記合焦評価値に基づいてレンズの焦点位置を
調整し、撮影用撮像素子に前記被写体の光学像を結像す
る焦点調整手段とからなるオートフォーカス装置を有す
る撮像装置において、 前記オートフォーカス用撮像素子は入射光の光軸に直交
する直交面に対して傾斜して配置され、前記評価値算出
手段は前記直交面と前記オートフォーカス用撮像素子と
の交線を境界として分割される分割画素領域毎の合焦評
価値を算出する手段とを備え、前記焦点調整手段は前記
分割画素領域毎の合焦評価値を比較する比較手段を備え
たことを特徴とする撮像装置。
5. An auto-focus image sensor for converting a captured optical image of a subject into a video signal, and forming an image on the auto-focus image sensor based on a video signal obtained by the auto-focus image device. Evaluation value calculation means for calculating a focus evaluation value indicating the sharpness of the optical image of the subject; adjusting a focal position of a lens based on the focus evaluation value; In an imaging apparatus having an autofocus device including a focus adjustment unit that forms an image, the imaging device for autofocus is disposed to be inclined with respect to a plane orthogonal to an optical axis of incident light, and the evaluation value calculation unit is Means for calculating a focus evaluation value for each divided pixel area divided by an intersection of the orthogonal plane and the autofocus image sensor, and wherein the focus adjustment means is Imaging apparatus characterized by comprising a comparison means for comparing the focus evaluation value of the serial divided pixel each region.
【請求項6】 請求項5に記載の撮像装置において、前
記評価値算出手段は前記撮影用撮像素子の画素領域を前
記オートフォーカス用撮像素子の分割画素領域に対応す
る領域に分割し、前記撮影用撮像手段の分割画素領域毎
に合焦評価値を算出する手段と、前記撮影用撮像素子か
ら算出された前記分割画素領域毎の合焦評価値に基づい
て前記オートフォーカス用撮像素子の前記分割画素領域
毎の合焦評価値を補正する補正手段とを備え、前記焦点
調整手段は前記補正されたオートフォーカス用撮像素子
の合焦評価値に基づいて、前記レンズの焦点位置を調整
することを特徴とする撮像装置。
6. The imaging apparatus according to claim 5, wherein the evaluation value calculation unit divides a pixel area of the imaging element for photography into an area corresponding to a divided pixel area of the imaging element for autofocus, and Means for calculating a focus evaluation value for each divided pixel area of the imaging means for imaging, and dividing the auto-focus imaging element based on the focus evaluation value for each divided pixel area calculated from the imaging element for photographing. Correction means for correcting the focus evaluation value for each pixel region, wherein the focus adjustment means adjusts the focus position of the lens based on the corrected focus evaluation value of the auto-focus imaging device. Characteristic imaging device.
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