JP2003279846A - 撮影レンズのピント状態検出装置 - Google Patents
撮影レンズのピント状態検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】フォーカス用の被写体光を撮像する1つの撮像
素子を備えた撮影レンズにおいて、撮像素子は、微小量
δ移動させる駆動手段により支持されるとともに、駆動
手段は光軸方向に前後移動させる直動手段により支持さ
れる。輝度信号レベルが所定値以下のときには、直動手
段により2δ以上の距離移動がなされることにより、フ
ォーカス位置が大きくズレた場合であっても、誤動作な
く、迅速に、精度の高いピント状態検出を行うことがで
きる。 【解決手段】フォーカス用の被写体光を撮像する1つの
撮像素子Aを備えた撮影レンズ12において、撮像素子
は、微小量δ移動させる駆動手段70により支持される
とともに、駆動手段は光軸方向に前後移動させる直動手
段72により支持される。輝度信号レベルが所定値以下
のときには、直動手段72により2δ以上の距離移動が
なされる。
素子を備えた撮影レンズにおいて、撮像素子は、微小量
δ移動させる駆動手段により支持されるとともに、駆動
手段は光軸方向に前後移動させる直動手段により支持さ
れる。輝度信号レベルが所定値以下のときには、直動手
段により2δ以上の距離移動がなされることにより、フ
ォーカス位置が大きくズレた場合であっても、誤動作な
く、迅速に、精度の高いピント状態検出を行うことがで
きる。 【解決手段】フォーカス用の被写体光を撮像する1つの
撮像素子Aを備えた撮影レンズ12において、撮像素子
は、微小量δ移動させる駆動手段70により支持される
とともに、駆動手段は光軸方向に前後移動させる直動手
段72により支持される。輝度信号レベルが所定値以下
のときには、直動手段72により2δ以上の距離移動が
なされる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮影レンズのピント
状態検出装置に係り、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
ト状態検出装置に関する。
状態検出装置に係り、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
ト状態検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】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55−7
6312号公報、特公平7−60211号公報)。たと
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。
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55−7
6312号公報、特公平7−60211号公報)。たと
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。
【0003】そして、これらのピント状態検出用撮像素
子から得られた映像信号の高域周波数成分に基づいて各
ピント状態検出用撮像素子の各撮像面に対する焦点評価
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、
すなわち、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は、オー
トフォーカスのための合焦検出等に適用することができ
る。
子から得られた映像信号の高域周波数成分に基づいて各
ピント状態検出用撮像素子の各撮像面に対する焦点評価
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、
すなわち、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は、オー
トフォーカスのための合焦検出等に適用することができ
る。
【0004】また、このようなピント状態の検出方法に
いわゆるウォブリング駆動回路を組み合わせた方法も提
案されている(特開平8−50227号公報)。
いわゆるウォブリング駆動回路を組み合わせた方法も提
案されている(特開平8−50227号公報)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のピント状態の検出方法ではフォーカス位置が大きく
ズレた場合(いわゆる大ボケ状態)には、適正なオート
フォーカスができないという問題があった。すなわち、
上記従来の方法では、焦点評価値にピークが表れず、か
つ、映像用撮像素子の撮像面前後の焦点評価値に差を生
じていない状態では、フォーカス位置をテレ側に移動す
べきか、ワイド側に移動すべきかの指針が得られず、適
正な制御ができなかった。
来のピント状態の検出方法ではフォーカス位置が大きく
ズレた場合(いわゆる大ボケ状態)には、適正なオート
フォーカスができないという問題があった。すなわち、
上記従来の方法では、焦点評価値にピークが表れず、か
つ、映像用撮像素子の撮像面前後の焦点評価値に差を生
じていない状態では、フォーカス位置をテレ側に移動す
べきか、ワイド側に移動すべきかの指針が得られず、適
正な制御ができなかった。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、フォーカス位置が大きくズレた場合であって
も、誤動作なく、迅速に、精度の高いピント状態検出を
行うことができる撮影レンズを提供することを目的とす
る。
もので、フォーカス位置が大きくズレた場合であって
も、誤動作なく、迅速に、精度の高いピント状態検出を
行うことができる撮影レンズを提供することを目的とす
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、本発明は、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映像用の被写体光からピント状態
検出用の被写体光を生成し、該生成したピント状態検出
用の被写体光をピント状態検出用撮像素子で撮像してピ
ント状態を検出する撮影レンズのピント状態検出装置に
おいて、前記ピント状態検出用撮像素子は、光軸方向に
微小量δ移動させる駆動手段により支持されるととも
に、該駆動手段は光軸方向に前後移動させる直動手段に
より支持されており、前記ピント状態検出用撮像素子か
ら得られる輝度信号レベルが所定値以下のときには、前
記直動手段により2δ以上の距離移動がなされ、再度前
記ピント状態検出用撮像素子による被写体光の撮像がな
されることを特徴とする撮影レンズのピント状態検出装
置を提供する。
に、本発明は、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映像用の被写体光からピント状態
検出用の被写体光を生成し、該生成したピント状態検出
用の被写体光をピント状態検出用撮像素子で撮像してピ
ント状態を検出する撮影レンズのピント状態検出装置に
おいて、前記ピント状態検出用撮像素子は、光軸方向に
微小量δ移動させる駆動手段により支持されるととも
に、該駆動手段は光軸方向に前後移動させる直動手段に
より支持されており、前記ピント状態検出用撮像素子か
ら得られる輝度信号レベルが所定値以下のときには、前
記直動手段により2δ以上の距離移動がなされ、再度前
記ピント状態検出用撮像素子による被写体光の撮像がな
されることを特徴とする撮影レンズのピント状態検出装
置を提供する。
【0008】本発明によれば、ピント状態検出用撮像素
子を駆動手段により光軸方向に微小量δ移動させる、い
わゆるウォブリングを採用するとともに、輝度信号レベ
ル又はこれより得られた焦点評価値が所定値以下とな
り、合焦が得られなくなったときには、直動手段により
ピント状態検出用撮像素子を大きく移動させる。これに
より、輝度信号又はこれより得られた焦点評価値の傾斜
部分が容易に検出でき、その結果、誤動作なく、迅速
に、精度の高いピント状態検出を行うことができる。
子を駆動手段により光軸方向に微小量δ移動させる、い
わゆるウォブリングを採用するとともに、輝度信号レベ
ル又はこれより得られた焦点評価値が所定値以下とな
り、合焦が得られなくなったときには、直動手段により
ピント状態検出用撮像素子を大きく移動させる。これに
より、輝度信号又はこれより得られた焦点評価値の傾斜
部分が容易に検出でき、その結果、誤動作なく、迅速
に、精度の高いピント状態検出を行うことができる。
【0009】また、従来のオートフォーカスの態様で
は、フォーカスレンズを移動させて合焦検出が行われる
例が多かった。これに対し、本発明によれば、ピント状
態検出用撮像素子を駆動手段により光軸方向に移動させ
るので、駆動系がコンパクトになるとともに、迅速な応
答が得られる。
は、フォーカスレンズを移動させて合焦検出が行われる
例が多かった。これに対し、本発明によれば、ピント状
態検出用撮像素子を駆動手段により光軸方向に移動させ
るので、駆動系がコンパクトになるとともに、迅速な応
答が得られる。
【0010】また、本発明は、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映像用の被写体光
からピント状態検出用の被写体光を生成し、該生成した
ピント状態検出用の被写体光を互いに光路長がσだけ異
なる位置に配置された複数のピント状態検出用撮像素子
で撮像してピント状態を検出する撮影レンズのピント状
態検出装置において、前記複数のピント状態検出用撮像
素子は、光軸方向に前後移動させる直動手段により支持
されており、前記ピント状態検出用撮像素子のいずれか
又は全てから得られる輝度信号レベルが所定値以下のと
きには、前記直動手段により2σ以上の距離移動がなさ
れ、再度前記複数のピント状態検出用撮像素子による被
写体光の撮像がなされることを特徴とする撮影レンズの
ピント状態検出装置を提供する。
メラ本体の映像用撮像素子に入射する映像用の被写体光
からピント状態検出用の被写体光を生成し、該生成した
ピント状態検出用の被写体光を互いに光路長がσだけ異
なる位置に配置された複数のピント状態検出用撮像素子
で撮像してピント状態を検出する撮影レンズのピント状
態検出装置において、前記複数のピント状態検出用撮像
素子は、光軸方向に前後移動させる直動手段により支持
されており、前記ピント状態検出用撮像素子のいずれか
又は全てから得られる輝度信号レベルが所定値以下のと
きには、前記直動手段により2σ以上の距離移動がなさ
れ、再度前記複数のピント状態検出用撮像素子による被
写体光の撮像がなされることを特徴とする撮影レンズの
ピント状態検出装置を提供する。
【0011】本発明によれば、光路長がσだけ異なる位
置に配置された複数のピント状態検出用撮像素子を有す
るので基本的なオートフォーカス機能は備えている。そ
して、輝度信号レベル又はこれより得られた焦点評価値
が所定値以下となり、合焦が得られなくなったときに
は、直動手段によりピント状態検出用撮像素子を複数個
同時に大きく移動させる。これにより、輝度信号又はこ
れより得られた焦点評価値の傾斜部分が容易に検出で
き、その結果、誤動作なく、迅速に、精度の高いピント
状態検出を行うことができる。
置に配置された複数のピント状態検出用撮像素子を有す
るので基本的なオートフォーカス機能は備えている。そ
して、輝度信号レベル又はこれより得られた焦点評価値
が所定値以下となり、合焦が得られなくなったときに
は、直動手段によりピント状態検出用撮像素子を複数個
同時に大きく移動させる。これにより、輝度信号又はこ
れより得られた焦点評価値の傾斜部分が容易に検出で
き、その結果、誤動作なく、迅速に、精度の高いピント
状態検出を行うことができる。
【0012】また、本発明も上記発明と同様に、ピント
状態検出用撮像素子を駆動手段により光軸方向に移動さ
せるので、駆動系がコンパクトになるとともに、迅速な
応答が得られる。
状態検出用撮像素子を駆動手段により光軸方向に移動さ
せるので、駆動系がコンパクトになるとともに、迅速な
応答が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る撮影レンズの好ましい実施の形態について詳説す
る。
係る撮影レンズの好ましい実施の形態について詳説す
る。
【0014】図1は、本発明に係る撮影レンズを使用し
たテレビカメラシステムの構成を示した構成図である。
同図に示されるテレビカメラシステムは、カメラ本体1
0と交換可能な撮影レンズ12等からなり、カメラ本体
10には、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)や所要の回路等が内蔵されている。
たテレビカメラシステムの構成を示した構成図である。
同図に示されるテレビカメラシステムは、カメラ本体1
0と交換可能な撮影レンズ12等からなり、カメラ本体
10には、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)や所要の回路等が内蔵されている。
【0015】一方、撮影レンズ12は、カメラ本体10
の前面側に着脱自在に装着され、撮影レンズ12の光学
系には、公知のように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、前側リレーレ
ンズR1と後側リレーレンズR2とからなるリレーレン
ズ(リレー光学系)等が配置される。なお、図中の各レ
ンズの構成は簡略化しており、複数のレンズからなるレ
ンズ群を1つのレンズで示したものもある。
の前面側に着脱自在に装着され、撮影レンズ12の光学
系には、公知のように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、前側リレーレ
ンズR1と後側リレーレンズR2とからなるリレーレン
ズ(リレー光学系)等が配置される。なお、図中の各レ
ンズの構成は簡略化しており、複数のレンズからなるレ
ンズ群を1つのレンズで示したものもある。
【0016】また、同図に示されるようにリレー光学系
の前側リレーレンズR1と後側リレーレンズR2との間
の被写体光の光路上には撮影レンズ12の光軸Oに対し
て略45度に傾斜し、被写体光(光束)を透過光と反射
光に分割する光分割手段であるハーフミラー24が配置
される。
の前側リレーレンズR1と後側リレーレンズR2との間
の被写体光の光路上には撮影レンズ12の光軸Oに対し
て略45度に傾斜し、被写体光(光束)を透過光と反射
光に分割する光分割手段であるハーフミラー24が配置
される。
【0017】撮影レンズ12の前端側から入射した被写
体光のうちハーフミラー24を透過した透過光、すなわ
ち、映像用の被写体光は、撮影レンズ12の後端側から
射出され、カメラ本体10の撮像部20に入射する。撮
像部20の構成については省略するが、撮像部20に入
射した被写体光は、たとえば色分解光学系により、赤色
光、緑色光、青色光の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。なお、図中のピ
ント面22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。
体光のうちハーフミラー24を透過した透過光、すなわ
ち、映像用の被写体光は、撮影レンズ12の後端側から
射出され、カメラ本体10の撮像部20に入射する。撮
像部20の構成については省略するが、撮像部20に入
射した被写体光は、たとえば色分解光学系により、赤色
光、緑色光、青色光の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。なお、図中のピ
ント面22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。
【0018】一方、ハーフミラー24で反射した反射
光、すなわち、ピント状態検出用の被写体光は、撮影レ
ンズ12の光軸Oに対して略垂直な光軸O′に沿ってピ
ント状態検出用の撮像部26に導かれる。ここで、前側
リレーレンズR1と後側リレーレンズR2の間では被写
体光は略平行光の状態であり、ハーフミラー24で反射
した被写体光は、後側リレーレンズR2と同様の性格を
有する集光のためのリレーレンズR3を通過してピント
状態検出用の撮像部26に入射する。なお、以下の説明
において光軸Oと光軸O′を特に区別していう場合に
は、光軸Oを撮影光学系の光軸Oといい、光軸O′をピ
ント状態検出用光学系の光軸O′という。
光、すなわち、ピント状態検出用の被写体光は、撮影レ
ンズ12の光軸Oに対して略垂直な光軸O′に沿ってピ
ント状態検出用の撮像部26に導かれる。ここで、前側
リレーレンズR1と後側リレーレンズR2の間では被写
体光は略平行光の状態であり、ハーフミラー24で反射
した被写体光は、後側リレーレンズR2と同様の性格を
有する集光のためのリレーレンズR3を通過してピント
状態検出用の撮像部26に入射する。なお、以下の説明
において光軸Oと光軸O′を特に区別していう場合に
は、光軸Oを撮影光学系の光軸Oといい、光軸O′をピ
ント状態検出用光学系の光軸O′という。
【0019】撮像部26は、ピント状態検出用撮像素子
(2次元CCD)A、ピント状態検出用撮像素子Aを光
軸方向に微小量δ移動させる駆動手段70、駆動手段7
0を光軸方向に前後移動させる直動手段72から構成さ
れる。上述のようにハーフミラー24で反射し、光軸
O′に沿って進行した被写体光は、ピント状態検出用撮
像素子Aの撮像面に入射する。このピント状態検出用撮
像素子Aは本実施の形態では白黒画像を撮像するCCD
である。
(2次元CCD)A、ピント状態検出用撮像素子Aを光
軸方向に微小量δ移動させる駆動手段70、駆動手段7
0を光軸方向に前後移動させる直動手段72から構成さ
れる。上述のようにハーフミラー24で反射し、光軸
O′に沿って進行した被写体光は、ピント状態検出用撮
像素子Aの撮像面に入射する。このピント状態検出用撮
像素子Aは本実施の形態では白黒画像を撮像するCCD
である。
【0020】ピント状態検出用撮像素子Aの撮像面は、
理想的にはカメラ本体10のピント面22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
路長がカメラ本体10の映像用撮像素子の撮像面と一致
している位置を原点位置とする。
理想的にはカメラ本体10のピント面22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
路長がカメラ本体10の映像用撮像素子の撮像面と一致
している位置を原点位置とする。
【0021】ピント状態検出用撮像素子Aを光軸方向に
微小量δ移動させる駆動手段70は、ピント状態検出用
撮像素子Aを支持するとともに、光軸方向に摺動自在に
直動手段72に支持されるホルダ74と、ホルダ74の
側面に形成されたラックと歯合し、ホルダ74を光軸方
向に微小量δだけ前後移動させるピニオン76と、ピニ
オン76に駆動力を与えるモータ78とより構成され
る。なお、モータ78は図示と異なり、直動手段72上
に固定されている。
微小量δ移動させる駆動手段70は、ピント状態検出用
撮像素子Aを支持するとともに、光軸方向に摺動自在に
直動手段72に支持されるホルダ74と、ホルダ74の
側面に形成されたラックと歯合し、ホルダ74を光軸方
向に微小量δだけ前後移動させるピニオン76と、ピニ
オン76に駆動力を与えるモータ78とより構成され
る。なお、モータ78は図示と異なり、直動手段72上
に固定されている。
【0022】したがって、モータ78が駆動されると、
ホルダ74は光軸方向に±δ/2のストロークだけ前後
移動を繰り返す。
ホルダ74は光軸方向に±δ/2のストロークだけ前後
移動を繰り返す。
【0023】駆動手段70は、図示の構成に限定される
ものではなく、公知の各種手段が採用できる。たとえ
ば、ピエゾ素子、バイモルフ素子等の圧電素子、超音波
モータ、等を使用した構成も採用できる。
ものではなく、公知の各種手段が採用できる。たとえ
ば、ピエゾ素子、バイモルフ素子等の圧電素子、超音波
モータ、等を使用した構成も採用できる。
【0024】駆動手段70を光軸方向に前後移動させる
直動手段72は、公知の各種手段が採用できるが、たと
えば、直動ステージ、ボールねじ及びステッピングモー
タの組み合わせが採用できる。この駆動手段70の作動
を制御する撮像部駆動回路79は、たとえば、ステッピ
ングモータドライバが採用でき、この撮像部駆動回路7
9は信号処理部28により制御される。
直動手段72は、公知の各種手段が採用できるが、たと
えば、直動ステージ、ボールねじ及びステッピングモー
タの組み合わせが採用できる。この駆動手段70の作動
を制御する撮像部駆動回路79は、たとえば、ステッピ
ングモータドライバが採用でき、この撮像部駆動回路7
9は信号処理部28により制御される。
【0025】以上のように構成された光学系により、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22と共役の位置の近傍に配置されたピント状
態検出用撮像素子Aにより撮像される。
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22と共役の位置の近傍に配置されたピント状
態検出用撮像素子Aにより撮像される。
【0026】次に、ピント状態検出に基づくオートフォ
ーカスの制御について概略を説明する。図1に示される
ようにピント状態検出用の撮像部26のピント状態検出
用撮像素子Aにより撮像された画像は、信号処理部28
に取り込まれる。信号処理部28は、後述のように各ピ
ント状態検出用撮像素子Aから取得した画像の高域周波
数成分に基づいてカメラ本体10のピント面22に対し
て撮影レンズ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。
ーカスの制御について概略を説明する。図1に示される
ようにピント状態検出用の撮像部26のピント状態検出
用撮像素子Aにより撮像された画像は、信号処理部28
に取り込まれる。信号処理部28は、後述のように各ピ
ント状態検出用撮像素子Aから取得した画像の高域周波
数成分に基づいてカメラ本体10のピント面22に対し
て撮影レンズ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。
【0027】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フォーカスモー
タ駆動回路30に出力する。フォーカスモータ駆動回路
30は、図示しないフォーカスモータを駆動し、ギア等
からなる動力伝達機構32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を信号処理部28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。
スレンズFの移動を指令する制御信号をフォーカスモー
タ駆動回路30に出力する。フォーカスモータ駆動回路
30は、図示しないフォーカスモータを駆動し、ギア等
からなる動力伝達機構32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を信号処理部28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、信号処理部28の構成及びピント
状態検出の処理について説明する。図2は、信号処理部
28の構成を示したブロック図である。同図に示される
ようにピント状態検出用のピント状態検出用撮像素子A
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、ハイパスフィルタ50、A/D変換器5
2、ゲート回路54、及び、加算器56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CPU82に入力される。
状態検出の処理について説明する。図2は、信号処理部
28の構成を示したブロック図である。同図に示される
ようにピント状態検出用のピント状態検出用撮像素子A
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、ハイパスフィルタ50、A/D変換器5
2、ゲート回路54、及び、加算器56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CPU82に入力される。
【0029】焦点評価値を求めるまでの処理を説明す
る。本実施の形態におけるピント状態検出用撮像素子A
は白黒画像を撮影するCCDであることからピント状態
検出用撮像素子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として出力される。
ピント状態検出用撮像素子Aから出力された輝度信号
は、まず、ハイパスフィルタ(HPF)50に入力さ
れ、その輝度信号の高域周波数成分が抽出される。HP
F50で抽出された高域周波数成分の信号はA/D変換
器52によってデジタル信号に変換される。
る。本実施の形態におけるピント状態検出用撮像素子A
は白黒画像を撮影するCCDであることからピント状態
検出用撮像素子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として出力される。
ピント状態検出用撮像素子Aから出力された輝度信号
は、まず、ハイパスフィルタ(HPF)50に入力さ
れ、その輝度信号の高域周波数成分が抽出される。HP
F50で抽出された高域周波数成分の信号はA/D変換
器52によってデジタル信号に変換される。
【0030】そして、ピント状態検出用撮像素子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(たとえば、
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54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56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輝度信号
の高域周波数成分の値の総和が求められる。加算器56
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。
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(たとえば、
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54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56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輝度信号
の高域周波数成分の値の総和が求められる。加算器56
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。
【0031】なお、同図に示される同期信号発生回路8
0から各種同期信号がピント状態検出用撮像素子Aやゲ
ート回路54の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80から
CPU82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。
0から各種同期信号がピント状態検出用撮像素子Aやゲ
ート回路54の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80から
CPU82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。
【0032】CPU82は、上述のようにピント状態検
出用撮像素子A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22に対する撮影レンズ12の
現在のピント状態を検出する。
出用撮像素子A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22に対する撮影レンズ12の
現在のピント状態を検出する。
【0033】ピント状態検出用撮像素子Aは、既述のよ
うに、ある光軸上の点αを中心に±δ/2のストローク
だけ前後移動を繰り返している。この前後移動の両端の
点をβ、γとする。ピント状態検出用撮像素子Aの前後
移動に同期して複数の箇所で焦点評価値の評価が行える
が、一例として、α、β、γの3点で焦点評価値の評価
を行った例を示す。
うに、ある光軸上の点αを中心に±δ/2のストローク
だけ前後移動を繰り返している。この前後移動の両端の
点をβ、γとする。ピント状態検出用撮像素子Aの前後
移動に同期して複数の箇所で焦点評価値の評価が行える
が、一例として、α、β、γの3点で焦点評価値の評価
を行った例を示す。
【0034】図3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。図中実線で示される曲線aは、αがカメラ
本体10のピント面22と共役の位置にある状態のピン
ト状態検出用撮像素子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、図中点線で示さ
れる曲線b、cは、それぞれβ、γにおいて得られる焦
点評価値をフォーカス位置に対して示したものである。
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。図中実線で示される曲線aは、αがカメラ
本体10のピント面22と共役の位置にある状態のピン
ト状態検出用撮像素子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、図中点線で示さ
れる曲線b、cは、それぞれβ、γにおいて得られる焦
点評価値をフォーカス位置に対して示したものである。
【0035】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、α、β、γそ
れぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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βにお
いてピント状態検出用撮像素子Aから得られる焦点評価
値の方がαにおいて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、すなわち、前ピン
の状態であることが分かる。
(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、α、β、γそ
れぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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βにお
いてピント状態検出用撮像素子Aから得られる焦点評価
値の方がαにおいて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、すなわち、前ピン
の状態であることが分かる。
【0036】一方、撮影レンズ12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、α、β、γ
それぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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γに
おいて得られる焦点評価値の方がαにおいて得られる焦
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、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。
図中F2の位置に設定されているとすると、α、β、γ
それぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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γに
おいて得られる焦点評価値の方がαにおいて得られる焦
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、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。
【0037】撮影レンズ12のフォーカス位置が図中F
3の合焦位置に設定されているとすると、α、β、γそ
れぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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、βにおいて得られ
る焦点評価値とγにおいて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、すなわち、合焦の状態であることが分か
る。
3の合焦位置に設定されているとすると、α、β、γそ
れぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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、βにおいて得られ
る焦点評価値とγにおいて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、すなわち、合焦の状態であることが分か
る。
【0038】このように、α、β、γそれぞれにおいて
ピント状態検出用撮像素子A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。一方、このようなピント状態の判
定方法においては、β、γにおいて得られる焦点評価値
のみで足り、αにおいて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α、β、γそれ
ぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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。
ピント状態検出用撮像素子A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。一方、このようなピント状態の判
定方法においては、β、γにおいて得られる焦点評価値
のみで足り、αにおいて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α、β、γそれ
ぞれにおいてピント状態検出用撮像素子A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。
【0039】上記図3おいて、α、β、γにおいてピン
ト状態検出用撮像素子A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ピント状態検出用撮像素子A
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
ピント状態検出用撮像素子Aの焦点評価値とみなすこと
ができる。
ト状態検出用撮像素子A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ピント状態検出用撮像素子A
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
ピント状態検出用撮像素子Aの焦点評価値とみなすこと
ができる。
【0040】たとえば、図4に示される光路長αにおけ
るピント状態検出用撮像素子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、ピント状態検出用撮像素子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、βにおけるピント状態検出用撮像素子A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、γにおけるピント
状態検出用撮像素子A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。
るピント状態検出用撮像素子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、ピント状態検出用撮像素子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、βにおけるピント状態検出用撮像素子A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、γにおけるピント
状態検出用撮像素子A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。
【0041】なお、フォーカス位置F4とフォーカス位
置F5との差、すなわち、βにおけるピント状態検出用
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
は、たとえば、図3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との差に等
しく、また、フォーカス位置F4とフォーカス位置F6
との差、すなわち、γにおけるピント状態検出用撮像素
子Aから得られた焦点評価値についてのシフト量は、図
3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との差に等しい。
置F5との差、すなわち、βにおけるピント状態検出用
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
は、たとえば、図3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との差に等
しく、また、フォーカス位置F4とフォーカス位置F6
との差、すなわち、γにおけるピント状態検出用撮像素
子Aから得られた焦点評価値についてのシフト量は、図
3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との差に等しい。
【0042】一方、曲線aは所定関数(たとえば2次曲
線)で近似することができる。従って、α、β、γにお
いてピント状態検出用撮像素子Aから得られた3点
PA 、P 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。
線)で近似することができる。従って、α、β、γにお
いてピント状態検出用撮像素子Aから得られた3点
PA 、P 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。
【0043】このようにして図1のCPU82は、α、
β、γにおいてピント状態検出用撮像素子A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、フォーカ
スモータ駆動回路30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。
β、γにおいてピント状態検出用撮像素子A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、フォーカ
スモータ駆動回路30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。
【0044】以上の説明は、ピント状態検出用撮像素子
Aの前後移動で検出がなされ、適正にオートフォーカス
がなされた場合の態様である。次に、このような態様で
適正にオートフォーカスがなされない場合において、本
発明が適用される態様について説明する。
Aの前後移動で検出がなされ、適正にオートフォーカス
がなされた場合の態様である。次に、このような態様で
適正にオートフォーカスがなされない場合において、本
発明が適用される態様について説明する。
【0045】図5は、図4と同様のピント状態検出用撮
像素子Aの焦点評価値の曲線であり、(a)は適正にオ
ートフォーカスがなされない状態を示している。同図に
おいて、フォーカスがFhより無限遠側では焦点評価値
の曲線形状は略フラットであり、ピント状態検出用撮像
素子Aの前後移動範囲h1ではいずれの方向にオートフ
ォーカスの制御を行えば判断ができない状態にある。
像素子Aの焦点評価値の曲線であり、(a)は適正にオ
ートフォーカスがなされない状態を示している。同図に
おいて、フォーカスがFhより無限遠側では焦点評価値
の曲線形状は略フラットであり、ピント状態検出用撮像
素子Aの前後移動範囲h1ではいずれの方向にオートフ
ォーカスの制御を行えば判断ができない状態にある。
【0046】同様に、フォーカスがFiより至近側では
焦点評価値の曲線形状は略フラットであり、ピント状態
検出用撮像素子Aの前後移動範囲i1ではいずれの方向
にオートフォーカスの制御を行えば判断ができない状態
にある。
焦点評価値の曲線形状は略フラットであり、ピント状態
検出用撮像素子Aの前後移動範囲i1ではいずれの方向
にオートフォーカスの制御を行えば判断ができない状態
にある。
【0047】本発明では、このような場合、CPU82
からの指令により、直動手段72によりピント状態検出
用の撮像部26が2δ以上の距離移動され、再度ピント
状態検出用撮像素子Aによる被写体光の撮像がなされ
る。このようにすれば、同図(b)のフォーカス位置に
おいて、ピント状態検出用撮像素子Aの前後移動範囲h
1又はi1がFh又はFiより内側に移動しオートフォ
ーカスの制御が可能となる。そして、最終的には、既述
のように、適正なオートフォーカスが同図(c)に示さ
れるようになされる。
からの指令により、直動手段72によりピント状態検出
用の撮像部26が2δ以上の距離移動され、再度ピント
状態検出用撮像素子Aによる被写体光の撮像がなされ
る。このようにすれば、同図(b)のフォーカス位置に
おいて、ピント状態検出用撮像素子Aの前後移動範囲h
1又はi1がFh又はFiより内側に移動しオートフォ
ーカスの制御が可能となる。そして、最終的には、既述
のように、適正なオートフォーカスが同図(c)に示さ
れるようになされる。
【0048】CPU82からの指令により、直動手段7
2が移動される方向、移動される距離については、撮影
レンズ12の特性、過去のオートフォーカス例の傾向、
撮影レンズ12の機種、等に応じて任意に選択できる。
2が移動される方向、移動される距離については、撮影
レンズ12の特性、過去のオートフォーカス例の傾向、
撮影レンズ12の機種、等に応じて任意に選択できる。
【0049】次に、添付図面に従って本発明に係る撮影
レンズの他の実施の形態について詳説する。図6は、本
発明に係る撮影レンズを使用したテレビカメラシステム
の構成を示した構成図である。なお、図1と同一・類似
の部材については同様の符号を附し、その説明を省略す
る。
レンズの他の実施の形態について詳説する。図6は、本
発明に係る撮影レンズを使用したテレビカメラシステム
の構成を示した構成図である。なお、図1と同一・類似
の部材については同様の符号を附し、その説明を省略す
る。
【0050】図7は、撮像部126の構成を示した構成
図である。同図に示されるように撮像部126は、光分
割光学系を構成する2つのプリズムP1、P2とピント
状態検出用の2つの撮像素子(2次元CCD)A、Bか
ら構成される。既述のようにハーフミラー24で反射
し、光軸O′に沿って進行した被写体光は、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40で反射光と透過光に分割される。このうち反射
光は、ピント状態検出用撮像素子Bの撮像面に入射す
る。
図である。同図に示されるように撮像部126は、光分
割光学系を構成する2つのプリズムP1、P2とピント
状態検出用の2つの撮像素子(2次元CCD)A、Bか
ら構成される。既述のようにハーフミラー24で反射
し、光軸O′に沿って進行した被写体光は、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40で反射光と透過光に分割される。このうち反射
光は、ピント状態検出用撮像素子Bの撮像面に入射す
る。
【0051】一方、透過光は、第2プリズムP2に入射
し、ピント状態検出用撮像素子Aに入射する。なお、ピ
ント状態検出用撮像素子A、B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40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撮像素子A、Bは本実施の形態で
は白黒画像を撮像するCCDである。
し、ピント状態検出用撮像素子Aに入射する。なお、ピ
ント状態検出用撮像素子A、B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40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撮像素子A、Bは本実施の形態で
は白黒画像を撮像するCCDである。
【0052】ピント状態検出用撮像素子A、B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に示されるように、各ピント状態検出用撮
像素子Aに入射するまでの被写体光に対してピント状態
検出用撮像素子Bの光路長が短くなっている。すなわ
ち、ピント状態検出用撮像素子Aの撮像面に対して所定
距離σの位置にピント状態検出用撮像素子Bの撮像面が
平行に配置される。
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に示されるように、各ピント状態検出用撮
像素子Aに入射するまでの被写体光に対してピント状態
検出用撮像素子Bの光路長が短くなっている。すなわ
ち、ピント状態検出用撮像素子Aの撮像面に対して所定
距離σの位置にピント状態検出用撮像素子Bの撮像面が
平行に配置される。
【0053】また、ピント状態検出用撮像素子Aの撮像
面は、理想的にはカメラ本体10のピント面22(図1
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カメラ本体10の映像用撮像
素子の撮像面と一致している。なお、被写体光をピント
状態検出用撮像素子A、Bに分割する光分割光学系は、
上述のようなプリズムP1、P2を使用した構成に限ら
れない。
面は、理想的にはカメラ本体10のピント面22(図1
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カメラ本体10の映像用撮像
素子の撮像面と一致している。なお、被写体光をピント
状態検出用撮像素子A、Bに分割する光分割光学系は、
上述のようなプリズムP1、P2を使用した構成に限ら
れない。
【0054】以上のように構成された光学系により、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22と共役の位置の近傍に配置された光路長の
異なる2つのピント状態検出用撮像素子A、Bにより撮
像される。
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22と共役の位置の近傍に配置された光路長の
異なる2つのピント状態検出用撮像素子A、Bにより撮
像される。
【0055】なお、撮像部126において、3つのピン
ト状態検出用撮像素子A、B、Cを設け、それぞれの間
隔を前記実施態様のα、β、γの位置に対応させること
により、前記実施態様と同様の作用を奏させることはで
きるが、本実施態様においては、2つのピント状態検出
用撮像素子A、Bを設け、同様の作用を奏させる構成を
採用している。
ト状態検出用撮像素子A、B、Cを設け、それぞれの間
隔を前記実施態様のα、β、γの位置に対応させること
により、前記実施態様と同様の作用を奏させることはで
きるが、本実施態様においては、2つのピント状態検出
用撮像素子A、Bを設け、同様の作用を奏させる構成を
採用している。
【0056】次に、ピント状態検出に基づくオートフォ
ーカスの制御について概略を説明すると、図6に示され
るようにピント状態検出用の撮像部126の2つのピン
ト状態検出用撮像素子A、Bにより撮像された画像は、
信号処理部128に取り込まれる。信号処理部128
は、後述のように各ピント状態検出用撮像素子A、Bか
ら取得した画像の高域周波数成分に基づいてカメラ本体
10のピント面22に対して撮影レンズ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。
ーカスの制御について概略を説明すると、図6に示され
るようにピント状態検出用の撮像部126の2つのピン
ト状態検出用撮像素子A、Bにより撮像された画像は、
信号処理部128に取り込まれる。信号処理部128
は、後述のように各ピント状態検出用撮像素子A、Bか
ら取得した画像の高域周波数成分に基づいてカメラ本体
10のピント面22に対して撮影レンズ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。
【0057】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フォーカスモー
タ駆動回路30に出力する。フォーカスモータ駆動回路
30は、図示しないフォーカスモータを駆動し、ギア等
からなる動力伝達機構32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を信号処理部128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。
スレンズFの移動を指令する制御信号をフォーカスモー
タ駆動回路30に出力する。フォーカスモータ駆動回路
30は、図示しないフォーカスモータを駆動し、ギア等
からなる動力伝達機構32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を信号処理部128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。
【0058】信号処理部128は、図2に示さる信号処
理部28と略同様の構成となっており、信号処理部28
のピント状態検出用撮像素子Aに対応した構成と同一の
回路がピント状態検出用撮像素子Bに対応して設けられ
ている。
理部28と略同様の構成となっており、信号処理部28
のピント状態検出用撮像素子Aに対応した構成と同一の
回路がピント状態検出用撮像素子Bに対応して設けられ
ている。
【0059】なお、同図に示される同期信号発生回路8
0から各種同期信号がピント状態検出用撮像素子A、
B、やゲート回路54、64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80からCPU82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。
0から各種同期信号がピント状態検出用撮像素子A、
B、やゲート回路54、64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80からCPU82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。
【0060】CPU82は、上述のように各ピント状態
検出用撮像素子A、B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22に対する撮影レンズ
12の現在のピント状態を検出する。
検出用撮像素子A、B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22に対する撮影レンズ
12の現在のピント状態を検出する。
【0061】前記実施の形態では、カメラ本体10のピ
ント面22に共役の位置αに配置されたピント状態検出
用撮像素子Aに対して撮像面が光学的に等距離となる前
後の位置β、γにピント状態検出用撮像素子Aを移動さ
せた場合について説明したが、光路長が異なるようにピ
ント状態検出用撮像素子A、Bが配置され、かつ、カメ
ラ本体10のピント面22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ピント状態
検出用撮像素子A、Bが配置されていれば十分である。
ント面22に共役の位置αに配置されたピント状態検出
用撮像素子Aに対して撮像面が光学的に等距離となる前
後の位置β、γにピント状態検出用撮像素子Aを移動さ
せた場合について説明したが、光路長が異なるようにピ
ント状態検出用撮像素子A、Bが配置され、かつ、カメ
ラ本体10のピント面22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ピント状態
検出用撮像素子A、Bが配置されていれば十分である。
【0062】すなわち、2つのピント状態検出用撮像素
子A、Bのみをカメラ本体10のピント面22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
うにすることができる。
子A、Bのみをカメラ本体10のピント面22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
うにすることができる。
【0063】図10、図11は、以上の記載を説明する
もので、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。
このうち、図10は前記図3に対応し、図11は前記図
4に対応する。
もので、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。
このうち、図10は前記図3に対応し、図11は前記図
4に対応する。
【0064】なお、光路長の異なる4つ以上のピント状
態検出用撮像素子を用い、カメラ本体10のピント面2
2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つのピント状態検出用
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。
態検出用撮像素子を用い、カメラ本体10のピント面2
2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つのピント状態検出用
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。
【0065】以上の説明は、ピント状態検出用撮像素子
A、Bで検出がなされ、適正にオートフォーカスがなさ
れた場合の態様である。
A、Bで検出がなされ、適正にオートフォーカスがなさ
れた場合の態様である。
【0066】次に、このような態様で適正にオートフォ
ーカスがなされない場合において、本発明が適用される
態様について説明する。図12は、図11と同様の焦点
評価値の曲線であり、(a)は適正にオートフォーカス
がなされない状態を示している。同図において、フォー
カスがFhより無限遠側では焦点評価値の曲線形状は略
フラットであり、ピント状態検出用撮像素子A及びBに
よる焦点評価値では、いずれの方向にオートフォーカス
の制御を行えば判断ができない状態にある。
ーカスがなされない場合において、本発明が適用される
態様について説明する。図12は、図11と同様の焦点
評価値の曲線であり、(a)は適正にオートフォーカス
がなされない状態を示している。同図において、フォー
カスがFhより無限遠側では焦点評価値の曲線形状は略
フラットであり、ピント状態検出用撮像素子A及びBに
よる焦点評価値では、いずれの方向にオートフォーカス
の制御を行えば判断ができない状態にある。
【0067】同様に、フォーカスがFiより至近側では
焦点評価値の曲線形状は略フラットであり、ピント状態
検出用撮像素子A及びBによる焦点評価値では、いずれ
の方向にオートフォーカスの制御を行っても判断ができ
ない状態にある。
焦点評価値の曲線形状は略フラットであり、ピント状態
検出用撮像素子A及びBによる焦点評価値では、いずれ
の方向にオートフォーカスの制御を行っても判断ができ
ない状態にある。
【0068】本発明では、このような場合、CPU82
からの指令により、直動手段72によりピント状態検出
用の撮像部26が2σ以上の距離移動され、再度ピント
状態検出用撮像素子Aによる被写体光の撮像がなされ
る。このようにすれば、同図(b)のフォーカス位置に
おいて、ピント状態検出用撮像素子A及びBによる焦点
評価値PA 、PB のいずれか又は双方がFh又はFiよ
り内側に移動しオートフォーカスの制御が可能となる。
からの指令により、直動手段72によりピント状態検出
用の撮像部26が2σ以上の距離移動され、再度ピント
状態検出用撮像素子Aによる被写体光の撮像がなされ
る。このようにすれば、同図(b)のフォーカス位置に
おいて、ピント状態検出用撮像素子A及びBによる焦点
評価値PA 、PB のいずれか又は双方がFh又はFiよ
り内側に移動しオートフォーカスの制御が可能となる。
【0069】CPU82からの指令により、直動手段7
2が移動される方向、移動される距離については、撮影
レンズ12の特性、過去のオートフォーカス例の傾向、
撮影レンズ12の機種、等に応じて任意に選択できる。
2が移動される方向、移動される距離については、撮影
レンズ12の特性、過去のオートフォーカス例の傾向、
撮影レンズ12の機種、等に応じて任意に選択できる。
【0070】上記実施の形態では、検出したピント状態
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、例えば、ピント状態の表示
等に使用することもできる。
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、例えば、ピント状態の表示
等に使用することもできる。
【0071】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
発明によれば、ピント状態検出用撮像素子を駆動手段に
より光軸方向に微小量δ移動させる、いわゆるウォブリ
ングを採用するとともに、輝度信号レベルが所定値以下
となり、合焦が得られなくなったときには、直動手段に
よりピント状態検出用撮像素子を大きく移動させる。こ
れにより、輝度信号レベルの傾斜部分が容易に検出で
き、その結果、誤動作なく、迅速に、精度の高いピント
状態検出を行うことができる。
発明によれば、ピント状態検出用撮像素子を駆動手段に
より光軸方向に微小量δ移動させる、いわゆるウォブリ
ングを採用するとともに、輝度信号レベルが所定値以下
となり、合焦が得られなくなったときには、直動手段に
よりピント状態検出用撮像素子を大きく移動させる。こ
れにより、輝度信号レベルの傾斜部分が容易に検出で
き、その結果、誤動作なく、迅速に、精度の高いピント
状態検出を行うことができる。
【0072】また、従来のオートフォーカスの態様で
は、フォーカスレンズを移動させて合焦検出が行われる
例が多かった。これに対し、本発明によれば、ピント状
態検出用撮像素子を駆動手段により光軸方向に移動させ
るので、駆動系がコンパクトになるとともに、迅速な応
答が得られる。
は、フォーカスレンズを移動させて合焦検出が行われる
例が多かった。これに対し、本発明によれば、ピント状
態検出用撮像素子を駆動手段により光軸方向に移動させ
るので、駆動系がコンパクトになるとともに、迅速な応
答が得られる。
【0073】請求項2に記載の発明によれば、光路長が
σ異なる位置に配置された複数のピント状態検出用撮像
素子を有するので基本的なオートフォーカス機能は備え
ている。そして、輝度信号レベルが所定値以下となり、
合焦が得られなくなったときには、直動手段によりピン
ト状態検出用撮像素子を複数個同時に大きく移動させ
る。これにより、輝度信号レベルの傾斜部分が容易に検
出でき、その結果、誤動作なく、迅速に、精度の高いピ
ント状態検出を行うことができる。
σ異なる位置に配置された複数のピント状態検出用撮像
素子を有するので基本的なオートフォーカス機能は備え
ている。そして、輝度信号レベルが所定値以下となり、
合焦が得られなくなったときには、直動手段によりピン
ト状態検出用撮像素子を複数個同時に大きく移動させ
る。これにより、輝度信号レベルの傾斜部分が容易に検
出でき、その結果、誤動作なく、迅速に、精度の高いピ
ント状態検出を行うことができる。
【0074】また、本発明も請求項1に記載の発明と同
様に、ピント状態検出用撮像素子を駆動手段により光軸
方向に移動させるので、駆動系がコンパクトになるとと
もに、迅速な応答が得られる。
様に、ピント状態検出用撮像素子を駆動手段により光軸
方向に移動させるので、駆動系がコンパクトになるとと
もに、迅速な応答が得られる。
【図1】本発明に係る撮影レンズを使用したテレビカメ
ラシステムの一つの構成を示した構成図である。
ラシステムの一つの構成を示した構成図である。
【図2】ピント状態検出の処理を行う信号処理部の構成
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図3】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撮像素子における焦点評価値の
様子を示した図である。
する各ピント状態検出用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4】ピント状態検出用撮像素子によるピント状態検
出の処理の説明に使用した説明図である。
出の処理の説明に使用した説明図である。
【図5】ピント状態検出用撮像素子によるピント状態検
出の処理の説明に使用した説明図である。
出の処理の説明に使用した説明図である。
【図6】本発明に係る撮影レンズを使用したテレビカメ
ラシステムの他の構成を示した構成図である。
ラシステムの他の構成を示した構成図である。
【図7】ピント状態検出用撮像素子A、Bの概略平面図
である。
である。
【図8】ピント状態検出用撮像素子A、Bを同一光軸上
で示した図である。
で示した図である。
【図9】ピント状態検出の処理を行う信号処理部の構成
を示したブロック図である。
を示したブロック図である。
【図10】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撮像素子における焦点評価値
の様子を示した図である。
対する各ピント状態検出用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11】2つのピント状態検出用撮像素子によるピン
ト状態検出の処理の説明に使用した説明図である。
ト状態検出の処理の説明に使用した説明図である。
【図12】ピント状態検出用撮像素子によるピント状態
検出の処理の説明に使用した説明図である。
検出の処理の説明に使用した説明図である。
10…カメラ本体、12…撮影レンズ、F…フォーカス
レンズ、R1…前側リレーレンズ、R2…後側リレーレ
ンズ、R3…リレーレンズ、24…ハーフミラー(光分
割手段)、26…撮像部、A、B…ピント状態検出用撮
像素子、28…信号処理部、70…駆動手段、72…直
動手段
レンズ、R1…前側リレーレンズ、R2…後側リレーレ
ンズ、R3…リレーレンズ、24…ハーフミラー(光分
割手段)、26…撮像部、A、B…ピント状態検出用撮
像素子、28…信号処理部、70…駆動手段、72…直
動手段
Claims (2)
- 【請求項1】 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映像用の被写体光からピント状態
検出用の被写体光を生成し、該生成したピント状態検出
用の被写体光をピント状態検出用撮像素子で撮像してピ
ント状態を検出する撮影レンズのピント状態検出装置に
おいて、 前記ピント状態検出用撮像素子は、光軸方向に微小量δ
移動させる駆動手段により支持されるとともに、該駆動
手段は光軸方向に前後移動させる直動手段により支持さ
れており、 前記ピント状態検出用撮像素子から得られる輝度信号レ
ベルが所定値以下のときには、前記直動手段により2δ
以上の距離移動がなされ、再度前記ピント状態検出用撮
像素子による被写体光の撮像がなされることを特徴とす
る撮影レンズのピント状態検出装置。 - 【請求項2】 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映像用の被写体光からピント状態
検出用の被写体光を生成し、該生成したピント状態検出
用の被写体光を互いに光路長がσだけ異なる位置に配置
された複数のピント状態検出用撮像素子で撮像してピン
ト状態を検出する撮影レンズのピント状態検出装置にお
いて、 前記複数のピント状態検出用撮像素子は、光軸方向に前
後移動させる直動手段により支持されており、 前記ピント状態検出用撮像素子のいずれか又は全てから
得られる輝度信号レベルが所定値以下のときには、前記
直動手段により2σ以上の距離移動がなされ、再度前記
複数のピント状態検出用撮像素子による被写体光の撮像
がなされることを特徴とする撮影レンズのピント状態検
出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002082978A JP2003279846A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 撮影レンズのピント状態検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002082978A JP2003279846A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 撮影レンズのピント状態検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003279846A true JP2003279846A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29230954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002082978A Pending JP2003279846A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 撮影レンズのピント状態検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003279846A (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005098503A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Olympus Corporation | 合焦情報取得用検出装置及びそれを用いた撮像装置 |
WO2005098500A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Olympus Corporation | 合焦情報取得用検出装置及びそれを用いた撮像装置 |
WO2005098502A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Olympus Corporation | 合焦情報取得用検出装置及びそれを用いた撮像装置 |
JP2006064970A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Fujinon Corp | オートフォーカスシステム |
JP2006064972A (ja) * | 2004-08-26 | 2006-03-09 | Fujinon Corp | オートフォーカスシステム |
WO2008146458A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Panasonic Corporation | オートフォーカス機能付撮像装置、撮像方法、プログラムおよび集積回路 |
EP2051120A1 (en) | 2005-09-13 | 2009-04-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens apparatus comprising a focus-state detecting unit |
JP2010062204A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Juki Corp | 電子部品実装装置の自動焦点調整方法 |
CN102213814A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 佳能株式会社 | 摄像元件单元、自动调焦单元和摄像设备 |
US8135267B2 (en) | 2005-09-13 | 2012-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Autofocus imaging optical system and image pickup device |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002082978A patent/JP2003279846A/ja active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005098503A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Olympus Corporation | 合焦情報取得用検出装置及びそれを用いた撮像装置 |
WO2005098500A1 (ja) * | 2004-03-30 | 2005-10-20 | Olympus Corporation | 合焦情報取得用検出装置及びそれを用いた撮像装置 |
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US7532812B2 (en) | 2005-09-13 | 2009-05-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Lens apparatus |
US8135267B2 (en) | 2005-09-13 | 2012-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Autofocus imaging optical system and image pickup device |
WO2008146458A1 (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-04 | Panasonic Corporation | オートフォーカス機能付撮像装置、撮像方法、プログラムおよび集積回路 |
JP2010062204A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Juki Corp | 電子部品実装装置の自動焦点調整方法 |
CN102213814A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 佳能株式会社 | 摄像元件单元、自动调焦单元和摄像设备 |
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