JP2004157426A

JP2004157426A - オートフォーカスシステム

Info

Publication number: JP2004157426A
Application number: JP2002324630A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Kanayama; 篤司金山; Keizo Majima; 圭三馬嶋; Masao Wada; 正夫和田
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp; Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】テレビカメラ等のオートフォーカス時において、フォーカスの動作方向を表示手段に表示し、オートフォーカスの誤動作によってピントが合わない場合に、その情報を参考にしてマニュアルフォーカス等によって瞬時にピントを修正できるようにしたオートフォーカスシステムを提供する。
【解決手段】オートフォーカス時におけるフォーカスの動作方向がフォーカス動作方向表示部６２に表示される。フォーカス動作方向表示部６２には、上向き矢印型発光部１００、下向き矢印型発光部１０２、丸型発光部１０４が配置されており、フォーカスが至近方向に動作している場合には上向き矢印型発光部１００が点灯し、フォーカスが無限遠方向に動作している場合には下向き矢印型発光部１０２が点灯し、フォーカスが停止している場合には丸型発光部１０４が点灯する。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に撮影レンズに入射した被写体光を光路長の異なる位置で撮像する複数のピント状態検出用撮像素子を備えたコントラスト方式のオートフォーカスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラなどのオートフォーカスは、コントラスト方式によるものが一般的である。このコントラスト方式は、撮像素子から得られた映像信号のうちある範囲（フォーカスエリア）内の映像信号の高域周波数成分を積算して焦点評価値を生成し、その焦点評価値が最大（極大）となるようにピント調整を自動で行うものである。これによって、撮像素子で撮像された画像の鮮鋭度（コントラスト）が最大となる最良ピント（合焦）が得られる。
【０００３】
また、従来、光路長の異なる位置に配置した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。これによれば、現在のフォーカス位置において、例えばフォーカスを前後に移動させたときの焦点評価値を、複数の撮像素子から得られた映像信号によって同時に知ることができ、その情報から現在のピント状態を検出することができる。また、検出したピント状態に基づいて合焦となるように撮影レンズのピント調整を自動で行うこともできる（例えば、特許文献１〜４参照）。尚、本明細書では、このように複数のピント状態検出用撮像素子を用いたコントラスト方式のオートフォーカスを光路長差方式のオートフォーカスという。
【０００４】
また、従来、マニュアルフォーカスによるピント合わせを補助する情報として、マニュアルフォーカス時において、オートフォーカス時と同様に被写体の距離を測距し、マニュアルフォーカスによって設定されたフォーカス位置に対するピント状態をファインダに表示するカメラが提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００１−１６８２４６
【０００６】
【特許文献２】
特願２００１−１６８２４７
【０００７】
【特許文献３】
特願２００１−１６８２４８
【０００８】
【特許文献４】
特願２００１−１６８２４９
【０００９】
【特許文献５】
特開平８−４３９１８号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コントラスト方式のオートフォーカスでは、ピントが大きくずれているときや、被写体のコントラストが元々低いとき等にはピントが合わない場合がある。例えば、フォーカスがデフォーカス方向に動作してしまうこともある。このような場合、カメラマンは瞬時にマニュアルフォーカスでピントを修正する必要がある。
【００１１】
しかしながら、従来、オートフォーカスでピントが合わない場合に、マニュアルフォーカスでピントを修正しようとしても、オートフォーカスによってフォーカスがどの方向に動作してピントが合わなかったのか等の情報を確認することができず、瞬時にピントを修正することが難しかった。
【００１２】
また、従来技術の欄で記載したようにピント状態を表示し、マニュアルフォーカスによるピント合わせを補助するようにしても、オートフォーカスの誤動作をマニュアルフォーカスで修正するという状況では、ピント状態の認識が誤っているためピント状態を表示しても役に立たない。
【００１３】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、コントラスト方式のオートフォーカス、特に複数のピント状態検出用撮像素子を用いた光路長差方式のオートフォーカスにおいて、オートフォーカスの誤動作をカメラマンが瞬時にマニュアルフォーカス等によって修正できるようにしたオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮影レンズに入射した被写体光を光路長の異なる位置で撮像する複数のピント状態検出用の撮像手段を備え、各ピント状態検出用の撮像手段により得られる画像信号に基づいてピント状態を検出し、該ピント状態が合焦の状態となるように前記撮影レンズのフォーカスを制御するオートフォーカスシステムにおいて、前記撮影レンズのフォーカスの動作方向を表示する表示手段を備えたことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のオートフォーカスシステムによるフォーカスの制御で合焦の状態が得られなかった場合に、合焦の状態となるようにマニュアル操作でフォーカスの位置を修正するマニュアル駆動手段を備えたことを特徴としている。
【００１６】
本発明によれば、オートフォーカス制御時等におけるフォーカスの動作方向を表示手段によって表示するようにしたため、オートフォーカスの誤動作によってピントが合わない場合に、その情報を参考にしてマニュアルフォーカス等によって瞬時にピントを修正できるようになる。例えば、オートフォーカスによってどの方向にフォーカスが動作してピントが合わなかったのかを表示手段の動作方向の表示により確認し、ピントの合う方向が至近側と無限遠側のいずれの方向かを瞬時に知ることができる。従って、マニュアルフォーカス等によって瞬時にピントを修正することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１８】
図１は、本発明が適用されたテレビカメラシステムの光学系の構成を示したブロック図である。同図に示すテレビカメラシステムは、撮影レンズ１０を備えたレンズ装置とカメラ本体１２等から構成されており、カメラ本体１２には、再生用（放映用等）の映像を撮影し、所定形式の映像信号として出力又は記録媒体に記録するための撮像素子（以下、映像用撮像素子という）や所要の回路等が搭載されている。
【００１９】
撮影レンズ１０を備えたレンズ装置は、カメラ本体１２に着脱可能に装着され、主に光学系（撮影レンズ１０）と制御系（後述）とから構成されている。撮影レンズ１０には、光軸Ｏに沿ってフォーカスレンズ（群）１６、変倍系及び補正系（図示せず）からなるズームレンズ（群）１８、アイリス２０、前側リレーレンズ２２Ａ及び後側リレーレンズ２２Ｂからなるリレーレンズ（リレー光学系）等が配置されている。
【００２０】
リレー光学系の前側リレーレンズ２２Ａと後側リレーレンズ２２Ｂとの間には、ピント状態検出用の被写体光を映像用の被写体光から分岐するためのハーフミラー２４が配置されている。このハーフミラー２４は、撮影レンズ１０の光軸Ｏに対して略４５度傾斜して設置されており、前側リレーレンズ２２Ａを通過した被写体光の例えば１／３の光量を直角に反射して、映像用の被写体光から分岐する。
【００２１】
ハーフミラー２４を透過した被写体光は、映像用の被写体光として撮影レンズ１０の後端側から射出されたのち、カメラ本体１２の撮像部１４に入射する。撮像部１４の構成については省略するが、撮像部１４に入射した被写体光は、例えば色分解光学系により、赤色光、緑色光、青色光の３色に分解され、各色ごとの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Ｐ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１０の光軸Ｏ上に示したものである。
【００２２】
一方、ハーフミラー２４で反射された被写体光は、ピント状態検出用の被写体光として光軸Ｏに対して垂直な光軸Ｏ′に沿って進行し、リレーレンズ２６に入射する。そして、このリレーレンズ２６で集光されてピント状態検出部２８に入射する。
【００２３】
ピント状態検出部２８は、光分割光学系を構成する２つのプリズム３０Ａ、３０Ｂと、ピント状態検出用の一対の撮像素子３２Ａ、３２Ｂ（以下、ピント状態検出用撮像素子という）とで構成されている。
【００２４】
上述したようにハーフミラー２４で反射した被写体光は、光軸Ｏ′に沿って進行し、まず、第１プリズム３０Ａに入射する。そして、第１プリズム３０Ａのハーフミラー面Ｍで反射光と透過光に等分割される。このうち反射光は一方のピント状態検出用撮像素子３２Ａの撮像面に入射され、透過光は他方のピント状態検出用撮像素子３２Ｂに入射される。このとき、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂの撮像面には、それぞれ撮影レンズ１０に入射した全被写体光のうちの約１／６の光量が入射する。
【００２５】
図２は、カメラ本体１２の映像用撮像素子に入射する被写体光の光軸と一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂに入射する被写体光の光軸を同一直線上に表した図である。同図に示すように、一方のピント状態検出用撮像素子３２Ａに入射する被写体光の光路長は、他方のピント状態検出用撮像素子３２Ｂに入射する被写体光の光路長よりも短く設定され、映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に入射する被写体光の光路長は、その中間の長さとなるように設定されている。すなわち、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂ（の撮像面）は、それぞれ映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に対して前後等距離（ｄ）の位置に配置されている。
【００２６】
このように配置された一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂにより、撮影レンズ１０に入射した被写体光が映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に対して前後等距離の位置で撮像されるようになっている。尚、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂは、映像用撮像通素子の撮像面に対して前後等距離の位置に撮像面を配置したときに撮像される映像を撮像するものであり、必ずしもピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂと映像用撮像素子との光路長の関係が図２のようになる場合に限らない。また、ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂは後述のようにピント状態検出（オートフォーカス制御）のための映像信号を取得するものであり、カラー映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態では白黒画像を撮像するＣＣＤであるものとする。
【００２７】
次に、レンズ装置におけるフォーカス制御に関連する制御系について説明する。図３は、フォーカス制御に関連する制御系の構成を示したブロック図である。上記フォーカスレンズ１６は、図３に示すようにフォーカスモータ５０に連結されており、フォーカスモータ５０が駆動されると、フォーカスレンズ１６が光軸方向に移動しフォーカスが変更される。フォーカスモータ５０には、フォーカスモータ駆動回路５２から駆動電圧が与えられ、フォーカスモータ駆動回路５２にはＣＰＵ５４からの制御信号が与えられる。
【００２８】
ＣＰＵ５４からの制御信号は、例えば、フォーカスモータ５０の回転速度、即ち、フォーカスレンズ１６の移動速度に対応する電圧値を示しており、その電圧値がフォーカスモータ駆動回路５２に与えられると、フォーカスモータ駆動回路５２によって電圧増幅され、その増幅された電圧が駆動電圧としてフォーカスモータ５０に印加される。これによって、フォーカスモータ５０の回転速度がＣＰＵ５４によって制御される。
【００２９】
また、フォーカスレンズ位置検出器５６によってフォーカスレンズ１６の現在位置が検出され、その検出信号がＣＰＵ５４に与えられるようになっている。従って、ＣＰＵ５４の処理において、上述のようにフォーカスモータ５０の回転速度を制御することにより、フォーカスレンズ１６の動作速度を所望の速度に制御することができ、また、フォーカスレンズ位置検出器５６からフォーカスレンズ１６の現在位置を読み取りながらフォーカスモータ５０の回転速度を制御することにより、フォーカスレンズ１６の設定位置を所望の位置に制御することができるようになっている。
【００３０】
一方、フォーカスの制御は、図示しない所定のスイッチによってマニュアルフォーカス制御とオートフォーカス制御とで切り替えることができるようになっており、マニュアルフォーカス制御の場合には、操作者のマニュアル操作に従ってフォーカスデマンド６０から出力される指令信号がＣＰＵ５４に与えられ、その指令信号に基づいてフォーカスレンズ１６の位置等が上述のように制御される。
【００３１】
これに対して、オートフォーカス制御の場合には、上記ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂからの映像信号に基づいて各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂで撮像された各画像のコントラスト（鮮鋭度）の高低を示す焦点評価値が焦点評価値生成部５８により生成され、それらの生成された焦点評価値がＣＰＵ５４に与えられる。そして、その焦点評価値に基づいてピント状態が検出され、ピント状態が合焦となるようにフォーカスレンズ１６の位置が上述のように制御される。
【００３２】
オートフォーカス制御に関して具体的に説明すると、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂで撮像された画像（映像）は、１画面を構成する複数の走査線（水平ライン）にそって各画素値を順次伝送する映像信号として出力され、焦点評価値生成部５８に入力される。焦点評価値生成部５８の構成、処理については後述するが、焦点評価値生成部５８において、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから入力された映像信号から、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂで撮像された各画像のコントラスト（鮮鋭度）の高低を示す焦点評価値が生成され、それらの生成された焦点評価値がＣＰＵ５４に与えられるようになっている。尚、ピント状態検出用撮像素子３２Ａからの映像信号に基づいて生成された焦点評価値を、チャンネルＡ（ｃｈＡ）の焦点評価値といい、ピント状態検出用撮像素子３２Ｂからの映像信号に基づいて生成された焦点評価値を、チャンネルＢ（ｃｈＢ）の焦点評価値という。ＣＰＵ５４では、詳細を後述するように、焦点評価値生成部５８から取得したｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値を取得し、その取得した焦点評価値に基づいて、撮影レンズ１０のピント状態（前ピン、後ピン、合焦）を検出すると共に、撮影レンズ１０のピント状態が合焦となるようにフォーカスレンズ１６の位置を制御する。
【００３３】
ここで、焦点評価値生成部５８の構成及び処理について説明する。図４に示すように、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから出力された映像信号は、焦点評価値生成部５８のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８０Ａ、８０Ｂに入力される。ここでピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂは、いずれも白黒画像を撮影するＣＣＤであり、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから出力される映像信号は、それぞれの画面を構成する各画素の輝度値を示す輝度信号である。
【００３４】
ＨＰＦ８０Ａ、８０Ｂに入力された映像信号は、それぞれＨＰＦ８０Ａ、８０Ｂによってその高域周波数成分が抽出され、その高域周波数成分の信号は、続いてＡ／Ｄ変換器８２Ａ、８２Ｂによってデジタル信号に変換される。そして、ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂにより撮像された画像の１画面分（１フィールド分）のデジタル信号のうち所定のフォーカスエリア内（例えば、画面中央部分）の画素に対応するデジタル信号のみがゲート回路８４Ａ、８４Ｂによって抽出され、抽出された範囲のデジタル信号の値が加算器８６Ａ、８６Ｂ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映像信号の高域周波数成分の値の総和が求められる。加算器８６Ａ、８６Ｂ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り、加算器８６Ａで得られた焦点評価値はチャンネルＡ（ｃｈＡ）の焦点評価値として、加算器８６Ｂで得られた焦点評価値はチャンネルＢ（ｃｈＢ）の焦点評価値としてＣＰＵ５４に与えられる。
【００３５】
尚、同図に示す同期信号発生回路８８からは、各種同期信号が各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂやゲート回路８４Ａ、８４Ｂ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。
【００３６】
続いて、上記焦点評価値に基づくピント状態検出及びフォーカス（フォーカスレンズ１６）の制御について説明すると、上記のように焦点評価値生成部５８から取得されるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値により映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に対する撮影レンズ１０の現在のピント状態を検出することができる。
【００３７】
図５は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズ１６の位置（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。図中点線で示す曲線Ｃは、映像用撮像素子（又は映像用撮像素子と共役の位置に配置された撮像素子）からの映像信号により焦点評価値を求めたと仮定した場合にその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、図中実線で示す曲線Ａ、Ｂは、それぞれピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから得られるｃｈＡとｃｈＢの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。同図において、曲線Ｃの焦点評価値が最大（極大）となる位置Ｆ３が合焦位置である。
【００３８】
撮影レンズのフォーカス位置が同図のＦ１に設定された場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_Ａ１は、曲線Ａの位置Ｆ１に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_Ｂ１は、曲線Ｂの位置Ｆ１に対応する値となる。そして、この場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_Ａ１の方が、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_Ｂ１よりも大きくなり、このことから、フォーカス位置が合焦位置（Ｆ３）よりも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。
【００３９】
一方、撮影レンズのフォーカス位置が同図のＦ２に設定された場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_Ａ２は、曲線Ａの位置Ｆ２に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_Ｂ２は、曲線Ｂの位置Ｆ２に対応する値となる。そして、この場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_Ａ２の方が、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_Ｂ２よりも小さくなり、このことから、フォーカス位置が合焦位置（Ｆ３）よりも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。
【００４０】
これに対して、撮影レンズ１０のフォーカス位置がＦ３、すなわち合焦位置に設定された場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_Ａ３は、曲線Ａの位置Ｆ３に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_Ｂ３は、曲線Ｂの位置Ｆ３に対応する値となる。このとき、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_Ａ３とｃｈＢの焦点評価値Ｖ_Ｂ３は等しくなり、このことから、フォーカス位置が合焦位置（Ｆ３）に設定された状態であることが分かる。
【００４１】
このように、焦点評価値生成部５８から得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値により、撮影レンズ１０の現在のピント状態が前ピン、後ピン、合焦のいずれの状態であるかを検出することができる。
【００４２】
従って、焦点評価値生成部５８から得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいてフォーカスレンズ１６の位置を制御することにより、フォーカスレンズ１６を合焦位置に移動させることができる。即ち、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値が、前ピンであると判断される状態の場合には、フォーカスレンズ１６を無限遠方向に移動させ、後ピンであると判断される状態の場合には、フォーカスレンズ１６を至近方向に移動させ、合焦であると判断される状態となった場合には、フォーカスレンズ１６をその位置で停止させることによって、フォーカスレンズ１６を合焦位置に移動させることができる。
【００４３】
ところで、図３に示すように、レンズ装置のＣＰＵ５４にはオートフォーカス制御時（及びマニュアルフォーカス制御時）におけるフォーカスの動作方向を表示するフォーカス動作方向表示部６２がＣＰＵ５４によって表示制御可能に接続されている。尚、フォーカス動作方向表示部６２はレンズ装置に一体的に装着されていても良いし、別体の装置としてケーブル等によりレンズ装置に接続できるようにしてもよい。
【００４４】
このフォーカス動作方向表示部６２による表示情報は、主にオートフォーカス制御時において、何らかの原因によってピントが合わなかった場合に、カメラマンがフォーカスデマンド６０を用いたマニュアルフォーカスにより迅速にピントを修正する際の参考情報として利用される。例えば、オートフォーカス制御時において、ピントが大きくずれた被写体にピントを合わせようとしたときや被写体のコントラストが低いとき等には、フォーカスがデフォーカス方向に動作し、ピントが合わない場合がある。このような場合にカメラマンは、フォーカス動作方向表示部６２によりオートフォーカス時のフォーカスの動作方向を確認すると共に、マニュアルフォーカスに切り替え、例えば、その動作方向と反対方向にフォーカスを動作させることによって迅速にピントを修正することができる。
【００４５】
尚、オートフォーカスとマニュアルフォーカスの切り替えは所定の操作スイッチによって行えるようにしてもよいし、オートフォーカス時にフォーカスデマンドの操作があった場合には自動でマニュアルフォーカスに切り替えるようにしてもよい。また、マニュアルフォーカスは、モータによりフォーカスを駆動する場合に限らず、マニュアル操作の操作力によってフォーカスを駆動する場合であってもよい。また、上述のようなオートフォーカスの誤動作に対してピントの修正を目的としたマニュアル操作の場合、必ずしもマニュアル操作のみでピント合わせを行えるようにする必要はなく、オートフォーカスによるフォーカスの動作方向の指定のみマニュアル操作で行えるようにしてもよい。
【００４６】
図６は、フォーカス動作方向表示部６２の表示態様の一例を示した図である。同図に示すように、フォーカス動作方向表示部６２には、上向き矢印型の発光部１００、下向き矢印型発光部１０２、丸型発光部１０４の３つ形状の発光部が縦一列に配置されている。フォーカスの動作方向が至近方向の場合には、上向き矢印型発光部１００が点灯して他の発光部１０２、１０４が消灯となる。フォーカスの動作方向が無限遠方向の場合には、下向き矢印型発光部１０２が点灯して他の発光部１００、１０４が消灯となる。また、フォーカスが停止している場合には、丸型発光部１０４が点灯して他の発光部１００、１０２が消灯となる。
【００４７】
図７は、上記フォーカス動作方向表示部６２の表示状態を制御するＣＰＵ５４の処理手順を示したフローチャートである。ＣＰＵ５４は、まず、所要の初期設定を行った後（ステップＳ１０）、ズーム制御、アイリス制御、フォーカス制御を順に行う（ステップＳ１２〜１６）。尚、図３においてはフォーカス制御のための構成のみ示したが、ＣＰＵ５４は、フォーカス制御の場合と同様にモータによりズームレンズ１８やアイリス２０を駆動し、ズーム制御やアイリス制御の処理も行っている。
【００４８】
続いてＣＰＵ５４は、フォーカスの動作方向が至近方向か否かを判定する（ステップＳ１８）。尚、フォーカスの動作方向は、フォーカスレンズ位置検出器５６からのフォーカス位置を示す検出信号の変化によって検出することもできるが、ＣＰＵ５４がフォーカスモータ駆動回路５２にフォーカスモータ５０の動作を指令する制御信号を出力していることからフォーカスレンズ位置検出器５６からの検出信号によらず、フォーカスの動作方向を当然に認識できる。このステップＳ１８においてＹＥＳと判定した場合、ＣＰＵ５４は、フォーカス動作方向表示部６２の至近方向の表示、即ち、図６の上向き矢印型発光部１００を点灯し、他の発光部１０２、１０４を消灯する（ステップＳ２０）。この処理が終了するとステップＳ１２に戻る。
【００４９】
上記ステップＳ１８においてＮＯと判定した場合には、ＣＰＵ５４は、次に、フォーカスの動作方向が無限遠方向か否かを判定する（ステップＳ２２）。ＹＥＳと判定した場合にはフォーカス動作方向表示部６２の無限遠方向の表示、即ち、図６の下向き矢印型発光部１０２を点灯し、他の発光部１００、１０４を消灯する（ステップＳ２４）。この処理が終了するとステップＳ１２に戻る。
【００５０】
一方、ステップＳ２２においてＮＯと判定した場合には、フォーカス動作方向表示部６２の停止の表示、即ち、図６の丸型発光部１０４を点灯し、他の発光部１００、１０２を消灯する（ステップＳ２６）。そして、この処理が終了するとステップＳ１２に戻る。
【００５１】
以上のＣＰＵ５４のより、フォーカス動作方向表示部６２にフォーカス動作方向が表示される。尚、このフォーカス動作方向はオートフォーカス制御時に限らずマニュアルフォーカス制御時においても表示される。
【００５２】
また、図７のフローチャートでは、フォーカスの動作方向が至近方向又は無限遠方向のときに図６の上向き矢印型発光部１００又は下向き矢印型発光部１０２が点灯しており、フォーカスの動作が停止した場合には、ステップＳ２６の処理により図６の丸型発光部１０４が点灯し、上向き矢印型発光部１００又は下向き矢印型発光部１０２が消灯に切り替わるようになっているが、ステップＳ２６の処理において、図６の丸型発光部１０４を点灯させる際にそれまで点灯していた上向き矢印型発光部１００又は下向き矢印型発光部１０２を消灯せずに点灯させておくようにしてもよい。即ち、動きの速い被写体をオートフォーカスで追尾している際にピントが合わなくなり、ピンボケの状態でフォーカスの動作が停止する場合がある。この場合には、マニュアル操作等でピント修正を行う必要があり、そのとき、フォーカスの動作が停止するまでの動作方向がフォーカス動作方向表示部６２に表示されていると便利である。そのため、フォーカスの動作が停止した場合には、図６の丸型発光部１０４と共に、それまでフォーカスが動作していた方向を示す上向き矢印型発光部１００又は下向き矢印型発光部１０２を点灯させるようにしてもよい。
【００５３】
また、フォーカス動作方向表示部６２の表示態様は図６に示した態様に限らず、動作方向が視認できる態様であればよい。また、フォーカス動作方向表示部６２の代わりにカメラに通常設置されているビューファインダ（モニタ）にフォーカス動作方向を表示するようにしてもよい。
【００５４】
また、上記実施の形態では、ピント状態検出のための専用の２つのピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂを用いる光路長差方式のオートフォーカスの場合について説明したが、これに限らず、本発明は、光路長が異なる複数（２つに限らない）の撮像素子（ピント状態検出専用のものに限らない）から得られるそれぞれの映像信号に基づいて上述のように焦点評価値を生成してピント状態を検出し、その検出したピント状態に基づいてピント合わせを行う光路長差方式のオートフォーカス全てにおいて適用できる。
【００５５】
また、上記実施の形態では、本発明をテレビカメラシステムに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限らず、ビデオカメラや静止画を撮影するスチルカメラにも適用することができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、オートフォーカス制御時等におけるフォーカスの動作方向を表示手段によって表示するようにしたため、オートフォーカスの誤動作によってピントが合わない場合に、その情報を参考にしてマニュアルフォーカス等によって瞬時にピントを修正できるようになる。例えば、オートフォーカスによってどの方向にフォーカスが動作してピントが合わなかったのかを表示手段の動作方向の表示により確認し、ピントの合う方向が至近側と無限遠側のいずれの方向かを瞬時に知ることができる。従って、マニュアルフォーカス等によって瞬時にピントを修正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用されたテレビカメラシステムの光学系の構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、映像用撮像素子に入射する被写体光の光軸と一対のピント状態検出用撮像素子に入射する被写体光の光軸を同一直線上に表示した図である。
【図３】図３は、フォーカス制御に関連する制御系の構成を示したブロック図である。
【図４】図４は、焦点評価値生成部の構成を示したブロック図である。
【図５】図５は、横軸に撮影レンズのフォーカス位置、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６】図６は、フォーカス動作方向表示部の表示態様の一例を示した図である。
【図７】図７は、フォーカス動作方向表示部の表示状態を制御するＣＰＵの処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…撮影レンズ、１２…カメラ本体、１４…撮像部、１６…フォーカスレンズ（群）、１８…ズームレンズ（群）、２０…アイリス、２２Ａ…前側リレーレンズ、２２Ｂ…後側リレーレンズ、２４…ハーフミラー、２６…リレーレンズ、２８…ピント状態検出部、３０Ａ…第１プリズム、３０Ｂ…第２プリズム、３２Ａ、３２Ｂ…ピント状態検出用撮像素子、５０…フォーカスモータ、５２…フォーカスモータ駆動回路、５４…ＣＰＵ、５６…フォーカスレンズ位置検出器、５８…焦点評価値生成部、６０…フォーカスデマンド、６２…フォーカス動作方向表示部、８０Ａ、８０Ｂ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、８２Ａ、８２Ｂ…Ａ／Ｄ変換器、８４Ａ、８４Ｂ…ゲート回路、８６Ａ、８６Ｂ…加算器、１００…上向き矢印型発光部、１０２…下向き矢印型発光部、１０４…丸型発光部

Claims

撮影レンズに入射した被写体光を光路長の異なる位置で撮像する複数のピント状態検出用の撮像手段を備え、各ピント状態検出用の撮像手段により得られる画像信号に基づいてピント状態を検出し、該ピント状態が合焦の状態となるように前記撮影レンズのフォーカスを制御するオートフォーカスシステムにおいて、
前記撮影レンズのフォーカスの動作方向を表示する表示手段を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
請求項１に記載のオートフォーカスシステムによるフォーカスの制御で合焦の状態が得られなかった場合に、合焦の状態となるようにマニュアル操作でフォーカスの位置を修正するマニュアル駆動手段を備えたことを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。