JP2004258085A - オートフォーカスシステム - Google Patents

Abstract

【課題】映像信号からの高域周波数成分の信号に基づいてピント合わせを行うオートフォーカスの処理モードとして、フォーカスの精度が高い高精度モードとフォーカス動作の安定性が高く高速でフォーカス動作させる高速モードとを状況に応じて適切に選択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】光路長差方式のＡＦにおいて、２つのピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから得られた映像信号のそれぞれに対して焦点評価値を生成する処理部のフィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２ＢとＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂとで切り替えられるようにする。高精度モードの場合にはＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂを使用し、高速モードの場合にはＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂを使用する。また、高速モードの場合にはフォーカスを高速で移動させるようにし、動体のピント合わせにフォーカスの動作を追従できるようにする。
【選択図】 図４

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、特にフォーカス動作の安定性とフォーカスの精度のいずれかを優先にしてコントラスト方式のオートフォーカスを行うことができるオートフォーカスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビカメラやビデオカメラで採用されるオートフォーカス（ＡＦ）の方式はコントラスト方式であることが一般的である。コントラスト方式は、例えば、被写体を撮影して得られる映像信号からフィルタにより高域周波数成分を抽出し、その高域周波数成分に基づいて被写体画像のコントラストの高低（鮮鋭度）を評価する。そして、その評価した値（本明細書では焦点評価値という）が最大（極大）となるように撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズ）を制御するようにしたものである。また、焦点評価値はフォーカス位置との関係を表したグラフにおいてピーク点付近で山形の分布を示し、フォーカスをそのピーク点に設定する方法として、焦点評価値が増加を示す方向にフォーカスを動かして行き、焦点評価値が増加から減少に切り替わるところでフォーカスを停止させる、いわゆる山登り方式が一般的に知られている。
【０００３】
このようなコントラスト方式のＡＦに関連して、従来、ピントを合わせようとしてフォーカスを動かした際に、被写体の条件等によっては焦点評価値の変化が少なく、焦点評価値の増加方向が検出できないという不具合が指摘されている。この場合、フォーカスが焦点評価値のピーク点以外で停止し、ピントが合わないという事態となる。そこで、特許文献１、２に記載されているように、焦点評価値を生成するためにフィルタにより映像信号から抽出する信号の周波数帯域を適宜切り替えるようにして上記不具合を防止する提案がなされている。
【０００４】
また、従来、コントラスト方式でのＡＦであって、光路長が異なる位置に配置された複数の撮像面で被写体を撮像し、各撮像面により撮像して得られた映像信号に基づいてピント合わせを行うようにした光路長差方式のＡＦが提案されている（例えば、特許文献３乃至６参照）。光路長差方式のＡＦを採用したシステムでは、例えば、撮影レンズ内にハーフミラーが配置され、ハーフミラーによって撮影レンズに入射した被写体光がカメラ本体の撮像素子への光路とピント状態検出用光路とに分岐される。そして、ピント状態検出用光路に分岐された被写体光は光路長の異なる位置に配置された例えば２つの撮像素子（以下、ピント状態検出用撮像素子）により撮像される。各ピント状態検出用撮像素子により得られた映像信号は、高域周波数成分を抽出された後に１画面分の範囲毎に積算され、ピント状態検出用撮像素子ごとに焦点評価値が生成される。
【０００５】
ここで、例えば、各ピント状態検出用撮像素子は、各ピント状態検出用撮像素子から得られた焦点評価値が一致したときにフォーカスが合焦したと判断される位置関係にあり、各ピント状態検出用撮像素子から得られた焦点評価値が一致したときに合焦と判断でき、一致していない場合にはいずれの焦点評価値が大きいかによって前ピンか後ピンかを判断できる。即ち、各ピント状態検出用撮像素子から得られた焦点評価値に基づいて現在のピント状態（前ピン、後ピン、合焦）を知ることができ、フォーカスを合焦させるためにはフォーカスを無限遠方向と至近方向のいずれに動かすべきか、又は、フォーカスが合焦したことを即座に判断することができる。
【０００６】
そこで、このような判断により各ピント状態検出用撮像素子から得られた焦点評価値に基づいて撮影レンズのフォーカスが制御され、合焦状態に設定されるようになっている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−７４２７３号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平３−２９７２８２号公報
【０００９】
【特許文献３】
特願２００１−１６８２４６号公報
【００１０】
【特許文献４】
特願２００１−１６８２４７号公報
【００１１】
【特許文献５】
特願２００１−１６８２４８号公報
【００１２】
【特許文献６】
特願２００１−１６８２４９号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来、フィルタにより映像信号から抽出する信号の周波数帯域の切替えは、上記特許文献１、２のようにフォーカスを動かしたときの焦点評価値の変化が最適に検出できるようにすることを目的としている。
【００１４】
しかしながら、映像信号から抽出する信号の周波数帯域が変わると、単に焦点評価値（フォーカスを動かしたときの焦点評価値の変化率）が変わるだけでなく、焦点評価値に基づいて制御されるフォーカスの動作の安定性やフォーカスの精度にも影響する。例えば、同じ対象を撮影した場合に、映像信号から抽出する信号の周波数帯域が高域側に広い場合と狭い場合を比較すると、高域側に広い場合には、被写体像のコントラストを焦点評価値により適切に判断することができるためフォーカスを焦点評価値のピーク点に合わせたときの精度が高い。一方、この場合、高い周波数成分が多い映像信号（被写体）に対して、フォーカス位置（横軸）と焦点評価値（縦軸）との関係を表す焦点評価値曲線がピーク点付近で急峻な傾きを持つ山型分布となるため、焦点評価値のピーク点と判断されるフォーカス位置の範囲が狭くなる。そのため、その範囲にフォーカスを合わせることが困難となり、ハンチング等によりフォーカスの動作が不安定になるおそれがある。また、光路長差方式のＡＦにおいてもこれと同様のことが言える。特に、光路長差方式のＡＦにおいてはフォーカスの制御上、焦点評価値曲線の山型分布が急峻になるほど、フォーカスの動作が高速となるためハンチングが起こり易くなる。
【００１５】
これに対して、映像信号から抽出する信号の周波数帯域が高域側に狭い場合には、上述のように周波数帯域が高域側に広い場合よりもフォーカスの精度が低い。しかしながら、高い周波数成分が多い映像信号に対しても焦点評価値曲線の山型分布が緩やかな傾きとなるため、焦点評価値のピーク点とみなせる範囲が広くその範囲にフォーカスを合わせることが容易となり、フォーカス動作の安定性が高い。また、フォーカスを高速で動作させてピーク点の範囲に合わせることが容易となる。光路長差方式のＡＦの場合にも同様のことが言える。
【００１６】
このように映像信号から抽出する信号の周波数帯域を変化させた場合にフォーカス動作の安定性とフォーカスの精度とはいずれか一方が優先される関係にあり、また、いずれを優先するかは状況によって異なるため、フォーカス動作の安定性とフォーカスの精度とを考慮し、状況に応じて周波数帯域を切り替えられるようにすることが望ましい。従来では、このような観点から周波数帯域を切り替えるものは提案されていない。
【００１７】
また、フォーカス動作の安定性とフォーカスの精度とを考慮して周波数帯域を切り替えるべき状況として、例えば、ピントを合わせる被写体が主として動体なのか静止体なのかが明確になっている場合がある。動体にピントを合わせる（物体を追尾する）場合には、フォーカスをできるだけ安定した動作で迅速かつピントが大幅にずれないように動かすことが望ましい。そのため、精度よりもフォーカス動作の安定性を優先して周波数帯域を設定することが望ましい。更に、フォーカス動作の安定性が高い場合にはフォーカスを高速で動かしても不具合が生じ難くいため、動体の場合にはフォーカス動作の安定性を優先して周波数帯域を設定すると共に、フォーカスの動作速度もできるだけ高速にすることが望ましい。尚、ここでの詳細な説明は省略するが動体を撮影する場合にフォーカスの精度を優先して周波数帯域を設定すると、動体が停止したときにフォーカスの動作が安定しないという問題もある。
【００１８】
一方、静止体にピントを合わせる場合には、フォーカスの動作速度はあまり問題とならないため、できるだけ精度が高くなるように周波数帯域を設定することが望ましい。その場合に、高い周波数成分の多い静止体に対してもフォーカスの動作が不安定とならないような速度でフォーカスの動作を制御することが適切である。
【００１９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、フォーカス動作の安定性とフォーカスの精度とを考慮し、焦点評価値を生成するために映像信号から抽出する信号の周波数帯域を状況に応じて切り替えられ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。
【００２０】
【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、光学系により結像される被写体像の映像信号から抽出した信号に基づいて前記光学系のフォーカスを合焦位置に自動で設定するコントラスト方式のオートフォーカスを採用したオートフォーカスシステムにおいて、オートフォーカスの処理モードの設定を、フォーカスの精度が高い第１のモードとフォーカス動作の安定性が高い第２のモードとで切り替えるモード切替手段と、前記映像信号から抽出する周波数成分の範囲を示す周波数帯域が高域側に広い第１の特性と、前記周波数帯域が第１の特性よりも高域側に狭い第２の特性とでフィルタの特性を切り替えるフィルタ特性切替手段であって、前記モード切替手段により前記処理モードの設定が前記第１のモードに切り替えられると、前記フィルタの特性を前記第１の特性に切り替え、前記モード切替手段により前記処理モードの設定が前記第２のモードに切り替えられると、前記フィルタの特性を前記第２の特性に切り替えるフィルタ特性切替手段と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明は請求項１に記載の発明において、前記コントラスト方式のオートフォーカスは、光路長が異なる位置に配置された複数の撮像面により撮像して得られた複数の映像信号に基づいて前記光学系のフォーカスを合焦位置に自動で設定する光路長差方式のオートフォーカスであることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記モード切替手段により前記処理モードが前記第２のモードに設定されている場合において、前記フィルタにより抽出された信号に基づいて前記第１のモード時と同じ制御でフォーカスを駆動した場合のフォーカスの移動速度よりも高速となるようにフォーカスを駆動することを特徴としている。
【００２３】
本発明によれば、フォーカス動作の安定性とフォーカスの精度のいずれを優先するかによって第１のモードと第２のモードを選択することによって、映像信号から抽出する信号の周波数帯域をそれぞれの場合に適切な帯域に設定することができるようになり、状況に応じて適切なオートフォーカスが実行されるようになる。また、主として動体を撮影する場合には第１のモードを選択し、主として静止体を撮影する場合には第２のモードを選択することによってそれぞれの場合に適切なオートフォーカスが実行される。特に第１のモードの場合にフォーカスを高速で移動させるようにすると、動きの速い動体に対しても適切にフォーカスを追尾させることができるようになる。
【００２４】
【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。
【００２５】
図１は、本発明に係るオートフォーカスシステムが適用されたテレビカメラシステムのブロック図である。尚、本実施の形態ではオートフォーカスの方式として光路長差方式を採用した場合について説明する。同図に示すように、このテレビカメラシステムは、レンズ装置１０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、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（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。
【００２６】
レンズ装置１０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）と制御系とから構成されている。まず、撮影レンズの構成について説明すると、撮影レンズには、フォーカスレンズ（群）１６、ズームレンズ（群）１８、絞り２０、前側リレーレンズ２２Ａと後側リレーレンズ２２Ｂと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。そして、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、撮影レンズに入射した被写体光をピント状態検出用光路に分岐するためのハーフミラー２４が配置されている。
【００２７】
ハーフミラー２４は、撮影レンズの光軸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一部（例えば１／３の光量）がピント状態検出用光路にピント状態検出用の被写体光として直角に反射するようになっている。
【００２８】
ハーフミラー２４を透過した被写体光は、映像用（被写体画像取得用）の被写体光として撮影レンズ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の光軸Ｏ上に示したものである。
【００２９】
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（オートフォーカス（ＡＦ）用）の被写体光として光軸Ｏに対して垂直な光軸Ｏ′に沿ってピント状態検出用光路を進行し、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。
【００３０】
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３２Ａ、３２Ｂという）とで構成されている。
【００３１】
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の撮像面に入射し、透過光は他方のピント状態検出用撮像素子３２Ｂに入射する。尚、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂのそれぞれの撮像面には、例えば、撮影レンズに入射した全被写体光のうちの１／６の光量が入射する。
【００３２】
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示したものである。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。
【００３３】
従って、ハーフミラー２４で分岐されたピント形態検出用の被写体光は、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂにより、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。尚、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。
【００３４】
次に、レンズ装置１０におけるオート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ようになっている。
【００３５】
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（フォーカス指示速度）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。
【００３６】
また、ＣＰＵ５４には、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の現在位置に対応した値のフォーカス位置信号が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の移動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からのフォーカス位置信号を取得し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。
【００３７】
尚、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に切り替えることも可能であり、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等からの指令信号が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。
【００３８】
一方、上記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により得られた映像信号から、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂにより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。
【００３９】
ＣＰＵ５４は、詳細を後述するように、焦点評価値生成部５８から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のピント状態が合焦となるようにフォーカスレンズ１６を制御する。
【００４０】
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、それぞれ焦点評価値生成部５８のＡ／Ｄ変換器８０Ａ、８０Ｂに入力され、デジタル信号に変換される。尚、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。
【００４１】
Ａ／Ｄ変換器８０Ａ、８０Ｂによってデジタル信号に変換された映像信号はそれぞれハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８２Ａ、８２Ｂとバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）８３Ａ、８３Ｂに入力されるようになっており、ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ又はＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂのいずれかのフィルタによって各映像信号に含まれる所定周波数帯域の信号が抽出される。そして、ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ又はＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂによりそれぞれ抽出された信号は、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８Ｂを介してゲート回路８４Ａ、８４Ｂに入力される。
【００４２】
ここで、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８ＢはそれぞれＣＰＵ５４の制御信号によってＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ側と、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂ側に接続が切り替えられるようになっており、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８ＢがＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ側に接続されている場合には、各映像信号を通過させるフィルタがＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定され、ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂによって抽出された周波数帯域成分の信号がゲート回路８４Ａ、８４Ｂに入力される。一方、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８ＢがＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂ側に接続されている場合には、各映像信号を通過させるフィルタがＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定され、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂによって抽出された周波数帯域成分の信号がゲート回路８４Ａ、８４Ｂに入力されるようになっている。即ち、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８Ｂによって各映像信号を通過させるフィルタの種類がＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ又はＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに切り替えられ、各映像信号から抽出する信号の周波数帯域が切り替えられる。尚、フィルタの切替えについての詳細は後述する。
【００４３】
ゲート回路８４Ａ、８４Ｂに入力された信号は、画面上の所定のフォーカスエリア内（例えば、画面中央部）の画素に対応する範囲の信号のみを抽出され、それぞれ加算器８６Ａ、８６Ｂに入力される。そして、加算器８６Ａ、８６Ｂにより加算される。これにより、フィルタ（ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ又はＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂ）によって映像信号から抽出された信号のうち、フォーカスエリア内における信号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コントラスト（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。
【００４４】
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、上述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の現在のピント状態を検出することができる。
【００４５】
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と焦点評価値との関係を示したグラフである。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。
【００４６】
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ＦＶＡ_１は、曲線Ａの位置Ｆ１に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値ＦＶＢ_１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ＦＶＡ_１の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＦＶＢ_１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。
【００４７】
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ＦＶＡ_２は、曲線Ａの位置Ｆ２に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値ＦＶＢ_２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ＦＶＡ_２の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＦＶＢ_２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。
【００４８】
これに対して、撮影レンズ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ＦＶＡ_３は、曲線Ａの位置Ｆ３に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値ＦＶＢ_３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ＦＶＡ_３とｃｈＢの焦点評価値ＦＶＢ_３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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
そこで、ＣＰＵ５４は、ｃｈＡ、ｃｈＢの焦点評価値に基づいてフォーカスレンズ１６を次のように制御する。まず、焦点評価値生成部５８から取得されるｃｈＡの焦点評価値をＦＶＡ、ｃｈＢの焦点評価値をＦＶＢとすると、ＦＶＡ＞ＦＶＢの場合（ＦＶＡ／ＦＶＢ＞１の場合）には前ピンの状態であることから、フォーカスレンズ１６の駆動方向を無限遠方向に設定するとともに、フォーカスレンズ１６の移動速度（フォーカス指示速度）ＣＶを次式▲１▼、
【００５２】
【数１】
ＣＶ＝ｋ＊（ＦＶＡ／ＦＶＢ−１）…▲１▼
により設定する。但し、係数ｋは後述する所定の定数である。一方、ＦＶＡ＜ＦＶＢの場合（ＦＶＡ／ＦＶＢ＜１の場合）には後ピンの状態であることから、フォーカスレンズ１６の駆動方向を至近方向に設定するとともに、フォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを次式▲２▼、
【００５３】
【数２】
ＣＶ＝ｋ＊（ＦＶＢ／ＦＶＡ−１）…▲２▼
により設定する。但し、▲２▼式の係数ｋは▲１▼式の係数ｋと同一値を示す。また、ＦＶＡ＝ＦＶＢの場合（ＦＶＡ／ＦＶＢ＝１）には合焦状態であることから、フォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを０（停止）に設定する。
【００５４】
尚、本実施の形態においてフォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを求める具体的方法は、まず、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値の比Ｒ＝ＦＶＡ／ＦＶＢを求め、その比Ｒが１より小さい（Ｒ＜１）か否かを判定する。そして、この条件を満たす場合には、焦点評価値の比Ｒの逆数をＲの値に設定し直す（即ち、Ｒ＝１／Ｒとする）。上記条件を満たさない場合には焦点評価値の比Ｒの値をそのままにする。この焦点評価値の比Ｒを用いて、フォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを、次式、
【００５５】
【数３】
ＣＶ＝ｋ＊（Ｒ−１）…▲３▼
により求める。尚、ＦＶＡ＝ＦＶＢの場合にはＲ＝１であるから上式によりＣＶ＝０となる。
【００５６】
ＣＰＵ５４は、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値ＦＶＡ、ＦＶＢを取得し、焦点評価値ＦＶＡ、ＦＶＢに基づいて上述のようにフォーカスレンズ１６の移動方向及び移動速度ＣＶを設定すると、その設定した移動方向及び移動速度ＣＶでフォーカスレンズ１６を駆動するための制御信号を図３のフォーカスモータ駆動回路５２に出力する。そして、この処理を繰り返し実行することにより、撮影レンズのフォーカスを合焦状態に設定する。
【００５７】
次に、上記焦点評価値生成部５８において各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから得られた映像信号を通過させるフィルタ（ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂ）の切替えについて説明する。図４に示されているようにＣＰＵ５４には撮影レンズ又はコントローラ等に設けられたモード切替スイッチ１００の設定状態を示す信号が与えられるようになっており、ＣＰＵ５４は、そのモード切替スイッチ１００の設定状態に応じて、焦点評価値生成部５８のフィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８ＢをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ側又はＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂ側に切り替える。具体的には、モード切替スイッチ１００は、手動により高精度モードと高速モードの設定が可能となっており、モード切替スイッチ１００が高精度モードに設定された場合には、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８ＢがＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂ側に接続され、モード切替スイッチ１００が高速モードに設定された場合には、フィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８ＢがＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂ側に接続されるようになっている。これにより、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂからの映像信号を通過させるフィルタが高精度モードの場合にはＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定され、各映像信号の周波数成分のうち、ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂで抽出される周波数帯域成分の信号により焦点評価値が生成される。一方、高速モードの場合にはフィルタがＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定され、各映像信号の周波数成分のうち、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂで抽出される周波数帯域成分の信号により焦点評価値が生成される。
【００５８】
また、高精度モードと高速モードとでは、フォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを求める上式▲３▼の係数ｋの値も変更されるようになっており、高精度モードの場合には係数ｋは例えば１に設定され、高速モードの場合には係数ｋは１より大きい所定値に設定にされる。尚、高精度モードの場合の係数ｋの値は１に限らない。また、高速モードの場合の係数ｋは、少なくとも高精度モードの場合の係数ｋより大きい値に設定される。即ち、高速モードでのフォーカスレンズ１６の移動速度が、高精度モードと同じ制御によりフォーカスレンズ１６を駆動した場合よりも速くなるように係数ｋの値が設定される。
【００５９】
ここで、高精度モードと高速モードとの効果上の相違を説明する。図６、図７は、、それぞれＨＰＦ８２Ａ、８２ＢとＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂの周波数特性を示したグラフである。尚、ＨＰＦ８２ＡとＨＰＦ８２Ｂ、及び、ＢＰＦ８３ＡとＢＰＦ８３Ｂは、それぞれ同じ特性を有する。ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂは、図６に示すように所定周波数ｆｃをカットオフ周波数とし、入力信号に対してそのカットオフ周波数ｆｃよりも高域側の周波数成分を出力信号として通過させる特性を有する。一方、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂは図７に示すようにＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂのカットオフ周波数ｆｃと同一の周波数を低域側カットオフ周波数ｆｃ１、それより高域側の所定周波数を高域側カットオフ周波数ｆｃ２とし、入力信号に対して低域側カットオフ周波数ｆｃ１と高域側カットオフ周波数ｆｃ２の間の周波数成分を出力信号として通過させる特性を有する。
【００６０】
従って、映像信号を通過させるフィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した場合と、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定した場合とを比較すると、ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した場合の方が、より高い周波数成分を含む信号により焦点評価値が生成され、コントラストの高低を正確に評価できるという点でフォーカスの精度が高い。即ち、高精度モードの方が高速モードよりも高い精度でピント合わせすることができる。
【００６１】
一方、フィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した場合には、高い周波数成分が少ない被写体（映像信号）に対してフォーカスレンズ１６の移動速度をあまり高速にすることができない。図８、図９はそれぞれフィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した状態で、高い周波数成分が多い映像信号（被写体）により生成した焦点評価値の例と、高い周波数成分が少ない（低い周波数成分の多い）映像信号により生成した焦点評価値の例とを示したグラフである。これらのグラフに示すように、高い周波数成分が多い映像信号ほど、焦点評価値の曲線は急峻な傾きもつ山型分布を示す。そして、ｃｈＡの焦点評価値の曲線ＡとｃｈＢの焦点評価値の曲線Ｂとが交差する合焦位置に対して所定量ずれた位置Ｐ（ここでは至近側にずれた位置）にフォーカスレンズ１６が設定されているとすると、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値の比Ｒ（上式▲３▼におけるＲ）は、図８、図９から明らかなよう高い周波数成分が多い映像信号の方が大きい。即ち、高い周波数成分が多い映像信号の方がフォーカスレンズ１６が高速で移動する。しかしながら、フォーカスレンズ１６の移動速度が大きくなるほど、ハンチング等が起り易く、フォーカスレンズ１６を合焦位置に停止させることが困難となる。従って、高い周波数成分が多い被写体を撮影する可能性があることを考慮すると、焦点評価値の比Ｒに対して移動速度の大きさを決定する上式▲３▼の係数ｋの値をあまり大きくすることはできない（本実施の形態では係数ｋは１に設定される）。その結果、高い周波数成分が少ない被写体に対してはフォーカスレンズ１６の移動速度が遅くなる。
【００６２】
また、一般に、動体を被写体とする場合、その物体が静止している状態では高い周波数成分の多い映像信号が得られるとしても、動体が移動している間は、小さなボケを伴いながら追いかけることが多いため高い周波数成分が少なくなる。従って、フィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した状態で、動体を撮影すると、動体の位置変化にオートフォーカスによるピント合わせが追従できないという事態が生じ得る。また、動体のオートフォーカス用として単に係数ｋを大きな値に切り替えるモードを設定できるようにしたとすると、動体が静止したときに高い周波数成分が多くなり、フォーカスレンズ１６を合焦位置に停止させることができなくなる不具合が生じ得るため、単に係数ｋの値を切り替えるだけでは動体を適切に追尾することができない。
【００６３】
従って、高精度モードは、動体のピント合わせを行うことは不向きであるが、フォーカスレンズ１６の移動速度（ピント合せの速度）が低速でも問題にならず、静止体や動きの遅い被写体等を高精度でピント合わせする場合に好適である。
【００６４】
これに対して、フィルタをＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定した場合、高い周波数成分が遮断されるため、高い周波数成分が多い被写体を撮影した場合であっても、高い周波数成分が少ない被写体と同様の焦点評価値曲線が得られる。即ち、フィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した場合に図８に示したような焦点評価値曲線が得られる映像信号に対して、フィルタをＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定した場合には図９に示したような焦点評価値曲線が得られる。そのため、係数ｋの値をある程度大きくしても高い周波数成分の多い映像信号に対してハンチング等が生じるという不具合は殆ど生じない。尚、本実施の形態では高速モードでの係数ｋの値は、高精度モードの場合よりも少なくとも大きい値（ｋ＞１）に設定されるものとしている。
【００６５】
一方、動体を被写体とする場合、上述のようにその動体が移動している間は、高い周波数成分が少なくなるため、フィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定した場合と焦点評価値の比Ｒには大差がない。そのため、係数ｋの値が大きい高速モードの方が高精度モードよりも動体に対してフォーカスレンズ１６の移動速度が速く、動体の位置変化に対してオートフォーカスによるピント合わせが適切に追従するようになる。仮に動体が停止して高い周波数成分が多くなったとしてもＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂにより高い周波数成分が遮断されるため、ハンチング等の不具合が生じることはない。
【００６６】
従って、高速モードは、精度よりもフォーカスレンズ１６を高速で移動させる（ピント合せを高速で行う）ことが優先される動体等のピント合わせに好適である。
【００６７】
尚、本実施の形態では、高精度モードの場合に設定するフィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂとしたが、ＨＰＦの代わりに高域側カットオフ周波数が高速モードにおけるＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂの高域側カットオフ周波数ｆｃ２よりも高いＢＰＦを使用するようにしてもよい。
【００６８】
また、本実施の形態では、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂの低域側カットオフ周波数ｆｃ１がＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂのカットオフ周波数ｆｃに等しいとしたが、ＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂの低域側カットオフ周波数ｆｃ１をＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂのカットオフ周波数ｆｃよりも更に低くしておくと、動体を追尾する場合などに多少のボケ状態でもフォーカスの動作方向の判別が可能となり、また高い周波数成分を遮断したために低くなった感度も補うことができるため好適である。
【００６９】
また、本実施の形態では、高精度モードと高速モードとでフィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２ＢとＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂとでフィルタ切替スイッチ８８Ａ、８８Ｂにより切り替えるようにしたが、これに限らず周波数特性の変更が可能なフィルタを用い、高精度モードと高速モードとでそのフィルタの周波数特性を変更するようにしてもよい。
【００７０】
また、高精度モードでのフォーカス動作の安定性を向上させるために、高精度モードにおけるフォーカスレンズ１６の移動速度が所定の速度を超えないようにする処置、例えば移動速度にリミットを設けるなどの処置を施すようにしてもよい。
【００７１】
次に、高精度モードと高速モードとを切替え可能にしたＣＰＵ５４での処理手順について図１０のフローチャートで説明する。まず、ＣＰＵ５４は所要の初期設定を行った後（ステップＳ１０）、モード切替スイッチ１００が高速モードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１２）。ＹＥＳと判定した場合には焦点評価値生成部５８のフィルタをＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定する（ステップＳ１４）。また、フォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを求める上式▲３▼の係数ｋを所定値ｋ_０に設定する（ステップＳ１６）。尚、ｋ_０は１より大きい。
【００７２】
一方、ステップＳ１２においてＮＯ、即ち、高精度モードと判定した場合には焦点評価値生成部５８のフィルタをＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂに設定する（ステップＳ１８）。また、上式▲３▼の係数ｋを１に設定する（ステップＳ２０）。
【００７３】
続いて、ＣＰＵ５４は、焦点評価値生成部５８からｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値ＦＶＡ、ＦＶＢを読み込み（ステップＳ２２）、焦点評価値の比Ｒ（＝ＦＶＡ／ＦＶＢ）を求める（ステップＳ２４）。そして、比Ｒが１より小さいか否かを判定する（ステップＳ２６）。ＹＥＳと判定した場合には、後ピンの状態であることからフォーカス駆動方向を至近側に設定すると共に（ステップＳ２８）、焦点評価値の比Ｒの値を逆数に変換する（Ｒ＝１／Ｒ）（ステップＳ３０）。一方、ステップＳ２６においてＮＯと判定した場合には、前ピン又は合焦の状態であることからフォーカス駆動方向を無限遠側に設定する（ステップＳ３２）。尚、合焦（Ｒ＝１）の場合にはフォーカスレンズ１６の移動速度が後述の処理で０に設定されるため、移動方向は問題にならない。
【００７４】
次にＣＰＵ５４はフォーカスレンズ１６の移動速度ＣＶを上式▲３▼により求める（ステップＳ３４）。即ち、ステップＳ１６又はステップＳ２０で設定した係数ｋの値と、ステップＳ２４又はステップＳ３０で設定した比Ｒの値を用いてＣＶ＝ｋ＊（Ｒ−１）を算出する。そして、図３に示したフォーカスモータ駆動回路５２に制御信号を出力し、移動速度ＣＶによりフォーカスレンズ１６を駆動する（ステップＳ３６）。
【００７５】
以上の処理が終了するとステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２からステップＳ３６までの処理を繰り返す。
【００７６】
以上、上記実施の形態では、オートフォーカスの２つの処理モードを高精度でピント合わせを行うための高精度モードと、高速でピント合わせを行うための高速モードとしたが、各モードの特徴から主に静止体のピント合わせに好適な高精度モードを静止体モード、主に動体のピント合わせに好適な高速モードを動体モードとし、オートフォーカスを静止体のピント合わせに使用するか、動体のピント合わせに使用するかによって静止体モードと動体モードを切り替えられるようにしてもよい。
【００７７】
また、従来、オートフォーカスのモードとして連続ＡＦとワンショットＡＦが知られている。連続ＡＦは、オートフォーカスの処理が繰り返されるモードで、一旦、フォーカスが合焦点に合わせられた後でも被写体の変化等に伴って合焦点が変化すればと、フォーカスもそれに追従し、フォーカスが合焦点に合わせられる。一方、ワンショットＡＦは、オートフォーカスの処理が一度だけ行われるモードで、オートフォーカスの処理によりフォーカスが合焦点に一度合わせられると、それ以後は合焦点が変化してもフォーカスは移動しない。このようなモードの選択が可能なオートフォーカスシステムにおいて、連続ＡＦが選択された場合には動体にピント合わせを行うことが予想されるため、連続ＡＦが選択されたことに連動して高速モード（動体モード）を選択し、ワンショットＡＦが選択された場合には静止体又は動きの遅い被写体にピント合わせを行うことが予想されるため、ワンショットＡＦが選択されたことに連動して高精度モード（静止体モード）を選択するようにしてもよい。
【００７８】
また、上記実施の形態では高速モードにおける係数ｋの値を高精度モードの場合よりも大きい値に設定するようにしたが、係数ｋの値をモードによって変更しなくても効果がある。即ち、焦点評価値生成部５８のフィルタを切り替えるだけでも効果がある。例えば、フィルタをＢＰＦ８３Ａ、８３Ｂに設定した場合、高い周波数成分を多く含む映像信号に対しても焦点評価値曲線が緩やかな傾きの山型の曲線を示すため、ＨＰＦ８２Ａ、８２Ｂの場合よりも、フォーカス精度は低いが、フォーカス動作が安定する。即ち、係数ｋを変更しない場合であっても上記高速モード（動体モード）と同様に動体のピント合わせに適しており、例えば、このモードを高精度モードに対してフォーカス動作の安定性が高い安定モードとすることができる。
【００７９】
また、上記実施の形態では、モード切替スイッチ１００により高精度モードと高速モードを手動により切り替えられるようにしたが、自動で切り替えるようにすることも可能である。例えば、オートフォーカスにより動体にピント合わせを行っている場合にはピント状態が合焦状態と非合焦状態とを頻繁に繰り返す。これに対して静止体にピント合わせを行っている場合にはピント状態はあまり変化しない。このことから、ピント状態を監視し、ピント状態が合焦状態と非合焦状態とを頻繁に繰り返すようであれば高速モードに自動で設定し、そうでなければ高精度モードに設定するというようにモードを自動で切り替えられるようにしてもよい。
【００８０】
また、上記実施の形態では、２つのピント検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから２つの映像信号を取得してピント合わせを行う光路長差方式のＡＦを採用した場合について説明したが、本発明は、光路長が異なる位置に配置された複数（２つに限定されない）の撮像面により撮像されて得られる映像信号に基づいてピント合わせを行う光路長差方式のＡＦを採用した場合に適用できる。
【００８１】
また、上記実施の形態では、ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂが別体であることを前提として、被写体光を各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂに分割して入射させるようにしたが、これらの撮像素子を一体化し、光路長の異なる位置に撮像面を有する単体の撮像素子をピント状態検出用撮像素子として用いることもできる。この場合には、ピント状態検出用撮像素子に入射する被写体光を分割するための部材が不要となる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、光路長差方式のオートフォーカスを採用した場合について説明したが、本発明は、１つの映像信号に基づくコントラスト方式のオートフォーカスを採用した場合においても同様に適用できる。例えば、１つの映像信号からフィルタにより高域周波数成分の信号を抽出し、抽出した信号により生成した焦点評価値に基づいてフォーカスを焦点評価値のピーク点に設定するコントラスト方式のオートフォーカスの場合に、高精度モードが選択されるとフィルタを上記実施の形態と同様のＨＰＦに設定し、安定モード（又は高速モード）が選択されるとフィルタを上記実施の形態と同様のＢＰＦに設定するようにしてもよい。フィルタをＨＰＦに設定した場合には、ＢＰＦよりも高い周波数成分を含む信号により焦点評価値が生成されるため焦点評価値のピーク点にフォーカスを設定した場合のフォーカスの精度は高い。一方、フィルタをＨＰＦに設定した場合には、高い周波数成分の多い映像信号に対して焦点評価値曲線のピーク点付近での傾きが急峻となり、フォーカスがピーク点に設定されたと判断されるフォーカス位置の範囲が極めて狭くなるため、フォーカスをその範囲に停止させることが難しく、ハンチング等によりフォーカス動作が不安定になるおそれがある。
【００８３】
これに対して、フィルタをＢＰＦに設定した場合には、ＨＰＦの場合よりもフォーカスの精度は低い。しかしながら、高い周波数成分の多い映像信号に対しても焦点評価値曲線のピーク点付近での傾きが緩やかであり、フォーカスがピーク点に設定されたと判断されるフォーカス位置の範囲がＨＰＦの場合より広い。このため、フォーカスをその範囲に容易に停止させることができ、フォーカス動作の安定性が高い。また、フォーカスを高速で動かすことも可能であり、上記実施の形態のように少なくとも高い周波数成分が少ない映像信号（動体の撮影時等）に対してフォーカスの移動速度がＨＰＦの場合よりも高速となるようにフォーカスの移動速度に関する設定を霧帰ることもできる。
【００８４】
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。
【００８５】
【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、フォーカス動作の安定性とフォーカスの精度のいずれを優先するかによって第１のモード（高精度モード）と第２のモード（安定モード）を選択することによって、映像信号から抽出する信号の周波数帯域をそれぞれの場合に適切な帯域に設定することができるようになり、状況に応じて適切なオートフォーカスが実行されるようになる。また、主として動体を撮影する場合には第１のモードを選択し、主として静止体を撮影する場合には第２のモードを選択することによってそれぞれの場合に適切なオートフォーカスが実行される。特に第１のモードの場合にフォーカスを高速で移動させるようにすると、動きの速い動体に対しても適切にフォーカスを追尾させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るオートフォーカスシステムが適用されたテレビカメラシステムのブロック図である。
【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レンズ装置の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、ＨＰＦの周波数特性を示した図である。
【図７】図７は、ＢＰＦの周波数特性を示した図である。
【図８】図８は、高い周波数成分が多い映像信号により生成した焦点評価値の曲線を例示した図である。
【図９】図９は、高い周波数成分が少ない映像信号により生成した焦点評価値の曲線を例示した図である。
【図１０】図１０は、高精度モードと高速モードとを切替え可能にしたＣＰＵで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…レンズ装置、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…絞り、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、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、８０Ａ、８０Ｂ…Ａ／Ｄ変換器、８２Ａ、８２Ｂ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、８３Ａ、８３Ｂ…バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、８４Ａ、８４Ｂ…ゲート回路、８６Ａ、８６Ｂ…加算器、８８Ａ、８８Ｂ…フィルタ切替スイッチ、１００…モード切替スイッチ

Claims (3)

1. 光学系により結像される被写体像の映像信号から抽出した信号に基づいて前記光学系のフォーカスを合焦位置に自動で設定するコントラスト方式のオートフォーカスを採用したオートフォーカスシステムにおいて、
   オートフォーカスの処理モードの設定を、フォーカスの精度が高い第１のモードとフォーカス動作の安定性が高い第２のモードとで切り替えるモード切替手段と、
   前記映像信号から抽出する周波数成分の範囲を示す周波数帯域が高域側に広い第１の特性と、前記周波数帯域が第１の特性よりも高域側に狭い第２の特性とでフィルタの特性を切り替えるフィルタ特性切替手段であって、前記モード切替手段により前記処理モードの設定が前記第１のモードに切り替えられると、前記フィルタの特性を前記第１の特性に切り替え、前記モード切替手段により前記処理モードの設定が前記第２のモードに切り替えられると、前記フィルタの特性を前記第２の特性に切り替えるフィルタ特性切替手段と、
   を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
2. 前記コントラスト方式のオートフォーカスは、光路長が異なる位置に配置された複数の撮像面により撮像して得られた複数の映像信号に基づいて前記光学系のフォーカスを合焦位置に自動で設定する光路長差方式のオートフォーカスである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。
3. 前記モード切替手段により前記処理モードが前記第２のモードに設定されている場合において、前記フィルタにより抽出された信号に基づいて前記第１のモード時と同じ制御でフォーカスを駆動した場合のフォーカスの移動速度よりも高速となるようにフォーカスを駆動することを特徴とする請求項１又は２のオートフォーカスシステム。

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