JP2005156995A - Autofocus system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に放送用テレビカメラ等に適用されるオートフォーカスシステムに関する。 The present invention relates to an autofocus system, and more particularly to an autofocus system applied to a broadcast television camera or the like.
放送用のテレビカメラや民生用のビデオカメラでは、オートフォーカス(AF)の方式としてコントラスト方式が一般的に採用されている。コントラスト方式のAFでは、例えば、被写体を撮影して得られる映像信号から撮影画像のコントラストを検出し、そのコントラストの高さが最大(極大)となるように撮影レンズのフォーカス調整が行われる。撮影画像のコントラストの高さは、例えば、映像信号から高域周波数成分の信号を抽出した後、その高域周波数成分の信号を積算して得られる積算値(焦点評価値)の大きさで定量的に判断される。 In a television camera for broadcasting and a video camera for consumer use, a contrast method is generally employed as an autofocus (AF) method. In contrast AF, for example, the contrast of a captured image is detected from a video signal obtained by photographing a subject, and the focus of the photographing lens is adjusted so that the contrast height becomes maximum (maximum). The height of the contrast of the captured image is quantified by, for example, the magnitude of the integrated value (focus evaluation value) obtained by extracting the high frequency component signal from the video signal and then integrating the high frequency component signal. Will be judged.
また、コントラスト方式のAFでは、撮影範囲全体の被写体、即ち、撮像素子により有効に画像が取り込まれる画素範囲(映像エリア)全体の画像をAFの対象とするのではなく、映像エリアのうちの一部のエリアから取り込まれる画像をAFの対象とする場合も多い。尚、AFの対象とする被写体の範囲又はその画像が取り込まれる画素範囲をAFエリアという。映像エリアの一部のエリアをAFエリアとする場合、撮影画像のコントラストの検出はそのAFエリアに対応する範囲の映像信号を抽出して行われる。 In contrast AF, a subject in the entire shooting range, that is, an image in the entire pixel range (video area) in which an image is effectively captured by the image sensor is not targeted for AF, but one of the video areas. In many cases, an image captured from a certain area is used as an AF target. Note that a range of a subject to be AF-targeted or a pixel range into which an image is captured is referred to as an AF area. When a part of the video area is an AF area, the contrast of the captured image is detected by extracting a video signal in a range corresponding to the AF area.
また、従来、記録又は再生用の映像信号を取得するための本来の撮像素子(本明細書では映像用撮像素子又は本線用撮像素子という)とは別にAF用の撮像素子(本明細書ではAF用撮像素子という)を設け、そのAF用撮像素子から得られた映像信号によりAFを行うオートフォーカスシステムが知られている。例えば、撮影レンズに入射した被写体光がハーフミラー等で2つの被写体光に分岐され、一方が映像用撮像素子の撮像面に結像され、他方がAF用撮像素子の撮像面に結像される。このとき、AF用撮像素子の撮影範囲が少なくとも映像用撮像素子による撮影範囲のうちのAFエリアの範囲を含むように、且つ、AF用撮像素子の撮像面に対してピントが合う被写体距離が、映像用撮像素子の撮像面に対してピントが合う被写体距離と等しくなるように構成される。これによって、AF用撮像素子により得られた映像信号に基づいてフォーカス調整を行うことで、映像用撮像素子の撮影面に対してのピント合わせを行うことができるようになっている。 Conventionally, an image sensor for AF (in this specification, AF) is separate from the original image sensor for acquiring a video signal for recording or reproduction (referred to as a video image sensor or a main line image sensor in this specification). There is known an autofocus system in which an AF image sensor is provided and AF is performed using a video signal obtained from the AF image sensor. For example, the subject light incident on the photographing lens is split into two subject lights by a half mirror or the like, one image is formed on the image pickup surface of the image pickup device for video, and the other is formed on the image pickup surface of the AF image pickup device. . At this time, the subject distance in which the shooting range of the AF image sensor includes at least the range of the AF area of the shooting range of the video image sensor and the focus on the imaging surface of the AF image sensor is It is configured to be equal to the subject distance focused on the image pickup surface of the image pickup device for video. As a result, focus adjustment is performed based on the video signal obtained by the AF image sensor so that the imaging surface of the image sensor can be focused.
また、上記AF用撮像素子に導かれる被写体光を更に分岐して光路長の異なる位置に配置された複数の撮像面に被写体光を結像させ、それらの撮像面により得られた映像信号に基づいてピント合わせを行ういわゆる光路長差方式と呼ばれるオートフォーカスシステムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このシステムでは、例えば映像用撮像素子の撮像面に対してピントが合う被写体距離に対して前後の距離にピントが合うようにAF用撮像素子の複数の撮像面が配置され、各撮像面により得られた映像信号ごとに焦点評価値が求められる。そして、複数の撮像面から得られた焦点評価値に基づいて映像用撮像素子の撮像面に対するピント状態(前ピン、後ピン、合焦)が検出され、そのピント状態が合焦状態を示すようにフォーカス調整が行われる。光路長差方式のAFでは、ピント状態を検出するためにフォーカスを微小に変動させるワブリング等の動作が不要になる等の利点がある。 Further, the subject light guided to the AF imaging element is further branched to form subject light on a plurality of imaging surfaces arranged at different optical path lengths, and based on video signals obtained by these imaging surfaces. An autofocus system called a so-called optical path length difference method for focusing is proposed (for example, see Patent Document 1). In this system, for example, a plurality of image pickup surfaces of the AF image pickup device are arranged so as to focus on the front and rear distances with respect to the subject distance focused on the image pickup surface of the image pickup image pickup device. A focus evaluation value is obtained for each received video signal. Based on the focus evaluation values obtained from the plurality of imaging surfaces, the focus state (front pin, rear pin, in-focus) with respect to the image pickup surface of the image pickup device is detected, and the focus state indicates the in-focus state. Focus adjustment is performed. The optical path length difference type AF has an advantage that an operation such as wobbling for slightly changing the focus to detect a focus state becomes unnecessary.
また、近年、放送用のテレビカメラの分野では、これまでの通常のTV画面に対応したアスペクト比4:3のイメージサイズ(映像エリアのサイズ)で撮影を行う撮影モード(4:3モードという)と、高精細度TV(HDTV)でのワイド画面に対応したアスペクト比16:9のイメージサイズで撮影を行う撮影モード(16:9モードという)とを切替え可能にしたスイッチャブルカメラと呼ばれるものが製品化されている。特許文献2では、4:3モードで撮影する場合のAFエリアをそのまま16:9モードでの撮影にも適用すると、AFエリアが16:9モードでの画面範囲外の被写体を含み、画面に写っていない被写体に合焦するという不具合が生じ得るため、そのような不具合が生じないように4:3モード時と16:9モード時とでAFエリアを変更することが提案されている。
ところで、放送用のテレビカメラ等では、通常、撮像素子で撮影されている映像がリアルタイムに液晶モニタ等のビューファインダーに表示されるようになっており、カメラマンはそのビューファインダーに表示された映像によってピントや画角の確認等を行いながら撮影を行っている。 By the way, in a broadcast television camera or the like, usually, an image captured by an image sensor is displayed in real time on a viewfinder such as a liquid crystal monitor, and a cameraman uses the image displayed on the viewfinder. Shooting while checking focus and angle of view.
しかしながら、通常は、動画の撮影に使用するカメラ、特に放送用のテレビカメラでは、ビューファインダーに上述のAFエリアを表示することは行われていない。そのため、カメラマンがAFによりピント合わせを行う場合に、ピントを合わせたい被写体を画面上のどの範囲に納めればよいのかが判断し難いという問題があった。また、AFエリアの位置や大きさなどをカメラマンが変更できるようにすると、画面上の任意の位置の被写体にAFでピント合わせを行うことができるようになるためAFの実用性が向上するが、その場合には特にカメラマンがAFエリアを認識できないのは問題である。 However, normally, the above-described AF area is not displayed on the viewfinder in a camera used for shooting a moving image, particularly a broadcast television camera. Therefore, when the cameraman performs focusing by AF, there is a problem that it is difficult to determine in which range on the screen the subject to be focused should be placed. Also, if the cameraman can change the position and size of the AF area, the AF can be focused on the subject at an arbitrary position on the screen, so the practicality of the AF is improved. In that case, it is a problem that the cameraman cannot recognize the AF area.
そこで、ビューファインダーの画面上において、AFエリアの範囲が分かるように例えば、AFエリアを示すAFエリア枠を被写体の映像に重畳させて表示させる方法が考えられる。 In view of this, on the viewfinder screen, for example, a method of superimposing and displaying an AF area frame indicating the AF area on the subject image is conceivable so that the range of the AF area can be understood.
一方、ビューファインダーにAFエリア枠を表示させる場合、実際のAFエリアの範囲と、画面上のAFエリア枠によって囲まれた範囲とを一致させることが必要となる。しかしながら、上述のようにイメージサイズが変更可能なスイッチャブルカメラでAFエリア枠をビューファインダーに表示させようとした場合、AFエリアの範囲が一定であっても、4:3モード時と16:9モード時とでは映像エリアでのAFエリア枠の位置やサイズが異なる。従って、イメージサイズを考慮してAFエリア枠を被写体の映像に合成しないと、ビューファインダーの画面上でのAFエリア枠の範囲が実際のAFエリアの範囲と相違するという問題が生じる。 On the other hand, when displaying an AF area frame on the viewfinder, it is necessary to match the actual AF area range with the range surrounded by the AF area frame on the screen. However, when an AF area frame is displayed on the viewfinder with a switchable camera whose image size can be changed as described above, the 4: 3 mode and 16: 9 mode can be used even if the AF area range is constant. The position and size of the AF area frame in the video area are different from those in the mode. Therefore, if the AF area frame is not combined with the subject image in consideration of the image size, there is a problem that the range of the AF area frame on the viewfinder screen is different from the actual AF area range.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、映像用撮像素子(本線用撮像素子)での映像エリアの範囲(イメージサイズ)が変更された場合であってもビューファインダーの画面上で実際のAFエリアの範囲を適切に表示することができる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。 The present invention has been made in view of such circumstances, and even if the range (image size) of the video area in the video image sensor (main line image sensor) is changed, it is displayed on the viewfinder screen. An object of the present invention is to provide an autofocus system capable of appropriately displaying the actual AF area range.
前記目的を達成するために、請求項1に記載のオートフォーカスシステムは、撮像手段の撮像面において有効に画像を取得する画素範囲を示す映像エリアの範囲が異なるアスペクト比に変更可能であると共に、該映像エリアのうちオートフォーカスの対象範囲を示すAFエリアの範囲により取得される画像に基づいて撮影レンズのピント合わせを自動で行うオートフォーカスシステムであって、前記映像エリアの範囲を基準にして該映像エリアでの前記AFエリアの範囲を算出するAFエリア範囲算出手段と、前記AFエリア範囲算出手段により算出された前記AFエリアの範囲に基づいて、前記映像エリアの範囲により取得された画像と共に前記AFエリアの範囲を表示する表示手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the object, the autofocus system according to claim 1 is capable of changing to a different aspect ratio in a video area range indicating a pixel range in which an image is effectively acquired on an imaging surface of an imaging unit, An autofocus system for automatically focusing a photographic lens based on an image acquired from an AF area range indicating a target range of autofocus in the video area, wherein the autofocus system is based on the range of the video area. An AF area range calculation unit that calculates a range of the AF area in a video area, and the image acquired by the range of the video area based on the range of the AF area calculated by the AF area range calculation unit And display means for displaying the range of the AF area.
本発明によれば、映像エリアの範囲が変更された場合であってもその映像エリアの範囲を基準にしてAFエリアの範囲を算出するようにしているため、ビューファインダー等の表示器に撮影画像と共にAFエリアの範囲を表示する場合に実際のAFエリアの範囲を適切に表示することができる。 According to the present invention, even if the range of the video area is changed, the range of the AF area is calculated based on the range of the video area, so that the captured image is displayed on a display such as a viewfinder. At the same time, when the range of the AF area is displayed, the actual range of the AF area can be appropriately displayed.
また、請求項2に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明におけるオートフォーカスシステムは、前記撮像手段を備えたカメラ本体と、前記撮影レンズを備えたレンズ装置と、前記表示手段により表示する画像を映し出すモニタとにより構築されることを特徴としている。例えば、本システムは、放送用のテレビカメラシステムにおいて構築される。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first aspect of the present invention, wherein the autofocus system according to the first aspect includes a camera body provided with the imaging means, a lens device provided with the photographing lens, and the display means. It is constructed by a monitor that displays an image to be displayed. For example, this system is constructed in a television camera system for broadcasting.
また、請求項3に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明において、前記表示手段は、前記AFエリアの範囲を該範囲を囲むAFエリア枠により表示することを特徴としている。これによって、AFエリアの範囲を容易に認識することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first aspect, the display means displays the range of the AF area with an AF area frame surrounding the range. Thereby, the range of the AF area can be easily recognized.
また、請求項4に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明において、前記映像エリアの範囲は、アスペクト比16:9の範囲と、アスペクト比4:3の範囲とに変更可能なことを特徴としている。例えば、アスペクト比16:9のイメージサイズと、アスペクト比4:3のイメージサイズとに撮影モードを切り替えられるいわゆるスイッチャブルカメラを用いた場合に本システムが有効である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first aspect of the invention, wherein the range of the video area can be changed to a range of aspect ratio 16: 9 and a range of aspect ratio 4: 3. It is characterized by that. For example, this system is effective when a so-called switchable camera that can switch the shooting mode between an image size with an aspect ratio of 16: 9 and an image size with an aspect ratio of 4: 3 is used.
また、請求項5に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明において、前記AFエリアの範囲を所望の範囲に変更するAFエリア変更手段を備えたことを特徴としている。例えば動画撮影の場合には、AFエリアが変更可能であると便利であり、実用性が向上する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an autofocus system according to the first aspect of the present invention, further comprising an AF area changing means for changing the range of the AF area to a desired range. For example, in the case of moving image shooting, it is convenient that the AF area can be changed, which improves practicality.
また、請求項6に記載のオートフォーカスシステムは、請求項2に記載の発明において、AFエリアの範囲を指定する操作手段と、前記AFエリアの範囲を前記操作手段によって指定されたAFエリアの範囲に変更するAFエリア変更手段とを備え、前記操作手段は、前記レンズ装置に接続される付属装置であることを特徴としている。本発明によれば、AFエリアを変更可能にする場合だけ、前記操作手段をレンズ装置に接続すればよい。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the second aspect of the invention, wherein the operating means for designating the AF area range and the AF area range designated by the operating means are designated by the operating means. AF area changing means for changing to the above, and the operation means is an accessory device connected to the lens device. According to the present invention, only when the AF area can be changed, the operation means may be connected to the lens apparatus.
また、請求項7に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明において、前記撮像手段とは別に前記AFエリアの範囲の画像を取得するためのAF用撮像手段を備えたことを特徴としている。例えば、光路長差方式のAFにおいて本システムを適用することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first aspect of the present invention, further comprising an AF imaging unit for acquiring an image in the range of the AF area separately from the imaging unit. It is said. For example, the present system can be applied to an optical path length difference type AF.
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、カメラの映像エリアの範囲(イメージサイズ)が変更された場合であってもビューファインダーの画面上で実際のAFエリアの範囲を適切に表示することができる。 The autofocus system according to the present invention can appropriately display the actual AF area range on the viewfinder screen even when the range (image size) of the video area of the camera is changed. .
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。 Hereinafter, preferred embodiments of an autofocus system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明が適用されるオートフォーカスシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すシステムは、例えば放送用のテレビカメラにおいてオートフォーカス(AF)を可能にしたシステムであり、主にカメラ本体10とレンズ装置12に搭載される回路等によって構築されている。カメラ本体10は、アスペクト比4:3のイメージサイズで撮影を行う4:3モードと、アスペクト比16:9のイメージサイズで撮影を行う16:9モードとに撮影モードを切り替えることができるいわゆるスイッチャブルカメラである。カメラ本体10にはレンズ装置12の撮影光学系(撮影レンズ)を通過して入射された被写体光をR(赤)、G(緑)、B(青)の3色に分解する3色分解光学系14と、これによって分解されたR、G、Bの被写体光をそれぞれ光電変換するCCD16A〜16Cが設けられている。また、それらのCCD16A〜16Cから得られた信号に所要の処理を施すと共に、所定形式(例えばNTSC形式)の映像信号を生成する処理回路が搭載されており、同図ではカメラ本体10に含まれるその他の処理回路を全て含めてカメラ回路18として省略して示されている。尚、CCD16A〜16Cは、記録又は再生用の映像信号を取得するための本来の撮像素子であり、以下、本線用CCD16という。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an autofocus system to which the present invention is applied. The system shown in the figure is a system that enables autofocus (AF) in, for example, a television camera for broadcasting, and is mainly constructed by circuits and the like mounted on the
また、カメラ本体10には、例えば液晶のビューファインダー20が取り付けられており、そのビューファインダー20には、上記本線用CCD16により撮影された映像や後述するAFエリア枠などを表示するための映像信号がカメラ回路18から与えられ、ビューファインダー20の画面には本線用CCD16により撮影されている映像がリアルタイムに表示されると共にAFエリア枠などの所要の情報が表示されるようになっている。尚、ビューファインダー20は液晶でないモニタであってもよい。
Further, for example, a
レンズ装置12は、被写体光を上記本線用CCD16の撮像面に結像するための撮影レンズや、AFのための回路等を備えている。撮影レンズには、本線用CCD16の撮像面に被写体光を導く本線光路と、本線光路から被写体光を分岐し、その分岐した被写体光をAF用のCCD36(以下、AF用CCD36という)の撮像面に導くAF用光路が設けられている。
The
本線光路には、前段(対物側)からフォーカスレンズ群22、変倍系と補正系とからなるズームレンズ群24、絞り26、ハーフミラー28、マスターレンズ群30が配置される。本線光路を通過した被写体光は、カメラ本体10の3色分解光学系14によりR、G、Bの波長域ごとの被写体光に分解されてそれぞれ対応する本線用CCD16(16A〜16C)の撮像面に結像される。
In the main line optical path, a
フォーカスレンズ群22は、モータ38によって光軸方向に駆動されるようになっており、CPU42からドライバ40に与えられる駆動信号に従ってモータ38が駆動され、フォーカスレンズ群22が移動する。フォーカスレンズ群22が移動すると、本線用CCD16の撮像面に像点を結ぶ(ピントが合う)被写体の距離(被写体距離)が変化する。尚、ズームレンズ群24や絞り26も手動又はモータによって駆動されるようになっているが省略する。
The
また、ハーフミラー28では、被写体光が2つに分岐され、ハーフミラー28を透過した被写体光がそのまま本線光路を進行し、ハーフミラー28で反射した被写体光がAF用光路に導かれるようになっている。
In the
尚、本実施の形態のようにカメラ本体10がスイッチャブルカメラの場合に、4:3モード時には、16:9モード時の映像エリア(本線用CCD16により有効に画像が取り込まれる画素範囲)のうちの4:3のエリアが映像エリアとして使用されるため画角が約20パーセント狭くなる。そこで、このようなスイッチャブルカメラに対応して撮影レンズの本線光路上にレシオコンバータを挿脱可能に配置した撮影レンズが使用される場合がある。この場合、例えば、16:9モード時には像倍率を無変換(1倍)にする1倍のレンズが本線光路上に配置されるのに対し、4:3モード時には、その1倍のレンズの代わりに像倍率を約0.8倍にする図1の点線で示したレシオコンバータ37が本線光路上に挿入される。これによって、映像エリアのサイズ(イメージサイズ)の縮小と共に撮影レンズのイメージサークルも縮小されるため、4:3モード時でも画角が狭くならないようになっている。
When the
AF用光路には、AF用マスターレンズ群32、全反射ミラー34、AF用CCD36が配置される。AF用マスターレンズ群32は、本線光路のマスターレンズ群30に相当し、ハーフミラー28によってAF用光路に導かれた被写体光はAF用マスターレンズ群32の結像作用により全反射ミラー34を介してAF用CCD36の撮像面に結像する。
An AF master lens group 32, a
AF用CCD36には、本線用CCD16と同種のCCDが用いられ、撮像面全体のサイズは本線用CCD16と完全に一致している。また、AF用CCD36の撮像面の全範囲で撮像される撮影範囲(画角)やAF用CCD36の撮像面にピントが合う被写体距離も本線用CCD16での撮影範囲や被写体距離と完全に一致している。従って、AF用CCD36によって本線用CCD16で撮像される画像と同一の画像が撮像されるようになっている。尚、AF用CCD36は例えば白黒用のCCDである。
As the
一方、レンズ装置12には、AFのための回路として、CPU42やAF信号処理部44等が設けられている。AF信号処理部44では、AF用CCD36により得られる映像信号(輝度信号)から、AFの対象範囲であるAFエリア内における画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値が検出される。例えば、AF用CCD36により得られたアナログの映像信号がデジタル信号に変換された後、ハイパスフィルタなどによって高域周波数成分の信号が抽出される。続いてその高域周波数成分の信号のうちAFエリアに対応する範囲の信号のみがゲート回路等によって抽出される。そして、抽出されたAFエリア内の高域周波数成分の信号が加算回路などによって1画面分ずつ積算され、その積算値がコントラストの高低を示す焦点評価値として順次求められる。
On the other hand, the
CPU42は、上記ドライバ40を介してモータ38を駆動し、フォーカスレンズ群22を動かすと共に、AF信号処理部44から焦点評価値を逐次取得しながら、焦点評価値が最大(極大)、即ち、画像のコントラストが最大となるようにフォーカスレンズ群22を制御する。これによって、撮影レンズのフォーカスがAFにより合焦状態に設定される。
The
また、レンズ装置12には図2に示すようなAFエリア操作装置(AFエリア操作部)46が接続できるようになっており、操作者は、AFエリア操作部46の各ツマミを操作することによってAFエリアの範囲を所望の位置、サイズに変更することができるようになっている。例えば図2において、位置調整ツマミ(水平位置調整ツマミ48、垂直位置調整ツマミ50)を回転操作すると、AFエリアの位置を画面上(映像エリア内)で水平方向と垂直方向のそれぞれにシフトさせることができる。一方、サイズ調整ツマミ(水平サイズ調整ツマミ52、垂直サイズ調整ツマミ54)を回転操作すると、AFエリアの水平方向と垂直方向の大きさを変更することができる。
Further, an AF area operation device (AF area operation unit) 46 as shown in FIG. 2 can be connected to the
図1において、CPU42は、上記位置調整ツマミやサイズ調整ツマミの操作によって変更されるAFエリアの位置及びサイズを示す情報(AFエリア情報)をAFエリア操作部46から取得し、そのAFエリア情報に基づいてAF用CCD36の映像エリアでのAFエリアの範囲(位置及びサイズ)を指定する信号をAF信号処理部44に送信する。AF信号処理部44は、上述のようにAFの対象とする画像を取り込む画素範囲、即ち、映像信号から焦点評価値を求める際にゲート回路等によって信号を抽出する範囲をCPU42から指定されたAFエリアの範囲に設定する。これによりAFの対象範囲がAFエリア操作部46の操作によって指定されたAFエリアの範囲に設定される。
In FIG. 1, the
尚、AFエリアを変更しない場合にはAFエリア操作部46をレンズ装置12に接続する必要はなく、その場合にはAFエリアは標準的な位置(例えば、画面中央部)とサイズに設定される。また、AFエリアの範囲を指定するためにAFエリア操作部46は、レンズ装置12に接続するアクセサリ(付属装置)ではなくてもよく、例えば、ビューファインダー20の画面にタッチパネルを設置し、画面上でのタッチ操作によりAFエリアの範囲を指定できるようにしてもよい。
If the AF area is not changed, the AF
また、上記ビューファインダー20には、カメラ本体10の本線用CCD16で撮影されている映像がリアルタイムに表示されると共に、その映像に重畳してAFエリアの範囲を示すAFエリア枠が表示されるようになっている。CPU42からカメラ回路18には、AFエリアの範囲(位置及びサイズ)を示す情報(AFエリア情報)が送信されており、その情報に基づいて、本線用CCD16から得られた映像にAFエリア枠の画像が合成される。AFエリア枠の画像が合成された映像信号はカメラ回路18からビューファインダー20に出力され、その映像がビューファインダー20の画面に表示される。図3はビューファインダー20の画面を示した図であり、ビューファインダー20の画面20Aには、本線用CCD16で撮影されている映像がリアルタイムに表示され、また、AFエリアの範囲を示すAFエリア枠56がその映像に重畳されて表示される。
In addition, the
また、詳細は後述するが、CPU42は、カメラ回路18にAFエリア情報を送信する際に、カメラ本体10での撮影モードが16:9モードか4:3モードかを考慮し、各モードに対応した映像エリアでのAFエリアの位置及びサイズを示すAFエリア情報を送信するようにしており、カメラ本体10でのモード、即ち、イメージサイズのアスペクト比(16:9か4:3か)を示す情報をアスペクト比情報としてカメラ回路18から取得している。
Although details will be described later, the
次に、AFエリア枠表示に関する処理について説明する。 Next, processing related to AF area frame display will be described.
図4(A)に、AF用CCD36の撮像面におけるイメージサークル70、AF用CCD36により有効に画像が取り込まれる画素範囲を示す映像エリア72、及び、AFの対象範囲を示すAFエリア74を示し、図4(B)に、カメラ本体10が16:9モードの場合での、本線用CCD16の撮像面におけるイメージサークル80、本線用CCD16により有効に画像が取り込まれる画素範囲を示す映像エリア82、及び、AFの対象範囲を示すAFエリア84を示す。図4(A)、(B)に示すように16:9モード時では、AF用CCD36と本線用CCD16とは、イメージサークル70、80の大きさやイメージサークル70、80内に結像される像が略一致しており、それらのイメージサークル70、80内に略内接するように映像エリア72、82が設定され、それらの映像エリア72、82の大きさ(イメージサイズ)も一致している。従って、AF用CCD36の映像エリア72に示したAFエリア74と、本線用CCD16の映像エリア82に示したAFエリア84のそれぞれの映像エリアでの位置やサイズも一致している。
4A shows an
一方、図5(A)に、図4(A)と同じくAF用CCD36の撮像面におけるイメージサークル70、映像エリア72、及び、AFエリア74を示し、図5(B)に、カメラ本体10が4:3モードの場合での、本線用CCD16の撮像面におけるイメージサークル90、映像エリア92、及び、AFエリア94を示す。尚、図1のレシオコンバータ37は光路上に挿入されていないものとする。図5(A)、(B)に示すように4:3モード時では、AF用CCD36と本線用CCD16とにおいて、イメージサークル70、90の大きさやイメージサークル70、90内に結像される像が略一致している。一方、本線用CCD16の映像エリア92は破線で示した16:9モード時の映像エリア82のうち左右の一部の範囲を除いたアスペクト比4:3のエリアに設定される。即ち、AF用CCD36の映像エリア72と本線用CCD16の映像エリア92とは一致しない。従って、AF用CCD36の映像エリア72でのAFエリア74の位置及びサイズと、本線用CCD16の映像エリア92でのAFエリア94の位置及びサイズとは一致しない。
On the other hand, FIG. 5A shows an
レンズ装置12のCPU42は、AFエリア操作部46から取得したAFエリア情報に基づいて、図4(A)及び図5(A)に示したAF用CCD36の映像エリア72でのAFエリア74の位置及びサイズを求めると共に、カメラ本体10の撮影モードに応じて図4(B)に示した本線用CCD16の映像エリア82でのAFエリア84の位置及びサイズ、又は、図5(B)に示した本線用CCD16の映像エリア92でのAFエリア94の位置及びサイズを求める。
The
ここで、AFエリアの位置は、例えば、映像エリアに想定したX−Y座標におけるAFエリアの中心位置の座標値として規定することができる。また、AFエリアのサイズは、横サイズと縦サイズで表され、映像エリアの横サイズに対するAFエリアの横サイズの割合(%)と、映像エリアの縦サイズに対するAFエリアの縦サイズの割合(%)として規定することができる。 Here, the position of the AF area can be defined as the coordinate value of the center position of the AF area in the XY coordinates assumed for the video area, for example. The size of the AF area is represented by a horizontal size and a vertical size. The ratio (%) of the horizontal size of the AF area to the horizontal size of the video area and the ratio (%) of the vertical size of the AF area to the vertical size of the video area. ).
例えば、AF用CCD36及び本線用CCD16の撮像面でのイメージサークル70、80、90が11mm、AF用CCD36の映像エリア72及び16:9モード時における本線用CCD16の映像エリア82の横サイズが9.59mm、縦サイズが5.39mmとする。また、4:3モード時における本線用CCD176の映像エリア92の横サイズが7.19mm、縦サイズが5.39mmとする。AFエリアの位置(中心位置)は映像エリアの中心位置に一致し、AFエリア74のサイズは、横サイズ及び縦サイズともに1.2mmの正方形とする。
For example, the
このとき、AF用CCD36の映像エリア72及び16:9モード時における本線用CCD16の映像エリア82でのAFエリア84の位置は、映像エリア72及び映像エリア82で同じく想定されるX−Y座標での中心位置の座標値(X0、Y0)として求められる。AFエリア74及びAFエリア84のサイズは、横サイズ(横サイズの割合)が12.5%、縦サイズ(縦サイズの割合)が22.3%として求められる。また、4:3モード時における本線用CCD16の映像エリア92でのAFエリア94の位置は、映像エリア92で想定されるX−Y座標での中心位置の座標値(X1、Y1)として求められる。AFエリア94のサイズは、横サイズ(横サイズの割合)が13.3%、縦サイズ(縦サイズの割合)が22.3%として求められる。尚、映像エリアのサイズにかかわらず映像エリアに(0000h、0000h)から(FFFFh、FFFFh)までのX−Y座標の座標値を割り当てるものとすると、AFエリアの中心位置が映像エリアの中心位置に一致している場合における映像エリア82でのAFエリア84の中心位置の座標値(X0、Y0)及び映像エリア92でのAFエリア94の中心位置の座標値(X1、Y1)は、いずれも(8000h、8000h)となる。
At this time, the position of the AF area 84 in the
CPU42は、AF用CCD36の映像エリア72を基準にして求めた映像エリア72でのAFエリア74の位置及びサイズの情報をAF信号処理部44に送信することによって、AF信号処理部44でのAFの対象範囲を設定する。
The
また、CPU42は、カメラ回路18からアスペクト比情報を取得し、本線用CCD16の映像エリアのサイズが16:9モードでのアスペクト比16:9か、4:3モードでのアスペクト比4:3かの情報を取得する。そして、カメラ本体10の撮影モードが16:9モードに設定されている場合において、アスペクト比情報によりアスペクト比が16:9という情報を取得すると、16:9モード時における映像エリア82を基準にして求めた映像エリア82でのAFエリア84の位置及びサイズの情報をAFエリア枠情報としてカメラ回路18に送信する。
Further, the
一方、カメラ本体10の撮影モードが4:3モードに設定されている場合においてアスペクト比情報によりアスペクト比が4:3という情報を取得すると、4:3モード時における映像エリア92を基準にして求めた映像エリア92でのAFエリア94の位置及びサイズの情報をAFエリア枠情報としてカメラ回路18に送信する。
On the other hand, when the shooting mode of the
カメラ回路18は、本線用CCD16の16:9モード時の映像エリア82又は4:3モード時の映像エリア92により撮影された映像(画像)に対して、CPU42からAFエリア枠情報として送信されたAFエリア84又はAFエリア94の位置及びサイズに対応するAFエリア枠の枠線画像を合成し、その合成した映像信号をビューファインダー20に出力する。これにより、図6(A)、(B)に示すようにビューファンダー20の画面20Aに矩形状のラインのAFエリア枠56が映像に重ねて表示される。尚、図6(A)は、16:9モードでの表示であり、ビューファインダー20の画面20A全体(斜線部)に16:9の映像エリア82から得られた映像が表示され、図6(B)は、4:3モードでの表示であり、ビューファインダー20の画面20Aのうち左右の範囲を除く4:3のエリア(斜線部)に4:3の映像エリア92から得られた映像が表示される。また、同図のようなAFエリア枠以外の方法でAFエリアの範囲を表示してもよい。
The
次に、AFエリア枠表示のためのCPU42の処理手順について図7のフローチャートで説明する。まず、CPU42は、所要の初期設定を行った後(ステップS10)、AFエリア設定以外の処理を実行する(ステップS12)。そして、AFエリア操作部46からAFエリア情報を受信する(ステップS14)。
Next, the processing procedure of the
続いて、CPU42は、AFエリア操作部46から受信したAFエリア情報に変化があるか否かを判定する(ステップS16)。NOと判定した場合にはステップS12の処理に戻る。一方、YESと判定した場合には、カメラ本体10のカメラ回路18から本線用CCD16の映像エリアのアスペクト比を示すアスペクト比情報を読み込む(ステップS18)。そして、そのアスペクト比の映像エリア(本線用CCD16の映像エリア)を基準にしてAFエリア情報により与えられたAFエリアの位置とサイズを計算する(ステップS20)。
Subsequently, the
次に、ステップS20で求めたAFエリアの範囲(位置及びサイズ)が映像エリアの範囲内か否かを判定する(ステップS22)。NOと判定した場合にはAFエリアが映像エリア内となるように補正する(ステップS24)。ステップS22でYESと判定した場合にはこのステップS24の処理は行わない。 Next, it is determined whether or not the AF area range (position and size) obtained in step S20 is within the video area range (step S22). If NO is determined, the AF area is corrected to be within the video area (step S24). If it is determined as YES in step S22, the process of step S24 is not performed.
続いて、ステップS20又はステップS24で求めたカメラ本体10の本線用CCD16の映像エリアを基準にしたAFエリアの位置及びサイズを示すAFエリア枠情報をカメラ本体10のカメラ回路18に送信する(ステップS26)。また、AF用CCD36の映像エリアでのAFエリアの位置とサイズを求め(ステップS28)、そのAFエリアの位置とサイズをAF信号処理部44に送信する(ステップS30)。ステップS30の処理が終了すると、ステップS12に戻り、ステップS12からの処理を繰り返す。
Subsequently, AF area frame information indicating the position and size of the AF area based on the video area of the main CCD 16 of the
以上のように本線用CCD16の映像エリアを基準にしてその映像エリアでのAFエリアの範囲を示すAFエリア情報に基づいてAFエリア枠をビューファインダー20に表示するようにしているため、映像エリアが変更されても実際のAFエリアの範囲を適切に表示させることができる。
As described above, since the AF area frame is displayed on the
尚、カメラ本体10が4:3モード時に図1に示したレシオコンバータ37を本線光路上に挿入した場合であっても、AF用CCD36と本線用CCD16の両方の撮像面において像倍率が同率(約0.8倍)で縮小されるため、レシオコンバータ37を本線光路上に挿入したか否かを考慮してAFエリア枠の表示を行う必要はない。即ち、上記処理により求められる本線用CCD16の映像エリアでのAFエリアの範囲が、レシオコンバータ37を本線光路上に挿入したことによって実際のAFエリア(即ち、AF用CCD36の映像エリアでのAFエリア)の範囲と異なることにはならないため、レシオコンバータ37を本線光路上に挿入した場合であっても本線用CCD16の映像エリアでのAFエリアの範囲を特別な処理によって求める必要はない。
Even when the
また、上記実施の形態では、本線用CCD16の映像エリアでのAFエリアの範囲をレンズ装置12のCPU42において求めるようにしたが、例えば、カメラ本体10のカメラ回路18において、本線用CCD16の映像エリアの範囲を考慮しないAFエリア情報をレンズ装置12やAFエリア操作部46から取得し、カメラ回路18が16:9モードか4:3モードかに応じて、各モードの映像エリアでのAFエリアの範囲を上記実施の形態と同様に求めるようにしてもよい。カメラ回路18以外でも例えばAFエリア操作部46のCPU等がレンズ装置12やカメラ本体10から必要な情報を取得して本線用CCD16の映像エリアでのAFエリアの範囲を上記実施の形態と同様に求めるようにしてもよい。
In the above embodiment, the range of the AF area in the video area of the main line CCD 16 is obtained by the
また、上記実施の形態では、本線用CCD16の映像エリアがアスペクト比16:9か4:3のいずれにかに切り替わる場合について説明したが、それ以外の範囲で映像エリアの範囲が切り替わる場合においても本発明は適用できる。また、上記実施の形態のようにスイッチャブルカメラにより映像エリアの範囲が切り替わる場合に限らず、上記システムで使用するカメラ本体10を交換することによって映像エリアの範囲が変更される場合にも本発明を適用できる。
In the above-described embodiment, the case where the video area of the main line CCD 16 is switched to either the aspect ratio 16: 9 or 4: 3 has been described, but the video area range may be switched in other ranges. The present invention is applicable. Further, the present invention is not limited to the case where the range of the video area is switched by the switchable camera as in the above embodiment, but also when the range of the video area is changed by exchanging the
また、上記実施の形態では、AFのための画像を取得する1つの撮像面のAF用CCD36を用いてAFを行う場合のシステムについて説明したが、いわゆる光路長差方式のAFを採用したシステムであっても本発明を適用することができる。光路長差方式のAFについての詳細な説明は省略するが、光路長差方式のAFでは、例えば、図1のハーフミラー28で反射した被写体光を更に分岐して光路長の異なる位置に配置された複数の撮像面(例えば2つの撮像面)に被写体光を結像させて、それらの撮像面でそれぞれ被写体を撮像する。そして、各撮像面から得られた映像信号ごとに焦点評価値を求めてその大小関係から本線用CCDの撮像面に対するピント状態(前ピン、後ピン、合焦)を検出し、検出したピント状態に基づいて撮影レンズのフォーカス調整を行う。
In the above-described embodiment, a system in which AF is performed using the
10…カメラ本体、12…レンズ装置、14…3色分解光学系、16、16A〜16C…本線用CCD、18…カメラ回路、20…ビューファインダー、22…フォーカスレンズ群、24…ズームレンズ群、26…絞り、28…ハーフミラー、30…マスターレンズ群、32…AF用マスターレンズ群、34…全反射ミラー、36…AF用CCD、37…レシオコンバータ、38…モータ、40…ドライバ、42…CPU、44…AF信号処理部、46…AFエリア操作部、56…AFエリア枠
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記映像エリアの範囲を基準にして該映像エリアでの前記AFエリアの範囲を算出するAFエリア範囲算出手段と、
前記AFエリア範囲算出手段により算出された前記AFエリアの範囲に基づいて、前記映像エリアの範囲により取得された画像と共に前記AFエリアの範囲を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。 The range of the video area indicating the pixel range for effectively acquiring an image on the imaging surface of the imaging means can be changed to a different aspect ratio, and is acquired from the AF area range indicating the autofocus target range of the video area. An autofocus system that automatically focuses the photographic lens based on the image
An AF area range calculation means for calculating the range of the AF area in the video area based on the range of the video area;
Display means for displaying the range of the AF area together with the image acquired by the range of the video area based on the range of the AF area calculated by the AF area range calculation unit;
An autofocus system characterized by comprising
2. The autofocus system according to claim 1, further comprising an AF imaging means for acquiring an image in the range of the AF area separately from the imaging means.
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2003
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