JP2006064970A - Automatic focusing system - Google Patents

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JP2004246899A
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Inventor
Tadashi Sasaki
正 佐々木
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Fujinon Corp
フジノン株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic focusing system in which two filters of different shutoff characteristics (cutoff frequencies on the high-pass side) in terms of the frequency component in the high-pass side are used, video signals are passed through the two filters and two focal point evaluation values are thereby obtained, a speed at which a focus lens is moved to a focusing position is set on tyhe basis of a ratio of these values, the focus lens is thereby moved at an appropriate speed in accordance of the degree of separation from the focusing position, time needed for focusing is shortened as far as possible, the speed at which the focus lens is moved is properly reduced near the focusing position, and thus the focus lens can be securely stopped at the focusing position. <P>SOLUTION: The video signals are inputted to a focal point evaluation value detecting section 26 for detecting the focal point evaluation values. The focal point evaluation value FV1 is obtained by the passage of the video signal through the HPF 42, and the focal point evaluation value FV2 is obtained by the passage of the image signal through the BPF 48. On the basis of a comparison between the focal point evaluation values FV1 and FV2, the speed at which the focus lens is moved (or the amount of movement) is set. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に映像信号に基づいてコントラスト方式により自動でピント調整を行う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 that automatically performs focus adjustment by a contrast method based on a video signal.
テレビカメラ等のビデオカメラで採用されるオートフォーカス(AF)は、撮像素子により得られる映像信号に基づいて被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最大(極大)となるようにフォーカス(フォーカスレンズ)を制御するコントラスト方式が一般的である。被写体画像のコントラストは、例えば、撮像素子により得られた映像信号から高域周波数成分の信号を抽出し、その高域周波数成分の信号を1フィールド分ずつ積算した積算値によって定量的に検出される。尚、その積算値は、被写体画像のコントラストの高低を示すと共に、合焦の程度を示す値であり、本明細書では焦点評価値というものとする。   Autofocus (AF) adopted in video cameras such as TV cameras detects the contrast of a subject image based on a video signal obtained by an image sensor, and focuses (focus lens) so that the contrast becomes maximum (maximum). ) Is generally used. The contrast of the subject image is quantitatively detected by, for example, an integrated value obtained by extracting a high frequency component signal from a video signal obtained by an image sensor and integrating the high frequency component signal for each field. . The integrated value indicates the level of the contrast of the subject image and the degree of focusing, and is referred to as a focus evaluation value in this specification.
また、被写体画像のコントラスト、即ち、焦点評価値が最大となるようにフォーカスを制御する方法としていわゆる山登り方式と呼ばれる方法が知られており、山登り方式では、焦点評価値を検出しながら焦点評価値が増加する方向にフォーカスを動かして行き、焦点評価値が最大となる合焦位置を検出するとその位置にフォーカスを停止させるようにしている。   Further, as a method for controlling the focus so that the contrast of the subject image, that is, the focus evaluation value is maximized, a so-called hill-climbing method is known. In the hill-climbing method, the focus evaluation value is detected while detecting the focus evaluation value. The focus is moved in the increasing direction, and when the in-focus position where the focus evaluation value is maximized is detected, the focus is stopped at that position.
特許文献1には、異なる特性の2つのフィルタを用いて映像信号から高域周波数成分の信号を抽出し、検波回路を用いて各高域周波数成分の信号から焦点評価値に相当する検波信号を取得してAFを行うことが記載されている。これによれば、一方のフィルタを通して得られた検波信号は、合焦位置近傍でのフォーカス制御に使用され、その検波信号では合焦位置の方向が検出できない程フォーカスが合焦位置から離れている場合には、他方のフィルタを通して得られた検波信号によって合焦位置の方向を検出し、その方向をフォーカスの移動方向とすることによって適切にフォーカス制御が行われるようにしている。
特開平6−245126号公報
In Patent Document 1, a high frequency component signal is extracted from a video signal using two filters having different characteristics, and a detection signal corresponding to a focus evaluation value is extracted from each high frequency component signal using a detection circuit. It is described that AF is performed after acquisition. According to this, the detection signal obtained through one of the filters is used for focus control in the vicinity of the in-focus position, and the focus is far from the in-focus position so that the direction of the in-focus position cannot be detected by the detection signal. In this case, the focus control is appropriately performed by detecting the direction of the in-focus position based on the detection signal obtained through the other filter and setting the direction as the focus movement direction.
JP-A-6-245126
ところで、AFの制御に対しては、フォーカスの移動速度をできるだけ速くしてピントの合っていない時間を短くすることが望まれている。しかしながら、合焦位置付近でフォーカスを高速で移動させると、被写体等の条件によっては合焦位置を通り過ぎてしまい、場合によって合焦位置に停止しないこともあり得る。そのため、合焦位置付近では減速させることが必要となる。   By the way, for AF control, it is desired to increase the focus moving speed as much as possible to shorten the time when the focus is not achieved. However, if the focus is moved at high speed near the in-focus position, the in-focus position may be passed depending on the conditions of the subject or the like, and in some cases, the focus position may not be stopped. Therefore, it is necessary to decelerate near the in-focus position.
一方、コントラスト方式のAFでは、焦点評価値の大きさが被写体等の条件によって異なるため、焦点評価値の大きさによって合焦位置がフォーカスの現在位置からどの程度離れた位置にあるのかを判別するのは困難である。特許文献1のように異なる特性のフィルタを使用して焦点評価値(検波信号)を取得するようにした場合であっても、各々の焦点評価値からでは合焦位置がどの程度離れているかを推測することはできない。   On the other hand, in contrast-based AF, the magnitude of the focus evaluation value varies depending on the conditions of the subject or the like, and therefore, how far the in-focus position is from the current focus position is determined based on the magnitude of the focus evaluation value. It is difficult. Even when a focus evaluation value (detection signal) is acquired using filters having different characteristics as in Patent Document 1, how far the in-focus position is from each focus evaluation value. I can't guess.
従って、フォーカスが合焦位置から大きく離れている場合であっても、それを判断することができない。そのため、フォーカスの移動速度を本来可能な速度よりも遅めに設定しなければならないという問題があった。   Therefore, even if the focus is far from the in-focus position, it cannot be determined. For this reason, there has been a problem that the focus moving speed must be set slower than originally possible.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、合焦位置からの離れ具合に応じて適切な速度でフォーカス(フォーカスレンズ)を移動させ、合焦までに要する時間をできるだけ短縮できるようにすると共に合焦位置付近ではフォーカスレンズの移動速度を適切に減速させて合焦位置で確実に停止させ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 the focus (focus lens) is moved at an appropriate speed in accordance with the distance from the in-focus position so that the time required for in-focus can be shortened as much as possible. In addition, an object of the present invention is to provide an autofocus system capable of appropriately decelerating the moving speed of the focus lens near the in-focus position and stopping the focus lens at the in-focus position.
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、被写体画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により順次撮像された被写体画像の映像信号から高域周波数成分の信号を抽出する第1のフィルタ手段と、該第1のフィルタ手段によって抽出された高域周波数成分の信号に基づいて前記被写体画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第1の焦点評価値検出手段と、該第1の焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値に基づいて、前記撮像手段の撮像面に被写体画像を結像する光学系のフォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカス制御手段と、を備えたオートフォーカスシステムにおいて、前記映像信号から、前記第1のフィルタ手段によって信号を抽出する周波数範囲よりも少なくとも高域周波数側に狭い周波数範囲の周波数成分の信号を抽出する第2のフィルタと、前記第2のフィルタ手段によって抽出された信号に基づいて前記被写体画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第2の焦点評価値検出手段と、前記オートフォーカス制御手段により前記フォーカスレンズを合焦位置まで移動させる際に、所定期間ごとに、前記第1の焦点評価値検出手段によって検出された第1の焦点評価値と、前記第2の焦点評価値検出手段によって検出された第2の焦点評価値とを取得すると共に、各期間における前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量を、前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との比に基づいて設定する移動速度設定手段と、を備えたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, an autofocus system according to claim 1, an imaging unit that captures a subject image, and extracts a signal of a high-frequency component from a video signal of the subject image sequentially captured by the imaging unit. And first focus evaluation value detection for detecting a focus evaluation value for evaluating the contrast level of the subject image based on the signal of the high frequency component extracted by the first filter means. And an auto focus that moves a focus lens of an optical system that forms a subject image on the imaging surface of the imaging unit to a focus position based on the focus evaluation value detected by the first focus evaluation value detection unit An autofocus system comprising: a control means; from a frequency range for extracting a signal from the video signal by the first filter means A second filter for extracting a signal having a frequency component in a narrow frequency range at least on the high frequency side, and a focus evaluation value for evaluating the contrast level of the subject image based on the signal extracted by the second filter means When the focus lens is moved to the in-focus position by the second focus evaluation value detection means for detecting the first focus evaluation value detection means, the first focus evaluation value detection means is detected every predetermined period. The first focus evaluation value and the second focus evaluation value detected by the second focus evaluation value detecting means are acquired, and the moving speed or the moving amount of the focus lens in each period is determined as the first focus evaluation value. Moving speed setting means for setting based on the ratio between the second focus evaluation value and the second focus evaluation value.
本発明によれば、映像信号の高域周波数成分の信号により検出した第1の焦点評価値と、その周波数範囲よりも少なくとも高域周波数側に狭い周波数範囲での映像信号の周波数成分の信号により検出した第2の焦点評価値との比によってフォーカスレンズの合焦位置までの離れ具合を検出することができ、これに基づいて所定期間ごとのフォーカスレンズの移動速度又は移動量を設定することによって、フォーカスレンズが合焦位置から離れている場合にはできるだけ高速で移動させて合焦までの時間の短縮を図り、合焦位置付近では適切に減速させることで合焦位置でフォーカスレンズを確実に停止させることができるようになる。   According to the present invention, the first focus evaluation value detected from the signal of the high frequency component of the video signal and the signal of the frequency component of the video signal in a narrow frequency range at least on the high frequency side of the frequency range. By detecting the ratio of the focus lens to the in-focus position based on the ratio with the detected second focus evaluation value, the moving speed or moving amount of the focus lens for each predetermined period can be set based on this. When the focus lens is far from the in-focus position, move it as fast as possible to reduce the time until in-focus, and decelerate appropriately near the in-focus position to ensure that the focus lens is in the in-focus position It can be stopped.
また、請求項2に記載のオートフォーカスシステムは、光路長差を有する複数の撮像面によって撮像された各被写体画像の映像信号に基づいて前記被写体画像ごとにコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出すると共に、前記被写体画像ごとに検出された焦点評価値を比較することによって前記被写体画像を結像する光学系のフォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカスシステムにおいて、光路長差を有する複数の撮像面によって撮像された各被写体画像の映像信号から高域周波数成分の信号を抽出する第1のフィルタ手段と、該第1のフィルタ手段によって抽出された各高域周波数成分の信号に基づいて前記被写体画像ごとのコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第1の焦点評価値検出手段と、該第1の焦点評価値検出手段により検出された前記被写体画像ごとの焦点評価値を比較することによって前記被写体画像を結像する光学系のフォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカス制御手段と、を備えたオートフォーカスシステムにおいて、前記複数の撮像面のうち少なくともいずれか1つの特定の撮像面により撮像された被写体画像の映像信号から、前記第1のフィルタ手段によって信号を抽出する周波数範囲よりも少なくとも高域周波数側に狭い周波数範囲の周波数成分の信号を抽出する第2のフィルタと、前記第2のフィルタ手段によって抽出された信号に基づいて前記特定の撮像面により撮像された被写体画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第2の焦点評価値検出手段と、前記オートフォーカス制御手段により前記フォーカスレンズを合焦位置まで移動させる際に、所定期間ごとに、前記第1の焦点評価値検出手段によって検出された第1の焦点評価値と、前記第2の焦点評価値検出手段によって検出された第2の焦点評価値とを取得すると共に、各期間における前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量を、前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との比に基づいて設定する移動速度設定手段と、を備えたことを特徴としている。   According to another aspect of the present invention, there is provided the focus evaluation value for evaluating the contrast level for each of the subject images based on the video signals of the subject images captured by the plurality of imaging surfaces having the optical path length differences. In the autofocus system that detects and moves the focus lens of the optical system that forms the subject image to the in-focus position by comparing the focus evaluation values detected for each subject image, a plurality of optical path length differences A first filter means for extracting a signal of a high frequency component from a video signal of each subject image captured by the imaging surface, and a signal of each high frequency component extracted by the first filter means First focus evaluation value detecting means for detecting a focus evaluation value for evaluating the level of contrast for each subject image; Auto focus control means for moving the focus lens of the optical system that forms the subject image to the in-focus position by comparing the focus evaluation values for the subject images detected by the focus evaluation value detection means. In the autofocus system, at least a higher frequency range than a frequency range in which a signal is extracted by the first filter means from a video signal of a subject image captured by at least one specific imaging surface among the plurality of imaging surfaces. A second filter for extracting a signal having a frequency component in a narrow frequency range on the frequency side, and a contrast level of a subject image captured by the specific imaging surface based on the signal extracted by the second filter means. Second focus evaluation value detecting means for detecting a focus evaluation value to be evaluated, and the autofocus When the focus lens is moved to the in-focus position by the control means, the first focus evaluation value detected by the first focus evaluation value detection means and the second focus evaluation value detection are detected every predetermined period. The second focus evaluation value detected by the means is acquired, and the moving speed or movement amount of the focus lens in each period is set to a ratio between the first focus evaluation value and the second focus evaluation value. And a moving speed setting means for setting based on this.
本発明は、いわゆる光路長差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、フォーカスレンズの移動速度又は移動量の設定を請求項1と同様に行うようにしたものであり、請求項1の発明と同様の効果を奏する。   The present invention is such that, in an autofocus system adopting a so-called optical path length difference type autofocus, the movement speed or the movement amount of the focus lens is set in the same manner as in the first aspect. Has the same effect as.
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又は請求項2に記載の発明において、前記移動速度設定手段は、前記第1の焦点評価値をFV1、前記第2の焦点評価値をFV2とすると、それらの比FV1/FV2が大きい程、前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量を小さくすることを特徴としている。即ち、比FV1/FV2が大きい程、フォーカスレンズが合焦位置に近いことを示しているため、フォーカスレンズの減速させて確実に合焦位置で停止させるようにし、逆に、比FV1/FV2が小さい程、フォーカスレンズが合焦位置から離れていることを示しているため、フォーカスレンズを高速で移動させて合焦までの時間の短縮を図るようにしている。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first or second aspect of the present invention, wherein the moving speed setting means sets the first focus evaluation value to FV1, and the second focus evaluation value. Is FV2, the larger the ratio FV1 / FV2, the smaller the moving speed or moving amount of the focus lens. That is, the larger the ratio FV1 / FV2, the closer the focus lens is to the in-focus position. Therefore, the focus lens is decelerated and stopped at the in-focus position, and conversely, the ratio FV1 / FV2 is The smaller the value is, the farther the focus lens is from the in-focus position. Therefore, the focus lens is moved at a high speed to shorten the time until in-focus.
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又は請求項2に記載の発明において、前記移動速度設定手段は、前記第1の焦点評価値をFV1、前記第2の焦点評価値をFV2、所定の定数をkとして、前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量Xを、次式、
X=FV2/FV1+k
により算出することを特徴としている。本発明は所定期間ごとのフォーカスレンズの移動速度又は移動量の具体的な算出処理を示したものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first or second aspect of the invention, wherein the moving speed setting means sets the first focus evaluation value to FV1, and the second focus evaluation value. Where FV2 is a predetermined constant and k is a moving speed or moving amount X of the focus lens,
X = FV2 / FV1 + k
It is characterized by calculating by. The present invention shows a specific calculation process of the moving speed or moving amount of the focus lens every predetermined period.
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、合焦位置からの離れ具合に応じて適切な速度でフォーカス(フォーカスレンズ)を移動させることでき、合焦までに要する時間をできるだけ短縮することができ、また、合焦位置付近ではフォーカスレンズの移動速度を適切に減速させて合焦位置で確実に停止させることができるようになる。   According to the autofocus system according to the present invention, the focus (focus lens) can be moved at an appropriate speed according to the distance from the in-focus position, and the time required for in-focus can be reduced as much as possible. In addition, in the vicinity of the in-focus position, the moving speed of the focus lens can be appropriately decelerated and can be reliably stopped at the in-focus position.
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レンズシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すレンズシステムは、例えば放送用のテレビカメラに使用されるシステムであり、撮影レンズ(光学系)と制御系とから構成されている。   FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a lens system to which the present invention is applied. The lens system shown in the figure is a system used for a television camera for broadcasting, for example, and includes a photographing lens (optical system) and a control system.
撮影レンズには、フォーカス調整のために光軸方向に移動するフォーカスレンズ(群)FL、ズーム調整(焦点距離調整)のために光軸方向に移動するズームレンズ(群)ZL、光量調整のために開閉動作する絞りI、図示しない固定レンズ等が配置されている。   The photographing lens includes a focus lens (group) FL that moves in the optical axis direction for focus adjustment, a zoom lens (group) ZL that moves in the optical axis direction for zoom adjustment (focal length adjustment), and a light amount adjustment. A diaphragm I that opens and closes, a fixed lens (not shown), and the like are disposed.
撮影レンズに入射した被写体光は、その撮影レンズを装着した図示しないカメラ本体(カメラヘッド)の撮像素子の撮像面に結像され、撮像素子によって光電変換された後、カメラ本体内の信号処理部により所定の信号処理が施される。これによって撮影レンズを介して撮像素子により撮像された映像(撮影画像)が所定形式(例えばNTSC方式)の映像信号としてカメラ本体により得られる。   The subject light incident on the photographic lens is imaged on the imaging surface of an imaging element (not shown) of the camera body (camera head) on which the photographic lens is mounted, and after photoelectric conversion by the imaging element, a signal processing unit in the camera body Thus, predetermined signal processing is performed. As a result, an image (captured image) captured by the image sensor via the imaging lens is obtained by the camera body as an image signal of a predetermined format (for example, NTSC system).
各フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りIには、各々に対応するフォーカス用モータFM、ズーム用モータZM、絞り用モータIMが連結されており、各モータFM、ZM、IMによって各レンズFL、ZLが光軸方向に駆動され、絞りIが開閉駆動されるようになっている。   A focus motor FM, a zoom motor ZM, and a diaphragm motor IM corresponding to each focus lens FL, zoom lens ZL, and diaphragm I are connected to the respective lenses FL, ZM, and IM. ZL is driven in the optical axis direction, and the diaphragm I is driven to open and close.
また、各モータFM、ZM、IMは、CPU14からD/A変換器16を介してフォーカス用アンプFA、ズーム用アンプZA、絞り用アンプIAのそれぞれに与えられる駆動信号の電圧値に応じた回転速度で制御される。   The motors FM, ZM, and IM rotate in accordance with the voltage values of drive signals supplied from the CPU 14 to the focus amplifier FA, the zoom amplifier ZA, and the aperture amplifier IA via the D / A converter 16, respectively. Controlled by speed.
CPU14には、操作者の操作に従ってフォーカスデマンド10やズームデマンド12等のコントローラからフォーカスレンズFLやズームレンズZLの設定すべき位置(目標位置)や速度(目標速度)を示す指示信号がA/D変換器13を介して与えられるようになっている。CPU14は、各アンプFA、ZAに出力する駆動信号の値を変更することにより各モータFM、ZMの回転速度を制御し、フォーカスレンズFLやズームレンズZLが上記目標位置又は目標速度となるようにフォーカスレンズFLやズームレンズZLの位置や速度を制御する。尚、CPU14には、フォーカスレンズFLの現在位置の情報としてフォーカス用モータFMの回転位置を示す位置信号がフォーカス用ポテンショメータFPからA/D変換器13を介して与えられると共に、ズームレンズZLの現在位置の情報としてズーム用モータZMの回転位置を示す位置信号がズーム用ポンテンショメータZPからA/D変換器13を介して与えられている。フォーカスレンズFL又はズームレンズZLについての上記指示信号が目標位置を指定するものである場合には、その目標位置とフォーカスレンズFL又はズームレンズZLの現在位置とを逐次比較しながらフォーカス用モータFM又はズーム用モータZMの回転速度を制御する。   An instruction signal indicating the position (target position) and speed (target speed) to be set for the focus lens FL and the zoom lens ZL from the controller such as the focus demand 10 and the zoom demand 12 according to the operation of the operator is sent to the CPU 14. It is provided via a converter 13. The CPU 14 controls the rotational speeds of the motors FM and ZM by changing the values of the drive signals output to the amplifiers FA and ZA so that the focus lens FL and the zoom lens ZL have the target position or target speed. Controls the position and speed of the focus lens FL and zoom lens ZL. The CPU 14 is provided with a position signal indicating the rotation position of the focus motor FM as information on the current position of the focus lens FL from the focus potentiometer FP via the A / D converter 13 and the current position of the zoom lens ZL. As position information, a position signal indicating the rotation position of the zoom motor ZM is provided from the zoom pontometer ZP via the A / D converter 13. When the instruction signal for the focus lens FL or the zoom lens ZL designates the target position, the focus motor FM or the focus motor FM or the current position of the focus lens FL or the zoom lens ZL is sequentially compared. The rotational speed of the zoom motor ZM is controlled.
また、後述のようにフォーカス制御はマニュアルフォーカス(MF)の制御とオートフォーカス(AF)の制御とで切り替えられるようになっており、MFの制御の場合には上述のようにフォーカスデマンド10から与えられる指示信号に基づいてフォーカスレンズFLが制御され、AFの制御の場合には、詳細を後述する焦点評価値検出部26から得られる焦点評価値情報に基づいてフォーカスレンズFLが制御される。   As will be described later, the focus control can be switched between manual focus (MF) control and autofocus (AF) control. In the case of MF control, the focus control is applied from the focus demand 10 as described above. The focus lens FL is controlled based on the instruction signal, and in the case of AF control, the focus lens FL is controlled based on focus evaluation value information obtained from the focus evaluation value detection unit 26 described later in detail.
また、絞りIについては、一般にカメラ本体から絞りIの設定すべき位置(絞り値)を指示する指示信号がCPU14に与えられ、CPU14は、上述の同様に絞りIの現在位置の情報として絞り用モータIMの回転位置を絞り用ポテンショメータIPにより検出しながら絞り用モータIMを制御することによって、指示信号により指定された絞り値となるように絞りIを制御している。   As for the aperture I, generally, an instruction signal for instructing the position (aperture value) at which the aperture I should be set is given from the camera body to the CPU 14, and the CPU 14 uses the aperture I as the information on the current position of the aperture I as described above. By controlling the aperture motor IM while detecting the rotational position of the motor IM with the aperture potentiometer IP, the aperture I is controlled so that the aperture value specified by the instruction signal is obtained.
次にAFの制御について説明する。上記レンズシステムを構成する装置、例えば、フォーカスデマンド10やレンズ装置のケース部には、自動復帰式のAFスイッチS1が設けられており、そのAFスイッチS1がオフの場合には、MFモードとなり、フォーカスデマンド10から与えられる指示信号に従って上述のようにMFの制御によりフォーカスレンズFLが制御される。一方、AFスイッチS1がオンの場合には、AFスイッチS1がオンされている間、AFモードとなる。尚、AFモードとMFモードの切り替えは、これと異なる態様であってもよい。例えば、AFスイッチS1を押すごとにAFモードとMFモードとが切り替わるようにしてもよい。   Next, AF control will be described. An apparatus that constitutes the lens system, for example, the focus demand 10 or the case part of the lens apparatus, is provided with an auto-return AF switch S1, and when the AF switch S1 is off, the MF mode is set. In accordance with the instruction signal given from the focus demand 10, the focus lens FL is controlled by the MF control as described above. On the other hand, when the AF switch S1 is on, the AF mode is set while the AF switch S1 is on. Note that the AF mode and the MF mode may be switched differently. For example, the AF mode and the MF mode may be switched every time the AF switch S1 is pressed.
AFモードの場合には、コントラスト方式によるAFの制御が実行される。AFの制御時には、撮影レンズを介してカメラ本体の撮像素子で順次撮像される被写体画像(各フィールドの画像)のコントラストを示す焦点評価値が焦点評価値検出部26により検出される。そして、その焦点評価値が最大となるようにフォーカスレンズFLが制御される。   In the AF mode, AF control by the contrast method is executed. At the time of AF control, the focus evaluation value detection unit 26 detects a focus evaluation value indicating the contrast of a subject image (image of each field) sequentially captured by the image sensor of the camera body via the photographing lens. Then, the focus lens FL is controlled so that the focus evaluation value is maximized.
図2に示すように焦点評価値検出部26は、主にA/D変換器40、ハイパスフィルタ(HPF)42、ゲート回路44、50、加算回路46、52、バンドパスフィルタ(BPF)48、CPU54から構成されている。   As shown in FIG. 2, the focus evaluation value detection unit 26 mainly includes an A / D converter 40, a high-pass filter (HPF) 42, gate circuits 44 and 50, addition circuits 46 and 52, a band-pass filter (BPF) 48, It is comprised from CPU54.
A/D変換器40にはカメラ本体からの映像信号(輝度信号)が入力されるようになっており、A/D変換器40によりデジタル信号に変換された映像信号は、ハイパスフィルタ(HPF)42とバンドパスフィルタ(BPF)48に入力される。   The A / D converter 40 receives a video signal (luminance signal) from the camera body, and the video signal converted into a digital signal by the A / D converter 40 is a high-pass filter (HPF). 42 and a band pass filter (BPF) 48.
ハイパスフィルタ(HPF)42に入力された映像信号は、図3(A)の特性図に示すように遮断周波数fより高域側の高域周波数成分の信号のみが抽出される。そして、HPF42により抽出された信号はゲート回路44に入力される。続いて、撮影範囲(画面)内に設定された所定のAFエリア(例えば画面中央の矩形エリア)内のみの信号がゲート回路44により抽出される。ゲート回路44により抽出されたAFエリア内の信号は、1フィールド分ずつ加算回路46により積算され、その積算値が焦点評価値としてCPU54に与えられる。尚、加算回路46からCPU54に与えられる焦点評価値をFV1とする。 Video signal input to the high pass filter (HPF) 42, only the high-frequency component signals of the cutoff frequency f C than the high frequency side as shown in the characteristic diagram of FIG. 3 (A) is extracted. Then, the signal extracted by the HPF 42 is input to the gate circuit 44. Subsequently, the gate circuit 44 extracts a signal only in a predetermined AF area (for example, a rectangular area at the center of the screen) set in the photographing range (screen). The signals in the AF area extracted by the gate circuit 44 are integrated for each field by the adding circuit 46, and the integrated value is given to the CPU 54 as a focus evaluation value. The focus evaluation value given from the adding circuit 46 to the CPU 54 is FV1.
一方、BPF48に入力された映像信号は、図3(B)の特性図に示すように低域側の遮断周波数fCLと高域側の遮断周波数fCHとの間の周波数範囲における周波数成分の信号のみが抽出される。尚、低域側の遮断周波数fCLは、例えば、上記HPF42の遮断周波数fと一致する。 On the other hand, the video signal input to the BPF 48 has a frequency component in the frequency range between the low-frequency cutoff frequency f CL and the high-frequency cutoff frequency f CH as shown in the characteristic diagram of FIG. Only the signal is extracted. Note that the cutoff frequency f CL on the low frequency side matches, for example, the cutoff frequency f C of the HPF 42.
そして、BPF48により抽出された信号はゲート回路50に入力される。続いて、上記ゲート回路44と一致したAFエリア内のみの信号がゲート回路50により抽出される。ゲート回路50により抽出されたAFエリア内の信号は、1フィールド分ずつ加算回路52により算出され、その算出値が焦点評価値としてCPU54に与えられる。尚、加算回路52からCPU54に与えられる焦点評価値をFV2とする。CPU54は、このようにして得られた焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とを焦点評価値情報として上記CPU14に与える。   The signal extracted by the BPF 48 is input to the gate circuit 50. Subsequently, a signal only in the AF area coinciding with the gate circuit 44 is extracted by the gate circuit 50. The signal in the AF area extracted by the gate circuit 50 is calculated for each field by the adder circuit 52, and the calculated value is given to the CPU 54 as a focus evaluation value. The focus evaluation value given from the adding circuit 52 to the CPU 54 is FV2. The CPU 54 gives the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 thus obtained to the CPU 14 as focus evaluation value information.
図4は、上述のようにして得られる焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とを例示して比較した図である。同図において横軸はフォーカスレンズFLの至近端から無限遠端までの位置(フォーカスレンズ位置)を示し、縦軸は、焦点評価値(コントラスト)の大きさを示している。同一被写体に対してフォーカスレンズFLを至近端から無限遠端まで動かしたとすると、焦点評価値FV1は、同図の曲線Aのように変化し、焦点評価値FV2は、同図の曲線Bのように変化する。   FIG. 4 is a diagram illustrating a comparison between the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 obtained as described above. In the figure, the horizontal axis indicates the position (focus lens position) from the closest end to the infinity end of the focus lens FL, and the vertical axis indicates the magnitude of the focus evaluation value (contrast). If the focus lens FL is moved from the closest end to the infinity end for the same subject, the focus evaluation value FV1 changes as shown by the curve A in the figure, and the focus evaluation value FV2 changes from the curve B in the figure. To change.
焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とを比較すると、焦点評価値FV1は、映像信号の周波数成分のうち、焦点評価値FV2よりも高い周波数範囲の信号成分を加算したものであるため、焦点評価値FV1の方が、焦点評価値FV1(及び焦点評価値FV2)が最大となる合焦位置F0付近で大きな値を示すと共に、急峻な変化を示す。一方、合焦位置F0付近以外では、映像信号に含まれる高域周波数の信号成分が少ないため、焦点評価値FV1と焦点評価値FV2との差が殆ど生じない。従って、後述のように焦点評価値FV1と焦点評価値FV2との比の大きさによってフォーカスレンズFLの合焦位置F0からの離れ具合を予測することができ、フォーカスレンズFLを合焦位置に移動させる際の速度をその離れ具合によって適切に制御することができる。   When the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 are compared, the focus evaluation value FV1 is obtained by adding signal components in a frequency range higher than the focus evaluation value FV2 among the frequency components of the video signal. The value FV1 shows a larger value in the vicinity of the in-focus position F0 where the focus evaluation value FV1 (and the focus evaluation value FV2) is maximum, and shows a sharper change. On the other hand, the difference between the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 hardly occurs because there are few high frequency signal components included in the video signal except near the in-focus position F0. Accordingly, as will be described later, the degree of separation of the focus lens FL from the focus position F0 can be predicted based on the ratio of the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2, and the focus lens FL is moved to the focus position. It is possible to appropriately control the speed at the time of the movement depending on the degree of separation.
尚、焦点評価値検出部26は、例えば、撮影レンズ、CPU14、各モータFM、ZM、WM、IM等を備えたレンズ装置に搭載される。   The focus evaluation value detection unit 26 is mounted on a lens device including, for example, a photographing lens, a CPU 14, and motors FM, ZM, WM, IM, and the like.
また、HPF42とBPF48とのフィルタ特性の関係は上述の場合に限らず、HPF42の位置に配置する第1のフィルタ手段の特性よりもBPF48の位置に配置する第2のフィルタ手段の特性の方が、少なくとも高域周波数側に関して抽出する信号成分の周波数範囲が狭くなる特性であればよい。即ち、高域側の周波数成分に対する遮断特性(高域側の遮断周波数)が第1のフィルタ手段と第2のフィルタ手段で相違し、第1のフィルタ手段の方が第2のフィルタ手段よりも高域側の遮断周波数が高くなるような関係であればよい。   Further, the relationship between the filter characteristics of the HPF 42 and the BPF 48 is not limited to the above case, but the characteristics of the second filter means arranged at the position of the BPF 48 are more than the characteristics of the first filter means arranged at the position of the HPF 42. Any characteristic that narrows the frequency range of the signal component to be extracted at least on the high frequency side may be used. That is, the cut-off characteristic (high-band cut-off frequency) with respect to the high-frequency component is different between the first filter means and the second filter means, and the first filter means is more than the second filter means. Any relationship that increases the cutoff frequency on the high frequency side may be used.
また、上記焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とを取得するための焦点評価値検出部26の構成は図2に示した構成に限らない。例えば、図5のように構成することもできる。尚、図2と同一又は類似の作用の処理部には同一符号を付し、その説明を省略する。図5において、上記焦点評価値FV1を取得するための構成は図2と等しく、A/D変換器40、HPF42、ゲート回路44、及び、加算回路46により焦点評価値FV1が求められ、CPU54に与えられる。   Further, the configuration of the focus evaluation value detection unit 26 for acquiring the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, it can also be configured as shown in FIG. Note that the same reference numerals are given to the processing units having the same or similar functions as those in FIG. 2, and description thereof will be omitted. In FIG. 5, the configuration for obtaining the focus evaluation value FV1 is the same as that in FIG. 2, and the focus evaluation value FV1 is obtained by the A / D converter 40, HPF 42, gate circuit 44, and adder circuit 46. Given.
一方、焦点評価値FV2は、ローパスフィルタ(LPF)60と加算回路52によって求められる。即ち、映像信号の周波数成分のうちHPF42によって遮断周波数f(fCL)よりも高域側の周波数範囲の信号成分であって、上記ゲート回路44で抽出されたAFエリア内の映像信号を、LPF60に取り込み、図3(B)の遮断周波数fCHと同じ周波数を遮断周波数とする特性のLPF60によってその映像信号から遮断周波数fCHよりも低域側の周波数範囲の信号成分のみを抽出する。そして、LPF60によって抽出された信号を加算回路52によって加算する。これによって焦点評価値FV2が求められ、CPU54に与えられる。 On the other hand, the focus evaluation value FV2 is obtained by a low-pass filter (LPF) 60 and an adding circuit 52. That is, among the frequency components of the video signal, the signal component in the frequency range higher than the cutoff frequency f C (f CL ) by the HPF 42, and the video signal in the AF area extracted by the gate circuit 44, uptake LPF 60, extracts only the signal component of the frequency range of the low frequency side than the cutoff frequency f CH from the video signal by the LPF 60 of the cut-off frequency f CH and characteristics to the same frequency cut-off frequency of FIG. 3 (B). Then, the signals extracted by the LPF 60 are added by the adding circuit 52. Thereby, the focus evaluation value FV2 is obtained and given to the CPU.
これによれば、HPFやBPFは回路又はソフトのサイズが大きいためBPFを使用せずにHPFのみとすることによって回路又はソフトのサイズを小さくすることができる。   According to this, since the size of the circuit or software of the HPF or BPF is large, the size of the circuit or software can be reduced by using only the HPF without using the BPF.
CPU14は、焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とをCPU54から取得することによって次のようにAFの処理を実行する。図6は、CPU14の処理手順を示したフローチャートである。CPU14は、処理を開始すると、まず、所要の初期設定を行った後(ステップS10)、AF以外の処理を実行する(ステップS12)。続いて、AFスイッチS1がオンか否かを判定する(ステップS14)。NOと判定した場合にはステップS12の処理に戻る。   The CPU 14 acquires the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 from the CPU 54, and executes AF processing as follows. FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the CPU 14. When starting the processing, the CPU 14 first performs necessary initial settings (step S10), and then executes processing other than AF (step S12). Subsequently, it is determined whether or not the AF switch S1 is on (step S14). When it determines with NO, it returns to the process of step S12.
一方、ステップS14においてYESと判定した場合には、次にフォーカスレンズFLを現在位置(初期位置)に対して至近方向と無限遠方向に微小量振動(ワブリング)させ、その間の焦点評価値FV1とFV2を焦点評価値検出部26から複数回取り込む(ステップS16)。   On the other hand, if YES is determined in step S14, the focus lens FL is then vibrated by a minute amount in the closest direction and the infinity direction with respect to the current position (initial position). FV2 is fetched from the focus evaluation value detection unit 26 a plurality of times (step S16).
次に、上記ワブリングの間に取得した焦点評価値FV1に基づいて、合焦位置(図4のF0)が至近方向か否かを判定する(ステップS18)。例えば、ワブリング中にフォーカスレンズFLを初期位置に対して至近側に移動させた位置で得た焦点評価値FV1の方が、初期位置に対して無限遠側に移動させた位置で得た焦点評価値FV1よりも一定値以上大きい場合には合焦位置は至近方向と判定する。このステップS18の判定処理においてYESと判定した場合にはフォーカスレンズFLの移動方向を至近方向に設定する(ステップS20)。そして、ステップS22に移行し、このステップS22の処理において、詳細を後述するように焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とに基づいてフォーカスレンズFLの移動速度又は移動量を設定し、その移動速度又は移動量でフォーカスレンズFLをステップS20で設定した移動方向に移動させる。ステップS22の処理を行うと、ステップS12に戻る。   Next, based on the focus evaluation value FV1 acquired during the wobbling, it is determined whether or not the in-focus position (F0 in FIG. 4) is in the closest direction (step S18). For example, the focus evaluation value FV1 obtained at the position where the focus lens FL is moved closer to the initial position during wobbling is the focus evaluation obtained at the position moved toward infinity with respect to the initial position. When the value is larger than the value FV1 by a certain value or more, the in-focus position is determined as the closest direction. If YES is determined in the determination process of step S18, the moving direction of the focus lens FL is set to the closest direction (step S20). Then, the process proceeds to step S22. In the process of step S22, the moving speed or moving amount of the focus lens FL is set based on the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2, as will be described in detail later, and the moving speed is set. Alternatively, the focus lens FL is moved in the movement direction set in step S20 by the movement amount. When the process of step S22 is performed, the process returns to step S12.
一方、ステップS18においてNOと判定した場合、CPU14は、上記ワブリングの間に取得した焦点評価値FV1に基づいて、合焦位置が無限遠方向か否かを判定する(ステップS24)。例えば、ワブリング中にフォーカスレンズFLを初期位置に対して無限遠側に移動させた位置で得た焦点評価値FV1の方が、初期位置に対して至近側に移動させた位置で得た焦点評価値FV1よりも一定値以上大きい場合には合焦点は無限遠方向と判定する。このステップS24の判定処理においてYESと判定した場合にはフォーカスレンズFLの移動方向を無限遠方向に設定する(ステップS26)。そして、ステップS22に移行し、このステップS22の処理において、詳細を後述するように焦点評価値FV1と焦点評価値FV2とに基づいてフォーカスレンズFLの移動速度又は移動量を設定し、その移動速度又は移動量でフォーカスレンズFLをステップS26で設定した移動方向に移動させる。ステップS22の処理を行うと、ステップS12に戻る。   On the other hand, if NO is determined in step S18, the CPU 14 determines whether or not the in-focus position is in the infinity direction based on the focus evaluation value FV1 acquired during the wobbling (step S24). For example, during the wobbling, the focus evaluation value FV1 obtained at the position where the focus lens FL is moved to the infinity side with respect to the initial position is the focus evaluation obtained at the position where the focus lens FL is moved closer to the initial position. When the value is larger than the value FV1 by a certain value or more, the focal point is determined to be in the direction of infinity. If YES is determined in the determination process of step S24, the moving direction of the focus lens FL is set to the infinity direction (step S26). Then, the process proceeds to step S22. In the process of step S22, the moving speed or moving amount of the focus lens FL is set based on the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2, as will be described in detail later, and the moving speed is set. Alternatively, the focus lens FL is moved in the movement direction set in step S26 by the movement amount. When the process of step S22 is performed, the process returns to step S12.
更に、ステップS24においてNOと判定した場合、CPU14は、上記ワブリングの間に取得した焦点評価値FV1に基づいて、フォーカスレンズFLの現在位置(初期位置)が合焦位置か否かを判定する(ステップS28)。例えば、ワブリング中にフォーカスレンズFLを初期位置よりも無限遠側に移動させた位置で得た焦点評価値FV1と、初期位置よりも至近側に移動させた位置で得た焦点評価値FV1との差が一定値よりも小さく、それらの位置で得た焦点評価値FV1が初期位置で得た焦点評価値FV1よりも小さい場合には合焦点と判定する。   Further, when it is determined NO in step S24, the CPU 14 determines whether or not the current position (initial position) of the focus lens FL is an in-focus position based on the focus evaluation value FV1 acquired during the wobbling ( Step S28). For example, a focus evaluation value FV1 obtained at a position where the focus lens FL is moved to infinity from the initial position during wobbling, and a focus evaluation value FV1 obtained at a position moved closer to the initial position than the initial position. When the difference is smaller than a certain value and the focus evaluation value FV1 obtained at those positions is smaller than the focus evaluation value FV1 obtained at the initial position, it is determined that the focus is achieved.
もし、このステップS28の判定処理においてYESと判定した場合には、フォーカスレンズFLを移動させることなく、ステップS12に戻る。   If YES is determined in the determination process in step S28, the process returns to step S12 without moving the focus lens FL.
一方、ステップS28の判定処理においてNOと判定した場合、即ち、フォーカスレンズFLの現在位置が合焦位置ではなく、また、合焦位置の方向も判定不能な場合(合焦位置より大きく離れている場合)には、ステップS24の判定処理においてNOと判定した場合と同様に、フォーカスレンズFLの移動方向を無限遠方向に設定すると共に(ステップS26)、フォーカスレンズFLの移動速度又は移動量を以下に詳説する方法で設定し(ステップS22)、その移動速度又は移動量でフォーカスレンズFLを移動させる。そして、ステップS12に戻る。   On the other hand, if NO is determined in the determination process in step S28, that is, if the current position of the focus lens FL is not the in-focus position and the direction of the in-focus position cannot be determined (the distance is far from the in-focus position). In the case), the movement direction of the focus lens FL is set to the infinity direction (step S26), and the movement speed or movement amount of the focus lens FL is set as follows, similarly to the case where NO is determined in the determination process of step S24. (Step S22), and the focus lens FL is moved at the moving speed or moving amount. Then, the process returns to step S12.
続いて上記ステップS22の処理について説明すると、CPU14は、ステップS16で得た最新の焦点評価値FV1と焦点評価値FV2を用い、フォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Xを次式、
X=FV2/FV1+k
により求める。但し、kは所定の定数である。これによれば、焦点評価値FV1と焦点評価値FV2の比(FV1/FV2)が最も大きくなる合焦位置F0に近くなる程、フォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Vが小さくなる。逆に合焦位置より離れるほど、フォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Vが大きくなる。従って、フォーカスレンズFLの移動速度又は移動量を合焦位置からの離れ具合によって適切に設定することができると共に、フォーカスレンズFLの現在位置が合焦位置から離れている場合にはできるだけ高速でフォーカスレンズFLを移動させて合焦までの時間の短縮を図ることができ、また、合焦位置付近ではフォーカスレンズFLを適切に減速させて合焦位置で確実に停止させることができるようになる。
Next, the processing in step S22 will be described. The CPU 14 uses the latest focus evaluation value FV1 and focus evaluation value FV2 obtained in step S16, and calculates the movement speed or movement amount X of the focus lens FL as follows:
X = FV2 / FV1 + k
Ask for. However, k is a predetermined constant. According to this, the moving speed or the moving amount V of the focus lens FL decreases as the ratio (FV1 / FV2) between the focus evaluation value FV1 and the focus evaluation value FV2 becomes closer to the in-focus position F0. Conversely, the further away from the in-focus position, the greater the moving speed or moving amount V of the focus lens FL. Accordingly, the moving speed or moving amount of the focus lens FL can be set appropriately depending on the distance from the in-focus position, and when the current position of the focus lens FL is away from the in-focus position, the focus can be made as fast as possible. By moving the lens FL, the time until focusing can be shortened, and the focus lens FL can be appropriately decelerated in the vicinity of the in-focus position, and can be reliably stopped at the in-focus position.
尚、このステップS22の処理によってフォーカスレンズFLの移動速度を設定する場合、次にステップS16のワブリングを行うまでの期間でのフォーカスレンズFLの移動速度を示している。一方、このステップS22の処理によってフォーカスレンズFLの移動量を設定する場合、次にステップS16のワブリングを行うまでの期間でのフォーカスレンズFLの移動量を示し、ステップS16のワブリングが略一定期間ごとに行われることから移動量が小さければ移動速度は小さく、移動量が大きければ移動速度が大きいことを示している。従って、移動速度を設定することと移動量を設定することとは実質的に同等であり、いずれを設定してもよい。   When the moving speed of the focus lens FL is set by the process in step S22, the moving speed of the focus lens FL in the period until the next wobbling in step S16 is shown. On the other hand, when the moving amount of the focus lens FL is set by the process of step S22, the moving amount of the focus lens FL in the period until the next wobbling of step S16 is shown, and the wobbling of step S16 is performed at substantially constant intervals. Therefore, if the movement amount is small, the movement speed is low, and if the movement amount is large, the movement speed is high. Therefore, setting the moving speed is substantially equivalent to setting the moving amount, and any of them may be set.
以上、上記実施の形態(第1の実施の形態)では、一般的なコントラスト方式のAFにおいて本発明を適用した場合について説明したが、次に、本発明をいわゆる光路長差方式のAFに適用した場合の第2の実施の形態について説明する。図7は、本発明が適用される光路長差方式のAFを採用したレンズシステムの構成を示したブロック図である。同図のレンズシステムは、例えば放送用テレビカメラのカメラ本体114(カメラヘッド)にマウントによって装着される撮影レンズ110(光学系)と、撮影レンズ110を制御する制御系112とから構成されている。尚、撮影レンズ110と制御系112とは一部を除いて一体化されたレンズ装置として構成されている場合や、撮影レンズ110と制御系112とが別体の装置として構成される場合等のようにシステムを構成する装置の形態はどのようなものでもよい。   In the above embodiment (first embodiment), the case where the present invention is applied to a general contrast AF has been described. Next, the present invention is applied to a so-called optical path length difference AF. A second embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a lens system employing an optical path length difference type AF to which the present invention is applied. The lens system shown in FIG. 1 is composed of, for example, a photographing lens 110 (optical system) mounted on a camera body 114 (camera head) of a broadcast television camera by a mount, and a control system 112 that controls the photographing lens 110. . The photographing lens 110 and the control system 112 are configured as an integrated lens device except for a part thereof, or the photographing lens 110 and the control system 112 are configured as separate devices. Thus, any form of apparatus may be used.
撮影レンズ110には、光軸Oに沿った本線光路においてフォーカスレンズ(群)FL、ズームレンズ(群)ZL、絞りI、前側リレーレンズ(群)RA及び後側リレーレンズ(群)RBからなるリレーレンズ(リレー光学系)等が順に配置されている。フォーカスレンズFLやズームレンズZLは光軸方向に移動可能なレンズ群であり、フォーカスレンズFLが移動するとピント位置(被写体距離)が変化し、ズームレンズZLが移動すると、像倍率(焦点距離)が変化するようになっている。絞りIは開閉動作し、絞りIの開閉度によって像の明るさが変化する。   The taking lens 110 includes a focus lens (group) FL, a zoom lens (group) ZL, an aperture I, a front relay lens (group) RA, and a rear relay lens (group) RB in the main optical path along the optical axis O. A relay lens (relay optical system) and the like are sequentially arranged. The focus lens FL and the zoom lens ZL are groups of lenses that can move in the optical axis direction. When the focus lens FL moves, the focus position (subject distance) changes, and when the zoom lens ZL moves, the image magnification (focal length) changes. It is going to change. The aperture I opens and closes, and the brightness of the image changes depending on the degree of opening and closing of the aperture I.
撮影レンズ110に入射してこれらの本線光路の光学系を通過した被写体光はカメラ本体114に入射する。カメラ本体114には、撮影レンズ110から入射した被写体光を赤(R)、緑(G)、青(B)の3色の波長に分解する色分解光学系124と、色分解された各色の被写体光の像を撮像するR、G、Bごとの映像用撮像素子(例えばCCD)が配置されている。尚、光学的に等価な光路長の位置に配置されたR、G、Bの映像用撮像素子を同図に示すように1つの映像用撮像素子126で表すものとする。映像用撮像素子126の撮像面に入射した被写体光は、映像用撮像素子126によって光電変換されてカメラ本体114内の所定の信号処理回路によって記録又は再生用の映像信号が生成される。   The subject light that has entered the photographing lens 110 and passed through the optical system of these main light paths enters the camera body 114. The camera main body 114 includes a color separation optical system 124 that separates subject light incident from the photographing lens 110 into three wavelengths of red (R), green (G), and blue (B), and color separation of each color. An image pickup device for video (for example, a CCD) for each of R, G, and B that picks up an image of subject light is disposed. Note that the R, G, and B image pickup elements arranged at the positions of optically equivalent optical path lengths are represented by one image pickup element 126 as shown in FIG. The subject light incident on the imaging surface of the image pickup device 126 is photoelectrically converted by the image pickup device 126 and a video signal for recording or reproduction is generated by a predetermined signal processing circuit in the camera body 114.
一方、撮影レンズ110のリレー光学系の前側リレーレンズRAと後側リレーレンズRBとの間には光分割光学系116が配置されている。光分割光学系116は、第1プリズム116Aと第2プリズム116Bとから構成されており、第1プリズム116Aと第2プリズム116Bとが接合する部分にハーフミラー面116Mが形成されている。このハーフミラー面116Mによって撮影レンズ110の本線光路からAF用光路が分岐される。   On the other hand, a light splitting optical system 116 is disposed between the front relay lens RA and the rear relay lens RB of the relay optical system of the photographing lens 110. The light splitting optical system 116 includes a first prism 116A and a second prism 116B, and a half mirror surface 116M is formed at a portion where the first prism 116A and the second prism 116B are joined. The AF optical path is branched from the main optical path of the photographing lens 110 by the half mirror surface 116M.
撮影レンズ110に入射した被写体光のうち、光分割光学系116のハーフミラー面116Mを透過した被写体光は、本線用の被写体光としてそのまま光軸Oに沿った本線光路を通過してカメラ本体114へと導かれる。一方、光分割光学系16のハーフミラー面116Mで反射した被写体光は、AF用の被写体光として上記光軸Oに略垂直な光軸O′に沿ったAF用光路へと導かれる。尚、ハーフミラー116に入射した入射光に対してハーフミラー面116Mで分割される透過光と反射光の光量比は必ずしも等価(1対1)ではなく、例えばAF用の被写体光となる反射光の光量の方が透過光よりも少ない。   Of the subject light incident on the photographing lens 110, the subject light transmitted through the half mirror surface 116M of the light splitting optical system 116 passes through the main light path along the optical axis O as it is as the main subject light and passes through the main body optical path 114. Led to. On the other hand, the subject light reflected by the half mirror surface 116M of the light splitting optical system 16 is guided to the AF optical path along the optical axis O ′ substantially perpendicular to the optical axis O as AF subject light. It should be noted that the ratio of the amount of transmitted light and reflected light divided by the half mirror surface 116M with respect to incident light incident on the half mirror 116 is not necessarily equivalent (one to one). For example, reflected light that becomes subject light for AF. The amount of light is less than the transmitted light.
AF用光路には、上記後側リレーレンズRBと同等のリレーレンズ(群)118、第1プリズム120A及び第2プリズム120Bからなる光分割光学系120、AF用撮像素子122A、122B等が配置されている。   In the AF optical path, a relay lens (group) 118 equivalent to the rear relay lens RB, a light splitting optical system 120 including a first prism 120A and a second prism 120B, AF imaging elements 122A and 122B, and the like are arranged. ing.
上記光分割光学系116で分割されてAF用光路へと導かれた被写体光は、リレーレンズ118を通過した後、光分割光学系120に入射する。   The subject light split by the light splitting optical system 116 and guided to the AF optical path passes through the relay lens 118 and then enters the light splitting optical system 120.
光分割光学系120に入射した被写体光は、第1プリズム120Aと第2プリズム120Bとが接合する部分のハーフミラー面120Mで光量が等価な2つの被写体光に分割され、ハーフミラー面120Mで反射した被写体光は、一方のAF用撮像素子122Aの撮像面に入射し、ハーフミラー面120Mを透過した被写体光は他方のAF用撮像素子122Bの撮像面に入射する。   The subject light incident on the light splitting optical system 120 is split into two subject lights having the same amount of light by the half mirror surface 120M where the first prism 120A and the second prism 120B are joined, and is reflected by the half mirror surface 120M. The subject light thus incident enters the imaging surface of one AF imaging element 122A, and the subject light transmitted through the half mirror surface 120M enters the imaging surface of the other AF imaging element 122B.
図8は、カメラ本体114の映像用撮像素子126とAF用撮像素子122A、122Bとを同一の光軸上に表した図である。同図に示すように、一方のAF用撮像素子122Aに入射する被写体光の光路長は、他方のAF用撮像素子122B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126の撮像面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、1対のAF用撮像素子122A、122B(の撮像面)は、それぞれ映像用撮像素子126の撮像面に対して前後等距離dの位置となるように配置されている。   FIG. 8 is a diagram showing the image pickup device 126 for video and the AF image pickup devices 122A and 122B of the camera body 114 on the same optical axis. As shown in the figure, the optical path length of the subject light incident on one AF image sensor 122A is set shorter than the optical path length of the subject light incident on the other AF image sensor 122B. The optical path length of subject light incident on the imaging surface is set to be an intermediate length. That is, the pair of AF imaging elements 122A and 122B (imaging surfaces thereof) are arranged so as to be positioned at an equal distance d in the front-rear direction with respect to the imaging surface of the imaging element 126 for video.
このように撮影レンズ110に配置された1対のAF用撮像素子122A、122Bによって、撮影レンズ110に入射した被写体光を映像用撮像素子126の撮像面に対して前後の等距離の位置の撮像面で撮像した場合と等価な映像信号が得られるようになっている。尚、AF用撮像素子122A、122Bは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AF用撮像素子122A、122Bから白黒の映像信号(輝度信号)が取得されるものとする。   The pair of AF imaging elements 122A and 122B arranged on the photographing lens 110 in this manner captures subject light incident on the photographing lens 110 at positions at equal distances before and after the imaging surface of the video imaging element 126. A video signal equivalent to that obtained by imaging on the screen can be obtained. Note that the AF imaging elements 122A and 122B do not need to capture color images, and in the present embodiment, monochrome image signals (luminance signals) are acquired from the AF imaging elements 122A and 122B. .
撮影レンズ110のフォーカスレンズFLは図7の制御系112によって電動で制御される。フォーカスレンズFLにはフォーカス用モータFM及びフォーカス用ポテンショメータFPが連結されており、モータFMの回転速度等を制御系112の制御部130によって制御すると共に、ポテンショメータFPによって検出されるフォーカスレンズFLの位置情報を制御部130に与えることによって、フォーカスレンズFLの位置や動作速度等を制御部130が制御する構成となっている。尚、ズームレンズZLや絞りI等の可動の光学部材の制御も制御部130によって同様に制御されるが説明を省略する。また、制御部130の構成の詳細は省略する。   The focus lens FL of the photographing lens 110 is electrically controlled by the control system 112 in FIG. A focus motor FM and a focus potentiometer FP are connected to the focus lens FL. The rotational speed of the motor FM is controlled by the control unit 130 of the control system 112, and the position of the focus lens FL detected by the potentiometer FP. By providing information to the control unit 130, the control unit 130 controls the position, operating speed, and the like of the focus lens FL. Control of movable optical members such as the zoom lens ZL and the diaphragm I is similarly controlled by the control unit 130, but the description thereof is omitted. Details of the configuration of the control unit 130 are omitted.
AFモードでのフォーカスレンズFLの制御において、制御部130は焦点評価値検出部132から焦点評価値情報を取得し、その焦点評価値情報に基づいてフォーカスレンズFLを制御して、被写体に自動でピントを合わせる。尚、MFモードについての説明は省略する。   In the control of the focus lens FL in the AF mode, the control unit 130 acquires focus evaluation value information from the focus evaluation value detection unit 132, controls the focus lens FL based on the focus evaluation value information, and automatically applies to the subject. Adjust the focus. A description of the MF mode is omitted.
AFモードの制御について詳説すると、制御部130はAF用撮像素子122A、122Bによって撮影された被写体画像に関する焦点評価値情報を焦点評価値検出部132から取得する。図9は、焦点評価値検出部132の構成を示したブロック図である。図8で示したように映像用撮像素子126の撮像面に対して光学的に前後等距離の位置に撮像面が配置された1対のAF用撮像素子122A、122BではAF用光路を通過してAF用撮像素子122A、122Bの各撮像面に結像された被写体画像がフィールド周期で電気信号に変換され、映像信号として出力されている。そして、それらの映像信号は焦点評価値検出部132に入力されるようになっている。尚、AF用撮像素子122Aから得られる映像信号をchAの映像信号といい、AF用撮像素子122Bから得られる映像信号をchBの映像信号という。   The control in the AF mode will be described in detail. The control unit 130 acquires focus evaluation value information regarding the subject image captured by the AF imaging elements 122A and 122B from the focus evaluation value detection unit 132. FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of the focus evaluation value detection unit 132. As shown in FIG. 8, the pair of AF image sensors 122A and 122B in which the image pickup surface is optically equidistant from the image pickup surface of the image pickup device 126 passes through the AF optical path. The subject images formed on the respective imaging surfaces of the AF imaging elements 122A and 122B are converted into electrical signals in the field period and output as video signals. These video signals are input to the focus evaluation value detection unit 132. The video signal obtained from the AF image sensor 122A is referred to as a chA video signal, and the video signal obtained from the AF image sensor 122B is referred to as a chB video signal.
焦点評価値検出部132は、chAの映像信号を処理するためのA/D変換器150A、ハイパスフィルタ(HPF)152A、ゲート回路154A、160A、加算回路156A、162A、バンドパスフィルタ(BPF)158Aと、chBの映像信号を処理するためのA/D変換器150B、ハイパスフィルタ(HPF)152B、ゲート回路154B、加算回路156Bとから構成されている。   The focus evaluation value detection unit 132 includes an A / D converter 150A for processing a chA video signal, a high-pass filter (HPF) 152A, gate circuits 154A and 160A, adder circuits 156A and 162A, and a band-pass filter (BPF) 158A. And an A / D converter 150B for processing a chB video signal, a high-pass filter (HPF) 152B, a gate circuit 154B, and an adder circuit 156B.
chAの映像信号を処理するためのA/D変換器150A、ハイパスフィルタ(HPF)152A、ゲート回路154A、160A、加算回路156A、162A、バンドパスフィルタ(BPF)158Aは、それぞれ図2で示した焦点評価値検出部26のA/D変換器40、ハイパスフィルタ(HPF)42、ゲート回路44、50、加算回路46、52、バンドパスフィルタ(BPF)48と同一作用の構成部であり、chBの映像信号を処理するためのA/D変換器150B、ハイパスフィルタ(HPF)152B、ゲート回路154B、加算回路156Bは、それぞれ図2に示した焦点評価値検出部26のA/D変換器40、ハイパスフィルタ(HPF)42、ゲート回路44、加算回路46と同一作用の構成部であり、各構成部の説明は省略する。   The A / D converter 150A, the high-pass filter (HPF) 152A, the gate circuits 154A and 160A, the adder circuits 156A and 162A, and the band-pass filter (BPF) 158A for processing the chA video signal are shown in FIG. It is a component having the same function as the A / D converter 40, the high pass filter (HPF) 42, the gate circuits 44 and 50, the adder circuits 46 and 52, and the band pass filter (BPF) 48 of the focus evaluation value detection unit 26, and chB The A / D converter 150B, the high-pass filter (HPF) 152B, the gate circuit 154B, and the adder circuit 156B for processing the video signal are respectively the A / D converter 40 of the focus evaluation value detection unit 26 shown in FIG. , A high-pass filter (HPF) 42, a gate circuit 44, and an adder circuit 46. Akira will be omitted.
これらの構成部によって、加算回路156AからCPU164には、図3(A)と同様の特性のHPF152Aを通過した映像信号により求められたchAの焦点評価値FVA1が与えられ、加算回路162AからCPU164には、図3(B)と同様の特性のBPF158Aを通過した映像信号により求められたchAの焦点評価値FVA2が与えられる。即ち、chAの焦点評価値FVA1は、図2における焦点評価値FV1に相当し、chAの焦点評価値FVA2は、図2における焦点評価値FV2に相当する。尚、chAの焦点評価値FVA2は、図5のLPF60及び加算回路52と同様の構成によって求めるようにしてもよい。   With these components, the adder circuit 156A gives the CPU 164 the focus evaluation value FVA1 of chA obtained from the video signal that has passed through the HPF 152A having the same characteristics as in FIG. 3A, and the adder circuit 162A gives the CPU 164 Is given the focus evaluation value FVA2 of chA obtained from the video signal that has passed through the BPF 158A having the same characteristics as in FIG. That is, the chA focus evaluation value FVA1 corresponds to the focus evaluation value FV1 in FIG. 2, and the chA focus evaluation value FVA2 corresponds to the focus evaluation value FV2 in FIG. The chA focus evaluation value FVA2 may be obtained by the same configuration as the LPF 60 and the adder circuit 52 of FIG.
また、加算回路156BからCPU164には、図3(A)の特性のHPF152を通過した映像信号により求められたchBの焦点評価値FVBが与えられる。   Further, the focus evaluation value FVB of chB obtained from the video signal that has passed through the HPF 152 having the characteristics shown in FIG. 3A is given from the adding circuit 156B to the CPU 164.
CPU164は、このようにして取得したchAの焦点評価値FVA1、FVA2と、chBの焦点評価値FVBとを焦点評価値情報として制御部130に与える。   The CPU 164 gives the focus evaluation values FVA1 and FVA2 of chA and the focus evaluation value FVB of chB acquired as described above to the control unit 130 as focus evaluation value information.
制御部130は、焦点評価値検出部132から取得した焦点評価値に基づいて映像用撮像素子26に対する撮影レンズ10のピント状態を検出する。ピント状態の検出は、次のような原理で行われる。図10は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズFLの位置(フォーカスレンズ位置)、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レンズ位置と焦点評価値との関係を例示した図である。図中実線で示す曲線A1、Bは、それぞれchA、chBの映像信号から得られるchAの焦点評価値FVA1とchBの焦点評価値FVBをフォーカスレンズ位置に対して示しており、図中実線で示す曲線A2は、chAの映像信号から得られるchAの焦点評価値FVA2を示している。また、図中点線で示す曲線Cは、映像用撮像素子126から得られた映像信号により焦点評価値を求めたと仮定した場合の焦点評価値をフォーカスレンズ位置に対して示している。   The control unit 130 detects the focus state of the photographic lens 10 with respect to the image pickup device 26 based on the focus evaluation value acquired from the focus evaluation value detection unit 132. The focus state is detected based on the following principle. FIG. 10 illustrates the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value when a certain subject is photographed, with the horizontal axis indicating the position of the focus lens FL (focus lens position) and the vertical axis indicating the focus evaluation value. FIG. Curves A1 and B indicated by solid lines in the figure indicate chA focus evaluation values FVA1 and chB focus evaluation values FVB obtained from the chA and chB video signals, respectively, with respect to the focus lens position, and are indicated by solid lines in the figure. A curve A2 represents the chA focus evaluation value FVA2 obtained from the chA video signal. A curved line C indicated by a dotted line in the figure indicates the focus evaluation value with respect to the focus lens position when it is assumed that the focus evaluation value is obtained from the video signal obtained from the video image sensor 126.
同図において、ピント状態が合焦となるのは、曲線Cで示す映像用撮像素子126の焦点評価値が最大(極大)となるときの位置F0にフォーカスレンズFLが設定された場合である。もし、撮影レンズ110のフォーカスレンズFLがその合焦位置F0よりも至近側の位置F1に設定されている場合には、chAの焦点評価値FVA1は、フォーカスレンズ位置F1に対応する曲線A1の値VA1となり、chBの焦点評価値FVBは、フォーカスレンズ位置F1に対応する曲線Bの値VB1となる。この場合、図から分かるようにchAの焦点評価値VA1の方が、chBの焦点評価値VB1よりも大きくなる。このことから、chAの焦点評価値VA1の方が、chBの焦点評価値VB1よりも大きい場合には、フォーカスレンズFLが合焦位置F0よりも至近側に設定されている状態、すなわち、前ピンの状態であることが分かる。 In the figure, the focus state is in focus when the focus lens FL is set at the position F0 when the focus evaluation value of the image pickup device 126 for video indicated by the curve C is maximized (maximum). If the focus lens FL of the photographing lens 110 is set at a position F1 closer to the focus position F0, the chA focus evaluation value FVA1 is the value of the curve A1 corresponding to the focus lens position F1. V A1, and the focus evaluation value FVB of chB takes a value V B1 of the curve B corresponding to the focus lens position F1. In this case, as can be seen from the figure, the chA focus evaluation value V A1 is larger than the chB focus evaluation value V B1 . From this, when the focus evaluation value V A1 of chA is larger than the focus evaluation value V B1 of chB, the focus lens FL is set closer to the in-focus position F0, that is, It turns out that it is in the state of a front pin.
一方、フォーカスレンズFLが合焦位置F0よりも無限遠側の位置F2に設定されている場合には、chAの焦点評価値FVA1は、フォーカスレンズ位置F2に対応する曲線A1の値VA2となり、chBの焦点評価値FVBは、フォーカスレンズ位置F2に対応する曲線Bの値VB2となる。この場合、chAの焦点評価値VA2の方が、chBの焦点評価値VB2よりも小さくなる。このことから、chAの焦点評価値VA2の方が、chBの焦点評価値VB2よりも小さい場合には、フォーカスレンズFLが合焦位置F0よりも無限遠側に設定されている状態、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。 On the other hand, when the focus lens FL is set to the position F2 on the infinity side from the focus position F0, the focus evaluation value FVA1 of chA becomes the value V A2 of the curve A1 corresponding to the focus lens position F2. The chB focus evaluation value FVB is the value V B2 of the curve B corresponding to the focus lens position F2. In this case, the chA focus evaluation value V A2 is smaller than the chB focus evaluation value V B2 . From this, when the focus evaluation value V A2 of chA is smaller than the focus evaluation value V B2 of chB, the focus lens FL is set to the infinity side from the focus position F0, that is, It can be seen that this is the state of the rear pin.
これに対して、フォーカスレンズFLが合焦位置F0に設定されている場合には、chAの焦点評価値FVA1は、合焦位置F0に対応する曲線A1の値VA0となり、chBの焦点評価値FVBは、合焦位置F0に対応する曲線Bの値VB0となる。この場合、chAの焦点評価値FVA1(VA0)とchBの焦点評価値FVB(VB0)は等しくなる。このことから、chAの焦点評価値FVA1とchBの焦点評価値FVBとが等しい場合にはフォーカスレンズFLが合焦位置F0に設定されている状態、すなわち、合焦状態であることが分かる。 On the contrary, when the focus lens FL is set to the in-focus position F0, the focus evaluation value of chA FVA1 is next value V A0 of the curve A1 corresponding to the focus position F0, the focus evaluation value of chB FVB is a value V B0 of the curve B corresponding to the in-focus position F0. In this case, the chA focus evaluation value FVA1 (V A0 ) is equal to the chB focus evaluation value FVB (V B0 ). From this, it can be seen that when the focus evaluation value FVA1 of chA and the focus evaluation value FVB of chB are equal, the focus lens FL is in the in-focus position F0, that is, the in-focus state.
制御部130は、このようにchAの焦点評価値FVA1とchBの焦点評価値FVBによって撮影レンズ110の現在のピント状態が映像用撮像素子126に対して前ピン、後ピン、合焦のいずれの状態であるかを検出しながらフォーカスレンズFLを制御する。例えば、chAの焦点評価値FVA1とchBの焦点評価値FVBから検出したピント状態が前ピンの場合にはフォーカスレンズFLを無限遠方向に移動させ、ピント状態が後ピンの場合にはフォーカスレンズFLを至近方向に移動させる。そして、ピント状態が合焦の場合には、フォーカスレンズFLを停止させる。これによって、撮影レンズ110のピント状態が合焦状態となる位置にフォーカスレンズFLが移動して停止する。   In this way, the control unit 130 determines whether the current focus state of the photographic lens 110 is the front pin, the rear pin, or the in-focus state with respect to the image pickup device 126 by the chA focus evaluation value FVA1 and the chB focus evaluation value FVB. The focus lens FL is controlled while detecting whether it is in a state. For example, when the focus state detected from the focus evaluation value FVA1 of chA and the focus evaluation value FVB of chB is the front focus, the focus lens FL is moved in the infinity direction, and when the focus state is the rear focus, the focus lens FL Move in the close direction. When the focus state is in focus, the focus lens FL is stopped. As a result, the focus lens FL moves to a position where the focus state of the photographic lens 110 is in focus and stops.
また、制御部130は、このようにフォーカスレンズFLを合焦位置に移動させる際に、chAの焦点評価値FVA1とchBの焦点評価値FVBとを焦点評価値検出部132から逐次取得してピント状態を逐次検出すると共に、ピント状態を検出してから次にピント状態を検出するまでの期間のフォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Vを、最新のchAの焦点評価値FVA1と、それと同時に取得したchAの焦点評価値FVA2とに基づいて決定する。即ち、上記第1の実施の形態と同様にフォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Xを次式、
X=FVA2/FVA1+k
により求める。但し、kは所定の定数である。これによって、フォーカスレンズFLを合焦位置までの離れ具合に応じてできるだけ高速で移動させることができる。
Further, when the control unit 130 moves the focus lens FL to the in-focus position in this manner, the focus evaluation value FVA1 for chA and the focus evaluation value FVB for chB are sequentially acquired from the focus evaluation value detection unit 132 and focused. The state is sequentially detected, and the movement speed or movement amount V of the focus lens FL from the detection of the focus state to the next detection of the focus state is acquired simultaneously with the latest chA focus evaluation value FVA1. It is determined based on the focus evaluation value FVA2 of chA. That is, as in the first embodiment, the moving speed or moving amount X of the focus lens FL is expressed by the following equation:
X = FVA2 / FVA1 + k
Ask for. However, k is a predetermined constant. As a result, the focus lens FL can be moved as fast as possible in accordance with the distance to the in-focus position.
以上、上記、第1の実施の形態及び第2の実施の形態では、フォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Xを、HPF(図2のHPF42、又は、図9のHPF152A)を通過させて求めた第1の焦点評価値FV1、BPF(図2のBPF48、又は、図9のBPF158A)を通過させて求めた第2の焦点評価値(FV2)との比(FV2/FV1)に基づいて設定するようにしたが、上記実施の形態で示した式に限らない。また、上記比(FV2/FV1)以外の他の条件でフォーカスレンズFLの移動速度又は移動量Xを算出し、その移動速度又は移動量Xに対して上記比(FV2/FV1)により変更を加えるようにしてもよい。   As described above, in the first embodiment and the second embodiment, the movement speed or movement amount X of the focus lens FL is obtained by passing through the HPF (HPF 42 in FIG. 2 or HPF 152A in FIG. 9). Set based on a ratio (FV2 / FV1) to the second focus evaluation value (FV2) obtained by passing the first focus evaluation value FV1 and BPF (BPF48 in FIG. 2 or BPF158A in FIG. 9). Although it did, it is not restricted to the formula shown in the said embodiment. Further, the moving speed or moving amount X of the focus lens FL is calculated under conditions other than the ratio (FV2 / FV1), and the moving speed or moving amount X is changed according to the ratio (FV2 / FV1). You may do it.
図1は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a lens system to which the present invention is applied. 図2は、焦点評価値検出部の構成を示したブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the focus evaluation value detection unit. 図3(A)、(B)は、それぞれ図2のHPF、BPFのフィルタ特性を示した特性図である。3A and 3B are characteristic diagrams showing the filter characteristics of the HPF and BPF in FIG. 2, respectively. 図4は、図3の焦点評価値検出部において検出される焦点評価値FV1とFV2とを例示して比較した図である。FIG. 4 is a diagram illustrating and comparing the focus evaluation values FV1 and FV2 detected by the focus evaluation value detection unit of FIG. 図5は、焦点評価値検出部の他の実施の形態の構成を示したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of another embodiment of the focus evaluation value detection unit. 図6は、CPUの処理手順を示したフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the CPU. 図7は、本発明が適用される光路長差方式のAFを採用したレンズシステムの構成を示したブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of a lens system employing an optical path length difference type AF to which the present invention is applied. 図8は、カメラ本体の映像用撮像素子とAF用撮像素子とを同一の光軸上に表した図である。FIG. 8 is a diagram showing the image pickup device for video and the image pickup device for AF on the same optical axis. 図9は、図7の焦点評価値検出部の構成を示したブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of the focus evaluation value detection unit of FIG. 図10は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズFLの位置(フォーカスレンズ位置)、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レンズ位置と焦点評価値との関係を例示した図である。FIG. 10 illustrates the relationship between the focus lens position and the focus evaluation value when a certain subject is photographed, with the horizontal axis indicating the position of the focus lens FL (focus lens position) and the vertical axis indicating the focus evaluation value. FIG.
符号の説明Explanation of symbols
10…フォーカスデマンド、14、54、164…CPU、13…A/D変換器、16…D/A変換器、26、132…焦点評価値検出部、40、150A、150B…A/D変換器、42、152A、152B…ハイパスフィルタ(HPF)、158A…バンドパスフィルタ(BPF)、44、50、154A、154B、160A…ゲート回路、46、52、156A、156B、162A…加算回路、110…撮影レンズ、112…制御系、122A、122B…AF用撮像素子、130…制御部、S1…AFスイッチ、FL…フォーカスレンズ、ZL…ズームレンズ、I…絞り、FM…フォーカス用モータ、FP…フォーカス用ポテンショメータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Focus demand, 14, 54, 164 ... CPU, 13 ... A / D converter, 16 ... D / A converter, 26, 132 ... Focus evaluation value detection part, 40, 150A, 150B ... A / D converter , 42, 152A, 152B ... high pass filter (HPF), 158A ... band pass filter (BPF), 44, 50, 154A, 154B, 160A ... gate circuit, 46, 52, 156A, 156B, 162A ... adder circuit, 110 ... Shooting lens, 112 ... control system, 122A, 122B ... AF imaging device, 130 ... control unit, S1 ... AF switch, FL ... focus lens, ZL ... zoom lens, I ... stop, FM ... focus motor, FP ... focus Potentiometer

Claims (4)

  1. 被写体画像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により順次撮像された被写体画像の映像信号から高域周波数成分の信号を抽出する第1のフィルタ手段と、該第1のフィルタ手段によって抽出された高域周波数成分の信号に基づいて前記被写体画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第1の焦点評価値検出手段と、該第1の焦点評価値検出手段により検出された焦点評価値に基づいて、前記撮像手段の撮像面に被写体画像を結像する光学系のフォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカス制御手段と、を備えたオートフォーカスシステムにおいて、
    前記映像信号から、前記第1のフィルタ手段によって信号を抽出する周波数範囲よりも少なくとも高域周波数側に狭い周波数範囲の周波数成分の信号を抽出する第2のフィルタと、
    前記第2のフィルタ手段によって抽出された信号に基づいて前記被写体画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第2の焦点評価値検出手段と、
    前記オートフォーカス制御手段により前記フォーカスレンズを合焦位置まで移動させる際に、所定期間ごとに、前記第1の焦点評価値検出手段によって検出された第1の焦点評価値と、前記第2の焦点評価値検出手段によって検出された第2の焦点評価値とを取得すると共に、各期間における前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量を、前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との比に基づいて設定する移動速度設定手段と、
    を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
    An imaging unit that captures a subject image, a first filter unit that extracts a signal of a high-frequency component from a video signal of a subject image sequentially captured by the imaging unit, and a high level extracted by the first filter unit A first focus evaluation value detecting means for detecting a focus evaluation value for evaluating the contrast level of the subject image based on a signal of a local frequency component; and a focus evaluation value detected by the first focus evaluation value detecting means. And an autofocus control means for moving a focus lens of an optical system that forms an image of a subject on the imaging surface of the imaging means to an in-focus position.
    A second filter for extracting, from the video signal, a signal having a frequency component in a frequency range that is narrower at least on the high frequency side than the frequency range in which the signal is extracted by the first filter means;
    Second focus evaluation value detection means for detecting a focus evaluation value for evaluating the contrast level of the subject image based on the signal extracted by the second filter means;
    When the focus lens is moved to the in-focus position by the autofocus control means, the first focus evaluation value detected by the first focus evaluation value detection means and the second focus are detected every predetermined period. The second focus evaluation value detected by the evaluation value detection means is acquired, and the moving speed or the moving amount of the focus lens in each period is determined as the first focus evaluation value and the second focus evaluation value. Moving speed setting means for setting based on the ratio of
    An autofocus system characterized by comprising
  2. 光路長差を有する複数の撮像面によって撮像された各被写体画像の映像信号に基づいて前記被写体画像ごとにコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出すると共に、前記被写体画像ごとに検出された焦点評価値を比較することによって前記被写体画像を結像する光学系のフォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカスシステムにおいて、
    光路長差を有する複数の撮像面によって撮像された各被写体画像の映像信号から高域周波数成分の信号を抽出する第1のフィルタ手段と、該第1のフィルタ手段によって抽出された各高域周波数成分の信号に基づいて前記被写体画像ごとのコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第1の焦点評価値検出手段と、該第1の焦点評価値検出手段により検出された前記被写体画像ごとの焦点評価値を比較することによって前記被写体画像を結像する光学系のフォーカスレンズを合焦位置に移動させるオートフォーカス制御手段と、を備えたオートフォーカスシステムにおいて、
    前記複数の撮像面のうち少なくともいずれか1つの特定の撮像面により撮像された被写体画像の映像信号から、前記第1のフィルタ手段によって信号を抽出する周波数範囲よりも少なくとも高域周波数側に狭い周波数範囲の周波数成分の信号を抽出する第2のフィルタと、
    前記第2のフィルタ手段によって抽出された信号に基づいて前記特定の撮像面により撮像された被写体画像のコントラストの高低を評価する焦点評価値を検出する第2の焦点評価値検出手段と、
    前記オートフォーカス制御手段により前記フォーカスレンズを合焦位置まで移動させる際に、所定期間ごとに、前記第1の焦点評価値検出手段によって検出された第1の焦点評価値と、前記第2の焦点評価値検出手段によって検出された第2の焦点評価値とを取得すると共に、各期間における前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量を、前記第1の焦点評価値と前記第2の焦点評価値との比に基づいて設定する移動速度設定手段と、
    を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
    A focus evaluation value for evaluating the level of contrast for each subject image is detected based on video signals of each subject image captured by a plurality of imaging surfaces having optical path length differences, and the focus detected for each subject image In an autofocus system that moves a focus lens of an optical system that forms the subject image by comparing evaluation values to a focus position,
    First filter means for extracting a signal of a high frequency component from the video signal of each subject image imaged by a plurality of imaging surfaces having optical path length differences, and each high frequency signal extracted by the first filter means First focus evaluation value detecting means for detecting a focus evaluation value for evaluating the level of contrast for each subject image based on a component signal, and for each subject image detected by the first focus evaluation value detecting means Autofocus control means for moving the focus lens of the optical system that forms the subject image to the in-focus position by comparing the focus evaluation values of
    A frequency narrower at least on the high frequency side than a frequency range in which a signal is extracted by the first filter means from a video signal of a subject image captured by at least one specific imaging surface among the plurality of imaging surfaces. A second filter for extracting a signal having a frequency component in the range;
    Second focus evaluation value detection means for detecting a focus evaluation value for evaluating the level of contrast of a subject image captured by the specific imaging surface based on the signal extracted by the second filter means;
    When the focus lens is moved to the in-focus position by the autofocus control means, the first focus evaluation value detected by the first focus evaluation value detection means and the second focus are detected every predetermined period. The second focus evaluation value detected by the evaluation value detection means is acquired, and the moving speed or the moving amount of the focus lens in each period is determined as the first focus evaluation value and the second focus evaluation value. Moving speed setting means for setting based on the ratio of
    An autofocus system characterized by comprising
  3. 前記移動速度設定手段は、前記第1の焦点評価値をFV1、前記第2の焦点評価値をFV2とすると、それらの比FV1/FV2が大きい程、前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量を小さく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。   When the first focus evaluation value is FV1 and the second focus evaluation value is FV2, the moving speed setting means decreases the moving speed or moving amount of the focus lens as the ratio FV1 / FV2 increases. The autofocus system according to claim 1 or 2, characterized in that:
  4. 前記移動速度設定手段は、前記第1の焦点評価値をFV1、前記第2の焦点評価値をFV2、所定の定数をkとして、前記フォーカスレンズの移動速度又は移動量Xを、次式、
    X=FV2/FV1+k
    により算出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。
    The moving speed setting means has the first focus evaluation value as FV1, the second focus evaluation value as FV2, and a predetermined constant as k.
    X = FV2 / FV1 + k
    The autofocus system according to claim 1, wherein the autofocus system is calculated by:
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