JP2006215283A - Imaging apparatus for detecting focus state - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus for detecting a focus state capable of realizing autofocus, for example, by detecting a focus state based on the contrast of a subject image picked up by a plurality of imaging surfaces of an imaging device for detecting a focus state arranged at positions in different optical path length, and capable of easily changing the difference of the optical path length of the imaging surface to the appropriate one in accordance with the range of a focal distance where the kind and the focus state of a photographic lens are to be satisfactorily detected by making a block for changing the difference of the optical path length of the imaging surface of the imaging device for detecting the focus state exchangeable. <P>SOLUTION: By attaching an adapter 30 for detecting a focus state between a camera 10 and the photographic lens 14, the focus state is detected (AF of optical path length difference system). A CCD block 42 of the adapter 30 where the CCDs 64A and 64B are arranged can be changed so that the imaging surface has the desired difference of the optical path length. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はピント情報検出用撮像装置に係り、特に光路長差方式のオートフォーカス(AF)においてピント状態を検出するための映像を撮影するピント状態検出用撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus for focus information detection, and more particularly to an imaging apparatus for focus state detection that captures an image for detecting a focus state in autofocus (AF) of an optical path length difference method.

放送用のテレビカメラ等のビデオカメラで好適なオートフォーカス(AF)として、光路長差方式と称するAF方式が提案されている(例えば特許文献1参照)。この光路長差方式のAFでは、例えば、撮影レンズに入射した被写体光がカメラの撮像素子(映像用撮像素子)へと導かれる本線光路にハーフミラー等の光分割光学系(光分割手段)が配置され、その光分割光学系によって、本線光路の被写体光が、そのまま本線光路を進行する被写体光と本線光路から分岐されたピント状態検出用光路を進行する被写体光に分割される。   As an autofocus (AF) suitable for a video camera such as a television camera for broadcasting, an AF method called an optical path length difference method has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this optical path length difference type AF, for example, a light splitting optical system (light splitting means) such as a half mirror is provided in the main line optical path in which the subject light incident on the photographing lens is guided to the camera image pickup device (image pickup device). The subject light in the main light path is divided into subject light that travels in the main light path and subject light that travels in the focus state detection optical path branched from the main light path.

ピント状態検出用光路には、ピント状態検出用に配置された撮像素子(ピント状態検出用撮像素子)の複数の撮像面が光路長差を有して配置される。例えば、ピント状態検出用光路に被写体光を更に2つに分割する光分割光学系が配置され、その光分割光学系によって分割された各被写体光が進行する各光路にピント状態検出用撮像素子が配置される。そして、それらのピント状態検出用撮像素子の撮像面は、映像用撮像素子の撮像面に対して光路長が等距離分だけ短くなる位置と長くなる位置に配置される。尚、ピント状態検出用撮像素子の光路長差を有する複数の撮像面は、異なる撮像素子によって構成される場合に限らず、同一の撮像素子に光路長差を有するように形成された複数の撮像面によって構成される場合もある。   In the focus state detection optical path, a plurality of image pickup surfaces of an image pickup element (focus state detection image pickup element) arranged for focus state detection are arranged with an optical path length difference. For example, a light-splitting optical system that further divides subject light into two parts is arranged in the focus state detection optical path, and a focus state detection image sensor is provided in each optical path along which each subject light divided by the light-splitting optical system travels. Be placed. Then, the imaging surfaces of the focus state detection imaging elements are arranged at positions where the optical path length is shortened by an equal distance with respect to the imaging surface of the video imaging element and at positions where the imaging path becomes longer. Note that the plurality of imaging surfaces having the optical path length difference of the focus state detection imaging element are not limited to being configured by different imaging elements, and a plurality of imaging images formed so as to have the optical path length difference in the same imaging element. In some cases, it is composed of surfaces.

各ピント状態検出用撮像素子から得られた映像信号(被写体画像)は、所定の信号処理部によって処理され、それらの撮像面で撮像された被写体画像のコントラストの大きさを示す焦点評価値が算出される。各ピント状態検出用撮像素子の撮像面で撮像された被写体画像は、撮像レンズのフォーカスを現在位置に対して至近側と無限遠側に微小に動かした際のカメラの映像用撮像素子によって撮像される被写体画像に等価であるため、それらのコントラストを示す焦点評価値を比較することによって撮影レンズの現在位置でのピント状態(合焦、前ピン、後ピン)が検出される。そのピント状態に基づいて撮影レンズのフォーカスを制御することによって自動でピント合わせが行われる。   The video signal (subject image) obtained from each focus state detection imaging device is processed by a predetermined signal processing unit, and a focus evaluation value indicating the magnitude of the contrast of the subject image captured on the imaging surface is calculated. Is done. The subject image picked up on the image pickup surface of each focus state detection image pickup device is picked up by the image pickup device of the camera when the focus of the image pickup lens is slightly moved to the close side and the infinity side with respect to the current position. Therefore, the focus state (focus, front pin, rear pin) at the current position of the photographic lens is detected by comparing the focus evaluation values indicating the contrast. Focusing is automatically performed by controlling the focus of the photographic lens based on the focus state.

また、特許文献2には、AF機能を搭載していない撮影レンズにおいて、上述のような光路長差方式のAFを可能にするピント状態検出用アダプタが提案されている。これによれば、ピント状態検出用アダプタは、撮影レンズとカメラとの間に装着され、そのアダプタには、本線光路に挿入される上記光分割手段、上記ピント状態検出用光路に配置される光分割手段やピント状態検出用撮像素子等が配置される。   Patent Document 2 proposes a focus state detection adapter that enables the above-described optical path length difference type AF in a photographic lens not equipped with an AF function. According to this, the focus state detection adapter is mounted between the photographing lens and the camera, and the light splitting means inserted into the main line optical path and the light disposed in the focus state detection optical path are attached to the adapter. A dividing unit, an imaging device for detecting a focus state, and the like are arranged.

尚、上述のように検出されるピント状態の情報は、光路長差方式のAFの用途以外にも、ピント情報の表示等の他の用途にも使用可能である。
特開2002−365517号公報 特開2002−296492号公報
The focus state information detected as described above can be used not only for the optical path length difference AF but also for other uses such as displaying focus information.
JP 2002-365517 A JP 2002-296492 A

ところで、ピント状態検出用撮像素子の撮像面の適切な光路長差は、撮影レンズの焦点距離によって異なる。例えば、ある光路長差を有するピント状態検出用撮像素子の2つの撮像面の各々によって撮像される被写体画像は、フォーカスを現在位置に対して至近側と無限遠側とに所定量変位させたときにカメラの映像用撮像素子によって撮像される被写体画像に相当する。そのとき、撮影レンズの焦点距離が小さいほど、そのフォーカスの変位量が大きくなり、撮影レンズの焦点距離が大きいほど、フォーカスの変位量が小さくなる。フォーカスの変位量があまりに大きくなる状況では、至近側と無限遠側での両方の被写体画像のピントが大きくずれているか、又は、少なくとも一方のピントが大きくずれているため、それらの被写体画像のコントラスト(焦点評価値)の有効な比較ができず、ピント状態を検出することができない。逆にフォーカスの変位量があまりに小さくなる状況では、至近側と無限縁側での被写体画像に殆ど差が生じないため、この場合もそれらの被写体画像のコントラスト(焦点評価値)の有効な比較ができず、ピント状態を検出することができない。   By the way, the appropriate optical path length difference of the imaging surface of the focus state detection imaging device varies depending on the focal length of the photographing lens. For example, when the subject image captured by each of the two imaging surfaces of the focus state detection imaging element having a certain optical path length difference is displaced by a predetermined amount from the current position to the near side and the infinity side This corresponds to a subject image captured by a video image sensor of the camera. At that time, the smaller the focal length of the photographing lens, the larger the displacement amount of the focus. The larger the focal length of the photographing lens, the smaller the displacement amount of the focus. In a situation where the amount of focus displacement is too large, the subject images on both the near side and the infinity side are greatly out of focus, or at least one of the focus images is greatly out of focus, so the contrast of those subject images The (focus evaluation value) cannot be compared effectively, and the focus state cannot be detected. Conversely, in situations where the amount of focus displacement is too small, there is almost no difference between the subject images on the near side and the infinite edge side. In this case as well, the contrast (focus evaluation value) of those subject images can be effectively compared. Therefore, the focus state cannot be detected.

従って、ピント状態検出用撮像素子の撮像面の光路長差を固定する場合には、ピント状態を良好に検出することができる焦点距離の範囲があり、撮影レンズの焦点距離が可変な場合には、その全範囲でピント状態を良好に検出することができるような光路長差に設定しておくか、又は、焦点距離の可変範囲が余りに大きく全範囲でピント状態を良好に検出することができない場合にはどの範囲でピント状態を良好に検出できるようにするかによって光路長差を設定しておく必要がある。   Therefore, when the optical path length difference of the imaging surface of the imaging device for focus state detection is fixed, there is a focal length range in which the focus state can be detected well, and the focal length of the photographing lens is variable The optical path length difference is set so that the focus state can be detected well over the entire range, or the focal length variable range is so large that the focus state cannot be detected well over the entire range. In this case, it is necessary to set the optical path length difference depending on which range the focus state can be detected satisfactorily.

しかしながら、特許文献2のようにアダプタによって撮影レンズにAF機能を付加するような場合、アダプタを装着する撮影レンズにおいてピント状態を良好に検出する焦点距離の可変範囲に応じてアダプタ内のピント状態検出用撮像素子の撮像面の光路長差を設定する必要があるため、そのようにして光路長差が設定されたアダプタを使用できる撮影レンズの種類が特定のものに限定されてしまうという問題がある。従って、ユーザは所有する撮影レンズの種類ごと(ピント状態を良好に検出する焦点距離の範囲ごと)にアダプタを用意しなければならず運用コストの負担となる。   However, when the AF function is added to the photographic lens by an adapter as in Patent Document 2, the focus state detection in the adapter is performed according to the variable range of the focal length in the photographic lens to which the adapter is attached. Since it is necessary to set the optical path length difference of the imaging surface of the image pickup device for an image sensor, there is a problem that the types of photographing lenses that can use the adapter in which the optical path length difference is set are limited to specific ones. . Therefore, the user must prepare an adapter for each type of photographing lens owned (for each focal length range in which the focus state can be detected well), resulting in an operational cost burden.

また、アダプタの場合に限らず、撮影レンズに上述のようなピント状態検出用光路やピント状態検出用撮像素子が組み込まれている場合においても、撮影レンズの焦点距離の全可変範囲に対してピント状態を良好に検出することができない場合等には、撮影状況等に応じてピント状態を良好に検出することができる焦点距離の範囲を変更したい場合がある。例えば、ピント状態を良好に検出できる焦点距離の可変範囲を、撮影ごとに使用予定の焦点距離の範囲に合わせて変更したいという場合や、AFを使用する予定の焦点距離の範囲に合わせて変更したいという場合がある。仮に、ズームをテレ側に設定しているときにはAFを使用し、ワイド側に設定しているときにはAFが使用できなくてもマニュアルフォーカスでよいという場合にはズームがテレ側のときの焦点距離に合わせてピント状態検出用撮像素子の撮像面の光路長差を大きくし、逆の場合にはズームがワイド側のときの焦点距離に合わせてピント状態検出撮像素子の撮像面の光路長差を小さくするというような変更が要求される。従来では、このような要求を応えてピント状態検出用撮像素子の撮像面の光路長差を容易に変更することができないという問題があった。   Further, not only in the case of an adapter, but also in the case where the above-described focus state detection optical path and focus state detection image sensor are incorporated in the photographic lens, the focus is not limited to the entire variable range of the focal length of the photographic lens. When the state cannot be detected satisfactorily, it may be desired to change the focal length range in which the focus state can be satisfactorily detected according to the shooting situation or the like. For example, if you want to change the focal length variable range that can detect the focus state well to match the focal length range that you plan to use for each shooting, or you want to change it to match the focal length range that you plan to use AF for There is a case. If the zoom is set to the tele side, AF is used. If the zoom is set to the wide side, if the AF cannot be used and manual focus is acceptable, the focal length when the zoom is on the tele side is used. At the same time, the optical path length difference of the imaging surface of the focus state detection image sensor is increased, and in the opposite case, the optical path length difference of the imaging surface of the focus state detection image sensor is decreased according to the focal length when the zoom is at the wide side. Change is required. Conventionally, there has been a problem that the optical path length difference of the imaging surface of the focus state detection imaging element cannot be easily changed in response to such a request.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、撮影レンズの種類又はピント状態を良好に検出しようとする焦点距離の範囲に応じてピント状態検出用撮像素子の撮像面の光路長差を適切な大きさに容易に変更することができるピント状態検出用撮像装置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 optical path length difference of the imaging surface of the imaging device for focus state detection is determined according to the focal length range in which the type of the photographing lens or the focus state is to be detected satisfactorily. An object of the present invention is to provide an imaging device for focus state detection that can be easily changed to an appropriate size.

前記目的を達成するために、請求項1に記載のピント状態検出用撮像装置は、撮影レンズに入射して本線光路を通過し、カメラの映像用撮像素子の撮像面に入射する被写体光を光分割手段によって分割し、該分割して得られた一方の被写体光を前記本線光路と異なるピント状態検出用光路に導き、該ピント状態検出用光路の光路長が異なる位置に配置されたピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面に入射させ、該複数の撮像面の各々によって前記撮影レンズのピント状態を検出するための被写体画像を撮像するピント状態検出用撮像装置において、前記ピント状態検出用光路に配置された複数の撮像面を構成するピント状態検出用撮像素子を一体のブロックとして前記ピント状態検出用光路に対して着脱可能にし、前記ピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面が所望の光路長差となるように構成された前記ブロックを前記ピント状態検出用光路に装着できるようにしたことを特徴としている。   In order to achieve the object, an imaging device for detecting a focus state according to claim 1 irradiates a subject light incident on an imaging surface of a video imaging element of a camera after entering a photographing lens and passing through a main optical path. Dividing by the dividing means, one subject light obtained by the division is guided to a focus state detection optical path different from the main optical path, and the focus state detection is arranged at a position where the optical path length of the focus state detection optical path is different. In the focus state detection imaging apparatus that enters a plurality of imaging surfaces of the image pickup device and picks up a subject image for detecting the focus state of the photographing lens by each of the plurality of imaging surfaces, the focus state detection optical path An imaging device for focusing state detection constituting a plurality of imaging planes arranged on the camera can be attached to and detached from the focusing state detection optical path as an integral block, and the focusing state detection imaging A plurality of the imaging surface of the device is characterized in that the desired configuration has been said block such that the optical path length difference has to be able to mount the focus state detection optical path.

本発明によれば、撮影レンズの種類やピント状態を良好に検出しようとする焦点距離の範囲に応じてピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面の光路長差を適切な大きさに容易に変更することができる。   According to the present invention, the optical path length difference of the plurality of imaging surfaces of the imaging device for focus state detection can be easily set to an appropriate size according to the focal length range in which the type of photographing lens and the focus state are to be detected satisfactorily. Can be changed.

請求項2に記載のピント状態検出用撮像装置は、請求項1に記載の発明において、前記ピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面は、各々異なる撮像素子の撮像面であって、前記ピント状態検出用光路に配置された光分割手段によって分割された各被写体光が通過する光路上に配置されることを特徴としている。複数の撮像面が一つの撮像素子によって構成される場合ではない場合、各撮像面に被写体光を分割する光分割手段が必要となる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the focus state detection imaging apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of imaging planes of the focus state detection imaging element are imaging planes of different imaging elements, respectively. It is characterized in that it is arranged on the optical path through which each subject light divided by the light dividing means arranged in the state detection optical path passes. In the case where the plurality of imaging surfaces are not configured by a single imaging device, a light dividing unit that divides subject light into each imaging surface is required.

請求項3に記載のピント状態検出用撮像装置は、請求項2に記載の発明において、前記ブロックは、前記ピント状態検出用撮像素子と、前記ピント状態検出用光路に配置される光分割手段とを備えたことを特徴としている。各撮像面に被写体光を分割する光分割手段と、ピント状態検出用撮像素子とを一体のブロックとして構成することによって、ブロックを交換すれば所望の光路長差に容易に変更できるようにしたものである。   The focus state detection imaging apparatus according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the block includes the focus state detection image sensor, and a light splitting unit disposed in the focus state detection optical path. It is characterized by having. By configuring the light splitting means that divides subject light on each imaging surface and the focus state detection image sensor as an integral block, it can be easily changed to the desired optical path length difference by replacing the block. It is.

請求項4に記載のピント状態検出用撮像装置は、請求項1、2、又は、3の発明において、前記本線光路に配置される前記光分割手段は、前記撮影レンズと前記カメラの間に着脱可能に装着されるアダプタに配置されることを特徴としている。本発明は、撮影レンズにアダプタ(付属装置)を装着することによってピント状態検出を行うことができる態様に限定したものであり、前記ブロックはアダプタに着脱可能に装着される。   According to a fourth aspect of the present invention, in the focus state detection imaging apparatus according to the first, second, or third aspect of the invention, the light splitting unit disposed in the main line optical path is attached and detached between the photographing lens and the camera. It is characterized by being placed on an adapter that can be mounted. The present invention is limited to an aspect in which the focus state can be detected by attaching an adapter (attached device) to the photographing lens, and the block is detachably attached to the adapter.

請求項5に記載のピント状態検出用撮像装置は、請求項4に記載の発明において、前記アダプタは、装着された撮影レンズの種類を検出する検出手段と、該検出した種類に適合する前記ブロックの種類を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。本発明によれば、アダプタを装着した撮影レンズの種類に適合するブロックの種類が表示されるため、ユーザは適切なブロックを容易に選択することができる。   According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, the adapter includes a detecting unit that detects a type of a mounted photographic lens, and the block that matches the detected type. It is characterized by comprising display means for displaying the type. According to the present invention, since the block type that matches the type of the photographic lens with the adapter attached is displayed, the user can easily select an appropriate block.

本発明に係るピント状態検出用撮像装置によれば、撮影レンズの種類又はピント状態を良好に検出しようとする焦点距離の範囲に応じてピント状態検出用撮像素子の撮像面の光路長差を適切な大きさに容易に変更することができる。   According to the imaging device for focus state detection according to the present invention, the optical path length difference of the imaging surface of the imaging device for focus state detection is appropriately set according to the type of the photographing lens or the focal length range where the focus state is to be detected satisfactorily. It can be easily changed to a large size.

以下、添付図面に従って本発明に係るピント状態検出用撮像装置の好ましい実施の形態について詳説する。   Hereinafter, preferred embodiments of an imaging device for detecting a focus state according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明に係るピント状態検出用撮像装置をアダプタ(ピント状態検出用アダプタ)として構成した場合にそのアダプタが組み込まれたテレビカメラシステムの外観を示した側面図である。同図において、カメラ(カメラ本体)10は、放送用に記録又は再生する映像を撮影し、その映像を所定形式の映像信号として出力又は記録媒体に記録するための撮像素子(映像用撮像素子)や所要の処理回路等を搭載した携帯用のENGカメラである。このカメラ10の前面には、通常の場合に撮影レンズ14を装着するバヨネットマウント部12が設けられており、同図のシステムでは、後述のオートフォーカスを可能にするため、そのバヨネットマウント部12によりカメラ10の前面にピント状態検出用アダプタ30が装着されている。   FIG. 1 is a side view showing an external appearance of a television camera system in which an adapter (focus state detection adapter) according to the present invention is configured as an adapter (focus state detection adapter). In FIG. 1, a camera (camera body) 10 captures an image to be recorded or reproduced for broadcasting, and outputs the image as a video signal of a predetermined format or records it on a recording medium (imaging image sensor). And a portable ENG camera equipped with necessary processing circuits. The camera 10 is provided with a bayonet mount 12 for mounting the photographing lens 14 in the normal case. In the system shown in FIG. 1, the bayonet mount 12 allows the autofocus described later. A focus state detection adapter 30 is attached to the front surface of the camera 10.

一方、ピント状態検出用アダプタ30の前面側にはカメラ10と同様のバヨネットマウント部32が設けられており、このバヨネットマウント部32により撮影レンズ14がピント状態検出用アダプタ30の前面に装着されている。   On the other hand, a bayonet mount 32 similar to that of the camera 10 is provided on the front side of the focus state detection adapter 30, and the taking lens 14 is attached to the front of the focus state detection adapter 30 by the bayonet mount 32. Yes.

撮影レンズ14の鏡胴周部には、図では省略するフォーカス調整用のフォーカスリング、ズーム調整用のズームリング、絞り調整用のアイリスリングが回動可能に配設されており、撮影レンズの側部には、それらの操作リングを内蔵のモータによって回動操作するためのドライブユニット16が装着されている。そのドライブユニット16とピント状態検出用アダプタ30とはケーブル34で接続されており、各種情報のやり取りが行われるようになっている。   A focus ring for focus adjustment, a zoom ring for zoom adjustment, and an iris ring for aperture adjustment, which are not shown in the figure, are rotatably disposed around the lens barrel of the photographic lens 14. A drive unit 16 for rotating these operation rings by a built-in motor is mounted on the part. The drive unit 16 and the focus state detection adapter 30 are connected by a cable 34 so that various types of information can be exchanged.

このようにピント状態検出用アダプタ30は、カメラ10と撮影レンズ14との間に着脱可能に装着することができ、これによって、後述のオートフォーカス(AF)を使用することができるようになっている。尚、ピント状態検出用アダプタ30(本発明に係るピント状態検出用撮像装置)は、AFを可能にする場合に限らず、ピント状態の情報を表示する場合等のピント状態の検出を行う場合に使用することができが、本実施の形態ではAFを可能にするために使用されるものとする。   As described above, the focus state detection adapter 30 can be detachably mounted between the camera 10 and the photographing lens 14, so that auto focus (AF) described later can be used. Yes. Note that the focus state detection adapter 30 (the focus state detection imaging apparatus according to the present invention) is not limited to the case where AF is enabled, but when the focus state is detected such as when the focus state information is displayed. Although it can be used, in this embodiment, it is used to enable AF.

AF時においてドライブユニット16は、ピント状態検出用アダプタ30から得られる情報に基づいて撮影レンズ14のピント状態を検出し、そのピント状態に基づいてフォーカスリングを回動駆動することによって、鏡胴内のフォーカスレンズを光軸方向に前後移動させ、撮影被写体に合焦するように撮影レンズのピント調整を自動で行う。   At the time of AF, the drive unit 16 detects the focus state of the photographic lens 14 based on information obtained from the focus state detection adapter 30, and rotationally drives the focus ring based on the focus state to thereby move the focus lens in the lens barrel. The focus lens is moved back and forth in the optical axis direction, and the focus of the photographic lens is automatically adjusted to focus on the photographic subject.

ピント状態検出用アダプタ30は、本体部40とCCDブロック42とから構成されており、CCDブロック42は、本体部40に対して着脱可能に装着されるようになっている。CCDブロック42には、後述のようにAF用(ピント状態検出用)の映像を撮像するために光路長が異なる位置に撮像面を有する2つのCCD(ピント状態検出用CCD)が搭載されており、撮影レンズ14の種類等に応じて、それらの光路長差が適切な大きさのCCDブロック42を本体部40に付け替えることができるようになっている。また、本体部40の筐体側面には、LCD等の表示部44が配置されており、例えば、撮影レンズ14の種類に適合するCCDブロックの種類を示す情報等がその表示部44に表示されるようになっている。   The focus state detection adapter 30 includes a main body 40 and a CCD block 42, and the CCD block 42 is detachably attached to the main body 40. As will be described later, the CCD block 42 is equipped with two CCDs (focus state detection CCDs) having imaging surfaces at positions where the optical path lengths are different in order to capture images for AF (for focus state detection). Depending on the type of the photographic lens 14 and the like, the CCD block 42 having an appropriate difference in optical path length can be replaced with the main body 40. Further, a display unit 44 such as an LCD is disposed on the side surface of the housing of the main body unit 40. For example, information indicating the type of CCD block suitable for the type of the photographing lens 14 is displayed on the display unit 44. It has become so.

図2は、図1の如く構成されたテレビカメラシステムの光学系の構成を示した図である。同図に示すように撮影レンズ14の鏡胴内にはフォーカスレンズ(群)FL、ズームレンズ(群)ZL、アイリスI、リレーレンズ(群)RLが本線光路の光軸Oに沿って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、上記ドライブユニット16のモータ又は手動によってフォーカスリングやズームリングが回動操作されると、それに連動して光軸Oに沿って前後移動するようになっており、フォーカスレンズFLが移動することによってピント位置(ピントが合う被写体距離)が変化し、ズームレンズZLが移動するとズーム倍率(焦点距離)が変化する。アイリスIは、ドライブユニット16のモータ又は手動によってアイリスリングが回動操作されると、それに連動して開閉動作し、開口量が変化する。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical system of the television camera system configured as shown in FIG. As shown in the figure, a focus lens (group) FL, a zoom lens (group) ZL, an iris I, and a relay lens (group) RL are arranged in order along the optical axis O of the main optical path in the lens barrel of the photographing lens 14. Has been. The focus lens FL and zoom lens ZL move back and forth along the optical axis O in conjunction with the rotation of the focus ring and zoom ring by the motor of the drive unit 16 or manually. When the lens FL moves, the focus position (object distance to be in focus) changes, and when the zoom lens ZL moves, the zoom magnification (focal length) changes. When the iris ring is rotated by the motor of the drive unit 16 or manually, the iris I opens and closes in conjunction with the iris ring, and the opening amount changes.

撮影レンズ14の後側に配置される上記ピント状態検出用アダプタ30の本体部40には、光軸O上に略45度傾斜した角度で挿入されるハーフミラー(光分割光学系)60が配置されており、このハーフミラー60によって、本線光路の光軸Oに対して略直交する光軸O’に沿ったピント状態検出用光路が分岐されるようになっている。尚、ハーフミラー60は、入射光の光量を透過光と反射光に等分割するものに限らない。   A half mirror (light splitting optical system) 60 inserted at an angle of approximately 45 degrees on the optical axis O is disposed in the main body portion 40 of the focus state detection adapter 30 disposed on the rear side of the photographing lens 14. The half mirror 60 branches the focus state detection optical path along the optical axis O ′ substantially orthogonal to the optical axis O of the main optical path. The half mirror 60 is not limited to one that equally divides the amount of incident light into transmitted light and reflected light.

ピント状態検出用アダプタ30の本体部40の後側に配置されるカメラには、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50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)52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52で表すものとする。   The camera disposed on the rear side of the main body 40 of the focus state detection adapter 30 has color separation that separates incident subject light into three wavelengths of red (R), green (G), and blue (B). An optical system 50 and image pickup elements (for example, CCDs) 52 for R, G, and B that pick up images of subject light of each color separated are disposed. Note that the R, G, and B image pickup elements arranged at the positions of optically equivalent optical path lengths are represented by a single image pickup element 52 as shown in FIG.

撮影レンズ14に入射してフォーカスレンズFL、ズームレンズZL、アイリスI、リレーレンズRLを通過した被写体光は、続いて、ピント状態検出用アダプタ30の本体部40に入射し、ハーフミラー60によって透過光と反射光とに分割される。ハーフミラー60を透過した被写体光は、光軸Oの本線光路をそのまま進行し、カメラ10の入射する。そして、色分解光学系50によって色分解されて各色用の映像用撮像素子52の撮像面に入射する。映像用撮像素子52の撮像面に入射した被写体光によって結像された被写体画像は、映像用撮像素子52によって光電変換されてカメラ10の所定の信号処理回路によって信号処理される。これ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 photographic lens 14 and passed through the focus lens FL, zoom lens ZL, iris I, and relay lens RL subsequently enters the main body 40 of the focus state detection adapter 30 and is transmitted by the half mirror 60. It is divided into light and reflected light. The subject light transmitted through the half mirror 60 travels as it is along the main optical path of the optical axis O and enters the camera 10. Then, it is color-separated by the color separation optical system 50 and enters the image pickup surface of the image pickup device 52 for each color. A subject image formed by subject light incident on the imaging surface of the image pickup device 52 is photoelectrically converted by the image pickup device 52 and subjected to signal processing by a predetermined signal processing circuit of the camera 10. As a result, a video signal for recording or reproduction is generated.

ピント状態検出用アダプタ30のCCDブロック42には、キューブ型のビームスプリッター62と、2つのCCD(ピント状態検出用CCD)64A、64Bが配置されている。本体部40のハーフミラー60によって反射されて光軸O’のピント状態検出用光路へと導かれた被写体光(ピント状態検出用被写体光)は、CCDブロック42のビームスプリッター62に入射し、そのハーフミラー面62Mによって光量の等しい反射光と透過光に分割される。ハーフミラー面62Mによって反射された被写体光は一方のピント状態検出用CCD64Aの撮像面に入射し、ハーフミラー面62Mを透過した被写体光は他方のピント状態検出用CCD64Bの撮像面に入射する。尚、ピント状態検出用CCD64A、64BはCCD以外の撮像素子であってもよい。   The CCD block 42 of the focus state detection adapter 30 is provided with a cube-type beam splitter 62 and two CCDs (focus state detection CCDs) 64A and 64B. The subject light (focus state detection subject light) reflected by the half mirror 60 of the main body 40 and guided to the focus state detection optical path on the optical axis O ′ is incident on the beam splitter 62 of the CCD block 42, The half mirror surface 62M divides the light into reflected light and transmitted light having the same light quantity. The subject light reflected by the half mirror surface 62M enters the imaging surface of one focus state detection CCD 64A, and the subject light transmitted through the half mirror surface 62M enters the imaging surface of the other focus state detection CCD 64B. The focus state detection CCDs 64A and 64B may be image pickup devices other than the CCD.

図3は、カメラ10の映像撮像素子52とピント状態検出用アダプタ30のピント状態検出用CCD64A、64Bとを同一の光軸上に示し、各撮像面の光路長の関係を示した図である。同図に示すように、一方のピント状態検出用CCD64Aの撮像面に入射する被写体光の光路長は、他方のピント状態検出用CCD64Bの撮像面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52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対のピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面は、それぞれ映像用撮像素子52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. 3 is a view showing the relationship between the optical path lengths of the respective imaging surfaces, with the image pickup element 52 of the camera 10 and the focus state detection CCDs 64A and 64B of the focus state detection adapter 30 shown on the same optical axis. . As shown in the figure, the optical path length of subject light incident on the imaging surface of one focus state detection CCD 64A is set shorter than the optical path length of subject light incident on the imaging surface of the other focus state detection CCD 64B. The optical path length of the subject light incident on the imaging surface of the image pickup device 52 is set to be an intermediate length. That is, the imaging surfaces of the pair of focus state detection CCDs 64 </ b> A and 64 </ b> B are arranged so as to be at a position equidistant from the imaging surface of the imaging device 52 for video.

このように1対のピント状態検出用CCD64A、64Bによって、撮影レンズ14に入射した被写体光を映像用撮像素子52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、ピント状態検出用CCD64A、64Bはカラー映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態ではピント状態検出用CCD64A、64Bから白黒の映像信号(輝度信号)が取得されるものとする。   In this way, the pair of focus state detection CCDs 64A and 64B is equivalent to the case where the subject light incident on the photographing lens 14 is imaged on the imaging surface at an equidistant position before and after the imaging surface of the image pickup device 52 for video. Video signals can be obtained. The focus state detection CCDs 64A and 64B do not need to capture color images, and in the present embodiment, monochrome image signals (luminance signals) are acquired from the focus state detection CCDs 64A and 64B. .

図4は、主にピント状態検出用アダプタ30の本体部40に搭載される制御系の構成と、ドライブユニット16に搭載されるAFを実行するための制御系の構成を示したブロック図である。まず、AFに関連する構成部について説明すると、同図において、ピント状態検出用アダプタ30の本体部40には、焦点評価値検出部70、CPU80等が搭載されており、ピント状態検出用アダプタ30のCCDブロック42に配置された上記ピント状態検出用CCD64A、64Bによって撮像された映像(被写体画像)の映像信号が焦点評価値検出部70に入力されようになっている。尚、ピント状態検出用CCD64Aから得られる映像信号をchAの映像信号といい、ピント状態検出用CCD64Bから得られる映像信号をchBの映像信号という。   FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system mainly mounted on the main body 40 of the focus state detection adapter 30 and a configuration of a control system for executing AF mounted on the drive unit 16. First, the components related to the AF will be described. In the figure, a focus evaluation value detection unit 70, a CPU 80, and the like are mounted on the main body 40 of the focus state detection adapter 30, and the focus state detection adapter 30 is provided. A video signal of a video (subject image) captured by the focus state detection CCDs 64 </ b> A and 64 </ b> B arranged in the CCD block 42 is input to the focus evaluation value detection unit 70. The video signal obtained from the focus state detection CCD 64A is called a chA video signal, and the video signal obtained from the focus state detection CCD 64B is called a chB video signal.

焦点評価値検出部70は、chAの映像信号を処理するためのA/D変換器72A、ハイパスフィルタ(HPF)74A、ゲート回路76A、加算回路78Aと、chBの映像信号を処理するためのA/D変換器72B、ハイパスフィルタ(HPF)74B、ゲート回路76B、加算回路78Bとから構成されている。chAの映像信号を処理するための各回路72A〜78Aと、chBの映像信号を処理するための各回路72B〜78Bとでは同一の処理が施されるため、chAの映像信号に対する各回路72A〜78Aの処理のみを説明すると、焦点評価値検出部70に入力されたchAの映像信号は、まず、A/D変換器72Aによりデジタル信号に変換される。次に、その映像信号は、HPF74Aによって高域周波数成分の信号のみが抽出される。その高域周波数成分の映像信号は続いてゲート回路76Aに入力され、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)に対応する範囲内の映像信号のみが抽出される。そして、ゲート回路76Aによって抽出されたAFエリア内の映像信号は加算回路78Aに入力され、1フィールド分(1画面分)ずつ積算される。   The focus evaluation value detection unit 70 includes an A / D converter 72A for processing the chA video signal, a high-pass filter (HPF) 74A, a gate circuit 76A, an adder circuit 78A, and an A for processing the chB video signal. It comprises a / D converter 72B, a high-pass filter (HPF) 74B, a gate circuit 76B, and an adder circuit 78B. Since the circuits 72A to 78A for processing the chA video signal and the circuits 72B to 78B for processing the chB video signal are subjected to the same processing, the circuits 72A to 72A for the chA video signal are processed. Explaining only the processing of 78A, the chA video signal input to the focus evaluation value detection unit 70 is first converted into a digital signal by the A / D converter 72A. Next, only the high frequency component signal is extracted from the video signal by the HPF 74A. The video signal of the high frequency component is subsequently input to the gate circuit 76A, and only the video signal within a range corresponding to a predetermined AF area (for example, a rectangular area at the center of the screen) set within the shooting range (screen) is obtained. Extracted. Then, the video signal in the AF area extracted by the gate circuit 76A is input to the adding circuit 78A and integrated by one field (one screen).

このようにして各加算回路78A、78Bで得られる積算値は、それぞれピント状態検出用CCD64A、64Bで撮像された被写体画像のコントラストの高低を示す焦点評価値であり、それぞれ、CPU80に読み込まれる。尚、chAの映像信号から得られた焦点評価値をchAの焦点評価値といい、chBの映像信号から得られた焦点評価値をchBの焦点評価値という。   The integrated values obtained by the adder circuits 78A and 78B in this way are focus evaluation values indicating the level of contrast of the subject images captured by the focus state detection CCDs 64A and 64B, and are read into the CPU 80, respectively. The focus evaluation value obtained from the chA video signal is called a chA focus evaluation value, and the focus evaluation value obtained from the chB video signal is called a chB focus evaluation value.

ドライブユニット16にはCPU90が搭載されており、そのCPU90と、ピント状態検出用アダプタ30のCPU80とは、図示しない通信回路によって通信を行えるようになっている。アダプタ30のCPU80は、焦点評価値検出部70から取得したchAとchBの焦点評価値を、ドライブユニット16のCPU90に送信する。ドライブユニット16のCPU90は、AF実行時(AFモード時)において、ピント状態検出用アダプタ30のCPU80から取得したchAとchBの焦点評価値に基づいて映像用撮像素子52に対する撮影レンズ14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。   A CPU 90 is mounted on the drive unit 16, and the CPU 90 and the CPU 80 of the focus state detection adapter 30 can communicate with each other by a communication circuit (not shown). The CPU 80 of the adapter 30 transmits the focus evaluation values of chA and chB acquired from the focus evaluation value detection unit 70 to the CPU 90 of the drive unit 16. The CPU 90 of the drive unit 16 determines the focus state of the photographing lens 14 with respect to the image pickup device 52 based on the chA and chB focus evaluation values acquired from the CPU 80 of the focus state detection adapter 30 during AF execution (in AF mode). To detect. The focus state is detected based on the following principle.

図5は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズFLの位置(フォーカス位置)、縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフォーカス位置と焦点評価値との関係を例示した図である。図中実線で示す曲線A、Bは、それぞれchA、chBの映像信号から得られるchAとchBの焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。一方、図中点線で示す曲線Cは、映像用撮像素子52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位置に対して示している。   FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the focus position and the focus evaluation value when a certain subject is photographed, with the horizontal axis indicating the position (focus position) of the focus lens FL of the photographing lens and the vertical axis indicating the focus evaluation value. is there. Curves A and B indicated by solid lines in the figure indicate chA and chB focus evaluation values obtained from the chA and chB video signals, respectively, with respect to the focus position. On the other hand, a curved line C indicated by a dotted line in the figure indicates the focus evaluation value with respect to the focus position when it is assumed that the focus evaluation value is obtained from the video signal obtained from the video image sensor 52.

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52の焦点評価値が最大(極大)となるときのフォーカス位置F0にフォーカス(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14のフォーカスがその合焦位置F0よりも至近側のフォーカス位置F1に設定されている場合には、chAの焦点評価値は、フォーカス位置F1に対応する曲線Aの値VA1となり、chBの焦点評価値は、フォーカス位置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 (focus lens FL) is set at the focus position F0 when the focus evaluation value of the image pickup device 52 for video indicated by the curve C is maximized (maximum). Is the case. If the focus of the photographing lens 14 is set to the focus position F1 closer to the focus position F0, the focus evaluation value of chA is the value V A1 of the curve A corresponding to the focus position F1. , ChB focus evaluation value is the value V B1 of the curve B corresponding to the focus 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 is set closer to the in-focus position F0, that is, the front pin It can be seen that

一方、撮影レンズ14のフォーカスが合焦位置F0よりも無限遠側のフォーカス位置F2に設定されている場合には、chAの焦点評価値は、フォーカス位置F2に対応する曲線Aの値VA2となり、chBの焦点評価値は、フォーカス位置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 of the photographic lens 14 is set to the focus position F2 on the infinity side of the focus position F0, the focus evaluation value of chA is the value V A2 of the curve A corresponding to the focus position F2. , ChB focus evaluation value is the value V B2 of the curve B corresponding to the focus 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 is set to the infinity side from the in-focus position F0, that is, the rear It can be seen that the pin is in a state.

これに対して、撮影レンズ14のフォーカスがフォーカス位置F0、即ち、合焦位置に設定されている場合には、chAの焦点評価値は、フォーカス位置F0に対応する曲線Aの値VA0となり、chBの焦点評価値は、フォーカス位置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VA0とchBの焦点評価値VB0は等しくなる。このことから、chAの焦点評価値VA0とchBの焦点評価値VB0とが等しい場合にはフォーカスが合焦位置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 other hand, when the focus of the taking lens 14 is set to the focus position F0, that is, the in-focus position, the focus evaluation value of chA becomes the value V A0 of the curve A corresponding to the focus position F0. The focus evaluation value of chB is the value V B0 of the curve B corresponding to the focus position F0. In this case, the chA focus evaluation value V A0 is equal to the chB focus evaluation value V B0 . From this, it can be seen that when the chA focus evaluation value V A0 is equal to the chB focus evaluation value V B0 , the focus is in the in-focus position F 0, that is, the in-focus state.

撮影レンズ14のフォーカスレンズFLは、上述のようにフォーカスリングの回動に連動して光軸方向に前後移動すると共に、フォーカスリングに連結された図4に示すドライブユニット16のフォーカス用モータ94によって電動で駆動されるようになっている。ドライブユニット16のCPU90は、フォーカス用アンプ92に駆動信号を出力してフォーカス用モータ94を駆動することによって、フォーカスレンズFLを駆動すると共に、フォーカスレンズFLの位置を位置センサ96から取得しながら、フォーカスレンズFLを駆動することによってフォーカスレンズFLを所望の位置に制御することができるようになっている。   As described above, the focus lens FL of the photographic lens 14 moves back and forth in the optical axis direction in conjunction with the rotation of the focus ring, and is electrically driven by the focus motor 94 of the drive unit 16 shown in FIG. 4 connected to the focus ring. It comes to be driven by. The CPU 90 of the drive unit 16 outputs a drive signal to the focus amplifier 92 to drive the focus motor 94, thereby driving the focus lens FL and acquiring the position of the focus lens FL from the position sensor 96 while focusing. The focus lens FL can be controlled to a desired position by driving the lens FL.

AF実行時において、CPU90は、上述のようにchAとchBの焦点評価値によって撮影レンズ14の現在のピント状態が前ピン、後ピン、合焦のいずれの状態であるかを検出しながらフォーカスレンズFLを制御する。これによってピント状態が合焦となる位置にフォーカスレンズFLを設定する。例えば、chAとchBの焦点評価値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、ピント状態が合焦となった場合には、フォーカスレンズFLをその位置で停止させる。これによって、撮影レンズ14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。   At the time of AF execution, the CPU 90 detects the current focus state of the photographing lens 14 from the front pin, the rear pin, and the in-focus state based on the chA and chB focus evaluation values as described above. Control FL. Thus, the focus lens FL is set at a position where the focus state is in focus. For example, when the focus state detected from the focus evaluation values of chA and 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 is moved in the closest direction. . When the focus state is in focus, the focus lens FL is stopped at that position. As a result, the focus lens FL moves to a position where the focus state of the photographic lens 14 is in focus and stops.

続いて、ピント状態検出用アダプタ30の本体部40におけるCCDブロック42に関する処理について説明する。図4に示すように、図1にも示した表示部44にCPU80が指示する情報が表示されるようになっており、その表示部44に本ピント状態検出用アダプタ30が装着された撮影レンズ14の種類に適合するCCDブロック42の種類が表示されるようになっている。   Next, processing related to the CCD block 42 in the main body 40 of the focus state detection adapter 30 will be described. As shown in FIG. 4, information indicated by the CPU 80 is displayed on the display unit 44 also shown in FIG. 1, and the photographing lens in which the focus state detection adapter 30 is mounted on the display unit 44. The type of CCD block 42 that matches the 14 types is displayed.

CCDブロック42の1対のピント状態検出用CCD64A、64Bは、各撮像面が光路長差を有すると共に図3に示したように映像用撮像素子52の撮像面に対して前後に所定量dだけ光路長が短くなる位置と長くなる位置とに配置される。ピント状態検出用CCD64A、64Bの光路量差2dは、撮影レンズ14の焦点距離が大きいときほど大きくなるようにした方が図5に示したようなchAとchBの焦点評価値のグラフA、Bのピーク点の間隔が適切となり、それらのグラフA、Bが交差する合焦位置F0での焦点評価値の大きさが適切となる。即ち、ピント状態の検出を良好に行うことができる。   The pair of focus state detection CCDs 64A and 64B of the CCD block 42 has a difference in optical path length between the respective image pickup surfaces and, as shown in FIG. 3, a predetermined amount d before and after the image pickup surface of the image pickup device 52. It arrange | positions in the position where an optical path length becomes short, and the position where it becomes long. The graphs A and B of the focus evaluation values of chA and chB as shown in FIG. 5 show that the optical path difference 2d between the focus state detection CCDs 64A and 64B increases as the focal length of the photographing lens 14 increases. The interval between the peak points is appropriate, and the magnitude of the focus evaluation value at the in-focus position F0 where the graphs A and B intersect is appropriate. That is, the focus state can be detected satisfactorily.

撮影レンズ14の焦点距離が可変の場合に、その可変範囲の全範囲でピント検出を可能にするには、その可変範囲に応じてピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面の光路長差2dを変更することが必要となる。また、焦点距離の可変範囲が大きくなると全範囲でピント状態を良好に検出することが困難な場合があるが、その場合にも、ピント状態の検出を良好に行えるようにする範囲を変更するためにピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面の光路長差2dを変更することが必要となる。   When the focal length of the photographic lens 14 is variable, in order to enable focus detection in the entire variable range, the optical path length difference 2d of the imaging surfaces of the focus state detection CCDs 64A and 64B is set according to the variable range. It is necessary to change. In addition, when the focal length variable range becomes large, it may be difficult to detect the focus state well over the entire range. In such a case as well, the range that makes it possible to detect the focus state well is changed. In addition, it is necessary to change the optical path length difference 2d of the imaging surfaces of the focus state detection CCDs 64A and 64B.

そのため、既に市販されている各種撮影レンズに対して最も適合するような光路長差2dでピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面が配置されたCCDブロックを製造しユーザに提供しておくか、又は、ピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面の光路長差2dが異なる何種類かのCCDブロックを製造しユーザに提供しておく。各ユーザは、所有する撮影レンズの種類に適合するCCDブロックを事前に所有しておき、実際にピント状態検出用アダプタ30を装着して使用する撮影レンズ14に適合するCCDブロックを選んでピント状態検出用アダプタ30の本体部40に取り付ければ、容易にピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面の光路長差2dを適切な大きさに変更することができる。   Therefore, a CCD block in which the imaging surfaces of the focus state detection CCDs 64A and 64B are arranged with an optical path length difference 2d that is most suitable for various commercially available photographic lenses is manufactured and provided to the user. Alternatively, several types of CCD blocks having different optical path length differences 2d on the imaging surfaces of the focus state detection CCDs 64A and 64B are manufactured and provided to the user. Each user owns a CCD block suitable for the type of photographing lens owned in advance, and selects a CCD block suitable for the photographing lens 14 to be actually used with the focus state detection adapter 30 attached. If attached to the main body portion 40 of the detection adapter 30, the optical path length difference 2d of the imaging surfaces of the focus state detection CCDs 64A and 64B can be easily changed to an appropriate size.

撮影レンズの種類に対してどの種類のCCDブロックが適合するかを示すデータは、事前にテーブル化されて図4に示すように本体部40のCPU80によって参照可能なメモリ82に記憶される。   Data indicating which type of CCD block is suitable for the type of photographing lens is tabulated in advance and stored in a memory 82 that can be referred to by the CPU 80 of the main body 40 as shown in FIG.

図6は、ピント状態検出用アダプタ30が装着された撮影レンズ14の種類に適合するCCDブロック42の種類を表示する際のCPU80の処理手順を示したフローチャートである。電源投入時やピント状態検出用アダプタ30の本体部40とドライブユニット16が図1のようにケーブル34によって通信可能に接続されたとき、又は、CCDブロック42が本体部40から取り外された時(後述する識別センサ84によって検出可能)などの所定のタイミングにおいて、本体部40のCPU80は、まず、撮影レンズ14の種類を識別する情報(撮影レンズ14の名称等)をドライブユニット16のCPU90から取得する(ステップS10)。そして、その撮影レンズ14の種類に対して適合するCCDブロック42の種類をメモリ82のテーブルを参照して特定する(ステップS12)。適合するCCDブロック42の種類を特定すると、その種類を示す情報を表示部44に表示する。これによって、ユーザは撮影レンズ14の種類に適合するCCDブロック42の種類を容易に知ることができるそれを本体部40に装着することによってピント状態検出用CCD64A、64Bの撮像面の光路長差2dを撮影レンズ14の種類に適合させることができる。   FIG. 6 is a flowchart showing the processing procedure of the CPU 80 when displaying the type of the CCD block 42 that matches the type of the photographing lens 14 to which the focus state detection adapter 30 is attached. When the main unit 40 and the drive unit 16 of the focus state detection adapter 30 are communicably connected by the cable 34 as shown in FIG. 1 or when the CCD block 42 is removed from the main unit 40 (described later). The CPU 80 of the main body 40 first obtains information for identifying the type of the photographing lens 14 (name of the photographing lens 14 and the like) from the CPU 90 of the drive unit 16 (which can be detected by the identification sensor 84) (see FIG. Step S10). Then, the type of the CCD block 42 that matches the type of the photographing lens 14 is specified with reference to the table of the memory 82 (step S12). When the type of the suitable CCD block 42 is specified, information indicating the type is displayed on the display unit 44. As a result, the user can easily know the type of the CCD block 42 that matches the type of the photographing lens 14, and by attaching it to the main body 40, the optical path length difference 2d between the imaging surfaces of the focus state detection CCDs 64A and 64B. Can be adapted to the type of photographic lens 14.

尚、撮影レンズ14の焦点距離の可変範囲が大きく、その全範囲でピント状態の検出を良好に行うことができない場合、一般にAFを使用する頻度が高いテレ側においてピント状態の検出を良好に行うことができるCCDブロックを適合するものとして表示するようにしてもよいし、又は、焦点距離の可変範囲を幾つかに分け(例えば、テレ端を含むテレ側の範囲とワイド端を含むワイド側の範囲、又は、それらの範囲と中間の範囲等)、各範囲に対してピント状態の検出を良好に行うことができるCCDブロックの種類を複数表示し、その中からユーザが使用目的にあったものを選択するようにしてもよい。   In addition, when the variable range of the focal length of the photographic lens 14 is large and the focus state cannot be satisfactorily detected over the entire range, the focus state is generally satisfactorily detected on the tele side where AF is frequently used. The CCD block that can be displayed may be displayed as suitable, or the variable range of the focal length may be divided into several parts (for example, the tele-side range including the tele end and the wide side including the wide end). Range, or a range between those ranges, etc.), and multiple types of CCD blocks that can detect the focus state well for each range are displayed. May be selected.

一方、CPU80は、本体部40に実際に装着されたCCDブロック42の種類に応じて次のような処理を行う。図4に示すように本体部40には、本体部40に装着されたCCDブロック42の種類を識別する識別センサ84が設けられている。例えば、識別センサ84に所定数の端子を設け、装着されたCCDブロック42の種類に応じて特定の端子に接続される端子が異なるようにすればその接続された端子を検出することによってCCDブロック42の種類を検出することができる。尚、識別センサ84によってCCDブロック42が本体部40に装着されているか否かも検出することができる。   On the other hand, the CPU 80 performs the following processing according to the type of the CCD block 42 actually mounted on the main body 40. As shown in FIG. 4, the main body 40 is provided with an identification sensor 84 that identifies the type of the CCD block 42 attached to the main body 40. For example, if the identification sensor 84 is provided with a predetermined number of terminals and the terminals connected to the specific terminals are different depending on the type of the mounted CCD block 42, the CCD block can be detected by detecting the connected terminals. 42 types can be detected. Whether or not the CCD block 42 is mounted on the main body 40 can also be detected by the identification sensor 84.

CPU80は識別センサ84からの信号によってCCDブロック42の種類を識別し、その種類に応じて動作処理を選択する。例えば、仮に撮影レンズ14の種類に適合するとして表示部44に表示されるCCDブロック以外の種類のCCDブロックが本体部40に装着された場合であっても、焦点評価値検出部70から取得したchA、chBの焦点評価値に対するゲイン調整を行ってドライブユニット16のCPU90に与えることによって適切にピント状態の検出を行える場合がある。その場合にはゲインを変更する。また、撮影レンズ14の焦点距離の可変範囲に対して一部の範囲でしかピント状態の検出を良好に行うことができないCCDブロックが装着された場合には、ピント状態の検出を良好に行うことができる焦点距離の可変範囲でのみAFを実行するような制限をドライブユニット16のCPU90に与えることも可能である。更に、装着されたCCDブロック42の種類に応じてAF時のフォーカスの動作速度を変更する指示をドライブユニット16のCPU90に与えることも可能である。   The CPU 80 identifies the type of the CCD block 42 based on a signal from the identification sensor 84 and selects an operation process according to the type. For example, even if a CCD block of a type other than the CCD block displayed on the display unit 44 as being compatible with the type of the photographing lens 14 is mounted on the main body unit 40, it is obtained from the focus evaluation value detection unit 70. In some cases, the focus state can be appropriately detected by performing gain adjustment on the focus evaluation values of chA and chB and supplying them to the CPU 90 of the drive unit 16. In that case, the gain is changed. In addition, when a CCD block that can detect the focus state only in a part of the variable range of the focal length of the photographic lens 14 is mounted, the focus state should be detected well. It is also possible to give a restriction to the CPU 90 of the drive unit 16 so that AF is executed only within the variable range of the focal length that can be performed. Further, it is possible to give an instruction to the CPU 90 of the drive unit 16 to change the focus operation speed during AF according to the type of the mounted CCD block 42.

図7は、CPU80の動作処理選択の処理手順を示したフローチャートである。電源投入時やピント状態検出用アダプタ30の本体部40とドライブユニット16が図1のようにケーブル34によって通信可能に接続されたとき、又は、CCDブロック42が本体部40に装着されたときなどの所定のタイミングにおいて、CPU80は、識別センサ84からの信号に基づいて本体部40に装着されたCCDブロック42の種類を識別する(ステップS20)。そして、事前に作成されてメモリ82に記憶されたテーブルを参照して(ステップS22)、そのCCDブロック42に対して最適な動作処理を選択する(ステップS24)。これによって、仮に本体部40に装着されたCCDブロック42が撮影レンズ14の種類に対して最適な種類でない場合であっても、ある程度の適正な動作を確保することができる。   FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for selecting an operation process of the CPU 80. When the main unit 40 and the drive unit 16 of the focus state detection adapter 30 are communicably connected by the cable 34 as shown in FIG. 1 or when the CCD block 42 is mounted on the main unit 40, etc. At a predetermined timing, the CPU 80 identifies the type of the CCD block 42 attached to the main body 40 based on a signal from the identification sensor 84 (step S20). Then, referring to a table created in advance and stored in the memory 82 (step S22), an optimum operation process is selected for the CCD block 42 (step S24). As a result, even if the CCD block 42 mounted on the main body 40 is not the optimum type for the type of the taking lens 14, a certain degree of proper operation can be ensured.

以上、上記実施の形態では、ピント状態検出用アダプタ30として本線光路から被写体光をピント状態検出用光路に分岐するハーフミラー60(光分割光学系)やピント状態検出用光路の光学系(ピント状態検出用CCD64A、64B)を撮影レンズ14に着脱可能にした場合について説明したが、本発明はこれに限らず、本線光路から被写体光をピント状態検出用光路に分岐するハーフミラー60(光分割光学系)やピント状態検出用光路の光学系の一部が撮影レンズに一体的に構成されている場合であっても上記実施の形態と同様にCCDブロックを着脱可能にすることができる。   As described above, in the above-described embodiment, as the focus state detection adapter 30, the half mirror 60 (light splitting optical system) that branches the subject light from the main light path to the focus state detection optical path or the optical system (focus state) of the focus state detection optical path. The case where the detection CCDs 64A and 64B) are made detachable from the photographing lens 14 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the half mirror 60 (light splitting optics) that branches subject light from the main line optical path to the focus state detection optical path. System) or a part of the optical system of the focus state detection optical path is integrally formed with the taking lens, the CCD block can be made detachable as in the above embodiment.

また、上記実施の形態では、撮影レンズ14の種類に対応付けてそれに適合するCCDブロック42の種類を選択できるように表示等を行うようにしたが、これに限らず、ピント状態の検出を良好に行うことができる焦点距離の可変範囲に対応付けてそれに適合するCCDブロック42の種類を選択できるように表示等を行うようにしてもよい。また、必ずしも適合するCCDブロック42の種類を表示する必要はなく、例えば、CCDブロック42の種類がどの種類の撮影レンズに適合するのか、又は、どの範囲の焦点距離で良好にピント状態の検出を行うことができるのかが事前にわかるようにしておけばよい。   In the above-described embodiment, display is performed so that the type of the CCD block 42 corresponding to the type of the photographing lens 14 can be selected. Display or the like may be performed so that the type of the CCD block 42 corresponding to the variable range of the focal distance that can be performed is selected. In addition, it is not always necessary to display the type of the CCD block 42 to be matched. For example, the type of the CCD block 42 is suitable for which type of photographing lens, or in which range of focal length the focus state can be detected well. You should know in advance whether you can do it.

また、上記実施の形態では、ピント状態検出用光路に光路長差を有する2つの撮像面を配置する場合について説明したが、ピント状態検出用の被写体画像(映像)を撮像する撮像面がピント状態検出用光路に2つよりも多く配置される場合であっても本発明を適用できる。   In the above-described embodiment, the case where two imaging surfaces having an optical path length difference are arranged in the focus state detection optical path has been described. However, the imaging surface that captures the subject image (video) for focus state detection is in the focus state. The present invention can be applied even when more than two are arranged in the detection optical path.

図1は、本発明が適用されたピント状態検出用アダプタが組み込まれたテレビカメラシステムの外観を示した側面図である。FIG. 1 is a side view showing an appearance of a television camera system in which a focus state detection adapter to which the present invention is applied is incorporated. 図2は、図1のテレビカメラシステムの光学系の構成を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the optical system of the television camera system of FIG. 図3は、カメラの映像用撮像素子とピント状態検出用アダプタのピント状態検出用CCDとを同一の光軸上に示し、各撮像面の光路長の関係を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the optical path lengths of the respective imaging surfaces, with the image pickup device for video of the camera and the CCD for focus state detection of the focus state detection adapter on the same optical axis. 図4は、主にピント状態検出用アダプタの本体部に搭載される制御系の構成と、ドライブユニット16に搭載されるAFを実行するための制御系の構成を示したブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system mainly mounted on the main body of the focus state detection adapter and a configuration of a control system for executing AF mounted on the drive unit 16. 図5は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズFLの位置(フォーカス位置)、縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフォーカス位置と焦点評価値との関係を例示した図である。FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the focus position and the focus evaluation value when a certain subject is photographed, with the horizontal axis indicating the position (focus position) of the focus lens FL of the photographing lens and the vertical axis indicating the focus evaluation value. is there. 図6は、ピント状態検出用アダプタが装着された撮影レンズの種類に適合するCCDブロックの種類を表示する際の本体部の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 of the main body when displaying the type of CCD block that matches the type of the photographing lens to which the adapter for detecting the focus state is attached. 図7は、ピント状態検出用アダプタの本体部に装着されたCCDブロックの種類に応じた動作処理選択の処理手順を示したフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure for selecting an operation process corresponding to the type of CCD block mounted on the main body of the focus state detection adapter.

符号の説明Explanation of symbols

10…カメラ、14…撮影レンズ、16…ドライブユニット、30…ピント状態検出用アダプタ、40…本体部、42…CCDブロック、44…表示部、52…映像用撮像素子、60…ハーフミラー、62…ビームスプリッター、64A、64B…ピント状態検出用CCD、70…焦点評価値検出部、80、90…CPU、82…メモリ、84…識別センサ、94…フォーカス用モータ、FL…フォーカスレンズ、ZL…ズームレンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Camera, 14 ... Shooting lens, 16 ... Drive unit, 30 ... Focus state detection adapter, 40 ... Main body part, 42 ... CCD block, 44 ... Display part, 52 ... Image pick-up element, 60 ... Half mirror, 62 ... Beam splitter, 64A, 64B ... focus state detection CCD, 70 ... focus evaluation value detection unit, 80, 90 ... CPU, 82 ... memory, 84 ... identification sensor, 94 ... focus motor, FL ... focus lens, ZL ... zoom lens

Claims (5)

撮影レンズに入射して本線光路を通過し、カメラの映像用撮像素子の撮像面に入射する被写体光を光分割手段によって分割し、該分割して得られた一方の被写体光を前記本線光路と異なるピント状態検出用光路に導き、該ピント状態検出用光路の光路長が異なる位置に配置されたピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面に入射させ、該複数の撮像面の各々によって前記撮影レンズのピント状態を検出するための被写体画像を撮像するピント状態検出用撮像装置において、
前記ピント状態検出用光路に配置された複数の撮像面を構成するピント状態検出用撮像素子を一体のブロックとして前記ピント状態検出用光路に対して着脱可能にし、前記ピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面が所望の光路長差となるように構成された前記ブロックを前記ピント状態検出用光路に装着できるようにしたことを特徴とするピント状態検出用撮像装置。
The subject light that enters the imaging lens and passes through the main optical path and is incident on the imaging surface of the camera image pickup device is divided by the light dividing means, and one of the subject lights obtained by the division is referred to as the main optical path. The light is guided to different focus state detection optical paths, and is incident on a plurality of image pickup surfaces of the focus state detection image pickup elements arranged at positions where the optical path lengths of the focus state detection optical paths are different, and the imaging is performed by each of the plurality of image pickup surfaces. In an imaging device for focus state detection that captures a subject image for detecting the focus state of a lens,
A plurality of the focus state detection image sensors are configured to be detachable from the focus state detection optical path as an integrated block, the focus state detection image sensors constituting a plurality of image pickup planes arranged in the focus state detection optical path. An image pickup apparatus for detecting a focus state, wherein the block configured to have a desired optical path length difference can be mounted on the focus state detection optical path.
前記ピント状態検出用撮像素子の複数の撮像面は、各々異なる撮像素子の撮像面であって、前記ピント状態検出用光路に配置された光分割手段によって分割された各被写体光が通過する光路上に配置されることを特徴とする請求項1のピント状態検出用撮像装置。   The plurality of image pickup surfaces of the focus state detection image pickup device are image pickup surfaces of different image pickup devices, on an optical path through which each subject light divided by the light dividing means arranged in the focus state detection optical path passes. The imaging device for focus state detection according to claim 1, wherein 前記ブロックは、前記ピント状態検出用撮像素子と、前記ピント状態検出用光路に配置される光分割手段とを備えたことを特徴とする請求項2のピント状態検出用撮像装置。   3. The focus state detection imaging apparatus according to claim 2, wherein the block includes the focus state detection image pickup device and a light splitting unit disposed in the focus state detection optical path. 前記本線光路に配置される前記光分割手段は、前記撮影レンズと前記カメラの間に着脱可能に装着されるアダプタに配置されることを特徴とする請求項1、2、又は、3のピント状態検出用撮像装置。   The focus state according to claim 1, 2, or 3, wherein the light dividing means arranged in the main line optical path is arranged in an adapter that is detachably mounted between the photographing lens and the camera. Imaging device for detection. 前記アダプタは、装着された撮影レンズの種類を検出する検出手段と、該検出した種類に適合する前記ブロックの種類を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする請求項4のピント状態検出用撮像装置。   5. The focus state detection according to claim 4, wherein the adapter includes detection means for detecting the type of the photographic lens mounted and display means for displaying the block type that matches the detected type. Imaging device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010204316A (en) * 2009-03-03 2010-09-16 Canon Inc Lens apparatus and camera system
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