JP2007264119A - Autofocus system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に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 using a contrast method.
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た映像信号から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(輝度信号)から高域周波数成分を抽出し、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さを示すと共に、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 the subject image from the video signal obtained by the image sensor, and controls the focus so that the contrast becomes maximum (maximum). The method is common. The contrast of a subject image is quantitatively detected by, for example, an integrated value obtained by extracting a high frequency component from a video signal (luminance signal) obtained by an image sensor and integrating the signal of the high frequency component for each field. Is done. Note that the integrated value is a value indicating the degree of focusing and the high contrast of the subject image, and is referred to as a focus evaluation value in this specification.
また、コントラスト方式のAFでは、カメラの撮像範囲の全体、即ち、カメラの撮像素子によって有効に撮像される被写体又は被写体画像の全体をAFの対象範囲とするのではなく、撮像範囲のうちの一部の範囲をAFの対象範囲とすることが多い。例えば、撮像素子から得られた映像信号のうち、AFの対象範囲とする所定範囲内の映像信号を抽出し、その抽出した範囲の映像信号に基づいて焦点評価値を検出することによって、AFの対象範囲が撮像範囲内の一部の範囲に限定される。尚、本明細書ではAFの対象範囲をAFエリアといい、そのAFエリアの範囲を示す枠(AFエリアの輪郭)をAF枠というものとする。また、例えば特許文献1のように撮像範囲内におけるAFエリアの位置等を操作者の操作に従って変更できるようにしたものも知られている。 In contrast AF, the entire imaging range of the camera, that is, the subject or the entire subject image that is effectively captured by the imaging element of the camera is not set as the AF target range, but one of the imaging ranges. The range of the part is often set as the AF target range. For example, by extracting a video signal within a predetermined range as an AF target range from the video signal obtained from the image sensor, and detecting a focus evaluation value based on the video signal in the extracted range, The target range is limited to a part of the imaging range. In this specification, an AF target range is referred to as an AF area, and a frame indicating the range of the AF area (an outline of the AF area) is referred to as an AF frame. In addition, for example, as disclosed in Patent Document 1, an AF area position or the like within an imaging range that can be changed according to an operation by an operator is also known.
ところで、撮像素子から得られた輝度信号が飽和していると、AFエリア内の被写体に対するコントラストを適切に評価することができず、AFの誤動作を招くおそれがあり、特許文献1には、輝度信号の飽和によるAFの誤動作を防止することを目的としたオートフォーカスシステムが提案されている。これによれば、記録又は再生用の映像信号を取得するための本来の撮像素子(映像用撮像素子)とは別にAF用の映像信号を取得するための撮像素子(AF用撮像素子)を備えており、そのAF用撮像素子から得られた映像信号(輝度信号)に基づいて焦点評価値が検出されるようになっている。この場合に、映像用撮像素子とAF用撮像素子とは他方の映像に影響を与えることなく露光調整を行うことができる。そこで、映像用撮像素子の映像に対しては、記録又は再生用の映像として適切な露光調整が行われ、AF用撮像素子の映像に対する露光調整は、映像用撮像素子の映像に対する露光調整とは無関係に、AF用撮像素子から得られた輝度信号が飽和しないように自動で露光調整されるようになっている。
しかしながら、AF用撮像素子から得られた輝度信号が飽和しないように露光調整した場合であっても真にピントを合わせたい被写体にピントが合わない場合があるという不具合があった。例えば、真にピントを合わせたい被写体以外に高輝度の被写体があると、ピントを合わせたい被写体の輝度レベルがあまりにも低下してしまい、輝度信号が飽和しないように露光調整することがかえって適切なピント合わせを妨げる場合があった。また、AFエリア内においてもピントを合わせたい被写体以外の高輝度の被写体が含まれる場合等があり、露光調整をAFエリアに限定して行ったとしても、ピントを合わせたい被写体に対する露光調整が適切ではなく、その被写体にピントが合わないという場合があった。 However, even when exposure adjustment is performed so that the luminance signal obtained from the AF image sensor does not saturate, there is a problem that the subject to be truly focused may not be in focus. For example, if there is a high-luminance subject other than the subject you want to focus on, the brightness level of the subject you want to focus on will be too low, and it is appropriate to adjust the exposure so that the luminance signal does not saturate. In some cases, focusing could be prevented. In addition, there may be high-luminance subjects other than the subject to be focused in the AF area. Even if exposure adjustment is limited to the AF area, exposure adjustment for the subject to be focused is appropriate. Instead, the subject was sometimes out of focus.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、AFにより所望の被写体にピントが合うようにAF用撮像素子の映像に対する露光調整を適切に行う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 it is an object of the present invention to provide an autofocus system capable of appropriately performing exposure adjustment on an image of an AF image sensor so that a desired subject is focused by AF. Objective.
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、光学系により結像された像を記録又は再生用の画像として撮像する撮像手段とは別に、オートフォーカス用として専用のAF用撮像手段を備え、該AF用撮像手段により撮像された画像に基づいて前記光学系のフォーカスを自動で合焦状態に設定するオートフォーカスシステムにおいて、前記AF用撮像手段により撮像された画像の明るさを検出する明るさ検出手段と、前記AF用撮像手段により撮像される画像に対する目標の明るさをマニュアル操作部材の操作に従って設定する目標設定手段と、前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさと前記目標設定手段により設定された目標の明るさとに基づいて、前記AF用撮像手段により撮像される画像の明るさが前記目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the autofocus system according to claim 1 is a dedicated AF for autofocus, apart from an image pickup unit that captures an image formed by an optical system as an image for recording or reproduction. In an autofocus system that includes an image pickup unit and automatically sets the focus of the optical system to a focused state based on an image picked up by the AF image pickup unit, the brightness of the image picked up by the AF image pickup unit Brightness detection means for detecting brightness, target setting means for setting a target brightness for an image captured by the AF imaging means in accordance with an operation of a manual operation member, and detection of the image detected by the brightness detection means Based on the brightness and the target brightness set by the target setting means, the brightness of the image picked up by the AF image pickup means is determined. It is is characterized in that and an exposure adjustment unit to perform exposure adjustment so that the brightness of the target.
本発明によれば、マニュアル操作によってAF用撮像素子から得られた画像を所望の明るさに変更することができるため、AFによりピントを合わせたい被写体画像の明るさを操作者が適切に設定することによって、AFにより確実にその被写体にピントを合わせさせることができる。 According to the present invention, the image obtained from the AF image sensor can be changed to a desired brightness by manual operation, so that the operator appropriately sets the brightness of the subject image to be focused by AF. This makes it possible to focus on the subject reliably by AF.
請求項2に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1に記載の発明において、前記目標設定手段は、自動で露光調整される際に目標とされる画像の明るさを前記マニュアル操作部材の操作に従って補正することによって前記目標の明るさを設定することを特徴としている。本発明は、露光調整を完全にマニュアル操作で行うのではなく、自動露光調整を利用して必要なとき(所望の被写体にピントが合わないときなど)に操作者がマニュアル操作で自動露光調整による画像の明るさを補正できるようにしたものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first aspect of the invention, wherein the target setting means determines the target image brightness when the exposure is automatically adjusted according to the operation of the manual operation member. The target brightness is set by correction. According to the present invention, the exposure adjustment is not performed completely manually, but is automatically performed by the operator manually when necessary using the automatic exposure adjustment (when the desired subject cannot be focused). The brightness of the image can be corrected.
請求項3に記載のオートフォーカスシステムは、光学系により結像された像を記録又は再生用の画像として撮像する撮像手段とは別に、オートフォーカス用として専用のAF用撮像手段を備え、該AF用撮像手段により撮像された画像に基づいて前記光学系のフォーカスを自動で合焦状態に設定するオートフォーカスシステムにおいて、前記AF用撮像手段により撮像された画像の明るさを異なる複数の測光方式により検出された明るさの重み付け平均によって検出する明るさ検出手段と、前記明るさ検出手段における重み付け平均における重み係数をマニュアル操作部材の操作に従って変更する重み係数変更手段と、前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさに基づいて、前記AF用撮像手段により撮像される画像の明るさが所定の目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、を備えたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, the autofocus system includes a dedicated AF imaging unit for autofocusing, apart from an imaging unit that captures an image formed by the optical system as an image for recording or reproduction. In the autofocus system that automatically sets the focus of the optical system to the in-focus state based on the image captured by the image capturing unit, the brightness of the image captured by the AF image capturing unit is adjusted by a plurality of photometric methods. Detected by brightness detection means for detecting by weighted average of detected brightness, weight coefficient changing means for changing the weighting coefficient in the weighted average in the brightness detection means in accordance with the operation of a manual operation member, and the brightness detection means The brightness of the image captured by the AF imaging means is determined based on the brightness of the image An exposure adjusting unit to perform exposure adjustment so that the brightness of the target, further comprising a are characterized.
本発明は、自動露光調整における測光方式には、平均測光やピーク測光など様々なものがあり、それらの測光方式で検出された画像の明るさの重み付け平均によって自動露光調整を行うと共に、各測光方式に対する重み係数を操作者が変更できるようにすることによって、AFによりピントを合わせたい被写体画像の明るさを操作者が適切に設定することができ、AFにより確実にその被写体にピントを合わせることができる。 In the present invention, there are various photometry methods in automatic exposure adjustment, such as average photometry and peak photometry, and automatic exposure adjustment is performed by weighted average of image brightness detected by these photometry methods. By enabling the operator to change the weighting factor for the method, the operator can appropriately set the brightness of the subject image to be focused by AF, and the subject is surely focused by AF. Can do.
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、2、又は、3に記載の発明において、前記明るさ検出手段は、前記AF用撮像手段により撮像された画像を示す画像信号の輝度レベルによって該画像の明るさを検出することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to the first, second, or third aspect, the brightness detection unit is a luminance level of an image signal indicating an image captured by the AF imaging unit. Thus, the brightness of the image is detected.
本発明は、画像の明るさを画像信号の輝度レベルによって検出する態様に限定したものである。 The present invention is limited to an aspect in which the brightness of an image is detected by the luminance level of the image signal.
請求項5に記載のオートフォーカスシステムは、請求項1、2、3、又は、4に記載の発明において、前記画像の明るさ及び目標の明るさは、前記光学系のフォーカスを合焦状態に設定する対象範囲となるAFエリアの範囲内の画像に関する明るさを示すことを特徴としている。 The autofocus system according to a fifth aspect is the invention according to the first, second, third, or fourth aspect, wherein the brightness of the image and the target brightness are set so that the focus of the optical system is in a focused state. It is characterized in that it indicates the brightness related to the image within the range of the AF area that is the target range to be set.
本発明は、AFエリアに限定して請求項1〜4の各手段における処理を行うものとしたものである。 In the present invention, processing in each means of claims 1 to 4 is performed only in the AF area.
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、AFにより所望の被写体にピントが合うようにAF用撮像素子の映像に対する露光調整を適切に行うことができる。 According to the autofocus system of the present invention, it is possible to appropriately perform exposure adjustment on the image of the AF image sensor so that a desired subject is focused by AF.
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、例えばテレビ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。撮影レンズと制御系とは、全体が一体化されたレンズ装置として構成される場合であっても、本実施の形態のように制御系の一部(後述のデマンド18、20等)が他の制御系部品及び撮影レンズで一体化されたレンズ装置にケーブル等で接続される構成等、どのような装置構成であってもよい。 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 television broadcasting, for example, and includes a photographing lens (optical system) and a control system. Even if the photographic lens and the control system are configured as a lens device integrated as a whole, a part of the control system (demands 18, 20, etc. described later) is different from the other as in the present embodiment. Any device configuration may be used, such as a configuration in which a cable or the like is connected to a lens device integrated with a control system component and a photographing lens.
図示しないが撮影レンズはテレビカメラにマウント結合されるレンズ鏡胴内に各種光学部品を配置した構成となっており、図1には、その光学部品としてフォーカス調整のために光軸方向に移動可能に配置されたフォーカスレンズ(群)FL、ズーム調整(焦点距離調整)のために光軸方向に移動可能に配置されたズームレンズ(群)ZL、光量調整のために開閉動作する絞りIが示されている。尚、撮影レンズのレンズ鏡胴には図1に示した以外の固定のレンズ群等が配置されている。 Although not shown, the photographic lens has a configuration in which various optical components are arranged in a lens barrel that is mounted and coupled to the TV camera. In FIG. 1, the optical component can be moved in the optical axis direction for focus adjustment. A focus lens (group) FL disposed in the zoom lens, a zoom lens (group) ZL disposed movably in the optical axis direction for zoom adjustment (focal length adjustment), and an aperture I that opens and closes for light amount adjustment. Has been. A fixed lens group other than that shown in FIG. 1 is disposed on the lens barrel of the photographing lens.
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(結像面)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カメラ本体の撮像素子により撮像された映像(被写体画像)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生成される。 The subject light incident on the photographic lens is imaged on the imaging surface (imaging surface) of the imaging element (not shown) of the camera body (camera head) that is mounted with the photographic lens, and after photoelectric conversion by the imaging element, the camera body Predetermined signal processing is performed by the internal signal processing unit. As a result, a video (subject image) captured by the imaging element of the camera body via the photographing lens is generated by the camera body as a video signal of a predetermined format (for example, NTSC system).
レンズ装置の制御系には、フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りIの各々に連結された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、ポテンショメータFP、ZP、IPや、レンズ装置全体を統括的に制御するレンズ制御用CPU10、詳細を後述するオートフォーカス(AF)制御の際にピント情報(焦点評価値等)を検出するAF部12等が備えられている。また、レンズ装置には、付属装置としてフォーカス操作のためのフォーカスデマンド18やズーム操作のためのズームデマンド20がケーブル等で接続されている。
The control system of the lens apparatus includes a focus motor FM, a zoom motor ZM, an aperture motor IM, potentiometers FP, ZP, and IP connected to the focus lens FL, the zoom lens ZL, and the diaphragm I, and the entire lens apparatus. Are provided with a
上記フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りIはそれぞれ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によって電動で駆動されるようになっており、各モータFM、ZM、IMは、レンズ制御用CPU10から出力された駆動信号がD/A変換器16を介して各アンプFA、ZA、IAに与えられることによって、その駆動信号の値に応じた回転速度で駆動されるようになっている。また、フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りIの現在位置の情報が各ポテンショメータFP、ZP、IPからレンズ制御用CPU10に与えられるようになっている。
The focus lens FL, the zoom lens ZL, and the diaphragm I are electrically driven by a focus motor FM, a zoom motor ZM, and a diaphragm motor IM, respectively. The motors FM, ZM, and IM are lens controlled. The drive signal output from the
これによって、レンズ制御用CPU10は、各モータFM、ZM、IMを駆動してフォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りIの位置や動作速度を制御することができるようになっている。
Thus, the
フォーカスレンズFLの制御(フォーカス制御)には、マニュアルフォーカス(MF)とオートフォーカス(AF)とがあり、所定の操作によってMFとAFとを切り替えることができるようになっている。 Control (focus control) of the focus lens FL includes manual focus (MF) and auto focus (AF), and MF and AF can be switched by a predetermined operation.
MF時では、フォーカスデマンド18の所定のマニュアル操作部材(フォーカスノブ)の操作に従ってフォーカスデマンド18から出力されるフォーカス制御信号がA/D変換器14を介してレンズ制御用CPU10によって読み取られ、そのフォーカス制御信号によって指定された目標位置又は目標速度(一般的には目標位置)に一致するようにフォーカスレンズFLの位置又は動作速度がレンズ制御用CPU10によって制御される。
At the time of MF, the focus control signal output from the
一方、AF時では、詳細を後述するAF部12によって検出される被写体画像のコントラストの高さを示す焦点評価値がレンズ制御用CPU10によって読み取られ、その焦点評価値に基づいて合焦状態となるようにフォーカスレンズFLが制御される。
On the other hand, at the time of AF, the focus evaluation value indicating the contrast level of the subject image detected by the
ズームレンズZLの制御(ズーム制御)においては、ズームデマンド20の所定のマニュアル操作部材の操作に従ってズームデマンド20から出力されるズーム制御信号がA/D変換器14を介してレンズ制御用CPU10によって読み取られ、そのズーム制御信号によって指定された目標位置又は目標速度(一般的には目標速度)に一致するようにズームレンズZLの位置又は動作速度がレンズ制御用CPU10によって制御される。
In the control of the zoom lens ZL (zoom control), the zoom control signal output from the
絞りIの制御(絞り制御)においては、例えば、図示しないカメラ本体から与えられるアイリス制御信号がレンズ制御用CPU10によって読み取られ、そのアイリス制御信号によって指定された位置(開口度)に一致するように絞りIの位置がレンズ制御用CPU10によって制御される。
In the control of the aperture I (aperture control), for example, an iris control signal given from a camera body (not shown) is read by the
次に、AF処理について詳説する。図2は、AF処理に関連する処理部を示しており、図1におけるレンズ制御用CPU10と、AF部12の具体的な構成が示されている。同図に示すようにAF部12には、AF用撮像素子(CCD等)42、AF用CPU30、A/D変換器32、ハイパスフィルタ(HPF)34、ゲート回路36、加算回路38、輝度レベル検出回路40等から構成される。
Next, the AF process will be described in detail. FIG. 2 shows a processing unit related to the AF processing, and shows a specific configuration of the
AF用撮像素子42は、記録又は再生用としてカメラ本体の撮像素子(映像用撮像素子)で撮像される画像と一致した画角及び被写体距離(ピントが合う被写体までの距離)の画像を撮像する。例えば、光学系内のフォーカスレンズFL及びズームレンズZLよりも後段にハーフミラー等の光分割光学系が配置され、その光分割光学系で被写体光が2つの異なる光路(映像用光路とAF用光路)に分岐される。映像用光路に分岐された被写体光は、通常の撮影レンズに入射した被写体光と同様にカメラ本体の映像用撮像素子へと導かれ、映像用撮像素子の撮像面に結像される。 The AF image sensor 42 captures an image having an angle of view and a subject distance (distance to the in-focus subject) that matches the image captured by the image sensor (video image sensor) of the camera body for recording or reproduction. . For example, a light splitting optical system such as a half mirror is disposed downstream of the focus lens FL and the zoom lens ZL in the optical system, and the subject light passes through two different optical paths (image optical path and AF optical path) in the light splitting optical system. ). The subject light branched into the image optical path is guided to the image pickup device of the camera body in the same manner as the subject light incident on the normal photographing lens, and forms an image on the image pickup surface of the image pickup device.
一方、AF用光路には、光分割光学系よりも後段に配置された光学部品(レンズ等)と同様に作用する光学部品が配置されると共に、AF用撮像素子42の撮像面が配置される。これによって、映像用撮像素子で撮像される画像と一致した画像がAF用撮像素子42によって撮像される。尚、AF用撮像素子42は、カラーの画像を取得するものである必要はなくモノクロの画像を撮像するものとし、AF用撮像素子42で逐次撮像される画像(映像)を示す映像信号は輝度信号に相当するものとする。 On the other hand, in the AF optical path, an optical component that acts in the same manner as an optical component (lens or the like) arranged downstream of the light splitting optical system is arranged, and an imaging surface of the AF imaging element 42 is arranged. . As a result, an image that matches the image captured by the video image sensor is captured by the AF image sensor 42. The AF image sensor 42 does not need to acquire a color image, and captures a monochrome image. A video signal indicating an image (video) sequentially captured by the AF image sensor 42 is luminance. It shall correspond to a signal.
AF用撮像素子42から得られた映像信号(輝度信号)は、まず、A/D変換器32によってデジタル信号に変換される。続いて、HPF34によって輝度信号の周波数成分のうちの高域周波数成分のみが抽出され、その高域周波数成分の輝度信号がゲート回路36に入力される。ゲート回路36では、カメラ本体の映像用撮像素子での撮像範囲(撮影範囲)のうち、即ち、映像信号を再生した際の映像の画面範囲のうち、AFの対象範囲とするAFエリア内の輝度信号のみが抽出される。尚、AFエリアについては後述する。
The video signal (luminance signal) obtained from the AF image sensor 42 is first converted into a digital signal by the A /
ゲート回路36によって抽出されたAFエリア内の高域周波数成分の輝度信号は、続いて加算回路38に入力され、加算回路38によって1画面分(1フィールド分)ずつ積算される。これによって1画面分の輝度信号ごとに順次得られる積算値は、映像(被写体画像)のコントラストの高さを示す焦点評価値であり、その焦点評価値がAF用CPU30に読み込まれる。
The luminance signal of the high frequency component in the AF area extracted by the
レンズ制御用CPU10は、上述のようにしてAF用CPU30から取得した焦点評価値が最大(極大)となるようにフォーカスレンズFLを制御することによって、AFエリア内の被写体に撮影レンズのフォーカスを合焦させる。具体的には、例えば、フォーカスレンズFLを光軸方向の前後に微小量移動(ワブリング)させ、前後の移動端での焦点評価値をAF部12のAF用CPU30から取得する。そして、各移動端での焦点評価値を比較することによって焦点評価値が増加する方向を検出し、その方向にフォーカスレンズFLを所定量又は所定速度で移動させる。これを繰り返して、ワブリングによって焦点評価値の増加方向が検出されない状態、即ち、焦点評価値が極大となったところでフォーカスレンズFLを停止させる。これによって、撮影レンズのフォーカスが合焦状態となる位置にフォーカスレンズFLが設定される。
The
ここで、AFエリアについて説明すると、図3に示すようにカメラ本体の撮像素子によって有効に被写体画像が撮像される撮像範囲50内において、AFの対象範囲とするAFエリア52が例えば四角形状の範囲として設定される。AFエリア52の位置が固定の場合には一般に撮像範囲の中央に設定されるが、所定のコントローラでの操作者の操作等に従ってゲート回路36での輝度信号の抽出範囲を変更することによって、AFエリア52の位置や大きさ等を変更できるようにすることも可能である。尚、AFの対象範囲が撮像範囲全体の場合もあり、その場合には撮像範囲全体をAFエリアとみなすことができる。
Here, the AF area will be described. As shown in FIG. 3, in the
本実施の形態では、フォーカスデマンド18等のレンズ装置に接続されるコントローラに図4に示すようなAFエリアの範囲等のAFに関する操作を行うためのAF操作部60が設けられており、そのAF操作部60のジョイスティック62を前後左右に操作することによってAFエリアの位置を撮像範囲内において上下左右に変更できるようになっている。尚、図4に示すようなAF操作部60をフォーカスデマンド18等のコントローラに設けた場合、そのコントローラとレンズ制御用CPU10との間でシリアル通信等によってコントローラからの情報をレンズ制御用CPU10で取得できるようにしておく。そして、コントローラからの情報のうちAF部12において必要な情報のみをレンズ制御用CPU10からAF部12のAF用CPU30に与えるようにしておく。これによって、AF操作部60の操作に基づいてAF用CPU30がAF部12において必要な処理、例えばジョイスティック62の操作に基づくゲート回路36での輝度信号の抽出範囲などの設定を行うことができる。但し、図4に示したようなAF操作部60専用のコントローラをレンズ装置にケーブル等によって接続してもよいし、コントローラからの情報をレンズ制御用CPU10を介さずにAF用CPU30が直接取得するようにしてもよい。
In this embodiment, a controller connected to a lens device such as the
尚、図4のAF操作部60において、AFモードスイッチ64は、オフモード、モーメンタリAFモード、コンティニュアスAFモードを選択するスイッチであり、モーメンタリAFモードが選択されている状態では、AFスタートスイッチ66がオンされているときのみレンズ制御用CPU10においてAF処理が実行され、それ以外ではMF処理が実行される。コンティニュアスAFモードが選択されている状態では、AFスタートスイッチ66が一旦オンされるとAFを解除する所定の操作を行うまでは(例えば、AFスタートスイッチ66が再度オンされるまでは)レンズ制御用CPU10においてAF処理が継続して行われ、AFが解除されるとMF処理が実行される。オフモードでは、AFスタートスイッチ66がオンされてもレンズ制御用CPU10において常時MF処理が実行される。輝度レベル調整モードスイッチ68、及び、露光補正ボリウム70については後述する。
In the
続いてAF部12における輝度レベル調整(露光調整)について説明する。図2において、AF用撮像素子42における電荷蓄積時間(電子シャッター速度)は、AF用CPU30によって制御できるようになっており、その電子シャッター速度を調整することによって露光値が変更できるようになっている。
Next, luminance level adjustment (exposure adjustment) in the
一方、AF部12における輝度レベル検出回路40には、AF用撮像素子42から得られる輝度信号が入力されており、輝度レベル検出回路40において、輝度信号の信号レベルから1画面における画像の輝度レベルが所定の方式により検出されるようになっている。輝度レベル検出回路40により検出された輝度レベルはAF用CPU30に読み込まれ、その輝度レベルに基づいてAF用撮像素子で撮像された画像が適正な明るさとなるようにAF用CPU30によってAF用撮像素子の電子シャッター速度が制御されるようなっている。
On the other hand, the luminance signal obtained from the AF image sensor 42 is input to the luminance
尚、輝度レベル検出回路40における輝度レベルの検出は、1画面全体における各画素の輝度レベルを平均化して求める平均測光による方式や、1画面内における最大輝度レベルを求めるピーク測光による方式等、どのような方式であってもよい。また、画面全体における輝度レベルを検出するのではなく、現在設定されているAFエリアの範囲をAF用CPU30から輝度レベル検出回路40に与え、そのAFエリアの範囲内における輝度レベルを検出するようにしてもよい。
Note that the luminance level detection in the luminance
ここで、図4に示したAF操作部60には、輝度レベル調整モードスイッチ68が設けられており、そのモードスイッチ68によって露光調整が自動モードと露光補正モードとで切り替えられるようになっている。図2に示すようにAF用CPU30には輝度レベル調整モードスイッチ68の設定状態が読み込まれるようになっており、AF用CPU30は、輝度レベル調整モードスイッチ68が自動モードに設定されている状態では、上記のように輝度レベル検出回路40から読み込んだ輝度レベルに基づいて画像の明るさが適正となるようにAF用撮像素子42における電子シャッター速度を設定する。尚、輝度レベル検出回路40において、AFエリアの範囲の画像のみの輝度レベルを検出するようにした場合、AFエリアの範囲の画像の明るさが適正となるように電子シャッター速度が設定される。
Here, the
一方、輝度レベル調整モードスイッチ68によって露光補正モードに設定されている状態では、自動モードのときと同様に輝度レベル検出回路40から読み込んだ輝度レベルに基づいてAF用撮像素子42における電子シャッター速度を求めると共に、その電子シャッター速度に対して、図4に示したAF操作部60の露光補正ボリウム70のツマミの回動位置に応じた補正を加える。露光補正ボリウム70からは、そのツマミの所定の回転位置を基準(0)として、ツマミの回転方向と回転量に応じた正負の電圧値が出力され、その値が図2に示すようにAF用CPU30に読み込まれるようになっている。AF用CPU30は、例えば、その露光補正ボリウム70の値が大きいほど電子シャター速度が遅くなるように、即ち、画像が明るくなるように補正し、露光補正ボリウム70の値が小さいほど電子シャッター速度が速くなるように、即ち、画像が暗くなるように補正する。
On the other hand, in the state in which the exposure correction mode is set by the brightness level
尚、露光補正ボリウム70の値に応じてAF用撮像素子から得られる画像の明るさを変更するAF用CPU30の処理手順として、いくつかの態様がある。例えば、第1の態様として、以下で説明する態様のように、輝度レベル検出回路40により検出される輝度レベルに対して、目標値を設定し、輝度レベル検出回路40により検出される輝度レベルがその目標値となるように電子シャッター速度を設定する場合に、露光補正ボリウム70の値に基づいて目標値を変更する態様がある。第2の態様として、輝度レベル検出回路40により検出される輝度レベルに基づいて所定の明るさの画像を得るための露光値(EV値)を変更する態様がある。また、第3の態様として、輝度レベル検出回路40において、複数の測光方式により求められる輝度レベルの重み付け平均をAF用CPU30に与えるとした場合に、露光補正ボリウム0の値に基づいてその重み付け係数を変更する態様がある。この場合、露光補正ボリウム70の値に対して画像の明るさがどのように変更されるかは不定であるが、被写体に応じて適切と考えられる測光方式に重みを置いた露光調整が可能となる。具体的には、ピーク測光方式と平均測光方式の各々により得られた輝度レベルの重み付け平均を輝度レベル検出回路40により求めるようにし、露光補正ボリウム70の値に応じてそれらの重み付け係数を変更する。
There are several modes as the processing procedure of the
また、本実施の形態では、自動モードにおいて自動で設定される画像の明るさ(電子シャッター速度)に対して露光補正ボリウム70によって変更(補正)を加えられるようにしたものであるが、画像の明るさ(電子シャッター速度)を完全にマニュアル操作部材の操作位置のみに設定するようにして露光調整を完全にマニュアル操作のみによって行えるようにしてもよい。
In the present embodiment, the brightness (electronic shutter speed) automatically set in the automatic mode is changed (corrected) by the
また、図2に示すようにAF部12にはビデオモニタ46が示されている。このビデオモニタ46は例えばレンズ装置にケーブル等で着脱できるようになっており、A/D変換器32の出力にD/A変換器44を介して接続されるようになっている。これによれば、AF用撮像素子42から得られた映像信号(輝度信号)がビデオモニタ46に入力され、ビデオモニタ46にAF用撮像素子42によって撮影されている映像が表示される。これによって、操作者はAF用撮像素子42で撮影されている画像の明るさを確認することができ、ピントを合わせたい被写体画像がAFにとって適正な明るさになっているか等を確認することができる。そして、この映像を見ながら露光補正ボリウム70を操作して所望の被写体画像を適正な明るさに調整することができる。
Further, as shown in FIG. 2, a
また、D/A変換器44において、単にアナログ信号をデジタル信号に変換する機能だけでなく、ゲート回路36で現在設定されているAFエリアの情報を取り込んで、ビデオモニタ46に出力する映像に現在のAFエリアの範囲を示すAF枠の画像を重畳させる機能を備えることも可能である。これによれば、現在設定されているAFエリアの範囲もビデオモニタ46で確認することができる。
Further, in the D /
図5は、AF用CPU30における露光調整に関する処理手順を示したフローチャートである。AF用CPU30は、電源が投入されると、所要の初期設定を行った後(ステップS10)、露光調整以外の処理を行う(ステップS12)。続いて、輝度レベル調整モードスイッチ68の状態を読み込み、露光補正モードか否かを判定する(ステップS14)。YESと判定した場合には露光補正ボリウム70の値を読み込む(ステップS16)。NOと判定した場合には露光補正ボリウム70の値を0に設定する。即ち、露光補正ボリウム70の値を考慮しないものとする(ステップS18)。
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure related to exposure adjustment in the
次に、AF用CPU30は、ステップS16において読み込んだ露光補正ボリウムの値、又は、ステップS18において設定した値(0)を、輝度レベルの現在の目標値に加算する(ステップS20)。続いて、輝度レベル検出回路40から現在の輝度レベルを読み込む(ステップS22)。
Next, the
次に、AF用CPU30は、現在の輝度レベルがステップS20において求めた目標値に一致しているか否かを判定する(ステップS24)。YESと判定した場合にはステップS12に戻る。一方、NOと判定した場合には、現在の輝度レベルが目標値より大きいか否かを判定する(ステップS26)。YESと判定した場合には、AF用撮像素子42における電子シャッター速度を低速に設定する(ステップS28)。NOと判定した場合には、AF用撮像素子42における電子シャッター速度を高速に設定する(ステップS30)。そして、ステップS28又はステップS30の処理の後、ステップS12に戻る。尚、ステップS28とステップS30の処理において現在の輝度レベルに基づいて輝度レベルが目標値と一致するような電子シャッター速度を求めて、その速度に設定するようにしてもよいし、電子シャッター速度を所定値分ずつ高速又は低速側にシフトさせて、ステップS12〜ステップS30の処理を繰り返すことによって輝度レベルが目標値と一致するようにしてもよい。
Next, the
以上、上記実施の形態では、AF処理において、AF用撮像素子42から得られた映像信号に基づいて焦点評価値を検出し、フォーカスを合焦状態に設定する場合について説明したが、光路長が異なる位置に配置された複数の撮像面を有するにいわゆる光路長差方式のAFを採用したオートフォーカスシステムにおいても適用できる。このシステムでは、AF用撮像素子42の撮像面として、光路長が異なる位置に複数(例えば2つ)の撮像面が配置される。これらの撮像面は、個別のAF用撮像素子の撮像面である場合や、同一の撮像素子の撮像面において光路長差を設けてある場合もある。そして、AF用撮像素子の各撮像面により、映像用撮像素子の撮像面に対して例えば前後等距離の位置で結像される被写体画像が撮像される。AF用撮像素子の各撮像面で撮像して得られた映像信号(輝度信号)から各々の焦点評価値が検出される。そして、それらの焦点評価値を比較することによってピント状態(合焦、前ピン、後ピン)が検出され、そのピント状態に基づいて撮影レンズのフォーカスが合焦状態となるように制御される。このようなシステムにおいても、AF用撮像素子の各撮像面から得られる画像の明るさを上記実施の形態と同様に調整できるようにすることができる。 As described above, in the above embodiment, in the AF process, the focus evaluation value is detected based on the video signal obtained from the AF image sensor 42, and the focus is set to the in-focus state. The present invention can also be applied to an autofocus system that employs a so-called optical path length difference type AF that has a plurality of imaging surfaces arranged at different positions. In this system, a plurality of (for example, two) imaging surfaces are arranged at positions with different optical path lengths as imaging surfaces of the AF imaging element 42. These imaging surfaces may be imaging surfaces of individual AF imaging elements, or may have optical path length differences on the imaging surfaces of the same imaging element. Then, a subject image that is imaged at, for example, a position equidistant from the front and back of the image pickup surface of the image pickup device is picked up by each image pickup surface of the AF image pickup device. Each focus evaluation value is detected from a video signal (luminance signal) obtained by imaging on each imaging surface of the AF imaging element. Then, by comparing these focus evaluation values, a focus state (focus, front pin, rear pin) is detected, and control is performed so that the focus of the photographic lens is brought into focus based on the focus state. Even in such a system, the brightness of an image obtained from each imaging surface of the AF imaging element can be adjusted in the same manner as in the above embodiment.
10…レンズ制御用CPU、12…AF部、18…フォーカスデマンド、FL…フォーカスレンズ(群)、FM…フォーカス用モータ、FP…ポテンショメータ、30…AF用CPU、32…A/D変換器、34…ハイパスフィルタ(HPF)、36…ゲート回路、38…加算回路、40…輝度レベル検出回路、42…AF用撮像素子、44…A/D変換器、46…ビデオモニタ、60…AF操作部、62…ジョイスティック、68…輝度レベル調整モードスイッチ、70…露光補正ボリウム
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記AF用撮像手段により撮像された画像の明るさを検出する明るさ検出手段と、
前記AF用撮像手段により撮像される画像に対する目標の明るさをマニュアル操作部材の操作に従って設定する目標設定手段と、
前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさと前記目標設定手段により設定された目標の明るさとに基づいて、前記AF用撮像手段により撮像される画像の明るさが前記目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。 In addition to the image pickup means for picking up an image formed by the optical system as an image for recording or reproduction, a dedicated AF image pickup means for autofocusing is provided, based on the image picked up by the AF image pickup means. In an autofocus system that automatically sets the focus of the optical system to a focused state,
Brightness detection means for detecting the brightness of the image captured by the AF imaging means;
Target setting means for setting a target brightness for an image picked up by the AF image pickup means in accordance with an operation of a manual operation member;
Based on the brightness of the image detected by the brightness detection unit and the target brightness set by the target setting unit, the brightness of the image captured by the AF imaging unit becomes the target brightness. Exposure adjusting means for performing exposure adjustment;
An autofocus system characterized by comprising
前記AF用撮像手段により撮像された画像の明るさを異なる複数の測光方式により検出された明るさの重み付け平均によって検出する明るさ検出手段と、
前記明るさ検出手段における重み付け平均における重み係数をマニュアル操作部材の操作に従って変更する重み係数変更手段と、
前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさに基づいて、前記AF用撮像手段により撮像される画像の明るさが所定の目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。 In addition to the image pickup means for picking up an image formed by the optical system as an image for recording or reproduction, a dedicated AF image pickup means for autofocusing is provided, based on the image picked up by the AF image pickup means. In an autofocus system that automatically sets the focus of the optical system to a focused state,
Brightness detection means for detecting the brightness of an image captured by the AF imaging means by a weighted average of brightness detected by a plurality of different photometry methods;
A weight coefficient changing means for changing a weight coefficient in the weighted average in the brightness detecting means according to an operation of a manual operation member;
Exposure adjusting means for performing exposure adjustment based on the brightness of the image detected by the brightness detecting means so that the brightness of the image captured by the AF imaging means becomes a predetermined target brightness;
An autofocus system characterized by comprising
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006086366A JP2007264119A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Autofocus system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006086366A JP2007264119A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Autofocus system |
Publications (1)
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Family
ID=38637198
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JP2006086366A Pending JP2007264119A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Autofocus system |
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JP (1) | JP2007264119A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100952955B1 (en) | 2008-09-09 | 2010-04-15 | 연세대학교 산학협력단 | Method for controlling auto exposure and focus based on the human visual system and Video camera system using the same |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006086366A patent/JP2007264119A/en active Pending
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