JP2734501B2 - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JP2734501B2
JP2734501B2 JP3251833A JP25183391A JP2734501B2 JP 2734501 B2 JP2734501 B2 JP 2734501B2 JP 3251833 A JP3251833 A JP 3251833A JP 25183391 A JP25183391 A JP 25183391A JP 2734501 B2 JP2734501 B2 JP 2734501B2
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正範 吉田
竜司 川口
清隆 金子
克夫 浅見
直樹 高取
正明 織本
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に係り、特に位
相型光学ローパスフイルタを用いた撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ビデオカメラや電子スチルカメ
ラに用いられている固体撮像素子(CCD)などでは、
入射光像は垂直方向と水平方向にそれぞれ一定の間隔で
配列したセンサによってサンプリングされるので、解像
できる最高の空間周波数は、センサの配列で決まるサン
プリングの空間周波数の2分の1、即ちナイキスト周波
数となる。もし、入射光像にこのナイキスト周波数以上
の空間周波数が含まれる場合には、通常帯域内で折り返
されて、偽信号或いはモアレ効果を生ずる。
【0003】従って、この種の撮像装置では、サンプリ
ングする前に、この高い周波数を光学ローパスフイルタ
(以下、OLPFという)で取り除くようにしている。
このOLPFには、水晶の複屈折を利用した水晶OLP
Fや、表面を周期的に凹凸状に変化させた位相型OLP
Fがあり、位相型OLPFは成形によって大量生産が可
能なため低コストであるという利点がある。尚、一般
に、OLPFは撮影レンズの変倍系よりもCCD側に配
置されている。
【0004】また、オートフォーカス装置(AF装置)
としては、上記OLPFを介して入射した被写体光を光
電変換するCCDからの出力信号に基づいて合焦検出を
行い、撮影レンズの焦点調節を行うものがある。即ち、
CCDから得られる出力信号の高周波成分を抽出して積
分し、この積分値を合焦判定のAF評価値として、AF
評価値が最大となるように撮影レンズの焦点調節を行う
ようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、位相型OL
PFを焦点距離(撮影倍率)可変の撮影レンズの前方に
配置すると、位相型OLPFは撮影レンズの焦点距離の
変化に対応できなくなり、所望の空間周波成分を除去す
ることができなくなるという問題が生じる。尚、位相型
OLPFを撮影レンズの前方に配置すると、撮影レンズ
のバック長を短くできるのでスペース的に有利であり、
またゴーストが出にくくなる。更に、位相型OLPFの
凹凸状の周期が大きくでき光学的仕様がゆるくなり、ま
た撮影レンズのバックフォーカス調整時にOLPFを光
学系から簡単に外すことができるので調整が容易になる
という利点がある。
【0006】一方、上記従来の撮像装置のAF装置は、
図6の実線で示すようにOLPFにより所定の空間周波
数(fc )成分のMTF(modulation transfer functi
on)が低下した映像信号(斜線で示した範囲Aの情報)
に基づいて合焦検出を行うため、情報量が少なくなり、
前記所定の空間周波数成分をもつ被写体にピントが合い
にくいという問題があった。
【0007】本発明の目的は、位相型OLPFを撮影レ
ンズの前方に配置する際に、1枚の位相型OLPFにて
撮影レンズの焦点距離の変化に対応することができる、
スペース、コスト的に有利な撮像装置を提供することに
ある。本発明の他の目的は、OLPFによって偽信号の
除去ができると共に、AF時に合焦検出のための情報量
を多くとることができる撮像装置を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、焦点距離可変の撮影レンズと、前記撮影レ
ンズを介して被写体光像が結像される固体撮像素子と、
前記撮影レンズの前方に回転自在に配設された位相型光
学ローパスフイルタと、前記固体撮像素子の画素ピッチ
に相当する所定空間周波数成分を除去すべく前記位相型
光学ローパスフイルタを前記撮影レンズの焦点距離に対
応して回転させる手段と、を備えたことを特徴としてい
る。
【0009】また、本発明は前記他の目的を達成するた
めに、撮影レンズを通って被写体光像が結像される固体
撮像素子と、撮影光学系の光軸を中心に回転自在に配設
され、前記固体撮像素子の画素ピッチに相当する水平方
向の空間周波数成分を除去する光学ローパスフイルタ
と、前記固体撮像素子から得られる出力信号に基づいて
合焦検出を行い、前記撮影レンズの焦点調節を行うオー
トフォーカス装置と、前記オートフォーカス装置による
合焦検出時に前記光学ローパスフイルタを前記水平方向
の空間周波数成分の除去が可能な状態から90°回転さ
せ、撮影時に前記光学ローパスフイルタを元の状態に戻
す手段と、を備えたことを特徴としている。
【0010】更に、撮影レンズを通って被写体光像が結
像される固体撮像素子と、撮影光学系に対して進退自在
に配設され、前記固体撮像素子の画素ピッチに相当する
水平方向の空間周波数成分を除去する光学ローパスフイ
ルタと、前記固体撮像素子から得られる出力信号に基づ
いて合焦検出を行い、前記撮影レンズの焦点調節を行う
オートフォーカス装置と、前記オートフォーカス装置に
よる合焦検出時に前記光学ローパスフイルタを撮影光学
系から退避させ、撮影時に前記光学ローパスフイルタを
撮影光学系に進入させる手段と、を備えたことを特徴と
している。
【0011】
【作用】本発明によれば、位相型OLPFを撮影レンズ
の前方に配置したため、スペース的に有利であり、位相
型OLPFの光学的仕様もゆるくなり位相型OLPFの
製造が容易になる。また、この位相型OLPFは撮影レ
ンズの焦点距離に対応して回転し、位相型OLPFの水
平方向の凹凸のピッチが実質的に変化させられる。これ
により、撮影レンズの焦点距離の変化にかかわらず固体
撮像素子の画素ピッチに相当する所定の空間周波数成分
を除去するようにしている。
【0012】また、本発明の他の態様によれば、合焦検
出時にはOLPFを90°回転させ又は撮影光学系から
退避させ、固体撮像素子の画素ピッチに相当する水平方
向の所定の空間周波数成分を除去しないようにして、合
焦検出のための情報量を大きくし、撮影時にはOLPF
を元の状態に戻して前記所定の空間周波数成分を除去
し、偽信号が発生しないようにしている。
【0013】
【実施例】以下添付図面に従って本発明に係る撮像装置
の好ましい実施例を詳述する。図1は本発明に係る撮像
装置の一実施例を示すブロック図である。同図におい
て、被写体光は位相型OLPF10及び撮影レンズ20
を介してCCD30の受光面に結像され、CCDの各セ
ンサで光の強さに応じた量の信号電荷に変換される。こ
のCCD30はCCDドライバ31によって駆動され、
前記CCD30で変換された信号電荷は、順次読み出さ
れてプロセス回路32で信号処理されたのち、エンコー
ダ回路34及びAF検出回路36に加えられる。
【0014】AF検出回路36は高域BPFや積分回路
等から成り、プロセス回路32から入力する輝度信号中
の高周波成分のみを抽出して積分し、これを合焦判定の
評価値としてマイコン38に出力する。マイコン38は
AF検出回路36から入力する評価値が最大になるよう
にフォーカス駆動メカ40に制御信号を出力し、これに
より撮影レンズ20内のフォーカスレンズを駆動させて
ピント合わせを行わせる。
【0015】また、マイコン38は操作部42において
ズームボタン(図示せず)が操作されると、ズーム駆動
メカ44に制御信号を出力し、これにより撮影レンズ2
0内の変倍レンズ系を駆動させてズーミングを行わせる
とともに、後述するように回転メカ46を介して位相型
OLPF10を回転させる。次に、位相型OLPF10
を撮影レンズ20のズーミングに応じて回転させる理由
について説明する。
【0016】図1に示した撮影光学系において、 P ; 位相型OLPF10(レンチキラーレンズ)の
ピッチ fT; 撮影レンズ20のテレ時の焦点距離 fL; 位相型OLPF10(レンチキラーレンズ)の
焦点距離 Δ ; 位相型OLPF10の光線分離幅 とすると、以下のような関係式が成り立つ。
【0017】 今、図2に示すようにピッチPをもつ位相型OLPF
10を、角度θだけ回転させた時、水平方向の見掛け上
のピッチP´は、次式、 によって表すことができる。
【0018】従って、撮影レンズ20のワイド時の焦点
距離をfw とすると、第(1) 式及び第(2) 式より、次式 の関係が成り立つ。また、上記第(3) 式を変形させる
と、 θ= cos-1(fw /fT )…(3) ´ となる。
【0019】即ち、第(3) ´式に示す角度θだけ位相型
OLPFを回転させることにより、焦点距離fw に対応
した位相型OLPFとなる。図3は図1に示した位相型
OLPF10、撮影レンズ20等の平面図であり、図4
は図3の4−4線に沿う断面図である。これらの図面に
示すように、位相型OLPF10は、撮影レンズ20の
前面に回転自在に配設されており、連結部材21によっ
て撮影レンズ20のズームカム筒22と一体的に回転で
きるように連結されている。
【0020】従って、ズームモータ23によってギア2
4及びリングギア25を介してズームカム筒22を回転
させると、ズームカム筒22のカム溝22A、22Bに
より変倍レンズ群20A、20Bが移動してズーミング
が行われるとともに、連結部材21を介して位相型OL
PF10が回転させられる。尚、ズームカム筒22の回
転角とその回転角による焦点距離との関係は第(3) ´式
を満足するようにズームカム筒22のカム溝22A、2
2Bが形成されている。
【0021】尚、上記実施例ではズームカム筒に連動し
て位相型OLPFを回転させるようにしたが、これに限
らず、図5に示すように位相型OLPFを回転させる独
立の駆動手段を設け、撮影レンズの焦点距離に対応して
位相型OLPFを回転させるようにしてもよい。即ち、
図5は本発明に係る撮像装置の他の実施例を示す要部断
面図である。尚、図4と共通する部分には同一の符号を
付し、その詳細な説明は省略する。
【0022】図4に示すように、この実施例では、モー
タ26からギア26A及びリングギア10Aを介して位
相型OLPF10を適宜の角度に回転できるように構成
されている。上記構成の撮像装置において、図1に示し
たマイコン38は操作部42においてシャッタレリーズ
ボタン(図示せず)が半押し状態になると撮影レンズ2
0のピント合わせ等を実行させる。この場合、先ず、回
転メカ46(図5のモータ26からギア26A及びリン
グギア10A)を介して位相型OLPF10を90°回
転させ、その後AF検出回路36から入力する評価値が
最大になるようにフォーカス駆動メカ40に制御信号を
出力し、これにより撮影レンズ20内のフォーカスレン
ズを駆動させてピント合わせを行わせる。そして、操作
部42においてシャッタレリーズボタンが全押し状態に
なると、位相型OLPF10を撮影レンズ20の焦点距
離に応じた所定の回転位置に回転させたのち、シャッタ
を切る。
【0023】即ち、AF時には、前記位相型OLPF1
0は図2に示す角度θが90°になるように前記モータ
26によって回転させられる。これにより、位相型OL
PF10は水平方向の特定の空間周波数成分を除去でき
なくなり、空間周波数に対するMTFが図6の一点鎖線
に示すような特性をもった被写体光がCCD30に入射
するようになる。従って、図1に示すAF検出回路36
はMTFが大幅に低下しない映像信号(図6の斜線で示
した範囲A及びBの情報)に基づいてより信頼性の高い
合焦判定のための評価値を出力することができるように
なる。
【0024】このようにしてAFが行われたのち、撮影
を行う場合には、まず撮影レンズ20の現在の焦点距離
に基づいて、位相型OLPF10を第(3) ´式を満足す
る角度θに回転させ、その後、シャッタを切って記録す
るようにする。尚、図5に示す実施例では位相型OLP
F10を撮影レンズ20の前方に回転自在に配設するよ
うにしたが、これに限らず、撮影レンズ20の変倍系よ
りもCCD側に回転自在に配設するようにしてもよい。
この場合には、撮影レンズ20の焦点距離の変化に応じ
て位相型OLPF10を回転させなくてもよく、AF時
のみ90°回転させればよい。また、位相型OLPFの
代わりに水晶OLPFを用いてもよい。更に、AF時に
OLPFを90°回転させるようにしたが、これに限ら
ず、AF時にOLPFを撮影光学系から退避させるよう
にしてもよい。ただし、OLPFを退避させたことによ
り撮影レンズの光路長が変化する場合には、光路長が変
化しないようにOLPFに代えて所定厚さのダミーガラ
ス等を挿入する必要がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るによれ
ば、位相型OLPFを撮影レンズの前方に配置したた
め、スペース的に有利であり、位相型OLPFの光学的
仕様もゆるくなり位相型OLPFの製造が容易になるな
どの種々の利点がある。また、位相型OLPFを撮影レ
ンズの焦点距離に対応して回転させるようにしたため、
撮影レンズの焦点距離の変化にかかわらず固体撮像素子
の画素ピッチに相当する所定の空間周波数成分を除去す
ることができる。
【0026】また、合焦検出時にOLPFを90°回転
させ又は撮影光学系から退避させるようにしたため、固
体撮像素子に入射する被写体光のMTF(特にOLPF
による水平方向のカットオフ空間周波数成分)が低下せ
ず、これにより合焦検出のための情報量が多くなり、従
来苦手としていたOLPFのカットオフ空間周波数成分
を含む被写体でも容易に合焦検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る撮像装置の一実施例を示す
ブロック図である。
【図2】図2は本発明を原理的に説明するために用いた
図である。
【図3】図3は図1の位相型OLPF、撮影レンズ等の
平面図である。
【図4】図4は図3の4−4線に沿う断面図である。
【図5】図5は本発明に係る撮像装置の他の実施例を示
す要部断面図である。
【図6】図6は空間周波数に対するMTFを示すグラフ
である。
【符号の説明】
10…位相型OLPF 20…撮影レンズ 21…連結部材 22…ズームカム筒 23…ズームモータ 26…モータ 30…固体撮像素子(CCD) 36…AF検出回路 38…マイコン 44…ズーム駆動メカ 46…回転メカ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅見 克夫 東京都港区西麻布2丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (72)発明者 高取 直樹 東京都港区西麻布2丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (72)発明者 織本 正明 東京都港区西麻布2丁目26番30号 富士 写真フイルム株式会社内 (56)参考文献 特開 平4−236585(JP,A) 特開 平4−163419(JP,A) 特開 平4−158330(JP,A) 特開 平1−123214(JP,A) 特開 昭63−287922(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 焦点距離可変の撮影レンズと、 前記撮影レンズを介して被写体光像が結像される固体撮
    像素子と、 前記撮影レンズの前方に回転自在に配設された位相型光
    学ローパスフイルタと、 前記固体撮像素子の画素ピッチに相当する所定空間周波
    数成分を除去すべく前記位相型光学ローパスフイルタを
    前記撮影レンズの焦点距離に対応して回転させる手段
    と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】 撮影レンズを通って被写体光像が結像さ
    れる固体撮像素子と、 撮影光学系の光軸を中心に回転自在に配設され、前記固
    体撮像素子の画素ピッチに相当する水平方向の空間周波
    数成分を除去する位相型光学ローパスフイルタと、 前記固体撮像素子から得られる出力信号に基づいて合焦
    検出を行い、前記撮影レンズの焦点調節を行うオートフ
    ォーカス装置と、 前記オートフォーカス装置による合焦検出時に前記位相
    型光学ローパスフイルタを前記水平方向の空間周波数成
    分の除去が可能な状態から90°回転させ、撮影時に前
    記位相型光学ローパスフイルタを元の状態に戻す手段
    と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
  3. 【請求項3】 焦点距離可変の撮影レンズと、 前記撮影レンズを介して被写体光像が結像される固体撮
    像素子と、 前記撮影レンズの前方に回転自在に配設された位相型光
    学ローパスフイルタと、 前記固体撮像素子から得られる出力信号に基づいて合焦
    検出を行い、前記撮影レンズの焦点調節を行うオートフ
    ォーカス装置と、 前記オートフォーカス装置による合焦検出時に前記位相
    型光学ローパスフイルタを前記水平方向の空間周波数成
    分の除去が可能な状態から90°回転させ、撮影時に前
    記固体撮像素子の画素ピッチに相当する水平方向の空間
    周波数成分を除去すべく前記位相型光学ローパスフイル
    タを前記撮影レンズの焦点距離に対応して回転させる手
    段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
  4. 【請求項4】 撮影レンズを通って被写体光像が結像さ
    れる固体撮像素子と、 撮影光学系に対して進退自在に配設され、前記固体撮像
    素子の画素ピッチに相当する水平方向の空間周波数成分
    を除去する光学ローパスフイルタと、 前記固体撮像素子から得られる出力信号に基づいて合焦
    検出を行い、前記撮影レンズの焦点調節を行うオートフ
    ォーカス装置と、 前記オートフォーカス装置による合焦検出時に前記光学
    ローパスフイルタを撮影光学系から退避させ、撮影時に
    前記光学ローパスフイルタを撮影光学系に進入させる手
    段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
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WO2017154366A1 (ja) * 2016-03-11 2017-09-14 ソニー株式会社 ローパスフィルタ制御装置、およびローパスフィルタ制御方法、ならびに撮像装置

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