JP4438428B2 - Video camera, in-focus position search method, camera body and interchangeable lens - Google Patents
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本発明はビデオカメラ、合焦点位置探索方法、カメラ本体部及び交換式レンズ部に関し、例えばカメラ本体と交換用レンズとが着脱自在に取り付けられた放送・業務用ディジタルビデオカメラに適用して好適なものである。
The present invention relates to a video camera , a focusing position search method, a camera main body, and an interchangeable lens unit , and is suitable for application to, for example, a broadcast / business digital video camera in which a camera main body and a replacement lens are detachably attached. Is.
従来、家庭用ビデオカメラにおいては、被写体との距離に応じてフォーカス調整用レンズの位置を自動的に変化させることにより当該被写体に対してフォーカスを合わせるオートフォーカス(AF)機能が搭載されており、手動によるフォーカス調整を行うことなく当該被写体に対してフォーカスを正確に合わせることができるようになされている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, home video cameras are equipped with an autofocus (AF) function that automatically adjusts the focus of the subject by automatically changing the position of the focus adjustment lens according to the distance to the subject. It is possible to accurately focus on the subject without performing manual focus adjustment (see, for example, Patent Document 1).
この家庭用ビデオカメラには、TTL(Through the Lens)方式を採用しているものがあり、例えばフォーカスが合焦点から大きく外れている場合、撮像信号に含まれる高周波成分を抽出し、当該高周波成分のレベルが最大となる箇所を探索することにより、おおよその合焦点位置を探索(以下これを全体探索と呼ぶ)し得るようになされている。 Some home video cameras employ a TTL (Through the Lens) method. For example, when the focus is greatly out of focus, a high-frequency component included in an imaging signal is extracted, and the high-frequency component is extracted. By searching for a place where the level of the maximum value is searched, an approximate in-focus position can be searched (hereinafter referred to as an overall search).
例えば図10(A)に示すように、家庭用ビデオカメラは、フォーカス調整用レンズをh2側からh1側まで移動させながら、フィールド周期に対応して固定された1/60秒の間隔毎に撮像した撮像信号を順次生成する。 For example, as shown in FIG. 10A, the home video camera picks up images at 1/60 second intervals fixed corresponding to the field period while moving the focus adjustment lens from the h2 side to the h1 side. The captured image signals are sequentially generated.
続いて家庭用ビデオカメラは、各撮像信号に含まれる高周波成分(以下これを評価値vと呼ぶ)をそれぞれ抽出し、例えばフォーカス調整用レンズの位置x3及びx4における連続した2つの当該評価値v3及びv4が共に所定の閾値vt以上で、かつその差分値vd4が所定値以下となる位置x4を当該評価値vの極大値近傍と見なし、このフォーカス調整用レンズの位置x4をおおよその合焦点位置と判別するようになされている。 Subsequently, the home video camera extracts a high-frequency component (hereinafter referred to as an evaluation value v) included in each imaging signal, and, for example, two consecutive evaluation values v3 at the positions x3 and x4 of the focus adjustment lens. And v4 are both equal to or greater than a predetermined threshold value vt, and the position x4 where the difference value vd4 is equal to or smaller than the predetermined value is regarded as the vicinity of the maximum value of the evaluation value v, and the position x4 of this focus adjustment lens is the approximate focus position It is made to discriminate.
ところで家庭用ビデオカメラは、全体探索を行う際の時間を短縮するためにフォーカス調整用レンズの移動速度を速くすると、撮像間隔が1/60秒に固定されていることから、撮像時におけるフォーカス調整用レンズのそれぞれの位置間隔(以下これを全体探索移動量ΔX´と呼ぶ)も大きくなるものの、絞り値が比較的大きく焦点深度が深いことにより評価値vの特性曲線が比較的緩やかに変化しているために、連続した2つの当該評価値v(評価値v3及びv4)が共に所定の閾値vt以上で、かつその差分値vd4が所定値以下となる位置x4をおおよその合焦点位置として見逃すことなく検出することができる。 By the way, in home video cameras, if the moving speed of the focus adjustment lens is increased in order to shorten the time for performing the entire search, the imaging interval is fixed at 1/60 seconds. Although the position interval of each lens (hereinafter referred to as the total search movement amount ΔX ′) also increases, the characteristic curve of the evaluation value v changes relatively slowly due to the relatively large aperture value and the deep focal depth. Therefore, a position x4 where two consecutive evaluation values v (evaluation values v3 and v4) are both equal to or greater than a predetermined threshold value vt and the difference value vd4 is equal to or less than a predetermined value is overlooked as an approximate focus position. Can be detected without any problem.
しかし家庭用ビデオカメラは、図10(B)に示すように、絞り値が比較的小さく焦点深度が浅いときに、同様にフォーカス調整用レンズの移動速度が速く全体探索移動量ΔX´も大きいと、評価値v11〜v16によっては極大値を検出することができず、おおよその合焦点位置を見逃してしまうことになる。 However, in the home video camera, as shown in FIG. 10B, when the aperture value is relatively small and the focal depth is shallow, similarly, the movement speed of the focus adjustment lens is fast and the total search movement amount ΔX ′ is large. Depending on the evaluation values v11 to v16, the maximum value cannot be detected, and the approximate focus position is missed.
そこで家庭用ビデオカメラは、全体探索を行う際のフォーカス調整用レンズの移動速度をそのときの焦点深度に応じて最適な値に変化させるようになされており、例えば図10(C)に示すように、絞り値が小さく焦点深度が浅いときには、全体探索移動量ΔX´を小さくしてフォーカス調整用レンズの移動速度を遅くすることにより評価値v31を極大値として検出することができ、当該評価値v31に対応した位置x31をおおよその合焦点位置として認識することができる。 Therefore, the home video camera changes the moving speed of the focus adjustment lens during the entire search to an optimum value according to the depth of focus at that time. For example, as shown in FIG. In addition, when the aperture value is small and the depth of focus is shallow, the evaluation value v31 can be detected as the maximum value by reducing the overall search movement amount ΔX ′ and slowing the movement speed of the focus adjustment lens. A position x31 corresponding to v31 can be recognized as an approximate in-focus position.
続いて家庭用ビデオカメラは、このおおよその合焦点位置と判断したフォーカス調整用レンズの位置x31に当該フォーカス調整用レンズを移動させ、さらに所定のフォーカス微調整を行うことによって最終的にフォーカスを合わせるようになされている。 Subsequently, the home video camera moves the focus adjustment lens to the position x31 of the focus adjustment lens determined to be the approximate focus position, and finally adjusts the focus by performing predetermined fine adjustment. It is made like that.
ところで家庭用ビデオカメラは、カメラ本体からレンズ部が分離し得ないように構成されているため、当該レンズ部のフォーカス調整用レンズの移動可能範囲や当該フォーカス調整用レンズを駆動するアクチュエータの応答特性等に関する各種パラメータ(以下、これをレンズパラメータと呼ぶ)を固定的な値として扱うことができる。 By the way, the home video camera is configured so that the lens unit cannot be separated from the camera body. Therefore, the movable range of the focus adjustment lens of the lens unit and the response characteristics of the actuator that drives the focus adjustment lens Etc. (hereinafter referred to as “lens parameters”) can be treated as fixed values.
従って家庭用ビデオカメラでは、このレンズパラメータに基づいて当該レンズ部におけるフォーカス調整用レンズの駆動制御を最適に行うことができ、合焦点位置の探索を短時間で実行し得るようになされている。 Therefore, in a home video camera, it is possible to optimally perform drive control of the focus adjustment lens in the lens unit based on this lens parameter, and to search for the in-focus position in a short time.
ところで、テレビジョン放送局で用いられる放送・業務用ビデオカメラにおいては、専門の撮像者(いわゆるカメラマン)が手動でフォーカスを正確に調整するようになされているためにオートフォーカス機能を搭載していなかった。 By the way, in broadcast / professional video cameras used in television broadcasting stations, a professional photographer (so-called cameraman) manually adjusts the focus manually, so it does not have an autofocus function. It was.
またこのような放送・業務用ビデオカメラでは、カメラ本体部とレンズ(以下これを交換式レンズと呼ぶ)とを分離可能に構成して当該交換式レンズを随時交換して用いることにより、様々な状況においてそれぞれ最適な交換式レンズを使用して最適な映像を撮像し得るようになされている。
しかしながら、近年では、従来の標準画質(SD:Standard Definition)方式による地上アナログ放送に加えて、解像度が高い高精細画質(HD:High Definition)方式を採用したBSディジタルテレビジョン放送や地上ディジタルテレビジョン放送が開始されているため、放送・業務用ビデオカメラで撮像する際にカメラマンの目視に頼ったフォーカス調整だけでは完全にフォーカスを合わせることができなかったときに、ピントずれの生じた映像が鮮明に表示されてしまう。 In recent years, however, BS digital television broadcasting and terrestrial digital television that employ high definition image quality (HD: High Definition) systems with high resolution in addition to terrestrial analog broadcasting based on standard definition image quality (SD) standards. Since broadcasting has started, when focusing with a cameraman's visual observation when shooting with a broadcast / professional video camera was not possible to achieve complete focus, the out-of-focus image was clear. Will be displayed.
そこで、このような放送・業務用ビデオカメラにおいても従来の家庭用ビデオカメラ等と同様にオートフォーカス機能を搭載することにより、カメラマンのフォーカス調整だけに頼るのではなく当該オートフォーカス機能も駆使してフォーカスを正確に合わせる方式が提案されている。 Therefore, by installing an autofocus function in such broadcast and commercial video cameras as well as conventional home video cameras, the autofocus function is utilized not only by the cameraman's focus adjustment. A method for accurately adjusting the focus has been proposed.
ところが、交換式レンズ部を用いる放送・業務用ビデオカメラにおいては、様々な種類の交換式オートフォーカス(AF)レンズ部が装着された場合、各交換式AFレンズ部のレンズパラメータが異なるために当該交換式AFレンズ部におけるレンズパラメータの差をカメラ本体側で吸収しなければ、おおよその合焦点位置を短時間で探索することができないという問題があった。 However, in a broadcast / professional video camera using an interchangeable lens unit, when various types of interchangeable autofocus (AF) lens units are mounted, the lens parameters of each interchangeable AF lens unit are different. If the difference in lens parameters in the interchangeable AF lens unit is not absorbed on the camera body side, there is a problem that an approximate in-focus position cannot be searched in a short time.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、任意の交換式レンズが装着された場合でもオートフォーカス機能を適正に機能させることができるようおおよその合焦点位置を確実に探索してフォーカスを正確に合わせ得るためのビデオカメラ、合焦点位置探索方法、カメラ本体部及び交換式レンズ部を提案しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above points, and is able to reliably search for an approximate in-focus position so that the autofocus function can function properly even when an optional interchangeable lens is mounted. A video camera , a focal position search method, a camera main body, and an interchangeable lens unit are proposed.
かかる課題を解決するため本発明のビデオカメラにおいては、カメラ本体部と、当該カメラ本体部と着脱自在に取り付けられた交換式レンズ部とを有するビデオカメラであって、カメラ本体部は、交換レンズ部を介して入射され撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を交換式レンズ部へ供給する制御部とを有し、交換式レンズ部は、カメラ本体部の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、カメラ本体部から供給される許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに絞り値に基づいて、フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動手段とを有し、カメラ本体部の制御部は、許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を交換式レンズ部へ順次供給した結果、撮像手段により撮像間隔で順次撮像された映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、交換式レンズ部へ供給する焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えてフォーカス調整用レンズを移動させて合焦させるようにした。
In the video camera of the present invention for solving the above problems, a camera body, a video camera having a said camera body and detachably mounted interchangeable lens unit, the camera main body, the interchangeable lens parts based on an image formed on the incident image pickup surface through the, imaging means for sequentially imaging an image at a predetermined imaging interval, the ratio of the permissible circle of confusion diameter and depth of focus of the imaging surface to interchangeable lens unit The interchangeable lens unit includes a focus adjustment lens that adjusts an in-focus state of an image on the imaging surface of the camera body unit, and an aperture that controls an open / close state according to a set aperture value. If, based on the ratio and the aperture value for the permissible circle of confusion diameter and depth of focus are supplied from the camera body, and a speed calculating means for calculating a driving speed of the focus adjustment lens, Four And a driving means for sequentially moving the lens for adjusting the lens from one end of the movable range to the other end at a speed corresponding to the driving speed, and the control unit of the camera main body exchanges the ratio to the permissible circle of confusion and the depth of focus. As a result of the sequential supply to the type lens unit, the approximate focus position of the focus adjustment lens is determined based on the images sequentially captured at the imaging interval by the imaging means, and the ratio to the depth of focus supplied to the interchangeable lens unit is determined. Switch to a smaller value and move the focus adjustment lens to focus.
これによりカメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率と、絞りの絞り値とに基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the permissible circle of confusion and the ratio to the depth of focus are simply supplied from the camera body to the interchangeable lens unit, and the interchangeable lens unit is based on the ratio of the permissible circle of confusion and the depth of focus and the aperture value of the diaphragm. It is possible to calculate the optimal moving speed of the focus adjustment lens with respect to the focal depth at that time, and to move the focus adjustment lens in order according to the moving speed, so that an approximate in-focus position can be reliably searched. After that, by setting the ratio to the depth of focus to a small value, the moving speed can be lowered to ensure focusing.
また本発明の合焦点位置探索方法においては、カメラ本体部に設けられた制御部により、当該カメラ本体部に設けられ所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段の撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を、カメラ本体部と着脱自在に設けられた交換式レンズ部へ供給する供給ステップと、交換式レンズ部に取り付けられた速度演算手段により、カメラ本体部から供給される許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに当該交換式レンズ部に設けられている絞りの開閉状態を制御するための絞り値に基づいて、フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する算出ステップと、交換式レンズ部に設けられた駆動手段により、フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動ステップと、カメラ本体部の撮像手段により撮像間隔で映像を順次撮像する撮像ステップと、カメラ本体部の制御部により、撮像ステップにおいて撮像された映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別する判別ステップと、カメラ本体部の制御部により、交換式レンズ部へ供給する焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えてフォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる合焦ステップとを設けるようにした。
In the focused position search method of the present invention, more control portion provided in the camera body, the permissible circle of confusion on the imaging plane of the imaging means for sequentially imaging an image at a predetermined imaging interval provided in the camera body The supply step of supplying the ratio of the diameter and the depth of focus to the interchangeable lens unit that is detachably attached to the camera body, and the allowance supplied from the camera body by the speed calculation means attached to the interchangeable lens unit A calculation step for calculating a driving speed of the focus adjustment lens based on a ratio to a circle of confusion and a depth of focus and an aperture value for controlling an open / close state of the aperture provided in the interchangeable lens unit; The focus adjustment lens is sequentially moved from one end of the movable range to the other end at a speed corresponding to the driving speed by the driving means provided in the lens unit. The focus adjustment lens based on the movement step, the imaging step of sequentially capturing images at an imaging interval by the imaging means of the camera body, and the image captured in the imaging step by the controller of the camera body. A determining step for determining a focal position, and a focusing step for moving the focus adjustment lens to focus by switching the ratio to the focal depth supplied to the interchangeable lens unit to a smaller value by the control unit of the camera body unit; It was made to provide.
これによりカメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率と、絞りの絞り値とに基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the permissible circle of confusion and the ratio to the depth of focus are simply supplied from the camera body to the interchangeable lens unit, and the interchangeable lens unit is based on the ratio of the permissible circle of confusion and the depth of focus and the aperture value of the diaphragm. It is possible to calculate the optimal moving speed of the focus adjustment lens with respect to the focal depth at that time, and to move the focus adjustment lens in order according to the moving speed, so that an approximate in-focus position can be reliably searched. After that, by setting the ratio to the depth of focus to a small value, the moving speed can be lowered to ensure focusing.
さらに本発明のカメラ本体部においては、交換式レンズ部が着脱自在に取り付けられたビデオカメラのカメラ本体部であって、交換レンズ部を介して入射され撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を交換式レンズ部へ供給することにより、交換式レンズ部に対し、許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに当該交換式レンズ部が有する絞りの開閉状態を制御するための絞り値に基づいて、カメラ本体部の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズの駆動速度を算出させると共に、当該フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ当該駆動速度に応じた速度で順次移動させ、撮像手段により撮像間隔で順次撮像された映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、交換式レンズ部へ供給する焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えてフォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる制御部とを設けるようにした。
Furthermore, in the camera main body of the present invention, the camera main body of the video camera having the interchangeable lens unit detachably attached, based on an image formed on the imaging surface that is incident through the interchangeable lens unit. an imaging means for sequentially imaging an image at a predetermined imaging interval, by supplying the ratio permissible circle of confusion and the depth of focus of the imaging surface to interchangeable lens unit, to interchangeable lens unit, permissible circle of confusion and Based on the ratio to the depth of focus and the aperture value for controlling the aperture state of the interchangeable lens unit , the driving speed of the focus adjustment lens that adjusts the focus state of the image on the imaging surface of the camera body unit is determined. together to calculate, the focus adjustment lens from one end of the movable range end to the other is successively moved at a speed corresponding to the drive speed, the imaging interval by the image pickup means Based on the next captured image, the approximate focus position of the focus adjustment lens is determined, the ratio to the focal depth supplied to the interchangeable lens unit is switched to a smaller value, and the focus adjustment lens is moved to adjust the focus. And a control unit for making it burn .
これによりカメラ本体部は、許容錯乱円径と焦点深度に対する比率とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率と、絞りの絞り値とに基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the camera body simply supplies the permissible circle of confusion diameter and the ratio to the depth of focus to the interchangeable lens section, and the interchangeable lens section uses the ratio of the permissible circle of confusion and the depth of focus to the aperture value of the aperture. Based on this, it is possible to calculate the optimum moving speed of the focus adjustment lens with respect to the focal depth at that time, and by moving the focus adjustment lens sequentially according to the moving speed, it is possible to ensure the approximate in-focus position. It is possible to search and then reduce the moving speed by setting the ratio to the depth of focus to a small value, so that focusing can be ensured.
さらに本発明の交換式レンズ部においては、ビデオカメラのカメラ本体部と着脱自在に取り付けられた交換式レンズ部であって、カメラ本体部に設けられた撮像手段の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、カメラ本体部から供給される撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに絞り値に基づいて、フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ駆動速度に応じた速度で順次移動させることにより、カメラ本体部に設けられた制御部に対し、カメラ本体部の撮像手段により所定の撮像間隔で順次撮像される映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別させ、焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えさせて当該フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる駆動手段とを設けるようにした。
Furthermore, in the interchangeable lens unit of the present invention, the interchangeable lens unit is detachably attached to the camera body of the video camera, and the image is focused on the imaging surface of the imaging means provided in the camera body. Based on the focus adjustment lens for adjusting the aperture, the aperture for controlling the open / close state according to the set aperture value, the ratio to the permissible circle of confusion diameter and the depth of focus on the imaging surface supplied from the camera body, and the aperture value Provided in the camera body by moving the focus adjustment lens sequentially from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the drive speed. Approximate focus of the focus adjustment lens based on the images sequentially captured at predetermined imaging intervals by the imaging means of the camera body with respect to the control unit Position is determined, and so let me switch the ratio with respect to the focal depth to a smaller value to move the focus adjusting lens provided with focusing causes the drive means.
これにより交換式レンズ部では、カメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率とを受け取るだけで、許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率と、絞りの絞り値とに基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによってカメラ本体部でおおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
Thus, the interchangeable lens unit simply receives the allowable confusion circle diameter and the ratio to the depth of focus from the camera body, and based on the ratio to the allowable confusion circle diameter and the depth of focus and the aperture value of the aperture, It is possible to calculate the optimum movement speed of the focus adjustment lens with respect to the depth, and by moving the focus adjustment lens sequentially according to the movement speed, the camera body can reliably search for an approximate in-focus position. Then, by setting the ratio with respect to the focal depth to a small value, the moving speed can be lowered and focusing can be performed reliably.
さらに本発明のビデオカメラにおいては、カメラ本体部と、当該カメラ本体部と着脱自在に取り付けられた交換式レンズ部とを有するビデオカメラであって、カメラ本体部は、設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、交換レンズ部を介して入射され絞りを介して撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、撮像面における許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞り値を交換式レンズ部へ供給する制御部とを有し、交換式レンズ部は、カメラ本体部の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、カメラ本体部から供給される許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞り値に基づいて、フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動手段とを有し、カメラ本体部の制御部は、許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を交換式レンズ部へ順次供給した結果、撮像手段により撮像間隔で順次撮像された映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、交換式レンズ部へ供給する焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えてフォーカス調整用レンズを移動させて合焦させるようにした。
In still video camera of the present invention, a camera body, a video camera having a said camera body and detachably mounted interchangeable lens unit, the camera main body, depending on the aperture value set A diaphragm that controls the open / close state, an imaging unit that sequentially captures images at a predetermined imaging interval based on an image that is incident through the interchangeable lens unit and formed on the imaging surface via the diaphragm ; A control unit that supplies an allowable circle of confusion diameter , a ratio to the depth of focus, and an aperture value to the interchangeable lens unit , and the interchangeable lens unit adjusts the focus state of the image on the imaging surface of the camera body. and use the lens, permissible circle of confusion that is supplied from the camera body, based on the ratio and the aperture value with respect to the focal depth, the speed calculating means for calculating a driving speed of the focus adjustment lens, focus And a driving means for sequentially moving the adjustment lens from one end of the movable range to the other end at a speed corresponding to the driving speed, and the control unit of the camera main body has an interchangeable ratio of the permissible circle of confusion diameter and the depth of focus. As a result of the sequential supply to the lens unit, the approximate focus position of the focus adjustment lens is determined based on the images sequentially captured at the imaging interval by the imaging unit, and the ratio to the focal depth supplied to the interchangeable lens unit is further increased. Switch to a smaller value and move the focus adjustment lens to focus.
これによりカメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率と絞りの絞り値とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞りの絞り値に基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the ratio of the permissible circle of confusion, the ratio to the depth of focus, and the aperture value of the aperture are simply supplied from the camera body to the interchangeable lens unit. Based on the value, it is possible to calculate the optimum moving speed of the focus adjustment lens with respect to the depth of focus at that time, and by moving the focus adjustment lens sequentially according to the moving speed, the approximate in-focus position can be determined. Searching can be performed reliably, and then the moving speed can be lowered and focusing can be performed reliably by setting the ratio to the focal depth to a small value.
さらに本発明の合焦点位置探索方法においては、カメラ本体部に設けられた制御部により、当該カメラ本体部に設けられ所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段の撮像面における許容錯乱円径、焦点深度に対する比率、及び当該カメラ本体部に設けられた絞りの開閉状態を制御するための絞り値を、当該カメラ本体部と着脱自在に設けられた交換式レンズ部へ供給する供給ステップと、交換式レンズ部に取り付けられた速度演算手段により、カメラ本体部から供給される許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞り値に基づいて、フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する算出ステップと、交換式レンズ部に設けられた駆動手段により、フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動ステップと、カメラ本体部の撮像手段により撮像間隔で映像を順次撮像する撮像ステップと、カメラ本体部の制御部により、撮像ステップにおいて撮像された映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別する判別ステップと、カメラ本体部の制御部により、交換式レンズ部へ供給する焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えてフォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる合焦ステップとを設けるようにした。
In still focused position search method of the present invention, more control portion provided in the camera body, the permissible circle of confusion on the imaging plane of the imaging means for sequentially imaging an image at a predetermined imaging interval provided in the camera body Supplying a diameter, a ratio with respect to a focal depth, and an aperture value for controlling an opening / closing state of an aperture provided in the camera main body to an interchangeable lens provided detachably with the camera main body; and A calculation step of calculating a driving speed of the focus adjustment lens based on an allowable circle of confusion diameter, a ratio to a depth of focus, and an aperture value supplied from the camera body by a speed calculation unit attached to the interchangeable lens unit; The focus adjustment lens is sequentially moved from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the drive speed by the drive means provided in the interchangeable lens unit. Driving step, an imaging step of sequentially capturing images at an imaging interval by an imaging means of the camera body, and an approximate of the focus adjustment lens based on the images captured in the imaging step by the controller of the camera body A discrimination step for discriminating the in-focus position, and a focusing step for moving the focus adjustment lens to focus by switching the ratio to the focal depth supplied to the interchangeable lens unit to a smaller value by the control unit of the camera body unit And so on.
これによりカメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率と絞りの絞り値とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞りの絞り値に基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the ratio of the permissible circle of confusion, the ratio to the depth of focus, and the aperture value of the aperture are simply supplied from the camera body to the interchangeable lens unit. Based on the value, it is possible to calculate the optimum moving speed of the focus adjustment lens with respect to the depth of focus at that time, and by moving the focus adjustment lens sequentially according to the moving speed, the approximate in-focus position can be determined. Searching can be performed reliably, and then the moving speed can be lowered and focusing can be performed reliably by setting the ratio to the focal depth to a small value.
さらに本発明のカメラ本体部においては、交換式レンズ部が着脱自在に取り付けられたビデオカメラのカメラ本体部であって、設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、交換レンズ部を介して入射され絞りを介して撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、撮像面における許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞り値を交換式レンズ部へ供給することにより、交換式レンズ部に対し、許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞り値に基づいて、カメラ本体部の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズの駆動速度を算出させると共に、当該フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ当該駆動速度に応じた速度で順次移動させ、撮像手段により撮像間隔で順次撮像された映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、交換式レンズ部へ供給する焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えてフォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる制御部とを設けるようにした。
Furthermore, in the camera main body of the present invention, the camera main body of the video camera having the interchangeable lens unit detachably attached thereto, an aperture for controlling the open / closed state according to a set aperture value, and an interchangeable lens unit Imaging means for sequentially capturing images at a predetermined imaging interval based on an image that is incident on the imaging surface and formed on the imaging surface via a diaphragm, an allowable circle of confusion on the imaging surface , a ratio to a depth of focus, and an aperture value by feeding to the interchangeable lens unit and to interchangeable lens unit, permissible circle of confusion, based on the ratio and the aperture value for the depth of focus, to adjust the focus state of the image on the imaging plane of the camera body focus together to calculate the driving speed of the adjusting lens, the focus adjustment lens from one end of the movable range end to the other is successively moved at a speed corresponding to the driving speed, the image pickup means Based on the images sequentially captured at the image interval, the approximate focus position of the focus adjustment lens is determined, and the ratio to the focal depth supplied to the interchangeable lens unit is switched to a smaller value to move the focus adjustment lens. And a control unit for focusing .
これによりカメラ本体部は、許容錯乱円径と焦点深度に対する比率と絞りの絞り値とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞りの絞り値に基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the camera body simply supplies the permissible circle of confusion diameter, the ratio to the focal depth and the aperture value of the aperture to the interchangeable lens unit, and the interchangeable lens unit accepts the permissible circle of confusion, the ratio to the focal depth, and the aperture value. Based on the aperture value, the optimal moving speed of the focus adjustment lens can be calculated for the current focal depth, and the approximate focus position can be obtained by sequentially moving the focus adjustment lens according to the moving speed. Can be reliably searched , and then the moving speed can be lowered and the focus can be reliably achieved by setting the ratio to the focal depth to a small value.
さらに本発明の交換式レンズ部においては、ビデオカメラのカメラ本体部と着脱自在に取り付けられた交換式レンズ部であって、カメラ本体部に設けられた撮像手段の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、カメラ本体部から供給される撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに当該カメラ本体部に設けられた絞りの開閉状態を制御するための絞り値に基づいて、フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ駆動速度に応じた速度で順次移動させることにより、カメラ本体部に設けられた制御部に対し、カメラ本体部の撮像手段により所定の撮像間隔で順次撮像される映像を基に、フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別させ、焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えさせて当該フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる駆動手段とを設けるようにした。
Furthermore, in the interchangeable lens unit of the present invention, the interchangeable lens unit is detachably attached to the camera body of the video camera, and the image is focused on the imaging surface of the imaging means provided in the camera body. Based on a focus adjustment lens that adjusts the aperture, a ratio to the permissible circle of confusion and the depth of focus on the imaging surface supplied from the camera body, and an aperture value for controlling the open / close state of the diaphragm provided in the camera body The speed calculating means for calculating the drive speed of the focus adjustment lens and the focus adjustment lens are provided in the camera body by sequentially moving the focus adjustment lens from one end of the movable range to the other end at a speed corresponding to the drive speed. The control unit is connected to the focus adjustment lens based on the images sequentially captured at a predetermined imaging interval by the imaging means of the camera body. The focused position is determined in, and to let me switch the ratio with respect to the focal depth to a smaller value to move the focus adjusting lens provided with focusing causes the drive means.
これにより交換式レンズ部では、カメラ本体部から許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞りの絞り値を受け取るだけで、許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞りの絞り値に基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによってカメラ本体部でおおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
As a result, the interchangeable lens unit simply receives the permissible circle of confusion diameter, the ratio to the depth of focus and the aperture value of the aperture from the camera body, and based on the permissible circle of confusion diameter, the ratio to the depth of focus and the aperture value of the aperture. It is possible to calculate the optimum moving speed of the focus adjustment lens with respect to the focal depth of the camera, and to move the focus adjustment lens sequentially according to the moving speed to ensure the approximate focus position on the camera body. It is possible to search and then reduce the moving speed by setting the ratio to the depth of focus to a small value, so that focusing can be ensured.
本発明によれば、カメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率と、絞りの絞り値とに基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。
According to the present invention, the ratio of the allowable confusion circle diameter and the focal depth to the interchangeable lens unit is simply supplied from the camera body to the interchangeable lens unit. Based on the value, the optimal moving speed of the focus adjustment lens can be calculated for the depth of focus at that time, and the approximate focus position can be obtained by sequentially moving the focus adjustment lens according to the moving speed. Can be reliably searched , and then the moving speed can be lowered and the focus can be reliably achieved by setting the ratio to the focal depth to a small value.
また本発明によれば、カメラ本体部から許容錯乱円径と焦点深度に対する比率と絞りの絞り値とを交換式レンズ部に供給するだけで、交換式レンズ部では許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び絞りの絞り値に基づいてそのときの焦点深度に対して最適なフォーカス調整用レンズの移動速度を算出することができ、その移動速度に応じてフォーカス調整用レンズを順次移動させることによっておおよその合焦点位置を確実に探索することができ、その後焦点深度に対する比率を小さな値とすることにより移動速度を低下させて確実に合焦させることができる。 Further, according to the present invention, the ratio of the permissible circle of confusion and the depth of focus and the aperture value of the aperture are supplied from the camera body to the interchangeable lens unit, and the interchangeable lens unit corresponds to the permissible circle of confusion and the depth of focus. Based on the ratio and the aperture value of the aperture, it is possible to calculate the optimum moving speed of the focus adjustment lens with respect to the depth of focus at that time, and by moving the focus adjustment lens sequentially according to the moving speed, It is possible to reliably search for the in-focus position , and then to reduce the moving speed by setting the ratio to the depth of focus to a small value, so that the focus can be reliably achieved.
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)オートフォーカス機能付ビデオカメラの全体構成
図1及び図2において、1は全体としてHDVS(High Definition Video System)対応の放送・業務用に用いられる本発明のオートフォーカス機能付ビデオカメラを示し、カメラ本体部2と交換式AF(Auto Focus)レンズ部3とが着脱自在に取り付けられて構成されている。
(1) Overall Configuration of Video Camera with Autofocus Function In FIGS. 1 and 2,
カメラ本体部2にはハンドル状の把持部4が設けられると共に、音声集音用のマイクロフォン5及びビューファインダ6が設けられている。
The camera body 2 is provided with a handle-like grip 4 and a
交換式AFレンズ部3では、フォーカス調整用レンズ(図示せず)が後玉の位置に内蔵され、鏡筒11にフォーカスリング9が取り付けられた構成のレンズ部7と、当該フォーカスリング9に対するユーザの操作に応じて当該フォーカス調整用レンズを動かすことによりフォーカス調整するためのレンズコントロールユニット8によって構成されている。なおレンズ部7にはフード12が取り付けられている。
In the interchangeable
また交換式AFレンズ部3のレンズコントロールユニット8は、カメラ本体部2に対して取り付けられた状態で当該カメラ本体部2から電力の供給を受け、その電力を基にフォーカス調整等を実行するようになされている。
The lens control unit 8 of the interchangeable
このような構成のオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、交換式AFレンズ部3を着脱自在に取り外すことが可能な構成であるため、当該交換式AFレンズ部3とはズーム比率の異なる他の交換式AFレンズ部と容易に交換して用いることができるようになされている。
The
またオートフォーカス機能付ビデオカメラ1では、交換式AFレンズ部3のレンズコントロールユニット8にオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとを交互に切り換えるために切換スイッチ10が設けられており、これによりカメラマンの希望に応じてオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとを切り換えることができるようになされている。
In the
オートフォーカス機能付ビデオカメラ1では、オートフォーカスモードに設定されている場合には、レンズコントロールユニット8の制御によって自動的にフォーカス調整を行うようになされているが、マニュアルフォーカスモードに設定されているときには、カメラマンによるフォーカスリング9の回転操作に応じて交換式AFレンズ部3に内蔵されているフォーカス調整用レンズ(図示せず)を動かしてフォーカス調整するようになされている。
In the
因みにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1では、HDVS対応で画質が従来のSD(Standard Definition)方式よりも一段と鮮明になったために、わずかなピントずれであってもそれが映像に表れてしまうことを防止するべく、マニュアルフォーカスモードであってもカメラマンのフォーカス調整操作を補正するオートフォーカス機能が設けられている。
By the way, the
(2)オートフォーカス機能付ビデオカメラ1の回路構成
図3に示すように、オートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、カメラ本体部2に対して交換式AFレンズ部3がチャッキングマウント(図示せず)を介して装着されると、電気的接続点29を介して当該カメラ本体部2と交換式AFレンズ部3との間に通信路30が形成されるようになされている。
(2) Circuit Configuration of
カメラ本体部2は、固体撮像素子26、当該固体撮像素子26によって得られる撮像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部27及び交換式AFレンズ部3によるフォーカス調整を制御するための制御部28を有している。
The camera body 2 controls the focus adjustment by the solid-
一方、交換式AFレンズ部3は、制御部28の制御に応じてフォーカスコントローラ25によりアクチュエータ23を介してフォーカス調整用レンズ21を矢印h1又はh2方向へ駆動したり、モータ24を介して絞り22の開閉状態を制御するようになされている。
On the other hand, the interchangeable
(3)フォーカス調整処理手順
オートフォーカス機能付ビデオカメラ1においては、図4に示すように、ルーチンRT1の開始ステップから入って次のサブルーチンSRT1へ移り、最初にフォーカス調整用レンズ21を微小範囲内で駆動させることにより合焦方向を認識する。
(3) Focus Adjustment Processing Procedure In the
このときオートフォーカス機能付ビデオカメラ1では、フォーカス調整用レンズ21が合焦位置とはかけ離れた位置に存在するために合焦方向を全く認識し得ないときには次のサブルーチンSRT2へ移り、フォーカス調整用レンズ21が動き得る移動可能範囲内でおおよその合焦点位置がいずれに存在するのかを全体探索し、次のサブルーチンSRT3へ移る。
At this time, in the
因みにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、サブルーチンSRT1で合焦方向を認識することができるときにはサブルーチンSRT4へ直接移行して最終的に合焦点位置を探索するようになされている。
Incidentally, the
サブルーチンSRT3においてオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、全体探索によっておおよその合焦点位置を探索した後に、再度フォーカス調整用レンズ21を微小駆動することにより合焦方向を認識し、次のサブルーチンSRT4へ移る。
In the subroutine SRT3, the
サブルーチンSRT4においてオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、最終的に合焦点位置を探索し、その合焦点位置にフォーカス調整用レンズ21を位置させることにより、わずかなピントずれもないように被写体にピントを合わせ、フォーカス調整処理手順を終了するようになされている。
In the subroutine SRT4, the
このようにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1においては、フォーカス調整処理手順として大きくサブルーチンSRT1〜SRT4に分けることができ、以下、そのサブルーチンSRT1〜SRT4についてそれぞれ説明する。
Thus, in the
(4)微小レンズ駆動
サブルーチンSRT1における微小レンズ駆動すなわちウォブリングについて図5を用いて説明する。このカメラ本体部2においては、まず交換式AFレンズ部3のフォーカス調整用レンズ21及び絞り22を介して固体撮像素子26の撮像面に形成される許容錯乱円径d及び焦点深度2Δxに対する任意の比率aを制御部28により通信路30経由で交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ送出するようになされている。
(4) Microlens Drive The microlens drive, that is, wobbling in the subroutine SRT1, will be described with reference to FIG. In the camera body 2, first, an arbitrary confusion circle diameter d and an arbitrary depth of focus 2Δx formed on the imaging surface of the solid-
ここで許容錯乱円について簡単に説明する。一般的にレンズを通った光は焦点面上に点像を作るが、この点像はある直径をもった円でありボケ円とも呼ぶ。このボケ円の直径が小さい程、肉眼で見てピントが鮮鋭と認められ、直径があまり大きくなるとぼけた状態となり、人間に知覚されないボケ円の限界値を表すものが許容錯乱円であり、その直径を示したものが許容錯乱円径dである。なお許容錯乱円径dは、光学系や固体撮像素子26の解像度により一意に決まる値でもある。
Here, the permissible circle of confusion will be briefly described. Generally, light passing through a lens creates a point image on the focal plane. This point image is a circle having a certain diameter and is also called a blurred circle. The smaller the diameter of this blur circle is, the sharper the focus is recognized with the naked eye, and the larger the diameter is, the more blurry state is, and the permissible circle of confusion represents the limit value of the blur circle that is not perceived by humans. The diameter is the allowable circle of confusion circle d. The permissible circle of confusion d is also a value that is uniquely determined by the resolution of the optical system and the solid-
一方、焦点深度についても簡単に説明する。ある距離にピントを合わせたとき、ピントを合わせた被写体の前後の物も実用上差しつかえない程度に鮮明に写り、この被写体側のピントの合う範囲が被写界深度であるのに対し、焦点側でも焦点を境にして等間隔で前後に鮮明に結像する範囲があり、これが焦点深度2Δxである。 On the other hand, the depth of focus will be briefly described. When focusing on a certain distance, objects before and after the focused subject are clearly visible to the extent that they can be used practically, and the focus range on the subject side is the depth of field, while There is also a range where the image is clearly imaged at the front and rear at equal intervals on the side, which is the depth of focus 2Δx.
この知覚限界のぼけが起こっている際の前側、後側における焦点はずれ量の和を2Δxとするとき、レンズの収差を無視すると焦点はずれ量Δxは、許容錯乱円径dと絞り22の絞り値FNOとを基に、次式
When the sum of the defocus amounts on the front side and the rear side when the blur of the perception limit occurs is 2Δx, the defocus amount Δx is the allowable confusion circle diameter d and the aperture value of the
として算出することができる。 Can be calculated as
従ってフォーカスコントローラ25は、カメラ本体部2の制御部28から供給された許容錯乱円径d及び焦点深度2Δxに対する比率aと、絞り22の絞り値FNOとを基に、次式
Accordingly, the
で示される焦点移動量Δx´を算出し、アクチュエータ23によってフォーカス調整用レンズ21を焦点移動量Δx´だけ微小駆動するようになされている。
The focus movement amount Δx ′ shown in FIG. 4 is calculated, and the
因みに、焦点深度2Δxに対する比率aは、0<a<1の範囲で任意に決定される値であり、これにより焦点移動量Δx´が焦点はずれ量Δxを超えてしまってピントはずれが生じることをカメラマンに認識させることがないようになされている。 Incidentally, the ratio a with respect to the focal depth 2Δx is a value arbitrarily determined within the range of 0 <a <1, and this indicates that the focal shift amount Δx ′ exceeds the defocus amount Δx, resulting in out of focus. It is designed to prevent the photographer from recognizing it.
ところでウォブリングする意味は、フォーカスが合焦状態であるのか否かはフォーカス調整用レンズ21の現在位置から当該フォーカス調整用レンズ21を前後に動かしてみて、その結果得られる撮像信号の変化を検出しなければ判断することができないからである。
By the way, the meaning of wobbling is to determine whether the focus is in focus or not by moving the
その結果、カメラ本体部2の信号処理部27は、交換式AFレンズ部3の内部に設けられたフォーカス調整用レンズ21及び絞り22によって取り込まれた被写体像を固体撮像素子26に結像し、その結果得られる撮像信号についてAF検出部27Aで撮像信号の高周波成分を抽出し、その抽出結果を制御部28へ送出する。
As a result, the
制御部28は、TTL(Through the Lens)山登り方式を前提とし、固体撮像素子26からフィールド周期に対応した1/60秒周期で得た撮像信号の高周波成分のレベルを評価値として抽出し、当該撮像信号の高周波成分のレベルがより大きくなる方向h1又はh2に合焦点が存在すると判断することにより、合焦方向を認識し得るようになされている。
The
これにより制御部28は、フォーカス調整用レンズ21の現在位置からいずれの方向h1又はh2に動かせば合焦状態が得られるのかの認識結果を基に、最終的にフォーカス調整用レンズ21を所定の送り速度で駆動することにより合焦状態を得るようになされている。
As a result, the
これら一連の処理の流れを図6のシーケンスチャートで示すと、ステップSP1においてカメラ本体部2は、まず焦点深度2Δxに対する任意の比率aと許容錯乱円径dを交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ通信路30経由で送出し、次のステップSP2へ移って処理を終了する。
When the flow of these series of processes is shown in the sequence chart of FIG. 6, in step SP1, the camera body 2 first sets an arbitrary ratio a to the focal depth 2Δx and the allowable confusion circle diameter d to the focus controller of the interchangeable
一方、ステップSP11において交換式AFレンズ部3は、カメラ本体部2から供給された焦点深度2Δxに対する任意の比率a及び許容錯乱円径dと、当該交換式AFレンズ部3が有する絞り22の絞り値FNOとを基に、(2)式に従って焦点移動量Δx´を算出し、次のステップSP12へ移る。
On the other hand, in step SP11, the interchangeable
ステップSP12において交換式AFレンズ部3は、実際のフォーカス調整用レンズ21を駆動するアクチュエータ23の駆動利得や光学系の利得を考慮した実際の駆動量L1を焦点移動量Δx´に基づいて計算し、次のステップSP13へ移る。
In step SP12, the interchangeable
ステップSP13において交換式AFレンズ部3は、駆動量L1に応じたパルスを生成してフィールド周期に対応した1/60秒毎にアクチュエータ23へ与えることによりフォーカス調整用レンズ21をh1又はh2方向へウォブリングし、次のステップSP14へ移って処理を終了する。
In step SP13, the interchangeable
このとき交換式AFレンズ部3は、1/60秒毎にフォーカス調整用レンズ21をh1又はh2方向へウォブリングし、そのときフォーカス調整用レンズ21及び絞り22を介して取り込まれた被写体像をカメラ本体部2の固体撮像素子26の撮像面に結像する。
At this time, the interchangeable
カメラ本体部2の制御部28は、固体撮像素子26から1/60秒毎に順次得られる撮像信号の高周波成分のレベルを比較し、当該撮像信号の高周波成分のレベルが大きくなるh1又はh2方向を合焦方向であると認識し得るようになされている。
The
なお交換式AFレンズ部3は、このときフォーカス調整用レンズ21を1/60秒毎にh1又はh2方向へそれぞれ1度ずつウォブリングするのではなく、当該フォーカス調整用レンズ21を1/60秒毎にh1又はh2方向へ何度もウォブリングすることにより、カメラ本体部2の制御部28で行う合焦方向の認識結果の精度を一段と向上し得るようになされている。
At this time, the interchangeable
(5)合焦点位置の全体探索
ところでオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、上述したサブルーチンSRT1の微小レンズ駆動によって合焦方向を認識できなかった場合に、フォーカス調整用レンズ21の現在位置付近に合焦点位置が存在しないと判断し、サブルーチンSRT2において当該フォーカス調整用レンズ21の移動可能範囲の中からおおよその合焦点位置の探索(以下、これを全体探索と呼ぶ)を行うようになされている。
(5) Overall Search for In-Focus Position By the way, the
オートフォーカス機能付ビデオカメラ1の制御部28についてもTTL山登り方式を前提として全体探索を行うようになされており、フォーカス調整用レンズ21を移動可能範囲のh2方向(図3)における端点からh1方向における端点へ順次移動させ、フィールド周期に対応した1/60秒周期で固体撮像素子26から順次取得する撮像信号の高周波成分のレベル(評価値v)をそれぞれ抽出して比較し、当該評価値vのレベルが最も高くなる極大値を示すフォーカス調整用レンズ21の位置を、おおよその合焦点位置であると判定するようになされている。
The
ここでオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、全体探索を行う際に、フォーカス調整用レンズ21の移動速度を上げることによって、できるだけ短い時間で当該合焦点位置を検出し、オートフォーカス機能の応答時間を短縮させる必要がある。
Here, the
しかしながらオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、撮像間隔がフィールド周期に対応した1/60秒毎に固定されているため、例えば図10(B)に示したように、フォーカス調整用レンズ21を移動させる際の移動速度を上げると、1回の撮像信号を取得してから次の撮像信号を取得するまでの当該フォーカス調整用レンズ21の移動量、すなわち全体探索移動量ΔX´が大きくなって評価値vの極大値を見落とす可能性がある。
However, in the
従ってオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、全体探索移動量ΔX´を最適な値にすることによってフォーカス調整用レンズ21の移動速度を調整し、できるだけ短時間で全体探索を行って評価値vの極大値を見落とすことなくおおよその合焦点位置を確実に検出する必要がある。
Therefore, the
ところで図10(A)及び(B)に示したように、オートフォーカス機能付ビデオカメラ1が1/60秒に固定された撮像間隔で取得した評価値v1〜v4と評価値v11〜v16とは、焦点深度が深い場合と浅い場合とでそれぞれ異なった値となる。
By the way, as shown in FIGS. 10A and 10B, the evaluation values v1 to v4 and the evaluation values v11 to v16 acquired by the
このためオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、例えば図10(A)に示したように焦点深度が比較的深い場合に、評価値vの極大値を見落とさない程度の移動速度でフォーカス調整用レンズ21を動かすべく全体探索移動量ΔX´を調整しているが、図10(B)に示したように焦点深度が比較的浅い場合に、評価値v11〜v16の特性曲線の変化が急峻であるため、当該全体探索移動量ΔX´に基づいた移動速度でフォーカス調整用レンズ21を移動させると当該評価値v11〜v16だけでは極大値を見落としてしまう可能性がある。
For this reason, the
ここでオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、このように焦点深度が比較的浅い場合には、図10(C)に示したように全体探索移動量ΔX´を小さくすると、フォーカス調整用レンズ21の移動速度を小さくすることができ、その場合探索時間が長くかかるものの、極大値近傍の評価値v31を見落とすことなく検出することができる。
Here, in the
すなわちオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、焦点深度に比例して全体探索移動量ΔX´を調整すればよいことになるので、ここで焦点深度に対する任意の比率bを用いた次式
In other words, the
に従って焦点深度(2Δx)の1/2となる焦点はずれ量Δxと比率bとの積として当該全体探索移動量ΔX´を算出することができる。 Accordingly, the total search movement amount ΔX ′ can be calculated as the product of the defocus amount Δx and the ratio b which is ½ of the focal depth (2Δx).
ところでオートフォーカス機能付ビデオカメラ1においては、焦点深度(2Δx)の1/2の値である焦点はずれ量Δxと、許容錯乱円径d(図5)と、絞り22の絞り値FNOとの間には、上述したような(1)式の関係が成立する。
By the way, in the
ここで、上述した(3)式にこの(1)式の関係を適用することにより、全体探索移動量ΔX´は、次式 Here, by applying the relationship of the equation (1) to the above-described equation (3), the total search movement amount ΔX ′ is expressed by the following equation:
として表すことができる。 Can be expressed as
ところで、オートフォーカス機能付ビデオカメラ1では、許容錯乱円径dが固定的な値であることにより、この全体探索移動量ΔX´は比率bの値及び絞り22の絞り値FNOに比例することになる。
By the way, in the
ここで、比率bは0<bの範囲で任意に決定される値であるが、仮に比率bが比較的大きい場合、全体探索移動量ΔX´も大きくなるため、全体探索に必要な時間を短くすることができるものの、撮像間隔が1/60秒であるため、極大値近傍の評価値v31を見落とす可能性が高くなってしまう。 Here, the ratio b is a value arbitrarily determined within the range of 0 <b. However, if the ratio b is relatively large, the overall search movement amount ΔX ′ also increases, and therefore the time required for the overall search is shortened. However, since the imaging interval is 1/60 second, there is a high possibility that the evaluation value v31 near the maximum value is overlooked.
反対に比率bが比較的小さい場合は、全体探索移動量ΔX´が小さくなるため、全体探索に必要な時間が長くなるものの、極大値近傍の評価値v31を見落とす可能性を低く抑えることができる。 On the other hand, when the ratio b is relatively small, the total search movement amount ΔX ′ is small, so that the time required for the total search becomes long, but the possibility of overlooking the evaluation value v31 in the vicinity of the maximum value can be kept low. .
また全体探索移動量ΔX´は、(4)式からも明らかなように比率bの値を固定したとしても絞り22の絞り値FNOの変化に比例して変化する。
The overall search movement amount ΔX ′ changes in proportion to the change of the aperture value FNO of the
このためオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、絞り22の絞り値FNOが最大・最小の範囲内で任意の値に設定されたとしても、全体探索を確実且つ短時間で実行し得るように、比率bを最適な値に設定するようになされている。
For this reason, the
ちなみにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、この全体探索において、比率bとして上述した微小レンズ駆動における比率a(0<a<1)よりも大きな値(例えばb=20)に設定することにより、(4)式に従って得られる全体探索移動量ΔX´を、上述した(2)式に従って得られる焦点移動量Δx´よりも大きな値とすることができる。
Incidentally, the
そこでカメラ本体部2の制御部28(図3)は、上述した許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率b(例えばb=20)を、全体探索移動量ΔX´を計算させるべく交換式AFレンズ3のフォーカスコントローラ25へ送出する。
Therefore, the control unit 28 (FIG. 3) of the camera body 2 replaces the allowable confusion circle diameter d and the ratio b (for example, b = 20) with respect to the depth of focus, and calculates an overall search movement amount ΔX ′. 3 to the
フォーカスコントローラ25は、カメラ本体部2の制御部28から供給された許容錯乱円径dおよび焦点深度に対する比率bと、絞り22の絞り値FNOとを基に、(4)式に従って全体探索移動量ΔX´を算出し、アクチュエータ23によって当該全体探索移動量ΔX´だけフォーカス調整用レンズ21を移動させる。
The
続いてカメラ本体部2の信号処理部27は、交換式AFレンズ部3の内部に設けられたフォーカス調整用レンズ21及び絞り22によって取り込まれた被写体像を固体撮像素子26に結像し、その結果撮像間隔(1/60秒)毎に得られる撮像信号についてAF検出部27Aで評価値v(撮像信号の高周波成分のレベル)をそれぞれ抽出し、その抽出結果を制御部28へ送出する。
Subsequently, the
そして制御部28は、取得した評価値vを用いてフォーカス調整用レンズ21の現在位置付近に合焦点位置があるか否かを判定し、当該現在位置付近に合焦点位置が無い場合は、当該評価値vの極大値を検出するまで、撮像間隔(1/60秒)毎に交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25への許容錯乱円径dおよび焦点深度に対する比率bを繰り返して送出し、極大値近傍の評価値vを検出した時点でおおよその合焦点位置を検出できたと判別してこの全体探索を終了する。
Then, the
例えば図10(C)において、オートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、撮像間隔(1/60秒)毎に、フォーカス調整用レンズ21を最もh2側の位置x21から順次h1側へ移動させながら評価値v21、v22、…を取得していく。
For example, in FIG. 10C, the
そしてオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、フォーカス調整用レンズ21を位置x31へ移動させて評価値v31を得た時点において連続する2つの評価値v30及びv31が共に所定の閾値vt以上で、且つその差分値vd31が所定値以下となるので、当該評価値v31が評価値vの極大値近傍の値であると判定し、当該評価値v31を取得した当該位置x31をおおよその合焦点位置であると判別する。
Then, the
これら一連の処理を図7のシーケンスチャートで示すと、ステップSP31においてカメラ本体部2は、許容錯乱円径d及び焦点深度に対する任意の比率bを交換用AFレンズ3のフォーカスコントローラ25へ通信路30経由で送出し、次のステップSP32へ移って処理を終了する。
When this series of processing is shown in the sequence chart of FIG. 7, in step SP31, the camera body 2 sets the allowable confusion circle diameter d and an arbitrary ratio b to the focal depth to the
一方、ステップSP41において交換用AFレンズ3は、カメラ本体部2から供給された焦点深度に対する任意の比率b及び許容錯乱円径dと、当該交換用AFレンズ3が有する絞り22の絞り値FNOとを基に、(4)式に従って全体探索移動量ΔX´を算出し、次のステップSP42へ移る。
On the other hand, in step SP41, the
ステップSP42において交換用AFレンズ3は、実際のフォーカス調整用レンズ21を駆動するアクチュエータ23の駆動利得や光学系の利得を考慮した実際の駆動量L2を全体探索移動量ΔX´に基づいて計算し、次のステップSP43へ移る。
In step SP42, the
ステップSP43において交換用AFレンズ3は、駆動量L2に応じたパルスを生成してフィールド周期に対応した1/60秒毎にアクチュエータ23へ与えることによりフォーカス調整用レンズ21を駆動して駆動量L2だけ移動させ、次のステップSP44へ移って処理を終了する。
In step SP43, the
そして交換用AFレンズ3は、1/60秒毎にフォーカス調整用レンズ21を駆動量L2だけ移動させながら、当該フォーカス調整用レンズ21及び絞り22を介して取り込まれた被写体像をカメラ本体部2の固体撮像素子26の撮像面に結像する。
Then, the
カメラ本体部2の制御部28は、フォーカス調整用レンズ21を移動可能範囲のh2側の端点から順次移動させながら、固体撮像素子26から1/60秒毎に順次得られる撮像信号の高周波成分のレベル(すなわち評価値v)をそれぞれ比較し、連続する2つの当該評価値vが共に所定の閾値vt以上で、且つその差分値が所定値以下となるフォーカス調整用レンズ21の位置を、おおよその合焦点位置であると判別する。
The
この結果オートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、最適に設定された比率b(例えばb=20)を用いた場合、絞り22の絞り値FNOが大きく焦点深度が深いときに(図10(A))、(4)式に従って全体探索移動量ΔX´を比較的大きい値とすることによって、フォーカス調整用レンズ21の移動速度を速くして、1/60秒に固定された比較的少ない撮像間隔(すなわち比較的短い時間)でおおよその合焦点位置x4を検出することができる。
As a result, when the optimally set ratio b (for example, b = 20) is used, the video camera with an
またオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、同じ比率b(b=20)を用いた場合でも、絞り22の絞り値FNOが小さく焦点深度が浅いときに(図10(C))、(4)式に従って全体探索移動量ΔX´を比較的小さい値とすることによって、フォーカス調整用レンズ21の移動速度を遅くして、1/60秒に固定された比較的多い撮像間隔(すなわち比較的長い時間)によりおおよその合焦点位置x31を確実に検出することができる。
Further, in the
(6)再度の微小レンズ駆動
オートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、サブルーチンSRT2の全体探索によっておおよその合焦点位置を検出した後、サブルーチンSRT3において再度上述のサブルーチンSRT1の微小レンズ駆動を実行することにより合焦方向を判別する。
(6) Micro lens driving again The
(7)合焦点位置探索
そしてオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、上述した微小レンズ駆動によってフォーカス調整用レンズ21の現在位置からの合焦方向を認識すると、合焦点位置探索サブルーチンSRT4に従って、当該フォーカス調整用レンズ21を合焦点位置に正確に移動させる。
(7) In-focus position search When the
合焦点位置探索サブルーチンSRT4では、上述した合焦点位置の全体探索サブルーチンSRT2と同様に、図7のシーケンスチャートに従った処理を行うが、このときの焦点深度に対する比率bの値は、上述した合焦点位置の全体探索における比率bの値(b=20)よりも小さい値(例えばb=2)に設定される。 In the in-focus position search subroutine SRT4, similarly to the above-described in-focus position overall search subroutine SRT2, the process according to the sequence chart of FIG. 7 is performed. It is set to a value (for example, b = 2) smaller than the value of the ratio b (b = 20) in the overall search for the focal position.
このため、フォーカスコントローラ25が上述した(4)式に従って算出した全体探索移動量ΔX´は、上述した合焦点位置の全体探索の場合よりも小さい値となり、すなわちフォーカス調整用レンズ21を駆動する際の移動速度も小さくなる。
Therefore, the overall search movement amount ΔX ′ calculated by the
例えばカメラ本体部2の制御部28は、図10(C)の場合、上述した合焦点位置の全体探索サブルーチンSRT2によっておおよその合焦点位置を位置x31であると判別し、さらに微小レンズ駆動サブルーチンSRT3によって合焦方向が当該位置x31よりもh2側であると認識する。
For example, in the case of FIG. 10C, the
次に交換式レンズ部3のフォーカスコントローラ25は、図10(C)の評価値vの極大値付近を拡大した図8に示すように、制御部28から取得した許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率bの値(b=2)に基づいて全体探索移動量ΔX´を計算して、フォーカス調整用レンズ21を撮像間隔である1/60秒の間に位置x31よりも当該全体探索移動量ΔX´だけh2側の位置x41へ移動させる。
Next, the
このとき制御部28は、フォーカス調整用レンズ21の現在の位置x41において取得した評価値v41と直前の評価値v31との差分値vd41を算出し、当該評価値v41及び当該直前の評価値v31が共に所定の閾値vt以上であって、かつ当該差分値vd41が所定値以下であるか否かの判定を逐次行う。
At this time, the
この場合、評価値v41及び直前の評価値v31が共に所定の閾値vt以上であるものの差分値vd41が所定値以下ではないため、制御部28は、現在のフォーカス調整用レンズ21の位置(x41)は合焦点位置では無いと判定する。
In this case, although both the evaluation value v41 and the immediately preceding evaluation value v31 are equal to or greater than the predetermined threshold value vt, the difference value vd41 is not equal to or less than the predetermined value, so the
その後制御部28は、撮像間隔である1/60秒毎に上述した一連の処理を繰り返すことにより、当該制御部28から送出する許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率b(b=2)に基づいて、フォーカスコントローラ25によってフォーカス調整用レンズ21を位置x41から位置x44へと順次移動させていく。
Thereafter, the
そして制御部28は、フォーカス調整用レンズ21を位置x44まで移動させた時点において、信号処理部27のAF検出部27Aから取得した現在の評価値v44と直前の評価値v43とが共に所定の閾値vt以上であり、且つその差分値vd44が所定値以下となるので、当該評価値v44を取得した現在の位置x44が合焦点位置であると判別し、最終的な合焦点位置探索を終了する。
Then, when the
このようにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、フォーカスコントローラ25によって、撮像間隔である1/60秒毎にフォーカス調整用レンズ21を少しずつ移動させながら合焦点位置を探索していくことができるので、最終的に当該フォーカス調整用レンズ21を正確に合焦点位置に移動させることができ、その結果、被写体に対して正確にピントを合わせることができる。
As described above, the
(8)動作及び効果
以上の構成において、オートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、おおよその合焦点位置の全体探索を行う際に、カメラ本体部2の制御部28から許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率bを交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ送出し、当該フォーカスコントローラ25によって、当該許容錯乱円径d及び当該焦点深度に対する比率bと、絞り22の絞り値FNOとを基に、上述した(4)式に従って全体探索移動量ΔX´を算出し、撮像間隔である1/60秒の間に、アクチュエータ23によってフォーカス調整用レンズ21を当該全体探索移動量ΔX´だけ移動させる。
(8) Operation and Effect In the above configuration, the video camera with an
続いてオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、固体撮像素子26によって撮像間隔(1/60秒)毎に得られる撮像信号について信号処理部27のAF検出部27Aによって評価値vをそれぞれ抽出して制御部28へ送出し、当該制御部28において、取得した評価値vの極大値を検出するか否かを判別し、当該評価値vの極大値を検出することによってフォーカス調整用レンズ21の現在位置付近におおよその合焦点位置があることを判別するまで、交換式AFレンズ3のフォーカスコントローラ25への許容錯乱円径dおよび焦点深度に対する比率bを撮像間隔毎に繰り返して送出する。
Subsequently, the
従ってオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、カメラ本体部2から許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率bを送出することにより、交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25において(4)式に従った全体探索移動量ΔX´を算出することができ、すなわちフォーカス調整用レンズ21を移動させる際の、固定された撮像間隔(1/60秒)毎の移動速度を得ることができる。
Therefore, the
またオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、カメラ本体部2から交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率bを送出し、当該フォーカスコントローラ25で(4)式に従って全体探索移動量ΔX´、すなわちフォーカス調整用レンズ21の移動速度を算出させるようにしたことにより、絞り22の絞り値FNOの値に応じて当該全体探索移動量ΔX´を変化させることができる。
The
つまりオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、焦点深度に対する比率bの値を変化させないにもかかわらず、絞り22の絞り値FNOの値が大きくなったときには、おおよその合焦点位置を見落とさない程度にフォーカス調整用レンズ21の移動速度を速く設定することができ、当該絞り22の絞り値FNOの値が小さくなったときには、おおよその合焦点位置を見落とさない程度にフォーカス調整用レンズ21の移動速度を遅く設定することができる。
In other words, the
さらにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、カメラ本体部2から許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率bを送出するだけで、おおよその合焦点位置を見落とさない全体探索移動量ΔX´を算出することができるので、種類の異なる交換式AFレンズ部3の詳細なレンズパラメータを当該カメラ本体部2が把握する必要なく、当該カメラ本体部2から異なる種類の交換式AFレンズ3に対して常に正確なオートフォーカス制御を行うことができる。
Furthermore, the
かくしてオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、カメラ本体部2でどのような種類の交換式AFレンズ3に対しても正確にオートフォーカス制御を行うことができるので、当該カメラ本体部2でレンズパラメータの範囲を予め制約する必要がないために、交換式AFレンズ3に対する設計上の自由度を一段と向上することができる。
Thus, since the
さらにオートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、(4)式において、焦点深度に対する比率bの値を変化させるだけで全体探索移動量ΔX´を変化させてフォーカス調整用レンズ21の移動速度を変化させることができるので、当該焦点深度に対する比率bを大きい値(例えば比率b=20)とすることによって、当該フォーカス調整用レンズ21を高速に移動させながら全体探索を行うことができると共に、当該焦点深度に対する比率bを小さい値(例えば比率b=2)とすることによって、当該フォーカス調整用レンズ21をゆっくり移動させながら合焦点位置探索を行うことができる。
Furthermore, the
以上の構成によれば、オートフォーカス機能付ビデオカメラ1は、おおよその合焦点位置の全体探索を行う際に、カメラ本体部2から許容錯乱円径d及び焦点深度に対する比率bを送出することにより、交換式AFレンズ部3によってそのときの絞り22の絞り値FNOに応じた最適な全体探索移動量ΔX´を算出することができるので、様々な種類の交換式AFレンズ部3が装着された場合でも、常に焦点深度の深さ・浅さに応じた最適な移動速度でフォーカス調整用レンズ21を移動させることができ、おおよその合焦点位置を確実に検出することができる。
According to the above configuration, the
(9)他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、図3に示したように交換式AFレンズ部3の中に絞り22を有するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図9に示すようにカメラ本体部2の中に絞り22を有するようにしても良い。
(9) Other Embodiments In the above-described embodiment, the case where the interchangeable
この場合、カメラ本体部2の制御部28は、許容錯乱円径d、焦点深度2Δxに対する比率bに加えて絞り22の絞り値FNOを交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ通信路30経由で送信することにより、交換式AFレンズ部3ではフォーカスコントローラ25により(4)式に従って全体探索移動量ΔX´を算出し、当該全体探索移動量ΔX´に応じた移動速度でフォーカス調整用レンズ21を移動させて全体探索を行うことができる。
In this case, the
また上述の形態においては、許容錯乱円径d及び焦点深度2Δxに対する任意の比率bを制御部28から電気的接続点29及び通信路30経由で交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ送出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ブルートゥース通信方式やIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11g等の無線通信方式により交換式AFレンズ部3のフォーカスコントローラ25へ送出するようにしても良い。
In the above-described embodiment, an arbitrary ratio b with respect to the allowable confusion circle diameter d and the focal depth 2Δx is sent from the
さらに上述の実施の形態においては、固体撮像素子26からフィールド周期に対応した1/60秒周期で取得した撮像信号の高周波成分のレベルを評価値vとして用いることにより合焦方向を判別するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フレーム周期に対応した1/30秒周期で取得した撮像信号の高周波成分のレベルを評価値vとして用いることにより合焦点位置の全体探索を行うようにしても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the in-focus direction is determined by using, as the evaluation value v, the level of the high-frequency component of the imaging signal acquired from the solid-
さらに上述の実施の形態においては、全体探索を行う際にフォーカス調整用レンズ21を移動可能範囲のh2側の端点からh1側の端点へ順次移動させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、全体探索を行う際に当該フォーカス調整用レンズ21を移動可能範囲のh1側の端点からh2側の端点へ順次移動させるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
さらに上述の実施の形態においては、連続する2つの評価値vが共に所定の閾値vt以上で、且つその差分値が所定値以下となるときを当該評価値vの極大値近傍であると検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、連続する2つの評価値vの変化が「増加」から「減少」に転じるときを当該評価値vの極大値近傍であると検出するようにしても良い。 Furthermore, in the above-described embodiment, when the two consecutive evaluation values v are both equal to or larger than the predetermined threshold value vt and the difference value is equal to or smaller than the predetermined value, it is detected that it is near the maximum value of the evaluation value v. However, the present invention is not limited to this. When the change in two consecutive evaluation values v changes from “increase” to “decrease”, it is detected that the evaluation value v is in the vicinity of the maximum value. You may make it do.
さらに上述の実施の形態においては、駆動手段としてのアクチュエータ23と、速度演算手段としてのフォーカスコントローラ25と、絞りとしての絞り22とによってビデオカメラの交換式レンズ部を構成し、制御部としての制御部28によってビデオカメラのカメラ本体部を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる駆動手段と、速度演算手段と、絞りとによってビデオカメラの交換式レンズ部を構成し、その他種々の回路構成でなる制御部によってビデオカメラのカメラ本体部を構成するようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the interchangeable lens unit of the video camera is configured by the
本発明は、交換式AFレンズを装着可能な家庭用ビデオカメラや監視用ビデオカメラ等にも利用できる。 The present invention can also be used for a home video camera, a surveillance video camera, or the like to which an interchangeable AF lens can be attached.
1……オートフォーカス機能付ビデオカメラ、2……カメラ本体部、3……交換式AFレンズ部、21……フォーカス調整用レンズ、22……絞り、23……アクチュエータ、25……フォーカスコントローラ、27……信号処理部、28……制御部、30……通信路。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記カメラ本体部は、
上記交換レンズ部を介して入射され撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、
上記撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を上記交換式レンズ部へ供給する制御部と
を有し、
上記交換式レンズ部は、
上記カメラ本体部の上記撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、
設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、
上記カメラ本体部から供給される上記許容錯乱円径及び上記焦点深度に対する比率並びに上記絞り値に基づいて、上記フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、
上記フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ上記駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動手段と
を有し、
上記カメラ本体部の上記制御部は、
上記許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を上記交換式レンズ部へ順次供給した結果、上記撮像手段により上記撮像間隔で順次撮像された上記映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えて上記フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる
ビデオカメラ。 A video camera having a camera main body and an interchangeable lens unit detachably attached to the camera main body,
The camera body is
An imaging unit that sequentially images images at a predetermined imaging interval based on an image formed on the imaging surface that is incident through the interchangeable lens unit;
And a control unit for supplying the ratio to the interchangeable lens unit for the permissible circle of confusion and the depth of focus in the imaging plane
Have
The interchangeable lens part is
A focus adjustment lens that adjusts an in-focus state of the image on the imaging surface of the camera body;
An aperture that controls the open / close state according to the set aperture value;
Based on the ratio and the aperture value for the allowable circle of confusion and the depth of focus is supplied from the camera body, and a speed calculating means for calculating a driving speed of the focus adjustment lens,
Drive means for sequentially moving the focus adjustment lens from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the drive speed;
Have
The control unit of the camera body is
As a result of sequentially supplying the permissible circle of confusion diameter and the ratio to the focal depth to the interchangeable lens unit, an approximate in-focus point of the focus adjustment lens based on the images sequentially captured at the imaging interval by the imaging unit. The position is discriminated, and the ratio to the depth of focus supplied to the interchangeable lens unit is switched to a smaller value, and the focus adjustment lens is moved and focused.
Video camera.
上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率を、上記フォーカス調整用レンズを移動させるときよりも小さい値に切り替えて、上記フォーカス調整用レンズを微小駆動させることにより上記フォーカス調整用レンズを移動させるべき方向を認識した後、上記駆動手段により上記フォーカス調整用レンズを上記駆動速度に応じた速度で移動させるThe ratio of the focal depth supplied to the interchangeable lens unit is switched to a smaller value than when the focus adjustment lens is moved, and the focus adjustment lens is moved by moving the focus adjustment lens slightly. After recognizing the direction to be moved, the driving means moves the focus adjustment lens at a speed corresponding to the driving speed.
請求項1に記載のビデオカメラ。The video camera according to claim 1.
上記フォーカス調整用レンズを上記微小駆動させたときに上記撮像手段から順次得られる撮像信号の高周波成分を比較することにより、上記フォーカス調整用レンズを移動させるべき方向を認識するThe direction in which the focus adjustment lens should be moved is recognized by comparing high-frequency components of image pickup signals sequentially obtained from the image pickup means when the focus adjustment lens is driven minutely.
請求項2に記載のビデオカメラ。The video camera according to claim 2.
請求項1に記載のビデオカメラ。 The control unit compares the high frequency components of the imaging signals sequentially obtained from the imaging unit by sequentially moving the focus adjustment lens by the driving unit of the interchangeable lens unit, and the level of the high frequency component is the highest. The position of the focus adjustment lens that is increased is determined to be the approximate focus position.
The video camera according to claim 1.
上記絞り値が最大及び最小の範囲内で変動した場合に上記交換式レンズ部の上記速度算出手段によって算出される上記駆動速度で上記フォーカス調整用レンズが駆動された際に、上記撮像間隔毎に上記撮像手段により得られる上記映像を基に上記おおよその合焦点位置を判別し得る値に定められているWhen the focus adjustment lens is driven at the drive speed calculated by the speed calculation unit of the interchangeable lens unit when the aperture value fluctuates within the maximum and minimum ranges, the focus adjustment lens is driven at each imaging interval. Based on the video obtained by the imaging means, it is determined to be a value that can determine the approximate focal position.
請求項1に記載のビデオカメラ。The video camera according to claim 1.
上記交換式レンズ部に取り付けられた速度演算手段により、上記カメラ本体部から供給される上記許容錯乱円径及び上記焦点深度に対する比率並びに当該交換式レンズ部に設けられている絞りの開閉状態を制御するための絞り値に基づいて、上記フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する算出ステップと、
上記交換式レンズ部に設けられた駆動手段により、上記フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ上記駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動ステップと、
上記カメラ本体部の上記撮像手段により上記撮像間隔で映像を順次撮像する撮像ステップと、
上記カメラ本体部の上記制御部により、上記撮像ステップにおいて撮像された上記映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別する判別ステップと、
上記カメラ本体部の上記制御部により、上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えて上記フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる合焦ステップと
を有する合焦点位置探索方法。 More control unit provided in the camera body, the ratio permissible circle of confusion and the depth of focus of the imaging surface of the imaging means for sequentially imaging an image at a predetermined imaging interval provided in the camera body, the camera body And a supply step for supplying to an interchangeable lens unit detachably provided,
The speed calculation means attached to the interchangeable lens unit controls the permissible circle of confusion and the ratio to the depth of focus supplied from the camera body, and the open / close state of the diaphragm provided in the interchangeable lens unit. A calculation step of calculating a driving speed of the focus adjustment lens based on an aperture value for
A driving step of sequentially moving the focus adjustment lens from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the driving speed by a driving means provided in the interchangeable lens unit;
An imaging step of sequentially capturing images at the imaging interval by the imaging means of the camera body;
A determination step of determining an approximate in-focus position of the focus adjustment lens based on the video imaged in the imaging step by the control unit of the camera body;
By the control unit of the camera body, the focal point and a focus step focusing by moving the focusing lens by switching the ratio the focal depth supplied to a smaller value to the interchangeable lens unit Location search method.
上記交換レンズ部を介して入射され撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、
上記撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を上記交換式レンズ部へ供給することにより、上記交換式レンズ部に対し、上記許容錯乱円径及び上記焦点深度に対する比率並びに当該交換式レンズ部が有する絞りの開閉状態を制御するための絞り値に基づいて、上記カメラ本体部の上記撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズの駆動速度を算出させると共に、当該フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ当該駆動速度に応じた速度で順次移動させ、上記撮像手段により上記撮像間隔で順次撮像された上記映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えて上記フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる制御部と
を有するカメラ本体部。 A camera body of a video camera having an interchangeable lens unit detachably attached thereto,
An imaging unit that sequentially images images at a predetermined imaging interval based on an image formed on the imaging surface that is incident through the interchangeable lens unit;
By supplying the interchangeable lens unit with the ratio to the permissible circle of confusion and the depth of focus on the imaging surface to the interchangeable lens unit , the ratio to the permissible circle of confusion and the depth of focus and the interchangeable lens unit for the interchangeable lens unit. Based on the aperture value for controlling the open / close state of the aperture of the camera , the driving speed of the focus adjustment lens for adjusting the focus state of the image on the imaging surface of the camera body is calculated, and the focus adjustment The lens is sequentially moved from one end of the movable range to the other end at a speed corresponding to the driving speed, and based on the images sequentially captured at the imaging interval by the imaging unit, the approximate adjustment of the focus adjustment lens. The focus position is determined, and the ratio to the depth of focus supplied to the interchangeable lens unit is switched to a smaller value to adjust the focus adjustment. And focuses controller to move the use lenses
A camera main body.
上記カメラ本体部に設けられた撮像手段の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、
設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、
上記カメラ本体部から供給される上記撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに上記絞り値に基づいて、上記フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、
上記フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ上記駆動速度に応じた速度で順次移動させることにより、上記カメラ本体部に設けられた制御部に対し、上記カメラ本体部の上記撮像手段により所定の撮像間隔で順次撮像される映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別させ、上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えさせて当該フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる駆動手段と
を有する交換式レンズ部。 An interchangeable lens unit detachably attached to the camera body of the video camera,
A focus adjustment lens that adjusts an in- focus state of an image on an imaging surface of an imaging unit provided in the camera body ;
An aperture that controls the open / close state according to the set aperture value;
Based on the ratio and the aperture value for permissible circle of confusion and the depth of focus in the imaging plane supplied from the camera body, and a speed calculating means for calculating a driving speed of the focus adjustment lens,
By sequentially moving the focus adjustment lens from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the driving speed, the imaging means of the camera main body is controlled with respect to a control unit provided in the camera main body. Based on the images sequentially captured at a predetermined imaging interval, the approximate focus position of the focus adjustment lens is discriminated, and the focus adjustment lens is moved by switching the ratio to the depth of focus to a smaller value. Driving means for focusing
Interchangeable lens unit having a.
上記カメラ本体部は、
設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、
上記交換レンズ部を介して入射され上記絞りを介して撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、
上記撮像面における許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び上記絞り値を上記交換式レンズ部へ供給する制御部と
を有し、
上記交換式レンズ部は、
上記カメラ本体部の上記撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、
上記カメラ本体部から供給される上記許容錯乱円径、上記焦点深度に対する比率及び上記絞り値に基づいて、上記フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、
上記フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ上記駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動手段と
を有し、
上記カメラ本体部の上記制御部は、
上記許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率を上記交換式レンズ部へ順次供給した結果、上記撮像手段により上記撮像間隔で順次撮像された上記映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えて上記フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる
ビデオカメラ。 A video camera having a camera main body and an interchangeable lens unit detachably attached to the camera main body,
The camera body is
An aperture that controls the open / close state according to the set aperture value;
Imaging means for sequentially capturing images at a predetermined imaging interval based on an image incident on the interchangeable lens unit and formed on the imaging surface via the diaphragm;
Permissible circle of confusion in the imaging plane, and a control unit for supplying a ratio and the aperture value for the depth of focus to the interchangeable lens unit
Have
The interchangeable lens part is
A focus adjustment lens that adjusts an in-focus state of the image on the imaging surface of the camera body;
Speed calculation means for calculating the driving speed of the focus adjustment lens based on the allowable circle of confusion supplied from the camera body, the ratio to the depth of focus , and the aperture value ;
Drive means for sequentially moving the focus adjustment lens from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the drive speed;
Have
The control unit of the camera body is
As a result of sequentially supplying the permissible circle of confusion diameter and the ratio to the focal depth to the interchangeable lens unit, an approximate in-focus point of the focus adjustment lens based on the images sequentially captured at the imaging interval by the imaging unit. The position is discriminated, and the ratio to the depth of focus supplied to the interchangeable lens unit is switched to a smaller value, and the focus adjustment lens is moved and focused.
Video camera.
上記交換式レンズ部に取り付けられた速度演算手段により、上記カメラ本体部から供給される上記許容錯乱円径、上記焦点深度に対する比率及び上記絞り値に基づいて、上記フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する算出ステップと、
上記交換式レンズ部に設けられた駆動手段により、上記フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ上記駆動速度に応じた速度で順次移動させる駆動ステップと、
上記カメラ本体部の上記撮像手段により上記撮像間隔で映像を順次撮像する撮像ステップと、
上記カメラ本体部の上記制御部により、上記撮像ステップにおいて撮像された上記映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別する判別ステップと、
上記カメラ本体部の上記制御部により、上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えて上記フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる合焦ステップと
を有する合焦点位置探索方法。 More control unit provided in the camera body, permissible circle of confusion on the imaging plane of the imaging means for sequentially imaging an image at a predetermined imaging interval provided in the camera body, the ratio of the depth of focus, and the camera main body portion A supply step of supplying an aperture value for controlling the open / closed state of the aperture provided in the camera to an interchangeable lens unit detachably provided with the camera body unit;
Based on the permissible circle of confusion, the ratio to the depth of focus, and the aperture value supplied from the camera main body, the driving speed of the focus adjustment lens is adjusted by the speed calculation means attached to the interchangeable lens unit. A calculating step for calculating;
A driving step of sequentially moving the focus adjustment lens from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the driving speed by a driving means provided in the interchangeable lens unit;
An imaging step of sequentially capturing images at the imaging interval by the imaging means of the camera body;
A determination step of determining an approximate in-focus position of the focus adjustment lens based on the video imaged in the imaging step by the control unit of the camera body;
By the control unit of the camera body, the focal point and a focus step focusing by moving the focusing lens by switching the ratio the focal depth supplied to a smaller value to the interchangeable lens unit Location search method.
設定される絞り値に応じて開閉状態を制御する絞りと、
上記交換レンズ部を介して入射され上記絞りを介して撮像面上に形成される像を基に、所定の撮像間隔で映像を順次撮像する撮像手段と、
上記撮像面における許容錯乱円径、焦点深度に対する比率及び上記絞り値を上記交換式レンズ部へ供給することにより、上記交換式レンズ部に対し、上記許容錯乱円径、上記焦点深度に対する比率及び上記絞り値に基づいて、上記カメラ本体部の上記撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズの駆動速度を算出させると共に、当該フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ当該駆動速度に応じた速度で順次移動させ、上記撮像手段により上記撮像間隔で順次撮像された上記映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別し、上記交換式レンズ部へ供給する上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えて上記フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる制御部と
を有するカメラ本体部。 A camera body of a video camera having an interchangeable lens unit detachably attached thereto,
An aperture that controls the open / close state according to the set aperture value;
Imaging means for sequentially capturing images at a predetermined imaging interval based on an image incident on the interchangeable lens unit and formed on the imaging surface via the diaphragm;
Permissible circle of confusion in the imaging plane, by supplying the ratio and the aperture value for the depth of focus to the interchangeable lens unit with respect to the interchangeable lens unit, the permissible circle of confusion diameter ratio and the relative said focal depth Based on the aperture value, the driving speed of the focus adjustment lens that adjusts the in- focus state of the image on the imaging surface of the camera body is calculated, and the focus adjustment lens is moved from one end of the movable range to the other end. The interchangeable lens unit is sequentially moved at a speed according to the driving speed, and an approximate in-focus position of the focus adjustment lens is determined based on the images sequentially captured at the imaging interval by the imaging unit. A controller that switches the ratio to the depth of focus supplied to a smaller value and moves the focus adjustment lens to focus.
A camera main body.
上記カメラ本体部に設けられた撮像手段の撮像面における像の合焦状態を調整するフォーカス調整用レンズと、
上記カメラ本体部から供給される上記撮像面における許容錯乱円径及び焦点深度に対する比率並びに当該カメラ本体部に設けられた絞りの開閉状態を制御するための絞り値に基づいて、上記フォーカス調整用レンズの駆動速度を算出する速度演算手段と、
上記フォーカス調整用レンズを移動可能範囲の一端から他端へ上記駆動速度に応じた速度で順次移動させることにより、上記カメラ本体部に設けられた制御部に対し、上記カメラ本体部の上記撮像手段により所定の撮像間隔で順次撮像される映像を基に、上記フォーカス調整用レンズのおおよその合焦点位置を判別させ、上記焦点深度に対する比率をより小さな値に切り替えさせて当該フォーカス調整用レンズを移動させて合焦させる駆動手段と
を有する交換式レンズ部。
An interchangeable lens unit detachably attached to the camera body of the video camera,
A focus adjustment lens that adjusts an in- focus state of an image on an imaging surface of an imaging unit provided in the camera body ;
Based on the aperture value for controlling the opening and closing state of the throttle provided in the ratio and the camera main body portion for the least circle of confusion diameter and depth of focus in the imaging plane supplied from the camera body, the focus adjustment lens Speed calculating means for calculating the driving speed of
By sequentially moving the focus adjustment lens from one end to the other end of the movable range at a speed corresponding to the driving speed, the imaging means of the camera main body is controlled with respect to a control unit provided in the camera main body. Based on the images sequentially captured at a predetermined imaging interval, the approximate focus position of the focus adjustment lens is discriminated, and the focus adjustment lens is moved by switching the ratio to the depth of focus to a smaller value. Driving means for focusing
Interchangeable lens unit having a.
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