JP4444718B2

JP4444718B2 - オートフォーカスシステム

Info

Publication number: JP4444718B2
Application number: JP2004113489A
Authority: JP
Inventors: 正佐々木; 正之宮崎; 正夫和田; 知久小泉
Original assignee: Fujinon Corp; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Fujinon Corp; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: EP1584961A1; US7330647B2; EP1584961B1; US20050238343A1; ATE409323T1; DE602005009886D1; JP2005300687A

Description

本発明はオートフォーカスシステムに係り、特に連続して自動ピント調整を行う連続モードのＡＦ機能を備えたオートフォーカスシステムに関する。

放送用テレビカメラでは民生用と異なり、カメラマンの操作によるマニュアルフォーカス（ＭＦ）が主体であるため、必要に応じて自動ピント調整を行うオートフォーカス（ＡＦ）を作動させることができるモーメンタリモードのＡＦが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

モーメンタリモードは、ＡＦスイッチを押してオンするとＡＦが作動し、ＡＦスイッチを押すのをやめてオフにするとＡＦが停止するようにしたＡＦモードであり、ＡＦスイッチをオフするとＡＦを即時に停止させる方法と、ベストピントを検出してから停止させる方法とがある。
特開２００３−２７９８３２号公報

一方、スポーツ撮影など、動きの多い被写体に対しては、民生用で通常使用されているように連続してＡＦを作動させる連続モードのＡＦの方が基本的に便利である。しかしながら、目的の被写体に合焦しているときにその被写体の前を別の被写体が横切ることがあり、そのとき連続モードのＡＦでは、その別の被写体にピントが移動し、目的の被写体からピントが外れる場合がある。そのため、ピント合わせに関して民生用よりも条件の厳しい放送用テレビカメラでは連続モードのＡＦの使用が一定の条件下での撮影に制限されてしまう欠点があった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、連続モードのＡＦにおいて撮影者の意図に反してピントが移動する不具合を防止し、放送用テレビカメラにおいても多様な状況での使用を可能にす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。

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、撮影レンズのフォーカスを制御して自動ピント調整を行うＡＦ制御手段を備えたオートフォーカスシステムにおいて、ＡＦ禁止スイッチとして兼用される所定のＡＦスイッチと、前記ＡＦスイッチがオンされると、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を前記ＡＦ制御手段によって実行させ、前記ＡＦスイッチがオフされると前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を停止させるモーメンタリモード、又は、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を前記ＡＦ制御手段によって連続して実行させる連続モードを選択するモード選択手段とを備え、前記モード選択手段により前記連続モードが選択された場合において、前記ＡＦスイッチが前記ＡＦ禁止スイッチとして作用し、前記ＡＦ制御手段は、前記ＡＦスイッチがオンされている間、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を停止し、前記モード選択手段により前記モーメンタリモードが選択された場合において、前記ＡＦ制御手段は、前記ＡＦスイッチがオンされて前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を開始した後、ピント状態が合焦となる前に前記ＡＦスイッチがオフされた場合であっても、ピント状態が合焦となった後、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を停止することを特徴としている。

また、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、前記オートフォーカス制御手段は、光路長差を有する位置に配置された複数の撮像面により撮像した被写体画像のコントラストに基づいて前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を行うことを特徴としている。
また、請求項３に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１又は２に記載の発明において、前記ＡＦ制御手段を備えた制御部に通信により接続されるフォーカスデマンドに、前記ＡＦスイッチと、前記モード選択手段により選択するモードをユーザが指定するためのモードスイッチとが設けられ、前記ＡＦスイッチと前記モードスイッチのオン／オフ状態が通信により前記制御部に読み取られることを特徴としている。

本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、連続モードのＡＦにおいて、ＡＦの作動を簡易に禁止することができるため、操作者の意図に反してピントが移動する不具合を容易に防止することができる。特に放送用テレビカメラでの連続モードのＡＦの使用範囲が広がる。

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。

図１は、本発明のオートフォーカスシステムを適用したレンズシステムの構成を示したブロック図である。同図のレンズシステムは、例えば放送用テレビカメラのカメラ本体（カメラヘッド）にマウントによって装着される撮影レンズ（撮影光学系）と、撮影レンズを制御する制御系とから構成されている。尚、撮影レンズと、一部を除く制御系とは一体化されたレンズ装置として構成されている場合や、撮影レンズと制御系とが別体の装置として構成される場合等のようにシステムを構成する装置の形態はどのようなものでもよい。

撮影レンズは、被写体の像をカメラ本体の撮像面に結ぶ撮影光学系であり、撮影レンズには各種固定のレンズ群の他に光軸方向に移動可能なレンズ群として、同図に示すフォーカスレンズ（群）ＦＬやズームレンズ（群）ＺＬが配置されている。フォーカスレンズＦＬが移動すると、ピント位置（被写体距離）が変わり、ズームレンズＺＬが移動すると、像倍率（焦点距離）が変わる。また、撮影レンズには絞り値を変更するために開閉駆動される同図に示す絞りＩが配置されている。

レンズシステムの制御系は、ＣＰＵ１０、アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡ、モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、フォーカスデマンド１８、ズームデマンド２０、ＡＦ回路３０等から構成されている。ＣＰＵ１０は、システム全体を統括制御しており、ＣＰＵ１０からＤ／Ａ変換器１２を介して各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに駆動信号が出力されると、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭがその駆動信号の値（電圧）に応じた回転速度で駆動される。各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭは、上記撮影レンズのフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩに連結しており、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭの駆動と共に、フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩが駆動される。各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭの出力軸にはそれらの回転位置に応じた電圧信号を出力するポテンショメータ（ＦＰ、ＺＰ、ＩＰ）が連結されており、各ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰからの電圧信号は、フォーカスレンズＦＬの位置、ズームレンズＺＬの位置、絞りＩの位置を示す信号としてＡ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１０に与えられる。従って、ＣＰＵ１０から各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに与えられる駆動信号によって撮影レンズのフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩの位置又は動作速度が所望の状態に制御される。

フォーカスデマンド１８やズームデマンド２０は、撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズＦＬ）やズーム（ズームレンズＺＬ）の目標となる位置や移動速度をマニュアル操作で指定するマニュアル操作部材を備えたコントローラである。フォーカスデマンド１８は、シリアルコミュニケーションインターフェース（ＳＣＩ）２２、２４を通じてＣＰＵ１０とシリアル通信により接続され、ズームデマンド１４は、Ａ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１０と接続されている。

詳細は後述するが本レンズシステムでは、フォーカス制御をマニュアルフォーカス（ＭＦ）と、オートフォーカス（ＡＦ）のいずれかで行うことが可能であり、ＭＦの制御時においては、フォーカスデマンド１８でのマニュアル操作部材の操作に従ってフォーカス制御が行われる。ＭＦの制御時にフォーカスデマンド１８のマニュアル操作部材を操作すると、例えば、その操作部材の位置に対応したフォーカスの目標位置を指定するフォーカス指令信号がＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、フォーカスの位置がそのフォーカス指令信号により指定された目標位置となるようにアンプＦＡに出力する駆動信号によりモータＦＭを制御してフォーカスレンズＦＬの位置を制御する。尚、一般にＭＦの制御ではフォーカスデマンド１８から与えられる目標位置に従ってフォーカスレンズＦＬの位置制御が行われるが、フォーカスデマンド１８から目標の移動速度が与えられ、それに従ってフォーカスレンズＦＬの速度制御を行うことも可能である。また、このようにフォーカスデマンド１８により与えられるフォーカス指令信号に従ってフォーカスレンズＦＬの位置（又は速度）を制御するＣＰＵ１０の処理を、以下、ＭＦ処理という。

ズームデマンド２０のマニュアル操作部材を操作した場合には、例えば、その操作部材の位置に対応したズームの目標の移動速度を指定するズーム指令信号がＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、ズームの移動速度がそのズーム指令信号により指定された目標の移動速度となるようにアンプＺＡに出力する駆動信号によりモータＺＭを制御してズームレンズＺＬの移動速度を制御する。尚、一般にズーム制御ではズームデマンド２０から与えられる目標の移動速度に従ってズームレンズＺＬの速度制御が行われるが、ズームデマンド２０から目標位置が与えられ、それに従ってズームレンズＺＬの位置制御を行うことも可能である。

図示しないカメラ本体からは、絞りＩの目標位置を指定するアイリス指令信号がＣＰＵ１０に与えられるようになっており、ＣＰＵ１０は絞りの位置（開閉度）がそのアイリス指令信号により指定された目標位置となるようにアンプＩＡに出力する駆動信号によりモータＩＭを制御し絞りＩの位置を制御する。

ＡＦ回路３０は、前ピン、後ピン、合焦といった撮影レンズのピント状態を検出する回路であり、ＡＦ制御時において、ＡＦ回路３０によって検出されたピント状態の情報がＡＦ回路３０からＣＰＵ１０に与えられるようになっている。ＣＰＵ１０は、ＡＦ制御時において、ＡＦ回路３０から得られるピント状態の情報に基づいてそのピント状態の情報が合焦を示すようにアンプＦＡに出力する駆動信号によりモータＦＭを制御してフォーカスレンズＦＬを制御する。尚、このようにＡＦ回路３０によって検出されるピント状態に基づいてフォーカスレンズＦＬを制御するＣＰＵ１０の処理を、以下、ＡＦ処理という。

ＡＦ回路３０は、一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂ、Ａ／Ｄ変換器３４、ゲート回路３６、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３８、加算回路４０Ａ、４０Ｂ、ＡＦ用ＣＰＵ４２等から構成される。一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂは、カメラ本体に搭載されたＣＣＤとは別に設けられている。カメラ本体のＣＣＤは、記録又は再生用の本来の映像を撮影するためのＣＣＤ（以下、映像用ＣＣＤという）であるのに対し、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２ＢはＡＦ専用に設けられたＣＣＤであり、例えば、図２のように構成された撮影レンズの光学系に配置される。

ここで図２を用いて撮影レンズの全体構成の概略と共にＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂの配置について説明する。撮影レンズ５０の光軸Ｏには、上記フォーカスレンズ（群）ＦＬ、上記ズームレンズ（群）ＺＬ、上記アイリスＩ、前側リレーレンズＲＡ及び後側リレーレンズＲＢからなるリレーレンズ（リレー光学系）等が順に配置されている。撮影レンズ５０に入射した被写体光はこれらのレンズ群を通過してカメラ本体５６に入射する。カメラ本体５６には、撮影レンズ５０から入射した被写体光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の波長に分解する色分解光学系５８と、色分解された各色の被写体光の像を撮像するＲ、Ｇ、Ｂごとの映像用ＣＣＤが配置されている。尚、光学的に等価な光路長の位置に配置されたＲ、Ｇ、Ｂの映像用ＣＣＤを同図に示すように１つの映像用ＣＣＤ６０で表す。映像用ＣＣＤ６０の撮像面に入射した被写体光は、映像用ＣＣＤ６０によって光電変換されてカメラ本体５６の内の所定の信号処理回路によって記録又は再生用の映像信号が生成される。

一方、撮影レンズ５０のリレー光学系の前側リレーレンズＲＡと後側リレーレンズＲＢとの間には、ハーフミラー５２が配置されている。このハーフミラー５２によって、撮影レンズ５０の光路が２つに分岐される。撮影レンズ５０に入射した被写体光のうち、ハーフミラー５２を透過した被写体光は、上述のように光軸Ｏの光路に沿ってカメラ本体５６へと導かれる。ハーフミラー５２で反射した被写体光は、上記光軸Ｏに略垂直な光軸Ｏ′の光路（ＡＦ用光路）へと導かれる。

ＡＦ用光路には、上記後側リレーレンズＲＢと同等のリレーレンズＲＢ′と、２つのプリズム５４Ａ、５４Ｂから構成される光分割光学系５４と、上記ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂが配置されている。ハーフミラー５２で反射してＡＦ用光路へと導かれた被写体光は、リレーレンズＲＢ′を通過した後、光分割光学系５４に入射する。光分割光学系に入射した被写体光は、第１プリズム５４Ａと第２プリズム５４Ｂとが接合する部分のハーフミラー面Ｍで光量が等価な２つの被写体光に分岐される。ハーフミラー面Ｍで反射した被写体光は、一方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａの撮像面に入射し、ハーフミラー面Ｍを透過した被写体光は他方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂの撮像面に入射する。

図３は、カメラ本体５６の映像用ＣＣＤ６０とＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂとを同一の光軸上に表した図である。同図に示すように、一方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａに入射する被写体光の光路長は、他方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂに入射する被写体光の光路長よりも短く設定され、映像用ＣＣＤ６０の撮像面に入射する被写体光の光路長は、その中間の長さとなるように設定されている。すなわち、一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂ（の撮像面）は、それぞれ映像用ＣＣＤ６０の撮像面に対して前後等距離ｄの位置となるように配置されている。

このように撮影レンズ５６に配置された一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂによって、撮影レンズ５０に入射した被写体光を映像用ＣＣＤ６０の撮像面に対して前後の等距離の位置にそれぞれ撮像面を配置した場合と等価な映像信号が取得されるようになっている。尚、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂはカラー映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態ではＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂから白黒の映像信号（輝度信号）が取得されるものとする。

図１のＡＦ回路３０において、各ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂによって得られた映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３４によりデジタル信号に変換された後、ゲート回路３６に入力される。ゲート回路３６では、撮影範囲（画面）内に設定された所定のＡＦエリア（例えば画面中央の矩形エリア）に対応する範囲内の映像信号が抽出される。これによって抽出されたＡＦエリア内の映像信号は続いてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３８に入力され、ＨＰＦ３８により高域周波数成分の信号のみが抽出される。

ＨＰＦ３８によって抽出された高域周波数成分の信号は、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａから得られたものは加算回路４０Ａによって、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂから得られたものは加算回路４０Ｂによって１フィールド分ずつ積算され、その積算値が１フィールドごとにＡＦ用ＣＰＵ４２によって読み取られる。

このようにして各加算回路４０Ａ、４０Ｂから得られる積算値は、それぞれＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂで撮像された被写体画像のコントラストの高低を評価する値を示す。本明細書ではこの積算値を焦点評価値というものとする。また、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａの映像信号から得られた焦点評価値をｃｈＡの焦点評価値、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂの映像信号から得られた焦点評価値をｃｈＢの焦点評価値というものとする。

ＡＦ用ＣＰＵ４２は、このようして得られたｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいて映像用ＣＣＤ６０に対する撮影レンズのピント状態を検出する。ピント状態の検出は、次のような原理で行われる。図４は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズＦＬの位置（フォーカス位置）、縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフォーカス位置と焦点評価値との関係を例示した図である。図中実線で示す曲線Ａ、Ｂは、それぞれＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂから得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。一方、図中点線で示す曲線Ｃは、映像用ＣＣＤ６０から得られた映像信号により焦点評価値を求めたと仮定した場合の焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。

同図において、ピント状態が合焦となるのは、曲線Ｃで示す映像用ＣＣＤ６０の焦点評価値が最大（極大）となるときのフォーカス位置Ｆ０にフォーカスが設定された場合である。もし、撮影レンズのフォーカスがその合焦位置Ｆ０よりも至近側のフォーカス位置Ｆ１に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ１に対応する曲線Ａの値Ｖ_A1となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ１に対応する曲線Ｂの値Ｖ_B1となる。この場合、図から分かるようにｃｈＡの焦点評価値Ｖ_A1の方が、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_B1よりも大きくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_A1の方が、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_B1よりも大きい場合には、フォーカスが合焦位置Ｆ０よりも至近側に設定されている状態、すなわち、前ピンの状態であることが分かる。

一方、撮影レンズのフォーカスが合焦位置Ｆ０よりも無限遠側のフォーカス位置Ｆ２に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ２に対応する曲線Ａの値Ｖ_A2となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ２に対応する曲線Ｂの値Ｖ_B2となる。この場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_A2の方が、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_B2よりも小さくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_A2の方が、ｃｈＢの焦点評価値Ｖ_B2よりも小さい場合には、フォーカスが合焦位置Ｆ０よりも無限遠側に設定されている状態、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。

これに対して、撮影レンズのフォーカスがフォーカス位置Ｆ０、即ち、合焦位置に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ０に対応する曲線Ａの値Ｖ_A0となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ０に対応する曲線Ｂの値Ｖ_B0となる。この場合、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_A0とｃｈＢの焦点評価値Ｖ_B0は等しくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値Ｖ_A0とｃｈＢの焦点評価値Ｖ_B0とが等しい場合にはフォーカスが合焦位置Ｆ０に設定されている状態、すなわち、合焦状態であることが分かる。

このようにｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値によって、撮影レンズの現在のピント状態が映像用ＣＣＤ６０に対して前ピン、後ピン、合焦のいずれの状態であるかを検出することができる。

図１において、ＡＦ用ＣＰＵ４２は、このようにしてｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいて映像用ＣＣＤ６０に対する撮影レンズのピント状態を検出すると、その検出したピント状態の情報をＣＰＵ１０にＳＣＩ２６を介して送信する。

ＣＰＵ１０は、ＡＦ制御時においてＡＦ用ＣＰＵ４２からピント状態の情報を逐次取得しながら、その情報に基づいてフォーカスレンズＦＬを制御する。例えば、ＡＦ用ＣＰＵ４２から得られたピント状態が前ピンの場合にはフォーカスレンズＦＬを無限遠方向に移動させ、ピント状態が後ピンの場合にはフォーカスレンズＦＬを至近方向に移動させる。そして、ＡＦ用ＣＰＵ４２から得られたピント状態が合焦の場合には、フォーカスレンズＦＬを停止させる。これによって、撮影レンズのピント状態が合焦となる位置にフォーカスレンズＦＬが移動して停止する。このように光路長差を有する複数のＡＦ用ＣＣＤを用いて自動ピント調整を行うＡＦの方式を光路長差方式と称している。

尚、ＡＦ用ＣＰＵ４２において、単にピント状態を検出するだけでなく、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値の差や比等からピントずれの程度も検出し、ＣＰＵ１０においてフォーカスレンズＦＬを移動させる際の速度に反映させることも可能である。また、上記のようにＡＦ用ＣＰＵ４２で行われる処理は、ＣＰＵ１０により行うことも可能であり、本実施の形態のようにＡＦ用ＣＰＵ４２を設けることは必ずしも必要ではない。

次に、フォーカス制御モードについて説明する。本レンズシステムで選択可能なフォーカス制御モードには、上記のようにフォーカスデマンド１８等でのマニュアル操作によってフォーカスを制御するＭＦモードと、ＡＦ回路３０により検出したピント状態に基づいて自動でフォーカスを制御して合焦させる光路長差方式を用いたＡＦモードとがある。また、ＡＦモードには複数のモードがあり、モーメンタリモードと連続モードのいずれかを選択することができるようになっている。

モーメンタリモードは、所定の押しボタンスイッチ（ＡＦスイッチ）を押すとその間、ＡＦの制御（ＣＰＵ１０による上記ＡＦ処理）が行われ、ＡＦスイッチを離すとＡＦの制御が禁止されるモードである。本実施の形態では、ＡＦの制御が禁止されている間、ＭＦの制御（ＣＰＵ１０による上記ＭＦ処理）が行われるものとし、ＭＦモードを選択したい場合にはこのモーメンタリモードを選択するようにしている。即ち、モーメンタリモードを選択し、ＡＦスイッチを操作しないことによって通常のＭＦモードと同様のフォーカス制御を行うことができるようになっている。

連続モードは、ＡＦの制御を連続（継続）して行うモードであり、被写体が変化してピント位置が変化すれば、それに連動して撮影レンズのフォーカスが移動する。また、本実施の形態では、連続モードでも所定の押しボタンスイッチ（ＡＦ禁止スイッチ）を押している間、ＡＦの制御を禁止することができるようなっている。これによって、連続モードのＡＦにより目的の被写体にピントを合わせておき、その被写体の前に他の被写体が入り込んだ場合等にそれにつられてフォーカスが動いてしまうおそれがあるときにはＡＦ禁止スイッチを押してＡＦの制御を禁止することによってその不具合を回避することができるようになっている。

図１のレンズシステムにおいて、上記２つのＡＦモードを選択するためのモードスイッチＳＷ１と、モーメンタリモードでＡＦの実行を指示するＡＦスイッチＳＷ２とが設けられている。尚、ＡＦ禁止スイッチについては後述する。

これらのスイッチＳＷ１、ＳＷ２は、ＣＰＵ１０を搭載した装置、フォーカスデマンド１８などのコントローラ、カメラ本体など、のシステムを構成する装置の所定箇所に設置される（複数箇所に設置してもよい）。例えば、ＣＰＵ１０を搭載した装置が、撮影レンズと一部を除く制御系とが一体的に箱型ケースに納められているいわゆるＥＦＰレンズの場合にはそのケース部に設置することができ、ＥＮＧレンズのように撮影レンズの鏡胴側部に装着された駆動ユニットの場合には、その駆動ユニットに設置することができる。

また、フォーカスデマンド１８のようにＣＰＵ１０と通信により接続される装置に各スイッチＳＷ１、ＳＷ２を設置する場合には、図１のように各スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフ状態をＣＰＵ１０が直接読み取る構成ではなく、その装置との通信により各スイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフ状態をＣＰＵ１０が読み取る構成となる。

図５は、フォーカスデマンド１８にモードスイッチＳＷ１とＡＦスイッチＳＷ２とを設置した場合の外観図である。フォーカスデマンド１８には、フォーカス位置をマニュアル操作で指定する操作リング７０が本体７２に回動可能に設けられており、その本体７２のケースにモードスイッチＳＷ１と、ＡＦスイッチＳＷ２とが設置されている。モードスイッチＳＷ１はスライドスイッチであり、そのツマミ７４を図中左側の「MOMENTARY」と記された位置に設定するとモーメンタリモードを選択することができ、ツマミ７４を図中右側の「CONTINUE」と記された位置に設定すると連続モードを選択することができるようになっている。

また、ＡＦスイッチＳＷ２は自動復帰式の押しボタンスイッチであり、モードスイッチＳＷ１によってモーメンタリモードを選択している場合に、ＡＦスイッチＳＷ２を押すと（オンすると）、押している間だけＡＦの制御を行わせることができるようになっている。尚、上述のようにモーメンタリモードにおいてＡＦスイッチＳＷ２を押していないときはＭＦの制御となる。

更に、モードスイッチＳＷ１によって連続モードを選択している場合、ＡＦスイッチＳＷ２を押すと、押している間だけ、ＡＦの制御を禁止することができるようになっている。即ち、ＡＦスイッチＳＷ２は、連続モードでは上記ＡＦ禁止スイッチとして兼用される。そのため、スイッチ部品の点数が減るだけでなく、モーメンタリモードでのＡＦスイッチと、連続モードでのＡＦ禁止スイッチの両方を最も使い易い良い位置に配置することができる。但し、ＡＦ禁止スイッチをＡＦスイッチＳＷ２とは別に設けてもよい。

図１においてＣＰＵ１０は、モードスイッチＳＷ１、ＡＦスイッチＳＷ２のオン／オフ状態をフォーカスデマンド１８等から読み込み、それらのスイッチＳＷ１、ＳＷ２のオン／オフ状態に基づいて、上述のようなフォーカス制御を行うための処理を実行する。

ここで、例えば、モードスイッチＳＷ１がオフ状態の場合にはモーメンタリモードが選択されたと判断され、モードスイッチＳＷ１がオン状態の場合には連続モードが選択されたと判断される。一方、ＡＦスイッチＳＷ２がオフ状態の場合にはＡＦスイッチＳＷ２が押されていないと判断され、ＡＦスイッチＳＷ２がオン状態の場合にはＡＦスイッチＳＷ２が押されていると判断される。

ＣＰＵ１０は、モードスイッチＳＷ１がオフ状態の場合にはモーメンタリモードの処理を実行する。モーメンタリモードの処理では、ＡＦスイッチＳＷ２が押されずオフ状態となっているときには、上記ＡＦ処理を行わずに上記ＭＦ処理を実行する。即ち、フォーカスデマンド１８からのフォーカス指令信号に基づいてフォーカスレンズＦＬを制御する処理を実行する。一方、ＡＦスイッチＳＷ２が押されてオン状態となっているときには、ＡＦ処理を実行する。即ち、ＡＦ回路３０から得られる現在のピント状態に基づいてフォーカスレンズＦＬを制御する処理を実行する。ＡＦスイッチＳＷ２が離されてオフ状態になったときには、ＡＦ処理からＭＦ処理に移行する。

尚、ＡＦスイッチＳＷ２がオン状態からオフ状態に切り替わった際に、ＡＦ回路３０により検出されるピント状態が合焦か否かにかかわらず、ＡＦ処理を停止してＭＦ処理に移行するようにしてもよいし、ＡＦスイッチＳＷ２がオン状態からオフ状態に切り替わった際に、ＡＦ回路３０により検出されるピント状態が合焦を示していない場合は、合焦を示すまでＡＦ処理を行ってからＭＦ処理に移行するようにしてもよい。また、本実施の形態では、ＭＦモードを特別に選択することなくＡＦモードとしてモーメンタリモードを選択することによってＭＦの制御を行えるようにしたため、モーメンタリモードでＡＦスイッチＳＷ２がオフ状態のときにはＭＦ処理を実行するものとしたが、これに限らない。例えば、モーメンタリモードにおいてＡＦスイッチＳＷ２がオフ状態のときには、単にフォーカスレンズＦＬを停止させておくだけの処理であってもよい。即ち、ＡＦスイッチＳＷ２がオフ状態のときにはＡＦの制御を禁止した際の何らかの処理が行われるがその処理内容は特定のものに限られない。以下、その処理をＡＦ禁止処理という。

これに対してＣＰＵ１０はモードスイッチＳＷ１がオン状態の場合には連続モードの処理を実行する。連続モードの処理では、ＡＦスイッチＳＷ２が押されずにオフ状態となっているときには、上記ＡＦ処理を継続して実行する。一方、ＡＦスイッチＳＷ２が押されてオン状態となっているときには、上記ＡＦ禁止処理を実行する。即ち、ＡＦ処理を停止して例えばＭＦ処理に移行する。尚、ＭＦ処理に移行してもフォーカスデマンド１８でのマニュアル操作が行われなければフォーカスレンズＦＬは停止しており、ＭＦ処理に移行するのはＭＦの制御を有効にすることが目的ではなくフォーカスレンズＦＬを固定しておくことが目的である。従って、ＡＦ禁止処理はＭＦ処理ではなく、単にフォーカスレンズＦＬを停止させておく処理であってもよい。ＡＦスイッチＳＷ２が離されてオン状態からオフ状態になったときには、ＡＦ禁止処理からＡＦ処理に移行する。

図６は、ＣＰＵ１０において各ＡＦモードでの処理内容を選択するための処理手順を示したフローチャートである。ＣＰＵ１０は、まず、所要の初期設定を行った後（ステップＳ１０）、ＡＦ以外の処理を実行する（ステップＳ１２）。次に、フォーカスデマンド１８からスイッチ情報を読込み、モードスイッチＳＷ１やＡＦスイッチＳＷ２のオン／オフ状態を検出する（ステップＳ１４）。そして、モードスイッチＳＷ１がモーメンタリモードに設定されているか否かを判定する（ステップＳ１６）。

ＹＥＳ、即ち、モーメンタリモードに設定されていると判定した場合には、続いて、ＡＦスイッチＳＷ２がオン状態か否かを判定する（ステップＳ１８）。そして、ＮＯと判定した場合にはＡＦ禁止処理を実行する（ステップＳ２０）。即ち、本実施の形態ではＭＦ処理を実行する。一方、ＹＥＳと判定した場合にはＡＦ処理を実行する（ステップＳ２２）。但し、ステップＳ２２は、ステップＳ２２の１回の処理によってピント状態が合焦となるまでＡＦ処理を実行するという意味ではなく、ピント状態が合焦となるまでのＡＦ処理のうちの所定単位分の処理を実行するという意味である。後述のステップＳ２６も同様とする。

ステップＳ１６においてＮＯ、即ち、モードスイッチＳＷ１が連続モードに設定されていると判定した場合には、続いて、ＡＦスイッチＳＷ２がオン状態か否かを判定する（ステップＳ２４）。そして、ＮＯと判定した場合にはＡＦ処理を実行する（ステップＳ２６）。一方、ＹＥＳと判定した場合にはＡＦ禁止処理を実行する（ステップＳ２８）。即ち、ＡＦ処理を停止し、ＡＦ回路３０により検出されるピント状態にかかわらずフォーカスレンズＦＬの位置を停止させる。

以上のように、ステップＳ２０、ステップＳ２２、ステップＳ２６、又は、ステップＳ２８の処理の後、ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２からの処理を繰り返し実行する。

以上、上記実施の形態では、ＡＦの方式として、２つのＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂを用いたいわゆる光路長差方式を採用した場合のオートフォーカスシステムについて説明したが、本発明は光路長差方式以外の所望の方式のＡＦに適用することができる。

また、本発明は放送用テレビカメラに使用されるオートフォーカスシステムでなくても映画撮影用、民生用等のビデオカメラでのオートフォーカスシステムとしても適用することができる。

また、上記実施の形態では、連続モードでのＡＦ禁止スイッチとして兼用されるＡＦスイッチＳＷ２を押しボタン式のスイッチとしたが、これに限らない。例えば、ＡＦスイッチＳＷ２を図７に示すように跳ね返り式のトグルスイッチ８０としてもよい。これによれば、トグルスイッチ８０のレバー８２を操作していないときにはレバー８２が所定方向（図中右斜め上の方向）に傾斜しておりオフ状態となっている（ＡＦスイッチＳＷ２を離している状態に相当）。レバー８２を図中左向きに操作してレバー８２を逆向きに傾けるとオン状態となる（ＡＦスイッチＳＷ２を押している状態に相当）。そしてレバー８２の操作をやめるとレバー８２が元のオフ状態に復帰する。

また、ＡＦスイッチＳＷ２は図８に示すようなセンター復帰型のトグルスイッチ８４としてもよい。このトグルスイッチ８４は、例えば、レバー８６がセンターにあるときにはオフ状態であり、レバー８６をセンターから図中右向きと左向きに操作したときとで異なる接点がオン状態となる。これによって、モーメンタリモード時には、図中右向きにレバー８６を操作している場合にＡＦを実行させ（図中左向きの操作は無効）、連続モード時には、図中左向きにレバー８６を操作している場合にＡＦを禁止させる（図中右向きの操作は無効）ようにすることができる。これによれば、モーメンタリモード時におけるＡＦの実行の操作と、連続モード時におけるＡＦの禁止の操作とを区別することができる。

図１は、本発明のオートフォーカスシステムを適用したレンズシステムの構成を示したブロック図である。図２は、撮影レンズの構成を示した図である。図３は、ＡＦ用ＣＣＤの光路長差の説明に用いた図である。図４は、撮影レンズのフォーカス位置と一対のＡＦ用ＣＣＤにより得られた焦点評価値との関係を例示した図である。図５は、フォーカスデマンドにモードスイッチとＡＦスイッチとを設置した場合の外観図である。図６は、ＣＰＵにおいて各ＡＦモードでの処理内容を選択するための処理手順を示したフローチャートである。図７は、ＡＦスイッチの他の実施の形態を示した図である。図８は、ＡＦスイッチの他の実施の形態を示した図である。

符号の説明

ＦＬ…フォーカスレンズ、ＺＬ…ズームレンズ、Ｉ…絞り、ＦＡ、ＺＡ、ＩＡ…アンプ、ＦＭ、ＺＭ、ＩＭ…モータ、１０…ＣＰＵ、１８…フォーカスデマンド、２０…ズームデマンド、３０…ＡＦ回路、３２Ａ、３２Ｂ…ＡＦ用ＣＣＤ、３４…Ａ／Ｄ変換器、３６…ゲート回路、３８…ハイパスフィルタ、４０Ａ、４０Ｂ…加算回路、４２…ＡＦ用ＣＰＵ、５０…撮影レンズ、５２…ハーフミラー、５４…光分割光学系、５６…カメラ本体、５８…色分解光学系、６０…映像用ＣＣＤ、ＳＷ１…モードスイッチ、ＳＷ２…ＡＦスイッチ

Claims

撮影レンズのフォーカスを制御して自動ピント調整を行うＡＦ制御手段を備えたオートフォーカスシステムにおいて、
ＡＦ禁止スイッチとして兼用される所定のＡＦスイッチと、
前記ＡＦスイッチがオンされると、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を前記ＡＦ制御手段によって実行させ、前記ＡＦスイッチがオフされると前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を停止させるモーメンタリモード、又は、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を前記ＡＦ制御手段によって連続して実行させる連続モードを選択するモード選択手段とを備え、
前記モード選択手段により前記連続モードが選択された場合において、前記ＡＦスイッチが前記ＡＦ禁止スイッチとして作用し、前記ＡＦ制御手段は、前記ＡＦスイッチがオンされている間、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を停止し、
前記モード選択手段により前記モーメンタリモードが選択された場合において、前記ＡＦ制御手段は、前記ＡＦスイッチがオンされて前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を開始した後、ピント状態が合焦となる前に前記ＡＦスイッチがオフされた場合であっても、ピント状態が合焦となった後、前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を停止することを特徴とするオートフォーカスシステム。
前記オートフォーカス制御手段は、光路長差を有する位置に配置された複数の撮像面により撮像した被写体画像のコントラストに基づいて前記自動ピント調整のためのフォーカスの制御を行うことを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
前記ＡＦ制御手段を備えた制御部に通信により接続されるフォーカスデマンドに、前記ＡＦスイッチと、前記モード選択手段により選択するモードをユーザが指定するためのモードスイッチとが設けられ、前記ＡＦスイッチと前記モードスイッチのオン／オフ状態が通信により前記制御部に読み取られることを特徴とする請求項１又は２のオートフォーカスシステム。