JP4513056B2 - Auto focus system - Google Patents
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Description
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特にAF用光路に配置した光路長が異なる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自動でピント合わせを行う光路長差方式のAFを採用したオートフォーカスシステムに関する。 The present invention relates to an autofocus system, and more particularly to an auto that employs an optical path length difference type AF that automatically focuses based on the contrast of subject images captured by a plurality of imaging surfaces having different optical path lengths arranged in an AF optical path. Concerning the focus system.
放送用のテレビカメラ等のビデオカメラで好適なオートフォーカス(AF)として、光路長差方式と称するAF方式が提案されている(例えば特許文献1参照)。この光路長差方式のAFを採用したオートフォーカスシステムでは、例えば、撮影レンズ内にハーフミラーが配置され、撮影レンズに入射した被写体光の一部が本線光路からAF用光路に分岐される。本線光路には記録又は再生用の映像信号を取得するためのカメラ本体の撮像素子(本明細書では映像用撮像素子という)が配置され、その映像用撮像素子よって記録又は再生用の映像信号が取得される。一方、AF用光路には複数のAF用の撮像素子(本明細書ではAF用撮像素子という)が配置され、それらのAF用撮像素子によってAF用の映像信号が取得される。各AF用撮像素子の撮像面は、光路長が異なる位置に配置されており、各撮像面によって撮像された被写体画像のコントラストを評価する評価値(本明細書では焦点評価値という)が各AF用の映像信号から求められて比較される。これによって映像用撮像素子の撮像面に対する撮影レンズのピント状態(合焦、前ピン、後ピン)が検出され、そのピント状態が合焦となるように撮影レンズのフォーカスが制御される。
ところで、ズーム機能を備えた可変焦点距離の撮影レンズでは、ズームを動かしてもピント(結像面の位置)が変動しないように撮影前にトラッキングレンズを動かしてトラッキング調整が行われている。特に撮影レンズの光学特性は温度によって変化するため、温度が変化した場合にはトラッキング調整を行う必要がある。 By the way, in a variable focal length photographing lens having a zoom function, tracking adjustment is performed by moving the tracking lens before photographing so that the focus (position of the imaging plane) does not fluctuate even if the zoom is moved. In particular, since the optical characteristics of the taking lens change with temperature, it is necessary to perform tracking adjustment when the temperature changes.
このような可変焦点距離の撮影レンズで光路長差方式のAFを採用した場合、本線光路の光学系だけでなくAF用光路の光学系(AF用光学系)の光学特性も温度等によって変化するため本線光路と同様にトラッキング調整を行う必要がある。AF用光学系のトラッキング調整が適正でないと、AFを実行した場合に実際には合焦でない位置で合焦と判断されてフォーカスがその位置で停止してしまうおそれがある。 When an optical path length difference type AF is employed in such a variable focal length photographing lens, not only the optical system of the main optical path but also the optical characteristics of the optical system of the AF optical path (AF optical system) change depending on the temperature or the like. Therefore, it is necessary to perform tracking adjustment in the same manner as the main line optical path. If the tracking adjustment of the AF optical system is not appropriate, when AF is executed, it may be determined that focusing is actually performed at a position that is not in focus, and the focus may stop at that position.
しかしながら、本線光路の光学系のトラッキング調整はカメラ本体の映像用撮像素子により撮影された映像をモニタで見ながら通常通り行うことができるが、AF用光学系のトラッキング調整は同じように映像を見ながら行うことはできない。即ち、AF用撮像素子の撮像面は映像用撮像素子よりも前ピン又は後ピンの位置にピントが合うように配置されているため、仮にAF用撮像素子により撮影されている映像をモニタで見れるようにし、その映像を見ながらズームを動かしてもピントが合っている状態となるようにAF用光学系のトラッキング調整を行ったとしても適正にトラッキング調整されている状態とはならない。 However, the tracking adjustment of the optical system of the main optical path can be performed as usual while viewing the image taken by the image pickup device of the camera body on the monitor, but the tracking adjustment of the AF optical system is similarly performed by watching the image. Can not do. That is, the image pickup surface of the AF image pickup device is arranged so that the position of the front pin or the rear pin is in focus with respect to the image pickup device, so that the image taken by the AF image pickup device can be seen on the monitor. As described above, even if the tracking adjustment of the AF optical system is performed so that the in-focus state is achieved even if the zoom is moved while viewing the image, the tracking adjustment is not properly performed.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、AF用光学系のトラッキング調整をユーザの手間なく行えるようにし、AFのピント合わせを適正に行うことができるオートフォーカスシステムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an autofocus system capable of performing tracking adjustment of an AF optical system without a user's trouble and appropriately performing AF focusing. Objective.
前記目的を達成するために、請求項1に記載のオートフォーカスシステムは、可変焦点距離の撮影レンズと、該撮影レンズに入射した被写体光を本線光路からAF用光路に分岐する光分割手段と、該光分割手段により前記AF用光路に分岐された被写体光による被写体画像を撮像するAF用撮像手段と、該AF用撮像手段により得られた被写体画像のコントラストに基づいてピント状態を検出するピント状態検出手段と、該ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記撮影レンズのフォーカスを移動させるフォーカス制御手段とを備えたオートフォーカスシステムにおいて、前記AF用光路に光軸方向に移動可能に配置され、前記AF用光路に導かれた被写体光の結像位置を可変するAF用トラッキングレンズと、前記撮影レンズの焦点距離をワイド端に設定して、前記ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記AF用トラッキングレンズを移動させる第1の処理と、前記撮影レンズの焦点距離をテレ端に設定して、前記ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記撮影レンズのフォーカスを移動させる第2の処理とを繰り返し実行し、前記撮影レンズの焦点距離を変更しても前記AF用トラッキングレンズを動かすことなく前記ピント状態検出手段により検出されるピント状態が合焦状態を示す位置に前記AF用トラッキングレンズを設定することによって前記AF用光路の光学系のトラッキング調整を自動で行うAF用トラッキング調整手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the object, an autofocus system according to claim 1 includes a photographing lens having a variable focal length, and a light dividing unit for branching subject light incident on the photographing lens from a main light path to an AF light path, An AF imaging unit that captures a subject image by subject light branched into the AF optical path by the light splitting unit, and a focus state that detects a focus state based on the contrast of the subject image obtained by the AF imaging unit In an autofocus system comprising a detection means and a focus control means for moving the focus of the photographing lens to a position where the in-focus state is detected by the focus state detection means, it is possible to move in the optical axis direction in the AF optical path disposed, and tracking lens AF for changing the imaging position of the AF optical path to guided object light, the imaging les A first processing for moving the AF tracking lens to a position where the in-focus state is detected by the focus state detecting means, and a focal length of the photographing lens at the tele end. And repeatedly executing the second process of moving the focus of the photographing lens to a position where the focus state is detected by the focus state detecting means, and changing the focal length of the photographing lens By setting the AF tracking lens at a position where the focus state detected by the focus state detection means indicates an in-focus state without moving the AF tracking lens, tracking adjustment of the optical system of the AF optical path is automatically performed. And an AF tracking adjustment means for performing AF.
本発明によれば、AF用光路の光学系のトラッキング調整がユーザの手間なく自動で行われるようになり、また、AFによるピント合わせが適正に行われるようになる。 According to the present invention, the tracking adjustment of the optical system of the optical path for AF is automatically performed without the user's trouble, and the focusing by AF is appropriately performed.
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AF用トラッキング調整手段は、前記撮影レンズの焦点距離をワイド側に設定して、前記ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記AF用トラッキングレンズを移動させる第1の処理と、前記撮影レンズの焦点距離をテレ側に設定して、前記ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記撮影レンズのフォーカスを移動させる第2の処理とを繰り返し実行することを特徴としている。本発明はトラッキング調整を自動で行うため手段をより具体化したものである。 According to a second aspect of the present invention, in the invention of the first aspect, the AF tracking adjustment unit sets a focal length of the photographing lens to a wide side and is focused by the focus state detection unit. First processing for moving the AF tracking lens to a position where the state is detected, and setting the focal length of the photographic lens to the tele side so that the focus state is detected by the focus state detection means The second process of moving the focus of the photographic lens is repeatedly executed. The present invention is a more specific means for automatically performing tracking adjustment.
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、前記撮影レンズの温度を検出する温度検出手段を備え、前記AF用トラッキング調整手段は、前記温度検出手段により検出された温度に対して事前に決められた位置に前記AF用トラッキングレンズを移動させることを特徴としている。本発明では、撮影レンズの温度に応じてAFトラッキングレンズを適正な位置に自動で設定するようにしている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the autofocus system according to the first aspect of the invention, further comprising temperature detecting means for detecting the temperature of the photographing lens, wherein the AF tracking adjusting means is detected by the temperature detecting means. The AF tracking lens is moved to a position determined in advance with respect to temperature. In the present invention, the AF tracking lens is automatically set to an appropriate position according to the temperature of the photographing lens.
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用撮像手段は、光路長が異なる複数の撮像面によって複数の被写体画像を撮像すると共に、前記ピント状態検出手段は、前記AF用撮像手段により得られた前記複数の被写体画像のコントラストを比較することによってピント状態を検出することを特徴としている。いわゆる光路長差方式のAFを採用したオートフォーカスシステムにおいて上記請求項1、又は、2の発明を適用した場合を示している。
The autofocus system according to a third aspect is the invention according to the first or second aspect , wherein the AF imaging means captures a plurality of subject images with a plurality of imaging surfaces having different optical path lengths, and The focus state detection unit detects the focus state by comparing contrasts of the plurality of subject images obtained by the AF imaging unit. This shows a case where the invention of claim 1 or 2 is applied to an autofocus system employing so-called optical path length difference type AF.
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、AF用光学系のトラッキング調整をユーザの手間なく容易に行うことができ、AFによるピント合わせを適正に行わせることができるようになる。 According to the autofocus system of the present invention, the tracking adjustment of the AF optical system can be easily performed without the user's trouble, and the AF focusing can be appropriately performed.
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of an autofocus system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明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14(カメラヘッド)にマウントによって装着される可変焦点距離の撮影レンズ10(光学系)と、撮影レンズ10を制御する制御系12とから構成されている。尚、撮影レンズ10と制御系12とは一部を除いて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10と制御系12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。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a lens system to which the autofocus system of the present invention is applied. The lens system shown in FIG. 1 includes, for example, a variable focal length shooting lens 10 (optical system) mounted on a camera body 14 (camera head) of a broadcast television camera by a mount, and a
撮影レンズ10には、光軸Oに沿った本線光路においてフォーカスレンズ(群)FL、ズームレンズ(群)ZL、絞りI、前側リレーレンズ(群)RA及び後側リレーレンズ(群)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。フォーカスレンズFLやズームレンズZLは光軸方向に移動可能なレンズ群であり、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)が変化し、ズームレンズZLが移動すると、像倍率(焦点距離)が変化するようになっている。絞りIは開閉動作し、絞りIの開閉度によって像の明るさが変化する。また、後側リレーレンズRB(全体又は一部のレンズ群)が光軸方向に移動可能となっており、後側リレーレンズRBの位置を調整することによって本線光路の光学系のトラッキング調整を行うことができるようになっている。
The photographing
撮影レンズ10に入射してこれらの本線光路の光学系を通過した被写体光はカメラ本体14に入射する。カメラ本体14には、撮影レンズ10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24と、色分解された各色の被写体光の像を撮像するR、G、Bごとの映像用撮像素子(例えばCCD)が配置されている。尚、光学的に等価な光路長の位置に配置されたR、G、Bの映像用撮像素子を同図に示すように1つの映像用撮像素子26で表すものとする。映像用撮像素子26の撮像面に入射した被写体光は、映像用撮像素子26によって光電変換されてカメラ本体14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。
Subject light that has entered the
一方、撮影レンズ10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16が配置されている。このハーフミラー16によって、撮影レンズ10の本線光路からAF用光路が分岐される。撮影レンズ10に入射した被写体光のうち、ハーフミラー16を透過した被写体光は、本線用の被写体光としてそのまま光軸Oに沿った本線光路を通過してカメラ本体14へと導かれる。ハーフミラー16で反射した被写体光は、AF用の被写体光として上記光軸Oに略垂直な光軸O′に沿ったAF用光路へと導かれる。
On the other hand, a
AF用光路には、上記後側リレーレンズRBと同等のAF用トラッキングレンズ(群)18と、2つのプリズム20A、20Bから構成される光分割光学系20と、AF用撮像素子22A、22Bが配置されている。AF用トラッキングレンズ(全体又は一部のレンズ群)18は、光軸O′方向に移動可能なレンズ群であり、AF用トラッキングレンズ18の位置を調整することによりAF用光路の光学系(AF用光学系)のトラッキング調整が行われる。尚、AF用トラッキングレンズ18によるトラッキング調整は、単にAF用光路の光学系のみの特性変化による結像面の変動を補償するものではなく、実際にはAF用の被写体光が経由する本線光路のフォーカスレンズFL、ズームレンズZL、ハーフミラー16などの光学系の特性変化による結像面の変動も補償する。
The AF optical path includes an AF tracking lens (group) 18 equivalent to the rear relay lens RB, a light splitting
ハーフミラー16で反射してAF用光路へと導かれた被写体光は、AF用トラッキングレンズ18を通過した後、光分割光学系20に入射する。光分割光学系20に入射した被写体光は、第1プリズム20Aと第2プリズム20B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用撮像素子22A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用撮像素子22Bの撮像面に入射する。
The subject light reflected by the
図2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用撮像素子22Aに入射する被写体光の光路長は、他方のAF用撮像素子22Bに入射する被写体光の光路長よりも短く設定され、映像用撮像素子26の撮像面に入射する被写体光の光路長は、その中間の長さとなるように設定されている。すなわち、1対のAF用撮像素子22A、22B(の撮像面)は、それぞれ映像用撮像素子26の撮像面に対して前後等距離dの位置となるように配置されている。
FIG. 2 is a diagram showing the image CCD 60 and the AF CCDs 32A and 32B of the camera body 56 on the same optical axis. As shown in the figure, the optical path length of the subject light incident on one
このように撮影レンズ10に配置された1対のAF用撮像素子22A、22Bによって、撮影レンズ10に入射した被写体光を映像用撮像素子26の撮像面に対して前後の等距離の位置の撮像面で撮像した場合と等価な映像信号が得られるようになっている。尚、AF用撮像素子22A、22B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用撮像素子22A、22Bから白黒の映像信号(輝度信号)が取得されるものとする。
The pair of
撮影レンズ10のフォーカスレンズFL、ズームレンズZL、絞りI、AF用トラッキングレンズ18は図1の制御系12によって電動で制御される。フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、AF用トラッキングレンズ18には各モータFM、ZM、TMや各ポテンショメータFP、ZP、TPが連結されており、各モータFM、ZM、TMの回転速度等を制御系12の制御部30によって制御すると共に、各ポテンショメータFP、ZP、TPによって検出されるフォーカスレンズFL、ズームレンズZL、AF用トラッキングレンズ18の各位置情報を制御部30に与えることによって、フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、AF用トラッキングレンズ18の位置や動作速度を制御部30が統括的に制御する構成となっている。尚、絞りIの制御も制御部によって行われるが説明は省略する。
The focus lens FL, zoom lens ZL, aperture I, and
撮影時等での通常モード時には制御部30によってフォーカス制御とズーム制御(及び絞り制御)が行われる。通常モード時のフォーカス制御として、例えば、マニュアルフォーカス(MF)モードとオートフォーカス(AF)モードが図示しないスイッチによって選択できるようになっており、MFモードの場合、制御部30は例えばカメラマン等によってマニュアル操作されるフォーカスコントローラ(図示せず)からの指令信号に従ってフォーカスレンズFLを制御する。一方、AFモードの場合、制御部30は詳細を後述するAF処理部32からの焦点評価値情報に基づいてフォーカスレンズFLを制御し、被写体に自動でピントを合わせる。
In the normal mode at the time of shooting or the like, the
通常モード時でのズーム制御では、制御部30は、カメラマン等によってマニュアル操作されるズームコントローラ(図示せず)からの指令信号に従ってズームレンズZLを制御する。
In zoom control in the normal mode, the
一方、制御系12を構成する装置(レンズ装置)や制御系12に接続されるコントローラ等の所定箇所にはAF用光学系のトラッキング調整を自動で行うためのトラッキングモードスイッチ34が設けられており、そのトラッキングモードスイッチ34によってトラッキングモードが選択された場合には、詳細を後述するように、フォーカスレンズFL、ズームレンズZL、AF用トラッキングレンズ18が制御部30によって自動で制御されてAF用光学系のトラッキング調整が実行される。
On the other hand, a tracking
次に、通常モード時におけるAFモードの制御について説明する。AFモードでは制御部30はAF用撮像素子22A、22Bによって撮影された被写体画像のコンラストの高低を示す焦点評価値をAF処理部32から取得する。図3は、AF処理部32の構成を示したブロック図である。図2で示したように映像用撮像素子26の撮像面に対して光学的に前後等距離の位置に撮像面が配置された1対のAF用撮像素子22A、22BではAF用光路を通過して各撮像面に結像された被写体画像がフィールド周期で電気信号に変換され、映像信号として出力されている。そして、それらの映像信号はAF処理部32に入力されるようになっている。尚、AF用撮像素子22Aから得られる映像信号をchAの映像信号といい、AF用撮像素子22Bから得られる映像信号をchBの映像信号という。
Next, AF mode control in the normal mode will be described. In the AF mode, the
AF処理部32は、chAの映像信号を処理するためのA/D変換器50A、ハイパスフィルタ(HPF)52A、ゲート回路54A、加算回路56Aと、chBの映像信号を処理するためのA/D変換器50B、ハイパスフィルタ(HPF)52B、ゲート回路54B、加算回路56Bとから構成されている。chAの映像信号を処理するための各回路50A〜56Aと、chBの映像信号を処理するための各回路50B〜56Bとでは同一の処理が施されるため、chAの映像信号に対する各回路50A〜56Aの処理のみを説明すると、AF処理部32に入力されたchAの映像信号は、まず、A/D変換器50Aによりデジタル信号に変換される。次に、その映像信号は、HPF52Aによって高域周波数成分の信号のみが抽出される。その高域周波数成分の映像信号は続いてゲート回路54Aに入力され、撮影範囲(画面)内に設定された所定のAFエリア(例えば画面中央の矩形エリア)に対応する範囲内の映像信号のみが抽出される。そして、ゲート回路54Aによって抽出されたAFエリア内の映像信号は加算回路56Aに入力され、1フィールド分(1画面分)ずつ積算される。
The
このようにして各加算回路56A、56Bで得られる積算値は、それぞれAF用撮像素子22A、22Bで撮像された被写体画像のコントラストの高低を示す焦点評価値であり、それぞれ、制御部30に読み込まれる。尚、chAの映像信号から得られた焦点評価値をchAの焦点評価値といい、chBの映像信号から得られた焦点評価値をchBの焦点評価値という。
The integrated values obtained by the adding
制御部30は、AF処理部32から取得したchAとchBの焦点評価値に基づいて映像用撮像素子26に対する撮影レンズ10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chA、chBの映像信号から得られるchAとchBの焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。一方、図中点線で示す曲線Cは、映像用撮像素子26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。
The
同図において、ピント状態が合焦となるのは、曲線Cで示す映像用撮像素子26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10のフォーカスがその合焦位置F0よりも至近側のフォーカス位置F1に設定されている場合には、chAの焦点評価値は、フォーカス位置F1に対応する曲線Aの値VA1となり、chBの焦点評価値は、フォーカス位置F1に対応する曲線Bの値VB1となる。この場合、図から分かるようにchAの焦点評価値VA1の方が、chBの焦点評価値VB1よりも大きくなる。このことから、chAの焦点評価値VA1の方が、chBの焦点評価値VB1よりも大きい場合には、フォーカスが合焦位置F0よりも至近側に設定されている状態、すなわち、前ピンの状態であることが分かる。
In the figure, the focus state is in focus when the focus is set at the focus position F0 when the focus evaluation value of the
一方、撮影レンズ10のフォーカスが合焦位置F0よりも無限遠側のフォーカス位置F2に設定されている場合には、chAの焦点評価値は、フォーカス位置F2に対応する曲線Aの値VA2となり、chBの焦点評価値は、フォーカス位置F2に対応する曲線Bの値VB2となる。この場合、chAの焦点評価値VA2の方が、chBの焦点評価値VB2よりも小さくなる。このことから、chAの焦点評価値VA2の方が、chBの焦点評価値VB2よりも小さい場合には、フォーカスが合焦位置F0よりも無限遠側に設定されている状態、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。
On the other hand, when the focus of the taking
これに対して、撮影レンズ10のフォーカスがフォーカス位置F0、即ち、合焦位置に設定されている場合には、chAの焦点評価値は、フォーカス位置F0に対応する曲線Aの値VA0となり、chBの焦点評価値は、フォーカス位置F0に対応する曲線Bの値VB0となる。この場合、chAの焦点評価値VA0とchBの焦点評価値VB0は等しくなる。このことから、chAの焦点評価値VA0とchBの焦点評価値VB0とが等しい場合にはフォーカスが合焦位置F0に設定されている状態、すなわち、合焦状態であることが分かる。
On the other hand, when the focus of the photographing
制御部30は、このようにchAとchBの焦点評価値によって撮影レンズ10の現在のピント状態が映像用撮像素子26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しながらフォーカスレンズFLを制御する。例えば、chAとchBの焦点評価値から検出したピント状態が前ピンの場合にはフォーカスレンズFLを無限遠方向に移動させ、ピント状態が後ピンの場合にはフォーカスレンズFLを至近方向に移動させる。そして、ピント状態が合焦の場合には、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10のピント状態が合焦状態となる位置にフォーカスレンズFLが移動して停止する。
In this way, the
次に、上述のような光路長差方式のAFを採用したレンズシステムにおけるトラッキングモードの制御について図5のフローチャートを用いて説明する。制御部30は図1に示したトラッキングモードスイッチ34がオンされると、AF用光学系のトラッキング調整の処理を開始する。そこで、まず、ズームレンズZLをワイド端に移動させる(ステップS10)。そして、AF処理部32からchAとchBの焦点評価値を取得し、それらの焦点評価値が一致する位置(即ち、合焦状態が検出される位置)にAF用トラッキングレンズ18を移動させる(ステップS12)。尚、chAとchBの焦点評価値が一致する位置にAF用トラッキングレンズ18を移動させる制御はAFモード時においてフォーカスレンズFLを合焦位置に移動させるときの制御と同様にして行うことができる。また、ステップS10において、ズームレンズZLをワイド端まで移動させなくてもワイド側の所定位置に移動させるようにしてもよい(下記におけるステップS18においても同様)。
Next, tracking mode control in the lens system employing the optical path length difference AF as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. When the tracking
次に、制御部30はズームレンズZLをテレ端に移動させる(ステップS14)。そして、AF処理部32からchAとchBの焦点評価値を取得し、それらの焦点評価値が一致する位置にフォーカスレンズFLを移動させる(ステップS16)。尚、chAとchBの焦点評価値が一致する位置にフォーカスレンズFLを移動させる制御はAFモード時においてフォーカスレンズFLを合焦位置に移動させるときの制御に等しい。また、ステップS14において、ズームレンズZLをテレ端まで移動させなくてもテレ側の所定位置に移動させるようにしてもよい。
Next, the
以上のステップS10〜S16の処理が終了すると、次にステップS10、S12と同様にズームレンズZLをワイド端に移動させて(ステップS18)、AF処理部32から取得したchAとchBが一致する位置にAF用トラッキングレンズ18を移動させる(ステップS20)。そして、ステップS20の処理時に、AF用トラッキングレンズ18が移動したか否かを判定する(ステップS22)。この判定処理においてYES、即ち、AF用トラッキングレンズ18が移動したと判定している間は、制御部30は、ズームレンズZLをテレ端にしてフォーカスレンズFLによって合焦させる処理(ステップS14、S16)と、ズームレンズZLをワイド端にしてAFトラッキングレンズ18により合焦させる処理(ステップS18、S20)とを繰り返す。
When the processes in steps S10 to S16 are completed, the zoom lens ZL is moved to the wide end (step S18), and the position where chA and chB acquired from the
一方、ステップS22の判定処理においてNO、即ち、AF用トラッキングレンズ18が移動していないと判定した場合には、ズームレンズZLを移動させてもAF用光学系の結像面の位置が変動しない状態(ズームレンズZLを移動させてもフォーカスレンズFやAF用トラッキングレンズ18を動かすことなく合焦している状態)であり、適切にトラッキング調整が行われたと判断して以上のトラッキング調整の処理を終了する。
On the other hand, if NO in the determination process of step S22, that is, if it is determined that the
以上のように本レンズシステムでは、トラッキングモードスイッチ34によってトラッキングモードをオンにするだけでユーザの手間なく自動でAF用光学系のトラッキング調整が行われ、AFモードでのピント調整が適正に行われるようになっている。尚、本線光路の光学系のトラッキング調整は通常どおり本線光路の後側リレーレンズRB(トラッキング調整用として移動可能に配置された後側リレーレンズRBの全体又は一部のレンズ群)の位置を調整してトラッキング調整を行う。
As described above, in this lens system, tracking adjustment of the AF optical system is automatically performed without the user's effort just by turning on the tracking mode by the tracking
次に、図1に示すように撮影レンズ10の温度を検出する温度検出部36をレンズシステムに組み込んだ場合のトラッキング調整への適用例について説明する。図1の温度検出部36は、例えば撮影レンズ10の鏡胴等に温度センサを設置して撮影レンズ10の温度を検出するようにしたもので、その温度検出部36で検出した温度情報を制御部30に与えるようにしている。このとき、制御部30では、温度検出部36から取得した温度情報に基づいて、レンズ装置の筐体等に設けたLCDやカメラ本体14に設置されるビューファイダなどの表示部38にトラッキング調整を促す警告表示を行うようにすることができる。例えば、上述のトラッキングモードによってトラッキング調整を行った際の温度を温度検出部36から取得して記憶しておき、その後、その記憶した温度に対して温度検出部36から取得した温度が一定値以上変化した場合(トラッキング調整が必要な温度変化)にはトラッキング調整を促す警告表示を行うようにする。これによってユーザは、必要なときにトラッキング調整を行うことができる。
Next, an example of application to tracking adjustment when the
また、警告表示だけでなくトラッキング調整が必要な温度変化が生じた場合には制御部30が自動でトラッキング調整を開始することもできる。但し、この場合、撮影中にトラッキング調整が自動で開始されるのは好ましくないため、自動によるトラッキング調整の開始を禁止する手段を設けておくとよい。
In addition to the warning display, when a temperature change that requires tracking adjustment occurs, the
また、他の態様として、温度検出部36によって検出される温度に対してAFトラッキングレンズ18の適正な位置を示すデータを事前に作成して制御部30内のメモリ等に記憶しておく。そして、温度検出部36から検出される温度に対して事前に記憶したデータからAFトラッキングレンズ18の適正な位置を読み取り、その位置にAFトラッキングレンズ18を移動させるようにしてもよい。温度に対してAFトラッキングレンズ18の適正な位置を示すデータは、撮影レンズ10の設計データに基づいて理論的に作成したものでもよいし、上記トラッキングモードでのトラッキング調整のように実際にAF用光学系のトラッキング調整を行い、そのときの温度とAFトラッキングレンズ18の位置を読み取ることによって作成した実測のデータであってもよい。
As another aspect, data indicating an appropriate position of the
以上、上記実施の形態では、2つのAF用撮像素子22A、22Bを用いた光路長差方式のAFが採用されるレンズシステムにおいて本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、AF用撮像素子の数(AF用の撮像面の数)に限らず適用することができる。また、光路長差方式にも限らず、本線光路から分岐されたAF用光路を有する場合のAF用光路の光学系(AF用光路に導かれる被写体光が経由する光学系)のトラッキング調整に適用することができる。
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the lens system in which the optical path length difference type AF using the two
10…撮影レンズ、12…制御系、14…カメラ本体、16…ハーフミラー、18…AF用トラッキングレンズ(群)、20…光分割光学系、22A、22B…AF用撮像素子、24…色分解光学系、26…映像用撮像素子、30…制御部、32…AF処理部、34…トラッキングモードスイッチ、36…温度検出部、38…表示部、50A、50B…A/D変換器、52A、52B…ハイパスフィルタ(HPF)、54A、54B…ゲート回路、56A、56B…加算回路、FL…フォーカスレンズ(群)、ZL…ズームレンズ(群)、I…絞り、RA…前側リレーレンズ(群)、RB…後側リレーレンズ(群)、FM、ZM、TM…モータ、FP、ZP、TP…ポテンショメータ、
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記AF用光路に光軸方向に移動可能に配置され、前記AF用光路に導かれた被写体光の結像位置を可変するAF用トラッキングレンズと、
前記撮影レンズの焦点距離をワイド端に設定して、前記ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記AF用トラッキングレンズを移動させる第1の処理と、前記撮影レンズの焦点距離をテレ端に設定して、前記ピント状態検出手段により合焦状態が検出される位置に前記撮影レンズのフォーカスを移動させる第2の処理とを繰り返し実行し、前記撮影レンズの焦点距離を変更しても前記AF用トラッキングレンズを動かすことなく前記ピント状態検出手段により検出されるピント状態が合焦状態を示す位置に前記AF用トラッキングレンズを設定することによって前記AF用光路の光学系のトラッキング調整を自動で行うAF用トラッキング調整手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。 An imaging lens having a variable focal length, light dividing means for branching subject light incident on the photographing lens from a main light path to an AF optical path, and a subject image by subject light branched to the AF optical path by the light dividing means. An imaging means for AF for imaging, a focus state detection means for detecting a focus state based on the contrast of the subject image obtained by the AF imaging means, and a position at which a focus state is detected by the focus state detection means In an autofocus system comprising a focus control means for moving the focus of the photographing lens,
An AF tracking lens that is disposed in the optical path for AF so as to be movable in the optical axis direction, and that varies the imaging position of the subject light guided to the AF optical path;
A first process of setting the focal length of the photographing lens to the wide end, and moving the AF tracking lens to a position where the in-focus state is detected by the focus state detection unit; and a focal length of the photographing lens. The telephoto end is set, and the second process of moving the focus of the photographing lens to a position where the in-focus state is detected by the focus state detecting unit is repeatedly executed, and the focal length of the photographing lens is changed. Also, by adjusting the AF tracking lens at a position where the focus state detected by the focus state detection means indicates the in-focus state without moving the AF tracking lens, tracking adjustment of the optical system of the AF optical path is performed. Automatic AF tracking adjustment means,
An autofocus system characterized by comprising
前記AF用トラッキング調整手段は、前記温度検出手段により検出された温度に対して事前に決められた位置に前記AF用トラッキングレンズを移動させる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。 Temperature detecting means for detecting the temperature of the photographing lens;
2. The autofocus system according to claim 1, wherein the AF tracking adjustment unit moves the AF tracking lens to a position determined in advance with respect to the temperature detected by the temperature detection unit.
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