JPH04345279A - スチルビデオカメラのオートフォーカス装置 - Google Patents

スチルビデオカメラのオートフォーカス装置

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JPH04345279A
JPH04345279A JP3117481A JP11748191A JPH04345279A JP H04345279 A JPH04345279 A JP H04345279A JP 3117481 A JP3117481 A JP 3117481A JP 11748191 A JP11748191 A JP 11748191A JP H04345279 A JPH04345279 A JP H04345279A
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JP
Japan
Prior art keywords
autofocus
solid
optical system
main optical
state image
Prior art date
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Pending
Application number
JP3117481A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Minaki
皆木 隆志
Yukinori Koizumi
小泉 幸範
Atsushi Takayama
淳 高山
Kazuo Shiozawa
和夫 塩澤
Tadashi Saito
正 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Publication of JPH04345279A publication Critical patent/JPH04345279A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スチルビデオカメラの
オートフォーカス装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、被写体からの光をCCDに代表さ
れる固体撮像素子により電気的信号に変換して、磁気デ
ィスク等の記録媒体に記録する構成のスチルビデオカメ
ラが普及しつつある。かかるスチルビデオカメラにおい
て、オートフォーカス制御のための測距素子としては、
撮影用の面構成のCCDとは別に、ライン構成のCCD
(画素を一列に配置したCCD;ラインセンサ)を用い
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいて測距素子として用いていたCCDはライン構成で
あったため、画面上での測距位置がそのライン上に制約
され、画面上の任意の点でオートフォーカス制御を行う
ことができず、オートフォーカス制御の自由度に欠ける
という問題点があった。
【0004】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
、全画面でオートフォーカス制御を行うことができるよ
うにして、オートフォーカス制御の自由度を増すことを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、基
本的には、図1に示すように、メイン光学系からの光路
上に固体撮像素子を配置してなるスチルビデオカメラに
おいて、前記メイン光学系から前記固体撮像素子への光
路の途中から分光する分光手段と、この分光路に配置さ
れる面構成のオートフォーカス用固体撮像素子と、この
オートフォーカス用固体撮像素子からの画像信号を用い
て演算処理しそのデータに基づいて前記メイン光学系を
駆動するオートフォーカス制御手段とを設けて、スチル
ビデオカメラのオートフォーカス装置を構成する。
【0006】また、メイン光学系からの分光路に光軸に
対し傾斜させて面構成のオートフォーカス用固体撮像素
子を配置し、オートフォーカス制御手段において、この
オートフォーカス用固体撮像素子からの画像信号におけ
る前記傾斜の方向の信号状態に基づいてメイン光学系を
駆動するように構成するとよい。また、メイン光学系か
らの分光路にフライアイレンズ(複眼レンズ)を配置し
てから、このフライアイレンズによる共役像を結像する
面構成のオートフォーカス用固体撮像素子を配置し、オ
ートフォーカス制御手段において、このオートフォーカ
ス用固体撮像素子からの画像信号における共役像の位相
差に基づいてメイン光学系を駆動するように構成すると
よい。
【0007】
【作用】上記の基本的な構成においては、オートフォー
カス用の測距素子として、面構成の固体撮像素子を用い
、この面構成のオートフォーカス用固体撮像素子からの
画像信号を用いて演算処理しそのデータに基づいてオー
トフォーカス制御を行う。従って、全画面で、すなわち
画面上の任意の部分で、オートフォーカス制御を行うこ
とができる。
【0008】また、メイン光学系からの分光路に光軸に
対し傾斜させて面構成のオートフォーカス用固体撮像素
子を傾斜させて配置することにより、このオートフォー
カス用固体撮像素子からの画像信号における傾斜方向の
信号状態に基づいて前ピン・後ピンを判別でき、オート
フォーカス制御に際して最初から合焦方向にメイン光学
系を駆動することが可能となり、合焦時間を短縮するこ
とが可能となる。
【0009】また、メイン光学系からの分光路にフライ
アイレンズを配置してから、このフライアイレンズによ
る共役像を結像する面構成のオートフォーカス用固体撮
像素子を配置することにより、このオートフォーカス用
固体撮像素子からの画像信号における共役像の位相差に
基づいてピントズレを検出することができ、オートフォ
ーカス制御が可能となる。
【0010】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図2は基
本構成を示している。メイン光学系1は、CPU2の制
御を受けるAFモータ3及びズームモータ4により駆動
される。
【0011】このメイン光学系1を介して導かれた光は
、分光手段としてのハーフミラー5により、2つに分光
され、1つはCCD6に、他の1つはリレーレンズ7を
介して別のCCD8にそれぞれ導かれる。これらのCC
D6,8は共に縦横に画素を並べて面構成としたもので
ある。一方のCCD6は、撮影用であり、CPU2の制
御を受けてシャッターのON操作と同期してCCD駆動
回路9により駆動される。この撮影用CCD6からの画
像信号は、通常の画像処理プロセス、すなわち、アンプ
部10、プロセス部11、映像信号演算処理部12を経
て、ビデオ信号として出力される。
【0012】他方のCCD8は、オートフォーカス用で
あり、CPU2の制御を受けてハーフシャッター中CC
D駆動回路9により連続的に駆動される。このオートフ
ォーカス用CCD8からの画像信号は、アンプ部13、
プロセス部14、映像信号演算処理部15を経て、オー
トフォーカス制御手段であるCPU2に入力される。C
PU2では、オートフォーカス用CCD8からの画像信
号を用いて演算処理し、そのデータに基づいて、AFモ
ータ3を介しメイン光学系1を駆動して、オートフォー
カス制御を行う。すなわち、画面上で予め任意に設定さ
れた部分について信号レベルを検出し、これが高レベル
(高コントラスト)となる位置までAFモータ3を介し
メイン光学系1を駆動するのである。
【0013】このようにオートフォーカス用の測距素子
として、面構成のCCD8を用い、この面構成のオート
フォーカス用CCD8からの画像信号を用いて演算処理
しそのデータに基づいてオートフォーカス制御を行うこ
とで、全画面で、すなわち画面上の任意の部分で、オー
トフォーカス制御を行うことができる。尚、分光手段と
して、ハーフミラー5に代えて、可動ミラー(全反射ミ
ラー)を用い、撮影時にミラーアップする構成としても
よい。
【0014】次に上記のオートフォーカス制御の実施例
1,2について説明する。 実施例1:図2の基本構成において、メイン光学系1→
ハーフミラー5→リレーレンズ7を1つの光学系として
考え、その光軸に対し、オートフォーカス用CCD8を
ある角度つけて傾斜させる。これを図3に示してある。
【0015】この場合、ある被写体における前ピン、合
焦、後ピンの各状態をそれぞれ図4の1),2),3)
にCCD素子面(受光面)Pと結像面Xとの関係で示す
。CCD素子面Pにおいて、前側に傾斜した部分にA点
をとり、素子面中心にB点をとり、後ろ側に傾斜した部
分にC点をとると、図4から明らかなように、下記の通
りとなる。
【0016】1)前ピンの場合は、前側のA点付近で結
像する。 2)合焦の場合は、中心のB点付近で結像する。 3)後ピンの場合は、後側のC点付近で結像する。 そして、前ピン、合焦、後ピンの各状態におけるA−B
−C線上の結像状態を映像信号で表すと、図5に示すよ
うに、下記の通りとなる。
【0017】1)前ピンの場合は、A点付近で出力電圧
が高レベル(ピーク)となる。 2)合焦の場合は、B点付近で出力電圧が高レベルとな
る。 3)後ピンの場合は、C点付近で出力電圧が高レベルと
なる。 従って、A−B−C線上の各点(少なくともA,B,C
の各点)における出力レベルを互いに比較して、ピーク
位置を知ることにより、前ピンか、後ピンかを判断でき
る。
【0018】よって、合焦方向に駆動するために、AF
モータ3をいずれの方向に駆動すべきかを知ることがで
き、合焦時間を短縮することができる。 実施例2:図2の基本構成において、リレーレンズ7と
オートフォーカス用CCD8との間に、必要に応じコン
デンサレンズ21を配置した後、フライアイレンズ(複
眼レンズ)22を配置する。そして、このフライアイレ
ンズ22よる共役像を面構成のオートフォーカス用CC
D8に結像させる。これを図6に示してある。
【0019】この場合、オートフォーカス用CCD8は
縦横に画素を並べたものであるが、1画素おきにペアリ
ングができるようになっていて、1画素おきの画素A群
と、残りの1画素おきの画素B群とから、それぞれ独立
した画像信号が得られるようになっている。図7には、
メイン光学系1とフライアイレンズ22とオートフォー
カス用CCD8とを抜き出した概略図を示してある。こ
れは面構成のCCDのある1ラインを抜き出した際の模
式図であり、これを縦・横に電気的にスキャンニングし
て信号を得ることにより、2次元的な位相ズレの状態を
知ることができる。
【0020】図7において、1)は合焦時、2)はピン
トズレの場合である。画素A群からの画像信号と、画素
B群からの画像信号とを比較すると、電圧レベルと周波
数とにおいて位相ズレを生じる。図7の1)の合焦時に
おいては、この位相ズレが隣り合う画素AとBとの距離
bと等しくなり、メイン光学系1のレンズの焦点距離を
fF とすると、1/2θ=fF /bとなる。
【0021】これに対し、図7の2)のピントズレの場
合は、位相ズレが大きくなり、b’となる。ペアリング
の受光信号のズレb’は、2θxだけずれると考えると
、2θx=b’となり、これにより、b’→bにするよ
うに、メイン光学系1を動かしていけば合焦にもってい
くことができ、オートフォーカス制御が可能となる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オ
ートフォーカス用の測距素子として、面構成の固体撮像
素子を用いることで、全画面で、すなわち画面上の任意
の部分で、オートフォーカス制御を行うことができると
いう効果が得られる。また、メイン光学系からの分光路
に光軸に対し傾斜させて面構成のオートフォーカス用固
体撮像素子を傾斜させて配置することにより、前ピン・
後ピンを判別でき、オートフォーカス制御に際して最初
から合焦方向にメイン光学系を駆動することが可能とな
り、もって合焦時間を短縮することが可能となる。
【0023】また、メイン光学系からの分光路にフライ
アイレンズを配置してから、このフライアイレンズによ
る共役像を結像する面構成のオートフォーカス用固体撮
像素子を配置することにより、共役像の位相差に基づい
てピントズレを検出することができ、オートフォーカス
制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2
】  実施例の基本構成を示す図
【図3】  オートフ
ォーカス制御の実施例1を示す図
【図4】  前ピン、
合焦、後ピンの各状態を示す図
【図5】  前ピン、合
焦、後ピンの各状態における映像信号を示す図
【図6】  オートフォーカス制御の実施例2を示す図
【図7】  同上実施例2の原理図
【符号の説明】
1  メイン光学系 2  CPU 3  AFモータ 5  ハーフミラー 6  撮影用CCD 7  リレーレンズ 8  オートフォーカス用CCD 21  コンデンサレンズ 22  フライアイレンズ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メイン光学系からの光路上に固体撮像素子
    を配置してなるスチルビデオカメラにおいて、前記メイ
    ン光学系から前記固体撮像素子への光路の途中から分光
    する分光手段と、この分光路に配置される面構成のオー
    トフォーカス用固体撮像素子と、このオートフォーカス
    用固体撮像素子からの画像信号を用いて演算処理しその
    データに基づいて前記メイン光学系を駆動するオートフ
    ォーカス制御手段と、を設けたことを特徴とするスチル
    ビデオカメラのオートフォーカス装置。
  2. 【請求項2】メイン光学系からの光路上に固体撮像素子
    を配置してなるスチルビデオカメラにおいて、前記メイ
    ン光学系から前記固体撮像素子への光路の途中から分光
    する分光手段と、この分光路に光軸に対し傾斜させて配
    置される面構成のオートフォーカス用固体撮像素子と、
    このオートフォーカス用固体撮像素子からの画像信号に
    おける前記傾斜の方向の信号状態に基づいて前記メイン
    光学系を駆動するオートフォーカス制御手段と、を設け
    たことを特徴とするスチルビデオカメラのオートフォー
    カス装置。
  3. 【請求項3】メイン光学系からの光路上に固体撮像素子
    を配置してなるスチルビデオカメラにおいて、前記メイ
    ン光学系から前記固体撮像素子への光路の途中から分光
    する分光手段と、この分光路に配置されるフライアイレ
    ンズと、このフライアイレンズによる共役像を結像する
    面構成のオートフォーカス用固体撮像素子と、このオー
    トフォーカス用固体撮像素子からの画像信号における共
    役像の位相差に基づいて前記メイン光学系を駆動するオ
    ートフォーカス制御手段と、を設けたことを特徴とする
    スチルビデオカメラのオートフォーカス装置。
JP3117481A 1991-05-22 1991-05-22 スチルビデオカメラのオートフォーカス装置 Pending JPH04345279A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US9473688B2 (en) 2012-12-20 2016-10-18 Canon Kabushiki Kaisha Image pickup apparatus comprising a plurality of imaging sensors and image processing units

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