JPH09101450A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH09101450A
JPH09101450A JP7258409A JP25840995A JPH09101450A JP H09101450 A JPH09101450 A JP H09101450A JP 7258409 A JP7258409 A JP 7258409A JP 25840995 A JP25840995 A JP 25840995A JP H09101450 A JPH09101450 A JP H09101450A
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JP
Japan
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focus
image pickup
optical
focus lens
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7258409A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Sato
政雄 佐藤
Norinobu Ikeda
則信 池田
Chiharu Tanaka
千春 田中
Seishi Miyamoto
清史 宮本
Shinji Araoka
伸治 荒岡
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.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7258409A priority Critical patent/JPH09101450A/ja
Publication of JPH09101450A publication Critical patent/JPH09101450A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の撮像素子からなる撮像装置において、最
適ピント位置を決定する。 【解決手段】撮影光学系からの光束を光路分割手段に入
射させ、これにより分割された各光路の焦点面にそれぞ
れ光電変換手段を配し、焦点調節するために必要な評価
値をそれぞれの映像信号について求め、それらの平均値
によって撮影光学系の焦点調節を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置、さらに詳
しくは、複数の個体撮像素子を用いて高解像度の画像情
報を得るようにしたビデオカメラやスチルビデオカメラ
等の撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の撮像素子を用い、少なくとも2つ
の撮像素子を相互に空間的に画素ずらしして配置するこ
とにより、限られた画素数の撮像素子で高解像度の画像
出力を得るものが特開平7−120665号に提案され
ている。また、撮影光学系を通過した光束をダイクロイ
ックプリズム等により三原色に分解し、各原色光に対応
した撮像素子を設け、三原色映像を最終的に合成して高
解像度を得ると共に、それぞれの画像をコードパターン
化することにより各撮像素子の取付け時の位置決めを自
動的に行うようにしたものが特開平7−7676号に提
案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一つの撮影光学系に対
して複数の撮像素子を用いる場合、ピント位置が一義的
に定まるのに対して、各撮像素子間の相対的位置ずれが
発生すると、得られる映像の画質が劣化する。本発明は
上記課題を解決することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、焦点調節光学手段を含む撮影光学系と、
上記光学系に接続され、撮影光路を複数に分割する光路
分割手段と、上記分割された光路のそれぞれの焦点面に
配された複数の光電変換手段と、上記複数の光電変換手
段の出力のうち少なくとも一つを受け、上記焦点調節光
学手段を駆動する焦点調節手段とを具備している。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を説明す
る。第1実施形態は撮影光束を三原色分解して、それぞ
れの色について3つの撮像素子を用いて高解像度を達成
するものである。図1に示す一般的な三板式カメラにお
いては、撮影レンズ1と、その内部に設けられた合焦用
のフォーカスレンズ2と、光学ローパスフィルタ(LP
F)3と、色分解するダイクロイックプリズム4と、分
解された三原色(R、G、B)に対応する撮像素子であ
るCCDセンサ5〜7とで撮像の主要部が構成される。
図1の撮像系において、ある被写体に対して合焦させる
とき、フォーカスレンズ2をその光軸方向に移動させる
ことにより、それぞれの撮像出力から焦点調節状態の評
価値(コントラスト)が得られる。
【0006】図2は、フォーカスレンズ2の位置を横軸
に取ったときの各センサ出力の評価値の一例を示してい
る。センサの取付け位置は、ダイクロイックプリズム4
の加工ばらつき、センサ内部の素子寸法ばらつき、およ
びセンサとプリズムの貼付けのばらつき等により、フォ
ーカスレンズの位置に対して、各色の評価値の最大値
(r、g、b)がずれている。この例では例えば、gに
基づいてフォーカスレンズを位置決めしたときはCCD
(B)の評価値がb’に低下してしまう。こうした不具
合を解決するためには、例えば各色の評価値に対して平
均的な位置を求め、それに応じてフォーカスレンズを制
御すれば全体としてピントのバランスが保てる。
【0007】図3は、信号処理系のブロック図である。
各撮像回路(8〜10)より映像信号がフォーカス制御
回路11と画像合成処理回路12とに送られ、フォーカ
ス制御回路11は映像信号とフォーカスレンズ位置検出
センサ13とにより上述の平均的位置を演算し、フォー
カスレンズ駆動回路14によりフォーカスレンズ2を目
的位置に駆動する。
【0008】フォーカスレンズ2の平均的位置の決定方
法は、具体的には以下の方法が考えられる。 ・各映像信号の評価値の差が少ないフォーカスレンズ2
の位置をサーチする、 ・各映像信号に対するフォーカスレンズ2のベストピン
ト位置を求め、平均を取る、 ・簡易的にベストピント位置の最大値、最小値を検出
し、その中点を求める、 こうした構成による第1実施形態によれば、バランスの
取れたピント状態の安定した画質を得ることができる。
第1実施形態の変形例として、上記平均位置を求めるに
あたり、レンズと撮像ユニットの出来栄えデータとして
ピント位置のずれ量を予め記憶しておき、それと一色分
の映像信号に基づいてフォーカスレンズ2のベストピン
ト位置を求めても良い。この場合、図3に破線で囲った
ブロックが追加される。
【0009】こうした構成による第1実施形態の変形例
によれば、ばらつきをメモリに記憶することにより一つ
の撮像素子のみに基づいて焦点調節状態を検出すること
ができる。次に、本発明の第2実施形態を説明する。第
2実施形態は、複数個のCCDセンサの撮像領域を分割
し、それぞれの撮像信号を合成することにより高解像度
を達成するものである。
【0010】図4(A)は第2実施形態の構成を示し、
撮影レンズ1と、その内部に配されたフォーカスレンズ
2と、光学ローパスフィルタ(LPF)3と、撮像領域
を分割するハーフプリズム16(イ)〜(ハ)と、分割
された領域ごとに撮像する撮像素子であるCCDセンサ
A〜Dとで構成される。上記ハーフプリズム16(イ)
〜(ハ)は、透過、反射光量をそれぞれ半分づつにする
ためのコーティングがなされている。ハーフプリズム1
6(イ)は撮像光束を2方向に分割する。ここで透過し
た光束は、ハーフプリズム16(ロ)に入射して、さら
に光束が2分されCCDセンサA、Bにより撮像され
る。一方、ハーフプリズム16(イ)で反射された光束
は、ハーフプリズム16(ハ)に入射して、さらに光束
が2分されCCDセンサC、Dにより撮像される。
【0011】図4(B)は図4(A)の斜視図であり、
図4(C)は撮影レンズ側より結像面を見たときの各C
CDセンサの撮像領域の位置関係を示している。こうし
た構成により、それぞれのCCDセンサの取付誤差があ
ると、第1実施形態で説明したようなピント位置ばらつ
きが発生し、その一例を図4に示す。こうした場合でも
第1実施形態およびその変形例と同様の方法で不具合を
回避することができる。
【0012】しかし、撮像領域を分割したときは、焦点
検出領域が全体画像の中心部近傍、即ち、図4(C)の
中心部領域にあることが望ましい。そうすると、各CC
Dセンサの焦点検出領域はそれぞれの中心でなく、ある
端辺側となる。極端な場合として、被写体がCCDセン
サA、Bにしかない場合、CCDセンサC、Dからの焦
点検出信号は被写体に対する焦点調節情報を出力してい
ない。こうした場合の対策として、被写体距離の短いデ
ータを主要被写体と仮定し、そのデータを含むCCDセ
ンサのみで平均的ベストピント位置を求めるようにす
る。さらに、撮影者の視線方向を検出した結果に基づい
て主要被写体を推定しても良く、画像処理とパターン認
識とをした結果に基づいて主要被写体を推定しても良
い。
【0013】図5は、第2実施形態のブロック図を示
す。基本的には図3と同様であるため、説明を省く。こ
うした構成の第2実施形態によれば、複数のセンサを用
いてそれぞれ撮像領域を分割した場合の平均的なピント
位置の決定に対して、主要被写体が含まれている可能性
の高いセンサを焦点調節状態の検出用に選択することに
より所定の条件に合致する焦点検出が可能となる。
【0014】最後に、第3実施形態について説明する。
複数の撮像素子を用いた撮像装置において、すべての撮
像素子がベストピントになることが理想的であるが、上
述の第1、第2実施形態においてはすべての撮像素子が
ベストピントに調整すること自体は困難であった。第3
実施形態では、予め各撮像素子のピントずれ量を測定記
憶しておき、ずれ量に基づいて撮影レンズをある時間内
でステップ的に駆動して、各撮像素子のベストピント位
置での映像を取込むことによって高解像度を達成するも
のである。
【0015】通常、フォーカスレンズ2の駆動はステッ
パーモータ等により所定の駆動ステップごとに駆動され
る。例えば、図6において、CCDセンサCで焦点検出
を行う場合、ステッパーモータによりレンズが駆動さ
れ、ある位置でのAF評価値を求めて、その前後の評価
値と比較しながらピーク位置を求める、いわゆる山登り
方式の焦点検出が行われる。いま、仮にある被写体のベ
ストピント位置がc1と求められた場合、予め記憶され
ているレンズ特性データにより、その他のCCDセンサ
のベストピント位置a1、b1、d1も求められる。こ
の方法に限らず、各CCDセンサのベストピント位置を
山登り方式で求めてもかまわない。
【0016】このように、静止画を撮像する場合、各セ
ンサのベストピント位置が既知であるため、フォーカス
レンズ2をa1〜d1まで所定時間内で駆動して、各セ
ンサがベストピント位置にある時の映像を順次取込むこ
とによりすべての撮像センサがベストピント状態の映像
を得ることができる。仮に、シャッタスピードが1/2
50秒で,a1〜d1までの駆動時間が1/250秒と
すると、1/125秒の間の映像を取込んだことにな
り、手ぶれ等の問題のない映像が得られる。特に、被写
体が静物であるときは上記a1〜d1までの時間の制約
は緩くなる。
【0017】図7は、第3実施形態の処理フローを示し
ている。こうした構成による第3実施形態によれば、あ
るスピードでフォーカスレンズを駆動し、個々のセンサ
に対するベストピント位置において映像を取込むことに
より画面全体でベストピンとの映像が得られる。当然の
ことながら、第3実施形態によるベストピント合わせの
方法は、第2実施形態にも適用可能である。
【0018】なお、上述の実施形態によれば、以下の構
成が得られる。 (1)複数の撮像素子と、これらの撮像素子に被写体像
を結像するための単一の撮影光学系と、色分光するため
の光学素子とを有する撮像素子において、それぞれの撮
像素子に対する上記撮影光学系の最適焦点調節位置の平
均を取った位置を装置全体の最適焦点調節位置とするこ
とを特徴とする撮像装置。 (2)複数の撮像素子と、これらの撮像素子に被写体像
を結像するための単一の撮影光学系と、色分光するため
の光学素子とを有する撮像素子において、それぞれの撮
像素子に対する上記撮影光学系の最適焦点調節位置を予
め記憶しておき、その記憶データに基づいてピント調節
することを特徴とする撮像装置。 (3)上記分光光学素子は、撮像領域を分割することを
特徴とする(1)に記載の撮像装置。 (4)上記分光光学素子は、撮像領域を分割することを
特徴とする(2)に記載の撮像装置。 (5)複数の撮像素子と、これらの撮像素子に被写体像
を結像するための単一の撮影光学系と、色分光するため
の光学素子とを有する撮像素子において、主要被写体の
結像位置に応じて焦点検出する撮像素子を選択して装置
全体の最適焦点調節位置とすることを特徴とする撮像装
置。 (6)上記選択された撮像素子が複数である場合は、複
数の選択された撮像素子において平均を取った位置を装
置全体の最適焦点調節位置とすることを特徴とする
(5)に記載の撮像装置。 (7)複数の撮像素子と、これらの撮像素子に被写体像
を結像するための単一の撮影光学系と、色分光するため
の光学素子とを有する撮像素子において、各撮像素子に
対する撮影光学系の最適焦点調節位置を記憶した記憶手
段と、所定のシャッタスピード内で、各撮像素子に対す
る撮影光学系を上記最適焦点調節位置に駆動するレンズ
駆動手段とを具備したことを特徴とする撮像装置。 (8)上記分光光学系は撮像領域を分割することを特徴
とする(7)に記載の撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態の主要部の構成を示す図である。
【図2】撮影レンズ位置に対する各センサのピント評価
値を示す一例である。
【図3】第1実施形態の信号処理系を示すブロック図で
ある。
【図4】第2実施形態の主要部の構成を示す図である。
【図5】第2実施形態の信号処理系を示すブロック図で
ある。
【図6】撮影レンズ位置に対する各センサのピント評価
値を示す一例である。
【図7】第3実施形態の処理フローを示す図である。
【符号の説明】
1 撮影レンズ 2 フォーカシングレンズ 3 ローパスフィルタ(LPF) 4 ダイクロイックプリズム 5 CCDセンサR 6 CCDセンサG 7 CCDセンサB 8 撮像回路R 9 撮像回路G 10 撮像回路B 11 フォーカス制御回路 12 画像合成処理回路 13 フォーカスレンズ位置センサ 14 フォーカスレンズ駆動回路 15 メモリ 16 ハーフプリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 清史 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 荒岡 伸治 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】焦点調節光学手段を含む撮影光学系と、 上記光学系に接続され、撮影光路を複数に分割する光路
    分割手段と、 上記分割された光路のそれぞれの焦点面に配された複数
    の光電変換手段と、 上記複数の光電変換手段の出力のうち少なくとも一つを
    受け、上記焦点調節光学手段を駆動する焦点調節手段と
    を具備したことを特徴とする撮像装置。
  2. 【請求項2】上記焦点調節手段は、焦点調節のための光
    学特性パラメータを予め記憶している記憶手段をさらに
    有し、上記少なくとも一つの光電変換出力と上記光学特
    性パラメータとに基づいて上記焦点調節光学手段を駆動
    することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 【請求項3】焦点調節光学手段を含む撮影光学系と、 上記光学系に接続され、撮影光路を複数に分割する光路
    分割手段と、 上記分割された光路のそれぞれの焦点面に配された複数
    の光電変換手段と、 上記複数の光電変換手段の出力を受け、焦点調節状態に
    関する評価値をそれぞれ求め、この複数の評価値の平均
    値が最大になるように上記焦点調節光学手段を駆動する
    焦点調節手段とを具備したことを特徴とする撮像装置。
JP7258409A 1995-10-05 1995-10-05 撮像装置 Withdrawn JPH09101450A (ja)

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JP7258409A JPH09101450A (ja) 1995-10-05 1995-10-05 撮像装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005234298A (ja) * 2004-02-20 2005-09-02 Nisca Corp 画像読取装置、焦点位置調整方法及びそのプログラム
JP2013178341A (ja) * 2012-02-28 2013-09-09 Nikon Corp 撮像装置およびデジタルカメラ
WO2015012096A1 (ja) * 2013-07-22 2015-01-29 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 医療用観察装置
JP2019525541A (ja) * 2016-08-03 2019-09-05 ウェイモ エルエルシー ビーム分割拡張ダイナミック・レンジ画像取込システム

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Effective date: 20030107