JPH1026722A - Automatic focusing device - Google Patents

Automatic focusing device

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JPH1026722A
JPH1026722A JP8154087A JP15408796A JPH1026722A JP H1026722 A JPH1026722 A JP H1026722A JP 8154087 A JP8154087 A JP 8154087A JP 15408796 A JP15408796 A JP 15408796A JP H1026722 A JPH1026722 A JP H1026722A
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JP
Japan
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image
imaging
focus
focusing
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JP8154087A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Kurokawa
洋之 黒川
Hirotake Nozaki
弘剛 野崎
Kotaro Murakami
浩太郎 村上
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic focusing device capable of precisely and quickly executing focusing. SOLUTION: The automatic focusing device is provided with a photographic optical system 1, a first focusing evaluation part 2 for preparing a focusing evaluation value by a hill-climbing system, a second focusing evaluation part 3 for preparing the focusing evaluation value by an image blurring system, a selecting device 4 for selecting at least one of the focusing evaluation values, a motor 5 for moving a focusing lens 11, based on the focusing evaluation value selected by the selecting device 4, a motor driving device 6 and a position detecting device 7. The position detecting device 7 detects the position of an image forming lens 14. The second focusing evaluation part, 3 corrects the positional deviations of images on image pickup element 33a and 33b, with a correction value corresponding to the position of the image forming lens 14 detected by the position detecting device 7, which is obtained from a stored table, to prepare the focusing evaluation value, based on the positional deviations of the corrected images.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ、主にTV
カメラに用いるオートフォーカス装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera,
The present invention relates to an autofocus device used for a camera.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、カメラ用のオートフォーカス
装置として2種類のオートフォーカス装置がある。一方
は、一般に山登り方式といわれているもので、主にビデ
オカメラ用のオートフォーカス装置として用いられてい
る。他方は、像ずれ方式といわれているもので、主にス
ティルカメラ用のオートフォーカス装置として用いられ
ている。以下に、両方式のオートフォーカス装置につい
て図面を参照して説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there have been two types of autofocus devices as camera autofocus devices. One is generally referred to as a hill-climbing method, and is mainly used as an autofocus device for a video camera. The other is called an image shift method, and is mainly used as an autofocus device for a still camera. Hereinafter, both types of autofocus devices will be described with reference to the drawings.

【0003】先ず、山登り式のオートフォーカス装置に
ついて図6及び図7を参照して説明する。図6は山登り
式のオートフォーカス装置の概略ブロック図、図7は映
像信号の高周波成分のレベルと焦点調節用レンズとの関
係を説明するための図である。
First, a hill-climbing type autofocus device will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a schematic block diagram of a hill-climbing autofocus device, and FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the level of a high-frequency component of a video signal and a focusing lens.

【0004】山登り式のオートフォーカス装置は、図6
に示すように、焦点調節用レンズ901、変倍レンズ9
02、補正レンズ903、絞り904、および結像レン
ズ905からなる撮影光学系90と、撮影光学系90に
よって形成された像を撮像し電気信号に変換する撮像素
子91と、撮像素子91からの電気信号に応じた映像信
号を作成する映像信号作成装置92と、映像信号作成装
置92からの映像信号に基づいて、撮像素子91上に形
成された像を合焦させるための情報(合焦評価値)を作
成する合焦評価値作成装置93と、焦点調節用レンズ9
01を撮影光学系90の光軸方向に移動させるモータ9
4と、合焦評価装置93で得られた合焦評価値を参照し
てモータ94を駆動するモータ駆動装置95と、を備え
ている。
A hill-climbing auto-focusing device is shown in FIG.
As shown in the figure, the focusing lens 901 and the variable power lens 9
02, an image pickup optical system 90 including a correction lens 903, an aperture 904, and an image forming lens 905; an image pickup device 91 for picking up an image formed by the image pickup optical system 90 and converting the image into an electric signal; A video signal generating device 92 that generates a video signal corresponding to the signal, and information (focus evaluation value) for focusing an image formed on the image sensor 91 based on the video signal from the video signal generating device 92. ) And the focus adjustment lens 9
Motor 9 for moving the optical system 01 in the optical axis direction of the photographing optical system 90
4 and a motor driving device 95 that drives the motor 94 with reference to the focus evaluation value obtained by the focus evaluation device 93.

【0005】次に、山登り式のオートフォーカス装置の
動作について説明する。先ず、撮影光学系90は、撮像
素子91上に像を形成する。この像は、撮像素子91に
より電気信号に変換された後、映像信号作成装置92に
よって映像信号に変換される。この映像信号は、複数の
周波数の正弦波が合成されて形成されたものと見なすこ
とができる。
Next, the operation of the hill-climbing autofocus device will be described. First, the imaging optical system 90 forms an image on the image sensor 91. This image is converted into an electric signal by the image sensor 91, and then converted into a video signal by the video signal creation device 92. This video signal can be considered to be formed by combining sine waves of a plurality of frequencies.

【0006】ところで、映像信号の高周波成分のレベル
は、図7に示すように、撮像素子91上に形成された像
が鮮鋭度を増すほど、即ち焦点調節用レンズが合焦点A
に近づくほど急激に上昇することが知られている。そし
て、一般に撮像素子91上の像が合焦しているときに、
映像信号の高周波成分のレベルがピークに到達すること
が知られている。また、このレベルの山は周波数が高く
なるほど急峻になる傾向がある。一方、レンズの結像性
能や、映像信号のS/N比は、周波数が高くなるほど悪
くなる。
By the way, as shown in FIG. 7, the level of the high frequency component of the video signal increases as the sharpness of the image formed on the image sensor 91 increases.
It is known that it rises sharply as it approaches. In general, when the image on the image sensor 91 is in focus,
It is known that the level of the high frequency component of a video signal reaches a peak. Also, the peak at this level tends to be steeper as the frequency increases. On the other hand, the imaging performance of the lens and the S / N ratio of the video signal become worse as the frequency becomes higher.

【0007】そこで、合焦評価値作成装置93は、映像
信号作成装置92によって得られた映像信号から、撮影
光学系901の結像性能及び映像信号のS/N比を考慮
して適当な高周波成分を選択し、この周波数成分のレベ
ルを適当なサンプリング間隔で観察することにより合焦
評価値を作成する。たとえば、選択した周波数成分のレ
ベルが上昇しているときは、焦点調節用レンズ901が
合焦点に近づく方向に移動しているものと評価する。ま
た、選択した周波数成分のレベルが低下しているとき
は、焦点調節用レンズ901が合焦点から離れる方向に
移動しているものと評価する。そして、選択した周波数
成分のレベルがピーク値から所定の範囲内(例えば図7
のΔV)にあるときに、撮像素子91上の像が合焦して
いるものと評価する。
In view of the above, the focusing evaluation value creation device 93 converts the video signal obtained by the video signal creation device 92 into an appropriate high-frequency signal in consideration of the imaging performance of the photographing optical system 901 and the S / N ratio of the video signal. A focus evaluation value is created by selecting a component and observing the level of this frequency component at an appropriate sampling interval. For example, when the level of the selected frequency component is increasing, it is evaluated that the focus adjusting lens 901 is moving in a direction approaching the focal point. When the level of the selected frequency component is reduced, it is evaluated that the focus adjusting lens 901 is moving in a direction away from the focal point. Then, the level of the selected frequency component is within a predetermined range from the peak value (for example, FIG.
When ΔV), it is evaluated that the image on the image sensor 91 is in focus.

【0008】次に、モータ駆動装置95は、合焦評価作
成装置93から逐次送られてくる合焦評価値を参照し、
焦点調節用レンズ901を合焦と判断される位置まで移
動させるべくモータ94を駆動する。このように、山登
り式のオートフォーカス装置では、焦点調節用レンズ9
01の移動があたかも高周波成分の山を登るよう行われ
る。これが山登り式という名前で呼ばれている所以であ
る。
Next, the motor driving device 95 refers to the focus evaluation value sequentially sent from the focus evaluation creating device 93,
The motor 94 is driven to move the focus adjusting lens 901 to a position determined to be in focus. Thus, in the hill-climbing autofocus device, the focus adjusting lens 9 is used.
The movement of 01 is performed as if climbing a mountain of high frequency components. This is why it is called the climbing ceremony.

【0009】上記の山登り式のオートフォーカス装置
は、映像信号を用いて合焦の評価を行うので、撮像素子
91上の像を対応する被写体に精度よく合焦させること
ができる。また、測距専用の素子を設けることなく撮像
素子91上の像を合焦させるので、コスト的に有利であ
る。このため、主にビデオカメラ用のオートフォーカス
装置として用いられている。
The above-mentioned hill-climbing type autofocus device evaluates the focus by using the video signal, so that the image on the image sensor 91 can be accurately focused on the corresponding subject. Further, since the image on the image sensor 91 is focused without providing an element dedicated to distance measurement, it is advantageous in terms of cost. For this reason, it is mainly used as an autofocus device for a video camera.

【0010】次に、像ずれ式のオートフォーカス装置に
ついて図面を参照して説明する。図8、図10及び図1
2は像ずれ式のオートフォーカス装置の原理を説明する
ための図である。ここで、図8は合焦状態にあるときの
光路を、図10及び図12は、合焦していない状態にあ
るときの光路を示している。また、図中において、符号
96は光束を被写体に共役な像に結像させる結像レン
ズ、符号97は結像レンズ96の予定焦点面、符号98
a及び98bは結像レンズ96の光軸に対して略対象な
位置に配置された、結像レンズ96により結像した光束
の一部を再び結像させる一対の再結像用レンズである。
また、符号99a及び99bは、結像レンズ96の光軸
に対して略対象な位置であって、再結像用レンズ98
a、98bの予定焦点面にそれぞれ配置されたラインセ
ンサである。
Next, an image shift type autofocus apparatus will be described with reference to the drawings. 8, 10, and 1
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of an image shift type autofocus device. Here, FIG. 8 shows an optical path in a focused state, and FIGS. 10 and 12 show an optical path in an out-of-focus state. In the drawing, reference numeral 96 denotes an imaging lens that forms a light beam into an image conjugate to the subject, reference numeral 97 denotes a planned focal plane of the imaging lens 96, and reference numeral 98.
Reference numerals a and 98b denote a pair of re-imaging lenses arranged at positions substantially symmetrical with respect to the optical axis of the imaging lens 96 and for re-imaging a part of the light beam imaged by the imaging lens 96.
Reference numerals 99a and 99b denote substantially symmetric positions with respect to the optical axis of the imaging lens 96, and the re-imaging lens 98
a and 98b are line sensors respectively arranged on the planned focal planes.

【0011】図8に示すように、結像レンズ96を通過
した光束が予定焦点面97上で合焦している場合、光束
の一部は、再結像用レンズ98a、98bによりライン
センサ99a、99b上で再び結像する。ここで、予定
焦点面97上で合焦している場合、二つのラインセンサ
99a、99bが撮像する像は、図9に示すようにライ
ンセンサ上の略一致する位置に形成される。一方、図1
0に示すように、結像レンズ96を通過した光束が予定
焦点面97よりも前で合焦している場合(所謂後ピン状
態)、二つのラインセンサ99a、99bが撮像する像
は、図11に示すようなずれが生じる。また、図12に
示すように、結像レンズ96を通過した光束が予定焦点
面97よりも後で合焦している場合(所謂前ピン状
態)、二つのラインセンサ99a、99bが撮像する像
は、図13に示ように、後ピン状態とは逆の方向にずれ
が生じる。
As shown in FIG. 8, when the light beam passing through the imaging lens 96 is focused on the predetermined focal plane 97, a part of the light beam is transmitted to the line sensor 99a by the re-imaging lenses 98a and 98b. , 99b again. Here, when the image is focused on the expected focal plane 97, the images captured by the two line sensors 99a and 99b are formed at substantially coincident positions on the line sensors as shown in FIG. On the other hand, FIG.
As shown in FIG. 0, when the light beam that has passed through the imaging lens 96 is focused before the expected focal plane 97 (so-called rear focus state), the images captured by the two line sensors 99a and 99b are shown in FIG. A shift as shown in FIG. As shown in FIG. 12, when the light beam passing through the imaging lens 96 is focused after the planned focal plane 97 (so-called front focus state), the images captured by the two line sensors 99a and 99b. As shown in FIG. 13, a shift occurs in the direction opposite to the rear focus state.

【0012】したがって、ラインセンサ99a、99b
で撮像された像のずれの方向及び量を検出することによ
り、予定焦点面97上で合焦させるために必要な焦点調
節用レンズの移動方向及び移動量を算出することができ
る。このように、像ずれ式のオートフォーカス装置で
は、二つのラインセンサ99a、99bで撮像された像
のずれの方向及び量に基づいて合焦が行なわれる。これ
が像ずれ式という名前で呼ばれている所以である。
Therefore, the line sensors 99a, 99b
By detecting the direction and the amount of the shift of the image captured in the above, the moving direction and the moving amount of the focus adjusting lens necessary for focusing on the predetermined focal plane 97 can be calculated. As described above, in the image shift type autofocus device, focusing is performed based on the direction and amount of shift of the images captured by the two line sensors 99a and 99b. This is why it is called the image shift type.

【0013】上記の像ずれ式のオートフォーカス装置
は、二つのラインセンサ99a、99bで撮像された像
のずれの方向及び量に基づいて、合焦に必要な焦点調節
用レンズの移動方向及び移動量を直接算出するので、合
焦を素早く行うことができる。このため、主にスティル
カメラ用のオートフォーカス装置として用いられてい
る。
The above-mentioned image shift type auto-focusing apparatus uses the direction and amount of shift of the image taken by the two line sensors 99a and 99b based on the direction and amount of movement of the focusing lens required for focusing. Since the amount is directly calculated, focusing can be performed quickly. For this reason, it is mainly used as an autofocus device for a still camera.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
山登り式のオートフォーカス装置では、合焦評価作成装
置93から所定のサンプリング間隔で逐次送られてくる
合焦評価値を参照し、焦点調節用レンズ901を合焦と
判断される位置まで移動させるので、合焦までに時間が
かかるという問題がある。特に、焦点調節用レンズ90
1の位置が合焦点から遠く離れている場合(所謂おおぼ
け時)、図7に示すように、映像信号の高周波成分のレ
ベルは焦点調節用レンズ901を動かしてもほとんど変
化しなくなるので、高周波成分に含まれるノイズ等を考
慮すると、合焦評価値作成装置93での評価が難しくな
る。このため、合焦までにかかる時間が極端に長くなる
ことがある。
However, in the above-mentioned hill-climbing type autofocus apparatus, the focusing evaluation value sequentially sent from the focusing evaluation creating apparatus 93 at a predetermined sampling interval is referred to, and the focusing lens is adjusted. Since the 901 is moved to a position determined to be in focus, there is a problem that it takes time to focus. In particular, the focusing lens 90
When the position 1 is far away from the focal point (so-called blur), as shown in FIG. 7, the level of the high-frequency component of the video signal hardly changes even when the focusing lens 901 is moved. In consideration of noise and the like included in the components, evaluation by the focus evaluation value creating device 93 becomes difficult. For this reason, the time required for focusing may be extremely long.

【0015】この合焦までに時間がかかるという問題
は、例えば上記の山登り式のオートフォーカス装置をT
Vカメラに用いる場合、ニュースの取材等において一瞬
の撮影チャンスを取り逃がすおそれがある。
The problem that it takes a long time for focusing is, for example, that the above-mentioned hill-climbing autofocus device is
When used in a V-camera, there is a possibility that a momentary shooting chance may be missed in news coverage or the like.

【0016】この点、上記の像ずれ式のオートフォーカ
ス装置は、上述したように、合焦を素早く行うことがで
きる。しかし、上記の像ずれ式のオートフォーカス装置
をビデオカメラに用いる場合、撮像素子上に像を形成す
る撮像光学系から光束を分岐させて、撮像素子面とは別
の位置に像を結ばせる必要がある。このため、撮像素子
面とは別の位置に形成された像を用いて撮像素子上の像
が合焦しているか否かを評価することになるので、精度
よく合焦させることができないという問題がある。特
に、ビデオカメラ本体に装着するレンズ鏡筒を交換する
場合、レンズ鏡筒の結像レンズをレンズ鏡筒の光軸方向
に移動して、レンズ鏡筒の予定焦点面をビデオカメラ本
体の撮像素子面に合わせるという、所謂トラッキング調
整を行う必要がある。トラッキング調整を行うと、ビデ
オカメラ本体の撮像素子面と、合焦評価のための予定焦
点面97との光学的位置関係にずれが生じるので、合焦
の精度が低下する。
In this regard, the above-described image shift type autofocus apparatus can quickly perform focusing as described above. However, when the above-described image shift type autofocus device is used for a video camera, it is necessary to split a light beam from an imaging optical system that forms an image on the imaging device and form an image at a position different from the imaging device surface. There is. For this reason, it is necessary to evaluate whether or not the image on the image sensor is in focus using an image formed at a position different from the image sensor surface. There is. In particular, when exchanging the lens barrel attached to the video camera body, the imaging lens of the lens barrel is moved in the optical axis direction of the lens barrel, and the expected focal plane of the lens barrel is changed to the image sensor of the video camera body. It is necessary to perform so-called tracking adjustment, that is, to match the plane. When the tracking adjustment is performed, a shift occurs in an optical positional relationship between the imaging element surface of the video camera body and the scheduled focal plane 97 for focusing evaluation, so that focusing accuracy is reduced.

【0017】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、精度よく且つ迅速に合焦を行うことができるオ
ートフォーカス装置を提供することを目的とするもので
ある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an autofocus device capable of performing focusing with high accuracy and speed.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明のオートフォーカス装置は、移
動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調節
用レンズに入射した被写体からの光を結像させる移動可
能に設けられた結像レンズと、を少なくとも有する撮影
光学系と、前記撮影光学系によって所定平面上に形成さ
れた像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成
する複数の合焦評価手段と、前記結像レンズの位置情報
を検出する位置検出手段と、前記複数の合焦評価手段の
うちの少なくとも一つで作成された合焦情報を、前記位
置検出手段で検出した位置情報に基づいて補正する補正
手段と、前記複数の合焦評価手段の中から少なくとも一
つの合焦評価手段を選択する選択手段と、前記選択手段
によって選択された合焦評価手段で作成された合焦情
報、または、当該合焦情報が前記補正手段により補正さ
れている場合は当該補正された合焦情報に基づいて、前
記焦点調節用レンズを移動する移動手段と、を具備する
ことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an auto-focusing apparatus according to the first aspect of the present invention comprises a movably provided focusing lens and a subject incident on the focusing lens. A photographing optical system having at least a movable imaging lens that forms light from the camera, and a focus for focusing an image formed on a predetermined plane by the photographing optical system on the subject. A plurality of focus evaluation means for creating information, a position detection means for detecting position information of the imaging lens, and the focus information created by at least one of the plurality of focus evaluation means, Correction means for correcting based on the position information detected by the position detection means, selection means for selecting at least one focus evaluation means from among the plurality of focus evaluation means, and selection means selected by the selection means Moving means for moving the focus adjusting lens based on the focus information created by the focus evaluation means, or, if the focus information has been corrected by the correction means, based on the corrected focus information; And characterized in that:

【0019】請求項2記載の発明のオートフォーカス装
置は、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記
焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光する
分光素子と、前記分光素子により分光された一方の光を
結像させる移動可能に設けられた第一の結像レンズと、
前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
二の結像レンズと、を少なくとも有する撮影光学系と、
前記第一の結像レンズによって得られた像を基に、当該
像を第一の平面上で前記被写体に合焦させるための合焦
情報を作成する第一の合焦評価部と、前記第二の結像レ
ンズによって得られた像を第二の平面上で前記被写体に
合焦させるための情報を検出する情報検出手段と、前記
第一の結像レンズの位置情報を検出する位置検出手段
と、前記第一の結像レンズの位置と前記第一の平面上の
像を前記被写体に合焦させたときに前記情報検出手段で
検出される前記情報との関係から求めた、前記位置検出
手段で検出した前記第一の結像レンズの位置情報に対応
する情報に基づいて、前記情報検出手段で検出した情報
を補正する補正手段と、前記補正手段で補正された情報
に基づいて、前記第一の結像レンズによって得られた像
を前記第一の平面上で前記被写体に合焦させるための合
焦情報を作成する情報作成手段と、を有する第二の合焦
評価部と、前記第一の合焦評価部及び前記第二の合焦評
価部のうち、少なくとも一方を選択する選択部と、前記
選択部によって選択された合焦評価手段で作成された合
焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動する移
動手段と、を具備することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an autofocus apparatus comprising: a movable focus adjusting lens; a spectral element for splitting light from a subject incident on the focus adjusting lens; A first imaging lens movably provided to image one of the split light beams,
A second imaging lens that forms an image of the other light separated by the light separating element, and a photographing optical system having at least
A first focusing evaluation unit that creates focusing information for focusing the image on the subject on a first plane based on the image obtained by the first imaging lens; and Information detection means for detecting information for focusing an image obtained by the second imaging lens on the subject on a second plane, and position detection means for detecting position information of the first imaging lens And the position detection obtained from a relationship between the position of the first imaging lens and the information detected by the information detecting means when the image on the first plane is focused on the subject. Correction means for correcting the information detected by the information detection means, based on information corresponding to the position information of the first imaging lens detected by the means, based on the information corrected by the correction means, The image obtained by the first imaging lens on the first plane An information creating unit that creates focus information for focusing on the subject, a second focus evaluation unit, and the first focus evaluation unit and the second focus evaluation unit. A selecting unit that selects at least one of them, and a moving unit that moves the focusing lens based on focusing information created by the focusing evaluation unit selected by the selecting unit. Is what you do.

【0020】請求項3記載の発明のオートフォーカス装
置は、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記
焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光する
分光素子と、前記分光素子により分光された一方の光を
結像させる移動可能に設けられた第一の結像レンズと、
前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
二の結像レンズと、を少なくとも有する撮影光学系と、
前記第一の結像レンズによって得られた像を撮像して電
気信号に変換する第一の撮像素子と、前記第一の撮像素
子によって得られた電気信号の中から適当な周波数成分
のレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出
手段で検出した周波数成分のレベルに基づいて、前記第
一の撮像素子上の像を前記被写体に合焦させるための合
焦情報を作成する第一の情報作成手段と、を有する第一
の合焦評価部と、前記第二の結像レンズによって結像さ
れた像を形成する光束のうち、瞳の異なる場所を通過す
る光束を各々再結像させる再結像光学系と、前記再結像
光学系によって得られた像を撮像する第二の撮像素子
と、前記第二の撮像素子上での撮像位置ずれを検出する
位置ずれ検出手段と、前記第一の結像レンズの位置情報
を検出する位置検出手段と、前記第一の結像レンズの位
置と前記第一の撮像素子上の像を前記被写体に合焦させ
たときに前記位置ずれ検出手段で検出される前記撮像位
置ずれとの関係から求めた、前記位置検出手段で検出し
た前記第一の結像レンズの位置情報に対応する撮像位置
ずれに基づいて、前記情報検出手段で検出した撮像位置
ずれを補正する補正手段と、前記補正手段で補正された
撮像位置ずれに基づいて、前記第一の撮像素子上の像を
前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する第二
の情報作成手段と、を有する第二の合焦評価部と、前記
第一の合焦評価部及び前記第二の合焦評価部のうち、少
なくとも一方を選択する選択部と、前記選択部によって
選択された合焦評価手段で作成された合焦情報に基づい
て、前記焦点調節用レンズを移動する移動手段と、を具
備することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an autofocus apparatus comprising: a focus adjusting lens movably provided; a spectral element for splitting light from a subject incident on the focus adjusting lens; A first imaging lens movably provided to image one of the split light beams,
A second imaging lens that forms an image of the other light separated by the light separating element, and a photographing optical system having at least
A first image sensor that captures an image obtained by the first imaging lens and converts the image into an electric signal, and a level of an appropriate frequency component from the electric signal obtained by the first image sensor. Level detection means for detecting, and first information for creating focus information for focusing an image on the first image sensor on the subject based on the level of the frequency component detected by the level detection means A focusing unit having a first focusing evaluation unit, and a light beam that passes through different places of the pupil among light beams forming an image formed by the second imaging lens. An imaging optical system, a second imaging device that captures an image obtained by the re-imaging optical system, a displacement detection unit that detects an imaging displacement on the second imaging device, Position detection to detect position information of one imaging lens A step, a position of the first imaging lens, and an imaging position shift detected by the position shift detecting unit when an image on the first image sensor is focused on the subject. A correction unit configured to correct the imaging position shift detected by the information detection unit based on an imaging position shift corresponding to the position information of the first imaging lens detected by the position detection unit; A second information creating unit that creates focusing information for focusing an image on the first image sensor on the subject based on the corrected imaging position shift. Unit, a selection unit for selecting at least one of the first focus evaluation unit and the second focus evaluation unit, and focus information created by the focus evaluation unit selected by the selection unit Moving the focusing lens based on It is characterized in that it comprises a moving means.

【0021】請求項4記載の発明のオートフォーカス装
置は、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記
焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光する
分光素子と、前記分光素子により分光された一方の光を
結像させる移動可能に設けられた第一の結像レンズと、
前記分光素子により分光された他方の光を結像させる移
動可能に設けられた第二の結像レンズと、を少なくとも
有する撮影光学系と、前記第一の結像レンズによって得
られた像を撮像して電気信号に変換する第一の撮像素子
と、前記第一の撮像素子によって得られた電気信号の中
から適当な周波数成分のレベルを検出するレベル検出手
段と、前記レベル検出手段で検出した周波数成分のレベ
ルに基づいて、前記第一の撮像素子上の像を前記被写体
に合焦させるための合焦情報を作成する第一の情報作成
手段と、を有する第一の合焦評価部と、前記第二の結像
レンズによって結像された像を形成する光束のうち、瞳
の異なる場所を通過する光束を各々再結像させる再結像
光学系と、前記再結像光学系によって得られた像を撮像
する第二の撮像素子と、前記第二の撮像素子上での撮像
位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、前記第一の結
像レンズの位置情報を検出する位置検出手段と、前記第
一の撮像素子上の像が合焦したときに前記第二の撮像素
子上での撮像位値ずれがなくなるような前記第一の結像
レンズの位置と前記第二の結像レンズの位置との関係か
ら求めた、前記位置検出手段で検出した前記第一の結像
レンズの位置情報に対応する前記第二の結像レンズの位
置情報に基づいて、前記第二の結像レンズの位置を補正
する補正手段と、前記位置検出手段で検出された撮像位
置ずれに基づいて、前記第一の撮像素子上の像を前記被
写体に合焦させるための合焦情報を作成する第二の情報
作成手段と、を有する第二の合焦評価部と、前記第一の
合焦評価部及び前記第二の合焦評価部のうち、少なくと
も一方を選択する選択部と、前記選択部によって選択さ
れた合焦評価手段で作成された合焦情報に基づいて、前
記焦点調節用レンズを移動する移動手段と、を具備する
ことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an autofocus apparatus comprising: a focus adjusting lens movably provided; a spectral element for splitting light from a subject incident on the focus adjusting lens; A first imaging lens movably provided to image one of the split light beams,
An imaging optical system having at least a second imaging lens movably provided for imaging the other light split by the spectral element, and an image obtained by the first imaging lens. A first image sensor that converts the signal into an electric signal, a level detector that detects a level of an appropriate frequency component from the electric signal obtained by the first image sensor, and a level detector that detects the level of the appropriate frequency component. A first focus evaluation unit having first information creating means for creating focus information for focusing the image on the first image sensor on the subject based on the level of the frequency component; and A re-imaging optical system for re-imaging light beams passing through different locations of the pupil among light beams forming an image formed by the second imaging lens; and a re-imaging optical system. Second imaging element for capturing the captured image A position shift detecting unit for detecting a position shift of an image pickup on the second image sensor, a position detecting unit for detecting position information of the first imaging lens, and an image on the first image sensor. Determined from the relationship between the position of the first imaging lens and the position of the second imaging lens such that the imaging position value shift on the second imaging element disappears when focused, Correction means for correcting the position of the second imaging lens based on position information of the second imaging lens corresponding to position information of the first imaging lens detected by position detection means, A second information creating unit that creates focusing information for focusing an image on the first image sensor on the subject based on the imaging position shift detected by the position detecting unit. A focus evaluation unit, the first focus evaluation unit and the second focus evaluation And a moving unit that moves the focus adjusting lens based on the focusing information created by the focusing evaluation unit selected by the selecting unit. It is characterized by the following.

【0022】請求項5記載の発明は、請求項3又は4記
載の発明において、前記選択部は、前記位置ずれ検出手
段で検出された撮像位置ずれが所定値以下の場合は前記
第一の合焦評価部を選択し、前記所定値より大きい場合
は前記第二の合焦評価部を選択するものであることを特
徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third or fourth aspect of the present invention, the selecting section is configured to determine the first combination if the imaging position shift detected by the position shift detecting means is equal to or smaller than a predetermined value. The focus evaluation unit is selected, and when the focus evaluation unit is larger than the predetermined value, the second focus evaluation unit is selected.

【0023】本発明は、撮影光学系によって所定平面上
に形成された像を被写体に合焦させるための合焦情報を
作成する合焦評価手段を複数設け、これ等の合焦評価手
段の中から少なくとも一つの合焦評価手段を選択手段で
選択し、当該選択した合焦評価手段で作成された合焦情
報を基に焦点調節用レンズを移動している。したがっ
て、本発明によれば、たとえば、合焦評価手段として従
来の技術で説明した山登り式の合焦評価手段と像ずれ式
の合焦評価手段とを設け、先ず、像ずれ式の合焦評価手
段の合焦情報を用いて所定平面上の像を大まかに合焦さ
せ、その後、山登り式の合焦評価手段の合焦情報を用い
て所定平面上の像を子細に合焦させるように選択手段を
設定することにより、精度よく且つ迅速に合焦を行うこ
とができる。
According to the present invention, there are provided a plurality of focus evaluation means for creating focus information for focusing an image formed on a predetermined plane by a photographing optical system on a subject. , At least one focus evaluation unit is selected by the selection unit, and the focus adjustment lens is moved based on the focus information created by the selected focus evaluation unit. Therefore, according to the present invention, for example, a hill-climbing type focus evaluation means and an image shift type focus evaluation means described in the related art are provided as focus evaluation means. The image on the predetermined plane is roughly focused using the focusing information of the means, and then the image on the predetermined plane is selected to be finely focused using the focusing information of the hill-climbing focusing evaluation means. By setting the means, focusing can be performed accurately and quickly.

【0024】また、本発明は、結像レンズの位置情報を
検出する位置検出手段と、位置検出手段で検出した結像
レンズの位置情報を基に、補正対象となる合焦評価手段
で作成された合焦情報を補正する補正手段とを設けてい
る。このため、たとえば、複数の合焦評価手段のうちの
一つとして、従来の技術で説明した像ずれ式の合焦評価
手段のように、カメラ本体の撮像面上に像を形成する撮
像光学系から光束を分岐させて、前記撮像面とは別の位
置に像を結ばせ、当該像を用いて前記撮像面上の像が合
焦しているか否かを評価する方式を用いる場合でも、結
像レンズの位置情報を検出し、当該位置情報からカメラ
本体の撮像面と合焦評価のための像が形成される面との
光学的位置関係のずれを求めて、当該求めたずれを補正
値として対応する合焦評価手段の合焦情報を補正するこ
とにより、当該合焦評価手段を用いたときの合焦精度が
低下するのを防止することができる。
Further, according to the present invention, there is provided a position detecting means for detecting position information of an imaging lens, and a focusing evaluation means to be corrected based on the position information of the imaging lens detected by the position detecting means. Correction means for correcting the obtained focusing information. For this reason, for example, as one of a plurality of focus evaluation means, an imaging optical system for forming an image on an imaging surface of a camera body like an image shift type focus evaluation means described in the related art. Even if a method is used in which a light beam is branched to form an image at a position different from the imaging surface and the image on the imaging surface is used to evaluate whether or not the image on the imaging surface is in focus, The position information of the image lens is detected, and a deviation of an optical positional relationship between an imaging surface of the camera body and a surface on which an image for focus evaluation is formed is obtained from the position information, and the obtained deviation is corrected by a correction value. By correcting the focusing information of the corresponding focusing evaluation means, it is possible to prevent a reduction in focusing accuracy when the focusing evaluation means is used.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第一実施形態に
ついて図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】図1は本発明の第一実施形態であるオート
フォーカス装置の概略ブロック図、図2は図1に示すオ
ートフォーカス装置の動作を説明するためのフロー図、
図3は図1に示す第一合焦評価部の動作を説明するため
のフロー図、図4は図1に示す第二合焦評価部の動作を
説明するためのフロー図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an autofocus apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the autofocus apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the first focus evaluation unit shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the second focus evaluation unit shown in FIG.

【0027】本実施形態であるオートフォーカス装置
は、図1に示すように、撮影光学系1と、第一合焦評価
部2と、第二合焦評価部3と、合焦方法選択装置4と、
モータ5と、モータ駆動装置6と、位置検出装置7と、
を備えている。尚、本実施形態のオートフォーカス装置
をビデオカメラ等に用いる場合、レンズ鏡筒側に撮影光
学系1及びモータ5を設け、カメラ本体側にその他の構
成要素を設けるのが一般的である。しかし、この構成に
限定されるものではない。
As shown in FIG. 1, the autofocus apparatus according to the present embodiment includes a photographing optical system 1, a first focus evaluation unit 2, a second focus evaluation unit 3, and a focus method selection device 4. When,
A motor 5, a motor driving device 6, a position detecting device 7,
It has. When the autofocus apparatus of the present embodiment is used for a video camera or the like, it is general that the photographing optical system 1 and the motor 5 are provided on the lens barrel side and other components are provided on the camera body side. However, it is not limited to this configuration.

【0028】撮影光学系1は、焦点調節用レンズ11、
変倍レンズ12、補正レンズ13、および結像レンズ1
4の4群で構成されている。この構成はTVカメラ用の
レンズ鏡筒として一般的なものである。本実施形態で用
いる撮影光学系1では、補正レンズ13と結像レンズ1
4との間に、光線分割のための分光素子(例えばビーム
スプリッタ)15と絞り16とが挿入されている。尚、
本実施形態では、撮影光学系1の開口絞りの開口量にか
かわらず、第二合焦評価部3に光線を送ることができる
ようにするために、分光素子15を絞り16の前に配置
している。
The photographing optical system 1 includes a focusing lens 11,
Magnifying lens 12, correction lens 13, and imaging lens 1
4 groups. This configuration is common as a lens barrel for a TV camera. In the photographing optical system 1 used in the present embodiment, the correction lens 13 and the imaging lens 1
4, a light-splitting element (for example, a beam splitter) 15 for splitting a light beam and a stop 16 are inserted. still,
In the present embodiment, the spectroscopic element 15 is disposed in front of the stop 16 so that light can be transmitted to the second focus evaluation unit 3 regardless of the aperture amount of the aperture stop of the imaging optical system 1. ing.

【0029】位置検出装置7は、結像レンズ14の位置
を特定する情報を検出する。
The position detecting device 7 detects information for specifying the position of the imaging lens 14.

【0030】第一合焦評価部2は、所謂山登り式を用い
て合焦の評価を行うものである。第一合焦評価部2は、
撮影光学系1の結像レンズ14によって形成された像を
撮像し、電気信号に変換する撮像素子21と、撮像素子
21からの電気信号に応じた映像信号を作成する映像信
号作成装置22と、映像信号作成装置22からの映像信
号を基に撮像素子21上の像を合焦させるための合焦情
報(以下、第一合焦評価値ともいう)を作成する合焦評
価値作成装置23とを備えている。合焦評価値作成装置
23は、映像信号作成装置22で作成された映像信号の
中から選択した適当な周波数成分のレベルを検出するレ
ベル検出部23aと、レベル検出部23aで検出したレ
ベルを調べて第一合焦評価値を作成する評価値作成部2
3bとを有する。尚、撮像素子21から出力される電気
信号は、図1に示すように、ビデオカメラの映像信号を
作成するのにも用いられる。
The first focus evaluation section 2 evaluates focus using a so-called hill-climbing method. The first focus evaluation unit 2
An imaging element 21 that captures an image formed by the imaging lens 14 of the imaging optical system 1 and converts the image into an electric signal; a video signal generation device 22 that generates a video signal corresponding to the electric signal from the imaging element 21; A focusing evaluation value creating device 23 that creates focusing information (hereinafter, also referred to as a first focusing evaluation value) for focusing an image on the image sensor 21 based on the video signal from the video signal creating device 22; It has. The focus evaluation value creation device 23 checks the level detected by the level detection unit 23a that detects the level of an appropriate frequency component selected from the video signal created by the video signal creation device 22, and the level detected by the level detection unit 23a. Evaluation value creation unit 2 for creating the first focus evaluation value
3b. The electric signal output from the image sensor 21 is also used to generate a video signal of a video camera as shown in FIG.

【0031】第二合焦評価部3は、所謂像ずれ式を用い
て合焦の評価を行うものである。第二合焦評価部3は、
撮影光学系1の分光素子15によって分光された光線を
所定の方向に反射させるミラー31と、ミラー31を介
して入射した被写体からの光を共役な像に結像させる結
像レンズ32と、結像レンズ32により結像した光束の
一部を再び結像させる再結像用レンズ33a、33b
と、再結像用レンズ33a、33bによって形成された
像をそれぞれ撮像し、電気信号に変換するラインセンサ
34a、34bと、画像処理装置35と、合焦評価値作
成装置36と、を備えている。
The second focus evaluation section 3 evaluates focus using a so-called image shift formula. The second focus evaluation unit 3
A mirror 31 for reflecting a light beam split by the light-splitting element 15 of the photographing optical system 1 in a predetermined direction, an imaging lens 32 for forming light from a subject incident via the mirror 31 into a conjugate image, Re-imaging lenses 33a, 33b for re-imaging a part of the light beam formed by the image lens 32
And line sensors 34a and 34b that respectively capture images formed by the re-imaging lenses 33a and 33b and convert the images into electric signals, an image processing device 35, and a focus evaluation value creating device 36. I have.

【0032】再結像レンズ33a、33bは、結像レン
ズ32の光軸に対して略対象な位置に配置されている。
すなわち、再結像レンズ33a、33bは、結像レンズ
32によって結像された像を形成する光束のうち、焦点
調節用レンズ11、変倍レンズ12、補正レンズ13、
および結像レンズ32からなる光学系の瞳の異なる場所
を通過する光束を各々再結像させるように配置されてい
る。ラインセンサ34a、34bは、結像レンズ32の
光軸に対して略対象な位置であって、対応する再結像用
レンズ33a、33bの予定焦点面上に配置されてい
る。画像処理装置35は、ラインセンサ34a、34b
からそれぞれ送られてきた電気信号に基づいて画像処理
を行う。合焦評価値作成装置36は、画像処理装置35
から送られてきた信号を基に撮像素子21上の像を合焦
させるための情報(以下、第二合焦評価値ともいう)を
作成する。合焦評価値作成装置36は、画像処理装置3
5からの信号を基に、撮像素子34a上の像と撮像素子
34b上の像との撮像位置ずれ(ずれ方向及びずれ量)
を検出する位置ずれ検出部36aと、位置ずれ検出部3
6aで検出した撮像位置ずれを補正する補正部36b
と、補正部36bで補正された撮像位置ずれを基に第二
合焦評価値を作成する評価値作成部36cとを有する。
The re-imaging lenses 33a and 33b are arranged at substantially symmetric positions with respect to the optical axis of the imaging lens 32.
In other words, the re-imaging lenses 33a and 33b are provided with the focusing lens 11, the variable power lens 12, the correction lens 13, and the light beam forming the image formed by the imaging lens 32.
The light beams passing through different places of the pupil of the optical system including the imaging lens 32 are arranged so as to be re-imaged. The line sensors 34a and 34b are arranged at positions substantially symmetrical with respect to the optical axis of the imaging lens 32 and on the predetermined focal plane of the corresponding re-imaging lenses 33a and 33b. The image processing device 35 includes line sensors 34a and 34b
Performs image processing based on the electric signals sent from the respective devices. The focus evaluation value creation device 36 includes an image processing device 35
(Hereinafter, also referred to as a second focus evaluation value) for focusing an image on the image sensor 21 based on the signal sent from the camera. The focus evaluation value creation device 36
5 based on the signal from No. 5, the imaging position shift (shift direction and shift amount) between the image on the image sensor 34a and the image on the image sensor 34b.
Misalignment detection unit 36a for detecting misalignment, and misalignment detection unit 3
Correction unit 36b for correcting the imaging position deviation detected in 6a
And an evaluation value creation unit 36c that creates a second focus evaluation value based on the imaging position shift corrected by the correction unit 36b.

【0033】補正部36bには、結像レンズ14の位置
と撮像素子21上の像を被写体に合焦させたときに位置
ずれ検出部36aで検出される撮像位置ずれとの関係を
示すテーブルが記憶されている。補正部36bは、この
テーブルから位置検出装置7で検出した結像レンズ14
の位置情報に対応する撮像位置ずれを求め、この求めた
撮像位置ずれを補正値として位置ずれ検出部36aで検
出した撮像位置ずれを補正する。
The correction section 36b has a table showing the relationship between the position of the imaging lens 14 and the imaging position shift detected by the position shift detecting section 36a when the image on the image sensor 21 is focused on the subject. It is remembered. The correction unit 36b is configured to detect the imaging lens 14 detected by the position detection device 7 from the table.
The imaging position deviation corresponding to the position information is obtained, and the imaging position deviation detected by the position deviation detection unit 36a is corrected using the obtained imaging position deviation as a correction value.

【0034】合焦方法選択装置4は、第一合焦評価部2
で作成された第一合焦評価値及び第二合焦評価部3で作
成された第二合焦評価値の少なくとも一方を選択する。
本実施形態では、先ず第二合焦評価値を参照して、焦点
ずれ量若しくは合焦に必要な焦点調節用レンズ11の移
動量がしきい値より大きいときは第二合焦評価値を選択
し、小さいときは第一合焦評価値を選択するように設定
している。尚、このしきい値は、外部入力等により、撮
影者等が任意に設定することができるものであってもよ
い。
The focusing method selecting device 4 includes a first focusing evaluation section 2
At least one of the first focus evaluation value created by the second focus evaluation value and the second focus evaluation value created by the second focus evaluation unit 3 is selected.
In the present embodiment, first, the second focus evaluation value is selected by referring to the second focus evaluation value when the amount of defocus or the amount of movement of the focus adjustment lens 11 required for focusing is larger than a threshold value. When it is smaller, the first focus evaluation value is set to be selected. Note that the threshold may be arbitrarily set by a photographer or the like by an external input or the like.

【0035】モータ駆動装置6は、合焦方法選択装置4
で選択された合焦評価値に基づいて、モータ5を駆動す
る。モータ5は、モータ駆動装置6からの指令に基づ
き、焦点調節用レンズ11を撮影光学系1の光軸方向に
おいて前後に移動させる。
The motor driving device 6 includes the focusing method selecting device 4
The motor 5 is driven based on the focus evaluation value selected in. The motor 5 moves the focus adjusting lens 11 back and forth in the optical axis direction of the photographing optical system 1 based on a command from the motor driving device 6.

【0036】尚、合焦評価作成装置23、36、および
合焦方法選択装置4は、例えばCPU(セントラルプロ
セッシングユニット)等により、一体的に構成される。
The focusing evaluation creating devices 23 and 36 and the focusing method selecting device 4 are integrally formed by, for example, a CPU (Central Processing Unit).

【0037】次に、本実施形態のオートフォーカス装置
の動作について説明する。
Next, the operation of the autofocus device according to the present embodiment will be described.

【0038】先ず、本実施形態のオートフォーカス装置
全体を通しての動作について図2を参照して説明する。
First, the operation of the entire autofocus apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0039】先ず、撮影光学系1に被写体からの光が入
射されると、第一合焦評価部2は、撮影光学系1中の結
像レンズ14を介して得られた光に基づき、第一合焦評
価値を作成する。また、第二合焦評価部3は、撮影光学
系1中の分光素子15で分光された光に基づき、第二合
焦評価値を作成する(ステップ201)。
First, when light from a subject enters the photographing optical system 1, the first focus evaluation section 2 performs a second focusing based on the light obtained through the imaging lens 14 in the photographing optical system 1. Create one focus evaluation value. The second focus evaluation unit 3 creates a second focus evaluation value based on the light separated by the spectroscopic element 15 in the imaging optical system 1 (step 201).

【0040】次に、合焦方法選択装置4は、第一合焦評
価値が合焦している旨を示すものであるか否か判定する
(ステップ202)。第一合焦評価値が合焦している旨
を示すものである場合は図2に示すフローを終了させ、
合焦している旨を示すものでない場合はステップ203
へ移行する。
Next, the focusing method selection device 4 determines whether or not the first focus evaluation value indicates that focus has been achieved (step 202). If the first focus evaluation value indicates that focus is achieved, the flow illustrated in FIG.
If it does not indicate that the subject is in focus, step 203
Move to.

【0041】ステップ203では、合焦方法選択装置4
が、第二合焦評価値を参照して、焦点ずれ量若しくは合
焦のために必要な焦点調節用レンズ11の移動量がしき
い値以下であるか否かを判定する。合焦に必要な焦点調
節用レンズ11の移動量がしきい値以下の場合は、第一
合焦評価部2で作成した第一合焦評価値を選択する(ス
テップ204)。一方、しきい値より大きい場合は、第
二合焦評価部3で選択した第二合焦評価値を選択する
(ステップ205)。
In step 203, the focusing method selecting device 4
However, referring to the second focus evaluation value, it is determined whether the amount of defocus or the amount of movement of the focus adjustment lens 11 necessary for focusing is equal to or smaller than a threshold value. If the amount of movement of the focus adjusting lens 11 required for focusing is equal to or less than the threshold, the first focus evaluation value created by the first focus evaluation unit 2 is selected (step 204). On the other hand, if it is larger than the threshold value, the second focus evaluation value selected by the second focus evaluation unit 3 is selected (step 205).

【0042】次に、モータ駆動装置6は、合焦方法選択
装置4で選択された合焦評価値に基づいて、モータ5を
駆動する(ステップ206)。合焦方法選択装置4で第
二合焦評価値が選択された場合、モータ駆動装置6は、
焦点駆動用レンズ11を選択された第二合焦評価値が示
す移動方向及び移動量だけ移動させるように、モータ5
を駆動する。また、合焦方法選択装置4で第一合焦評価
値が選択された場合、焦点調節用レンズ11が合焦点に
近づく方向に移動していると評価するものであるときは
モータ5の回転方向をそのまま維持するように駆動す
る。また、焦点調節用レンズ11が合焦点から遠ざかる
方向に移動していると評価するものであるときはモータ
5の回転方向を反転させるように駆動する。
Next, the motor drive device 6 drives the motor 5 based on the focus evaluation value selected by the focus method selection device 4 (step 206). When the second focus evaluation value is selected by the focus method selection device 4, the motor drive device 6
The motor 5 is moved so that the focus driving lens 11 is moved by the moving direction and the moving amount indicated by the selected second focus evaluation value.
Drive. When the first focusing evaluation value is selected by the focusing method selection device 4, when the focus adjustment lens 11 is evaluated to be moving in a direction approaching the focal point, the rotation direction of the motor 5 is used. Is driven to maintain as it is. When it is evaluated that the focus adjusting lens 11 is moving away from the focal point, the motor 5 is driven to reverse the rotation direction.

【0043】図2に示すフローは、第一合焦評価値の内
容が合焦しているものと評価されるまで繰り返し行われ
る。これにより、撮像素子21上の像を合焦させる。
The flow shown in FIG. 2 is repeated until the content of the first focus evaluation value is evaluated as being in focus. Thus, the image on the image sensor 21 is focused.

【0044】次に、本実施形態の第一合焦評価部2の動
作について図3を参照して説明する。
Next, the operation of the first focus evaluation section 2 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0045】先ず、映像信号作成装置22は、撮影光学
系1により撮像素子21上に形成された像を映像信号に
変換する(ステップ301)。映像信号は、従来の技術
で述べたように、複数の周波数の正弦波が合成されて形
成されたものと見なすことができる。そして、映像信号
の高周波成分のレベルは、図7に示すように、撮像素子
21上に形成された像が鮮鋭度を増すほど、即ち焦点調
節用レンズ11が合焦点Aに近づくほど急激に上昇し、
撮像素子21上の像が合焦しているときにピークに到達
することが知られている。そこで、合焦評価値作成装置
23は、レベル検出手段23aにより、映像信号作成装
置22の映像信号から撮影光学系1の結像性能及び映像
信号のS/N比を考慮して選択された適当な高周波成分
のレベルを所定サンプリング間隔で検出し(ステップ3
02)、評価値作成部23bにより、検出したレベルの
変化を観察することにより第一合焦評価値を作成してい
る(ステップ303)。たとえば、選択した周波数成分
のレベルが上昇しているときは、焦点調節用レンズ11
が合焦点に近づく方向に移動しているものと評価する。
また、選択した周波数成分のレベルが低下しているとき
は、焦点調節用レンズ11が合焦点から離れる方向に移
動しているものと評価する。そして、選択した周波数成
分のレベルがピーク値から所定の範囲内(例えば図7の
ΔV)にあるときに、撮像素子21上の像が合焦してい
るものと評価する。
First, the video signal generating device 22 converts an image formed on the image sensor 21 by the photographing optical system 1 into a video signal (step 301). The video signal can be regarded as being formed by combining sine waves of a plurality of frequencies as described in the related art. Then, as shown in FIG. 7, the level of the high-frequency component of the video signal increases sharply as the sharpness of the image formed on the image sensor 21 increases, that is, as the focus adjustment lens 11 approaches the focal point A. And
It is known that the peak reaches when the image on the image sensor 21 is in focus. Therefore, the focusing evaluation value creation device 23 uses the level detection means 23a to select an appropriate value selected from the video signal of the video signal creation device 22 in consideration of the imaging performance of the imaging optical system 1 and the S / N ratio of the video signal. At the predetermined sampling interval (step 3).
02), the first focus evaluation value is created by observing a change in the detected level by the evaluation value creation unit 23b (step 303). For example, when the level of the selected frequency component is rising, the focusing lens 11
Is evaluated as moving in a direction approaching the focal point.
When the level of the selected frequency component is reduced, it is evaluated that the focus adjusting lens 11 is moving in a direction away from the focal point. When the level of the selected frequency component is within a predetermined range (for example, ΔV in FIG. 7) from the peak value, it is evaluated that the image on the image sensor 21 is in focus.

【0046】尚、図3に示すフローは、映像信号作成装
置22での処理速度等を考慮して、所定時間毎に繰り返
し行われる。
The flow shown in FIG. 3 is repeatedly performed at predetermined time intervals in consideration of the processing speed and the like in the video signal generating device 22.

【0047】次に、本実施形態の第二合焦評価部3の動
作について図4を参照して説明する。
Next, the operation of the second focus evaluation section 3 of the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0048】先ず、位置ずれ検出部36aは、画像処理
装置35から送られてきた信号を基に、ラインセンサ3
4a、34bで撮像された像のずれ方向及び量を検出す
る(ステップ401)。従来の技術で述べたように、結
像レンズ32を通過した光束が予定焦点面37上で合焦
している場合、光束の一部は、再結像用レンズ33a、
33bによりラインセンサ34a、34b上で再び結像
する。したがって、予定焦点面37上で合焦している場
合、二つのラインセンサ33a、33bが撮像する像
は、ラインセンサ上の略一致する位置に形成される。一
方、結像レンズ32を通過した光束が予定焦点面37よ
りも前で合焦している場合(所謂後ピン状態)、二つの
ラインセンサ34a、34bが撮像する像にずれが生じ
る。また、結像レンズ32を通過した光束が予定焦点面
37よりも後で合焦している場合(所謂前ピン状態)、
二つのラインセンサ34a、34bが撮像する像に、後
ピン状態とは逆の方向のずれが生じる。したがって、ラ
インセンサ34a、34bで撮像された像のずれ方向及
び量を基に、予定焦点面37上の像が合焦点からどの程
度離れているかの評価を行うことができる。
First, the displacement detection unit 36a detects the line sensor 3 based on the signal sent from the image processing unit 35.
The shift direction and amount of the images captured in 4a and 34b are detected (step 401). As described in the related art, when the light beam that has passed through the imaging lens 32 is focused on the predetermined focal plane 37, a part of the light beam is re-imaged by the re-imaging lens 33a.
An image is formed again on the line sensors 34a and 34b by 33b. Therefore, when the image is focused on the planned focal plane 37, the images captured by the two line sensors 33a and 33b are formed at substantially coincident positions on the line sensors. On the other hand, when the light beam that has passed through the imaging lens 32 is focused before the scheduled focal plane 37 (a so-called rear focus state), the images captured by the two line sensors 34a and 34b are shifted. When the light beam that has passed through the imaging lens 32 is focused after the planned focal plane 37 (a so-called front focus state),
The images captured by the two line sensors 34a and 34b are displaced in the direction opposite to the rear focus state. Therefore, it is possible to evaluate how far the image on the expected focal plane 37 is away from the focal point based on the shift direction and the amount of the image captured by the line sensors 34a and 34b.

【0049】次に、補正部36bは、記憶したテーブル
から位置検出装置7で検出した結像レンズ14の位置情
報に対応する撮像位置ずれを求め(ステップ402)、
この求めた撮像位置ずれを補正値として、位置ずれ検出
部36aで検出した撮像位置ずれを補正する(ステップ
403)。尚、位置ずれ検出部36aで検出した撮像位
置ずれを結像レンズ14の位置情報を基に補正するの
は、以下の理由によるものである。
Next, the correction unit 36b obtains an imaging position shift corresponding to the position information of the imaging lens 14 detected by the position detection device 7 from the stored table (step 402).
The imaging position deviation detected by the position deviation detection unit 36a is corrected using the obtained imaging position deviation as a correction value (step 403). The reason why the imaging position shift detected by the position shift detecting unit 36a is corrected based on the position information of the imaging lens 14 is as follows.

【0050】予定焦点面37と第一合焦評価部2の撮像
素子21との光学的位置が一致している場合、即ち予定
焦点面37上の像が合焦したときに撮像素子21上の像
が合焦する場合は、位置ずれ検出部36aで検出した像
のずれ方向及び量を基に、直接、撮像素子21上の像が
合焦しているか否かの評価を行うことができる。しかし
ながら、トラッキング調整等によって結像レンズ14が
移動し、予定焦点面37と撮像素子21との光学的位置
にずれが生じた場合は、予定焦点面37上の像が合焦し
たときに撮像素子21上の像が合焦しなくなる。このた
め、位置ずれ検出部36aで検出した像のずれ方向及び
量を基に直接撮像素子21上の像が合焦しているか否か
の評価を行うと、合焦の精度が低下する。そこで、本実
施形態では、補正部36bに、結像レンズ14の位置と
撮像素子21上の像を被写体に合焦させたときに位置ず
れ検出部36aで検出される撮像位置ずれとの関係を示
すテーブルを記憶し、このテーブルから位置検出装置7
で検出した結像レンズ14の位置情報に対応する撮像位
置ずれを検出して、当該検出した撮像位置ずれを補正値
として、位置ずれ検出部36aで検出した撮像位置ずれ
を補正している。
When the optical position of the planned focal plane 37 matches the optical position of the image sensor 21 of the first focus evaluation unit 2, that is, when the image on the planned focal plane 37 is focused, When the image is in focus, it is possible to directly evaluate whether or not the image on the image sensor 21 is in focus, based on the direction and amount of the image shift detected by the position shift detection unit 36a. However, if the imaging lens 14 moves due to tracking adjustment or the like and the optical position between the planned focal plane 37 and the image sensor 21 shifts, when the image on the planned focal plane 37 is in focus, The image on 21 is out of focus. For this reason, if it is directly evaluated whether or not the image on the image sensor 21 is in focus based on the shift direction and amount of the image detected by the position shift detection unit 36a, the accuracy of the focus is reduced. Therefore, in the present embodiment, the correction unit 36b determines the relationship between the position of the imaging lens 14 and the imaging position shift detected by the position shift detection unit 36a when the image on the image sensor 21 is focused on the subject. And stores a position detection device 7 from the table.
The imaging position deviation corresponding to the positional information of the imaging lens 14 detected in step (1) is detected, and the imaging position deviation detected by the position deviation detection unit 36a is corrected using the detected imaging position deviation as a correction value.

【0051】次に、評価値作成部36cは、補正部36
bで補正された撮像位置ずれの位置ずれ方向及びずれ量
を基に、撮像素子21上の像を被写体に合焦させるため
に必要な焦点調節用レンズ11の移動方向及び移動量を
示す第二合焦評価値を作成する(ステップ404)。
Next, the evaluation value creation unit 36c
A second direction indicating the moving direction and the moving amount of the focus adjustment lens 11 necessary for focusing the image on the image sensor 21 on the subject based on the position shift direction and the shift amount of the imaging position shift corrected in b. A focus evaluation value is created (step 404).

【0052】尚、図4に示すフローは、画像処理装置3
5での処理速度等を考慮して、所定時間毎に繰り返し行
われる。
The flow shown in FIG.
The processing is repeated every predetermined time in consideration of the processing speed and the like in step 5.

【0053】本実施形態では、第一合焦評価部2が所謂
山登り式を用いて第一合焦評価値を作成し、第二合焦評
価部3が所謂像ずれ式を用いて第二合焦評価値を作成す
る。また、合焦方法選択装置4は、第二合焦評価部3で
作成された第二合焦評価値がしきい値より大きいときは
第二合焦評価値を選択し、しきい値以下のときは第一合
焦評価値を選択する。そして、モータ駆動装置6は、合
焦方法選択装置4で選択された合焦評価値に基づいて、
焦点調節用レンズ11を移動すべくモータ5を駆動す
る。これにより、先ず第二合焦評価値を用いて撮像素子
21上の像を大まかに合焦させ、その後、第一合焦評価
値を用いて撮像素子21上の像を子細に合焦させてい
る。したがって、本実施形態によれば、撮像素子21上
の像を精度よく且つ迅速に合焦を行うことができる。ま
た、像ずれ式を用いる第二合焦評価部3には、高い精度
が要求されないので、コストアップを抑制することがで
きる。
In this embodiment, the first focus evaluation section 2 creates a first focus evaluation value using a so-called hill-climbing formula, and the second focus evaluation section 3 generates a second focus evaluation value using a so-called image shift formula. Create a focus evaluation value. When the second focus evaluation value created by the second focus evaluation unit 3 is larger than the threshold value, the focusing method selection device 4 selects the second focus evaluation value. At this time, the first focus evaluation value is selected. Then, based on the focus evaluation value selected by the focus method selection device 4, the motor drive device 6
The motor 5 is driven to move the focusing lens 11. Thereby, first, the image on the image sensor 21 is roughly focused using the second focus evaluation value, and then the image on the image sensor 21 is finely focused using the first focus evaluation value. I have. Therefore, according to the present embodiment, an image on the image sensor 21 can be accurately and quickly focused. In addition, the second focus evaluation unit 3 using the image shift formula does not require high accuracy, so that an increase in cost can be suppressed.

【0054】また、本実施形態では、補正部36bに記
憶された、結像レンズ14の位置と撮像素子21上の像
を被写体に合焦させたときに位置ずれ検出部36aで検
出される撮像位置ずれとの関係を示すテーブルから、位
置検出装置7で検出した結像レンズ14の位置情報に対
応する撮像位置ずれを検出し、当該検出した撮像位ずれ
を補正値として、位置ずれ検出部36aで検出した撮像
位置ずれを補正している。このため、例えばトラッキン
グ調整により結像レンズ14が移動して、予定焦点面3
7と撮像素子21との光学的位置にずれが生じ、予定焦
点面37上の像が合焦したときに撮像素子21上の像が
合焦しなくなる場合でも、第二合焦評価値の合焦精度が
低下するのを防止することができる。
Further, in this embodiment, when the position of the imaging lens 14 and the image on the image pickup device 21 stored in the correction unit 36b are focused on the subject, the image pickup detected by the displacement detection unit 36a An imaging position shift corresponding to the position information of the imaging lens 14 detected by the position detection device 7 is detected from a table indicating a relationship with the position shift, and the detected imaging position shift is set as a correction value, and the position shift detection unit 36a Is corrected. For this reason, for example, the imaging lens 14 moves due to tracking adjustment, and the predetermined focal plane 3
Even when the optical position of the imaging device 21 is shifted from the optical position of the imaging device 21 and the image on the scheduled focal plane 37 is not focused, the image on the imaging device 21 is not focused. It is possible to prevent the focus accuracy from lowering.

【0055】尚、本実施形態では、最終的には第一合焦
評価値を用いて撮像素子21上の像を合焦させているの
で、第二合焦評価値の合焦精度が低下しても、撮像素子
21上の像の最終的な合焦精度は変わらない。しかしな
がら、第二合焦評価値の合焦精度が低下すると、その
分、第一合焦評価部2で作成した第一合焦評価値を用い
ての合焦動作時間が長くなるので、結果的に、撮像素子
21上の像の合焦に要する時間が長くなる。この点、本
実施形態によれば、上述したように、第二合焦評価値の
合焦精度が低下するのを防止することができるので、ト
ラッキング調整等により、予定焦点面37と撮像素子2
1との光学的位置にずれが生じた場合でも、撮像素子2
1上の像を精度よく且つ迅速に合焦を行うことができ
る。
In the present embodiment, since the image on the image sensor 21 is finally focused using the first focus evaluation value, the focusing accuracy of the second focus evaluation value decreases. However, the final focusing accuracy of the image on the image sensor 21 does not change. However, when the focusing accuracy of the second focus evaluation value is reduced, the focusing operation time using the first focus evaluation value created by the first focus evaluation unit 2 is correspondingly increased, and as a result, In addition, the time required for focusing the image on the image sensor 21 becomes longer. In this regard, according to the present embodiment, as described above, it is possible to prevent the focusing accuracy of the second focus evaluation value from being reduced, and therefore, by performing tracking adjustment or the like, the scheduled focal plane 37 and the image sensor 2
Even if the optical position of the image sensor 1 is shifted,
It is possible to quickly and accurately focus the image on the first image.

【0056】さらに、本実施形態では、ラインセンサ3
4a、34b上に像ずれ検出用の像を形成する光学系の
焦点距離は、焦点調節用レンズ11、変倍レンズ12、
補正レンズ13及び結像レンズ32の合成焦点距離であ
る。一方、撮像素子21上に映像信号用の像を形成する
光学系の焦点距離は、焦点調節用レンズ11、変倍レン
ズ12、補正レンズ13及び結像レンズ14の合成焦点
距離である。したがって、結像レンズ14及び結像レン
ズ32の構成を変えることにより、像ずれ検出用の像を
形成する光学系と映像信号用の像を形成する光学系との
焦点距離を変える、すなわち各々の光学系が形成する像
の大きさを変えることができる。たとえば、像ずれ検出
用の像を形成する光学系の焦点距離を長くして、像ずれ
検出用の像が大きくなるように結像レンズ32を構成す
ることにより、この像に対するラインセンサ34a、3
4bの画素ピッチが相対的に細かくなるので、細かい被
写体にまで合焦させることができる。また、たとえば、
像ずれ検出用の像を形成する光学系の焦点距離を短くし
て、像ずれ検出用の像が小さくなるように結像レンズ3
2を構成することにより、この像のラインセンサ34
a、34bに対する大きさが相対的に小さくなるので、
検出可能な像ずれ量が大きくなる。これにより、焦点調
節用レンズの位置が合焦点から遠く離れている場合(所
謂おおぼけ時)でも、合焦点を素早く検出することがで
きる。また、装置を小型にすることができる。
Further, in this embodiment, the line sensor 3
The focal length of the optical system for forming an image for detecting an image shift on the reference numerals 4a and 34b is the focal length adjustment lens 11, the variable power lens 12,
This is a composite focal length of the correction lens 13 and the imaging lens 32. On the other hand, the focal length of the optical system that forms an image for a video signal on the image sensor 21 is the combined focal length of the focusing lens 11, the variable power lens 12, the correction lens 13, and the imaging lens 14. Therefore, by changing the configuration of the imaging lens 14 and the imaging lens 32, the focal length between the optical system for forming an image for detecting an image shift and the optical system for forming an image for a video signal is changed. The size of the image formed by the optical system can be changed. For example, by increasing the focal length of the optical system that forms an image for detecting an image shift and configuring the imaging lens 32 so that the image for detecting the image shift is enlarged, the line sensors 34a, 3
Since the pixel pitch of 4b is relatively fine, it is possible to focus on a fine subject. Also, for example,
The focal length of an optical system for forming an image for detecting an image shift is reduced so that the image forming lens 3 is formed so that the image for detecting an image shift is reduced.
2, the line sensor 34 of this image
Since the size with respect to a and 34b is relatively small,
The detectable image shift amount increases. Thereby, even when the position of the focusing lens is far from the focal point (so-called blur), the focal point can be detected quickly. Further, the size of the device can be reduced.

【0057】次に、本発明の第二実施形態について図面
を参照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0058】図5は本発明の第二実施形態であるオート
フォーカス装置の概略ブロック図である。尚、本発明の
第二実施形態において図1に示す第一実施形態と同一の
機能を有するものには、第一実施形態と同一の符号を付
すことにより、その詳細な説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic block diagram of an autofocus device according to a second embodiment of the present invention. In the second embodiment of the present invention, components having the same functions as those of the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

【0059】本実施形態のオートフォーカス装置が図1
に示す第一実施形態のオートフォーカス装置と異なる点
は、第二合焦評価部3に代えて第二合焦評価部3aを設
けたこと、および、モータ8、モータ駆動装置9を設け
たことである。
FIG. 1 shows an auto-focusing apparatus according to this embodiment.
Are different from the autofocus device of the first embodiment in that a second focus evaluation unit 3a is provided instead of the second focus evaluation unit 3, and a motor 8 and a motor drive device 9 are provided. It is.

【0060】第二合焦評価部3aは、ミラー31を介し
て入射した被写体からの光を共役な像に結像させる結像
レンズ32aが光軸方向に移動可能に設けられている
点、および合焦評価値作成装置38に補正部36bが設
けられていない点で、図1に示す第二合焦評価部3と異
なる。合焦評価値作成装置38は、評価値作成部36c
が、位置ずれ検出部36aで検出した撮像位置ずれのず
れ方向及びずれ量を基に、第二合焦評価値を作成する。
The second focusing evaluation section 3a is provided with a point that an imaging lens 32a that forms light from a subject incident via the mirror 31 into a conjugate image is provided so as to be movable in the optical axis direction; It differs from the second focus evaluation unit 3 shown in FIG. 1 in that the focus evaluation value creation device 38 is not provided with the correction unit 36b. The focus evaluation value creation device 38 includes an evaluation value creation unit 36c.
Creates the second focus evaluation value based on the shift direction and the shift amount of the imaging position shift detected by the position shift detection unit 36a.

【0061】モータ駆動装置9には、撮像素子21上の
像と予定焦点面37上の像とが共役になるための結像レ
ンズ14の位置と結像レンズ32aの位置との関係を示
すテーブルが記憶されている。モータ駆動装置9は、こ
のテーブルから位置検出装置7で検出した結像レンズ1
4の位置情報に対応する結像レンズ32aの位置を求
め、この求めた位置に結像レンズ32aがくるように、
モータ8を駆動する。尚、撮像素子21上の像と予定焦
点面37上の像とが共役になるための結像レンズ14の
位置と結像レンズ32aの位置との関係が数式で表せら
れるような場合には、上記のテーブルを用いる代わりに
この数式を用いて、位置検出装置7で検出した結像レン
ズ14の位置情報に対応する結像レンズ32aの位置を
求めるようにしてもよい。
The motor driving device 9 has a table showing the relationship between the position of the imaging lens 14 and the position of the imaging lens 32a so that the image on the image sensor 21 and the image on the predetermined focal plane 37 become conjugate. Is stored. The motor driving device 9 is provided with the imaging lens 1 detected by the position detecting device 7 from the table.
The position of the imaging lens 32a corresponding to the position information of No. 4 is obtained, and the imaging lens 32a is located at the obtained position.
The motor 8 is driven. In the case where the relationship between the position of the imaging lens 14 and the position of the imaging lens 32a for making the image on the image sensor 21 and the image on the expected focal plane 37 conjugate can be expressed by an equation, The position of the imaging lens 32a corresponding to the position information of the imaging lens 14 detected by the position detection device 7 may be obtained by using this formula instead of using the above table.

【0062】モータ8は、モータ駆動装置9からの指令
に基づき、結像レンズ32aをこの結像レンズ32aの
光軸方向に移動させる。
The motor 8 moves the imaging lens 32a in the optical axis direction of the imaging lens 32a based on a command from the motor driving device 9.

【0063】本実施形態では、モータ駆動装置9に記憶
された、撮像素子21上の像と予定焦点面37上の像と
が共役になるための結像レンズ14の位置と結像レンズ
32aの位置との関係を示すテーブルから、位置検出装
置7で検出した結像レンズ14の位置情報に対応する結
像レンズ32aの位置を検出し、当該検出した位置に結
像レンズ32aがくるように、結像レンズ32aを移動
させている。このため、例えばトラッキング調整により
結像レンズ14が移動しても、予定焦点面37と撮像素
子21との光学的位置にずれが生じるのを防ぐことがで
き、これにより、第二合焦評価値の合焦精度が低下する
のを防止することができる。その他の効果は本発明の第
一実施形態と同様である。
In this embodiment, the position of the image forming lens 14 and the position of the image forming lens 32a for making the image on the image sensor 21 and the image on the expected focal plane 37 stored in the motor driving device 9 conjugate. From the table showing the relationship with the position, the position of the imaging lens 32a corresponding to the position information of the imaging lens 14 detected by the position detection device 7 is detected, and the imaging lens 32a comes to the detected position. The imaging lens 32a is being moved. For this reason, even if the imaging lens 14 moves due to, for example, tracking adjustment, it is possible to prevent the optical position between the planned focal plane 37 and the image pickup device 21 from being shifted, whereby the second focus evaluation value is obtained. Can be prevented from lowering the focusing accuracy. Other effects are the same as those of the first embodiment of the present invention.

【0064】本発明は、上記の各実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能で
ある。たとえば、上記の各実施形態では、山登り式の第
一合焦評価部と、像ずれ式の第二合焦評価部とを設け、
第二合焦評価部で作成される合焦評価値が補正されるよ
うにしたものについて説明したが、本発明はこれに限定
されるものではない。本発明は、撮影光学系によって所
定平面上に形成された像を被写体に合焦させるための合
焦評価値を作成する複数の合焦評価部と、撮影光学系の
結像レンズの位置情報を検出する位置検出部と、これ等
の合焦評価部のうちの少なくとも一つで作成された合焦
情報を、位置検出手段で検出した結像レンズの位置情報
に基づいて補正する補正部と、を具備するものであれば
よい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention. For example, in each of the above embodiments, a hill-climbing first focus evaluation unit and an image shift type second focus evaluation unit are provided.
Although the focus evaluation value created by the second focus evaluation unit is corrected, the present invention is not limited to this. The present invention relates to a plurality of focus evaluation units for creating a focus evaluation value for focusing an image formed on a predetermined plane by a shooting optical system on a subject, and positional information of an imaging lens of the shooting optical system. A position detection unit to be detected, a correction unit that corrects the focus information created by at least one of these focus evaluation units based on the position information of the imaging lens detected by the position detection unit, What is necessary is just to have the following.

【0065】さらに、上記の実施形態のオートフォーカ
ス装置は、ビデオカメラだけでなく、電子スチルカメラ
等、その他のカメラにも用いることができる。
Further, the autofocus device of the above embodiment can be used not only for a video camera but also for other cameras such as an electronic still camera.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
たとえば、合焦評価手段として山登り式の合焦評価手段
と像ずれ式の合焦評価手段とを設け、先ず、像ずれ式の
合焦評価手段の合焦情報を用いて所定平面上の像を大ま
かに合焦させ、その後、山登り式の合焦評価手段の合焦
情報を用いて所定平面上の像を子細に合焦させるように
選択手段を設定することにより、精度よく且つ迅速に合
焦を行うことができる。
As described above, according to the present invention,
For example, a hill-climbing type focus evaluation unit and an image shift type focus evaluation unit are provided as focus evaluation units. First, an image on a predetermined plane is obtained using the focus information of the image shift type focus evaluation unit. The focus is roughly adjusted, and then the focusing unit is set to finely focus an image on a predetermined plane using the focusing information of the hill-climbing focusing evaluation unit, thereby achieving accurate and quick focusing. It can be performed.

【0067】また、複数の合焦評価手段のうちの一つと
して、像ずれ式の合焦評価手段のような、カメラ本体の
撮像面上に像を形成する撮像光学系から光束を分岐させ
て、前記撮像面とは別の位置に像を結ばせ、当該像を用
いて前記撮像面上の像が合焦しているか否かを評価する
方式を用いる場合でも、結像レンズの位置情報を検出
し、当該位置情報からカメラ本体の撮像面と合焦評価の
ための像が形成される面との光学的位置関係のずれを求
めて、当該求めたずれを補正値として対応する合焦評価
手段の合焦情報を補正することにより、当該合焦評価手
段を用いたときの合焦精度が低下するのを防止すること
ができる。
As one of the plurality of focus evaluation means, a light beam is branched from an imaging optical system such as an image shift type focus evaluation means for forming an image on the imaging surface of the camera body. Even when using a method of forming an image at a position different from the imaging surface and evaluating whether or not an image on the imaging surface is in focus using the image, the position information of the imaging lens can be obtained. Detects and calculates a shift in the optical positional relationship between the imaging surface of the camera body and the surface on which an image for focus evaluation is formed from the position information, and uses the obtained shift as a correction value to determine a focus evaluation corresponding to the shift. By correcting the focusing information of the means, it is possible to prevent a decrease in focusing accuracy when the focusing evaluation means is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第一実施形態であるオートフォーカス
装置の概略ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic block diagram of an autofocus device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すオートフォーカス装置の動作を説明
するためのフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the autofocus device shown in FIG. 1;

【図3】図1に示す第一合焦評価部の動作を説明するた
めのフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of a first focus evaluation unit shown in FIG. 1;

【図4】図1に示す第二合焦評価部の動作を説明するた
めのフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of a second focus evaluation unit shown in FIG. 1;

【図5】本発明の第二実施形態であるオートフォーカス
装置の概略ブロック図である。
FIG. 5 is a schematic block diagram of an autofocus device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】山登り式のオートフォーカス装置の概略ブロッ
ク図である。
FIG. 6 is a schematic block diagram of a hill-climbing autofocus device.

【図7】映像信号の高周波成分のレベルと焦点調節用レ
ンズとの関係を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a relationship between a level of a high-frequency component of a video signal and a focusing lens.

【図8】像ずれ式のオートフォーカス装置の原理を説明
するための図であり、合焦状態にあるときの光路を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of an image shift type autofocus device, and is a diagram illustrating an optical path in a focused state.

【図9】図8において、二つのラインセンサ99a、9
9bが撮像する像の位置を説明するための図である。
FIG. 9 shows two line sensors 99a, 9 in FIG.
FIG. 9B is a diagram for explaining the position of the image captured by 9b.

【図10】像ずれ式のオートフォーカス装置の原理を説
明するための図であり、合焦していない状態にあるとき
の光路を示す図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of an image shift type autofocus device, and is a diagram illustrating an optical path when the subject is out of focus.

【図11】図10において、二つのラインセンサ99
a、99bが撮像する像の位置を説明するための図であ
る。
FIG. 11 shows two line sensors 99 in FIG.
It is a figure for explaining the position of the image which a and 99b image.

【図12】像ずれ式のオートフォーカス装置の原理を説
明するための図であり、合焦していない状態にあるとき
の光路を示す図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the principle of an image shift type autofocus device, and is a diagram illustrating an optical path when the subject is out of focus.

【図13】図12において、二つのラインセンサ99
a、99bが撮像する像の位置を説明するための図であ
る。
FIG. 13 shows two line sensors 99 in FIG.
It is a figure for explaining the position of the image which a and 99b image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 撮影光学系 2 第一合焦評価部 3、3a 第二合焦評価部 4 合焦方法選択装置 5、8 モータ 6、9 モータ駆動装置 7 位置検出装置 11 焦点調節用レンズ 12 変倍レンズ 13 補正レンズ 14、32、32a 結像レンズ 15 分光素子 16 絞り 21 撮像素子 22 映像信号作成装置 23、36、38 合焦評価作成装置 23a レベル検出部 23b 評価値作成部 31 ミラー 33a、33b 再結像用レンズ 34a、34b ラインセンサ 35 画像処理装置 36a 位置ずれ検出部 36b 補正部 36c 評価値作成部 37 予定焦点面 REFERENCE SIGNS LIST 1 photographing optical system 2 first focus evaluation unit 3, 3 a second focus evaluation unit 4 focus method selection device 5, 8 motor 6, 9 motor drive device 7 position detection device 11 focus adjustment lens 12 variable power lens 13 Correction lens 14, 32, 32a Imaging lens 15 Spectral element 16 Aperture 21 Image sensor 22 Image signal generator 23, 36, 38 Focus evaluation generator 23a Level detector 23b Evaluation value generator 31 Mirror 33a, 33b Re-image Lenses 34a, 34b Line sensor 35 Image processing device 36a Position shift detection unit 36b Correction unit 36c Evaluation value creation unit 37 Planned focal plane

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】移動可能に設けられた焦点調節用レンズ
と、前記焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を
結像させる移動可能に設けられた結像レンズと、を少な
くとも有する撮影光学系と、 前記撮影光学系によって所定平面上に形成された像を前
記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する複数の
合焦評価手段と、 前記結像レンズの位置情報を検出する位置検出手段と、 前記複数の合焦評価手段のうちの少なくとも一つで作成
された合焦情報を、前記位置検出手段で検出した位置情
報に基づいて補正する補正手段と、 前記複数の合焦評価手段の中から少なくとも一つの合焦
評価手段を選択する選択手段と、 前記選択手段によって選択された合焦評価手段で作成さ
れた合焦情報、または、当該合焦情報が前記補正手段に
より補正されている場合は当該補正された合焦情報に基
づいて、前記焦点調節用レンズを移動する移動手段と、 を具備することを特徴とするオートフォーカス装置。
An imaging optical system having at least a movable focusing lens and a movable imaging lens configured to focus light from a subject incident on the focusing lens. A plurality of focus evaluation means for creating focus information for focusing an image formed on a predetermined plane on the subject by the photographing optical system; and a position detection for detecting position information of the imaging lens. Means, correction means for correcting the focus information created by at least one of the plurality of focus evaluation means based on the position information detected by the position detection means, and the plurality of focus evaluation means Selecting means for selecting at least one focus evaluating means from among the focus information generated by the focus evaluating means selected by the selecting means, or the focus information is corrected by the correcting means. And if based on the corrected focusing information, autofocus apparatus characterized by comprising: a moving means for moving the focusing lens.
【請求項2】移動可能に設けられた焦点調節用レンズ
と、前記焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を
分光する分光素子と、前記分光素子により分光された一
方の光を結像させる移動可能に設けられた第一の結像レ
ンズと、前記分光素子により分光された他方の光を結像
させる第二の結像レンズと、を少なくとも有する撮影光
学系と、 前記第一の結像レンズによって得られた像を基に、当該
像を第一の平面上で前記被写体に合焦させるための合焦
情報を作成する第一の合焦評価部と、 前記第二の結像レンズによって得られた像を第二の平面
上で前記被写体に合焦させるための情報を検出する情報
検出手段と、前記第一の結像レンズの位置情報を検出す
る位置検出手段と、前記第一の結像レンズの位置と前記
第一の平面上の像を前記被写体に合焦させたときに前記
情報検出手段で検出される前記情報との関係から求め
た、前記位置検出手段で検出した前記第一の結像レンズ
の位置情報に対応する情報に基づいて、前記情報検出手
段で検出した情報を補正する補正手段と、前記補正手段
で補正された情報に基づいて、前記第一の結像レンズに
よって得られた像を前記第一の平面上で前記被写体に合
焦させるための合焦情報を作成する情報作成手段と、を
有する第二の合焦評価部と、 前記第一の合焦評価部及び前記第二の合焦評価部のう
ち、少なくとも一方を選択する選択部と、 前記選択部によって選択された合焦評価手段で作成され
た合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動す
る移動手段と、 を具備することを特徴とするオートフォーカス装置。
2. A focusing lens movably provided, a spectroscopic element for dispersing light from a subject incident on the focusing lens, and one of the lights separated by the spectroscopic element to form an image. An imaging optical system having at least a first imaging lens movably provided, and a second imaging lens for imaging the other light split by the spectral element, and the first imaging Based on an image obtained by a lens, a first focus evaluation unit that creates focus information for focusing the image on the subject on a first plane, and the second imaging lens Information detecting means for detecting information for focusing the obtained image on the subject on a second plane, position detecting means for detecting position information of the first imaging lens, and the first The position of the imaging lens and the image on the first plane are Based on information corresponding to the position information of the first imaging lens detected by the position detection means, obtained from the relationship with the information detected by the information detection means when focused on the body, Correction means for correcting the information detected by the information detection means, based on the information corrected by the correction means, the image obtained by the first imaging lens on the subject on the first plane on the first plane A second focus evaluation unit having information creation means for creating focus information for focusing, and at least one of the first focus evaluation unit and the second focus evaluation unit An autofocus, comprising: a selection unit for selecting; and a moving unit for moving the focus adjustment lens based on the focus information created by the focus evaluation unit selected by the selection unit. apparatus.
【請求項3】移動可能に設けられた焦点調節用レンズ
と、前記焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を
分光する分光素子と、前記分光素子により分光された一
方の光を結像させる移動可能に設けられた第一の結像レ
ンズと、前記分光素子により分光された他方の光を結像
させる第二の結像レンズと、を少なくとも有する撮影光
学系と、 前記第一の結像レンズによって得られた像を撮像して電
気信号に変換する第一の撮像素子と、前記第一の撮像素
子によって得られた電気信号の中から適当な周波数成分
のレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出
手段で検出した周波数成分のレベルに基づいて、前記第
一の撮像素子上の像を前記被写体に合焦させるための合
焦情報を作成する第一の情報作成手段と、を有する第一
の合焦評価部と、 前記第二の結像レンズによって結像された像を形成する
光束のうち、瞳の異なる場所を通過する光束を各々再結
像させる再結像光学系と、前記再結像光学系によって得
られた像を撮像する第二の撮像素子と、前記第二の撮像
素子上での撮像位置ずれを検出する位置ずれ検出手段
と、前記第一の結像レンズの位置情報を検出する位置検
出手段と、前記第一の結像レンズの位置と前記第一の撮
像素子上の像を前記被写体に合焦させたときに前記位置
ずれ検出手段で検出される前記撮像位置ずれとの関係か
ら求めた、前記位置検出手段で検出した前記第一の結像
レンズの位置情報に対応する撮像位置ずれに基づいて、
前記情報検出手段で検出した撮像位置ずれを補正する補
正手段と、前記補正手段で補正された撮像位置ずれに基
づいて、前記第一の撮像素子上の像を前記被写体に合焦
させるための合焦情報を作成する第二の情報作成手段
と、を有する第二の合焦評価部と、 前記第一の合焦評価部及び前記第二の合焦評価部のう
ち、少なくとも一方を選択する選択部と、 前記選択部によって選択された合焦評価手段で作成され
た合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動す
る移動手段と、 を具備することを特徴とするオートフォーカス装置。
3. A focus adjusting lens movably provided, a spectroscopic element for dispersing light from a subject incident on the focus adjusting lens, and an image of one of the lights separated by the spectroscopic element. An imaging optical system having at least a first imaging lens movably provided, and a second imaging lens for imaging the other light split by the spectral element, and the first imaging A first image sensor that captures an image obtained by the lens and converts the image into an electric signal, and a level detection unit that detects a level of an appropriate frequency component from the electric signal obtained by the first image sensor. And first information creating means for creating focusing information for focusing an image on the first image sensor on the subject based on the level of the frequency component detected by the level detecting means. First focus evaluation A re-imaging optical system for re-imaging light beams passing through different places of the pupil among light beams forming an image formed by the second imaging lens, and the re-imaging optical system A second image sensor that captures an image obtained by the above, a position shift detecting unit that detects an image position shift on the second image sensor, and a position that detects position information of the first imaging lens. From the relationship between the position of the first imaging lens and the imaging position shift detected by the position shift detecting unit when the image on the first image sensor is focused on the subject. Based on the obtained imaging position shift corresponding to the position information of the first imaging lens detected by the position detection unit,
Correction means for correcting the imaging position shift detected by the information detection means; and a focus for focusing an image on the first image sensor to the subject based on the imaging position shift corrected by the correction means. A second focus evaluation unit having second information generation means for generating focus information; and a selection for selecting at least one of the first focus evaluation unit and the second focus evaluation unit. An autofocus device, comprising: a unit; and a moving unit configured to move the focus adjusting lens based on focus information created by the focus evaluation unit selected by the selection unit.
【請求項4】移動可能に設けられた焦点調節用レンズ
と、前記焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を
分光する分光素子と、前記分光素子により分光された一
方の光を結像させる移動可能に設けられた第一の結像レ
ンズと、前記分光素子により分光された他方の光を結像
させる移動可能に設けられた第二の結像レンズと、を少
なくとも有する撮影光学系と、 前記第一の結像レンズによって得られた像を撮像して電
気信号に変換する第一の撮像素子と、前記第一の撮像素
子によって得られた電気信号の中から適当な周波数成分
のレベルを検出するレベル検出手段と、前記レベル検出
手段で検出した周波数成分のレベルに基づいて、前記第
一の撮像素子上の像を前記被写体に合焦させるための合
焦情報を作成する第一の情報作成手段と、を有する第一
の合焦評価部と、 前記第二の結像レンズによって結像された像を形成する
光束のうち、瞳の異なる場所を通過する光束を各々再結
像させる再結像光学系と、前記再結像光学系によって得
られた像を撮像する第二の撮像素子と、前記第二の撮像
素子上での撮像位置ずれを検出する位置ずれ検出手段
と、前記第一の結像レンズの位置情報を検出する位置検
出手段と、前記第一の撮像素子上の像が合焦したときに
前記第二の撮像素子上での撮像位値ずれがなくなるよう
な前記第一の結像レンズの位置と前記第二の結像レンズ
の位置との関係から求めた、前記位置検出手段で検出し
た前記第一の結像レンズの位置情報に対応する前記第二
の結像レンズの位置情報に基づいて、前記第二の結像レ
ンズの位置を補正する補正手段と、前記位置検出手段で
検出した撮像位置ずれに基づいて、前記第一の撮像素子
上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成
する第二の情報作成手段と、を有する第二の合焦評価部
と、 前記第一の合焦評価部及び前記第二の合焦評価部のう
ち、少なくとも一方を選択する選択部と、 前記選択部によって選択された合焦評価手段で作成され
た合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動す
る移動手段と、 を具備することを特徴とするオートフォーカス装置。
4. A focusing lens movably provided, a spectroscopic element for dispersing light from a subject incident on the focusing lens, and an image of one of the lights separated by the dispersing element. An imaging optical system having at least a first imaging lens movably provided, and a second imaging lens movably provided to image the other light split by the spectral element, A first image sensor that captures an image obtained by the first imaging lens and converts the image into an electric signal, and a level of an appropriate frequency component from the electric signal obtained by the first image sensor. Level detection means for detecting, and first information for creating focusing information for focusing an image on the first image sensor to the subject based on the level of the frequency component detected by the level detecting means Creation means and A first focusing evaluation unit having, among the light fluxes forming the image formed by the second imaging lens, a re-imaging optical system for re-imaging light fluxes passing through different locations of the pupil, A second imaging device that captures an image obtained by the re-imaging optical system, a displacement detection unit that detects an imaging displacement on the second imaging device, and the first imaging lens Position detection means for detecting the position information of the first imaging lens, and the first imaging lens such that when the image on the first imaging element is focused, the imaging position value shift on the second imaging element is eliminated Calculated from the relationship between the position of the second imaging lens and the position of the second imaging lens, the position information of the second imaging lens corresponding to the position information of the first imaging lens detected by the position detection means. Correction means for correcting the position of the second imaging lens based on the Second information creating means for creating focusing information for focusing an image on the first image sensor on the subject based on the imaging position shift detected by the output means. A focus evaluation unit; a selection unit that selects at least one of the first focus evaluation unit and the second focus evaluation unit; and a focus created by the focus evaluation unit selected by the selection unit. An autofocusing device, comprising: moving means for moving the focus adjusting lens based on focus information.
【請求項5】 前記選択部は、前記位置ずれ検出手段で
検出された撮像位置ずれが所定値以下の場合は前記第一
の合焦評価部を選択し、前記所定値より大きい場合は前
記第二の合焦評価部を選択するものであることを特徴と
する請求項3又は4記載のオートフォーカス装置。
5. The selection unit selects the first focus evaluation unit when the imaging position deviation detected by the position deviation detection unit is equal to or smaller than a predetermined value, and selects the first focus evaluation unit when the imaging position deviation is larger than the predetermined value. 5. The auto-focusing device according to claim 3, wherein the two focusing evaluation units are selected.
JP8154087A 1996-04-08 1996-06-14 Automatic focusing device Pending JPH1026722A (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8154087A JPH1026722A (en) 1996-05-10 1996-06-14 Automatic focusing device
US09/550,640 US7209175B1 (en) 1996-04-08 2000-04-14 Autofocus apparatus
US11/785,764 US20070236597A1 (en) 1996-04-08 2007-04-19 Autofocus apparatus
US12/591,014 US8373792B2 (en) 1996-04-08 2009-11-04 Autofocus apparatus with correction of focusing data

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8-116743 1996-05-10
JP11674396 1996-05-10
JP8154087A JPH1026722A (en) 1996-05-10 1996-06-14 Automatic focusing device

Publications (1)

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ID=26455012

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JP8154087A Pending JPH1026722A (en) 1996-04-08 1996-06-14 Automatic focusing device

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003644A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Fujinon Corp Automatic focus system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006003644A (en) * 2004-06-17 2006-01-05 Fujinon Corp Automatic focus system
JP4513056B2 (en) * 2004-06-17 2010-07-28 フジノン株式会社 Auto focus system

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