JP2002287017A - 撮影レンズのピント状態検出装置 - Google Patents
撮影レンズのピント状態検出装置Info
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- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/673—Focus control based on electronic image sensor signals based on contrast or high frequency components of image signals, e.g. hill climbing method
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ピント状態検出用撮像素子の画素数を映像用撮
像素子の画素数よりも少なくし、又は、ピント状態検出
用撮像素子の撮像サイズを映像用撮像素子の撮像サイズ
よりも小さくしたため、安価で消費電力が少なく、回路
規模が小さい撮影レンズのピント状態検出装置を提供す
ることができる。 【解決手段】映像記録用の画像を撮像する撮像素子Ａに
対して光路長が異なる２つの撮像素子Ｂ、Ｃを設けると
共に、これらの撮像素子Ｂ、Ｃに撮像素子Ａに入射する
被写体光を分割して入射させる。そして、撮像素子Ｂ、
Ｃからのビデオ信号から焦点評価値を取得し、これらの
焦点評価値の大小関係に基づいて、ピント状態が前ピ
ン、後ピン、合焦のいずれの状態かを検出する。ピント
状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃには、映像用の撮像素子Ａ
に対して画素数が少なく、撮像サイズが小さいＣＣＤが
使用される。
像素子の画素数よりも少なくし、又は、ピント状態検出
用撮像素子の撮像サイズを映像用撮像素子の撮像サイズ
よりも小さくしたため、安価で消費電力が少なく、回路
規模が小さい撮影レンズのピント状態検出装置を提供す
ることができる。 【解決手段】映像記録用の画像を撮像する撮像素子Ａに
対して光路長が異なる２つの撮像素子Ｂ、Ｃを設けると
共に、これらの撮像素子Ｂ、Ｃに撮像素子Ａに入射する
被写体光を分割して入射させる。そして、撮像素子Ｂ、
Ｃからのビデオ信号から焦点評価値を取得し、これらの
焦点評価値の大小関係に基づいて、ピント状態が前ピ
ン、後ピン、合焦のいずれの状態かを検出する。ピント
状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃには、映像用の撮像素子Ａ
に対して画素数が少なく、撮像サイズが小さいＣＣＤが
使用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮影レンズのピント
状態検出装置に係り、特に撮影レンズのピント状態が前
ピン、後ピン、合焦のいずれの状態かを検出する撮影レ
ンズのピント状態検出装置に関する。
状態検出装置に係り、特に撮影レンズのピント状態が前
ピン、後ピン、合焦のいずれの状態かを検出する撮影レ
ンズのピント状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光路長の異なる複数の撮像素子を
用いてテレビレンズのピント状態（前ピン、後ピン、合
焦）を検出するピント状態検出装置が提案されている
（特開昭５５−７６３１２号公報、特公平７−６０２１
１号公報）。例えば、映像用画像を撮像する撮像素子
（映像用撮像素子）に対して同一撮影範囲の画像を撮像
する２つのピント状態検出用撮像素子を、それぞれ映像
用撮像素子よりも光路長が長くなる位置と短くなる位置
に配置する。そして、これらのピント状態検出用撮像素
子によって撮像された画像から高域周波数成分を抽出
し、これに基づいて、ピント状態検出用撮像素子の各撮
像面に対する合焦の程度（画像のコントラスト）を示す
焦点評価値を求め、比較する。これによって、焦点評価
値の大小関係から映像用撮像素子の撮像面におけるピン
ト状態、即ち、前ピン、後ピン、合焦のどの状態にある
かが検出される。このようなピント状態検出装置は、オ
ートフォーカスのための合焦検出手段として適用するこ
とができる。
用いてテレビレンズのピント状態（前ピン、後ピン、合
焦）を検出するピント状態検出装置が提案されている
（特開昭５５−７６３１２号公報、特公平７−６０２１
１号公報）。例えば、映像用画像を撮像する撮像素子
（映像用撮像素子）に対して同一撮影範囲の画像を撮像
する２つのピント状態検出用撮像素子を、それぞれ映像
用撮像素子よりも光路長が長くなる位置と短くなる位置
に配置する。そして、これらのピント状態検出用撮像素
子によって撮像された画像から高域周波数成分を抽出
し、これに基づいて、ピント状態検出用撮像素子の各撮
像面に対する合焦の程度（画像のコントラスト）を示す
焦点評価値を求め、比較する。これによって、焦点評価
値の大小関係から映像用撮像素子の撮像面におけるピン
ト状態、即ち、前ピン、後ピン、合焦のどの状態にある
かが検出される。このようなピント状態検出装置は、オ
ートフォーカスのための合焦検出手段として適用するこ
とができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
ＨＤ（High Definition ）システム用のカメラが使用さ
れるようになり、現行のＮＴＳＣ方式用のカメラに比べ
ると、映像用撮像素子の画素数が増加している。例え
ば、ＮＴＳＣ方式用のカメラで使用される撮像素子は３
８万画素（７６８×４９４）相当のものであるのに対し
て、ＨＤシステム用のカメラで使用される撮像素子は２
００万画素（１９２０×１０８２）相当のものとなる。
このようなＨＤシステムにおいてピント状態検出装置を
適用する場合には、当然、ピント状態検出用撮像素子に
も映像用撮像素子と同様のＨＤ仕様のもの、即ち、２０
０万画素相当のものを使用することが望ましいが、ＨＤ
仕様の撮像素子やその周辺回路では、ＮＴＳＣ方式など
の現行方式のものと比べて、高価、消費電力が大きい、
回路規模が大きいなどの欠点がある。
ＨＤ（High Definition ）システム用のカメラが使用さ
れるようになり、現行のＮＴＳＣ方式用のカメラに比べ
ると、映像用撮像素子の画素数が増加している。例え
ば、ＮＴＳＣ方式用のカメラで使用される撮像素子は３
８万画素（７６８×４９４）相当のものであるのに対し
て、ＨＤシステム用のカメラで使用される撮像素子は２
００万画素（１９２０×１０８２）相当のものとなる。
このようなＨＤシステムにおいてピント状態検出装置を
適用する場合には、当然、ピント状態検出用撮像素子に
も映像用撮像素子と同様のＨＤ仕様のもの、即ち、２０
０万画素相当のものを使用することが望ましいが、ＨＤ
仕様の撮像素子やその周辺回路では、ＮＴＳＣ方式など
の現行方式のものと比べて、高価、消費電力が大きい、
回路規模が大きいなどの欠点がある。
【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、安価で消費電力が少なく、回路規模が小さい撮
影レンズのピント状態検出装置を提供することを目的と
する。
もので、安価で消費電力が少なく、回路規模が小さい撮
影レンズのピント状態検出装置を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、映像用の画像を撮像する
カメラの映像用撮像手段に対して撮影レンズによるピン
ト状態が前ピン、後ピン又は合焦のいずれであるかを検
出するピント状態検出装置であって、前記撮影レンズに
入射する被写体光を光路長が異なる複数のピント状態検
出用撮像手段で撮像し、各ピント状態検出用撮像手段で
得られた各画像の高域周波数成分に基づいて焦点評価値
を求め、該求めた焦点評価値に基づいて前記ピント状態
を検出する撮影レンズのピント状態検出装置において、
前記ピント状態検出用撮像手段の画素数を前記映像用撮
像手段の画素数よりも少なくし、又は、前記ピント状態
検出用撮像手段の撮像サイズを前記映像用撮像手段の撮
像サイズよりも小さくし、前記映像用撮像手段によって
撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい画面範
囲でピント状態を検出するようにしたことを特徴として
いる。
に、請求項１に記載の発明は、映像用の画像を撮像する
カメラの映像用撮像手段に対して撮影レンズによるピン
ト状態が前ピン、後ピン又は合焦のいずれであるかを検
出するピント状態検出装置であって、前記撮影レンズに
入射する被写体光を光路長が異なる複数のピント状態検
出用撮像手段で撮像し、各ピント状態検出用撮像手段で
得られた各画像の高域周波数成分に基づいて焦点評価値
を求め、該求めた焦点評価値に基づいて前記ピント状態
を検出する撮影レンズのピント状態検出装置において、
前記ピント状態検出用撮像手段の画素数を前記映像用撮
像手段の画素数よりも少なくし、又は、前記ピント状態
検出用撮像手段の撮像サイズを前記映像用撮像手段の撮
像サイズよりも小さくし、前記映像用撮像手段によって
撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい画面範
囲でピント状態を検出するようにしたことを特徴として
いる。
【０００６】本発明によれば、映像用撮像手段によって
撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい画面範
囲でピント状態を検出するものとし、ピント状態検出用
撮像手段の画素数を映像用撮像手段の画素数よりも少な
くし、又は、ピント状態検出用撮像手段の撮像サイズを
映像用撮像手段の撮像サイズよりも小さくしたため、安
価で消費電力が少なく、回路規模が小さいピント状態検
出装置を提供することができる。
撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい画面範
囲でピント状態を検出するものとし、ピント状態検出用
撮像手段の画素数を映像用撮像手段の画素数よりも少な
くし、又は、ピント状態検出用撮像手段の撮像サイズを
映像用撮像手段の撮像サイズよりも小さくしたため、安
価で消費電力が少なく、回路規模が小さいピント状態検
出装置を提供することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る撮影レンズのピント状態検出装置の好ましい実施の
形態について詳説する。
係る撮影レンズのピント状態検出装置の好ましい実施の
形態について詳説する。
【０００８】図１は、本発明に係るピント状態検出装置
の構成を示した図である。同図に示すピント状態検出装
置は、例えば、テレビカメラに内蔵され、カメラから外
部へビデオ出力される映像用画像を撮像する映像用の撮
像素子（ＣＣＤ）Ａ（通常のカメラで搭載されている撮
像素子）の他に、ピント状態検出用の撮像素子（ＣＣ
Ｄ）Ｂと撮像素子（ＣＣＤ）Ｃとが設けられている。こ
れらの撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃは、テレビカメラに装着され
た撮影レンズを通過した被写体光を、それぞれ異なる光
路長の位置で撮像するように配置される。
の構成を示した図である。同図に示すピント状態検出装
置は、例えば、テレビカメラに内蔵され、カメラから外
部へビデオ出力される映像用画像を撮像する映像用の撮
像素子（ＣＣＤ）Ａ（通常のカメラで搭載されている撮
像素子）の他に、ピント状態検出用の撮像素子（ＣＣ
Ｄ）Ｂと撮像素子（ＣＣＤ）Ｃとが設けられている。こ
れらの撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃは、テレビカメラに装着され
た撮影レンズを通過した被写体光を、それぞれ異なる光
路長の位置で撮像するように配置される。
【０００９】撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃが配置される光学系の
構成を図２に示すと、同図に示すように撮影レンズを通
過した被写体光は、第１プリズムＰ１によって分割さ
れ、第１プリズムＰ１で反射された一方の被写体光は、
撮像素子Ｃの撮像面に入射される。第１プリズムＰ１を
通過した他方の被写体光は、次いで第２プリズムＰ２と
第３プリズムＰ３の境界部分で分割され、この境界部分
で反射された一方の被写体光は、撮像素子Ｂに入射され
る。そして、第１プリズムＰ１、第２プリズムＰ２及び
第３プリズムＰ３を通過した被写体光は撮像素子Ａに入
射される。尚、撮像素子Ｂと撮像素子Ｃに入射される被
写体光は、撮影レンズを通過して第１プリズムＰ１に入
射する被写体光の光量に対して同一の割合で分割され
る。一方、撮像素子Ｂと撮像素子Ｃに入射される被写体
光の光量が多いと、撮像素子Ａに入射される被写体光の
光量が少なくなり、本来必要な映像用の画像が暗くなる
ため、撮像素子Ａに入射される被写体光の光量に対して
撮像素子Ｂ及び撮像素子Ｃに入射される被写体光の光量
は可能な限り少ない方が好適である。
構成を図２に示すと、同図に示すように撮影レンズを通
過した被写体光は、第１プリズムＰ１によって分割さ
れ、第１プリズムＰ１で反射された一方の被写体光は、
撮像素子Ｃの撮像面に入射される。第１プリズムＰ１を
通過した他方の被写体光は、次いで第２プリズムＰ２と
第３プリズムＰ３の境界部分で分割され、この境界部分
で反射された一方の被写体光は、撮像素子Ｂに入射され
る。そして、第１プリズムＰ１、第２プリズムＰ２及び
第３プリズムＰ３を通過した被写体光は撮像素子Ａに入
射される。尚、撮像素子Ｂと撮像素子Ｃに入射される被
写体光は、撮影レンズを通過して第１プリズムＰ１に入
射する被写体光の光量に対して同一の割合で分割され
る。一方、撮像素子Ｂと撮像素子Ｃに入射される被写体
光の光量が多いと、撮像素子Ａに入射される被写体光の
光量が少なくなり、本来必要な映像用の画像が暗くなる
ため、撮像素子Ａに入射される被写体光の光量に対して
撮像素子Ｂ及び撮像素子Ｃに入射される被写体光の光量
は可能な限り少ない方が好適である。
【００１０】これらの撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃに入射する被
写体光の光路（各撮像素子の光軸）を同一直線上で示す
と、図３に示すように、撮像素子Ｂの光路長が最も短
く、撮像素子Ｃの光路長が最も長くなっており、撮像素
子Ａの光路長は撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの光路長の中間
の長さとなっている。即ち、撮像素子Ａの撮像面に対し
て前後の等距離の位置に撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの撮像
面が平行に配置される。尚、被写体光を撮像素子Ａ、
Ｂ、Ｃに分割する光学系の構成は、上記図２のようなプ
リズムを使用した構成に限らない。
写体光の光路（各撮像素子の光軸）を同一直線上で示す
と、図３に示すように、撮像素子Ｂの光路長が最も短
く、撮像素子Ｃの光路長が最も長くなっており、撮像素
子Ａの光路長は撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの光路長の中間
の長さとなっている。即ち、撮像素子Ａの撮像面に対し
て前後の等距離の位置に撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの撮像
面が平行に配置される。尚、被写体光を撮像素子Ａ、
Ｂ、Ｃに分割する光学系の構成は、上記図２のようなプ
リズムを使用した構成に限らない。
【００１１】また、図４に映像用の撮像素子Ａとピント
状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃとを光軸を重ねて光軸方向
から比較して示すと、同図に示すように、撮像素子Ａと
撮像素子Ｂ、Ｃとは、画素数及び撮像サイズ（受光サイ
ズ）が相違している。例えば、ＨＤシステムのカメラで
の仕様を前提とすると、映像用の撮像素子Ａとして、約
２００万画素（１９２０×１０８２）の２／３インチＣ
ＣＤが使用される。これに対して、ピント状態検出用の
撮像素子Ｂ、Ｃとして、例えば、現行のＮＴＳＣ方式で
使用される約３８万画素（７６８×４９４）の１／３イ
ンチＣＣＤが使用される。
状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃとを光軸を重ねて光軸方向
から比較して示すと、同図に示すように、撮像素子Ａと
撮像素子Ｂ、Ｃとは、画素数及び撮像サイズ（受光サイ
ズ）が相違している。例えば、ＨＤシステムのカメラで
の仕様を前提とすると、映像用の撮像素子Ａとして、約
２００万画素（１９２０×１０８２）の２／３インチＣ
ＣＤが使用される。これに対して、ピント状態検出用の
撮像素子Ｂ、Ｃとして、例えば、現行のＮＴＳＣ方式で
使用される約３８万画素（７６８×４９４）の１／３イ
ンチＣＣＤが使用される。
【００１２】ピント状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃによる
ピント状態検出の処理については後述するが、一般にピ
ント状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃによってピント情報を
得る画面上の範囲は、撮像素子Ａによって撮像される映
像用画像の全画面範囲よりも小さくすることが可能であ
る。従って、ピント状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃは、映
像用の撮像素子Ａの撮像サイズ（ＨＤシステムのイメー
ジサークル）全域をカバーする必要はなく、上述のよう
にＮＴＳＣ方式で使用される小型のものが使用可能であ
る。そして、例えば、撮像素子Ａと、撮像素子Ｂ、Ｃの
水平方向の１画素を同じサイズとしたときのＨＤシステ
ムの１／２．５の範囲でＨＤシステムと同じ分解能を持
つピント情報が撮像素子Ｂ、Ｃから得られる。
ピント状態検出の処理については後述するが、一般にピ
ント状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃによってピント情報を
得る画面上の範囲は、撮像素子Ａによって撮像される映
像用画像の全画面範囲よりも小さくすることが可能であ
る。従って、ピント状態検出用の撮像素子Ｂ、Ｃは、映
像用の撮像素子Ａの撮像サイズ（ＨＤシステムのイメー
ジサークル）全域をカバーする必要はなく、上述のよう
にＮＴＳＣ方式で使用される小型のものが使用可能であ
る。そして、例えば、撮像素子Ａと、撮像素子Ｂ、Ｃの
水平方向の１画素を同じサイズとしたときのＨＤシステ
ムの１／２．５の範囲でＨＤシステムと同じ分解能を持
つピント情報が撮像素子Ｂ、Ｃから得られる。
【００１３】図１に示すように、映像用の撮像素子Ａに
より撮像された被写体の画像信号は、図示しないカメラ
回路によって所定形式のビデオ信号に変換され、そのビ
デオ信号は、カメラ外部にビデオ出力される。また、ビ
ューファインダ１２に出力され表示される。
より撮像された被写体の画像信号は、図示しないカメラ
回路によって所定形式のビデオ信号に変換され、そのビ
デオ信号は、カメラ外部にビデオ出力される。また、ビ
ューファインダ１２に出力され表示される。
【００１４】一方、ピント状態検出用の撮像素子Ｂ及び
撮像素子Ｃで撮像された被写体の画像信号は、図示しな
い信号処理回路によって所定形式のビデオ信号に変換さ
れた後、それぞれ画像の鮮鋭度（画像のコントラスト）
を示す焦点評価値の信号に変換される。尚、撮像素子Ｂ
及び撮像素子Ｃから得られるビデオ信号は、撮像素子Ａ
から得られるビデオ信号と同じ形式である必要はない。
例えば、輝度信号のみでもよく、撮像素子Ｂ、Ｃには、
白黒画像用の撮像素子を使用することも可能である。
撮像素子Ｃで撮像された被写体の画像信号は、図示しな
い信号処理回路によって所定形式のビデオ信号に変換さ
れた後、それぞれ画像の鮮鋭度（画像のコントラスト）
を示す焦点評価値の信号に変換される。尚、撮像素子Ｂ
及び撮像素子Ｃから得られるビデオ信号は、撮像素子Ａ
から得られるビデオ信号と同じ形式である必要はない。
例えば、輝度信号のみでもよく、撮像素子Ｂ、Ｃには、
白黒画像用の撮像素子を使用することも可能である。
【００１５】撮像素子Ｂから得られたビデオ信号に基づ
く焦点評価値信号の導出回路について説明すると、撮像
素子Ｂから得られたビデオ信号は、まず、ハイパスフィ
ルタ（ＨＰＦ）１４に入力され、そのビデオ信号の高域
周波数成分が抽出される。ＨＰＦ１４で抽出された高域
周波数成分の信号はＡ／Ｄ変換器１６によってデジタル
信号に変換される。そして、撮像素子Ｂにより撮像され
た画像の１画面分（１フィールド分）のデジタル信号の
うち所定のフォーカスエリア内（例えば、画面中央部
分）の画素に対応するデジタル信号のみがゲート回路１
８によって抽出された後、その抽出された範囲のデジタ
ル信号の値が加算器２０によって加算される。これによ
って、フォーカスエリア内のビデオ信号の高域周波数成
分の値の総和が求められる。加算器２０によって得られ
た値は、フォーカスエリア内における画像の鮮鋭度の高
低を示す焦点評価値の信号としてＣＰＵ３０に与えられ
る。
く焦点評価値信号の導出回路について説明すると、撮像
素子Ｂから得られたビデオ信号は、まず、ハイパスフィ
ルタ（ＨＰＦ）１４に入力され、そのビデオ信号の高域
周波数成分が抽出される。ＨＰＦ１４で抽出された高域
周波数成分の信号はＡ／Ｄ変換器１６によってデジタル
信号に変換される。そして、撮像素子Ｂにより撮像され
た画像の１画面分（１フィールド分）のデジタル信号の
うち所定のフォーカスエリア内（例えば、画面中央部
分）の画素に対応するデジタル信号のみがゲート回路１
８によって抽出された後、その抽出された範囲のデジタ
ル信号の値が加算器２０によって加算される。これによ
って、フォーカスエリア内のビデオ信号の高域周波数成
分の値の総和が求められる。加算器２０によって得られ
た値は、フォーカスエリア内における画像の鮮鋭度の高
低を示す焦点評価値の信号としてＣＰＵ３０に与えられ
る。
【００１６】上述と同様に撮像素子Ｃから得られたビデ
オ信号に基づいて、ＨＰＦ２２、Ａ／Ｄ変換器２４、ゲ
ート回路２６及び加算器２８により焦点評価値信号が生
成され、その焦点評価値信号がＣＰＵ３０に与えられ
る。尚、同図に示す同期信号発生回路３２から各種同期
信号が撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃ、やゲート回路１８、２６等
の各回路に与えられており、各回路の処理の同期が図ら
れている。また、同期信号発生回路３２からＣＰＵ３０
には、ビデオ信号の１フィールドごとの垂直同期信号
（Ｖ信号）が与えられている。
オ信号に基づいて、ＨＰＦ２２、Ａ／Ｄ変換器２４、ゲ
ート回路２６及び加算器２８により焦点評価値信号が生
成され、その焦点評価値信号がＣＰＵ３０に与えられ
る。尚、同図に示す同期信号発生回路３２から各種同期
信号が撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃ、やゲート回路１８、２６等
の各回路に与えられており、各回路の処理の同期が図ら
れている。また、同期信号発生回路３２からＣＰＵ３０
には、ビデオ信号の１フィールドごとの垂直同期信号
（Ｖ信号）が与えられている。
【００１７】また、図４に示したように、撮像素子Ｂ、
Ｃの撮像エリアは、撮像素子Ａの撮像エリアに対して画
面中央部に制限されているため、撮像素子Ｂ、Ｃのそれ
ぞれの全画面範囲をフォーカスエリアとしてもよく、そ
の場合には上記ゲート回路１８、２６を不要としてもよ
い。
Ｃの撮像エリアは、撮像素子Ａの撮像エリアに対して画
面中央部に制限されているため、撮像素子Ｂ、Ｃのそれ
ぞれの全画面範囲をフォーカスエリアとしてもよく、そ
の場合には上記ゲート回路１８、２６を不要としてもよ
い。
【００１８】ＣＰＵ３０は、撮像素子Ｂ及び撮像素子Ｃ
から得られた焦点評価値信号に基づいて、撮影レンズの
現在のピントが、前ピン、後ピン又は合焦のいずれのピ
ント状態にあるかを検出する。そして、例えば、オート
フォーカスにおける合焦検出手段として本ピント状態検
出装置を使用する場合には、ＣＰＵ３０は、検出したピ
ント状態に基づいて、撮影レンズのフォーカス制御部３
２に指示信号を与え、フォーカス位置が合焦位置となる
ようにフォーカス制御部３２によってフォーカスレンズ
を移動させる。
から得られた焦点評価値信号に基づいて、撮影レンズの
現在のピントが、前ピン、後ピン又は合焦のいずれのピ
ント状態にあるかを検出する。そして、例えば、オート
フォーカスにおける合焦検出手段として本ピント状態検
出装置を使用する場合には、ＣＰＵ３０は、検出したピ
ント状態に基づいて、撮影レンズのフォーカス制御部３
２に指示信号を与え、フォーカス位置が合焦位置となる
ようにフォーカス制御部３２によってフォーカスレンズ
を移動させる。
【００１９】撮像素子Ｂ及び撮像素子Ｃから得られた焦
点評価値に基づくピント状態の検出は例えば以下のよう
にして行う。図５は、横軸に撮影レンズのフォーカス位
置、即ち、フォーカスリング等によるピント調整位置、
縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフ
ォーカス位置に対する焦点評価値の様子を示した図であ
る。図中実線で示す曲線ａは、撮像素子Ａから得られた
ビデオ信号に基づいて焦点評価値を取得したと仮定した
場合に、撮影レンズのフォーカス位置に対するその焦点
評価値を示し、図中点線で示す曲線ｂ、ｃは、それぞれ
上述のように撮像素子Ｂ、Ｃから得られた焦点評価値を
示している。
点評価値に基づくピント状態の検出は例えば以下のよう
にして行う。図５は、横軸に撮影レンズのフォーカス位
置、即ち、フォーカスリング等によるピント調整位置、
縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフ
ォーカス位置に対する焦点評価値の様子を示した図であ
る。図中実線で示す曲線ａは、撮像素子Ａから得られた
ビデオ信号に基づいて焦点評価値を取得したと仮定した
場合に、撮影レンズのフォーカス位置に対するその焦点
評価値を示し、図中点線で示す曲線ｂ、ｃは、それぞれ
上述のように撮像素子Ｂ、Ｃから得られた焦点評価値を
示している。
【００２０】同図において、曲線ａの焦点評価値が最大
（極大）となるフォーカス位置Ｆ３が合焦位置である
が、今、撮影レンズのフォーカス位置（ピント調整位
置）が図中Ｆ１の位置に設定されているとする。このと
き、撮像素子Ｂから得られる焦点評価値は、曲線ｂによ
りフォーカス位置Ｆ１に対応する値であり、撮像素子Ｃ
から得られる焦点評価値は、曲線ｃによりフォーカス位
置Ｆ１に対応する値であるから、撮像素子Ｂから得られ
る焦点評価値の方が撮像素子Ｃから得られる焦点評価値
よりも大きいことが分かる。即ち、撮影レンズのフォー
カス位置が合焦位置であるフォーカス位置Ｆ３より至近
側に設定されている場合、撮像素子Ｂから得られる焦点
評価値の方が撮像素子Ｃから得られる焦点評価値よりも
大きく、この状態では、撮影レンズのピントは前ピンの
状態にある。
（極大）となるフォーカス位置Ｆ３が合焦位置である
が、今、撮影レンズのフォーカス位置（ピント調整位
置）が図中Ｆ１の位置に設定されているとする。このと
き、撮像素子Ｂから得られる焦点評価値は、曲線ｂによ
りフォーカス位置Ｆ１に対応する値であり、撮像素子Ｃ
から得られる焦点評価値は、曲線ｃによりフォーカス位
置Ｆ１に対応する値であるから、撮像素子Ｂから得られ
る焦点評価値の方が撮像素子Ｃから得られる焦点評価値
よりも大きいことが分かる。即ち、撮影レンズのフォー
カス位置が合焦位置であるフォーカス位置Ｆ３より至近
側に設定されている場合、撮像素子Ｂから得られる焦点
評価値の方が撮像素子Ｃから得られる焦点評価値よりも
大きく、この状態では、撮影レンズのピントは前ピンの
状態にある。
【００２１】一方、撮影レンズのフォーカス位置が図中
Ｆ２の位置に設定されているとする。この場合には、撮
像素子Ｃから得られる焦点評価値の方が撮像素子Ｂから
得られる焦点評価値よりも大きいことが分かる。即ち、
撮影レンズのフォーカス位置が合焦位置であるフォーカ
ス位置Ｆ３より無限遠側に設定されている場合、撮像素
子Ｃから得られる焦点評価値の方が撮像素子Ｂから得ら
れる焦点評価値よりも大きく、この状態では、撮影レン
ズのピントは後ピンの状態にある。
Ｆ２の位置に設定されているとする。この場合には、撮
像素子Ｃから得られる焦点評価値の方が撮像素子Ｂから
得られる焦点評価値よりも大きいことが分かる。即ち、
撮影レンズのフォーカス位置が合焦位置であるフォーカ
ス位置Ｆ３より無限遠側に設定されている場合、撮像素
子Ｃから得られる焦点評価値の方が撮像素子Ｂから得ら
れる焦点評価値よりも大きく、この状態では、撮影レン
ズのピントは後ピンの状態にある。
【００２２】撮影レンズのフォーカス位置（ピント調整
位置）が図中Ｆ３の合焦位置に設定されている場合、即
ち、撮影レンズのピントが合焦の状態にある場合には、
撮像素子Ｂと撮像素子Ｃのそれぞれから得られる焦点評
価値は等しいことが分かる。
位置）が図中Ｆ３の合焦位置に設定されている場合、即
ち、撮影レンズのピントが合焦の状態にある場合には、
撮像素子Ｂと撮像素子Ｃのそれぞれから得られる焦点評
価値は等しいことが分かる。
【００２３】以上のことから、ＣＰＵ３０は、撮像素子
Ｂから得られた焦点評価値と撮像素子Ｃから得られた焦
点評価値とを比較し、撮像素子Ｂから得られた焦点評価
値の方が撮像素子Ｃから得られた焦点評価値よりも大き
い場合には、撮影レンズのピントは、前ピンの状態と判
断する。逆に、撮像素子Ｃから得られた焦点評価値の方
が撮像素子Ｂから得られた焦点評価値よりも大きい場合
には、撮影レンズのピントは、後ピンの状態と判断す
る。一方、撮像素子Ｂから得られた焦点評価値と撮像素
子Ｃから得られた焦点評価値が等しい場合には、撮影レ
ンズのピントは、合焦の状態と判断する。
Ｂから得られた焦点評価値と撮像素子Ｃから得られた焦
点評価値とを比較し、撮像素子Ｂから得られた焦点評価
値の方が撮像素子Ｃから得られた焦点評価値よりも大き
い場合には、撮影レンズのピントは、前ピンの状態と判
断する。逆に、撮像素子Ｃから得られた焦点評価値の方
が撮像素子Ｂから得られた焦点評価値よりも大きい場合
には、撮影レンズのピントは、後ピンの状態と判断す
る。一方、撮像素子Ｂから得られた焦点評価値と撮像素
子Ｃから得られた焦点評価値が等しい場合には、撮影レ
ンズのピントは、合焦の状態と判断する。
【００２４】以上、上記実施の形態では、ピント状態検
出用の撮像素子Ｂ、Ｃを、映像用の画像を撮影する撮像
素子Ａの他に特別に設けるようにしたが、撮像素子Ａを
ピント状態検出用の撮像素子としても兼用すれば、ピン
ト状態検出用の特別の撮像素子は１つだけでもよい。例
えば、図１において、撮像素子Ｃを設けないで、撮像素
子Ａと撮像素子Ｂとによってピント状態を検出する場合
について説明すると、まず、撮像素子Ａにより得られた
ビデオ信号から焦点評価値を取得するための回路をＨＰ
Ｆ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、ゲート回路１８、加算器２
０と同様に設け、その焦点評価値をＣＰＵ３０に入力で
きるようにする。そして、撮像素子Ａから得られた焦点
評価値と撮像素子Ｂから得られた焦点評価値とを上述と
同様に比較し、もし、これらの焦点評価値の大きさが等
しい場合には、合焦と判断する。この場合、正確には、
撮像素子Ａの撮像面と撮像素子Ｂの撮像面の中間位置に
おいて合焦が得られるが、撮像素子Ａの撮像面と撮像素
子Ｂの撮像面の距離が狭ければ撮像素子Ａの撮像面を焦
点深度の範囲内とすることができ、撮像素子Ａによって
得られたビデオ信号を映像用としても問題はない。これ
に対して、撮像素子Ｂから得られた焦点評価値の方が撮
像素子Ａから得られた焦点評価値よりも大きい場合に
は、前ピンと判断し、逆に、撮像素子Ａから得られた焦
点評価値の方が撮像素子Ｂから得られた焦点評価値より
も大きい場合には、後ピンと判断する。
出用の撮像素子Ｂ、Ｃを、映像用の画像を撮影する撮像
素子Ａの他に特別に設けるようにしたが、撮像素子Ａを
ピント状態検出用の撮像素子としても兼用すれば、ピン
ト状態検出用の特別の撮像素子は１つだけでもよい。例
えば、図１において、撮像素子Ｃを設けないで、撮像素
子Ａと撮像素子Ｂとによってピント状態を検出する場合
について説明すると、まず、撮像素子Ａにより得られた
ビデオ信号から焦点評価値を取得するための回路をＨＰ
Ｆ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、ゲート回路１８、加算器２
０と同様に設け、その焦点評価値をＣＰＵ３０に入力で
きるようにする。そして、撮像素子Ａから得られた焦点
評価値と撮像素子Ｂから得られた焦点評価値とを上述と
同様に比較し、もし、これらの焦点評価値の大きさが等
しい場合には、合焦と判断する。この場合、正確には、
撮像素子Ａの撮像面と撮像素子Ｂの撮像面の中間位置に
おいて合焦が得られるが、撮像素子Ａの撮像面と撮像素
子Ｂの撮像面の距離が狭ければ撮像素子Ａの撮像面を焦
点深度の範囲内とすることができ、撮像素子Ａによって
得られたビデオ信号を映像用としても問題はない。これ
に対して、撮像素子Ｂから得られた焦点評価値の方が撮
像素子Ａから得られた焦点評価値よりも大きい場合に
は、前ピンと判断し、逆に、撮像素子Ａから得られた焦
点評価値の方が撮像素子Ｂから得られた焦点評価値より
も大きい場合には、後ピンと判断する。
【００２５】また、上記実施の形態では、光学的に映像
用の撮像素子Ａの撮像面に対して前後の等距離の位置に
撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの撮像面を平行に配置したが、
撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの撮像面は映像用の撮像素子Ａ
の撮像面に対して前後の等距離の位置でなくてもよく、
少なくとも光路長の異なる位置に配置すればピント状態
を検出することができる。また、ピント状態検出用の撮
像素子は２つでなくてもよく、光路長の異なる３つ以上
の撮像素子によって上記焦点評価値を取得することによ
って、映像用の撮像素子の撮像面に対して合焦するフォ
ーカス位置を検出することができる。
用の撮像素子Ａの撮像面に対して前後の等距離の位置に
撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの撮像面を平行に配置したが、
撮像素子Ｂと撮像素子Ｃの撮像面は映像用の撮像素子Ａ
の撮像面に対して前後の等距離の位置でなくてもよく、
少なくとも光路長の異なる位置に配置すればピント状態
を検出することができる。また、ピント状態検出用の撮
像素子は２つでなくてもよく、光路長の異なる３つ以上
の撮像素子によって上記焦点評価値を取得することによ
って、映像用の撮像素子の撮像面に対して合焦するフォ
ーカス位置を検出することができる。
【００２６】また、上記実施の形態では、映像用の撮像
素子ＡとしてＨＤシステムで使用される２００万画素相
当のＣＣＤを前提とし、ピント状態検出用の撮像素子
Ｂ、Ｃに現行のＮＴＳＣ方式で使用される３８万画素相
当のＣＣＤを使用するものとしたが、本発明は、映像用
の撮像素子ＡがＨＤシステムで使用されるものでなくて
も適用できる。即ち、ＨＤシステムでなくても映像用の
撮像素子に対して画素数が少なく、また、撮像サイズが
小さいピント状態検出用の撮像素子を使用すれば有益で
ある。また、本発明では、ピント状態検出用の撮像素子
は、映像用の撮像素子に対して、画素数が少ない、又
は、撮像サイズが小さい、といういずれか一方の条件を
満たす場合であっても有益である。
素子ＡとしてＨＤシステムで使用される２００万画素相
当のＣＣＤを前提とし、ピント状態検出用の撮像素子
Ｂ、Ｃに現行のＮＴＳＣ方式で使用される３８万画素相
当のＣＣＤを使用するものとしたが、本発明は、映像用
の撮像素子ＡがＨＤシステムで使用されるものでなくて
も適用できる。即ち、ＨＤシステムでなくても映像用の
撮像素子に対して画素数が少なく、また、撮像サイズが
小さいピント状態検出用の撮像素子を使用すれば有益で
ある。また、本発明では、ピント状態検出用の撮像素子
は、映像用の撮像素子に対して、画素数が少ない、又
は、撮像サイズが小さい、といういずれか一方の条件を
満たす場合であっても有益である。
【００２７】また、上記実施の形態の応用例として、ピ
ント状態検出用の撮像素子（撮像素子Ｂ、Ｃ）に更に小
型の撮像サイズのＣＣＤを使用して、映像用の撮像素子
（撮像素子Ａ）よりも高い分解能を持つように構成し、
ピント情報の精度を向上させることもできる。
ント状態検出用の撮像素子（撮像素子Ｂ、Ｃ）に更に小
型の撮像サイズのＣＣＤを使用して、映像用の撮像素子
（撮像素子Ａ）よりも高い分解能を持つように構成し、
ピント情報の精度を向上させることもできる。
【００２８】また、ピント状態検出用の撮像素子（撮像
素子Ｂ、Ｃ）として映像用の撮像素子（撮像素子Ａ）と
異なる撮像サイズのＣＣＤを使用するかわりに、光学的
にピント状態検出用の撮像素子（撮像素子Ｂ、Ｃ）のイ
メージサークルを変更するようにしてもよい。
素子Ｂ、Ｃ）として映像用の撮像素子（撮像素子Ａ）と
異なる撮像サイズのＣＣＤを使用するかわりに、光学的
にピント状態検出用の撮像素子（撮像素子Ｂ、Ｃ）のイ
メージサークルを変更するようにしてもよい。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る撮影レ
ンズのピント状態検出装置によれば、映像用撮像手段に
よって撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい
画面範囲でピント状態を検出するものとし、ピント状態
検出用撮像手段の画素数を映像用撮像手段の画素数より
も少なくし、又は、ピント状態検出用撮像手段の撮像サ
イズを映像用撮像手段の撮像サイズよりも小さくしたた
め、安価で消費電力が少なく、回路規模が小さいピント
状態検出装置を提供することができる。
ンズのピント状態検出装置によれば、映像用撮像手段に
よって撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい
画面範囲でピント状態を検出するものとし、ピント状態
検出用撮像手段の画素数を映像用撮像手段の画素数より
も少なくし、又は、ピント状態検出用撮像手段の撮像サ
イズを映像用撮像手段の撮像サイズよりも小さくしたた
め、安価で消費電力が少なく、回路規模が小さいピント
状態検出装置を提供することができる。
【図１】図１は、本発明に係るピント状態検出装置の構
成を示した図である。
成を示した図である。
【図２】図２は、映像用の画像を撮像する撮像素子と、
ピント状態検出用の撮像素子が配置される光学系の構成
の一実施の形態を示した図である。
ピント状態検出用の撮像素子が配置される光学系の構成
の一実施の形態を示した図である。
【図３】図３は、撮像素子Ａ、Ｂ、Ｃに入射する被写体
光の光路を同一直線上で示した場合の撮像素子Ａ、Ｂ、
Ｃの位置関係を示した図である。
光の光路を同一直線上で示した場合の撮像素子Ａ、Ｂ、
Ｃの位置関係を示した図である。
【図４】図４は、映像用の撮像素子Ａとピント状態検出
用の撮像素子Ｂ、Ｃとを光軸を重ねて光軸方向から比較
して示した図である。
用の撮像素子Ｂ、Ｃとを光軸を重ねて光軸方向から比較
して示した図である。
【図５】図５は、ある被写体を撮影した際のフォーカス
位置に対する焦点評価値の様子を示した図である。
位置に対する焦点評価値の様子を示した図である。
Ａ、Ｂ、Ｃ…撮像素子（ＣＣＤ）、１４、２２…ハイパ
スフィルタ（ＨＰＦ）、１６、２４…Ａ／Ｄ変換器、１
８、２６…ゲート回路、２０、２８…加算器、３０…Ｃ
ＰＵ
スフィルタ（ＨＰＦ）、１６、２４…Ａ／Ｄ変換器、１
８、２６…ゲート回路、２０、２８…加算器、３０…Ｃ
ＰＵ
Claims (1)
- 【請求項１】 映像用の画像を撮像するカメラの映像用
撮像手段に対して撮影レンズによるピント状態が前ピ
ン、後ピン又は合焦のいずれであるかを検出するピント
状態検出装置であって、前記撮影レンズに入射する被写
体光を光路長が異なる複数のピント状態検出用撮像手段
で撮像し、各ピント状態検出用撮像手段で得られた各画
像の高域周波数成分に基づいて焦点評価値を求め、該求
めた焦点評価値に基づいて前記ピント状態を検出する撮
影レンズのピント状態検出装置において、 前記ピント状態検出用撮像手段の画素数を前記映像用撮
像手段の画素数よりも少なくし、又は、前記ピント状態
検出用撮像手段の撮像サイズを前記映像用撮像手段の撮
像サイズよりも小さくし、前記映像用撮像手段によって
撮像される映像用画像の全画面範囲よりも小さい画面範
囲でピント状態を検出するようにしたことを特徴とする
撮影レンズのピント状態検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001093366A JP2002287017A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 撮影レンズのピント状態検出装置 |
| GB0205133A GB2378834B (en) | 2001-03-28 | 2002-03-05 | Apparatus for detecting focusing status of taking lens |
| US10/090,756 US7030927B2 (en) | 2001-03-28 | 2002-03-06 | Apparatus for detecting focusing status of taking lens |
| DE10210232A DE10210232A1 (de) | 2001-03-28 | 2002-03-08 | Einrichtung zur Feststellung des Fokussierungszustands einer Aufnahmelinse |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001093366A JP2002287017A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 撮影レンズのピント状態検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002287017A true JP2002287017A (ja) | 2002-10-03 |
Family
ID=18947706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001093366A Pending JP2002287017A (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 撮影レンズのピント状態検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7030927B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002287017A (ja) |
| DE (1) | DE10210232A1 (ja) |
| GB (1) | GB2378834B (ja) |
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| KR100810226B1 (ko) * | 2007-01-24 | 2008-03-06 | 삼성전자주식회사 | 카메라 단말기에서 비디오 레코딩 제어 장치 및 방법 |
| JP2009223203A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Fuji Xerox Co Ltd | 開閉機構及び画像形成装置 |
| JP2015012442A (ja) * | 2013-06-28 | 2015-01-19 | ソニー株式会社 | 撮像装置、撮像方法、画像生成装置、画像生成方法、及び、プログラム |
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| US7042505B1 (en) | 1997-10-09 | 2006-05-09 | Fotonation Ireland Ltd. | Red-eye filter method and apparatus |
| US7630006B2 (en) * | 1997-10-09 | 2009-12-08 | Fotonation Ireland Limited | Detecting red eye filter and apparatus using meta-data |
| US6538249B1 (en) * | 1999-07-09 | 2003-03-25 | Hitachi, Ltd. | Image-formation apparatus using charged particle beams under various focus conditions |
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| US7970182B2 (en) * | 2005-11-18 | 2011-06-28 | Tessera Technologies Ireland Limited | Two stage detection for photographic eye artifacts |
| US7574016B2 (en) | 2003-06-26 | 2009-08-11 | Fotonation Vision Limited | Digital image processing using face detection information |
| US7792970B2 (en) | 2005-06-17 | 2010-09-07 | Fotonation Vision Limited | Method for establishing a paired connection between media devices |
| US7920723B2 (en) | 2005-11-18 | 2011-04-05 | Tessera Technologies Ireland Limited | Two stage detection for photographic eye artifacts |
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| US8520093B2 (en) | 2003-08-05 | 2013-08-27 | DigitalOptics Corporation Europe Limited | Face tracker and partial face tracker for red-eye filter method and apparatus |
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-
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-
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- 2002-03-06 US US10/090,756 patent/US7030927B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-08 DE DE10210232A patent/DE10210232A1/de not_active Ceased
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