(57)【要約】【課題】レーザ光を用いた測距方式のオートフォーカスを行ったのち、光路長の異なる複数の撮像素子を用いた精度の高いコントラスト方式のオートフォーカスを行うことにより、ピンボケとなるおそれが少なく、信頼性及び精度の高いピント合わせを行うことができるオートフォーカスシステムを提供する。【解決手段】撮影レンズ１０には、コントラスト方式のオートフォーカス制御のための光路長が異なる複数の撮像素子３２Ａ、３２Ｂと、測距方式のオートフォーカス制御のためのレーザ光源３４と受光素子３６が設置されている。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズに入射した被写体光を光路長の異なる位置に配置された複数の撮像素子により撮像して各撮像素子により得られた映像信号に基づいて前記撮影レンズのフォーカスを制御してピント合わせを自動で行うフォーカス制御手段を備えたオートフォーカスシステムにおいて、
ピントを合わせる被写体の距離を測定する測距手段を備え、
前記フォーカス制御手段は、前記測距手段により測定された距離に対してピントが合う位置に前記撮影レンズのフォーカスを移動させた後、前記映像信号に基づいて前記撮影レンズのフォーカスを制御することを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項２】
前記フォーカス制御手段は、前記測距手段により測定された被写体の距離と、フォーカスの現在位置に対してピントが合う被写体の距離との差が許容値を超えている場合に、前記測距手段により測定された被写体の距離に基づいて前記撮影レンズのフォーカスを制御することを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
【請求項３】
前記測距手段は、被写体に光を照射し、該被写体で反射した光を検出することにより、該被写体の距離を測定することを特徴とする請求項１のオートフォーカスシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はオートフォーカスシステムに係り、特にコントラスト方式のオートフォーカス制御を行うオートフォーカスシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビデオカメラなどのオートフォーカスは、コントラスト方式によるものが一般的である。このコントラスト方式は、撮像素子から得られた映像信号のうちある範囲（フォーカスエリア）内の映像信号の高域周波数成分を積算して焦点評価値を生成し、その焦点評価値が最大（極大）となるようにピント調整を自動で行うものである。これによって、撮像素子で撮像された画像の鮮鋭度（コントラスト）が最大となる最良ピント（合焦）が得られる。
【０００３】
また、従来、光路長の異なる位置に配置した複数の撮像素子を用いて撮影レンズのピント状態（前ピン、後ピン、合焦）を検出する方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。これによれば、現在のフォーカス位置において、例えばフォーカスを前後に移動させたときの焦点評価値を複数の撮像素子から得られた映像信号によって同時に知ることができ、その情報に基づいてフォーカスを制御することによって迅速にピント合わせを行うことができる。
【０００４】
【特許文献１】
特願２００１−１６８２４６
【０００５】
【特許文献２】
特願２００１−１６８２４７
【０００６】
【特許文献３】
特願２００１−１６８２４８
【０００７】
【特許文献４】
特願２００１−１６８２４９
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようなコントラスト方式のオートフォーカスの場合、高精度のピント合わせが可能であり、特に光路長の異なる複数の撮像素子を用いたオートフォーカスの場合には、迅速で且つ高精度のピント合わせが可能である。しかしながら、ピントが大きくずれている時、ズームがテレ方向に移動している時、又は、アイリスが開放方向に変化している時などでは、ピント合わせが正しく行われないことがあった。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、光路長の異なる複数の撮像素子を用いたコントラスト方式のオートフォーカスにおいて、ピントが大きくずれている状態からでも確実にピントが合うようにしてオートフォーカスの信頼性の向上を図るオートフォーカスシステムを提供する。
【００１０】
【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、撮影レンズに入射した被写体光を光路長の異なる位置に配置された複数の撮像素子により撮像して各撮像素子により得られた映像信号に基づいて前記撮影レンズのフォーカスを制御してピント合わせを自動で行うフォーカス制御手段を備えたオートフォーカスシステムにおいて、ピントを合わせる被写体の距離を測定する測距手段を備え、前記フォーカス制御手段は、前記測距手段により測定された距離に対してピントが合う位置に前記撮影レンズのフォーカスを移動させた後、前記映像信号に基づいて前記撮影レンズのフォーカスを制御することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記フォーカス制御手段は、前記測距手段により測定された被写体の距離と、フォーカスの現在位置に対してピントが合う被写体の距離との差が許容値を超えている場合に、前記測距手段により測定された被写体の距離に基づいて前記撮影レンズのフォーカスを制御することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記測距手段は、被写体に光を照射し、該被写体で反射した光を検出することにより、該被写体の距離を測定することを特徴としている。
【００１３】
本発明によれば、ピント合せの精度は低いがピンボケとなるおそれが少ない測距方式のオートフォーカスを行ったのち、光路長の異なる複数の撮像素子を用いた精度の高いコントラスト方式のオートフォーカスを行うようにしたため、ピンボケとなるおそれが少なく、信頼性及び精度の高いピント合わせが行われるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係るオートフォーカスシステムの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１５】
図１は、本発明が適用されたテレビカメラシステムの光学系の構成を示したブロック図である。同図に示すテレビカメラシステムは、撮影レンズ１０を備えたレンズ装置とカメラ本体１２等から構成されており、カメラ本体１２には、再生用（放映用等）の映像を撮影し、所定形式の映像信号として出力又は記録媒体に記録するための撮像素子（以下、映像用撮像素子という）や所要の回路等が搭載されている。
【００１６】
撮影レンズ１０を備えたレンズ装置は、カメラ本体１２に着脱可能に装着され、主に光学系（撮影レンズ１０）と制御系（後述）とから構成されている。撮影レンズ１０には、光軸Ｏに沿ってフォーカスレンズ（群）１６、変倍系及び補正系（図示せず）からなるズームレンズ（群）１８、アイリス２０、前側リレーレンズ２２Ａ及び後側リレーレンズ２２Ｂからなるリレーレンズ（リレー光学系）等が配置されている。尚、説明は省略するがズームレンズ１８やアイリス２０は図示しない駆動機構によって駆動されるようになっている。また、フォーカスレンズ１６の駆動制御については後述する。
【００１７】
リレー光学系の前側リレーレンズ２２Ａと後側リレーレンズ２２Ｂとの間には、ピント状態検出用の被写体光を映像用の被写体光から分岐するためのハーフミラー２４が配置されている。このハーフミラー２４は、撮影レンズ１０の光軸Ｏに対して略４５度傾斜して設置されており、前側リレーレンズ２２Ａを通過した被写体光の例えば１／３の光量を直角に反射して、映像用の被写体光から分岐する。ハーフミラー２４は、同等の反射・透過の役割を成すプリズムであっても良い。
【００１８】
ハーフミラー２４を透過した被写体光は、映像用の被写体光として撮影レンズ１０の後端側から射出されたのち、カメラ本体１２の撮像部１４に入射する。撮像部１４の構成については省略するが、撮像部１４に入射した被写体光は、例えば色分解光学系により、赤色光、緑色光、青色光の３色に分解され、各色ごとの映像用撮像素子の撮像面に入射する。これによって放映用のカラー映像が撮影される。なお、図中のピント面Ｐは、各映像用撮像素子の撮像面に対して光学的に等価な位置を撮影レンズ１０の光軸Ｏ上に示したものである。
【００１９】
一方、ハーフミラー２４で反射された被写体光は、ピント状態検出用の被写体光として光軸Ｏに対して垂直な光軸Ｏ′に沿って進行し、リレーレンズ２６に入射する。そして、このリレーレンズ２６で集光されてピント状態検出部２８に入射する。
【００２０】
ピント状態検出部２８は、４つのプリズム３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、ピント状態検出用の一対の撮像素子３２Ａ、３２Ｂ（以下、ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂという）、レーザ光源３４及び受光素子３６等から構成されている。
【００２１】
上述したようにハーフミラー２４で反射した被写体光は、ピント状態検出用被写体光として光軸Ｏ′に沿って進行し、まず、第１プリズム３０Ａに入射する。第１プリズム３０Ａに入射した被写体光は、第１プリズム３０Ａと第２プリズム３０Ｂの境界面３０ａで反射光と透過光に分割される。このうち反射光は一方のピント状態検出用撮像素子３２Ａの撮像面に入射され、透過光は第２プリズム３０Ｂに入射する。
【００２２】
第２プリズム３０Ｂに入射した被写体光は、第２プリズム３０Ｂと第３プリズムの境界面３０ｂで反射して他方のピント状態検出用撮像素子３２Ｂに入射する。尚、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂの撮像面には、それぞれ可視光領域に関して等しい光量の被写体光が入射するように境界面３０ａ、３０ｂでの反射率が調整されている。また、本実施の形態ではレーザ光源３４から出力される光は赤外光であり、境界面３０ａ及び境界面３０ｂでは赤外光を透過させる一方、境界面３０ｂでは可視光を全反射させるようにすることが望ましい。
【００２３】
図２は、カメラ本体１２の映像用撮像素子に入射する被写体光の光軸と一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂに入射する被写体光の光軸を同一直線上に表した図である。同図に示すように、一方のピント状態検出用撮像素子３２Ａに入射する被写体光の光路長は、他方のピント状態検出用撮像素子３２Ｂに入射する被写体光の光路長よりも短く設定され、映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に入射する被写体光の光路長は、その中間の長さとなるように設定されている。すなわち、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂ（の撮像面）は、それぞれ映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に対して前後等距離の位置に配置されている。
【００２４】
このように配置された一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂにより、撮影レンズ１０に入射した被写体光が映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に対して前後等距離の位置で撮像されるようになっている。尚、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂは、映像用撮像素子の撮像面に対して前後等距離の位置に撮像面を配置したときに撮像される映像を撮像するもので必ずしもピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂと映像用撮像素子との光路長の関係が図２のようになる場合に限らない。また、ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂは後述のようにピント状態検出（オートフォーカス制御）のための映像信号を取得するものであり、カラー映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態では白黒画像を撮像するＣＣＤであるものとする。
【００２５】
一方、レーザ光源３４からは赤外光領域（例えば１０００〜１８００ｎｍ）のパルス状のレーザ光が出力されるようになっており、レーザ光源３４から出力されたレーザ光は、第４プリズム３０Ｄ、第３プリズム３０Ｃ、第２プリズム３０Ｂ、第１プリズム３０Ａを順に通過してハーフミラー２４に入射する。そして、ハーフミラー２４で反射して前側リレーレンズ２２Ａ、アイリス２０、ズームレンズ１８、フォーカスレンズ１６を順に通過して撮影レンズ１０から出射される。撮影レンズ１０から出射されたレーザ光は、撮影レンズ１０の画角内の略中央にある被写体（ピントを合わせる被写体）に照射されてその被写体で反射し、往路を逆方向に進行する。これによって被写体で反射したレーザ光は、ピント状態検出部２８に入射して第３プリズム３０Ｃと第４プリズム３０Ｄの境界面３０ｃで反射し、受光素子３６に入射する。
【００２６】
このようにレーザ光源３４から出力されたレーザ光が撮影レンズ１０の画角中央の被写体に照射され、その反射光が受光素子３６によって受光されるようになっている。尚、被写体に照射する光は、レーザ光でなくてもよく非干渉の光でもよいし、また、必ずしも赤外光の波長でなくてもよい。
【００２７】
次に、レンズ装置におけるオートフォーカス制御に関連する制御系について説明する。図３は、オートフォーカス制御に関連する制御系の構成を示したブロック図である。上記フォーカスレンズ１６は、図３に示すようにフォーカスモータ５０に連結されており、フォーカスモータ５０が駆動されると、フォーカスレンズ１６が光軸方向に移動しフォーカスが変更される。フォーカスモータ５０には、フォーカスモータ駆動回路５２から駆動電圧が与えられ、フォーカスモータ駆動回路５２にはＣＰＵ５４からの制御信号が与えられる。
【００２８】
ＣＰＵ５４からの制御信号は、例えば、フォーカスモータ５０の回転速度、即ち、フォーカスレンズ１６の移動速度に対応する電圧値を示しており、その電圧値がフォーカスモータ駆動回路５２に与えられると、フォーカスモータ駆動回路５２によって電圧増幅され、その増幅された電圧が駆動電圧としてフォーカスモータ５０に印加される。これによって、フォーカスモータ５０の回転速度がＣＰＵ５４によって制御される。
【００２９】
また、フォーカスレンズ位置検出器５６によってフォーカスレンズ１６の現在位置が検出され、その検出信号がＣＰＵ５４に与えられるようになっている。従って、ＣＰＵ５４の処理において、上述のようにフォーカスモータ５０の回転速度を制御することにより、フォーカスレンズ１６の動作速度を所望の速度に制御することができると共に、フォーカスレンズ位置検出器５６からの検出信号によりフォーカスレンズ１６の現在位置を読み取りながら、フォーカスモータ５０の回転速度を制御することにより、フォーカスレンズ１６の設定位置を所望の位置に制御することができるようになっている。
【００３０】
一方、オートフォーカス制御は、コントラスト方式と測距方式との組み合わせで行われ、ピント合わせの粗調が測距方式で行われ、微調がコントラスト方式で行われるようになっている。そこでまず、コントラスト方式のオートフォーカス制御について説明する。コントラスト方式のオートフォーカス制御では上記ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂからの映像信号に基づいて行われるようになっており、一対のピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂで撮像された画像（映像）は、１画面を構成する複数の走査線（水平ライン）にそって各画素値を順次伝送する映像信号として出力され、焦点評価値生成部５８に入力される。焦点評価値生成部５８の構成、処理については後述するが、焦点評価値生成部５８において、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから入力された映像信号から、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂで撮像された各画像のコントラスト（鮮鋭度）の高低を示す焦点評価値が生成され、それらの生成された焦点評価値がＣＰＵ５４に与えられるようになっている。尚、ピント状態検出用撮像素子３２Ａからの映像信号に基づいて生成された焦点評価値を、チャンネルＡ（ｃｈＡ）の焦点評価値といい、ピント状態検出用撮像素子３２Ｂからの映像信号に基づいて生成された焦点評価値を、チャンネルＢ（ｃｈＢ）の焦点評価値という。ＣＰＵ５４では、詳細を後述するように、焦点評価値生成部５８から取得したｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値を取得し、その取得した焦点評価値に基づいて、撮影レンズ１０のピント状態（前ピン、後ピン、合焦）を検出すると共に、撮影レンズ１０のピント状態が合焦となるようにフォーカスレンズ１６の位置を制御する。
【００３１】
ここで、焦点評価値生成部５８の構成及び処理について説明する。図４に示すように、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから出力された映像信号は、焦点評価値生成部５８のハイパスフィルタ（ＨＰＦ）８０Ａ、８０Ｂに入力される。ここでピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂは、いずれも白黒画像を撮影するＣＣＤであることから、各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから出力される映像信号は、それぞれの画面を構成する各画素の輝度値を示す輝度信号である
ＨＰＦ８０Ａ、８０Ｂに入力された映像信号は、それぞれＨＰＦ８０Ａ、８０Ｂによってその高域周波数成分が抽出され、その高域周波数成分の信号は、続いてＡ／Ｄ変換器８２Ａ、８２Ｂによってデジタル信号に変換される。そして、ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂ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８４Ａ、８４Ｂによって抽出され、抽出された範囲のデジタル信号の値が加算器８６Ａ、８６Ｂによって加算される。これにより、フォーカスエリア内における映像信号の高域周波数成分の値の総和が求められる。加算器８６Ａ、８６Ｂ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であり、加算器８６Ａで得られた焦点評価値はチャンネルＡ（ｃｈＡ）の焦点評価値として、加算器８６Ｂで得られた焦点評価値はチャンネルＢ（ｃｈＢ）の焦点評価値としてＣＰＵ５４に与えられる。
【００３２】
尚、同図に示す同期信号発生回路８８からは、各種同期信号が各ピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂやゲート回路８４Ａ、８４Ｂ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。
【００３３】
続いて、上記焦点評価値に基づくピント状態検出及びフォーカス（フォーカスレンズ１６）の制御について説明すると、上記のように焦点評価値生成部５８から取得されるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値により映像用撮像素子の撮像面（ピント面Ｐ）に対する撮影レンズ１０の現在のピント状態を検出することができる。
【００３４】
図５は、横軸に撮影レンズのフォーカスレンズ１６の位置（フォーカス位置）、縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフォーカス位置に対する焦点評価値の様子を示した図である。図中点線で示す曲線Ｃは、映像用撮像素子（又は映像用撮像素子と共役の位置に配置された撮像素子）からの映像信号により焦点評価値を求めたと仮定した場合にその焦点評価値をフォーカス位置に対して示したものであり、図中実線で示す曲線Ａ、Ｂは、それぞれピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値をフォーカス位置に対して示したものである。同図において、曲線Ｃの焦点評価値が最大（極大）となる位置Ｆ３が合焦位置である。
【００３５】
撮影レンズのフォーカス位置が同図のＦ１に設定された場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ１は、曲線Ａの位置Ｆ１に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ１は、曲線Ｂの位置Ｆ１に対応する値となる。そして、この場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ１の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ１よりも大きくなり、このことから、フォーカス位置が合焦位置（Ｆ３）よりも至近側に設定された状態、すなわち、前ピンの状態であることが分かる。
【００３６】
一方、撮影レンズのフォーカス位置が同図のＦ２に設定された場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ２は、曲線Ａの位置Ｆ２に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ２は、曲線Ｂの位置Ｆ２に対応する値となる。そして、この場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ２の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ２よりも小さくなり、このことから、フォーカス位置が合焦位置（Ｆ３）よりも無限遠側に設定された状態、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。
【００３７】
これに対して、撮影レンズ１０のフォーカス位置がＦ３、すなわち合焦位置に設定された場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ３は、曲線Ａの位置Ｆ３に対応する値となり、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ３は、曲線Ｂの位置Ｆ３に対応する値となる。このとき、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ３とｃｈＢの焦点評価値ＶＢ３は等しくなり、このことから、フォーカス位置が合焦位置（Ｆ３）に設定された状態であることが分かる。
【００３８】
このように、焦点評価値生成部５８から得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値により、撮影レンズ１０の現在のピント状態が前ピン、後ピン、合焦のいずれの状態であるかを検出することができる。
【００３９】
従って、焦点評価値生成部５８から得られるｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいてフォーカスレンズ１６の位置を制御することにより、フォーカスレンズ１６を合焦位置に移動させることができる。即ち、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値が、前ピンであると判断される状態の場合には、フォーカスレンズ１６を無限遠方向に移動させ、後ピンであると判断される状態の場合には、フォーカスレンズ１６を至近方向に移動させ、合焦であると判断される状態となった場合には、フォーカスレンズ１６をその位置で停止させることによって、フォーカスレンズ１６を合焦位置に移動させることができる。
【００４０】
次に、測距方式（アクティブ方式）のオートフォーカス制御について説明すると、図３において、図１のピント状態検出部２８に示したレーザ光源３４及び受光素子３６が示されており、上述のようにレーザ光源３４からは、赤外光領域（例えば１０００〜１８００ｎｍ）のパルス状のレーザ光が撮影レンズ１０の略画角中央の被写体に向けて出力され、その被写体で反射したレーザ光が受光素子３６によって受光されるようになっている。測距部３８は、レーザ光源３４から出力したレーザ光のパルスが受光素子３６で受光されるまでの所要時間を計測し、その所要時間に基づいて被写体までの距離（被写体距離）を算出する。尚、測距方式は本実施の形態に示した方式に限らず、他の方式であってもよい。
【００４１】
ＣＰＵ５４は、測距部３８から測定した被写体距離の情報を取得し、その被写体距離に対してピントが合うフォーカスレンズ１６の位置を求め、上述のようにフォーカスモータ駆動回路５２を介してフォーカスモータ５０を駆動してフォーカスレンズ１６を求めた位置に移動させる。
【００４２】
ＣＰＵ５４はこのような測距方式によるオートフォーカス制御を、上記コントラスト方式のオートフォーカス制御に対する粗調として次の条件の場合に実行する。即ち、測距部３８において測距を行った際に、その測距された被写体距離ＦＬと、現時点で設定されているフォーカスレンズ１６の位置に対してピントが合う被写体距離ＦＰとの差｜ＦＬ−ＦＰ｜が許容値未満か否かを判断する。尚、許容値を例えば１ｍとする。もし、差｜ＦＬ−ＦＰ｜が１ｍ未満でない場合には、測距方式によるオートフォーカス制御を実行し、ピントが合う被写体距離がＦＬとなる位置にフォーカスレンズ１６を移動させた後、コントラスト方式のオートフォーカス制御を実行する。一方、差｜ＦＬ−ＦＰ｜が１ｍ未満の場合には、測距方式のオートフォーカス制御を実行することなくコントラスト方式のオートフォーカス制御を実行する。
【００４３】
図６は、上記ＣＰＵ５４におけるオートフォーカス制御の手順を示したフローチャートである。まず、ＣＰＵ５４は、測距部３８に対して測距（レーザ測距）を実行させ、その測距結果である被写体距離ＦＬを取得する（ステップＳ１０）。次いで、フォーカスレンズ位置検出器５６からの信号（フォーカスフォロー信号）によりフォーカスレンズ１６の現在位置を取得し、その現在位置に対してピントが合う被写体距離ＦＰを求める（ステップＳ１２）。
【００４４】
次に、ＣＰＵ５４は、上記被写体距離ＦＬとＦＰの差｜ＦＬ−ＦＰ｜が１ｍ未満か否かを判定する（ステップＳ１４）。ＮＯと判定した場合、測距部３８から得られた被写体距離ＦＬに対してピントが合う位置にフォーカスレンズ１６を移動させる（ステップＳ１６）。一方、ＹＥＳと判定した場合には、ステップＳ１６の処理を実行しない。
【００４５】
次に、ＣＰＵ５４は、焦点評価値生成部５８からｃｈＡの焦点評価値ＶＡとｃｈＢの焦点評価値ＶＢを取得する（ステップＳ１８、ステップＳ２０）。次いで、ＶＡ＞ＶＢか否かを判定し（ステップＳ２２）、ＹＥＳと判定した場合にはフォーカスレンズ１６を無限遠側に移動させる制御信号をフォーカスモータ駆動回路５２に出力し（ステップＳ２４）、上記ステップＳ１８に戻る。一方、ステップＳ２２においてＮＯと判定した場合には、次に、ＶＡ＜ＶＢか否かを判定する（ステップＳ２６）。ＹＥＳと判定した場合にはフォーカスレンズ１６を至近側に移動させる制御信号をフォーカスモータ駆動回路５２に出力し（ステップＳ２８）、上記ステップＳ１８に戻る。ステップＳ２６においてＮＯと判定した場合、即ち、ＶＡ＝ＶＢの場合には、被写体にピントが合ったためフォーカスレンズ１６の動作を停止させて終了する。以上の処理を繰り返すことによって被写体が動いた場合、被写体が変わった場合などでも被写体にピントが合っている状態が常に維持され、ピントが大きくずれるという不具合が確実に防止される。
【００４６】
以上、上記実施の形態では、ＡＦ用として２つのピント状態検出用撮像素子３２Ａ、３２Ｂから２つの焦点評価値を取得してＡＦ制御を行う場合について説明したが、これに限らず、ＡＦ用の撮像素子が３つ以上の場合においても本発明を適用できる。
【００４７】
また、上記実施の形態では、本発明をテレビカメラシステムに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限らず、ビデオカメラや静止画を撮影するスチルカメラにも適用することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、ピント合せの精度は低いがピンボケとなるおそれが少ない測距方式のオートフォーカスを行ったのち、光路長の異なる複数の撮像素子を用いた精度の高いコントラスト方式のオートフォーカスを行うようにしたため、ピンボケとなるおそれが少なく、信頼性及び精度の高いピント合わせが行われるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明が適用されたテレビカメラシステムの光学系の構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、映像用撮像素子に入射する被写体光の光軸と一対のピント状態検出用撮像素子に入射する被写体光の光軸を同一直線上に表示した図である。
【図３】図３は、オートフォーカス制御に関連する制御系の構成を示したブロック図である。
【図４】図４は、焦点評価値生成部の構成を示したブロック図である。
【図５】図５は、横軸に撮影レンズのフォーカス位置、縦軸に焦点評価値をとり、ある被写体を撮影した際のフォーカス位置に対する焦点評価値の様子を示した図である。
【図６】図６は、ＣＰＵにおけるオートフォーカス制御の処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…撮影レンズ、１２…カメラ本体、１４…撮像部、１６…フォーカスレンズ（群）、１８…ズームレンズ（群）、２０…アイリス、２２Ａ…前側リレーレンズ、２２Ｂ…後側リレーレンズ、２４…ハーフミラー、２６…リレーレンズ、２８…ピント状態検出部、３０Ａ…第１プリズム、３０Ｂ…第２プリズム、３０Ｃ…第３プリズム、３０Ｄ…第４プリズム、３２Ａ、３２Ｂ…ピント状態検出用撮像素子、３４…レーザ光源、３６…受光素子、３８…測距部、５０…フォーカスモータ、５２…フォーカスモータ駆動回路、５４…ＣＰＵ、５６…フォーカスレンズ位置検出器、５８…焦点評価値生成部、８０Ａ、８０Ｂ…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、８２Ａ、８２Ｂ…Ａ／Ｄ変換器、８４Ａ、８４Ｂ…ゲート回路、８６Ａ、８６Ｂ…加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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