(57)【要約】【課題】オートフォーカス用の撮像素子（ＡＦ用撮像素子）に対する露光調整をマニュアル操作で行えるようにすることによってＡＦにより所望の被写体にピントが合うようにＡＦ用撮像素子の映像に対する露光調整を適切に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】例えばテレビ放送用のレンズ装置において、ＡＦ用に設けられたＡＦ用撮像素子から得られた映像（画像）のコントラストに基づいて撮影レンズのフォーカスが合焦状態に設定される。ＡＦ用撮像素子によって撮影された映像の明るさは、ＡＦ部１２における露光補正ボリウム７０を操作することによって調整することができ、所望の被写体に合焦するように露光調整することができるようになっている。【選択図】      図２
2007264119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系により結像された像を記録又は再生用の画像として撮像する撮像手段とは別に、オートフォーカス用として専用のＡＦ用撮像手段を備え、該ＡＦ用撮像手段により撮像された画像に基づいて前記光学系のフォーカスを自動で合焦状態に設定するオートフォーカスシステムにおいて、
前記ＡＦ用撮像手段により撮像された画像の明るさを検出する明るさ検出手段と、
前記ＡＦ用撮像手段により撮像される画像に対する目標の明るさをマニュアル操作部材の操作に従って設定する目標設定手段と、
前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさと前記目標設定手段により設定された目標の明るさとに基づいて、前記ＡＦ用撮像手段により撮像される画像の明るさが前記目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項２】
前記目標設定手段は、自動で露光調整される際に目標とされる画像の明るさを前記マニュアル操作部材の操作に従って補正することによって前記目標の明るさを設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。
【請求項３】
光学系により結像された像を記録又は再生用の画像として撮像する撮像手段とは別に、オートフォーカス用として専用のＡＦ用撮像手段を備え、該ＡＦ用撮像手段により撮像された画像に基づいて前記光学系のフォーカスを自動で合焦状態に設定するオートフォーカスシステムにおいて、
前記ＡＦ用撮像手段により撮像された画像の明るさを異なる複数の測光方式により検出された明るさの重み付け平均によって検出する明るさ検出手段と、
前記明るさ検出手段における重み付け平均における重み係数をマニュアル操作部材の操作に従って変更する重み係数変更手段と、
前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさに基づいて、前記ＡＦ用撮像手段により撮像される画像の明るさが所定の目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカスシステム。
【請求項４】
前記明るさ検出手段は、前記ＡＦ用撮像手段により撮像された画像を示す画像信号の輝度レベルによって該画像の明るさを検出することを特徴とする請求項１、２、又は、３のオートフォーカスシステム。
【請求項５】
前記画像の明るさ及び目標の明るさは、前記光学系のフォーカスを合焦状態に設定する対象範囲となるＡＦエリアの範囲内の画像に関する明るさを示すことを特徴とする請求項１、２、３、又は、４のオートフォーカスシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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により自動でピント調整を行うオートフォーカスシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビカメラ等のビデオカメラで採用されるオートフォーカス（ＡＦ）は、撮像素子により得られた映像信号から被写体画像のコントラストを検出し、そのコントラストが最大（極大）となるようにフォーカスを制御するコントラスト方式が一般的である。被写体画像のコントラストは、例えば、撮像素子により得られた映像信号（輝度信号）から高域周波数成分を抽出し、その高域周波数成分の信号を１フィールド分ずつ積算した積算値によって定量的に検出される。尚、その積算値は、被写体画像のコントラストの高さを示すと共に、合焦の程度を示す値であり、本明細書では焦点評価値というものとする。
【０００３】
また、コントラスト方式のＡＦでは、カメラの撮像範囲の全体、即ち、カメラの撮像素子によって有効に撮像される被写体又は被写体画像の全体をＡＦの対象範囲とするのではなく、撮像範囲のうちの一部の範囲をＡＦの対象範囲とすることが多い。例えば、撮像素子から得られた映像信号のうち、ＡＦの対象範囲とする所定範囲内の映像信号を抽出し、その抽出した範囲の映像信号に基づいて焦点評価値を検出することによって、ＡＦの対象範囲が撮像範囲内の一部の範囲に限定される。尚、本明細書ではＡＦの対象範囲をＡＦエリアといい、そのＡＦエリアの範囲を示す枠（ＡＦエリアの輪郭）をＡＦ枠というものとする。また、例えば特許文献１のように撮像範囲内におけるＡＦエリアの位置等を操作者の操作に従って変更できるようにしたものも知られている。
【０００４】
ところで、撮像素子から得られた輝度信号が飽和していると、ＡＦエリア内の被写体に対するコントラストを適切に評価することができず、ＡＦの誤動作を招くおそれがあり、特許文献１には、輝度信号の飽和によるＡＦの誤動作を防止することを目的としたオートフォーカスシステムが提案されている。これによれば、記録又は再生用の映像信号を取得するための本来の撮像素子（映像用撮像素子）とは別にＡＦ用の映像信号を取得するための撮像素子（ＡＦ用撮像素子）を備えており、そのＡＦ用撮像素子から得られた映像信号（輝度信号）に基づいて焦点評価値が検出されるようになっている。この場合に、映像用撮像素子とＡＦ用撮像素子とは他方の映像に影響を与えることなく露光調整を行うことができる。そこで、映像用撮像素子の映像に対しては、記録又は再生用の映像として適切な露光調整が行われ、ＡＦ用撮像素子の映像に対する露光調整は、映像用撮像素子の映像に対する露光調整とは無関係に、ＡＦ用撮像素子から得られた輝度信号が飽和しないように自動で露光調整されるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−３６５５１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＡＦ用撮像素子から得られた輝度信号が飽和しないように露光調整した場合であっても真にピントを合わせたい被写体にピントが合わない場合があるという不具合があった。例えば、真にピントを合わせたい被写体以外に高輝度の被写体があると、ピントを合わせたい被写体の輝度レベルがあまりにも低下してしまい、輝度信号が飽和しないように露光調整することがかえって適切なピント合わせを妨げる場合があった。また、ＡＦエリア内においてもピントを合わせたい被写体以外の高輝度の被写体が含まれる場合等があり、露光調整をＡＦエリアに限定して行ったとしても、ピントを合わせたい被写体に対する露光調整が適切ではなく、その被写体にピントが合わないという場合があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ＡＦにより所望の被写体にピントが合うようにＡＦ用撮像素子の映像に対する露光調整を適切に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ことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のオートフォーカスシステムは、光学系により結像された像を記録又は再生用の画像として撮像する撮像手段とは別に、オートフォーカス用として専用のＡＦ用撮像手段を備え、該ＡＦ用撮像手段により撮像された画像に基づいて前記光学系のフォーカスを自動で合焦状態に設定するオートフォーカスシステムにおいて、前記ＡＦ用撮像手段により撮像された画像の明るさを検出する明るさ検出手段と、前記ＡＦ用撮像手段により撮像される画像に対する目標の明るさをマニュアル操作部材の操作に従って設定する目標設定手段と、前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさと前記目標設定手段により設定された目標の明るさとに基づいて、前記ＡＦ用撮像手段により撮像される画像の明るさが前記目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、マニュアル操作によってＡＦ用撮像素子から得られた画像を所望の明るさに変更することができるため、ＡＦによりピントを合わせたい被写体画像の明るさを操作者が適切に設定することによって、ＡＦにより確実にその被写体にピントを合わせさせることができる。
【０００９】
請求項２に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１に記載の発明において、前記目標設定手段は、自動で露光調整される際に目標とされる画像の明るさを前記マニュアル操作部材の操作に従って補正することによって前記目標の明るさを設定することを特徴としている。本発明は、露光調整を完全にマニュアル操作で行うのではなく、自動露光調整を利用して必要なとき（所望の被写体にピントが合わないときなど）に操作者がマニュアル操作で自動露光調整による画像の明るさを補正できるようにしたものである。
【００１０】
請求項３に記載のオートフォーカスシステムは、光学系により結像された像を記録又は再生用の画像として撮像する撮像手段とは別に、オートフォーカス用として専用のＡＦ用撮像手段を備え、該ＡＦ用撮像手段により撮像された画像に基づいて前記光学系のフォーカスを自動で合焦状態に設定するオートフォーカスシステムにおいて、前記ＡＦ用撮像手段により撮像された画像の明るさを異なる複数の測光方式により検出された明るさの重み付け平均によって検出する明るさ検出手段と、前記明るさ検出手段における重み付け平均における重み係数をマニュアル操作部材の操作に従って変更する重み係数変更手段と、前記明るさ検出手段により検出された画像の明るさに基づいて、前記ＡＦ用撮像手段により撮像される画像の明るさが所定の目標の明るさとなるように露光調整を行う露光調整手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１１】
本発明は、自動露光調整における測光方式には、平均測光やピーク測光など様々なものがあり、それらの測光方式で検出された画像の明るさの重み付け平均によって自動露光調整を行うと共に、各測光方式に対する重み係数を操作者が変更できるようにすることによって、ＡＦによりピントを合わせたい被写体画像の明るさを操作者が適切に設定することができ、ＡＦにより確実にその被写体にピントを合わせることができる。
【００１２】
請求項４に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１、２、又は、３に記載の発明において、前記明るさ検出手段は、前記ＡＦ用撮像手段により撮像された画像を示す画像信号の輝度レベルによって該画像の明るさを検出することを特徴としている。
【００１３】
本発明は、画像の明るさを画像信号の輝度レベルによって検出する態様に限定したものである。
【００１４】
請求項５に記載のオートフォーカスシステムは、請求項１、２、３、又は、４に記載の発明において、前記画像の明るさ及び目標の明るさは、前記光学系のフォーカスを合焦状態に設定する対象範囲となるＡＦエリアの範囲内の画像に関する明るさを示すことを特徴としている。
【００１５】
本発明は、ＡＦエリアに限定して請求項１〜４の各手段における処理を行うものとしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るオートフォーカスシステムによれば、ＡＦにより所望の被写体にピントが合うようにＡＦ用撮像素子の映像に対する露光調整を適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。同図に示すレンズシステムは、例えばテレビ放送用のテレビカメラに使用されるシステムであり、撮影レンズ（光学系）と制御系とから構成されている。撮影レンズと制御系とは、全体が一体化されたレンズ装置として構成される場合であっても、本実施の形態のように制御系の一部（後述のデマンド１８、２０等）が他の制御系部品及び撮影レンズで一体化されたレンズ装置にケーブル等で接続される構成等、どのような装置構成であってもよい。
【００１９】
図示しないが撮影レンズはテレビカメラにマウント結合されるレンズ鏡胴内に各種光学部品を配置した構成となっており、図１には、その光学部品としてフォーカス調整のために光軸方向に移動可能に配置されたフォーカスレンズ（群）ＦＬ、ズーム調整（焦点距離調整）のために光軸方向に移動可能に配置されたズームレンズ（群）ＺＬ、光量調整のために開閉動作する絞りＩが示されている。尚、撮影レンズのレンズ鏡胴には図１に示した以外の固定のレンズ群等が配置されている。
【００２０】
撮影レンズに入射した被写体光は、その撮影レンズを装着した図示しないカメラ本体（カメラヘッド）の撮像素子の撮像面（結像面）に結像され、撮像素子によって光電変換された後、カメラ本体内の信号処理部により所定の信号処理が施される。これによって撮影レンズを介してカメラ本体の撮像素子により撮像された映像（被写体画像）が所定形式（例えばＮＴＳＣ方式）の映像信号としてカメラ本体により生成される。
【００２１】
レンズ装置の制御系には、フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩの各々に連結されたフォーカス用モータＦＭ、ズーム用モータＺＭ、絞り用モータＩＭ、ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰや、レンズ装置全体を統括的に制御するレンズ制御用ＣＰＵ１０、詳細を後述するオートフォーカス（ＡＦ）制御の際にピント情報（焦点評価値等）を検出するＡＦ部１２等が備えられている。また、レンズ装置には、付属装置としてフォーカス操作のためのフォーカスデマンド１８やズーム操作のためのズームデマンド２０がケーブル等で接続されている。
【００２２】
上記フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩはそれぞれフォーカス用モータＦＭ、ズーム用モータＺＭ、絞り用モータＩＭによって電動で駆動されるようになっており、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭは、レンズ制御用ＣＰＵ１０から出力された駆動信号がＤ／Ａ変換器１６を介して各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに与えられることによって、その駆動信号の値に応じた回転速度で駆動されるようになっている。また、フォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩの現在位置の情報が各ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰからレンズ制御用ＣＰＵ１０に与えられるようになっている。
【００２３】
これによって、レンズ制御用ＣＰＵ１０は、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭを駆動してフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩの位置や動作速度を制御することができるようになっている。
【００２４】
フォーカスレンズＦＬの制御（フォーカス制御）には、マニュアルフォーカス（ＭＦ）とオートフォーカス（ＡＦ）とがあり、所定の操作によってＭＦとＡＦとを切り替えることができるようになっている。
【００２５】
ＭＦ時では、フォーカスデマンド１８の所定のマニュアル操作部材（フォーカスノブ）の操作に従ってフォーカスデマンド１８から出力されるフォーカス制御信号がＡ／Ｄ変換器１４を介してレンズ制御用ＣＰＵ１０によって読み取られ、そのフォーカス制御信号によって指定された目標位置又は目標速度（一般的には目標位置）に一致するようにフォーカスレンズＦＬの位置又は動作速度がレンズ制御用ＣＰＵ１０によって制御される。
【００２６】
一方、ＡＦ時では、詳細を後述するＡＦ部１２によって検出される被写体画像のコントラストの高さを示す焦点評価値がレンズ制御用ＣＰＵ１０によって読み取られ、その焦点評価値に基づいて合焦状態となるようにフォーカスレンズＦＬが制御される。
【００２７】
ズームレンズＺＬの制御（ズーム制御）においては、ズームデマンド２０の所定のマニュアル操作部材の操作に従ってズームデマンド２０から出力されるズーム制御信号がＡ／Ｄ変換器１４を介してレンズ制御用ＣＰＵ１０によって読み取られ、そのズーム制御信号によって指定された目標位置又は目標速度（一般的には目標速度）に一致するようにズームレンズＺＬの位置又は動作速度がレンズ制御用ＣＰＵ１０によって制御される。
【００２８】
絞りＩの制御（絞り制御）においては、例えば、図示しないカメラ本体から与えられるアイリス制御信号がレンズ制御用ＣＰＵ１０によって読み取られ、そのアイリス制御信号によって指定された位置（開口度）に一致するように絞りＩの位置がレンズ制御用ＣＰＵ１０によって制御される。
【００２９】
次に、ＡＦ処理について詳説する。図２は、ＡＦ処理に関連する処理部を示しており、図１におけるレンズ制御用ＣＰＵ１０と、ＡＦ部１２の具体的な構成が示されている。同図に示すようにＡＦ部１２には、ＡＦ用撮像素子（ＣＣＤ等）４２、ＡＦ用ＣＰＵ３０、Ａ／Ｄ変換器３２、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３４、ゲート回路３６、加算回路３８、輝度レベル検出回路４０等から構成される。
【００３０】
ＡＦ用撮像素子４２は、記録又は再生用としてカメラ本体の撮像素子（映像用撮像素子）で撮像される画像と一致した画角及び被写体距離（ピントが合う被写体までの距離）の画像を撮像する。例えば、光学系内のフォーカスレンズＦＬ及びズームレンズＺＬよりも後段にハーフミラー等の光分割光学系が配置され、その光分割光学系で被写体光が２つの異なる光路（映像用光路とＡＦ用光路）に分岐される。映像用光路に分岐された被写体光は、通常の撮影レンズに入射した被写体光と同様にカメラ本体の映像用撮像素子へと導かれ、映像用撮像素子の撮像面に結像される。
【００３１】
一方、ＡＦ用光路には、光分割光学系よりも後段に配置された光学部品（レンズ等）と同様に作用する光学部品が配置されると共に、ＡＦ用撮像素子４２の撮像面が配置される。これによって、映像用撮像素子で撮像される画像と一致した画像がＡＦ用撮像素子４２によって撮像される。尚、ＡＦ用撮像素子４２は、カラーの画像を取得するものである必要はなくモノクロの画像を撮像するものとし、ＡＦ用撮像素子４２で逐次撮像される画像（映像）を示す映像信号は輝度信号に相当するものとする。
【００３２】
ＡＦ用撮像素子４２から得られた映像信号（輝度信号）は、まず、Ａ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号に変換される。続いて、ＨＰＦ３４によって輝度信号の周波数成分のうちの高域周波数成分のみが抽出され、その高域周波数成分の輝度信号がゲート回路３６に入力される。ゲート回路３６では、カメラ本体の映像用撮像素子での撮像範囲（撮影範囲）のうち、即ち、映像信号を再生した際の映像の画面範囲のうち、ＡＦの対象範囲とするＡＦエリア内の輝度信号のみが抽出される。尚、ＡＦエリアについては後述する。
【００３３】
ゲート回路３６によって抽出されたＡＦエリア内の高域周波数成分の輝度信号は、続いて加算回路３８に入力され、加算回路３８によって１画面分（１フィールド分）ずつ積算される。これによって１画面分の輝度信号ごとに順次得られる積算値は、映像（被写体画像）のコントラストの高さを示す焦点評価値であり、その焦点評価値がＡＦ用ＣＰＵ３０に読み込まれる。
【００３４】
レンズ制御用ＣＰＵ１０は、上述のようにしてＡＦ用ＣＰＵ３０から取得した焦点評価値が最大（極大）となるようにフォーカスレンズＦＬを制御することによって、ＡＦエリア内の被写体に撮影レンズのフォーカスを合焦させる。具体的には、例えば、フォーカスレンズＦＬを光軸方向の前後に微小量移動（ワブリング）させ、前後の移動端での焦点評価値をＡＦ部１２のＡＦ用ＣＰＵ３０から取得する。そして、各移動端での焦点評価値を比較することによって焦点評価値が増加する方向を検出し、その方向にフォーカスレンズＦＬを所定量又は所定速度で移動させる。これを繰り返して、ワブリングによって焦点評価値の増加方向が検出されない状態、即ち、焦点評価値が極大となったところでフォーカスレンズＦＬを停止させる。これによって、撮影レンズのフォーカスが合焦状態となる位置にフォーカスレンズＦＬが設定される。
【００３５】
ここで、ＡＦエリアについて説明すると、図３に示すようにカメラ本体の撮像素子によって有効に被写体画像が撮像される撮像範囲５０内において、ＡＦの対象範囲とするＡＦエリア５２が例えば四角形状の範囲として設定される。ＡＦエリア５２の位置が固定の場合には一般に撮像範囲の中央に設定されるが、所定のコントローラでの操作者の操作等に従ってゲート回路３６での輝度信号の抽出範囲を変更することによって、ＡＦエリア５２の位置や大きさ等を変更できるようにすることも可能である。尚、ＡＦの対象範囲が撮像範囲全体の場合もあり、その場合には撮像範囲全体をＡＦエリアとみなすことができる。
【００３６】
本実施の形態では、フォーカスデマンド１８等のレンズ装置に接続されるコントローラに図４に示すようなＡＦエリアの範囲等のＡＦに関する操作を行うためのＡＦ操作部６０が設けられており、そのＡＦ操作部６０のジョイスティック６２を前後左右に操作することによってＡＦエリアの位置を撮像範囲内において上下左右に変更できるようになっている。尚、図４に示すようなＡＦ操作部６０をフォーカスデマンド１８等のコントローラに設けた場合、そのコントローラとレンズ制御用ＣＰＵ１０との間でシリアル通信等によってコントローラからの情報をレンズ制御用ＣＰＵ１０で取得できるようにしておく。そして、コントローラからの情報のうちＡＦ部１２において必要な情報のみをレンズ制御用ＣＰＵ１０からＡＦ部１２のＡＦ用ＣＰＵ３０に与えるようにしておく。これによって、ＡＦ操作部６０の操作に基づいてＡＦ用ＣＰＵ３０がＡＦ部１２において必要な処理、例えばジョイスティック６２の操作に基づくゲート回路３６での輝度信号の抽出範囲などの設定を行うことができる。但し、図４に示したようなＡＦ操作部６０専用のコントローラをレンズ装置にケーブル等によって接続してもよいし、コントローラからの情報をレンズ制御用ＣＰＵ１０を介さずにＡＦ用ＣＰＵ３０が直接取得するようにしてもよい。
【００３７】
尚、図４のＡＦ操作部６０において、ＡＦモードスイッチ６４は、オフモード、モーメンタリＡＦモード、コンティニュアスＡＦモードを選択するスイッチであり、モーメンタリＡＦモードが選択されている状態では、ＡＦスタートスイッチ６６がオンされているときのみレンズ制御用ＣＰＵ１０においてＡＦ処理が実行され、それ以外ではＭＦ処理が実行される。コンティニュアスＡＦモードが選択されている状態では、ＡＦスタートスイッチ６６が一旦オンされるとＡＦを解除する所定の操作を行うまでは（例えば、ＡＦスタートスイッチ６６が再度オンされるまでは）レンズ制御用ＣＰＵ１０においてＡＦ処理が継続して行われ、ＡＦが解除されるとＭＦ処理が実行される。オフモードでは、ＡＦスタートスイッチ６６がオンされてもレンズ制御用ＣＰＵ１０において常時ＭＦ処理が実行される。輝度レベル調整モードスイッチ６８、及び、露光補正ボリウム７０については後述する。
【００３８】
続いてＡＦ部１２における輝度レベル調整（露光調整）について説明する。図２において、ＡＦ用撮像素子４２における電荷蓄積時間（電子シャッター速度）は、ＡＦ用ＣＰＵ３０によって制御できるようになっており、その電子シャッター速度を調整することによって露光値が変更できるようになっている。
【００３９】
一方、ＡＦ部１２における輝度レベル検出回路４０には、ＡＦ用撮像素子４２から得られる輝度信号が入力されており、輝度レベル検出回路４０において、輝度信号の信号レベルから１画面における画像の輝度レベルが所定の方式により検出されるようになっている。輝度レベル検出回路４０により検出された輝度レベルはＡＦ用ＣＰＵ３０に読み込まれ、その輝度レベルに基づいてＡＦ用撮像素子で撮像された画像が適正な明るさとなるようにＡＦ用ＣＰＵ３０によってＡＦ用撮像素子の電子シャッター速度が制御されるようなっている。
【００４０】
尚、輝度レベル検出回路４０における輝度レベルの検出は、１画面全体における各画素の輝度レベルを平均化して求める平均測光による方式や、１画面内における最大輝度レベルを求めるピーク測光による方式等、どのような方式であってもよい。また、画面全体における輝度レベルを検出するのではなく、現在設定されているＡＦエリアの範囲をＡＦ用ＣＰＵ３０から輝度レベル検出回路４０に与え、そのＡＦエリアの範囲内における輝度レベルを検出するようにしてもよい。
【００４１】
ここで、図４に示したＡＦ操作部６０には、輝度レベル調整モードスイッチ６８が設けられており、そのモードスイッチ６８によって露光調整が自動モードと露光補正モードとで切り替えられるようになっている。図２に示すようにＡＦ用ＣＰＵ３０には輝度レベル調整モードスイッチ６８の設定状態が読み込まれるようになっており、ＡＦ用ＣＰＵ３０は、輝度レベル調整モードスイッチ６８が自動モードに設定されている状態では、上記のように輝度レベル検出回路４０から読み込んだ輝度レベルに基づいて画像の明るさが適正となるようにＡＦ用撮像素子４２における電子シャッター速度を設定する。尚、輝度レベル検出回路４０において、ＡＦエリアの範囲の画像のみの輝度レベルを検出するようにした場合、ＡＦエリアの範囲の画像の明るさが適正となるように電子シャッター速度が設定される。
【００４２】
一方、輝度レベル調整モードスイッチ６８によって露光補正モードに設定されている状態では、自動モードのときと同様に輝度レベル検出回路４０から読み込んだ輝度レベルに基づいてＡＦ用撮像素子４２における電子シャッター速度を求めると共に、その電子シャッター速度に対して、図４に示したＡＦ操作部６０の露光補正ボリウム７０のツマミの回動位置に応じた補正を加える。露光補正ボリウム７０からは、そのツマミの所定の回転位置を基準（０）として、ツマミの回転方向と回転量に応じた正負の電圧値が出力され、その値が図２に示すようにＡＦ用ＣＰＵ３０に読み込まれるようになっている。ＡＦ用ＣＰＵ３０は、例えば、その露光補正ボリウム７０の値が大きいほど電子シャター速度が遅くなるように、即ち、画像が明るくなるように補正し、露光補正ボリウム７０の値が小さいほど電子シャッター速度が速くなるように、即ち、画像が暗くなるように補正する。
【００４３】
尚、露光補正ボリウム７０の値に応じてＡＦ用撮像素子から得られる画像の明るさを変更するＡＦ用ＣＰＵ３０の処理手順として、いくつかの態様がある。例えば、第１の態様として、以下で説明する態様のように、輝度レベル検出回路４０により検出される輝度レベルに対して、目標値を設定し、輝度レベル検出回路４０により検出される輝度レベルがその目標値となるように電子シャッター速度を設定する場合に、露光補正ボリウム７０の値に基づいて目標値を変更する態様がある。第２の態様として、輝度レベル検出回路４０により検出される輝度レベルに基づいて所定の明るさの画像を得るための露光値（ＥＶ値）を変更する態様がある。また、第３の態様として、輝度レベル検出回路４０において、複数の測光方式により求められる輝度レベルの重み付け平均をＡＦ用ＣＰＵ３０に与えるとした場合に、露光補正ボリウム０の値に基づいてその重み付け係数を変更する態様がある。この場合、露光補正ボリウム７０の値に対して画像の明るさがどのように変更されるかは不定であるが、被写体に応じて適切と考えられる測光方式に重みを置いた露光調整が可能となる。具体的には、ピーク測光方式と平均測光方式の各々により得られた輝度レベルの重み付け平均を輝度レベル検出回路４０により求めるようにし、露光補正ボリウム７０の値に応じてそれらの重み付け係数を変更する。
【００４４】
また、本実施の形態では、自動モードにおいて自動で設定される画像の明るさ（電子シャッター速度）に対して露光補正ボリウム７０によって変更（補正）を加えられるようにしたものであるが、画像の明るさ（電子シャッター速度）を完全にマニュアル操作部材の操作位置のみに設定するようにして露光調整を完全にマニュアル操作のみによって行えるようにしてもよい。
【００４５】
また、図２に示すようにＡＦ部１２にはビデオモニタ４６が示されている。このビデオモニタ４６は例えばレンズ装置にケーブル等で着脱できるようになっており、Ａ／Ｄ変換器３２の出力にＤ／Ａ変換器４４を介して接続されるようになっている。これによれば、ＡＦ用撮像素子４２から得られた映像信号（輝度信号）がビデオモニタ４６に入力され、ビデオモニタ４６にＡＦ用撮像素子４２によって撮影されている映像が表示される。これによって、操作者はＡＦ用撮像素子４２で撮影されている画像の明るさを確認することができ、ピントを合わせたい被写体画像がＡＦにとって適正な明るさになっているか等を確認することができる。そして、この映像を見ながら露光補正ボリウム７０を操作して所望の被写体画像を適正な明るさに調整することができる。
【００４６】
また、Ｄ／Ａ変換器４４において、単にアナログ信号をデジタル信号に変換する機能だけでなく、ゲート回路３６で現在設定されているＡＦエリアの情報を取り込んで、ビデオモニタ４６に出力する映像に現在のＡＦエリアの範囲を示すＡＦ枠の画像を重畳させる機能を備えることも可能である。これによれば、現在設定されているＡＦエリアの範囲もビデオモニタ４６で確認することができる。
【００４７】
図５は、ＡＦ用ＣＰＵ３０における露光調整に関する処理手順を示したフローチャートである。ＡＦ用ＣＰＵ３０は、電源が投入されると、所要の初期設定を行った後（ステップＳ１０）、露光調整以外の処理を行う（ステップＳ１２）。続いて、輝度レベル調整モードスイッチ６８の状態を読み込み、露光補正モードか否かを判定する（ステップＳ１４）。ＹＥＳと判定した場合には露光補正ボリウム７０の値を読み込む（ステップＳ１６）。ＮＯと判定した場合には露光補正ボリウム７０の値を０に設定する。即ち、露光補正ボリウム７０の値を考慮しないものとする（ステップＳ１８）。
【００４８】
次に、ＡＦ用ＣＰＵ３０は、ステップＳ１６において読み込んだ露光補正ボリウムの値、又は、ステップＳ１８において設定した値（０）を、輝度レベルの現在の目標値に加算する（ステップＳ２０）。続いて、輝度レベル検出回路４０から現在の輝度レベルを読み込む（ステップＳ２２）。
【００４９】
次に、ＡＦ用ＣＰＵ３０は、現在の輝度レベルがステップＳ２０において求めた目標値に一致しているか否かを判定する（ステップＳ２４）。ＹＥＳと判定した場合にはステップＳ１２に戻る。一方、ＮＯと判定した場合には、現在の輝度レベルが目標値より大きいか否かを判定する（ステップＳ２６）。ＹＥＳと判定した場合には、ＡＦ用撮像素子４２における電子シャッター速度を低速に設定する（ステップＳ２８）。ＮＯと判定した場合には、ＡＦ用撮像素子４２における電子シャッター速度を高速に設定する（ステップＳ３０）。そして、ステップＳ２８又はステップＳ３０の処理の後、ステップＳ１２に戻る。尚、ステップＳ２８とステップＳ３０の処理において現在の輝度レベルに基づいて輝度レベルが目標値と一致するような電子シャッター速度を求めて、その速度に設定するようにしてもよいし、電子シャッター速度を所定値分ずつ高速又は低速側にシフトさせて、ステップＳ１２〜ステップＳ３０の処理を繰り返すことによって輝度レベルが目標値と一致するようにしてもよい。
【００５０】
以上、上記実施の形態では、ＡＦ処理において、ＡＦ用撮像素子４２から得られた映像信号に基づいて焦点評価値を検出し、フォーカスを合焦状態に設定する場合について説明したが、光路長が異なる位置に配置された複数の撮像面を有するにいわゆる光路長差方式のＡＦを採用したオートフォーカスシステムにおいても適用できる。このシステムでは、ＡＦ用撮像素子４２の撮像面として、光路長が異なる位置に複数（例えば２つ）の撮像面が配置される。これらの撮像面は、個別のＡＦ用撮像素子の撮像面である場合や、同一の撮像素子の撮像面において光路長差を設けてある場合もある。そして、ＡＦ用撮像素子の各撮像面により、映像用撮像素子の撮像面に対して例えば前後等距離の位置で結像される被写体画像が撮像される。ＡＦ用撮像素子の各撮像面で撮像して得られた映像信号（輝度信号）から各々の焦点評価値が検出される。そして、それらの焦点評価値を比較することによってピント状態（合焦、前ピン、後ピン）が検出され、そのピント状態に基づいて撮影レンズのフォーカスが合焦状態となるように制御される。このようなシステムにおいても、ＡＦ用撮像素子の各撮像面から得られる画像の明るさを上記実施の形態と同様に調整できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明が適用されるレンズシステムの全体構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、ＡＦ処理に関連する処理部を示した構成図である。
【図３】図３は、ＡＦエリアの説明に使用した説明図である。
【図４】図４は、ＡＦ操作部を示した正面図である。
【図５】図５は、ＡＦ用ＣＰＵにおける露光調整に関する処理手順を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０…レンズ制御用ＣＰＵ、１２…ＡＦ部、１８…フォーカスデマンド、ＦＬ…フォーカスレンズ（群）、ＦＭ…フォーカス用モータ、ＦＰ…ポテンショメータ、３０…ＡＦ用ＣＰＵ、３２…Ａ／Ｄ変換器、３４…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、３６…ゲート回路、３８…加算回路、４０…輝度レベル検出回路、４２…ＡＦ用撮像素子、４４…Ａ／Ｄ変換器、４６…ビデオモニタ、６０…ＡＦ操作部、６２…ジョイスティック、６８…輝度レベル調整モードスイッチ、７０…露光補正ボリウム
【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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