(57)【要約】【課題】例えばオートフォーカス用に光路が分割された光学系の絞り制御において、指示された絞りの開口量に対して補正を加えることによって、光路が分割されていない通常の光学系で結像される被写体像の光量と一致させることにより、絞り調整を通常の光学系と同様に行うことできるようにしたレンズシステムを提供する。【解決手段】放送用のレンズシステムにおいて、カメラコントロールユニット（ＣＣＵ）５２において絞り値（ＦNo.）をオペレータが設定すると、その絞り指令信号がカメラ本体５０を介してレンズシステムのＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、絞り指令信号により指示されたＦNo.に対して補正したＦNo.に対応する開口量に絞りＩを設定する。【選択図】      図１
2007034216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路が分割され、該分割された光路のうちいずれか１つの光路において記録又は再生用の被写体像を結像する光学系と、
前記光学系に配置され、開口部の開口量を変更することにより前記記録又は再生用の被写体像の光量を変更する絞り手段と、
前記絞り手段における開口部の開口量を指示する指示手段と、
前記記録又は再生用の被写体像の光量が、前記光学系の光路を分割しない場合であって前記指示手段により指示された開口量において結像される前記記録又は再生用の被写体像の光量と一致するように、前記指示手段により指示された開口量を補正して前記絞り手段により設定すべき開口量を求める補正手段と、
前記補正手段により求められた開口量となるように前記絞り手段における開口部の開口量を制御する絞り制御手段と、
を備えたことを特徴とするレンズシステム。
【請求項２】
前記指示手段は、前記絞り手段における開口部の開口量を指示する値として絞り値を指定することを特徴とする請求項１のレンズシステム。
【請求項３】
前記光学系において、オートフォーカス用の被写体像を結像するための光路が分割されたことを特徴とする請求項１又は２のレンズシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズシステムに係り、特に入射した被写体光の光路が分割された光学系を使用するレンズシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放送用テレビカメラで採用されるオートフォーカス（ＡＦ）として、コントラスト方式のＡＦが一般的に知られている。コントラスト方式のＡＦでは、カメラで得られた映像信号から高域周波数成分の信号が抽出され、その抽出された信号に基づいてコントラストの高さを評価する焦点評価値が求められる。そして、その焦点評価値がピーク（極大）となるように例えば山登り方式と呼ばれる方法により撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズ群）が制御される。
【０００３】
また、コントラスト方式のＡＦでは、一般に、フォーカスを微小に変動させるワブリングと呼ばれる動作が行われている。ワブリングを行っている間に焦点評価値を検出することによって、例えば、フォーカスの現在位置に対する前後位置での焦点評価値が検出され、その前後位置での焦点評価値の大小関係から、現在位置での焦点評価値がピークか否か、又は、焦点評価値がピークとなる方向が検出される。このようなワブリングによる焦点評価値のピークの検出を逐次行いながらフォーカスを制御することによって焦点評価値がピークとなる合焦位置にフォーカスを移動させることが行われている。
【０００４】
しかしながら、ワブリングを行う場合、それによる焦点変動が画面上で認識されてしまう可能性があった。また、高速で移動する被写体に対して正確にピントを合わせることが困難である。これらの欠点は、特に放送用の撮影では好ましくない。
【０００５】
そこで、このような欠点を解消する方法として、例えば特許文献１に示されているような光路長差方式のＡＦが提案されている。これによれば、被写体像を結像する撮影レンズ（光学系）の光路がハーフミラー等の光分割手段により２つの光路に分割される。一方の光路に導かれた被写体光は、記録又は再生用の画像（映像）を撮像するために配置されたカメラ本体の撮像素子（映像用撮像素子）の撮像面に被写体像を結像する。他方の光路に導かれた被写体光は、ＡＦ用の画像（映像）を撮像するために配置された撮像素子（ＡＦ用撮像素子）の撮像面に被写体像を結像する。
【０００６】
ＡＦ用撮像素子の撮像面は、例えば２つの撮像素子により、光路長が異なる２つの撮像面からなり、ＡＦ用の光路に分岐された被写体光は、更に分割されてＡＦ用撮像素子の各撮像面に入射するようになっている。ＡＦ用撮像素子の各撮像面によって撮像される画像（被写体像）は、フォーカスを現在位置から変位させたときに映像用撮像素子の撮像面によって撮像される画像に相当しており、ＡＦ用撮像素子の各撮像面によって撮像された各画像から焦点評価値を求め、それらを比較することによって映像用撮像素子の撮像面に対するフォーカスの現在位置でのピント状態（合焦、前ピン、後ピン）を検出することができるようになっている。
【０００７】
従って、ワブリングを行う必要がないため、ワブリングによる焦点変動を生じさせることなく、フォーカスを合焦位置に移動させることができる。また、迅速なピント合わせが可能であり、高速で移動する被写体に対しても正確にピントを合わせることが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−２１２４５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記光路長差方式のＡＦのように、入射した被写体光の光路が分割された光学系（撮影レンズ）を使用する場合に、カメラ本体の本来の撮像素子（映像用撮像素子）の撮像面に結像される被写体像の光量が、光路を分割しない通常の撮影レンズと比較すると低減する。
【０００９】
一方、撮影レンズには絞りが配置されており、その絞りの開口量は、例えば絞り値（ＦNo.）によって制御されるようになっている。通常、放送用の撮影システムでは、副調整室等に配備されたＣＣＵ（カメラコントロールユニット）と呼ばれる操作装置において、オペレータが調整ツマミなどで絞り値を指定すると、その指定された絞り値がＣＣＵからカメラ本体を介して撮影レンズの制御系に与えられ、その絞り値に対応した開口量となるように絞りが制御される。
【００１０】
このような絞りの制御を、光路が分割された撮影レンズの絞りの制御に適用した場合、被写体光の光量も分割されるため、ＣＣＵにより指定した任意の絞り値に対して、光路が分割されていない通常の撮影レンズの使用時に比べて、映像用撮像素子の撮像面に結像される被写体像が暗くなる。
【００１１】
そのため、光路を分割しない通常のレンズを想定して、映像用撮像素子の撮像面に結像される被写体像（即ち、映像用撮像素子により撮像される画像）が所望の明るさとなるようにオペレータが経験的に把握している絞り値を指定しても、実際に結像される被写体像の明るさが予期していたものよりも暗くなるという問題があった。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、入射した被写体光の光路が分割された光学系の絞りの制御において、指定された絞り値（開口量）に対して、光路が分割されていない通常の光学系により結像される被写体像と一致した光量の被写体像が結像されるようにしたレンズ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】
【００１３】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のレンズシステムは、光路が分割され、該分割された光路のうちいずれか１つの光路において記録又は再生用の被写体像を結像する光学系と、前記光学系に配置され、開口部の開口量を変更することにより前記記録又は再生用の被写体像の光量を変更する絞り手段と、前記絞り手段における開口部の開口量を指示する指示手段と、前記記録又は再生用の被写体像の光量が、前記光学系の光路を分割しない場合であって前記指示手段により指示された開口量において結像される前記記録又は再生用の被写体像の光量と一致するように、前記指示手段により指示された開口量を補正して前記絞り手段により設定すべき開口量を求める補正手段と、前記補正手段により求められた開口量となるように前記絞り手段における開口部の開口量を制御する絞り制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、指示手段により指示された開口量を補正することによって、光路が分割された光学系においても光路が分割されていない通常の光学系と一致した光量の被写体像が得られるようになる。これにより、例えば、オペレータが絞り調整をマニュアル操作で行う場合に、その絞り調整を光路が分割されていない通常の光学系での絞り調整と相違なく行うことができる。
【００１５】
請求項２に記載のレンズシステムは、請求項１に記載の発明において、前記指示手段は、前記絞り手段における開口部の開口量を指示する値として絞り値を指定することを特徴としている。
【００１６】
本発明は、絞り手段における開口部の開口量を絞り値（ＦNo.）により指示する態様を示している。
【００１７】
請求項３に記載のレンズシステムは、請求項１又は２に記載の発明において、前記光学系において、オートフォーカス用の被写体像を結像するための光路が分割されたことを特徴としている。
【００１８】
本発明は、オートフォーカス（ＡＦ）用に光路が分割されている光学系を使用するレンズシステムを示す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るレンズシステムによれば、入射した被写体光の光路が分割された光学系の絞りの制御において、指定された絞り値（開口量）に対して、光路が分割されていない通常の光学系により結像される被写体像と一致した光量の被写体像を結像させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズシステムを実施するための最良の形態について詳説する。
【００２１】
図１は、本発明が適用されるレンズシステムの構成を示したブロック図である。同図のレンズシステムは、例えば放送用テレビカメラのカメラ本体（カメラヘッド）５０にマウントによって装着される撮影レンズ（光学系）と、撮影レンズを制御する制御系とから構成されている。尚、撮影レンズと制御系の全体又は一部とが一体化されたレンズ装置として構成されている場合や、撮影レンズと制御系の全体又は一部とが別体の装置として構成される場合等のようにシステムを構成する装置の形態はどのようなものでもよい。但し、スタジオ撮影用に使用される箱型のＥＦＰレンズでは、後述のフォーカスデマンド１８、ズームデマンド２０、カメラ本体５０及びＣＣＵ５２以外の制御系の構成部と撮影レンズは一体のレンズ装置として構成される。
【００２２】
撮影レンズは、被写体像を結像する光学系に関する構成部であり、鏡胴内に支持された各種光学部品により構成されている。鏡胴内には、固定された各種のレンズ群の他に、光軸方向に移動可能なレンズ群として、同図に示すフォーカスレンズ（群）ＦＬやズームレンズ（群）ＺＬが配置されている。フォーカスレンズＦＬが移動すると、ピント位置（被写体距離）が変わり、ズームレンズＺＬが移動すると、像倍率（焦点距離）が変わる。また、撮影レンズには像の明るさを変更するために開閉駆動される同図に示す絞りＩが配置されている。
【００２３】
撮影レンズを制御する制御系は、ＣＰＵ１０、アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡ、モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭ、フォーカスデマンド１８、ズームデマンド２０、ＡＦ回路３０等から構成されている。また、撮影レンズがマウントで装着されるカメラ本体５０やＣＣＵ５２（後述）も撮影レンズの絞りＩの制御に関する制御系として作用する。
【００２４】
ＣＰＵ１０は、システム全体を統括制御しており、ＣＰＵ１０からＤ／Ａ変換器１２を介して各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに駆動信号が出力されると、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭがその駆動信号の値（電圧）に応じた回転速度で駆動される。各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭは、上記撮影レンズのフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩに連結しており、各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭが駆動されることによりフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩが駆動される。各モータＦＭ、ＺＭ、ＩＭの出力軸にはそれらの回転位置に応じた電圧信号を出力するポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰが連結されており、各ポテンショメータＦＰ、ＺＰ、ＩＰからの電圧信号は、フォーカスレンズＦＬの位置、ズームレンズＺＬの位置、絞りＩの位置を示す信号としてＡ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１０に与えられる。従って、ＣＰＵ１０から各アンプＦＡ、ＺＡ、ＩＡに与えられる駆動信号によってフォーカスレンズＦＬ、ズームレンズＺＬ、絞りＩの位置又は動作速度が所望の状態に制御される。
【００２５】
同図において、フォーカスデマンド１８やズームデマンド２０は、撮影レンズのフォーカス（フォーカスレンズＦＬ）やズーム（ズームレンズＺＬ）の目標となる位置や移動速度をマニュアル操作で指定するマニュアル操作部材を備えたコントローラである。これらのフォーカスデマンド１８やズームデマンド２０は、シリアルコミュニケーションインターフェース（ＳＣＩ）１６を通じてＣＰＵ１０とシリアル通信により接続されている。
【００２６】
本実施の形態のレンズシステムでは、フォーカスレンズ群ＦＬの制御（フォーカス制御）として、マニュアルフォーカス（ＭＦ）と、オートフォーカス（ＡＦ）の制御が選択できるようになっており、ＭＦの制御時では、フォーカスデマンド１８からのフォーカス指令信号に従ってフォーカス制御が行われる。ＭＦの制御時にフォーカスデマンド１８のマニュアル操作部材を操作すると、例えば、その操作部材の位置に対応したフォーカスの目標位置を指定するフォーカス指令信号がＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、フォーカスの位置がそのフォーカス指令信号により指定された目標位置となるようにアンプＦＡに出力する駆動信号によりモータＦＭを制御してフォーカスレンズＦＬの位置を制御する。尚、ＡＦの制御に関しては後述する。
【００２７】
ズームレンズＺＬの制御（ズーム制御）は、ズームデマンド２０から与えられるズーム指令信号に従って行われる。ズームデマンド２０のマニュアル操作部材を操作すると、例えば、その操作部材の位置に対応したズームの目標の移動速度を指定するズーム指令信号がＣＰＵ１０に与えられる。ＣＰＵ１０は、ズームの移動速度がそのズーム指令信号により指定された目標の移動速度となるようにアンプＺＡに出力する駆動信号によりモータＺＭを制御してズームレンズＺＬの移動速度を制御する。
【００２８】
一方、絞りＩの制御（絞り制御）は、カメラ本体５０から与えられる絞り指令信号に従って行われる。本レンズシステムの撮影レンズがマウントにより装着されるカメラ本体５０からは、絞りＩの目標位置を指定する絞り指令信号が出力され、Ａ／Ｄ変換器１４を介してＣＰＵ１０に与えられるようになっている。絞り指令信号は、例えば、目標とする絞り値（ＦNo.）に対応した電圧値を絞りＩの目標位置（開口量）として示す電圧信号である。
【００２９】
また、カメラ本体５０には、主にカメラ本体等を遠隔操作するためのＣＣＵ（カメラコントロールユニット）５２がケーブル等によって接続されている。そのＣＣＵ５２には、例えば絞り調整ツマミが配置されている。オペレータがその絞り調整ツマミの回転位置を目標とする所望のＦNo.に設定すると、その目標のＦNo.がＣＣＵ５２からカメラ本体５２に与えられ、更に、上述のようにその目標のＦNo.に対応した電圧値の絞り指令信号がカメラ本体５０からＣＰＵ１０に与えられるようになっている。
【００３０】
ＣＰＵ１０は、絞りＩの位置（開口量）がカメラ本体５０から与えられた絞り指令信号により指定された目標のＦNo.に対応した位置となるようにアンプＩＡに出力する駆動信号によりモータＩＭを駆動して絞りＩの位置（開口量）を制御する。尚、後述のように、本レンズシステムは、カメラ本体５０から与えられた絞り指令信号の目標のＦNo.に補正を加える絞り補正機能を備えているが、それについては後述する。
【００３１】
同図においてＡＦ回路３０は、画像のコントストを示す焦点評価値を検出する回路であり、フォーカス制御においてＡＦ制御を実行する場合に使用される。ＡＦ制御時において、ＣＰＵ１０は、ＡＦ回路３０から得られる焦点評価値の情報に基づいて撮影レンズが合焦状態となるようにアンプＦＡに出力する駆動信号によりモータＦＭを制御してフォーカスレンズＦＬを制御する。
【００３２】
ＡＦ回路３０は、一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂ、Ａ／Ｄ変換器３４、ゲート回路３６、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３８、加算回路４０Ａ、４０Ｂ等から構成される。
【００３３】
一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂは、カメラ本体５０に搭載されたＣＣＤとは別に設けられている。カメラ本体５０のＣＣＤは、記録又は再生用の本来の映像を撮影するためのＣＣＤ（以下、映像用ＣＣＤという）であるのに対し、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２ＢはＡＦ専用に設けられたＣＣＤであり、例えば、図２のように構成された撮影レンズの光学系に配置される。
【００３４】
ここで図２を用いて撮影レンズの全体構成の概略と共にＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂの配置について説明する。撮影レンズ６０の光軸Ｏには、上記フォーカスレンズ（群）ＦＬ、上記ズームレンズ（群）ＺＬ、上記絞りＩ、前側リレーレンズＲＡ及び後側リレーレンズＲＢからなるリレーレンズ（リレー光学系）等が順に配置されている。撮影レンズ６０に入射した被写体光はこれらのレンズ群を通過してカメラ本体５０に入射する。カメラ本体５０には、撮影レンズ６０から入射した被写体光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の波長に分解する色分解光学系６８と、色分解された各色の被写体光の像を撮像するＲ、Ｇ、Ｂごとの映像用ＣＣＤが配置されている。尚、光学的に等価な光路長の位置に配置されたＲ、Ｇ、Ｂの映像用ＣＣＤを同図に示すように１つの映像用ＣＣＤ７０で表す。映像用ＣＣＤ７０の撮像面に入射した被写体光は、映像用ＣＣＤ７０によって光電変換されてカメラ本体５０内の所定の信号処理回路によって記録又は再生用の映像信号が生成される。
【００３５】
一方、撮影レンズ６０のリレー光学系の前側リレーレンズＲＡと後側リレーレンズＲＢとの間には、ハーフミラー６２が配置されている。このハーフミラー６２によって、撮影レンズ６０の光路が２つに分割される。撮影レンズ６０に入射した被写体光のうち、ハーフミラー６２を透過した被写体光は、上述のように光軸Ｏの光路に沿ってカメラ本体５０へと導かれる。ハーフミラー６２で反射した被写体光は、上記光軸Ｏに略垂直な光軸Ｏ′の光路（ＡＦ用光路）へと導かれる。尚、ハーフミラー６２に入射した被写体光に対して、例えば約５０％の光量の被写体光がハーフミラー６２を透過する。但し、ハーフミラー６２として、任意の透過率と反射率の特性を有するものを使用することができる。
【００３６】
ＡＦ用光路には、上記後側リレーレンズＲＢと同等のリレーレンズＲＢ′と、２つのプリズム６４Ａ、６４Ｂから構成される光分割光学系６４と、上記ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂが配置されている。ハーフミラー６２で反射してＡＦ用光路へと導かれた被写体光は、リレーレンズＲＢ′を通過した後、光分割光学系６４に入射する。光分割光学系に入射した被写体光は、第１プリズム６４Ａと第２プリズム６４Ｂとが接合する部分のハーフミラー面Ｍで光量が等価な２つの被写体光に分割される。ハーフミラー面Ｍで反射した被写体光は、一方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａの撮像面に入射し、ハーフミラー面Ｍを透過した被写体光は他方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂの撮像面に入射する。
【００３７】
図３は、カメラ本体５０の映像用ＣＣＤ７０とＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂとを同一の光軸上に表した図である。同図に示すように、一方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａに入射する被写体光の光路長は、他方のＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂ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ＣＣＤ７０の撮像面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ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂ（の撮像面）は、それぞれ映像用ＣＣＤ７０の撮像面に対して前後等距離ｄの位置となるように配置されている。
【００３８】
このように撮影レンズ６０に配置された一対のＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂによって、撮影レンズ６０に入射した被写体光を映像用ＣＣＤ７０の撮像面に対して前後の等距離の位置にそれぞれ撮像面を配置した場合と等価な映像信号が取得されるようになっている。尚、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂは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ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂから白黒の映像信号（輝度信号）が取得されるものとする。
【００３９】
図１のＡＦ回路３０において、各ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂによって得られた映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３４によりデジタル信号に変換された後、ゲート回路３６に入力される。ゲート回路３６では、撮影範囲（画面）内に設定された所定のＡＦエリア（例えば画面中央の矩形エリア）に対応する範囲内の映像信号が抽出される。これによって抽出されたＡＦエリア内の映像信号は続いてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３８に入力され、ＨＰＦ３８により高域周波数成分の信号のみが抽出される。
【００４０】
ＨＰＦ３８によって抽出された高域周波数成分の信号は、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａから得られたものは加算回路４０Ａによって、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂから得られたものは加算回路４０Ｂによって１フィールド分ずつ積算され、その積算値が１フィールドごとにＡＦ回路３０から出力される。
【００４１】
このようにして各加算回路４０Ａ、４０Ｂから得られる積算値は、それぞれＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、３２Ｂで撮像された被写体画像のコントラストの高さを評価する値を示す。本明細書ではこの積算値を焦点評価値というものとする。また、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ａの映像信号から得られた焦点評価値をｃｈＡの焦点評価値、ＡＦ用ＣＣＤ３２Ｂの映像信号から得られた焦点評価値をｃｈＢの焦点評価値というものとする。
【００４２】
ＣＰＵ１０は、このようして得られたｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいて映像用ＣＣＤ７０に対する撮影レンズ６０のピント状態を検出する。ピント状態の検出は、次のような原理で行われる。図４は、横軸に撮影レンズ６０のフォーカスレンズＦＬ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と焦点評価値との関係を例示した図である。図中実線で示す曲線Ａ、Ｂは、それぞれＡＦ用ＣＣＤ３２Ａ、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ている。一方、図中点線で示す曲線Ｃは、映像用ＣＣＤ７０から得られた映像信号により焦点評価値を求めたと仮定した場合の焦点評価値をフォーカス位置に対して示している。
【００４３】
同図において、ピント状態が合焦となるのは、曲線Ｃで示す映像用ＣＣＤ７０の焦点評価値が最大（極大）となるときのフォーカス位置Ｆ０にフォーカスが設定された場合である。もし、撮影レンズ６０のフォーカスがその合焦位置Ｆ０よりも至近側のフォーカス位置Ｆ１に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ１に対応する曲線Ａの値ＶＡ１となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ１に対応する曲線Ｂの値ＶＢ１となる。この場合、図から分かるようにｃｈＡの焦点評価値ＶＡ１の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ１よりも大きくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ１の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ１よりも大きい場合には、フォーカスが合焦位置Ｆ０よりも至近側に設定されている状態、すなわち、前ピンの状態であることが分かる。
【００４４】
一方、撮影レンズ６０のフォーカスが合焦位置Ｆ０よりも無限遠側のフォーカス位置Ｆ２に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ２に対応する曲線Ａの値ＶＡ２となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ２に対応する曲線Ｂの値ＶＢ２となる。この場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ２の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ２よりも小さくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ２の方が、ｃｈＢの焦点評価値ＶＢ２よりも小さい場合には、フォーカスが合焦位置Ｆ０よりも無限遠側に設定されている状態、すなわち、後ピンの状態であることが分かる。
【００４５】
これに対して、撮影レンズ６０のフォーカスがフォーカス位置Ｆ０、即ち、合焦位置に設定されている場合には、ｃｈＡの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ０に対応する曲線Ａの値ＶＡ０となり、ｃｈＢの焦点評価値は、フォーカス位置Ｆ０に対応する曲線Ｂの値ＶＢ０となる。この場合、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ０とｃｈＢの焦点評価値ＶＢ０は等しくなる。このことから、ｃｈＡの焦点評価値ＶＡ０とｃｈＢの焦点評価値ＶＢ０とが等しい場合にはフォーカスが合焦位置Ｆ０に設定されている状態、すなわち、合焦状態であることが分かる。
【００４６】
このようにｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値によって、撮影レンズの現在のピント状態が映像用ＣＣＤ７０に対して前ピン、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。
【００４７】
図１において、ＣＰＵ１０は、上記のようにしてｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値に基づいて映像用ＣＣＤ７０に対する撮影レンズ６０のピント状態を逐次検出しながら、合焦状態となるようにフォーカスレンズＦＬを制御する。例えば、ピント状態が前ピンの場合にはフォーカスレンズＦＬを無限遠方向に移動させ、ピント状態が後ピンの場合にはフォーカスレンズＦＬを至近方向に移動させる。そして、ピント状態が合焦の場合には、フォーカスレンズＦＬを停止させる。これによって、撮影レンズのピント状態が合焦となる位置にフォーカスレンズＦＬが移動して停止する。このように光路長差を有する複数のＡＦ用ＣＣＤを用いて自動ピント調整を行うＡＦの方式を光路長差方式と称している。
【００４８】
尚、ＣＰＵ１０において、単にピント状態を検出するだけでなく、ｃｈＡとｃｈＢの焦点評価値の差や比等からピントずれの程度も検出し、ＣＰＵ１０においてフォーカスレンズＦＬを移動させる際の速度に反映させることも可能である。
【００４９】
次に絞りＩの制御（絞り制御）について詳説する。上述のように絞りＩはカメラ本体５０から与えられる絞り指令信号に基づいて制御される。本レンズシステムでは、絞り補正機能が搭載されていると共に、図１において、絞り補正スイッチＳＷ１のオン／オフ状態がＣＰＵ１０によって読み取られるようになっている。絞り補正スイッチＳＷ１をオンすると、絞り補正機能がオンとなり、絞り補正スイッチＳＷ１をオフすると、絞り補正機能がオフされる。尚、絞り補正スイッチＳＷ１は、撮影レンズの制御系が配置される装置に設けてもよいし、他の任意の装置、例えば、フォーカスデマンド１８、カメラ本体５０、ＣＣＵ５２に設けてもよい。
【００５０】
絞り補正スイッチＳＷ１がオフされている場合には、上述のようにカメラ本体５０から与えられる絞り指令信号によって指示された目標のＦNo.となるように絞りＩの開口量を制御する。即ち、図２に示した本レンズシステムの撮影レンズ６０においてハーフミラー６２が配置されていない通常の撮影レンズ（光路が分割されていない撮影レンズ）を使用した場合に、カメラ本体５０からの絞り指令信号によって指示された目標のＦNo.して絞りの開口量を制御する場合と同様に絞りＩの開口量を制御する。
【００５１】
一方、絞り補正スイッチＳＷ１がオンされている場合には、カメラ本体５０からの絞り指令信号を補正することによって目標のＦNo.を補正して、補正した目標のＦNo.となるように絞りＩの開口量を制御する。
【００５２】
即ち、図２に示したように本レンズシステムの撮影レンズ６０はハーフミラー６２によってＡＦ用に光路が分割されているため、本来の映像用ＣＣＤ７０に入射する被写体光の光量は、光路が分割されていない撮影レンズで同じＦNo.に設定した場合よりも低減する。
【００５３】
そこで、カメラ本体５０から与えられた絞り指令信号の目標のＦNo.に対して、本レンズシステムの撮影レンズ６０によって映像用ＣＣＤ７０の撮像面に結像される被写体像の光量（映像用ＣＣＤ７０により撮像される画像の明るさ）と、光路が分割されていない通常の撮影レンズによって映像用ＣＣＤ７０の撮像面に結像される被写体像の光量とが一致するように、絞り指令信号の値、即ち、目標のＦNo.を補正する。これによって、絞りＩの開口量をカメラ本体からの絞り指令信号によって指示されたＦNo.での開口量よりも大きくする。
【００５４】
具体的には、カメラ本体５０からの絞り指令信号により指示された目標のＦNo.の値を標準指示値Ｘとし、撮影レンズ６０に入射した被写体光の光量に対して映像用ＣＣＤ７０に入射する被写体光の光量の割合、即ち、ハーフミラー６２に入射した被写体光の光量に対して、映像用ＣＣＤ７０への光路へとハーフミラー６２を透過する被写体光の光量の割合をカメラ側光量ａ（例えば、ハーフミラー６２の透過率が５０％であれば0.5）とすると、補正した後の目標のＦNo.（ＦNo.指示値）Ｘｃは、次式（１）、
Ｘｃ＝Ｘ・（ａ）１／２    …（１）
により算出される。カメラ本体５０から与えられた絞り指令信号の目標のＦNo.（標準指示値）Ｘに対して、上式（１）により補正したＦNo.指示値Ｘｃとなるように絞りＩの開口量を制御することにより、ＣＣＵ５２でオペレータが指示したＦNo.において予想される明るさの画像が映像用ＣＣＤ７０で撮影される。
【００５５】
一方、カメラ側光量ａは、図１に示すように絞り補正トリマ５４によりマニュアル設定できるようになっている。絞り補正トリマ５４の設定位置（設定値）はＣＰＵ１０によって読み取られるようになっており、ＣＰＵ１０は、その絞り補正トリマ５４の設定位置（設定値）を読み取って、その設定値に対応した値にカメラ側光量ａの値を設定する。尚、絞り補正トリマ５４は、撮影レンズ６０の制御系が配置される装置に設けてもよいし、他の任意の装置、例えば、フォーカスデマンド１８、カメラ本体５０、ＣＣＵ５２に設けてもよい。
【００５６】
絞り補正トリマ５４によるカメラ側光量ａの設定に関してはどのような手段を用いてもよい。例えば、撮影レンズ６０の設計値（ハーフミラー６２の透過率）に従って予め把握しているカメラ側光量ａの値を絞り補正トリマ５４によって設定できるようにしてもよいし、絞り補正トリマ５４により設定されるカメラ側光量ａの値を具体的に認識することなく、適切な値に設定できるようにしてもよい。即ち、絞り補正トリマ５４の設定位置を変更してカメラ側光量ａの値を変更すると、映像用ＣＣＤ７０で実際に撮影される画像の明るさが変わる。そこで、本レンズシステムの撮影レンズ６０と、光路を分割しない通常の撮影レンズとで、同一の被写体を撮影すると共に、同じＦNo.を絞り指令信号として与えて実際に撮影される画像の明るさを比較する。そして、絞り補正トリマ５４の設定位置を試行錯誤的に変化させて、それらの画像の明るさが一致するところで絞り補正トリマ５４の調整を終了する。これによって、カメラ側光量ａの値を把握していなくてもカメラ側光量ａを適切な値に設定することができる。尚、カメラ側光量ａは、絞り補正トリマ５４に限らず、他の入力手段によって所望の値に設定できるようにしてもよいし、又は、適切な値をメモリ等の記憶手段に記憶させておくようにしてもよい。
【００５７】
また、絞りＩの制御において１絞り（光量半減）分だけ、絞りＩの開口量を変化させることを１ステップとしてステップ数で絞りＩを制御する場合には次のようにステップ数を補正する。
【００５８】
ＦNo.（Ｆ1.0）から所望のＦNo.（ＦN）までのステップ数Ｓ（ＦN）は、次式（２）、
Ｓ（ＦN）＝log（ＦN）／log（２１／２）  …（２）
により算出される。
【００５９】
そこで、例えばカメラ側光量ａが、通常の撮影レンズの５０％であれば、ＦNo.指示値Ｘｃは、上式（１）により標準指示値Ｘ・（0.5）１／２となる。このとき、標準指示値Ｘを（Ｆ4.0）とすると、ＦNo.指示値Ｘｃは、（Ｆ4.0）・0.707＝（Ｆ2.828）となる。従って、上式（２）によりステップ数で補正量分を表すと、Ｓ（Ｆ4.0）−Ｓ（Ｆ2.828）＝４−３となり、Ｆ4.0のときのステップ数よりも１絞り分（１ステップ分）絞りＩを開けることになる。
【００６０】
また、例えばカメラ側光量ａが、通常の撮影レンズの９０％であれば、ＦNo.指示値Ｘｃは、上式（１）により標準指示値Ｘ・（0.9）１／２となる。このとき、標準指示値Ｘを（Ｆ4.0）とすると、ＦNo.指示値Ｘｃは、（Ｆ4.0）・0.949＝（Ｆ3.796）となる。従って、上式（２）によりステップ数で補正量分を表すと、Ｓ（Ｆ4.0）−Ｓ（Ｆ3.796）＝４−３.８４９となり、Ｆ4.0のときのステップ数よりも約0.15絞り分、絞りＩを開けることになる。
【００６１】
以上のＣＰＵ１０における絞り制御の処理手順を図５のフローチャートに従って詳説する。ＣＰＵ１０は、処理を開始すると、所要の初期設定を行った後（ステップＳ１０）、絞り以外の処理を実行する（ステップＳ１２）。続いて、上述のようにＣＰＵ１０は、カメラ本体５０からの絞り指令信号の値（目標のＦNo.）を読み取る（ステップＳ１４）。
【００６２】
次にＣＰＵ１０は、絞り補正スイッチＳＷ１がオンか否かを判定する（ステップＳ１６）。ＮＯと判定した場合、即ち、絞り補正スイッチＳＷ１がオフの場合には、ステップＳ２２に移行し、通常通りの絞り制御を行う。即ち、カメラ本体５０からの絞り指令信号によって指示された目標のＦNo.に対応した開口量となるようにアンプＩＡに出力する駆動信号によりモータＩＭを駆動して絞りＩの開口量（位置）を制御する。そして、ステップＳ１２に戻る。
【００６３】
一方、ステップＳ１６においてＹＥＳと判定した場合、即ち、絞り補正スイッチＳＷ１がオンの場合には、ステップＳ１８に移行し、上述のように絞り補正を行う。即ち、まず、絞り補正トリマ５４の設定値を読み込む（ステップＳ１８）。そして、その絞り補正トリマ５４の設定値に基づいて、上式（１）におけるカメラ側光量ａを設定し、カメラ本体５０から与えられた絞り指令信号の値（目標とするＦNo.）を上式（１）を用いて補正する（ステップＳ２０）。即ち、カメラ本体５０からの絞り指令信号により指示された目標のＦNo.の値を標準指示値Ｘとし、補正後の新たな目標のＦNo.（ＦNo.指示値）Ｘｃを、上式（１）により求める。
【００６４】
そして、補正後の新たな目標のＦNo.（Ｘｃ）に対応した開口量となるように絞りＩの開口量を制御し（ステップＳ２２）、ステップＳ１２に戻る。
【００６５】
以上、上記実施の形態では、ＡＦ用に光路が分割された光学系（撮影レンズ）を使用するレンズシステムでの絞り制御に本発明を適用する場合について説明したが、本発明は、ＡＦ用に光路が分割された光学系を使用する場合に限らず、他の用途で光路が分割された光学系であって、少なくともいずれか１つの光路において記録又は再生用の被写体像を結像する光学系を使用するレンズシステムの絞り制御に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明が適用されるレンズシステムの構成を示したブロック図である。
【図２】図２は、撮影レンズの構成を示した図である。
【図３】図３は、カメラ本体の映像用ＣＣＤと一対のＡＦ用ＣＣＤとを同一の光軸上に表した図である。
【図４】図４は、ＡＦ用ＣＣＤの光路長差の説明に用いた図である。
【図５】図５は、ＣＰＵにおける絞り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】
【００６７】
ＦＬ…フォーカスレンズ（群）、ＺＬ…ズームレンズ（群）、Ｉ…絞り、ＦＡ、ＺＡ、ＩＡ…アンプ、ＦＭ、ＺＭ、ＩＭ…モータ、１０…ＣＰＵ、１８…フォーカスデマンド、２０…ズームデマンド、３０…ＡＦ回路、３２Ａ、３２Ｂ…ＡＦ用ＣＣＤ、３４…Ａ／Ｄ変換器、３６…ゲート回路、３８…ハイパスフィルタ、４０Ａ、４０Ｂ…加算回路、５０…カメラ本体、５２…ＣＣＵ、５４…絞り補正トリマ、６０…撮影レンズ、６２…ハーフミラー、６４…光分割光学系、６８…色分解光学系、７０…映像用ＣＣＤ、ＳＷ１…絞り補正スイッチ
【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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