JPS59206805A - Video camera - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain an image sensing output having good image quality by detecting the object light given with two-dimensionally asymmetrical aperture characteristics then detecting the focusing point of a main optical system and discriminating the direction of the unmatching condition thereof. CONSTITUTION:A sensor part 30 consists of four pieces of line sensors 31A, 31B, 32A, 32B formed respectively of CCDs. Two pieces each of the line sensors are disposed adjacently in parallel with each other in the forward position PF and backward position PF of a sub-optical system with the normal image-forming position of the object image, that is, focusing point P0 in-between, thereby constituting the two-dimensional sensor. The line sensors 31A, 31B, 32A, 32B are disposed along the long axis direction for confusion of an elliptical circle to which the object light given with the two-dimensionally asymmetric aperture characteristics Fx, Fy is focused. An automatic focusing control part 40 detects the focusing point and discriminates the direction in accordance with the detected outputs SA1, SB1, SA2, SB2 and controls the operation of a driving circuit 50 of a motor 60 operating a focusing lens part 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学系の自動合焦機能を備えたビデオノノメ
ラに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a video camera equipped with an automatic focusing function of an optical system.

〔背景技術吉その問題点〕[Background technology and its problems]

従来より、ビデオカメラや光学フィルムカメラ等におけ
る光学系の自動合焦制御を行なう場合の合焦点検出方法
としては、超音波や赤外光を被写体に投射して該被写体
ζこよる反射を利用する能動型検出法と、被写体による
自然光の反射を利用する受動型検出法とが一般に知られ
ている。−■−記能動型検出法は、遠距離にある被写体
について合焦検出を行なう場合に、超音波を利用すると
その指向性があまり良好でないため正確な検出が困難で
あり、また赤外光を利用するとその光源の電力消費が大
きくなるという問題点があり、ズーム比の大きなレンズ
を多用するビデオカメラ０こは適さない。また、受動型
検出法は、被写体像を分離して画像の相関より検出する
相関法と、被写体像の鮮鋭度より検出する鮮鋭度法とが
あり、いずれも自然光を利用するので上述の能動型検出
法のような問題点がない。しかし、相関法では、微細で
月一つ複雑な構造のセンサを必要とし実装コストが高く
なるという欠点があり、また複雑な被写体や繰返しパタ
ーンの被写体像ζこ対して誤動作する虞れがある。また
、鮮鋭度法では、不整合状態における不整合の極性すな
わち合焦点からのずれの方向判別能力が低いという欠点
がある。さらに、上記相関法と鮮鋭度法とを組合ぜた方
法も提案されているが、その検出出力信号の処理回路や
光学系が複雑になるという欠点があった。Conventionally, a method for detecting a focused point when performing automatic focusing control of an optical system in a video camera, an optical film camera, etc. is to project ultrasonic waves or infrared light onto a subject and utilize the reflection caused by the subject. Active detection methods and passive detection methods that utilize reflection of natural light by a subject are generally known. -■- Note: With active detection methods, when detecting focus on a distant subject, if ultrasonic waves are used, their directivity is not very good, making accurate detection difficult, and infrared light is also used. When used, there is a problem in that the power consumption of the light source increases, so it is not suitable for video cameras that often use lenses with large zoom ratios. In addition, passive detection methods include the correlation method, which separates the subject image and detects it based on the correlation between the images, and the sharpness method, which detects the sharpness of the subject image.Since both use natural light, the active detection method described above There are no problems like detection methods. However, the correlation method has the disadvantage that it requires a sensor with a minute and complicated structure, which increases the implementation cost, and there is also a risk of malfunction for complex objects or object images with repetitive patterns. Furthermore, the sharpness method has a drawback in that it has a low ability to determine the polarity of misalignment in a misaligned state, that is, the direction of deviation from the in-focus point. Furthermore, a method combining the correlation method and the sharpness method has been proposed, but this method has the drawback that the processing circuit and optical system for the detection output signal become complicated.

ところで、静止画を撮影するスチルカメラでは自動合焦
装置の応答性が低くても合焦状態でシャッタを操作すれ
ば適正な撮影を行なえるのであるが、連続的な撮影を行
なうビデオカメラでは、光学系が不整合の状態でも撮像
出力信号が出力され、例えばモニターテレビジョン受は
機の画面に画質の悪い画像がそのまま再生されてしまう
ので、自動合焦装置の性能が撮影出力の品質に直接影響
する。By the way, with a still camera that takes still images, even if the autofocus device's responsiveness is low, you can take proper shots by operating the shutter while in focus, but with a video camera that takes continuous shots, The image capture output signal is output even when the optical system is misaligned, and for example, a monitor television receiver will reproduce a poor quality image as it is on the device screen, so the performance of the automatic focusing device directly affects the quality of the capture output. Affect.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

そこで、本発明は、上述の如き従来の問題点に鑑め、自
動合焦制御を行なうための被写体像の不整合状態の方向
判別および合焦点の検出を高精度に且つ安定に行ない得
るようにして、常に画質の良好な撮像出力を得られるよ
うにしたビデオカメラを提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention makes it possible to accurately and stably determine the direction of misaligned subject images and detect the in-focus point for automatic focusing control. Therefore, it is an object of the present invention to provide a video camera that can always obtain imaging output with good image quality.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明に係るビデオカメラは、上述の目的を達成するた
めに、主光学系を通じて撮像面に導ひかれる被写体光の
一部を副光学系を通じて二次元センサ部に導ひき、上記
センサ部にて得られる検出出力信号に基いて上記主光学
系の合焦制御を行なうようにした自動合焦機能を備えた
ビデオカメラにおいて、上記センサ部に導ひかれる被写
体光に二次元的に非対称な絞り特性を与える絞り手段を
設けるとともに、絞り量の犬なる被写体光についての検
出出力信号にて合焦制御の方向判別を行ない、絞り量の
小なる被写体光についての検出出力信号にて合焦点検出
を行なう検出回路を設けたことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, the video camera according to the present invention guides a part of the subject light that is guided to the imaging surface through the main optical system to the two-dimensional sensor section through the sub-optical system. In a video camera equipped with an automatic focusing function that controls the focus of the main optical system based on the obtained detection output signal, the aperture characteristic is two-dimensionally asymmetrical to the subject light guided to the sensor section. In addition to providing an aperture means for giving a small aperture amount, the direction of focus control is determined based on a detection output signal for subject light with a small aperture amount, and in-focus point detection is performed using a detection output signal for subject light with a small aperture amount. It is characterized by being equipped with a detection circuit.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係るビデオカメラの一実施例について、
図面に従い詳細に説明する。An embodiment of the video camera according to the present invention will be described below.
This will be explained in detail according to the drawings.

３− 第１図は、電荷結合素子（ＣＣＤ　：　ＣｈａｒｇｅＣ
ｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ　）等にて形成した固体イ
メージセンサ１０を用いて撮像を行なうようにしたビデ
オカメラに本発明を適用した場合の一実施例を示すブロ
ック図である。3- Figure 1 shows a charge-coupled device (CCD: ChargeC
1 is a block diagram illustrating an embodiment in which the present invention is applied to a video camera that captures images using a solid-state image sensor 10 formed by an integrated device.

この実施例において、被写体１からの被写体光を固体イ
メージセン日ノ−１０の撮像面１０Ａに導ひく主光学系
は、フォーカスレンズ部２、ズームレンズ部３、絞り部
４およびリレーレンズ部５から成り、上記フォーカスレ
ンズ部２がモータ６０の駆動により電動操作されるよう
ζこなっている。上記主光学系は、合焦状態において、
被写体光による被写体像を上記固体イメージセンサ１０
の撮像面１０Ａ上に結像する。ここで、上記絞り部４の
設けられている主光学系のズームレンズ部３とリレーレ
ンズ部５との間は、合焦状態で平行光学系となる所謂ア
ホーカル領域となっている。そして、このアホーカル領
域に設けた絞り部４によって、固体イメージセンサ１０
の撮像面１０Ａに照射する被写体光の絞り調整すなわち
光量調整を行なう４− ようにしである。In this embodiment, the main optical system that guides the subject light from the subject 1 to the imaging surface 10A of the solid-state image sensor HINO-10 includes a focus lens section 2, a zoom lens section 3, an aperture section 4, and a relay lens section 5. The focus lens section 2 is electrically operated by the drive of the motor 60. In the focused state, the main optical system has the following characteristics:
The solid-state image sensor 10 captures the object image based on the object light.
An image is formed on the imaging surface 10A. Here, the space between the zoom lens section 3 of the main optical system where the aperture section 4 is provided and the relay lens section 5 is a so-called ahocal region which becomes a parallel optical system in a focused state. The solid-state image sensor 10 is then
4- The aperture adjustment, that is, the light amount adjustment, of the subject light irradiated onto the imaging surface 10A is performed.

上記固体イメージセンサ１０にて得られる撮像出力は、
バッファ増幅器１１から自動利得制御回路１２を通じて
信号出力端子１３より出力されるようになっている。The imaging output obtained by the solid-state image sensor 10 is
The signal is outputted from the buffer amplifier 11 via the automatic gain control circuit 12 and from the signal output terminal 13.

そして、この実施例では、上記主光学系のズームレンズ
部３の絞り部４との間すなわちアホーカル領域にビーム
スブリックプリズム８が設けられており、上記主光学系
を通る被写体光の一部が上記ビームスプリッタプリズム
８によって副光学系に導ひかれて該副光学系を通じて合
焦検出用のセンサ部３０に照射されるようになっている
。上記ビームスプリッタプリズム８は、第２図に示すよ
うに主光学系の光軸が通る入射面８Ａおよび出射面８Ｂ
が正方形状で且つその反射面８Ｃが長方形状となるよう
に、上記光軸方向の厚さｔを正方形状の一辺の長さＷよ
りも小さくした扁平な形状に形成されている。また、上
記副光学系は、上記ビームスプリッタプリズム８の反射
面８Ｃに適合するように円形レンズを長方形状に切った
結像レンズ２１３Ｌ“、被写体光の光軸５：２つに分割
するハフミラー　２２古を備えている３、さら（こ、上
記合焦検出用のセン−り怜１３０は、それぞれＣＣＤに
てＪ１予成した４個のラインセン→）　３１−Ａ　、　
３１　Ｈ、３２Ａ　、　３２１３から成り、第３図に示
すように被写体像の正規の結像位置すなわち合焦点Ｐ　
ｔｌを中間にじて、副光学系の前方位置Ｐ量　と後ブラ
位置Ｐ　ＩＩ　（、”１に２個ずつ互い（こ３１ｉ−行
＋（′″、隣接隣接小面、ニー次元セン１］−を構成し
ている。In this embodiment, a beam subric prism 8 is provided between the aperture section 4 of the zoom lens section 3 of the main optical system, that is, in an ahocal region, and a part of the subject light passing through the main optical system is The beam is guided to a sub-optical system by the beam splitter prism 8, and is irradiated to a sensor unit 30 for focus detection through the sub-optical system. The beam splitter prism 8 has an entrance surface 8A and an exit surface 8B through which the optical axis of the main optical system passes, as shown in FIG.
It is formed into a flat shape in which the thickness t in the optical axis direction is smaller than the length W of one side of the square shape so that the reflection surface 8C has a square shape and a rectangular shape. The sub-optical system includes an imaging lens 213L, which is a circular lens cut into a rectangular shape so as to fit the reflecting surface 8C of the beam splitter prism 8, and a Hough mirror 22 that splits the optical axis 5 of the subject light into two parts. 3, furthermore (the above-mentioned focus detection sensor 130 is equipped with four line sensors each prepared by J1 with a CCD →) 31-A,
31H, 32A, and 3213, and as shown in Fig. 3, the normal imaging position of the subject image, that is, the focal point P
With tl in the middle, the front position P amount of the sub optical system and the rear blur position P II −.

なＬ；、」三元学系のアポーツノル領域に設置したヒト
スプリッタプリズム８を扁ｉ’、ｔＺ形状にしたことζ
こより、Ｉ−記す１／１／ンズ部５の前力側ｌ／ンズの
「」径を小さくするこ吉ができる。The human splitter prism 8 installed in the apotsuno region of the ternary system has a flat i', tZ shape ζ
As a result, it is possible to reduce the diameter of the front force side l/lens of the 1/1/lens portion 5, which is indicated by I-.

ここで、−に記事光学系に設けた扁平なヒームスブリッ
クブリス１．８ζこて副光学系に導ひかれる被写体光は
、−１−記ヒー１８スブリノタプリスム８により二次元
的に非対称な絞り特性ＩＴｈｘ　、　Ｅｙが−りえられ
、−に配合焦点Ｐｏに対する各ラインセン−ＩＪ−３１
Ａ　、３１１１．３２Ａ、、３２Ｉ３のデオーカス量を
△ｌ古すると、合焦状態において各ラインセンサ３１Ａ
、３Ｎ３，３２Ａ’、３２Ｔ４＋に第４図に示すように
、 なる錯乱円径δＸ、δｙの長円形状に焦束されることに
なる。このように、二次元的に非対称な絞り特性１ｉ’
ｌＸ、　Ｆ）ｌ　の与えられた被写体光による画像の鮮
鋭度は、第５図中に実線と破線とにて示すようζこ、Ｆ
値の小さなＸ方向の成分の評価関数ＣＸが尖鋭度の大き
な鋭い特性となり、Ｆ値の小さなＸ方向の成分の評価関
数Ｃｙが尖鋭度の小さななだらかな特性を呈するように
なり、合焦点Ｐｏ近傍では特性線の傾きか△Ｃｘ）△Ｃ
ｙとなり、大きな不整合状態では△Ｃｘ　（△Ｃｙとな
る。従って、上記評価関数Ｃｘを利用し−Ｃ合焦点Ｐｏ
検出を行ない、金魚制御の方向判別に合焦点Ｐｏ近傍で
は評価関数Ｃｘを利用し大きな不整合状態では評価関数
Ｃｙを利用するこさによって、亮精度な−７＝ 合焦制御ｊを行なうこ譜か可能になる１、そこで、この
実施例では、上記二次元的に非対称な絞り特性Ｐｘ　、
　Ｉパｙの力えられた被写体光が焦束される長円形状の
錯乱用の長軸方向（Ｘ方向）に沿−）で各ラインセンサ
３１　、Ａ　、　３１　Ｔ３　、３２　Ａ、。Here, the subject light guided to the flat heme brick bris 1.8ζ trowel sub-optical system provided in the optical system at -1 is two-dimensionally asymmetric due to The aperture characteristics IThx and Ey are obtained, and each line sensor IJ-31 for the combined focal point Po is determined.
If the defocus amount of A, 3111.32A, 32I3 is increased by △l, each line sensor 31A in the focused state
, 3N3, 32A', and 32T4+ are focused into an elliptical shape with diameters of the circle of confusion δX, δy as shown in FIG. In this way, the two-dimensionally asymmetric aperture characteristic 1i'
The sharpness of an image with a given object light of lX, F) is determined by
The evaluation function CX of the X-direction component with a small value has a sharp characteristic with a large sharpness, and the evaluation function Cy of the X-direction component with a small F value has a gentle characteristic with a small sharpness, and the So, is the slope of the characteristic line △Cx)△C
y, and in a large misalignment state, it becomes △Cx (△Cy. Therefore, using the above evaluation function Cx, -C focused point Po
By performing detection and determining the direction of goldfish control by using the evaluation function Cx near the in-focus point Po and by using the evaluation function Cy in a state of large misalignment, -7 = focusing control j can be performed with high precision. Therefore, in this embodiment, the two-dimensionally asymmetric aperture characteristic Px,
Each line sensor 31, A, 31T3, 32A, along the long axis direction (X direction) of an elliptical illusionary object on which the focused subject light of I-Py is focused.

３２［３が配設されている。そして、Ｉ−述の前方位置
Ｐ＋に配置（−１７た各ラインセンサ３１　、Ａ　、　
３１　Ｂ（こてイＬｔられる検出出力を５ＡｌｒＳｌｌ
ｌとし、後方位置Ｐｎｊこ配置した各ラインセンサ３２
　Ａ−、３２Ｂにて得らイ］る検出１１）力をＳＡ２　
、８＋１２として、各検出出力ＳＡＩ、Ｓ旧　、　ＳＡ
２　、　ＳＢ２　、が自動合焦制御部４０は、上記検出
出力Ｓ　Ａ□、Ｓ旧、ＳＡ□、Ｓ８２に基いて合焦点検
出および方向判別を次のようにして行ない、−に記フォ
ーカスｌ／ンズ部２を操作するモータ６０の駆動回路５
０の動作を制御するようになっている。32 [3 are arranged. Then, each line sensor 31, A,
31 B (5AlrSll output detection output
1 and each line sensor 32 arranged at a rear position Pnj.
Detection 11) The force obtained at A-, 32B is SA2
, 8+12, each detection output SAI, Sold, SA
2, SB2, the automatic focusing control section 40 detects the in-focus point and determines the direction based on the detection outputs SA□, S old, SA□, and S82 as follows, and the focus l/ Drive circuit 5 for motor 60 that operates lens unit 2
It is designed to control the operation of 0.

上記自動合焦制御部４０における合焦点検出は、上述の
前方位置Ｐｙと後方位置１）ｎに配置した各一方のりイ
ンセンサ３１．Ａ、、３２Ａによる各検出出力ＳＡＩ　
、　ＳＡ２に基いて、第（］図のブロック図に８− 示すよ・うな構成の合焦点検出回路により行なわれる。Focus point detection in the automatic focus control section 40 is performed by one of the in-focus sensors 31. A, each detection output SAI by 32A
, SA2, and is carried out by a focused point detection circuit having a configuration as shown in the block diagram of FIG.

第６図において、第１の信号入力端子１１０には上述の
前方位置Ｐｐに配置したラインセンサ３１Ａ−にて得ら
れる検出出力ＳＡＩが供給され、また第２の信号入力端
子１２０には上述の後方位置Ｐ。In FIG. 6, the first signal input terminal 110 is supplied with the detection output SAI obtained from the line sensor 31A- disposed at the above-mentioned front position Pp, and the second signal input terminal 120 is supplied with the detection output SAI obtained from the above-mentioned rear position Pp. Position P.

に配置したラインセンサ３２Ａにて得られる検出出力Ｓ
Ａ２が供給される。Detection output S obtained by line sensor 32A placed in
A2 is supplied.

そして、上記第１の信号入力端子１１０に供給される検
出出力ＳＡＩは、第７図に示すように互いに位相が１８
０すれたザンプリングバルス〆１゜ハによって動作する
２個の′リーンプルホールド回路１１１，１１２に供給
される。−ヒ記ザンブルホールド回路１１１，１１２は
、例えば第７図中に実線にて示すような波形の検出ＩＩ
力ＳＡ、ｌｌこついてそれぞれザンプルホー・ルドを行
なうこ吉によって、図中一点鎖線と破線吉にて示すよう
な各サンプルホールド出力ａｎ　、　ａＨ＋１を第１の
レベル比較器１１３に供給する。この第１のレベル比較
器１１３は、上記サンプルホールド出力ａ。、ａｎ−１
をレベル比較することにより得られる第８図に示すよう
な比較出力△Ａ１　を正のピークホールド回路１１４と
負のピークホールド回路１１５に供給する。The detection outputs SAI supplied to the first signal input terminal 110 are 18 in phase with each other as shown in FIG.
The signal is supplied to two 'lean pull hold circuits 111 and 112 which are operated by the zero sample sampling pulse 〆1゜. - Note: The sample hold circuits 111 and 112 are used for detecting waveforms as shown by solid lines in FIG. 7, for example.
The sample hold outputs an and aH+1 are supplied to the first level comparator 113 as shown by the dashed line and the dashed line in the figure, respectively, by performing the sample hold and hold with the forces SA and ll. This first level comparator 113 outputs the sample and hold output a. , an-1
A comparison output ΔA1 as shown in FIG. 8 obtained by comparing the levels of is supplied to a positive peak hold circuit 114 and a negative peak hold circuit 115.

上記各ピークホールド回路１１４，１１５は、上記比較
出力Δｋｌの正および負の最大レベルをホールドして、
そのホールド出力ＰＰＡ□、　ＮＰＡＩを第２のレベル
比較器１１６に供給する。そして、この第２のレベル比
較器１１６は、上記各ホールド出力ＰＰＡｌ　、　ＮＰ
ＡＩのレベル差（ＣＡＬ　＝ＰＰＡ１−ＮＰＡ１）を検
出する。上記第２のレベル比較器１１６にて得られる比
較出力ＣＡＬは、第３のレベル比較器１３０に供給され
る。Each of the peak hold circuits 114 and 115 holds the maximum positive and negative levels of the comparison output Δkl,
The hold outputs PPA□ and NPAI are supplied to the second level comparator 116. Then, this second level comparator 116 outputs each of the hold outputs PPAl, NP
Detect the AI level difference (CAL = PPA1-NPA1). The comparison output CAL obtained by the second level comparator 116 is supplied to the third level comparator 130.

上記第３のレベル比較器１３０には、上記第２の信号入
力端子１２０に供給される検出出力ＳＡ２について、上
述の検出出力ＳＡＩと同様に２個のサンプルホールド回
路１２１　、１２２によるサンプルホールド出力を得て
レベル比較器１２３にてレベル比較を行ない、その比較
出力△Ａ２の正および負の最大レベルを各ピークホール
ド回路１２４゜１２５にてホールドしたホールド出力Ｐ
ＰＡ２　＋　ＮＰＡ２をレベル比較器１２６にてレベル
比較した比較出力ＣＡ２が供給されている。The third level comparator 130 receives a sample and hold output from two sample and hold circuits 121 and 122 in the same way as the detection output SAI described above for the detection output SA2 supplied to the second signal input terminal 120. A hold output P is obtained by holding the positive and negative maximum levels of the comparison output ΔA2 in each peak hold circuit 124 and 125.
A comparison output CA2 obtained by comparing the levels of PA2 + NPA2 by a level comparator 126 is supplied.

上記第３のレベル比較器１３０に供給される各比較出力
ＣＡＩ　、　ＣＡ２は、各ラインセンサ３１Ａ。Each comparison output CAI, CA2 supplied to the third level comparator 130 is provided to each line sensor 31A.

３２Ａにて得られる各検出出力ＳＡＩ　、　ＳＡ２の信
号レベル特性の傾きすなわち上述の評価関数Ｃｘの傾き
△Ｃｘ、　、△ＣＸ２相当する。上記評価関数Ｃｘの傾
き△ＣＸ、　、△ＣＸ２は、主光学系が合焦状態にある
とき、すなわち副光学系が上記第５図に示すように合焦
位置Ｐｏに合焦されたときに一致する。This corresponds to the slope of the signal level characteristic of each detection output SAI, SA2 obtained at 32A, that is, the slope ΔCx, , ΔCX2 of the above-mentioned evaluation function Cx. The slopes △CX, , △CX2 of the above evaluation function Cx match when the main optical system is in focus, that is, when the sub optical system is focused at the focus position Po as shown in Fig. 5 above. do.

従って、上記第３のレベル比較器１３０は、各比較出力
０人１．ＣＡ２の一致検出を行なうことにより、合焦点
Ｐａ検出を行なうことができ、その比較出力ＣＡにて上
記モータ６０の駆動回路５０の制御を行なうことによっ
て主光学系のフォーカスレンズ部２の自動合焦制御を高
精度に行なうことができる。Therefore, the third level comparator 130 has each comparison output 0, 1, . By detecting coincidence of CA2, in-focus point Pa can be detected, and by controlling the drive circuit 50 of the motor 60 using the comparison output CA, automatic focusing of the focus lens section 2 of the main optical system can be performed. Control can be performed with high precision.

上記第６図に示した合焦点検出回路による自動合焦制御
は、上述の評価関数ＣＸの傾きΔＣＸの大きな領域すな
わち合焦点ＰＯ近傍において極め１１− て有効である。The automatic focusing control by the focused point detection circuit shown in FIG. 6 is extremely effective in a region where the slope ΔCX of the evaluation function CX described above is large, that is, near the focused point PO.

なお、上記第６図に示した合焦点検出回路において、各
比較出力△Ａｌ　、△Ａ２について絶対値回路にて絶対
値を求めてからピークホールドを行なうようにすれば、
負のピークホールド回路１１５．１２５を省略すること
ができる。In addition, in the in-focus point detection circuit shown in FIG. 6 above, if the absolute value of each comparison output ΔAl and ΔA2 is determined by the absolute value circuit and then the peak hold is performed,
Negative peak hold circuits 115 and 125 can be omitted.

また、上記自動合焦制御部４０による合焦制御の方向判
別は、各ラインセンサ３１Ａ、３１Ｂ。Further, the direction of focus control by the automatic focus control section 40 is determined by each line sensor 31A, 31B.

３２Ａ、３２Ｂによる各検出出力ＳＡＩ　、　ＳＢＩ　
、８Ａ２゜ＳＢ２に基いて、第９図のブロック図に示す
ような構成の方向判別回路により行なわれる。Each detection output SAI, SBI by 32A and 32B
, 8A2°SB2, and is performed by a direction determination circuit configured as shown in the block diagram of FIG.

第９図において、上述の前方位置ＰＦに配置した各ライ
ンセンサ３１Ａ、３１Ｂにて得られる各検出出力ＳＡＩ
　、　８Ｂ＋が、それぞれ信号入力端子１５１．１５２
に供給され、また、上述の後方位置ＰＢに配置した各ラ
インセンサ３２Ａ、３２Ｂにて得られる各検出出力ＳＡ
２　、８Ｂ２が、それぞれ信号入力端子１６１，１６２
に供給される。In FIG. 9, each detection output SAI obtained from each line sensor 31A, 31B arranged at the above-mentioned front position PF
, 8B+ are signal input terminals 151 and 152, respectively.
and each detection output SA obtained from each line sensor 32A, 32B arranged at the above-mentioned rear position PB.
2 and 8B2 are signal input terminals 161 and 162, respectively.
supplied to

そして、上述の前方位置ＰＦに配置した各ラインセンサ
３１Ａ、３１　Ｂにて得られる各検出出力１２− ８ＡＩ　、　ＳＤＩは、それぞれ信号入力端子１５１，
１５２から第１のレベル比較器１５３に供給される。The detection outputs 12-8AI and SDI obtained from the line sensors 31A and 31B disposed at the front position PF are connected to the signal input terminals 151 and 151, respectively.
152 and is supplied to a first level comparator 153.

この第１のレベル比較器１５３は、上記各検出出力ＳＡ
ｌ、　ＳＤＩをレベル比較することにより得られる比較
出力△Ｓｌを正のピークホールド回路１５４と負のピー
クホールド回路１５５に供給スる。This first level comparator 153 has each of the detection outputs SA
A comparison output ΔSl obtained by comparing the levels of SDI and SDI is supplied to a positive peak hold circuit 154 and a negative peak hold circuit 155.

上記各ピークホールド回路１５４，１５５は、上記比較
出力ΔＳ１の正および負の最大レベルをホールドして、
そのホールド出力Ｐｐｓｌ、　Ｎｐ５ｒを第２のレベル
比較器１５６に供給する。そして、この第２のレベル比
較器１５６は、上記各ホールド出力ＰＰ５Ｉ　、　Ｎｐ
ｓ＋のレベル差（Ｄｓ＋　＝ＰＰＳｌ　−ＮＰＳＩ　）
を検出する。上記第２のレベル比較器１５６にて得られ
る比較出力Ｄｓｌは、第３のレベル比較器１７０に供給
される。Each of the peak hold circuits 154 and 155 holds the positive and negative maximum levels of the comparison output ΔS1,
The hold outputs Ppsl and Np5r are supplied to the second level comparator 156. Then, this second level comparator 156 outputs each of the hold outputs PP5I, Np
Level difference of s+ (Ds+ = PPSL - NPSI)
Detect. The comparison output Dsl obtained from the second level comparator 156 is supplied to the third level comparator 170.

上記第３のレベル比較器１７０には、上述の後方位置Ｐ
Ｂに配置した各ラインセンサ３２Ａ、３２Ｂにて得られ
る各検出出力ＳＡ２　、　ＳＢ２について、上述の各検
出出力８Ａｌ　、　Ｓｎｔと同様に、レベル比較器１６
３４こてレベル比較を行ない、その比較出力へ８２の正
および負の最大レベルを各ピークホールド回路１６４，
１６５にてホールドしたホールト出力Ｐ＋・ｓ　２　、
　ＮＰｓ　２をレベル比較器１６６にてレベル比較した
比較出力Ｔ）ｓ　２が供給されている。The third level comparator 170 includes the rear position P
Regarding each detection output SA2, SB2 obtained from each line sensor 32A, 32B arranged in B, the level comparator 16
34 trowel levels are compared, and the maximum positive and negative levels of 82 are sent to the comparison output by each peak hold circuit 164,
Halt output P+・s 2 held at 165,
A comparison output T)s 2 obtained by comparing the levels of NPs 2 by a level comparator 166 is supplied.

」二記第３のレベル比較器１７０に供給される各比較出
力Ｄｓ＋　、　ＤＳ２は、上述の評価関数ｃｙの傾き△
Ｃｙ＋、△Ｃｙ２相当する。上記評価関数Ｃｙの傾き△
Ｃｙ＋、△ＣＹ２は、主光学系が合焦状態にあるとき、
すなわち副光学系が上記第５図に示すように合焦位置Ｐ
ａ　に合焦されたときに一致する。Each comparison output Ds+, DS2 supplied to the third level comparator 170 has the slope Δ of the evaluation function cy described above.
Corresponds to Cy+ and ΔCy2. The slope of the above evaluation function Cy is △
Cy+ and △CY2 are when the main optical system is in focus,
In other words, the sub optical system is at the focal position P as shown in FIG.
Matches when focused on a.

従って、−に記第３のレベル比較器１７０は、各比較出
力Ｔ）ｓ＋　、　ＤＳ２のレベル差（Ｄｓ　＝　Ｄｓｒ
　−ＤＳ２　〕を検出することにより、方向判別を行な
うことができ、その比較出力Ｄｓｌこて上記モータ６０
の駆動回路５０の制御を行なうことによって主光学系の
フォーカスレンズ部２の自動合焦制御を高精度に行なう
ことができる。Therefore, the third level comparator 170 shown in - is equal to the level difference (Ds = Dsr) between each comparison output T)s+ and DS2.
-DS2], the direction can be determined, and the comparison output Dsl of the motor 60
By controlling the drive circuit 50, automatic focusing control of the focus lens section 2 of the main optical system can be performed with high precision.

上記第９図に示した方向判別回路による自動合焦制御は
、−上述の評価関数Ｃｘの傾き△Ｃｘよりも傾き△Ｃｙ
の大きな領域すなわち大きな不整合状態において極めて
有効である。The automatic focusing control by the direction discriminating circuit shown in FIG.
It is extremely effective in large areas of , ie large misalignment conditions.

なお、上記第９図Ｏこ示した方向判別回路において、各
比較出力△Ｓ＋　、△Ｓ２について絶対値回路にて絶対
値を求めてからピークホールドを行なうようにすれば、
負のピークホールド回路１５５゜１６５を省略すること
ができる。In addition, in the direction discriminating circuit shown in FIG.
The negative peak hold circuits 155 and 165 can be omitted.

このように、この実施例における自動合焦制御部４０で
は、上記第６図に示した合焦点検出回路と上記第９図に
示した方向判別回路を併用することにより、広範囲に亘
って制御方向の判別を確実に行なうことができ、且つ合
焦点ＰＯの検出を高精度に行って、主光学系の自動合焦
制御を安定に行なうことができ、極端な不整合状態（所
謂バカボケ状態）に対しても迅速に合焦状態に移行して
、常に画質の良好な撮像を可能にできる。また、上記自
動合焦制御部４０は、差動型の検出動作を行なっている
ので、同相雑長を相殺する効果によってＳ／Ｎが向上し
、高感度で低輝度、低コントラストの被写体に対しても
確実な合焦制御を行なうことができる。In this way, the automatic focus control section 40 in this embodiment uses the in-focus point detection circuit shown in FIG. 6 above and the direction discrimination circuit shown in FIG. It is possible to reliably determine the in-focus point PO, and to perform automatic focusing control of the main optical system with high precision, which prevents extremely misaligned conditions (so-called stupid blur conditions). It is also possible to quickly shift to the in-focus state even when the lens is in focus, thereby making it possible to always capture images with good image quality. In addition, since the automatic focus control section 40 performs a differential detection operation, the S/N ratio is improved by the effect of canceling the common-mode noise length, and the S/N ratio is improved with high sensitivity for subjects with low brightness and low contrast. Reliable focus control can be performed even when

１５− なお、上述の実施例において、副光学系のハーフンラー
２２の代りに、第１Ｏ図に示すように２つの反射面２２
ａ、２２ｂを有するビームスプリッタプリズム２２Ａを
用いて、各ラインセンサ３ＩＡ、３１Ｂ、３２Ａ、３２
Ｂを同一平面上に配置するようζこしても良い。15- In the above-described embodiment, instead of the half mirror 22 of the sub optical system, two reflecting surfaces 22 are used as shown in FIG. 1O.
a, 22b, each line sensor 3IA, 31B, 32A, 32
B may be arranged on the same plane.

また、上述の実施例における第６図に示した合焦点検出
回路のザンブルホールド回路１１１，１１２．１２１．
１２２の他に遅延回路を用いても良く、さらに、合焦検
出用のセンサ部３０は、第１１図に示すように、ライン
センサの代りにインクライントランスファ型やフレーム
トランスファ型のＣＣＤエリアセンサ３３を用いても良
い。第１１図において、エリアセンサ３３の各受光部ａ
１□・・・・・・・・・ａ、から水平転送レジスタ部３
３Ａを介して読出される検出出力Ｓａ　ｉ　ｊは、第１
および第２の信号減算器１８２，１８５に直接供給され
るとともに、１ビット遅延回路１８１を介して上記第１
の信号減算器１８２に供給され、１ライン遅延回路１８
４を介して上記第２の信号減算器１８５に１６− 供給されるようになっている。Furthermore, the Zumble hold circuits 111, 112, 121 .
In addition to 122, a delay circuit may be used.Furthermore, as shown in FIG. You may also use In FIG. 11, each light receiving part a of the area sensor 33
1□・・・・・・・・・A, to horizontal transfer register section 3
The detection output Sa ij read out via the first
is directly supplied to the second signal subtracters 182 and 185, and is also supplied to the first signal subtracter 182 and 185 via the 1-bit delay circuit 181
is supplied to the signal subtracter 182 of the 1-line delay circuit 18
The signal 16- is supplied to the second signal subtracter 185 via the signal 4.

上記第１の信号減算器１８２にて上記検出出力５ａｉｊ
のＸ方向のレベル差（△Ｓ　ａ　ｚ　−８ａ　ｉ　ｊＳ
　ａ（１−ｒ　）ｊ　）を検出し、その最大値△Ｂ　Ｉ
　Ｔｍ、、を第１のピークホールド回路１８３にてホー
ルドすることによって上述の評価関数Ｃｘの傾き△Ｃｘ
を得ることができる。また、上記第２の信号減算器１８
５にて上記検出出力５ａ１ｊのライン相関すなわちＸ方
向のレベル差（△５ａｙ−８ａＢ　　５ａ１（１＋）　
）を検出し、その最大値△Ｌｍａｘ　を第２のピークボ
ールド回路１８６にてホールドすることによって上述の
評価関数Ｃｙの傾き△Ｃｙを得ることができる。The first signal subtracter 182 outputs the detection output 5aij.
level difference in the X direction (△S a z −8a i jS
a(1-r)j) and its maximum value △B I
By holding Tm, , in the first peak hold circuit 183, the slope ΔCx of the above-mentioned evaluation function Cx
can be obtained. Further, the second signal subtracter 18
5, the line correlation of the detection output 5a1j, that is, the level difference in the X direction (Δ5ay-8aB 5a1(1+)
) and by holding the maximum value ΔLmax in the second peak bold circuit 186, the slope ΔCy of the above-mentioned evaluation function Cy can be obtained.

さらに、上述の実施例では合焦検出用のセンサ部３０の
各ラインセンサを被写体光が焦束される長円形状の錯乱
用の長軸方向（Ｘ方向）に沿って配列したが、第１２図
に示すように、Ｘ方向とＸ方向とに沿うように折返して
配列したラインセンサ３３Ａ、３３Ｂを並設するように
しても良い。Furthermore, in the above-described embodiment, each line sensor of the sensor section 30 for focus detection is arranged along the long axis direction (X direction) of the elliptical shape on which the subject light is focused. As shown in the figure, line sensors 33A and 33B that are folded back and arranged along the X direction and the X direction may be arranged in parallel.

第１２図において、各ラインセンサ３４Ａ、３４Ｂにて
得られる各検出出力ＳＡ、ＳＢは、信号減算器１９０に
て信号レベル差（△Ｓ、ＡＢ　＝　ＳＡ　−Ｓｎ　）が
検出され、その最大値（正の最大値と負の最大値との差
）がビークボールド゛回路１９１にてホールト゛される
。上記ピークホールド回路１９１にてボールドされた最
大値へＡ、Ｂｍ、ｘは、第１２図に実線にて示すように
、上述の各評価関数Ｃｘ　、　Ｃｙを合成した評価関数
ＣＸｙの傾き△ＣＸｙに相当する。In FIG. 12, the signal level difference (ΔS, AB = SA - Sn) of each detection output SA, SB obtained from each line sensor 34A, 34B is detected by a signal subtracter 190, and its maximum value ( (the difference between the maximum positive value and the maximum negative value) is held in the peak bold circuit 191. The bolded maximum values A, Bm, and x in the peak hold circuit 191 are determined by the slope △CXy of the evaluation function CXy, which is a composite of the above-mentioned evaluation functions Cx and Cy, as shown by the solid line in FIG. Equivalent to.

従って、上述の合焦点Ｐｏの前方位置Ｐｐと後方位置Ｐ
Ｂにおける各傾き△Ｃｘｙ＋、△ＣＸｙ２が一致するよ
うに差動型の合焦検出を行なうことにより、その検出出
力によって自動合焦制御を行なうことができる。また、
第１３図に示すように、Ｘ方向とＸ方向に沿うように折
返して配列形成した一本のラインセンサ３５を用いて、
その検出出力Ｓ。Therefore, the front position Pp and the rear position P of the above-mentioned focused point Po
By performing differential focus detection so that the slopes ΔCxy+ and ΔCXy2 in B match, automatic focus control can be performed using the detection output. Also,
As shown in FIG. 13, using a single line sensor 35 that is folded back and arranged along the X direction and the X direction,
Its detection output S.

について１ピッ１〜遅延回路１９５にて１ビツトの時間
差を与えて信号減算器１９６によりレベル差（△ｓ　＝
　５ｎ−１−Ｓｎ　）を検出し、上記レベル差△Ｓの最
大値△Ｓ□ａｙをピークホールド回路１９７にてホール
ドするようにしても上述の評価関数ＣＸｙの傾き△Ｃｘ
ｙを検出することができる。A time difference of 1 bit is given by the delay circuit 195 from 1 bit 1 to the signal subtracter 196, and the level difference (Δs =
5n-1-Sn) and hold the maximum value △S□ay of the level difference △S in the peak hold circuit 197, the slope △Cx of the above-mentioned evaluation function CXy
y can be detected.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の実施例の説明から明らかなように、本発明に係る
ビデオカメラでは、二次元的に非対称な絞り特性を与え
た被写体光を二次元センサ部にて検出して、その検出出
力に基いて主光学系の合焦点検出と不整合状態の方向判
別を行なうので、上記主光学系の自動合焦制御を広い制
御範囲に亘って高精度に且つ安定に行なうことができ、
常に画質の良好な撮像出力を得ることができ、所期の目
的を十分に達成できる。As is clear from the description of the embodiments described above, in the video camera according to the present invention, a two-dimensional sensor section detects subject light having a two-dimensionally asymmetric aperture characteristic, and based on the detection output, Since the focus point of the main optical system is detected and the direction of misalignment is determined, automatic focusing control of the main optical system can be performed with high precision and stability over a wide control range.
Imaging output with good image quality can always be obtained, and the intended purpose can be fully achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に係るビデオカメラの一実施例の構成を
模式的に示すブロック図である。 第２図は上記実施例における副光学系の構成を模式的に
示す斜視図である。 第３図は上記実施例における合焦検出用のセンサ部の各
ラインセンサの配置状態を示す模式図である。 第４図は上記センサ部に照射される被写体光の焦束状態
を示す模式図である。 １９− 第５図は上記センサ部にて検出する被写体光の鮮鋭度特
性を示す特性線図である。 第６図は上記実施例における自動合焦制御部の合焦点検
出回路の基本的な構成例を示すフロック図である。第７
図および第８図は上記合焦点検出回路の動作を説明する
ための各波形図であり、第７図は各ザンプルボールド回
路のホールド出力を示し、第８図は第１のレベル比較器
の比較出力を示している。 第９図は上記自動合焦制御部の方向判別回路の基本的な
構成例を示すブロック図である。 第１０図は上記実施例に適用される副光学系の他の構成
例を示す模式図である。 第１１図は上記実施例におけるセンサ部にエリアセンサ
を用いた場合の自動合焦制御部の構成例を示すブロック
図である。 第１２図は上記実施例に適用される合焦検出用のセンサ
部および自動合焦制御部の他の構成例を示すブロック図
であり、第１３図はその動作を説明するための特性線図
である。第１４図は上記台２０− 熱検出用のセンサ部および自動合焦制御部のさらに他の
構成例を示すブロック図である。 １・・・・・・・・・・・・・・・被写体２・・・・・
・・・・・・・・・・　フォーカスレンズ部８・・・・
・・・・・・・・・・・　ビームスブリックレンズ１０
・・・・・・・・・・・・　イメージセンサ１０Ａ・・
・・・・・・・撮像面 ２１・・・・・・・・・・・・結像レンズ３０・・・・
・・・・・・・・合焦検出用のセンサ部３１Ａ、３１Ｂ
、３２Ａ、３２Ｂ、３４Ａ、３４Ｂ。 ３５１．、−．１．．１．、　　ラインセンサ３３・・
・・・・・・・・・・　エリアセンサ４０・・・・・・
・・・・・・　自動合焦制御部５０・・・・・・・・・
・・・モータ駆動回路６０・・・・・・・・・・・・　
モータ特許出願人　ソニー株式会社 代理人　弁理士　小　池　　　晃 同　　　　１）　村　　榮　　−FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an embodiment of a video camera according to the present invention. FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the sub-optical system in the above embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the arrangement of each line sensor of the sensor section for focus detection in the above embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing the focused state of the subject light irradiated onto the sensor section. 19- FIG. 5 is a characteristic diagram showing the sharpness characteristics of the subject light detected by the sensor section. FIG. 6 is a block diagram showing an example of the basic configuration of the in-focus point detection circuit of the automatic focus control section in the above embodiment. 7th
8 and 8 are waveform diagrams for explaining the operation of the focused point detection circuit, FIG. 7 shows the hold output of each sample bold circuit, and FIG. 8 shows the hold output of the first level comparator. Comparison output is shown. FIG. 9 is a block diagram showing a basic configuration example of the direction determining circuit of the automatic focus control section. FIG. 10 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the sub-optical system applied to the above embodiment. FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of an automatic focus control section when an area sensor is used as the sensor section in the above embodiment. FIG. 12 is a block diagram showing another configuration example of the focus detection sensor section and automatic focus control section applied to the above embodiment, and FIG. 13 is a characteristic diagram for explaining the operation thereof. It is. FIG. 14 is a block diagram showing still another example of the structure of the table 20 - a sensor section for heat detection and an automatic focus control section. 1...Subject 2...
...... Focus lens section 8...
・・・・・・・・・・・・ Beams Brick Lens 10
・・・・・・・・・・・・ Image sensor 10A...
...... Imaging surface 21 ...... Imaging lens 30 ...
......Sensor sections 31A and 31B for focus detection
, 32A, 32B, 34A, 34B. 351. ,-. 1. ．． 1. , line sensor 33...
...... Area sensor 40...
...... Automatic focus control section 50 ......
...Motor drive circuit 60...
Motor patent applicant Sony Corporation representative Patent attorney Kodo Koike 1) Sakae Mura −

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 主光学系を通じて撮像面に導ひかれる被写体光の一部を
副光学系を通じて二次元センサ部に導ひき、上記センサ
部にて得られる検出出力信号に基いて上記主光学系の合
焦制御を行なうようζこした自動合焦機能を備えたビデ
オカメラにおいて、上記センサ部に導ひかれる被写体光
Ｏこ二次元的に非対称な絞り特性を与える絞り手段を設
けるとともに、絞り量の犬なる被写体光についての検出
出力信号にて合焦制御の方向判別を行ない、絞り量の小
なる被写体光についての検出出力信号にて合焦点検出を
行なう検出回路を設けたことを特徴とするビデオカメラ
。A part of the subject light that is guided to the imaging surface through the main optical system is guided to the two-dimensional sensor section through the sub-optical system, and the focusing control of the main optical system is performed based on the detection output signal obtained from the sensor section. In a video camera equipped with an automatic focusing function, an aperture means is provided to provide a two-dimensionally asymmetrical aperture characteristic for the subject light guided to the sensor section, and the subject light, which is a dog of the aperture amount, is provided. 1. A video camera comprising: a detection circuit that determines the direction of focus control based on a detection output signal for light from an object, and detects an in-focus point based on a detection output signal for object light with a small aperture amount.