JPH09274130A - レンズ鏡筒及びカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】精度よく且つ迅速に合焦を行うことができるレ
ンズ鏡筒及びカメラを提供する。 【解決手段】レンズ鏡筒２は、第一合焦評価値を作成す
る第一合焦評価部２０を有するカメラ本体１に装着され
る。また、第二合焦評価値を作成する第二合焦評価部３
０と、第一合焦評価値及び第二合焦評価値の少なくとも
一方を選択するＡＦ処理回路４０と、選択した評価値に
基づいて焦点調節用レンズ１１を移動するモータ５０と
を有する。第一合焦評価部２は、撮像素子２１の電気信
号から任意の周波数成分を選択し、この周波数成分のレ
ベルに基づいて第一合焦評価値を作成する。第二合焦評
価値３は、ラインセンサ３３ａ、３３ｂで各々撮像され
た像の撮像位置ずれに基づいて第二合焦評価値を作成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主にレンズ交換式
のビデオカメラ、特にレンズ交換式のＴＶカメラに用い
るレンズ鏡筒及びカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオカメラでは、主に、山
登り式と呼ばれるオートフォーカス装置が用いられてい
る。以下に、従来の山登り式のオートフォーカス装置が
適用されたビデオカメラについて図面を参照して説明す
る。図１３は従来の山登り式のオートフォーカス装置が
適用されたビデオカメラの概略ブロック図、図１４は映
像信号の高周波成分のレベルと焦点調節用レンズとの関
係を説明するための図である。

【０００３】従来の山登り式のオートフォーカス装置が
適用されたビデオカメラは、図１３に示すように、レン
ズ鏡筒８と、レンズ鏡筒８が装着されたカメラ本体９
と、を備えている。

【０００４】レンズ鏡筒８はカメラ本体９に装着自在に
構成されており、使用者は、用途に応じてカメラ本体９
に装着するレンズ鏡筒８を交換することができる。ま
た、レンズ鏡筒８は、焦点調節用レンズ８０１、変倍レ
ンズ８０２、補正レンズ８０３、絞り８０４、および結
像レンズ８０５からなる撮影光学系８０と、焦点調節用
レンズ８０１を撮影光学系８０の光軸方向に移動させる
モータ８２と、コネクタ８５を介して送られてきたモー
タ駆動信号に基づいてモータ８２を駆動するモータ駆動
回路８３と、を備えている。

【０００５】カメラ本体９は、撮影光学系８０によって
得られた像を撮像して電気信号に変換する撮像素子９１
と、撮像素子９１からの電気信号に応じた映像信号を生
成する映像信号生成装置９２と、映像信号生成装置９２
からの映像信号を基に、撮像素子９１上の像を合焦させ
るための情報（合焦評価値）を作成する合焦評価値作成
装置９３と、合焦評価値作成装置９３で得られた合焦評
価値を参照してモータ駆動信号を生成するＡＦ処理回路
９４と、ＡＦ処理回路９４で生成したモータ駆動信号を
レンズ鏡筒８のモータ駆動回路８３へ送信するためのコ
ネクタ９５と、を備えている。尚、コネクタ９５は、レ
ンズ鏡筒８をカメラ本体９に装着させたときに、レンズ
鏡筒８のコネクタ８５と電気的に接続するように構成さ
れている。

【０００６】次に、図１３に示すビデオカメラのオート
フォーカス動作について説明する。先ず、撮影光学系８
０は、撮像素子９１上に像を形成する。この像は、撮像
素子９１により電気信号に変換された後、映像信号生成
装置９２によって映像信号に変換される。この映像信号
は、複数の周波数の正弦波が合成されて形成されたもの
と見なすことができる。

【０００７】ところで、映像信号の高周波成分のレベル
は、図１４に示すように、撮像素子９１上に形成された
像が鮮鋭度を増すほど、即ち焦点調節用レンズが合焦点
Ａに近づくほど急激に上昇することが知られている。そ
して、一般に撮像素子９１上の像が合焦しているとき
に、映像信号の高周波成分のレベルがピークに到達する
ことが知られている。また、このレベルの山は周波数が
高くなるほど急峻になる傾向がある。一方、レンズの結
像性能や、映像信号のＳ/Ｎ比は、周波数が高くなるほ
ど悪くなる。

【０００８】そこで、合焦評価値作成装置９３は、映像
信号作成装置９２によって得られた映像信号から、撮影
光学系８０の結像性能及び映像信号のＳ／Ｎ比を考慮し
て適当な高周波成分を選択し、この周波数成分のレベル
を適当なサンプリング間隔で観察することにより合焦評
価値を所定時間毎に作成する。たとえば、選択した周波
数成分のレベルが上昇しているときは、焦点調節用レン
ズ８０１が合焦点に近づく方向に移動しているものと評
価する。また、選択した周波数成分のレベルが低下して
いるときは、焦点調節用レンズ８０１が合焦点から離れ
る方向に移動しているものと評価する。そして、選択し
た周波数成分のレベルがピーク値から所定の範囲内（例
えば図１４のΔＶ）にあるときに、撮像素子９１上の像
が合焦しているものと評価する。

【０００９】次に、ＡＦ処理回路９４は、合焦評価値作
成装置９３から逐次送られてくる合焦評価値を参照し、
焦点調節用レンズ８０１を合焦と判断される位置まで移
動させるべくモータ駆動信号を生成する。モータ駆動回
路８３は、ＡＦ処理回路９４で生成されたモータ駆動信
号に基づいてモータ８２を駆動する。

【００１０】このように、山登り式のオートフォーカス
装置では、焦点調節用レンズ８０１の移動があたかも高
周波成分の山を登るよう行われる。これが山登り式とい
う名前で呼ばれている所以である。

【００１１】上記の山登り式のオートフォーカス装置が
適用されたビデオカメラは、映像信号を用いて合焦の評
価を行うので、撮像素子９１上の像を対応する被写体に
精度よく合焦させることができる。また、測距専用の素
子を設けることなく撮像素子９１上の像を合焦させるの
で、コスト的に有利である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の山登り式のオートフォーカス装置が適用されたビデ
オカメラでは、合焦評価値作成装置９３から所定のサン
プリング間隔で逐次送られてくる合焦評価値を参照し、
焦点調節用レンズ８０１を合焦と判断される位置まで移
動させるので、合焦までに時間がかかるという問題があ
る。特に、焦点調節用レンズ８０１の位置が合焦点から
遠く離れている場合（所謂おおぼけ時）、図１４に示す
ように、映像信号の高周波成分のレベルは焦点調節用レ
ンズ８０１を動かしてもほとんど変化しなくなるので、
高周波成分に含まれるノイズ等を考慮すると、合焦評価
値作成装置９３での評価が難しくなる。このため、合焦
までにかかる時間が極端に長くなることがある。この合
焦までに時間がかかるという問題は、例えば上記の山登
り式のオートフォーカス装置をＴＶカメラに用いる場
合、ニュースの取材等において一瞬の撮影チャンスを取
り逃がすおそれがある。

【００１３】また、上記従来の山登り式のオートフォー
カス装置が適用されたビデオカメラでは、図１３に示す
ように、合焦評価値作成装置及びＡＦ処理装置がカメラ
本体側に設けられている。このため、ビデオカメラにお
いて、オートフォーカス機能を実現するためには、オー
トフォーカス対応のカメラ本体と当該カメラ本体に対応
したレンズ鏡筒との両方が必要になる。しかしながら、
カメラ本体、特にプロカメラマンが使用するようなＴＶ
カメラのカメラ本体は、非常に高価であるため、このよ
うなＴＶカメラにおいてオートフォーカス機能を実現す
るために、使用者に多額の出費を強いることになるとい
う問題がある。

【００１４】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、精度よく且つ迅速に合焦を行うことができるレ
ンズ鏡筒及びカメラを提供することを目的とするもので
ある。

【００１５】また、本発明は、オートフォーカス機能を
有しないカメラ本体に装着した場合でも、オートフォー
カス機能を実現することができるレンズ鏡筒を提供する
ことを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明のレンズ鏡筒は、撮像面上に形
成された像によって得られた電気信号の中から選択した
周波数成分のレベルに基づいて、前記撮像面上の像を前
記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する第一の
合焦評価装置を有するカメラ本体に装着されるレンズ鏡
筒であって、移動可能に設けられた焦点調節用レンズ
と、前記焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を
分光する分光素子と、前記分光素子により分光された一
方の光を結像させる第一の結像レンズとを含み、前記第
一の結像レンズに入射した前記被写体からの光を前記撮
像面上に導く撮影光学系と、前記分光素子により分光さ
れた他方の光を結像させる第二の結像レンズと、前記第
二の結像レンズによって結像した前記被写体からの光を
各々再結像させる少なくとも一対の再結像レンズと、前
記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像を
撮像する撮像素子とを有し、前記少なくとも一対の再結
像レンズによって得られた像の前記撮像素子上での撮像
位置ずれを基に、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦
させるための合焦情報を作成する第二の合焦評価装置
と、前記第一の合焦評価装置又は前記第二の合焦評価装
置で作成された合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レ
ンズを移動する移動装置と、を具備することを特徴とす
るものである。

【００１７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第一の合焦評価装置及び前記第二の合
焦評価装置のうち、なくとも一方を選択する選択装置を
具備し、前記移動装置は、前記選択装置によって選択さ
れた合焦評価装置で作成された合焦情報に基づいて前記
焦点調節用レンズを移動することを特徴とするものであ
る。

【００１８】請求項３記載の発明のレンズ鏡筒は、撮像
面上に形成された像を基に電気信号を生成するカメラ本
体に装着されるレンズ鏡筒であって、移動可能に設けら
れた焦点調節用レンズと、前記焦点調節用レンズに入射
した被写体からの光を分光する分光素子と、前記分光素
子により分光された一方の光を結像させる第一の結像レ
ンズとを含み、前記第一の結像レンズに入射した前記被
写体からの光を前記撮像面上に導く撮影光学系と、前記
電気信号の中から選択した周波数成分のレベルに基づい
て、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるための
合焦情報を作成する第一の合焦評価装置と、前記分光素
子により分光された他方の光を結像させる第二の結像レ
ンズと、前記第二の結像レンズによって結像した前記被
写体からの光を各々再結像させる少なくとも一対の再結
像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レンズによっ
て得られた像を撮像する撮像素子とを有し、前記少なく
とも一対の再結像レンズによって得られた像の前記撮像
素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮像面上の像を前
記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する第二の
合焦評価装置と、前記第一の合焦評価装置及び前記第二
の合焦評価装置のうち、少なくとも一方を選択する選択
装置と、前記選択装置によって選択された合焦評価装置
で作成された合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レン
ズを移動する移動装置と、を具備することを特徴とする
ものである。

【００１９】請求項４記載の発明は、請求項２又は３記
載の発明において、前記選択装置は、前記位置ずれ検出
手段で検出された撮像位置ずれが所定値以下の場合は前
記第一の合焦評価装置を選択し、前記所定値より大きい
場合は前記第二の合焦評価装置を選択するものであるこ
とを特徴とするものである。

【００２０】請求項５記載の発明のレンズ鏡筒は、撮像
面上に形成された像によって得られた電気信号の中から
選択した所定の周波数成分のレベルに基づいて、前記撮
像面上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を
作成する第一の合焦評価装置を備えているか否かを示す
識別情報を有するカメラ本体に装着されるレンズ鏡筒で
あって、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前
記焦点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光す
る分光素子と、前記分光素子により分光された一方の光
を結像させる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結
像レンズに入射した前記被写体からの光を前記撮像面上
に導く撮影光学系と、前記分光素子により分光された他
方の光を結像させる第二の結像レンズと、前記第二の結
像レンズによって結像した前記被写体からの光を各々再
結像させる少なくとも一対の再結像レンズと、前記少な
くとも一対の再結像レンズによって得られた像を撮像す
る撮像素子とを有し、前記少なくとも一対の再結像レン
ズによって得られた像の前記撮像素子上での撮像位置ず
れを基に前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるた
めの合焦情報を作成する第二の合焦評価装置と、前記識
別情報を基に前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置
を備えているか否かを判定する判定装置と、前記判定装
置によって前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を
備えていないものと判定された場合には、前記第二の合
焦評価装置を選択し、前記判定装置によって前記カメラ
本体が前記第一の合焦評価装置を備えているものと判定
された場合には、前記第一の合焦評価装置及び前記第二
の合焦評価装置のうちの少なくとも一方を選択する選択
装置と、前記選択装置によって選択された合焦評価装置
が作成した合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズ
を移動する移動装置と、を具備することを特徴とするも
のである。

【００２１】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記選択装置は、前記判定装置によって前
記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えているも
のと判定された場合に、前記位置ずれ検出手段で検出さ
れた撮像位置ずれが所定値以下のときは前記第一の合焦
評価装置を選択し、前記所定値より大きいときは前記第
二の合焦評価装置を選択するものであることを特徴とす
るものである。

【００２２】請求項７記載の発明のカメラは、撮像面上
に形成された像を基に電気信号を生成するカメラ本体
と、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦
点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分
光素子と、前記分光素子により分光された一方の光を結
像させる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レ
ンズに入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導
く撮影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラで
あって、前記電気信号の中から選択した周波数成分のレ
ベルに基づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦
させるための合焦情報を作成する第一の合焦評価装置
と、前記分光素子により分光された他方の光を結像させ
る第二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって
結像した前記被写体からの光を各々再結像させる少なく
とも一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結
像レンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有
し、前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られ
た像の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮
像面上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を
作成する第二の合焦評価装置と、前記第一の合焦評価装
置及び前記第二の合焦評価装置のうち、少なくとも一方
を選択する選択装置と、前記選択装置によって選択され
た合焦評価装置で作成された合焦情報に基づいて、前記
焦点調節用レンズを移動する移動装置と、を具備し、前
記第一合焦評価装置及び前記選択装置が前記カメラ本体
に設けられ、且つ前記第二合焦評価装置及び前記移動装
置が前記レンズ鏡筒に設けられていることを特徴とする
ものである。

【００２３】請求項８記載の発明のカメラは、撮像面上
に形成された像を基に電気信号を生成するカメラ本体
と、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦
点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分
光素子と、前記分光素子により分光された一方の光を結
像させる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レ
ンズに入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導
く撮影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラで
あって、前記電気信号の中から選択した周波数成分のレ
ベルに基づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦
させるための合焦情報を作成する第一の合焦評価装置
と、前記分光素子により分光された他方の光を結像させ
る第二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって
結像した前記被写体からの光を各々再結像させる少なく
とも一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結
像レンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有
し、前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られ
た像の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮
像面上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を
作成する第二の合焦評価装置と、前記第一の合焦評価装
置及び前記第二の合焦評価装置のうち、少なくとも一方
を選択する選択装置と、前記選択装置によって選択され
た合焦評価装置で作成された合焦情報に基づいて、前記
焦点調節用レンズを移動する移動装置と、を具備し、前
記第一合焦評価装置が前記カメラ本体に設けられ、且つ
前記第二合焦評価装置、前記選択装置及び前記移動装置
が前記レンズ鏡筒に設けられていることを特徴とするも
のである。

【００２４】請求項９記載の発明は、請求項７又は８記
載の発明において、前記選択装置は、前記位置ずれ検出
手段で検出した撮像位置ずれが所定値以下の場合は前記
第一の合焦評価装置を選択し、前記所定値より大きい場
合は前記第二の合焦評価装置を選択するものであること
を特徴とするものである。

【００２５】請求項１０記載の発明のカメラは、所定平
面上に形成された像を撮像するカメラ本体と、移動可能
に設けられた焦点調節用レンズを含み、前記焦点調節用
レンズに入射した被写体からの光を前記所定平面上に導
く撮影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラで
あって、前記カメラ本体は、当該カメラ本体が前記所定
平面上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を
作成する第一の合焦評価装置を備えているか否かを示す
識別情報を有し、前記レンズ鏡筒は、前記所定平面上の
像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する
第二の合焦評価装置と、前記識別情報を基に前記カメラ
本体が前記第一の合焦評価装置を備えているか否かを判
定する判定装置と、前記判定装置によって前記カメラ本
体が前記第一の合焦評価装置を備えていないものと判定
された場合には、前記第二の合焦評価装置を選択し、前
記判定装置によって前記カメラ本体が前記第一の合焦評
価装置を備えているものと判定された場合には、前記第
一の合焦評価装置及び前記第二の合焦評価装置のうちの
少なくとも一方を選択する選択装置と、前記選択装置に
よって選択された合焦評価装置が作成した合焦情報に基
づいて、前記焦点調節用レンズを移動する移動装置と、
を具備することを特徴とするものである。

【００２６】請求項１１記載の発明のカメラは、撮像面
上に形成された像を基に電気信号を生成するカメラ本体
と、移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦
点調節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分
光素子と、前記分光素子により分光された一方の光を結
像させる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レ
ンズに入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導
く撮影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラで
あって、前記カメラ本体は、当該カメラ本体が前記電気
信号の中から選択した所定の周波数成分のレベルに基づ
いて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるため
の合焦情報を作成する第一の合焦評価装置を備えている
か否かを示す識別情報を有し、前記レンズ鏡筒は、前記
分光素子により分光された他方の光を結像させる第二の
結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像した
前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも一対
の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レンズ
によって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、前記
少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像の前
記撮像素子上での撮像位置ずれを基に前記撮像面上の像
を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する第
二の合焦評価装置と、前記識別情報を基に前記カメラ本
体が前記第一の合焦評価装置を備えているか否かを判定
する判定装置と、前記判定装置によって前記カメラ本体
が前記第一の合焦評価装置を備えていないものと判定さ
れた場合には、前記第二の合焦評価装置を選択し、前記
判定装置によって前記カメラ本体が前記第一の合焦評価
装置を備えているものと判定された場合には、前記第一
の合焦評価装置及び前記第二の合焦評価装置のうちの少
なくとも一方を選択する選択装置と、前記選択装置によ
って選択された合焦評価装置が作成した合焦情報に基づ
いて、前記焦点調節用レンズを移動する移動装置と、を
具備することを特徴とするものである。

【００２７】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の発明において、前記選択装置は、前記判定装置によっ
て前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えてい
るものと判定された場合に、前記位置ずれ検出手段で検
出された撮像位置ずれが所定値以下のときは前記第一の
合焦評価装置を選択し、前記所定値より大きいときは前
記第二の合焦評価装置を選択するものであることを特徴
とするものである。

【００２８】請求項１３記載の発明のレンズ鏡筒は、撮
像面上に形成された像を基に電気信号を生成するカメラ
本体に装着されるレンズ鏡筒であって、移動可能に設け
られた焦点調節用レンズと、前記焦点調節用レンズに入
射した被写体からの光を結像させる結像レンズとを含
み、前記結像レンズに入射した前記被写体からの光を前
記撮像面上に導く撮影光学系と、前記電気信号の中から
選択した周波数成分のレベルに基づいて、前記撮像面上
の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成す
る合焦評価装置と、前記合焦評価装置で作成された合焦
情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動する移動
装置と、を具備することを特徴とするものである。

【００２９】請求項１４記載の発明のレンズ鏡筒は、所
定平面上に形成された像を撮像するカメラ本体に装着さ
れるレンズ鏡筒であって、移動可能に設けられた焦点調
節用レンズと、前記焦点調節用レンズに入射した被写体
からの光を分光する分光素子と、前記分光素子により分
光された一方の光を結像させる第一の結像レンズとを含
み、前記第一の結像レンズに入射した前記被写体からの
光を前記所定平面上に導く撮影光学系と、前記分光素子
により分光された他方の光を結像させる第二の結像レン
ズと、前記第二の結像レンズによって結像した前記被写
体からの光を各々再結像させる少なくとも一対の再結像
レンズと、前記少なくとも一対の再結像レンズによって
得られた像を撮像する撮像素子とを有し、前記少なくと
も一対の再結像レンズによって得られた像の前記撮像素
子上での撮像位置ずれを基に、前記所定平面上の像を前
記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する合焦評
価装置と、前記合焦評価装置で作成された合焦情報に基
づいて、前記焦点調節用レンズを移動する移動装置と、
を具備することを特徴とするものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の第一実施形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００３１】図１は本発明の第一実施形態であるＴＶカ
メラの概略ブロック図、図２は図１に示すＴＶカメラの
オートフォーカス動作を説明するためのフロー図であ
る。

【００３２】本実施形態であるＴＶカメラは、図１に示
すように、カメラ本体１と、カメラ本体１に装着された
レンズ鏡筒２と、を備えている。レンズ鏡筒２はカメラ
本体１に装着自在に構成されており、使用者は、用途に
応じてカメラ本体１に装着するレンズ鏡筒２を交換する
ことができる。

【００３３】カメラ本体１は、第一合焦評価部２０と、
ＡＦ処理回路４０と、コネクタ６１とを有する。また、
レンズ鏡筒２は、撮影光学系１０と、第二合焦評価部３
０と、モータ５０と、モータ駆動回路６０と、コネクタ
６２とを有する。尚、コネクタ６１、６２は、レンズ鏡
筒２をカメラ本体１に装着させたときに、互いに電気的
に接続するように構成されている。

【００３４】レンズ鏡筒２の撮影光学系１０は、焦点調
節用レンズ１１、変倍レンズ１２、補正レンズ１３、お
よび結像レンズ１４の４群で構成されている。この構成
はＴＶカメラ用のレンズ鏡筒として一般的なものであ
る。本実施形態で用いる撮影光学系１０では、補正レン
ズ１３と結像レンズ１４との間に、光線分割のための分
光素子（例えばビームスプリッタ）１５と絞り１６とが
挿入されている。尚、本実施形態では、撮影光学系１０
の開口絞りの開口量にかかわらず、第二合焦評価部３０
に光線を送ることができるようにするために、分光素子
１５を絞り１６の前に配置している。

【００３５】カメラ本体１の第一合焦評価部２０は、所
謂山登り式のオートフォーカス方式を用いて合焦の評価
を行うものである。第一合焦評価部２０は、撮影光学系
１０の結像レンズ１４によって形成された像を撮像し、
電気信号に変換する撮像素子２１と、撮像素子２１から
の電気信号に応じた映像信号を作成する映像信号生成装
置２２と、映像信号生成装置２２からの映像信号を基に
撮像素子２１上の像を合焦させるための合焦情報（以
下、第一合焦評価値ともいう）を作成する合焦評価値作
成装置２３とを備えている。合焦評価値作成装置２３
は、映像信号作成装置２２で作成された映像信号の中か
ら選択した適当な周波数成分のレベルを検出するレベル
検出部２３ａと、レベル検出部２３ａで検出したレベル
を調べて第一合焦評価値を作成する評価値作成部２３ｂ
とを有する。

【００３６】ここで、合焦評価値作成装置２３で作成さ
れる第一合焦評価値について説明する。従来の技術で述
べたように、映像信号は複数の周波数の正弦波が合成さ
れて形成されたものと見なすことができる。そして、映
像信号の高周波成分のレベルは、図１４に示すように、
撮像素子２１上に形成された像が鮮鋭度を増すほど、即
ち焦点調節用レンズ１１が合焦点Ａに近づくほど急激に
上昇し、撮像素子２１上の像が合焦しているときにピー
クに到達することが経験的に知られている。そこで、合
焦評価値作成装置２３は、映像信号作成装置２２によっ
て得られた映像信号から、撮影光学系１０の結像性能及
び映像信号のＳ／Ｎ比を考慮して適当な高周波成分を選
択し、この周波数成分のレベルを所定のサンプリング間
隔で観察することにより合焦評価値を作成している。た
とえば、選択した周波数成分のレベルが上昇していると
きは、焦点調節用レンズ１１が合焦点に近づく方向に移
動しているものと評価する。また、選択した周波数成分
のレベルが低下しているときは、焦点調節用レンズ１１
が合焦点から離れる方向に移動しているものと評価す
る。そして、選択した周波数成分のレベルがピーク値か
ら所定の範囲内（例えば図１４のΔＶ）にあるときに、
撮像素子２１上の像が合焦しているものと評価する。

【００３７】レンズ鏡筒２の第二合焦評価部３０は、像
ずれ式と呼ばれるオートフォーカス方式を用いて合焦の
評価を行うものである。第二合焦評価部３０は、撮影光
学系１０の分光素子１５によって分光された光線を所定
の方向に反射させるミラー３１と、ミラー３１を介して
入射した被写体からの光を共役な像に結像させる結像レ
ンズ３２と、結像レンズ３２により結像した光束の一部
を再び結像させる再結像用レンズ３３ａ、３３ｂと、再
結像用レンズ３３ａ、３３ｂによって形成された像をそ
れぞれ撮像し、電気信号に変換するラインセンサ３４
ａ、３４ｂと、画像処理装置３５と、合焦評価値作成装
置３６と、を備えている。

【００３８】結像レンズ３２は、撮像素子２１上の像が
合焦しているときに、ミラー３１を介して入射した光束
を予定焦点面３７上で結像させるように配置されてい
る。再再結像レンズ３３ａ、３３ｂは、結像レンズ３２
の光軸に対して略対象な位置に配置されている。ライン
センサ３４ａ、３４ｂは、結像レンズ３２の光軸に対し
て略対象な位置であって、対応する再結像用レンズ３３
ａ、３３ｂの予定焦点面上に配置されている。画像処理
装置３５は、ラインセンサ３４ａ、３４ｂからそれぞれ
送られてきた電気信号に基づいて画像処理を行う。合焦
評価値作成装置３６は、画像処理装置３５から送られて
きた信号を基に撮像素子２１上の像を合焦させるための
情報（以下、第二合焦評価値ともいう）を作成する。合
焦評価値作成装置３６は、画像処理装置３５からの信号
を基に、撮像素子３４ａ上の像と撮像素子３４ｂ上の像
との撮像位置ずれ（ずれ方向及びずれ量）を検出する位
置ずれ検出部３６ａと、位置ずれ検出部３６ａで検出し
た撮像位置ずれを基に第二合焦評価値を作成する評価値
作成部３６ｂとを有する。

【００３９】ここで、合焦評価値作成装置３６で作成さ
れる第二合焦評価値について図面を参照して説明する。
図３、図５及び図７は像ずれ式のオートフォーカス方式
の原理を説明するための図であり、第二合焦評価部３０
の一部を拡大した図である。ここで、図３は合焦状態に
あるときの光路を、図５及び図７は、合焦していない状
態にあるときの光路を示している。

【００４０】図３に示すように、結像レンズ３２を通過
した光束が予定焦点面３７上で合焦している場合、光束
の一部は、再結像用レンズ３３ａ、３３ｂによりライン
センサ３４ａ、３４ｂ上で再び結像する。ここで、予定
焦点面３７上で合焦している場合、二つのラインセンサ
３４ａ、３４ｂが撮像する像は、図４に示すようにライ
ンセンサ上の略一致する位置に形成される。一方、図５
に示すように、結像レンズ３２を通過した光束が予定焦
点面３７よりも前で合焦している場合（所謂後ピン状
態）、二つのラインセンサ３４ａ、３４ｂが撮像する像
は、図６に示すようなずれが生じる。また、図７に示す
ように、結像レンズ３２を通過した光束が予定焦点面３
７よりも後で合焦している場合（所謂前ピン状態）、二
つのラインセンサ３４ａ、３４ｂが撮像する像は、図８
に示ように、後ピン状態とは逆の方向にずれが生じる。
そこで、合焦評価値作成装置３６は、ラインセンサ３４
ａ、３４ｂで撮像された像のずれの方向及び量を検出
し、これ等の情報に基づいて、予定焦点面３７上の像を
合焦させるために、すなわち撮像素子２１上の像を合焦
させるために必要な焦点調節用レンズ１１の移動方向及
び移動量（第二合焦評価値）を作成している。尚、第二
合焦評価値は、画像処理装置３５での処理速度等を考慮
して、所定時間毎に作成される。

【００４１】このように、像ずれ式のオートフォーカス
方式では、一対のラインセンサで撮像された像の位置の
ずれ方向及びずれ量に基づいて合焦が行なわれる。これ
が像ずれ式という名前で呼ばれている所以である。像ず
れ式のオートフォーカス方式は、一対のラインセンサで
撮像された像の位置のずれ方向及びずれ量に基づいて、
合焦に必要な焦点調節用レンズの移動方向及び移動量を
直接算出するので、合焦を素早く行うことができる。こ
のため、主にスティルカメラ用のオートフォーカス装置
として用いられている。

【００４２】カメラ本体１のＡＦ処理回路４０は、モー
タ駆動信号生成部４１、４２と、選択部４３とを有す
る。モータ駆動信号生成部４１は、第一合焦評価部２０
で作成された第一合焦評価値を参照して、モータ５０の
駆動信号を生成する。たとえば、第一合焦評価値が、焦
点調節用レンズ１１が合焦点に近づく方向に移動してい
ると評価するものであるときは、モータ５０の回転方向
をそのまま維持するように駆動信号を生成する。また、
第一合焦評価値が、焦点調節用レンズ１１が合焦点から
遠ざかる方向に移動していると評価するものであるとき
は、モータ５０の回転方向を反転させるように駆動信号
を生成する。モータ駆動信号生成部４２は、第二合焦評
価部３０で作成され、コネクタ６１、６２を介して送ら
れてきた第二合焦評価値を参照し、焦点駆動用レンズ１
１を当該評価値が示す移動方向及び移動量だけ移動させ
るように駆動信号を生成する。選択部４３は、モータ駆
動信号生成部４１で生成された駆動信号及びモータ駆動
信号生成部４２で生成された駆動信号の少なくとも一方
を選択する。本実施形態では、第二合焦評価値を参照
し、合焦に必要な焦点調節用レンズ１１の移動量がしき
い値より大きいときは、モータ駆動信号生成部４２で生
成された駆動信号を選択し、小さいときはモータ駆動信
号生成部４１で生成された駆動信号を選択するように設
定している。尚、このしきい値は、外部入力等により、
撮影者等が任意に設定することができるものであること
が好ましい。選択された駆動信号は、コネクタ６１、６
２を介してモータ駆動回路６０に送られる。

【００４３】レンズ鏡筒２のモータ駆動回路６０は、選
択部４３で選択された駆動信号に基づいてモータ５０を
駆動する。これにより、焦点調節用レンズ１１を撮影光
学系１０の光軸方向において前後に移動させる。

【００４４】尚、カメラ本体１の映像信号生成装置２
２、合焦評価値作成装置２３、およびＡＦ処理回路４０
は、例えばＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニッ
ト）等により、一体的に構成される。同様に、レンズ鏡
筒２の画像処理装置３５及び合焦評価値作成装置３６
も、ＣＰＵ（セントラルプロセッシングユニット）等に
よって、一体的に構成される。

【００４５】次に、本実施形態のＴＶカメラのオートフ
ォーカス動作について図２を参照して参照して説明す
る。

【００４６】先ず、撮影光学系１０に被写体からの光が
入射されると、第一合焦評価部２０は、撮影光学系１０
中の結像レンズ１４を介して得られた光に基づき、第一
合焦評価値を作成する。また、第二合焦評価部３０は、
撮影光学系１０中の分光素子１５で分光された光に基づ
き、第二合焦評価値を作成する（ステップ２０１）。

【００４７】次に、ＡＦ処理回路４０の選択部４３は、
第一合焦評価値が合焦している旨を示すものであるか否
か判定する（ステップ２０２）。第一合焦評価値が合焦
している旨を示すものである場合は図２に示すフローを
終了させ、合焦している旨を示すものでない場合はステ
ップ２０３へ移行する。

【００４８】ステップ２０３では、ＡＦ処理回路４０の
選択部４３が、第二合焦評価値を参照して、合焦のため
に必要な焦点調節用レンズ１１の移動量がしきい値以下
であるか否かを判定する。合焦に必要な焦点調節用レン
ズ１１の移動量がしきい値以下の場合は、第一合焦評価
値を基にモータ駆動信号生成部４１で生成した駆動信号
を選択する（ステップ２０４）。一方、しきい値より大
きい場合は、第二合焦評価値を基にモータ駆動信号生成
部４２で生成した駆動信号を選択する（ステップ２０
５）。

【００４９】次に、モータ駆動装置６０は、選択部４３
で選択した駆動信号に基づいて、モータ５を駆動する
（ステップ２０６）。

【００５０】図２に示すフローは、第一合焦評価値の内
容が合焦しているものと評価されるまで繰り返し行われ
る。これにより、撮像素子２１上の像を合焦させる。

【００５１】本実施形態では、第一合焦評価部２０によ
り精度よく合焦させることができる山登り式のオートフ
ォーカス方式を用いて第一合焦評価値を作成し、第二合
焦評価部３０により素早く合焦させることができる像ず
れ式のオートフォーカス方式を用いて第二合焦評価値を
作成する。また、ＡＦ処理回路４０は、第二合焦評価部
３０で作成された第二合焦評価値がしきい値より大きい
ときは第二合焦評価値を選択し、しきい値以下のときは
第一合焦評価値を選択する。そして、選択した合焦評価
値を基に、モータ５０の駆動信号を生成する。これによ
り、先ず、第二合焦評価値を用いて撮像素子２１上の像
を大まかに合焦させ、その後、第一合焦評価値を用いて
撮像素子２１上の像を子細に合焦させている。したがっ
て、本実施形態によれば、撮像素子２１上の像を精度よ
く且つ迅速に合焦を行うことができる。また、像ずれ式
を用いる第二合焦評価部３０には、高い精度が要求され
ないので、コストアップを抑制することができる。

【００５２】また、本実施形態では、第一合焦評価部２
０をカメラ本体１側に設け、第二合焦評価部３０をレン
ズ鏡筒２側に設けている。ここで、第一合焦評価部２０
は、撮像素子２１上の像を基に撮像素子２１上の像を合
焦させるための合焦評価値を作成するので、撮影光学系
１０の構造如何によらず共用することができる。一方、
第二合焦評価部３０は、撮像素子２１上の面とは別の位
置に結ばせた像を用いて撮像素子２１上の像を合焦させ
るための合焦評価値を作成するので、撮影光学系１０の
構造が変われば、その構造（特に、結像レンズ３２、再
結像用レンズ３３ａ、３３ｂの配置）を変更する必要が
ある。このように、本実施形態によれば、撮影光学系１
０の構造如何によらず、即ちレンズ鏡筒２を交換しても
共用することができる第一合焦評価部２０をカメラ本体
１側に設け、撮影光学系１０固有の第二合焦評価部３０
をレンズ鏡筒２側に設けることにより、レンズ鏡筒のコ
ストアップを防ぐと共に、レンズ鏡筒の小型化を図るこ
とができる。

【００５３】さらに、本実施形態では、ラインセンサ３
４ａ、３４ｂ上に像ずれ検出用の像を形成する光学系の
焦点距離は、焦点調節用レンズ１１、変倍レンズ１２、
補正レンズ１３及び結像レンズ３２の合成焦点距離であ
る。一方、撮像素子２１上に映像信号用の像を形成する
光学系の焦点距離は、焦点調節用レンズ１１、変倍レン
ズ１２、補正レンズ１３及び結像レンズ１４の合成焦点
距離である。したがって、結像レンズ１４及び結像レン
ズ３２の構成を変えることにより、像ずれ検出用の像を
形成する光学系と映像信号用の像を形成する光学系との
焦点距離を変える、すなわち各々の光学系が形成する像
の大きさを変えることができる。たとえば、像ずれ検出
用の像を形成する光学系の焦点距離を長くして、像ずれ
検出用の像が大きくなるように結像レンズ３２を構成す
ることにより、この像に対するラインセンサ３４ａ、３
４ｂの画素ピッチが相対的に細かくなるので、細かい被
写体にまで合焦させることができる。また、たとえば、
像ずれ検出用の像を形成する光学系の焦点距離を短くし
て、像ずれ検出用の像が小さくなるように結像レンズ３
２を構成することにより、この像のラインセンサ３４
ａ、３４ｂに対する大きさが相対的に小さくなるので、
検出可能な像ずれ量が大きくなる。これにより、焦点調
節用レンズの位置が合焦点から遠く離れている場合（所
謂おおぼけ時）でも、合焦点を素早く検出することがで
きる。また、レンズ鏡筒を小型にすることができる。

【００５４】尚、ＡＦ処理回路４０の選択部４３におい
て、レンズ鏡筒２が第二合焦評価部を有するか否かの判
断をさせてもよい。この判断は、コネクタ６１、６２を
介してレンズ鏡筒２から第二合焦評価値を示す信号が送
られてきたか否かを基に判断すればよい。また、レンズ
鏡筒２のコネクタ６２に第二合焦評価部の有無を識別す
るための接点を設け、選択部４３がこの接点を判定する
ようにしてもよい。レンズ鏡筒２が第二合焦評価部を有
しない場合、第一合焦評価値を基に駆動信号生成部４１
で生成された駆動信号を選択することにより、図１３に
示すような、従来より用いられている山登り式のオート
フォーカス対応のレンズ鏡筒を用いることも可能であ
る。また、レンズ鏡筒２が第二合焦評価部を有する場
合、レンズ鏡筒２に設けられた第二合焦評価部が作成し
た合焦情報を有効に活用することができる。

【００５５】次に、本発明の第二実施形態について図面
を参照して説明する。

【００５６】図９は本発明の第二実施形態であるＴＶカ
メラの概略ブロック図である。尚、本実施形態におい
て、図１に示す第一実施形態と同一の機能を有するもの
には、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、
その詳細な説明を省略する。

【００５７】本実施形態のＴＶカメラが、図１に示す第
一実施形態のものと異なる点は、図９に示すように、Ａ
Ｆ処理回路４０に代えてＡＦ処理回路４０ａをカメラ本
体１ａに設けたこと、および、ＡＦ処理回路４０ｂをレ
ンズ鏡筒２ａに設けたことである。ＡＦ処理回路４０ａ
はモータ駆動信号生成部４１を有する。ＡＦ処理回路４
０ｂは、モータ駆動信号生成部４２と選択部４３とを有
する。

【００５８】本実施形態では、第二合焦評価値を基にモ
ータ駆動信号を生成するモータ駆動信号生成部４２と、
モータ駆動信号生成部４１で生成された駆動信号及びモ
ータ駆動信号生成部４２で生成された駆動信号のうちの
少なくとも一方を選択する選択部４３とからなるＡＦ処
理回路４０ｂをレンズ鏡筒２ａ側に設けている。これに
より、カメラ本体１ａとして、図１３に示すような、従
来より用いられている山登り式のオートフォーカス対応
のものを用いることが可能である。すなわち、本実施形
態によれば、従来より用いられている山登り式のオート
フォーカス対応のカメラ本体を用いた場合でも、撮像素
子２１上の像を精度よく且つ迅速に合焦を行うことがで
きる。その他の効果は、第一実施形態のものと同様であ
る。

【００５９】尚、ＡＦ処理回路４０ｂの選択部４３にお
いて、カメラ本体１ａが第一合焦評価部を有するか否か
の判断をさせてもよい。この判断は、コネクタ６１、６
２を介してカメラ本体１ａからモータ駆動信号が送られ
てきたか否かを基に判断すればよい。また、カメラ本体
のコネクタ６１に第一合焦評価部の有無を識別するため
の接点を設け、選択部４３がこの接点を判定するように
してもよい。カメラ本体１ａが第一合焦評価部を有しな
い場合、第二合焦評価値を基に駆動信号生成部４２で生
成された駆動信号を選択することにより、レンズ鏡筒２
ａにオートフォーカスに対応していないカメラ本体が装
着された場合でも、オートフォーカス機能を実現するこ
とができる。また、レンズ鏡筒２ａにオートフォーカス
に対応したカメラ本体が装着された場合、カメラ本体の
オートフォーカス機能を有効に活用することができる。

【００６０】次に、本発明の第三実施形態について図面
を参照して説明する。

【００６１】図１０は本発明の第三実施形態であるＴＶ
カメラの概略ブロック図である。尚、本実施形態におい
て、図１に示す第一実施形態と同一の機能を有するもの
には、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、
その詳細な説明を省略する。

【００６２】本実施形態のＴＶカメラが、図１に示す第
一実施形態のものと異なる点は、図１０に示すように、
第一合焦評価部の合焦評価値作成装置２３及びＡＦ処理
回路４０をレンズ鏡筒２ｂ側に設けたことである。

【００６３】本実施形態によれば、レンズ鏡筒２ｂに合
焦評価値作成装置２３と、第二合焦評価部３０と、ＡＦ
処理回路４０とを設けたことにより、レンズ鏡筒２ｂに
オートフォーカスに対応していないカメラ本体が装着さ
れた場合でも、像ずれ式と山登り式の二種類のオートフ
ォーカス方式を用いて、撮像素子２１上の像を精度よく
且つ迅速に合焦させることができる。

【００６４】尚、本実施形態において、映像信号生成装
置２２は、レンズ鏡筒２ｂ側に配置してもよい。

【００６５】次に、本発明の第四実施形態について図面
を参照して説明する。

【００６６】図１１は本発明の第四実施形態であるＴＶ
カメラの概略ブロック図である。尚、本実施形態におい
て、図１に示す第一実施形態と同一の機能を有するもの
には、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、
その詳細な説明を省略する。

【００６７】本実施形態のＴＶカメラは、図１１に示す
ように、カメラ本体１ｃと、カメラ本体１ｃに装着され
たレンズ鏡筒２ｃと、を備えている。カメラ本体１ｃ
は、撮像素子２１と、映像信号生成装置２２と、コネク
タ６１とを有する。また、レンズ鏡筒２は、撮影光学系
１０と、合焦評価値作成装置２３と、ＡＦ処理回路４０
ｃと、モータ５０と、モータ駆動回路６０と、コネクタ
６２とを有する。ＡＦ処理回路４０ｃは、合焦評価値作
成装置２３で作成された合焦評価値を参照して、モータ
５０の駆動信号を生成する駆動信号生成部４１を有す
る。

【００６８】本実施形態によれば、レンズ鏡筒２ｃに、
カメラ本体１ｃの撮像素子２１上の像を基に合焦評価値
を作成する山登り式のオートフォーカス機能を設けたこ
とにより、レンズ鏡筒２ｃにオートフォーカスに対応し
ていないカメラ本体が装着された場合でも、山登り式の
オートフォーカス方式を用いて、撮像素子２１上の像を
精度よく合焦させることができる。

【００６９】次に、本発明の第五実施形態について図面
を参照して説明する。

【００７０】図１２は本発明の第五実施形態であるＴＶ
カメラの概略ブロック図である。尚、本実施形態におい
て、図１に示す第一実施形態と同一の機能を有するもの
には、同一の符号又は対応する符号を付すことにより、
その詳細な説明を省略する。

【００７１】本実施形態のＴＶカメラは、図１２に示す
ように、カメラ本体１ｄと、カメラ本体１ｄに装着され
たレンズ鏡筒２ｄと、を備えている。カメラ本体１ｄ
は、撮像素子２１を有する。また、レンズ鏡筒２ｄは、
撮影光学系１０と、第二合焦評価値部３０と、ＡＦ処理
回路４０ｄと、モータ５０と、モータ駆動回路６０と、
を有する。ＡＦ処理回路４０ｄは、第二合焦評価部３０
で作成された合焦評価値を参照して、モータ５０の駆動
信号を生成する駆動信号生成部４２を有する。

【００７２】本実施形態によれば、レンズ鏡筒２ｄに、
合焦に必要な焦点調節用レンズ１１の移動方向及び移動
量を直接算出する像ずれ式のオートフォーカス機能を設
けたことにより、レンズ鏡筒２ｄにオートフォーカスに
対応していないカメラ本体が装着された場合でも、像ず
れのオートフォーカス方式を用いて、撮像素子２１上の
像を素早く合焦させることができる。

【００７３】本発明は、上記の各実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内で様々な変形が可能で
ある。たとえば、山登り式の合焦評価値（第一合焦評価
値）を作成する合焦評価値作成装置２３として、映像信
号生成装置２２で生成された映像信号を基に第一合焦評
価値を作成するものについて説明したが、撮像素子２１
から出力された電気信号を基に第一合焦評価値を作成す
るようにしてもよい。また、撮像素子２１から出力され
た電気信号に第一合焦評価値を作成するための所定の加
工を施し、当該加工が施された信号を基に第一合焦評価
値を作成するようにしてもよい。

【００７４】また、ＡＦ処理回路の選択部４３として、
モータ駆動信号生成部４１で生成された駆動信号及びモ
ータ駆動信号生成部４２で生成された駆動信号の少なく
とも一方を選択するものについて説明したが、本発明は
これに限定されない。選択部は、第一合焦評価値及び第
二合焦評価値のうちの少なくとも一方を選択するもので
あればよい。この場合、選択した合焦評価値を基に作成
されたモータ駆動信号をモータ駆動回路６０に送信する
ようにすればよい。

【００７５】また、本発明は、ＴＶカメラだけでなく、
その他のビデオカメラ、電子スチルカメラ等にも用いる
ことができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明のレンズ鏡筒によれば、前記の構成により、山登り式
と像ずれ式との二種類のオートフォーカス方式を用いて
撮像素子上の像を合焦させることができる。これによ
り、先ず、像ずれ式を用いて撮像素子上の像を大まかに
合焦させ、その後、山登り式を用いて撮像素子上の像を
子細に合焦させることにより、撮像素子上の像を精度よ
く且つ迅速に合焦を行うことができる。また、撮影光学
系の構造如何によらず共用することができる第一合焦評
価部をカメラ本体側に設けているので、レンズ鏡筒のコ
ストアップを防ぐと共に、レンズ鏡筒の小型化を図るこ
とができる。

【００７７】請求項３記載の発明のレンズ鏡筒によれ
ば、山登り式と像ずれ式との二種類のオートフォーカス
機構をレンズ鏡筒側に設けたことにより、カメラ本体が
オートフォーカス対応のものでなくても、撮像素子上の
像を精度よく且つ迅速に合焦させることができる。

【００７８】請求項１０記載の発明のカメラによれば、
前記の構成により、カメラ本体が第一の合焦評価装置を
有しない場合は、レンズ鏡筒の第二の合焦評価装置を用
いてオートフォーカス機能を実現することができ、ま
た、カメラ本体が第一の合焦評価装置を有する場合は、
カメラ本体の第一の合焦評価装置と、レンズ鏡筒の第二
の合焦評価装置とを用いて、オートフォーカス機能を実
現することができる。

【００７９】請求項１３記載の発明のレンズ鏡筒によれ
ば、山登り式のオートフォーカス機構をレンズ鏡筒側に
設けたことにより、カメラ本体がオートフォーカス対応
のものでなくても、撮像素子上の像を精度よく合焦させ
ることができる。

【００８０】請求項１４記載の発明のレンズ鏡筒によれ
ば、像ずれ式のオートフォーカス機構をレンズ鏡筒側に
設けたことにより、カメラ本体がオートフォーカス対応
のものでなくても、撮像素子上の像を迅速に合焦させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一実施形態であるＴＶカメラの概
略ブロック図である。

【図２】 図１に示すＴＶカメラのオートフォーカス動
作を説明するためのフロー図である。

【図３】 像ずれ式のオートフォーカス方式の原理を説
明するための図であり、合焦状態にあるときの光路を示
す図である。

【図４】 図３において、二つのラインセンサが撮像す
る像の位置を説明するための図である。

【図５】 像ずれ式のオートフォーカス方式の原理を説
明するための図であり、合焦していない状態にあるとき
の光路を示す図である。

【図６】 図５において、二つのラインセンサが撮像す
る像の位置を説明するための図である。

【図７】 像ずれ式のオートフォーカス方式の原理を説
明するための図であり、合焦していない状態にあるとき
の光路を示す図である。

【図８】 図７において、二つのラインセンサが撮像す
る像の位置を説明するための図である。

【図９】 本発明の第二実施形態であるＴＶカメラの概
略ブロック図である。

【図１０】 本発明の第三実施形態のＴＶカメラの概略
ブロック図である。

【図１１】 本発明の第四実施形態であるＴＶカメラの
概略ブロック図である。

【図１２】 本発明の第五実施形態であるＴＶカメラの
概略ブロック図である。

【図１３】 従来の山登り式のオートフォーカスが適用
されたビデオカメラの概略ブロック図である。

【図１４】 映像信号の高周波成分のレベルと焦点調節
用レンズとの関係を説明するための図である。

【符号の説明】

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ カメラ本体 ２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ レンズ鏡筒 １０ 撮影光学系 １１ 焦点調節用レンズ １２ 変倍レンズ １３ 補正レンズ １４、３２ 結像レンズ １５ 分光素子 １６ 絞り ２０ 第一合焦評価部 ２１ 撮像素子 ２２ 映像信号作成装置 ２３、３６ 合焦評価値作成装置 ２３ａ レベル検出部 ２３ｂ、３６ｂ 評価値作成部 ３０ 第二合焦評価部 ３１ ミラー ３３ａ、３３ｂ 再結像用レンズ ３４ａ、３４ｂ ラインセンサ ３５ 画像処理装置 ３６ａ 位置ずれ検出部 ３７ 予定焦点面 ４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ ＡＦ処理回路 ４１、４２ 駆動信号生成部 ４３ 選択部 ５０ モータ ６０ モータ駆動装置

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像面上に形成された像によって得られた
   電気信号の中から選択した周波数成分のレベルに基づい
   て、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるための
   合焦情報を作成する第一の合焦評価装置を有するカメラ
   本体に装着されるレンズ鏡筒であって、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
   節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
   子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
   せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
   に入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導く撮
   影光学系と、 前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
   二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像
   した前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも
   一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レ
   ンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、
   前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像
   の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮像面
   上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成
   する第二の合焦評価装置と、 前記第一の合焦評価装置又は前記第二の合焦評価装置で
   作成された合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズ
   を移動する移動装置と、を具備することを特徴とするレ
   ンズ鏡筒。
2. 【請求項２】前記第一の合焦評価装置及び前記第二の合
   焦評価装置のうち、少なくとも一方を選択する選択装置
   を具備し、 前記移動装置は、前記選択装置によって選択された合焦
   評価装置で作成された合焦情報に基づいて前記焦点調節
   用レンズを移動することを特徴とする請求項１記載のレ
   ンズ鏡筒。
3. 【請求項３】撮像面上に形成された像を基に電気信号を
   生成するカメラ本体に装着されるレンズ鏡筒であって、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
   節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
   子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
   せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
   に入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導く撮
   影光学系と、 前記電気信号の中から選択した周波数成分のレベルに基
   づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるた
   めの合焦情報を作成する第一の合焦評価装置と、 前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
   二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像
   した前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも
   一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レ
   ンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、
   前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像
   の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮像面
   上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成
   する第二の合焦評価装置と、 前記第一の合焦評価装置及び前記第二の合焦評価装置の
   うち、少なくとも一方を選択する選択装置と、 前記選択装置によって選択された合焦評価装置で作成さ
   れた合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動
   する移動装置と、を具備することを特徴とするレンズ鏡
   筒。
4. 【請求項４】 前記選択装置は、前記位置ずれ検出手段
   で検出された撮像位置ずれが所定値以下の場合は前記第
   一の合焦評価装置を選択し、前記所定値より大きい場合
   は前記第二の合焦評価装置を選択するものであることを
   特徴とする請求項２又は３記載のレンズ鏡筒。
5. 【請求項５】撮像面上に形成された像によって得られた
   電気信号の中から選択した所定の周波数成分のレベルに
   基づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させる
   ための合焦情報を作成する第一の合焦評価装置を備えて
   いるか否かを示す識別情報を有するカメラ本体に装着さ
   れるレンズ鏡筒であって、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
   節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
   子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
   せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
   に入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導く撮
   影光学系と、 前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
   二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像
   した前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも
   一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レ
   ンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、
   前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像
   の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に前記撮像面上
   の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成す
   る第二の合焦評価装置と、 前記識別情報を基に前記カメラ本体が前記第一の合焦評
   価装置を備えているか否かを判定する判定装置と、 前記判定装置によって前記カメラ本体が前記第一の合焦
   評価装置を備えていないものと判定された場合には、前
   記第二の合焦評価装置を選択し、前記判定装置によって
   前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えている
   ものと判定された場合には、前記第一の合焦評価装置及
   び前記第二の合焦評価装置のうちの少なくとも一方を選
   択する選択装置と、 前記選択装置によって選択された合焦評価装置が作成し
   た合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動す
   る移動装置と、を具備することを特徴とするレンズ鏡
   筒。
6. 【請求項６】 前記選択装置は、前記判定装置によって
   前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えている
   ものと判定された場合に、前記位置ずれ検出手段で検出
   された撮像位置ずれが所定値以下のときは前記第一の合
   焦評価装置を選択し、前記所定値より大きいときは前記
   第二の合焦評価装置を選択するものであることを特徴と
   する請求項５記載のレンズ鏡筒。
7. 【請求項７】撮像面上に形成された像を基に電気信号を
   生成するカメラ本体と、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
   節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
   子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
   せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
   に入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導く撮
   影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラであっ
   て、 前記電気信号の中から選択した周波数成分のレベルに基
   づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるた
   めの合焦情報を作成する第一の合焦評価装置と、 前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
   二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像
   した前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも
   一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レ
   ンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、
   前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像
   の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮像面
   上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成
   する第二の合焦評価装置と、 前記第一の合焦評価装置及び前記第二の合焦評価装置の
   うち、少なくとも一方を選択する選択装置と、 前記選択装置によって選択された合焦評価装置で作成さ
   れた合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動
   する移動装置と、を具備し、 前記第一合焦評価装置及び前記選択装置が前記カメラ本
   体に設けられ、且つ前記第二合焦評価装置及び前記移動
   装置が前記レンズ鏡筒に設けられていることを特徴とす
   るカメラ。
8. 【請求項８】撮像面上に形成された像を基に電気信号を
   生成するカメラ本体と、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
   節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
   子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
   せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
   に入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導く撮
   影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラであっ
   て、 前記電気信号の中から選択した周波数成分のレベルに基
   づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるた
   めの合焦情報を作成する第一の合焦評価装置と、 前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
   二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像
   した前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも
   一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レ
   ンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、
   前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像
   の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記撮像面
   上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成
   する第二の合焦評価装置と、 前記第一の合焦評価装置及び前記第二の合焦評価装置の
   うち、少なくとも一方を選択する選択装置と、 前記選択装置によって選択された合焦評価装置で作成さ
   れた合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動
   する移動装置と、を具備し、 前記第一合焦評価装置が前記カメラ本体に設けられ、且
   つ前記第二合焦評価装置、前記選択装置及び前記移動装
   置が前記レンズ鏡筒に設けられていることを特徴とする
   カメラ。
9. 【請求項９】前記選択装置は、前記位置ずれ検出手段で
   検出した撮像位置ずれが所定値以下の場合は前記第一の
   合焦評価装置を選択し、前記所定値より大きい場合は前
   記第二の合焦評価装置を選択するものであることを特徴
   とする請求項７又は８記載のカメラ。
10. 【請求項１０】所定平面上に形成された像を撮像するカ
    メラ本体と、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズを含み、前記焦
    点調節用レンズに入射した被写体からの光を前記所定平
    面上に導く撮影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなる
    カメラであって、 前記カメラ本体は、当該カメラ本体が前記所定平面上の
    像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作成する
    第一の合焦評価装置を備えているか否かを示す識別情報
    を有し、 前記レンズ鏡筒は、前記所定平面上の像を前記被写体に
    合焦させるための合焦情報を作成する第二の合焦評価装
    置と、 前記識別情報を基に前記カメラ本体が前記第一の合焦評
    価装置を備えているか否かを判定する判定装置と、 前記判定装置によって前記カメラ本体が前記第一の合焦
    評価装置を備えていないものと判定された場合には、前
    記第二の合焦評価装置を選択し、前記判定装置によって
    前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えている
    ものと判定された場合には、前記第一の合焦評価装置及
    び前記第二の合焦評価装置のうちの少なくとも一方を選
    択する選択装置と、 前記選択装置によって選択された合焦評価装置が作成し
    た合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動す
    る移動装置と、を具備することを特徴とするカメラ。
11. 【請求項１１】撮像面上に形成された像を基に電気信号
    を生成するカメラ本体と、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
    節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
    子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
    せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
    に入射した前記被写体からの光を前記撮像面上に導く撮
    影光学系を有するレンズ鏡筒と、からなるカメラであっ
    て、 前記カメラ本体は、当該カメラ本体が前記電気信号の中
    から選択した所定の周波数成分のレベルに基づいて、前
    記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情
    報を作成する第一の合焦評価装置を備えているか否かを
    示す識別情報を有し、 前記レンズ鏡筒は、前記分光素子により分光された他方
    の光を結像させる第二の結像レンズと、前記第二の結像
    レンズによって結像した前記被写体からの光を各々再結
    像させる少なくとも一対の再結像レンズと、前記少なく
    とも一対の再結像レンズによって得られた像を撮像する
    撮像素子とを有し、前記少なくとも一対の再結像レンズ
    によって得られた像の前記撮像素子上での撮像位置ずれ
    を基に前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるため
    の合焦情報を作成する第二の合焦評価装置と、 前記識別情報を基に前記カメラ本体が前記第一の合焦評
    価装置を備えているか否かを判定する判定装置と、 前記判定装置によって前記カメラ本体が前記第一の合焦
    評価装置を備えていないものと判定された場合には、前
    記第二の合焦評価装置を選択し、前記判定装置によって
    前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えている
    ものと判定された場合には、前記第一の合焦評価装置及
    び前記第二の合焦評価装置のうちの少なくとも一方を選
    択する選択装置と、 前記選択装置によって選択された合焦評価装置が作成し
    た合焦情報に基づいて、前記焦点調節用レンズを移動す
    る移動装置と、を具備することを特徴とするカメラ。
12. 【請求項１２】 前記選択装置は、前記判定装置によっ
    て前記カメラ本体が前記第一の合焦評価装置を備えてい
    るものと判定された場合に、前記位置ずれ検出手段で検
    出された撮像位置ずれが所定値以下のときは前記第一の
    合焦評価装置を選択し、前記所定値より大きいときは前
    記第二の合焦評価装置を選択するものであることを特徴
    とする請求項１１記載のカメラ。
13. 【請求項１３】撮像面上に形成された像を基に電気信号
    を生成するカメラ本体に装着されるレンズ鏡筒であっ
    て、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
    節用レンズに入射した被写体からの光を結像させる結像
    レンズとを含み、前記結像レンズに入射した前記被写体
    からの光を前記撮像面上に導く撮影光学系と、 前記電気信号の中から選択した周波数成分のレベルに基
    づいて、前記撮像面上の像を前記被写体に合焦させるた
    めの合焦情報を作成する合焦評価装置と、 前記合焦評価装置で作成された合焦情報に基づいて、前
    記焦点調節用レンズを移動する移動装置と、を具備する
    ことを特徴とするレンズ鏡筒。
14. 【請求項１４】所定平面上に形成された像を撮像するカ
    メラ本体に装着されるレンズ鏡筒であって、 移動可能に設けられた焦点調節用レンズと、前記焦点調
    節用レンズに入射した被写体からの光を分光する分光素
    子と、前記分光素子により分光された一方の光を結像さ
    せる第一の結像レンズとを含み、前記第一の結像レンズ
    に入射した前記被写体からの光を前記所定平面上に導く
    撮影光学系と、 前記分光素子により分光された他方の光を結像させる第
    二の結像レンズと、前記第二の結像レンズによって結像
    した前記被写体からの光を各々再結像させる少なくとも
    一対の再結像レンズと、前記少なくとも一対の再結像レ
    ンズによって得られた像を撮像する撮像素子とを有し、
    前記少なくとも一対の再結像レンズによって得られた像
    の前記撮像素子上での撮像位置ずれを基に、前記所定平
    面上の像を前記被写体に合焦させるための合焦情報を作
    成する合焦評価装置と、 前記合焦評価装置で作成された合焦情報に基づいて、前
    記焦点調節用レンズを移動する移動装置と、を具備する
    ことを特徴とするレンズ鏡筒。