JPH11190864A - アオリ機構付き撮像装置、方法、及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学像の入力媒体を一定の回動中心を中心と
して回動させるアオリ機構を、撮像素子から得られる画
像信号に基づいて駆動制御して複数の被写体に合焦させ
る場合に、被写体の位置に影響されることなく、被写体
距離の異なる複数の被写体に対して確実に合焦させるよ
うにする。 【解決手段】 光学像の入力媒体を一定の回動中心を中
心として回動させるアオリ機構を備えた撮像装置におい
て、至近から無限のレンズピント位置に対して撮像素子
から得られる画像信号の高周波成分の極大値を検出し、
被写体距離の異なる複数の被写体に対応する複数の極大
値のレンズピント位置の間隔が最小となるようにアオリ
機構を駆動制御し、さらに、その後、極大値が最大とな
るようにアオリ機構を駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラ、電
子スチルカメラ等において、レンズ、または撮像素子を
アオリ機構により回動させて複数の被写体に合焦させる
アオリ補正技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の被写体に対して合焦させることが
できるカメラとして、３５ｍｍ一眼レフカメラの交換レ
ンズにティルト機構を内蔵したシステムが知られてい
る。また、大型カメラにおいては、レンズ、またはフィ
ルムを傾けるティルト機構を搭載したものが多数製品化
されている。これらのティルト機構は、いずれもマニュ
アル操作を基本とするものであり、複数の被写体に対し
て合焦させるには、撮影者の技量を必要としていた。

【０００３】また、ティルト機構を用いないで、複数の
被写体に対してほぼ合焦状態とするために、多点につい
て測距するオートフォーカス（ＡＦ）カメラが知られて
いる。この例としては、複数の被写体が被写界深度内に
収まるようにピント調整するカメラがある（特開昭６２
−５２５３８号公報）。この種の方式は、複数の合焦情
報のうちの１つを選択するか、あるいは平均をとること
により、合焦失敗となる可能性を減少させるものであ
り、積極的に合焦させるものでない。

【０００４】さらに、特開平２−７９８０８号公報等に
記載されているように、被写体距離の異なる複数点の被
写体を測距し、複数の被写体に対して合焦状態とするよ
うに、自動的にフィルム面、またはレンズを傾けること
ができる自動アオリ機構を内蔵したカメラが知られてい
る。

【０００５】しかし、この自動アオリ装置においては、
被写体の少なくとも３点以上の部分を測距可能な多点測
距センサが必要となる。特に撮像素子により被写体画像
を得るカメラ、例えば、ビデオカメラや電子スチルカメ
ラ等においては、撮像素子以外に測距用のセンサを設け
るため、装置の構造が複雑になり、小型化に不向きであ
る等の欠点があった。

【０００６】これらの問題点を解決したアオリ装置とし
て、撮像素子から出力される映像信号の高周波成分が最
大となるようにアオリ機構を駆動するＴＴＬ映像方式の
自動アオリ装置が実現されている（特開平４−１９６８
７８号公報）。

【０００７】以下に、この従来のＴＴＬ映像方式のアオ
リ装置について、簡単に説明する。

【０００８】図１７，図１８は，アオリ撮影の原理であ
るシャインプルーフの法則を説明するための図である。
一般に、撮影レンズ系１と撮像素子２が平行であれば、
被写体２０が料めになっている場合は、被写体２０の全
域に焦点が合うことはない。全域に焦点を合わせるため
には、撮像素子２の撮像面と被写体面の交点Ｐが、撮影
レンズ系１の主平面と交わればよい。これがシャインプ
ルーフの法則と呼ばれる法則であり、このシャインプル
ーフの法則を実際に応用する場合には、光軸に垂直な面
に対して、図１７のように撮像素子２を傾ける場合と、
図１８のように撮影レンズ系１を傾ける場合とがある。

【０００９】図１９は、従来の自動アオリ装置を示す構
成図である。図１９において、１は撮影レンズ系であ
り、この撮影レンズ系１は、１０１，１０２，１０４の
光学レンズ群と１０３の絞りにより構成されている。１
０４は回動レンズ群であり、この回動レンズ群１０４が
回動することによりアオリ補正が行われる。２は撮像素
子であり、光学系により得られた被写体像を電気的な画
像信号に変換する。３は増幅等の処理を行う信号処理回
路であり、４は画像信号から高周波成分を抽出する高域
成分抽出回路である。６はティルトモータを駆動制御す
るための制御信号発生回路である。８はティルトモータ
駆動回路である。１２はステッピングモータ、超音波モ
ータ等により構成されたティルトモータであり、１３は
ティルトモータ１２に取り付けられてモータと一体とな
って回転するモータギア、１４はモータギア１３の回転
を後述する回動レンズ枠１５に伝える伝達ギアである。
１５は回動レンズ群１０４を保持し、回動レンズ群１０
４と一体となって回動する回動レンズ枠である。

【００１０】撮影レンズ系１の主平面と撮像素子２の撮
像面が平行な状態、すなわちアオリ補正の行われていな
い状態において、被写体が斜めになっている場合は、被
写体の結像面と撮像素子２の撮像面が全面に亙って重な
ることはなく、被写体の全域に亙って焦点が合うことは
ない。焦点が合っていない部分の被写体像は、ピンぼけ
の状態で撮像されるので、その映像信号の高周波成分は
小さくなる。

【００１１】そこで、回動レンズ群１０４を微小回動さ
せ、その微小回動によって変化する高周波成分抽出回路
４の出力信号の変化量の極性と大きさを元に、アオリ機
構を制御する、すなわち、撮像素子２の出力信号の高周
波成分が最大となるように回動レンズ群１０４を駆動制
御することで、アオリ補正を行うことが可能である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
自動アオリ装置においては、以下のような問題点があっ
た。この問題点を、図２０、図２１、図２２を参照しな
がら説明する。

【００１３】図２０、図２１、図２２において、２１は
被写体面、２２は撮影レンズ系の主平面、２３は撮像素
子の撮像面、２４は撮影レンズ系と撮像面２３とにより
光学的に決定される物体側のピント面（以下、物体面と
いう）、２５は被写体面が撮影レンズ系により結像され
た結像面である。

【００１４】図２０は、アオリ補正をしていない状態で
ある。この状態では、被写体面２１と物体面２４の交点
Ｍの被写体像は、撮像面２３と結像面２５の交点Ｍ’に
結像するので、台焦状態となるが、その他の被写体面２
１上に位置する被写体像は、ピンぼけ状態となる。

【００１５】そこで、従来の自動アオリ装置において
は、図２１に矢印で示したように、撮像面２３が結像面
２５に合致するように撮像面２３を傾けることにより、
被写体面２１の全域に対して合焦状態にしている。

【００１６】しかし、この場合、撮像面２３と結像面２
５の交点Ｍ’を回動中心として撮像面２３を傾ける必要
がある。換言すれば、アオリ補正前においては、撮像面
２３を傾ける際の回動中心に、被写体像が結像していな
ければならない。ところが、アオリ機構においては、撮
像面２３を傾ける際の回動中心を任意に設定し得るよう
にするには、機構が非常に複雑になるので、この回動中
心は、撮像面２３の中心、すなわち光軸上に設定されて
いる。

【００１７】従って、例えば図２２のように、撮像面２
３を傾ける際の回動中心Ｏに被写体像がない場合、言い
換えると、撮像面２３上の回動中心Ｏの物点Ｏ’に被写
体が存在しない場合は、自動アオリ補正が行えなくな
る。同様の問題は、撮影レンズ系を傾ける場合にも生じ
る。

【００１８】本発明は、このような背景の下になされた
もので、その課題は、光学像の入力媒体を一定の回動中
心を中心として回動させるアオリ機構を、撮像素子から
得られる画像信号に基づいて駆動制御して複数の被写体
に合焦させる場合に、被写体の位置に影響されることな
く、被写体距離の異なる複数の被写体に対して確実に合
焦できるようにすることにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決するため、本発明は、光学像の入力媒体を一定の回動
中心を中心として回動させるアオリ機構を備えた撮像装
置において、至近から無限のレンズピント位置に対して
撮像素子から得られる画像信号から被写体像の合焦情報
を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段によ
り検出された合焦情報から極大値を検出する第２の検出
手段と、被写体距離の異なる複数の被写体に対応して前
記第２の検出手段により複数の極大値が検出された場合
に、該複数の極大値に対応するレンズピント位置の間隔
が最小となるように前記アオリ機構を駆動制御する第１
の制御手段と、前記極大値が最大となるように前記アオ
リ機構を駆動制御する第２の制御手段とを備えている。

【００２０】また、本発明は、光学像の入力媒体を一定
の回動中心を中心として回動させるアオリ機構を備えた
撮像方法において、至近から無限のレンズピント位置に
対して撮像素子から得られる画像信号から被写体像の合
焦情報を検出する第１の検出工程と、前記第１の検出工
程により検出された合焦情報から極大値を検出する第２
の検出工程と、被写体距離の異なる複数の被写体に対応
して前記第２の検出工程により複数の極大値が検出され
た場合に、該複数の極大値に対応するレンズピント位置
の間隔が最小となるように前記アオリ機構を駆動制御す
る第１の制御工程と、前記極大値が最大となるように前
記アオリ機構を駆動制御する第２の制御工程とを備えて
いる。

【００２１】また、本発明は、光学像の入力媒体を一定
の回動中心を中心として回動させるアオリ機構を用いて
複数の被写体に対して合焦させるための制御プログラム
を記憶した記憶媒体であって、前記制御プログラムは、
至近から無限のレンズピント位置に対して撮像素子から
得られる画像信号から被写体像の合焦情報を検出する第
１の検出ルーチンと、前記第１の検出ルーチンにより検
出された合焦情報から極大値を検出する第２の検出ルー
チンと、被写体距離の異なる複数の被写体に対応して前
記第２の検出ルーチンにより複数の極大値が検出された
場合に、該複数の極大値に対応するレンズピント位置の
間隔が最小となるように前記アオリ機構を駆動制御する
第１の制御ルーチンと、前記極大値が最大となるように
前記アオリ機構を駆動制御する第２の制御ルーチンとを
含んでいる。

【００２２】また、本発明では、前記第１の検出手段，
工程，ルーチンは、前記合焦情報として前記画像信号の
高周波成分を検出している。

【００２３】また、本発明では、前記第１の検出手段，
工程，ルーチンは、前記合焦情報として前記画像信号の
エッジ形状の鋭さを検出している。

【００２４】また、本発明では、前記アオリ機構は、前
記光学像の入力媒体を光軸を回動中心を中心として回動
させるよう構成されている。

【００２５】また、本発明では、前記アオリ機構は、前
記光学像の入力媒体としての撮影レンズ系の一部、また
は全部を回動させるよう構成されている。

【００２６】また、本発明では、前記アオリ機構は、前
記光学像の入力媒体としての前記撮像素子を回動させる
よう構成されている。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００２８】［第１の実施形態］図１は、本発明の第１
の実施形態に係るアオリ機構付き撮像装置の概略構成図
である。図１において、１は撮影レンズ系であり、この
撮影レンズ系１は、１０１，１０２，１０４の光学レン
ズ群と１０３の絞りにより構成されている。１０４は回
動レンズ群であり、この回動レンズ群４が回動すること
によリアオリ補正が行われる。２は撮像素子であり、光
学系により得られた被写体像を電気的な画像信号に変換
する。３は増幅等の処理を行う信号処理回路であり、４
は画像信号から高周波成分を抽出する高域成分抽出回路
である。５は高周波成分の極大値を検出する極大値検出
回路である。

【００２９】６は本発明に特有なアオリ補正を行うべ
く、後述するフォーカスモータ９、ティルトモータ１２
を駆動制御するための制御信号を発生する制御信号発生
回路である。この制御信号発生回路６は、マイコンによ
り構成され、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３を有
している。ＲＯＭ６２には、図２、図３のフローチャー
トに対応するアオリ補正プログラムがプリセットされて
おり、ＣＰＵ６１は、このアオリ補正プログラムに従っ
て、ＲＡＭ６３をワークエリア等として利用しながらア
オリ補正処理を行う。

【００３０】７はフォーカスモータ駆動回路であり、８
はティルトモータ駆動回路である。９はステッピングモ
ータ、超音波モータ等により構成されたフォーカスモー
タ、１０はフォーカスモータ９に取り付けられてモータ
と一体となって回転するモータギア、１１はモータギア
１０の回転を撮影レンズ系１に伝える伝達ギアである。
フォーカスモータ９を駆動して撮影レンズ系１を光軸上
で前後移動させることにより、通常のピント調節が行わ
れる。

【００３１】１２はステッピングモータ、超音波モータ
等により構成されたティルトモータ、１３はティルトモ
ータ１２に取り付けられモータと一体となって回転する
モータギア、１４はモータギア１３の回転を後述する回
動レンズ枠１５に伝える伝達ギアである。１５は回動レ
ンズ群１０４を保持し、回動レンズ群１０４と一体とな
って回動する回動レンズ枠である。ティルトモータ１２
を駆動して回動レンズ枠１５および回動レンズ群１０４
を回動させて、光軸に対する垂直面に対して回動レンズ
群１０４の主平面を傾けることにより、アオリ補正が行
われる。なお、回動レンズ群１０４の回動中心は、光軸
上に設定されている（正してか否かご教示下さい）。

【００３２】次に、第１の実施形態におけるアオリ補正
動作を、図２〜図１０を参照しながら説明する。

【００３３】制御信号発生回路６のＣＰＵ６１は、ま
ず、撮影レンズ系１と撮像素子２が平行な状態、すなわ
ちアオリ補正の行われていない状態となるように、回動
レンズ群１０４を回動する（図２のステップＳ２０
１）。そして、図３に詳細に示した極大値検出動作を行
う（ステップＳ２０２）。すなわち、ＣＰＵ６１は、フ
ォーカスモータ９により、撮影レンズ系１を至近から無
限遠のレンズピント位置まで順次走査すべく、まず、撮
影レンズ系１を至近のレンズピント位置に移動させる
（図３のステップＳ３０１）。このとき、撮像素子２
は、そのレンズピント位置における画像信号を出力し、
その画像信号は、信号処理回路３を経由して高域成分抽
出回路４に入力されるので、ＣＰＵ６１は、高域成分抽
出回路４により、画像信号の高周波成分を合焦情報とし
て抽出させる（ステップＳ３０２）。

【００３４】次に、撮影レンズ系１を無限遠のレンズピ
ント位置方向に微小移動させて（ステップＳ３０３）、
ステップＳ３０２と同様の高周波成分検出処理を行わせ
る（ステップＳ３０４）。そして、現在の撮影レンズ系
１の位置が、無限遠のレンズピント位置であるか否かを
判別し（ステップＳ３０５）、無限遠のレンズピント位
置でなければ、ステップＳ３０３に戻り、同様の処理を
繰り返す。一方、無限遠のレンズピント位置であれば、
上記のように撮影レンズ系１を至近から無限遠のレンズ
ピント位置まで順次走査させて得られた画像信号の高周
波成分の中から、極大値検出回路５により、極大値を検
出させる（ステップＳ３０６）。

【００３５】ところで、画像信号の高周波成分は、合焦
近傍で多くなる。従って、図４のように、被写体距離の
異なる複数の被写体Ａ，Ｂ，Ｃが被写界に存在する場合
は、高域成分抽出回路４により抽出された高周波成分
は、図５のようになる。図５において、ａは図４のＡの
被写体のピント位置を示す。同様にｂ，ｃはそれぞれ
Ｂ，Ｃの被写体のピント位置を示す。一般に、複数のレ
ンズピント位置に被写体が存在する場合は、図５に示し
たように複数の極大値が検出され、この場合、極大値検
出回路５からは、極大値とその極大値に対応するレンズ
ピント位置が出力される。

【００３６】このように複数の極大値が検出された場合
には（図２のステップＳ２０３）、制御信号発生回路６
のＣＰＵ６１は、ティルトモータ１２を駆動するための
制御信号をティルトモータ駆動回路８に出力して、ティ
ルトモータ１２０を駆動させることにより、回動レンズ
群１０４を微小回動させる（ステップＳ２０４）。そし
て、再び上記の極大値検出動作を行い（ステップＳ２０
５）、複数の極大値に対応するレンズピント位置の間隔
が最小になったか否かを判別する（ステップＳ２０
６）。その結果、最小になっていない場合は、ステップ
Ｓ２０４に戻って、同様の処理を繰り返す。一方、複数
の極大値に対応するレンズピント位置の間隔が最小にな
った場合は、再度、回動レンズ群１０４の微小回動と極
大値検出動作を繰り返し、今度は極大値の大きさが最大
となるように回動レンズ群１０４を回動制御する（ステ
ップＳ２０７〜Ｓ２０９）。

【００３７】ここで、図４のＴ方向に微小回動したとす
ると、高周波成分とレンズピント位置との関係は、図６
に示したようになる。図６のａ’，ｂ’，ｃ’は、回動
レンズ群１０４が微小回動した後の被写体Ａ，Ｂ，Ｃの
レンズピント位置を示している。図６では回動レンズ群
１０４がアオリ補正方向に微小回動しているため、レン
ズピント位置ａ’，ｂ’，ｃ’の間隔は、図５のアオリ
補正前のレンズピント位置ａ，ｂ，ｃの間隔に比べて狭
くなっている。逆に、回動レンズ群１０４が、図２の
Ｔ’の方向に回動した場合の各レンズピント位置の間隔
は、図示省略したが、図５のアオリ補正前のレンズピン
ト位置ａ，ｂ，ｃの間隔に比べて広くなる。このよう
に、回動レンズ群１０４を回動させた場合にレンズピン
ト位置の間隔が広くなるときは、ステップＳ２０４〜Ｓ
２０６の処理ループでは、直ちに、回動方向を反転させ
る。

【００３８】このように、回動レンズ群１０４の微小回
動と極大値検出動作を繰り返し、図７のように、極大値
が得られるレンズピント位置が１つ、或いは、複数のレ
ンズピント位置の間隔が最も狭くなった時点で、再度、
回動レンズ群１０４の微小回動と極大値検出動作を繰り
返し、今度は極大値の大きさが最大となるように回動レ
ンズ群１０４を回動制御する。

【００３９】そして、図８のように極大値の大きさが最
大となつた時点で、回動レンズ群１０４の回動を停止す
る。次に、この状態でフォーカスモータ９を駆動して、
最大の極大値Ｖｍａｘが得られたレンズピント位置ｘに
撮影レンズ系１を移動して（ステップＳ２１０）、アオ
リ補正を終了する。このようにしてアオリ補正がなされ
状態で撮影動作を行うことにより、被写体距離の異なっ
た複数の被写体にピントの合った画像信号が得られるよ
うになる。

【００４０】次に、例えば、紙などに書かれた文字等の
ように、被写体距離が線形的に変化する平面上に被写体
が一様に存在する場合について、図９、図１０を用いて
説明する。

【００４１】図９において、２０は被写体距離が線形的
に変化する平面上に一様に存在する被写体である。この
ような被写体２０を撮影した場合は、アオリ補正を行わ
ずに撮影レンズ系１を至近から無限遠のレンズピント位
置まで順次走査した場合の画像信号の高周波成分は、図
１０のように、被写体が存在するｍからｎの範囲で一様
となり、１つの極大値が検出される。

【００４２】この場合のように、図２のステップＳ２０
３にて、極大値の個数が１つであると判別された場合
は、上記ステップＳ２０４〜Ｓ２０６における複数の極
大値に対応するレンズピント位置の間隔が最小になるよ
うに回動レンズ群１０４を回動させる処理をスキップし
て、ステップＳ２０７〜Ｓ２０９の処理、すなわち、回
動レンズ群１０４の微小回動と極大値検出動作を繰り返
し、極大値の大きさが最大となるように回動レンズ群１
０４を回動制御する処理を行う。そして、極大値の大き
さが最大となった時点で回動レンズ群１０４の回動を停
止し、フォーカスモータ９を駆動し最大の極大値Ｖｍａ
ｘが得られたレンズピント位置ｘに撮影レンズ系１を移
動して（ステップＳ２１０）、アオリ補正を終了する。
この場合にも、被写体２０の全ての領域においてピント
の合った画像信号が得られるようになる。

【００４３】［第２の実施形態］図１１は、本発明の第
２の実施形態に係るアオリ機構付き撮像装置の概略構成
図である。図１１では、図１に示した第１実施形態と同
一の構成要素には、同一の番号を付してあり、その説明
を省略する。

【００４４】図１１において、１は撮影レンズ系であ
り、この撮影レンズ系１は、１０１，１０２，１０５の
光学レンズ群と１０３の絞りにより構成されている。１
７は、ティルトモータ１２の回転をモータギア１３を介
して後述する撮像素子回動枠１８に伝える伝達ギアであ
る。１８は、撮像素子２と一体となって回動する撮像素
子回動枠である。

【００４５】本実施形態においては、第１の実施形態の
ようにレンズを回動させるのではなく、撮像素子２を回
動させることによりアオリ補正を行う。アオリ補正のた
めの制御動作は、第１の実施形態と全く同様である。な
お、撮像素子２の回動中心は、光軸上に設定されてい
る。

【００４６】本実施形態のように撮像素子２を回動させ
る場合は、撮像素子２は光学系に比べて軽量であるた
め、ティルトモータ１２として、小型・軽量のモータを
使用することが可能となり、装置全体の小型・軽量化に
有利である。また、アオリ補正機能を持たない光学系を
そのまま利用でき、レンズ交換が容易となる。

【００４７】［第３、第４の実施形態］上記第１および
第２の実施形態においては、被写体像の合焦情報として
画像信号の高周波成分を用いたが、合焦情報としては、
被写体位置において極大値あるいは極小値を持つ情報で
あればどのような情報を用いてもよく、例えば、画像信
号のエッジ形状の情報を用いてもよい。そこで、第３、
第４の実施形態では、画像信号のエッジ形状の情報を合
焦情報として用いている。

【００４８】図１２、図１３は、それぞれ第３、第４の
実施形態に係るアオリ機構付き撮像装置の概略構成図で
あり、図１２の第３の実施形態における機械的なアオリ
機構としては、第１の実施形態と同様にレンズを回動さ
せるように構成され、図１３の第４の実施形態における
機械的なアオリ機構としては、第２の実施形態と同様に
撮像素子２を回動させるように構成されている。なお、
これらアオリ機構における回動中心は、いずれも光軸上
に設定されている。

【００４９】そして、アオリ補正を行うための電気的な
構成としては、第３、第４の実施形態のいずれにおいて
も、図１２、図１３に示したように、第１、第２の実施
形態における高域成分抽出回路４の代わりに、画像信号
のエッジの鋭さを示すＥＳ値を求めるためのＥＳフィル
タ１９が設けられている。

【００５０】エッジ形状の情報を用いる合焦情報検出方
法（ＥＳ法）は、ＵＳＰ４８０４８３１号に開示されて
いるので簡単な説明にとどめる。図１４は、ＥＳフィル
タ１９の構成例を示す図である。図１４において、３１
は微分回路、３２は絶対値回路、３３は遅延回路、３４
は積分回路、３５は割算回路である。積分回路３４は、
２つの遅延回路３４ａ，３４ｂと１つの加算回路３４ｃ
により構成されている。

【００５１】次に、図１４に示したＥＳフィルタ１９の
機能を図１５の波形図を用いて説明する。

【００５２】図１５（ａ）は、画像信号の波形図であ
り、画像信号のエッジは、合焦時は急峻な傾斜になり、
非合焦時は緩やかな傾斜となる。図１５（ｂ）は、図１
５（ａ）の画像信号を微分回路３１により微分した微分
波形図である。 図１５（ｃ），（ｄ）は、それぞれ、
図１５（ｂ）の微分波形（厳密には、絶対値回路３２に
より極性が正に統一された信号）を遅延回路３３および
３４ａ、遅延回路３４ｂにより遅延させた波形図であ
る。また、図１５（ｅ）は、図１５（ｂ），（ｃ），
（ｄ）の波形を積分回路３４により積分した積分波形図
であり、この積分波形は、画像信号のエッジ部のコント
ラストを表している。

【００５３】図１５（ｆ）は、割算回路３５により、図
１５（ｂ）の微分波形を図１５（ｅ）の積分波形で割算
した波形を示しており、割算回路３５は、この割算値を
エッジの鋭さを示すＥＳ値として出力する。このＥＳ法
は、被写体の大きさやコントラスト、照明によって影響
されないという特徴がある。

【００５４】図１６は、合焦位置を求めるためにＡＦ動
作を行う際のレンズ位置とＥＳ値の変化を示した図であ
る。レンズ送りは最小位置（至近）から最大位置（無
限）まで連続的に送り、その間、１垂直走査期間毎に画
像信号を撮像素子２に蓄積してその画像信号を読出し、
ＥＳフィルタ１９により、その画像信号からＥＳ値を求
め、極大値検出回路５により、最もＥＳ値が大きかった
位置を検出して合焦位置、すなわち極大値として検出す
る。

【００５５】レンズ送り量を横軸にとり、合焦信号（こ
の場合はＥＳ値）を縦軸にとった時に描かれる合焦位置
をピークとする曲線を山登り曲線というが、ＥＳ法の山
登り曲線は、急峻であり合焦検出の精度がよいという特
徴がある。

【００５６】なお、本発明は、上記の実施形態に限定さ
れることなく、例えば、撮影レンズ系の一部を回動させ
ることなく、撮影レンズ系の全部を回動させるアオリ機
構に適用することも可能である。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学像の入力媒体を一定の回動中心を中心として回動さ
せるアオリ機構を備えた撮像装置において、至近から無
限のレンズピント位置に対して撮像素子から得られる画
像信号から被写体像の合焦情報を検出する第１の検出手
段と、前記第１の検出手段により検出された合焦情報か
ら極大値を検出する第２の検出手段と、被写体距離の異
なる複数の被写体に対応して前記第２の検出手段により
複数の極大値が検出された場合に、該複数の極大値に対
応するレンズピント位置の間隔が最小となるように前記
アオリ機構を駆動制御する第１の制御手段と、前記極大
値が最大となるように前記アオリ機構を駆動制御する第
２の制御手段とを備えたので、光学像の入力媒体を一定
の回動中心を中心として回動させるアオリ機構を、撮像
素子から得られる画像信号に基づいて駆動制御して複数
の被写体に合焦させる場合に、被写体の位置に影響され
ることなく、被写体距離の異なる複数の被写体に対して
確実に合焦させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係るアオリ機構付き
撮像装置の概略構成図である。

【図２】本発明の第１〜第４の実施形態に係るアオリ補
正処理を示すフローチャートである。

【図３】図２における最大値検出処理を詳細に示すフロ
ーチャートである。

【図４】第１の被写体例を示す図である。

【図５】図４の被写体例に対応するアオリ補正前の画像
信号の高周波成分とレンズピント位置との関係を示す図
である。

【図６】図４の被写体例に対応する第１段階のアオリ補
正処理後の画像信号の高周波成分とレンズピント位置と
の関係例を示す図である。

【図７】図４の被写体例に対応する第１段階のアオリ補
正処理後の画像信号の高周波成分とレンズピント位置と
の他の関係例を示す図である。

【図８】第２段階のアオリ補正処理後の画像信号の高周
波成分とレンズピント位置との他の関係例を示す図であ
る。

【図９】第２の被写体例を示す図である。

【図１０】図９の第２の被写体例に対応する第１段階の
アオリ補正処理後の画像信号の高周波成分とレンズピン
ト位置との関係例を示す図である。

【図１１】本発明の第２の実施形態に係るアオリ機構付
き撮像装置の概略構成図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態に係るアオリ機構付
き撮像装置の概略構成図である。

【図１３】本発明の第４の実施形態に係るアオリ機構付
き撮像装置の概略構成図である。

【図１４】図１２、図１３におけるＥＳフィルタの構成
を示すブロック図である。

【図１５】図１４のＥＳフィルタの各部における信号波
形を示す図である。

【図１６】ＥＳ法における山登り曲線を示す図である。

【図１７】撮像素子を傾ける場合のシャインプルーフの
法則を説明する図である。

【図１８】撮影レンズ系を傾ける場合のシャインプルー
フの法則を説明する図である。

【図１９】従来のＴＴＬ方式の自動アオリ装置の概略構
成を示す図である。

【図２０】従来のＴＴＬ方式の自動アオリ装置の問題点
を説明するための図である。

【図２１】従来のＴＴＬ方式の自動アオリ装置の問題点
を説明するための図である。

【図２２】従来のＴＴＬ方式の自動アオリ装置の問題点
を説明するための図である。

【符号の説明】

１…撮影レンズ系 ２…撮像素子 ４…高域成分抽出回路 ５…極大値検出回路 ６…制御信号発生回路 １２…ティルトモータ １３…モータギア １４，１７…伝達ギア １９…ＥＳフィルタ ６１…ＣＰＵ ６２…ＲＯＭ ６３…ＲＡＭ １０４…回動レンズ群

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学像の入力媒体を一定の回動中心を中
   心として回動させるアオリ機構を備えた撮像装置におい
   て、 至近から無限のレンズピント位置に対して撮像素子から
   得られる画像信号から被写体像の合焦情報を検出する第
   １の検出手段と、 前記第１の検出手段により検出された合焦情報から極大
   値を検出する第２の検出手段と、 被写体距離の異なる複数の被写体に対応して前記第２の
   検出手段により複数の極大値が検出された場合に、該複
   数の極大値に対応するレンズピント位置の間隔が最小と
   なるように前記アオリ機構を駆動制御する第１の制御手
   段と、 前記極大値が最大となるように前記アオリ機構を駆動制
   御する第２の制御手段と、 を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記第１の検出手段は、前記合焦情報と
   して前記画像信号の高周波成分を検出することを特徴と
   する請求項１記載の撮像装置。
3. 【請求項３】 前記第１の検出手段は、前記合焦情報と
   して前記画像信号のエッジ形状の鋭さを検出することを
   特徴とする請求項１記載の撮像装置。
4. 【請求項４】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力媒
   体を光軸を回動中心を中心として回動させるよう構成さ
   れたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
5. 【請求項５】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力媒
   体としての撮影レンズ系の一部、または全部を回動させ
   るよう構成されたことを特徴とする請求項１記載の撮像
   装置。
6. 【請求項６】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力媒
   体としての前記撮像素子を回動させるよう構成されたこ
   とを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
7. 【請求項７】 光学像の入力媒体を一定の回動中心を中
   心として回動させるアオリ機構を備えた撮像方法におい
   て、 至近から無限のレンズピント位置に対して撮像素子から
   得られる画像信号から被写体像の合焦情報を検出する第
   １の検出工程と、 前記第１の検出工程により検出された合焦情報から極大
   値を検出する第２の検出工程と、 被写体距離の異なる複数の被写体に対応して前記第２の
   検出工程により複数の極大値が検出された場合に、該複
   数の極大値に対応するレンズピント位置の間隔が最小と
   なるように前記アオリ機構を駆動制御する第１の制御工
   程と、 前記極大値が最大となるように前記アオリ機構を駆動制
   御する第２の制御工程と、 を備えたことを特徴とする撮像方法。
8. 【請求項８】 前記第１の検出工程は、前記合焦情報と
   して前記画像信号の高周波成分を検出することを特徴と
   する請求項７記載の撮像方法。
9. 【請求項９】 前記第１の検出工程は、前記合焦情報と
   して前記画像信号のエッジ形状の鋭さを検出することを
   特徴とする請求項７記載の撮像方法。
10. 【請求項１０】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力
    媒体を光軸を回動中心を中心として回動させるよう構成
    されたことを特徴とする請求項７記載の撮像方法。
11. 【請求項１１】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力
    媒体としての撮影レンズ系の一部、または全部を回動さ
    せるよう構成されたことを特徴とする請求項７記載の撮
    像方法。
12. 【請求項１２】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力
    媒体としての前記撮像素子を回動させるよう構成された
    ことを特徴とする請求項７記載の撮像方法。
13. 【請求項１３】 光学像の入力媒体を一定の回動中心を
    中心として回動させるアオリ機構を用いて複数の被写体
    に対して合焦させるための制御プログラムを記憶した記
    憶媒体であって、前記制御プログラムは、 至近から無限のレンズピント位置に対して撮像素子から
    得られる画像信号から被写体像の合焦情報を検出する第
    １の検出ルーチンと、 前記第１の検出ルーチンにより検出された合焦情報から
    極大値を検出する第２の検出ルーチンと、 被写体距離の異なる複数の被写体に対応して前記第２の
    検出ルーチンにより複数の極大値が検出された場合に、
    該複数の極大値に対応するレンズピント位置の間隔が最
    小となるように前記アオリ機構を駆動制御する第１の制
    御ルーチンと、 前記極大値が最大となるように前記アオリ機構を駆動制
    御する第２の制御ルーチンと、 を含んだことを特徴とする記憶媒体。
14. 【請求項１４】 前記第１の検出ルーチンは、前記合焦
    情報として前記画像信号の高周波成分を検出することを
    特徴とする請求項１３記載の記憶媒体。
15. 【請求項１５】 前記第１の検出ルーチンは、前記合焦
    情報として前記画像信号のエッジ形状の鋭さを検出する
    ことを特徴とする請求項１３記載の記憶媒体。
16. 【請求項１６】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力
    媒体を光軸を回動中心を中心として回動させるよう構成
    されたことを特徴とする請求項１３記載の記憶媒体。
17. 【請求項１７】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力
    媒体としての撮影レンズ系の一部、または全部を回動さ
    せるよう構成されたことを特徴とする請求項１３記載の
    記憶媒体。
18. 【請求項１８】 前記アオリ機構は、前記光学像の入力
    媒体としての前記撮像素子を回動させるよう構成された
    ことを特徴とする請求項１３記載の記憶媒体。