JP2003248164A

JP2003248164A - オートフォーカスアダプタ

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Publication number: JP2003248164A
Application number: JP2002048990A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Yoshikawa; 和雄吉川
Original assignee: Fuji Photo Optical Co Ltd
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2002-02-26
Filing date: 2002-02-26
Publication date: 2003-09-05
Anticipated expiration: 2022-02-26
Also published as: JP3975395B2; US7233358B2; US20030160888A1

Abstract

(57)【要約】【課題】撮影レンズを通過した被写体光を映像用被写体
光とピント状態検出用被写体光とに分割する光分割手段
と、分割された映像用被写体光をカメラ本体の映像用撮
像素子の受光面上に結像させるリレー光学系と、分割さ
れたピント状態検出用被写体光を受光するピント状態検
出用撮像素子と、ピント状態検出用撮像素子で撮像され
た画像に基づいてピント状態を検出するピント状態検出
手段と、出されたピント状態に基づいて撮影レンズをオ
ートフォーカス制御する制御手段とを備えたオートフォ
ーカスアダプタを撮影レンズとカメラ本体との間に装着
するだけで簡単に既存のカメラシステムにオートフォー
カス機能を追加できるオートフォーカスアダプタを提供
する。【解決手段】オートフォーカスアダプタ１６を撮影レン
ズ１４とカメラ本体１２との間に装着するだけで、オー
トフォーカス機能のない既存のカメラシステムにオート
フォーカス機能を追加できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオートフォーカスア
ダプタに係り、特に撮影レンズのオートフォーカス制御
における合焦検出に適用可能なオートフォーカスアダプ
タに関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用ビデオカメラなどのオートフォー
カスの方式はコントラスト方式によるものが一般的であ
る。このコントラスト方式は、撮像素子から得られた映
像信号（輝度信号）のうちある範囲（フォーカスエリ
ア）内の映像信号の高域周波数成分を積算して焦点評価
値とし、その焦点評価値が最大となるようにピント調整
を自動で行うものである。これによって、撮像素子で撮
像された画像の鮮鋭度（コントラスト）が最大となる最
良ピント（合焦）が得られる。

【０００３】しかしながら、このコントラスト方式は、
フォーカスレンズを動かしながら最良ピントを探す、い
わゆる山登り方式であるため、合焦に対する反応速度が
遅いという欠点がある。

【０００４】そこで、このようなコントラスト方式の欠
点を解消するために、光路長の異なる複数の撮像素子を
用いて撮影レンズのピント状態（前ピン、後ピン、合
焦）を検出する方法が提案されている（特願２００１−
１６８２４６号、特願２００１−１６８２４７号、特願
２００１−１６８２４８号、特願２００１−１６８２４
９号等）。この検出方法は、映像用の画像を撮像する撮
像素子と共役な位置と、その前後等距離の位置にそれぞ
れピント状態検出用の撮像素子を配設し、各ピント状態
検出用の撮像素子から得られる映像信号から焦点評価値
を求めて、その大小関係を比較することにより、映像用
の撮像素子の受光面におけるピント状態を検出するもの
である。

【０００５】この検出方法によれば、合焦か否かを判断
できるだけでなく、前ピンか後ピンかも判断できるた
め、合焦に対する反応速度も速いという利点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年ではハ
イビジョン放送が一般化するにつれてテレビカメラシス
テムで使用される撮影レンズ、カメラの性能が非常に高
くなっている。

【０００７】一方、実際の番組製作現場では、カメラマ
ンがビューファインダの像を参考に肉眼でピント調整を
行っており、ビューファインダや肉眼での解像力には限
界があるため、最良ピントを探すのが困難になってい
る。撮影時に合焦していると判断した場合であっても、
大型モニターで再生した際にピンボケが発覚することも
少なくない。このような事情から肉眼では困難な正確か
つ確実な合焦検出を行うことができるオートフォーカス
の必要性が高まっている。

【０００８】しかしながら、従来の放送用カメラには、
一般にオートフォーカス機能は内蔵されておらず、ま
た、必ずしも全てのカメラマンがオートフォーカス機能
を使用するとも限らないため、今後、全てのカメラにオ
ートフォーカス機能を搭載することは現実的ではない。
したがって、既に市販されているカメラシステムや、今
後市販されるカメラシステムにおいてオートフォーカス
を使用したくても使用できないというケースがこれまで
以上に増えるものと予想される。

【０００９】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、既存のカメラシステムに簡単に組み込むことが
でき、簡単にオートフォーカス機能を追加することがで
きるオートフォーカスアダプタを提供することを目的す
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、撮影レンズとカメラ本体との間に着脱自在
に装着され、前記撮影レンズのピント状態を検出して、
前記撮影レンズをオートフォーカス制御するオートフォ
ーカスアダプタであって、前記撮影レンズを通過した被
写体光を映像用被写体光とピント状態検出用被写体光と
に分割する光分割手段と、前記光分割手段によって分割
され、所定の第１結像面に結像した映像用被写体光を前
記カメラ本体の映像用撮像素子の受光面（第２受光面）
に結像させるリレー光学系と、前記光分割手段によって
分割されたピント状態検出用被写体光が入射されるピン
ト状態検出用撮像素子と、前記ピント状態検出用撮像素
子で撮像された画像に基づいて前記撮影レンズのピント
状態を検出するピント状態検出手段と、前記ピント状態
検出手段で検出されたピント状態に基づいて前記撮影レ
ンズをオートフォーカス制御する制御手段と、を備えた
ことを特徴とするオートフォーカスアダプタを提供す
る。

【００１１】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記光分割手段の後段位置にアイリスを備えたこと
を特徴とする請求項１に記載のオートフォーカスアダプ
タを提供する。

【００１２】また、本発明は前記目的を達成するため
に、一対のピント状態検出用撮像素子を前記所定の第１
結像面に共役な位置に対して前後等距離の位置に配置
し、前記ピント状態検出手段は、前記一対のピント状態
検出用撮像素子で撮像された画像に基づいて前記撮影レ
ンズのピント状態を検出することを特徴とする請求項１
又は２に記載のオートフォーカスアダプタを提供する。

【００１３】また、本発明は前記目的を達成するため
に、前記光分割手段は、前記撮影レンズを通過した被写
体光から前記ピント状態検出用被写体光を分離して前記
一対のピント状態検出用撮像素子に同じ光量ずつ入射さ
せることを特徴とする請求項１又は２に記載のオートフ
ォーカスアダプタを提供する。

【００１４】本発明によれば、既存のオートフォーカス
機能がないカメラシステムであっても、本発明に係るオ
ートフォーカスアダプタを撮影レンズとカメラ本体との
間に装着するだけで、オートフォーカス機能を追加する
ことができる。この際、本発明に係るオートフォーカス
アダプタにはリレー光学系が備えられているので、撮影
レンズとカメラ本体との間に装着しても焦点位置のズレ
を起こすことはなく、非装着時と同じように撮影するこ
とができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
係る撮影レンズのオートフォーカスアダプタの好ましい
実施の形態について詳説する。

【００１６】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るオー
トフォーカスアダプタ（以下「ＡＦアダプタ」という）
が組み込まれたテレビカメラシステムの構成図である。

【００１７】同図に示すように、このテレビカメラシス
テム１０は、カメラ本体１２、撮影レンズ１４、ＡＦア
ダプタ１６で構成され、オートフォーカス機能（以下
「ＡＦ機能」という）を提供するＡＦアダプタ１６は、
撮影者が任意に装着できるようにされている。すなわ
ち、ＡＦ機能が不要な場合は、図１（ｂ）に示すよう
に、撮影レンズ１４をカメラ本体１２に直接装着して使
用し、ＡＦ機能が必要な場合にのみ、図１（ｃ）に示す
ように、カメラ本体１２と撮影レンズ１４との間に装着
する。

【００１８】なお、撮影レンズ１４は、その後端部にレ
ンズ側マウント１８が設けられており、このレンズ側マ
ウント１８をカメラ本体１２の先端面に設けられたカメ
ラ側マウント２０に取り付けることにより、カメラ本体
１２に装着される。

【００１９】また、ＡＦアダプタ１６は、その後端部に
レンズ側マウント１８と同一構成の後側マウント２２が
設けられており、この後側マウント２２をカメラ本体１
２のカメラ側マウント２０に取り付けることによりカメ
ラ本体１２に装着できる。同様にＡＦアダプタ１６の先
端部には、カメラ側マウント２０と同一構成の前側マウ
ント２４が設けられており、この前側マウント２４に撮
影レンズ１４のレンズ側マウント１８を取り付けること
により、撮影レンズ１８をＡＦアダプタ１６に装着でき
る。

【００２０】カメラ本体と撮影レンズ１４の間に装着さ
れたＡＦアダプタ１６は、撮影レンズ１４に取り付けら
れたドライブユニット２６にケーブル（不図示）を介し
て電気的に接続される。このドライブユニット２６は、
撮影レンズ１４に設けられたフォーカスレンズ、ズーム
レンズ、アイリス等を駆動するユニットであり、ＡＦア
ダプタ１６は、このドライブユニット２６に制御信号を
与えて被写体にピントが合うようにオートフォーカス制
御（以下「ＡＦ制御」という）を行う。

【００２１】図２は図１に示したテレビカメラシステム
１０における光学系の構成図である。なお、同図におい
て各レンズの構成は簡略化して示されており、複数のレ
ンズからなるレンズ群を１つのレンズで示したものもあ
る。

【００２２】図２に示すように、撮影レンズ１４のレン
ズ鏡筒３０内には、前側からフォーカスレンズ３２、ズ
ームレンズ３４、アイリス３６、リレーレンズ３８等が
配置されている。撮影レンズ１４の先端から入射した被
写体光は、これらの各レンズを通過して、撮影レンズ１
４の後端から出射される。

【００２３】ＡＦアダプタ１６のケース４０内には、撮
影レンズ１４の光軸Ｏ上に、ビームスプリッタ４２、第
１リレーレンズ４４、第２アイリス４６、第２リレーレ
ンズ４８が配置されている。撮影レンズ１４の後端から
出射した被写体光は、後述するようにビームスプリッタ
４２によって２つのピント状態検出用被写体光と１つの
映像用被写体光とに分割される。そして、映像用被写体
光は、撮影レンズ１４の光軸Ｏに沿って進行し、第１リ
レーレンズ４４、第２アイリス４６、第２リレーレンズ
４８を通過して、ＡＦアダプタ１６の後端から出射され
る。一方、２つのピント状態検出用被写体光は、それぞ
れ第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと第２ピント状
態検出用撮像素子５０Ｂとに入射される。

【００２４】なお、このＡＦアダプタ１６が装着される
と、ＡＦアダプタ１６に設置された第２アイリス４６が
絞りとして作用し、撮影レンズ１４に設置されたアイリ
ス３６は開放状態となって機能が停止する。第２アイリ
ス４６は、図示しないアイリスモータに駆動されて作動
し、カメラ本体１２から与えられる制御信号又はマニュ
アルによる操作情報に基づいて制御される。

【００２５】カメラ本体１２内には、撮影レンズ１４の
光軸Ｏ上に色分解プリズム５２が配置されており、ＡＦ
アダプタ１６の後端から出射した映像用被写体光は、こ
の色分解プリズム５２によってＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の各色成分に分解される。そして、各色成分に分
解された被写体光は、それぞれ映像用撮像素子５４Ｒ、
５４Ｇ、５４Ｂの受光面に入射され、この映像用撮像素
子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂで電気信号に変換されたの
ち、周知の画像信号処理手段によって信号処理されて所
定形式の映像信号として出力又は記録媒体に記録され
る。

【００２６】図３はＡＦアダプタの内部構造を示すブロ
ック図である。同図に示すように、ビームスプリッタ４
２は３つのプリズム５６、５８、６０で構成されてお
り、前記色分解プリズム５２と同じ形状で形成されてい
る。

【００２７】撮影レンズ１４の後端から出射された被写
体光は、まず、第１プリズム５６に入射され、この第１
プリズム５６のハーフミラー面５６Ａで反射光と透過光
とに分割される。このうち反射光は第１のピント状態検
出用被写体光として第１ピント状態検出用撮像素子５０
Ａに入射され、透過光は第２プリズム５８に入射され
る。

【００２８】第２プリズム５８に入射した透過光は、そ
の第２プリズム５８のハーフミラー面５８Ａで更に反射
光と透過光とに分割される。このうち反射光は第２のピ
ント状態検出用被写体光として第２ピント状態検出用撮
像素子５０Ｂに入射され、透過光は第３プリズム６０に
入射される。そして、この第３プリズム６０に入射した
透過光が映像用被写体光として第１リレーレンズ４４に
入射される。

【００２９】以上のように、ビームスプリッタ４２は、
撮影レンズ１４を通過した被写体光を２つのピント状態
検出用被写体光と１つの映像用被写体光とに分割する。
この際、ビームスプリッタ４２は、第１ピント状態検出
用撮像素子５０Ａに入射されるピント状態検出用被写体
光と、第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂに入射され
るピント状態検出用被写体光の光量が等しくなるように
被写体光を分割し、また、ピント状態検出用被写体光の
光量よりも映像用被写体光の光量が多くなるように分割
する。ここでは、映像用被写体光とピント状態検出用被
写体光を２対１の割合で分割するものとする。この場
合、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと第２ピント
状態検出用撮像素子５０Ｂには、それぞれ撮影レンズ１
４を通過した被写体光の全光量の６分の１が入射され、
残り３分の２が映像用被写体光としてカメラ本体１２の
映像用撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂに入射される。

【００３０】なお、第１ピント状態検出用撮像素子５０
Ａと第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂは、共にカラ
ー映像を撮像するものである必要はなく、本実施の形態
では白黒画像を撮像するＣＣＤであるものとする。

【００３１】ところで、図２に示すように、ビームスプ
リッタ４２を通過した映像用被写体光は、合焦状態にお
いて撮影レンズ１４の後端から所定距離離れた第１結像
面Ｐ１上で一度被写体の像を結ぶ。第１リレーレンズ４
４及び第２リレーレンズ４８からなるリレー光学系は、
この映像用被写体光を集光し、ＡＦアダプタ１６の後端
から同じ距離離れた第２結像面Ｐ₂の受光面上に同じ被
写体像を結ばせる。映像用撮像素子５４Ｇの受光面は、
この第２結像面Ｐ₂上に設置されており、これにより、
映像用撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面上に第
１結像面Ｐ１上に結像される被写体像と同じ被写体像が
結像される。すなわち、第１結像面Ｐ１と映像用撮像素
子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面（第２結像面Ｐ₂）
は共役であり、映像用撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ
の受光面（第２結像面Ｐ₂）上には、ＡＦアダプタ１６
を装着していても、装着していなくても同じ被写体像が
結像される。

【００３２】図４は、第１結像面Ｐ１の被写体光の光軸
と、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａ及び第２ピン
ト状態検出用撮像素子５０Ｂの受光面に入射する被写体
光の光軸を同一直線上に示したものである。

【００３３】同図に示すように、第１ピント状態検出用
撮像素子５０Ａに入射する被写体光の光路長は、第２ピ
ント状態検出用撮像素子５０Ｂに入射する被写体光の光
路長よりも短く設定され、第１結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、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａ
と第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂは、それぞれ第
１結像面Ｐ１に対して前後等距離の位置に配置されてい
る。

【００３４】ここで、上述したように第１結像面Ｐ１と
映像用撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面（第２
結像面Ｐ₂）は共役であり、共に同じ被写体像が結像さ
れる。したがって、第１ピント状態検出用撮像素子５０
Ａと第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂは、それぞれ
映像用撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面に対し
て前後等距離の位置で被写体像を撮像することと同じに
なる。

【００３５】第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと第
２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂで撮像された画像は
信号処理部６２に出力され、信号処理部６２は、後述す
るように、この第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと
第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂから取得した映像
信号に基づいて撮影レンズ１４のピント状態を検出す
る。そして、その検出結果に基づいてドライブユニット
２６にフォーカスモータの駆動信号を与え、被写体にピ
ントが合うようにＡＦ制御を行う。

【００３６】図５は、信号処理部６２の構成を示すブロ
ック図である。同図に示すように、第１ピント状態検出
用撮像素子５０Ａと第２ピント状態検出用撮像素子５０
Ｂで撮像された被写体の画像は、それぞれ所定形式のビ
デオ信号として信号処理部６２に出力される。信号処理
部６２は、各ピント状態検出用撮像素子５０Ａ、５０Ｂ
から出力されたビデオ信号をハイパスフィルタ７０Ａ、
７０Ｂ、Ａ／Ｄ変換器７２Ａ、７２Ｂ、ゲート回路７４
Ａ、７４Ｂ、加算器７６Ａ、７６Ｂによって画像の鮮鋭
度（コントラスト）を示す焦点評価値の信号に変換し、
ＣＰＵ８０に入力する。

【００３７】ここで、焦点評価値を求めるまでの処理を
説明すると、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと第
２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂは、いずれも白黒画
像を撮影するＣＣＤであることから、各ピント状態検出
用撮像素子５０Ａ、５０Ｂから出力されるビデオ信号
は、それぞれの画面を構成する各画素の輝度を示す輝度
信号である。

【００３８】各ピント状態検出用撮像素子５０Ａ、５０
Ｂから出力されたビデオ信号は、まず、ハイパスフィル
タ７０Ａ、７０Ｂによって高域周波数成分が抽出され、
Ａ／Ｄ変換器７２Ａ、７２Ｂによってデジタル信号に変
換される。そして、このデジタル信号のうち所定のフォ
ーカスエリア内の画素に対応するデジタル信号のみがゲ
ート回路７４Ａ、７４Ｂによって抽出され、抽出された
範囲のデジタル信号の値が加算器７６Ａ、７６Ｂによっ
て加算される。これにより、フォーカスエリア内におけ
るビデオ信号の高域周波数成分の値の総和が求められ、
この総和がフォーカスエリア内における画像の鮮鋭度の
高低を示す焦点評価値となる。

【００３９】なお、同図に示す同期信号発生回路７８か
らは、各ピント状態検出用撮像素子５０Ａ、５０Ｂやゲ
ート回路７４Ａ、７４Ｂ等の各回路に各種同期信号が与
えられており、各回路の処理の同期が図られている。ま
た、同期信号発生回路７８からＣＰＵ８０には、ビデオ
信号の１フィールドごとの垂直同期信号（Ｖ信号）が与
えられている。

【００４０】ＣＰＵ８０は、上記のように第１ピント状
態検出用撮像素子５０Ａ及び第２ピント状態検出用撮像
素子５０Ｂから得られた焦点評価値に基づいて、映像用
撮像素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの受光面に対する撮影
レンズ１４の現在のピント状態を検出する。

【００４１】次に、第１ピント状態検出用撮像素子５０
Ａ及び第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂから得られ
た焦点評価値に基づくピント状態の検出方法について説
明する。

【００４２】図６は、横軸に撮影レンズ１４のフォーカ
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に対する焦点評価値の様子を示し
た図である。図中実線で示す曲線Ｃは映像用撮像素子か
ら得られる焦点評価値をフォーカス位置に対して示した
ものであり、図中点線で示す曲線Ａ、Ｂは、それぞれ第
１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと第２ピント状態検
出用撮像素子５０Ｂから得られる焦点評価値をフォーカ
ス位置に対して示したものである。同図において、曲線
Ｃの焦点評価値が最大（極大）となる位置Ｆ３が合焦位
置である。

【００４３】撮影レンズ１４のフォーカス位置がＦ１に
設定された場合、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａ
から得られる焦点評価値Ｖ_A１は曲線Ａの位置Ｆ１に対
応する値となる。一方、第２ピント状態検出用撮像素子
５０Ｂから得られる焦点評価値Ｖ_B１は曲線Ｂの位置Ｆ
１に対応する値となり、この値は第１ピント状態撮像素
子５０Ａから得られる焦点評価値Ｖ_A１よりも小さくな
る。したがって、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａ
から得られる焦点評価値Ｖ_A１の方が第２ピント状態検
出用撮像素子５０Ｂから得られる焦点評価値Ｖ_B１より
も大きい場合は、フォーカス位置が合焦位置よりも至近
側に設定された状態、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１４のフォーカス位置が
Ｆ２に設定された場合、第１ピント状態検出用撮像素子
５０Ａから得られる焦点評価値Ｖ_A2は曲線Ａの位置Ｆ２
に対応する値となり、第２ピント状態検出用撮像素子５
０Ｂから得られる焦点評価値Ｖ_B2は曲線Ｂの位置Ｆ２に
対応する値となる。この場合、第１ピント状態検出用撮
像素子５０Ａから得られる焦点評価値Ｖ_A2は、第２ピン
ト状態検出用撮像素子５０Ｂから得られる焦点評価値Ｖ
_B2よりも小さくなる。したがって、第１ピント状態検出
用撮像素子５０Ａから得られる焦点評価値Ｖ_A2が第２ピ
ント状態検出用撮像素子５０Ｂから得られる焦点評価値
Ｖ_B2よりも小さい場合は、フォーカス位置が合焦位置よ
りも無限遠側に設定された状態、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１４のフォーカ
ス位置がＦ３、すなわち合焦位置に設定された場合、第
１ピント状態検出用撮像素子５０Ａから得られる焦点評
価値Ｖ_A2は曲線Ａの位置Ｆ３に対応する値となり、第２
ピント状態検出用撮像素子５０Ｂから得られる焦点評価
値Ｖ_B2は曲線Ｂの位置Ｆ３に対応する値となる。この場
合、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａから得られる
焦点評価値Ｖ_A3と第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂ
から得られる焦点評価値Ｖ_B3は互いに等しくなる。した
がって、第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａから得ら
れる焦点評価値Ｖ_A3と第２ピント状態検出用撮像素子５
０Ｂから得られる焦点評価値Ｖ_B3とが等しい場合はフォ
ーカス位置が合焦位置（Ｆ３）に設定された状態である
ことが分かる。

【００４６】このように、第１ピント状態検出用撮像素
子５０Ａと第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂとから
得られる焦点評価値Ｖ_A、Ｖ_Bが分かれば、これに基づ
いて撮影レンズ１４の現在のピント状態が前ピン、後ピ
ン、合焦のいずれであるかを検出することができる。

【００４７】ＣＰＵ８０は、この検出結果と現在のフォ
ーカスレンズ３２の位置情報とに基づいてフォーカスレ
ンズ３２を合焦位置に導くための移動速度又は移動量を
演算し、Ｄ／Ａ変換器８２を介してドライブユニット２
６にフォーカスモータの制御信号を与える。ドライブユ
ニット２６は、この制御信号に基づいてフォーカスモー
タを駆動し、フォーカスレンズ３２を合焦位置に移動さ
せる。

【００４８】なお、フォーカスレンズ３２は、フォーカ
スレンズ位置検出器８４によって位置が検出されてお
り、検出された位置情報はドライブユニット２６からＡ
／Ｄ変換器８６を介してＣＰＵ８０に入力される。

【００４９】前記のごとく構成された本実施の形態のテ
レビカメラシステム１０の作用は次のとおりである。

【００５０】ＡＦ機能を使用しないで撮影する場合は、
図１（ｂ）に示すように、撮影レンズ１４をカメラ本体
１２に直接装着する。

【００５１】一方、ＡＦ機能を使用して撮影する場合
は、図１（ｃ）に示すように、撮影レンズ１４とカメラ
本体１２との間にＡＦアダプタ１６を装着し、図示しな
いケーブルによってＡＦアダプタ１６とドライブユニッ
ト２６とを接続する。

【００５２】このＡＦアダプタ１６が装着されると、撮
影レンズ１４のアイリス３６は開放状態となって機能が
停止する。そして、ＡＦアダプタ１６に設置された第２
アイリス４６で絞り制御が行われるようになる。

【００５３】また、このＡＦアダプタ１６が装着される
と、内蔵する第１ピント状態検出用撮像素子５０Ａと第
２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂによって映像用撮像
素子５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂの前後位置における被写体
像が撮像され、この第１ピント状態検出用撮像素子５０
Ａと第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂに撮像された
画像データに基づいて信号処理部６２で撮影レンズ１４
のピント状態が検出される。そして、この検出結果に基
づいて撮影レンズ１４がＡＦ制御される。

【００５４】このように、本実施の形態のテレビカメラ
システム１０によれば、ＡＦアダプタ１６を装着するだ
けで簡単に既存のカメラシステムにＡＦ機能を追加する
ことができる。この際、本実施の形態のＡＦアダプタ１
６にはリレー光学系が備えられているので、装着しても
焦点位置のズレを起こすことはなく、非装着時と同じよ
うに撮影することができる。

【００５５】また、本実施の形態のＡＦアダプタ１６に
は、ビームスプリッタ４２の後段位置に第２アイリス４
６が備えられ、ＡＦアダプタ１６が装着されると、この
第２アイリス４６で絞り制御が行われるため、焦点深度
の影響を避けることができる。なお、第２アイリス４６
を設置せず、通常どおりに撮影レンズ１４に設けられた
アイリス３６で絞り制御を行うようにしてもよい。

【００５６】さらに、本実施の形態のＡＦアダプタ１６
では、一対のピント状態検出用撮像素子５０Ａ、５０Ｂ
によって撮像される画像に基づいてピント状態を検出す
るようにしているので、３つのピント状態検出用撮像素
子を用いてピント状態を検出する場合に比べてより多く
の被写体光を映像用被写体光に使うことができる。

【００５７】なお、本実施の形態では、ビームスプリッ
タ４２を用いて映像用被写体光とピント状態検出用被写
体光を２対１の光量比で分割するようにしているが、光
量の分割比は、これに限定されるものではない。たとえ
ば映像用被写体光とピント状態検出用被写体光を１対２
の光量比で分割し、各ピント状態撮像素子５０Ａ、５０
Ｂに全被写体光の３分の１ずつ受光させるようにしても
よい。

【００５８】また、本実施の形態では、ビームスプリッ
タ４２が、カメラ本体１２に設置された色分解プリズム
５２と同じ形状で形成されているが、ビームスプリッタ
の形状は、これに限定されるものではなく、たとえば図
７に示すように構成してもよい。このビームスプリッタ
４２´は、３つのプリズム９０、９２、９４で構成さ
れ、撮影レンズ１４の後端から出射された被写体光は、
まず、第１プリズム９０に入射される。そして、この第
１プリズム９０のハーフミラー面９０Ａで反射光と透過
光とに分割される。このうち反射光は第１のピント状態
検出用被写体光として第１ピント状態検出用撮像素子５
０Ａに入射され、透過光は第２プリズム９２に入射され
る。第２プリズム９２に入射した透過光は、その第２プ
リズム９２のハーフミラー面９２Ａで更に反射光と透過
光とに分割される。このうち反射光は第２のピント状態
検出用被写体光として第２ピント状態検出用撮像素子５
０Ｂに入射され、透過光は第３プリズム９４に入射され
る。そして、この第３プリズム９４に入射した透過光が
映像用被写体光として第１リレーレンズ４４に入射され
る。この場合、第２ピント状態検出用撮像素子５０Ｂに
結像する像は、１回反射のため反転してしまうが、信号
処理部６２内で反転処理を行えば問題ない。

【００５９】なお、上記実施の形態では、本発明に係る
ＡＦアダプタ１６をテレビカメラシステムに適用した場
合について説明したが、本発明はカメラ本体と交換可能
な撮影レンズとから構成される全てのタイプのカメラシ
ステムに適用できる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るオート
フォーカスアダプタによれば、既存のオートフォーカス
機能がないカメラシステムであっても、本発明に係るオ
ートフォーカスアダプタを装着するだけで、簡単にオー
トフォーカス機能を提供することができる。この際、本
発明に係るオートフォーカスアダプタにはリレー光学系
が備えられているので、装着しても焦点位置のズレを起
こすことはなく、非装着時と同じように撮影することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオートフォーカスアダプタが組み
込まれたテレビカメラシステムの構成図

【図２】本実施の形態のテレビカメラシステムにおける
光学系の構成図

【図３】ＡＦアダプタの内部構造を示すブロック図

【図４】第１結像面の被写体光の光軸と第１ピント状態
検出用撮像素子及び第２ピント状態検出用撮像素子の受
光面に入射する被写体光の光軸を同一直線上に示した図

【図５】信号処理部の構成を示すブロック図

【図６】横軸に撮影レンズのフォーカス位置、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
位置に対する焦点評価値の様子を示した図

【図７】ビームスプリッタの他の実施の形態の構成を示
す図

【符号の説明】

１０…テレビカメラシステム、１２…カメラ本体、１４
…撮影レンズ、１６…オートフォーカスアダプタ（ＡＦ
アダプタ）、１８…レンズ側マウント、２０…カメラ側
マウント、２２…後側マウント、２４…前側マウント、
２６…ドライブユニット、３０…レンズ鏡筒、３２…フ
ォーカスレンズ、３４…ズームレンズ、３６…アイリ
ス、３８…リレーレンズ、４０…ケース、４２…ビーム
スプリッタ、４４…第１リレーレンズ、４６…第２アイ
リス、４８…第２リレーレンズ、５０Ａ…第１ピント状
態検出用撮像素子、５０Ｂ…第２ピント状態検出用撮像
素子、５２…色分解プリズム、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ
…映像用撮像素子、５６…第１プリズム、５６Ａ…ハー
フミラー面、５８…第２プリズム、５８Ａ…ハーフミラ
ー面、６０…第３プリズム、６２…信号処理部、７０
Ａ、７０Ｂ…ハイパスフィルタ、７２Ａ、７２Ｂ…Ａ／
Ｄ変換器、７４Ａ、７４Ｂ…ゲート回路、７６Ａ、７６
Ｂ…加算器、８０…ＣＰＵ、８２…Ｄ／Ａ変換器、８４
…フォーカスレンズ位置検出器、８６…Ａ／Ｄ変換器、
９０…第１プリズム、９０Ａ…ハーフミラー面、９２…
第２プリズム、９２Ａ…ハーフミラー面、９４…第３プ
リズム、Ｐ１…第１結像面、Ｐ₂…第２結像面

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影レンズとカメラ本体との間に着脱自
在に装着され、前記撮影レンズのピント状態を検出し
て、前記撮影レンズをオートフォーカス制御するオート
フォーカスアダプタであって、前記撮影レンズを通過した被写体光を映像用被写体光と
ピント状態検出用被写体光とに分割する光分割手段と、前記光分割手段によって分割され、所定の第１結像面に
結像した映像用被写体光を前記カメラ本体の映像用撮像
素子の受光面（第２受光面）に結像させるリレー光学系
と、前記光分割手段によって分割されたピント状態検出用被
写体光が入射されるピント状態検出用撮像素子と、前記ピント状態検出用撮像素子で撮像された画像に基づ
いて前記撮影レンズのピント状態を検出するピント状態
検出手段と、前記ピント状態検出手段で検出されたピント状態に基づ
いて前記撮影レンズをオートフォーカス制御する制御手
段と、を備えたことを特徴とするオートフォーカスアダ
プタ。
【請求項２】前記光分割手段の後段位置にアイリスを
備えたことを特徴とする請求項１に記載のオートフォー
カスアダプタ。
【請求項３】一対のピント状態検出用撮像素子を前記
所定の第１結像面に共役な位置に対して前後等距離の位
置に配置し、前記ピント状態検出手段は、前記一対のピ
ント状態検出用撮像素子で撮像された画像に基づいて前
記撮影レンズのピント状態を検出することを特徴とする
請求項１又は２に記載のオートフォーカスアダプタ。
【請求項４】前記光分割手段は、前記撮影レンズを通
過した被写体光から前記ピント状態検出用被写体光を分
離して前記一対のピント状態検出用撮像素子に同じ光量
ずつ入射させることを特徴とする請求項１又は２に記載
のオートフォーカスアダプタ。