JP2009109792A - Autofocusing device and camera using it - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce wobbling operation to detect a peak of contrast. <P>SOLUTION: A spectroscopic element 24 is arranged to be freely moved in/out between a photographic lens 12 and a photographic sensor 13. In the spectroscopic element 24, a total reflection mirror 11 is arranged on the front face of a parallel plate 21 while a half mirror 23 is arranged on the back face, and a slit 22 is formed in a part of the total reflection mirror 11. A subject light beam transmitted through the photographic lens 12 is incident from the slit 22 to be spectrally split into five subject light beams 25-29 having an optical path length difference by using the internal reflection of the parallel plate 21. The respective subject light beams 25-29 are individually incident on ranging areas 30-34 shifted vertically from one another on an imaging face 13a. From high frequency components of an image signal within a range corresponding to the ranging areas 30-34, five contrast values are detected at the same time. A peak of contrast is found from the five contrast values, and a focusing position of the photographic lens 12 is specified. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光路長差を用いたコントラスト方式のオートフォーカス装置及びこれを用いるカメラに関するものである。   The present invention relates to a contrast type autofocus device using a difference in optical path length and a camera using the same.

従来、電子カメラ等のオートフォーカス制御におけるコントラストAF方式は、CCDやCMOSなどの撮像センサから得られる画像信号から高域周波数成分の信号を抽出し、抽出した信号に基づいてコントラストの高低を評価するAF評価値を求めている。   Conventionally, a contrast AF method in autofocus control of an electronic camera or the like extracts a high frequency component signal from an image signal obtained from an image sensor such as a CCD or CMOS, and evaluates the contrast level based on the extracted signal. An AF evaluation value is obtained.

コントラストAF方式としては、レンズを無限遠から至近端に連続的に移動してAF評価値を検出し、AF評価値の最大値に対応する位置(合焦位置)にレンズを駆動する全スキャン方式や、AF評価値の増加する方向にレンズを所定量駆動し、AF評価値の最大値(山の頂上)を検出する山登り方式が知られている。   The contrast AF method is a full scan method in which the lens is continuously moved from infinity to the closest end to detect an AF evaluation value, and the lens is driven to a position (focus position) corresponding to the maximum value of the AF evaluation value. Alternatively, a hill-climbing method is known in which the lens is driven by a predetermined amount in the direction in which the AF evaluation value increases to detect the maximum AF evaluation value (the top of the mountain).

しかしながら、前述した方式では、レンズを光軸の前又は後方向に微小に移動しながらコントラストのピークを検出するワブリング動作を行うため、レンズを合焦位置に直に移動することができないので合焦に時間がかかり、また、焦点変動が画面上で認識されてしまう欠点がある。   However, in the above-described method, since the wobbling operation for detecting the contrast peak is performed while moving the lens minutely in the forward or backward direction of the optical axis, the lens cannot be moved directly to the in-focus position. It takes time, and there is a drawback that the focus variation is recognized on the screen.

そこで、ワブリング動作を行うことなくフォーカス駆動をスムーズに行うようにした光路長差方式が知られている(特許文献1)。この方式では、光分割手段を用いて被写体光を第1及び第2の被写体光に分割し、第1及び第2の被写体光を個別に撮像する2つの撮像センサを設け、2つの撮像センサまでの光路長との中間の光路長の位置が最良結像位置となるように撮影レンズの合焦位置をフォーカス制御手段が制御し、フォーカス補正手段により2つの撮像センサのうち再生用の画像を取得するための撮像センサの位置が最良結像位置となるようにフォーカス位置を補正する。
特開2005−62237号公報
Therefore, there is known an optical path length difference method in which focus drive is smoothly performed without performing a wobbling operation (Patent Document 1). In this method, the subject light is divided into first and second subject lights using the light splitting means, and two imaging sensors for individually imaging the first and second subject lights are provided, and up to two imaging sensors. The focus control means controls the in-focus position of the taking lens so that the position of the optical path length in the middle of the optical path length becomes the best imaging position, and the image for reproduction is acquired from the two imaging sensors by the focus correction means. The focus position is corrected so that the position of the imaging sensor for achieving the best imaging position.
JP 2005-62237 A

しかしながら、特許文献1に記載の発明では、1回の測距で光路長差のある2つのコントラスト値しか検出することができないため、コントラストのピークを検出するためには、レンズを移動させながら複数回の測距が必要になる。また、高価な撮像センサを2つも用いるため、コスト高になる。   However, in the invention described in Patent Document 1, only two contrast values having a difference in optical path length can be detected by a single distance measurement. Therefore, in order to detect a contrast peak, a plurality of values can be detected while moving the lens. It is necessary to measure the distance once. Further, since two expensive image sensors are used, the cost increases.

本発明は、斯かる実情に鑑み、合焦レンズを極力移動させないでコントラストのピークを迅速に検出することができるオートフォーカス装置及びこれを用いるカメラを提供することを目的とする。また、ローコストで提供することを第2の目的とする。   In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an autofocus device capable of quickly detecting a contrast peak without moving a focusing lens as much as possible, and a camera using the same. A second object is to provide at low cost.

本発明では、撮影レンズを通る被写体光を撮像する撮像センサと;前記撮影レンズと前記撮像センサとの間に設けられており、前記撮影レンズの光軸に対して直交する方向にずれ、かつ、前記撮影レンズから前記撮像センサの結像面までの光路長が異なる少なくとも3つの被写体光に分光する分光素子と;前記少なくとも3つの被写体光が入射する結像面の各測距エリアから得られる画像信号の高周波成分を各々検出して少なくとも3つのコントラスト値を同時に検出する少なくとも3つのコントラスト検出手段と;前記コントラスト検出手段から同時に得られる少なくとも3つのコントラスト値に基づいてコントラストのピークを割り出して前記撮影レンズの合焦位置を特定する合焦位置特定手段と;前記撮影レンズを前記合焦位置に移動するフォーカス駆動手段と;を備えたものである。   In the present invention, an imaging sensor for imaging subject light passing through the photographic lens; provided between the photographic lens and the imaging sensor, shifted in a direction perpendicular to the optical axis of the photographic lens, and A spectroscopic element that splits light into at least three subject lights having different optical path lengths from the photographing lens to the imaging plane of the imaging sensor; and an image obtained from each ranging area of the imaging plane on which the at least three subject lights are incident At least three contrast detecting means for simultaneously detecting at least three contrast values by detecting high-frequency components of the signal respectively; and determining the contrast peak based on at least three contrast values simultaneously obtained from the contrast detecting means to perform the photographing Focusing position specifying means for specifying the focusing position of the lens; and moving the photographing lens to the focusing position That a focus driving means; those with a.

撮像センサとしては、記録用の画像を取得するためのものであってもよい。この場合には、光学素子を撮影レンズの光軸上に出入り自在に設けて、移動手段によって撮像センサで記録用の画像を取得するときには分光素子を前記光軸上から退避させ、また、オートフォーカスを行うときは前記光軸上に挿入すればよい。   The imaging sensor may be for acquiring a recording image. In this case, an optical element is provided on the optical axis of the photographic lens so that the optical element can freely enter and exit, and when a moving image is acquired by the imaging sensor, the spectroscopic element is retracted from the optical axis, and autofocusing is performed. What is necessary is just to insert on the said optical axis when performing.

分光素子としては、スリットにより一部を露呈した状態で入射面に施されたマスク層と、射出面に設けられたハーフミラー層と、前記マスク層と前記ハーフミラー層との間に設けられ前記スリットから入射する被写体光を、前記マスク層と前記ハーフミラー層との間での内面反射の数に応じて光路長差をもつ少なくとも3つの被写体光に分光する平行平板と、で構成されているものでもよい。   As the spectroscopic element, a mask layer provided on the entrance surface in a state where a part is exposed by the slit, a half mirror layer provided on the exit surface, and provided between the mask layer and the half mirror layer A parallel plate that splits the subject light incident from the slit into at least three subject lights having an optical path length difference according to the number of internal reflections between the mask layer and the half mirror layer; It may be a thing.

ところで、分光素子で分光した少なくとも3つの被写体光は、内面反射を利用して作るため、光路長の長い方の被写体光は光量が低下する。そこで、結像面に入射する少なくとも3つの被写体光の光量が同じになるように、射出面のうちの各被写体光を透過する位置でハーフミラー層の反射率を変えて設けるのが好適である。   By the way, since at least three subject lights dispersed by the spectroscopic element are produced by using internal reflection, the light quantity of the subject light having a longer optical path length decreases. Therefore, it is preferable to change the reflectance of the half mirror layer at a position on the exit surface that transmits each subject light so that the amount of light of at least three subject lights incident on the imaging surface is the same. .

マスク層を全面反射ミラー層で作ることで、挿入位置のときにその全面反射ミラー層で被写体光を反射させることができる。これを利用してファインダー光学系を構成してもよい。   By forming the mask layer with the entire reflection mirror layer, the object light can be reflected by the entire reflection mirror layer at the insertion position. You may comprise a finder optical system using this.

本発明によれば、1回の測距により少なくとも3点のコントラスト値を同時に得られるから、コントラストのピークを迅速に検出することができる。   According to the present invention, since at least three contrast values can be obtained simultaneously by one distance measurement, a contrast peak can be quickly detected.

本発明を用いた電子カメラ10の要部は、図1及び図2に示すように、一眼レフタイプの構造、すなわち、シャッタボタンの半押し操作に応答して測距と測光とを行い、全押し操作に応答して跳ね上げ式のミラー11を跳ね上げて撮影レンズ12を通る被写体光を撮像センサ13で撮像する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the main part of the electronic camera 10 using the present invention is a single-lens reflex type structure, that is, performs distance measurement and photometry in response to half-pressing operation of the shutter button. In response to the pressing operation, the flip-up mirror 11 is flipped up and the subject light passing through the photographing lens 12 is imaged by the imaging sensor 13.

ミラー11は、軸14を中心にして挿入位置と退避位置との間で回転自在に支持されており、移動機構15から得られる駆動により回転される。このミラー11は、通常は挿入位置にセットされており、挿入位置では、撮影光軸16に対して略45度になる姿勢になり、撮影レンズ12を通過する被写体光を上方にあるファインダー用の焦点板17に結像させる。焦点板17に結像する被写体光は、ペンタプリズム(又はペンタダハミラー)18で正立の像に再結像させ、接眼レンズ19を通して再結像した像を接眼窓20から視認する。退避位置のときには、撮影光軸16上から退避して撮影レンズ12を通る被写体光を撮像センサ13の結像面13aに入射させる。   The mirror 11 is supported so as to be rotatable between an insertion position and a retracted position around the shaft 14, and is rotated by driving obtained from the moving mechanism 15. The mirror 11 is normally set at the insertion position, and in the insertion position, the mirror 11 is in an attitude of approximately 45 degrees with respect to the photographing optical axis 16, and the subject light passing through the photographing lens 12 is used for a finder located above. An image is formed on the focusing screen 17. The subject light imaged on the focusing screen 17 is re-imaged into an erect image by a pentaprism (or penta roof mirror) 18, and the image re-imaged through the eyepiece lens 19 is viewed through the eyepiece window 20. When in the retracted position, subject light that is retracted from the photographing optical axis 16 and passes through the photographing lens 12 is incident on the imaging surface 13a of the image sensor 13.

ミラー11は、平行平面板(以下「平行平板」と称す)21の前面(入射面)に全反射コーティングを施した全反射ミラーとなっている。全反射ミラー11には、撮影範囲内の任意の位置に設定されるフォーカスエリアに対応する位置に、細幅横長のスリット22が形成され、入射面21aの一部を露呈している。また、平行平板21の射出面(後面)21bには、ハーフミラー23がコーティングされている。   The mirror 11 is a total reflection mirror in which a total reflection coating is applied to the front surface (incident surface) of a parallel plane plate (hereinafter referred to as “parallel plate”) 21. The total reflection mirror 11 is formed with a narrow and wide slit 22 at a position corresponding to a focus area set at an arbitrary position within the photographing range, and part of the incident surface 21a is exposed. A half mirror 23 is coated on the exit surface (rear surface) 21 b of the parallel plate 21.

これら全反射ミラー11、スリット22、平行平板21、及び、ハーフミラー23が本発明の分光素子24を構成しており、少なくとも3つ以上の光路長差、本実施形態では5つの光路長差をもつ被写体光に分光する。   The total reflection mirror 11, the slit 22, the parallel plate 21, and the half mirror 23 constitute the spectroscopic element 24 of the present invention. At least three optical path length differences, in the present embodiment, five optical path length differences are provided. Spectroscopy the subject light.

分光素子24は、挿入位置のときにスリット22から内部に入射する被写体光を、入射面21aで屈折させ、射出面21bで第1反射光と第1透過光に分岐させる。第1透過光は、射出面21bで屈折して外部に出て結像面13aに入射する第1被写体光25を構成する。   The spectroscopic element 24 refracts the subject light incident inside from the slit 22 at the insertion position, and divides the light into the first reflected light and the first transmitted light at the exit surface 21b. The first transmitted light constitutes the first subject light 25 that is refracted by the exit surface 21b, exits to the outside, and enters the imaging surface 13a.

第1反射光は、全反射ミラー11のコーティングにより再び入射面21aで内面反射して射出面21bに向かい、射出面21bで第2反射光と第2透過に分岐する。第2透過光は、射出面21bで屈折して外部に出て結像面13aに入射する第2被写体光26を構成する。第2反射光は、再び入射面21aで内面反射して射出面21bに向かい、射出面21bで第3反射光と第3透過に分岐する。第3透過光は、射出面21bで屈折して外部に出て結像面13aに入射する第3被写体光27を構成する。以下、同様に内面反射により光路長差の異なる5つの被写体光25〜29が作られる。   The first reflected light is again internally reflected at the incident surface 21a by the coating of the total reflection mirror 11, travels toward the exit surface 21b, and branches into the second reflected light and the second transmission at the exit surface 21b. The second transmitted light constitutes second subject light 26 that is refracted at the exit surface 21b and exits to the outside and enters the imaging surface 13a. The second reflected light is again internally reflected at the incident surface 21a and travels toward the exit surface 21b, and branches into third reflected light and third transmission at the exit surface 21b. The third transmitted light constitutes third subject light 27 that is refracted at the exit surface 21b, exits to the outside, and enters the imaging surface 13a. Similarly, five subject lights 25 to 29 having different optical path length differences are produced by internal reflection.

第1〜第5被写体光25〜29は、図3に示すように、結像面13aのうちの垂直方向にずれた5つの測距エリア30〜34に各々入射する。5つの測距エリア30〜34は、下から順に第1被写体光25が入射する第1測距エリア30、第2被写体光26が入射する第2測距エリア31、第3被写体光27が入射する第3測距エリア32、第4被写体光28が入射する第4測距エリア33、及び、第5被写体光29が入射する第5測距エリア34となっている。そして、各測距エリア30〜34が重ならないようにスリット22の幅が決められる。よって、各測距エリア30〜34のサイズは、スリット22のサイズと、そのスリットの位置(姿勢)とで決まる。また、各測距エリア30〜34の垂直方向の間隔は、平行平板21の厚みと傾斜角度とによって決まる。   As shown in FIG. 3, the first to fifth subject light beams 25 to 29 are incident on five distance measuring areas 30 to 34 that are shifted in the vertical direction on the imaging plane 13a. In the five ranging areas 30 to 34, the first ranging area 30 where the first subject light 25 enters, the second ranging area 31 where the second subject light 26 enters, and the third subject light 27 enter in order from the bottom. The third ranging area 32, the fourth ranging area 33 where the fourth subject light 28 enters, and the fifth ranging area 34 where the fifth subject light 29 enters. And the width | variety of the slit 22 is determined so that each ranging area 30-34 may not overlap. Therefore, the size of each ranging area 30 to 34 is determined by the size of the slit 22 and the position (posture) of the slit. Further, the vertical interval between the distance measuring areas 30 to 34 is determined by the thickness and the inclination angle of the parallel plate 21.

第1〜第5測距エリア30〜34は、撮影光軸16上に仮想的に表すと、図4に示すように、撮影レンズ12の主点から結像面13aまでの光路長に対して内面反射の回数に比例して徐々に長くなる光路長差をもって配置されていることになる。なお、分光素子の挿入位置の姿勢としては、45度の傾斜に限らず、任意の傾斜角にしてもよい。また、分光素子24としては、平行平板21に限らず、例えば撮影レンズ12の球面収差を補正するように湾曲した面を平行にもつ光学部材を用いてもよい。   When the first to fifth ranging areas 30 to 34 are virtually represented on the photographing optical axis 16, as shown in FIG. 4, the optical path length from the principal point of the photographing lens 12 to the imaging plane 13a is shown. The optical path length difference is gradually increased in proportion to the number of internal reflections. The orientation of the spectral element insertion position is not limited to 45 degrees, and may be any inclination angle. Further, the spectroscopic element 24 is not limited to the parallel plate 21, and for example, an optical member having a curved surface in parallel so as to correct the spherical aberration of the photographing lens 12 may be used.

なお、前述した分光素子24として、平面平板21の入射面21aでの内面反射を全反射ミラー11で行わせているが、入射面21aでの内面反射の作用を平行平板21の内面反射(全反射)のみで行うようにしてもよい。この場合には、マスクの作用として全反射ミラー11を平行平板21の前面に設ける。そして、全反射ミラー11と平行平板21との間に空気層を設ければよい。空気層を設ける理由は、全反射ミラー11で内面反射する光を利用しないためである。なお、この場合も全反射ミラー11には、被写体光をファインダー光学系に反射する作用を持たせてもよい。   In addition, as the spectroscopic element 24 described above, the internal reflection at the incident surface 21a of the flat plate 21 is performed by the total reflection mirror 11. The reflection may be performed only. In this case, the total reflection mirror 11 is provided on the front surface of the parallel plate 21 as a mask function. An air layer may be provided between the total reflection mirror 11 and the parallel plate 21. The reason for providing the air layer is that the light that is internally reflected by the total reflection mirror 11 is not used. In this case as well, the total reflection mirror 11 may have a function of reflecting subject light to the finder optical system.

電子カメラ10は、図5に示すように、撮影レンズ12、絞り36、メカシャッタ37、撮像センサ13、アナログ・フロントエンド(AFE)38、デジタル信号処理回路39、AF回路40、CPU41、TG42、Vドライバ43、圧縮伸長処理回路44、記録部45、LCDドライバ46、LCD47、ROM48、測光回路49、及び、操作部50などで構成されている。操作部50は、シャッタボタン、ズーム操作部、再生ボタンなどを含む。ROM48には、各種プログラムが予め記憶されている。測光回路49は、ファインダー光学系内に内蔵されている。メカシャッタ37は、分光素子24と撮像センサ13との間に配されており、通常は閉じておりシャッタボタンの半押し操作に応答して全開され、測距用の被写体光を撮像センサ13に入射させる。なお、撮像センサ13としては、CCDやCOMSを用いることができる。   As shown in FIG. 5, the electronic camera 10 includes a photographing lens 12, an aperture 36, a mechanical shutter 37, an image sensor 13, an analog front end (AFE) 38, a digital signal processing circuit 39, an AF circuit 40, a CPU 41, a TG 42, and a V. The driver 43, the compression / decompression processing circuit 44, the recording unit 45, the LCD driver 46, the LCD 47, the ROM 48, the photometry circuit 49, the operation unit 50, and the like are included. The operation unit 50 includes a shutter button, a zoom operation unit, a playback button, and the like. Various programs are stored in the ROM 48 in advance. The photometry circuit 49 is built in the finder optical system. The mechanical shutter 37 is disposed between the spectroscopic element 24 and the image sensor 13, and is normally closed. The mechanical shutter 37 is fully opened in response to a half-pressing operation of the shutter button, and subject light for distance measurement is incident on the image sensor 13. Let As the image sensor 13, a CCD or a COMS can be used.

撮影レンズ12は、可動のレンズ群として、ピント合わせのために撮影光軸16方向に移動される合焦用レンズ(群)12aや、像倍率(焦点距離)を変更するために撮影光軸16方向に移動される変倍用レンズ(群)12b等が配置されている。また、絞り36は、絞り値を変更するために開閉駆動される。これらの合焦用レンズ12a、変倍用レンズ12b、絞り36は、それぞれ合焦用モータ55、変倍用モータ56、絞り用モータ57に連結されている。   The photographic lens 12 is a movable lens group, a focusing lens (group) 12a moved in the direction of the photographic optical axis 16 for focusing, and a photographic optical axis 16 for changing the image magnification (focal length). A zoom lens (group) 12b and the like that are moved in the direction are arranged. The aperture 36 is driven to open and close to change the aperture value. The focusing lens 12a, the zooming lens 12b, and the diaphragm 36 are connected to a focusing motor 55, a zooming motor 56, and a diaphragm motor 57, respectively.

各モータ55〜57は、それぞれドライバ58〜60に接続されており、CPU41から各ドライバ58〜60に駆動信号が与えられると、その駆動信号に応じた電圧又は電流により各モータ55〜57の駆動(回転速度と回転方向)が制御される。なお、図示していないが、メカシャッタ37に対してもモータとドライバとが接続されており、CPU41によって駆動が制御される。また、合焦用レンズ12a、変倍用レンズ12b、絞り36の現在位置を示す位置情報がそれぞれ位置検出器からA/D変換器を介してCPU41に送られている。   The motors 55 to 57 are connected to the drivers 58 to 60, respectively. When a drive signal is given from the CPU 41 to the drivers 58 to 60, the motors 55 to 57 are driven by a voltage or current corresponding to the drive signal. (Rotation speed and direction) are controlled. Although not shown, a motor and a driver are also connected to the mechanical shutter 37, and the drive is controlled by the CPU 41. In addition, position information indicating the current positions of the focusing lens 12a, the zoom lens 12b, and the aperture 36 is sent from the position detector to the CPU 41 via the A / D converter.

AFE38は、CDS(相関二重サンプリング)62、AGC(自動ゲイン調整アンプ)63、A/D変換器64からなり、撮像センサ13から得られる画像信号は、AFE38でデジタル化されてAF回路40と、デジタル信号処理回路65とに送られる。AGC63は、ゲイン量を可変でき、CPU41がAGCのゲイン量を設定する。タイミングジェネレータ(TG)42は、AFE38、及び、Vドライバ43にパルスを供給して同期駆動させる。   The AFE 38 includes a CDS (correlated double sampling) 62, an AGC (automatic gain adjustment amplifier) 63, and an A / D converter 64, and an image signal obtained from the imaging sensor 13 is digitized by the AFE 38 and is connected to the AF circuit 40. To the digital signal processing circuit 65. The AGC 63 can change the gain amount, and the CPU 41 sets the AGC gain amount. The timing generator (TG) 42 supplies pulses to the AFE 38 and the V driver 43 to drive them synchronously.

シャッタボタンの半押し操作に応答してAF回路40は、画像信号を受け取る。AF回路40は、5つの測距エリア30〜34のコントラスト値を得るために、5つの処理回路66〜70を持っている。処理回路66〜70は、撮像センサ13から得られた画像信号(輝度信号)からその画像のコントラストの高低を示す焦点評価値を生成する回路である。これら処理回路66〜70は各画像信号に対する処理内容が一致しているため以下、処理回路66についてのみ説明する。   In response to the half-pressing operation of the shutter button, the AF circuit 40 receives an image signal. The AF circuit 40 has five processing circuits 66 to 70 in order to obtain contrast values of the five distance measuring areas 30 to 34. The processing circuits 66 to 70 are circuits that generate a focus evaluation value indicating the level of contrast of the image from the image signal (luminance signal) obtained from the imaging sensor 13. Since these processing circuits 66 to 70 have the same processing content for each image signal, only the processing circuit 66 will be described below.

処理回路66は、デジタルフィルタ71、ゲート回路72、及び、加算回路73で構成されている。デジタルフィルタ71は、画像信号から高域周波数成分の信号のみを抽出する。ゲート回路72は、CPU41からゲート開信号を受け取ることで、その抽出された高域周波数成分の信号から撮影範囲内に設定される所定のフォーカスエリア、この場合第1測距エリア30に対応する信号が抽出される。加算回路73は、ゲート回路72により抽出された信号を、1画像分(インターレース方式の画像信号において1フィールド分)ごとに積算する。加算回路73の積算によって得られた信号は、フォーカスエリア内の被写体に対する合焦の程度(コントラストの高低)を示す値であり、これらの値はピーク検出器74に読み取られる。   The processing circuit 66 includes a digital filter 71, a gate circuit 72, and an adder circuit 73. The digital filter 71 extracts only the high frequency component signal from the image signal. The gate circuit 72 receives a gate opening signal from the CPU 41, and thus, a signal corresponding to a predetermined focus area, in this case, the first ranging area 30 set within the photographing range from the extracted high frequency component signal. Is extracted. The adder circuit 73 integrates the signals extracted by the gate circuit 72 for each image (for one field in an interlaced image signal). The signal obtained by the integration of the adder circuit 73 is a value indicating the degree of focus on the subject in the focus area (contrast level), and these values are read by the peak detector 74.

ピーク検出器74は、各処理回路66〜70から得られる5つのコントラスト値に基づいてコントラストのピーク値を割り出す。コントラストのピーク値が5つのコントラスト値のいずれかに該当する場合はそのコントラスト値をピーク値として扱えばよい。また、例えば、得られたコントラスト値の間にピーク値がある場合には、近似値曲線やピーク関数を用いたりして補間演算を行って間にあるピーク値を算出する。このピーク値に対応する合焦位置の情報がCPU41に送られる。CPU41は、レンズ位置補正手段75をもっており、レンズ位置補正手段75は、合焦位置の情報に基づいて結像面13aの位置が合焦位置になるように合焦用レンズ12aの位置を補正するように合焦モータ用ドライバ58を制御する。   The peak detector 74 determines the contrast peak value based on the five contrast values obtained from the processing circuits 66 to 70. When the contrast peak value corresponds to one of the five contrast values, the contrast value may be handled as the peak value. Also, for example, when there is a peak value between the obtained contrast values, an interpolating operation is performed using an approximate value curve or a peak function to calculate a peak value in between. Information on the in-focus position corresponding to this peak value is sent to the CPU 41. The CPU 41 has lens position correction means 75, and the lens position correction means 75 corrects the position of the focusing lens 12a based on the information on the focus position so that the position of the imaging surface 13a becomes the focus position. Thus, the focus motor driver 58 is controlled.

CPU41は、測光回路49により被写体輝度の情報を抽出し、その情報に基づいて絞り36の調節を制御する。記録用に取り込んだ画像信号は、デジタル信号処理回路65に入力される。デジタル信号処理回路65には、Y/C処理回路、オートホワイトバランス回路、及び、画像処理回路などが設けられており、RAM76に1フレーム分の画像データを記録し、再度読み出しながら処理を行う。Y/C処理回路は、輝度信号と色差信号とを生成する。生成した輝度信号と色差信号とは、圧縮伸長処理回路44に送られ、ここで所定の圧縮形式にエンコードされ、エンコードした画像データは記録部45で一つのファイル形式としてカードメモリなどの記録媒体に記録される。   The CPU 41 extracts subject luminance information by the photometry circuit 49 and controls the adjustment of the diaphragm 36 based on the information. The image signal captured for recording is input to the digital signal processing circuit 65. The digital signal processing circuit 65 is provided with a Y / C processing circuit, an auto white balance circuit, an image processing circuit, and the like. The image data for one frame is recorded in the RAM 76 and processed while being read out again. The Y / C processing circuit generates a luminance signal and a color difference signal. The generated luminance signal and color difference signal are sent to the compression / decompression processing circuit 44, where they are encoded into a predetermined compression format, and the encoded image data is stored in a recording medium such as a card memory by the recording unit 45 as one file format. To be recorded.

再生時には、記録部45に記録した画像が圧縮伸長処理回路44に送られ、ここで所定の伸張形式にデコードされ、デコードした画像データがLCDドライバ46に送られ、ここでLCD表示用の駆動信号に変換される。これにより、再生画像がLCD47に表示される。このLCD47の画面は、電子カメラ10の外部、例えば背面に設けられている。   At the time of reproduction, the image recorded in the recording unit 45 is sent to the compression / decompression processing circuit 44, where it is decoded into a predetermined decompression format, and the decoded image data is sent to the LCD driver 46, where an LCD display drive signal is sent. Is converted to Thereby, the reproduced image is displayed on the LCD 47. The screen of the LCD 47 is provided outside the electronic camera 10, for example, on the back surface.

ピーク検出器74は、図6に示すように、各処理回路66〜70から同時に得られる5つのコントラスト値に基づいてコントラストのピーク値を割り出す。ピーク値の割り出し方法としては、例えば、5つのコントラスト値に基づいて近似値曲線を作成し、その曲線からコントラストのピーク値を算出してもよいし、ピーク関数を用いてピーク値を求めてもよい。コントラスト値は、合焦位置に近いほど、輪郭のはっきりした像が得られ、高周波成分が多くなり、コントラスト値が高くなる。測距を行う前には、合焦用レンズ12aを予め決めた初期位置(例えば最至近位置又は無限遠位置、あるいはこれらの間の所定位置)にセットする。ここでは、5点のコントラスト値に基づいて近似値曲線を作成してコントラストのピーク値を特定している。このピーク値に対応するデフォーカス量(Xd)は、その時点での合焦用レンズ12aのレンズ位置に応じた合焦位置に対して、その時点の被写体に対する合焦位置が至近方向にデフォーカス量(Xd)だけズレていることを表している。そこで、合焦用レンズ12aのレンズ位置に対する合焦位置がデフォーカス量(Xd)だけ至近方向に向けて移動する量を算出してその分だけ合焦用レンズ12aを駆動すればその時点の被写体にピントが合う。   As shown in FIG. 6, the peak detector 74 calculates a contrast peak value based on the five contrast values simultaneously obtained from the processing circuits 66 to 70. As a method for calculating the peak value, for example, an approximate value curve may be created based on five contrast values, and the peak value of the contrast may be calculated from the curve, or the peak value may be obtained using a peak function. Good. As the contrast value is closer to the in-focus position, an image with a clear outline is obtained, the high frequency component increases, and the contrast value increases. Before the distance measurement, the focusing lens 12a is set to a predetermined initial position (for example, the closest position or the infinity position, or a predetermined position therebetween). Here, an approximate value curve is created on the basis of the five contrast values to identify the peak value of contrast. The defocus amount (Xd) corresponding to this peak value is such that the focus position for the subject at that time is defocused in the closest direction with respect to the focus position corresponding to the lens position of the focus lens 12a at that time. It shows that it is shifted by the amount (Xd). Therefore, if the amount by which the in-focus position with respect to the lens position of the in-focus lens 12a moves in the closest direction by the defocus amount (Xd) is calculated and the in-focus lens 12a is driven by that amount, the subject at that time Is in focus.

また、移動被写体に対しては、半押し操作を継続することで、例えば図6に記載したピーク値が至近又は無限遠のいずれか一方に移動する結果になるだけであるので、ピント合わせも迅速に継続することができる。また、高速に移動している被写体に対しては、ピーク値の移動量を割り出せば所定時間経過後の合焦位置を予測することもできる。   For a moving subject, continuing the half-press operation only results in the peak value shown in FIG. 6, for example, moving either to the nearest or infinity, so focusing can be performed quickly. Can continue to. For a subject moving at high speed, the in-focus position after a predetermined time can be predicted by calculating the amount of movement of the peak value.

なお、図7に示すように、コントラストのピーク値を検出することができない場合には、傾斜した略直線になる。この傾きからピークの方向、すなわち、合焦用レンズ12aの移動方向を判定し、その方向に所定量だけ移動して再び測距動作を行えばよい。このように1回の測距動作で5個のコントラスト値が得られるので、コントラストのピークを迅速に得ることができ、従来技術と比較して合焦用レンズを駆動する動作を極力減らすことができるので、AF動作が高速になる。   In addition, as shown in FIG. 7, when the peak value of contrast cannot be detected, it becomes an inclined substantially straight line. From this inclination, the direction of the peak, that is, the moving direction of the focusing lens 12a may be determined, and the distance measuring operation may be performed again after moving in that direction by a predetermined amount. Thus, since five contrast values can be obtained by one distance measurement operation, the peak of contrast can be obtained quickly, and the operation of driving the focusing lens can be reduced as much as possible as compared with the prior art. As a result, the AF operation becomes faster.

ところで、分光素子24の射出面21bでの反射率、すなわちハーフミラー23の反射率が一定の場合には、反射を繰り返すたびに光量が減衰していく。このため、撮像センサ13に到達する光量は、第1測距エリア30〜第5測距エリア34に向けて徐々に少なくなってくる。そこで、反射位置ごとに反射率を変えることで、第1〜第5被写体光25〜29の光量を一定するのが好適である。   By the way, when the reflectance at the exit surface 21b of the spectroscopic element 24, that is, the reflectance of the half mirror 23 is constant, the amount of light is attenuated each time reflection is repeated. For this reason, the amount of light reaching the imaging sensor 13 gradually decreases toward the first distance measurement area 30 to the fifth distance measurement area 34. Therefore, it is preferable to make the light amounts of the first to fifth subject lights 25 to 29 constant by changing the reflectance for each reflection position.

例えば、図8に示すように、ハーフミラー23のうちの第1〜第5被写体光25〜29を反射する反射位置A〜Eで、第1〜第5被写体光25〜29の反射光量が一定になるように反射率を変える。同図に示す例では、元の光量の1/5ずつを射出させるように反射率を変えている。元の光量を「1」とすると、射出面21bに対して1回目に反射する反射位置Aでは、反射率が80%で透過光量が0.2になる。2回目に反射する反射位置Bでは、反射率が75%なので反射光量は、1×0.8×0.75=0.6になり、透過光量は0.8−0.6=0.2となる。以下、順に反射光量を「0.2」に一定にすることができる。この曲線に基づいてハーフミラー23の膜厚や多層膜構成を変えることで同図に示す曲線に基づいて反射率を徐々に変える。なお、各反射位置A〜Eを含む範囲ごとで反射率が段階的に変化するようにしてもよい。   For example, as shown in FIG. 8, the reflected light amounts of the first to fifth subject lights 25 to 29 are constant at the reflection positions A to E that reflect the first to fifth subject lights 25 to 29 in the half mirror 23. Change the reflectivity so that In the example shown in the figure, the reflectance is changed so as to emit 1/5 of the original light amount. Assuming that the original light amount is “1”, the reflectance is 80% and the transmitted light amount is 0.2 at the reflection position A that is reflected for the first time with respect to the exit surface 21b. At the second reflection position B, the reflectance is 75%, so the amount of reflected light is 1 × 0.8 × 0.75 = 0.6, and the amount of transmitted light is 0.8−0.6 = 0.2. It becomes. Hereinafter, the amount of reflected light can be made constant at “0.2” in order. By changing the film thickness of the half mirror 23 and the multilayer film configuration based on this curve, the reflectance is gradually changed based on the curve shown in FIG. In addition, you may make it a reflectance change in steps for every range including each reflective position AE.

上記構成の作用を説明する。図9に示すように、電子カメラ10の電源をONすると、分光素子24が挿入位置にありか否かをチェックし、挿入位置でない場合には挿入位置に移動する。この状態では、メカシャッタ37は閉じており、撮像センサ13には被写体光が入射していない。また、接眼窓20からは被写体画像がピンボケになって視認されているものとする。   The operation of the above configuration will be described. As shown in FIG. 9, when the power of the electronic camera 10 is turned on, it is checked whether or not the spectroscopic element 24 is in the insertion position, and if it is not the insertion position, it moves to the insertion position. In this state, the mechanical shutter 37 is closed, and no subject light is incident on the image sensor 13. Further, it is assumed that the subject image is visually recognized from the eyepiece window 20 out of focus.

シャッタボタンの半押し操作を行うと、CPU41は、測光回路49を作動させる。その後に、メカシャッタ37を全開し、AF回路40を作動させる測距動作を行う。CPU41は、測光回路49から得られる被写体輝度に基づいて適正な露出になるようにメカシャッタ37の開閉時間と絞り値とを算出する。   When the shutter button is half-pressed, the CPU 41 activates the photometry circuit 49. Thereafter, the mechanical shutter 37 is fully opened, and a distance measuring operation for operating the AF circuit 40 is performed. The CPU 41 calculates the opening / closing time of the mechanical shutter 37 and the aperture value so that an appropriate exposure is obtained based on the subject brightness obtained from the photometry circuit 49.

測距動作の前に、まず合焦用レンズ12aを所定位置に移動し、その後に測距動作を行う。測距動作は、第1〜第5測距エリア30〜34から得られる画像信号に基づいてコントラスト値を抽出し、ピーク検出器74で5個のコントラスト値からピーク値を割り出す。1回の測距でピーク値を検出した場合には、直ちに合焦位置を割り出すことができる。そして、その合焦位置に基づいて結像面13aの位置が最良結像位置となるようにレンズ位置補正手段75が合焦用レンズ12aの位置を補正する。なお、ピーク値を検出することができない場合には、傾きからピーク値のある方向に所定量だけ合焦用レンズ12aを移動して再び測距動作を実行する。なお、測距動作の前に、合焦用レンズ12aを所定位置に移動しなくてもよい。この場合には、その時点の位置から合焦用レンズ12aを移動すればよい。   Before the distance measuring operation, the focusing lens 12a is first moved to a predetermined position, and then the distance measuring operation is performed. In the distance measuring operation, a contrast value is extracted based on the image signals obtained from the first to fifth distance measuring areas 30 to 34, and the peak value is calculated from the five contrast values by the peak detector 74. When the peak value is detected by one distance measurement, the in-focus position can be determined immediately. Then, the lens position correcting means 75 corrects the position of the focusing lens 12a so that the position of the imaging surface 13a becomes the best imaging position based on the in-focus position. If the peak value cannot be detected, the focusing lens 12a is moved by a predetermined amount in the direction of the peak value from the inclination, and the distance measuring operation is executed again. Note that the focusing lens 12a may not be moved to a predetermined position before the distance measuring operation. In this case, the focusing lens 12a may be moved from the position at that time.

シャッタボタンの全押し操作が行われると、分光素子24を退避位置に移動するとともに、メカシャッタ37をいったん閉じる。分光素子24の退避位置への移動に連動して絞り36が被写体輝度に応じた絞り開口径にセットされ、その後、メカシャッタ37を被写体輝度に応じた時間だけ開閉する。この間に記録用の画像が撮像センサ13で撮像される。撮像後には、メカシャッタ37を閉じ状態に維持し、また、分光素子24を挿入位置に移動する。この移動に連動して絞り36が全開される。以後、前述したと同じにシャッタボタンの半押し操作に応答してピント調節が行われる。なお、シャッタボタンの半押し操作を継続することで、測距動作が繰り返し行われる。   When the shutter button is fully pressed, the spectroscopic element 24 is moved to the retracted position and the mechanical shutter 37 is once closed. In conjunction with the movement of the spectroscopic element 24 to the retracted position, the diaphragm 36 is set to a diaphragm aperture diameter corresponding to the subject brightness, and then the mechanical shutter 37 is opened and closed for a time corresponding to the subject brightness. During this time, an image for recording is picked up by the image sensor 13. After imaging, the mechanical shutter 37 is kept closed, and the spectroscopic element 24 is moved to the insertion position. In conjunction with this movement, the aperture 36 is fully opened. Thereafter, the focus adjustment is performed in response to the half-pressing operation of the shutter button as described above. Note that the distance measurement operation is repeated by continuing the half-press operation of the shutter button.

上記実施形態では、TTLタイプのファインダー光学系を設けているが、これを省略して電子カメラ10の背面に設けたLCD47にスルー画を表示するようにしてもよい。この場合には、分光素子24を常に退避位置に移動させておき、シャッタボタンの半押し操作に応答して挿入位置に移動する。この状態でAF回路40を作動して5つのコントラスト値を取り込んで合焦用レンズ12aのピント調節を行う。そして、ピント調節の完了に応答して分光素子24を退避位置に移動する。その後、シャッタボタンの全押し操作に応答して記録用の画像を撮像する。この場合には、AE回路をデジタル信号処理回路65に設け、半押し操作の直前のスルー画用の画像信号に基づいて得た被写体輝度に基づいて絞り36を制御すればよい。また、メカシャッタ37の動作としては、スルー画表示中に全開とし、全押し操作に連動していったん閉じてから被写体輝度に応じた時間だけ開閉し、撮像後に再び全開させればよい。なお、絞り36とメカシャッタ37との2つを設けているが、1つの絞り兼用のシャッタを用いてもよい。   In the above embodiment, the TTL type finder optical system is provided, but this may be omitted and a through image may be displayed on the LCD 47 provided on the back surface of the electronic camera 10. In this case, the spectroscopic element 24 is always moved to the retracted position, and moved to the insertion position in response to the half-pressing operation of the shutter button. In this state, the AF circuit 40 is operated to take in five contrast values and adjust the focus of the focusing lens 12a. Then, in response to the completion of the focus adjustment, the spectroscopic element 24 is moved to the retracted position. Thereafter, an image for recording is taken in response to the full pressing operation of the shutter button. In this case, an AE circuit is provided in the digital signal processing circuit 65, and the diaphragm 36 may be controlled based on the subject brightness obtained based on the image signal for the through image immediately before the half-press operation. The mechanical shutter 37 may be fully opened during live view display, closed once in conjunction with the full-pressing operation, opened and closed for a time corresponding to the subject brightness, and fully opened again after imaging. In addition, although the aperture 36 and the mechanical shutter 37 are provided, a single aperture / shutter may be used.

上記実施形態では、ピント調節の完了に応答して分光素子24を退避位置に移動させているものの、シャッタボタンの半押し操作に応答して分光素子24を挿入位置に移動してピント調節を行うときだけスルー画が表示されなくなる。そこで、図10に示すように、撮影レンズ80に入射した被写体光を第1及び第2の被写体光とに分割する、例えばハーフミラーなどの光分割手段81を設け、記録用の画像を取得するための第1の撮像センサ82で第1の被写体光を撮像し、第2の被写体光を、第1の撮像センサ82とは異なる位置に設けた第2の撮像センサ83で撮像し、この第2の撮像センサ83の前に、第2の被写体光をさらに5つの被写体光に分光する分光素子84を設ければよい。   In the above embodiment, although the spectroscopic element 24 is moved to the retracted position in response to the completion of the focus adjustment, the spectroscopic element 24 is moved to the insertion position in response to the half-pressing operation of the shutter button to perform the focus adjustment. Only when the live view is not displayed. Therefore, as shown in FIG. 10, a light dividing means 81 such as a half mirror is provided to divide the subject light incident on the photographing lens 80 into first and second subject light, and a recording image is obtained. The first imaging sensor 82 for imaging the first subject light, and the second imaging light is imaged by the second imaging sensor 83 provided at a position different from the first imaging sensor 82. A spectroscopic element 84 that splits the second subject light into five subject lights may be provided in front of the second imaging sensor 83.

この構成では、第2の撮像センサ83の5つの測距エリアからAF回路85が5つのコントラスト値を同時に得て、AF回路85が5つのコントラスト値に基づいてコントラストのピークを割り出し、ピークに対応する合焦位置の情報を合焦コントロール回路86に送る。合焦コントロール回路86は、受け取った合焦位置の情報に基づいてその時点の撮影レンズ80の位置を合焦位置になるように補正する。これによれば、第1の撮像センサ82で常に被写体光を撮像することできので、分光素子84を光軸に対して挿脱させる機構を必要としない。また、シャッタボタンの半押し操作に係らずに常にピント調節を行うことができるので、ピントの合った状態のスルー画像をLCDなどの表示部に表示することができる。   In this configuration, the AF circuit 85 simultaneously obtains five contrast values from the five distance measuring areas of the second image sensor 83, and the AF circuit 85 calculates the contrast peak based on the five contrast values and corresponds to the peak. Information on the focus position to be sent is sent to the focus control circuit 86. The focus control circuit 86 corrects the current position of the photographic lens 80 to be the focus position based on the received focus position information. According to this, since the subject light can always be imaged by the first imaging sensor 82, a mechanism for inserting and removing the spectroscopic element 84 with respect to the optical axis is not required. In addition, since focus adjustment can always be performed regardless of half-pressing operation of the shutter button, a through image in focus can be displayed on a display unit such as an LCD.

上記各実施形態では、分光素子24として、平行平面板を用いた構成としているが、代わりに、プリズムを接合したものを利用してもよい。また、分光素子24としては、撮影レンズを透過した被写体光を5つの被写体光に分光しているが、本発明では5つに限らず、少なくとも3つ以上に分光するものであればよい。   In each of the embodiments described above, a parallel plane plate is used as the spectroscopic element 24. Alternatively, a prism joined may be used. Further, as the spectroscopic element 24, the subject light transmitted through the photographing lens is split into five subject lights. However, in the present invention, it is not limited to five and may be any element that splits into at least three.

また、図1で説明した実施形態では、1つの撮像センサ13によりカラーの画像を撮像する、いわゆる単板式の電子カメラ10として説明しているが、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)ごとの3つの撮像素子によりカラーの画像を撮像する、いわゆる3板式のカメラにも本発明を用いることができる。この場合には、光学的に等価な距離にあるR、G、Bごとの3つの撮像素子を用い、撮影レンズを通過した被写体光を色分解光学系でR、G、Bの光に分光し、色分解光学系により各色の波長に分光された被写体光を各撮像素子の撮像面に入射させる構成となる。そして、3つの撮像素子のうちのいずれか1つの結像面の前に、分光素子を設ければよい。したがって、3板式の場合には3色の被写体光のうち1つの被写体光の輝度信号を、3つの撮像素子のうちいずれか1つの撮像素子から取得すればよい。   In the embodiment described with reference to FIG. 1, a single image sensor 13 that captures a color image is described as a so-called single-plate electronic camera 10, but red (R), green (G), blue ( The present invention can also be used for a so-called three-plate camera in which a color image is picked up by three image pickup devices for each B). In this case, three image sensors for R, G, and B at optically equivalent distances are used, and the subject light that has passed through the photographing lens is split into R, G, and B light by the color separation optical system. In this configuration, subject light that has been split into wavelengths of each color by the color separation optical system is incident on the imaging surface of each imaging device. A spectroscopic element may be provided in front of any one of the three imaging elements. Therefore, in the case of the three-plate type, the luminance signal of one subject light out of the three colors of subject light may be obtained from any one of the three image sensors.

また、一眼レフタイプのカメラは、カメラボディに対してレンズが交換自在に取り付けられる。そこで、上記各実施形態で説明した分光素子24,84としては、カメラボディに設けてもよいし、交換レンズ側に設けてもよい。   In addition, in a single-lens reflex type camera, a lens is attached to the camera body in a replaceable manner. Therefore, the spectroscopic elements 24 and 84 described in the above embodiments may be provided on the camera body or on the interchangeable lens side.

さらに、撮影レンズをもつ鏡筒に撮像センサを設けるとともに、その鏡筒を交換自在に取り付けるカメラボディに操作部や記録部を設け、鏡筒とカメラボディとの間で画像データや信号などの授受を高速で行うシステムが特開平8−172561号などで知られている。このようなシステムに本発明を採用してもよい。この場合には、本発明の分光素子を鏡筒に組み込めばよい。   In addition, an imaging sensor is provided on the lens barrel having the photographic lens, and an operation unit and a recording unit are provided on the camera body to which the lens barrel is replaceable, and image data and signals are exchanged between the lens barrel and the camera body. A system for performing the above at high speed is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-172561. The present invention may be adopted in such a system. In this case, the spectroscopic element of the present invention may be incorporated in the lens barrel.

本発明は、電子カメラにのみならず、写真用カメラやテレビカメラにも採用することができる。   The present invention can be applied not only to an electronic camera but also to a photographic camera and a television camera.

本発明の概略を示す説明図であり、分光素子を挿入位置に移動した状態を示している。It is explanatory drawing which shows the outline of this invention, and has shown the state which moved the spectroscopic element to the insertion position. 分光素子を退避位置に移動した状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state which moved the spectroscopic element to the retracted position. 5つの被写体光を撮像する測距エリアを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the ranging area which images five object light. 5つの測距エリアまでの光路長差を概略的に示す説明図である。It is explanatory drawing which shows roughly the optical path length difference to five ranging areas. 電子カメラの電気的構成の概略を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline of an electrical structure of an electronic camera. 1回の測距でコントラストのピークが得られる場合の焦点評価値を示すグラフである。It is a graph which shows a focus evaluation value in case a contrast peak is obtained by one distance measurement. 1回の測距でコントラストのピークが得られない場合の焦点評価値を示すグラフである。It is a graph which shows a focus evaluation value when the peak of contrast is not obtained by one distance measurement. 分光素子で分光する各被写体光の光量が一定になるようにした分光素子のバック面のハーフミラーコーティングの反射率を示すグラフである。It is a graph which shows the reflectance of the half mirror coating of the back surface of the spectroscopic element which made constant the light quantity of each subject light disperse | distributed with a spectroscopic element. 図1で説明した電子カメラの動作を示すフォローチャート図である。It is a follow chart figure which shows operation | movement of the electronic camera demonstrated in FIG. スルー画表示中にピント合わせを行うようにした他の実施形態を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating another embodiment in which focusing is performed during through image display.

符号の説明Explanation of symbols

10 電子カメラ
11 全反射ミラー
12 撮影レンズ
14 軸
22 スリット
23 ハーフミラー
24 分光素子
25〜29 第1〜第5被写体光
30〜34 第1〜第5測距エリア
40 AF回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic camera 11 Total reflection mirror 12 Shooting lens 14 Axis 22 Slit 23 Half mirror 24 Spectroscopic element 25-29 1st-5th subject light 30-34 1st-5th ranging area 40 AF circuit

Claims (5)

撮影レンズを通る被写体光を撮像する撮像センサと、
前記撮影レンズと前記撮像センサとの間に設けられており、前記撮影レンズの光軸に対して直交する方向にずれ、かつ、前記撮影レンズから前記撮像センサの結像面までの光路長が異なる少なくとも3つの被写体光に分光する分光素子と、
前記各被写体光が入射する結像面の各測距エリアから得られる画像信号の高周波成分を前記測距エリア毎に検出して前記測距エリア毎のコントラスト値を同時に得るコントラスト検出手段と、
前記コントラスト検出手段から同時に得られる少なくとも3つ以上のコントラスト値に基づいてコントラストのピークを割り出して前記撮影レンズの合焦位置を特定する合焦位置特定手段と、
前記撮影レンズを前記合焦位置に移動するフォーカス制御手段と、
を備えたことを特徴とするオートフォーカス装置。
An imaging sensor for imaging subject light passing through the taking lens;
Provided between the photographic lens and the imaging sensor, shifted in a direction perpendicular to the optical axis of the photographic lens, and the optical path length from the photographic lens to the imaging plane of the imaging sensor is different. A spectroscopic element that splits light into at least three subject lights;
Contrast detection means for detecting a high-frequency component of an image signal obtained from each ranging area of the imaging plane on which each subject light is incident for each ranging area and simultaneously obtaining a contrast value for each ranging area;
A focus position specifying means for determining a focus position of the photographing lens by determining a contrast peak based on at least three or more contrast values obtained simultaneously from the contrast detection means;
Focus control means for moving the photographic lens to the in-focus position;
An autofocus device characterized by comprising:
前記撮像センサは、記録用の画像を取得するためのものであり、前記光学素子は、前記撮影レンズの光軸上に出入り自在に設けられており、前記撮像センサで記録用の画像を取得するときには前記分光素子を前記光軸上から退避させ、オートフォーカスを行うときは前記光軸上に挿入する移動手段を備えていることを特徴とする請求項1記載のオートフォーカス装置。   The imaging sensor is for acquiring a recording image, and the optical element is provided so as to freely enter and exit on the optical axis of the photographing lens, and acquires an image for recording by the imaging sensor. 2. The autofocus device according to claim 1, further comprising a moving means for retracting the spectroscopic element from the optical axis and inserting the spectroscopic element on the optical axis when performing autofocus. 前記分光素子は、入射面に設けられスリットにより一部を露呈した状態で残りをマスクするマスク層と、射出面に設けられたハーフミラー層と、前記マスク層と前記ハーフミラー層との間に設けられ前記スリットから入射する被写体光を前記マスク層と前記ハーフミラー層との間での内面反射の数に応じて光路長差をもつ少なくとも3つの被写体光に分光する平行平板と、で構成されていることを特徴とする請求項1又は2記載のオートフォーカス装置。   The spectroscopic element includes a mask layer that is provided on the incident surface and masks the remaining part in a state of being exposed by the slit, a half mirror layer provided on the exit surface, and the mask layer and the half mirror layer between the mask layer and the half mirror layer. A parallel plate that splits subject light incident from the slit into at least three subject lights having optical path length differences according to the number of internal reflections between the mask layer and the half mirror layer. The autofocus device according to claim 1, wherein the autofocus device is provided. 前記ハーフミラー層は、前記結像面に入射する少なくとも3つの被写体光の光量が同じになるように、前記各被写体光を透過する位置で反射率を変えて設けられていることを特徴とする請求項3記載のオートフォーカス装置。   The half mirror layer is provided with a different reflectance at a position where the subject light is transmitted so that the amount of light of at least three subject lights incident on the imaging surface is the same. The autofocus device according to claim 3. 前記請求項3に記載のオートフォーカス装置を用いるカメラにおいて、前記マスク層は、全面反射ミラー層で作られており、前記挿入位置のときに前記全面反射ミラー層で反射する被写体光を利用して撮影範囲を視認させるファインダー光学系を備えていることを特徴とするカメラ。   4. The camera using the autofocus device according to claim 3, wherein the mask layer is made of a full reflection mirror layer, and uses subject light reflected by the full reflection mirror layer at the insertion position. A camera comprising a finder optical system for visually recognizing a shooting range.
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