JPH0318181A - 自動合焦装置を備えたカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、自動合焦装置、詳しくは、連続映像および、
非連続である静止画像撮影用カメラ、例えば、ムービー
／スチル兼用カメラや、連続／静止モード型スチルカメ
ラあるいは、ワンショット機能付ムービーカメラ等に搭
載される自動合焦装置に関する。

〔従来の技術〕

近年、一般の家庭用としても汎用されるようになったム
ービー用ビデオカメラと、各メーカから各種発売されて
いる電子スチルカメラ等に用いられている撮影レンズ、
撮像ディバイス、更に、映像信号処理回路の一部はそれ
ぞれ同じ機能をもつているものである。従って、それら
を共用することによって、コンパクトに一体化され、し
かもコスト的に有利であるムービー／スチル兼用の電子
カメラが実現できる。そこで、上記兼用式カメラとして
、特開昭５５−１６５０７７号公報に開示のものは、撮
影レンズ、撮像ディバイス、映像信号処理回路等を共用
した構逍を有するものである。

上記兼用式のカメラにおいては、その合焦装置が問題と
なる。従来のカメラの自動合焦（以下、ＡＦと称す）装
置には、ＡＦ専用の検出素子を用いるものと、撮像索子
（以下、イメージャと称す）の画像データをＡＦ信号と
しても利用するものがある。そして、上記イメージャ信
号を利用するイメージャＡＦにはそのＡＦ信号による合
魚度合を検出しながらフォーカシングレンズを駆動し、
その合焦度合のピーク点を合焦点として定める山登り式
イメージャＡＦと、レンズを全範囲走査して合黒度合を
比較測定した後、再度、総合的判断に基づき決定された
所定の点まで上記レンズを駆動して撮影を行なうように
するスキャニング式イメージャＡＦがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のようなムービー／スチル兼用の電子カメラを実現
するには、ムービーカメラ、および、スチルカメラとし
て使用する場合、それぞれの撮影条件にマッチしたＡＰ
機能を有することが不可欠である。

ところが、上述の特開昭５５−１６５０７７号公報に開
示のものにおいては、その合焦装置に関する技術的な提
案はされていない。従って、上記開示の技術によっては
自動合焦機能を有するムービー／スチル兼用のカメラを
実現することができない。

上記兼用カメラの合焦装置としては、ＡＦ専用の検出素
子を有する前記のＡＦ手段は画像とは独立して合焦度合
を測定することができ、利用しやすいものである。しか
し、ＣＣＤ等のイメージャを用いる上記兼用電子カメラ
には性能上の限界域にはコスト上の理由からイメージャ
ＡＦのものがより適する場合がある。しかし、ムービー
／スチル兼用カメラ用のＡＦ装置として前記のイメジャ
ＡＦの山登り式、あるいはスキャニング式のもののいず
れか一方をそれぞれ単独で適用しても連続撮影であるム
ービー撮影とワンショット撮影であるスチル撮影の双方
の性能を満足することはできない。例えば、ムービー／
スチル兼用カメラの合焦装置に上記山登り式のＡＦを採
用すると、スチル撮影用としては合魚所要時間が長く、
また、それを高速化すると乱調動作が発生しやすくなる
という不具合があった。

本発明の目的は、上述の不具合を解決するため、２ＦＪ
ｆ類の撮影機能を装備するものにあって、それぞれに対
応する２つの合焦調節手段を有し、適宜選択が可能とす
ることによって、双方の撮影機能を充分に満足させるこ
とができる自動合焦装置を提供するにある。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の自動
合焦装置は、イメージャによる出力画像情報中のコント
ラスト情報が増加する方向に向けてフォーカシングレン
ズとイメージャとの相対位置を逐次移動せしめる態様の
第ｌ合魚：Ｊ！Ｊ節モードで合焦調節動作を行なうため
の第１合焦調節手段と、上記と同一のフォーカシングレ
ンズと同イメージャとの相対位置を所定の変化範囲の実
質的全域に亘って走査せしめた該走査中の種々の位置で
得られた上記コントラスト情報に基づきこの走査域内に
おいて所定のコントラスト情報を得る位置に上記フォー
カシングレンズとイメージャとの相対位置の設定を行な
う第２合焦調節モードで合焦５２ｉ節動作を行なうため
の第２合焦調節手段と、上記第１合焦調節手段または第
２合焦調節手段を選択的に機能せしめるための選択手段
と、を具備してなることを特徴とする。

［実　施　例］ 以下、図示の実施例によって本発明を説明する。

第１図は、本発明の一実施例を示す自動合焦装置のブロ
ック構成図である。この自動合焦装置はムービー／スチ
ル兼用の電子カメラに搭載されるものである。そして、
そのカメラは、連続的である動画撮影が行なわれるムー
ビー撮影モード（以下、Ｍモードと称す）で使用する場
合は第１合魚調節モードである追尾型合焦動作を行なう
、いわゆる、山登り式イメージャＡＦの第１合焦調節手
段を、更に、非連続的撮影が行なわれるスチル撮影モー
ド（以下、Ｓモードと称す）で使用する場合は、第２合
：Ｉｕ２Ｊ節モードとして前記スキャニング式イメージ
ャＡＦである第２合焦２１節手段を、モード切換スイッ
チ８によって選択して機能せしめるようにしたものであ
る。

この自動合焦装置の構成は、ＡＦ処理のためのＡＦデー
タ処理回路１ａ，ＡＦデータ記憶部１ｂ，比較回路１ｃ
，判断回路１ｄおよびＭ，　　Ｓモード時のＡＦ処理プ
ログラム等を内蔵するシステムコントローラ１と、フォ
ーカシングレンズ２ａを含むレンズ群２と、上記フォー
カシングレンズ２ａ゜を駆動するモータのモータドライ
バ４と、レンズ群２からの撮影光束による撮像信号を出
力するイメージャ３と、その撮像信号のサンプル・ホー
ルド回路であるＳ／Ｈ回路５と、そのサンプリング出力
を処理して後述の選択手段で選択されている上記Ｍ，　
　Ｓモードに従い、各々の記録装置へ映像信号を出力す
る映像回路６と、上記Ｓ／Ｈ回路５の出力をＡ／Ｄ変換
するものであって、そのディジタル画像出力がＡＦデー
タ処理回路１ａに人力されるＡ／Ｄ変換回路７と、更に
、上記Ｍ，　　Ｓモードの選択手段であるモード切換ス
イッチ８によって構成されている。

そして、上記ＡＦデータ処理回路１ａはＡ／Ｄ変換回路
７から出力されるディジタル画像データの高周波成分を
分離して求められる値であって、合魚度合を示すコント
ラスト情報（以下コントラスト値と称す）を演算する。

ＡＦデータ記憶部１ｂは上記処理回路１ａで演算された
コントラスト値を記憶するものである。また、比較回路
１Ｃは、後述する各モードでのＡＦ処理ルーチンの指示
で上記ＡＦデータ処理回路１ａで演算されたコントラス
ト値とＡＦデータ記憶部１ｂのコントラスト値の比較を
行なう回路である。更に、判断回路１ｄは同様に各モー
ドでのＡＦ処理ルーチンの指示に従い比較回路ＩＣのコ
ントラスト値の比較結果によって、フォーカスレンズ２
ａの駆動、あるいは合焦終了の判断を行なうものである
。

以上のように構成された本実施例の合魚装置の動作につ
いて、第２図および、第３図のＡＦルーチンのフローチ
ャートによって、また、被写体が至近から無限遠（以下
ωと称す）距離間において第４図のようなコントラスト
値を有している場合について説明を行なう。なお、フォ
ーカシングレンズ２ａの駆動位置は上記至近との距離に
対応するレンズ位置を所定の段数で分割しその段数をレ
ンズ駆動段数ｎで表す。そして至近戊置は段数ｎ−０，
ａｏ位置は段数ｎｍｎ　　　とする。この段ｍａｘ 数位置の設定は至近位置をＱｍｎ　　，（Ｘ）位置を■
ａｘ ｎｓｗｏとして制御しても特に本発明の要旨を変えるも
のではない。

まず、モード選択スイッチ８によってＭモード、即ち、
ムービー撮影モードが選択された場合、撮影侍のＡＦ動
作指令により、第２図に示されるＭモードＡＦ処理ルー
チンがコールされる。任意の位置においてフォーカシン
グレンズ２ａをイメージャ３に対して相対的にどちらか
の方向に駆動しＡＦデータ処理回路１ａで演算される画
像データのコントラスト値が直前のレンズ駆動位置での
コントラスト値と比較して増加したかどうかの判別を行
なう（ステップＳ１０１）。なお、直前のレンズ位置で
のコントラスト値はＡＦデータ記憶部１ｂに格納される
ものとする。そして、コントラスト値が増加した場合、
更に同方向に駆動して（ステップＳ１０２）、再度コン
トラスト値が増加したかどうかの判別を行なう。その値
が更に堆加した場合、再度ステップＳ１０２の処理に戻
り、コントラスト値が増加しなくなるまで繰返される。

そして、コントラスト値が増加しなくなると、ピーク点
に達したものと判断し、レンズ駆動を停止して、合焦完
了の表示を行なってルーチン処理を終了する。

例えば、第４図において点Ｅをフォーカスレンズ２ａ駆
動開始点とすると、上記のルーチンに従って処理され、
Ｅ点から矢印方向にコントラスト値の線図を辿り、コン
トラスト値のピーク点Ｃに到達して合焦が完了したとし
て処理される。

一方、上記ＡＦルーチンにおけるステップＳ１０１にて
コントラスト値が増加しなかった場合には、ステップＳ
１０３ヘジャンプする。そして、逆方向にレンズを駆動
し、コントラスト値の増減をチェックする。その値が増
加すれば、ステップＳ１０２の処理に戻る。値が増加し
なければ、ＰｊびステップＳ１０３に戻り、逆方向の駆
動を行なう。そして、その駆動回路が予め定められた規
定回数に到達するとレンズ駆動を停止し、合焦不能の表
示をして処理を終了する。

なお、例えば低照度下等で撮像信号のＳ／Ｈが悪い、或
いは、レンズの大ぼけのためコントラスト値が異常に大
きいなどの場合、この処理において乱調状態となり上記
ステップ８１０３に戻るサイクルを繰り返し、合焦不能
となってしまうことがあり、合焦感度や合焦速度の設定
に際しては披写体の外乱の影響、並びに応答動作の安定
性を充分に考慮して決定する必要がある。本ＡＦ処理ル
ーチンを終了してメインルーチンの撮影処理に戻される
と、本ＡＦ処理ルーチンは上記メインルーチンにおいて
所謂、フォーカスロック状態に設定された場合を除いて
常に再起動のためにコントラスト値を監視し続ける待機
状態とされる。

以上のように上記のＭモードＡＦ処理はフィードバック
制御要素を有し、動体である被写体に対しても任意の位
置から追従して、合焦することができるものである。従
って、ムービーで撮影のような、披写体の連続追従撮影
に好適なものといえる。

一方、モード選択スイッチ８によって、Ｓモード即ち、
スチル撮影モードが選択された場合、撮影シーケンスの
ＡＦ動作指令により、第３図に示されるＳモードＡＦ処
理ルーチンがコールされる。

まず、フォーカシングレンズ２ａを初期位置、即ち駆動
段数ｎが０の位置である至近位置まで駆動し、同時に段
数ｎを０にリセットする。そしてその時の画像データの
コントラスト値をＡＦデータ処理回路１ａで演算し、Ａ
Ｆデータ記憶部１ｂにデータｄ　（ｎ）として格納する
（ステップＳ２０１）。

そして、フォーカシングレンズ２ａをイメージャ３に対
して相対的に１段正方向へ駆動し、段数ｎをインクリメ
ントする。段数ｎの値が最終段数ｎＩａＸ　　”位置）
を超えない限り、処理はステップＳ２０１に戻され、各
レンズ各走査位置に対するコントラスト値を順次ＡＦデ
ータ記憶部１ｂに格納してゆく。

そして、フォーカシングレンズが全域に亘って走査せし
められ、段数がｎ＞ｎ　　　となると、上ｌａＸ 記レンズ駆動は停止される。そして、上記格納データｄ
　（ｎ）を検索し、データｄ　（ｎ）の最大値に対応す
る段数をＭとし、フォーカシングレンズ２ａを上記段数
位置Ｍまで駆動して合焦が終了し、ルーチンを終了する
。そして、撮影シーンスに制御が戻され撮影が行なわれ
ることになる。なお、上記のルーチンではコントラスト
値を配列変数で記憶部１ｂに格納する場合を示したが、
格納時にコントラスト値を比較して、その値の大きい方
のみのコントラスト値と段数を格納してゆくようにして
もよいことは勿論である。

上記の処理を第４図のコントラスト値線図の例で説明す
ると、段数ｎ−０に対応する線図上の点Ｅから処理がス
タートし、途中のコントラスト値をｄ　（ｎ）に格納し
ながら、ψ位置の段数ｎ．ａｘまで到達する。そして、
ｄ　（ｎ）の最大点Ｄが検索され、それに対応する段数
であって、合焦点を示すＭが決定される。

以上のように上記Ｓモード処理ルーチンによるＡＦ処理
は、オープン制御の形態を有し、実質的全走査範囲中の
最高の合焦点を検索するので動作上不安定的な要素はな
い。また、上記合黒点にレンズが再駆動されてＡＦ動作
を終了するものであるから、ムービー撮影よりもワンシ
ョットであるスチル撮影により適したＡＦといえる。そ
して、山登り式のＡＦでは被写体の状態やレンズの大ぼ
けなどの条件で合焦時間が変化し、場合によってはかな
りの時間を要したり、動作が不安定になったりするが、
このＡＦ処理では常に一定時間の高速の合焦が得られ、
スチル撮影に最適といえる。

なお、上記実施例におけるＳモード処理では、コントラ
スト最大の状態をもって最終合焦点としているが、走査
域内でのコントラスト情報を総合的に判断して最終合黒
点を決める方法はもちろんこれに限らず、様々なものが
あり得る。例えば走査域内にコントラスト値のピークが
複数あった場合の処理として、その各ピークに対応する
レンズ駆動段の各段数ｎがその段数の順にＰ，，Ｐ２，
Ｐ　　・・・・・・Ｐｋである場合に、最終合黒点の段
数３　′ として上記のＰ　を選択する、また、上記ＰＫを１ るいは、上ｇ（５Ｐ　　−Ｐ　　ｌ，：おイテ（Ｐ一！
：Ｊｒ１ｉＬｘ−）ｌ　　　ｋ　　　　　　　ｌ　　　
２ の値が最少となるときの段数ＰＩ１即ち、全駆動段数の
中間位置に最も近いところに存在するピ−ク点を選択す
る等、様々なものが考えられる。

次に、上述の実施例の自動合魚装置を搭載したカメラの
Ｍ，Ｓモードのモード切換スイッチ８の詳細について第
５図によって説明する。このモード切換スイッチ８の構
成は、２つのスイッチ８ａ，８ｂはそのアクチュエー夕
の抑圧によってスイッチ８ａから８ｂの順で動作するよ
うに配設されているものとする。上記スイッチ８ａの出
力端はモノマルチバイブレーク（ＭＭＶ）８ｃを介して
ＮＯＲ回路８ｄの一つの人力端に接続され、一方、スイ
ッチＳＷ８ｂは上記ＮＯＲ回路８ｄの他の入力端に接続
される。そして、ＮＯＲ回路８ｄの出力端はモード検出
端子８ｇに接続されている。また、スイッチ８ｂの出力
端は分岐して記録トリガ端子８ｈに接続されている。抵
抗８ｅ，８ｆはそれぞれプルアップ抵抗である。

上記モード検出端子８ｇと記録トリガ端子８ｈは、前記
システムコントローラ１にそれぞれ接続されている。そ
して、そのスイッチ操作によりモード検出端子８ｇがＨ
レベルに変化して、記録トリガ端子８ｈに立下がりのト
リガが出力されるとＳモード撮影が選択され、また、モ
ード検出端子８ｇが変化せずＬレベルの状態のままで、
記録トリガ端子８ｈに立下りトリガが出力されるとＭモ
ード撮影が選択され、記録開始指令がコントローラ１に
与えられるものとする。

以上のように構成されたモード切換スイッチＳの動作に
ついて説明する。モードの選択はスイッチ８ａ，８ｂの
アクチュエータをすばやく押圧する場合とゆっくり押圧
する場合によってＳモードまたはＭモードを区別して選
択するものとし、ワンショット撮影であるＳモード選択
に対してはすばやくスイッチを押圧するものとし、連続
してある時間撮影をするＭモードの選択にはゆっくりス
イッチを押圧するものとする。Ｓモード指定の場合、上
記のようにスイッチ８ａ，８ｂのアクチュエー夕をすば
やく押圧する。まず、スイッチ８ａがＯＮ状態となり、
ＭＭＶ８ｃよりＬレベルの一定幅のパルスが出力される
が、スイッチをすばやく押圧するため、パルス幅内の時
間にスイッチ８ｂもＯＮ状態となる。従って、モード検
出端子８ｇがＨレベルとなり、同時に記録トリガ端子８
ｈにはスイッチ８ｂのＯＮによりトリガ信号が出力され
、システムコントローラ１にＳモート撮影の記録開始指
令が与えられる。

一方、Ｍモードを選択する場合には、スイッチ８ａ，８
ｂのアクチュエー夕をゆっくり押圧する。

まず、スイッチ８ａがＯＮとなり、ＭＭ■８ｃからＬレ
ベルの一定幅のパルスが出力されるが、アクチュエー夕
がゆっくり押圧されるのでスイッチ８ｂがＯＮ状態とな
る時には、既にＭ　Ｍ　Ｖ　８ｃの上記のＬレベルのパ
ルスはＨレベルに戻っており、ＮＯＲ回路８ｄから信号
は出力されない。従って、Ｓモード検出端子８ｇはＨレ
ベルのまま変化せず、記録トリガ端子８ｈからトリガの
みが出力され、システムコントローラ１にはＭモードの
撮影記録開始指令が与えられる。なおシステムコントロ
ーラ１に上記の各モードの撮影開始指令が人力されると
撮影制御がスタートし、その合焦指令に伴って本尖施例
の自動合焦装置のＡＦルーチンがコールされる。

次に、上記モード切換スイッチ８の変形例としてのモー
ド切換スイッチの回路を第６図によって説明する。この
変形例のモード切換スイッチはそれぞれ連続して操作さ
れるアクチュエー夕を有するスイッチ９ａ，９ｂを有し
ており、スイッチ９ａの端子はＴ型フリップフロップ９
Ｃの入力端に接続され、スイッチ９ａのＯＮ操作の度に
Ｈ，Ｌレベルに変化するフリップフロップ９ｃの出力端
はモード検出端子９ｆに接続される。またスイッチ９ｂ
の端子は記録トリガ出力端子９ｇに接続されている。そ
して、上記端子９ｆ，９ｇはそれぞれシステムコントロ
ーラ１に接続され、モード検出端子９ｆがＨレベルの状
態で、記録トリガ端子９ｇにトリガが出力されると、シ
ステムコントローラ１はＳモード撮影の記録を開始し、
また端子９ｆがＬレベルの状態で、記録トリガ端子９ｇ
にトリガが出力されるとＭモード撮影の記録が開始され
るものとする。なお、電源投入時に上記Ｔ型フリップフ
ロップ９Ｃの出力端に接続されるモード検出端子９ｆは
Ｌレベルにリセットされる。

以上のように構成された変形例のモード切換スイッチの
動作について説明すると、まず１回目のスイッチ９ａ，
９ｂの押圧により、モード検出端子９ｆがＨレベルにな
り、記録トリガ端子９ｇにトリがか出力され、Ｓモード
指定となり、撮影記録が開始される。更に、２回目のス
イッチ９ａ，９ｂの抑圧により、モード検出端子９ｆは
Ｌレベルに戻り、同様に記録トリガ端子９ｇにトリガが
出力され、Ｍモード指定となって、撮影記録が開始され
ることになる。以後、スイッチ９ａ，　　９ｂが操作さ
れると、上記の動作が繰返される。

上記実施例の自動合魚装置を適用したムービー／スチル
兼用カメラの画＠！記録媒体としては、磁気テープ／磁
気ディスクの組合わせや磁気ディスク，光磁気ディスク
等が使用され、また、それらの記録装置としては、それ
を内蔵するｔｌ４ｍのもの、あるいは外付構逍とするも
のなどがある。また、上記ムービー／スチル兼用カメラ
以外、連続／静止撮影モードを有している電子スチルカ
メラやワンショット撮影機能付ムービーカメラ等にも本
発明の自動合焦装置は適用することができる。

また、必ずしもカメラの撮影モードと関連づけられてい
る必要はなく、例えばスチル撮影専用のカメラにおいて
も、ファインダを撮影者が覗き込んだ場合の合焦感覚の
好みにあわせて、切り換えスイッチにてＭ，Ｓ両モード
の切り換え得るように構成しても良い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明の自動合焦装置によれは、被写
体距離の変化に常時追尾して自動合焦動作を行ない得る
第１合焦調節モードと、高速動作を安定に実行可能な第
２合焦調節モードとの双方の利点を所要に応じて選択適
用できるので、当該カメラが如何様な撮影動作を行なう
場合であっても、最適な合焦調節動作が行なわれ得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一つの実施例を示す自動合焦装置の
ブロック構成図、 第２図は、上記第１図の目動合焦装置のＭモーＦＡＦ処
理ルーチンのフローチャート、第３図は、上記第１図の
自動合焦装置のＳモードＡＦ処理ルーチンのフローチャ
ート、第４図は、上記第１図の自動合焦装置の説明に用
いる、被写体のコントラスト値の線図、第５図は、上記
第１図の自動合焦装置のモード切換スイッチの回路図、 ｍ６図は、上記第１図の自動合魚装置のモード切換スイ
ッチの変形例を示す回路図である。 ２ａ・・・・・・フォーカシングレンズ３・・・・・・
・・・イメージャ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）イメージャによる出力画像情報中のコントラスト
   情報が増加する方向に向けてフォーカシングレンズとイ
   メージャとの相対位置を逐次移動せしめる態様の第１合
   焦調節モードで合焦調節動作を行なうための第１合焦調
   節手段と、 上記と同一のフォーカシングレンズと同イメージャとの
   相対位置を所定の変化範囲の実質的全域に亘って走査せ
   しめた該走査中の種々の位置で得られた上記コントラス
   ト情報に基づきこの走査域内において所定のコントラス
   ト情報を得る位置に上記フォーカシングレンズとイメー
   ジャとの相対位置の設定を行なう第２合焦調節モードで
   合焦調節動作を行なうための第２合焦調節手段と、上記
   第１合焦調節手段または第２合焦調節手段を選択的に機
   能せしめるための選択手段と、を具備してなることを特
   徴とする自動合焦装置。
2. （２）上記選択手段は、当該カメラが連続的な撮影動作
   を行なうときには上記第１合焦調節手段を機能せしめ、
   当該カメラが非連続的な撮影動作を行なうときには上記
   第２合焦調節手段を機能せしめるように構成されたもの
   であることを特徴とする請求項１記載の自動合焦装置。