JPH0618778A

JPH0618778A - 自動焦点検出装置

Info

Publication number: JPH0618778A
Application number: JP4196310A
Authority: JP
Inventors: Tadaaki Ishikawa; 忠明石川; Sadao Muramatsu; 貞雄村松
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】位相差方式を用いた焦点検出装置において、
装置を大形・複雑化することなく、狙った被写体一点の
焦点を精度良く検出する。【構成】焦点検出光学系で形成された２つの像が光電
変換素子上に結像され、そのデータがディジタルデータ
に変換されて焦点ズレ量演算部３４に入力され相関演算
が行われる。その演算結果を演算結果判定部３５で判定
して、信頼性があれば、検出領域変更部３６により検出
領域を変更する。そして、再度相関演算を行う。この動
作を繰り返し、信頼性がないと判断された場合、その１
回前の結果演算部３７に記憶されている焦点ズレ量を焦
点検出データとして用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は写真用カメラ、ビデオカ
メラ等に用いられる位相差方式の自動焦点検出装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来の焦点検出装置の原理および
構成について説明する。図１４は１眼レフカメラ等に用
いられるＴＴＬ位相差検出法の原理を説明するための概
略図である。撮影レンズ１を通過した被写体光束は、予
定焦点面２の近傍に配置された焦点検出光学系１０によ
り、光電変換素子４上に２つの像として再結像する。焦
点検出光学系１０は、視野マスク１３，コンデンサレン
ズ１４，絞りマスク１５および再結像レンズ１６を有し
ている。

【０００３】光電変換素子４は、ラインセンサによって
構成されている。ラインセンサ上に再結像された２つの
像は、ピントを合わすべき被写体が予定焦点面２より前
に結像している場合（前ピンと呼ぶ）には、互いに近づ
き、予定焦点面２より後に結像している場合（後ピンと
呼ぶ）には、互いに遠ざかる。そして、予定焦点面２に
結像している場合（合焦と呼ぶ）は、２次像が間隔ｄで
ラインセンサ上に結像する。この間隔ｄは、焦点検出光
学系１０によって決まるものである。したがって、セン
サ上の像間隔を求めることにより、焦点ずれ量およびそ
の方向を得ることができる。図中、４ａ，４ｂは１対の
再結像レンズ１６でラインセンサ４上に形成される視野
マスク１３の開口像である。

【０００４】次に像間隔の求め方を説明する。図１５に
示すように、光軸３を挟んで一方を基準部、他方側を参
照部と呼ぶこととする。基準部のセンサデータ列から領
域Ａを決め、参照部のセンサデータ列から領域Ａと同じ
データ数の領域Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃・・・を決める。領域
Ａと領域Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃・・・の相関度を算出し、領
域Ａの像（センサデータ）が参照部のどの領域で一番相
関性が高いかを求める。領域Ａと領域Ｂ₁との相関は式
（１）で表すことができる。ＳＸ₁＝｜ａ₁−ｂ₁｜＋｜ａ₂−ｂ₂｜＋・・・＋｜ａ₁₀−ｂ₁₀｜…（１）

【０００５】式（１）において、ＳＸ₁は領域ＡとＢ₁
の相関度である。完全に一致していれば、式（１）はゼ
ロであるが、通常は完全にゼロとはならない。そこで、
Ｂ₁，Ｂ₂，Ｂ₃・・・それぞれの領域と領域Ａとの相
関結果ＳＸ₁，ＳＸ₂，ＳＸ₃・・・の中から最小とな
る値の参照部の領域を一致領域と見なしている。ただ
し、この方法では、センサ受光部の画素ピッチ以下の検
出分解能を得ることはできない。したがって、各領域の
相関結果を用いて補間を行い、１ピッチ以下の分解能を
得る。補間の方法については、省略する。このようにし
て求めた像間隔ｄｘと合焦時の像間隔ｄとの差を取り、
ラインセンサ面上での焦点ずれ量ｄｆを式（２）より得
る。ｄｆ＝ｄｘ−ｄ ……（２）式（２）において、ｄｆの符号がマイナスなら前ピン方
向、プラスなら後ピン方向である。

【０００６】さらに、予定焦点面２上での焦点ずれ量Ｄ
Ｆは、式（３）に示すようにｄｆに係数ｋを乗じて求め
る。ＤＦ＝ｄｆ×ｋ ……（３）なお、係数ｋは、焦点検出光学系１０で決まる値であ
る。以上のようにして、焦点ずれ量を検出することがで
きる。ここで、式（１）で求めた相関結果は、焦点検出
領域（領域Ａの範囲）全体に対するものであり、焦点検
出領域内に距離の異なる被写体が混在していても分離し
て検出することは不可能である。したがって、カメラの
使用者から見れば、ピントを合わせたい被写体に合わな
かったり、焦点検出領域内のどこにピントが合っている
のか解らないといった問題が生じていた。

【０００７】この問題に対し、特開昭５７−１６１７０
８に焦点検出領域範囲を切り換える技術が提案されてい
る。この提案は、合焦検出対象領域を設定するための設
定回路を具備し、使用者が被写体に合わせた合焦検出対
象領域を設定可能にしている。これにより遠近混在の被
写体が存在しても分離して焦点検出が可能である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記提
案では、その実施例に示されるようにダイアル等の領域
設定用部材が必要であり、装置が大型化し複雑な構成と
なる。また、使用者自らが設定するために焦点検出スピ
ードの低下を招き、必ずしも有効であるとは言いがた
い。例えば、焦点検出領域を狭く設定しすぎたために被
写体の情報が十分得られず焦点検出不能になったり、広
く設定し過ぎて有効に機能を引き出せなかったりするこ
とがある。特に１眼レフカメラ等の種々の焦点距離のレ
ンズを使用して、あらゆる被写体に対して十分な効果を
引き出すにはかなりの熟練を要していた。さらに、こう
した状態が焦点検出のスピードだけでなく、精度向上を
も妨げていた。本発明はこのような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的は装置を大形・複雑化することなく
従来技術の問題を解決し、狙った被写体一点の焦点を精
度良く検出することができる自動焦点検出装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明による自動焦点検出装置は、位相差方式を用い
た焦点検出装置において、焦点のずれ量を演算する焦点
ずれ量演算手段と、前記焦点ずれ量演算手段の演算結果
より焦点検出が可能か否かを判定する結果判定手段と、
焦点検出領域の範囲を変更するための検出領域変更手段
を備え、前記焦点ずれ量演算手段の焦点ずれ量演算を、
前記検出領域変更手段によって変更した複数の焦点検出
領域で行い、これら複数の演算結果のうち、前記結果判
定手段で焦点検出可と判断された複数の焦点ずれ量演算
結果の中から最も狭い焦点検出領域における焦点ずれ量
演算結果を最終結果として得るように構成されている。

【００１０】また、本発明は位相差方式を用いた焦点検
出装置において、焦点のずれ量を演算する焦点ずれ量演
算手段と、前記焦点ずれ量演算手段の演算結果より焦点
検出が可能か否かを判定する結果判定手段と、前記判定
手段に基づいて焦点検出領域の範囲を変える検出領域変
更手段と、検出領域変更前の前記焦点ずれ量演算手段の
演算結果を記憶する記憶手段とを備え、前記焦点ずれ量
演算手段の焦点ずれ量演算結果が前記結果判定手段によ
って焦点検出可と判断された場合、前記焦点ずれ量演算
結果を前記記憶手段に記憶するとともに前記検出領域変
更手段によって焦点検出領域を現在の焦点検出領域より
狭く設定し、設定された焦点検出領域に対し前記焦点ず
れ量演算手段によって再度焦点ずれ量を演算し、前記動
作を焦点ずれ量演算結果が前記結果判定手段によって焦
点検出不可と判断されるまで繰り返し行い、焦点検出不
可になったとき、前記記憶手段に記憶されている１回前
の焦点検出領域での焦点ずれ量演算結果を最終の焦点ず
れ量演算結果として得るように構成されている。

【００１１】さらに、本発明は上記構成において、少な
くとも前回の焦点検出動作での最終焦点検出領域を記憶
する第２の記憶手段を設け、今回の焦点検出動作での焦
点検出領域の初期値を、前記第２の記憶手段の内容を基
に決定するように構成されている。

【００１２】さらには、本発明は上記構成において、被
写体が動体であるか否かを判定する動体判定手段と、前
記検出領域変更手段の検出領域変更動作を禁止するため
の禁止手段を設け、前記動体判定手段によって被写体が
動体と判定された場合、前記禁止手段によって前記検出
領域変更手段の検出領域変更動作を禁止するように構成
されている。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明による自動焦点検出装置の実
施例を示すブロック図である。撮影レンズ１の焦点等価
面２の近傍に焦点検出光学系１０および焦点検出用ＩＣ
（集積回路）２０が配置され、焦点検出用ＩＣ２０は制
御・演算処理部３０でコントロールされる。焦点検出用
ＩＣ２０の出力は、制御・演算処理部３０に入力され、
その入力信号に基づき焦点ずれ量の演算等が行われ、最
終的な焦点ずれ量が求められる。焦点検出光学系１０
は、１眼レフカメラ等に搭載される場合、ミラー等によ
り光路が曲げられて適切な位置になるように配置され、
その後ろに焦点検出用ＩＣ２０が配置される。本図は自
動焦点検出装置の構成要素の配置状態を説明するため、
簡略化して示してある。

【００１４】図２は、図１における自動焦点検出装置の
焦点検出光学系の斜視図である。前述したように、焦点
検出光学系１０および被写体２次像の光量分布を得るた
めの光電変換素子４は撮影レンズ１の光軸上にあり、か
つ焦点等価面２近傍の後方位置に配置される。焦点検出
光学系１０は、視野マスク１３，コンデンサレンズ１
４，絞りマスク１５および再結像レンズ１６を基本構成
としている。光電変換素子４は、受光素子を２次元に配
列したＣＣＤラインセンサによって構成されている。Ｃ
ＣＤセンサ（以下「光電変換素子」をこのように言う）
４は焦点検出光学系１０で形成される２次像の光量分布
を得るために最良の位置に配置されている。実際のＣＣ
Ｄセンサ４は焦点検出用ＩＣ２０として信号処理回路等
とともにワンチップ化されている。これについては後述
する。ＣＣＤセンサ４面上の２次像は、一対の再結像レ
ンズ１６によってできる視野マスク１３の開口像にな
る。本実施例では視野マスク開口形状は長方形であるか
ら、開口像４ａ，４ｂがＣＣＤセンサ面上に形成され
る。

【００１５】図３は、図１における焦点検出用ＩＣ２０
のブロック図である。焦点検出用ＩＣ２０は、ＣＣＤセ
ンサ４，アナログ処理回路２１および駆動回路２２で構
成され、これらがワンチップ化されている。各部を簡単
に説明する。ＣＣＤセンサ４は図から明らかなように大
別して、受光部２３，電荷転送部２５およびモニタ回路
２４に分けられる。受光部２３は、光を受けて電荷を発
生する光電変換機能を有し、ホトダイオードが用いられ
ている。電荷転送部２５は、発生、蓄積された電荷を１
画素ずつ外部に取り出すための転送レジスタである。モ
ニタ回路２４は、外部から蓄積時間をコントロールする
ために、電荷の蓄積量をモニタするための回路である。

【００１６】アナログ信号処理回路２１は、ＣＣＤセン
サ４の出力およびモニタ回路２４の出力をサンプルホー
ルド回路、増幅回路により適正なレベルに処理した後、
外部に出力する。この出力信号は制御・演算処理部３０
内のＡ／Ｄ変換器でディジタルデータに変換され取り込
まれる。駆動回路２２はＣＣＤセンサ４をドライブし、
アナログ処理回路２１のタイミングを発生させる回路で
ある。これら、いわゆるインタフェース部の制御は焦点
検出用ＩＣ２０外部の制御・演算処理部３０で行なわれ
る。

【００１７】図４は制御・演算処理部３０内部のブロッ
ク図である。焦点検出用ＩＣ２０を制御するためのＩＣ
制御部３１，センサ信号をディジタルデータに変換する
ためのＡ／Ｄ変換器３２および焦点ずれ量演算等の各種
演算処理を行なう演算処理部３３で構成される。これら
の機能は上記各部の制御・演算処理を行うように作成さ
れたソフトウェア（プログラム）で起動されるＣＰＵの
動作によって実現される。

【００１８】図５は図４の演算処理部３３のブロック図
である。焦点ずれ量演算部３４，結果記憶部３７，演算
結果判定部３５，検出領域変更部３６およびＣＣＤセン
サ４の蓄積中にモニタ電圧を処理するモニタ信号処理部
３８により構成される。演算処理部３３の基本動作（モ
ニタ信号処理部３８を除く）をソフトウェア処理で行な
った場合を図６のフローチャートで説明する。

【００１９】焦点ずれ量演算部３４の入力データは、焦
点検出用ＩＣ２０の各画素の信号をＡ／Ｄ変換したディ
ジタル画像データである。このディジタル画像データ
は、ディジタル画像処理によりノイズ成分が除去され、
そのエッジを強調する等の処理が施される（ステップＦ
００１）。ついで焦点検出領域の初期範囲が設定される
（ステップＦ００２）。、本実施例では本焦点検出装置
で取り得る最大の検出領域を初期範囲としている。この
最大値はＣＣＤセンサ４の画素数、焦点検出光学系１０
の特性、焦点検出装置に求められる要求仕様等によって
決められる。

【００２０】次に、設定された焦点検出領域に相当する
基準部データを用いて参照部データとの相関演算を行な
う（ステップＦ００３）。相関演算については前述した
とおりである。この相関結果に対して補間演算を行ない
（ステップＦ００４）、ＣＣＤセンサ４の１画素ピッチ
以下の分解能を得る。この段階で、合焦時のセンサ上の
像間隔からのずれ量とずれ方向が得られる。この結果に
対し、演算結果判定部３５は信頼性が高いか否かの判定
を行い（ステップＦ００５）、誤焦点検出が行なわれな
いようにする。判定方法は数種類のチェック項目の組み
合わせであるが、詳細については省略する。この判定の
結果、信頼性が低いと判断されると、初回の演算か、す
なわち図６のループＲ１を一周もしていないかが判定さ
れ（ステップＦ００６）、初回の演算であれば焦点検出
不可として処理を終了する（ステップＦ０１２）。

【００２１】一方、信頼性が高い（焦点検出可）と判断
された場合は、そのずれ量を結果記憶部３７に記憶する
（ステップＦ００７）。そして、検出領域変更部３６に
より焦点検出領域を現在の検出領域よりも狭く設定し
（ステップＦ００８）、検出領域の最小リミットの判定
を行う（ステップＦ００９）。最小リミットでない場合
はステップＦ００３へ戻り、狭くした検出領域に相当す
る範囲のデータで再度演算を行なう。この動作はステッ
プＦ００５で信頼性が低いと判断されるか、またはステ
ップＦ００９で検出領域が最小リミットを越えたと判断
されるまで繰り返される（ループＲ１）。ステップＦ０
０５で信頼性が低いと判断され、ステップＦ００６で初
回演算でないと判定された場合、またはステップＦ００
９で検出領域が最小領域を越えたと判定された場合に
は、結果記憶部３７に記憶されている焦点ずれ量の読み
出しを行い（ステップＦ０１０）、その値を最終結果と
して処理を終了する（ステップＦ０１１）。

【００２２】検出領域変更部３６で行なわれる検出領域
を狭くする処理（ステップＦ００７）は、ＣＣＤセンサ
４の画素相当で示せば、図８（ａ）のように初期の検出
領域画素（Ａの範囲）の両側１画素ずつ狭くして、１回
目はＡ１の領域、２回目はＡ２の領域、３回目はＡ３の
領域というように行なう。ただし、これは一例であるの
で片側ずつ交互に減じていくとか、２画素ずつ減じてい
く等の方法でも良い。また、図８（ｂ）に示すような方
法をとれば時間短縮にもなり効果的である。図中のＯ
Ｋ、ＮＧはその検出領域での演算結果判定部３５の判定
結果である。

【００２３】図８（ｂ）の検出領域変更処理を図７のフ
ローチャートで説明する。入力データの画素処理を行い
（ステップＦ１０１；ステップＦ００１と同処理）、検
出領域の初期範囲を決定する（ステップＦ１０２；ステ
ップＦ００２と同処理）。この検出領域で相関演算（ス
テップＦ１０３；ステップＦ００３と同処理），補間演
算（ステップＦ１０４；ステップＦ００４と同処理）を
行い焦点ずれ量を得る。ついで信頼性の判定を行い（ス
テップＦ１０５；ステップＦ００５と同処理）、結果が
ＯＫであれば焦点検出領域の変更を行なう（ステップＦ
１０６）。この実施例の領域変更は現在の焦点検出領域
の１／２としている。そして、変更した新検出領域が、
既に演算済みか、あるいは最小・最大リミットを越えて
いないか判断し（ステップＦ１０７）、リミットを越え
ていれば、再演算不可能であるから、現在算出されてい
る焦点ずれ量を最終結果として処理を終了する（ステッ
プＦ１１０）。リミットを越えていなければステップＦ
１０３へ戻り、新検出領域で再演算を行なう。

【００２４】ステップＦ１０５の信頼性判定でＮＧとな
った場合には、初回の演算結果か否かを判定し（ステッ
プＦ１０８）、初回ならばこれ以上検出領域を狭くして
も意味がないので焦点検出不可として処理を終了する
（ステップＦ１１１）。初回演算でなければ演算領域を
１／２にした後の結果であるから今度は検出領域を３／
２倍にして今回と前回の中間の検出領域に設定する（ス
テップＦ１０９）。

【００２５】以上の処理を図８（ｂ）の具体例に対応さ
せると、まずＡの領域で演算を行い、結果がＯＫである
から検出領域を１／２にしてＡ１の領域で再演算を行な
う。これもまたＯＫであるから更に検出領域を１／２に
してＡ２の領域にする。この結果はＮＧとなるから今度
は領域を３／２倍してＡ３とする。領域Ａ３での結果は
ＯＫであるから領域は１／２にされる。しかし、領域Ａ
３を１／２した範囲は領域Ａ２よりも狭くなってしま
う。領域Ａ２では既に結果はＮＧであるから領域Ａ２よ
り狭い領域での演算は、被写体の情報がさらに減るので
意味がない。そこで新設定された領域は図７のリミット
判定（ステップＦ１０７）でキャンセルされる。すなわ
ち、領域Ａ２でＮＧとなった時に検出領域の最小リミッ
トはＡ２となるわけである。また、最大リミットは領域
Ａ３になる。したがって、新検出領域の取り得る範囲は
領域Ａ２とＡ３の間ということになり、本例では検出領
域Ａ４に設定され、再演算が行なわれる。この結果はＯ
Ｋであり、これ以上取り得る検出領域範囲も残っていな
いので検出領域Ａ４での演算結果を最終結果として処理
を終了する。

【００２６】このように本実施例では検出領域を変更し
て演算した結果の、ＯＫと判断される結果、検出領域が
最小であるものを最終結果として得ているのである。こ
の実施例では領域変更を１／２倍、３／２倍で行なった
が、別の倍率で行っても良い。以上のような領域変更を
行なえば余分な演算を行なわずに済み、演算時間の短縮
になる。また、上記実施例ではステップＦ００２で焦点
検出領域の初期値として本焦点検出装置の取り得る最大
値を設定したが、焦点検出動作を連続して繰り返し行な
っている場合には、前回の焦点検出動作における最終結
果が求められた焦点検出領域を、図示しない記憶手段
（第２の記憶手段，結果記憶部３７とは別）に記憶して
おき、その結果を基に今回の焦点検出領域の初期値を決
定する等の手段を用いて演算時間の短縮を図ることもで
きる。

【００２７】図９は焦点検出領域の初期位置を前回の焦
点検出動作の最終焦点検出領域に基づいて決定する場合
の処理を示すフローチャートである。ディジタルデータ
の画像処理を行い（ステップＦ２０１）、前回の焦点動
作の最終焦点検出領域範囲を読み出す（ステップＦ２０
２）。ついで、この結果に基づいて初期位置を決定し、
この検出領域に相当するデータで相関演算を行なう（ス
テップＦ２０３）。初期位置は前回の最終焦点検出領域
そのものでも良いし、若干広く取っても良い。また、前
回だけでなく、前々回以上の領域も記憶し、これらから
今回の初期位置を決定しても良い。つづいて、相関演算
の結果の補間をとる（ステップＦ２０４）。

【００２８】つぎにずれ量結果の信頼性判定（ステップ
Ｆ２０５）を行い、信頼性が低いと判断したならば、図
中の処理ループＲ２を一周でも行なったか否かを判定す
る（ステップＦ２０６）。ループＲ２を一周でもしてい
れば今回の信頼性が低いという結果は焦点検出領域を狭
くしたための結果であるからステップＦ２１３に進み、
記憶されている焦点検出領域を狭くする前の結果を読み
出してそれを最終結果とする。そして、次回の焦点検出
動作のために検出領域の範囲を記憶して処理を終了する
（ステップＦ２１４）。ループＲ２を一周もしていなけ
れば、検出領域を広げ（ステップＦ２０７）、検出領域
が最大リミットを越えるまでステップＦ２０３に戻って
演算を繰り返す（ループＲ３）。検出領域が最大リミッ
トを越えた場合には、焦点検出不可として処理を終了す
る（ステップＦ２１５）。

【００２９】一方、信頼性がＯＫならば、図中のループ
Ｒ３を一周でもしたか否かを判定する（ステップＦ２０
９）。ループＲ３を一周でもした後ならば、この信頼性
ＯＫの結果は焦点検出領域を広げたことによって得られ
たものであるから、現在より焦点検出領域を狭くしても
意味がない。そこで現在のずれ量を最終結果として処理
を終了する（ステップＦ２１６）。また、ループＲ３を
一周も回っていないと判定されれば、まだ焦点検出領域
を狭くしていく処理と同じ処理を行なう（ループＲ
２）。この図９のループＲ２はステップＦ２０９が異な
るだけで、図６のループＲ１と基本的には同じ処理であ
る。なお、上記演算において使用される基準部データは
減っていくので、それに合わせて参照部データも減らし
て余分な演算を減らすというような構成にしても良い。

【００３０】元来、写真用カメラにおける“ピント”と
いうものは、被写体の一点で合わせるのが理想である。
しかしながら位相差方式の焦点検出装置では画像の相関
をとるという原理上、被写体の一点で焦点検出すること
はできず、ある程度の検出領域が必要になってくる。本
発明における焦点検出装置によれば、前記演算結果判定
部３５で信頼性ＯＫと判定される限り焦点検出領域を狭
くすることができ、被写体の状況に応じて可能な限り点
に近い領域の焦点検出を行なうことができる。例えば、
図１０（ａ）に示すような被写体の場合では、従来の焦
点検出装置では傘の杖には合わず、焦点検出領域内に占
める割合が大きい背景の木にピントが合ってしまってい
た。なお、４１は従来の焦点検出装置での検出領域であ
る。手前の人物に焦点検出領域を合わせればピント合わ
せも可能であるが、構図を大きく変えなければならな
い。しかし、本発明による焦点検出装置では、焦点検出
領域内で背景の占める割合が非常に多くても、画面中心
で焦点検出可能な限り、焦点検出領域を狭くしていくの
で背景にピントが合ってしまうことも起こらず、傘の杖
にピント合わせが可能である。

【００３１】また、図１０（ｂ）のような、よりピント
精度の必要となる接写の場合でも、画面中心の狙った部
分、例えば、符号４３で示されるような狭い範囲を正確
に焦点検出することができる。もちろん、位相差方式で
ある以上は被写体の条件が良くても、ＣＣＤセンサ４の
画素数、画素ピッチおよび焦点検出光学系１０の光学特
性等の物理的制約により完全なる点での焦点検出は不可
能である。しかし、従来の固定された焦点検出領域での
焦点検出と比較して大幅に問題点は改善され、より理想
に近い焦点検出ができる。

【００３２】図１１は本発明における自動焦点検出装置
の検出領域を使用者に知らせるためのファインダ内の表
示の一例を示す図である。本発明における焦点検出領域
は被写体の状況に応じて変化するので図１１（ａ）のよ
うな従来の焦点検出装置でのファインダ内表示４１では
正確に表現することはできない。むしろ図１１（ｂ）の
ようにファインダ内表示も点４４で示すのが本発明にお
ける焦点検出装置の機能に合った表示といえる。すなわ
ち、使用者はファインダ内のこの点に主被写体を合わせ
れば良く、被写体を点で捕らえるイメージを持つことが
できる。また、図１１（ｃ）のように図１１（ａ）の枠
表示を液晶ファインダ等を用いて焦点検出領域に合わせ
て変化させ、現在どの領域で焦点検出を行なっているか
を符号４５で示すように直接表示しても良い。さらに、
図１１（ｄ）のように画面外でＬＥＤ４６等により、間
接的に現在の焦点検出領域を符号４７に示すように表示
しても良い。

【００３３】このように、本発明は狙った被写体の一点
の焦点検出精度を向上させることを目的としているが、
移動物体の焦点検出を行なう場合には、被写体の捕捉性
を考慮すると検出領域変更部３６の動作を禁止して検出
領域を広くした方が良い。図１２はかかる場合の演算処
理部の構成を示すブロック図である。演算処理部４５は
図５に示す構成、すなわち焦点ズレ量演算部３４，演算
結果判定部３５，検出領域変更部３６，結果記憶部３７
およびモニタ信号処理部３８の他に、移動物体判定部４
０と検出領域変更禁止部３９が付加されている。移動物
体判定部４０で被写体が移動物体であると判定される
と、検出領域変更禁止部３９は検出領域変更部３６の動
作を禁止状態にする。

【００３４】図１３は上記演算処理部４５の動作を説明
するためのフローチャートである。信頼性の判定を行う
ステップＦ３０５と結果の記憶を行うステップＦ３０６
の間に移動体であるか否かを判定するステップＦ３１３
を挿入した他は、図６のフローチャートと同じ処理であ
る。ステップＦ３０５で信頼性がＯＫとなった場合、つ
ぎに被写体が移動体か否かを判定し（ステップＦ３１
３）、被写体が移動体であると判定されたならば、現在
の結果を最終結果として処理を終了する（ステップＦ３
１１）。移動体の判定は、過去数回の焦点検出動作の結
果から判断されるので、今回の焦点検出動作では必ずス
テップＦ３１３で移動体と判断され、ループＲ１は一度
も廻らずステップＦ３０８の検出領域変更部を通過しな
い。したがって、初回の焦点検出領域における焦点ずれ
量が最終結果になる。すなわち、本フローチャートにお
ける例ではステップＦ３０２で初期検出領域を最大に設
定するから、この最大検出領域で移動体に対する焦点検
出動作を行なっていることになる。なお、移動体の判定
方法については本発明に直接関係しないので省略した。

【００３５】また、信頼性判定でＮＧと判断された場合
はステップＦ３０６へ進むが、被写体が移動体である場
合はループＲ１を一周もしていないから必ず初回演算に
なり、焦点検出不可として処理が終了する（ステップＦ
３１２）。この移動体の焦点検出時におけるファインダ
内表示は最大検出領域を示せば良いので、図１１（ａ）
とする。すなわち、検出領域変更禁止部３９の動作にフ
ァインダ内表示を連動させ、例えば図１１（ａ）と
（ｂ）を動作に応じて切り換えて表示してやれば良い。

【００３６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
従来の焦点検出装置と比較して、装置を大形化、複雑化
することなく、被写体の状況に応じ可能な限り狭い範囲
の焦点検出を可能とする。また、外部からの設定手段を
持たず、焦点検出装置内で自動的に処理される構成であ
るので、焦点検出速度の低下はない。したがって、使用
者の狙った１点の焦点検出精度を向上させることがで
き、従前の諸問題を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動焦点検出装置の実施例を示す
ブロック図である。

【図２】図１の自動焦点検出装置の焦点検出光学系の斜
視図である。

【図３】図１の焦点検出用ＩＣのブロック図である。

【図４】図１の自動焦点検出装置の制御・演算部のブロ
ック図である。

【図５】図４の演算処理部の構成図である。

【図６】演算処理部の処理を説明するためのフローチャ
ートである。

【図７】演算処理部の他の処理を説明するためのフロー
チャートである。

【図８】焦点検出領域変更をＣＣＤセンサ上で示した図
である。

【図９】演算処理部のさらに他の処理を説明するための
フローチャートである。

【図１０】本発明による実際の焦点検出を行なわせた時
の例を説明するための図である。

【図１１】本発明における焦点検出領域を示すファイン
ダ内の表示の一例を示す図である。

【図１２】移動物体の焦点検出処理を付加した演算処理
部のブロック図である。

【図１３】図１２の演算処理部における移動物体の焦点
検出の処理を説明するためのフローチャートである。

【図１４】位相差方式における焦点検出の原理を説明す
るための図である。

【図１５】位相差方式の焦点ずれ量を算出する原理を説
明するための図である。

【符号の説明】

１撮影レンズ２撮影レンズ焦点等価面（予定焦点面）３撮影レンズ光軸４光電変換素子（ＣＣＤセンサ）４ａ，４ｂ視野マスク開口像１０焦点検出光学系１３視野マスク１４コンデンサレンズ１５絞りマスク１６再結像レンズ２０焦点検出用ＩＣ２１アナログ処理回路２２駆動回路２３受光部２４モニタ回路２５電荷転送部３０制御・演算処理部３１ＩＣ制御部３２Ａ／Ｄ変換部３３，４６演算処理部３４焦点ズレ量演算部３５演算結果判定部３６検出領域変更部３７結果記憶部３８モニタ信号処理部３９検出領域変更検出部４０移動物体判定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】位相差方式を用いた焦点検出装置におい
て、焦点のずれ量を演算する焦点ずれ量演算手段と、前記焦点ずれ量演算手段の演算結果より焦点検出が可能
か否かを判定する結果判定手段と、焦点検出領域の範囲を変更するための検出領域変更手段
を備え、前記焦点ずれ量演算手段の焦点ずれ量演算を、前記検出
領域変更手段によって変更した複数の焦点検出領域で行
い、これら複数の演算結果のうち、前記結果判定手段で
焦点検出可と判断された複数の焦点ずれ量演算結果の中
から最も狭い焦点検出領域における焦点ずれ量演算結果
を最終結果として得ることを特徴とする自動焦点検出装
置。
【請求項２】位相差方式を用いた焦点検出装置におい
て、焦点のずれ量を演算する焦点ずれ量演算手段と、前記焦点ずれ量演算手段の演算結果より焦点検出が可能
か否かを判定する結果判定手段と、前記判定手段に基づいて焦点検出領域の範囲を変える検
出領域変更手段と、検出領域変更前の前記焦点ずれ量演算手段の演算結果を
記憶する記憶手段とを備え、前記焦点ずれ量演算手段の焦点ずれ量演算結果が前記結
果判定手段によって焦点検出可と判断された場合、前記
焦点ずれ量演算結果を前記記憶手段に記憶するとともに
前記検出領域変更手段によって焦点検出領域を現在の焦
点検出領域より狭く設定し、設定された焦点検出領域に
対し前記焦点ずれ量演算手段によって再度焦点ずれ量を
演算し、前記動作を焦点ずれ量演算結果が前記結果判定
手段によって焦点検出不可と判断されるまで繰り返し行
い、焦点検出不可になったとき、前記記憶手段に記憶さ
れている１回前の焦点検出領域での焦点ずれ量演算結果
を最終の焦点ずれ量演算結果として得ることを特徴とす
る自動焦点検出装置。
【請求項３】少なくとも前回の焦点検出動作での最終
焦点検出領域を記憶する第２の記憶手段を設け、今回の焦点検出動作で求める焦点検出領域の初期値を、
前記第２の記憶手段の内容を基に決定することを特徴と
する請求項２記載の自動焦点検出装置。
【請求項４】被写体が動体であるか否かを判定する動
体判定手段と、前記検出領域変更手段の検出領域変更動作を禁止するた
めの禁止手段とを設け、前記動体判定手段によって被写体が動体と判定された場
合、前記禁止手段によって前記検出領域変更手段の検出
領域変更動作を禁止することを特徴とする請求項１，２
または３記載の自動焦点検出装置。