JPH099132A - 自動焦点調節装置及びカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 交換レンズ式ビデオカメラにおいて、どのよ
うなレンズを装着しても、あらゆる被写体や撮影条件で
目的の主被写体に安定に合焦する自動焦点調節装置を提
供することにある。 【構成】 焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦
点信号を抽出するＡＦ信号処理回路１１３と、ＡＦ信号
処理回路１１３の出力を規格化する規格化プログラム１
３２と、規格化された焦点信号に基づいてフォーカスレ
ンズの駆動方向及び速度を決定するレンズマイコン１１
６とを備え、ＡＦ信号処理回路１１３及び規格化プログ
ラムをカメラ側に配し、前記レンズマイコン１１６をレ
ンズユニット内に配し、前記ＡＦ信号処理回路１１３の
出力をカメラ側より前記レンズユニット側へと引き渡す
ことにより、前記フオーカスレンズを駆動するように構
成した自動焦点調節装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズユニツトを交換
可能なビデオカメラ等に用いて好適な自動焦点調節装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオカメラ等の映像機器に
用いられている自動焦点調節装置としては、ＣＣＤ等の
撮像素子から得られる撮像信号中の高周波成分を抽出
し、この高周波成分が最大となるように撮影レンズを駆
動して焦点調節行う、いわゆる山登り方式が知られてい
る。

【０００３】このような自動焦点調節方式は、赤外線の
発光／受光、あるいは焦点状態に応じて変化する像のず
れ量を検出するための焦点調節用の特殊な光学部材が不
要であり、遠方で近くでも距離によらずに正確にピント
を合わせることができる等の長所を有する。

【０００４】この種の自動焦点調節方式をレンズが交換
できるビデオカメラに使用された例について、図６を用
いて説明する。

【０００５】同図において、５０１はフォーカスレンズ
であって、レンズ駆動用モータ５１１によって、光軸方
向に移動させて焦点合わせを行う。このレンズを通った
光は、撮像素子５０２の撮像面上に結像されて電気信号
に光電変換され、映像信号として出力される。この映像
信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ５０３でサンプルホールドして
から所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器５０４でデ
ジタル映像データへと変換され、不図示のカメラのプロ
セス回路へ入力されて、標準テレビジョン信号に変換さ
れると共に、バンドパスフィルタ（以下ＢＰＦ）５０５
へと入力される。

【０００６】ＢＰＦ５０５では、映像信号中の高周波成
分を抽出し、ゲート回路５０６で画面内の合焦検出領域
に設定された部分に相当する信号のみを抜き出し、ピー
クホールド回路５０７で垂直同期信号の整数倍に同期し
た間隔でピークホールドを行い、ＡＦ評価値を生成す
る。

【０００７】このＡＦ評価値はカメラ本体のＡＦマイコ
ン５０８に取り込まれ、カメラ本体のＡＦマイコン５０
８内で合焦度に応じたフォーカスモータ駆動速度及び、
ＡＦ評価値が増加するようなモータ駆動方向を決定し、
フォーカスモータの駆動速度及び駆動方向をレンズユニ
ツト内のレンズマイコン５０９へと送信する。

【０００８】レンズマイコン５０９は、カメラ本体のＡ
Ｆマイコン５０８に指示されたとうりにモータドライバ
５１０を介してフオーカスモータ５１１によってフォー
カスレンズ５０１を光軸方向に駆動することで焦点調節
を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来例では、レンズ交換可能であることから、自動焦
点調節の制御をカメラ本体側に持つため、特定のレンズ
で最適になるように自動焦点調節の応答性等を決定する
と、他のレンズでは最適にならないことがあり、脱着で
きるすべてのレンズに対して最適な性能を出すのは難し
かった。

【００１０】そこで本発明の課題は上述の問題点を解消
し、どのようなレンズを装着しても、あらゆる被写体や
撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦する自動焦点調
節装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本願における請求項１に記載の発明によれば、画面
内の１つまたは複数の焦点検出領域内に相当する撮像信
号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段
の出力を規格化する規格化手段と、前記抽出手段出力信
号のレベルの増減に基づいて光学系のフォーカスレンズ
を合焦点へ駆動する駆動方向及び駆動速度を決定する制
御手段と、前記制御手段に基づいて前記フォーカスレン
ズを駆動する駆動手段とを備え、前記抽出手段をカメラ
側に配し、前記制御手段及び前記駆動手段をレンズユニ
ット内に配し、前記抽出手段の出力をカメラ側より前記
レンズユニット側へと引き渡すことにより、前記フオー
カスレンズを駆動するように構成した。

【００１２】また本願の請求項２に記載の発明によれ
ば、請求項１において、前記抽出手段は、前記焦点信号
として前記撮像信号中の前記焦点検出領域内に相当する
撮像信号中より特定の周波数成分の信号を抽出する複数
のフィルタ手段を備え、前記規格化手段は前記フィルタ
手段によつて抽出された前記特定の周波数成分が、特定
の被写体を撮影した場合については、同一となるように
正規化するように構成した。

【００１３】また本願の請求項３に記載の発明によれ
ば、請求項２において、前記抽出手段は、さらに前記焦
点検出領域内に相当する撮像信号の輝度成分をピークホ
ールドしたピークホールド出力を検出する手段を備え、
前記規格化手段は前記ピークホールド出力が、特定の被
写体を撮影した場合については、同一となるように正規
化するように構成した。

【００１４】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、請求項２において、前記抽出手段は、さらに前
記焦点検出領域内に相当する撮像信号のコントラスト成
分を検出する手段を備え、前記規格化手段は前記コント
ラスト成分が、特定の被写体を撮影した場合について
は、同一となるように正規化するように構成した。

【００１５】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、請求項４において、前記抽出手段は、前記焦点
検出領域内の輝度成分の最大値と最小値の差をピークホ
ールドすることにより前記コントラスト成分を検出する
ピークホールド手段を備える構成とした。

【００１６】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、レンズユニットを着脱可能なカメラであつて、
画面内の１つまたは複数の焦点検出領域内に相当する撮
像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出
手段の出力を規格化する規格化手段と、前記規格化手段
によつて規格化された前記抽出手段の出力信号を前記レ
ンズユニツト内のマイコンへと送信する通信手段とを備
えることにより、レンズユニツト側でフォーカスレンズ
を合焦点へ駆動するための駆動方向及び駆動速度を演算
可能とした構成とする。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、抽出手段によ
つて抽出された焦点検出領域内に相当する焦点評価値と
して用いられる信号が、規格化手段によつて規格化され
てからレンズユニツト側へと転送され、レンズユニツト
内の制御手段によつて光学系のフォーカスレンズの駆動
速度及び駆動方向が決定される。

【００１８】また請求項２乃至５の発明によれば、それ
ぞれ焦点状態の評価値として、撮像信号中の特定の周波
数成分、輝度成分のピーク値、コントラスト成分が用い
られ、より高精度の焦点検出を行うことができる。

【００１９】また請求項６の発明によれば、カメラ側
は、抽出手段によつて抽出された焦点検出領域内に相当
する焦点評価値として用いられる信号を、規格化手段に
よつて規格化した後レンズユニツト側へと転送し、レン
ズユニツト内の制御手段によつて光学系のフォーカスレ
ンズの駆動速度及び駆動方向を決定させる。

【００２０】これによつてどのような撮像手段でも、あ
らゆる被写体や撮影条件で目的の被写体に安定に合焦可
能となる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照し、本発明の実施例につい
て説明する。図１は、本発明の実施例の構成を示す図で
ある。

【００２２】同図において、１２７はレンズユニット、
１２８はカメラ本体を示し、レンズユニットはカメラ本
体に対して着脱自在で、いわゆる交換レンズシステムを
構成している。

【００２３】被写体からの光は、レンズユニット１２７
内の固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う
第２のレンズ群１０２、絞り１０３、固定されている第
３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面
の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第４のレン
ズ群１０５（以下フォーカスレンズと称す）を通って、
カメラ本体内のＣＣＤ等の撮像素子へと結像される。

【００２４】カメラ本体内の撮像素子は、それぞれ赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色それぞれについて
設けられており、いわゆる３板式の撮像系となつてい
る。

【００２５】３原色中の赤の成分は撮像素子１０６上
に、緑の成分は撮像素子１０７上に、青の成分は撮像素
子１０８の上にそれぞれ結像される。

【００２６】撮像素子１０６，１０７，１０８上に結像
された像は、それぞれ光電変換されて増幅器１０９，１
１０、１１１でそれぞれ最適なレベルに増幅された後、
カメラ信号処理回路１１２へと入力され、標準テレビ信
号に変換されて図示しないビデオレコーダ等へと出力さ
れると同時に、ＡＦ信号処理回路１１３へと入力され
る。

【００２７】ＡＦ信号処理回路１１３で生成されたＡＦ
評価値は、カメラ本体内の本体マイコン１１４内のデー
タ読み出しプログラム１１５にしたがつて垂直同期信号
の整数倍の周期で読み出され、評価値規格化プログラム
１３２で規格化され、レンズユニット側のレンズマイコ
ン１１６へ転送される。評価値規格化プログラム１３２
の内容については後述する。

【００２８】またカメラ信号処理回路１１２内では、各
撮像素子より出力された撮像信号より輝度信号のレベル
が検出され、本体マイコン１１４を介して、レンズユニ
ット内のレンズマイコン１１６へと転送され、その輝度
信号情報に基づいてアイリスドライバ１２４が制御さ
れ、ＩＧメータ１２３が駆動され、絞り１０３が開閉制
御される。

【００２９】また絞り１０３の絞り値は、エンコーダ１
２９によつて検出され、レンズマイコン１１６へと供給
され、被写界深度情報として用いられる。

【００３０】またカメラ本体側の本体マイコン１１４
は、ズームスイッチ１３０及びＡＦスイッチ（ＯＮのと
きはＡＦ動作を行い、ＯＦＦのときはマニュアルフォー
カス状態とする）１３１の状態をレンズマイコン１１６
へと送信する。

【００３１】レンズマイコン１１６内では、ＡＦプログ
ラム１１７が本体マイコン１１４からのＡＦスイッチ１
３１の状態およびＡＦ評価値を受け取り、ＡＦスイッチ
１３１がオンのときは、このＡＦ評価値に基づいてモー
タ制御プログラム１１８を動作させ、フォーカスモータ
ドライバ１２６でフォーカスモータ１２５を駆動し、フ
ォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わ
せを行う。

【００３２】またズームスイッチ１３０の操作状態に応
じてモータドライバ１２２を制御してズームモータ１２
１を九度し、ズームレンズ１０２を駆動してズーム動作
が行われる。

【００３３】一方、レンズユニットがインナーフォーカ
スタイプであつた場合には、ズームレンズ１０２を駆動
することによつて焦点面が変化するため、ズームレンズ
の駆動に伴ってフォーカスレンズ１０５を所定の特性に
したがって駆動し、前記焦点面の変位によるぼけの発生
を防止する動作が並行して行われる。

【００３４】レンズマイコン１１６内のレンズカムデー
タ１２０は、ズームレンズの位置に対するフォーカスレ
ンズの合焦点位置を、被写体距離ごとに記憶したＲＯＭ
で、コンピユータズーム制御プログラム１１９により、
ズームレンズの位置とフォーカスレンズの位置をそれぞ
れモータの駆動量あるいはエンコーダによつて検出し
て、そのズーム動作中にフォーカスレンズのたどるべき
合焦軌跡を特定してＲＯＭ１２０より読み出し、フォー
カスレンズのズーム動作に伴う補正速度及び方向を演算
する。

【００３５】そしてこの補正速度及び方向の情報は、モ
ータ制御プログラム１１８にてＡＦ回路１１７より出力
されるＡＦのぼけ情報と加算され、総合的なフォーカス
レンズ駆動速度及び駆動方向が演算され、モタドライバ
１２６へと供給される。

【００３６】またアイリス１０３の絞り値は、エンコー
ダ１２９によつて検出され、レンズマイコン１１６へと
供給され、被写界深度情報としてフォーカスレンズの速
度補正等に用いられる。

【００３７】次に図２を用いてカメラ信号処理回路１１
２内のＡＦ信号処理回路１１３について説明する。増幅
器１０８，１０９，１１０でそれぞれ最適なレベルに増
幅された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の撮像素子出力
は、ＡＦ信号処理回路１１３へと供給され、Ａ／Ｄ変換
器２０６，２０７，２０８でそれぞれデジタル信号に変
換され、カメラ信号処理回路１１２へと送られると同時
に、それぞれアンプ２０９，２１０，２１１で適切なレ
ベルに増幅され、加算器２０８で加算され、自動焦点調
節用輝度信号Ｓ５が生成される。

【００３８】輝度信号Ｓ５は、ガンマ回路２１３へと入
力され、予め設定されているガンマカーブにしたがつて
ガンマ変換され、低輝度成分を強調し高輝度成分を抑圧
した信号Ｓ６が作られる。ガンマ変換された信号Ｓ６
は、カットオフ周波数の高いローパスフィルタ（以下Ｌ
ＰＦと称する）であるＴＥ−ＬＰＦ２１４と、カットオ
フ周波数の低いＬＰＦであるＦＥ−ＬＰＦ２１５へと入
力され、本体マイコン１１４がマイコンインターフェー
ス２５３を通して決定したそれぞれのフィルタ特性で低
域成分が抽出され、ＴＥ−ＬＰＦ２１４の出力信号Ｓ７
とＦＥ−ＬＰＦ２１５の出力信号８が生成される。

【００３９】信号Ｓ７及び信号Ｓ８は、スイッチ２１６
で水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する信号で
あるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号で選択的に切り換えられ、ハイ
パスフィルタ（以下ＨＰＦと称する )２１７へと入力さ
れる。

【００４０】つまり、偶数ラインについては信号Ｓ７を
ＨＰＦ２１７へと供給し、奇数ラインについては信号Ｓ
８をＨＰＦ２１７へと供給する。

【００４１】ＨＰＦ２１７では、本体マイコン１１４が
マイコンインターフェース２５３を介して決定した奇数
／偶数それぞれのフィルタ特性で高域成分のみを抽出さ
れ、絶対値回路２１８で絶対値化することによつて正の
信号Ｓ９が生成される。すなわちＳ９は偶数ライン、奇
数ラインとでそれぞれ異なるフィルタ特性のフィルタに
よつて抽出された高周波成分のレベルを交互に示す信号
である。これによつて１画面の走査で異なる周波数成分
を得ることができる。

【００４２】信号Ｓ９は、それぞれＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠内
における信号のピーク値を検出するためのピークホール
ド回路２２５，２２６，２２７へと供給されて、それぞ
れの枠内における高周波成分のピーク値が検出されると
ともに、ラインピークホールド回路２３１へと入力さ
れ、各水平ラインごとのピーク値が検出される。

【００４３】ここで枠生成回路２５４は、マイコンイン
ターフェース２５３を介して、マイコン１１４より供給
された指令にしたがって、図３で示されるような画面内
の位置に焦点調節用のゲートＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を形成す
るためのゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒを生成する。

【００４４】ピークホールド回路２２５には枠生成回路
２５４より出力されたＬ枠を毛市営するためのゲート信
号Ｌ及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する
信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号（マイコン１１４によつ
て生成される）が入力され、図３で示されるように焦点
調節用Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１の場所で、ピーク
ホールド回路２２５の初期化をおこない、マイコン１１
４からマイコンインターフェース２５３を通して指定し
た偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号Ｓ
９をピークホールドし、右下のＩＲ１で、すなわち焦点
調節用の全領域の走査を終了した時点で、エリアバッフ
ァ２２８に枠内のピークホールド値を転送しＴＥ／ＦＥ
ピーク評価値を生成する。

【００４５】同様に、ピークホールド回路２２６には枠
生成回路２５４出力のＣ枠及びＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入
力され、図３で示される焦点調節用Ｃ枠の先頭である左
上のＣＲ１で、ピークホールド回路２２６の初期化をお
こない、マイコンからマイコンインターフェース２５３
を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの
各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１で、すな
わち焦点調節用の全領域の走査を終了した時点で、エリ
アバッファ２２９に枠内のピークホールド値を転送しＴ
Ｅ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００４６】さらに同様に、ピークホールド回路２２７
には枠生成回路２５４出力のＲ枠及びＬｉｎｅＥ／Ｏ信
号が入力され、図３で示される焦点調節用Ｒ枠の先頭で
ある左上のＲＲ１で、ピークホールド回路２２７の初期
化をおこない、マイコンからマイコンインターフェース
２５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどち
らかの各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１
で、すなわち焦点調節用の全領域の走査を終了した時点
で、バッファ２３０にに枠内のピークホールド値を転送
しＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００４７】ラインピークホールド回路２３１には、信
号Ｓ９及び枠生成回路２５４出力のＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を
生成するためのゲート信号が入力され、各枠内の水平方
向の開始点で初期化され、各枠内の信号Ｓ９の水平の１
ラインのピーク値をホールドする。

【００４８】積分回路２３２，２３３，２３４，２３
５，２３６，２３７には、ラインピークホールド回路２
３１出力及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別
する信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力されると同時
に、積分回路２３２，２３５には、枠生成回路２５４よ
り出力されたＬ枠生成用のゲート信号が、積分回路２３
３，２３６には枠生成回路出力２５４より出力されたＣ
枠生成用のゲート信号が、積分回路２３４，２３７には
枠生成回路２５４より出力されたＲ枠生成用のゲート信
号が入力される。

【００４９】積分回路２３２は、焦点調節用Ｌ枠の先頭
である左上のＬＲ１で、積分回路２３２の初期化をおこ
ない、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホ
ールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ
１で、エリアバッファ２３８にピークホールド値を転送
しラインピーク積分評価値を生成する。

【００５０】積分回路２３３は、焦点調節用Ｃ枠の先頭
である左上のＣＲ１の各場所で、積分回路２３３の初期
化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピー
クホールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、
ＩＲ１でバッファ２３９にピークホールド値を転送しラ
インピーク積分評価値を生成する。

【００５１】積分回路２３４は、焦点調節用Ｒ枠の先頭
である左上のＲＲ１で積分回路２３４の初期化をおこな
い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホー
ルド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ１
で、エリアバッファ２４０にピークホールド値を転送し
ラインピーク積分評価値を生成する。

【００５２】積分回路２３５，２３６，２３７は、それ
ぞれ積分回路２３２，２３３，２３４偶数ラインのデー
タについて加算する代わりに、それぞれ奇数ラインのデ
ータの加算を行なう以外は、それぞれ積分回路２３２，
２３３，２３４と同様の動作を行い、エリアバッファ２
４１，２４２，２４３にその結果を転送する。

【００５３】また信号Ｓ７は、ピークホールド回路２１
９，２２０，２２１及びライン最大値ホールド回路２４
４及びライン最小値ホールド回路２４５に入力される。

【００５４】ピークホールド回路２１９には枠生成回路
２５４より出力されたＬ枠生成用のゲート信号が入力さ
れ、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド
回路２１９の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ７をピ
ークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２２にピークホ
ールド結果を転送し、輝度レベル（以下Ｙ信号と称す）
のピーク評価値を生成する。

【００５５】同様に、ピークホールド回路２２０は枠生
成回路２５４より出力されたＣ枠生成用のゲート信号が
入力され、Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホ
ールド回路２２０の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ
７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２３にピ
ークホールド結果を転送し、Ｙ信号ピーク評価値を生成
する。

【００５６】さらに同様に、ピークホールド回路２２１
は枠生成回路２５４より出力されたＲ枠生成用のゲート
信号が入力され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピ
ークホールド回路２２１の初期化をおこない、各枠内の
信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２
４にピークホールド結果を転送し、Ｙ信号ピーク評価値
を生成する。

【００５７】ライン最大値ホールド回路２４４及びライ
ン最小値ホールド回路２４５には、枠生成回路２５４よ
り出力されたそれぞれＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠生成用のゲート
信号が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期化さ
れ、各枠内の信号Ｓ７の水平１ラインのＹ信号のそれぞ
れ最大値及び最小値をホールドする。

【００５８】これらのライン最大値ホールド回路２４４
及びライン最小値ホールド回路２４５で、それぞれホー
ルドされたＹ信号の最大値及び最小値は、引算器２４６
へと入力され、（最大値ー最小値）信号すなわちコント
ラストを表す信号Ｓ１０が計算され、ピークホールド回
路２４７，２４８，２４９に入力される。

【００５９】ピークホールド回路２４７には枠生成回路
２５４よりＬ枠生成用のゲート信号が入力され、Ｌ枠の
先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド回路２４７
の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０をピークホー
ルドし、ＩＲ１で、バッファ２５０にピークホールド結
果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。

【００６０】同様にピークホールド回路２４８には枠生
成回路２５４よりＣ枠生成用のゲート信号が入力され、
Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホールド回路
２４８の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０をピー
クホールドし、ＩＲ１、バッファ２５１にピークホール
ド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ値を生成する。

【００６１】さらに同様にピークホールド回路２４９に
は枠生成回路２５４よりＲ枠生成用のゲート信号が入力
され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピークホール
ド回路２４９の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０
をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２５２にピー
クホールド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成
する。

【００６２】Ｌ枠，Ｃ枠，Ｒ枠からなる焦点検出用の全
領域の走査を終了したＩＲ１の時点では、それぞれバッ
ファ２２２，２２３，２２４，２２８，２２９，２３
０，２３８，２３９，２４０，２４１，２４２，２４
３，２５０，２５１，２５２にそれぞれ各枠内のデータ
を転送するのと同時に、枠生成回路２５４から、マイコ
ン１１４に対して割り込み信号を送出し、各バッファ内
に転送されたデータをマイコン１１４へと転送する処理
を行う。

【００６３】すなわちマイコン１１４は、前記割り込み
信号を受けてマイコンインターフェース２５３を通して
バッファ２２２，２２３，２２４，２２８，２２９，２
３０，２３８，２３９，２４０，２４１，２４２，２４
３，２５０，２５１，２５２内の各データを、次のＬ
枠，Ｃ枠，Ｒ枠内の走査を終了して各バッファに次のデ
ータが転送されるまでに読み取り、後述のごとく、垂直
同期信号に同期してレンズマイコン１１６に転送する。

【００６４】レンズマイコン１１６はこれらの焦点評価
値を演算して、焦点状態を検出し、フォーカスモータ駆
動速度及び駆動方向等の演算を行い、フォーカスモータ
を駆動制御してフオーカシングレンズを駆動する。

【００６５】ここで図３の画面内における焦点検出のた
めの各領域のレイアウトを示す図を用いて、ＡＦ信号処
理回路１１３内の各種情報の取り込みタイミングを説明
する。外側の枠は撮像素子１０６，１０７，１０８の出
力の有効撮像画面である。

【００６６】内側の３分割された枠は焦点検出用のゲー
ト枠で、左側のＬ枠、中央のＣ枠、右側のＲ枠が枠生成
回路２５４から出力される各Ｌ枠生成用ゲート信号、Ｃ
枠生成用ゲート信号、Ｒ枠生成用ゲート信号にしたがつ
て形成されている。

【００６７】そして、これらのＬ，Ｃ，Ｒ枠の開始位置
でそれぞれリセット信号をＬ，Ｃ，Ｒ各枠ごとに出力
し、初期化（リセツト）用信号ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１
を生成し、各積分回路２３２〜２３７、ピークホールド
回路２１９〜２２１，２２５〜２２７，２４７〜２４９
等をリセットする。

【００６８】またＬ，Ｃ，Ｒ枠からなる焦点検出用の領
域の走査終了時にデータ転送信号ＩＲ１を生成し、各積
分回路の積分値、各ピークホールド回路のピークホール
ド値を各バッファに転送する。

【００６９】また偶数フィールドの走査を実線で、奇数
フィールドの走査を点線で示し、偶数フィールド、奇数
フィールド共に、偶数ラインはＴＥ−ＬＰＦ出力を選択
し、奇数ラインはＦＥ−ＬＰＦ出力を選択する。

【００７０】次に各枠内のＴＥ／ＦＥピーク評価値、Ｔ
Ｅラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価
値、Ｙ信号ピーク評価値、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を使用
してマイコンがどのように自動焦点調節動作をするか説
明する。尚、これらの評価値は、レンズユニット内のレ
ンズマイコン１１６へと送信され、実際の制御はレンズ
マイコン１１６にて行われる。

【００７１】ここで各評価値の特性及び用途について説
明する。

【００７２】ＴＥ／ＦＥピーク評価値は合焦度を表わす
評価値で、ピークホールド値なので比較的被写体依存が
少なくカメラのぶれ等の影響が少なく、合焦度判定、再
起動判定に最適である。

【００７３】ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥライン
ピーク積分評価値も合焦度を表わすが、積分効果でノイ
ズの少ない安定した評価値なので方向判定に最適であ
る。

【００７４】さらにピーク評価値もラインピーク積分評
価値も、ＴＥの方がより高い高周波成分を抽出している
ので合焦近傍に最適で、逆にＦＥは合焦から遠い大ボケ
時に最適である。したがつてこれらの信号を加算して、
あるいはＴＥのレベルに応じて選択的に切り換えて用い
ることにより、大ぼけから合焦点近傍までダイナミツク
レンジの広いＡＦを行うことができる。

【００７５】またＹ信号ピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ
評価値は合焦度にあまり依存せず被写体に依存するの
で、合焦度判定、再起動判定、方向判定を確実に行なう
ために、被写体の変化、動き等の状況を把握するのに最
適である。また焦点評価値が明るさの変化による影響を
除去するために正規化するために用いられる。

【００７６】つまりＹ信号ピーク評価値で高輝度被写体
か低照度被写体かの判定を行ない、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価
値でコントラストの大小の判定を行ない、ＴＥ／ＦＥピ
ーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥライン
ピーク積分評価値の山の大きさを予測し補正すること
で、最適なＡＦ制御を行うことができる。

【００７７】これらの評価値は、カメラ本体１２８から
レンズユニット１２７に転送され、レンズユニット１２
７内のレンズマイコン１１６に供給され、自動焦点調節
動作が行われる。

【００７８】図４を用いてレンズユニット１２７内のレ
ンズマイコン１１６での、自動焦点調節動作のアルゴリ
ズムについて説明する。

【００７９】処理を開始すると、最初にstep１の処理で
ＡＦ動作を起動した後、step２の処理に移行し、ＴＥや
ＦＥピークのレベルを所定のしきい値と比較することに
よつて、大ぼけか、合焦点近傍か、合焦点からどの程度
離れているかを判別して速度制御を行う。

【００８０】この際、ＴＥのレベルが低く、山の麓、す
なわち大ぼけであることが予想される場合には、ＦＥラ
インピーク積分評価値を主に使用して方向制御すること
でフオーカシングレンズを山登り制御し、山の頂上付近
となつてＴＥのレベルがある程度まで上昇してきたらＴ
Ｅラインピーク積分評価値を用いてフオーカシングレン
ズを山登り制御し、高精度に合焦点を検出できるように
制御する。

【００８１】次に、合焦点近傍になつた場合には、step
３の処理へと移行し、ＴＥやＦＥピーク評価値の絶対値
やＴＥラインピーク積分評価値の変化量で、山の頂点判
断を行ない、山の頂上すなわち合焦点で最も評価値のレ
ベルの高い点であると判定された場合には、step４でフ
ォーカスレンズを停止し、step５の処理で再起動待機に
入る。

【００８２】再起動待機では、ＴＥやＦＥピーク評価値
のレベルが合焦点を検出したときのピーク値よりも、所
定レベル以上低下したことが検出されたときstep６の処
理で再起動させる。

【００８３】以上の処理を繰り返し行うことにより、常
時ＡＦ動作を行うことができる。この自動焦点調節動作
のループの中で、ＴＥ／ＦＥピークを用いて速度制御を
かける度合いや、山の頂上判断の絶対レベル、ＴＥライ
ンピーク積分評価値の変化量等は、Ｙピーク評価値やＭ
ａｘ−Ｍｉｎ評価値を用いた被写体判断より山の大きさ
の予測を行ない、これに基づいて決定する。

【００８４】次に図５を用いて評価値規格化１３２につ
いて説明する。同図は、ある被写体を撮影して、レンズ
を至近から無限までサーチしたときのＴＥピーク評価値
の変化を示すものである。

【００８５】図５の（ａ１) 、（ａ２）は、被写体やレ
ンズは同一で、異なるカメラ（撮像手段）で撮影したと
きの、データ読み出しプログラム１１５で読み出した値
である。

【００８６】被写体やレンズは同一条件にもかかわらず
出力レベルは異なっている。評価値規格化プログラム１
３２では、Ｐ１とＰ２の２ポイントの信号レベルがあら
かじめ決められた値になるようにレベルを決定し、それ
に合わせて全体の信号レベルのシフトや圧縮や伸張を行
う。

【００８７】（ａ１）の評価値規格化プログラム１３２
出力は（ａ２）で、（ｂ１）の評価値規格化プログラム
１３２出力は（ｂ２）であり、（ａ１）と（ａ２）では
評価値規格化プログラム１３２の入力レベルが異なって
いるにもかかわらず、（ａ２）と（ｂ２）ではぼぼ同じ
出力レベルになっている。評価値規格化プログラム１３
２はその他の評価値に関しても同様な規格化を行う。

【００８８】すなわち、評価値規格化プログラム１３２
は、たとえば図２バッファ２２８〜２３０より出力され
たＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠内におけるＴＥピーク値、バッファ
２３８〜２４３より出力されたＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠内にお
けるＴＥピークの積分値及びＦＥピークの積分値、バッ
ファ２５０〜２５２より出力されたＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠内
におけるコントラストのピーク値を入力され、その入力
信号レベルのピーク値を圧縮あるいは伸長して図５（ａ
２），（ｂ２）のＰ１のレベルに強制的に合わせ込むた
めの最大値レベルシフト処理と、入力信号レベルの最小
値を圧縮あるいは伸長して図５（ａ２），（ｂ２）のＰ
２のレベルに強制的に合わせ込むための最小値レベルシ
フト処理を行うものである（図５はＴＥピークについて
示しているが、上述の他の評価値についても同様に規格
化してレンズマイコン１１６へと送信される）。

【００８９】これによつて、カメラ本体内において、撮
像素子１０６〜１０８やＡＦ信号処理回路１１３にばら
つきがあつたとしても、焦点評価値は、すべて同じ山形
の特性を示し、その最大値と最小値のばらつきを生じる
ことがなく、撮像手段の異なる複数のカメラユニットと
複数の異なるレンズユニットを組み合わせても、焦点信
号を規格化することで共通の出力をレンズに渡すことが
可能になり、さらにレンズユニットごとにレンズユニッ
ト内で最適な応答性等を決定できるので、あらゆる被写
体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦させること
ができる。

【００９０】尚、請求項１について、抽出手段は、カメ
ラ信号処理回路１１２内のＡＦ信号処理回路１１３に相
当し、規格化手段はカメラ本体内の本体マイコン１１４
内の評価値規格化プログラムに相当し、フォーカスレン
ズを合焦点へ駆動する駆動方向及び駆動速度を決定する
制御手段は、レンズユニット内のレンズマイコン１１６
に相当し、駆動手段はモータドライバ１２６，フォーカ
スモータ１２５に相当し、抽出手段の出力をカメラ側よ
り前記レンズユニット側へと引き渡す手段は、カメラ本
体内のマイコン１１４からレンズユニット内のレンズマ
イコン１１６へのデータ通信に相当する。

【００９１】また請求項２について、ＡＦ信号処理回路
１１３内のＴＥ−ＬＰＦ２１４，ＦＥ−ＬＰＦ２１５，
ＨＰＦ２１７が複数のフィルタ手段に相当する。

【００９２】また請求項３について、ピークホールド回
路２１９，２２０，２２１は、焦点検出領域内に相当す
る撮像信号の輝度成分をピークホールドしたピークホー
ルド出力を検出する手段に相当する。

【００９３】また請求項４について、ライン最大値ホー
ルド回路２４４，ライン最小値ホールド回路２４５，引
算器２４６は、前記焦点検出領域内に相当する撮像信号
のコントラスト成分を検出する手段に相当する。

【００９４】また請求項５について、ピークホールド回
路２４７，２４８，２４９は、コントラスト成分を検出
するピークホールド手段に相当する。

【００９５】また請求項６について、抽出手段は、カメ
ラ信号処理回路１１２内のＡＦ信号処理回路１１３に相
当し、規格化手段はカメラ本体内の本体マイコン１１４
内の評価値規格化プログラムに相当し、抽出手段の出力
をカメラ側より前記レンズユニット側へと引き渡す手段
は、カメラ本体内のマイコン１１４からレンズユニット
内のレンズマイコン１１６へのデータ通信に相当する。

【００９６】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載の発明によれば、焦点信号をレンズユニットに引き
渡し、自動焦点調節の制御をレンズユニット側に持つこ
とにより、どのようなレンズを装着してもレンズ個々に
最適な応答性等を決定できるとともに、撮像手段の異な
る複数のカメラユニットと複数の異なるレンズユニット
を組み合わせても、焦点信号を規格化することで共通の
出力をレンズに渡すことが可能になり、さらにレンズユ
ニットごとにレンズユニット内で最適な応答性等を決定
できるので、あらゆる被写体や撮影条件で目的の主被写
体に安定に合焦させることができる。

【００９７】また請求項２乃至５の発明によれば、それ
ぞれ焦点状態の評価値として、撮像信号中の特定の周波
数成分、輝度成分のピーク値、コントラスト成分が用い
られ、より高精度の焦点検出を行うことが可能となると
ともに、複数の焦点状態評価値を用いることにより、レ
ンズ側の種々の特性及び機能にも対応することができ、
汎用性の高いシステムを実現することができる。また各
評価値を規格化することにより、カメラ側のばらつきの
影響を受けず、あらゆる被写体や撮影条件で目的の主被
写体に安定に合焦させることができる。

【００９８】また請求項６に記載の発明によれば、焦点
信号をレンズユニットに引き渡し、自動焦点調節の制御
をレンズユニット側に持つことにより、どのようなレン
ズを装着してもレンズ個々に最適な応答性等を決定でき
るとともに、撮像手段の異なる複数のカメラと複数の異
なるレンズユニットを組み合わせても、焦点信号を規格
化することで共通の出力をレンズに渡すことが可能にな
り、レンズユニット内で最適な応答性等を決定させるこ
とができ、あらゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体
に安定に合焦させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動焦点調節装置の一実施例の構成を
示すブロツク図である。

【図２】図１の自動焦点調節装置において、カメラ本体
側のＡＦ信号処理回路の内部構成を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の各種焦点評価値の抽出動作及び抽出タ
イミングを説明するための図である。

【図４】本発明の実施例におけるＡＦ動作を説明するた
めのフローチヤートである。

【図５】本発明の実施例における規格化手段を構成する
評価値規格化プログラム１３２の処理を説明するための
図である。

【図６】従来の自動焦点調節装置の代表的な構成を示す
ブロツク図である。

【符号の説明】

１０５ フォーカスレンズ １０６ 撮像素子 １０７ 撮像素子 １０８ 撮像素子 １１２ カメラ信号処理回路 １１３ ＡＦ信号処理回路 １１４ （カメラ）本体マイコン １１６ レンズマイコン １１７ ＡＦ制御回路 １１８ モータ制御回路 １２５ フォーカスモータ １２６ モータドライバ １３２ 評価値規格化プログラム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画面内の１つまたは複数の焦点検出領域
   内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手
   段と、 前記抽出手段の出力を規格化する規格化手段と、 前記抽出手段出力信号のレベルの増減に基づいて光学系
   のフォーカスレンズを合焦点へ駆動する駆動方向及び駆
   動速度を決定する制御手段と、 前記制御手段に基づいて前記フォーカスレンズを駆動す
   る駆動手段とを備え、 前記抽出手段をカメラ側に配し、前記制御手段及び前記
   駆動手段をレンズユニット内に配し、前記抽出手段の出
   力をカメラ側より前記レンズユニット側へと引き渡すこ
   とにより、前記フオーカスレンズを駆動するように構成
   したことを特徴とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記抽出手段は、前
   記焦点信号として前記撮像信号中の前記焦点検出領域内
   に相当する撮像信号中より特定の周波数成分の信号を抽
   出する複数のフィルタ手段を備え、前記規格化手段は前
   記フィルタ手段によつて抽出された前記特定の周波数成
   分が、特定の被写体を撮影した場合については、同一と
   なるように正規化するように構成されていることを特徴
   とする自動焦点調節装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記抽出手段は、さ
   らに前記焦点検出領域内に相当する撮像信号の輝度成分
   をピークホールドしたピークホールド出力を検出する手
   段を備え、前記規格化手段は前記ピークホールド出力
   が、特定の被写体を撮影した場合については、同一とな
   るように正規化するように構成されていることを特徴と
   する自動焦点調節装置。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記抽出手段は、さ
   らに前記焦点検出領域内に相当する撮像信号のコントラ
   スト成分を検出する手段を備え、前記規格化手段は前記
   コントラスト成分が、特定の被写体を撮影した場合につ
   いては、同一となるように正規化するように構成されて
   いることを特徴とする自動焦点調節装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記抽出手段は、前
   記焦点検出領域内の輝度成分の最大値と最小値の差をピ
   ークホールドすることにより前記コントラスト成分を検
   出するピークホールド手段を備えていることを特徴とす
   る自動焦点調節装置。
6. 【請求項６】 レンズユニットを着脱可能なカメラであ
   つて、 画面内の１つまたは複数の焦点検出領域内に相当する撮
   像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、 前記抽出手段の出力を規格化する規格化手段と、 前記規格化手段によつて規格化された前記抽出手段の出
   力信号を前記レンズユニツト内のマイコンへと送信する
   通信手段とを備えることにより、レンズユニツト側でフ
   ォーカスレンズを合焦点へ駆動するための駆動方向及び
   駆動速度を演算可能としたことを特徴とするカメラ。