JPS6317413A - 自動合焦装置 - 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〉 本発明はビデオカメラ等に好適な自動合焦装置に関する
。

〈従来の技術〉 従来、ビデオカメラ等において、撮像素子より得られる
画像信号より撮像面上の被写体像の鮮鋭度を検出し、鮮
鋭度が最も高くなるよう光学系を駆動することにより、
焦点合わせを行う方式が知られている。この方式は基本
的にはバイパスフィルタあるいは微分回路等によって抽
出した画像信号の高周波成分の強度を像の鮮鋭度の評価
値とし、光学系を駆動して得られる結像状態の異なる２
つの像の鮮鋭度を比較することにより光学系の駆動方向
を決定し、鮮鋭度が最大となった位置で光学系を停止す
るものである。

〈発明が解決しようとする問題点〉 前述の方式では、鮮鋭度の最大となる位置で光学系を停
止すると例えば、被写体が前後に移動して鮮鋭度が変化
し、被写体像がぼけてもピントの合う方向の判断（被写
体が移動した方向の判断）がつかないため、−星光学系
をどちらかに動かして、ピントの合う方向を求めること
になる。これは各の確立でさらにぼける方向に駆動する
ことになり、前後に移動する被写体に追従した焦点合わ
せの応答が低下するだけでなく、ビデオカメラやＴＶ左
カメラの連続して被写体を撮影する装置においては見苦
しい画像となる。

この発明の目的は、一旦合焦と判断され、光学系が停止
した後で光学系を駆動しなくても被写体が前後に移動し
たときのピントの方向の判断が可能で、高速に焦点合わ
せを行なうことができる自動合焦装置を提供することに
ある。

〈問題点を解決する手段〉 本発明は上述の目的を達成するために撮像光学系により
撮像面に結像された被写体像の鮮鋭度を検出する手段と
該鮮鋭度が大きくなる方向へ該撮像光学系を駆動し合焦
範囲内で鮮鋭度が最大となる位置から所定の方向にずら
して、停止させる手段と、該撮像光学系の停止後、前記
検出する手段により検出された鮮鋭度の情報と前記方向
とから前記撮像光学系の駆動方向を決定する手段とを県
′　　　　　　　゛　　具備する。

く作用〉 上記構成に於いて撮像光学系の停止位置が鮮鋭度が最大
となる位置と異なるために、停止後の鮮鋭度が例えば停
止時の鮮鋭度より小さくなった時には、鮮鋭度が最大と
なる位置の方向、大きくなった時には、最大となる位置
の逆方向がピントのあう方向であると判断して撮像光学
系の駆動方向を決定する。

〈実施例〉 初めに第１図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）、第２図
（ａ）。

（ｂ）、　　（Ｃ）を用いて本発明の詳細な説明する。

ここで、各図の横軸Ｘは撮影レンズの位置で、第１図（
ａ）、あるいは第２図（ａ）に示されている焦点深度は
撮像光学系によって決まり、撮像面上の被写体像がピン
トがあっているといえる範囲を示す。縦紬ｑは被写体像
の鮮鋭度である。また、図に示されるように鮮鋭度はピ
ントがあうにつれて太き（なり、一番ピントがあった状
態で最大値をとる。

焦点合わせは、第１図（ａ）に示すように、まず、撮影
レンズをピントの合う方向、すなわち、鮮鋭度が大きく
なる方向に動かしていき、焦点深度以内で、鮮鋭度が最
大となる位置を越えたところで停止する。このように撮
影レンズを鮮鋭度最大となる位置と異なる位置に停止し
、停止時の鮮鋭度を記憶しておくことによって、その後
、第１図（ｂ）の点線で示すように、検出される鮮鋭度
が大きくなる方向に被写体が移動した時には、ピントの
合う方向は、鮮鋭度が最大であった位置の逆方向である
と判断できる。また、第１図（Ｃ）の点線で示すように
、検出される鮮鋭度が小さくなる方向に被写体が移動し
た時には、ピントの方向は鮮鋭度が最大となった位置の
方向であると判断できる。

また、第２図（ａ）に示すように撮影レンズの停止位置
を鮮鋭度が最大となる位置を越えない位置としても、鮮
鋭度が第２図（ｂ）、あるいは第２図（Ｃ）の点線で示
されるように被写体が移動した場合に、同様なピント方
向の判断が可能である。

ここで示した第１図（ａ）、第２図（ａ）のように焦点
深度の範囲内で鮮鋭度が最大となる位置と異なる位置に
撮影レンズを停止させる方法には以下のようなものがあ
る。

第１の方法は第１図（ａ）のように、鮮鋭度が大きくな
る方向に撮影レンズを駆動していって、鮮鋭度が極大と
なる位置を検出し、その位置から撮影レンズの焦点距離
、Ｆナンバーより算出される焦点深度相当の距離だけ、
撮影レンズの駆動を続けた後、停止させるものである。

第２の方法は、第２図（ａ）のように、鮮鋭度が大きく
なる方向に撮影レンズを駆動し、その際の鮮鋭度の変化
状態から鮮鋭度が最大となる位置を予測することより、
鮮鋭度が最大となる位置を越えずに焦点深度以内で停止
するものである。

鮮鋭度が最大となる位置を予測するには、例えば、特願
昭６１−４６８６９号等に示された方法を用いることが
できる。

第３の方法は、被写体の輝度やコントラスト、パターン
等に依存しない、被写体像の鮮鋭度評価方式を用いる方
法である。このような鮮鋭度評価方式の具体例は特願昭
６０−２４５２３９号に示されており、これは被写体像
のエツジ部分の幅を検出することにより被写体のコント
ラスト等によらず、被写体像のボケ具合のみを評価する
ことができる。

また、他の簡易的な評価方法としては画像信号のある。

このような鮮鋭度評価方式を用いた場合には、検出され
る鮮鋭度は被写体像のボケ具合を直接表しているため、
鮮鋭度が増加する方向に、撮影レンズを駆動し、鮮鋭度
が所定のしきい値を越えたところで、駆動を停止するこ
とにより、第２図（ａ）のように焦点深度の範囲内で鮮
鋭度が最大となる位置の手前で撮影レンズを停止できる
。

以下、以上の原理を用いた本発明の実施例について説明
する。また、実施例の説明の前に前述した第３の方法の
原理について図面を用いて詳述する。

尚、本発明が鮮鋭度を検出する方法に限定されるもので
はないことは勿論である。

まず、第３図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）乃至第４図（ａ）
　（ｂ）（Ｃ）を用いて上述の第３の方法の原理を説明
する。

第３図（ａ）のような白黒パターンから成るエッチ図形
が被写体であったとする。Ｘ′　は光学系の光軸と直交
方向の空間座標を示す。かかるエッヂ図形の像を光電変
換する撮像素子より得られる画像信号のレベルＩ　（ｘ
）は光学系が合焦の場合には第３図（ｂ）のように鋭い
エッチを持つが、非合焦の場合には第３図（Ｃ）のよう
になだらかなエッヂになる。なおＸは第３図（ａ）に示
したＸ′　に対応した撮像素子の撮像面上の座標である
。また画像信号は通常撮像素子の電気的走査によって時
系列信号として取り出されるが、説明の都合上、ここで
は撮像面上の座標Ｘに関する信号とみなす。

第３図（ｂ）、　　（Ｃ）において、画像信号Ｉ　（ｘ
）とエッヂ部分の幅△Ｘは合焦状態で最も小さな値Δｘ
、）となり、非合焦になるにつれて増大する。ΔＸは光
学系の錯乱円径、撮像素子の解像力９画像信号処理回路
の帯域幅によって定まるが、後者の２つは光学系の合焦
状態に無関係であるから、画像信号のエッチ部分の幅Δ
Ｘを検出することにより光学系の合焦・非合焦を判定で
きる。即ちΔＸ　二Ｘ　Ｑなら合焦、ΔＸ〉Δｘ０なら
非合焦であり、この判定は被写体であるエッチ図形の平
均間るさ、或いはコントラストによらない。換言すれば
被写体のエッヂ部分における幅を検出し、該幅が大きい
場合には非合焦、該幅が小さい場合には合焦と判断する
ことができるわけである。

また、第４図（ａ）に示す一般的な被写体の場合でも、
人物や物体等の輪郭部分においては不連続な明るさの変
化が生じており、その近傍では第３図のエッチ図形の場
合と良（似た明るさ分布を持つ。

従って第４図（ｂ）、　　（Ｃ）のように画像を信号１
　（ｘ）のエッヂ部分の幅ΔＸを求め、既知の値ΔＸＱ
、即ち光学系が合焦時となった際のエッチ部分の幅の大
きさと比較することにより合焦・非合焦が判断できる。

尚、第５図のように微細なパターンを持つ被写体におい
ては、第５図（Ｃ）のように非合焦時においても２つの
エッヂ部分からの寄与が重なってΔＸが増大せず、合焦
検出ができない。従って合焦検出を行えるためには第３
図に示すように、エッヂを形成する白・黒各部分の幅り
がΔｘ（１に比して少し大きいこと、例えばΔＸ０の２
倍〜数倍程度必要である。Δｘ０は光学系の最小錯乱円
径程度の大きさであるから、Ｌは全画面の大きさに比し
てかなり小さく、このようなエッヂ部分はほとんどの被
写体において存在している。従ってほとんどの場合は合
焦検出を行うことが出来る。

そして、前述のエッチ部分の幅ΔＸは、画像信号！　（
ｘ）よりエッヂ部分の輝度の勾配ｄ　Ｉ　／　ｄ　ｘと
、第３図、第４図に示すエッチ部分における輝度差Δ■
を算出し、その比Ｐ　＝　（ｄ　Ｉ　／　ｄ　ｘ　）　
／ΔＩを算出することにより、間接的にエッチ部分の幅
ΔＸを求めることができる。即ちＰはエッヂ部分の幅Δ
Ｘの逆数に相当し、エッチ部分の鋭さを表わす。

ここで、エッヂ部分における輝度差ΔＩは第３図（ｂ）
。

（Ｃ）のように、光学系が多少非合焦であっても合焦時
と変わらない値を持つから、非合焦時、即ち合焦時の画
像信号の波形がわからない場合においても検出可能であ
り、このΔＩによって合焦・非合焦によって鋭敏に変化
するエッチ部分の勾配ｄ　Ｉ　／　ｄ　ｘを正規化する
ことによって、エッチ部分の幅ΔＸを求めることが出来
、更にかかる幅ΔＸは被写体の平均明るさやコントラス
トに依存せず、光学系の合焦・非合焦を判定できる。

次に以上の原理に基づいて合焦検出を行う第３の方法を
詳述する。

第６図は前述の第３の方法を実現するための装置の第１
の例のブロック図を示す。

この実施例においては、前述のＰ＝（ｄｌ／ｄｘ）／Δ
■を求めるに際して撮像面上の各点ＸについてＰ　（ｘ
）　＝（ｄＩ／ｄｘ）／ΔＩ　（ｘ）を求め、これを所
定の閾値Ｐ。二ｌ／Δｘ（、と比較することにより、ピ
ントの合ったエッヂの数を計数し、所定数以上あれば合
焦と判断する。また、ΔＩ　（ｘ）の算出はにより行っ
ている。ここでＬは前述のように光学系の最小錯乱円径
の２〜数倍程度の大きさであり、従ってこの積分は撮像
素子の数画素〜−１０画素程度０領域で行う。かかるΔ
Ｉ　（ｘ）は第３図（ｂ）、　　ＣＣ’）に示したよう
なエッチ部分に対してはそのエッヂの前後所定範囲にお
ける最高輝度と最低輝度の差ΔＩを与えるが、第５図の
ような微細なパターンに対しては常にその最高輝度と最
低輝度の差より大きい値をとるため、結果的にＰ　（ｘ
）の値が小さくなるので誤って合焦と判断されることが
ない。

第６図において、１は撮像素子、２は撮像素子より得ら
れる画像信号Ｉ　（ｔ）を微分して、画像信号の勾配ｄ
ｌ／ｄｔを求める微分あるいは差分回路、３は絶対値回
路であり、４は前述のΔＩ　（ｘ）に対応する信号ΔＩ
　（ｔ）を算出する回路である。尚、ｔは撮像素子１か
ら信号を読み出す際における読み出し開始時からの時間
を示す。第７図にはΔＩ　（ｔ）算出回路４の構成を示
す。第７図において、１４は時間Ｔだけ信号を遅延させ
る遅延回路、１５は減算回路、１６は積分回路であり、
この両回路により入力の遅延差信号 を積分することにより出力信号 を得る。第６図に示す６は を時間Ｔ／２程度遅延させる回路、５，７は対数回路、
８は減算回路であり、対数の差をとることにより を得る。

ｐ　（ｔ）は予め与えられた前述の閾値Ｐ０と比較回路
９によって比較され、ワンショット回路１０はｐ　（ｔ
）　＞ｐｏのときに比較回路９の出力に基づきパルスを
発生し、そのパルス数がカウンタ１１によって計数され
る。１２は撮像素子１の駆動クロック及び全系のタイミ
ング信号を発生するタイミング発生回路であり、カウン
タ１１は垂直同期信号によってリセットされ、１フイー
ルドあるいは１フレーム内の閾値Ｐ０をこえる鋭さを持
つエッヂ部分の数を計数し、計数値が所定値以上ならば
合焦、その他のときは非合焦と判断される。閾値Ｐ。は
固定でも良いが、光学系の結像性能が絞り値やズーム状
態によってかなり変動する場合には、それらのパラメー
タを検出し、Ｐｏを最適な値に設定する手段を設けるこ
とが望ましい。例えば絞り値が大きくなるほど光学系の
性能が悪化し、錯乱半径が大きくなるときには、絞り値
が大きくなるほど閾値Ｐ。を小さくする。尚通常のＮＴ
ＳＣ信号の場合、微分ないしは差分回路２の時定数は１
００　ｎ　ｓ　ｅ　ｃ　〜５００　ｎ　ｓ　ｅ　ｃ程度
遅延回路１４の遅延時間Ｔは５００ｎｓｅｃ〜２μｓｅ
ｃ程度の値が適当である。またΔＩ　（ｔ）の求め方を
例えば と変更しても良い。この場合 が小さい部分はΔＩ　（ｔ）の値にほとんど寄与しなく
なるため、第４図（ｂ）のように多少リップルがのった
エッチ部分に対しても第３図（ｂ）のような理想的なエ
ッチの場合と同様にエッチ部の輝度差ΔＩが算出できる
。この場合には第６図に示した絶対値回路３を２乗回路
に置換えれば良い。また、第６図の絶対値回路３とΔＩ
　（ｔ）算出回路４の間にリミッタを設け、 が所定値以下のときにはΔＩ　（ｔ）算出回路４の入力
信号を強制的に０とすることによっても同様の効果が得
られる。

また、ΔＩ　（ｔ）算出回路４によって算出されたΔＩ
　（ｔ）の値が小さい場合には、対数回路７に入力され
る の値には画像信号のノイズ成分によって誤差が含まれる
ているため、検出されるｐ　（ｔ）の精度が感化する。

これを除去するには、入力信号ΔＩ　（ｔ）が小さいほ
ど出力信号がｌｏｇΔＩ　（ｔ）より大きな方向にずれ
るように、対数回路８の特性を変えて検出されるｐ　（
ｔ）の値が小さくなるようにすればよい。

第８図は前述の第３の方法を実現するための装置の第２
の例のブロック図であり、自動合焦装置に適用した場合
を示す。尚第８図においては、メモリのアドレスカウン
タやメモリ、Ａ／Ｄ変換器の制御線等はわかりやすくす
るために省略されている。第８図において、撮像素子１
より得られる画像信号はゲート回路１７によって制御信
号Ｇに応じて、画面の所定の検出領域に対応した部分の
み通過させられる。１８はバイパスフィルターであり、
１９は検波回路、２０は積分回路であり、ｌフレームあ
るいは１フイールドにおける検出領域中の画像信号の高
周波成分の強度を検出する。２１はＡ／Ｄ変換器であり
、検出された高周波成分の強度をＡ／Ｄ変換し、信号Ｂ
としてマイクロプロセサ３０に送出する。１３は第６図
に示したエッヂの鋭さｐ　（ｔ）を算出する回路、２２
はピークホールド回路であり、１水平走査線中のｐ　（
ｔ）の最大値Ｐｉを保持し、１水平走査毎にレベルが切
り換わる信号ｆＨによりリセットされる。ここでｉは検
出領域中の走査線の番号である。

２３はＡ／Ｄ変換器であり、水平走査ごとのｐ　（ｔ）
の最大値ＰｉをＡ／Ｄ変換し１．メモリ２４に順次記録
していく。メモリ２４の内容は１フレームあるいは１フ
イールドの垂直帰線期間内にマイクロプロセサ３０によ
って読み出される。２５〜２９は被写体像の移動速度を
算出するために設けられており、特にビデオカメラの場
合、手ぶれや被写体の動きによって自動合焦装置が誤動
作したり、あるいは不安定になったりするのを防止する
ために設けられている。即ち、手ぶれや被写体の移動に
よってピントの合っていた被写体が一時的に画面の検出
領域から出てしまうと、非合焦と判断されてモータが駆
動されてしまうし、また被写体が検出領域内にとどまっ
ていても振動したりしていると、撮像素子ｌの蓄積作用
によって検出されるエッヂの鋭さｐ　（ｔ）が減少して
合焦であるにもかかわらず、非合焦と判断してしまうと
いう欠点が生じる。２５〜２９はかかる欠点を解消する
ため、像の移動速度を検出するために設けられた基本的
な回路である、２５は画像信号を２値化することにより
画像のパターンを抽出する２値化回路、２６はマルチプ
レクサ、２７゜２８は画像のパターンを記憶するメモリ
であり、抽出されたパターンはｌフレームあるいはｌフ
ィールドごとにレベルの切り換わる信号ｆｖに応じてマ
ルチプレクサによりメモリ２７．２８に交互に記録され
る。メモリ２７．２８には継続する２つのフレームない
しはフィールドの画像パターンが記録されているから、
速度検出回路２９によってそのパターン間の相関演算が
なされ、ｌフレームないしは１フイ一ルド間の像の移動
ベクトルＶが算出され、マイクロプロセッサ３０へ送出
される。尚、特願昭６０−１１１４７２号では像の移動
ベクトルＶを検出する具体的な手段が詳述されている。

３１は光学系内のフォーカシングレンズを移動させるた
めのモータであり、マイクロプロセサ３０からの信号ｖ
Ｍによってその速度及び方向が制御される。

次にマイクロプロセサ３０により実行されるフローにつ
いて第９図乃至第１２図を用いて説明する。

第９図はエッチの幅を評価する評価値ｑ（以後、鮮鋭度
と呼ぶ）を検出し、高周波成分の強度Ｂ１像の移動ベク
トルＶを取り込むサブルーチンのフローチャートであり
、第１Ｏ図は、本実施例の動作を説明するための図、第
１１図は本実施例の自動合焦装置の動作の流れを示すフ
ローチャート、第１２図は合焦が検出された際の自動合
焦装置の動作を示すフローチャートである。まず、第９
図に示すサブルーチンについて説明する。

Ｓ−２において設定されている検出領域内の画像信号を
抽出するためにフレームの開始時点でゲート回路１７に
制御信号Ｇを送出する。続いてＳ−３ではフレームの終
了時点でメモリ２４に記録されるＢ２．・・・・ＰＮの
値、Ａ／Ｄ変換器２１より高周波成分の強度Ｂ１速度検
出回路２９より像の移動ベクトルＶを入力し、次いでＳ
−４，Ｓ−５でエッヂの鋭さの評価値ｑを算出する。

かかるステップＳ−３〜Ｓ−５においてはマイクロプロ
セサ３０は以下のような動作を行う。まずメモリ２４の
内容ＰＩ＋Ｐ２＋　　・・・・、ＰＮを順次読み出し、
更にＡ／Ｄ変換器２１により高周波成分の強度Ｂ１速度
検出回路２９により像の移動ベクトルＶを入力する。こ
こでＮは検出領域中に含まれる走査線の数である。これ
らＰＩ＋Ｐ２＋　　・・・・、ＰＮに対し、 をｉ　＝　Ｍ　＋　１−　Ｎ　−Ｍについて算出しく５
−４）、さらにｑｉの最大値ｑを求める（Ｓ−５）。こ
こでＭはＭＡＮなる整数である。Ｐｋは第に走査線中で
検出されたエッヂの鋭さｐ　（ｔ）の最大値のであるか
ら、ｑｉは連続するＭ本の走査線番々におけるｐ（ｔ’
）の最大値の平均であり、従って第３図（ａ）のように
画面垂直方向にある程度長さをもった最も鋭いエッチ部
分の鋭さがｑとして算出され、この鮮鋭度ｑを光学系の
合焦状態の尺度として使用する。換言すればＳ−４で得
たエッヂの鋭さの最大値、換言すれば最もエッチの幅の
小さい箇所のエッチの幅を検出することになる。

なお通常のビデオカメラの場合、検出領域の走査線の数
Ｎは５０〜１００、平均をとる走査線の数Ｍは５〜１０
程度が適当である。

第１０図は本実施例の動作を説明するための図面で、横
軸Ｘはレンズ位置、縦軸は前述のｑを表わすものである
。ここで、鮮鋭度ｑは前述した様にできるだけ被写体の
輝度やコントラストによらないものが望ましく、ＱＬ２
は合焦と非合焦の閾値、ｑＬＩはｑＬＩ　＞ＱＬ２とな
る値である。そして、本実施例はピントが合ってから撮
影レンズを焦点深度内でｑが最大となる位置を越えず、
ｑＬｓとＱＬ２の間の値となる位置に停止するものであ
る。

またｑ２は鮮鋭度ｑのノイズレベルである。

次いで第１１図を用いて自動合焦装置の動作の流れを説
明する。自動合焦装置の動作が開始されると（Ｓ−７）
、まず検出領域として標準域（通常画面の中央部分）を
設置しく５−８）即ち前述の第９図に示したＳ−２にお
いてゲート回路における制御信号Ｇに応じてゲート回路
１７の動作する範囲を設定し、鮮鋭度ｑの値を第９図に
示したフローに基づいて算出しく５−９）、ノイズレベ
ルｑ３と比較する（Ｓ−１０）。Ｑ＜Ｑａならば即ち評
価値ｑが所定値よりも小さい場合換言すれば被写体のう
ちで最も狭いエッチの幅においても像のボケによりかか
るエッヂが大きい場合には５−１１〜５−１６により高
周波成分の強度Ｂが増大する方向にｑ＞９３となるまで
光学系を駆動する。即ちｑの値は光学系が合焦よりはず
れるに従い急激に減少するため、いわゆる大ボケ状態で
はノイズの影響で検出不可能になる。

第８図１８〜２１に示した回路はこの場合のために設け
られており、ｑの値が所定のノイズレベルを示す９３以
下の場合には、画像信号の高周波成分の強度Ｂの値を取
りこみ、かかる強度Ｂに基づいて山登り制御が行われる
。即ち５−１１で任意方向にモータが駆動し、次に得ら
れたＢの値を前の値と比較して（Ｓ−１３）、Ｂが減少
したならばモータを逆転させ（Ｓ−１４）、検出される
ｑの値がｑ３をこえるまでモータの駆動を続け（Ｓ−１
５，Ｓ−１６）、ある程度合焦に近づきｑ＞ｑ３となれ
ば即ち被写体のうちで最も狭いエッチ部分の幅が所定よ
りも狭くなった場合には５−２７へ移行する。

また一方５−１Ｏにおいてｑ＞ｑ　ａであだ場合、即ち
被写体のうちで最も幅の狭いエッチの幅が所定よりも小
さい場合にはＳ−１１−Ｓ−１６に示す山登り制御を行
わす５−１７〜５−２６で鮮鋭度ｑが大きくなるように
制御を行う。

まず所定量以上の移動ベクトルＶが検出された場合には
５−１７において被写体の移動に追従して移動ベクトル
■だけ検出領域が移動されるようマイクロプロセッサ３
０はゲート回路１７に制御信号Ｇを与える。続いて５−
１８においては第９図に示すフローを実行し、鮮鋭度ｑ
１移動ベクトルＶを検°　　出し、次いで５−１９にお
いて移動ベクトル■に応じて鮮鋭度ｑを補正する。即ち
像が水平方向に速度ＶＨで移動している場合、検出され
るエッチの幅はおおよそＶ）（Δｔだけ増大する。ここ
でΔｔは撮像素子ｌの蓄積時間である。従って算出した
値ｑに対してこの分を補正し、新たにｑとする。ｑ−２
０で、この時のｑをｑ、とする。

次いで、撮影レンズのピント位置を制御するモータを任
意方向に駆動しくＳ−２１）、検出されるｑの値が増加
する方向ヘモータを駆動する（Ｓ−２２゜Ｓ−２６）。

尚５−２２〜５−２４は５−１７〜５−１９と同様のス
テップである。

５−２７においてその時点におけるモータの駆動方向を
Ａに記憶する。ここでＡは撮影光学系が無限端より至近
端に向かうとき１、その逆のときを−１とする。

５−２８〜５−３６は合焦を検出し、光学系の駆動を停
止させる過程である。５−２８〜５−３０によりｑの値
の検出を行い、５−３１においてはｑの値が第１０図に
示した閾値ｑＬ＋より大きいか否かを判別し、大きい場
合には５−３２へ太き（ない場合には、５−３５へフロ
ーは分岐する。

５−３５においては検出されたｑの値が第１０図に示し
た閾値ｑＬ２より大きいか否かを判別し、大きい場合に
は５−３７へ、大きくない場合には５−３６へ分岐する
。

したがって、鮮鋭度ｑがｑＬ！より小さく、ｑＬ２より
大きい時５−３７において合焦とされる。また、鮮鋭度
ｑがｑＬ＋よりも大きい時には、５−３２においてモー
タの駆動方向Ｃを前述のフローで設定した駆動方向Ａと
逆の方向とし、鮮鋭度ｑがＱＬ２よりも小さい時には、
５−３６においてモータの駆動方向Ｃを前述で設定した
駆動方向Ａと同じ方向とする。５−３３においてＣ方向
にモータを駆動し、ｑの値がｑＬ＋或いはｑＬ２に近づ
くほどモータ速度を遅くなるように変更し、再びｑの値
の検出を行い、合焦と判定されるまで５−２８〜５−３
６のステップをくり返す。

以上のような手順により光学系が合焦状態に達した後の
自動焦点合わせのフローを第１２図を用いて説明する。

まず、合焦状態となった場合には直ちにモータの駆動を
停止する（Ｓ−３８）。次いで像が動いている場合には
それに応じて検出領域を変更しくＳ−３９）、前述の第
９図に示す様に鮮鋭度ｑを検出しくＳ−４０）、像の動
きに応じてｑを補正する（Ｓ−４１）。尚、像が動いて
なければ検出領域の変更は行われない。そして、鮮鋭度
ｑがＱＬ＋より小さく　ｑＬ２より大きい状態では５−
３８〜５−４５をくり返し、モータは停止しつづける。

この状態で被写体像と撮像光学系との間の距離が変化し
、鮮鋭度ｑがＱＬ＋より大きくなった場合には５−４３
から５−４４へフローは分岐し、前述のモータ駆動方向
Ａとは逆の方向をモータ駆動方向ＣとしくＳ−４３）、
５−４４において撮像光学系を合焦方向とは反対の非合
焦となる方向に移動する様モータを駆動する。

また、鮮鋭度ｑがｑＬ２より小さくなった場合には５−
４５から５−４６へフローは分岐し、さらに５−４６に
おいてｑが前述の９３よりも大きい場合には、５−４７
へフローは分岐して、前述のモータ駆動方向Ａと同じ方
向をモータの駆動方向Ｃとして、５−４４において、撮
像光学系を合焦方向に移動する様モータを駆動する。５
−４６においてｑが前述のｑ３よりも小さい場合には、
ぼけ量が大きい場合あるいは被写体が他へ移った場合で
あるから再びスタート（Ｓ−７）に戻って焦点合わせを
やり直す。

したがって本実施例においては、被写体が第５図に示す
様な被写体の場合であっても常に確実に合焦動作を行わ
せることが出来る。

本実施例において、撮像面上の被写体像が合焦になって
、撮像光学系を停止した後、光学系を駆動しないでもピ
ントの合う方向の判断ができることより、ビデオカメラ
、ＴＶカメラ等の連続して被写体を撮影する系において
、前後に動く被写体に対して追尾可能となり、ビデオカ
メラ等の自動合焦装置として好適である。

〈発明の効果〉 本発明に依れば合焦範囲内で鮮鋭度が最大となる位置か
ら所定の方向にずらして停止させ、該方向と鮮鋭度の情
報とから駆動方向を決定したので、従来の様に鮮鋭度が
最大となる位置に撮像光学系を駆動する方法に比して駆
動方向を直ちに決定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の詳細な説明するための図、 第３図（ａ）、　　（ｂ）、　　（Ｃ）、第４図（ａ）
、　　（ｂ）。 （Ｃ）は鮮鋭度を検出するための本実施例の方法を説明
するための図、 第５図（ａ）、　　（ｂ）、　　（ｃ）は微細パターン
を持つ被写体を対象とした場合に合焦検出が困難である
ことを説明するための図、 第６図は本発明の一実施例の構成を示す図、第７図は第
６図に示したΔ■（＋）回路４の構成を示す０図、 第８図は本発明の他の実施例の構成を示す図、第９図は
鮮鋭度ｑを検出するフローを示す図、第１０図は鮮鋭度
ｑと閾値ｑＬｌｌｑＬ２との関係を示す図、 第１１図、第１２図はマイクロプロセッサ３０の動作を
説明するフローチャートである。 ｌ・・・・撮像素子、 ４・・・・ΔＩ　（ｔ）算出回路、 ３０・・・・マイクロプロセッサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像光学系により撮像面に結像された被写体像の
   鮮鋭度を検出する手段と該鮮鋭度が大きくなる方向へ該
   撮像光学系を駆動し合焦範囲内で鮮鋭度が最大となる位
   置から所定の方向にずらして停止させる手段と、該撮像
   光学系の停止後、前記検出する手段により検出された鮮
   鋭度の情報と前記方向とから前記撮像光学系の駆動方向
   を決定する手段とを具備したことを特徴とする自動合焦
   装置。
2. （２）前記決定する手段は前記所定の方向を記憶する手
   段を含み、該記憶された所定の方向と鮮鋭度の情報から
   駆動方向を決定する手段であることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の自動合焦装置。