JP2000121918A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 例えばデジタルカメラ等の電子スチルカメラ
に設けられる自動焦点調節装置において、蛍光灯等の周
期的雑音の影響による合焦点の誤検出を防止して、高精
度にかつ高速に合焦点を検出し、かつ露光時間を可及的
に延長可能にする。 【解決手段】 フォーカスレンズを第１のサンプリング
位置に配置した状態で、ＣＣＤ露光信号をハイレベル
（符号Ｅ0 ）にしてＣＣＤを露光した後、第１のサンプ
リング位置に対応するサンプルデータを取得する前に、
フォーカスレンズ駆動信号をハイレベル（符号Ｒ1 ）に
して、フォーカスレンズを第２のサンプリング位置へ移
送する。これにより露光時間が可及的に延長可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子スチルカメラ
に設けられる自動焦点調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来撮像素子により検出された画像信号
が輝度信号に変換され、この輝度信号の高域周波数成分
が最大となるようにレンズ位置を調節する自動焦点調節
装置として、特開平５−１４５８２６号公報に開示され
た装置が知られている。この公報の装置では、蛍光灯等
の照明光源による周期的雑音が画像信号に重畳して、レ
ンズの合焦点の検出精度が低下するのを防止するため
に、レンズ位置を変位させて、輝度信号の高域周波数成
分の積算値（サンプルデータ）を取得するサンプリング
周期と、周期的雑音の周期との最小公倍数が求められ、
この最小公倍数の周期内に得られるサンプルデータの相
加平均が算出される。例えば最小公倍数の周期内に３つ
のサンプルデータが取得されるとき、３つのサンプルデ
ータが取得されて、その相加平均値が算出され、この相
加平均値の算出の後、さらに３つのサンプルデータが取
得され、その相加平均値が算出される。この前者の相加
平均値と後者の相加平均値とを比較することにより、相
加平均値の最大となる位置、すなわち合焦点が検出され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような自動焦点調
節装置では、３つのサンプルデータが取得され、相加平
均値が算出された後、３つのサンプルデータが取得され
るまで、相加平均値の比較、すなわち合焦点の検出は行
なわれず、１つのサンプルデータの取得毎に合焦点の検
出を行うことは不可能である。したがって合焦点の検出
に時間がかかってしまい、デジタルカメラ等の電子スチ
ルカメラのように迅速な合焦点検出を要求される装置に
は適さないという問題があった。

【０００４】また従来の自動焦点調節装置では、レンズ
位置を変位させてサンプルデータを取得する際、あるサ
ンプリング位置にレンズを配置した状態で、撮像素子の
露光およびサンプルデータの取得が行なわれる。このサ
ンプルデータが取得された後、次のサンプリング位置へ
レンズが変位せしめられ、次の撮像素子の露光が行なわ
れる。この撮像素子の露光と、サンプルデータの取得
と、レンズ位置の変位とはそれぞれサンプリング周期毎
に行なわれており、上述のようにあるレンズ位置でのサ
ンプルデータの取得後に、次のサンプリング位置へレン
ズが変位せしめられるため、露光時間の延長可能な時
間、すなわちレンズ位置を変位せしめた後から次にサン
プルデータの取得を行なうまでの時間は比較的短く、暗
い被写体に対して、より長い露光時間を確保することが
困難であった。

【０００５】本発明は、例えばデジタルカメラ等の電子
スチルカメラに設けられる自動焦点調節装置において、
蛍光灯等の周期的雑音の影響による合焦点の誤検出を防
止して、高精度にかつ高速に合焦点を検出し、かつ露光
時間を可及的に延長可能にすることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る自動焦点調
節装置は、撮像素子により検出された画像信号から、サ
ンプリング周期毎に得られるサンプルデータに基づいて
レンズの焦点調節を行なう自動焦点装置において、レン
ズをサンプリング距離ずつ移送する移送手段と、撮像素
子を露光するための露光信号を発生する露光信号発生手
段と、撮像素子により検出された画像信号からサンプル
データを取得するサンプルデータ取得手段とを備え、レ
ンズが移送手段の移送により第１のサンプリング位置に
配置された状態で、露光信号発生手段により発生された
露光信号に応じて撮像素子の露光が終了した後、サンプ
ルデータ取得手段が第１のサンプルリング位置に対応す
る第１のサンプルデータを取得するまでの間に、移送手
段が第２のサンプリング位置までレンズを移送するよう
にしたことを特徴としている。

【０００７】好ましくは、現在得られた現在サンプルデ
ータを、公倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サン
プルデータと比較して、レンズの合焦点を検出する合焦
点検出手段が設けられ、サンプルデータ取得手段により
サンプルデータを取得する周期であるサンプリング周期
をＴｆ、画像信号に重畳する雑音の雑音周期をＴｎとし
たとき、 Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎ この関係式の関係を満たす整数Ｍと整数Ｎを用いて、前
記公倍サンプル数が定められる。さらに好ましくは、公
倍サンプル数が前記整数Ｍである。

【０００８】好ましくは、焦点検出手段がレンズの合焦
点を検出したとき、移送手段がレンズを戻り距離だけ戻
す。さらに好ましくは、戻り距離はサンプリング距離の
戻りサンプリング数倍であり、この戻りサンプリング数
は戻りサンプリング数をＲとし、整数Ｍを用いたとき、 Ｒ＝（（Ｍ＋１）／２）＋１ この式の関係を満たす。特に好ましくは、移送手段はレ
ンズを移送可能な範囲が、レンズの有効範囲より戻り距
離の２倍だけ広い範囲である。

【０００９】好ましくは、サンプリング周期はフィール
ド周期である。あるいは好ましくは、サンプリング周期
はフィールド周期の２倍であり、第１のフィールド周期
内に、第１のサンプリング位置にレンズが配置された状
態で撮像素子が露光され、第２のフィールド周期内に、
移送手段によりレンズが第２のサンプリング位置まで移
送され、サンプルデータ取得手段により第１のサンプル
データが取得される。さらに好ましくは、撮像素子を露
光する露光時間が比較的短いとき、サンプリング周期は
フィールド周期に定められ、撮像素子を露光する時間が
比較的長いとき、サンプリング周期がフィールド周期の
２倍に定められる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の本実施形態を、図
面を参照して説明する。図１は、本実施形態の自動焦点
調節装置を適用したデジタルカメラを示す斜視図であ
る。

【００１１】デジタルカメラ１０は自動焦点調節機能を
有している。デジタルカメラ１０の正面１０ａには、レ
ンズ鏡筒１３が設けられ、レンズ鏡筒１３には、変倍レ
ンズ等の撮影レンズ群２１が保持されている。デジタル
カメラ１０の内部で変倍レンズ群２１には、後述する焦
点調節を行うためのフォーカスレンズが組付けられてい
る。またレンズ鏡筒１３の近傍には、後述する撮像素子
の露光時間等の露出条件を算出するために被写体からの
光を測光する受光素子１２が設けられる。

【００１２】デジタルカメラ１０の上面１０ｂには、撮
影した画像を表示するための液晶表示装置（ＬＣＤ）１
１と、操作パネル１５とが配設され、パネル１５には、
例えば撮影モード切替ボタン等のデジタルカメラ１０を
操作するための種々のスイッチボタンが設けられる。ま
たデジタルカメラ１０の上面１０ｂには、２段階で押下
可能なレリーズボタン１６が設けられる。

【００１３】図２を参照してデジタルカメラ１０の電気
的構成について説明する。図２はデジタルカメラ１０を
示すブロック図である。このデジタルカメラ１０の動作
は操作パネル１５に設けられる種々のスイッチボタンを
切替えることにより選択され、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）４０により制御される。

【００１４】撮像素子（ＣＣＤ）３０の受光面に光学像
を結像するための撮影光学系がデジタルカメラ１０に設
けられる。この撮影光学系は、撮影レンズ群２１と、合
焦点を調節するためのフォーカスレンズ２２とにより構
成される。フォーカスレンズ２２はラック２３ａの形成
されたステージ２３に固定され、ラック２３ａに噛合す
るピニオン２４がパルスモータ２５の出力軸に連結され
る。モータ駆動回路２６からの駆動パルスによりパルス
モータ２５が駆動され、これによりステージ２３が、フ
ォーカスレンズ２２とともに、矢印Ａ方向（無限端方
向）または矢印Ｂ方向（至近端方向）に移送される。こ
のようにフォーカスレンズ２２の移送によりフォーカス
レンズ２２とＣＣＤ３０との相対位置が変位せしめられ
る。

【００１５】なおフォーカスレンズ２２の初期位置は、
このレンズ２２の移送可能な範囲の中心に定められる。
ただし操作パネル１５に設けられる撮影モード切替ボタ
ンを切替えることにより選択された撮影モード（例えば
遠景モード、人物モード等）に応じて、フォーカスレン
ズ２２の初期位置は変更可能な構成としてもよい。

【００１６】レリーズボタン１６が半押しされると、焦
点調節に先立って、ＣＣＤ３０の露光時間等の露出条件
を算出するための測光および露出演算が行なわれる。測
光および露出演算では、測光回路５６に設けられる受光
素子１２（図１参照）により被写体からの光がアナログ
の電気信号として検出され、この検出された信号はアナ
ログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器５７においてアナログ
信号からデジタル信号に変換される。このデジタル信号
はＣＰＵ４０に取込まれ、そこでＣＣＤ３０の最適な露
光時間が算出される。ＣＰＵ４０はこの露光時間に基づ
いた設定をタイミング発生回路５０に対して行なう。

【００１７】測光および露出演算の後、焦点調節が行な
われる。ＣＰＵ４０およびタイミング発生回路５０の制
御により、サンプリング周期毎に、フォーカスレンズ２
２が所定の距離すなわちサンプリング距離分だけ移送さ
れ、サンプルデータを取得するための各位置すなわち各
サンプリング位置に配置される。このようにサンプリン
グ周期毎にフォーカスレンズ２２が各サンプリング位置
に配置された状態で、ＣＣＤ３０が上述の測光および露
出演算において算出された最適露光時間で露光され、画
像信号が読取られる。この読取られた画像信号からフォ
ーカスレンズ２２の各サンプリング位置に対応するサン
プルデータが取得され、フォーカスレンズ２２のサンプ
リング位置の変位に伴うサンプルデータ値の変化傾向を
検出することにより焦点が調節される。

【００１８】詳述すると、被写体からの光は、撮影レン
ズ群２１とフォーカスレンズ２２とを介してＣＣＤ３０
により検出され、アナログ画像信号に変換される。この
アナログ画像信号は相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回
路３２に入力され、そこでリセット雑音が除去される。
次いで、アナログ画像信号はアンプ３４により増幅さ
れ、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４４において
アナログ画像信号からデジタル画像信号に変換される。

【００１９】デジタルの画像信号は信号処理回路４５に
おいて、デジタル輝度信号とデジタル色差信号とに変換
され、色補正、ガンマ補正等の所定の処理を施される。
このデジタル輝度信号の高域周波数成分が帯域通過フィ
ルタ（ＢＰＦ）により抽出され、積分回路４２におい
て、デジタルの輝度信号を構成する画素データのうちの
一部の画素データ、例えば被写体像の所定の中心領域の
画素データのみが累積加算され、この積算値がサンプル
データとして取得される。

【００２０】以上のようにフォーカスレンズ２２の各サ
ンプリング位置に対応する各サンプルデータはサンプリ
ング周期毎に取得される。輝度信号の高域周波数成分が
最も高い値を有するとき、すなわち取得されたサンプル
データが最大となるとき、フォーカスレンズ２２は合焦
点に位置するため、現在得られたサンプルデータ（現在
サンプルデータ）と、過去に得られたサンプルデータ
（過去サンプルデータ）との大小比較を行うことによ
り、サンプルデータが最大となるフォーカスレンズ２２
のサンプリング位置、すなわちフォーカスレンズ２２の
合焦点が検出される。

【００２１】レンズ２２が合焦点に配置された後、レリ
ーズボタン１６が全押しされると、被写体像の記録が行
なわれる。詳述すると、被写体からの光は、撮影レンズ
群２１とフォーカスレンズ２２とを介してＣＣＤ３０に
より検出され、アナログ画像信号に変換される。このア
ナログ画像信号はＣＤＳ回路３２においてリセット雑音
を除去され、アンプ４３により増幅され、Ａ／Ｄ変換器
４４においてデジタル画像信号に変換される。デジタル
の画像信号は信号処理回路４５に設けられるバッファメ
モリに一旦格納される。さらにデジタルの画像信号は信
号処理回路４５に設けられるバッファメモリから読出さ
れ、信号処理回路４５および記録回路４６により所定の
処理を施されて、ＰＣカード４７に格納される。

【００２２】なお信号処理回路４５において、所定の処
理を施されたＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブル
ー）のデジタル信号に変換され、その変換された信号に
基づいて被写体像がＬＣＤ１１で表示される。

【００２３】また家庭用テレビ等の外部表示装置に被写
体像を表示する際は、信号処理回路４５において、デジ
タル輝度信号とデジタル色差信号とに変換され、色補
正、ガンマ補正等の所定の処理を施される。この所定の
処理を施されたデジタルの輝度信号とデジタルの色差信
号とはエンコーダ４１により例えばＮＴＳＣ方式のビデ
オ信号に変換され、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換
器４４においてデジタルのビデオ信号からアナログのビ
デオ信号に変換され、家庭用テレビ等の外部表示装置へ
出力される。

【００２４】図２、図３を参照して、周期的雑音がサン
プルデータに及ぼす影響について説明する。

【００２５】雑音信号は、ＣＣＤ３０により検出される
画像信号に重畳するものである。フィールドインデック
ス信号は、例えば家庭用テレビにビデオ信号を出力する
ためにデジタルカメラ１０が有するＮＴＳＣ方式のフィ
ールドを示す信号であり、ハイレベル（符号Ｆ１）また
はローレベル（符号Ｆ２）の間ＴｆがＮＴＳＣ方式のフ
ィールド周期である。

【００２６】商用交流電源の周期がＴA であるとき、雑
音周期すなわち、雑音信号の周期Ｔｎは周期ＴA の１／
２である。サンプルデータを取得するためのサンプリン
グ周期は、フィールドインデックス信号の周期の１／２
であり、フィールド周期Ｔｆに等しい。

【００２７】ＣＣＤ露光信号はＣＣＤ３０の露光を制御
するための信号であり、フィールドインデックス信号が
変化する毎にローレベル（例えば符号ＥL ）になる信号
である。またＣＣＤ露光信号はフィールド周期Ｔｆで所
定の時間Ｔｅだけハイレベル（例えば符号Ｅ-2、Ｅ-1）
になり、この所定の時間Ｔｅは上述の測光および露出演
算において算出された最適露光時間に定められる。この
ＣＣＤ露光信号に基づいてＣＣＤ３０が駆動される。つ
まり、ＣＣＤ露光信号がフィールド周期Ｔｆ毎にハイレ
ベル（例えば符号Ｅ-2、Ｅ-1）になる間すなわち露光時
間Ｔe の間だけＣＣＤ３０が露光され、このＣＣＤ３０
により画像信号が検出される。

【００２８】サンプリング周期Ｔｆと雑音周期Ｔｎとが
異なるため、ＣＣＤ３０により検出される雑音信号（例
えば斜線部Ｌ-2、Ｌ-1、Ｌ0 ）は、ＣＣＤ３０が露光さ
れた時刻（例えば符号ｔ-2、ｔ-1、ｔ0 ）に対応して周
期的に変化する。したがってＣＣＤ３０により検出され
た画像信号から抽出したサンプルデータは雑音信号の影
響を受け変動する。このため雑音信号の影響を受けない
ように、上述のフォーカスレンズ２２の合焦点を検出す
る必要がある。

【００２９】雑音信号の影響を受けないようにするため
に、雑音周期をＴｎ、サンプリング周期をＴｆとしたと
き、以下の（１）式を満たす最小の整数Ｍ、Ｎが求めら
れる。 Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎ ・・・（１） すなわち雑音周期Ｔｎとサンプリング周期Ｔｆとの最小
公倍数の周期Ｍ・Ｔｆが求められる。この最小公倍数の
周期Ｍ・Ｔｆ毎に、ＣＣＤ３０により検出される雑音信
号（例えば斜線部Ｌ１、Ｌ４）が同一になる。したがっ
て最小公倍数の周期Ｍ・Ｔｆ毎のサンプルデータを比較
することにより、雑音信号の影響を受けずにフォーカス
レンズ２２の合焦点が検出される。ここでサンプルデー
タが周期Ｔｆ毎に得られるため、現在得られた現在サン
プルデータと、現在サンプルデータより整数Ｍ（すなわ
ち公倍サンプル数Ｍ）分だけ過去に得られた過去サンプ
ルデータとが比較される。

【００３０】なお商用交流信号が５０Hzであるとき、雑
音周期Ｔｎは１０msecである。ＮＴＳＣ方式のフィール
ド周期Ｔｆは１／６０sec である。この雑音周期Ｔｎと
フィールド周期Ｔｆとから（１）式を満たす公倍サンプ
ル数Ｍを算出すると、公倍サンプル数Ｍは「３」であ
る。以下公倍サンプル数Ｍが「３」である場合を例に説
明する。

【００３１】次に図１、図３、図４を参照して、合焦点
の検出方法について説明する。図４はサンプリング距離
毎に取得されるサンプルデータの値を示す図であり、フ
ォーカスレンズ２２の合焦点が初期位置Ｄ0 に対して無
限端側にある場合の一例を示す図である。曲線Ｘ１は例
えば斜線部Ｌ1 、Ｌ4 の雑音信号が重畳されているとき
のサンプルデータの値を示し、曲線Ｘ２は例えば斜線部
Ｌ2 、Ｌ5 の雑音信号が重畳されているときのサンプル
データの値を示し、曲線Ｘ３は例えば斜線部Ｌ0 、Ｌ3
、Ｌ6 の雑音信号が重畳されているときのサンプルデ
ータの値を示す。なお各曲線Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の最大と
なる位置が合焦点である。

【００３２】ＣＣＤ露光信号、画素データ積算信号、サ
ンプルデータ取得信号およびフィールドインデックス信
号は、タイミング発生回路５０により発生される。ＣＣ
Ｄ露光信号はフィールド周期Ｔｆ毎に露光時間Ｔｅの間
だけＣＣＤ３０を露光するための信号である。画素デー
タ積算信号は画素データの積算値を算出するための信号
であり、積分回路４２を駆動するための信号である。サ
ンプルデータ取得信号はフィールド周期Ｔｆ毎にサンプ
ルデータを取得するための信号である。フォーカスレン
ズ駆動信号はフォーカスレンズ２２を移送するための信
号であり、フィールドインデックス信号に基づいてＣＰ
Ｕ４０がモータ駆動回路２６を駆動させる。

【００３３】自動焦点調節を開始すると、フォーカスレ
ンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ0 ）となり、フォー
カスレンズ２２が移動され、図４に示すフォーカスレン
ズ２２の移動可能な範囲Ｄａの中心、すなわち初期位置
Ｄ0 に配置される。

【００３４】ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）
になると、この信号がハイレベルの間ＴｅだけＣＣＤ３
０が露光され、画像信号が検出される。検出された画像
信号から信号処理回路４５で輝度信号が生成され、さら
にＢＰＦ４３により高域周波数成分を抽出され、画素デ
ータ積算信号がハイレベル（符号Ｓ0 ）になったとき、
積分回路４２において画素データが積算される。画素デ
ータ積算信号がフィールドインデックス信号により示さ
れるフィールドの中央付近でハイレベル（符号Ｓ0 ）に
なるため、抽出信号を構成する画素データのうち、中央
付近の画素データのみが積算される。画素データの積算
が行なわれた直後、サンプルデータ取得信号がハイレベ
ル（例えば符号Ａ0 ）になり、中央付近の画素データの
積算値がサンプルデータＰ0 としてＣＰＵ４０に取込ま
れる。すなわちフォーカスレンズが初期位置Ｄ0 にある
状態でのサンプルデータＰ0 が取得される。

【００３５】一方ＣＣＤ３０の露光が終了した後、画素
データ積算信号およびサンプルデータ取得信号がハイレ
ベル（符号Ｓ0 、Ａ0 ）になるまでの間すなわちサンプ
ルデータＰ0 が取得されるまでの間に、フォーカスレン
ズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ1 ）になり、モータ駆
動回路２６が駆動され、所定のパルス数分だけパルスモ
ータ２５が回動され、フォーカスレンズ２２が図４に示
す無限端方向にサンプリング距離Ｄｓだけ移送される。
すなわちフォーカスレンズ２２はサンプリング位置Ｄ1
に配置される。なおフォーカスレンズ２２の移送が、Ｃ
ＣＤ３０の露光が終了した後、サンプルデータ（例えば
Ｐ0 ）を取得するまでの間に行なわれるため、ＣＣＤ３
０の露光時間はフォーカスレンズ２２の移送が終了した
後からフィールドインデックス信号が変化するまでの
間、すなわち矢印Ｇで示す範囲まで延長可能である。

【００３６】フォーカスレンズ２２がサンプリング位置
Ｄ1 に配置された状態で、再びＣＣＤ露光信号がハイレ
ベル（符号Ｅ1 ）になると、上述のように、この信号が
ハイレベルの間ＴｅだけＣＣＤ３０が露光され、画像信
号が検出される。ＣＣＤ３０の露光が終了すると、フォ
ーカスレンズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ2 ）にな
り、フォーカスレンズ２２は図４に示す無限端方向に移
送され、次のサンプリング位置Ｄ2 に配置される。一方
サンプリング位置Ｄ1 でＣＣＤ３０により検出された画
像信号は信号処理回路４５で輝度信号に変換され、その
高域周波数成分はＢＰＦ４３により抽出され、画素デー
タ積算信号がハイレベル（符号Ｓ1 ）になると、積分回
路４２において抽出信号を構成する画素データのうち、
中央付近の画素データのみが積算される。画素データの
積算が行なわれた直後、サンプルデータ取得信号がハイ
レベル（例えば符号Ａ1 ）になり、中央付近の画素デー
タの積算値がサンプルデータＰ1 としてＣＰＵ４０に取
込まれる。

【００３７】現在得られた現在サンプルデータＰ1 と過
去に得られた過去サンプルデータＰ0 とでは、ＣＣＤ３
０により検出される雑音信号（斜線部Ｌ0 、Ｌ1 ）が異
なるため、このサンプルデータＰ1 とサンプルデータＰ
0 とは比較されない。

【００３８】サンプルデータＰ1 が取得された後、サン
プルデータＰ1 の取得と同様に、サンプルデータＰ2 、
Ｐ3 が取得される。ここで図３に示すフォーカスレンズ
駆動信号のハイレベル（符号Ｒ3 、Ｒ4 ）、ＣＣＤ露光
信号のハイレベル（符号Ｅ2、Ｅ3 ）、画素データ積算
信号のハイレベル（符号Ｓ2 、Ｓ3 ）、サンプルデータ
取得信号（符号Ａ2 、Ａ3 ）については、サンプルデー
タＰ1 の取得と同様であるため説明は省略する。

【００３９】サンプルデータＰ3 が取得されたとき、現
在得られた現在サンプルデータＰ3より公倍サンプル数
Ｍ分だけ過去に得られた過去サンプルデータＰ0 が存在
し、現在サンプルデータＰ3 と、過去サンプルデータＰ
0 とは重畳される雑音信号（斜線部Ｌ0 と斜線部Ｌ3 ）
が同一である。したがってサンプルデータＰ3 が取得さ
れると、サンプルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ
１）になり、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデ
ータＰ0 とが大小比較される。

【００４０】一方フォーカスレンズ２２が合焦点に近づ
くとき、サンプルデータは増加する傾向があり、フォー
カスレンズ２２が合焦点から遠ざかるとき、サンプルデ
ータは減少する傾向がある。ここで現在サンプルデータ
Ｐ3 は過去サンプルデータＰ0 より大きいので、フォー
カスレンズ２２は合焦点に近づいている。したがってサ
ンプルデータＰ0 、Ｐ3 の比較が行われた後、ＣＣＤ露
光信号がハイレベル（符号Ｅ4 ）になり、ＣＣＤ３０の
露光が行なわれる。このときフォーカスレンズ２２はサ
ンプリング位置Ｄ4 に配置されており、サンプリング位
置Ｄ4 に対応する画像信号がＣＣＤ３０により検出され
る。

【００４１】上述のサンプルデータＰ1 等と同様に、サ
ンプルデータＰ4 が取得され、サンプルデータ比較信号
がハイレベル（符号Ｃ2 ）になり、現在サンプルデータ
Ｐ4と過去サンプルデータＰ1 とが比較される。ここで
ＣＣＤ露光信号のハイレベル（符号Ｅ4 ）、フォーカス
レンズ駆動信号のハイレベル（符号Ｒ5 ）、画素データ
積算信号のハイレベル（符号Ｓ4 ）、サンプルデータ取
得信号（符号Ａ4 ）については、サンプルデータＰ1 の
取得と同様であるので省略する。

【００４２】図４に示すように現在サンプルデータＰ4
は過去サンプルデータＰ1 より大きいため、フォーカス
レンズ２２がサンプリング位置Ｄ5 に配置されている状
態で、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ5 ）にな
り、ＣＣＤ３０が露光され、これによりサンプリング位
置Ｄ5 に対応する画像信号が検出される。ＣＣＤ３０の
露光が終了した後、フォーカスレンズ駆動信号がハイレ
ベル（符号Ｒ6 ）になり、フォーカスレンズ２２がサン
プリング位置Ｄ6 に配置される。

【００４３】サンプルデータＰ1 の取得と同様に、ＣＣ
Ｄ３０により画像信号が検出された後、画素データ積算
信号がハイレベル（符号Ｓ5 ）になると、積分回路４２
において検出された画像信号を構成する画素データの積
算が行なわれ、その直後、サンプルデータ取得信号がハ
イレベル（例えば符号Ａ5 ）になり、中央付近の画素デ
ータの積算値がサンプルデータＰ5 としてＣＰＵ４０に
取込まれる。

【００４４】サンプルデータＰ5 が得られると、サンプ
ルデータ比較信号がハイレベル（符号Ｃ3 ）になり、現
在サンプルデータＰ5 と過去サンプルデータＰ2 とが大
小比較される。図４に示すように現在サンプルデータＰ
5 は過去サンプルデータＰ2より小さくなり、サンプル
データの大小関係が反転して、現在サンプルデータＰ5
が過去サンプルデータＰ2 よりも小さくなる。すなわち
フォーカスレンズ２２は合焦点を通過した状態である。
したがってフォーカスレンズ駆動信号が、ハイレベル
（符号Ｒ7 ）になり、フォーカスレンズ２２がサンプリ
ング位置Ｄ6 からサンプリング位置Ｄ3 まで、すなわち
戻り距離Ｄｒだけ至近端方向に移送される。

【００４５】戻り距離Ｄｒは、サンプリング距離Ｄｓの
戻りサンプリング数倍である。戻りサンプリング数を
Ｒ、公倍サンプル数をＭとしたとき、（２）式により求
められる。 Ｒ＝（（Ｍ＋１）／２）＋１ ・・・（２） この戻り距離は種々の公倍サンプル数Ｍについて模式図
によるシミュレーションに基づき定められた。図４で
は、公倍サンプル数Ｍが「３」であるので、戻りサンプ
リング数は「３」であり、フォーカスレンズ２２は位置
Ｄ6 から位置Ｄ3 （すなわち合焦点）まで移送される。

【００４６】なおフォーカスレンズ２２の合焦点の検出
において、フォーカスレンズ２２の合焦点通過が検出さ
れ、フォーカスレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ戻される
ことによりフォーカスレンズ２２が合焦点に配置される
ため、フォーカスレンズ２２の移動可能な範囲Ｄａは、
フォーカスレンズ２２がＣＣＤ３０の受光面上に結像可
能な有効焦点範囲Ｄｂの両端から戻り距離Ｄｒずつ広げ
た範囲である。

【００４７】図５、図６、図７には、フォーカスレンズ
２２の合焦点が図４に示す合焦点と異なる位置にあるも
のの一例が示してある。以下図４に示す例と異なる点に
ついてのみ説明する。

【００４８】図５に示すようにフォーカスレンズ２２の
合焦点、すなわちサンプルデータが最大となる点が略フ
ォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 である場合、上述の
ように各信号に応じて、サンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ
2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3 と過
去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サンプルデ
ータＰ3 は過去サンプルデータＰ0 より小さい、すなわ
ちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかっている。
したがってフォーカスレンズ駆動信号がハイレベルにな
り、フォーカスレンズ２２が至近端方向に移送され、初
期位置Ｄ0 に再び配置される。

【００４９】フォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 に対
応するサンプルデータＰ'0が取得される。サンプルデー
タＰ'0はサンプルデータＰ0 とは異なる雑音信号の重畳
したデータである。

【００５０】さらにサンプルデータＰ'1、Ｐ'2、Ｐ'3が
取得された後、現在サンプルデータＰ'3と過去サンプル
データＰ'0とが比較される。現在サンプルデータＰ'3は
過去サンプルデータＰ'0より小さい、すなわちフォーカ
スレンズ２２は合焦点から遠ざかっており、合焦点を通
過した状態である。このときフォーカスレンズ２２はサ
ンプリング位置Ｄ'4に配置されており、したがってフォ
ーカスレンズ駆動信号がハイレベルになって、フォーカ
スレンズ２２は戻り距離Ｄｒだけ無限端方向へ移送さ
れ、フォーカスレンズ２２は合焦点Ｄ'1に配置される。

【００５１】図６に示すようにフォーカスレンズ２２の
合焦点が初期位置Ｄ0 に対して至近端側にある場合、上
述のように各信号に応じて、サンプルデータＰ0 、Ｐ1
、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された後、現在サンプルデータＰ3
と過去サンプルデータＰ0 とが比較される。現在サン
プルデータＰ3 が過去サンプルデータＰ0 より小さい、
すなわちフォーカスレンズ２２は合焦点から遠ざかって
いるため、フォーカスレンズ駆動信号がハイレベルにな
り、フォーカスレンズ２２が至近端方向に移送され、初
期位置Ｄ0 に再び配置される。

【００５２】フォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 に対
応するサンプルデータＰ'0が取得される。さらにサンプ
ルデータＰ'1、Ｐ'2、Ｐ'3が取得された後、現在サンプ
ルデータＰ'3と過去サンプルデータＰ'0とが比較され
る。現在サンプルデータＰ'3は過去サンプルデータＰ'0
より大きく、フォーカスレンズ２２は合焦点に近づいて
いる。したがってさらに、サンプルデータＰ'4、Ｐ'5が
取得される。この間、現在サンプルデータと公倍サンプ
ル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータとの比較
が行われ、現在サンプルデータが過去サンプルデータよ
り大きいので、フォーカスレンズ２２はサンプリング距
離Ｄｓずつ至近端方向に移送される。

【００５３】さらにサンプルデータＰ'6が取得され、現
在サンプルデータＰ'6と過去サンプルデータＰ'3とが比
較される。現在サンプルデータＰ'6が過去サンプルデー
タＰ'3より小さくなったため、フォーカスレンズ２２が
合焦点より遠ざかっている。すなわち現在サンプルデー
タと過去サンプルデータの大小関係が反転したので、フ
ォーカスレンズ２２が合焦点を通過しており、フォーカ
スレンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ戻される。すなわちこ
の時点でフォーカスレンズ２２はサンプリング位置Ｄ'7
に配置されているので、フォーカスレンズ２２は位置
Ｄ'7から位置Ｄ'4まで移送され、合焦点に配置される。

【００５４】図７に示すようにフォーカスレンズ２２の
移動可能範囲Ｄａ内に合焦点がない場合、上述のように
サンプルデータＰ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 が取得された
後、現在サンプルデータＰ3 と過去サンプルデータＰ0
とが比較される。現在サンプルデータＰ3 は過去サンプ
ルデータＰ0 より大きいため、さらにサンプルデータＰ
4 、Ｐ5 、Ｐ6 が取得される。この間、現在サンプルデ
ータと現在サンプルデータより公倍サンプル数分だけ過
去に得られた過去サンプルデータとが比較され、現在サ
ンプルデータが過去サンプルデータより大きいので、無
限端方向に向かって次のフォーカスレンズ２２のサンプ
リング位置に対応するサンプルデータが取得される。

【００５５】現在サンプルデータＰ6 と過去サンプルデ
ータＰ3 とが比較され、現在サンプルデータＰ6 が過去
サンプルデータＰ3 より大きいことが検出される。この
とき、フォーカスレンズ２２は移動可能範囲Ｄａの一端
Ｄ7 に配置されており、フォーカスレンズ２２の合焦点
は移動可能範囲Ｄａ内にない。したがってフォーカスレ
ンズ２２は戻り距離Ｄｒだけ戻され、フォーカスレンズ
２２の有効焦点範囲Ｄｂの一端Ｄ4 に配置される。

【００５６】以上のようにフォーカスレンズ２２の合焦
点が現在サンプルデータと現在サンプルデータより公倍
サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータと
を大小比較することにより検出される。またフォーカス
レンズ２２が、あるサンプリング位置（第１のサンプリ
ング位置）に配置された状態でＣＣＤ３０の露光が終了
した後、フォーカスレンズ２２の第１のサンプリング位
置に対応するサンプルデータが取得されるまでの間に、
フォーカスレンズ２２が次のサンプリング位置（第２の
サンプリング位置）まで移送される。これに対し図８に
示すような合焦点の検出方法では、フォーカスレンズ駆
動信号は第１のサンプリング位置に対応するサンプルデ
ータの取得（符号Ａ0 ）の後にハイレベル（符号Ｒ1 ）
となり、フォーカスレンズ２２が第２のサンプリング位
置に移送される。したがって図８に示す検出方法では、
ＣＣＤ３０の露光時間は矢印Ｇ’で示す範囲までしか延
長できない。これに比べ、上述の第１の実施形態では、
ＣＣＤ３０の露光時間は矢印Ｇで示す範囲まで延長可能
であり、より長い露光時間でＣＣＤ３０を露光すること
が可能である。

【００５７】図２、図９を参照して露光時間を決定する
露光時間決定ルーチンについて説明する。この露光時間
決定ルーチンは自動焦点調節を行なう前にＣＰＵ４０に
より実行される。ステップ１０１において、測光／露出
演算が行なわれる。測光回路５６に設けられる受光素子
１２（図１参照）により被写体からの光がアナログの電
気信号として検出され、この信号がＡ／Ｄ変換器５７に
よりデジタル信号に変換される。このデジタル信号に基
づいて一般的に知られている方法で、ＣＰＵ４０により
ＣＣＤ３０の最適露光時間が算出される。ステップ１０
２において、図３に示すＣＣＤ露光信号のハイレベルの
時間Ｔｅが算出された最適露光時間に設定される。なお
ＣＣＤ露光信号のハイレベルの時間Ｔｅは図３に矢印Ｇ
で示す範囲で設定可能である。ハイレベルの時間Ｔｅが
設定されたＣＣＤ露光信号がタイミング発生回路５０に
より発生され、この露光時間決定ルーチンは終了する。

【００５８】図１、図３、図１０から図１１を参照して
自動焦点調節の制御について説明する。図１０は自動焦
点調節を行う自動焦点調節ルーチンを示すフローチャー
トである。図１０は図８の自動焦点調節ルーチンの続き
を示すフローチャートである。この自動焦点調節ルーチ
ンは露光時間決定ルーチンによりＣＣＤ３０の最適露光
時間が決定された後、ＣＰＵ４０により実行される。

【００５９】自動焦点調節ルーチンを開始すると、ステ
ップ１０８において、Ｒフラグが初期値「０」に設定さ
れる。このＲフラグはフォーカスレンズ２２の移動方向
を反転させるときに「１」となるフラグである。

【００６０】ステップ１１０において、フォーカスレン
ズ駆動信号がハイレベル（符号Ｒ0）になり、モータ駆
動回路２６によりパルスモータ２５が駆動され、フォー
カスレンズ２２が図４に示す初期位置Ｄ0 まで移送され
る。ステップ１２０において、パラメータｎが初期値
「０」に設定される。このパラメータｎは取得されたサ
ンプルデータの数を計数するためのものである。

【００６１】ステップ１３０からステップ１４０まで
は、フォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ0 に配置された
状態でＣＣＤ３０が露光されるように、フォーカスレン
ズ２２の移送が確実に終了した後、ＣＣＤ露光信号がハ
イレベル（符号Ｅ0 ）になるまで待機するための処理で
ある。すなわちステップ１３０において、フィールドイ
ンデックス信号が変化したか否かが判定され、フィール
ドインデックス信号が変化した（図３に示す例えば時刻
ｔ-1）と判定されると、ステップ１４０において、再び
フィールドインデックス信号が変化したか否かが判定さ
れる。

【００６２】ステップ１４０において、フィールドイン
デックス信号が変化したと判定されたとき、すなわちＣ
ＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅ0 ）になり、ＣＣＤ
３０が露光され、画像信号が検出されたとき、ステップ
１５０において、Ｒフラグが「１」であるか否かが判定
される。すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をす
でに反転せしめられたか否かが判定される。Ｒフラグが
「１」ではないと判定されたとき、すなわちフォーカス
レンズ２２が移動方向をまだ反転せしめられていないと
き、ステップ１５３において、サンプルデータの取得に
先立って、所定のパルス数のパルス信号によりパルスモ
ータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２２が移動方向
すなわち図４に示す無限端方向に所定のパルス数に対応
するサンプリング距離Ｄｓだけ移送され、次のサンプリ
ング位置に配置される。ここではフォーカスレンズ２２
は初期位置Ｄ0 から先ず無限端方向に移送される。

【００６３】これに対しステップ１５０において、Ｒフ
ラグが「１」であると判定されたとき、すなわちフォー
カスレンズ２２が移動方向をすでに反転せしめられたと
判定されたとき、ステップ１５７において、サンプルデ
ータの取得に先立って、所定のパルス数のパルス信号に
よりパルスモータ２５が駆動され、フォーカスレンズ２
２が図４に示す至近端方向に所定のパルス数に対応する
サンプリング距離Ｄｓだけ移送され、次のサンプリング
位置に配置される。

【００６４】ステップ１５３またはステップ１５７にお
いて、フォーカスレンズ２２の移送が終了すると、ステ
ップ１６０において、画素データの積算が終了したか否
かが判定される。画素データの積算が終了するまでの
間、ＣＣＤ３０により順次読み出された画像信号は輝度
信号に変換され、この信号の高域周波数成分が抽出され
る。その後、画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ
0 ）になり、抽出信号を構成する画素データが積算され
る。

【００６５】ステップ１６０において、画素データの積
算が終了したと判定されたとき、ステップ１７０におい
て、サンプルデータ取得信号がハイレベル（符号Ａ0 ）
になり、サンプルデータＰｎがＣＰＵ４０に取込まれ、
ＣＰＵ４０に設けられるメモリに格納される。

【００６６】ステップ１８０において、サンプルデータ
が１つ取得されたので、パラメータｎが「１」だけ加算
される。

【００６７】ステップ１９０において、取得されたサン
プルデータの数を計数するためのパラメータｎがカウン
ト数Ｈ（例えば「４」）になったか否か、すなわち取得
されたサンプルデータの数が比較可能数（Ｍ＋１：例え
ば「４」）になったか否かが判定される。パラメータｎ
がカウント数Ｈになっていないと判定されたとき、ステ
ップ１４０の処理が再び実行される。一方パラメータｎ
がカウント数Ｈになったと判定されたとき、ステップ２
００の処理が実行される。

【００６８】ステップ２００において、サンプルデータ
の比較が行われる。すなわち現在取得された現在サンプ
ルデータＰn-1 が現在サンプルデータＰn-1 よりも公倍
サンプル数Ｍ分だけ過去に取得された過去サンプルデー
タＰn-1-M 以上であるか否かが判定される。現在サンプ
ルデータＰn-1 が過去サンプルデータＰn-1-M より小さ
いと判定されたとき、ステップ２０５において、Ｒフラ
グが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが
「１」であると判定されたときは、フォーカスレンズ２
２が移動方向をすでに反転せしめられており、フォーカ
スレンズ２２が合焦点を通過したときである。このとき
ステップ２８０の処理が実行される。一方ステップ２０
５において、Ｒフラグが「１」ではないと判定されたと
き、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向をまだ反
転せしめられていないとき、ステップ２０６において、
Ｒフラグが「１」に設定され、ステップ１１０の処理が
実行される。

【００６９】これに対し、ステップ２００において、現
在サンプルデータＰn-1 が過去サンプルデータＰn-1-M
以上であると判定されたとき、ステップ２０７におい
て、フィールドインデックス信号が変化したか否かが判
定される。フィールドインデックス信号が変化したと判
定されるまで待機状態となる。フィールドインデックス
信号が変化したと判定されたとき、すなわちＣＣＤ露光
信号がハイレベル（例えば図３に示す符号Ｅ４）にな
り、ＣＣＤ３０が露光され、画像信号が検出されたと
き、ステップ２１０の処理が実行される。

【００７０】ステップ２１０において、Ｒフラグが
「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグが「１」で
はないとき、すなわちフォーカスレンズ２２が移動方向
をまだ反転せしめられていないとき、ステップ２１３に
おいて、サンプルデータの取得に先立って、所定のパル
ス数のパルス信号によりパルスモータ２５が駆動され、
フォーカスレンズ２２が図４に示す無限端方向にサンプ
リング距離Ｄｓだけ移送される。一方ステップ２１０に
おいて、Ｒフラグが「１」であると判定されたとき、す
なわちフォーカスレンズ２２が移動方向をもう反転せし
められているとき、ステップ２１７において、サンプル
データの取得に先立って、所定のパルス数のパルス信号
によりパルスモータ２５が駆動され、これによりフォー
カスレンズ２２が図４に示す至近端方向にサンプリング
距離Ｄｓだけ移送され、次のサンプリング位置に配置さ
れる。

【００７１】ステップ２３０において、画素データの積
算が終了したか否かが判定され、画素データの積算が終
了するまで待機状態となる。待機状態の間、ＣＣＤ３０
により順次読み出された画像信号が輝度信号に変換さ
れ、この信号の高域周波数成分が抽出される。その後、
画素データ積算信号がハイレベル（符号Ｓ4 ）になり、
抽出信号を構成する画素データが積算される。

【００７２】ステップ２３０において、画素データの積
算が終了したと判定されたとき、ステップ２４０におい
て、サンプルデータ取得信号がハイレベル（図３に示す
例えば符号Ａ4 ）になり、サンプルデータＰｎがＣＰＵ
４０に取込まれ、ＣＰＵ４０に設けられるメモリに格納
される。

【００７３】ステップ２５０において、現在サンプルデ
ータＰｎが現在サンプルデータＰｎより公倍サンプル数
だけ過去に取得された過去サンプルデータＰn-M 以上で
あるか否かが判定される。現在サンプルデータＰｎが過
去サンプルデータＰn-M より小さいと判定されたとき、
ステップ２７０の処理が実行される。一方現在サンプル
データＰｎが過去サンプルデータＰn-M 以上であると判
定されたとき、すなわちフォーカスレンズ２２が合焦点
に近づいているとき、ステップ２６０において、フォー
カスレンズ２２が図４に示す移動可能範囲Ｄａの最端部
に配置されているか否かが判定される。フォーカスレン
ズ２２が移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されていない
とき、ステップ２６５において、サンプルデータが１つ
取得されたのでパラメータｎが「１」だけ加算され、ス
テップ２０５の処理が再び実行される。

【００７４】一方ステップ２６０において、フォーカス
レンズ２２が移動可能範囲Ｄａの最端部に配置されてい
ると判定されたとき、またはステップ２５０において、
ステップ２７０において、現在サンプルデータＰｎが過
去サンプルデータＰn-M より小さいと判定されたとき、
Ｒフラグが「１」であるか否かが判定される。Ｒフラグ
が「１」であると判定されたときは、フォーカスレンズ
２２が図６に示す移動可能範囲Ｄａの最端部Ｄ'7に配置
されているか、またはフォーカスレンズ２２が至近端方
向に移動中に合焦点が検出されたとき（例えば図５）で
ある。このとき、ステップ２８０において、フォーカス
レンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ無限端方向に移送され
る。一方ステップ２７０において、Ｒフラグが「１」で
はないと判定されたときは、すなわちフォーカスレンズ
２２が図７に示す移動可能範囲Ｄａの最端部Ｄ7 に配置
されているか、またはフォーカスレンズ２２が無限端方
向に移動中に合焦点が検出されたとき（例えば図４）で
ある。このとき、ステップ２７５において、フォーカス
レンズ２２が戻り距離Ｄｒだけ至近端方向に移送され
る。

【００７５】ステップ２７５またはステップ２８０にお
いて、フォーカスレンズ２２の移送が終了し、フォーカ
スレンズ２２が合焦点または有効焦点範囲Ｄｂの最端部
に配置されると、この自動焦点調節ルーチンは終了す
る。

【００７６】以上の自動焦点調節ルーチンは、フォーカ
スレンズ２２の初期位置がこのレンズの移動可能範囲Ｄ
ａの中間にあるときの制御である。なおフォーカスレン
ズ２２の初期位置は、例えば操作パネル１５に設けられ
る撮影モード切替ボタン等を押下することにより切替え
られた撮影モードに応じて変更可能な構成としてもよ
い。この構成においてフォーカスレンズ２２の初期位置
が移動可能範囲Ｄａの両端部のいずれか一方であると
き、フォーカスレンズ２２の移動方向の変化がないの
で、現在サンプルデータと過去サンプルデータの大小比
較のみにより合焦点が検出可能となる。

【００７７】以上の第１の実施形態の自動焦点調節装置
によれば、雑音周期Ｔｎとサンプリング周期Ｔｆとに基
づいて公倍サンプル数が設定され、現在取得した現在サ
ンプルデータと、このデータより公倍サンプル数だけ過
去に取得された過去サンプルデータとの大小比較によ
り、合焦点が検出される。これにより画像信号に重畳す
る雑音信号の影響で合焦点が誤検出されるのを防止する
ことが可能であり、フォーカスレンズ２２は高精度に合
焦せしめられる。またサンプルデータが取得される毎
に、現在サンプルデータと過去サンプルデータとが比較
可能であり、従来のように複数のサンプルデータを取得
して、平均値を算出する必要がなく、より高速に自動焦
点調節が行われる。

【００７８】さらに第１のサンプリング位置におけるＣ
ＣＤ３０の露光が終了した後、この第１のサンプリング
位置に対応するサンプルデータが取得されるまでの間
に、第２のサンプリング位置へのフォーカスレンズ２２
の移送が行なわれるため、第１のサンプリング位置に対
応するサンプルデータの取得の後に、第２のサンプリン
グ位置へのフォーカスレンズ２２の移送が行なわれるよ
りも、ＣＣＤ３０の露光時間が長く延長可能である。

【００７９】図１２から図１４を第１の実施形態の自動
焦点調節装置の第１変形例について説明する。この変形
例では、第１の実施形態の自動焦点調節装置とは、ＣＰ
Ｕ４０の制御によりタイミング発生回路５０において発
生される画素データ積算信号、サンプルデータ取得信号
およびフォーカスレンズ駆動信号のタイミングが異な
り、その他の点は同様である。

【００８０】第１変形例では、ＣＣＤ３０の露光時間を
上述の第１の実施形態よりも長く定めることが可能とな
るように、フィールド周期Ｔｆ毎に行なわれるＣＣＤ３
０の露光のうち、２回に１度だけ、その露光により検出
された画像信号からサンプルデータが取得され、残りの
１回の露光は、無効露光すなわちサンプルデータを取得
しない露光とする。これによりＣＣＤ３０の露光時間が
フィールド周期Ｔｆと略等しい時間まで延長可能にな
る。

【００８１】図１２を参照して詳述すると、ＣＣＤ露光
信号がフィールド周期Ｔｆ毎にハイレベル（例えば符号
Ｅ0 、Ｅng）になり、ＣＣＤ３０がフィールド周期Ｔｆ
毎に露光されるとき、フォーカスレンズ駆動信号、画素
データ積算信号およびサンプルデータ取得信号は、フィ
ールド周期Ｔｆの２倍であるサンプリング周期毎にハイ
レベル（例えば符号Ｒ1 、Ｓ0 、Ａ0 ）になる。なお公
倍サンプル数Ｍは第１の実施形態の（１）式のＴｆを２
・Ｔｆとしたときと同様であり、商用交流信号が５０Ｈ
_z であり、フィールド周期ＴｆがＮＴＳＣ方式の周期で
ある場合、「３」である。

【００８２】例えばフォーカスレンズ２２が初期位置Ｄ
0 （図４参照）に配置され、フィールドインデックス信
号がローレベル（符号Ｆ2 ）の状態で、ＣＣＤ露光信号
がハイレベル（例えばＥ0 ）になり、ＣＣＤ３０が露光
され、画像信号が検出される。フィールドインデックス
信号がハイレベル（符号Ｆ1 ）になると、すなわちＣＣ
Ｄ３０の露光が終了すると、フォーカスレンズ駆動信号
がハイレベル（符号Ｒ1 ）になり、フォーカスレンズ２
２がフォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 に対応するサ
ンプルデータの取得に先立って次のサンプリング位置Ｄ
1 （図４参照）に配置される。その後、画素データ積算
信号がハイレベル（符号Ｓ0 ）になり、サンプルデータ
取得信号がハイレベル（符号Ａ0 ）になり、第１の実施
形態と同様に、フォーカスレンズ２２の初期位置Ｄ0 に
対応するサンプルデータＰ0 が取得される。さらにフィ
ールドインデックス信号がハイレベル（符号Ｆ1 ）であ
る間に、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅng）にな
り、ＣＣＤ３０が露光される。しかしながらこの露光に
より検出された画像信号からはサンプルデータは取得さ
れない。

【００８３】上述のようにフォーカスレンズ２２の移送
が行なわれる同一フィールド（符号Ｆ1 ）内においてＣ
ＣＤ露光信号がハイレベル（符号Ｅng）になり、ＣＣＤ
３０の露光も行なわれるが、この露光はサンプルデータ
を取得しない無効露光であるので、フォーカスレンズ２
２の移送中に、この無効露光が行なわれてもサンプルデ
ータの値には影響を及ぼさない。またフィールドインデ
ックス信号がローレベル（符号Ｆ2 ）であるとき、ＣＣ
Ｄ露光信号のみがハイレベル（符号Ｅ1 ）になり、ＣＣ
Ｄ３０の露光のみが行なわれる。以上の２点から露光時
間Ｔｅはフィールド周期Ｔｆと略等しい時間まで延長可
能である。

【００８４】この第１変形例の自動焦点調節を行なう自
動焦点調節ルーチンを図１３、図１４に示す。この自動
焦点調節ルーチンが第１の実施形態の自動焦点調節ルー
チンと異なる点は、ステップ１４５とステップ２０９が
付加されている点であり、その他の点は同様であるので
説明は省略する。

【００８５】ステップ１４０において、フィールドイン
デックス信号が変化したと判定されたとき、ステップ１
４５において、再度フィールドインデックス信号が変化
したか否かが判定される。すなわちステップ１４０の判
定において、ＣＣＤ露光信号がハイレベル（図１２に示
す符号Ｅng）になり、無効露光が行なわれ終了したこと
が検出され、ステップ１４５の判定において、ＣＣＤ露
光信号がハイレベル（図１２に示す例えば符号Ｅ0 ）に
なり、サンプルデータを取得するための有効な露光が行
なわれ、終了したことが検出される。同様にステップ２
０７の後に、ステップ２０９のフィールドインデックス
信号変化の判定を行なう理由も、無効露光が終了し、有
効露光が行なわれて終了したことを検出するためであ
る。

【００８６】以上の第１変形例においても第１の実施形
態と同様に、自動焦点調節において、画像信号に重畳す
る雑音信号の影響で合焦点が誤検出されるのを防止する
ために、現在取得した現在サンプルデータと、このデー
タより公倍サンプル数だけ過去に取得された過去サンプ
ルデータとの大小比較により、合焦点が検出され、フォ
ーカスレンズ２２は高精度に合焦せしめられる。またサ
ンプルデータが取得される毎に、現在サンプルデータと
過去サンプルデータとが比較可能であり、より高速に自
動焦点調節が行われる。さらにサンプリング周期をフィ
ールド周期Ｔｆの２倍にすることにより、フィールド周
期ＴｆまでＣＣＤ３０の露光時間を長くすることが可能
である。

【００８７】図１５から図１７を参照して第１の実施形
態の自動焦点調節装置の第２変形例について説明する。
この第２変形例の自動焦点調節は、露光時間の長さに応
じて図３に示すタイミングまたは図１２に示すタイミン
グの何れか一方を選択する構成であり、図１５に示す露
光時間決定ルーチンはステップ１０３からステップ１０
５を図９に示す露光時間決定ルーチンに追加したもので
あり、図１６および図１７に示す自動焦点調節ルーチン
はステップ１４３とステップ２０８を図１３および図１
４に追加したものである。以下第１の変形例と異なる点
についてのみ説明する。

【００８８】図１５に示すステップ１０２において、Ｃ
ＣＤ露光信号のハイレベルの時間Ｔｅがステップ１０１
において算出された露光時間に設定されると、ステップ
１０３において、算出された露光時間が所定値ｋより大
きいか否かが判定される。算出された露光時間が所定値
ｋ以下であるとき、ステップ１０４において、露光時間
の長さを示すフラグＦが「０」に設定される。一方算出
された露光時間が所定値ｋより大きいとき、露光時間の
長さを示すフラグＦが「１」に設定される。フラグＦが
「１」、「０」の何れかに設定されると、この露出時間
決定ルーチンは終了する。

【００８９】図１５に示す露出時間決定ルーチンが実行
された後、図１６、図１７に示す自動焦点調節ルーチン
が実行される。この自動焦点調節ルーチンでは、ステッ
プ１４０の処理の後に、ステップ１４３の処理が実行さ
れる。すなわちフラグＦが「１」であるか否かが判定さ
れる。フラグＦが「１」であるとき、すなわち露光時間
が比較的長いとき、ステップ１４５において、フィール
ドインデックス信号が再び変化したか否かが判定され、
ステップ１５０の処理が実行される。言い換えると、露
光時間をフィールド周期Ｔｆの時間まで延長可能な図１
２に示すタイミングでサンプルデータが取得される。こ
れに対し、ステップ１４３において、フラグＦが「１」
ではないと判定されたとき、すなわち露光時間が比較的
短いとき、ステップ１５０の処理が実行される。言い換
えると、サンプリング周期の短い図３に示すタイミング
でサンプルデータが取得される。またステップ２０８の
処理がステップ２０７の処理の後に実行され、フラグＦ
が「１」であるとき、すなわち露光時間が比較的長いと
き、図１２に示すタイミングでサンプルデータが取得さ
れ、フラグＦが「１」ではなく、露光時間が比較的短い
とき、図３に示すタイミングでサンプルデータが取得さ
れる。

【００９０】以上の第２変形例においても第１の実施形
態の自動焦点調節装置と同様に、自動焦点調節におい
て、画像信号に重畳する雑音信号の影響により合焦点が
誤検出されるのが防止され、フォーカスレンズ２２は高
精度に合焦せしめられ、高速に自動焦点調節が行われ
る。さらにＣＣＤ３０の露光時間に応じてサンプリング
周期を変化させ、露光時間が比較的長いとき、サンプリ
ング周期をフィールド周期Ｔｆの２倍にすることにより
ＣＣＤ３０が露光時間の間確実に露光され、露光時間が
比較的短いとき、サンプリング周期をフィールド周期に
定めることにより、高速に焦点調節が行われる。

【００９１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、例えばデ
ジタルカメラ等の電子スチルカメラに設けられる自動焦
点調節装置において、蛍光灯等の周期的雑音の影響によ
る合焦点の誤検出が防止され、高精度にかつ高速に合焦
点が検出され、かつ露光時間が可及的に延長可能にされ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施形態の自動焦点調節装置である
デジタルカメラを示す斜視図である。

【図２】自動焦点調節装置であるデジタルカメラを示す
ブロック図である。

【図３】自動焦点調節装置のタイミングチャートであ
る。

【図４】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデー
タ値を示す図の一例である。

【図５】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデー
タ値を示す図の一例である。

【図６】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデー
タ値を示す図の一例である。

【図７】サンプリング距離毎に取得されるサンプルデー
タ値を示す図の一例である。

【図８】通常の自動焦点調節装置のタイミングチャート
である。

【図９】露光時間を決定する露光時間決定ルーチンを示
すフローチャートである。

【図１０】自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンの
フローチャートの前半部である。

【図１１】自動焦点調節を行う自動焦点調節ルーチンの
フローチャートの後半部である。

【図１２】第１変形例のタイミングチャートである。

【図１３】第１変形例の自動焦点調節を行う自動焦点調
節ルーチンのフローチャートの前半部である。

【図１４】第１変形例の自動焦点調節を行う自動焦点調
節ルーチンのフローチャートの後半部である。

【図１５】第２変形例の露光時間を決定する露光時間決
定ルーチンを示すフローチャートである。

【図１６】第２変形例の自動焦点調節を行う自動焦点調
節ルーチンのフローチャートの前半部である。

【図１７】第２変形例の自動焦点調節を行う自動焦点調
節ルーチンのフローチャートの後半部である。

【符号の説明】

２２ フォーカスレンズ（レンズ） ３０ ＣＣＤ（撮像素子） Ｔｆ サンプリング周期 Ｔｎ 雑音周期 Ｍ 公倍サンプル数

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA31 BB04 CA21 CA28 DA01 2H051 AA00 BA47 BA66 CE07 CE08 CE14 CE16 DD17 DD20 EB04 FA47 FA48 5C022 AA13 AB17 AB26 AC42 AC54 AC69

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像素子により検出された画像信号か
   ら、サンプリング周期毎に得られるサンプルデータに基
   づいてレンズの焦点調節を行なう自動焦点装置におい
   て、 前記レンズをサンプリング距離ずつ移送する移送手段
   と、 前記撮像素子を露光するための露光信号を発生する露光
   信号発生手段と、 前記撮像素子により検出された画像信号からサンプルデ
   ータを取得するサンプルデータ取得手段とを備え、 前記レンズが前記移送手段により移送され第１のサンプ
   リング位置に配置された状態で、前記露光信号発生手段
   により発生された露光信号に応じて前記撮像素子の露光
   が終了した後、前記サンプルデータ取得手段が前記第１
   のサンプルリング位置に対応する第１のサンプルデータ
   を取得するまでの間に、前記移送手段が第２のサンプリ
   ング位置まで前記レンズを移送するようにしたことを特
   徴とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】 現在得られた現在サンプルデータを、公
   倍サンプル数分だけ過去に得られた過去サンプルデータ
   と比較して、前記レンズの合焦点を検出する合焦点検出
   手段が設けられ、前記サンプルデータ取得手段により前
   記サンプルデータを取得する周期であるサンプリング周
   期をＴｆ、前記画像信号に重畳する雑音の雑音周期をＴ
   ｎとしたとき、 Ｍ・Ｔｆ＝Ｎ・Ｔｎ この関係式の関係を満たす整数Ｍと整数Ｎを用いて、前
   記公倍サンプル数が定められることを特徴とする請求項
   １に記載の自動焦点調節装置。
3. 【請求項３】 前記公倍サンプル数が前記整数Ｍである
   ことを特徴とする請求項２に記載の自動焦点調節装置。
4. 【請求項４】 前記合焦点検出手段が前記レンズの合焦
   点を検出したとき、前記移送手段が前記レンズを戻り距
   離だけ戻すことを特徴とする請求項３に記載の自動焦点
   調節装置。
5. 【請求項５】 前記戻り距離が前記サンプリング距離の
   戻りサンプリング数倍であり、この戻りサンプリング数
   が、前記戻りサンプリング数をＲとし、前記整数Ｍを用
   いたとき、 Ｒ＝（（Ｍ＋１）／２）＋１ この式の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載
   の自動焦点調節装置。
6. 【請求項６】 前記移送手段が前記レンズを移送可能な
   範囲が、前記レンズの有効範囲より前記戻り距離の２倍
   だけ広い範囲であることを特徴とする請求項５に記載の
   自動焦点調節装置。
7. 【請求項７】 前記サンプリング周期がフィールド周期
   であることを特徴とする請求項６に記載の自動焦点調節
   装置。
8. 【請求項８】 前記サンプリング周期がフィールド周期
   の２倍であり、第１のフィールド周期内に、前記第１の
   サンプリング位置に前記レンズが配置された状態で前記
   撮像素子が露光され、第２のフィールド周期内に、前記
   移送手段により前記レンズが前記第２のサンプリング位
   置まで移送され、前記サンプルデータ取得手段により前
   記第１のサンプルデータが取得されることを特徴とする
   請求項６に記載の自動焦点調節装置。
9. 【請求項９】 前記撮像素子を露光する露光時間が比較
   的短いとき、前記サンプリング周期がフィールド周期に
   定められ、前記撮像素子を露光する時間が比較的長いと
   き、前記サンプリング周期がフィールド周期の２倍に定
   められることを特徴とする請求項６に記載の自動焦点調
   節装置。