JP2000121924A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低コントラストの被写体や低輝度環境下におい
ても精度の高い焦点検出結果を得ると共に、省電力化に
寄与し得る自動焦点調節装置を提供する。 【解決手段】被写体像を結像させる撮影光学系と、撮影
光学系を透過した被写体光束を電気的な信号に光電変換
する撮像手段５と、撮像手段により変換された撮影画像
信号から高周波成分を検出する高周波成分検出手段１４
と、撮影光学系の焦点位置を調整する駆動手段２２と、
高周波成分検出手段の出力に基いて駆動手段を制御する
駆動制御手段１９と、被写体に補助光を照射するための
補助光発光手段２８と、撮像手段により取得された撮影
画像信号の高周波成分量に応じて補助光発光手段による
発光量を制御する発光量制御手段１５とを具備して構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動焦点調節装
置、詳しくは撮影光学系により結像される被写体像を光
電変換する撮像素子を利用して電気的な画像信号を取得
する電子的撮像装置等に使用される自動焦点調節装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、撮影光学系によって結像された被
写体像をＣＣＤ等の撮像素子を利用して電気信号に光電
変換し、これにより得られた画像信号を記録媒体等に記
録するように構成された電子スチルカメラ等の電子的撮
像装置等が広く普及している。

【０００３】このような電子的撮像装置等においては、
例えば撮像素子によって取得した画像信号に含まれる高
周波成分量の差異（コントラスト）に基いて被写体像の
合焦状態を検出する、いわゆるコントラスト検出方式の
自動焦点検出装置を有し、この自動焦点検出装置による
焦点検出結果に基づいて自動的に撮影光学系の焦点位置
を調節するように構成された自動焦点調節手段であるオ
ートフォーカス手段を具備したものが一般的に実用化さ
れている。なお、以下の説明においては、このようなＡ
Ｆ手段、即ちコントラスト検出方式の自動焦点検出装置
によって焦点調節を行なうＡＦ手段を「イメージャＡＦ
手段」というものとする。

【０００４】しかし、このようなイメージャＡＦ手段を
用いて焦点検出動作を行なう場合において、例えば被写
体のコントラストが低い場合や被写体の明るさが暗い
（被写体輝度が低い）低輝度環境下では、画像信号に対
するノイズの影響が大きくなる等に起因して焦点検出精
度が悪化したり、焦点位置を検出するまでに要する時間
が長くなってしまう場合がある。

【０００５】そこで、従来の電子的撮像装置等に用いら
れる自動焦点調節装置においては、被写体に対して補助
的な照明光束（以下、ＡＦ補助光という）を照射する補
助光発光手段を設けるようにし、低コントラストの被写
体や低輝度環境下において焦点検出動作（ＡＦ動作）を
実行する場合には、補助光発光手段によるＡＦ補助光を
被写体に向けて照射することによって、被写体のコント
ラストを高めたり被写体輝度を高めるようにしたものに
ついての提案が種々なされており、また一般的にも実用
化されている。このような手段によれば撮影環境の明暗
や被写体のコントラストに関わらず焦点検出動作を容易
に実行することができるという利点がある。

【０００６】一方、従来の電子的撮像装置等における自
動焦点調節装置としては、上述のイメージャＡＦ手段と
は異なる方式のものが、例えば特開平５−２１００４３
号等によって実用化されており、また種々の提案が多く
なされている。

【０００７】上記特開平５−２１００４３号公報に開示
されている自動焦点調節装置は、上述したようなコント
ラスト検出方式のＡＦ手段に加えて、これとは異なる方
式のＡＦ手段であるアクティブ方式のＡＦ手段を備えて
構成されたものである。

【０００８】このアクティブ方式のＡＦ手段とは、赤外
光等を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光手段
と、この発光手段からの照射光の被写体による反射光を
受光する光位置検出素子（ＰＳＤ；Ｐosition Ｓensiti
ve Ｄevice）等の受光手段とを有してなるものである。
つまり、発光手段によって赤外光等を被写体に向けて照
射すると、この照射光は被写体によって反射されて受光
手段によって受光される。このときの受光手段の出力を
検出することにより、照射光と反射光とのなす角度から
被写体までの距離（以下、被写体距離という）を算出す
る三角測量法を応用したものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
自動焦点調節装置においては、上述のように補助光発光
手段を用いたイメージャＡＦ手段による焦点検出動作を
行なう場合、補助光発光手段による補助光の発光量は、
被写体のコントラストや明るさ等を考慮することなく、
所定の発光量によって照射するようにしているのが普通
である。したがって、撮影を行なおうとする被写体によ
っては、補助光の発光量が不足したり、また必要以上の
発光量を照射してしまうことがある。したがって、補助
光の発光量が不足するようなときには、これに起因して
確実な焦点検出結果を得ることができない場合がある。
また、必要以上の発光量となるようなときにも、同様に
確実な焦点検出結果を得ることができなかったり、無駄
な電力を消費することになる等の問題点がある。

【００１０】一方、上記特開平５−２１００４３号公報
に開示されている手段等のように、アクティブ方式のＡ
Ｆ手段を別途備える場合には、ＬＥＤやＰＳＤ等の新た
な構成部材が必要となるので、これを配設する電子的撮
像装置等の装置自体が大型化してしまうという問題点が
ある。

【００１１】さらに、単一の電子的撮像装置に対して複
数の自動焦点調節装置（ＡＦ手段）を配設することにな
るので、必要に応じて適切なＡＦ手段に切り換える切換
制御等を行なう必要が生じることから、その制御回路等
が複雑になってしまうと共に、製造コストが上昇し、よ
って高価なものになってしまうという問題点もある。

【００１２】本発明は、上述した点に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、電子的撮像装置
等に使用されるコントラスト検出方式の自動焦点調節装
置において、補助光発光手段の発光量を効率的に制御し
て最適な発光量で被写体を照射することにより、低コン
トラストの被写体や低輝度環境下においても、精度の高
い焦点検出結果を得ると共に、省電力化に寄与すること
のできる自動焦点調節装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明による自動焦点調節装置は、被写体像を
結像させる撮影光学系と、この撮影光学系を透過した被
写体光束を電気的な信号に光電変換する撮像手段と、こ
の撮像手段により変換された撮影画像信号から高周波成
分を検出する高周波成分検出手段と、上記撮影光学系の
焦点位置を調整する駆動手段と、上記高周波成分検出手
段の出力に基いて上記駆動手段を制御する駆動制御手段
と、被写体に補助光を照射するための補助光発光手段
と、上記撮像手段により取得された撮影画像信号の高周
波成分量に応じて上記補助光発光手段による発光量を制
御する発光量制御手段とを具備してなることを特徴とす
る。

【００１４】また、第２の発明による自動焦点調節装置
は、被写体像を結像させる撮影光学系と、この撮影光学
系を透過した被写体光束を電気的な信号に光電変換する
撮像手段と、この撮像手段により変換された撮影画像信
号から高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、上
記撮影光学系の焦点位置を調整する駆動手段と、上記高
周波成分検出手段の出力に基いて上記駆動手段を制御す
る駆動制御手段と、被写体の明るさを検出する測光手段
と、被写体に補助光を照射するための補助光発光手段
と、上記測光手段による検出結果に応じて上記補助光発
光手段による発光量を制御する発光量制御手段とを備え
てなることを特徴とする。

【００１５】そして、第３の発明による自動焦点調節装
置は、被写体像を結像させる撮影光学系と、この撮影光
学系を透過した被写体光束を電気的な信号に光電変換す
る撮像手段と、この撮像手段により変換された撮影画像
信号から高周波成分を検出する高周波成分検出手段と、
上記撮影光学系の焦点位置を調整する駆動手段と、上記
高周波成分検出手段の出力に基いて上記駆動手段を制御
する駆動制御手段と、被写体の明るさを検出する測光手
段と、被写体に補助光を照射するための補助光発光手段
と、上記高周波成分検出手段による被写体の高周波成分
量及び上記測光手段による被写体の明るさの検出結果と
によって所定の評価値を演算する演算手段と、この演算
手段により算出された上記所定の評価値に基いて上記補
助光発光手段による発光量を制御する発光量制御手段と
を備えてなることを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図示の実施の形態によって
本発明を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の
自動焦点調節装置を有する電子的撮像装置を示すブロッ
ク構成図である。

【００１７】本実施形態の自動焦点調節装置を備えた電
子的撮像装置１は、変倍光学系（ズーム光学系）を構成
するズームレンズ群２及び合焦光学系を構成するフォー
カスレンズ群３等からなる撮像光学系及びこの撮影光学
系を透過する光束の光量を調整する光量調節手段であり
露光手段である絞り部４等からなる撮影レンズ鏡筒３１
と、撮影光学系により結像された被写体像を光電変換す
る撮像手段であるＣＣＤ等の固体撮像素子（以下、ＣＣ
Ｄという）５と、このＣＣＤ５によって光電変換された
電気信号を受けて各種の画像処理を施すことにより所定
の画像信号を生成する撮像回路６と、この撮像回路６に
より生成された画像信号（アナログ信号）をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換回路７と、このＡ／Ｄ変換回路
７の出力を受けて画像信号を一時的に記憶する一時記憶
手段であるバッファメモリ等のメモリ８と、メモリ８に
一時記憶された画像信号を読み出してこれをアナログ信
号に変換すると共に再生出力に適する形態の画像信号に
変換するＤ／Ａ変換回路９と、この画像信号を画像とし
て表示する液晶表示装置（ＬＣＤ）等の画像表示装置
（以下、ＬＣＤという）１０と、データ化された画像信
号等を記録する記録媒体であり半導体メモリ等からなる
記録用メモリ１２と、メモリ８に一時記憶された画像信
号を読み出してこれを記録用メモリ１２に対して記録に
適する形態とするために画像信号の圧縮処理や符号化等
のデータ化を施す圧縮回路及び記録用メモリ１２に記録
された画像データを再生表示等を実行するのに最適な形
態とするために復号化や伸長処理等を施す伸長回路とか
らなる圧縮／伸長回路１１と、本電子的撮像装置１の全
体を制御するＣＰＵ等の制御手段（以下、ＣＰＵとい
う）１５と、Ａ／Ｄ変換回路７からの出力を受けて自動
露光動作（ＡＥ）を行なうのに必要なＡＥ信号を検出す
るＡＥ処理回路１３と、同様にＡ／Ｄ変換回路７からの
出力を受けて自動焦点調節動作（オートフォーカス（Ａ
Ｆ））を行なうのに必要なＡＦ信号を検出するＡＦ処理
回路１４と、所定のタイミング信号を発生させるタイミ
ングジェネレータ（以下、ＴＧという）１６と、ＣＣＤ
５の駆動制御を行なうＣＣＤドライバ１７と、絞り部４
を駆動する第１モータである絞り駆動モータ２１と、こ
の絞り駆動モータ２１を駆動制御する第１モータ駆動回
路１８と、フォーカスレンズ群３を駆動する駆動手段で
あり第２モータであるフォーカスモータ２２と、このフ
ォーカスモータ２２を駆動制御する駆動制御手段である
第２モータ駆動回路１９と、ズームレンズ群２を駆動す
る第３モータであるズームモータ２３と、このズームモ
ータ２３を駆動制御する第３モータ駆動回路２０と、本
電子的撮像装置１を構成する各電気回路等に電力を供給
する電源電池（以下、単に電池という）２６と、ＣＰＵ
１５に電気的に接続されこれを介して各種の制御等を行
なうプログラムや各種の動作を行なわしめるために使用
するデータ等が予め記憶されており、電気的に書き換え
可能な読み出し専用メモリ等のＥＥＰＲＯＭ２５と、Ｃ
ＰＵ１５に電気的に接続されており各種の動作を行なわ
しめる指令信号を発生させてこれをＣＰＵ１５に伝達す
る各種の操作スイッチ群からなる操作ＳＷ２４と、被写
体に向けてＡＦ補助光を照射する補助光発光手段である
ＡＦ補助光発光部２８と、このＡＦ補助光発光部２８に
よる閃光発光の開閉（オン／オフ）や発光量の制御を行
なう発光制御手段又は発光量制御手段としてのスイッチ
ング回路２７等によって構成されている。

【００１８】なお、電子的撮像装置１における画像デー
タ等の記録媒体１２としては、例えばフラッシュメモリ
等の固定型の半導体メモリや、カード形状やスティック
形状からなり、装置に対して着脱自在に形成されるカー
ド型フラッシュメモリ等の半導体メモリのほか、ハード
ディスクやフロッピーディスク等の磁気記憶媒体等、様
々な形態のものが適用され得る。本電子的撮像装置１の
記録媒体としては、上述のように半導体メモリ等の記録
用メモリ１２が適用されている。

【００１９】操作ＳＷ２４としては、例えば本電子的撮
像装置１を起動させ電源供給を行なわしめるための指令
信号を発生させる主電源スイッチや、撮影動作（記録動
作）等を開始させるための指令信号を発生させるレリー
ズスイッチ、再生動作を開始させるための指令信号を発
生させる再生スイッチ、撮影光学系のズームレンズ群２
を移動させて変倍動作を開始させるための指令信号を発
生させるズームスイッチ（ズームアップＳＷ及びズーム
ダウンＳＷ）等がある。

【００２０】また、レリーズＳＷは、撮影動作に先立っ
て行なうＡＥ処理及びＡＦ処理を開始させる指示信号を
発生させる第１段スイッチ（以下、１ｓｔ．レリーズＳ
Ｗという）と、実際の露光処理を開始させる指示信号を
発生させる第２段スイッチ（以下、２ｎｄ．レリーズＳ
Ｗという）との二段スイッチによって構成された一般的
なものが使用されている。

【００２１】このように構成された本実施形態の自動焦
点調節装置を備えた電子的撮像装置における動作を、以
下に説明する。まず、本電子的撮像装置１の撮影レンズ
鏡筒３１における撮影光学系を透過した被写体からの光
束（以下、被写体光束という）は、絞り部４によってそ
の光量が調整された後、ＣＣＤ５の受光面に至りここに
被写体像が結像される。なお、絞り部４は、通常の状態
又は１ｓｔ．レリーズ信号を受けて行なわれるＡＥ処理
の実行時には開放状態となっており、２ｎｄ．レリーズ
信号を受けて開始される露光処理（後述する図２のステ
ップＳ７の処理）の実行時に駆動され所定の位置に設定
される。

【００２２】ＣＣＤ５の受光面状に結像された被写体像
は、同ＣＣＤ５による光電変換処理により電気的な信号
に変換されて撮像回路６に出力される。この撮像回路６
では、上述したようにＣＣＤ５から入力された信号に対
して各種の画像処理が施され、これによって所定の画像
信号が生成される。この画像信号は、Ａ／Ｄ変換回路７
に出力されてデジタル信号（画像データ）に変換された
後、メモリ８に一時的に格納される。

【００２３】メモリ８に格納された画像データは、Ｄ／
Ａ変換回路９へと出力されてアナログ信号に変換される
と共に表示出力するのに最適な形態の画像信号に変換さ
れた後、ＬＣＤ１０に画像として表示出力される。つま
り、このＬＣＤ１０は、撮影モードにあるときには、Ｃ
ＣＤ５により取得した画像信号を連続的に表示し続ける
ことによって、撮影範囲を決定するためのファインダ手
段としての役目をしている。

【００２４】一方、２ｎｄ．レリーズ信号を受けて露光
処理が実行されると、その指令信号の発生時点において
メモリ８に格納されている画像データは、圧縮／伸長回
路１１にも出力される。このとき同画像データに対して
は、圧縮／伸長回路１１の圧縮回路によって圧縮処理が
施され、その後、記録するのに最適な形態の画像データ
に変換されて記録用メモリ１２に記録される。

【００２５】また、操作ＳＷ２４のうち再生動作を行な
うべき指令信号を発生させる再生ＳＷ（図示せず）が操
作されオン状態になると、これによって再生動作が開始
される。すると、記録用メモリ１２に圧縮された形態で
記録されている画像データは圧縮／伸長回路１１に出力
され、伸長回路によって復号化処理や伸長処理等が施さ
れた後、メモリ８に出力されて一時的に記憶される。さ
らに、この画像信号はＤ／Ａ変換回路９に出力され、こ
こでアナログ信号化されて表示出力するのに最適な形態
の画像信号に変換された後、ＬＣＤ１０に出力されて再
生表示がなされる。

【００２６】他方、Ａ／Ｄ変換回路７によってデジタル
化された画像データは、上述のメモリ８とは別にＡＥ処
理回路１３及びＡＦ処理回路１４に対しても出力され
る。まずＡＥ処理回路１３においては、入力されたデジ
タル画像信号を受けて一画面分の画像データの輝度値に
対して累積加算等の演算処理等が行なわれる。これによ
り被写体の明るさに応じたＡＥ評価値が算出される。こ
のＡＥ評価値はＣＰＵ１５に出力される。つまり、ＡＥ
処理回路１３は、ＣＣＤ５により取得された画像信号に
基いて被写体の明るさを検出する輝度検出手段であり測
光手段の役目をしている。

【００２７】次にＡＦ処理回路１４においては、入力さ
れたデジタル画像信号を受けて一画面分の画像データの
高周波成分がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等を介して抽
出され、これに対して累積加算等の演算処理等が行なわ
れる。これによって高域側の輪郭成分量等に対応するＡ
Ｆ評価値が算出される。そして、このＡＦ評価値はＣＰ
Ｕ１５に出力される。このようにＡＦ処理回路１４は、
ＡＦ処理を行なう過程において、ＣＣＤ５によって生成
された画像信号から所定の高周波成分を検出する高周波
成分検出手段の役目をしている。

【００２８】また、ＴＧ１６からは所定のタイミング信
号がＣＰＵ１５・撮像回路６・ＣＣＤドライバ１７へと
出力されており、ＣＰＵ１５は、このタイミング信号に
同期させて各種の制御を行なう。また、撮像回路６は、
ＴＧ１６のタイミング信号を受けて、これに同期させて
色信号の分離等の各種の画像処理を行なう。さらに、Ｃ
ＣＤドライバ１７は、ＴＧ１６のタイミング信号を受け
て、これに同期させてＣＣＤ５の駆動制御を行なう。

【００２９】また、ＣＰＵ１５は、第１モータ駆動回路
１８・第２モータ駆動回路１９・第３モータ駆動回路２
０をそれぞれ制御することによって、絞り駆動モータ２
１・フォーカスモータ２２・ズームモータ２３を介して
絞り部４・フォーカスレンズ群３・ズームレンズ群２を
それぞれ駆動制御している。

【００３０】つまり、ＣＰＵ１５は、ＡＥ処理回路１３
において算出されるＡＥ評価値等に基いて第１モータ駆
動回路１８を制御して絞りモータ２１を駆動すること
で、絞り部４の絞り量を適正なものとなるように調整す
るＡＥ制御を行なう。

【００３１】さらに、ＣＰＵ１５は、ＡＦ処理回路１４
において算出されるＡＦ評価値からの出力等に基いて、
第２モータ駆動回路１９を介してフォーカスモータ２２
を駆動制御することによりフォーカスレンズ群３を駆動
して、これを合焦状態となるように所定の位置に移動さ
せるＡＦ制御を行なう。したがってフォーカスモータ２
２及び第２モータ駆動回路１９は、フォーカスレンズ群
３を移動させることで合焦調節動作を行なう合焦調節駆
動手段としての役目をしている。

【００３２】また、操作ＳＷ２４のうちズームＳＷ（図
示せず）が操作された場合においては、これを受けてＣ
ＰＵ１５は、第３モータ駆動回路２０を介してズームモ
ータ２３を駆動制御することによりズームレンズ群２を
光軸方向に移動させるズーム制御を行なう。したがって
ズームモータ２３及び第３モータ駆動回路２０は、ズー
ムレンズ群２を移動させることにより撮影光学系の変倍
動作（ズーム動作）を行なわしめるズーム駆動手段の役
目をしている。

【００３３】そして、ＣＰＵ１５は、ＡＥ処理回路１３
において算出されるＡＥ評価値やＡＦ処理回路１４にお
いて算出されるＡＦ評価値等からの出力に基いて、スイ
ッチング回路２７を介してＡＦ補助光発光部２８を制御
して、ＡＦ動作時におけるＡＦ補助光の発光量の調整を
行なう。

【００３４】次に、本電子的撮像装置において撮影処理
が実行される際の作用を図２のフローチャートによっ
て、以下に説明する。本電子的撮像装置１の主電源ＳＷ
がオン状態にあって、同装置１の動作モードが撮影（記
録）モードに設定された状態、即ち撮影待機状態にある
場合に、この撮影処理のシーケンスは実行される。

【００３５】まずステップＳ１において、ＣＰＵ１５
は、１ｓｔ．レリーズＳＷの状態を確認する。ここで、
使用者によってレリーズＳＷが操作され１ｓｔ．レリー
ズＳＷがオン状態となったことをＣＰＵ１５が確認する
と、次のステップＳ２の処理に進み、通常のＡＥ処理が
実行され、続いてステップＳ３において、ＣＰＵ１５
は、上述のＡＥ処理の結果を参照して所望の被写体を含
む撮影画像信号の状態が暗いか否かを判断する。このと
きの暗いか否かの判断基準は、イメージャＡＦ手段によ
るＡＦ処理を行なうに際してＡＦ補助光の発光が必要か
否かの輝度情報等の基準であって、例えば実験的に取得
されたデータ等に基いて予め設定されているものであ
る。そして、この基準値は、予めＥＥＰＲＯＭ２５に格
納されており、ＣＰＵ１５は、このステップＳ３の処理
を実行するに際してＥＥＰＲＯＭ２５から読み出した基
準値を参照し、これとＡＥ処理結果との比較を行なう。

【００３６】このステップＳ３において、所望の被写体
を含む撮影画像信号の状態が暗い状態にあると判断され
た場合には、ステップＳ７の処理に進み、ＣＰＵ１５
は、このステップＳ７において、スイッチング回路２７
を介してＡＦ補助光発光部２８を一回だけ所定の発光量
で発光させる。そして、この発光動作の間にＣＰＵ１５
は、次のステップＳ８においてＡＦ処理回路１４を制御
して所望の被写体を含む撮影画面全体の高周波成分を取
得する。続けてＣＰＵ１５は、ステップ９において上述
のステップＳ８で取得された高周波成分量に基づいて実
際のＡＦ動作時に発光すべきＡＦ補助光の発光量を演算
し、次のステップＳ１０の処理に進み、このステップＳ
１０において、ＣＰＵ１５は、上述のステップＳ９で算
出された発光量によりＡＦ補助光を照射しながらＡＦ処
理を実行する。このＡＦ処理の実行後は、ステップＳ５
の処理に進む。

【００３７】一方、上述のステップＳ３において、被写
体が充分に明るい状態にあると判断された場合には、ス
テップＳ４の処理に進み、このステップＳ４において、
補助光を発光させずに通常のイメージャＡＦ処理を実行
した後、次のステップＳ５の処理に進む。

【００３８】このようにして所定のＡＦ処理が実行され
た後、それぞれの場合において、ステップＳ５の処理に
進むと、このステップＳ５において、ＣＰＵ１５は２ｎ
ｄ．レリーズＳＷからの指示信号の確認を行ない、同信
号が確認された場合には、次のステップＳ６において実
際の露光処理が実行される。そして、この露光処理が完
了すると一連の撮影処理のシーケンスは終了する（エン
ド）。

【００３９】ここで、上述のステップＳ８の処理によっ
て得られた高周波成分に基づいて次のステップＳ９の処
理で行なわれる高周波成分取得演算処理について、詳述
する。図３は、本電子的撮像装置において高周波成分の
検出を行なった結果を示す図であって、被写体のコント
ラストが異なる場合におけるそれぞれの画像信号の高周
波成分量を示している。

【００４０】通常、ＣＣＤ５によって取得される画像信
号の高周波成分量は、被写体によって異なる。つまり、
所定の異なる被写体に対してＡＦ補助光を所定の発光量
で照射した場合（ステップＳ７参照）、ＣＣＤ５により
取得される画像信号の高周波成分量は、それぞれの被写
体により差異が生ずる。

【００４１】図３において符合Ｐ１で示す曲線は、コン
トラストの高い被写体（高コントラストの被写体Ｐ１）
の場合におけるフォーカスレンズ群３の各位置に応じた
高周波成分量の変位を示している。また、同図において
符合Ｐ２で示す曲線は、コントラストの低い被写体（低
コントラストの被写体Ｐ２）の場合の高周波成分量の変
位を示している。

【００４２】高コントラストの被写体Ｐ１に対応する高
周波成分量の変位と、低コントラストの被写体Ｐ２の対
応する高周波成分量の変位とを比較してみると、高コン
トラストの被写体Ｐ１では、レンズ位置が合焦位置（ピ
ーク値）に無い場合（非合焦位置；例えば符合Ｃに対応
する位置）であっても、低コントラストの被写体Ｐ２の
ピーク値Ｂよりも高周波成分量は多い状態になっている
（Ｃ＞Ｂ）。したがって、撮影環境がある程度暗い場合
であっても、高コントラストの被写体Ｐ１は、低コント
ラストの被写体Ｐ２に比べて合焦し易いものと言える。

【００４３】そこで、本電子的撮像装置１においては、
ＡＦ動作を実行する際に高精度に合焦位置(焦点位置）
の検出を行ない得るための最適な所定の値として閾値Ｂ
ＡＳＥを予め設定しておき、この閾値ＢＡＳＥをイメー
ジャＡＦ動作を行なう際のＡＦ補助光の発光量を制御す
るための基準値としている。なお、この閾値ＢＡＳＥ
は、具体的には実験等によって設定されるものであっ
て、予めＥＥＰＲＯＭ２５に格納されているものであ
る。そして、この閾値ＢＡＳＥ等は、上述のステップＳ
９の処理を行なう際にＣＰＵ１５によって読み出され、
これが参照されることによりステップＳ１０におけるＡ
Ｆ処理でのＡＦ補助光の発光制御が行なわれる。

【００４４】つまり、上述したようにステップＳ３にお
いて、ＡＥ結果（ＡＥ評価値）を参照して所望の被写体
を含む撮影画像信号の状態が暗いと判断されると、ＡＦ
補助光の発光を伴ったＡＦ動作を実行する旨の決定がな
される。すると、まずステップＳ７・Ｓ８において所定
の光量によるＡＦ補助光の発光動作が行なわれて、その
ときの撮影画像信号の高周波成分が検出される。これに
より、フォーカスレンズ群３の各位置に応じた高周波成
分量の変位曲線（図３参照）が形成される。このように
して取得された高周波成分量とＥＥＰＲＯＭ２５から読
み出した閾値ＢＡＳＥとに基づいて、次のステップＳ９
では、同撮影画像信号（被写体）に最適となる発光量が
所定の演算処理により算出される。そして、このように
して算出された発光量により、次のステップＳ１０の処
理が実行される。

【００４５】例えば上述のステップＳ８で取得された高
周波成分量のピーク値が閾値ＢＡＳＥよりも高い（高周
波成分量が多い）場合には、ステップＳ１０のＡＦ処理
時におけるＡＦ補助光の発光量を、上述のステップＳ７
の処理における所定の発光量よりも少ない発光量とする
ように制御がなされる。これにより、無駄な発光が抑止
される。

【００４６】また、上述のステップＳ８で取得された高
周波成分量のピーク値が閾値ＢＡＳＥ以下となる（高周
波成分量が少ない）場合には、ステップＳ１０のＡＦ処
理時におけるＡＦ補助光の発光量は、上述のステップＳ
７の処理における所定の発光量よりも多くの発光量とな
るように制御がなされる。これにより、補助光の発光量
が不足することなく適切な発光量で被写体を照射し、同
被写体のコントラストを高める。

【００４７】以上説明したように上記第１の実施形態に
よれば、低輝度環境下における撮影時においては、実際
の露光処理を実行するに先立ってＡＦ補助光発光部２８
によるＡＦ補助光を利用したＡＦ処理を行なうようにし
ている。このＡＦ処理を行なう際には、被写体のコント
ラスト、即ち撮影画像信号の高周波成分量に応じてＣＰ
Ｕ１５は、スイッチング回路２７を介してＡＦ補助光発
光部２８による発光量を制御して、適量のＡＦ補助光に
より効率的に発光を行なうようにしたので、被写体の状
態に関わらず常に高精度での焦点検出結果を得ることが
できる。また、適切な発光量の制御を行なうようにした
ので、無駄な発光動作を抑えて省電力化に寄与すること
もできる。

【００４８】なお、上述の第１の実施形態においては、
ＡＦ補助光の発光量の演算処理（図２のステップＳ９）
を、撮影画像信号の高周波成分量（被写体のコントラス
ト）のみに基づいて所定の発光量演算処理を行なうよう
にしているが、さらに被写体の明るさをも考慮して、被
写体に応じて適切となる発光量を演算するようにしても
良い。この場合における例について、以下に説明する。

【００４９】図４は、上記第１の実施形態の自動焦点調
節装置を有する電子的撮像装置の撮影処理のシーケンス
において行なわれるＡＦ補助光の発光量の演算処理につ
いての別の実施形態を示し、明るさと高周波成分量に基
づいて発光量の制御を行なう場合の例を説明する図であ
る。なお、図４では、縦軸に高周波成分量を、横軸に明
るさ（輝度）をそれぞれ示している。また、この別の実
施形態では、これを適用する電子的撮像装置自体の構成
(図１参照）及び作用の流れ（図２参照）は、上述の第
１の実施形態と略同様であるので、その図示は省略して
いる。

【００５０】通常の場合、自動焦点検出装置において
は、ＡＦ補助光発光部２８によるＡＦ補助光の発光動作
を行なっても被写体が暗いために、図４に示す所定の輝
度値Ｂｘよりも低い輝度値となる場合、例えば低輝度時
において、被写体距離が所定の距離よりも遠距離にある
場合等では、焦点検出動作は不可能となる。また、同様
に所定の高周波成分量Ｃｘよりも被写体の高周波成分量
が少ない（低コントラストである）場合にも焦点検出動
作は不可能である。このように焦点検出が困難又は不可
能となる領域、即ち図４において符合Ｋで示す［検出不
可能領域］が規定される。

【００５１】一方、所定の輝度値Ｂｙ以上となる場合で
あってかつ所定の高周波成分量Ｃｙ以上となる場合に
は、充分なコントラストを有する被写体であり、その撮
影環境も明るいものであると推定される。したがって、
ＡＦ処理時におけるＡＦ補助光の発光動作を行なわずと
も、確実に焦点検出結果を得ることができるものと考え
られる。つまり、図４において示す線分Ｂｙ−Ｃｙを基
準とする右側領域（斜線部分）は、ＡＦ補助光を必要と
しない［検出可能領域］（符合Ｌで示す）として規定す
ることができる。

【００５２】このようにして規定された各領域Ｋ・Ｌ以
外の部分、即ち図４において示す領域Ｍ（符合Ｄ・Ｅ・
Ｆの三点により囲まれた領域）が、ＡＦ補助光の発光動
作を伴って焦点検出動作を行なうべき領域であって［補
助光を必要とする領域］(符合Ｍで示す）として規定さ
れることになる。

【００５３】そして、本電子的撮像装置では、図４の線
分Ｂｙ−Ｃｙ上の線分Ｅ−Ｆを、イメージャＡＦ動作を
行なう際のＡＦ補助光の発光量を適切に制御し得るため
の基準となる閾値として設定している。つまり、この閾
値は、上述の所定の輝度値Ｂｘ・Ｂｙや所定の高周波成
分量Ｃｘ・Ｃｙ等の各所定値によって規定される。な
お、この閾値は、例えば実験等によって求められる所定
の値であって、ＣＣＤ５等のタイプ等に違い等によって
電子的撮像装置ごとに異なる値が設定されるものであ
る。そして、これらの所定の値（Ｂｘ，Ｂｙ，Ｃｘ，Ｃ
ｙ）及び閾値は、予めＥＥＰＲＯＭ２５に記憶されてお
り、上述のステップＳ９の処理を行なう際にＣＰＵ１５
は、これを読み出し参照することによって、次のステッ
プＳ１０におけるＡＦ処理でのＡＦ補助光の発光制御を
行なう。

【００５４】つまり、図２のステップＳ３において、Ａ
Ｅ結果（ＡＥ評価値）を参照して所望の被写体を含む撮
影画像信号の状態が暗いと判断されると、ＡＦ補助光の
発光を伴ったＡＦ動作を実行する旨の決定がなされる。
すると、まずステップＳ７・Ｓ８において所定の光量に
よるＡＦ補助光の発光動作が行なわれて、そのときの撮
影画像信号の高周波成分量が検出される。このようにし
て取得された高周波成分量及びステップＳ２のＡＥ処理
で得られたＡＥ測光結果とＥＥＰＲＯＭ２５から読み出
した閾値とに基づいて、次のステップＳ９において、同
撮影画像信号（被写体）に最適な発光量の演算がなされ
る。そして、算出された発光量によって、ステップＳ１
０の処理が実行される。

【００５５】例えばＡＥ結果（被写体の明るさ；輝度）
と取得された高周波成分量のピーク値とによって規定さ
れる関係（被写体の状態；特性）が図４の符合Ｐで示す
値となる場合には、ステップＳ１０のＡＦ処理時におけ
るＡＦ補助光の発光によって［検出可能領域］に達する
状態となるまで、即ち同図の線分Ｅ−Ｆ上の符合Ｑの位
置に対応する輝度値となるように発光量の補足を行なう
制御がなされる。この場合におけるＡＦ補助光の発光量
は、符合Ｑの輝度値から符合Ｐの輝度値を減じた値（Ｑ
−Ｐ）となる。

【００５６】これによれば本実施形態においても、上述
の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さ
らに被写体の明るさをも考慮してＡＦ処理時におけるＡ
Ｆ補助光の発光量の制御を行なうようにしたので、より
精度の高い焦点検出結果を得ることができる。

【００５７】次に、本発明の第２の実施形態の自動焦点
調節装置を備えた電子的撮像装置について、以下に説明
する。本実施形態の構成は、上述の第１の実施形態と全
く同様であって、その撮影処理のシーケンスが若干異な
るのみである。したがって、その構成についての図示は
省略し図１を参照するものとする。

【００５８】本実施形態の自動焦点調節装置を有する電
子的撮像装置において、撮影処理のシーケンスにおける
ＡＦ処理時のＡＦ補助光の発光量の演算処理では、被写
体の明るさ情報のみに基づいた演算処理を行なうように
している。即ち、図５は、本発明の第２の実施形態の自
動焦点調節装置を備えた電子的撮像装置において撮影処
理が実行される際の作用を示すフローチャートである。

【００５９】まず、ステップＳ１１において、ＣＰＵ１
５は、１ｓｔ．レリーズＳＷの状態を確認する。ここ
で、１ｓｔ．レリーズＳＷのオン状態が確認されると、
次のステップＳ１２の処理に進み、通常のＡＥ処理が実
行され、続いてステップＳ１３において、ＣＰＵ１５
は、上述のＡＥ処理の結果を参照して所望の被写体を含
む撮影画像信号の状態が暗いか否かを判断する。このと
きの判断基準は、上述の第１の実施形態と同様にイメー
ジャＡＦ手段によるＡＦ処理を行なうに際してＡＦ補助
光の発光が必要か否かの輝度情報等の基準であって、予
めＥＥＰＲＯＭ２５に格納されているものである。ＣＰ
Ｕ１５は、このステップＳ１３の処理を実行するに際し
てＥＥＰＲＯＭ２５から読み出した基準値を参照し、こ
れとＡＥ処理結果との比較を行なう。

【００６０】このステップＳ１３において、所望の被写
体を含む撮影画像信号の状態が暗い状態にあると判断さ
れた場合には、ステップＳ１７の処理に進み、このステ
ップＳ１７において、ＣＰＵ１５は、ステップＳ１２の
ＡＥ処理によって算出されたＡＥ結果（ＡＥ評価値）に
応じてＡＦ動作時に発光すべきＡＦ補助光の発光量の演
算を行ない、次のステップＳ１８の処理に進み、このス
テップＳ１８において、ＣＰＵ１５は、上述のステップ
Ｓ１７で算出された発光量によってＡＦ補助光発光部２
８を制御してＡＦ補助光の発光を伴うＡＦ処理を実行す
る。このＡＦ処理の実行後は、ステップＳ１５の処理に
進む。

【００６１】一方、上述のステップＳ１３において、Ａ
Ｅ処理の結果、被写体が充分に明るい状態にあると判断
された場合には、ステップＳ１４の処理に進み、このス
テップＳ１４において、補助光を発光させずに通常のイ
メージャＡＦ処理を実行した後、次のステップＳ１５の
処理に進む。

【００６２】このようにして所定のＡＦ処理を実行した
後、それぞれの場合において、ステップＳ１５の処理に
進むと、このステップＳ１５においてＣＰＵ１５は、２
ｎｄ．レリーズＳＷからの指示信号の確認を行ない、同
信号が確認された場合には、次のステップＳ１６におい
て実際の露光処理を実行する。そして、この露光処理が
完了すると一連の撮影処理のシーケンスは終了する（エ
ンド）。

【００６３】以上説明したように上記第２の実施形態に
おいては、撮影環境が暗い場合において行なわれるＡＦ
補助光の発光動作を伴ったＡＦ処理において、ＡＥ処理
によって算出されたＡＥ評価値に基づいて算出された発
光量で、ＡＦ補助光を発光させるように制御するので、
上述の第１の実施形態と同様に効率的なＡＦ補助光の発
光動作を行なうことができる。したがって、高精度な焦
点検出結果を得ることができると共に、無駄な消費電力
を抑止することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電子
的撮像装置等に使用されるコントラスト検出方式の自動
焦点調節装置において、補助光発光手段の発光量を効率
的に制御して最適な発光量で被写体を照射することによ
り、低コントラストの被写体や低輝度環境下において
も、精度の高い焦点検出結果を得ることができると共
に、省電力化に寄与し得る自動焦点調節装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の自動焦点調節装置を
有する電子的撮像装置を示すブロック構成図。

【図２】図１の電子的撮像装置において撮影処理が実行
される際の作用を示すフローチャート。

【図３】図１の電子的撮像装置における高周波成分の検
出結果を示し、被写体のコントラストが異なる場合にお
けるそれぞれの画像信号の高周波成分量を示す図。

【図４】本発明の第１の実施形態の別の実施形態を示
し、撮影処理のシーケンスにおいて行なわれるＡＦ補助
光の発光量の演算処理について、明るさと高周波成分量
に基づいて発光量の制御を行なう一例の説明図。

【図５】本発明の第２の実施形態の自動焦点調節装置を
備えた電子的撮像装置において撮影処理が実行される際
の作用を示すフローチャート。

【符号の説明】

１……電子的撮像装置 ２……ズームレンズ群（変倍光学系、ズーム光学系；撮
影光学系） ３……フォーカスレンズ群（合焦光学系；撮影光学系） ４……絞り部（光量調節手段；露出手段） ５……ＣＣＤ（固体撮像素子；撮像手段） １０……ＬＣＤ（液晶ディスプレイ；画像表示手段） １２……記録用メモリ（記録媒体） １３……自動露出処理回路（ＡＥ処理回路；輝度検出手
段、測光手段） １４……自動焦点調節処理回路（ＡＦ処理回路；高周波
成分検出手段） １５……ＣＰＵ（制御手段） １８……第１モータ駆動回路 １９……第２モータ駆動回路（合焦調節駆動手段；駆動
制御手段） ２０……第３モータ駆動回路（ズーム駆動手段） ２１……絞り駆動モータ（第１モータ） ２２……フォーカスモータ（第２モータ；合焦調節駆動
手段；駆動手段） ２３……ズームモータ（第３モータ；ズーム駆動手段） ２６……電源電池 ２７……スイッチング回路（発光制御手段、発光量制御
手段） ２８……ＡＦ補助光発光部（補助光発光手段） ３１……撮影レンズ鏡筒

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を結像させる撮影光学系と、 この撮影光学系を透過した被写体光束を電気的な信号に
   光電変換する撮像手段と、 この撮像手段により変換された撮影画像信号から高周波
   成分を検出する高周波成分検出手段と、 上記撮影光学系の焦点位置を調整する駆動手段と、 上記高周波成分検出手段の出力に基いて上記駆動手段を
   制御する駆動制御手段と、 被写体に補助光を照射するための補助光発光手段と、 上記撮像手段により取得された撮影画像信号の高周波成
   分量に応じて上記補助光発光手段による発光量を制御す
   る発光量制御手段と、 を具備してなることを特徴とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】 被写体像を結像させる撮影光学系と、 この撮影光学系を透過した被写体光束を電気的な信号に
   光電変換する撮像手段と、 この撮像手段により変換された撮影画像信号から高周波
   成分を検出する高周波成分検出手段と、 上記撮影光学系の焦点位置を調整する駆動手段と、 上記高周波成分検出手段の出力に基いて上記駆動手段を
   制御する駆動制御手段と、 被写体の明るさを検出する測光手段と、 被写体に補助光を照射するための補助光発光手段と、 上記測光手段による検出結果に応じて上記補助光発光手
   段による発光量を制御する発光量制御手段と、 を備えてなることを特徴とする自動焦点調節装置。
3. 【請求項３】 被写体像を結像させる撮影光学系と、 この撮影光学系を透過した被写体光束を電気的な信号に
   光電変換する撮像手段と、 この撮像手段により変換された撮影画像信号から高周波
   成分を検出する高周波成分検出手段と、 上記撮影光学系の焦点位置を調整する駆動手段と、 上記高周波成分検出手段の出力に基いて上記駆動手段を
   制御する駆動制御手段と、 被写体の明るさを検出する測光手段と、 被写体に補助光を照射するための補助光発光手段と、 上記高周波成分検出手段による被写体の高周波成分量及
   び上記測光手段による被写体の明るさの検出結果とによ
   って所定の評価値を演算する演算手段と、 この演算手段により算出された上記所定の評価値に基い
   て上記補助光発光手段による発光量を制御する発光量制
   御手段と、 を備えてなることを特徴とする自動焦点調節装置。