JP2001350082A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】常に高速かつ高精度に合焦が可能な自動焦点調
節装置を提供すること。 【解決手段】受光センサ(204a,204b)にて取得された被
写体像信号の積分量に基づき測距演算を行って、焦点調
節を行う第１の焦点調節手段(15〜18)と、撮像光学系(1
0,11)の光軸上に設けられた撮像素子(12)にて取得され
た被写体像信号に基づき焦点評価値を算出し、焦点調節
を行う第２の焦点調節手段(12〜17)とを備えた自動焦点
調節装置であって、前記第１の焦点調節手段が焦点調節
不能の場合、無限遠又は無限遠を被写界深度内に含む遠
景を撮影するためのレンズ位置に、焦点調節用光学系を
駆動することを特徴とする。これによって焦点調節の
際、処理不能を生じないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルカメラ等の
撮像装置における自動焦点調節装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来デジタルカメラ等の撮像装置におけ
る自動焦点調節装置の方式としはて、山登り方式（コン
トラスト方式）と自己相関方式（位相差方式）が周知で
あり、広く利用されている。以下にこの２つの方式の自
動焦点調節装置について説明する。

【０００３】図１４は山登り方式による自動焦点調節装
置のブロック図である。図１４において、被写体からの
光像（以下、被写体像）は撮影レンズ２０と絞り２１で
構成される撮像光学系によって撮像素子２２に結像さ
れ、撮像素子制御手段２３によって映像信号が生成さ
れ、映像信号処理手段２４へ入力される。撮影レンズ２
０内にはレンズ位置が可変のフォーカシングレンズが含
まれている。

【０００４】映像信号処理手段２４の構成としては、一
般的には図１５に示した様なものがある。映像信号は、
高域通過フィルタ（ＨＰＦ）３０を通過して高域成分の
みが抽出され、検波回路３１にて振幅検波される。次に
Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号に変換され、ゲート回
路３３で撮像画像の中央付近に設定されたフォーカシン
グエリア内の信号だけが抜き取られ、抜き取られた映像
信号は積分回路３６でフィールド毎に積分され、現フィ
ールドの焦点評価値が得られる。

【０００５】このとき、ゲート回路３３は同期分離回路
３５から信号に基づき、前記フォーカシングエリア内の
信号だけを抜き取るようにゲート制御回路３４により制
御されている。

【０００６】以上の様にして、積分回路３６より常時、
フィールド毎の焦点評価値が出力され、ＣＰＵ２５に供
給される。

【０００７】そして、ＣＰＵ２５は焦点評価値に基づい
て撮影レンズ２０内の焦点調節用光学系であるフォーカ
シングレンズを駆動する制御信号を駆動手段２６に供給
し、フォーカシングレンズ位置を可変する。位置検出手
段２７はフォーカシングレンズ位置を検出し、これをＣ
ＰＵ２５にフィードバックすることで、ＣＰＵ２５はフ
ォーカシングレンズを合焦させるよう制御することがで
きる。

【０００８】図１６は、焦点評価値の一例を示した図で
ある。一般的に焦点評価値は合焦点を最大値として、デ
フォーカス量が増加するにつれて減少する。すなわち、
図１６の如く山の形を作る。

【０００９】図１４へ戻り、ＣＰＵ２５は焦点評価値を
映像信号処理手段２４より取得しながらレンズ２０を図
１６の山登り開始位置から所定の方向へ所定量づつ駆動
する。このとき、レンズ２０の駆動や位置の制御は駆動
手段２６と位置検出手段２７を用いて行う。ＣＰＵ２５
はレンズ２０の駆動と焦点評価値の確認を繰り返し行
う。焦点評価値が最大値となるレンズ位置を通過し、そ
の最大値及びレンズ位置を記憶手段に記憶し、焦点評価
値が記憶されている最大値より所定量減少したところで
レンズ２０の駆動方向を逆転する。最終的にＣＰＵ２５
はレンズ２０を焦点評価値が最大値となるレンズ位置ま
で駆動し停止させる。ここで、焦点評価値の最大値やそ
の時のレンズ位置を記憶する記憶手段は図示していない
が、ＣＰＵ２５内に含んだ構成としてもよいし、ＣＰＵ
２５に接続する構成としてもよい。

【００１０】以上が山登り方式の自動焦点調節装置の説
明である。山登り方式については既に特許出願されてい
るものも多く公知であるから更なる詳細な説明は省略す
る。

【００１１】次に自己相関方式による自動焦点調節装置
について説明する。図１７は自己相関方式による自動焦
点調節装置のブロック図である。

【００１２】図１７において、被写体像は撮影レンズ５
０と絞り５１で構成される撮像光学系によって撮像素子
５２に結像され、撮像素子制御手段２３によって映像信
号が生成され、映像信号処理手段５４に入力される。撮
影レンズ５０内にはレンズ位置が可変の焦点調節用光学
系であるフォーカシングレンズが含まれている。絞り５
１は、ＣＰＵ５５からの指令に基づいて駆動手段５６に
て焦点調節時と撮影時とで絞り状態が切り換えられるよ
うになっており、切り換えられた絞り状態はその都度、
位置検出手段５７に通知される。駆動手段５６は、絞り
５１の切換え駆動のほかに、撮影レンズ５０内のフォー
カシングレンズ位置を駆動する機能を有している。位置
検出手段５７についても、絞り５１の状態検出のほか
に、フォーカシングレンズ位置を検出し、ＣＰＵ５５に
フィードバックする機能を有している。

【００１３】映像信号処理手段５４は、図１８に示すよ
うに、図１５に示した構成からＨＰＦ３０，検波回路３
１及び積分回路３６を除外したものであり、機能として
は撮像素子５２に撮像される映像信号の全部またはその
一部を抽出して出力するものである。図１８において、
映像信号は、Ａ／Ｄ変換器３２でデジタル信号に変換さ
れ、ゲート回路３３で撮像画像の中央付近に設定された
フォーカシングエリア内の信号だけが抜き取られる。ゲ
ート回路３３は同期分離回路３５から信号に基づき、前
記フォーカシングエリア内の信号だけを抜き取るように
ゲート制御回路３４により制御されている。すなわち、
ゲート回路３３は焦点調節動作中は撮像画面の中央付近
に設定したフォーカシングエリア内の信号だけを抜き取
りＣＰＵ５５へ出力する。

【００１４】このとき、ＣＰＵ５５は駆動手段５６と位
置検出手段５７を用いて絞り５１を駆動しながら映像信
号を取得する。

【００１５】映像信号処理手段５４からの映像信号に基
づいて、ＣＰＵ５５は自己相関演算を行い撮像光学系の
焦点状態を検出し、合焦させるように制御する。

【００１６】絞り５１は撮像光学系の光路に対して挿脱
可能なもので、その形状は図１９に示すようなもので、
開口径の大きい開口部ａを有するゾーンと、開口径の小
さい開口部ｂ，ｃを有する２つのゾーンとから成る。こ
の３つのゾーンは、駆動手段５６内の絞り切換え用駆動
モータにて撮影レンズ５０からの光束中に１ゾーンずつ
挿入可能に構成されている。開口部ａを有するゾーンは
合焦後の撮影時に用いられ、開口部ｂとｃを有する各ゾ
ーンは自己相関方式の焦点調節中に時系列的に開口部ｂ
と開口部ｃを切り換えて、撮像光学系の位置の異なる瞳
を形成する様に用いられる。つまり、絞り５１の開口部
ｂと開口部ｃの切り換えにより、２つの映像信号を取得
し、自己相関演算をＣＰＵ５５が行い撮像光学系の焦点
状態を検出し、合焦させようとするものである。図２０
の（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ合焦、前ピン、後
ピン状態の図を示すもので、絞り５１を駆動し開口部ｂ
とｃを切り換えながら撮像素子５２の面上に結像した時
系列的に得られる２つの映像信号の結像位置の差（位相
差）を自己相関演算により求め、撮像光学系が合焦状態
にあるか否か、更に合焦状態にない場合は、ピントのズ
レ量とズレ方向を推定している。

【００１７】自己相関演算は公知なので説明は省略す
る。以上が自己相関方式による自動焦点調節装置の説明
である。自己相関方式についても既に特許出願されてい
るものも多く公知であるから更なる詳細な説明は省略す
る。

【００１８】これまで周知の従来技術として山登り方式
と自己相関方式の自動焦点調節装置について説明した
が、その他以下に述べる従来技術も知られている。

【００１９】例えば、特開平７−１５４６６８号公報に
記載されている複合型の自動焦点調節装置がある。その
主旨は、山登り方式と自己相関方式の２つの方式の自動
焦点調節手段を備えて高精度かつ高速な自動焦点調節装
置を実現しようとするものである。先に説明した自己相
関方式と特開平７−１５４６６８号公報に記載されてい
る自己相関方式とでは詳細な部分で若干の差異があるが
方式で言えば略同じものである。

【００２０】また、同特開平７−１５４６６８号公報に
は、公知の赤外線アクティブ方式（カメラから赤外線を
投光して、被写体から反射した赤外線の入射角度を、距
離センサ（PSD）が判断してピント合わせをするもの）
を山登り方式と組み合わせた自動焦点調節装置について
も記載されている。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術の山登り方式による自動焦点調節装置、自己相
関方式による自動焦点調節装置、及び複合型の自動焦点
調節装置には以下のような欠点がある。

【００２２】まず、山登り方式による自動焦点調節装置
はフォーカシングレンズを駆動しながらフィールド毎に
焦点評価値を求め、合焦動作を行うため、合焦するまで
に時間がかかる。

【００２３】次に、自己相関方式による自動焦点調節装
置は、１フィールドの映像信号で合焦位置が計算で求ま
るが、実際は、レンズ部分の寸法ばらつきや組み立てば
らつきに起因した光学性能ばらつきにより、真の合焦位
置は計算では求まらない。この為、１度レンズ駆動した
後、確認のため再度自己相関演算を行ない、レンズ位置
を合焦位置から所定誤差内に納めることが行われる。

【００２４】一方、特開平７−１５４６６８号公報に記
載された複合型の自動焦点調節装置には以下の問題があ
る。

【００２５】自己相関方式には、上述した欠点以外に次
のような問題がある。それは、フォーカシングレンズの
位置が合焦位置から著しく離れていて非常にボケた映像
信号しか得られない場合には、計算で合焦位置を求める
ことができないことである。つまり、高速とされている
自己相関方式でも場合によっては、フォーカシングレン
ズのスキャン駆動が必要で常に高速であるとは言えな
い。従って、複合型といえども常に高速とはならないと
いう問題である。

【００２６】また、山登り方式と自己相関方式は、共
に、その上位概念では、同じパッシブ方式に属してお
り、低輝度や低コントラスト（以下、ローコンという）
の被写体（撮影シーン）を苦手とする。

【００２７】低輝度やローコン対策は補助光を用いるも
のや補助光によるパターン照射等が公知ではあるが、そ
の対策効果が完全であるとは言えない。

【００２８】従って、山登り方式と自己相関方式の複合
型では合焦させることのできない苦手被写体がある。

【００２９】更に、自己相関方式では撮像光学系の光路
中への挿脱可能な絞り部材が必要となるがこれにも問題
があると考えられる。（特開平７−１５４６６８号公報
の記載内容には、複合型の装置とした場合でも小型化に
適しているとの記載があるが、これは疑問である。）つ
まり、デジタルカメラ等の撮像機器の大きさを決定する
支配的要素は撮像光学系である。その撮像光学系に挿脱
可能な絞り部材を入れるということは、多少なりとも大
型化するはずである。また、挿脱可能な部材を入れるこ
とにより光学設計上の制約が増え、光学設計の難易度も
困難方向に押し上げる結果となる。

【００３０】以上のように、複合型の自動焦点調節装置
には常に高速とは言えない点、苦手な被写体が存在し合
焦できない場合がある点、必ずしも小型化に適さず光学
設計を複雑にする点といった欠点がある。

【００３１】最後に、赤外線アクティブ方式と山登り方
式の複合型については以下の欠点がある。

【００３２】赤外線アクティブ方式は、一般的に円形の
スポット状の赤外線ビームを被写体に向けて照射する
が、投受光素子の物理的な理由で離散的なビーム照射と
なる。従って、ビームが被写体から外れる場合があり、
外れた場合、被写体距離は無限遠とされ、その後に山登
り方式にて合焦を行うと山登り方式で焦点評価値の最大
値が見つからなくなってしまう。もしくは、合焦までに
時間がかかってしまう。ところで、赤外線アクティブ方
式と山登り方式の複合型は、特開平７−１５４６６８号
公報では、投光・受光手段が必要であるなどから小型化
の妨げとされているが、前述のように山登り方式と自己
相関方式の複合型が必ずしも小型化に適しているとは言
えない以上投光・受光手段の存在は必ずしも本複合型の
欠点とはならないと言えよう。

【００３３】以上の如く、従来技術の自動焦点調節装置
は常に高速であるとは言えない。また、苦手被写体があ
り合焦しないことがある。更に一方の方式が誤側距した
場合、合焦しないか、合焦までに時間がかかる等の問題
がある。

【００３４】さらに、例えば、図２１のように画面の中
心にコントラストがないシーン即ちローコン被写体で
は、速写性を上げなければ、飛行機を撮影することがで
きないという問題がある。

【００３５】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであって、常に高速かつ高精度に合焦が可能な自動焦
点調節装置を提供することを目的とするものである。

【００３６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、被写
体像を受光するための、少なくとも一対の積分型受光セ
ンサと、該積分型受光センサの画素単位に設けられた定
常光除去回路と、被写体を照明するための補助光手段
と、前記積分型受光センサからの被写体像信号を積分す
るもので、前記定常光除去回路のオン／オフにより、積
分モードをアクティブモードとパッシブモードに切り換
え可能な積分手段と、前記積分手段の積分動作を制御す
るもので、アクティブモードとパッシブモードを選択的
に切り換える制御を行うことが可能な積分制御手段とを
有し、前記積分手段により得られた被写体像信号の積分
量に基づき測距演算を行い、焦点調節用光学系を駆動し
て焦点調節を行う第１の焦点調節手段と、撮像光学系の
光軸上にあって被写体を撮像するための撮像素子と、該
撮像素子の所定の領域から被写体像信号を抽出し、焦点
評価値を算出する焦点評価手段とを有し、焦点調節用光
学系を駆動しながら焦点評価値の最大値を検出すること
で焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、を具備し、前
記第１の焦点調節手段が焦点調節不能の場合、無限遠又
は無限遠を被写界深度内に含む遠景を撮影するためのレ
ンズ位置に、焦点調節用光学系を駆動することを特徴と
する。

【００３７】請求項１の発明においては、第１の焦点調
節手段による焦点調節不能の場合は、ローコン風景（例
えば空の撮影時）や暗い風景であり公知のローコン判定
手段や被写体距離の信頼性判定手段で測距不能が判定さ
れているので、判定結果に基づき焦点調節用光学系を駆
動して、そのレンズ位置を遠景（∞）撮影用の位置へ移
動する。検出不能を生じない処理にすることができる。

【００３８】請求項２の発明は、被写体像を受光するた
めの、少なくとも一対の積分型受光センサと、該積分型
受光センサの画素単位に設けられた定常光除去回路と、
被写体を照明するための補助光手段と、前記積分型受光
センサからの被写体像信号を積分するもので、前記定常
光除去回路のオン／オフにより、積分モードをアクティ
ブモードとパッシブモードに切り換え可能な積分手段
と、前記積分手段の積分動作を制御するもので、アクテ
ィブモードとパッシブモードを選択的に切り換える制御
を行うことが可能な積分制御手段とを有し、前記積分手
段により得られた被写体像信号の積分量に基づき測距演
算を行い、焦点調節用光学系を駆動して焦点調節を行う
第１の焦点調節手段と、撮像光学系の光軸上にあって被
写体を撮像するための撮像素子と、該撮像素子の所定の
領域から被写体像信号を抽出し、焦点評価値を算出する
焦点評価手段とを有し、焦点調節用光学系を駆動しなが
ら焦点評価値の最大値を検出することで焦点調節を行う
第２の焦点調節手段と、を具備し、前記第１の焦点調節
手段でプリ焦点調節後、前記第２の焦点調節手段で本焦
点調節することを特徴とする。

【００３９】請求項２の発明においては、第１の焦点調
節手段でプリ焦点調節を行って、求めた推定合焦点に基
づく合焦手前位置へ焦点調節用レンズを駆動した後、次
に第２の焦点調節手段で焦点調節用レンズ位置を駆動し
ながら焦点評価値を求めて本焦点調節するので、高速に
かつ高精度で自動焦点調節を行うことができる。

【００４０】請求項３の発明は、請求項２記載の自動焦
点調節装置において、前記第２の焦点調節手段による本
焦点調節開始時の焦点評価値が所定値以下の場合に、前
記第２の焦点調節手段での本焦点調節を禁止し、前記第
１の焦点調節手段で本焦点調節を行うことを特徴とす
る。

【００４１】請求項３の発明においては、第２の焦点調
節手段による焦点評価値が所定値以下の場合は、例えば
ローコン被写体であると判定されるので、第１の焦点調
節手段による測距結果（推定合焦点）に基づいて焦点調
節用レンズ位置を駆動する焦点調節を行う。

【００４２】請求項４の発明は、請求項２記載の自動焦
点調節装置において、前記第２の焦点調節手段による本
焦点調節を所定のレンズ駆動量だけ実行しても、合焦点
できない場合、焦点調節用光学系を常焦点位置へ駆動す
ることを特徴とする。

【００４３】請求項４の発明においては、第２の焦点調
節手段による焦点調節を所定のレンズ駆動量だけ実行し
ても、合焦点できない場合には、焦点評価値のピーク検
出が出来なかったときなので、焦点調節用レンズを予め
決められた所定のレンズ位置（常焦点位置）へ駆動する
ようにした。

【００４４】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の自動
焦点調節装置の概念図を示している。本実施の形態で
は、前述の山登り方式の自動焦点調節（以下、コントラ
ストＡＦともいう）手段と後述のハイブリッド方式のＡ
Ｆ手段を用いた複合型の自動焦点調節装置について説明
する。ハイブリッド方式のＡＦ手段は第１の焦点調節手
段に対応し、山登り方式のＡＦ手段は第２の焦点調節手
段に対応している。

【００４５】図１に示す装置における山登り方式のＡＦ
手段（第２の焦点調節手段）は、フォーカシングレンズ
を含む撮影レンズ１０と、絞り１１と、撮像素子１２
と、撮像素子制御手段１３と、映像信号処理手段１４
と、制御手段であるＣＰＵ１５と、フォーカシングレン
ズの駆動手段１６と、フォーカシングレンズの位置検出
手段１７とを有して構成されている。撮影レンズ１０と
絞り１１は撮像光学系を構成している。撮影レンズ１０
内には、焦点調節用光学系として、レンズ位置が可変の
フォーカシングレンズが含まれている。

【００４６】被写体像は撮影レンズ１０と絞り１１で構
成される撮像光学系によって撮像素子１２に結像され、
撮像素子制御手段１３によって映像信号がを生成され、
映像信号処理手段１４に入力される。

【００４７】映像信号処理手段１４は、図１５に示した
ものと同様な構成である。映像信号処理手段１４では、
撮像画像の中央付近に設定されたフォーカシングエリア
内の信号だけが抜き取られ、抜き取られた映像信号はフ
ィールド毎に積分され、現フィールドの焦点評価値が得
られる。得られたフィールド毎の焦点評価値はＣＰＵ２
５へ供給されるようになっている。

【００４８】一方、図１に示す本実施の形態におけるハ
イブリッド方式のＡＦ手段（第１の焦点調節手段）は、
ハイブリッド方式の測距手段１８と、補助光手段１９
と、制御手段であるＣＰＵ１５と、フォーカシングレン
ズの駆動手段１６と、フォーカシングレンズの位置検出
手段１７とを有して構成されている。

【００４９】ここで、ハイブリッド方式の測距手段１８
について簡単に説明する。ハイブリッド方式というのは
パッシブ方式とアクティブ方式を融合させたものであ
り、パッシブ方式は公知の技術である。また、アクティ
ブ方式は、公知の距離センサ（ＰＳＤ）と赤外線発光器
（ＩＲＥＤ）を用いた赤外線アクティブ方式とは若干異
なるもので、ＰＳＤの代わりにパッシブ方式のラインセ
ンサ（受光センサにラインセンサを用いた測距装置につ
いては特願平９−３１８５５３号及び特願平１１−３３
４５４６号明細書などに記載がある）の画素毎に定常光
を除去するための定常光除去回路を設けた新規のセンサ
を用いており、定常光を除去しながら補助光手段１９で
被写体を照射し、補助光により照射された被写体の像信
号の積分量に基づき測距演算を行い、被写体距離を求め
るものである。パッシブ方式はアクティブ方式における
定常光除去機能を無効として測距演算を行い、被写体距
離を求めるものである。つまり、ハイブリッド方式は、
定常光除去機能を無効にしておくとパッシブ動作を行
い、定常光除去機能を有効にすればアクティブ動作をす
るものである。

【００５０】ハイブリッド方式は、定常光除去回路の有
効／無効（オン／オフ）設定により、アクティブ方式と
パッシブ方式との切り換えが可能で、被写体の状況に応
じて有利な方式で測距が行える利点がある。

【００５１】ハイブリッド方式の自動焦点調節装置に関
しては特願平１１−１３９６８２号の明細書に開示され
ており、定常光除去回路に関しては特願平１０−３３６
９２１号の明細書に開示されている。これらに述べられ
ているハイブリッド方式の測距手段及び補助光手段を備
えた測距装置の詳細については、後述する。

【００５２】上記ＣＰＵ１５はハイブリッド方式の測距
結果に基づいてレンズ駆動量を演算しフォーカシングレ
ンズを駆動する制御信号を生成して駆動手段１６に供給
することにより、フォーカシングレンズ位置を可変制御
することが可能であると共に、もう一方の山登り方式の
測距による焦点評価値に基づいてフォーカシングレンズ
を駆動する制御信号を生成して駆動手段１６に供給し、
フォーカシングレンズ位置を可変制御することが可能で
ある。位置検出手段１７はフォーカシングレンズ位置を
検出し、これをＣＰＵ１５にフィードバックすること
で、ＣＰＵ１５はフォーカシングレンズを合焦させるよ
う制御できるようになっている。

【００５３】ここで、図２を参照して、図１で述べたハ
イブリッド方式の測距手段及び補助光手段を備えた測距
装置の詳細について説明しておく。図２はハイブリッド
方式の測距装置をををを示している。この測距装置は、
センサ視野全体に投光して定常光除去プリ測距（アクテ
ィブ動作）を行い、該プリ測距で例えば最大積分値を与
える位置の近傍に本積分（パッシブ動作）測距エリアを
設定して相関演算を行い、最至近選択することによって
測距結果を得る。

【００５４】図２において、測距装置の所定位置には、
被写体光、及び補助光による被写体での反射光を集光す
るための受光レンズ２０１ａ，２０１ｂが設けられてい
る。

【００５５】さらに、上記受光レンズ２０１ａ，２０１
ｂの光路を確保、分割し、また、不要な外光の光路への
進入を防ぐために筐体２０２が設けられている。この筐
体２０２は、上述の目的から、通常は黒色等の濃色で遮
光性に優れた材料で形成されている。尚、上記筐体２０
２としては、上述した材料で形成されたものの他、内部
で光の乱反射が生じないように筐体内部に斜勾線を設け
たものや、シボ打ち加工が施されたもの等を採用するこ
とができることは勿論である。

【００５６】図中、符号２０３は、オートフオーカス用
集積回路（以下、ＡＦＩＣ）である。以下、当該ＡＦＩ
Ｃ２０３の構成について説明する。

【００５７】このＡＦＩＣ２０３の内部には、上記受光
レンズ２０１ａ，２０１ｂによって集光された光を受光
し、光電変換する少なくとも一対の積分型受光センサを
構成する受光素子２０４ａ，２０４ｂの集合体が設けら
れている。さらに、この受光素子２０４ａ，２０４ｂで
素子毎に光電変換された光電流を素子毎に積分するため
の積分手段である光電流積分部２０５が設けられてい
る。

【００５８】さらに、上記受光素子２０４ａ，２０４ｂ
毎に光電変換された光電流のうち、定常光電流を記憶、
除去する定常光除去手段である定常光除去部２０６が設
けられている。そして、ＡＦＩＣ２０３の内部の各部を
リセットするためのリセット部２０７が設けられてい
る。

【００５９】また、図中の符号２０８は、上記光電流積
分部２０５に任意の領域を設定し、設定された領域内の
光電流の最大積分量を検出し、最大積分量を一時的にサ
ンプルホールドして、光電流の積分を制御するためのモ
ニタ信号を出力するための、モニタ信号検出範囲設定と
モニタ信号出力部である，この他、ＡＦＩＣ２０３に
は、上記光電流積分部２０５の積分結果である複数積分
量を記憶保持する記憶部２０９や、当該モニタ信号検出
範囲設定とモニタ信号出力部２０８及び記憶部２０９の
内容を外部へ出力する出力部１０も設けられている。

【００６０】この出力部１０は、その内部に信号を増幅
するための増幅手段を内蔵したものであってもよいこと
は勿論である。尚、上記外部からの制御信号に基づきＡ
ＦＩＣ２０３の内部を制御する役目は制御部２１１が担
い、電圧源、電流源等の集まりあるバイアス部２１２よ
り各部に電源が供給されている。

【００６１】一方、被写体に光を照射するための補助光
手段である投光光源２１４と、該投光光源２１４の投光
を集光するための投光レンズ２０１ｃも設けられてい
る。この投光光源２１４は、ドライバ部２１５により駆
動制御されることになる。

【００６２】ＣＰＵ１５は、測距装置の制御以外のカメ
ラの諸動作の制御を行うことは勿論である。このＣＰＵ
１５の機能を測距装置関係に限定すれば、その概要は、
被写体の情報入手と測距演算が主となる。なお、この破
写体の情報入手、測距演算等の測距関係の機能は、必ず
しもＣＰＵ１５に属する必要はなく、ＡＦＩＣ２０３に
内蔵されてもよい。

【００６３】以上説明した構成の他、図２においては図
示していないが、測距に必要なデータ、例えば調整デー
タ等を記憶しておく為の不揮発性メモリたるＥＥＰＲＯ
Ｍ等をＡＦＩＣ２０３内に内蔵させることも可能であ
る。

【００６４】以下、図３のフローチャートを参照して、
上記図２の測距装置の動作を詳細に説明する。以下の説
明では、図２の構成を同一符号をもって適宜参照しつつ
説明を進める。

【００６５】先ず、ＣＰＵ１５は、測距装置初期設定を
行う（ステップＳ３１）。即ち、初めにＣＰＵ１５自体
が測距を開始する為の準備動作を行い、当該準備完了
後、測距動作に入る。ＣＰＵ１５が、制御部２１１に制
御信号を送ると、当該制御部２１１がリセット部２０７
を起動する，この起動に伴って、リセット部２０７は、
光電流積分部２０５及び定常光除去部２０６、モニタ信
号検出範囲設定とモニタ信号出力部８、記憶部９を、そ
れぞれリセットする。

【００６６】続いて、ＣＰＵ１５は、プリ積分を実行す
る（ステップＳ３２）。即ち、ＣＰＵ１５は、定常光除
去部２０６を動作させるための信号とモニタ信号検出範
囲を設定するための信号を制御部２１１へ送る。この信
号を受けると、制御部２１１は、定常光除去部２０６を
有効にして、更にモニタ信号検出範囲を設定する。次い
で、ＣＰＵ１５は、ドライバ部２１５に対し、投光部２
１４を発光させるための信号を送り、当該投光部１４を
発光させる。続いて、ＣＰＵ１５は、制御部２１１に対
して光電流積分を開始するための信号を出力する。この
信号を受けると、制御部２１１は、光電流積分部２０５
による光電流積分を開始させる。そして、所定の動作を
実行した後、ＣＰＵ１５は、制御部２１１に対して光電
流積分を終了させるための信号を送り、光電流の積分を
終了させる。このときのプリ積分は、アクティブモード
である。なお、制御部２１１は、積分手段である光電流
積分部２０５の積分動作を制御するもので、積分動作の
開始・停止の制御のほかに、光電流の増幅率の切換え或
いは積分容量の切換え等により受光素子（光電変換素
子）２０４ａ，２０４ｂのセンサ感度を設定・切り換え
したり、積分時間を設定・切り換えしたり、或いは定常
光除去有効のプリ測距（アクティブ動作）と定常光除去
無効の本積分（パッシブ動作）とを選択的に切り換える
制御を行うことが可能である。

【００６７】次いで、最大積分量とそのセンサ上の位置
を検出する（ステップＳ３３）。即ち、ＣＰＵ１５は、
上記積分終了後に、光電流積分部２０５により積分され
た複数の受光素子（光電変換素子）毎の積分量の全てを
記憶部２０９に記憶させる。この記憶部２０９に記憶さ
れた積分量は、投光光源２１４が発した光線の被写体の
反射による像信号である。これは、定常光成分が除去さ
れた像信号である。ＣＰＵ１５は、この像信号を出力部
２１０を介して取得する。ＣＰＵ１５は、像信号を取得
する際、その最大積分値と該最大積分値のセンサ上の位
置を検出する。

【００６８】続いて、ＣＰＵ１５は、上記ステップＳ３
３で検出した最大積分値と所定値とを大小比較する（ス
テップＳ３４）。ここで、最大積分値が所定値よりも大
きいときは、主要被写体により投光光源１４の発した光
線が反射されたと推定される場合であると判断し、後述
するステップＳ３５に移行する。一方、最大積分値が所
定値よりも小さい場合は、主要被写体が投光光源１４の
発した光線が届かないような遠方にあるか、又は主要被
写体の反射率が極端に低いなどの理由で、主要被写体位
置を推定不可能な場合であると判断し、ステップＳ３６
に移行する。

【００６９】ステップＳ３５では、ＣＰＵ１５は、最大
積分量のポイントを中心とした所定の領域に測距エリア
を設定する。即ち、図４に示すシーンでは、プリ積分に
よりセンサデータが得られ（図５（ａ），（ｂ）参
照）、当該プリ積分に基づき、測距エリアが設定され
（図５（ｃ），（ｄ）参照）、本積分結果と設定された
測距エリアとで被写体距離が求められる。

【００７０】ステップＳ３６では、ＣＰＵ１５は、予め
用意してある所定の領域（デフォルト位置）に測距エリ
アを設定する，例えば、図６に示すシーンでは、プリ積
分は所要被写体位置を推定できない（図７（ａ），
（ｂ）参照）。このときは、デフォルト位置に測距エリ
アを設定すればよい。即ち、図７（ｃ），（ｄ）に示さ
れるよぅに、測距エリアをオーバーラップさせでも良い
し、測距エリアをオーバーラップさせることなく複数設
定しても良い。

【００７１】続いて、ＣＰＵ１５は、本積分を行う（ス
テップＳ３７）。即ち、ＣＰＵ１５は、ＡＦＩＣ２０３
内部のリセット部２０７を起動させ、ＡＦＩＣ２０３内
部の諸手段をリセットする。本積分では定常光除去部２
０６を無効にする。そして、モニタ信号検出籤囲を設定
し、投光光源２１４の発光は必要に応じて点灯／消灯の
制御をして、積分を開始する。こうして、所定の動作を
実行後、積分を終了させる。本積分は、パッシブモード
である。

【００７２】続いて、ＣＰＵ１５は、相関演算と最至近
選択を実行する（ステップＳ３８）。即ち、ＣＰＵ１５
は、上記パッシブモードでの本積分を終了させると、被
写体の像信号である光電変換素子毎の積分量を記憶部２
０９に記憶させる。続いて、出力部２１０により被写体
の像信号を出力させ取得する。このとき、ＣＰＵ１５
は、被写体の像信号の全てを取得してもよいが、上記ス
テップＳ３５又はＳ３６で設定した測距エリアのみの像
信号を取得する方が効率的である。

【００７３】ＣＰＵ１５は、取得した被写体の像信号に
基づき、測距エリア毎に相関演算（位相差検出）を行
い、測距エリア毎の被写体像の位相差を求める。かかる
位相差は、被写体の距離に相当する。そして、複数の測
距エリアから得られた複数の被写体距離より最至近選択
を行い、最至近の被写体距離を最終測距結果とする。

【００７４】以上の処理の後、ＣＰＵ１５は、ＡＦＩＣ
２０３の電源をオフにする動作を含む後処理を実行し、
こうして一連の測距動作を終了する（ステップＳ３
９）。

【００７５】ところで、従来技術においては、一次元又
は二次元のセンサにて非常に広範囲を測距する場合、設
定される測距エリアの数も非常に多数となり、相関演算
等の複雑な演算を非常に多数回繰り返さねばならず、所
要時間がかかりタイムラグが大きくなるか、或いは高速
化を実行しようとすると高価なＣＰＵを使用する必要が
ある。

【００７６】これに対して、上述の図３のフローチャー
トの動作によれば、投光光源２１４を点灯させながら、
定常光除去部２０６を有効としたアクティブモードで、
所定の短時間プリ積分を行い被写体からの投光光源２１
４が発した光線の反射光の分布（積分像信号）を取得す
ることで、主要被写体の位置を推定することが可能とな
る。

【００７７】従って、図３のフローチャートの動作で
は、推定した主要被写体の距離を高精度に検出するのに
必要な最低限の測距エリアを設定することができるた
め、その後の本積分における相関演算において不要な演
算をする必要はなくなる。つまり、高速で高価なＣＰＵ
の使用は不要となり、タイムラグも少なくて済むという
効果を奏する。

【００７８】次に、図８のフローチャートを用いて、図
１の概略的な動作を説明する。撮影者が撮影のタイミン
グでレリーズスイッチ（図示せず）を押下すると、これ
をＣＰＵ１５が検知し、焦点調節動作が開始される。

【００７９】焦点調節動作は図８のステップＳ８０に示
すように、最初にハイブリッド方式の測距手段１８によ
る被写体距離の測距を行う。この測距動作は図３で説明
した通りである。

【００８０】次に、ステップＳ８１では、図１中の撮影
レンズ１０内のフォーカシングレンズの現在位置〜合焦
位置までの駆動量を算出する。フォーカシングレンズの
現在位置は、前回の駆動時の結果をＣＰＵ１５が記憶保
持している。ＣＰＵ１５は合焦位置までの駆動方向と駆
動量を演算し算出する。

【００８１】ステップＳ８２では、フォーカシングレン
ズの駆動量を補正する。このレンズ駆動量の補正を行う
理由は、本発明はハイブリッド形式で測距し高速にレン
ズ駆動を行い、最後に山登り方式で高精度に焦点調節す
る為、最初のレンズ駆動は合焦点の手前に止める必要が
あるためである。補正量は、現在の撮像光学系の焦点距
離や環境温度、必要があれば部品の寸法ばらつきや組立
精度等を考慮して決定する。この補正量もＣＰＵ１５が
算出し、制御する。

【００８２】ステップＳ８３では、実際にフォーカシン
グレンズを駆動する。フォーカシングレンズの駆動は、
ＣＰＵ１５の制御によって駆動手段１６と位置検出手段
１７を用いて行われる。合焦点の手前でフォーカシング
レンズを止める。

【００８３】そして、ステップＳ８４で、山登り方式で
高精度に焦点調節を行う。

【００８４】この図８の動作の結果、高速で高精度な焦
点調節を実現することができる。山登り方式の焦点調節
に関しては、撮像素子１２と撮像素子制御手段１３、映
像信号処理手段１４とＣＰＵ１５が行い、詳細は従来技
術で説明したものと同様である。

【００８５】これまでの図８の説明を、図９を参照して
フォーカシングレンズの動きで説明する。

【００８６】図９はフォーカシングレンズ位置と焦点評
価値の関係を示す図であり、横軸がフォーカシングレン
ズ位置で縦軸が焦点評価値である。

【００８７】本発明では、焦点評価値を実際にスキャン
するのは点Ｄ〜点Ｅであるが、∞〜至近までの焦点評価
値が既知として説明する。

【００８８】図９で、合焦点が点Ｂで、現在のフォーカ
シングレンズの位置が点Ａの場合、まず、ハイブリッド
方式の測距手段１８で測距した結果、推定合焦点Ｃが求
まる。推定合焦点Ｃより手前の点Ｄまで第１の所定量だ
けフォーカシングレンズの駆動目標を変更（補正）し、
点Ａから点Ｄまでフォーカシングレンズを駆動する。こ
こで、点Ｃを点Ｄへ補正した第１の所定量は、所定のレ
ンズ駆動量であり、撮像光学系の焦点距離をはじめとす
る光学特性や、環境温度、組立精度等を考慮して（パラ
メータとして）決定される変数である。

【００８９】次に点Ｄから点Ｂを目指して、点Ｅまで焦
点評価値を求めながらフォーカシングレンズをスキャン
駆動する。点Ｂ〜Ｅは、焦点評価値で第２の所定量だけ
焦点評価値が減少したところである。

【００９０】点Ｄ〜Ｅまでスキャン駆動すると合焦点Ｂ
が求まるので、点Ｅで駆動方向を折り返し、合焦点Ｂへ
フォーカシングレンズを駆動し、焦点調節動作を終了す
る。

【００９１】ここで、第２の所定量は、焦点評価値のピ
ーク値である合焦点Ｂを検出するために必要な量であ
り、撮像光学系の焦点距離や、環境温度等が考慮されて
決められる。また、必要に応じて部品の寸法精度や特
性、組立精度が第２の所定量を決定するのに考慮されて
もよい。

【００９２】以上の図８及び図９の説明は、図１の実施
の形態における一般的な被写体の場合の動作であった。

【００９３】次に、図１の実施の形態における、特殊な
被写体の場合の動作を説明する。図１０のフローチャー
トと図１１のフォーカシングレンズの動き、及び必要に
応じて図９を参照しながら説明する。

【００９４】ハイブリッド方式の測距手段１８は苦手被
写体が殆どないので、図９において殆どのシーンで推定
合焦点Ｃは求まる。次に山登り方式で合焦点Ｂを目指す
とき、焦点評価値曲線は千差万別であるためアプローチ
の方法は１種類では足りない。この千差万別な焦点評価
値曲線に対応可能にした処理方法が図１０のフローチャ
ートの処理である。この図１０の処理方法のポイント
は、(1) レンズ駆動の方向を必要に応じて変えること
（ステップＳ１０８参照）と、(2) 山登りのスキャン
駆動を延長すること（ステップＳ１１８参照）である。
ここで、前者のレンズ駆動方向を変える場合は、ギア列
のバックラッシュの補正が重要技術であり、本実施の形
態でも実施するが、その技術の説明は公知であるため省
略する。

【００９５】図１０のステップＳ１００では、ハイブリ
ッド方式の測距手段１８により被写体距離の測距を行
う。ハイブリッド方式の測距手段１８について補足説明
する。ハイブリッド方式の測距手段１８は、前述したよ
うにアクティブ方式、パッシブ方式が必要に応じて切り
換えられるので、苦手被写体がほとんどない測距手段と
考えることができる。敢えて、苦手被写体を挙げると、
“ローコンの風景”か、或いは“暗い風景”くらいであ
る。

【００９６】ステップＳ１０１では、測距不能判定をす
る。測距不能はローコン判定や公知の信頼性判定等によ
って判定する。ローコン判定や信頼性判定については、
特願平１１−３３４５４６号明細書に記載がある。この
とき、測距不能となるのは、前記“ローコンの風景”や
“暗い風景”なので、測距手段１８でのアクティブ方
式，パッシブ方式の両方式ともローコン判定または信頼
性判定によって測距不能との判定が下される。

【００９７】ステップＳ１０１で測距不能の場合は、ス
テップＳ１２１へジャンプして、遠景撮影用のレンズ位
置へ駆動する。このレンズ位置は無限遠（∞）又は無限
遠を被写界深度内に含む遠景を撮影するためのレンズ位
置である。Ｓ１０１で測距不能でない場合は、ステップ
Ｓ１０２のレンズ駆動を行う。レンズ駆動は図９を
用いて既に説明したが、図１１の場合も同様でレンズの
初期位置（現在位置）の点Ａを出発点として合焦点Ｂの
手前で推定合焦点Ｃより第１の所定量の補正をした点Ｄ
へとレンズを駆動する。上記の説明は、被写体がローコ
ンの場合である。但し、図１１では至近側から∞側へレ
ンズ位置を駆動した場合を示している。

【００９８】ここで、図１１を補足説明しておく。点
Ｃ’、点Ｄ’を含む点線で表記した焦点評価値曲線は通
常の被写体の場合であり、特殊な被写体、例えばローコ
ン被写体などの場合は、実線で表記した焦点評価値曲線
となる。通常の被写体の場合、ハイブリッド方式の測距
手段１８で求めた推定合焦点は点Ｃ’である。点Ｃ’の
手前点Ｄ’まで現在のレンズ位置Ａ’よりレンズ駆動し
た後、山登り方式で焦点調節することになる。

【００９９】ステップＳ１０３で、焦点評価値を取得す
る。ステップＳ１０４で、前記焦点評価値と所定値Ｃ0
との大小判定をする。ここで、焦点評価値がＣ0 よりも
小さい場合は、被写体がローコンであると判定される。
ただし、ローコン被写体でもハイブリッド方式の測距手
段１８では、アクティブモードで測距可能なので、ステ
ップＳ１２２へジャンプしてハイブリッド方式の測距結
果から求められた推定合焦位置に対応したレンズ位置へ
フォーカシングレンズを駆動する。図１１で説明する
と、点Ｄから点Ｃ（推定合焦位置）へとフォーカシング
レンズを駆動する。

【０１００】ステップＳ１０４で焦点評価値が所定値Ｃ
0 よりも大きい場合は、ステップＳ１０５へ移動し、レ
ンズ駆動を実行する。ステップＳ１０５より山登り方
式の焦点調節が始まっている。つまり、レンズ駆動
は、焦点評価値を取得しながらフォーカシングレンズを
所定量ずつ駆動するスキャン駆動である。

【０１０１】ステップＳ１０６で、焦点評価値を取得す
る。ステップＳ１０７で、焦点評価値が前回よりも減少
したかどうか判定する。減少した場合は、ステップＳ１
０８でレンズの駆動方向を変更する。ステップＳ１０７
及びＳ１０８は、レンズ駆動が正しいかどうか判定し、
駆動方向を修正する駆動方向修正手段に相当している。

【０１０２】ステップＳ１０９で、レンズ駆動の実行
回数の上限値：ＬＤmaxを変数ｉにセットする。

【０１０３】ステップＳ１１０で、レンズ駆動の実行
延長フラグ（ｆ−ｅｎｃｈｙｏｕ）をクリアする。

【０１０４】ステップＳ１１１でレンズ駆動を実行、
ステップＳ１１２で焦点評価値を取得する。ステップＳ
１１３で焦点評価値がピークかどうか判定しピークと判
定した場合はその時のレンズ位置を記憶する。

【０１０５】ステップＳ１１４で、焦点評価値のピーク
値から第２の所定量だけ減少したか判定する。

【０１０６】ステップＳ１１４でピークから第２の所定
量減少した場合は、正常にピークを検出したことになる
のでステップＳ１２３へジャンプして山登り方式で求め
られた焦点評価値ピークの位置へフォーカシングレンズ
を駆動する。

【０１０７】ここで図９で山登り方式のスキャン動作を
説明すると、点Ｄからスキャン駆動を始めて点Ｂのピー
クを検出し、点Ｂから第２の所定量だけ焦点評価値が減
少した点Ｅまでスキャン駆動を続ける。点Ｅまでフォー
カシングレンズを移動した後、点Ｂの合焦点へとフォー
カシングレンズを駆動する。このとき、フォーカシング
レンズの駆動方向が変わるので、レンズの駆動手段であ
るギア列のバックラッシュを考慮する必要があり、本実
施の形態でもバックラッシュ量の補正を行っている。こ
のバックラッシュ量補正方法については公知であるので
詳細な説明は省略する。

【０１０８】図１０に戻って、ステップＳ１１４でピー
クから第２の所定量減少しなかった場合は、ステップＳ
１１５に進む。Ｓ１１５では、レンズ駆動の実行残り
回数である変数ｉをデクリメントする。

【０１０９】続いて、ステップＳ１１６で、前記ｉが０
かどうか判定する。ｉが０でない場合は、レンズ駆動
を続けるのでステップＳ１１１へと戻る。

【０１１０】以上のようにステップＳ１１１〜Ｓ１１６
の処理はループを構成しているが、当該ループ処理から
外れることができるのは次の（１），（２）の各場合で
ある。即ち、（１）焦点評価値のピーク検出後、焦点評
価値が第２の所定量減少し、正常なピーク検出ができた
場合（Ｓ１１４でＹｅｓのとき）、（２）レンズ駆動
の最大実行回数（ＬＤmax）だけレンズ駆動を実行し
た場合（Ｓ１１６でｉ＝０のとき）とに、上記のループ
処理から外れる。従って、上記（１）または（２）の条
件を満たすまで上記ループ処理は繰り返される。つま
り、山登りのスキャン駆動が繰り返される。

【０１１１】ステップＳ１１６でｉ＝０の場合、ステッ
プＳ１１７へ進む。ステップＳ１１７では、実行延長フ
ラグ（ｆ−ｅｎｃｈｙｏｕ）が０か１か判定する。この
ステップＳ１１７の処理は通常の被写体で正常に焦点評
価値のピークを検出できていれば通過することはない。
つまり、ステップＳ１１７を通過する場合は焦点評価値
のピークの検出が未だできていない状態である。Ｓ１１
７で実行延長フラグ（ｆ−ｅｎｃｈｙｏｕ）が１の場合
は、レンズ駆動のスキャン駆動を延長（ステップＳ１
１８）したにもかかわらず焦点評価値のピーク検出がで
きなかったときなので、ステップＳ１２０へジャンプし
て、あらかじめ決められた所定のレンズ位置（常焦点位
置）へフォーカシングレンズを駆動する。この常焦点位
置は撮影レンズ１０の焦点距離や被写体の明暗、カメラ
の撮影モードなどを考慮して変化させることも考えられ
る。

【０１１２】Ｓ１１７で実行延長フラグ（ｆ−ｅｎｃｈ
ｙｏｕ）が０の場合は、レンズ駆動が最大実行回数
（ＬＤmax）行われたが正常にピークが検出されず、し
かもレンズ駆動の延長（Ｓ１１８）がまだ行われてい
なかった状態にあるので、レンズ駆動のスキャン駆動
を延長する作業を行う。最大実行回数（ＬＤmax）は第
１の所定のレンズ駆動量に相当する。

【０１１３】ステップＳ１１８でレンズ駆動の実行の
延長回数（ＬＤplus）を変数ｉにセットする。実行の延
長回数（ＬＤplus）は第２の所定のレンズ駆動量に相当
する。また、ステップＳ１１９で実行延長フラグ（ｆ−
ｅｎｃｈｙｏｕ）に１をセットする。その後、ステップ
Ｓ１１１へジャンプしてステップＳ１１１〜ステップＳ
１１６のループ処理を延長回数だけ実行する。

【０１１４】以上のように図１０の実施の形態によれ
ば、どんな被写体でも高速かつ高精度に焦点調節を行う
ことが可能となる。

【０１１５】なお、図１の自動焦点調節装置では、外光
式のハイブリッド方式の測距手段とＴＴＬ（Through Th
e Lens）式の山登り測距手段とを備えた構成となってい
る。図１２にこのような実施の形態の自動焦点調節装置
を有した電子カメラの外観の一例を示す。

【０１１６】図１２（ａ）はカメラ本体の図であり、撮
像光学系（１０，１１）と外光式のハイブリッド方式の
測距手段１８の位置関係を示している。このように外光
式のハイブリッド方式の測距手段１８を採用した場合、
当該測距手段１８は撮像光学系（１０，１１）の光軸外
に配置されているので、撮像光学系に対するパララック
ス（視差）が問題となるが、本願の実施の形態では以下
をもって対策している。

【０１１７】即ち、ハイブリッド方式の測距手段１８を
マルチ（多点）測距手段として、多点の測距エリア位置
を持たせるようにした。

【０１１８】図１２（ｂ）は撮像視野に対するマルチ
（多点）の各測距エリア視野を示している。マルチ（多
点）の配置としては撮像視野の中心部に１つの測距エリ
アを設け、他の測距エリアは撮像光学系（１０，１１）
とハイブリッド方式の測距手段１８とがなすパララック
スの方向と同じ方向にずらして配置する。つまり、マル
チの測距ポイントは、パララックスの発生する方向に沿
う範囲に複数設定する。マルチ測距手段では、マルチ
（多点）の各測距エリアデータに基づいて最至近選択を
行うことで自動的にパララックス補正に近い作用が得ら
れる。なお、外光式のハイブリッド方式の測距手段は、
その受光センサがラインセンサである場合、ライン方向
と垂直方向のパララックスが生じないように配置する。

【０１１９】このようなハイブリッド方式のマルチ測距
手段を用いれば、特にパララックスを意識する必要もな
く快適な焦点調節が可能である。

【０１２０】次に、図１０の動作における、特殊な被写
体の場合、例えば図２１に示した空の風景のようなコン
トラストがない被写体即ちローコン被写体を撮影する場
合を取り上げて説明する。

【０１２１】図１３（ａ）は本発明に係る自動焦点調節
装置の概略的な構成を示しており、図１３（ｂ）は被写
体がローコンであった場合の焦点調節動作を示すフロー
チャートである。

【０１２２】図１３（ａ）において、符号１８０が第１
の焦点調節手段の主要部を構成するハイブリッド方式の
測距手段であり、１２０が撮影レンズ１００を通した光
の像を検出する撮像素子であり、符号１４０が第２の焦
点調節手段の主要部を構成するＴＴＬコントラスト方式
の測距手段である。制御手段１５０は、ハイブリッド方
式の測距手段１８０或いはＴＴＬコントラスト方式の測
距手段１４０からの検出結果に従って、撮影レンズ１０
０内の焦点調節用レンズの位置を制御する。

【０１２３】図１３（ｂ）のように、まず、ステップＳ
１３０で第１の焦点調節手段を作動させ、その測距結果
でレンズ繰り出しを行い（Ｓ１３１）、その後、Ｓ１３
２で撮像レンズ１００を介したＴＴＬ像に従った第２の
焦点調節手段を作動させる。

【０１２４】次に、ステップＳ１３３で、撮像素子１２
０を利用する第２の焦点調節手段にとって苦手な被写体
（ここではローコン被写体）かどうかを判定する。Ｓ１
３３でローコン被写体の場合は、Ｓ１３４で第１の自動
焦点調節手段による外光測距結果でピント合わせをす
る。ローコンであるか否かは、制御手段１５０がＴＴＬ
コントラスト方式の測距手段１４０からの検出コントラ
スト値が予め決めた所定値より小さい場合か否かを判定
することによって行われる。コントラスト値が所定値よ
り小さい場合に、ローコンであると判定される。Ｓ１３
３でローコンでないと判定された場合には、Ｓ１３５で
第２の自動焦点調節手段によるコントラスト検出結果で
ピント合わせをする。

【０１２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、苦手
被写体もなくどんな被写体であれカメラの状態にもかか
わらず常に高速かつ高精度な焦点調節が可能な自動焦点
調節装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の自動焦点調節装置の概
念図。

【図２】図１のにおける、ハイブリッド方式の測距手段
及び補助光手段を備えた測距装置の構成を示すブロック
図。

【図３】図２の測距装置の自動焦点調節動作を説明する
フローチャート。

【図４】撮影シーンの一例を示す図。

【図５】図４の撮影シーンに対応するセンサデータ及び
測距エリアを示す図。

【図６】撮影シーンの一例を示す図。

【図７】図６の撮影シーンに対応するセンサデータ及び
測距エリアを示す図。

【図８】図１の実施の形態の概略的な自動焦点調節動作
を説明するフローチャート。

【図９】通常の被写体の場合における、フォーカシング
レンズ位置と焦点評価値の関係を示す図。

【図１０】特殊な被写体の場合をも含めた自動焦点調節
動作を説明するフローチャート。

【図１１】ローコン被写体の場合における、フォーカシ
ングレンズ位置と焦点評価値の関係を示す図。

【図１２】本実施の形態の自動焦点調節装置を有した電
子カメラの外観の一例を示す図。

【図１３】ローコン被写体の一例を示す図。

【図１４】山登り方式による自動焦点調節装置のブロッ
ク図。

【図１５】図１４における映像信号処理手段の構成を示
すブロック図。

【図１６】山登り方式における合焦動作のフォーカシン
グレンズ位置と焦点評価値の関係を示す図。

【図１７】自己相関方式による自動焦点調節装置のブロ
ック図。

【図１８】図１７における映像信号処理手段の構成を示
すブロック図。

【図１９】図１７における絞りを示す斜視図。

【図２０】図１９の絞りを用いて撮像素子上に結像する
場合における、合焦、前ピン、後ピン状態の図。

【図２１】本発明に係る自動焦点調節装置の概略的な構
成に対応させて、被写体がローコンであった場合の動作
を説明するフローチャート。

【符号の説明】

１０…撮影レンズ １１…絞り １２…撮像素子 １３…撮像素子制御手段 １４…映像信号処理手段（焦点評価手段を含む） １５…ＣＰＵ １６…駆動手段 １７…位置検出手段 １８…ハイブリッド方式の測距手段 １９…補助光手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/232 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｄ // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ (72)発明者 中田 康一 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H011 AA03 BA05 BA14 BA31 BB04 BB05 DA08 2H051 AA00 BA47 BB09 BB10 CC17 CE06 CE08 CE14 DA02 DC02 DC03 DD09 FA48 5C022 AA13 AB24 AB27 AB28

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体像を受光するための、少なくとも一
   対の積分型受光センサと、該積分型受光センサの画素単
   位に設けられた定常光除去回路と、被写体を照明するた
   めの補助光手段と、前記積分型受光センサからの被写体
   像信号を積分するもので、前記定常光除去回路のオン／
   オフにより、積分モードをアクティブモードとパッシブ
   モードに切り換え可能な積分手段と、前記積分手段の積
   分動作を制御するもので、アクティブモードとパッシブ
   モードを選択的に切り換える制御を行うことが可能な積
   分制御手段とを有し、前記積分手段により得られた被写
   体像信号の積分量に基づき測距演算を行い、焦点調節用
   光学系を駆動して焦点調節を行う第１の焦点調節手段
   と、 撮像光学系の光軸上にあって被写体を撮像するための撮
   像素子と、該撮像素子の所定の領域から被写体像信号を
   抽出し、焦点評価値を算出する焦点評価手段とを有し、
   焦点調節用光学系を駆動しながら焦点評価値の最大値を
   検出することで焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、
   を具備し、 前記第１の焦点調節手段が焦点調節不能の場合、無限遠
   又は無限遠を被写界深度内に含む遠景を撮影するための
   レンズ位置に、焦点調節用光学系を駆動することを特徴
   とする自動焦点調節装置。
2. 【請求項２】被写体像を受光するための、少なくとも一
   対の積分型受光センサと、該積分型受光センサの画素単
   位に設けられた定常光除去回路と、被写体を照明するた
   めの補助光手段と、前記積分型受光センサからの被写体
   像信号を積分するもので、前記定常光除去回路のオン／
   オフにより、積分モードをアクティブモードとパッシブ
   モードに切り換え可能な積分手段と、前記積分手段の積
   分動作を制御するもので、アクティブモードとパッシブ
   モードを選択的に切り換える制御を行うことが可能な積
   分制御手段とを有し、前記積分手段により得られた被写
   体像信号の積分量に基づき測距演算を行い、焦点調節用
   光学系を駆動して焦点調節を行う第１の焦点調節手段
   と、 撮像光学系の光軸上にあって被写体を撮像するための撮
   像素子と、該撮像素子の所定の領域から被写体像信号を
   抽出し、焦点評価値を算出する焦点評価手段とを有し、
   焦点調節用光学系を駆動しながら焦点評価値の最大値を
   検出することで焦点調節を行う第２の焦点調節手段と、
   を具備し、 前記第１の焦点調節手段でプリ焦点調節後、前記第２の
   焦点調節手段で本焦点調節することを特徴とする自動焦
   点調節装置。
3. 【請求項３】前記第２の焦点調節手段による本焦点調節
   開始時の焦点評価値が所定値以下の場合に、前記第２の
   焦点調節手段での本焦点調節を禁止し、前記第１の焦点
   調節手段で本焦点調節を行うことを特徴とする請求項２
   記載の自動焦点調節装置。
4. 【請求項４】前記第２の焦点調節手段による本焦点調節
   を所定のレンズ駆動量だけ実行しても、合焦点できない
   場合、焦点調節用光学系を常焦点位置へ駆動することを
   特徴とする請求項２記載の自動焦点調節装置。