JP2744320B2 - 自動合焦装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上に利用分野） 本発明はビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装
置に用いて好適な自動合焦装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、ビデオカメラ等の撮像装置では、その撮像
手段より出力されるビデオ信号の高周波成分により映像
の精細度を検出し、それが最大となるようにフォーカシ
ングレンズ位置を制御して、焦点を合わせる方式が知ら
れている。

また、このような撮像素子により光学像を、電気信号
に変換するカメラにおいて、撮像画面の一部を合焦検出
領域とし、これを被写体の移動に追従させ、合焦状態に
自動調節する方法が提案されている（たとえば、特開昭
60−249477号）。

この従来の装置によれば、その合焦検出領域内で被写
体の特徴点を検出することにより、被写体の移動位置を
知り、合焦検出領域をその移動位置を中心とする小さな
領域に再設定するものであり、これによつて移動する被
写体に対して焦点を合わせ続けることができる。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置では、現時点にお
いて、被写体の自動追尾動作を伴った焦点調節を行なっ
ているのか、通常の固定の焦点検出領域による焦点調節
を行なっているのか等の情報を操作者に認識させること
がなされておらず、操作者は現在の動作状態を即座に把
握することができない。

したがつて現在焦点を合わせている被写体を正確に把
握することができず、焦点を合わせようとする被写体以
外の被写体を追尾しているのに気付かず、被写体の変化
に追尾できなかったり、止まっている被写体が移動し始
めたとき自動追尾モードになつていなかったり、逆に合
焦検出領域を固定して合焦検出を行なっているつもり
が、自動追尾モードとなつていたため、焦点を合わせよ
うとする被写体を変更したとき、前の被写体に合焦検出
領域が追従してしまい主要被写体に正確に焦点を合わせ
られない等、種々の誤操作、誤動作を生じやすいという
問題点を有しているものであつた。

（問題点得を解決するための手段） そこで、本発明は、従来の問題点を解決し、現在の焦
点調節動作のモードを明瞭に操作者に認識させることの
できる撮像装置を提供することを目的としてなされたも
ので、その特徴とするところは、撮像画面上に合焦検出
領域を設定する領域設定手段と、被写体像の移動に応じ
て前記領域設定手段を制御し、前記合焦検出領域の設定
位置を変位可能な領域制御手段と、前記合焦検出領域を
前記撮像画面上の所定の位置に固定して合焦動作を行う
第１の焦点検出モードと、前記合焦検出領域を前記領域
制御手段によって移動しながら合焦動作を行う第２の焦
点検出モードとを設定可能な焦点制御手段と、前記合焦
検出領域をモニタ画面内に表示可能で、前記第１の焦点
検出モードと前記第２の焦点検出モードとで異なる表示
を行う表示手段とを備えた自動合焦装置にある。

（作用） これによつて、現在の焦点検出モードが固定の合焦検
出領域によるものであるのか、被写体の移動に追従して
移動する合焦検出領域によるものであるのかをモニタ画
面に明瞭に表示することができ、操作者に現在の焦点調
節モードを正確に認識させ、種々の誤動作、誤操作を防
止することができる。

（実施例） 以下本発明における自動合焦装置を各図を参照しなが
らその一実施例について詳述する。

第１図は本発明の自動合焦装置をビデオカメラ等に実
施した場合を示すブロツク図である。

同図において、１は撮影レンズ系を示すもので、焦点
調節を行なうためのフォーカシングレンズ1A,ズーム動
作を行うズームレンズ1Bを備えている。フォーカシング
レンズ1Aは、フォーカシングモータ駆動回路９及びフォ
ーカシングモータ10を介して駆動制御される。またズー
ムレンズ1Bはズームモータ駆動回路11及びズームモータ
12を介して駆動制御される。２は入射光量を制御する絞
り（アイリス）で、アイリス駆動回路７及び絞り駆動用
のigメータ８を介して駆動制御される。３はフォーカシ
ングレンズ１によつて撮像面に結像された被写体像を光
電変換して撮像信号に変換するたとえばCCD等の撮像素
子、４は撮像素子３より出力された撮像信号を所定のレ
ベルに増幅するプリアンプ、５はプリアンプ４より出力
された映像信号にガンマ補正，ブランキング処理，同期
信号の付加等の所定の処理を施して規格化された標準テ
レビジヨン信号に変換し、ビデオ出力端子より出力する
プロセス回路である。プロセス回路５より出力されたテ
レビジヨン信号は図示しないビデオレコーダ、あるいは
電子ビユーファインダ等によるモニタ23へと供給され
る。

また６はプリアンプ４より出力された映像信号を入力
し、該映像信号のレベルが所定のレベルに一定となるよ
うに絞り２の開口量を制御すべくアイリス駆動回路７を
介してigメータ８を自動制御するアイリス制御回路であ
る。

13はプリアンプ４より出力される映像信号中から被写
体のコントラストの大小を判別できるように設定された
全域フイルタ、14は同じくプリアンプ４より出力された
映像信号中より合焦検出を行なうために必要な高周波成
分を抽出するバンドパスフィルタ、15は映像信号中より
被写体像のボケ幅（被写体像のエツジ部分の幅）を検出
回路で、合焦状態に近付くほど被写体のボケ幅が小さく
なる性質を利用して合焦検出を行なうものである。この
ボケ幅検出回路による合焦検出方法自体は、たとえば特
開昭62−103616号等によつて公知となつているため、そ
の詳細な説明は省略する。

16は被写体判別フイルタ13、バンドパスフイルタ14、
ボケ幅検出回路15の出力にゲートをかけ、撮像画面上の
指定領域内に相当する信号のみを通過させるゲート回路
で、後述する論理制御装置18により供給されるゲートパ
ルスに従い、１フィールド分のビデオ信号中の指定領域
に相当する信号のみを通過させ、これによつて、撮像画
面内の任意の位置に高周波成分を抽出する通過領域すな
わち合焦検出を行なう合焦検出領域の設定を行なうこと
ができる（第４図に撮像画面上に設定された合焦検出領
域を示し、各図の状態については後述する）。

17はゲート回路16によつて抽出された合焦検出領域内
に相当する映像信号中より高周波成分のピーク値の得ら
れた撮像画面内における水平、垂直方向の位置を検出す
るピーク位置検出回路である。このピーク位置検出回路
は、１フィールド期間において検出されたピーク位置
が、合焦検出領域を水平、垂直方向に所定個数のブロツ
クに分割したどのブロツクに位置するかを検出し、その
水平、垂直座標を出力するものである。

また19はフォーカシングレンズ1Aの移動位置を検出す
るフォーカスエンコーダ、20はズームレンズ1Bによつて
可変される焦点距離情報を検出するズームエンコーダ、
21は絞り２の開口量を検出するアイリスエンコーダであ
る。これらの検出情報は論理制御装置18へと供給され
る。

18はシステム全体を統括して制御する論理制御装置
で、たとえばマイクロコンピユータによつて構成され、
その内部には図示しない入出力ポート,A/D変換器，リー
ドオンリメモリ（ROM），ランダムアクセスメモリ（RA
M）を備えている。この論理制御装置は、ピーク位置検
出回路17より出力されたバンドパスフイルタ14の出力に
基づく高周波成分の１フィールド期間内におけるピーク
値及びそのピーク位置座標、被写体判別フィルタ13の出
力に基づく被写体コントラスト情報、ボケ幅検出回路15
の出力に基づくボケ幅情報、さらに各エンコーダからの
検出情報を取り込んで所定のアルゴリズムにしたがつて
演算し、これらの時系列的な変化から、合焦検出領域の
撮像画面上における位置、大きさ、移動方向、移動応答
速度の設定すなわち被写体追尾を行なうとともに、合焦
点の得られるフォーカシングレンズの移動方向及び移動
速度等を演算するものである。

すなわち、バンドパスフイルタ14の出力に基づく高周
波成分の１フィールド期間内におけるピーク値及びその
ピーク位置座標にもとづいて、各フィールドごとに被写
体の移動を検出し、その変化したピーク位置すなわち被
写体位置を中心とする位置に合焦検出領域を設定すべく
ゲート回路16にゲートパルスを供給してこれを開閉制御
し、映像信号の合焦検出領域内に相当する部分の映像信
号のみを通過させる。

また論理制御装置18は、設定された合焦検出領域内に
相当する映像信号に基いて、被写体に対する合焦検出を
行い、焦点調節を行う。すなわちボケ幅検出回路15より
供給されたボケ幅情報とバンドパスフィルタ14より供給
された高周波成分のピーク値情報を取り込み、１フィー
ルド期間におけるボケ幅が最小に、高周波成分のピーク
値が最大となる位置へとフォーカシングレンズ1Aを駆動
すべくフォーカス駆動回路９にフォーカシングモータ10
の回転方向、回転速度、回転／停止等の制御信号を供給
し、これを制御するものである。

この際、論理制御装置18は、合焦度に応じて、また絞
りエンコーダ21、ズームエンコーダ20によつて検出され
た絞り値及び焦点距離から演算した被写界深度に応じ
て、合焦検出領域の大きさ、移動範囲、移動応答速度を
制御する。

このようにして、動きのある被写体像を追尾尾しなが
ら焦点を合わせ続けることができる。

ここで本発明において、合焦検出にボケ幅検出回路15
より出力されたボケ幅信号と、バンドパスフィルタ14よ
り出力された高周波成分のピーク値を用いているのは、
以下の理由による。

すなわちボケ幅は合焦点に近付くほど小さい値となつ
て合焦点で最小となり、被写体のコントラストの影響を
受にくいため高い合焦検出精度を得ることが出来る特長
を有する反面、ダイナミツクレンジが狭く、合焦点を大
きく外れると十分な検出精度を得ることができない。

これに対して、高周波成分は、ダイナミツクレンジが
広く、合焦点を大きく外れても合焦度に応じた出力を得
ることができる反面、コントラストの影響を大きく受け
る性質があり、ボケ幅情報ほどの合焦精度を得ることが
できない。

したがつて、これらを組み合わせることにより、ダイ
ナミツクレンジが広く、且つ合焦点近傍で高い検出精度
の得られる合焦検出方法を実現することができる。

また論理制御部18は、被写体判別フィルタ13の出力に
基づいて撮像画面内の合焦検出領域内におけるコントラ
ストを取り込んで常時検出し、これによつて撮像面内に
おける被写体の有無を判別している。

すなわち被写体像が撮像面外に出てしまつたり、大ボ
ケ状態で被写体と背景のコントラストがほとんど得られ
ない状態では被写体の判別自体困難となりこれを正確に
追尾することができず、誤動作を生じやすく焦点調節も
正確に行なうことはできない。

本発明ではこの点を考慮し、撮像面内のコントラスト
から被写体の有無を判別し被写体が存在しない場合に
は、合焦検出領域の移動すなわち被写体追尾動作を中止
し、合焦検出領域の不自然な移動、被写体以外のものを
誤検出することによる誤動作等を防止している。

また、本発明では、上述の被写体の自動追尾を行うに
あたり、被写界深度を検出して、合焦検出領域の大き
さ、移動方向、応答速度を制御し、最適な被写体追尾動
作を行えるような構成となつている。

また論理制御装置18から出力されたゲートパルスは、
ゲート回路16だけでなく、表示回路22を介して所定の信
号処理を施された後、プロセス回路５より出力されるテ
レビジヨン信号に重畳され、モニタ23へと供給され、モ
ニタ画面内に合焦検出領域をスーパーインポーズするこ
とができるように構成されており、焦点調節状態に応じ
て合焦検出領域の表示を点灯、点滅等、表示を行うこと
ができる。

次に本発明の自動合焦装置による総合的な合焦検出領
域の制御動作を、第２図に示すフローチャートを参照し
ながら順を追って説明する。

尚、本発明における被写体自動追尾動作は、AF（自動
焦点調節）モードにおいて動作し、マニュアル焦点調節
モードにおいては、非動作状態とされ、合焦検出領域の
モニタ画面への表示も行なわない。

また本発明では、被写体追尾動作を伴うAFモードと、
被写体追尾動作を伴わない通常のAFモードとが用意さ
れ、動作中のモードはモニタ画面内における表示によつ
て識別される。

第２図において、被写体追尾制御フローをスタートす
ると、ステツプS1において、図示しない撮影モード切換
スイツチによつて被写体自動追尾モードが選択されてい
るか否かが判別され、自動追尾モードが選択されていな
ければ、ステツプS27へと進み、ゲート回路16を制御し
て合焦検出領域を撮像画面中央部の所定の設定位置に固
定するとともに表示回路22を制御してモニタ23の画面内
に点灯表示するための設定を行なう。

続いて、ステツプS28より絞り値Ｆを読み出し、論理
制御装置18に取り込んで図示しないRAMに記憶する。同
様にステツプS29でズームエンコーダ20より焦点距離情
報ｆを読み出し、論理制御装置18に取り込んで図示しな
いRAMに記憶する。

ステツプS30では論理制御装置18内に記憶されている
絞り値と焦点距離情報から後述する方法により被写界深
度DPを演算する。

ステツプS31ではボケ幅検出回路15よりボケ幅情報
を、ステツプS32ではバンドパスフィルタ14より映像信
号中の高周波成分のピーク値をそれぞれ取り込んで論理
制御装置18内の図示しないRAMに記憶する。

ステツプS33では、上述のように、合焦検出領域を固
定した状態でバンドパスフィルタ14,ボケ幅検出回路よ
り夫々出力された高周波成分，ボケ幅情報に基づいてフ
ォーカシングレンズ1Aの駆動方向、駆動量が演算され、
これらの情報に従い、ステツプS34で実際にフォーカシ
ングレンズ1Aを駆動する。

AF動作のフローを終了した後は、ステツプS35へと進
み、ステツプS27で行なった追尾（合焦検出）領域の点
灯表示の設定に従い、表示回路22を介してモニタ23画面
内に追尾領域を表示する。このように被写体追尾動作を
伴わない通常の自動焦点調節動作モードにおいては、追
尾（合焦検出）領域がモニタ画面内に点灯表示される。

ステツプS1で、図示しない撮影モード切換スイツチに
より被写体自動追尾モードが設定されていた場合は、ス
テツプS2へと進み、被写体の移動を撮像画面内において
自動追尾しながら焦点を合わせつづける自動被写体追尾
モードであることを示すべく、追尾領域（合焦検出領域
を兼ねる）をモニタ画面内に点滅表示する設定を行な
う。

自動被写体追尾動作に入ると、ステツプS3でアイリス
エンコーダ21より絞り値を、ステツプS4でズームエンコ
ーダ20より焦点距離情報をそれぞれフィールド周期で読
み出して論理制御装置18内に取り込み、論理制御装置18
内のA/D変換器によつてたとえば１バイトのデジタル信
号に変換した後、図示しないRAMに記憶する。

ステツプS5では、ステツプS3,S4で論理制御部18内に
取り込んだ絞り値Ｆと焦点距離ｆに基づいて被写界深度
DPが演算される。

この被写界深度の演算は、予め論理制御装置18内のRO
Mに書き込まれている第３図に示す被写界深度判定テー
ブルを用いて判別される。

すなわち第３図に示す情報テーブルの例では、絞り値
Ｆと焦点距離ｆの情報により領域DP1,DP2,DP3の３段階
に被写界深度を決定するようになつている。同図におい
て、被写界深度は、DP1,DP2,DP3の順に深くなる。

ステツプS6ではピーク位置検出回路17の出力から、１
フィールド期間中の輝度信号の高周波成分のピーク位置
の撮像画面内におけるブロツク単位の水平，垂直方向位
置の情報が論理制御部18に読み込まれる。

ステツプS7では、被写体判別フィルタ13より出力され
たそのフィールドにおけるアナログのコントラスト情報
をA/D変換し論理制御装置18内の所定のメモリ領域に読
み込み、ステツプS8において所定の演算を行い、被写体
のコントラストを判別する。具体的には、被写体判別フ
ィルタ13より出力された輝度信号レベルの情報を所定の
閾値と比較して被写体のコントラストを判別し、高周波
成分のピーク値の変化に基づいた精度の高い自動追尾が
可能であるか、あるいは低輝度で被写体追尾が不可能で
あるかが判断される。

ステツプS8で被写体のコントラストが十分高く合焦検
出領域内に被写体が確実に存在し、高精度の被写体追尾
が可能であると判断された場合には、ステツプS9以降へ
と進み、合焦検出領域（被写体追尾領域）の大きさ，移
動方向，応答速度をステツプS5で求めた被写界深度情報
DPに基づいて演算する。

すなわち、ステツプS9では、ステツプS5で求めた被写
界深度の深さDPが判定され、被写界深度がもっとも深い
DP3であつた場合にはステツプS10へと進み、合焦検出領
域の大きさを最大に設定して撮像画面中央に固定する。
この合焦検出領域の位置及び大きさは、自動追尾焦点調
節開始後の初期設定領域と同じであつてもよいし、別に
適宜設定してもよい。

また被写界深度が中程度のDP2であつた場合には、ス
テツプS11へと進み、合焦検出領域の大きさ及び応答速
度を中程度とし、移動方向を水平方向のみとする。

また被写界深度が最も浅いDP1であつた場合には、ス
テツプS12へと進み、合焦検出領域の大きさを最小、応
答速度を最大とするとともに、その移動方向を水平と垂
直の両方向とする。

ここで被写界深度に基いて、合焦検出領域の大きさ、
応答速度、移動方向を可変制御する理由を第４図を用い
て詳細に説明する。

ステツプS12に示すように、被写界深度がDP1で最も浅
い場合には、第４図（ａ）に示すように、合焦検出領域
の大きさは最小に設定され、具体的には、全画面に対し
て縦30％，横30％の領域に設定される。そして移動方向
は上下、左右、斜め方向に移動可能となる。

またステツプS11に示すように、被写界深度がDP2で中
間レベルの場合には、第４図（ｂ）に示すように、合焦
検出領域の大きさは、全画面に対して縦40％，横30％の
中間値に設定され、移動方向は水平方向のみ、応答速度
も中間値に設定される。

またステツプS10に示すように、被写界深度がDP3で最
も深い場合には、第４図（ｃ）に示すように、合焦検出
領域の大きさは、全画面に対して縦60％，横60％値と最
大に設定される。このとき、合焦検出領域は固定されて
移動しない。

一般に、被写界深度が浅い場合には、撮像画面内にお
いて、合焦、非合焦状態で合焦度の変化が大きく、主要
被写体に合焦しやすい状態となり、主要被写体と背景と
の識別が明確となるため、主要被写体からの高周波成分
を正確に検出でき、また合焦点のずれや被写体の移動に
よる高周波成分の変化等も正確に検出することができ
る。したがつて、合焦検出領域は主要被写体を正確にと
らえ、かつこれを正確に追尾するため、大きさが最小に
設定される。また被写界深度が浅い場合には焦点距離が
長く、被写体の撮像画面内に占める割合も大きい場合が
多く、わずかな移動も撮像画面内において大きく表れる
ため、合焦検出領域の応答速度も高速に設定される。

また被写界深度が深いときは、主要被写体に関係なく
撮像画面上の多くの点で合焦しやすくなるため、画像の
高周波成分のピーク点の位置は激しく変化して定まら
ず、正常な追尾動作が困難となる。言い換えれば、この
ように被写界深度が深く焦点が合いやすい状態では、合
焦のための追尾動作の必要性が少なくなる。また特にズ
ームレンズをワイド側へとズーミングして被写界深度を
深くした場合には、画角が広くなり、被写体の動きは相
対的に遅くなり、移動方向も特に垂直方向においては少
なくなつてくる。したがつて、合焦検出領域の大きさを
大きくして遠近競合による誤動作を回避すべく合焦検出
領域を大きく設定するとともに、合焦検出領域を撮像画
面中央に固定する。

また、被写界深度が上述のステツプS11で示したよう
に、中間レベルの場合は、被写界深度の深い場合と浅い
場合との中間的な状態であるため、合焦検出領域の大き
さ，応答速度を中間値に設定するとともに、合焦検出領
域の移動方向を特に動きの多い水平方向のみとするわけ
である。

このように、被写界深度により合焦検出領域の大き
さ、移動方向、応答速度を細かく制御することにより不
必要な追尾動作がなくなり、より滑らかな追尾を実現す
ることができる。

ここで再び第２図のフローチャートに戻り、説明を続
けると、上述のステツプS10,S11,S12においてその撮影
状況に応じた合焦検出領域の設定条件を決定した後は、
ステツプS13へと進み、ステツプS6において、ピーク位
置検出回路６より出力され論理制御装置18内の所定のメ
モリ領域に記憶されていた現フィールドにおける高周波
成分のピーク点検出位置の水平及び垂直座標に基き、ス
テツプS10〜S12で求めた合焦検出領域の応答速度、移動
方向の情報を考慮し、前記ピーク位置を中心とするよう
な合焦検出領域の次のフィールドにおける移動位置が演
算される。

この際、合焦検出領域の設定位置を前回のフィールド
における情報との比較のみによつて決定せず、過去所定
数のフィールドにおける情報の平均をとることにより、
ノイズ等の影響のない安定した位置設定を行うことがで
きる（たとえば本出願人が先に出願した特願平１−2139
21号に開示されている合焦検出領域の設定方法を適用す
ることができる）。

ステツプS14では、前段のステツプで求めた次フィー
ルドの画面における合焦検出領域の座標値が、現画面の
座標値に対してどのような方向に変化しているかを監視
し、もし定められた移動方向以外であれば、その方向に
は、移動しないように設定する。

ステツプS15では、前述のステツプS10〜S12で求めら
れた合焦検出領域の大きさをもとに、合焦検出領域の大
きさを設定する。

ステツプS16は以上のフローにより設定された合焦検
出領域の位置及び大きさの情報に基いて、ゲート回路16
にゲートパルスを供給し、撮像画面内における撮像信号
の抜き取り位置すなわち合焦検出領域（追尾領域）の設
定位置を制御するものである。これによつて実際に合焦
検出領域の撮像画面上における位置，大きさが更新され
る。

合焦検出領域（追尾領域）の位置及び大きさの設定が
完了すると、ステツプS17〜S20に示す追尾動作の状態を
表示する表示処理へと移行する。

すなわち本発明によれば、被写体を自動追尾している
際、被写体に合焦した状態で正常に追尾動作が行なわれ
ているときと、合焦点を大きく外れて正常な追尾が行な
われていない場合とで合焦検出領域（追尾領域）のモニ
タ画面内における表示の点滅周期を変えることにより、
操作者に認識させることができる。

ステツプS17へと移行すると、合焦点近傍であるか否
かが判別される。

具体的には、第６図に示すような、フォーカシングレ
ンズ位置と、これによつて変化する高周波成分ピーク値
またはボケ幅情報信号のレベルとの関係を表わす特性曲
線から、合焦点近傍であるか否かが判定され、フォーカ
シングレンズ1Aは、合焦点から離間した状態では、同図
の特性曲線に従って山登り制御され、合焦点で停止した
後は、再起動に備えて非合焦の判定が行なわれる。

したがつて、本実施例では、合焦状態すなわちフォー
カシングレンズの制御状態から、被写体追尾が正常に行
なわれているか否かを判断する。

具体的には、フォーカシングレンズを山登り制御して
いるときは、被写体にまだ焦点があつていないか、ある
いは被写体が追尾領域内に存在しないかのいずれかであ
り、被写体の追尾が正常に行なわれていないと判断す
る。

一方、非合焦判定を行なっている場合には、現在被写
体に合焦している状態であり、正常に被写体追尾を行な
っている状態であると判断するわけである。

そしてこの判断の結果、被写体追尾動作が正常に行な
われていれば、追尾領域の点滅を速くし、被写値追尾動
作が正常に行なわれていなければ、追尾領域の点滅を遅
くする。

これによつて被写体を自動追尾しながら、その追尾動
作が正常に行なわれているか否かを常時操作者に明確に
認識させることができる。

以上の動作をフローチャートでみれば、ステツプS17
で第６図の合焦特性曲線より、非合焦判定を行なってい
る状態であり、合焦点付近であると判断された場合に
は、ステツプS18へと進んで、合焦検出領域（追尾領
域）のモニタ画面内における点滅周期を速く（fast）
し、ステツプS17で山登り制御を行なっており合焦度よ
り大きく離間した大ボケ状態であると判定された場合に
は、ステツプS19へと進んで合焦検出領域（追尾領域）
の点滅周期を遅く（slow）する。

合焦検出領域の点滅制御の設定を完了した後は、ステ
ツプS20へと進み、前述のステツプS10〜S12で設定され
た情報とステツプS18,S19の点滅周期の情報に基づいて
表示回路22を制御し、モニタ23の画面内に表示する。

なお、本実施例では、正常に被写体に合焦した状態で
追尾が行なわれているか否かを、フォォーカシングレン
ズ1Aが山登り制御されているか、フォォーカシングレン
ズ1Aが停止して以後非合焦判定が行なわれているかによ
つて判別しているが、この方法によらなくても、第６図
に示す高周波成分あるいはボケ幅情報の出力レベルと合
焦度との関係を示す特性曲線から、そのレベルが所定レ
ベル以上となつたら合焦点近傍であるとして合焦検出領
域（追尾領域）の表示（点滅周期）を変化させるように
してもよい。

ただし、このようなレベルによる判定方法を用いた場
合、単に高周波成分のレベルを用いると、被写体の輝度
によつてレベルが大きく変動するので、輝度変化の影響
を受けにくく（被写体像のエッジ部分の幅に関する情報
であり、輝度値で正規化された値であるため、輝度変化
の影響を受けない）合焦近傍でのみ高い検出感度を呈す
るボケ幅情報を用いて、非合焦判定を行なうようにした
ほうがよい。

ステツプS21ではボケ幅検出回路15より出力されたそ
のフィールドにおけるボケ幅情報が、ステツプS22では
バンドパスフィルタ14より出力されたそのフィールドに
おける高周波成分ピーク値情報がそれぞれフィールド周
期で論理制御装置18に取り込まれ、その内部でA/D変換
されて図示しないRAMに読み込まれる。そしてステツプS
23では、それぞれステツプS5,S21,S22で求められた被写
界深度情報、ボケ幅情報、高周波成分ピーク値情報から
合焦検出を行い、フォーカシングレンズ1Aの駆動方向及
び合焦度に応じた駆動速度を演算して決定する。この際
フォーカシングレンズの速度は、絞り値Ｆ及び焦点距離
ｆから求めた被写界深度DPを考慮して補正される。

この被写界深度及び速度の決定に際しては、前述した
ように、論理制御部16内のROMにあらかじめ記憶された
第３図に示した情報テーブルあるいは図示しない合焦
度，被写界深度から速度を決定するための速度設定用の
情報テーブルを参照して決定することにより、演算時間
を短縮し得るとともに、プログラムを簡略化することが
できる。

フォーカシングレンズ駆動情報の演算が終了すると、
ステツプS24へと進み、ステツプS23で演算されたフォー
カシングレンズ駆動情報（フォーカシングモータ駆動速
度、駆動方向、駆動／停止等の制御信号）をフォーカス
モータ駆動回路９に供給してフォーカシングモータ10を
駆動し、フォーカシングレンズ1Aを合焦点へと駆動す
る。

以上で被写体追尾機能を伴った自動焦点調節動作の制
御フローを終了し、ステツプS1へと戻り、以後このフロ
ーを１フィールドに１回の周期で繰り返し実行する。

このようにして、動きのある被写体をそのピーク検出
位置の移動を検出することによつて自動追尾することが
でき、且つ現在正確に被写体をとらえ、目標とする被写
体に合焦させた状態でこれを追尾することができる。

なお、上述のステツプS8において、被写体判別フィル
タ13により取り込んだ被写体輝度の情報を演算した結
果、被写体が低輝度で精度の高い追尾が不可能であると
判断された場合には、被写体が合焦検出領域内に存在し
ないか、あるいは極端な大ボケ状態であつて被写体の判
別も困難な状態であり、被写体追尾を続けても誤動作を
生じるばかりか、合焦検出領域の移動が不安定となり合
焦動作自体困難となるため、ステツプS25へと進んで合
焦検出領域の位置をたとえば撮像画面中央のリセツト位
置に強制的に設定し、追尾動作を中止する。このリセツ
ト動作は、ステツプS1で追尾を開始した時に設定した撮
像画面の略中央部の初期位置座標及び初期状態の大きさ
を設定してステツプS26へと移行し、そのリセツト位置
に応じたゲートパルスをゲート回路16に出力することに
よつて行われる。

この被写体追尾不能時の合焦検出領域のリセツト動作
を行なった後は、ステツプS27へと進み、被写体追尾動
作を伴わない通常の自動焦点調節モードに移行し、モニ
タ画面内において固定の合焦検出領域を用いて焦点調節
動作が行なわれる。そしてモニタ23の画面内においても
固定の合焦検出領域の点灯表示となり、操作者に焦点調
節モードが切り換わったことを認識させることができ
る。

これによつて追尾不能時の合焦検出領域の誤動作が防
止され、動きが自然になり、操作者に対しても、現在の
撮影状況を的確に認識させることができる。

なお、上述の実施例では、焦点制御状態に応じて追尾
動作が正常か否かを判定しているが、追尾動作を中止す
る前の段階として、被写体判別フィルタ13の出力から追
尾動作が正常に行なわれているか否かを判定してこれを
表示するようにしてもよい。すなわち被写体判別フィル
タ13の出力レベルが高いときは、画面のコントラストが
十分得られているので、被写体追尾動作を正常に行なわ
れると判断し、このレベルが所定のレベル以下となつた
場合には、被写体追尾動作が正確に行なわれる確立が低
いと判断し、前述の如く追尾領域の点滅周期等の表示を
変化させる。そしてさらに被写体判別フィルタ13の出力
レベルが定価した場合に、上述のフローチャートのよう
に、追尾動作自体を中止すればよい。

このように構成すれば、撮影状態をより精密に認識す
ることができる。

以上の制御フローをフィールド周期で繰り返し行うこ
とにより、動きのある被写体に対して焦点を合わせ続け
ながらこれを自動追尾することができる。

なお、上述の実施例によれば、被写体追尾動作のON/O
FFを表示するのに、合焦検出領域の点灯，点滅によつて
行なっているが、これに限定されることはなく、点滅以
外のたとえば色による表示も可能であり、また合焦検出
領域の表示とともに、撮影モードの表示を電子ビューフ
ァインダの画面内に独立して行なってもよい。

また上述の実施例によれば、合焦検出領域の設定にお
いて、被写界深度が中間レベルであつた場合において、
合焦検出領域の移動範囲を水平方向のみとしたが、これ
に限定される必要はなく、垂直方向の移動に対する重み
付けが小さくなることを考慮して、たとえば第５図
（ａ）〜（ｃ）に示すように、水平方向及び上方向に移
動可能としもよい。なお各図の対応関係は、第４図
（ａ）〜（ｃ）と同じである。

また、上述の実施例では、被写界深度を３段階に分け
て制御しているが、これも段階数を限定する必要はな
く、たとえば５段階、２段階でも制御可能である。ただ
し、段階数を変更する場合は、合焦検出領域の大きさ、
移動範囲、応答速度は、分割された各被写界深度に応じ
て最適化する必要があることは言うまでもない。

また本実施例によれば、被写体を追尾する領域と被写
体の焦点状態を検出するための合焦検出領域とを同一の
領域で構成したが、これらの領域別個に設け、被写体追
尾領域で被写体の位置を追尾し、その位置に別途合焦検
出領域を設定しても良いことは言うまでもなく、このよ
うにすると各領域の大きさを別々に設定することができ
る。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明における自動合焦装置によ
れば、合焦検出領域を前記撮像画面上の所定の位置に固
定して合焦動作を行なう第１の焦点検出モードと、前記
検出領域を被写体に追尾させながら合焦動作を行なう第
２の焦点検出モードとを設定可能で、且つ前記合焦検出
領域をモニタ画面内に表示するとともに、前記第１の焦
点検出モードと前記第２の焦点検出モードとでその合焦
検出領域の表示を異ならせたので、現在の焦点検出モー
ドがいずれのモードであるか、言い換えれば、現時点に
おける被写体自動追尾動作のON/OFF状態をモニタ画面内
に明瞭に表示することができ、操作者に現在の撮影状態
を正確に認識させることができ、種々の誤動作、誤操作
を防止し得、安定で正確な被写体追尾を行なうことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における自動合焦装置の構成を示すブロ
ツク図、第２図は本発明の撮像装置の制御動作を説明す
るためのフローチャート、第３図は本発明の撮像装置に
おける被写界深度演算テーブルを示す図、第４図は本発
明の撮像装置における合焦検出領域の撮像面内における
位置関係を示す図、第５図は本発明の撮像装置における
合焦検出領域の撮像面内における位置関係の他の例を示
す図、第６図は本発明における被写体追尾モードにおけ
る表示を説明するための図である。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像画面上に合焦検出領域を設定する領域
   設定手段と、 被写体像の移動に応じて前記領域設定手段を制御し、前
   記合焦検出領域の設定位置を変位可能な領域制御手段
   と、 前記合焦検出領域を前記撮像画面上の所定の位置に固定
   して合焦動作を行う第１の焦点検出モードと、前記合焦
   検出領域を前記領域制御手段によって移動しながら合焦
   動作を行う第２の焦点検出モードとを設定可能な焦点制
   御手段と、 前記合焦検出領域をモニタ画面内に表示可能で、前記第
   １の焦点検出モードと前記第２の焦点検出モードとで異
   なる表示を行う表示手段とを備えたことを特徴とする自
   動合焦装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、 前記表示手段は、前記第１の焦点検出モードのときは前
   記検出領域を前記モニタ画面内に点灯表示し、前記第２
   の焦点検出モードのときは前記検出領域を点滅表示する
   ように構成されていることを特徴とする自動合焦装置。