JP3103587B2 - 自動合焦装置 - Google Patents

自動合焦装置

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JP3103587B2 JP02303285A JP30328590A JP3103587B2 JP 3103587 B2 JP3103587 B2 JP 3103587B2 JP 02303285 A JP02303285 A JP 02303285A JP 30328590 A JP30328590 A JP 30328590A JP 3103587 B2 JP3103587 B2 JP 3103587B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子カメラ等に利用される自動合焦装置に
関する。
〔従来の技術〕
従来より知られている自動合焦方法として、撮像素子
より得られる画像信号から所定の周波数成分を抽出し、
その抽出した周波数成分が最大となる位置に撮像光学系
を移動させることにより合焦調節を行ういわゆる山登り
方式がある。
この山登り方式を適用した自動合焦装置は、焦点調節
用に専用の光学部品が不要であることから小型化が可能
であると共に、被写体のパターンに依存せず高精度の合
焦が可能でるといった利点を有している。山登り方式を
適用した自動合焦装置は、例えばNHK技術報告、昭和4
0、第17巻、第１号通巻第86号（P21〜P37）に詳述され
ている。
ところで、合焦位置付近の複数の周波数成分値から補
間演算により合焦位置を算出することにより、山登り方
式における合焦速度および合焦精度の向上を図った自動
合焦装置が本出願人により既に出願済みである（特願平
１−319473号）。
かかる合焦装置の概略について第５図および第６図を
参照して説明する。この自動合焦装置は、第５図に示す
ように、撮影光学系１によって取込まれた被写体像がCC
D2次元撮像素子２の受光面上に形成される。形成された
被写体像によって蓄積された電荷は、駆動回路３から所
定の蓄積時間間隔で与えられる読出し信号によって画像
信号として読出され、増幅器４を介して、バンドパスフ
ィルター（以下、「BPF」と呼称する）５およびプリ測
光回路６に入力する。
プリ測光回路６では適正露出となるようなCCD2次元撮
像素子２の電荷蓄積時間が検出され、その検出信号がマ
イクロプロセッサ７に送られて、マイクロプロセッサ７
から駆動回路３に指令信号を送り、適正露出となる電荷
蓄積時間を設定する。
一方、BPF5に入力した画像信号からは特定の周波数の
信号が抽出され、ゲート８に出力される。ゲート８では
合焦させたい領域の信号が抜き出されて例えば２乗器か
らなる検波器９へ送られる。この検波器９で合焦すべき
領域の信号の出力振幅が検出され、A/D変換器10を介し
てデジタル積分回路11へ送られる。このデジタル積分回
路11は加算器12とラッチ回路13とからなり、デジタル積
分回路11に入力する信号値を順次加算した特定の周波数
成分値（以下、「焦点信号値」と呼称する）を出力す
る。合焦状態に応じた複数の焦点信号値から焦点信号ｆ
（ｘ）が生成される。なお、焦点信号ｆ（ｘ）のＸは撮
影光学系１の光軸方向の位置を示している。この焦点信
号ｆ（ｘ）はマイクロプロセッサ７へ送られる。マイク
ロプロセッサ７は焦点信号ｆ（ｘ）をメモリ14に記憶す
る。マイクロプロセッサ７は焦点信号ｆ（ｘ）から合焦
位置検出演算を実行して駆動制御信号を生成し、モータ
駆動回路15へ送出する。モータ駆動回路15は撮影光学系
１を光軸方向に移動させるパルスモータ16の駆動回路で
ある。
次に、以上のように構成された自動合焦装置の作用に
ついて説明する。
今、画像信号はCCD2次元撮像素子２からフィールド時
間毎に読出され、第１番目のフィールド信号からプリ測
光回路６により適正な電荷蓄積時間が検出され、以後こ
の蓄積時間により撮像が行われる。これと同時に撮像光
学系１が駆動される。読出された画像信号はBPF5、ゲー
ト８、検波器９、A/D変換器10、ディジタル積分回路11
を経て焦点信号値が検出される。こうしてフィールド時
間毎に、撮影光学系１の移動に応じた複数の焦点信号値
からなる焦点信号ｆ（ｘ）が得られる。マイクロプロセ
ッサ７は、焦点信号ｆ（ｘ）の焦点信号値が増加する方
向へ撮影光学系１を駆動する。このようにして第６図
（ａ）に示すような離散的な焦点信号ｆ（ｘ）が得られ
る。そして、その最大点P1とその前後の２点P0,P2を用
い次式により合焦位置αを算出する。
Po≧P2の時 α＝Xm−（ΔX/2）（Po−P2）／（P1−P2） Po＜P2の時 α＝Xm＋（ΔX/2）（P2−Po）／（P1−Po） …（１） ただし、XmはP1の撮影光学系１の位置、ΔｘはP0と
P1,P1とP2の撮影光学系１の間隔である。
このように（１）式による補間演算で算出した位置α
へ撮像光学系１を移動し合焦調節を終了する。
この方法は補間間隔Δｘを大きくすることにより、焦
点信号ｆ（ｘ）の検出数を少なくでき、高速化が図れる
とともに補間演算（１）式により高精度化も図れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上述した補間演算による合焦位置検出
は、従来の自動合焦装置に比べると十分に高い合焦精度
を得ることができるが、補間間隔Δｘが小さいとノイズ
の影響を受け易くなり、合焦精度に影響が出る。また補
間間隔Δｘが大きいと補間による誤差が大きくなり、や
はり合焦精度に影響がでる。
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたもので、
最適な補間間隔Δｘを得ることができ、高速度でしかも
極めて高精度に合焦位置を検出できる自動合焦装置を提
供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記課題を解決するために、撮影光学系によ
り形成される画像を撮像する撮像素子と、この撮像素子
と前記撮影光学系との相対位置を光軸方向に沿って変化
させる駆動手段と、前記撮像素子に蓄積された電荷を画
像信号として読出す画像読出し手段と、この画像読み出
し手段で読出された画像信号から所定の周波数帯域のみ
を通過させるバンドパスフィルターと、このバンドパス
フィルターの出力信号から合焦度に応じた焦点信号値を
検出するための焦点信号検出手段と、前記バンドパスフ
ィルターの周波数帯域と前記撮影光学系のＦナンバーと
に基づいて第１のパラメータを演算する第１パラメータ
演算手段と、前記焦点信号検出手段の特性値と前記第１
のパラメータとに基づいて前記駆動手段の駆動制御に用
いられる第２のパラメータを演算する第２パラメータ演
算手段と、前記第２のパラメータに基づいて前記駆動手
段を駆動制御したときに得られる前記焦点信号値と前記
第２のパラメータとを用いた合焦位置検出演算により合
焦位置を検出し、この検出結果に応じた駆動制御信号を
前記駆動手段へ出力する合焦位置検出手段とを備える構
成とした。
また、上記課題を解決するために、上記画像読出し手
段で読出された画像信号から各々所定の周波数帯域のみ
を通過させる複数のバンドパスフィルターを設け、さら
に前記撮影光学系の焦点距離、前記撮像素子の特性値、
前記駆動手段による前記撮像素子およびまたは撮影光学
系の移動速度、前記複数のバンドパスフィルターのそれ
ぞれの出力信号から求められた焦点信号値から、最適な
周波数帯域をもつバンドパスフィルターを前記複数のバ
ンドパスフィルターの中から選択するバンドパスフィル
ター選択手段を設けるようにした。
また、上記課題を解決するために、前記第２のパラメ
ータに基づいて前記駆動手段を駆動制御したときに得ら
れる複数の前記焦点信号値と前記第２のパラメータとを
用いた合焦位置検出演算によって合焦位置を検出する合
焦位置検出手段と、前記第１のパラメータと、前記焦点
信号検出手段によって得られた焦点信号値と、前記撮像
光学系の位置情報とから、撮像すべき被写体の速度を検
出する速度検出手段と、前記合焦位置検出手段で検出さ
れた合焦位置と、前記速度検出手段で検出された被写体
の速度とに基づいて駆動制御信号を生成して前記駆動手
段へ出力する駆動制御信号発生手段とを具備してなるも
のとした。
〔作用〕
本発明によれば、諸パラメータから焦点信号曲線を特
徴づける第１の中間パラメータが検出され、合焦位置検
出演算時の最適補間間隔となる第２のパラメータが検出
される。そして、この第２のパラメータに基づいて駆動
手段が駆動されたときの焦点信号値と第２のパラメータ
とを用いて合焦位置検出演算が行われる。
また、それぞれ異なる周波数帯域を有する複数のバン
ドパスフィルターの中から最適な周波数帯域を有するバ
ンドパスフィルターが選択されて、その周波数の焦点信
号に基づいて合焦調節が行われる。よって、ノイズが含
まれない最適な帯域による合焦検出ができ、常に高精度
な合焦調節が行えるものとなる。
また、被写体が移動する場合には、その移動速度が検
出され、検出された移動速度に基づいて予測される合焦
位置へ撮影光学系が移動されて合焦される。
以下、本発明の合焦位置検出原理について説明する。
まず、中間パラメータの求め方について第７図および第
８図を参照して説明する。第７図においてＯは物体、Ｉ
はその結像点、Ｌは焦点距離がｆのレンズ、Ａは開口
径、ａは物体距離、ｂは結像距離、δは錯乱円直径、ｄ
はデフォーカス量をそれぞれ示している。同図におい
て、近軸領域では、 （1/a）＋（1/b）＝1/f …（２） が成り立ち、また、相似条件から A/δ＝b/d …（３） といった関係が成り立つ。従って、（２），（３）式か
ら、錯乱円直径δは、 δ＝（ａ−ｆ）d/aF …（４） となる。また、一般に撮影光学系のMTF（Modulation Tr
ansfer Function）は MTF（Ｓ）＝2J1（δπＳ）／δπＳ …（５） で表される。なお、J1は第１種第１次のベッセル関数、
Ｓは空間周波数（単位はmm-1）であり、第８図（ａ）に
示されるように周期的に正負の値をとる形状をなす。ま
た、同図に示すS1は、MTFが最初にゼロとなる空間周波
数であり、この条件はベッセル関数の性質により δπＳ≒3.832 …（６） となる。よって、（４），（６）式からMTFがゼロとな
るデフォーカス量ｄは ｄ＝（3.832/π）・aF/（ａ−ｆ）Ｓ …（７） と表せる。なお、（６）式におけるＦは撮影光学系のＦ
ナンバー（＝f/A）である。
一般に、物体距離ａ≫焦点距離ｆとなることから、a/
（ａ−ｆ）≒１となり、（７）式は下式のように表すこ
とができる。
ｄ＝（3,832/π）・F/S ＝1.22・F/S＝dFZP …（８） ところで、（４），（５）式からMTFはデフォーカス
量ｄに対しても、空間周波数Ｓと同様な変化をすること
が容易に類推できる。従って、（８）式で求まるｄは第
８図（ｂ）におけるd1に一致することとなる。また、第
８図（ｂ）は、デフォーカス量に対するMTF値、すなわ
ち、先に述べた焦点信号曲線ｆ（ｘ）に等しい。なお検
波が２乗和として定義される場合の焦点信号曲線ｆ
（ｘ）は同図点線のようになる。以後、検波法は２乗和
として考える。
上記（８）指揮で算出されるデフォーカス量ｄは、焦
点信号曲線を特徴づける中間パラメータであり、これよ
り大きいデフォーカス量の場合は焦点信号値はほぼゼロ
となる特徴を有する。これをdFZP（FZP:First Zero Poi
nt）と定義する。すなわち、焦点信号曲線はＦナンバー
とBPFの帯域から定まるdFZPを用いて、その形状を知る
ことができ、dFZPはＦナンバーに比例しBPFの帯域Ｓに
反比例することがわかる。
次に中間パラメータに基づいて最適補間間隔Δｘを算
出する方法について説明する。
第９図は、第８図（ｂ）点線で示される形状（（５）
式の２乗）の焦点信号曲線に対して（１）式で表される
前述の補間演算により求めた合焦位置の誤差を示すグラ
フである。横軸は補間間隔Δｘで、dFZPで規格化した値
となっている。縦軸は合焦誤差でこれもdFZPで規格化し
た値となっている。そして、ノイズのない場合、SNが50
dB,40dB,30dB,20dBの各場合について、補間間隔Δｘと
合焦誤差との関係が示されている。ノイズのない場合
は、補間演算のもつ誤差を示していることになるが、補
間間隔Δｘが大きくなるとともに合焦誤差が増大して行
く。また、ノイズが増大しSNが下がると、補間間隔Δｘ
が小さい程その影響を受け易く、合焦誤差が増大してい
く。そして、Δｘ≒0.52×dFZPの付近では、どのSNの場
合においても合焦誤差が最も小さくなっている。従っ
て、最適補間間隔Δｘは Δｘ＝COPT×dFZP …（９） で表されることとなる。ただし、COPTは検波の手法によ
り決まる定数で２乗和の検波法の場合はCOPT＝0.52であ
る。
また、第９図に示されるように、合焦誤差はdFZPに比
例するため、（８）式よりＦナンバーを小さくするか、
BPF帯域Ｓを大きくすることにより精度を向上させるこ
とができると考えられる。
しかし、一般に帯域Ｓが高くなるとノイズが増加する
ため、無制限に高く設定することはできない。Ｆナンバ
ーは光量を多くする観点からも撮影光学系の開放値に設
定することが望ましい。
そこで、次に最適なBPFの帯域設定について説明す
る。
第７図に示す結像点Ｉの結像範囲は焦点距離ｆにより
大きく異なる。（２）式から結像距離の最小値（物体距
離∞）をｆ、最大値を（物体距離は至近距離amin）amin
f/（amin−ｆ）とすると、結像範囲Ｌは Ｌ＝aminf/（amin−ｆ）−ｆ …（10） と表せる。例えば、amin＝0.75mで、ｆ＝35mmのとき、
Ｌ＝1.713mmとなり、ｆ＝70mmのときＬ＝7.205mmとな
る。つまり、焦点距離ｆにより、焦点信号の横軸が大き
く変わることになる。
今、どんな条件の下においても正しくデフォーカスの
方向を判断するためには、Δｘの異なる２点のどちらか
一方が合焦位置からdFZP以内にある必要がある。これを
第10図を用いて説明する。同図に示す、P1,P2は合焦位
置からdFZP以上離れている２点、P3はdFZP以内にある点
である。
まず、P1をサンプリングして、次にP2をサンプリング
する場合（補間間隔ΔX12の場合）、P1P2となり合焦
位置の方向を判断することができない。P1とP3を用いる
と（補間間隔Δx13の場合）、P1＜P3となり、P3がより
合焦位置に近いとして判断することができる。このよう
なことから、補間間隔に対する制限が生じ、これを満た
すようにdFZPつまりBPFの帯域を設定する必要がある。
仮に、第11図のように極端な場合を想定すれば、次の条
件が必要となる。
dFZP≧Ｌ−ΔＸ …（11） ΔＸ≦2dFZP …（11）′ 補間間隔Δｘで撮影光学系を最大速度で動かした場合
のフィールド時間での焦点面の移動距離VdmaxをΔｘと
すれば、（８），（11）式より 1.22F/S≧Ｌ−Vdmax, Vdmax≦２・1.22F/S よって、 Ｓ≦1.22F/（Ｌ−Vdmax） …（12） Ｓ≦2.44F/Vdmax …（12）′ Vdmax≦（2/3）Ｌの時に（12）式を用い、Vdmax＞（2
/3）Ｌの時に（12）′式を用いる。この周波数Ｓを基準
周波数SBとして定義する。そして、用いる周波数はこの
基準周波数SBより小さいものを使用する。
また、用いることのできる最大空間周波数は合焦させ
たい領域（以下、「測距エリア」と呼称する）の大きさ
により制限される。
第12図に示すように、撮像素子の画素数Ｍ×Ｎ、大き
さをSx,Sy［mm］、測距エリアの画素数をAx×Ayとする
と、BPFが横方向の一次元フィルターとすれば検出でき
る最小周波数Sminは Smin＝（Sx・Ax/M）-1 ＝M/Sx・Ax ［mm-1］ …（13） となる。なお、この最小周波数Sminは基準周波数SBより
小さくなければならないため、測距エリアは Ax≧M/SB・Sx …（14） なる条件が必要である。また検波できる最大周波数Smax
は Smax＝（1/2）（Sx/Ax） ＝Ax/2・Sx ［mm-1］ …（15） となる。なお、SB＜Smaxを満たすように、M,Sxが設定さ
れている。
以上のように求められた制限内でBPFの帯域を設定す
る。
さらに、実際にはノイズの少ない帯域を選ぶ必要があ
り、上記制限内での焦点信号が最大となる周波数を選択
し、最終的に最適補間間隔Δｘを求める。
この最適補間間隔Δｘを求めるためのフローチャート
を第13図に示す。
測距エリアサイズAxを固定すればパラメータは撮影光
学系の焦点距離ｆと、撮影光学系ＦナンバーＦと、被写
体のパターンの３つとなる。そして、選択されたBPF帯
域ＳとＦナンバーＦから中間パラメータが求められ、こ
れに最適定数を乗じることにより最適間隔Δｘを検出で
きる。
すなわち、至近撮影距離aminと撮影光学系の焦点距離
ｆとから（10）式に基づいて結像範囲Ｌを求め、この求
めた結像範囲Ｌと撮影光学系のＦナンバーF,焦点面最大
移動距離Vdmaxとから（12）式に基づいて基準周波数SB
を求める。又、一方で、撮像素子の特性値である測距エ
リアサイズAx,撮像素子サイズSx,撮像素子素子数Ｍとか
ら（13）式に基づいて最小周波数Sminを求める。
次に、被写体の各周波数における焦点信号からSmin≦
Ｓ≦SBの条件を満たし、かつ最大の焦点信号値となる周
波数Ｓを求める。そして、この周波数Ｓと撮影光学系の
ＦナンバーＦとから第１のパラメータdFZPを求める。
次に、第１のパラメータdFZPに検波方式に基づく最適
定数CCPTを乗じて、その乗算結果を最適補間間隔Δｘと
して合焦位置検出演算を実行する。
また、合焦調節動作が始まり、高周波成分が増大した
場合、精度向上のためBPFの帯域を高域側へ切り換えて
もよい。この場合にも（13）式により中間値パラメータ
を求めるだけで（４）式から簡単に最適補間間隔を求め
ることができ、高速高精度の合焦調節が可能となる。
（８）式、（９）式の計算式は非常にシンプルであり、
高速計算が可能であるが、テーブル演算等を用いてもよ
い。なお、このΔｘは結像面での距離であり、撮影光学
系の距離に必ずしも一致しない。
また、中間値パラメータdFZPを利用した合焦位置検出
に関する他の応用法について説明する。第14図に示すよ
うに合焦位置を挟む２点P0,P1から合焦位置の検出を行
う方法について説明する。この図の横軸は結像面での位
置に対応している。Poのデフォーカス量をXo、P1のデフ
ォーカス量をX1（ただし、Xo＝｜α−xo|、X1＝｜α−x
1|である。）とした場合、（５）式からMTF値は となる。検波方法を２乗和とした場合、その比Ｒ（Xo,X
1）は このＲ（Xo,X1）は２点の組合せ、すなわち２点間の距
離ｌ＝|xo−x1|とその合焦位置からの距離により唯一定
まる値となる。そして、焦点信号値の大きい方のデフォ
ーカス量をＤとすれば、逆に２点間の距離ｌと２点の比
Ｒから、デフォーカス量を知ることができる。ただし、
（17）式を解折的に解くことは難しいため、数値解折的
にまず解放し、テーブル参照によりＤを求める。このと
き、２点間の距離ｌ、合焦位置からの距離ＤをdFZPで規
格化しておけば、どんなＦナンバーやBPFの帯域に対し
ても同一のテーブルでＤを求めることができる。つま
り、第15図に示すようにｌ′＝l/dFZP、Ｄ′＝D/dFZPと
しておく、この手法により、合焦位置を挟む２点から簡
単に合焦位置を検出することが可能となる。この２点よ
り合焦位置の検出を行う手法は２点補間法と呼ぶことと
する。
また、このテーブルはｌ′とＲの組み合わせによって
は値の存在しない領域があり、この領域を読みに行った
場合はｅ−flag＝１とする。（正常の場合はｅ−flag＝
０） 以上のように、中間値パラメータdFZPは焦点信号曲線
の形状を特徴づける上で非常に有効なものとなる。
〔実施例〕
以下、前記合焦位置検出原理を適用した実施例につい
て説明する。
第１図は本実施例のハードウエア構成を示す図であ
る。なお、第５図に示す装置と概略的な構成は同じであ
り、同一機能の部分には同一の符号を付している。
撮影光学系１は、そのＦナンバーをＦ、レンズ位置を
x,焦点距離をｆとする。この撮影光学系１は、レンズ位
置ｘの移動距離dlと焦点面の移動距離dpが比例関係にあ
るものとし、 dl＝Ｃ（ｆ）・dp …（18） を満たすとする。
また、プリアンプ４の出力端子には、通過周波数帯域
がそれぞれS1,S2,S3,S4（S1＜S2＜S3＜S4）のBPF5a〜5d
が並列に接続されている。各BPF5a〜5dには、ゲート回
路8a〜8d,2乗回路からなる検波器9a〜9d,A/D変換器10a
〜10d、ディジタル積分回路11a〜11dがそれぞれ直列に
接続されている。各ゲート回路8a〜8dには測距エリア指
定回路21が接続されていて、合焦すべき領域の信号のみ
を抽出するための指令信号を送出する機能を有してい
る。また、各ディジタル積分回路11a〜11dの各々は、加
算器12とラッチ回路13で構成されていて、それぞれ焦点
信号V1,V2,V3,V4をマイクロプロセッサ22へ出力する。
マイクロプロセッサ22は、フィールド時間毎に送られて
くるV1〜V4の信号を用いて第２図に示すアルゴリズムに
基づいて合焦調節を行う。また、マイクロプロセッサ22
には合焦調節に必要となる撮影光学系１のレンズ位置x,
FナンバーF,焦点距離ｆが入力される。このマイクロプ
ロセッサ22には、ROM23が接続されている。このROM23に
は、第15図に示すテーブルが記憶されている。
次にこのように構成された本実施例の作用について説
明する。
合焦調節が始まると別途設けられた露出検出回路によ
り、適切な電荷蓄積時間が設定され、CCD2次元撮像素子
２による撮像が開始される。そして、フィールド時間毎
に、画像信号が読出され、BPF5a〜5dを介し、特定の周
波数成分が抽出される。一方、測距エリア指定回路21に
より、定められた画面の任意の位置の信号がゲート8a〜
8dにより取り出され、検波器9a〜9d、A/D変換器10a〜10
d、ディジタル積分回路11a〜11dを経て得られた焦点信
号値V1〜V4がマイクロプロセッサ22に入力される。
そして、この電荷蓄積時間内に撮像光学系１がｘαか
らｘβに移動した場合、焦点信号値V1〜V4は撮影光学系
１の位置ｘ＝（ｘα＋ｘβ）/2での焦点信号値と見なす
ことができ、焦点信号値を帯域Ｓと撮影光学系位置ｘの
関数と見て、Ｍ（S,x）と表す。こうしてフィールド時
間毎にＭ（Si,x）（ｉ＝１〜４）が求められ、これを用
いて前述の３点による補間演算、及び２点による補間演
算により合焦調節の演算がなされる。
次に、マイクロプロセッサ22における合焦位置検出演
算について第２図を参照して詳細に説明する。
第２図（ａ）は合焦位置検出演算の全体の流れを示し
ている。合焦調節が開始すると（ステップS1−１）、諸
パラメータに関する演算が実行される（S1−２）。この
演算の詳細を第２図（ｂ）に示す。まず、（10）式を計
算して結像範囲Ｌを求め（S2−１）、次に焦点面の最大
速度から焦点面の最大移動距離Vdmaxを求め（S2−
２），この求めたVdmaxを（12）式に代入して基準周波
数SBを算出する（S2−３）。次に、（13）（15）式より
最小・最大周波数Smin,Smaxをそれぞれ求める。さらに
焦点信号値Ｍ（Si,x1）（ｉ＝１〜４）を検出し（S2−
５）、しきい値Mtを越え、かつSmin≦Ｓ≦SBの条件をみ
たすSiの中から最大の周波数Sdを選択する（S2−６）。
なお、焦点信号の総検出回数をｎ、撮影光学系１の総反
転回数rvをゼロとする。また、しきい値Mtはノイズの少
ない帯域を選択するように設定されている。
このように諸パラメータが決定されると、次に中間パ
ラメータdFZP、焦点面の最適補間間隔Δｘが（８），
（９）式から計算される（S1−３）。そして、Δｘに対
応する撮影光学系１の最適補間間隔ΔxL（＝Ｃ（ｆ）Δ
ｘ）が求められ（S1−４）、以後距離ΔxL毎に焦点信号
が得られるように、撮影光学系の駆動速度が制御され
る。つまり、フィールド時間に撮影光学系がΔxL駆動さ
れる。
次に、撮影光学系１の駆動が開始される（S1−５）。
この時の駆動方向は、例えば常焦点距離（撮影頻度の高
い焦点位置）に近づく方向とする。次に第２図（Ｃ）に
示すフローに基づいて合焦調節演算がなされる（S1−
６）。
すなわち、撮影光学系１がΔxL移動した時の焦点信号
値Ｍ（Si,x2）（ｉ＝１〜４）を検出し（S3−１）、焦
点信号値の増減を判断して（S3−２）、減少の場合は、
駆動方向を反転し（S3−３）、増加の場合は駆動方向は
そのままとし、BPF帯域がより高帯域側へ切り換えるこ
とができるかどうかを判断する（S3−４）。切り換えが
可能であれば、検出帯域Sdを更新し（S3−５）、中間パ
ラメータ及びΔｘを新たに計算し（S3−６）、新たなΔ
xLを求める（S3−７）。なお、最適補間間隔ΔxLが変わ
ることは撮影光学系１の駆動速度が変化することに対応
する。
次に、そのまま撮影光学系１が駆動された場合で、次
の露光時間中に撮影光学系１が端点（∞位置、または至
近位置）に至るかどうかを判断し（S3−９）、端点に達
すると判断した場合は、後述するような端点処理を行う
（S3−10）。また、端点に達しないと判断した場合は、
そのまま新たな焦点信号値Ｍ（Si,xn）（ｉ＝１〜４）
を入力し（S3−11）、合焦位置検出を行う（S3−12）。
もし、合焦位置が検出できない場合はステップS3−９か
らの処理を繰り返すことになるが、焦点検出回数が８回
以上となった場合は（S3−12）、検出回数過多として合
焦調節動作を終了する（S1−７）。
次にステップS3−12の合焦位置検出について第２図
（ｄ），同図（ｅ）を用いて説明する。
まず、３点補間演算が可能かどうかを判断する（S4−
１）。すなわち、検出回数ｎ≧３で、３点の検出間隔が
等間隔（|xn−xn-1|＝|xn-1−xn-2|）であるかどうかを
判断し、補間演算が可能と判断した場合は（１）式によ
り合焦位置αを算出し（S4−２）、この位置へ撮影光学
系を駆動して（S4−３）、合焦調節動作を終了する。
補間演算が不可能な場合は、駆動方向が順方向が逆方
向かを判断し（S4−４）、順方向の場合にはステップS3
−13へ戻り合焦調節動作を続ける。
逆方向の場合には、総反転回数rvが１回未満かどうか
を判断し（S4−５）、１回未満の場合は後述する反転処
理を施す（S4−６）。１回を越える場合は駆動方向を反
転する（S4−７）が、総反転回数が３回以上の場合は
（S4−８）、合焦調節不可能と判断して合焦調節動作を
終了する。３回未満の場合はステップS3−13へ戻り合焦
調節動作を続ける。
次にステップS4−６における反転処理について説明す
る。総反転回数が１回未満の場合を第３図を参照して説
明する。つまりこの様な場合とは、帯域S1を検出周波数
として利用しP0,P1を検出し、ここで帯域がS1→S2に切
り換わり、Q1,Q2と検出し、逆方向となった場合であ
る。この場合、合焦位置を越えているにもかかわらず３
点の補間演算が行えず（不等間隔のため）、撮影光学系
の駆動方向を反転し新たに３点焦点信号を検出しなけれ
ばならず時間のロスが大きい。そこで、前述した合焦点
を挟む２点補間を利用して高速に合焦位置を求める。た
だし帯域は|x2−x0|≦２・dFZPとするために、低帯域側
S1を用いる。マイクロプロセッサ22は合焦位置を挟む２
点xo,x1の間隔ｌをdFZPで除算した除算値ｌ′と、焦点
信号値Ｒ（＝Po/P2）をROM23のテーブル入力する。その
結果、ROM23のテーブルより合焦位置に関するＤ′がマ
イクロプロセッサ22側へ出力され、このＤ′をdFZPに乗
じ、x2を加算することにより合焦位置を求める（S5−
１）。また、この２点補間の結果、ｅ−flag＝１となっ
た場合は、合焦位置が求められなかった時であり、ステ
ップS4−７へ戻り合焦調節動作を続ける。また、ｅ−fl
ag＝０の場合は、位置αに撮影光学系１を移動し（S5−
３）、合焦調節を終了する。このような反転処理（S4−
６）を行うことにより、合焦速度を向上させることがで
きる。
次に、ステップS3−11における端点処理について第２
図（ｆ）を参照して説明する。この端点処理は、そのま
まの間隔ΔxLで焦点信号を得ようとすると、撮影光学系
１が端点（∞位置、または至近位置）に達してしまう場
合であり、３点補間が行えない場合の処理である。
まず、間隔ΔxLを小さくするため、検出帯域がより高
帯域側に切り換え可能か否かを判断する（S6−１）。そ
して、切り換えが可能な場合には、新たな周波数Sdを設
定して（S6−３）、中間パラメータを計算し（S6−４）
新たな間隔ΔxLを求める（S6−５）。しかし、それでも
端点に達する場合は（S6−７）、またはステップS6−１
での帯域切り換えが不可能な場合は（S6−２）、次に述
べるような端点２点補間処理を行う。
端点２点補間処理について第４図を用いて説明する。
今、P0,P1と焦点信号の検出を行い、この時に次の検出
で端点に達することを検出する。帯域切り換えも不可能
な場合、そのまま端点まで撮影光学系１の駆動を行い、
P2,P3の検出を行う。そして、このP0〜P3の大小関係か
ら次のように２点補間を行い合焦位置αを検出する。
P1＜P2＜P3の場合は、 x2＜α＜x3であるから、P2,P3より２点補間を行
う。
P1＞P2の場合は、 x0＜α＜x2であるから、P0,P2より２点補間を行
う。
さらにP1＜P2,P2＜P3の場合は、 x1＜α＜x3であるから、P1,P3より２点補間を行
う。
この２点補間処理を、第２図（ｇ），（ｈ）に示す。
まず、現在位置が端点かどうかを判断し（S7−１）、
端点であればその位置の焦点信号値を入力し（S7−
２）、さらに２フィールド前の焦点位置値を入力して、
その２点を利用して２点補間を行う（S7−３）。
２点補間は第２図（ｈ）に示すフローで行うが、その
ｅ−flagを判断し（S8−２）、ｅ−flag＝１の時は２点
の中央に、ｅ−flag＝０の時はαの位置に撮影光学系を
移動し、合焦調節を終了する。
また、端点でない場合は更に焦点信号の入力を行い
（S7−４）、焦点信号の増減を判断し、減少の場合は、
Ｍ（S1,Xn-2）,M（S1,xn）を用いて２点補間を行う（S7
−６）。増加の場合は更に焦点信号の入力を行う（この
時レンズは端点にある）（S7−７）。再び焦点信号の増
減を判断し（S7−８）、増加の場合はＭ（S1,xn-1）,M
（S1,xn）の２点を用いて補間を行う（S7−９）。減少
の場合はＭ（S1,xn-1）,M（S1,xn）の２点を用いて２点
補間を行う（S7−10）。なお、この２点補間演算は最小
の周波数S1を用いることにより安定に行うことができ
る。
以上のフローチャートに基づき合焦調節がなされる。
このように本実施例によれば、撮像光学系１のＦナン
バー,BPF6の帯域から焦点信号曲線を特徴ずける中間パ
ラメータdFZPを（８）式より検出し、さらにこの中間パ
ラメータdFZPと検波方式に基づく定数とから（９）式よ
り最適補間間隔Δｘを求めるようにしたので、ノイズに
よる影響を受けずしかも補間による誤差が極力抑えられ
た最適補間間隔Δｘを得ることができる。そして、この
最適補間間隔Δｘにて駆動した結果得られる焦点信号値
と最適補間間隔Δｘとから合焦位置を検出するようにし
たので、極めて高精度な合焦調節を行うことができ、し
かも簡単な演算にて合焦調節が可能なことから高速化を
図ることができる。
また、合焦位置検出演算のアルゴリズムでは基本的に
は補間間隔の最適化された３点の補間演算を利用し、反
転時及び撮影光学系１の端点等３点の補間演算が行えな
い場合には２点補間を利用しているので、高速、高精度
の合焦調節を可能としている。
さらに、各BPF6a〜6dに各々異なる複数の通過周波数
帯域S1〜S4を設定しておき、撮影光学系１の焦点距離、
至近撮影距離、撮影光学系駆動速度、被写体等のパラメ
ータを用いてSmin≦Ｓ≦SBの条件を満し、かつ焦点信号
値最大の周波数Ｓを選択するようにしたので、BPF6を最
適な帯域に設定でき、いっそうの高精度化を図ることが
できる。
さらに、２点補間においても中間パラメータを利用す
ることにより、どんなＦナンバー、帯域のBPFの場合で
も、記憶しておくテーブルはただ１つで良く、回路を小
型化できる。
なお、上実施例においては検波のあとでA/D変換を行
ったが、プリアンプ出力後すぐにA/D変換を行い、ディ
ジタルバンドパスフィルターを用いる構成としてもよい
し、２次元のバンドパスフィルターを用いてもよいのは
もちろんである。また、撮影光学系１により（18）式で
示されるＣ（ｆ）が異なる場合は、撮影光学系内にROM
を設けて記憶させておいてもよい。また、本実施例で検
波器は２乗器であったが、他の方法、たとえば絶対値回
路でも良い。ただし、COPTは検波方式によって最適化す
る必要がある。また、撮影光学系１を移動するようにす
ればこのＣ（ｆ）＝１となる。
また、本実施例では、BPF5の帯域を切り換えることに
よって最適補間間隔を得たが、もちろん撮影光学系のＦ
ナンバーを変化させても良い、この場合BPF及び焦点信
号の検出回路は１つで良く、回路の小型化が図れる。ま
た、最適補間間隔が常に一定となるように、BPFの帯域
及びＦナンバーを変化させても良い。さらにBPFは基準
周波数帯域幅を広げたBPFを用いても良い。
ところで、光軸方向へ移動している被写体（以下、
「動体」と呼ぶ）を撮影する場合、その合焦位置を検出
してから撮影光学系を合焦位置まで移動させる間に動体
が移動してしまい、合焦位置がずれてしまう。この不具
合を避けるためには、合焦位置の検出時の動体の移動方
向と速さ（以下、「速度」と呼ぶ）と、撮影光学系の駆
動に要する時間とを考慮して、合焦位置の変化を予測
し、その予測位置へ撮影光学系を移動させる必要があ
る。この様に動体の速度を考慮した自動合焦方式を、一
般に動体予測AFと呼んでいる。この動体予測AFは、一度
の検出では合焦位置を知ることができないため、上述し
た山登り方式の合焦方式には不向きであるとされてい
る。
次に、本発明の他の実施例として、上記第１実施例の
機能に加え、山登り方式において動体予測AFを可能とし
た自動合焦装置について説明する。
本実施例に係る自動合焦装置の構成を第16図は示す。
同図には第１図に示す装置と同一機能の部分には同一符
号を付している。なお、第１図に示す装置では、増幅器
４の出力を並列処理しているが、本例の場合は一系統の
みの処理となる。
同図に示す30は、マイクロプロセッサであり、撮影光
学系位置記憶部31、焦点信号値記憶部32、補間演算器3
3、速度検出器34、パラメータ演算器35、制御回路36と
からなる。
撮影光学系位置記憶部31には撮影光学系１の光軸上で
の位置ｘが順次記憶され、焦点信号値記憶部32にはデジ
タル積分回路11から出力される焦点信号Ｐが入力しその
順次信号値が記憶される。補間演算器33は、撮影光学系
位置記憶部31から読み出された撮影光学系１の位置デー
タXd（x0,x1,x2）と、その各位置に対応して焦点信号値
記憶部32から読み出された焦点信号値Pd（P0,P1,P2）と
から補間演算を実行して算出した合焦位置αを、速度検
出器34および制御回路36へ出力する。速度検出器34は、
撮影光学系１の位置データXd,焦点信号値Pd,合焦位置デ
ータα，パラメータ演算器35で計算された第１のパラメ
ータdFZPから被写体の移動速度Ｖを算出して制御回路36
へ出力する。制御回路36は、撮影光学系１の移動速度Ｖ
と、撮影光学系の焦点距離情報ｆと、合焦位置αとか
ら、撮影光学系１の移動速度まで考慮した撮影光学系の
移動方向および移動距離を算出してモータ駆動回路15へ
駆動制御信号を出力する。
次に、速度検出器34における速度検出原理について、
第17図〜第22図を参照して詳述する。
第18図は被写体が動体の場合に生成される焦点信号曲
線をそれぞれ示している。実線で示す曲線L1は、被写体
が静止している場合であり、撮影光学系がdFZP×Ｃ
（ｆ）（又は−dFZP×Ｃ（ｆ））だけ移動すると、焦点
信号値はゼロとなる。破線L2および一点鎖線L3で示す各
曲線は、被写体が移動している場合を示している。曲線
L2は、被写体の移動方向と撮影光学系の移動方向が同じ
場合（以下、このような場合を「同方向」と呼ぶ）であ
り、第19図（ａ）に示す状態である。曲線L3は、被写体
の移動方向と撮影光学系の移動方向とが異なる場合（以
下、このような場合を「逆方向」と呼ぶ）であり、第19
図（ｂ）に示す状態である。
同方向移動の場合、焦点信号曲線L2はその幅が狭くな
り、逆に逆方向移動の場合は、焦点信号曲線L3の幅は広
くなる。そこで、この焦点信号曲線の幅方向の伸縮を検
出することによって、被写体の移動方向を検出すること
ができると共に、その伸縮量から速度情報を得ることが
できる。本実施例では、焦点信号曲線の伸縮の大きさを
第１のパラメータdFZPを利用して検出するようにする。
被写体は、その距離が十分遠く、光軸方向へ等速移動
していて、その結像点も光軸方向へ等速移動しているも
のとする。この場合、焦点信号曲線は、合焦位置を挟ん
で対称な形となる。前記実施例と同様に合焦調節を行う
場合、撮影光学系駆動のための最適補間間隔Δｘを算出
し、これに基づき焦点信号の検出を行う。この結果、例
えば第20図に示すような焦点信号曲線が得られる。な
お、P0,P1,P2が実際に検出された焦点信号値（P0≦P1,P
2≦P1）で、破線で示す曲線L4は、実際の焦点信号曲線
を示している。この３点P0,P1,P2を用いた３点補間演算
により、合焦位置αが求められる。図中実線で示す曲線
L5は、合焦位置αに被写体が静止している場合の焦点信
号曲線を示している。両焦点信号曲線L4,L5の最大値Qt
は、等しい値となる。この両曲線L4とL5とを比較する
と、両曲線の差は被写体が移動することによって生じた
ものであり、例えば、同図に示す距離dx（両曲線の焦点
信号値がゼロとなる点の間隔）の値を求めることによ
り、被写体の移動方向と速度を検出することができる。
しかしながら、実際には３点P0,P1,P2から曲線L4および
L5を求めるのは不可能である。
そこで、第１のパラメータを利用して、被写体が静止
しているとした場合の焦点信号であって、かつ点P1を通
る焦点信号曲線L6を作成する。Ptは焦点信号曲線L6の最
大値であり、dFZP×Ｃ（ｆ），及びdFZP×Ｃ（ｆ）でゼ
ロとなる。この曲線L6上の撮影光学系位置x0,x2におけ
る焦点信号値R0,R2を利用してP0およびP2とのそれぞれ
の差d0,d2を次のようにして求める。
d0＝P0−R0 d2＝P2R2 そして、Ptで正規化して、 d0′＝d0/Pt d2′＝d2/Pt とする。このように正規化されたd0′,d2′を使用す
る。このd0′，＝d2′は、焦点信号値が最大値となる撮
影光学系位置x1と合焦位置αとの光軸方向の距離δ
１と、動体の方向および速度とから唯一決まる。このデ
ータは、Ptで正規化されているため、検出した帯域の振
幅、つまり被写体に依存しない。この様にして、焦点信
号の差分量d0′,d2′及びδ１から、動体の移動方向と
移動速度を検出することができる。
以上のような一連の速度検出演算を実行するためのブ
ロック図を第17図に示す。
この速度検出器34では、焦点信号値記憶部32から読み
出された焦点信号値Pd（P0,P1,P2）のうち、その中間値
となるP1がPt検出器41へ与えられ、焦点信号曲線の最大
値Ptが検出される。一方、P0,P2は除算器42,43へそれぞ
れ入力される。各除算器42,43にはPtが入力され、その
除算結果（P0′,P2′）が減算器44,45へそれぞれ入力す
る。
また、撮影光学系位置記憶部31から読み出された撮影
光学系１の位置データXd（x0,x1,x2）は、減算器46〜48
にそれぞれ入力される。各減算器46〜48には、補間演算
器26から前記実施例と同様の補間演算によって求められ
た合焦位置αがそれぞれ与えられる。撮影光学系１の光
軸上の各位置から合焦位置を減算した各減算結果（デフ
ォーカス量：δ0,δ1,δ２）は除算器49〜51へ出力され
る。
さらに、撮影光学系１の焦点距離ｆは補正値ROM52に
入力され、そこで、第１パラメータ補正用のデータＣ
（ｆ）に変換された後、乗算器53に入力される。この除
算器53には、パラメータ演算器35で算出された第１パラ
メータdFZPが入力される。この乗算器53の出力は上記除
算器49〜51に入力される。各除算器49〜51からは、第１
パラメータで正規化されたデフォーカス量デフォーカス
量δ０′，δ１′，δ２′が基準カーブROM54〜56に入
力される。この基準カーブROM54〜56は、第２図に示す
入出力関係を有し、第１パラメータで規格化されてい
る。基準カーブROM54,56の各出力R0′,R2′は、上記減
算器44,45に入力され、基準カーブROM55の出力R1′は、
上記Pt検出器41に入力される。そして、減算器44,45か
らd0′,d2′が速度検出ROM57に入力される。速度検出RO
M57では、焦点信号曲線の差分量d0′,d2′と焦点信号曲
線の３点の最大点までの正規化された変位量δ１′か
ら、その時の動体の速度Ｖが求められる。
以上のように構成された本実施例の動作について説明
する。
本実施例では、合焦動作が終了すると、撮影光学系１
は最も撮像素子２に近い位置に移動しているものとす
る。すなわち、合焦動作の開始時では、第22図の位置Ａ
に撮影光学系の第２主面が位置している。ここで、第２
主面とは、光軸と平行な光線が入力した場合、この光線
が光軸と交わる点までの距離がその撮影光学系の焦点距
離ｆとなる光軸に対して垂直な平面のことをいう。な
お、位置Ｂは無限遠を撮影する場合の第２主面の位置を
示しており、この時の結像距離Ｉ∞が第２主面から撮像
素子までの処理となっており、焦点距離ｆに等しい。
合焦動作が開始されると、撮影光学系１は、第２主面
が位置Ａから位置Ｂの方向へ移動するように駆動が開始
すると共に、前記実施例と同様にして最適補間間隔Δｘ
が算出される毎に焦点信号Ｐが検出される。そして、そ
の時の撮影光学系１の位置ｘは撮影光学系位置記憶部31
に記憶され、焦点信号は焦点信号値記憶部32に記憶され
る。
そして、補間演算器33では、連続する３つの焦点信号
値P0,P1,P2から補間演算が可能か否かの判定を行い、可
能な場合には補間演算を実行し合焦位置αを算出する。
これと同時に、速度検出器34では、速度Ｖの検出演算が
実行される。そして、制御回路36では、合焦位置αと速
度Ｖとから、合焦動作に要する時間と、動体の移動距離
を計算し、モータ制御回路15に対して駆動制御信号を出
力し、これによって回転量および回転方向が制御された
パルスモータ16によって撮影光学系１が合焦位置に移動
せしめられる。
このようにして、合焦したならば、被写体の動きに合
わせて撮影光学系１を駆動させる。そして、撮影者がレ
リーズボタンを押したときの画像が、図示しない記録媒
体に書き込まれると同時に、撮影光学系１は位置Ａまで
移動し、合焦動作を終了する。
この様に本実施例によれば、速度検出器34によって動
体の移動速度Ｖを検出し、この速度Ｖと合焦位置αとか
ら合焦位置の動きを予測して撮影光学系１を移動させる
ようにしたので、動体に対しても極めて高精度に合焦さ
せることができる。
また、撮像光学系１を無限遠に対する位置よりも撮像
素子２よりの位置から動かしているため、前記実施例で
述べた端点処理のような複雑なアルゴリズムを必要とし
ない。
なお、上記他の実施例では、増幅器４の出力を一系統
で処理しているが、前記実施例と同様に異なる周波数で
複数並列処理するようにしてもよい。また、動体が撮像
光学系１の光軸方向だけでなく、撮像素子上での縦又は
横方向にも移動するような場合には、その移動量に基づ
いて測距エリア指定回路21で所望の被写体信号だけをゲ
ート８で抽出するようにすることもできる。
〔発明の効果〕
以上詳記したように本発明によれば、最適補間間隔を
得ることができ、高速度でしかも極めて高精度に合焦位
置を検出できる自動合焦装置を提供できる。また、被写
体が移動する場合であっても、その被写体の移動速度か
ら予測した合焦位置へ撮影光学系を移動させることがで
き、動体に対しても非常に高精度な合焦を可能とする自
動合焦装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例の構成図、第２図（ａ）〜同図
（ｈ）は同実施例の動作説明図、第３図はBPFの帯域設
定を示す図、第４図は端点２点補間処理の説明図、第５
図は先行技術となる自動合焦装置の構成図、第６図
（ａ）（ｂ）は補間演算を説明するための図、第７図は
中間パラメータの検出原理を説明するための光学系の構
成図、第８図（ａ）はMTF値と空間周波数の関係図、第
８図（ｂ）はMTF値とデフォーカス量の関係図、第９図
は補間による合焦誤差と補間間隔との関係図、第10図は
BPFの帯域設定に関して補間間隔の制限を説明するため
の図、第11図はBPFの帯域設定条件を説明するための
図、第12図は撮像素子の測距エリアを示す図、第13図は
最適補間間隔を設定するための流れ図、第14図は合焦位
置を挟む２点を用いた合焦位置検出原理を説明するため
の図、第15図は合焦位置検出回路を示す図、第16図は本
発明の他の実施例となる自動合焦装置の構成図、第17図
は同実施例に使用された速度検出器の構成図、第18図〜
第21図は動体の速度検出原理を説明するための焦点信号
曲線および動体の移動状態を示す図、第22図は他の実施
例の動作説明図である。 １……撮影光学系、２……CCD2次元撮像素子、３……駆
動回路、４……プリアンプ、5a〜5d……バンドパスフィ
ルター、8a〜8d……ゲート回路、9a〜9d……検波器、10
a〜10d……A/D変換器、11a〜11d……デジタル積分回
路、15……モータ駆動回路、16……パルスモータ、21…
…測距エリア指定回路、22,30……マイクロプロセッ
サ、23……ROM、31……撮影光学系位置記憶部、32……
焦点信号値記憶部、33……補間演算部、34……速度検出
器、35……パラメータ演算器、36……制御回路。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】撮影光学系により形成される画像を撮像す
    る撮像素子と、 この撮像素子と前記撮影光学系との相対位置を光軸方向
    に沿って変化させる駆動手段と、 前記撮像素子に蓄積された電荷を画像信号として読出す
    画像読出し手段と、 この画像読み出し手段で読出された画像信号から所定の
    周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルターと、 このバンドパスフィルターの出力信号から合焦度に応じ
    た焦点信号値を検出するための焦点信号検出手段と、 前記バンドパスフィルターの周波数帯域と前記撮影光学
    系のＦナンバーとに基づいて第１のパラメータを演算す
    る第１パラメータ演算手段と、 前記焦点信号検出手段の特性値と前記第１のパラメータ
    とに基づいて前記駆動手段の駆動制御に用いられる第２
    のパラメータを演算する第２パラメータ演算手段と、 前記第２のパラメータに基づいて前記駆動手段を駆動制
    御したときに得られる複数の前記焦点信号値と前記第２
    のパラメータとを用いた合焦位置検出演算によって合焦
    位置を検出し、この検出結果に応じた駆動制御信号を生
    成して前記駆動手段へ出力する合焦位置検出手段と、 を具備することを特徴とする自動合焦装置。
  2. 【請求項２】前記第１パラメータ演算手段は、前記撮影
    光学系のＦナンバーを前記バンドパスフィルターの周波
    数帯域で除算して第１のパラメータを算出し、 前記第２パラメータ演算手段は、前記焦点信号検出手段
    の特性値と前記第１のパラメータとを乗算して第２のパ
    ラメータを算出することを特徴とする請求項１記載の自
    動合焦装置。
  3. 【請求項３】前記合焦位置検出手段は、合焦位置に対し
    て前記撮影光学系の光軸方向に前後する２位置に対応す
    る２つの焦点信号値の比と、第１のパラメータで規格化
    された前記２位置間の距離とに基づいて前記合焦位置検
    出演算を実行することを特徴とする請求項１記載の自動
    合焦装置。
  4. 【請求項４】撮影光学系により形成される画像を撮像す
    る撮像素子と、 この撮像素子と前記撮影光学系との相対位置を光軸方向
    に変化させる駆動手段と、 前記撮像素子に蓄積された電荷を画像信号として読出す
    画像読出し手段と、 この画像読出し手段で読出された画像信号から各々所定
    の周波数帯域のみを通過させる複数のバンドパスフィル
    ターと、 これらバンドパスフィルターの出力信号から、合焦度に
    応じた焦点信号値を検出するための焦点信号検出手段
    と、 前記撮影光学系の焦点距離、前記撮像素子の特性値、前
    記駆動手段による前記撮像素子およびまたは撮影光学系
    の移動速度、前記複数のバンドパスフィルターのそれぞ
    れの出力信号から求められた焦点信号値から、最適な周
    波数帯域をもつバンドパスフィルターを選択するバンド
    パスフィルター選択手段と、 このバンドパスフィルター選択手段によって選択された
    バンドパスフィルターの周波数帯域と、前記撮影光学系
    のＦナンバーとに基づいて第１のパラメータを演算する
    第１パラメータ演算手段と、 前記焦点信号検出手段の特性値と第１のパラメータとに
    基づいて前記駆動手段を駆動制御するための第２のパラ
    メータを演算する第２パラメータ演算手段と、 前記第２のパラメータに基づいて前記駆動手段を駆動制
    御したときに得られる複数の前記焦点信号値と前記第２
    のパラメータとを用いた合焦位置検出演算により合焦位
    置を検出し、この検出結果に応じた駆動制御信号を生成
    して前記駆動手段へ出力する合焦位置検出手段と、 を具備することを特徴とする自動合焦装置。
  5. 【請求項５】撮影光学系により形成される画像を撮像す
    る撮像素子と、 この撮像素子と前記撮影光学系との相対位置を光軸方向
    に沿って変化させる駆動手段と、 前記撮像素子に蓄積された電荷を画像信号として読出す
    画像読出し手段と、 この画像読み出し手段で読出された画像信号から所定の
    周波数帯域のみを通過させるバンドパスフィルターと、 このバンドパスフィルターの出力信号から合焦度に応じ
    た焦点信号値を検出するための焦点信号検出手段と、 前記バンドパスフィルターの周波数帯域と前記撮影光学
    系のＦナンバーとに基づいて第１のパラメータを演算す
    る第１パラメータ演算手段と、 前記焦点信号検出手段の特性値と前記第１のパラメータ
    とに基づいて前記駆動手段の駆動制御に用いられる第２
    のパラメータを演算する第２パラメータ演算手段と、 前記第２のパラメータに基づいて前記駆動手段を駆動制
    御したときに得られる複数の前記焦点信号値と前記第２
    のパラメータとを用いた合焦位置検出演算によって合焦
    位置を検出する合焦位置検出手段と、 前記第１のパラメータと、前記焦点信号検出手段によっ
    て得られた焦点信号値と、前記撮影光学系の位置情報と
    から、撮像すべき被写体の速度を検出する速度検出手段
    と、 前記合焦位置検出手段で検出された合焦位置と、前記速
    度検出手段で検出された被写体の速度とに基づいて駆動
    制御信号を生成して前記駆動手段へ出力する駆動制御信
    号発生手段と、 を具備したことを特徴とする自動合焦装置。
  6. 【請求項６】前記撮影光学系は、第２主面を有し、該第
    ２主面と前記撮像素子との距離が無限遠被写体の結像距
    離よりも短くなる位置へ移動可能に設けられていること
    を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
    自動合焦装置。
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