JP3441931B2

JP3441931B2 - 自動焦点調節装置、撮像装置、撮像システム、及び記録媒体

Info

Publication number: JP3441931B2
Application number: JP22238997A
Authority: JP
Inventors: 仁志保田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-08-19
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 2003-09-02
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JPH1169223A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主発光部と補助発
光部により照度が高められた被写体像を取り込み焦点調
節を行う自動焦点調節装置、それを用いたビデオカメラ
等の撮像装置及び撮像システム、及び発光部により照度
が高められた被写体像を取り込み焦点調節を行うための
処理ステップを記憶した記憶媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ビデオカメラの分野では、従来
の動画記録に加えて、さらに電子的に静止画を記録する
技術が注目されている。これにより、ストロボが装着可
能であり、より撮影機会を増加させたビデオカメラが提
案され、製品化されている。また、ストロボとしては、
主発光部以外に、撮影前にオートフォーカス（ＡＦ：自
動焦点調節）機能を動作させるための補助発光部或いは
補助発光機能を備えたものもある。このようなストロボ
を用いた場合、補助発光部を点灯してＡＦ機能によりフ
ォーカスレンズが合焦状態となった後、主発光部を点灯
して撮影して得た静止画を記録する。

【０００３】ところで、ビデオカメラ等のＡＦ機能で
は、動画撮影を主とすることから、撮像素子等で被写体
像を光電変換して得られた映像信号中から画面の鮮鋭度
を検出し、その鮮鋭度が最大となるように、フォーカス
レンズ位置を制御してリアルタイムで焦点調節を行うＴ
ＶＡＦ（Television-AF ）方式を用いるのが主流になっ
ている。そして、上述の鮮鋭度の評価としては、任意の
帯域のバンドパスフィルタにより抽出された映像信号の
高周波成分のレベル（以下、焦点評価値と言う）等を用
いるのが一般的である。例えば、通常の被写体を撮影し
た場合、図７に示すように、焦点が合ってくるに従って
焦点評価値Ｙは大きくなり、そのレベルが最大となる点
Ｐをフォーカスレンズの合焦（ピント）位置としてい
る。

【０００４】そこで、従来のＡＦ機能について、図８に
示すフローチャートを用いて具体的に説明する。

【０００５】先ず、フォーカスレンズを微小駆動させな
がら焦点評価値を取り込むことで（ステップＳ８０
２）、レンズの移動方向と、焦点評価値のレベル変化と
から、現在合焦しているのか、或いはボケ状態であるの
かを判別する（ステップＳ８０３）。

【０００６】ステップＳ８０３の判別の結果、現在合焦
状態であった場合、フォーカスレンズの駆動を停止し
て、ステップＳ８０９からの再起動監視処理に進む。す
なわち、先ず、合焦時の焦点評価値をメモリ（焦点評価
値レベルメモリ）に記憶し（ステップＳ８０９）、次
に、再起動判定処理を行う（ステップＳ８１０）。この
再起動判定処理とは、現在の焦点評価値が、合焦時にス
テップＳ８０９にてメモリに記憶した焦点評価値に比べ
変動したか否かを判定する処理である。例えば、現在の
焦点評価値が記憶した焦点評価値に対して所定レベル以
上変化していたならば、被写体の移動、パンニング等に
よる被写体の変化があったと見なして、「再起動」とす
る。一方、所定レベル未満の変化であったならば、被写
体の変化はないと見なして、「再起動しない」とする。
そして、このような再起動判定処理（ステップＳ８１
０）の結果により、「再起動」であるか否かを判別し
（ステップＳ８１１）、その判別の結果、「再起動」で
あった場合には、ステップＳ８０２に戻り、再び微小駆
動処理、合焦判定処理、方向判定処理を順次行う。一
方、「再起動」でなかった場合、フォーカスレンズの停
止状態をそのまま保ち、ステップＳ４１０に戻って、再
び再起動監視処理を行う。

【０００７】ステップＳ８０３の判別の結果、現在合焦
状態でなかった場合、ステップＳ８０２で行ったレンズ
の微小移動の方向と、そのときの焦点評価値のレベル変
化とから、合焦点のフォーカスレンズ位置はどちらの方
向にあるのかを判別し（ステップＳ８０４）、その方向
判別ができた場合には、後述のステップＳ８０５及びＳ
８０６の山登り動作を実行する。また、その方向判別が
できなかった場合には、ステップＳ８０２に戻り、それ
以降の処理ステップを繰り返し行う。

【０００８】ステップＳ８０４で方向判別ができた場
合、フォーカスレンズをその判別方向へ山登り駆動させ
（ステップＳ８０５）、フォーカスレンズ位置が合焦
点、すなわち焦点評価値の頂点（上記図７のＰ）を越え
たか否かを判別する（ステップＳ８０６）。ステップＳ
８０６の判別の結果、頂点を越えていなければ、ステッ
プＳ４０５に戻って山登り駆動動作を続行する。一方、
越えていたならば、フォーカスレンズ位置を頂点に戻す
動作を行い（ステップＳ８０７）、頂点に達したか否か
を判別し（ステップＳ８０８）、頂点に達するまでステ
ップＳ８０７を繰り返し行う。ここで、ステップＳ８０
７及びＳ８０８により、フォーカスレンズ位置を頂点に
戻す動作を行っている間、パンニング等により被写体が
変化する場合がある。そこで、フォーカスレンズ位置が
頂点に辿り着いたならば（ステップＳ８０８の結果が
「Ｙｅｓ」の場合）、現在位置が正しい頂点、すなわち
合焦点であるのかを判別するために、ステップＳ８０２
に戻り、再び微小駆動動作からの処理を行う。

【０００９】上述のようなステップＳ８０１〜Ｓ８１２
を繰り返し行うことで、絶えず合焦状態が維持されるよ
うに、フォーカスレンズが動作することになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のＡＦ機能では、焦点評価値に変化があれ
ば、機能が再起動するため、フォーカスレンズが動いて
しまっていた。このため、ストロボの補助発光部を点灯
してＡＦ機能を動作させ、フォーカスレンズを合焦状態
にした後、そのままＡＦ機能を動作させた状態で上記補
助発光部を消灯した場合、被写体の照度変化により焦点
評価値が変化することでＡＦ機能が誤って再起動してい
た。この結果、フォーカスレンズが動いてしまい、ピン
ト位置がずれてしまっていた。

【００１１】そこで、この問題を解決するために、上記
図８に示した従来のＡＦ機能を、例えば、図９に示すフ
ローチャートに従ったＡＦ機能とすることが考えられ
る。

【００１２】すなわち、先ず、補助発光部を点灯し（ス
テップＳ９０２）、フォーカスレンズを微小駆動させな
がら焦点評価値を取り込むことで（ステップＳ８０
２）、現在合焦しているのか、或いはボケ状態であるの
かを判別する（ステップＳ８０３）。ここで、ステップ
Ｓ８０３の判別の結果、現在合焦状態であった場合、上
記図８の従来のＡＦ機能では再起動監視処理を行うのに
対して、以下の静止画取込処理を行うようにする。

【００１３】先ず、フォーカスレンズの駆動を停止した
後（ステップＳ９０２）、補助発光部の消灯を行う（ス
テップＳ９０３）。そして、主発光部の点灯を行うと共
に静止画の取り込みを行って（ステップＳ９０４）、本
処理終了とする。

【００１４】このように、フォーカスレンズが合焦状態
となり停止した後に、ストロボの補助発光部を消灯する
ことで、上述したようなＡＦ機能の誤動作を防ぐことが
できる。

【００１５】しかしながら、上記図９のＡＦ機能では、
補助発光部により被写体を照明して焦点調節を行った
後、主発光部により被写体を照明して静止画の取り込み
を行う際に、ピント位置がずれてしまう、という欠点が
ある。具体的には、一般的に補助発光部の光は赤色光で
あり、主発光部の光は白色光である。そこで、赤色光で
のピント位置と白色光でのピント位置は、図１０に示す
ように、ピント位置Ｐ２とピント位置Ｐ１で異なってお
り、白色光でのピント位置Ｐ１は、赤色光でのピント位
置Ｐ２に対して至近寄りにずれている。したがって、補
助発光部により被写体を照明して焦点調節を行った時
と、主発光部により被写体を照明した時とで、ピント位
置が異なってしまう。これは、取込静止画の画質劣化に
つながる。

【００１６】そこで、本発明は、上記の欠点を除去する
ために成されたもので、常に正確なピント位置を得るこ
とでさらに高性能な自動焦点調節装置、撮像装置、撮像
システム、及び常に正確なピントを得ることでさらに高
性能な自動焦点調節を行うための処理ステップを記憶し
た記憶媒体を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】斯かる目的下において、
第１の発明は、光学系を介して被写体像を撮像すること
により得られる映像信号の高域成分を焦点評価値として
用い、その焦点評価値が最大となるように上記光学系を
光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置
であって、第１の発光手段により被写体を照射して上記
焦点調節を行った後に、第２の発光手段により被写体を
照射し、当該第２の発光手段の照射による被写体像を記
録用として撮像するまでに上記焦点調節された光学系の
位置を変更する制御手段を有することを特徴とする。

【００１８】第2の発明は、上記第１の発明において、
上記制御手段は、被写体像の状態に応じて上記焦点調節
された光学系の位置を変更する制御を行うことを特徴と
する。

【００１９】第３の発明は、上記第２の発明において、
上記制御手段は、被写体像の照度状態に対応した変更量
で上記焦点調節された光学系の位置を変更する制御を行
うことを特徴とする。

【００２０】第４の発明は、上記第１の発明において、
上記制御手段は、上記光学系の変倍動作に応じて上記焦
点調節された光学系の位置を変更する制御を行うことを
特徴とする。

【００２１】第５の発明は、上記第４の発明において、
上記制御手段は、上記光学系の変倍動作に伴う焦点距離
の変化に対応した変更量で上記焦点調節された光学系の
位置を変更する制御を行うことを特徴とする。

【００２２】第６の発明は、上記第４の発明において、
上記制御手段は、上記焦点調節された光学系の位置変更
後に上記第２の発光手段の照射を行うことを特徴とす
る。

【００２３】第７の発明は、光学系を介して被写体像を
撮像することにより得られる映像信号の高域成分を焦点
評価値として用い、その焦点評価値が最大となるように
上記光学系を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動
焦点調節装置であって、上記被写体像を照射する第１及
び第２の発光手段と、上記第１の発光手段により被写体
を照射して上記焦点調節を行った後に、上記第２の発光
手段により被写体を照射し、上記第２の発光手段の照射
による被写体像を記録用として撮像するまでに上記焦点
調節された光学系の位置を変更する制御手段とを有する
ことを特徴とする。

【００２４】第８の発明は、上記第７の発明において、
上記制御手段は、上記焦点調節された光学系の位置を所
定量変更することを特徴とする。

【００２５】第９の発明は、上記第７の発明において、
上記制御手段は、上記焦点調節された光学系の位置を所
定量変更し、その変更量を上記被写体像の状態によって
変えることを特徴とする。

【００２６】第１０の発明は、上記第７の発明におい
て、上記制御手段は、上記焦点調節された光学系の位置
を所定量変更し、その変更量を上記被写体像の照度によ
って変えることを特徴とする。

【００２７】第１１の発明は、上記第７の発明におい
て、上記制御手段は、上記第２の発光手段が被写体を照
射する前に上記焦点調節された光学系の位置を所定量変
更し、その変更量を上記撮像手段の状態によって変える
ことを特徴とする。

【００２８】第１２の発明は、上記第７の発明におい
て、上記制御手段は、上記光学系の位置を所定量変更
し、その変更量を上記撮像手段の焦点距離によって変え
ることを特徴とする。

【００２９】第１３の発明は、上記第７の発明におい
て、上記制御手段は、上記焦点調節された光学系の位置
変更後に上記第２の発光手段の照射を行うことを特徴と
する。

【００３０】第１４の発明は、上記第１又は７の発明に
おいて、上記第１の発光手段は、補助発光手段を含み、
上記第２の発光手段は、主発光手段を含み、上記第１の
発光手段と第２の発光手段は、発光の波長が異なること
を特徴とする。

【００３１】第１５の発明は、請求項１〜１４の何れか
に記載の自動焦点調節装置を含む撮像装置であることを
特徴とする。

【００３２】第１６の発明は、請求項１〜１４の何れか
に記載の自動焦点調節装置を含む撮像システムであるこ
とを特徴とする。

【００３３】第１７の発明は、光学系を介して被写体像
を撮像することにより得られる映像信号の高域成分を焦
点評価値として用い、その焦点評価値が最大となるよう
に上記光学系を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自
動焦点調節方法であって、第１の発光手段により被写体
を照射して上記焦点調節を行った後に、第２の発光手段
により被写体を照射し、当該第２の発光手段の照射によ
る被写体像を記録用として撮像するまでに上記焦点調節
された光学系の位置を変更する制御ステップを含むこと
を特徴とする。

【００３４】第１８の発明は、上記第１７の発明におい
て、上記制御ステップは、被写体像の状態に応じて上記
焦点調節された光学系の位置を変更するステップを含む
ことを特徴とする。

【００３５】第１９の発明は、上記第１７の発明におい
て、上記制御ステップは、被写体像の照度状態に対応し
た変更量で上記焦点調節された光学系の位置を変更する
ステップを含むことを特徴とする。

【００３６】第２０の発明は、上記第１７の発明におい
て、上記制御ステップは、上記光学系の変倍動作に応じ
て上記光学系の位置を変更するステップを含むことを特
徴とする。

【００３７】第２１の発明は、上記第２０の発明におい
て、上記制御ステップは、上記光学系の変倍動作に伴う
焦点距離の変化に対応した変更量で上記焦点調節された
光学系の位置を変更するステップを含むことを特徴とす
る。

【００３８】第２２の発明は、上記第１７の発明におい
て、上記制御ステップは、上記焦点調節された光学系の
位置変更後に上記第２の発光手段の照射を行うステップ
を含むことを特徴とする。第２３の発明は、請求項１〜
１４の何れかに記載の自動焦点調節装置の機能、又は請
求項１５記載の撮像装置の機能、又は請求項１６記載の
撮像システムの機能をコンピュータに実現させるための
プログラムをコンピュータ読出可能な記憶媒体に記録し
たことを特徴とする。第２４の発明は、請求項１７〜２
２の何れかに記載の自動焦点調節方法の処理ステップを
コンピュータに実行させるためのプログラムをコンピュ
ータ読取可能な記憶媒体に記録したことを特徴とする。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００４０】まず、第１の実施の形態について説明す
る。

【００４１】本発明に係る自動焦点調節装置は、例え
ば、図１に示すようなビデオカメラ１００に適用され、
このビデオカメラ１００は、本発明に係る撮像装置を適
用したものでもある。

【００４２】すなわち、ビデオカメラ１００は、図示し
ていない被写体側から順次設けられた固定の第１群レン
ズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、固定の第２
レンズ群１０４、及びフォーカスコンペレンズ１０５
と、フォーカスコンペレンズ１０５からの光が入射され
るように設けられた撮像素子１０６と、撮像素子１０６
の出力が供給される増幅器（ＡＧＣ）１０７と、増幅器
１０７の出力が各々供給されるカメラ信号処理回路１０
８、ＡＧＣ１０７の出力映像信号中よりハイパスフィル
タで高域成分を抽出し、焦点状態を示す焦点評価値を得
る焦点評価値処理回路１１６、及び映像信号中の輝度の
平均レベルを抽出し、所定のレベルと比較して露出評価
値を得る露出評価値処理回路１１７と、カメラ信号処理
回路１０８の出力が供給される記録装置１０９と、焦点
評価値処理回路１１６及び露出評価値処理回路１１７の
各出力が供給されるカメラＡＦマイクロコンピュータ
（カメラＡＦマイコン）１１８と、カメラＡＦマイコン
１１８の出力が各々供給される変倍レンズドライバ１１
１、ＩＧドライバ１１３、フォーカスコンペレンズドラ
イバ１１５、及びストロボ１１９と、変倍レンズドライ
バ１１１、ＩＧドライバ１１３、及びフォーカスコンペ
レンズドライバ１１５の各出力が対応して供給される変
倍レンズモータ１１１、ＩＧモータ１１３、及びフォー
カスコンペレンズモータ１１５とを備えており、変倍レ
ンズ１０２、絞り１０３、及びフォーカスコンペレンズ
１０５は、変倍レンズモータ１１１、ＩＧモータ１１
３、及びフォーカスコンペレンズモータ１１５の対応し
た出力により駆動されるようになされている。また、カ
メラＡＦマイコン１１８の出力は、増幅器１０７にも供
給され、そのゲインを制御し得るようになされている。
さらに、ストロボ１１９は、主発光部１２０と補助光発
光部（補助発光部）１２１を備えた構成としている。

【００４３】まず、上述のようなビデオカメラ１００の
一連の動作について説明する。

【００４４】カメラＡＦマイコン１１８は、オートフォ
ーカス（ＡＦ）機能を含む装置全体を統合的に制御する
もので、本発明の制御手段に相当する。例えば、カメラ
ＡＦマイコン１１８は、焦点評価値処理回路１１６の出
力に基づいて、フォーカスレンズ１０５の動作制御を行
い、露出評価値処理回路１１７の出力に基づいて、絞り
１０３及び増幅器１０７の各動作制御を行う。

【００４５】そこで、先ず、図示していない被写体から
の光は、第１群レンズ１０１、変倍を行う変倍レンズ１
０２、絞り１０３、第２群レンズ１０４、及び変倍に伴
う焦点面の移動を補正する機能とピント合わせの機能を
兼ね備えたフォーカスコンペレンズ（フォーカスレン
ズ）１０５を介して、撮像素子１０６の撮像面に結像さ
れる。

【００４６】この時、カメラＡＦマイコン１１８から変
倍レンズドライバ１１１、ＩＧドライバ１１３、及びフ
ォーカスコンペレンズドライバ（フォーカスレンズドラ
イバ）１１５には各々駆動制御信号が供給される。した
がって、変倍レンズドライバ１１１、ＩＧドライバ１１
３、及びフォーカスレンズドライバ１１５は、カメラＡ
Ｆマイコン１１８からの駆動制御信号に従って、変倍レ
ンズモータ１１０、ＩＧモータ１１２、及びフォーカス
コンペレンズモータ（フォーカスレンズモータ）１１５
を駆動する。この結果、変倍レンズ１０２、絞り１０
３、及びフォーカスレンズ１０５が移動する。

【００４７】また、ストロボ１１９は、図示していない
被写体の照度を高めるためのものであり、例えば、補助
発光部１２１は、本発明の第１の発光手段に相当するも
ので、赤色光を発するようになされている。主発光部１
２０は、本発明の第２の発光手段に相当するもので、白
色光を発するようになされている。これらの主発光部１
２０及び補助発光部１２１の点灯／消灯動作は、カメラ
ＡＦマイコン１１８により制御される。そして、図示し
ていない被写体は、カメラＡＦマイコン１１８の制御に
より主発光部１２０又は補助発光部１２１から発した光
によって照射される。

【００４８】撮像素子１０６は、例えば、ＣＣＤ（Char
ged Coupled Device）からなり、フォーカスレンズ１０
５からの光を電気信号に変換して（光電変換）、増幅器
１０７に供給する。

【００４９】増幅器１０７は、カメラＡＦマイコン１１
８の制御に従って、撮像素子１０２からの電気信号を所
定の増幅率で増幅し、その信号のゲインを自動制御して
映像信号として、カメラ信号処理回路１０８、焦点評価
値処理回路１１６及び露出評価値処理回路１１７に各々
供給する。

【００５０】カメラ信号処理回路１０８は、増幅器１０
７からの映像信号に所定の信号処理を行って、その映像
信号を記録装置１０９に供給する。

【００５１】記録装置１０９は、カメラ信号処理回路１
０８からの映像信号を、例えば、磁気テープに記録す
る。

【００５２】一方、焦点評価値処理回路１１６は、カメ
ラ信号処理回路１０８からの映像信号中から、焦点検出
に用いられる高域波成分を抽出して焦点評価値信号を生
成し、それをカメラＡＦマイコン１１８に供給する。ま
た、露出評価値処理回路１１７は、カメラ信号処理回路
１０８からの映像信号中から、露出制御に用いられる輝
度の積分値を抽出して露出評価値信号を生成して、それ
をカメラＡＦマイコン１１８に供給する。このような焦
点評価値処理回路１１６及び露出評価値処理回路１１７
の各出力に基づいて、カメラＡＦマイコン１１８は、フ
ォーカスレンズ１０５、絞り１０３及び増幅器１０７の
各動作制御等を行うことになる。

【００５３】つぎに、上述のカメラＡＦマイコン１１８
について具体的に説明する。

【００５４】カメラＡＦマイコン１１８には、ＡＦ機能
を含む装置全体の動作制御を行うための各種の処理プロ
グラムが予め格納されたＲＯＭ１１８ａが設けられてお
り、これらの処理プログラムは、カメラＡＦマイコン１
１８により読み出され実行されるようになされている。
そこで、ＡＦ機能を制御する処理プログラムとして、例
えば、図２に示すフローチャートに従った処理プログラ
ム（ＡＦ処理プログラム）がＲＯＭ１１８に予め格納さ
れており、このＡＦ処理プログラムがカメラＡＦマイコ
ン１１８により読み出され実行されることで、ビデオカ
メラ１００は以下のように動作する。

【００５５】特に、上記図２のＡＦ処理プログラムで
は、補助発光部１２１により図示していない被写体を照
明して焦点調節を行った時と、主発光部１２０により上
記被写体を照明した時でのピント位置のずれを、静止画
取込時に行うようになされている。

【００５６】先ず、カメラＡＦマイコン１１８は、補助
発光部１２１を点灯させる制御を行う。これにより補助
発光部１２１は点灯し、その光により図示していない被
写体は照射される（ステップＳ２０２）。

【００５７】次に、カメラＡＦマイコン１１８は、フォ
ーカスレンズ１０５を微小駆動させる制御信号をフォー
カスレンズドライバ１１５に供給する。これにより、フ
ォーカスレンズモータ１１４がフォーカスレンズドライ
バ１１５によって駆動され、フォーカスレンズ１０５が
微小駆動する（ステップＳ２０３）。

【００５８】次に、カメラＡＦマイコン１１８は、この
時焦点評価値処理回路１１６から与えられる焦点評価値
信号により、フォーカスレンズ１０５が現在合焦状態で
あるか、ボケ状態であるかを判別する（ステップＳ２０
４）。

【００５９】ステップＳ２０４の判別の結果、現在合焦
状態であった場合、カメラＡＦマイコン１１８は、後述
するステップＳ２１０からの静止画取込制御処理を行
う。また、現在合焦状態でなかった場合、カメラＡＦマ
イコン１１８は、この時焦点評価値処理回路１１６から
与えられる焦点評価値信号により、合焦点のフォーカス
レンズ位置はどちらの方向にあるのかを判別する（ステ
ップＳ２０５）。

【００６０】そして、ステップＳ２０５でその方向判別
ができた場合には、カメラＡＦマイコン１１８は、後述
のステップＳ２０６及びＳ２０７の山登り動作制御を実
行する。また、その方向判別ができなかった場合には、
ステップＳ２０３に戻り、それ以降の処理ステップを繰
り返し行う。

【００６１】ステップＳ２０５で方向判別ができた場
合、カメラＡＦマイコン１１８は、フォーカスレンズ１
０５を判別方向へ山登り駆動させる制御信号をフォーカ
スレンズドライバ１１５に供給する。これにより、フォ
ーカスレンズモータ１１４がフォーカスレンズドライバ
１１５によって駆動制御され、フォーカスレンズ１０５
が合焦点がる方向と判別された方向へ山登り駆動する
（ステップＳ２０６）。そして、カメラＡＦマイコン１
１８は、この時焦点評価値処理回路１１６から与えられ
る焦点評価値信号により、フォーカスレンズ１０５位置
が合焦点、すなわち焦点評価値の頂点を越えたか否かを
判別する（ステップＳ２０７）。

【００６２】ステップＳ２０７の判別の結果、頂点を越
えていなければ、カメラＡＦマイコン１１８は、ステッ
プＳ２０６に戻って山登り駆動動作制御を続行する。

【００６３】ステップＳ２０７の判別の結果、頂点を越
えていた場合、カメラＡＦマイコン１１８は、フォーカ
スレンズ１０５を頂点位置に戻す制御信号をフォーカス
レンズドライバ１１５に供給する。これにより、フォー
カスレンズモータ１１４がフォーカスレンズドライバ１
１５から駆動され、フォーカスレンズ１０５が頂点位置
に戻される（ステップＳ２０８）。すなわち、頂点を越
えたことを焦点評価値のピーク検出によって判別し、そ
のピーク値から所定レベル焦点評価値が低下したら反転
して、ピーク値を検出した合焦点へと戻る。そして、カ
メラＡＦマイコン１１８は、この時焦点評価値処理回路
１１６から与えられる焦点評価値信号により、フォーカ
スレンズ１０５が頂点位置に達したか否かを判別し（ス
テップＳ２０９）、頂点位置に達するまでステップＳ２
０８を繰り返し行う。ここで、ステップＳ２０８及びＳ
２０９により、フォーカスレンズ１０５位置を頂点に戻
す動作を行っている間、パンニング等により図示してい
ない被写体が変化する場合がある。そこで、カメラＡＦ
マイコン１１８は、フォーカスレンズ１０５位置が頂点
に辿り着いたならば（ステップＳ２０９の結果が「Ｙｅ
ｓ」の場合）、現在のフォーカスレンズ１０５位置が正
しい頂点、すなわち合焦点であるのかを判別するため
に、ステップＳ２０３に戻り、再び微小駆動動作からの
動作制御を行う。

【００６４】一方、上述したステップＳ２０４の判別の
結果、現在合焦状態であった場合、先ず、カメラＡＦマ
イコン１１８は、フォーカスレンズ１０５を停止させる
制御信号をフォーカスレンズドライバ１１５に供給す
る。これにより、フォーカスレンズモータ１１４がフォ
ーカスレンズドライバ１１５から駆動停止され、フォー
カスレンズ１０５が停止する（ステップＳ２１０）。

【００６５】次に、カメラＡＦマイコン１１８は、スト
ロボ１１９の補助発光部１２１を消灯させる制御を行
う。これにより補助発光部１２１は消灯する（ステップ
Ｓ２１１）。

【００６６】次に、カメラＡＦマイコン１１８は、上述
したピント位置のずれを補正する制御を行う。ここで、
補助発光部１２１は赤色光を発し、主発光部１２０は白
色光を発するようになされているため、上記図１０にて
説明したように、各色光でのピント位置は、光の波長に
応じて各々異なっている。すなわち、主発光部１２０の
点灯時のピント位置Ｐ１は、補助発光部１２１の点灯時
のピント位置Ｐ２に対して至近寄りにずれる。そこで、
カメラＡＦマイコン１１８は、フォーカスレンズ１０５
の位置が無限寄りに所定量動かす上記制御信号をフォー
カスレンズドライバ１１５に供給する。このときの上記
所定量は、予め設定されている値である。これにより、
フォーカスレンズモータ１１４がフォーカスレンズドラ
イバ１１５から駆動され、フォーカスレンズ１０５が上
記所定量分無限寄りに移動する（ステップＳ２１２）。
このずれ量は、光の波長の違いから抽出可能であり、演
算してもよいし、予めＲＯＭ等に備えていてもよい。

【００６７】そして、カメラＡＦマイコン１１８は、ス
トロボ１１９の主発光部１２０を点灯させる制御を行う
と共に、静止画の取込動作制御を行って、本処理を終了
する。これにより、主発光部１２０は点灯し、これと同
時に、カメラ信号処理１０８の出力である映像信号は記
録装置１０９で磁気テープに記録される（ステップＳ２
１３）。

【００６８】上述のように、本実施の形態では、フォー
カスレンズ１０５が合焦状態となり停止した後、ストロ
ボ１１９の補助発光部１２１を自動的に消灯し、且つ、
静止画取込時において、焦点調節時の補助発光部１２１
の点灯でのピント位置と、静止画取込時の主発光部１２
０の点灯でのピント位置のずれを補正するように、すな
わち焦点調節時と静止画取込時の照明の違いによるピン
ト位置のずれを補正するように構成したことにより、従
来のように、補助発光部を消灯することでＡＦ機能が誤
動作してフォーカスレンズが動いてしまう、ということ
はなく、且つ、常に正確なピントも得ることができる。

【００６９】つぎに、第２の実施の形態について説明す
る。

【００７０】上述した第１の実施の形態では、焦点調節
時と静止画取込時の照明の違いによるピント位置のずれ
を補正するようにした。しかしながら、そのずれ量は、
ストロボ１２０（主発光部１２０、補助発光部１２１）
による照明以外に他の照明がない被写体を撮影する場合
ならば、理論的計算値そのものとなるが、他の照明があ
る被写体を撮影する場合、補助発光部１２１により被写
体が照明されているときでも、他の照明による光の波長
成分が影響してくるため、理論的計算値そのものとはな
らない。したがって、このような場合に、理論的計算に
より求めたずれ量を用いてピント位置を補正すると、逆
にピントがずれてしまうことがある。

【００７１】そこで、本実施の形態では、被写体の照度
が如何なる状態であっても、常に正確なピントを得るよ
うにする。このため、上記図１に示したＡＦ処理プログ
ラムにおいて、ステップＳ２０２及びステップＳ２１２
の処理を、例えば、図３に示すステップＳ３０２及びス
テップＳ３１２の処理とする。

【００７２】尚、上記図３のフローチャートにおいて、
上記図１のフローチャートの処理ステップと同様の処理
ステップには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略
し、異なる処理ステップについてのみ以下具体的に説明
する。

【００７３】すなわち、ステップＳ３０２では、カメラ
ＡＦマイコン１１８は、現在の被写体の照度を示す測定
データを保存した後、上述した補助発光部１２１を消灯
させる制御を行う。その後、カメラＡＦマイコン１１８
は、フォーカスレンズ１０５の微小駆動の制御を行い
（ステップＳ２０３）、フォーカスレンズ１０５が現在
合焦状態であるかの判別を行い（ステップＳ２０４）、
その判別の結果、現在合焦状態であった場合に、ステッ
プＳ２１０からの静止画取込制御処理を行う。

【００７４】ステップＳ２１０からの静止画取込制御処
理では、カメラＡＦマイコン１１８は、先ず、フォーカ
スレンズ１０５を停止させる制御を行い（ステップＳ２
１０）、次に、ストロボ１１９の補助発光部１２１を消
灯させる制御を行い（ステップＳ２１１）、そして、ピ
ント位置のずれを補正する制御を行う（ステップＳ３１
２）。

【００７５】ここで、カメラＡＦマイコン１１８には、
例えば、図４に示すような被写体の照度（Ｌｕｘ）と補
正量（ｍｍ）の対応テーブルデータが予め設定されてい
る。そこで、ステップＳ３１２では、カメラＡＦマイコ
ン１１８は、上述したステップＳ３０２にて保存した測
定データ（現在の被写体の照度）に対応する補正量を上
記図４のテーブルデータから得て、その補正量を制御信
号としてフォーカスレンズドライバ１１５に供給する。
この制御信号により、フォーカスレンズモータ１１４が
フォーカスレンズドライバ１１５から駆動され、フォー
カスレンズ１０５が上記補正量分無限寄りに移動するこ
とになる。

【００７６】そして、カメラＡＦマイコン１１８は、ス
トロボ１１９の主発光部１２０を点灯させる制御を行う
と共に、静止画の取込動作制御を行って（ステップＳ２
１３）、本処理を終了する。

【００７７】上述のように、本実施の形態では、焦点調
節時と静止画取込時の照明の違いによるピント位置のず
れを補正する際に、被写体の照度に応じた補正量を用い
るように構成したことにより、ストロボ１２０（主発光
部１２０、補助発光部１２１）による照明以外に他の照
明がある被写体を撮影する場合等、被写体が如何なる照
度状態であっても、常に正確なピントを得ることができ
る。

【００７８】つぎに、第３の実施の形態について説明す
る。

【００７９】上述した第１の実施の形態では、焦点調節
時と静止画取込時の照明の違いによるピント位置のずれ
を補正するようにした。しかしながら、そのずれ量は、
ビデオカメラ１００の光学特性によって変わるため、図
５に示すように、変倍レンズ（ズームレンズ）１０２の
移動に伴う焦点距離によって異なる。このため、ピント
位置のずれを一律に補正したのでは、変倍レンズ１０２
の移動状態によっては、逆にピントがずれてしまうこと
がある。

【００８０】そこで、本実施の形態では、変倍レンズ１
０２の移動に伴う撮像素子１０６に対する焦点距離が如
何なる状態であっても、常に正確なピントを得るように
する。このため、上記図１に示したＡＦ処理プログラム
において、ステップＳ２１２の処理を、例えば、図６に
示すステップＳ６１２の処理とする。

【００８１】尚、上記図６のフローチャートにおいて、
上記図１のフローチャートの処理ステップと同様の処理
ステップには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略
し、異なる処理ステップについてのみ以下具体的に説明
する。

【００８２】すなわち、カメラＡＦマイコン１１８は、
補助発光部１２１を消灯させる制御を行い（ステップＳ
２０２）、フォーカスレンズ１０５の微小駆動の制御を
行い（ステップＳ２０３）、フォーカスレンズ１０５が
現在合焦状態であるかの判別を行い（ステップＳ２０
４）、その判別の結果、現在合焦状態であった場合に、
ステップＳ２１０からの静止画取込制御処理を行う。

【００８３】ステップＳ２１０からの静止画取込制御処
理では、カメラＡＦマイコン１１８は、先ず、フォーカ
スレンズ１０５を停止させる制御を行い（ステップＳ２
１０）、次に、ストロボ１１９の補助発光部１２１を消
灯させる制御を行い（ステップＳ２１１）、そして、ピ
ント位置のずれを補正する制御を行う（ステップＳ６１
２）。

【００８４】ここで、カメラＡＦマイコン１１８には、
例えば、上記図５に示した変倍レンズ１０２の移動に伴
う各焦点距離に対応したピント位置のずれ量の情報が予
め設定されている。そこで、カメラＡＦマイコン１１８
には、この情報を用いて、現在の変倍レンズ（ズームレ
ンズ）１０２の位置での焦点距離に対応したずれ量（補
正量）を得て、その補正量を制御信号としてフォーカス
レンズドライバ１１５に供給する。この制御信号によ
り、フォーカスレンズモータ１１４がフォーカスレンズ
ドライバ１１５から駆動され、フォーカスレンズ１０５
が上記補正量分移動することになる。

【００８５】そして、カメラＡＦマイコン１１８は、ス
トロボ１１９の主発光部１２０を点灯させる制御を行う
と共に、静止画の取込動作制御を行って（ステップＳ２
１３）、本処理を終了する。

【００８６】上述のように、本実施の形態では、焦点調
節時と静止画取込時の照明の違いによるピント位置のず
れを補正する際に、変倍レンズ１０２の移動に伴う焦点
距離に応じた補正量を用いるように構成したことによ
り、変倍レンズ１０２の位置が如何なる状態であって
も、常に正確なピントを得ることができる。

【００８７】尚、本発明は、上記図１に示したような１
つの機器からなる装置に適用しても、複数の機器から構
成されるシステムに適用してもよい。

【００８８】また、本発明の目的は、上述した実施の形
態のホスト及び端末の機能を実現するソフトウェアのプ
ログラムコードを記憶した記憶媒体を、システム或いは
装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ
（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読みだして実行することによっても、達成
されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から
読み出されたプログラムコード自体が前述した各実施の
形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコー
ドを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。

【００８９】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、上述したＲＯＭ１１８ａに限らず、例え
ば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディス
ク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テ
ープ、不揮発性のメモリカード等を用いることができ
る。

【００９０】また、コンピュータが読みだしたプログラ
ムコードを実行することにより、上述した実施の形態の
機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの
指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が
実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって実
施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言う
までもない。

【００９１】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された拡張機能ボー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指
示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに
備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、
その処理によって前述した実施の形態の機能が実現され
る場合も含まれることは言うまでもない。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
１の発光手段（補助発光部）の点灯での焦点調節完了
後、第２の発光手段（主発光部）の点灯時において、第
１の発光手段の点灯での焦点調節におけるピント位置
と、第２の発光手段の点灯での画像取込時等におけるピ
ント位置とのずれ量が補正される。これにより、常に正
確なピントを得ることができ、高性能な自動焦点調節を
行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る自動焦点調節装置を適用したビデ
オカメラの構成を示すブロック図である。

【図２】第１の実施の形態において、上記ビデオカメラ
をオートフォーカス機能させる際に実行される処理プロ
グラムを説明するためのフローチャートである。

【図３】第２の実施の形態において、上記ビデオカメラ
をオートフォーカス機能させる際に実行される処理プロ
グラムを説明するためのフローチャートである。

【図４】被写体の照度状態によるピント位置のずれの補
正量を説明するための図である。

【図５】焦点距離によるピント位置のずれの変化を説明
するための図である。

【図６】第３の実施の形態において、上記ビデオカメラ
をオートフォーカス機能させる際に実行される処理プロ
グラムを説明するためのフローチャートである。

【図７】焦点評価値を説明するための図である。

【図８】従来のオートフォーカス機能を説明するための
フローチャートである。

【図９】従来のオートフォーカス機能の欠点を改善した
参考例を説明するためのフローチャートである。

【図１０】主発光部と補助発光部の点灯でのピント位置
のずれを説明するための図である。

【符号の説明】

１００ビデオカメラ１０１固定の第１群レンズ１０２変倍レンズ１０２１０３絞り１０４固定の第２レンズ群１０５フォーカスコンペレンズ１０６撮像素子１０７増幅器１０８カメラ信号処理回路１０９記録回路１１０変倍レンズモータ１１１変倍レンズドライバ１１２ＩＧモータ１１３ＩＧドライバ１１４フォーカスコンペレンズモータ１１５フォーカスコンペレンズドライバ１１６焦点評価値処理回路１１７露出評価値処理回路１１８カメラＡＦマイコン１１９ストロボ１２０主発行部１２１補助発光部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系を介して被写体像を撮像すること
により得られる映像信号の高域成分を焦点評価値として
用い、その焦点評価値が最大となるように上記光学系を
光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置
であって、第１の発光手段により被写体を照射して上記焦点調節を
行った後に、第２の発光手段により被写体を照射し、当
該第２の発光手段の照射による被写体像を記録用として
撮像するまでに上記焦点調節された光学系の位置を変更
する制御手段を有することを特徴とする自動焦点調節装
置。
【請求項２】上記制御手段は、被写体像の状態に応じ
て上記焦点調節された光学系の位置を変更する制御を行
うことを特徴とする請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項３】上記制御手段は、被写体像の照度状態に
対応した変更量で上記焦点調節された光学系の位置を変
更する制御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。
【請求項４】上記制御手段は、上記光学系の変倍動作
に応じて上記焦点調節された光学系の位置を変更する制
御を行うことを特徴とする請求項１記載の自動焦点調節
装置。
【請求項５】上記制御手段は、上記光学系の変倍動作
に伴う焦点距離の変化に対応した変更量で上記焦点調節
された光学系の位置を変更する制御を行うことを特徴と
する請求項４記載の自動焦点調節装置。
【請求項６】上記制御手段は、上記焦点調節された光
学系の位置変更後に上記第２の発光手段の照射を行うこ
とを特徴とする請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項７】光学系を介して被写体像を撮像すること
により得られる映像信号の高域成分を焦点評価値として
用い、その焦点評価値が最大となるように上記光学系を
光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節装置
であって、上記被写体像を照射する第１及び第２の発光手段と、上記第１の発光手段により被写体を照射して上記焦点調
節を行った後に、上記第２の発光手段により被写体を照
射し、上記第２の発光手段の照射による被写体像を記録
用として撮像するまでに上記焦点調節された光学系の位
置を変更する制御手段とを有することを特徴とする自動
焦点調節装置。
【請求項８】上記制御手段は、上記焦点調節された光
学系の位置を所定量変更することを特徴とする請求項７
記載の自動焦点調節装置。
【請求項９】上記制御手段は、上記焦点調節された光
学系の位置を所定量変更し、その変更量を上記被写体像
の状態によって変えることを特徴とする請求項７記載の
自動焦点調節装置。
【請求項１０】上記制御手段は、上記焦点調節された
光学系の位置を所定量変更し、その変更量を上記被写体
像の照度によって変えることを特徴とする請求項７記載
の自動焦点調節装置。
【請求項１１】上記制御手段は、上記第２の発光手段
が被写体を照射する前に上記焦点調節された光学系の位
置を所定量変更し、その変更量を上記撮像手段の状態に
よって変えることを特徴とする請求項７記載の自動焦点
調節装置。
【請求項１２】上記制御手段は、上記光学系の位置を
所定量変更し、その変更量を上記撮像手段の焦点距離に
よって変えることを特徴とする請求項７記載の自動焦点
調節装置。
【請求項１３】上記制御手段は、上記焦点調節された
光学系の位置変更後に上記第２の発光手段の照射を行う
ことを特徴とする請求項７記載の自動焦点調節装置。
【請求項１４】上記第１の発光手段は、補助発光手段
を含み、上記第２の発光手段は、主発光手段を含み、上記第１の発光手段と第２の発光手段は、発光の波長が
異なることを特徴とする請求項１又は７記載の自動焦点
調節装置。
【請求項１５】請求項１〜１４の何れかに記載の自動
焦点調節装置を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項１６】請求項１〜１４の何れかに記載の自動
焦点調節装置を含むことを特徴とする撮像システム。
【請求項１７】光学系を介して被写体像を撮像するこ
とにより得られる映像信号の高域成分を焦点評価値とし
て用い、その焦点評価値が最大となるように上記光学系
を光軸方向に移動させて焦点調節を行う自動焦点調節方
法であって、第１の発光手段により被写体を照射して上記焦点調節を
行った後に、第２の発光手段により被写体を照射し、当
該第２の発光手段の照射による被写体像を記録用として
撮像するまでに上記焦点調節された光学系の位置を変更
する制御ステップを含むことを特徴とする自動焦点調節
方法。
【請求項１８】上記制御ステップは、被写体像の状
態に応じて上記焦点調節された光学系の位置を変更する
ステップを含むことを特徴とする請求項１７記載の自動
焦点調節方法。
【請求項１９】上記制御ステップは、被写体像の照度
状態に対応した変更量で上記焦点調節された光学系の位
置を変更するステップを含むことを特徴とする請求項１
７記載の自動焦点調節方法。
【請求項２０】上記制御ステップは、上記光学系の変
倍動作に応じて上記光学系の位置を変更するステップを
含むことを特徴とする請求項１７記載の自動焦点調節方
法。
【請求項２１】上記制御ステップは、上記光学系の変
倍動作に伴う焦点距離の変化に対応した変更量で上記焦
点調節された光学系の位置を変更するステップを含むこ
とを特徴とする請求項２０記載の自動焦点調節方法。
【請求項２２】上記制御ステップは、上記焦点調節さ
れた光学系の位置変更後に上記第２の発光手段の照射を
行うステップを含むことを特徴とする請求項１７記載の
自動焦点調節方法。
【請求項２３】請求項１〜１４の何れかに記載の自動
焦点調節装置の機能、又は請求項１５記載の撮像装置の
機能、又は請求項１６記載の撮像システムの機能をコン
ピュータに実現させるためのプログラムを記録したコン
ピュータ読出可能な記憶媒体。
【請求項２４】請求項１７〜２２の何れかに記載の自
動焦点調節方法の処理ステップをコンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能
な記憶媒体。