JP3450363B2 - 自動合焦装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動合焦装置、詳しく
は、低輝度の被写体を撮像する撮像装置の自動合焦装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ムービーあるいはスチルビデオカ
メラ等において、撮像素子からの出力を利用してオート
フォーカス動作を行うコントラスト検出方式あるいは山
登り方式等のイメージャオートフォーカス方式は広く知
られるところにある。

【０００３】ところで、該イメージャオートフォーカス
方式は、被写体の低輝度時にはビデオ信号出力が低下ま
たは劣化することにより、合焦性能が下がる、あるいは
合焦不能になるという問題点を有していた。

【０００４】この問題点を解消する技術手段として、従
来、ビデオ信号をフィールドメモリ上で加算して信号レ
ベルを向上させるか、または加算平均してＳ／Ｎ比を向
上させた後にオートフォーカス動作を行う手段（第１の
従来技術手段）が知られている。

【０００５】一方、特開平１−２６８３６６号公報に
は、フィールド周期性ノイズを除去するためにコントラ
スト値を加算（２フィールド加算）した後に処理する技
術手段（第２の従来技術手段）が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１の従来技術手段では、ビデオ信号で加算するために少
なくとも２つ以上のフィールドメモリが必要となり、回
路の大規模化は避けられない問題であった。また、被写
体の動きぼけ（ブレ）の影響が大きくなり、得られるコ
ントラスト値が低下してしまうという不具合もあった。

【０００７】一方、上記第２の従来技術手段は、周期性
ノイズに着目してなされているため、コントラスト値の
加算は該ノイズの周期性に応じてなされる必要があり、
被写体の低輝度時におけるビデオ信号の不良程度に応じ
て適切な加算を行うことができないとい問題点を有して
いる。さらに、上記ビデオ信号の不良程度に応じた駆動
方法の最適化についても何等示されていない。

【０００８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、特別な回路を設けることなく簡便な構成で、
低輝度時においても性能劣化の少ない自動合焦装置を提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による第１の自動合焦装置は、当該映像の鮮
鋭度に係るコントラストデータを得るコントラストデー
タ抽出手段と、このコントラストデータ抽出手段による
コントラストデータを指定された数のフィールド区間に
亘って積算するコントラストデータ積算手段と、このコ
ントラストデータ積算手段におけるコントラストデータ
積算のフィールド区間数を、被写体の低輝度時状態に因
る当該映像信号の不良の程度に応じて指定する積算区間
指定手段と、を具備したことを特徴とする。

【００１０】

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１２】図１は、本発明の第１実施例である自動合
焦装置の構成を示すブロック図である。

【００１３】この第１実施例は、被写体光を取り込む撮
像レンズ１と、該撮像レンズ１からの被写体像を受光面
で受け、該被写体像を電気信号に変換する撮像素子２
と、この撮像素子２からの出力信号をサンプル＆ホール
ドするプリプロセス３と、このプリプロセス３からの出
力信号に基づいてブランキング信号等を付加して図示し
ない映像記録再生系へ出力する撮像処理回路４と、上記
プリプロセス３の出力信号のうち輝度信号をクランプす
るクランプ回路５と、同じく上記プリプロセス３の出力
信号より所定の高周波成分をコントラスト情報として抽
出するバンドパスフィルタ回路（ＢＰＦ回路）６と、上
記クランプ回路５とＢＰＦ回路６とからの出力信号を切
換える輝度判別アナログスイッチ９と、この輝度判別ア
ナログスイッチ９によって切換えられたアナログ信号を
ディ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からの出力信号を取り込み、後述する各
種制御を行う演算処理回路８と、この演算処理回路８に
制御されて上記撮像レンズ１の駆動を行うモータ１１お
よびモータドライブ回路１０とで主要部が構成されてい
る。

【００１４】上記輝度判別アナログスイッチ９は、上記
演算処理回路８の制御を受けて切換り、そして、該演算
処理回路８は、上記輝度判別アナログスイッチ９によっ
てクランプ回路５が選択されたときは、上記Ａ／Ｄ変換
回路７の出力信号、すなわち輝度信号を取り込み、ま
た、同輝度判別アナログスイッチ９においてＢＰＦ回路
６が選択されたときは、上記Ａ／Ｄ変換回路７によって
検波，Ａ／Ｄ変換されたコントラスト情報を取り込むよ
うになっている。

【００１５】すなわち、上記演算処理回路８は、輝度値
の判別手段，コントラスト値のピーク点認識手段，コン
トラスト値の加算手段，輝度判別アナログスイッチ９の
切換え手段，合焦判別手段を具備し、さらに、合焦動作
時にモータドライブ回路１０，モータ１１を制御して撮
像レンズ１を駆動する制御手段を備えている。

【００１６】次に、上記第１実施例の動作を図２，図
３，図４に示すフローチャートを参照して説明する。

【００１７】なお、この動作は上記演算処理回路８の制
御作用として、また、オートフォーカス動作としては、
撮像レンズを無限遠から最至近への１方向に駆動するこ
とを前提として説明する。

【００１８】また、図中、符号ＣS は、加算されたコン
トラスト値の格納されるメモリ，Ｃm は、加算を行う際
に必要なメモリ，Ｃf は、比較判断用メモリをそれぞれ
示し、符号ｓ，ｆ，ｎはそれぞれ変数を示す。

【００１９】まず、図２に示すメインルーチンで、演算
処理回路８のプログラムがスタートした後（ステップＳ
２０１）、輝度判別が行われ、この輝度判別結果に応じ
て所定の加算モードが選択される（ステップＳ２０
２）。なお、このとき、上記輝度判別アナログスイッチ
９は、該演算処理回路８によってクランプ回路５側に切
換えられていて、同演算処理回路８には輝度信号が入力
されている。

【００２０】ここで、上記ステップＳ２０２の輝度判別
のサブルーチンを図３に示すフローチャートを参照して
説明する。

【００２１】輝度判別のサブルーチンのスタート後（ス
テップＳ３０１）、輝度値が入力され（ステップＳ３０
２）、該輝度値と所定値Ａとの大小関係の判定が行われ
る（ステップＳ３０３）。このステップＳ３０３で該輝
度値が所定値Ａ以上のときには第１の加算モードとなる
（ステップＳ３０６）。上記ステップＳ３０３において
該輝度値が所定値Ａより小さいときはステップＳ３０４
において同輝度値を所定値Ｂと比較して該所定値Ｂ以上
のときには第２の加算モード（ステップＳ３０７）、ま
た、小さいときには第３の加算モード（ステップＳ３０
５）とする。なお、本実施例では上記所定値Ａ，Ｂは、
Ｂ＜Ａとなる任意の値をとるようになっている。上記加
算モードが確定した後、ステップＳ３０８でメインルー
チンに復帰する。

【００２２】図２に戻って、上記ステップＳ２０２にお
いて、輝度判別結果に応じて所定の加算モードが選択さ
れた後、演算処理回路８によって上記輝度判別アナログ
スイッチ９がＢＰＦ回路６側に切換えられ、加算モード
の処理動作が行われる（ステップＳ２０３）。

【００２３】ここで、上記ステップＳ２０３の加算モー
ドの処理動作のサブルーチンを図４に示すフローチャー
トを参照して説明する。

【００２４】加算モードのサブルーチンのスタート後
（ステップＳ４０１）、メモリＣS を初期化した後（ス
テップＳ４０２）、上記輝度判別のサブルーチンで選択
した加算モードの判別を行う（ステップＳ４０３）。こ
こで、上記輝度判別のサブルーチンにおいて、第１の加
算モードが選択されている場合、ｎ←１（ステップＳ４
０５），第２の加算モードが選択されている場合、ｎ←
２（ステップＳ４０６），第３の加算モードが選択され
ている場合、ｎ←３（ステップＳ４０４）として、上記
変数ｎに、上記選択された加算モードにそれぞれ対応し
た値を代入する。

【００２５】次に、上記ステップＳ４０４，ステップＳ
４０５，ステップＳ４０６で決定された変数ｎの値を一
時、変数ｔに代入する（ステップＳ４０７）。この後、
現在のコントラスト値をメモリＣm に格納して（ステッ
プＳ４０８）、ステップＳ４０９において、ＣS ←Ｃm
＋ＣS として、新たな加算されたコントラスト値をメモ
リする。そして、変数ｔをディクリメントして（ステッ
プＳ４１０）、該変数ｔが零になるまで上記ステップＳ
４０８〜ステップＳ４１０を繰り返す（ステップＳ４１
１）。このステップＳ４１１においてｔ＝０になるとス
テップＳ４１２でメインルーチンに戻る。

【００２６】なお、上記変数ｎ＝１のとき、すなわち、
第１の加算モードが選択された場合は、毎フィールド毎
にコントラスト値を比較して該コントラスト値のピーク
を求めるようになっており、また、該変数ｎ＝２あるい
は３のとき、すなわち、第２あるいは第３の加算モード
が選択された場合は、２フィールドあるいは３フィール
ド毎にコントラスト値を比較して該コントラスト値のピ
ークを求めるようになっている。

【００２７】図２に戻って、上記ステップＳ２０３にお
いて加算モードの処理が行われた後、メモリＣS を比較
判断用メモリＣf に一時、格納する（ステップＳ２０
４）。この後、撮像レンズ１を１ステップ程繰り出し
（ステップＳ２０５）、再び図４に示す加算モードの処
理を行う（ステップＳ２０６）。そして、ステップＳ２
０６において求めた新たなメモリＣS を比較判断用メモ
リＣf+1 に一時、格納する（ステップＳ２０７）。

【００２８】次に、前回の比較判断用メモリＣf の値と
今回の比較判断用メモリＣf+1 の値との大小関係を判定
し（ステップＳ２０８）、今回の値の方が大きいときに
は、未だ、山を登っているとして変数ｆをインクリメン
トし（ステップＳ２１０）、上記ステップＳ２０５に戻
り、また、今回の値の方が小さいときには、山のピーク
（合焦点）を越したとして撮像レンズ１を１ステップ程
繰り込み（ステップＳ２０９）、ステップＳ２１１で終
了する。

【００２９】この第１実施例によると、簡便な構成で、
低輝度時においても性能劣化の少ない自動合焦装置を提
供することができる。

【００３０】次に、本発明の第２実施例を説明する。

【００３１】この第２実施例は、その構成は上記第１実
施例と同等であり、加算モードに応じて駆動速度を変化
させる点のみが異なっているので、ここでは、構成の説
明は省略して作用の説明のみに止める。

【００３２】この第２実施例の動作を図５に示すフロー
チャートを参照して説明する。

【００３３】まず、図５に示すメインルーチンで、演算
処理回路８のプログラムがスタートした後（ステップＳ
６０１）、上記第１実施例と同様の輝度判別が行われ、
この輝度判別結果に応じて所定の加算モードが選択され
る（ステップＳ６０２）。このステップＳ６０２におい
て、輝度判別結果に応じて所定の加算モードが選択され
た後、上記第１実施例と同様の加算モードの処理が行わ
れる（ステップＳ６０３）。この後、上記ステップＳ６
０３において決定された変数ｎの値を判定し（ステップ
Ｓ６０４）、ｎ＝１のときにはレンズ繰り出し時の駆動
速度ＳＰＤにＬを、また、ｎ＝２のときには該ＳＰＤに
Ｍを、ｎ＝３のときには同ＳＰＤにＨをそれぞれ代入す
る（ステップＳ６０５，ステップＳ６０６，ステップＳ
６０７）。

【００３４】上記レンズ繰り出し時の駆動速度ＳＰＤに
代入される値Ｌ，Ｍ，Ｈは、単位時間あたりの駆動量を
示しており、たとえば、Ｈ＝３ステップ，Ｍ＝２ステッ
プ，Ｌ＝１ステップとする。

【００３５】上記ステップＳ６０５，ステップＳ６０
６，ステップＳ６０７においてレンズ繰り出し時の駆動
速度ＳＰＤに代入された値にしたがって撮像レンズ１の
駆動速度を決定し（ステップＳ６０８）、メモリＣS を
比較判断用メモリＣf に一時、格納する（ステップＳ６
０９）。この後、撮像レンズ１を上記ＳＰＤステップ程
繰り出し（ステップＳ６１０）、再び図４に示す加算モ
ードの処理を行う（ステップＳ６１１）。そして、ステ
ップＳ６１１において求めた新たなメモリＣS を比較判
断用メモリＣf+1 に一時、格納する（ステップＳ６１
２）。

【００３６】次に、前回の比較判断用メモリＣf の値と
今回の比較判断用メモリＣf+1 の値との大小関係を判定
し（ステップＳ６１３）、今回の値の方が大きいときに
は、未だ、山を登っているとして変数ｆをインクリメン
トし（ステップＳ６１５）、上記ステップＳ６１０に戻
り、また、今回の値の方が小さいときには、山のピーク
（合焦点）を越したとして撮像レンズ１を上記ＳＰＤス
テップ程繰り込み（ステップＳ６１４）、ステップＳ６
１６で終了する。

【００３７】この第２実施例によると、上記第１実施例
の効果に加え、加算モードに応じて撮像レンズ１の駆動
速度を変化させることにより、コントラストデータの加
算回数が多いときの合焦速度の低下を防止できるように
なっている。なお、本実施例では、各合焦動作中の撮像
レンズ１の駆動速度を一定にしているが、該撮像レンズ
１の駆動速度が早くなったことに対応して、同撮像レン
ズ１の駆動時において合焦点に近くになったことを検出
して、合焦点付近および撮像レンズ１の繰り込み時には
該撮像レンズ１の駆動速度を低速にすることで合焦精度
の低下を防止することもできる。

【００３８】次に、本発明の第３実施例を説明する。

【００３９】この第３実施例は、特に低コントラスト被
写体に対応した点に特徴を有しており、その構成は上記
第１実施例と同等であるため、ここでは構成の説明は省
略して作用の説明のみに止める。

【００４０】この第３実施例の特徴を簡単に説明する
と、コントラスト値が所定のしきい値ＣTH未満であるな
ら、たとえコントラスト値が前回から減少していてもピ
ーク値との判断はせずに、撮像レンズ１の繰り出しを続
けるようになっている。

【００４１】また、該撮像レンズ１が繰り出し端点に達
してもコントラスト値のピーク値が検出されなかったと
きには、被写体が低コントラストであると判断してコン
トラストデータの加算回数を増やして、すなわち、加算
モードを変更して再び合焦動作を実行するようになって
いる。

【００４２】上記第３実施例の動作を図６に示すフロー
チャートを参照して説明する。

【００４３】まず、図６に示すメインルーチンで、演算
処理回路８のプログラムがスタートした後（ステップＳ
５０１）、加算モードにおける初期値Ｍ＝１を代入する
（ステップＳ５０２）。ここでＭは、図４の加算モード
処理においてステップＳ４０３で判別される加算モード
の値を示す。この後、上記第１実施例と同様な加算モー
ドの処理を行い（ステップＳ５０３）、メモリＣS を比
較判断用メモリＣf に一時、格納する（ステップＳ５０
４）。なお、上記ステップＳ５０３における加算モード
の処理は、上記上記ステップＳ５０２においてすでに加
算モードの初期値Ｍ＝１が代入されているので、１フィ
ールドのコントラストデータがメモリＣS に入るように
なっている。

【００４４】この後、撮像レンズ１を１ステップ程繰り
出し（ステップＳ５０５）、繰り出し動作を行っている
撮像レンズ１が端点に達したか否かを判定する（ステッ
プＳ５０６）。このステップＳ５０６で繰り出し端点に
達していないときは、上記第１実施例と同様な加算モー
ドの処理を行い（ステップＳ５０７）、メモリＣS を比
較判断用メモリＣf+1 に一時、格納する（ステップＳ５
０８）。

【００４５】次に、上記第１実施例と同様に前回の比較
判断用メモリＣf の値と今回の比較判断用メモリＣf+1
の値との大小関係を判定し（ステップＳ５０９）、今回
の値の方が大きいときには、未だ、山を登っているとし
て変数ｆをインクリメントし（ステップＳ５１２）、上
記ステップＳ５０５に戻り、また、今回の値の方が小さ
いときには、山のピークを越したとして次に、ステップ
Ｓ５１０に移行する。このステップＳ５１０において
は、前回の比較判断用メモリＣf の値と所定のしきい値
ＣTHとの大小関係を比較して、Ｃf ＜ＣTHであるなら上
記ステップＳ５１２に移行してＣf ≧ＣTHとなるまで、
ステップＳ５０５からステップＳ５１０を繰り返す。上
記ステップＳ５１０で前回の比較判断用メモリＣf の値
が所定のしきい値ＣTHよりも大きくなったときは、撮像
レンズ１を１ステップ程繰り込み（ステップＳ５１
１）、ステップＳ５１７で終了する。

【００４６】上記ステップＳ５０６において撮像レンズ
１が繰り出し端点に達したときは、すなわち、被写体が
撮像レンズ１の全ての位置でコントラスト値がＣTH未満
である低コントラストであると判断できるので、撮像レ
ンズ１を一担、スタート位置まで繰り込んで（ステップ
Ｓ５１３）、加算モードＭをインクリメントした後（ス
テップＳ５１４）、該加算モードＭ＝４か否かを判定す
る（ステップＳ５１５）。このステップＳ５１５でＭ＜
４のときは再びステップＳ５０３に戻り、加算モードＭ
がインクリメントされた状態で合焦動作が行われる。

【００４７】この合焦動作の中で、ステップＳ５０６で
再び繰り出し端点に達したときは、再びステップＳ５１
３において、撮像レンズ１を一担、スタート位置まで繰
り込んで、加算モードＭをインクリメントした後（ステ
ップＳ５１４）、該加算モードＭ＝４か否かを判定する
（ステップＳ５１５）。

【００４８】このステップＳ５１５でＭ＝４になったと
き、すなわち、被写体の低コントラストの度合いが大き
いときには、エラー処理が施され（ステップＳ５１
６）、そのための表示または警告を行い、合焦動作が終
了する。

【００４９】この第３実施例によると、上記第１実施例
の効果に加え、低コントラストの被写体にも、正確な合
焦動作を行うことが可能となる。また、該第３実施例で
は、被写体のコントラストが非常に低い場合、加算モー
ドＭ＝１〜３まで間、順次３回の合焦動作が行われる
が、該加算モードの決定を上記メモリＣf と所定のしき
い値ＣTHとの比、すなわち、低コントラストの度合いに
応じて設定することで、通常は２回程度の短時間で合焦
が完了することも可能である。

【００５０】ところで、低輝度時における被写体の高画
質撮像が可能な撮像手段として、近年、長時間シャッタ
モードを有する撮像装置が実用化されている。これは、
通常時に各フィールド毎に駆動される撮像素子の電荷読
み出しパルスに対して、禁止をかけることで複数フィー
ルドに亘る長時間シャッタを実現したものである。この
長時間シャッタにより、出力信号の低下がなくＳ／Ｎ比
がよい高画質な画像が得られる撮像装置を提供すること
ができる。

【００５１】しかしながら、このような撮像装置におい
てイメージャオートフォーカス方式を適用すると、以下
に示すような問題点を生じていた。

【００５２】すなわち、該長時間シャッタモードでは、
出力映像信号が間欠的にしか得られないため、通常のイ
メージャオートフォーカス方式における制御アルゴリズ
ムを使用することができなかった。つまり、出力映像信
号が得られない期間に対応するコントラスト情報によっ
て合焦動作に誤動作が生じてしまい、該合焦が不能にな
ってしまう虞があった。これにより、長時間シャッタモ
ードではオートフォーカスを行うことが困難であった。

【００５３】上述のような問題点を解消し、さらに低輝
度撮影に好適な長時間シャッタモードを有する撮像装置
であって、通常モードのみならず長時間シャッタモード
においても適用可能な高性能な自動合焦装置として以下
に示すような技術手段が考えられる。

【００５４】この自動合焦装置は、所要の露光時間での
露光モードを選択する露光モード選択手段と、この露光
モード選択手段によって選択された露光時間に対応した
時間間隔で当該映像の鮮鋭度にかかるコントラストデー
タを得るコントラストデータ抽出手段と、このコントラ
ストデータ抽出手段の出力に応じて光学系の合焦調節駆
動を行う調節手段とを具備していることを特徴としてい
る。

【００５５】次に、このような構成を有する自動合焦装
置の第１の応用例を説明する。

【００５６】図７は、上記第１応用例の自動合焦装置の
構成を示したブロック図である。

【００５７】この第１応用例は、被写体光を取り込む撮
像レンズ１と、該撮像レンズ１からの被写体像を受光面
で受け、該被写体像を電気信号に変換する撮像素子２
と、この撮像素子２からの出力信号をサンプル＆ホール
ドするプリプロセス３と、このプリプロセス３からの出
力信号に基づいてブランキング信号等を付加して映像記
録再生系へ出力する撮像処理回路４と、上記プリプロセ
ス３の出力信号のうち輝度信号をクランプするクランプ
回路５と、同じく上記プリプロセス３の出力信号より所
定の高周波成分をコントラスト情報として抽出するバン
ドパスフィルタ回路（ＢＰＦ回路）６と、上記クランプ
回路５とＢＰＦ回路６とからの出力信号を切換える輝度
判別アナログスイッチ９と、この輝度判別アナログスイ
ッチ９によって切換えられたアナログ信号をディジタル
信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路７と、この第１の
Ａ／Ｄ変換回路７からの出力信号を取り込み、後述する
各種制御を行う演算処理回路８と、この演算処理回路８
に制御されて上記撮像レンズ１の駆動を行うモータ１１
およびモータドライブ回路１０と（以上、上記第１〜第
３実施例と同等）、上記演算処理回路８の制御を受けて
上記撮像素子２を制御すると共に、各回路に対してタイ
ミング信号を送出するＳＳＧドライバ１２と、上記撮像
処理回路４からの出力信号をＡ／Ｄする第２のＡ／Ｄ変
換回路１３と、この第２のＡ／Ｄ変換回路１３において
ディジタル値に変換された映像信号における歯抜けフィ
ールドを補間すると共に、映像出力を図示しない映像記
録再生系およびＥＶＦ１６に送出するフィールドメモリ
１４と、上記演算処理回路８の制御の下、該フィールド
メモリ１４のメモリを制御するメモリコントロール部１
５と、上記ＥＶＦ１６とで主要部が構成されている。

【００５８】なお、上記ＳＳＧドライバ１２からは演算
処理回路８に対してＶD 信号が送出されるようになって
いる。

【００５９】図８は、上記ＶD 信号とサンプリングによ
る積分，演算処理およびモータ駆動とのタイミング関係
を示したタイムチャートである。なお、このタイムチャ
ートは、３フィールドに亘って露光を行う長時間シャッ
タモード時の場合を想定している。

【００６０】図に示すように、１露光期間は３フィール
ドに亘り（ＶD 信号参照）、ある露光期間におけるコン
トラストデータの積分を対応する映像信号が出力される
フィールド（すなわち、この場合、次の露光期間におけ
る１フィールド目）で行うようになっている。そして、
該コントラストデータの積分動作終了のタイミングで各
種演算動作を行い、この演算動作終了のタイミングにお
いてモータ駆動可能状態となる。このモータ駆動可能期
間においては、任意のタイミングで該モータ駆動が可能
となっており、撮像レンズ１の繰り出しまたは繰り込み
動作が、たとえば、各露光期間の切換り時に行われるよ
うになっている。

【００６１】次に、上記第１応用例の動作について図９
に示すフローチャートを参照して説明する。

【００６２】なお、オートフォーカス動作としては、撮
像レンズを無限大から最至近への方向に移動させてピー
ク点を検出することを前提として説明する。

【００６３】まず、図９に示すメインルーチンがステッ
プＳ７０１でスタートし、ステップＳ７０２において変
数ｙ，Ｖｃをそれぞれ２，０に初期設定すると共に、ｎ
フィールドの露光モードに初期設定する。この後、ＶD
信号のカウント動作を開始する（ステップＳ７０３）。

【００６４】ここで、上記ステップＳ７０３におけるＶ
D カウント動作のサブルーチンについて図１０に示すフ
ローチャートを参照して説明する。

【００６５】ＶD 信号のカウント開始のサブルーチンが
スタートすると（ステップＳ９０１）、パルス状の信号
であるＶD 信号（図８参照）の検出毎に（ステップＳ９
０２）、上記変数Ｖｃをインクリメントし（ステップＳ
９０３）、Ｖｃ＝ｎになるまで上記ステップＳ９０２か
らステップＳ９０３を繰り返す（ステップＳ９０４）。
このステップＳ９０４において、Ｖｃ＝ｎになると再び
変数Ｖｃを初期化して（ステップＳ９０５）、ステップ
Ｓ９０６でメインルーチンに復帰する。

【００６６】図９に戻って、上記ステップＳ７０３の
後、ｎ＋１フィールド目でサンプリング動作を行い（ス
テップＳ７０４）、このステップＳ７０４において得ら
れたコントラスト値を変数Ｃａに代入した後（ステップ
Ｓ７０５）、撮像レンズ１を１ステップ程繰り出す（ス
テップＳ７０６）。その後、再びＶD 信号のカウント動
作を行い（ステップＳ７０７）、ｎ×ｙ＋１フィールド
目でサンプリング動作を行い（ステップＳ７０８）、こ
のステップＳ７０８において得られたコントラスト値を
変数Ｃｂに代入した後（ステップＳ７０９）、上記変数
ＣａとＣｂとの大小関係を比較する（ステップＳ７１
０）。

【００６７】このステップＳ７１０においてＣａ≦Ｃｂ
であるなら、未だ、山登り中であるとして、変数ｙをイ
ンクリメントし（ステップＳ７１２）、変数Ｃｂの値を
変数Ｃａに置き換え（ステップＳ７１３）、撮像レンズ
１を１ステップ程繰り出した後（ステップＳ７１４）、
上記ステップＳ７０７に戻る。

【００６８】また、上記ステップＳ７１０においてＣａ
＞Ｃｂであるときは、撮像レンズ１を１ステップ程繰り
込んで（ステップＳ７１１）、終了する（ステップＳ７
１５）。

【００６９】次に、このような長時間シャッタモードに
おいても適用可能な高性能な自動合焦装置の第２の応用
例について説明する。なお、この第２応用例は、基本的
には上記第１応用例と同様であり、その構成は上記第１
応用例と同等であるため、ここでの説明は省略し、異な
る動作についてのみ説明を行う。

【００７０】図１１は、上記第２応用例の動作を示すフ
ローチャートである。

【００７１】図中、上記第１応用例と同じステップ番号
における動作は、該第１応用例と同様な動作を行い、わ
ずかにステップＳ８０１，ステップＳ８０２，ステップ
Ｓ８０３のみが異なっている。このステップは、いずれ
も撮像レンズ１の繰り出しあるいは繰り込みを行うステ
ップであり、上記第１応用例においては、１ステップの
移動量であったのを本第２応用例では上記変数ｎ、すな
わち、上記ステップＳ７０２において設定された、ｎフ
ィールド露光モードに対応するステップ数程、移動させ
るようになっている。

【００７２】この第２応用例によると、上記第１応用例
に比して合焦動作を早く行うことが可能となる。

【００７３】上記第１および第２応用例では、モードに
応じて切換える制御パラメータあるいはアルゴリズムと
して駆動モータのステップレートを例に挙げたが、これ
以外にも次に示すような例が考えられる。

【００７４】コントラスト情報の１ｂｉｔ、すなわち最
小単位に相当する検出量は、該コントラスト情報が、た
とえば、１ずつ増えるようなディジタル的にカウントす
る場合に通常１という量になっている。ところが、取り
込まれる映像信号は、この映像信号をどういうレートで
Ａ／Ｄ変換するかで取り扱われる最小の１単位が決定す
るため、この最小単位も使用するシステムによって変え
る必要が生じてくる。いま、これを、変化検出のスレシ
ホールドレベルという。

【００７５】ところで、上述においては最小単位を１と
したが、使用するシステムが有している最小単位が１で
あったとしても、たとえば、演算上で１から９までの変
化は全部０に、また、１０から２０までの変化は全部１
０に設定するというように、ディジタル的な桁の切り落
としを行うことで見かけ上の単位を変えることが可能で
ある。したがって、長時間シャッタモードの際に、上記
変化検出のスレシホールドレベルの大小を制御すること
が考えられる。

【００７６】上記制御としては、以下に示す２つの例が
考えられる。

【００７７】第１に、長時間シャッタモードを選択した
際には、基本的には情報のサンプリングスピードは遅く
なっているので、この間に被写体等が大きく変化してい
る可能性がある。この現象は、モータを駆動するレート
を従来通りに保って駆動するときに顕著に現れる。この
場合、たとえば変化検出のスレシホールドレベルを大き
く切換えることで対処することが可能である。

【００７８】一方、長時間シャッタモードを使用するこ
とで信号自身のＳ／Ｎ比は従来に比べて良い値に確保さ
れているため、モータのステップレートを従来よりも落
として駆動する場合を考慮すると、検出の精度はむしろ
向上していると考えられる。したがってこの場合は、該
変化検出のスレシホールドレベルを小さくなるように切
換えることも可能である。

【００７９】第２に、ムービー用のオートフォーカスに
応用することを考える。一度安定したオートフォーカス
の合焦状態に達すると、その後、たとえば大幅にピント
がずれた際に再度オートフォーカスを動作させる再起動
動作を行うことがある。このとき、一般的には被写体が
単に今ある条件近くでふらついているだけかもしれない
ことを考慮して、所定時間後にも、なお情報が変化して
いる場合のみ再起度動作を行うという再起動時定数と呼
ばれるパラメータが存在している。この再起動の時定数
等も長時間シャッタモードに切換わった際には、大小の
制御を行うことが考えられる。

【００８０】この大小制御については、どちらに切換え
るか否かは使用するシステムに依存することになる。た
とえば、情報を見ていくときに、同じサンプル数の情報
を見てから判断するという思想に基づくと、サンプリン
グスピードが落ちていることより再起動までの時定数は
当然延びることになる。すなわち、サンプルの個数を同
じに保つとすれば、長時間シャッタモードを選択するこ
とでのびた分だけ、これに対応して時定数を延ばすとい
う制御も考えられる。また、このような考え方に依らな
い場合においては、基本的には再起動の判断の際に被写
体の動きの検出を行うので、被写体の状態変化は上記サ
ンプリングスピードが落ちているときは、検出しにくく
なっているといえる。したがって、遅れないように時定
数を短くし、その間隔のあいたサンプリングスピードで
あっても、被写体の状態をすばやく検出するために長時
間シャッタモードに切換えた際には、再起動の時定数を
むしろ短くすることも考えられる。

【００８１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
別な回路を設けることなく簡便な構成で、低輝度時にお
いても性能劣化の少ない自動合焦装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である自動合焦装置の構成
を示すブロック図。

【図２】上記第１実施例の動作を示すフローチャート。

【図３】上記第１実施例の動作のうち、輝度判別のサブ
ルーチンを示したフローチャート。

【図４】上記第１実施例の動作のうち、加算モードの処
理動作のサブルーチンを示したフローチャート。

【図５】本発明の第２実施例である自動合焦装置の動作
を示すフローチャート。

【図６】本発明の第３実施例である自動合焦装置の動作
を示すフローチャート。

【図７】低輝度撮影に好適な長時間シャッタモードを有
する自動合焦装置の第１応用例の構成を示すブロック
図。

【図８】上記自動合焦装置の第１応用例の動作を示すタ
イムチャート。

【図９】上記自動合焦装置の第１応用例の動作を示すフ
ローチャート。

【図１０】上記自動合焦装置の第１応用例の動作におけ
るＶD 信号カウント動作のサブルーチンを示すフローチ
ャート。

【図１１】低輝度撮影に好適な長時間シャッタモードを
有する自動合焦装置の第２応用例の動作を示すフローチ
ャート。

【符号の説明】

１…撮像レンズ ２…撮像素子 ３…プリプロセス ４…撮像処理回路 ５…クランプ回路 ６…ＢＰＦ回路 ７…Ａ／Ｄ変換回路 ８…演算処理回路 ９…輝度判別アナログスイッチ １０…モータドライブ回路 １１…モータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−254580（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−274180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−35480（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/232 G02B 7/28 G02B 7/36

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】当該映像の鮮鋭度に係るコントラストデー
   タを得るコントラストデータ抽出手段と、 このコントラストデータ抽出手段によるコントラストデ
   ータを指定された数のフィールド区間に亘って積算する
   コントラストデータ積算手段と、 このコントラストデータ積算手段におけるコントラスト
   データ積算のフィールド区間数を、被写体の低輝度時状
   態に因る当該映像信号の不良の程度に応じて指定する積
   算区間指定手段と、 を具備したことを特徴とする自動合焦装置。
2. 【請求項２】上記積算区間指定手段は、上記被写体の低
   輝度状態に因る当該映像信号の不良の程度を当該映像信
   号の輝度値に基いて判定する輝度判別手段を有したもの
   であることを特徴とする請求項１に記載の自動合焦装
   置。
3. 【請求項３】上記コントラストデータ積算手段の出力に
   基いて合焦調節を実行する制御手段を具備し、 該制御手段は上記積算区間指定手段の出力に基いて当該
   合焦調節に係る制御アルゴリズムを変更するように構成
   されたものであることを特徴とする請求項１または２に
   記載の自動合焦装置。