JP3747474B2 - フォーカス制御方法及びビデオカメラ装置 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、撮影する際に被写体に対してフォーカスを合わせるためのフォーカス制御方法及びそのフォーカス制御方法を使用して被写体にフォーカスを合わせるビデオカメラ装置に関する。
背景技術
従来、民生用のビデオカメラにおいては、被写体に対してフォーカスを自動的に合わせるオートフォーカスが用いられている。
一般的に、フォーカスが合っているか否かを検出するためには、撮像信号のコントラストが高いか低いかを判断すれば良いことは良く知られている。言い換えると、コントラストが高いとフォーカスが合っており、コントラストが低いとフォーカスがずれているということである。撮像信号の高周波成分を取り出して、所定の設定エリア内に存在するこの高周波成分を積分したデータを生成し、この積分したデータを利用することによって、コントラストが高いか低いかを判断できる。この積分されたデータは、その設定エリア内にどれだけ高周波成分が存在するかを示すデータであって、一般的に、このデータを評価値と呼んでいる。従って、評価値が最大となるように（つまり、コントラストが最大となるように）フォーカスレンズを駆動することによって、オートフォーカスが実現できる。
このような方法で抽出された評価値には、被写体の撮影状況に応じた複数の要因が含まれてしまい、この評価値によって、フォーカスずれ量を的確に表わすことはできなかった。また、このような評価値の要素として、撮影状況に応じたノイズが含まれることは避けることができないことであって、本来必要なフォーカスのずれ量を、このような評価値から正確に抽出することが困難であった。このため、従来のフォーカス制御装置やビデオカメラでは、評価値を正確に得ることができないので、評価値の最大点の検索に時間がかかっていた。そのため、カメラマンは、フォーカス動作が行われている間、ぼやけた映像を撮り続けかければいけなかった。
例えば、放送局や業務用に使用されるビデオカメラ装置においては、撮影された映像をライブ中継で家庭に伝送することがある。もし、このようなライブ中継を行っている時に、評価値の精度が採れないことがおこり、オートフォーカス動作に時間がかかってしまうと、ぼやけた撮像信号を家庭に伝送してしまうことになる。従って、放送局や業務用に使用されるビデオカメラには、民生用のビデオカメラのような簡易型や廉価や小型のオートフォーカス装置は全く必要ではなく、高精度のフォーカス制御及び高速なフォーカス制御が要求されている。
本発明においては、まず、撮影状況に応じた評価値を生成することと、高速なフォーカス位置の検出を可能にするものである。
発明の開示
本発明は、ビデオカメラのフォーカスを制御するフォーカス制御装置において、フォーカスレンズの移動に伴って、撮像手段から出力された撮像信号が供給され、前記撮像信号の高周波成分を抽出するためのフィルタ特性及び前記撮像信号における検出ウインドウの大きさの異なる複数の評価値生成手段と、第１の検出ウインドウを有した評価値生成手段から得られた第１の評価値と、前記第１の検出ウインドウの大きさより大きな第２の検出ウインドウを有した評価値生成手段から得られた第２の評価値との差の絶対値が所定値以下であるときに、前記第１及び第２の評価値が適切と判断し、前記第１及び第２の評価値の差の絶対値が所定値以上であるときに前記第１及び第２の評価値が不適切と判断する評価値判断手段と、前記複数の評価値生成手段からの複数の評価値を前記評価値判断手段で判断し、適切とされた評価値により極大となるフォーカスレンズ位置を検出し、前記適切とされた評価値が極大となる位置から前記フォーカスレンズの焦点深度の所定倍の位置まで移動する間に前記評価値生成手段によってフィールド毎に生成された前記適切とされた評価値が連続的に減少する場合には、前記適切とされた評価値が極大となるフォーカスレンズ位置をジャストフォーカス位置とする制御手段を備えたことを特徴とするフォーカス制御装置である。
この本発明により、高速に撮影対象物にフォーカスを合わせるこのできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、オートフォーカス装置を適用したビデオカメラの全体構成を示す図面である。
第２図は、オートフォーカス制御回路３４の具体的な構成としめすための図面である。
第３図は、水平方向評価値生成回路６２の具体的な構成を示すための図面である。
第４図は、垂直方向評価値生成回路６３の具体的な構成を示すための図面である。
第５図は、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３の各回路に設定されるフィルタ計数α及びウインドウサイズを示している。
第６図は、各ウインドウサイズを説明するための図面である。
第７図は、各評価値Ｅに対して夫々設定された重みデータＷを示すための図面である。
第８図から第１３図は、オートフォーカス動作を説明するための図面である。
第１４図は、フォーカスを合わせるためにレンズを移動させる方向を決定する時に、レンズの移動を示すための図である。
第１５図は、ウインドウ内に非ターゲット物体が入ってきたときの状態を示す図面である。
第１６図は、レンズの移動方向を決定する際に、ＲＡＭ６６に記憶した評価値の変動を示すための図面である。
第１７図は、オートフォーカス動作中に、ＲＡＭ６６に記憶されるデータを示すための図面である。
第１８図は、オートフォーカス動作によって得られた評価値の変動を示すための図面である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施例について第１図から第１８図を参照して説明する。
まず、図１を参照しながら、本発明のビデオカメラ装置の全体構成を説明する。ビデオカメラ装置は、入射光を光学的に撮像素子の前面に集光するためのレンズブロック１と、レンズブロックからの入射光をＲＧＢの電気的な撮像信号に変換する撮像ブロック２と、撮像信号に対して所定の信号処理を行う信号処理ブロック３と、レンズブロック１と撮像ブロック２と信号処理ブロックを制御するＣＰＵ４とを備えている。
レンズブロック１は、ビデオカメラ装置本体に対して着脱可能に設けられる。このレンズブロック１は、光学的な要素として、光軸に沿って移動させることによって、結像点の位置を可変すること無く焦点距離を連続的に可変させ、被写体の像をズーミングするためのズームレンズ１１と、被写体に対してフォーカスを合わせるためのフォーカスレンズ１２と、開口量を可変とすることによって撮像素子の前面に入射する光量を調整するアイリス機構１３とを有している。
レンズブロック１は、さらに、ズームレンズ１１の光軸方向のレンズ位置を検出する位置検出センサ１１ａと、ズームレンズ１１を光軸方向に移動させるための駆動モータ１１ｂと、駆動モータ１１ｂに駆動制御信号を与えるためのズームレンズ駆動回路１１ｃと、フォーカスレンズ１２の光軸方向のレンズ位置を検出する位置検出センサ１２ａと、フォーカスレンズ１２を光軸方向に移動させるための駆動モータ１２ｂと、駆動モータ１２ｂに駆動制御信号を与えるためのフォーカスレンズ駆動回路と１２ｃと、アイリス機構の１３の開口位置を検出する位置検出センサ１３ａと、アイリス機構１３を開口及び閉口させるための駆動モータ１３ｂと、駆動モータ１３ｂに駆動制御信号を与えるためのアイリス機構駆動回路１３ｃとを備えている。
尚、位置検出センサ１１ａ、１２ａ、１３ａの検出信号は常時ＣＰＵ４に送られるとともに、ズームレンズ駆動回路１１ｃ、フォーカスレンズ駆動回路と１２ｃ、アイリス機構駆動回路１３ｃは、ＣＰＵ４からの制御信号が供給されるように電気的に接続されている。
また、レンズブロック１は、ズームレンズ１１の焦点距離データと口径比データと、フォーカスレンズ１２の焦点距離データと口径比データと、レンズブロック１の製造メーカ名及びシルアルナンバを記憶するためのＥＥＲＯＭ１５を有している。このＥＥＰＲＯＭ１５に記憶されている各データは、ＣＰＵ４からの読出しコマンドに基づいて読み出されるようにＣＰＵ４と接続されている。
撮像ブロック２は、レンズブロック１からの入射光をレッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）及びブルー（Ｂ）の３原色光に色分解するたの色分解プリズム２１と、この色分解プリズム２１で分離されたＲ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の光が撮像面上に結像され、結像された各色成分の撮像光を、電気的な撮像信号（Ｒ）、（Ｇ）及び（Ｂ）に夫々変換して出力する撮像素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂとを有している。例えば、この撮像素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）から成る。
撮像ブロック２１は、撮像素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂから夫々出力された撮像信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）のレベルを増幅すると共に、リセット雑音を除去するための相関二重サンプリングを行うためのプリアンプ２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂを有している。
さらに、撮像ブロック２は、内部に設けられた基準クロック発生回路からの基準クロックに基づいて、ビデオカメラ装置内の各回路が動作する際の基本クロックとなるＶＤ信号、ＨＤ信号及びＣＬＫ信号を発生するためのタイミング信号発生回路２４と、タイミング信号発生回路から供給されたＶＤ信号、ＨＤ信号、ＣＬＫ信号に基づいて、撮像素子２２Ｒ、撮像素子２２Ｇ、撮像素子２２Ｂに対して駆動クロックを与えるためのＣＣＤ駆動回路２５とを備えている。尚、ＶＤ信号は、１垂直期間を表すクロック信号であり、ＨＤ信号は、１水平期間を表すクロック信号であり、ＣＬＫ信号は、１画素クロックを表すクロック信号であり、これらのＶＤ信号、ＨＤ信号及びＣＬＫ信号からなるタイミングクロックは、図示はしていないが、ＣＰＵ４を介してビデオカメラ装置の各回路に供給される。
信号処理ブロック３は、ビデオカメラ装置本体の内部に設けられ、撮像ブロック２から供給される撮像信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）に対して所定の信号処理を施すためのブロックである。信号処理ブロック３は、撮像信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）をアナログからディジタルのビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）に夫々変換するＡ／Ｄ変換回路３１Ｒ、３１Ｇ、３１Ｂと、ＣＰＵ４からのゲイン制御信号に基づいて、ディジタルビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）のゲインをコントロールするためのゲイン制御回路３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂと、ディジタルビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）に対して所定の信号処理を行う信号処理回路３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂとを備えている。この信号処理回路３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂは、例えば、ビデオ信号のあるレベル以上を圧縮するニー回路３３１Ｒ、３３１Ｇ、３３１Ｂと、ビデオ信号のレベルを設定されたγカーブに従って補正するγ補正回路３３２Ｒ、３３２Ｇ、３３２Ｂと、所定以下の黒レベル及び予定レベル以上の白レベルをクリップするＢ／Ｗクリップ回路３３３Ｒ、３３３Ｇ、３３３Ｂを有している。尚、こｎ信号処理回路３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂは、ニー回路、γ補正回路、Ｂ／Ｗクリップ回路の他に、公知のブラックγ補正回路、輪郭強調回路及びリニアマトリックス回路等を備えても良い。
信号処理ブロック３は、信号処理回路３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂから出力されたビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を受け取り、ビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）から、輝度信号（Ｙ）と、色差信号（Ｒ−Ｙ）（Ｂ−Ｙ）を生成するためのエンコーダ３７とを備えている。
信号処理ブロック３は、さらに、ゲイン制御回路３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂから出力されたビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を受け取って、そのビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）に基づいて、フォーカスを制御するための評価データＥと方向データＤｒを生成するフォーカス制御回路３４と、信号処理回路３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂから出力されたビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を受け取り、その信号レベルに基づいて、撮像素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂに入射する光量が適切な光量となるようにアイリスを制御するアイリス制御回路回路３５と、信号処理回路３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂから出力されたビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）を受け取り、その信号レベルに基づいてホワイトバランス制御を行うためのホワイトバランス制御回路３６とを備えている。
アイリス制御回路３５は、供給されたビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）の信号の中で最も信号レベルが最大である信号を選択するＮＡＭ回路と、選択された信号の画面におけるエリアを分割して、各エリア毎におけるビデオ信号を全積分する。アイリス制御回路３５は、この各エリア毎の積分データに基づいて、被写体の逆光照明、順光照明、フラット照明、スポット照明等のあらゆる照明条件を判断して、アイリスを制御するためのアイリス制御信号を生成し、このアイリス制御信号をＣＰＵ４に送出する。ＣＰＵ４は、このアイリス制御信号に基づいて、アイリス駆動回路１３ｃに対して制御信号を送出する。
ホワイトバランス制御回路３６は、供給されたビデオ信号（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）から、（Ｒ−Ｙ）＝０、（Ｂ−Ｙ）＝０となるようにホワイトバランス制御信号を生成し、このホワイトバランス制御信号をＣＰＵ４に送出する。ＣＰＵ４は、このホワイトバランス制御信号に基づいて、ゲイン制御回路３２Ｒ、３２Ｇ、３２Ｂに対して、ゲイン制御信号を供給する。
次に、第２図を参照しながら、フォーカス制御回路３４に関して詳しく説明する。
フォーカス制御回路３４は、輝度信号生成回路６１と、水平方向評価値生成回路６２と、垂直方向評価値生成回路６３と、マイクロコンピュータ６４とから構成されている。
輝度信号生成回路６１は、供給されたビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂから輝度信号を生成する回路である。フォーカスが合っているかずれているかを判断するためには、コントラストが高いか低いかを判断すればよい。従って、コントラストの変化は色信号のレベル変化とは無関係であるので、輝度信号のレベルのみの変化を検出することによって、コントラストが高いか低いかを判断することができる。
輝度信号生成回路６１は、供給されたビデオ信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対して、
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ ・・・・（１）
に基づく公知の演算を行うことによって、輝度信号Ｙを生成することができる。
水平方向評価値生成回路６２は、水平方向の評価値を生成するための回路である。ここで、水平方向の評価値とは、輝度信号を水平方向にサンプリングした時に、輝度信号のレベルの変化がどれだけあるかを示すデータ、言い換えれば、どれだけ水平方向にコントラストがあるかを示すデータである。
水平方向評価値生成回路６２は、第１の水平方向評価値Ｅ₁を生成するための第１の水平方向評価値生成回路６２ａと、第２の水平方向評価値Ｅ₂を生成するための第２の水平方向評価値生成回路６２ｂと、第３の水平方向評価値Ｅ₃を生成するための第３の水平方向評価値生成回路６２ｃと、第４の水平方向評価値Ｅ₄を生成するための第４の水平方向評価値生成回路６２ｄと、第５の水平方向評価値Ｅ₅を生成するための第５の水平方向評価値生成回路６２ｅと、第６の水平方向評価値Ｅ₆を生成するための第６の水平方向評価値生成回路６２ｆと、第７の水平方向評価値Ｅ₇を生成するための第７の水平方向評価値生成回路６２ｇと、第８の水平方向評価値Ｅ₈を生成するための第８の水平方向評価値生成回路６２ｈと、第９の水平方向評価値Ｅ₉を生成するための第９の水平方向評価値生成回路６２ｉと、第１０の水平方向評価値Ｅ₁₀を生成するための第１０の水平方向評価値生成回路６２ｊと、第１１の水平方向評価値Ｅ₁₁を生成するための第１１の水平方向評価値生成回路６２ｋと、第１２の水平方向評価値Ｅ₁₂を生成するための第１２の水平方向評価値生成回路６２ｌとを有している。
次に、第３図を参照しながら、さらに水平方向評価値生成回路６２の詳しい構成を説明する。
水平方向評価値生成回路６２の第１の水平方向評価値生成回路６２ａは、輝度信号の高周波成分を取り出すためのハイパスフィルタ６２１と、取り出した高周波成分を絶対値化することによって全て正の値を持ったデータとする絶対値化回路６２２と、絶対値化されたデータを水平方向に積分することによって水平方向の高周波成分のデータを累積加算する水平方向積分回路６２３と、水平方向に積分されたデータを垂直方向に積分する垂直方向積分回路６２４と、水平方向積分回路６２３と垂直方向積分回路に対して積分動作を可能とするエナーブル信号を送出するウインドウパルス発生回路６２５とを有している。
ハイパスフィルタ６２１は、ウインドウパルス発生回路６２５からの１サンプルクロックＣＬＫに応答して輝度信号の高周波成分をフィルタリングする１次元有限インパルス・レスポンス・フィルタから構成される。このハイパスフィルタ６２１は、
（１−Ｚ^-1）／（１−αＺ^-1）・・・・・・・（２）
で示されるカットオフ周波数特性を有している。この第１の水平方向評価値生成回路６２ａでは、α＝０．５とされ、このαに応じた周波数特性を示すようになっている。
ウインドウパルス発生回路６２５は、ＣＰＵ４から供給された１垂直期間を表すＶＤと、１水平期間を表すＨＤと、１サンプルクロックを表すＣＬＫとに基づいて動作する複数のカウンタを有している。このウインドウパルス発生回路６２５は、カウンタのカウント値に基づいて、水平方向積分回路６２３に対しては１サンプルクロックＣＬＫ毎にエナーブル信号を供給し、垂直方向積分回路６２４に対しては１水平期間毎にエナーブル信号を供給する。第１の水平方向評価値路６２ａのウインドウパルス発生回路６２５においては、ウインドウの大きさが、１９２画素×６０画素となるようにカウンタのカウンタ値が設定されている。従って、水平方向評価値生成回路６２から出力される第１の水平方向評価値Ｅ₁は、１９２画素×６０画素のウインドウ内に存在する全ての高周波成分を積分したデータを示していることになる。
その他の第２の水平評価値生成回路６２ｂ〜第１２の水平評価値生成回路６２ｌｈは、上述の第１の水平評価値生成回路６２ａと同じように、ハイパスフィルタ６２１と、絶対値化回路６２２と、水平方向積分回路６２３と、垂直方向積分回路６２４と、ウインドウパルス発生回路６２５とを夫々有している。どのような点が夫々の回路において異なっているかというと、各回路（６２ａから６２ｌ）に設定されているフィルタ係数αとウインドウサイズの組み合わせが夫々異なっている。
従って、夫々の回路によって生成される１２個の評価値Ｅ₁〜Ｅ₁₂の値は夫々異なる値をもつことになる。
第５図には、第１の水平評価値生成回路６２ａ〜第１２の水平評価値生成回路６２ｌが、どのような値のフィルタ係数αとウインドウサイズが設定されているかを示している。なぜ、このように異なったフィルタ係数を設定するかを以下に説明する。
例えば、カットオフ周波数の高いハイパスフィルタは、ジャストフォーカス（フォーカスが合っていることを言う）の近傍において非常に適している。なぜなら、ジャストフフォーカス近傍におけるレンズの動きに対して、評価値が変化割合が大きいからである。また、フォーカスが大きくずれているところでレンズを移動させたとしても、評価値の変化割合が小さいので、カットオフ周波数の高いハイパスフィルタは、フォーカスが大きくずれているところでは、適しているとは言えない。
一方、カットオフ周波数の低いハイパスフィルタは、フォーカスが大きくずれているところにおいて、適している。なぜなら、フォーカスが大きくずれているところでレンズを移動させると、評価値の変化割合が大きいからである。また、ジャストフォーカスの近傍においてレンズを移動させたとしても、評価値の変化割合が小さいので、カットオフ周波数の低いハイパスフィルタは、ジャストフォーカス近傍においては、適しているとは言えない。
つまり、カットオフ周波数の高いハイパスフィルタ及びカットオフ周波数の低いハイパスフィルタのどちらにおいても、長所及び短所があり、どちらのフィルタが最も適しているとは一言では言えない。よって、複数のフィルタ係数のハイパスフィルタを使用して複数の評価値を生成し、最も適切な評価値を選択するこがより望ましい。
本実施例における水平方向評価値生成回路６２においては、第６（Ａ）図に示すような複数種類のウインドウが設定されている。ウインドウＷ１は１９２画素×６０画素のウインドウあって、ウインドウＷ２は１３２画素×６０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は３８４画素×１２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ４は２６４画素×１２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は７６８画素×１２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は５４８画素×１２０画素のウインドウある。第６（Ｂ）図は、垂直方向評価値生成回路６３に設定されるウインドウを示している。ウインドウＷ７は１２０画素×８０画素のウインドウあって、ウインドウＷ８は１２０画素×６０画素のウインドウあって、ウインドウＷ９は２４０画素×１６０画素のウインドウあって、ウインドウＷ１０は２４０画素×１２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は４８０画素×３２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は４８０画素×２４０画素のウインドウある。
このように複数のウインドウを設定することによって、各ウインドウに対応した夫々異なる評価値を夫々生成することができる。従って、フォーカスを合わせようとする被写体がどのような大きさであろうとも、第１の水平方向評価値生成回路６２ａから第１２の水平方向評価値生成回路６２ｌのうちのいづれかより、適切な評価値を得ることができる。
次に、垂直方向評価生成回路６３の構成に関して、第２図及び第４図を参照して説明する。
垂直方向評価値生成回路６３は、垂直方向の評価値を生成するための回路である。ここで、垂直方向の評価値とは、輝度信号を垂直方向にサンプリングした時に、輝度信号のレベルの変化がどれだけあるかを示すデータ、言い換えれば、どれだけ垂直方向のコントラストがあるかを示すデータである。
垂直方向評価値生成回路６３は、第１の垂直方向評価値Ｅ₁₃を生成するための第１の垂直方向評価値生成回路６３ａと、第２の垂直方向評価値Ｅ₁₄を生成するための第２の垂直方向評価値生成回路６３ｂと、第３の垂直方向評価値Ｅ₁₅を生成するための第３の垂直方向評価値生成回路６３ｃと、第４の垂直方向評価値Ｅ16を生成するための第４の垂直方向評価値生成回路６３ｄと、第５の垂直方向評価値Ｅ₁₇を生成するための第５の垂直方向評価値生成回路６３ｅと、第６の垂直方向評価値Ｅ₁₈を生成するための第６の垂直方向評価値生成回路６３ｆと、第７の垂直方向評価値Ｅ₁₉を生成するための第７の垂直方向評価値生成回路６３ｇと、第８の垂直方向評価値Ｅ20を生成するための第８の垂直方向評価値生成回路６３ｈと、第９の垂直方向評価値Ｅ21を生成するための第９の垂直方向評価値生成回路６３ｉと、第１０の垂直方向評価値Ｅ₂₂を生成するための第１０の垂直方向評価値生成回路６３ｊと、第１１の垂直方向評価値Ｅ₂₃を生成するための第１１の垂直方向評価値生成回路６３ｋと、第１２の垂直方向評価値Ｅ₂₄を生成するための第１２の垂直方向評価値生成回路６３ｌとを有している。
次に、第４図を参照しながら、さらに垂直方向評価値生成回路６３の詳しい構成を説明する。
垂直方向評価値生成回路６３の第１の垂直方向評価値生成回路６３ａは、水平方向の輝度信号のレベルの平均値データを生成する水平方向平均値生成回路６３１と、輝度信号の平均値データの高周波成分を取り出すためのハイパスフィルタ６３２と、取り出した高周波成分を絶対値化することによって全て正の値を持ったデータとする絶対値化回路６３３と、絶対値化されたデータを垂直方向に積分することによって高周波成分のデータを垂直方向に累積加算する垂直方向積分回路６３４と、水平方向平均値生成回路６３１及び垂直方向積分回路６３４に対して積分動作を可能とするエナーブル信号を送出するウインドウパルス発生回路６３５とを有している。
ハイパスフィルタ６３２は、ウインドウパルス発生回路６２５からの１水平期間信号ＨＤに応答して、輝度信号の高周波成分をフィルタリングする１次元有限インパルス・レスポンス・フィルタから構成される。このハイパスフィルタ６３２は、第１の水平方向評価値生成回路６２ａのハイパスフィルタ６２１と同じカットオフ周波数を有している。この第１の垂直方向評価値生成回路６３ａでは、α＝０．５とされ、このαに応じた周波数特性を示すようになっている。
ウインドウパルス発生回路６３５は、ＣＰＵ４から供給された１垂直期間を表すＶＤ信号と、１水平期間を表すＨＤと、１サンプルクロックを表すＣＬＫとに基づいて動作する複数のカウンタを有している。このウインドウパルス発生回路６３５は、カウンタのカウント値に基づいて、水平方向平均値生成回路６３１に対しては１サンプルクロックＣＬＫ毎にエナーブル信号を供給し、垂直方向積分回路６３４に対しては１水平期間毎にエナーブル信号を供給する。第１の垂直方向評価値路６３ａのウインドウパルス発生回路６３５においては、ウインドウの大きさが１２０画素×８０画素となるようにカンタのカウンタ値が設定されている。従って、垂直方向評価値生成回路６３から出力される評価値Ｅ₁₃は、１２０画素×８０画素のウインドウ内の垂直方向の高周波成分を積分したデータを示していることになる。
その他の第２の垂直方向評価値生成回路６３ｂ〜第１２の垂直方向評価値生成回路６３ｌｈは、上述の第１の垂直方向評価値生成回路６３ａと同じように、水平方向平均値生成回路６３１と、ハイパスフィルタ６３２と、絶対値化回路６３３と、垂直方向積分回路６３４と、ウインドウパルス発生回路６３５とを有している。どのような点が夫々の回路において異なっているかというと、水平方向評価値生成回路６２と同じように、各回路に設定されているフィルタ係数αとウインドウサイズの組み合わせが夫々異なっている。
従って、夫々の回路によって生成される１２個の評価値Ｅ₁₃〜Ｅ₂₄の値は夫々異なる値をもつことになる。
第５（Ｂ）図には、第１の垂直評価値生成回路６３ａ〜第１２の垂直評価値生成回路６３ｌに対して、どのような値のフィルタ係数αとウインドウサイズが設定されているかを示している。
本実施例における垂直方向評価値生成回路６３においては、第６（Ｂ）図に示すような複数種類のウインドウが設定されている。ウインドウＷ７は１２０画素×８０画素のウインドウあって、ウインドウＷ８は１２０画素×６０画素のウインドウあって、ウインドウＷ９は２４０画素×１６０画素のウインドウあって、ウインドウＷ１０は２４０画素×１２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は４８０画素×３２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ３は４８０画素×２４０画素のウインドウある。
このように、複数のフィルタ特性及び複数のウインドウを設定した回路を夫々設けることによって、各フィルタ係数及び各ウインドウの組み合わせに対応した夫々異なる評価値を生成することができる。従って、フォーカスを合わせようとする被写体がどのような撮影状態であろうとも、複数の評価値から総合的な評価値を生成するようにしているので、どれか１つの評価値が不適切であったとしても、正確な総合評価値を得ることができる。
よって、本実施例では、１２種類のウインドウサイズと２種類のフィルタ係数の組み合わせた２４個の評価値生成回路を有しているので、複数種類の評価値を得ることができ、さらに、その各評価値に基づいて総合的な評価値を求めるようにしているので、評価値の精度を向上させることができる。
次に、第２図及び第７図を参照して、マイクロコンピュータ６４に関して説明する。
マイクロコンピュータ６４は、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において生成されたＥ₁〜Ｅ₂₄の２４個の評価値を受け取るともに、この２４個の評価値に基づいて、レンズを移動する方向及び、評価値が最大となるレンズ位置、即ち、フォーカスが合っているレンズ位置を求めるための回路である。
マイクロコンピュータ６４は、２４個の評価値を所定のフローに従って演算するためのプログラムを記憶したＲＯＭ６５を有している。また、このＲＯＭ６５は、第７図に示すように、２４個の評価値生成回路（６２ａ〜６２ｌ，６３ａ〜６３ｌ）の各回路から夫々出力された２４個の評価値Ｅ_i（ｉ＝１，２，・・・・２４）に対応するように、２４個の重みデータＷ_iが記憶されている。この重みデータＷ_iは、２４個の評価値Ｅiに対してプライオリティを付けるためのデータであって、重みデータＷiの値が高いほど、それに対応する評価値Ｅiのプライオリティが高いこということになる。尚、この重みデータＷiは、工場出荷時に予め設定される固定値である。
また、マイクロコンピュータ６４は、２４個の評価値生成回路（６２ａ〜６２ｌ，６３ａ〜６３ｌ）の各回路から夫々供給された２４個の評価値Ｅi（ｉ＝１，２，・・・・，２４）を、フォーカスレンズの位置と対応付けて記憶するためのＲＡＭ６６を有している。ここで、レンズがＸ₁の位置にいる時の評価値を、Ｅ₁（Ｘ₁）〜Ｅ₂₄（Ｘ₁）と表すとする。まず、レンズがＸ₁にいるときに生成された評価値Ｅ₁（Ｘ₁）〜Ｅ₂₄（Ｘ₁）が、ＲＡＭ６６に記憶される。さらに、レンズがＸ₁の位置からＸ₂の位置に移動すると、レンズがＸ₂の移動したときに生成された評価値Ｅ₁（Ｘ₂）〜Ｅ₂₄（Ｘ₂）がＲＡＭ６６に記憶される。ＲＡＭ６６は、リングバッファ方式でデータが記憶されるので、記憶データがいっぱいにならない限りは、先に記憶された評価値Ｅ₁（Ｘ₁）〜Ｅ₂₄（Ｘ₁）は消去されることはない。また、これらの評価値Ｅiは、マイクロコンピュータ６４によるポインタの指定によって、ＲＡＭ６４に記憶されるようになっている。
次に、オートフォーカスの動作説明を第８図〜第１３図のフローチャート及び第１４図を参照して説明する。
マニュアルフォーカスからオートフォーカスへの移行は、カメラマンが操作部５に設けられたオートフォーカスボタンを押すことによって、オートフォーカスモードとなる。オートフォーカスモードは、１度押すとマニュアルフォーカスへの移行が指令されるまで、そのオートフォーカスモードを継続し続ける連続モードと、フォーカスが合うとオートフォーカスモードを停止して、自動的にマニュアルモードに移行する非連続モードとを有している。以下のフローチャートの説明は、連続モードについての説明である。尚、ステップＳ１００〜ステップＳ１３１では、フォーカスレンズをどちらの方向に移動させるかを判定するための処理が行われ、ステップＳ２０１〜ステップＳ２２１では、評価値が最大となるレンズ位置を求めるための処理が行われる。
まず、ステップＳ１００〜ステップＳ１０４においては、図１４に示すように、フォーカスレンズは、ＣＰＵ４からの指令に基づいて、レンズ初期位置Ｘ₀からＦａｒ方向にＤ／２の距離にある位置Ｘ₁に移動し、Ｘ₁からＮｅａｒ方向にＤの距離にある位置Ｘ₂に移動し、Ｘ₂からＦａｒ方向にＤ／２の距離にある位置つまり、レンズ初期位置Ｘ₀に戻る動作を行う。尚、Ｎｅａｒ方向とは、撮像素子側に近づく方向を意味し、Ｆａｒ方向とは、撮像素子から離れる方向を意味する。また、Ｄは焦点深度を表している。マイクロコンピュータ６４は、レンズ位置Ｘ₀、Ｘ₁、Ｘ₂において、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において生成された、評価値Ｅ_i（Ｘ₀）、評価値Ｅ_i（Ｘ₁）、評価値Ｅ_i（Ｘ₂）を、ＲＡＭ６６に記憶する。
ここで、フォーカスレンズをなぜＸ₀からＤ／２以上移動させないかを説明する。焦点深度とは、焦点を中心としてフォーカスが合っている範囲を示すデータである。従って、焦点深度内でフォーカスレンズを移動させたとしても、それによってフォーカスのずれは人間の目によって認識できない。逆に、レンズをＸ₁からＸ₂へ移動させる時に、焦点深度以上移動させると、その移動によってフォーカスのずれが撮像信号に現れてくる。つまり、レンズの最大移動を焦点深度以内とすることによって、フォーカスのずれを認識することがない。
次にステップＳ１００〜ステップＳ１０４の各ステップに関して第２図を参照しながら詳しく説明する。
ステップＳ１００では、マイクロコンピュータ６４は、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において生成された評価値Ｅ₁（Ｘ₀）〜評価値Ｅ₂₄（Ｘ₀）を、ＲＡＭ６６に記憶する。記憶し終えると、マイクロコンピュータ６４は、ＣＰＵ４に対してフォーカスレンズをＤ／２の距離だけＦａｒ方向に移動するように指令を出す。
ステップＳ１０１では、ＣＰＵ４は、フォーカスレンズモータ駆動回路１２ｃに対してコマンドを出力し、フォーカスレンズをＤ／２の距離だけＦａｒ方向に移動させる。
ステップＳ１０２では、マイクロコンピュータ６４は、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において新たに生成された評価値Ｅ₁（Ｘ₁）〜評価値Ｅ₂₄（Ｘ₁）を、ＲＡＭ６６に記憶する。評価値を記憶し終えると、マイクロコンピュータ６４は、ＣＰＵ４に対してフォーカスレンズをＤの距離だけＮｅａｒ方向に移動するように指令を出す。
ステップＳ１０３では、ＣＰＵ４は、フォーカスレンズモータ駆動回路１２ｃに対してコマンドを出力し、フォーカスレンズをＤの距離だけＮｅａｒ方向に移動させる。
ステップＳ１０４では、マイクロコンピュータ６４は、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において新たに生成された評価値Ｅ₁（Ｘ₂）〜評価値Ｅ₂₄（Ｘ₂）を、ＲＡＭ６６に記憶する。記憶し終えると、マイクロコンピュータ６４は、ＣＰＵ４に対してフォーカスレンズをＤ／２の距離だけＦａｒ方向に移動するように指令を出す。
従って、ステップＳ１０４を終了すると、マイクロコンピュータ６４のＲＡＭ６６には、レンズ位置Ｘ₀における評価値Ｅ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）と、レンズ位置Ｘ₁における評価値Ｅ₁（Ｘ₁）〜Ｅ₂₄（Ｘ₁）と、レンズ位置Ｘ₂における評価値Ｅ₁（Ｘ₂）〜Ｅ₂₄（Ｘ₂）とが記録されていることになる。
ステップＳ１０５〜ステップＳ１１５は、２４個の評価値の中から不適切な評価値を選択するためのフローである。
まず、第１５（Ａ）図及び第１５（Ｂ）図を参照して、ステップＳ１０５〜ステップＳ１１５の動作を基本的な考え方を説明する。第１５（Ａ）図及び第１５（Ｂ）図は、ウインドウＷ２の中にフォーカスを合わせようとするターゲット物体Ａが撮像され、ウインドウＷ２の外であってウインドウＷ１の内部に、ターゲット物体Ａより手前に存在するコントラストの高い非ターゲット物体Ｂが撮像されている状態を示している。このとき、この物体ＢがウインドウＷ１の枠内に存在しているので、ウインドウＷ１の値が設定された第１の水平方向評価値生成回路６２ａによって生成された評価値Ｅ₁には、物体Ｂの高周波成分が含まれてしまい、物体Ａの評価値としては適切でない。よって、評価値Ｅ₁の値は、ウインドウＷ２の値が設定された第２の水平方向評価値生成回路６２ｂによって生成された評価値Ｅ₂の値よりもかなり大きくなってしまう。同様に、ウインドウＷ１の値が設定された第７の水平方向評価値生成回路６２ｇによって生成された評価値Ｅ₇には、物体Ｂの高周波成分が含まれてしまい、物体Ａの評価値としては適切でない。よって、評価値Ｅ₇の値は、ウインドウＷ２の値が設定された第８の水平方向評価値生成回路６２ｈによって生成された評価値Ｅ₈の値よりもかなり大きくなってしまう。
また、ウインドウＷ２の中には非ターゲット物体Ｂが存在しないので、評価値Ｅ₂又は評価値Ｅ₈の値が適切か否かというと、決して適切ではないと言える。その理由を第１５（Ｂ）図を参照して説明する。図１５（Ｂ）は、フォーカスを物体Ａに合わせるようにレンズを移動させた場合を示している。物体Ａに対してフォーカスを合わせれば合わせるほど、物体Ｂに対するフォーカスが大きくずれるということになる。物体Ｂのフォーカスが大きくずれると、物体Ｂの映像が大きくぼやけてしまい、そのぼやけた映像がウインドウＷ２に入ってくる。従って、第１５（Ａ）図及び第１５（Ｂ）図の状態の場合は、ウインドウＷ２の値が設定された第２の水平方向評価値生成回路６２ｂによって生成された評価値Ｅ₂の値は決して適切であるとは言えない。同様に、ウインドウＷ２の値が設定された第８の水平方向評価値生成回路６２ｈによって生成された評価値Ｅ₈の値は決して適切であるとは言えない。
このように、ウインドウＷ１によって得られた評価値Ｅ₁及びＥ₇、ウインドウＷ２によって得られた評価Ｅ₂及びＥ₈が適切か否かを判断するためには、

を判断すればよい。尚、βは予め実験的な結果によって設定された係数であって、ここでは例えば、β＝０．０１とされているが、（Ｅ₁×β）及び（Ｅ₇×β）を（３）式に使用せずに、（Ｅ₁×β）及び（Ｅ₇×β）の代わりに実験的に得られた所定値を（３）式に使用しても結果は同じである。
この（３）式の演算結果に基づく判断は、｜Ｅ₁−Ｅ₂｜及び｜Ｅ₇−Ｅ₈｜の値が所定値以下であれば、評価値Ｅ₁とＥ₂の間の差はほとんど無いと判断でき、且つ、評価値Ｅ₇とＥ₈の間の差はほとんど無いと判断できる。従って、第１５図で示されるような非ターゲット物体Ｂは無いと判断する。｜Ｅ₁−Ｅ₂｜及び｜Ｅ₇−Ｅ₈｜の値が所定値以上であれば、評価値Ｅ₁とＥ₂の間の差が大きいと判断でき、且つ、評価値Ｅ₇とＥ₈の間の差が大きいと判断できる。従って、第１５図で示されるような非ターゲット物体Ｂが存在すると判断する。つまり、（３）式を演算し、この（３）式に当てはまるのであれば、評価値Ｅ₁及びＥ₂、評価値Ｅ₇及びＥ₈は適切であり、この（３）式に当てはまらいのであれば、評価値Ｅ₁及びＥ₂、評価値Ｅ₇及びＥ₈は不適切であるということになる。
次に、上述の基本的な考えかたを考慮して、第８図及び第９図を参照しながら、ステップＳ１０５〜ステップＳ１１５を具体的に説明する。
ステップＳ１０５では、レンズ位置がＸ₀の時に得られたＥ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）を使用して、

を判断する。評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈が、この（１０５）式に当てはまる値であるのであれば、評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は適切な値であると判断してステップＳ１１７に進む。逆に、評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈が、この（１０５）式に当てはまらない値であるのあれば、少なくとも、評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は不適切な値であると判断してステップＳ１０６に進む。
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５における演算結果によって評価値Ｅ₁及びＥ₂、評価値Ｅ₇及びＥ₈が不適切であると判断されたので、ウインドウＷ１の次に大きなウインドウＷ３に基づいて得られた評価値Ｅ₃及びＥ₉を使用すると共に、ウインドウＷ２の次に大きなウインドウＷ４に基づいて得られた評価値Ｅ₄及びＥ₁₀を使用する。
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５と同様に、レンズ位置がＸ₀の時に得られたＥ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）を使用して、

を判断する。評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀が、この（１０６）式に当てはまる値であるのであれば、評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は適切な値であると判断してステップＳ１０７に進む。逆に、評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀が、この（１０６）式に当てはまらない値であるのであれば、少なくとも、評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は不適切な値であると判断してステップＳ１０８に進む。
ここで、なぜ、さらに大きなウインドウＷ３及びＷ４を使用するのかを説明する。上述したように、第１４図で示される状態では、評価値Ｅ₁及びＥ₂、評価値Ｅ₇及びＥ₈が不適切であるので、フォーカスをターゲット物体Ａ又は非ターゲット物体Ｂの何れにも合わせることができない。しかし、ウインドウＷ１及びＷ２に対して、さらに大きなウインドウＷ３及びＷ４を使用すると、非ターゲット物体ＢがウインドウＷ４の内に入ってしまうことが考えられる。もし、完全に非ターゲット物体ＢがウインドウＷ４の内に入ってしまった場合は、評価値Ｅ₃と評価値Ｅ₄の間の差が小さくなると共に、評価値Ｅ₉とＥ₁₀の間の差が小さくなる。つまり、評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀が、この（１０６）式に当てはまる値であることになる。その結果、評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は適切な値となっているので、フォーカスが非ターゲット物体Ｂに合うことになる。本来であれば、ターゲット物体Ａにフォーカスを合わせるべきであるが、物体Ａにフォーカスを合わせようとすると、適切な評価値が得られていないので、オートフォーカス制御回路３４が何度も制御ループを繰り返して、長時間、フォーカスレンズを移動させ続けることになる。従って、ループが繰り返されている間、ぼやけた撮像信号を出力し続けなければいけなくなる。しかし、非ターゲット物体Ｂにフォーカスを合わせてしまうことによって、長時間、制御ループが繰り返えされ、ぼやけた撮像信号を出力し続けることを防止することができる。
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０５で判断された評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０６で判断された評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は適切な値であるという結果に基づいて、ｉ＝１，２，７，８の番号のみを不使用番号として定義し、ステップＳ１１７に進む。このステップＳ１０７で不使用番号としてｉ＝１，２，７，８が定義されたので、このステップＳ１０７以降のステップにおいて、評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈が使用されることは無い。
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６における演算結果によって評価値Ｅ₃及びＥ₄、評価値Ｅ₉及びＥ₁₀が不適切であると判断されたので、ウインドウＷ３の次に大きなウインドウＷ５に基づいて得られた評価値Ｅ₅及びＥ₁₁を使用すると共に、ウインドウＷ４の次に大きなウインドウＷ６に基づいて得られた評価値Ｅ₆及びＥ₁₂を使用する。
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６と同様に、レンズ位置がＸ₀の時に得られたＥ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）を使用して、

を判断する。評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂が、この（１０８）式に当てはまる値であるのであれば、評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂は適切な値であると判断してステップＳ１０９に進む。逆に、評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂が、この（１０８）式に当てはまらない値であるのあれば、少なくとも、評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂は不適切な値であると判断してステップＳ１１０に進む。
ステップＳ１０９では、ステップＳ１０５で判断された評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０６で判断された評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０８で判断された評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂は適切な値であるという結果に基づいて、ｉ＝１，２，３，４，７，８，９，１０の番号のみを不使用番号として定義し、ステップＳ１１７に進む。このステップＳ１０９で不使用番号としてｉ＝１，２，３，４，７，８，９，１０が定義されたので、このステップＳ１０９以降のステップにおいて、評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₇及びＥ₈、Ｅ₉及びＥ₁₀は、使用されることは無い。
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０６における演算結果によって評価値Ｅ₃及びＥ₄、評価値Ｅ₉及びＥ₁₀が不適切であると判断されたので、ウインドウＷ３の次に大きなウインドウＷ５に基づいて得られた評価値Ｅ₅及びＥ₁₁を使用すると共に、ウインドウＷ４の次に大きなウインドウＷ６に基づいて得られた評価値Ｅ₆及びＥ₁₂を使用する。
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０８と同様に、レンズ位置がＸ₀の時に得られたＥ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）を使用して、

を判断する。評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀が、この（１１０）式に当てはまる値であるのであれば、評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀は適切な値であると判断してステップＳ１１１に進む。逆に、評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀が、この（１１０）式に当てはまらない値であるのあれば、少なくとも、評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀は不適切な値であると判断してステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１１では、ステップＳ１０５で判断された評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０６で判断された評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０８で判断された評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１１０で判断された評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀は適切な値であるという結果とに基づいて、ｉ＝１〜１２の番号のみを不使用番号として定義し、ステップＳ１１７に進む。このステップＳ１１１で不使用番号としてｉ＝１〜１２が定義されたので、このステップＳ１１１以降のステップにおいて、評価値Ｅ₁〜Ｅ₁₂は使用されることは無い。
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１０と同様に、レンズ位置がＸ₀の時に得られたＥ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）を使用して、

を判断する。評価値Ｅ₁₅、Ｅ₁₆、Ｅ₂₁及びＥ₂₂が、この（１１２）式に当てはまる値であるのであれば、評価値Ｅ₁₅、Ｅ₁₆、Ｅ₂₁及びＥ₂₂は適切な値であると判断してステップＳ１１３に進む。逆に、評価値Ｅ₁₅、Ｅ₁₆、Ｅ₂₁及びＥ₂₂が、この（１１２）式に当てはまらない値であるのあれば、少なくとも、評価値Ｅ₁₅、Ｅ₁₆、Ｅ₂₁及びＥ₂₂は不適切な値であると判断してステップＳ１１４に進む。
ステップＳ１１３では、ステップＳ１０５で判断された評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０６で判断された評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０８で判断された評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１１０で判断された評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１１２で判断された評価値Ｅ₁₅、Ｅ₁₆、Ｅ₂₁及びＥ₂₂は適切な値であるという結果とに基づいて、ｉ＝１〜１４，１９，２０の番号のみを不使用番号として定義し、ステップＳ１１７に進む。このステップＳ１１３で不使用番号としてｉ＝１〜１２，１９，２０が定義されたので、このステップＳ１１３以降のステップにおいて、評価値Ｅ₁〜Ｅ₁₄、Ｅ₁₉、Ｅ₂₀は使用されることは無い。
ステップＳ１１４では、ステップＳ１１０と同様に、レンズ位置がＸ₀の時に得られたＥ₁（Ｘ₀）〜Ｅ₂₄（Ｘ₀）を使用して、

を判断する。評価値Ｅ₁₇、Ｅ₁₈、Ｅ₂₃及びＥ₂₄が、この（１１４）式に当てはまる値であるのであれば、評価値Ｅ₁₇、Ｅ₁₈、Ｅ₂₃及びＥ₂₄は適切な値であると判断してステップＳ１１５に進む。逆に、評価値Ｅ₁₇、Ｅ₁₈、Ｅ₂₃及びＥ₂₄が、この（１１４）式に当てはまらない値であるのあれば、少なくとも、評価値Ｅ₁₇、Ｅ₁₈、Ｅ₂₃及びＥ₂₄は不適切な値であると判断してステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１５では、ステップＳ１０５で判断された評価値Ｅ₁、Ｅ₂、Ｅ₇及びＥ₈は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０６で判断された評価値Ｅ₃、Ｅ₄、Ｅ₉及びＥ₁₀は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１０８で判断された評価値Ｅ₅、Ｅ₆、Ｅ₁₁及びＥ₁₂は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１１０で判断された評価値Ｅ₁₃、Ｅ₁₄、Ｅ₁₉及びＥ₂₀は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１１２で判断された評価値Ｅ₁₅、Ｅ₁₆、Ｅ₂₁及びＥ₂₂は不適切な値であるという結果と、ステップＳ１１４で判断された評価値Ｅ₁₇、Ｅ₁₈、Ｅ₂₃及びＥ₂₄は適切な値であるという結果とに基づいて、ｉ＝１〜１６，１９〜２２の番号のみを不使用番号として定義し、ステップＳ１１７に進む。このステップＳ１１５で不使用番号としてｉ＝１〜１６，１９〜２２が定義されたので、このステップＳ１１５以降のステップにおいて、評価値Ｅ₁〜Ｅ₁₆、Ｅ₁₉〜Ｅ₂₂は使用されることは無い。
ステップＳ１１６に至るということは、全ての評価値Ｅ₁〜Ｅ₂₄が不適切であるということであるので、オートフォーカス動作は不可能と判断して、マニュアルフォーカスモードに移行して、終了する。
以上で、２４個の評価値の中から不適切な評価値を選択するためのステップを終了する。
第１０図及び第１１図に示されるように、ステップＳ１１７〜ステップＳ１３１は、レンズ移動方向を決定する具体的な動作フローである。
ステップＳ１１７では、ｉ＝１にセットすると共に、アップカウント値Ｕcnt，ダウンカウント値Ｄcut，フラットカウント値Ｆcntをリセットする。
ステップＳ１１８では、ｉが不使用番号として定義されている番号であるか否かを判断する。ｉが不使用番号として定義されていないのであれば、ステップＳ１２０に進む。もし、ｉが不使用番号として定義されている番号であるのであれば、ステップＳ１１９において、ｉをインクリメントして次のｉの番号に進む。
ステップＳ１２０では、Ｅ_i（Ｘ₀）が、Ｅ_i（Ｘ₂）と同程度での値ではなくて、ある程度Ｅ_i（Ｘ₂）よりも大きい値を有し、且つ、Ｅ_i（Ｘ₁）が、Ｅ_i（Ｘ₀）と同程度での値ではなくて、ある程度Ｅ_i（Ｘ₀）よりも大きい値を有している場合の判断である。さらに分かり易く説明すると、フォーカスレンズが、Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁というようにＦａｒ方向に移動すると、評価値がＥ_i（Ｘ₂）、Ｅ_i（Ｘ₀）、Ｅ_i（Ｘ₁）の順にアップしているか否かという判断である。具体的には、

の演算を行うことによって判断される。ここで、β₃は実験的に求められる係数であって、本実施例においては、β₃＝１．０３とされている。式（１２０）の条件に一致するということは、フォーカスレンズが、Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁というように移動すると評価値が順にアップすることを意味し、次のステップＳ１２１に進む。式（１２０）の条件からはずれる時は、ステップＳ１２２に進む。
ステップＳ１２１では、アップカウント値Ｕcntに重みデータＷiを加算してステップＳ１２６の進む。
ステップＳ１２２では、Ｅ_i（Ｘ₀）が、Ｅ_i（Ｘ₁）と同程度での値ではなくて、ある程度Ｅ_i（Ｘ₁）よりも大きい値を有し、且つ、Ｅ_i（Ｘ₂）が、Ｅ_i（Ｘ₀）と同程度での値ではなくて、ある程度Ｅ_i（Ｘ₀）よりも大きい値を有している場合の判断である。さらに分かり易く説明すると、フォーカスレンズが、Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁というようにＦａｒ方向に移動すると、評価値がＥ_i（Ｘ₂）、Ｅ_i（Ｘ₀）、Ｅ_i（Ｘ₁）の順にダウンしているか否かという判断である。具体的には、

の演算を行うことによって判断される。式（１２０）の条件に一致するということは、フォーカスレンズが、Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁というように移動すると評価値が順にダウンすることを意味し、次のステップＳ１２３に進む。式（１２０）の条件からはずれる時は、ステップＳ１２４に進む。
ステップＳ１２３では、ダウンカウント値Ｄcutに重みデータＷiを加算してステップＳ１２６の進む。
ステップＳ１２４では、Ｅ_i（Ｘ₀）が、Ｅ_i（Ｘ₁）と同程度での値ではなくて、ある程度Ｅ_i（Ｘ₁）よりも大きい値を有し、且つ、Ｅ_i（Ｘ₀）が、Ｅ_i（Ｘ₂）と同程度での値ではなくて、ある程度Ｅ_i（Ｘ₂）よりも大きい値を有している場合の判断である。さらに分かり易く説明すると、フォーカスレンズが、Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁というようにＦａｒ方向に移動すると、評価値のピークがＥ_i（Ｘ₀）にあるということである。具体的には、

の演算を行うことによって判断される。式（１２４）の条件に一致するということは、フォーカスレンズが、Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁というように移動すると評価値のピークがＥ_i（Ｘ₀）にあるということを意味し、次のステップＳ１２５に進む。式（１２０）の条件からはずれる時は、ステップＳ１２６に進む。
ステップＳ１２５では、フラットカウント値Ｆcntに重みデータＷiを加算してステップＳ１２６の進む。
ステップＳ１２６では、ｉをインクリメントしてステップＳ１２７に進む。
ステップＳ１２７では、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において評価値Ｅは２４個生成されるので、ｉが２４であるかを判断する。ｉが２４であれば、全ての評価値に対する演算が終了したと判断して、ステップＳ１２８に進む。ｉが２４でない時は、ｉが２４になるまで、ステップＳ１１８からステップＳ１２７によって構成されるループが繰り返される。
ステップＳ１２８では、アップカウント値Ｕcntと、ダウンカウント値Ｄcutと、フラットカウント値Ｆcntとを比較して、どのカウント値が最も大きい値であるかを判断する。アップカウント値Ｕcntが最も大きい値であれば、ステップＳ１２９に進み、ダウンカウント値Ｄcutが最も大きい値であれば、ステップＳ１３０に進み、フラットカウント値Ｆcntが最も大きい値であれば、ステップＳ１３１に進む。
ステップＳ１２９では、マイクロコンピュータ６４は、Ｘ₁の方向が、評価値の山登り方向、即ち、フォーカスが合う方向であると判断し、ＣＰＵ４に対してレンズ移動方向としてＦａｒ方向を指定する。
ステップＳ１３０では、マイクロコンピュータ６４は、Ｘ₂の方向が評価値の山登り方向、即ち、フォーカスが合う方向であると判断し、ＣＰＵ４に対してレンズ移動方向としてＮｅａｒ方向を指定する。
ステップＳ１３１では、マイクロコンピュータ６４は、Ｘ₀の位置がフォーカスが合う位置と判断して、ステップＳ２１８に進む。
上述したステップＳ１１８〜ステップＳ１３１の動作を、第１６図の一例をを参照しながら、分かり易く説明する。第１６図は、レンズ位置Ｘ₂、Ｘ₀、Ｘ₁における評価値Ｅ_i（Ｘ₂）、Ｅ_i（Ｘ₀）、Ｅ_i（Ｘ₁）の変化の推移を、ある一例として示した図である。
まず、ステップＳ１１８において、ｉが不使用番号であるか否かを判断するが、ここでは、全てのｉを使用可能であるとする。
まず１回目のループでは、Ｅ₁に関する判定が行われ、
Ｅ₁（Ｘ₂）＜Ｅ₁（Ｘ₀）＜Ｅ₁（Ｘ₁）であるので、ステップＳ１２０の条件に一致し、ステップＳ１２１に進む。
従って、ステップＳ１２１において、Ｕcnt＝０＋Ｗ₁の演算が行われる。
２回目のループでは、Ｅ₂に関する判定が行われ、
Ｅ₂（Ｘ₂）＜Ｅ₂（Ｘ₀）＜Ｅ₂（Ｘ₁）であるので、ステップＳ１２０の条件に一致し、ステップＳ１２１に進む。
従って、ステップＳ１２１において、Ｕcnt＝Ｗ₁＋Ｗ₂の演算が行われる。
次の３回目、４回目及び５回目のループでは、上述の１回目及び２回目のループと同じような演算が行われ、５回目のループのステップＳ１２１において、
Ｕcnt＝Ｗ₁＋Ｗ₂＋Ｗ₃＋Ｗ₄＋Ｗ₅の演算が行われる。
６回目のループでは、Ｅ₂に関する判定が行われ、
Ｅ₂（Ｘ₂）＜Ｅ₂（Ｘ₀）＞Ｅ₂（Ｘ₁）であるので、ステップＳ１２４の条件に一致し、ステップＳ１２５に進む。
従って、ステップＳ１２５においてＦcnt＝０＋Ｗ₆の演算が行われる。
このようにして２４回のループを繰り返すと、最終的には、
Ｕcnt＝Ｗ₁＋Ｗ₂＋Ｗ₃＋Ｗ₄＋Ｗ₅＋Ｗ₇＋Ｗ₈＋Ｗ₉＋Ｗ₁₁＋Ｗ₁₃＋Ｗ₁₄＋Ｗ₁₅＋Ｗ₁₇＋Ｗ₁₈＋Ｗ₂₁＋Ｗ₂₄
Ｄcnt＝Ｗ₁₀＋Ｗ₁₆＋Ｗ₂₂
Ｆcnt＝Ｗ₆＋Ｗ₁₂＋Ｗ₁₉
で示される演算を行うことになる。よって、このアップカウント値Ｕcnt、ダウンカウント値Ｄcut及びフラットカウント値Ｆcntに対して、図７に一例として示される重みデータＷiの値を代入すると、
Ｕcnt＝１２４
Ｄcnt＝１３
Ｆcnt＝１８
という結果になる。
従って、ステップＳ１２８の判断において、アップカウント値Ｕcntが最も大きい値を有するので、第１６図で示される例においては、ステップＳ１２９に進むことになる。従って、フォーカス方向は、Ｘ₁方向と判定される。
次のステップＳ２００からステップＳ２２１は、評価値が最大となるレンズ位置を決定するためのフローである。第１１図、第１２図、第１３図及び第１４図を参照して説明する。
ここで、以下のステップＳ２００以降の説明をより明確にするために、

と定義する。
尚、本実施例では、１フィールド毎に評価値をサンプリングしているので、このΔＸで示される距離を、１フィールド間にフォーカスレンズが移動する距離と定義する。従って、距離ΔＸは、１フィールド期間でレンズが進む距離を表している。また、この距離ΔＸは、１フィールド期間でレンズが進む距離を表しているだけでは無くて、ステップＳ１００からステップＳ１３０によって求められたレンズ移動方向に基づいて、ΔＸの極性が決定される。例えば、レンズの移動方向がＦａｒ方向であれば、ΔＸは正の極性を持つようにセットされ、レンズの移動方向がＮｅａｒ方向であれば、ΔＸは負の極性を持つようにセットされる。
まず、ステップＳ２００では、ｋ＝１にセットする。
ステップＳ２０１では、マイクロコンピュータ６４は、ＣＰＵ４に対してレンズをＸ_kの位置に移動させるように指令を出す。ここで、レンズ位置Ｘ_kは、式（２００）に基づいて、
Ｘ_k＝Ｘ₀＋ｋ×ΔＸ
で定義される。
ステップＳ２０２では、マイクロコンピュータ６４は、水平方向評価値生成回路６２及び垂直方向評価値生成回路６３において新たに生成された評価値Ｅ₁（Ｘ_K）〜評価値Ｅ₂₄（Ｘ_K）をＲＡＭ６６に記憶する。尚、２４個の評価値Ｅ_iは、第１７図に示されるようにテーブル状に記憶される。
ステップＳ２０３では、ｉ＝１，ｊ＝１にセットすると共に、アップカウント値Ｕcnt，ダウンカウント値Ｄcut，フラットカウント値Ｆcntをリセットする。
ステップＳ２０４では、ｉが不使用番号として定義されている番号であるか否かを判断する。ｉが不使用番号として定義されていないのであれば、ステップＳ２０６に進む。もし、ｉが不使用番号として定義されている番号であるのであれば、ステップＳ２０５において、ｉをインクリメントして再びステップＳ２０４に戻る。
ステップＳ２０６では、フォーカスレンズが、Ｘ_k-1からＸ_kで示される位置に移動したときに得られた評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対してある程度以上アップしているか否かという判断を行う。具体的には、
Ｅ_i（Ｘ_k-1）×β₄＜Ｅ_i（Ｘ_k） ・・・・・・・（２０６）
の演算を行うことによって判断される。ここで、β₄は実験的に求められる係数であって、本実施例においては、β₄＝１．０５としている。式（２０６）の条件に一致するということは、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対してある程度以上アップしていることを示す。この場合は、次のステップＳ２０７に進む。式（２０６）の条件からはずれる時は、ステップＳ２０９に進む。
ステップＳ２０７では、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対してある程度以上アップしているので、Ｕ／Ｄ情報（アップ／ダウン情報）として、アップしていることを示す２ビットのデータ「０１」を、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）と関連付けて、ＲＡＭ６６に記憶する。
ステップＳ２０８では、ステップＳ１２１と同様に、アップカウント値Ｕcntに重みデータＷiを加算して、ステップＳ２１４に進む。
ステップＳ２０９では、フォーカスレンズが、Ｘ_k-1からＸ_kで示される位置に移動したときに得られた評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対してある程度以上ダウンしているか否かという判断を行う。具体的には、
Ｅ_i（Ｘ_k）×β₄＜Ｅ_i（Ｘ_k-1） ・・・・・・・（２０９）
の演算を行うことによって判断される。式（２０９）の条件に一致するということは、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対してある程度以上ダウンしていることを示す。この場合は、次のステップＳ２１０に進む。式（２０９）の条件からはずれる時は、ステップＳ２１２に進む。
ステップＳ２１０では、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対してある程度以上ダウンしているので、Ｕ／Ｄ情報（アップ／ダウン情報）として、ダウンしていることを示す２ビットのデータ「１０」を、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）と関連付けて、ＲＡＭ６６に記憶する。
ステップＳ２１１では、ステップＳ１２３と同様に、ダウンカウント値Ｄcutに重みデータＷiを加算して、ステップＳ２１４に進む。
ステップＳ２１２に至るということは、ステップＳ２０６の条件及びステップＳ２０９の条件から考慮すると、フォーカスレンズが、Ｘ_k-1からＸ_kで示される位置に移動したときに得られた評価値Ｅ_i（Ｘ_k）が、評価値Ｅ_i（Ｘ_k-1）に対して、ある程度以上の変化が無かったということを意味している。
従って、ステップＳ２１２では、Ｕ／Ｄ情報（アップ／ダウン情報）として、フラットであることを示す２ビットのデータ「００」を、評価値Ｅ_i（Ｘ_k）と関連付けて、ＲＡＭ６６に記憶する。
ステップＳ２１３では、ステップＳ２１５と同様に、フラットカウント値Ｆcntに重みデータＷiを加算して、ステップＳ２１４に進む。
ステップＳ２１４では、ｉをインクリメントして、ステップＳ２１５に進む。
ステップＳ２１５では、ｉが２４であるかを判断する。ｉが２４であれば、全ての評価値に対する演算が終了したと判断して、ステップＳ２１６に進む。ｉが２４でない時は、ｉが２４になるまで、ステップＳ２０４からステップＳ２１５によって構成されるループが繰り返される。
ステップＳ２１６では、ダウンカウント値Ｄcutが最も大きい値を持つか否かを判断するためのステップである。ここで、第１７図を例にとり、このステップＳ２１６に関して説明する。この第１７図は、各評価値と各アップ／ダウン情報のＲＡＭ６６における記憶状態を示している図である。第１７図に示されるように、マイクロコンピュータ６４は、移動したレンズ位置Ｘ_Kに対応するように、各評価値と各アップ／ダウン情報とを関連つけてＲＡＭ６６に記憶するようにしている。
まず、レンズ位置がＸ_Kである時は、ステップＳ２０４からステップＳ２１５のループが繰り返されると、アップカウント値Ｕcnt、ダウンカウント値Ｄcut及びフラットカウント値Ｆcntは以下のようになる。
Ｕcnt＝Ｗ₁＋Ｗ₂＋Ｗ₄＋Ｗ₅＋Ｗ₈＋Ｗ₉＋Ｗ₁₁＋Ｗ₁₄＋Ｗ₁₅＋Ｗ₁₆＋Ｗ₁₉＋Ｗ₂₃
Ｄcnt＝Ｗ₇＋Ｗ₁₀＋Ｗ₁₇＋Ｗ₁₈＋Ｗ₂₀＋Ｗ₂₁＋Ｗ₂₄
Ｆcnt＝Ｗ₃＋Ｗ₆＋Ｗ₁₂＋Ｗ₁₃＋Ｗ₂₂
このアップカウント値Ｕcnt、ダウンカウント値Ｄcut及びフラットカウント値Ｆcntに対して、図７に一例として示される重みデータＷiの値を代入すると、
Ｕcnt＝９５
Ｄcnt＝３４
Ｆcnt＝３１
という結果になる。つまり、この結果から、個々の評価値においては、アップ、ダウン、フラット等のばらつきがあるが、総合的に見ると評価値はアップしていると判断することができる。
以下、このようにステップＳ２１６において総合的に判断した評価値を「総合的評価値」と呼ぶことにする。従って、ステップＳ２１６を別の言葉で表現すると、ステップＳ２１６は、総合的評価値がダウンしているか否かを判断するためのステップであるというように表現できる。
次に、第１７図に一例として示される、レンズ位置がＸ_K+1の時の場合について考えてみる。レンズ位置がＸ_K+1の時に、ステップＳ２０４からステップＳ２１５のループが繰り返されると、アップカウント値Ｕcnt、ダウンカウント値Ｄcut及びフラットカウント値Ｆcntは以下のようになる。
Ｕcnt＝Ｗ₅＋Ｗ₁₁＋Ｗ₁₂＋Ｗ₁₇＋Ｗ₁₈＋Ｗ₂₀＋Ｗ₂₃
Ｄcnt＝Ｗ₁＋Ｗ₂＋Ｗ₃＋Ｗ₆＋Ｗ₇＋Ｗ₈＋Ｗ₁₀＋Ｗ₁₃＋Ｗ₁₄＋Ｗ₁₅＋Ｗ₁₆＋Ｗ₁₉＋Ｗ₂₁＋Ｗ₂₂＋Ｗ₂₄
Ｆcnt＝Ｗ₄＋Ｗ₉
このアップカウント値Ｕcnt、ダウンカウント値Ｄcut及びフラットカウント値Ｆcntに対して、図７に一例として示される重みデータＷiの値を代入すると、
Ｕcnt＝２９
Ｄcnt＝１１３
Ｆcnt＝１８
という結果になる。つまり、この結果から、総合的評価値はダウンしていると判断することができる。このように、ステップＳ２１６において、総合的評価値がダウンしていると判断した時には、ステップＳ２１７に進む。
ステップＳ２１７では、ｊをインクリメントして、ステップＳ２１８へ進む。このｊは、ステップＳ２１６の判断結果が何回連続してＹＥＳとなったかを示す値、即ち、何回連続して総合的評価値がダウンしたかを示す値である。
ステップＳ２１８では、総合評価値が連続してダウンし始めるレンズ位置の最初にダウンしたレンズ位置をＸ_K+1とすると、このステップＳ２１８では、Ｘ_Kからのレンズの移動距離（Ｘ_K+jが、Ｄ×ｎより大きいか否かを判断する。実際に判断を行うための式は、
ΔＸ×ｊ≧Ｄ×ｎ ・・・・・（２１８）
で表される。尚、Ｄはフォーカスレンズの焦点深度を表し、ｎは予め設定されている係数を表す。但し、実験結果によると、ｎを、１≦ｎ≦１０の範囲に設定すると、最適な速度でオートフォーカス動作を実現できる。
ここで、第１８図を参照しながらステップＳ２１８の判断動作に関して説明する。この第１８図の横軸は、レンズの位置Ｘを表し、縦軸はレンズの位置に対する評価値Ｅ（Ｘ）を表している。
ｊ＝１の時は、総合評価値が最初にダウンした時のレンズ位置であるので、ｊ＝１に対応するレンズ位置はＸ_K+1である。よって、式（２１８）の右辺（ΔＸ×ｊ）は、総合評価値がダウンし始める前のレンズ位置Ｘ_Kから、総合評価値が最初にダウンし始めたレンズ位置Ｘ_K+1の距離を表す。しかし、第１８図からも判るように、ステップＳ２１８の判断結果はＮＯである。
ｊ＝２の時は、総合評価値が２回連続でダウンした時のレンズ位置であるので、ｊ＝２に対応するレンズ位置はＸ_K+2である。よって第１８図から、式（２１８）の右辺（ΔＸ×ｊ）は、総合評価値がダウンし始める前のレンズ位置Ｘ_Kから、総合評価値が２回連続でダウンし始めたレンズ位置Ｘ_K+2の距離を表す。しかし、第１８図からも判るように、ステップＳ２１８の判断結果はＮＯである。
ｊ＝３の時は、ｊ＝２の時と同様に、ステップＳ２１８の判断結果はＮＯである。
ｊ＝４の時は、総合評価値が４回連続でダウンした時のレンズ位置であるので、ｊ＝４に対応するレンズ位置はＸ_K+4である。よって第１８図から、式（２１８）の右辺（ΔＸ×ｊ）は、総合評価値がダウンし始める前のレンズ位置Ｘ_Kから、総合評価値が２回連続でダウンし始めたレンズ位置Ｘ_K+4の距離を表す。従って、第１８図からも判るように、（ΔＸ×ｊ）≧Ｄ×ｎとなって、ステップＳ２１８の判断結果はＹＥＳとなる。
一方、ステップＳ２１６において、ダウンカウント値Ｄcutが最も大きい値を有していないと判断されたときは、総合評価値がダウンしていないと判断し、ステップＳ２１９に進む。
ステップＳ２１９では、ｊ＝０とする。これはｊをリセットするためのステップである。なぜｊをリセットするかと言うと、ｊは、何回連続して総合評価値がダウンしたかを示す値であるからである。さらに詳しく説明すると、ステップＳ２１９に至るということは、ステップＳ２１６の判定結果で総合評価値はダウンしていないと判断されたことを意味しているので、このステップＳ２１６の判断において、総合評価値の連続ダウンがストップしていることになる。したがって、このステップＳ２１９において、ｊがリセットされる。
総合評価値の連続ダウンが途切れたときには、ｊをリセットするようにしているので、例え、第１８図において、ある評価値Ｅ（Ｘ_K）が単なるノイズによる極大値であったとしても、評価値Ｅ（Ｘ_K+1）又はＥ（Ｘ_K+2）又はＥ（Ｘ_K+3）の演算ループにおいて、ｊがリセットされるので、その評価値Ｅ（Ｘ_K）が最大と認識されることはない。
ステップＳ２２０では、フォーカスレンズをさらに移動させるためにｋをインクリメントして、ステップＳ２０１へ戻る。
ステップＳ２１８の判断結果がＹＥＳとなると、ステップＳ２２１に進む。ステップＳ２２１では、レンズ位置Ｘ_Kから総合評価値が所定回数（ｊ回数）連続してダウンしたことを意味するので、マイクロコンピュータ６４は、レンズ位置Ｘ_Kを、評価値が最大となるレンズ位置Ｘ_gと判断する。
次に、レンズ位置Ｘ_Kにおける評価値Ｅ_i（Ｘ_K）の中から、ＲＡＭ６６のアップ／ダウン情報に基づいて、レンズ位置Ｘ_Kの近傍において、総合評価値とアップ／ダウン状態と、ＲＡＭ６６に記憶されたＥ_iのアップ／ダウン状態とが一致するｉを選択すればよい。選択したｉの中で、最も重みデータＷ_iが高いものがＷ_gであるとすると、最大評価値は、Ｅ_g（Ｘ_K）と定義される。また、最大評価値Ｅ_g（Ｘ_K）が定義されるとそれに対応する下限評価値は、Ｅ_g（Ｘ_K+1）と定義される。最大評価値Ｅ_g（Ｘ_K）は、レンズをＸ_Kに固定することによってフォーカスが合った後も、１フィールド毎に更新されるが、下限評価値は、Ｅ_g（Ｘ_K+1）は固定である。
これを、第１７図の例で説明する。レンズ位置がＸ_Kのときは、ステップＳ２１６の判断に基づいて、総合評価値はアップしており、レンズ位置がＸ_K+1のときは、ステップＳ２１６の判断に基づいて、総合評価値はダウンしている。したがって、アップ／ダウン情報が、レンズ位置がＸ_Kのときにアップし、レンズ位置がＸ_K+1のときにダウンしているのは、第１７図の例では、ｉ＝１，２，５，８，１４，１５，１９である。この中で、最も重みデータの高いのは、第７図のデータによると、ｉ＝１であるので、Ｅ₁（Ｘ_K）が最大評価値として使用される。
ステップＳ２２２では、マイクロコンピュータ６４は、評価値が最大となレンズ位置Ｘ_gにフォーカスレンズを移動するようにＣＰＵ４に対して制御信号を送出する。
ステップＳ２２３では、オートフォーカスモードを停止命令があったか否かの判断を行う。もし、カメラマンの操作によって、オートフォーカスモードが解除されたのであれば、ステップＳ２２４に進んで、マニュアルフォーカスモードに移行する。
ステップＳ２２３において、オートフォーカスモードの停止命令がないのであれば、ステップＳ２２５に進み、最大評価値Ｅ_g（Ｘ_K）と下限評価値Ｅ_g（Ｘ_K+1）の比較が行われる。もし、最大評価値Ｅ_g（Ｘ_K）の値が、被写体の変化等によって減少して下限評価値Ｅ_g（Ｘ_K+1）以下になった場合は、ステップＳ２２６に進んで、オートフォーカス動作を再起動する。
以上で、オートフォーカスの動作説明を終了する。
本発明では、以下に説明する効果を有している。
まず、複数のフィルタ係数と複数のサイズのウインドウを組み合わせることによって、複数の評価値を得ることができるので、色々な被写体に対応することができる。
また、評価値生成回路に対して、重みデータが付与されており、複数の評価値とこの評価値に夫々対応する重みデータとにもづいて、総合評価値を得るようにしているので、最終的に得られる評価値の精度が向上する。評価値の精度が向上すると、フォーカス点近傍において、評価値曲線がきれいな放物線を描くので、評価値の最大点の決定が高速に行える。したがって、オートフォーカスの動作自体が高速になる。
また、複数の評価値の中から、総合評価値を演算する際に不適切と判断される評価値を選択して、使用しないようにしているので、一層、評価値の精度が向上する。例えば、小さいウインドウで適切な評価値が得られない場合は、その小さいウインドウよりも大きなウインドウに対応する評価値を使用してフォーカスを合わせるようにしているので、少なくとも、何等かの被写体にフォーカスを合わせることができ、長い時間、オートフォーカス動作が動き続けることを防止できる。
さらに、フォーカスを合わせるために移動方向を決定する際には、複数の評価値の変化に対して、重みデータを用いた多数決方式を採用しているので、少ないサンプル点及びレンズの焦点深度内の微小移動で、フォーカス方向の正確に判定できる。
評価値の極大点が、最大点であるか否かを判定する時に、極大点から焦点深度の所定倍の距離までレンズを移動させるようにしているので、例え、評価値の山が平であったとしても、レンズが一定の距離動いた時点で最大であるか否かを判断できる。よって、高速にフォーカス点を決定できるという効果を有する。例えば、極大点が最大点であるかを判断するためにフォーカスが大きくずれて、撮像信号が大きくぼやけてしまって違和感のある映像が出力されることを防止することができる。
フォーカス点における最大評価値を求める際に、総合評価値のアップダウン状態とＲＡＭ６６に記憶されたアップ／ダウン情報が一致する評価値であって、且つ、重みデータの最も高い評価値を、最大評価値として選択しているので、最大評価値の値が正確に求められるという効果を有する。

Claims (11)

1. ビデオカメラのフォーカスを制御するフォーカス制御装置において、
   フォーカスレンズの移動に伴って、撮像手段から出力された撮像信号が供給され、前記撮像信号の高周波成分を抽出するためのフィルタ特性及び前記撮像信号における検出ウインドウの大きさの異なる複数の評価値生成手段と、
   第１の検出ウインドウを有した評価値生成手段から得られた第１の評価値と、前記第１の検出ウインドウの大きさより大きな第２の検出ウインドウを有した評価値生成手段から得られた第２の評価値との差の絶対値が所定値以下であるときに、前記第１及び第２の評価値が適切と判断し、前記第１及び第２の評価値の差の絶対値が所定値以上であるときに前記第１及び第２の評価値が不適切と判断する評価値判断手段と、前記複数の評価値生成手段からの複数の評価値を前記評価値判断手段で判断し、適切とされた評価値により極大となるフォーカスレンズ位置を検出し、前記適切とされた評価値が極大となる位置から前記フォーカスレンズの焦点深度の所定倍の位置まで移動する間に前記評価値生成手段によってフィールド毎に生成された前記適切とされた評価値が連続的に減少する場合には、前記適切とされた評価値が極大となるフォーカスレンズ位置をジャストフォーカス位置とする制御手段を備えたことを特徴とするフォーカス制御装置。
2. 請求の範囲第１項記載のフォーカス制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記評価値生成手段によって生成された評価値を、前記フォーカスレンズの位置と夫々関連付けて記憶する記憶手段を備えたことを特徴とするフォーカス制御装置。
3. 請求の範囲第２項記載のフォーカス制御装置において、
   前記記憶手段は、
   前記評価値生成手段によって生成された現在の評価値が、１フィールド前の評価値に対してアップしたか又はダウンしたかを示すアップ／ダウン情報をさらに記憶することを特徴とするフォーカス制御装置。
4. 請求の範囲第１項記載のフォーカス制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記評価値判断手段により適切とされた複数の評価値の変動を比較判断して前記ジャストフォーカス位置を見つけることを特徴とするフォーカス制御装置。
5. 請求の範囲第１項記載のフォーカス制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記評価値判断手段により適切とされた複数の評価値に対して夫々対応付けられた重み付け係数を利用することによって、前記複数の評価値の変動を比較判断して前記ジャストフォーカス位置を見つけることを特徴とするフォーカス制御装置。
6. 請求の範囲第１項記載のフォーカス制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記フォーカスレンズを焦点深度以内の距離だけ前後に移動させたときに前記適切とされた評価値が上昇する方向を判別するレンズ移動方向判別処理を行った後、前記判別された方向に前記フォーカスレンズを移動させながら前記ジャストフォーカス位置を検索するジャストフォーカス検索処理を行うことを特徴とするフォーカス制御装置。
7. 請求の範囲第６項記載のフォーカス制御装置において、
   前記レンズ移動方向判別処理は、
   前記フォーカスレンズが最初に位置するレンズ初期位置における前記適切とされた複数の評価値と、前記レンズ初期位置から所定距離だけ被写体方向に移動した第１の移動位置における前記適切とされた複数の評価値と、前記レンズ初期位置から所定距離だけ撮像素子方向に移動した第２の移動位置における複数の評価値とに基づいて、フォーカスレンズの移動方向を決定することを特徴とするフォーカス制御装置。
8. 請求の範囲第７項記載のフォーカス制御装置において、
   前記所定距離は、
   前記フォーカスレンズの焦点深度以下であることを特徴とするフォーカス制御装置。
9. 請求の範囲第１項記載のフォーカス制御装置において、
   前記制御手段は、
   前記評価値判断手段によって前記第１の評価値が不適切と判断された場合には、前記第１の検出ウインドウ及び前記第２の検出ウインドウの大きさより大きな第３の検出ウインドウを有した評価値生成手段から得られた第３の評価値を使用することを特徴とするフォーカス制御装置。
10. 請求の範囲第１項記載のフォーカス制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記フォーカスレンズを焦点深度以内の距離だけ前後に移動させたときに前記評価値が上昇する方向を判別した後、前記判別された方向に、１フィールド間に前記焦点深度以上となる距離を進む速さで前記フォーカスレンズを移動させながら、フィールド毎に評価値を連続的に生成するように前記評価値生成手段を制御することを特徴とするフォーカス制御装置。
11. ビデオカメラのフォーカスを制御するフォーカス制御方法において、
    フォーカスレンズの移動に伴って、撮像手段から出力された撮像信号が供給され、前記撮像信号の高周波成分を抽出するためのフィルタ特性及び前記撮像信号における検出ウインドウの大きさの異なる複数の評価値を生成するステップと、
    第１の検出ウインドウを有した評価値を生成するステップから得られた第１の評価値と、前記第１の検出ウインドウの大きさより大きな第２の検出ウインドウを有した評価値を生成するステップから得られた第２の評価値との差の絶対値が所定値以下であるときに、前記第１及び第２の評価値が適切と判断し、前記第１及び第２の評価値の差の絶対値が所定値以上であるときに前記第１及び第２の評価値が不適切と判断する評価値判断ステップと、前記複数の評価値を生成するステップからの複数の評価値を前記評価値判断ステップで判断し、適切とされた評価値により極大となるフォーカスレンズ位置を検出するステップと、
    前記適切とされた評価値が極大となる位置から前記フォーカスレンズの焦点深度の所定倍の位置まで移動する間に前記評価値の生成ステップによってフィールド毎に生成された前記適切とされた評価値が連続的に減少する場合には、前記適切とされた評価値が極大となるフォーカスレンズ位置をジャストフォーカス位置とするステップとを備えたことを特徴とするフォーカス制御方法。

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