JP3791012B2 - フォーカス制御装置 - Google Patents

Description

技術分野
この発明は、ビデオカメラ等に適用して好適なフォーカス装置に関するものである。
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装置が用いられている。
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。
被写体、背景及び撮影条件が変化しない場合には、評価値に外乱によるノズルが含まれることは少ない。しかし、動画を撮影するためのビデオカメラは、リアルタイムに被写体、背景及び撮影条件が変化してしまい、その結果、評価値にノイズが含まれてしまうことがあった。そのため、リアルタイムに変化する被写体から正確な評価値を検出することが非常に難しかった。
さらに、評価値にノイズが乗っているときは、フォーカスレンズが合焦点位置を通過するときに評価値が最大とならなかったり、また逆に合焦点位置でないのに最大の評価値となったりする不都合があり、合焦点位置の判断を誤る虞れがあった。
その結果、評価値が最大となるレンズ位置を検索するために、本来評価値が最大となるべきレンズ位置の前後をフォーカスレンズが行ったり来たりというように移動し、フォーカスを合わせるために非常に時間を要していた。
また低輝度の場合、この評価値にノイズが定常的に乗っているので合焦点位置を得るのが困難であり、高精度のフォーカス制御ができない不都合があった。
また評価値を得るサンプリングポイントと評価値が最大となる位置とは必ずしも一致しない不都合があった。さらに従来はこの評価値最大位置即ち合焦点位置に対しフォーカスレンズを複数回往復移動してこの合焦点位置を決めていたので、この合焦点位置を決めるのに時間がかかる不都合があった。
放送局や業務用に使用されるハイエンドの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。このようなライブ中継を行っている時に、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のオートフォーカス装置では不充分で、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。
発明の開示
本発明は斯る点に鑑み高精度及び高速のフォーカス制御ができるフォーカス制御装置を提供することを目的とする。
本発明フォーカス制御装置は、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の高周波成分を抽出することによって、被写体のフォーカス状態を表す評価値を生成する評価値生成手段と、この評価値生成手段によって生成された評価値が最大となったフォーカスレンズの位置を検出し、この検出されたフォーカスレンズ位置の近傍のレンズ位置において生成された複数の評価値に基づいて、ジャストォーカス位置を求める制御手段と、この評価値生成手段によって生成された評価値を、連続的に移動するフォーカスレンズのレンズ位置と対応付けて記憶する記憶手段とを備え、このジャストフォーカス位置は、

に基づいて求められることを特徴とする。
但し、Ｘｇ：ジャストフォーカス位置
Ｘ ：評価値が最大となったフォーカスレンズの位置の近傍のレンズ位置
Ｅ（Ｘ）：レンズ位置Ｘにおける評価値
斯る本発明によれば、選択された複数の評価値とこの選択された複数の評価値に対応するレンズ位置に基づいてジャストフォーカス位置を演算により求めているので、評価値にノイズが乗っていたり、低輝度の場合で評価値にノイズが定常的に乗っていても、高精度のフォーカス制御ができると共にフォーカスレンズがジャストフォーカス位置（合焦点位置）を１回通過するだけでこのジャストフォーカス位置を演算でき、このフォーカスレンズのジャストフォーカス位置を決めるのに高速で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、ビデオカメラ装置の全体構成例を示す図である。
第２図は、オートフォーカス制御回路３４の具体的な構成例を示すための図である。
第３図は、水平方向評価値生成回路６２の具体的な構成例を示すための図である。
第４図は、垂直方向評価値生成回路６３の具体的な構成例を示すための図である。
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す図である。
第６図は、各ウインドウサイズを説明するための線図である。
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を示すための図である。
第８図は、エリア検索回路３８によって分割される分割エリアを示すための図である。
第９図は、エリア検索回路３８の具体的な回路構成例を示すための図である。
第１０図から第１５図は、フォーカスに関する処理動作を説明するための図である。
第１６図は、目的被写体を決定するための処理動作を説明するための図である。
第１７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１８Ａ及び第１８Ｂ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である。
第１９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である。
第２０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である。
第２１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化を示すための図である。
第２２図は、目的物体と同じ色を有した物体Ａと物体Ｂの撮像状態を示すための図である。
第２３図は、物体情報テーブルを示すための図である。
第２４図は、目的物体履歴テーブルを示すための図である。
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２４図を参照して説明する。
まず、第１図を参照しながら、本例のフォーカス制御装置を適用した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３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。
また、レンズブロック１は、パン／チルト駆動機構１６によってレンズの光軸方向が制御される。ＣＰＵ４からの制御信号がモータ駆動回路１６ｂに供給されると、モータ駆動回路１６ｂは、ＣＰＵ４からの制御信号に応じたパルスを駆動モータ１６ａに供給する。これによって、ＣＰＵ４からの指令によって自由に光軸方向を可変制御することができる。尚、このパン／チルト駆動機構１６は、このようにレンズブロック１に設けられるものに限らず、ビデオカメラ装置全体を駆動する機構として設けられても良い。
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めの色分解プリズム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２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、この信号処理回路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積分回路よりなる。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。
さらに、信号処理ブロック３は、エリア検索回路３８とフレームメモリ３９とを備えている。
エリア検索回路３８は、エンコーダ３７からの輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）を受け取り、この輝度信号及び色差信号に基づいて、画面全体に設定されたエリアの中から、目的物体として指定した被写体の色に一致する画素データが存在するエリアを選択するための回路である。詳しくは後述する。
フレームメモリ３９は、エンコーダ３７からの輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｒ−Ｙ）及び（Ｂ−Ｙ）を受け取り、この輝度信号及び色差信号を一時的に記憶するためのメモリであって、輝度信号（Ｙ）用のフレームメモリ、色差信号（Ｒ−Ｙ）用のフレームメモリ及び色差信号（Ｂ−Ｙ）用のフレームメモリの３つのフレームメモリから構成されている。この各フレームメモリに記憶されている輝度信号及び色差信号は、ＣＰＵ４からの供給されるリードアドレスデータに基づいて読み出され、その読み出された輝度信号及び色差信号はＣＰＵ４に供給される。
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の水平方向評価ち値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のを生成するための第８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６２１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ピクセルクロック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ピクセルクロックを表す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ピクセルクロック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の水平方向評価値回路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、カウンタの初期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。このカウンタには、ＣＰＵ４からオフセット値が供給されるように、接続されている。尚、初期カウント値には、撮像画面の中心に対してウインドウの中心が一致するようにカウント値がセットされている。これに対して、ＣＰＵ４から供給されるオフセット値とは、初期カウント値に加算されるカウント値を意味している。従って、ＣＰＵ４からオフセット値が供給されると、カウントのカウント値が変更され、それに伴って、ウインドウの中心位置が変更される。
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６２１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６２１）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５Ａ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６２１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、ジャストフォーカス近傍におけるレンズの動きに対して、評価値の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６Ａ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。ウンドウパルス発生回路６２５の内部のカウンタに対して、ＣＰＵ４からオフセット値が供給されていない場合は、これらの複数のウインドウの中心は、撮像画面の中心と一致する。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Ｗ５は７６８画素×２４０画素のウインドウあって、ウインドウＷ６は５４８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６２１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、垂直方向評価値生成回路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６３１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６３５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ピクセルクロックを表す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ピクセルクロック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の垂直方向評価値生成回路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初期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。このカウンタには、ＣＰＵ４からオフセット値が供給されるように、接続されている。尚、初期カウント値には、撮像画面の中心に対してウインドウの中心が一致するようにカウント値がセットされている。これに対して、ＣＰＵ４から供給されるオフセット値とは、初期カウント値に加算されるカウント値を意味している。従って、ＣＰＵ４からオフセット値が供給されると、ウインドウパルス発生回路６３５のカウンタのカウント値が変更され、それに伴って、ウインドウの中心位置が夫々変更される。
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６３１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５Ｂ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６３１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６Ｂ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。ウンドウパルス発生回路６２５の内部のカウンタに対して、ＣＰＵ４からオフセット値が供給されていない場合は、これらの複数のウインドウの中心は、撮像画面の中心と一致する。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Ｗ１１は４８０画素×３２０画素のウインドウあって、ウインドウＷ１２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を組み合わせた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Ｅ_i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Ｗ_iの値が高いほど、それに対応する評価値Ｅ_i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Ｗ_i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Ｅ_i（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）〜Ｅ₂₄Ｘ₁）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Ｅ₁Ｘ₁）〜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Ｅ_i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、ＲＡＭ６６に記憶されるようになっている。
次に、第８図から第９図を参照して、エリア検索回路３８に関して説明する。
エリア検索回路３８は、撮像画面を１２８個のエリアに分割し、目的物体として設定された被写体と同じ色を有した画素データが、どの分割エリアに存在するのかを検索するための回路である。このエリア検索回路３８においては、エンコーダから供給される全ての画素データについて、エリア検出回路３８内の論理回路によって判断処理が行われる。具体的には、第８図に示されるように、１つのエリアを４８画素×３０画素となるように規定すると、水平方向に１６個に分割され、垂直方向に８個に分割されるので、結果的には、１２８個のエリアが定義される。第８図に示されるように、この１２８個のエリアは、Ａ₀₀₀からＡ₁₂₇のエリア番号で順に定義される。
まず、第９図を参照して、エリア検索回路３８の具体的な構成に関して説明する。まず、エリア検索回路３８には、エンコーダ３７から、画像データ毎に、輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が供給される。また、エリア検索回路３８には、ＣＰＵ４から、上限輝度信号｜Ｙ₀｜_Uと、下限輝度信号｜Ｙ₀｜_Lと、上限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Uと、下限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Lと、上限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Uと、下限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Lとが供給される。さらに、エンコーダ３７から供給された輝度信号Ｙに対して乗算される乗算係数α₃、係数α₄、係数α₅、係数α₆が、ＣＰＵ４から供給される。
ここで、ＣＰＵ４から供給される、上限輝度信号｜Ｙ₀｜_Uと、下限輝度信号｜Ｙ₀｜_Lと、上限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Uと、下限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Lと、上限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Uと、下限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Lとについて説明する。まず、輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜、色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜は、カメラマンが目的物体として設定した被写体が有する輝度信号及び色差信号の基づいて得られる信号である。従って、目的物体が一旦設定されると、この値は変更されることは無い。ある画素データの輝度信号が、上限輝度信号｜Ｙ₀｜_Uと下限輝度信号｜Ｙ₀｜_Lの間の値であれば、目的物体の輝度信号Ｙ₀と略同じレベルの輝度信号であると判断できるように、上限輝度信号｜Ｙ₀｜_U及び下限輝度信号｜Ｙ₀｜_Lが、目的物体の輝度信号｜Ｙ₀｜に対して近い値を持つように設定される。また、同じように、ある画素データの色差信号｜Ｒ−Ｙ｜が、上限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Uと下限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Lの間の値であれば、ある画素データの色差信号｜Ｒ−Ｙ｜は、設定された目的物体の色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜と略同じレベルであると判断できるように、上限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_U及び下限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Lは、目的物体の第１の色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜に対して近い値を持つように設定される。また、ある画素データの色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が、上限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Uと下限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Lの間の値であれば、ある画素データの色差信号｜Ｂ−Ｙ｜は、目的物体の色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜と略同じレベルであると判断できるように、上限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_U及び下限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Lは、目的物体の第２の色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜に対して近い値を持つように設定される。
エリア検索回路３８は、エンコーダ３７から供給された輝度信号Ｙに対して乗算係数α₄を乗算する乗算回路７１ａと、輝度信号Ｙに対して乗算係数α₃を乗算する乗算回路７１ｂと、輝度信号Ｙに対して乗算係数α₆を乗算する乗算回路７１ｃと、輝度信号Ｙに対して乗算係数α₅を乗算する乗算回路７１ｄとを有している。さらに、エリア検索回路３８は、乗算回路７１ａからの乗算出力と上限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Uの何れかを選択するスイッチ回路７２ａと、乗算回路７１ｂからの乗算出力と下限色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_Lの何れかを選択するスイッチ回路７２ｂと、乗算回路７１ｃからの乗算出力と上限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Uの何れかを選択するスイッチ回路７２ｃと、乗算回路７１ｄからの乗算出力と下限色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_Lの何れかを選択するスイッチ回路７２ｄとを有している。また、エリア検出回路３８は、輝度信号Ｙと上限輝度信号｜Ｙ₀｜_Uとが供給されるコンパレータ７３ａと、輝度信号Ｙと下限輝度信号｜Ｙ₀｜_Lが供給されるコンパレータ７３ｂと、スイッチ回路７２ａからの信号と色差信号｜Ｒ−Ｙ｜とが供給されるコンパレータ７３ｃと、スイッチ回路７２ｂからの信号と色差信号｜Ｒ−Ｙ｜とが供給されるコンパレータ７３ｄと、スイッチ回路７２ｃからの信号と色差信号｜Ｂ−Ｙ｜とが供給されるコンパレータ７３ｅと、スイッチ回路７２ｄからの信号と色差信号｜Ｂ−Ｙ｜とが供給されるコンパレータ７３ｆとを備えている。また、エリア検索回路３８は、コンパレータ７３ａの出力とコンパレータ７３ｂの出力とが供給されるゲート回路７４ａと、コンパレータ７３ｃの出力とコンパレータ７３ｄの出力とが供給されるゲート回路７４ｂと、コンパレータ７３ｅの出力とコンパレータ７３ｆの出力とが供給されるゲート回路７４ｃと、ゲート回路７４ａの出力とゲート回路７４ｂの出力とゲート回路７４ｃの出力が供給されるゲート回路７５を有している。
さらに、エリア検索回路３８は、１２８個のチップ回路から構成されるのフラグ信号生成回路７６を有している。１２８個のチップ回路は、第８図において示されるＡ₀₀₀からＡ₁₂₇の１２８個のエリアに対応するように設けられている。各チップ回路には、ゲート回路７５の出力と、画像クロックＣＬＫと、チップセレクトＣＳが夫々供給されている。エンコーダ３７から画素データ毎に供給される輝度信号及び色信号に対応するように、画素クロックＣＬＫ及びチップセレクトＣＳは、ＣＰＵ４から供給される。この画素クロックＣＬＫは、各画素データの処理タイミングに応じたクロックであって、前段の論理回路によって処理された画素データが、画素データの処理タイミングに一致しているのであれば、「Ｌｏｗ」信号をチップ回路に供給し、その他の時には「Ｈｉｇｈ」信号を供給する。また、チップセレクタＣＳは、１２８個のチップ回路のうち選択されているチップ回路にのみ「Ｌｏｗ」信号が供給され、その他の選択されないチップ回路は「Ｈｉｇｈ」信号が供給される。
フラグ信号生成回路７６に設けられた各チップ回路は、ゲート回路７６ａとカウンタ７６ｂを夫々有している。従って、フラグ信号生成回路７６は、１２８個のゲート回路７６ａと、１２８個のカウンタ７６ｂを有している。このゲート回路７６ａは、供給されるゲート回路７５の出力、画素クロックＣＬＫ及びチップセレクトＣＳの全てが「Ｌｏｗ」の時にのみ「Ｌｏｗ」を出力する。このカウンタ７６ｂは、画素クロックＣＬＫのクロックタイミングに応答して、ゲート回路７６ａから「Ｌｏｗ」が供給されたときにのみカウントアップするカウンタであって、カウント値が所定数以上（本実施例では５カウント以上）になったときにフラグ信号を発生する。発生されたフラグ信号は、マルチプレクサ７７に供給される。
マルチプレクサ７７は、フラグ生成回路７６の各チップ回路から出力されるフラグ信号を受け取って、ＣＰＵ４に供給する。この時、マルチプレクサ７７は、フラグ信号が出力されたチップ回路の番号をＣＰＵ４に送出する。ＣＰＵ４は、この番号に基づいて、目的物体と同じ色成分を有した画素データが存在するエリアを選択することができる。
まず、エリア検索回路３８において、エリアの検索処理が行われる前に、エリア検索回路３８に設けられたスイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチング動作を行わなければいけないので、このスイッチング動作に関して説明する。
まず、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄをスイッチングするためには、目的物体としてカメラマンが設定した被写体が有する輝度信号｜Ｙ₀｜、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜に基づいて、被写体モードを選択する必要がある。この被写体モードとは、４つのモードが設定されており、以下順次、モード０からモード３について説明する。
モード０とは、目的物体として設定された被写体が、ある程度色情報を有している場合に選択されるモードである。つまり、被写体の色成分を表す｜Ｒ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀及び｜Ｂ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀が所定レベル以上であることを意味する。また、別の言い方をすると、選択された目的物体の色合いが強い時である。従って、ＣＰＵ４は、設定された目的物体が有する輝度信号｜Ｙ₀｜、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜の関係が、
α₃×｜Ｙ₀｜ ≦｜Ｒ₀−Ｙ₀｜≦ α₄×｜Ｙ₀｜
かつ
α₅×｜Ｙ₀｜ ≦｜Ｂ₀−Ｙ₀｜≦ α₆×｜Ｙ₀｜ ・・・・・・・・・・・（７０）
で示される条件に含まれる時に、モード０を選択する。ＣＰＵ４によって、被写体モードとしてモード０が選択されると、ＣＰＵ４は、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄに制御信号を供給して、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチング状態を、夫々、「ＵＰ」、「ＵＰ」、「ＵＰ」及び「ＵＰ」とする。一旦、スイッチングされると、被写体モードが変更されるまでは、このスイッチング状態は変更されない。
モード１とは、目的物体として設定された被写体の色成分において、赤色成分が所定レベル以上あるが、青色成分が所定レベル以上ない場合に選択されるモードである。つまり、被写体の色成分を表す｜Ｒ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀が所定レベル以上あるが、｜Ｂ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀が所定レベル以上無いことを意味する。従って、ＣＰＵ４は、設定された目的物体が有する輝度信号｜Ｙ₀｜、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜の関係が、
α₃×｜Ｙ₀｜ ≦｜Ｒ₀−Ｙ₀｜≦ α₄×｜Ｙ₀｜
かつ
｜Ｂ₀−Ｙ₀｜ ≦ α₅×｜Ｙ₀｜ ・・・・・・・・・・・（７１）
で示される条件に含まれる時に、モード１を選択する。ＣＰＵ４によって、被写体モードとしてモード１が選択されると、ＣＰＵ４は、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄに制御信号を供給して、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチング状態を、夫々、「ＵＰ」、「ＵＰ」、「ＤＯＷＮ」及び「ＤＯＷＮ」とする。
モード２とは、目的物体として設定された被写体の色成分において、青色成分が所定レベル以上あるが、赤色成分が所定レベル以上ない場合に選択されるモードである。つまり、被写体の色成分を表す｜Ｂ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀が所定レベル以上あるが、｜Ｒ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀が所定レベル以上無いことを意味する。従って、ＣＰＵ４は、設定された目的物体が有する輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜の関係が、
｜Ｒ₀−Ｙ₀｜ ≦ α₅×｜Ｙ₀｜
かつ
α₅×｜Ｙ₀｜≦｜Ｂ₀−Ｙ₀｜≦ α₆×｜Ｙ₀｜ ・・・・・・・・・・・（７２）
で示される条件に含まれる時に、モード２を選択する。ＣＰＵ４によって、被写体モードとしてモード２が選択されると、ＣＰＵ４は、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄに制御信号を供給して、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチング状態を、夫々、「ＤＯＷＮ」、「ＤＯＷＮ」、「ＵＰ」及び「ＵＰ」とする。
モード３とは、目的物体として設定された被写体の色成分において、赤色成分及び青色成分が、共に、所定レベル以上ない場合に選択されるモードである。つまり、被写体の色成分を表す｜Ｒ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀及び｜Ｂ₀−Ｙ₀｜／Ｙ₀、共に、所定レベル以上無いことを意味する。もた、別の言い方をすると、この設定された目的物体の色合いが無いということを意味している。従って、ＣＰＵ４は、設定された目的物体が有する輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｂ₀−Ｙ₀｜の関係が、上述の式（７０）、式（７１）及び式（７２）に当てはまら無い時に、モード３を選択する。ＣＰＵ４によって、被写体モードとしてモード３が選択されると、ＣＰＵ４は、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄに制御信号を供給して、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチング状態を、夫々、「ＤＯＷＮ」、「ＤＯＷＮ」、「ＤＯＷＮ」及び「ＤＯＷＮ」とする。
上述したスイッチング動作が終了すると、エリア検索回路３８は、被写体の検索処理動作を行う。次は、この検索処理動作を、第９図を参照しながら、各被写体モードに対応するように順に説明する。
１）モード０が選択された場合
まず、選択されているモードに関係無く、コンパレータ７３ａは、上限輝度信号｜Ｙ₀｜_Uとエンコーダ３７から供給される輝度信号Ｙの比較を行い、
Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_U
の場合には「Ｈｉｇｈ」を出力し、
｜Ｙ₀｜_U≦ Ｙ
の場合には「Ｌｏｗ」を出力する。また、コンパレータ７３ｂは、下限輝度信号｜Ｙ₀｜_Lとエンコーダから供給される輝度信号Ｙの比較を行い、
｜Ｙ₀｜_L≦ Ｙ
の場合には「Ｈｉｇｈ」を出力し、
Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_L
の場合には「Ｌｏｗ」を出力する。ゲート回路７４ａは、コンパレータ７３ａとコンパレータ７３ｂからの出力信号を受け取り、このコンパレータ７３ａ、７３ｂからの出力信号が共に「Ｈｉｇｈ」である場合には、「Ｌｏｗ」を後段のゲート回路７５に出力する。
つまり、このコンパレータ７３ａ、７３ｂ及びゲート回路７４ａによって行われる演算は、
｜Ｙ₀｜_L ≦ Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_U ・・・・・（７４）
によって定義される。つまり、エンコーダから供給された輝度信号Ｙが、この（７４）式で定義される条件に含まれるのであれば、ゲート回路７４ａから「Ｌｏｗ」が出力されるということである。
次に、モード０が選択されている場合には、スイッチ回路７２ａ、７２ｂのスイッチング状態は、夫々、「ＵＰ」、「ＵＰ」となっているので、コンパレータ７３ｃには、Ｙ×α₄と｜Ｒ−Ｙ｜が供給され、コンパレータ７３ｄには、Ｙ×α₃と｜Ｒ−Ｙ｜が供給される。尚、この輝度信号Ｙ及び色差信号｜Ｒ−Ｙ｜は、エンコーダ３７から供給されるデータである。コンパレータ７３ｃは、Ｙ×α₄と｜Ｒ−Ｙ｜との比較を行い、
｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₄
の場合には「Ｈｉｇｈ」を出力し、
Ｙ×α₄≦ ｜Ｒ−Ｙ｜
の場合には「Ｌｏｗ」を出力する。また、コンパレータ７３ｄは、Ｙ×α₃と｜Ｒ−Ｙ｜との比較を行い、
Ｙ×α₃≦ ｜Ｒ−Ｙ｜
の場合には「Ｈｉｇｈ」を出力し、
｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₃
の場合には「Ｌｏｗ」を出力する。ゲート回路７４ｂは、コンパレータ７３ｃとコンパレータ７３ｄからの出力信号を受け取り、このコンパレータ７３ｃ、７３ｄからの出力信号が共に「Ｈｉｇｈ」である場合には、「Ｌｏｗ」を後段のゲート回路７５に出力する。
つまり、このコンパレータ７３ｃ、７３ｄ及びゲート回路７４ｂによって行われる演算は、
Ｙ×α₃≦ ｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₄ ・・・・（７５）
によって定義される。つまり、エンコーダから供給された色差信号｜Ｒ−Ｙ｜が、この（７５）式で定義される条件に含まれるのであれば、ゲート回路７４ｂから「Ｌｏｗ」が出力されるということである。
さらに、モード０が選択されている場合には、スイッチ回路７２ｃ、７２ｄののスイッチング状態は、夫々、「ＵＰ」、「ＵＰ」となっているので、コンパレータ７３ｅには、Ｙ×α₆と｜Ｂ−Ｙ｜が供給され、コンパレータ７３ｆには、Ｙ×α₅と｜Ｂ−Ｙ｜が供給される。尚、この輝度信号Ｙ及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜は、エンコーダ３７から供給されるデータである。コンパレータ７３ｅは、Ｙ×α₆と｜Ｂ−Ｙ｜との比較を行い、
｜Ｂ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₆
の場合には「Ｈｉｇｈ」を出力し、
Ｙ×α₆≦ ｜Ｂ−Ｙ｜
の場合には「Ｌｏｗ」を出力する。また、コンパレータ７３ｆは、Ｙ×α₅と｜Ｂ−Ｙ｜との比較を行い、
Ｙ×α₅≦ ｜Ｂ−Ｙ｜
の場合には「Ｈｉｇｈ」を出力し、
｜Ｂ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₅
の場合には「Ｌｏｗ」を出力する。ゲート回路７４ｃは、コンパレータ７３ｅとコンパレータ７３ｆからの出力信号を受け取り、このコンパレータ７３ｅ、７３ｆからの出力信号が共に「Ｈｉｇｈ」である場合には、「Ｌｏｗ」を後段のゲート回路７５に出力する。
つまり、このコンパレータ７３ｅ、７３ｆ及びゲート回路７４ｃによって行われる演算は、
Ｙ×α₅≦ ｜Ｂ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₆ ・・・・（７６）
によって定義される。つまり、エンコーダから供給された色信号｜Ｂ−Ｙ｜が、この（７６）式で定義される条件に含まれるのであれば、ゲート回路７４ｃから「Ｌｏｗ」が出力されるということである。
ゲート回路７５は、ゲート７４ａ、７４ｂ及び７４ｃからの出力信号を受け取って、ゲート７４ａ、７４ｂ及び７４ｃからの出力信号が全て「Ｈｉｇｈ」のときだけ、「Ｌｏｗ」をフラグ生成回路７６の各チップ回路に供給する。
即ち、被写体モードとしてモード０が選択されているときは、（７０）式、（７１）式及び（７２）式の条件がみたされているときであるので、コンパレータ７３ａ〜７３ｆ、ゲート回路７４ａ〜７４ｃ及びゲート回路７５によって行われる演算は、
｜Ｙ₀｜_L ≦Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_U
かつ
Ｙ×α₃≦ ｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₄
かつ
Ｙ×α₅≦ ｜Ｂ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₆ ・・・・・・・・（７００）
で定義することができる。モード０が選択されている時に、この（７００）式の条件を満たしているということは、エンコーダ３７から供給された画素データの輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が、目的物体として設定された被写体の輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜に略一致することを意味している。そして、このように目的物体の色と画素データの色とが一致した時のみ、ゲート回路７５から「Ｌｏｗ」が出力される。
２）モード１が選択された場合
モード１が選択された場合に関しては、全くモード０が選択された時に動作と同様であるので、詳しい説明は省略する。
モード０が選択されている時の動作と同様であるので、被写体モードとしてモード１が選択されているときは、コンパレータ７３ａ〜７３ｆ、ゲート回路７４ａ〜７４ｃ及びゲート回路７５によって行われる演算は、
｜Ｙ₀｜_L ≦ Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_U
かつ
Ｙ×α₃≦ ｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₄
かつ
｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_L ≦ ｜Ｂ−Ｙ｜ ≦ ｜Ｂ₀−Ｙ₀｜_L ・・・・・・・・（７０１）
で定義することができる。モード１が選択されている時に、この（７０１）式の条件を満たしているということは、エンコーダ３７から供給された画素データの輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が、目的物体として設定された被写体の輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜に略一致することを意味している。そして、モード０の時と同様に、目的物体の色と画素データの色とが一致した時のみ、ゲート回路７５から「Ｌｏｗ」が出力される。
３）モード２が選択された場合
モード２が選択された場合に関しては、全くモード０及びモード１が選択された時に動作と同様であるので、詳しい説明は省略する。
モード０が選択されている時の動作と同様であるので、被写体モードとしてモード２が選択されているときは、コンパレータ７３ａ〜７３ｆ、ゲート回路７４ａ〜７４ｃ及びゲート回路７５によって行われる演算は、
｜Ｙ₀｜_L ≦ Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_U
かつ
｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_L ≦ ｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ ｜Ｒ₀−Ｙ₀｜_L
かつ
Ｙ×α₅≦ ｜Ｂ−Ｙ>｜ ≦ Ｙ×α₆ ・・・・・・・・（７０２）
で定義することができる。モード２が選択されている時に、この（７０２）式の条件を満たしているということは、エンコーダ３７から供給された画素データの輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が、目的物体として設定された被写体の輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜に略一致することを意味している。そして、モード０の時と同様に、目的物体の色と画素データの色とが一致した時のみ、ゲート回路７５から「Ｌｏｗ」が出力される。
４）モード３が選択された場合
モード３が選択された場合に関しては、全くモード０及びモード１及びモード２が選択された時に動作と同様であるので、詳しい説明は省略する。
モード０が選択されている時の動作と同様であるので、被写体モードとしてモード３が選択されているときは、コンパレータ７３ａ〜７３ｆ、ゲート回路７４ａ〜７４ｃ及びゲート回路７５によって行われる演算は、
｜Ｙ₀｜_L ≦Ｙ ≦ ｜Ｙ₀｜_U
かつ
Ｙ×α₃≦ ｜Ｒ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₄
かつ
Ｙ×α₅≦ ｜Ｂ−Ｙ｜ ≦ Ｙ×α₆ ・・・・・・・・（７０３）
で定義することができる。モード３が選択されている時に、この（７０３）式の条件を満たしているということは、エンコーダ３７から供給された画素データの輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が、目的物体として設定された被写体の輝度信号Ｙ₀、色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜及び色差信号｜Ｒ₀−Ｙ₀｜に略一致することを意味している。そして、モード０の時と同様に、目的物体の色と画素データの色とが一致した時のみ、ゲート回路７５から「Ｌｏｗ」が出力される。
さらに、第９図を参照して、被写体モードとしてモード０が選択され、目的物体と同じ色を有した複数の画素データが、第８図において示される３６番目のエリアＡ₀₃₅にのみ存在する例をあげて、エリア検索回路３８の全体的な動作を説明する。
まず、エリア検索回路３８には、エンコーダ３７からラスタスキャンに対応するように輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜が順に供給される。つまり、エリア検索回路３８には、エンコーダ３７からの全画素データが供給され、画素データ毎に、式（７００）の条件に含まれるか否かの判断が行われる。
尚、このエリア検索回路３８には、全画素データが供給されるが、式（７００）で定義される条件に含まれるか否かの判断は、全て、スイッチ回路７２ａ〜７２ｄ、コンパレータ７３ａ〜７３ｆ及びゲート回路７４ａ〜７４ｃ等のハードウエア回路によって行っているので、ＣＰＵ４に処理負担をかけること無しに、リアルタイムに判断処理が行える。
この例において、エリアＡ₀₃₅以外には、設定された目的物体と同じ色を有した画素データが存在しないので、エリアＡ₀₃₅以外のエリアに存在するどの画素データがエリア検索回路３８に供給されたとしても、ゲート回路７５は「Ｈｉｇｈ」を出力する。エリアＡ₀₃₅内の目的物体と同じ色を有した画素データがエリア検索回路３８に供給されると、ゲート回路７５は始めて「Ｌｏｗ」を出力する。この時、チップセレクトＣＳは、エリアＡ₀₃₅に対応する３６番目のチップ回路にのみ「Ｌｏｗ」を供給し、その他のチップ回路には「Ｈｉｇｈ」を供給する。また、画素クロックは、この目的物体と同じ色を有した画素データが供給されるタイミングで「Ｌｏｗ」をチップ回路に供給する。従って、３６番目のチップ回路内のゲート回路７６ａ₀₃₅は、ゲート回路７５から「Ｌｏｗ」が供給され、画素クロックＣＬＫとして「Ｌｏｗ」が供給され、チップセレクトとして「Ｌｏｗ」が供給され、、この時にのみ、ゲート回路７６ａ₀₃₅は、「Ｌｏｗ」をカウンタ７６ｂ₀₃₅に供給する。カウンタ７６ｂ₀₃₅は、ゲート回路７６ａ₀₃₅から「Ｌｏｗ」が供給されるとカウントアップし、このカウント値が５カウント以上になると、フラグ信号をマルチプレクサ７７に出力する。この動作は何を意味しているかというと、エリアＡ₀₃₅には、１４４０個の画素データが存在し、そのうち、設定された目的物体の色と一致する画素データが５画素以上あるのであれば、フラグ信号が、エリアＡ₀₃₅に対応するチップ回路から出力されるということである。従って、この例においては、エリアＡ₀₃₅に対応するチップ回路のカウンタ７６ｂ₀₃₅のみからフラグ信号が出力され、エリアＡ₀₃₅以外のエリアＡ₀₃₅に対応するチップ回路のカウンタ７６ｂからはフラグ信号は出力されない。
マルチプレクサ７７は、各チップ回路から出力されたプラグ信号をエリアと対応するようにＣＰＵ４に出力する。この場合には、エリアＡ₀₃₅に対応する３６番目のチップ回路からからフラグ信号が出力されたことをＣＰＵ４に供給する。
ハードウエアから構成されるエリア検索回路３８がこのように動作することによって、ＣＰＵ４は、設定した目的画素の色と同じ色を有した画素がどのエリアに存在するのかをリアルタイムに認識することができる。
次に、ビデオカメラ装置の動作を、第１０図〜第１６図のフローチャートを参照して説明する。
まずは、フォーカス制御動作に関して説明する。
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、第１７図に示すように、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１７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Ｘ₀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１８Ａ図及び第１８Ｂ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１８Ａ図及び第１８Ｂ図は、ウインドウＷ２の中にファ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１８Ｂ図を参照して説明する。第１８Ｂ図は、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１８Ａ図及び第１８Ｂ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１８Ａ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１８Ａ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Ｅ_１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たを考慮して、第１０図及び第１１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、
｜Ｅ₁（Ｘ₀）−Ｅ₂（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₁（Ｘ₀）×β₁
かつ
｜Ｅ₇（Ｘ₀）−Ｅ₈（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₇（Ｘ₀）×β₁ ・・・・・（１０５）
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、
｜Ｅ₃（Ｘ₀）−Ｅ₄（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₃（Ｘ₀）×β₁
かつ
｜Ｅ₉（Ｘ₀）−Ｅ₁₀（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₉（Ｘ₀）×β₁ ・・・・・（１０６）
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１８Ａ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、
｜Ｅ₅（Ｘ₀）−Ｅ₆（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₅（Ｘ₀）×β₁
かつ
｜Ｅ₁₁（Ｘ₀）−Ｅ₁₂（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₁₁（Ｘ₀）×β₁ ・・・・・（１０８）
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、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、
｜Ｅ₁₃（Ｘ₀）−Ｅ₁₄（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₁₃（Ｘ₀）×β₂
かつ
｜Ｅ₁₉（Ｘ₀）−Ｅ₂₀（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₁₉（Ｘ₀）×β₂ ・・・・・（１１０）
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、
｜Ｅ₁₅（Ｘ₀）−Ｅ₁₆（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₁₅（Ｘ₀）×β₂
かつ
｜Ｅ₂₁（Ｘ₀）−Ｅ₂₂（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₂₁（Ｘ₀）×β₂ ・・・・・（１１２）
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、
｜Ｅ₁₇（Ｘ₀）−Ｅ₁₈（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₁₇（Ｘ₀）×β₂
かつ
｜Ｅ₂₃（Ｘ₀）−Ｅ₂₄（Ｘ₀）｜≦ Ｅ₂₃（Ｘ₀）×β₂ ・・・・・（１１４）
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１２図及び第１３図に示される、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〜ステップＳ１３１は、マイクロコンピュータ６４によって行われるステップである。
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Ｄcnt，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、
Ｅ_i（Ｘ₂） × β₃ ＜ Ｅ_i（Ｘ₀）
かつ
Ｅ_i（Ｘ₀） × β₃ ＜ Ｅ_i（Ｘ₁） ・・・・・・・・・（１２０）
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、
Ｅ_i（Ｘ₁） × β₃ ＜ Ｅ_i（Ｘ₀）
かつ
Ｅ_i（Ｘ₀） × β₃ ＜ Ｅ_i（Ｘ₂） ・・・・・・・・・（１２２）
の演算を行うことによって判断される。式（１２２）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（１２２）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Ｄcnt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、
Ｅ_i（Ｘ₁） × β₃ ＜ Ｅ_i（Ｘ₀）
かつ
Ｅ_i（Ｘ₂） × β₃ ＜ Ｅ_i（Ｘ₀） ・・・・・・・・・（１２４）
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（１２４）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Ｄcnt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Ｄcnt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１９図に示される例を参照しながら、分かり易く説明する。第１９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、Ｅ₆に関する判定が行われ、
Ｅ₆（Ｘ₂） ＜ Ｅ₆（Ｘ₀） ＞ Ｅ₆（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Ｄcnt及びフラットカウント値Ｆcntに対して、第７図に一例として示される重みデータＷiの値を代入すと、
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１９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。この動作フローは、マイクロコンピュータ６４によって処理される動作フローである。ステップＳ２００からステップＳ２２１を、第１３図〜第１５図を参照しながら具体的に説明する。
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。
なお、サンプリング周波数は、本実施例に限定されない。例えば、１フィールドに２回サンプリングしたり、適宜変更することができる。
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２０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Ｄcnt，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る評価値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Ｄcnt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Ｓ１２５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Ｄcnt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２０図を例にあげ、このステップＳ２１６に関して説明する。この第２０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２０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Ｄcnt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Ｄcnt及びフラットカウント値Ｆcntに対して、第７図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２０図に示される、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Ｄcnt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Ｄcnt及びフラットカウント値Ｆcntに対して、第７図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てかを示す値である。
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２１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２１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）の左辺（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。従って、第２１図からも判るように、ｊ＝１の時は、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２１図から、式（２１８）の左辺（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。従って、ｊ＝２の時は、第２１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Ｄcnt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、例えば、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）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、評価値が最大となるレンズ位置Ｘｇ（以下、このＸｇをジャストフォーカス位置と定義する。）を補間演算して求める。この補間演算は式（１０）で示す如き重心計算である。

このジャストフォーカス位置Ｘｇを重心計算で求めるのは多少のノイズがあっても合焦点位置の算出結果には影響が少ないこと、最小二乗法と異なり評価値曲線Ｅ（Ｘ）の形を決める必要がないこと（被写体の形状は無数にあるので評価値曲線Ｅ（Ｘ）は数式でモデリングすることができない。）の理由による。
この式（１０）でのＸ_start及びＸ_endは積分範囲の始端位置及び終端位置を示す。Ｘはレンズ位置、Ｅ（Ｘ）はレンズ位置Ｘにおける評価値である。
この重心計算（式（１０）による計算）によれば第２１図に示す如く評価値が最大となるレンズ位置Ｘｇと評価値のサンプル点とが重ならなくともこの評価値が最大となるレンズ位置を算出することができる。
この式（１０）の重心計算の精度を上げるためには、積分範囲の設定を適正に選ぶ必要がある。
この式（１０）の積分範囲Ｘ_start及びＸ_endの設定方法について、第２１図に示される評価値曲線の例を参照して説明する。第２１図に示される例では、ステップＳ２１８において、フォーカスレンズがＸ_K+2の位置まで移動したときに、２フィールド前にレンズ位置Ｘ_Kにおいてサンプリングされた評価値Ｅ（Ｘ_K）がサンプリングされた全評価値の中で最大であると判断される。本実施例においては、この最大となるサンプリング評価値を決定したときのフォーカスレンズ位置Ｘ_K+2を、式（１０）における積分範囲の終端位置Ｘ_endとしている。また、第２１図に示されるように、評価値曲線における最大サンプリング評価値Ｅ（Ｘ_K）が選ばれたレンズ位置Ｘ_Kに対して、積分終端位置Ｘ_K+2と反対側の位置であって、この積分終端位置Ｘ_K+2でサンプリングされた評価値Ｅ（Ｘ_K+2）と同じ大きさの評価値に対応するフォーカスレンズ位置をＸ′とする。本実施例においては、このフォーカスレンズ位置Ｘ′を式（１０）における積分範囲の始端位置Ｘ_startとしている。つまり、式（１０）における積分範囲は、レンズ位置Ｘ′からレンズ位置Ｘ_K+2である。
しかし、サンプリングされた評価値は、Ｘ軸方向（レンズの移動方向）に連続的な値ではなく、１フィールドごとに得られる離散的な値であるので、式（１０）に示す如く連続積分はできない。そこで、各サンプル点の間を補間計算する。
本例では式（１１）に示すように離散的計算を行なって、精度が高い補間計算を行う。

この積分始端位置Ｘ_startとして求められたレンズ位置Ｘ′が、サンプリングされたレンズ位置（Ｘ₀〜Ｘ_K-1）の何れかと一致している場合には、この式（１１）における積分始端位置としてこの一致しているレンズ位置を使用する。一方、この積分始端位置Ｘ_startとして求めされたレンズ位置Ｘ′が、サンプリングされたレンズ位置と一致していない場合には、評価値がＥ（Ｘ_K+2）よりも小さく且つレンズ位置Ｘ′に最も近いレンズ位置を、ＲＡＭ６６に記憶されたサンプリングレンズ位置（Ｘ₀〜Ｘ_K-1）の中から選択する。第２１図に示される例では、評価値がＥ（Ｘ_K+2）よりも小さく且つレンズ位置Ｘ′に最も近いサンプリングされたレンズ位置Ｘ_K-3が積分始端位置Ｘ_startとして選択される。よって、式（１１）における積分範囲は、レンズ位置Ｘ_K-3からレンズ位置Ｘ_K+2ということになる。
なお、積分始端位置Ｘ_startは、レンズ位置Ｘ′に近い位置が得られれば良く、本実施例に限定されない。
この場合、積分範囲としては評価値最大位置Ｘｇに対してアンバランスとなるが、以下の理由により実際にはそれほど影響がない。
▲１▼ 評価値のピーク（最大）前後でフォーカスレンズの移動速度が大きい場合にはこの評価値Ｅ（Ｘ_K-3）は通常評価値のピークと比べて十分小さく、積分計算への寄与が小さいので、ジャストフォーカス位置Ｘｇの計算精度にはあまり影響しない。
▲２▼ 評価値のピーク（最大）前後でフォーカスレンズの移動速度が小さい場合には、この積分計算への寄与が大きくなるが、評価値（データ）と評価値（データ）との間隔が狭くなることによりジャストフォーカス位置Ｘｇの計算精度が上がるので、結果として精度低下は相殺される。
次にこの式（１１）で示される補間計算に使用される評価値について説明する。この補間計算に使用される評価値は、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２４個の評価値Ｅ₁〜Ｅ₂₄の中から選択された評価値である。具体的には、総合評価値と同じように増加及び減少する評価値曲線を有する評価値であって、その評価値の中で最も重みデータＷｉが最も大きいものが選択される。
これを第２０図及び第２１図に示される例で説明する。レンズ位置がＸ_K-3，Ｘ_K-2，Ｘ_K-1及び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及びＸ_K+2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。この総合評価値と同じようにレンズ位置がＸ_K-3，Ｘ_K-2，Ｘ_K-1及びＸ_Kのときにアップし、レンズ位置がＸ_K+1及びＸ_K+2のときにダウンしている評価値は第２０図の例ではＥ₁，Ｅ₂，Ｅ₁₄，Ｅ₁₆である。これらの選択された評価値Ｅ₁，Ｅ₂，Ｅ₁₄，Ｅ₁₆に対してそれぞれ設定された重みデータＷ₁，Ｗ₂，Ｗ₁₄，Ｗ₁₆の値は、第７図に示される評価値Ｅと重みデータＷｉとの関係からわかるように、２０，１５，５，３である。よって、重みデータＷｉが最も大きい評価値はＥ₁であるので、Ｅ₁（Ｘ_K-3），Ｅ₁（Ｘ_K-2），Ｅ₁（Ｘ_K-1），Ｅ₁（Ｘ_K），Ｅ₁（Ｘ_K+1），Ｅ₁（Ｘ_K+2）を使用して、この式（１１）で示される重心計算を行ない、評価値が最大となるレンズ位置Ｘｇを高い精度で得る。この補間的な重心計算を行うことにより第２１図に示すようにサンプル点がレンズ位置Ｘｇと重ならなくとも、このＸｇを高い精度で算出できる。
尚、この評価値が最大となるレンズ位置Ｘｇは上述積分範囲を積分して得られる面積をほぼ２等分する位置と近似しているので、この２等分する位置をこのレンズ位置Ｘｇとしても良いし、また、この評価値の最大となるレンズ位置Ｘｇはこの積分範囲のほぼ中点と近似しているので、この中点位置をこのレンズ位置Ｘｇとしても良い。
また、上述した実施例でみ、評価値生成回路から選ばれた２４個の評価値の中から選択した１つの評価値のみを用いて、式（１１）に基づく演算を行ったが、２４個の評価値から選択した複数個の評価値を重みデータによって重み付け加算し、この重み付け加算したデータを式（１１）に使用する評価値としても良い。
また、最大評価値Ｅｇ（Ｘ_K）が定義されるとそれに対応する下限評価値は、Ｅｇ（Ｘ_K+1）と定義される。最大評価値Ｅｇ（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、Ｅｇ（Ｘ_K+1）は固定である。
ステップＳ２２２では、マイクロコンピュータ６４は、この位置Ｘｇ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、ＣＰＵ４に被写体の追従指令があったか否かを判断する。この被写体の追従指令とは、被写体の動きに追従するように、ビデオカメラのチルト／パン動作を制御すると共に、ビデオカメラのオートフォーカスの評価値検出ウインドウの位置を可変させるための指令である。例えば、この追従指令は、カメラマンが操作部５に設けられた追従指令ボタンを押すことによってＣＰＵ４に供給される。操作部５から追従指令が供給されたのであれば、ステップＳ３００に進み、追従指令がないのであれば、ステップＳ２２４に進む。
ステップＳ２２４では、オートフォーカスの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Ｓ２２５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Ｓ２２４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Ｓ２２６に進み、最大評価値Ｅｇ（Ｘ_K）と下限評価値Ｅｇ（Ｘ_K+1）の比較が行われる。もし、最大評価値Ｅｇ（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Ｅｇ（Ｘ_K+1）以下になった場合は、ステップＳ２２７に進んで、オートフォーカス動作を再起動する。オートフォーカス動作が再起動される場合には、再びステップＳ１００に戻る。
次に、第１６図に示されるステップＳ３００からのフローを参照して、設定された被写体の認識動作に関して説明する。このステップＳ３００からのフローは、ＣＰＵ４が行う処理動作を示している。また、このフローの説明をより具体的に理解するために、同時に、第２２図に示される一例も参照する。
第２２図は、丸形状の物体Ａと四角形状の物体Ｂが撮像されている状態を示している。この例においては、物体Ａの色と物体Ｂの色が、目的物体として設定された色と一致しているとする。尚、第２２図に示されるように、ラスタスキャン開始点（撮像画面における左上）を原点として、水平走査方向をＸ軸方向、垂直走査方向をＹ軸方向と定義する。従って、撮像画面において、ラスタスキャン開始点の座標は（０，０）となり、ラスタスキャン終了点の座標は（７６８，２４０）となり、撮像画面の中央は（３８４，１２０）となる。
ステップＳ２２３において、ＣＰＵ４は、被写体の自動追従指令を操作部５から受け取ると、第１６図で示されるステップＳ３００に移行する。
ステップＳ３００では、カメラマンが操作部５を操作して目的物体となる被写体が設定されたか否かを判断する。ここで、目的物体となる被写体の設定方法に関して説明する。カメラマンは、まず、目的物体となる所望の被写体を撮像画面の中央に位置するように撮影する。次に、目的物体が撮像画面の中央に位置した状態で、操作部５に設けられた目的物体確定ボタンをカメラマンが押すと、ＣＰＵ４は、撮像画面中央に位置している被写体をカメラマンの所望する目的物体と認識して、この物体の色情報をＲＡＭ４ａに取り込む。目的物体の設定は、このような方法に限らずに、予め設定されている色（例えば肌色等）を有している物体を目的物体とするように設定しても良い。ステップＳ３００において、目的物体として設定された被写体の色情報がＲＡＭ４ａに記憶されると、ステップＳ３０１に移行する。
ステップＳ３０１では、ＣＰＵ４は、既に説明した４つの被写体モード（モード０、１、２、３）の中から、ステップＳ３００において設定された目的物体に最も適した被写体モードを選択する。ＣＰＵ４は、選択した被写体モードに応じて、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチングを制御する。
このステップＳ３０１において、ＣＰＵ４によって、被写体モードが選択され、スイッチ回路７２ａ、７２ｂ、７２ｃ及び７２ｄのスイッチングが制御されると、エリア検索回路３８は、目的物体として設定された被写体の色成分と一致する画素データが存在するエリアを検索する。この検索処理は、ＣＰＵ４が行う処理ではなくて、ハードウエア回路として設けられたエリア検索回路３８が行う処理であることが本例において重要な点である。つまり、このようにエリア検出回路３８をハードウエア回路で構成することによって、エンコーダ３７からの全画素データに対してリアルタイムで条件判断処理を行うことができるということである。エリア検索回路３８の動作に関しては、第９図を参照しながら既に説明したので、特に説明はしない。
ステップＳ３０２では、ＣＰＵ４は、エリア検索回路３８から供給されたチップ回路の番号に基づいて、どのエリアに目的物体と同じ色の画素データが存在するのかを認識する。これによって、ＣＰＵ４は、目的物体として設定された被写体と同じ色が存在するエリアのみを選択することができる。第２２図に示される例においては、目的物体と同じ色が存在するエリアとして、Ａ₀₆₈、Ａ₀₆₉、Ａ₀₈₄、Ａ₀₈₅、Ａ₀₈₆、Ａ₀₈₇、Ａ₁₀₂及びＡ₁₀₃の８つのエリアが選択されることになる。
ステップＳ３０３では、ＣＰＵ４は、ステップＳ３０２において選択されたエリア内に存在する全画素データを、ラスタスキャン順にフレームメモリ３９から読み出す。なお、ステップＳ３０２において選択されていないエリアに存在する画素データは、一切、読みだされない。このフレームメモリ３９からは、同じアドレスを供給することによって、Ｙデータ、（Ｒ−Ｙ）データ及び（Ｂ−Ｙ）データから成る画素データが、画素毎に読み出される。第２２図に示される例においては、ＣＰＵ４は、８つのエリアＡ₀₆₈、Ａ₀₆₉、Ａ₀₈₄、Ａ₀₈₅、Ａ₀₈₆、Ａ₀₈₇、Ａ₁₀₂及びＡ₁₀₃に存在する画素データのみをフレームメモリ３９から読み出す。このとき、選択された８つのエリア以外のエリアに存在する画素データは、一切、フレームメモリ３９から読み出されない。このように、ＣＰＵ４は、エリア検索回路３８によって検索された結果に基づいて、フレームメモリ３９から画素データを読み出すエリアを決定しているので、ＣＰＵ４がフレームメモリ３９から受け取る画素データ数を減少させることができる。従って、ＣＰＵ４は、リアルタイムで、フレームメモリ３９から供給された全画素データに対して処理を行うことができる。
ステップＳ３０４では、まず、ＣＰＵ４は、読み出されたＹデータ、（Ｒ−Ｙ）データ及び（Ｂ−Ｙ）データから成る画素データに基づいて、被写体モードとしてモード０が選択されている時には、式（７００）に基づく条件判断を行う。被写体モードとしてモード１が選択されている時には、式（７０１）に基づく条件判断を行う。被写体モードとしてモード２が選択されている時には、式（７０２）に基づく条件判断を行う。被写体モードとしてモード３が選択されている時には、式（７０３）に基づく条件判断を行う。尚、ＣＰＵ４で上記の式（７００）、式（７０１）、式（７０２）又は式（７０３）に基づく条件判断に関する演算が行われる場合には、式（７００）、式（７０１）、式（７０２）及び式（７０３）において定義されている輝度信号Ｙ、色差信号｜Ｒ−Ｙ｜及び色差信号｜Ｂ−Ｙ｜は、フレームメモリ３９から読み出される信号である。また、これらの式（７００）、式（７０１）、式（７０２）又は式（７０３）に基づく条件判断を行うためのプログラムは、ＣＰＵ４の中のＲＡＭ４ａに予め記憶されている。
ここで、例えば、フレームメモリ３９に記憶された全画素データに対して上述の条件判断処理を行おうとすると、処理回数が多く成り過ぎて、リアルタイムでこの条件判断処理を行うことができない。しかし、本実施例においては、選択されたエリアに存在する画素データのみに上述の条件判断が行われるので、ＣＰＵ４は、リアルタイムでこの条件判断処理を行うことができる。
従って、ＣＰＵ４は、選択されたエリア内の各画素データ毎に式（７００）、（７０１）、（７０２）又は（７０３）で定義される条件に一致しているかの判断結果を得る。ここで、この画素データが、この式（７００）、（７０１）、（７０２）又は（７０３）で定義される条件に一致しているということは、この画素データの色が、目的物体として設定された色に一致していることを意味している。
さらに、ステップＳ３０４では、ＣＰＵ４は、この条件判断処理と平行して後述する物体情報テーブルを作成し、ＲＡＭ４ａの所定領域に記憶する。この物体情報テーブルには、目的物体として設定された被写体の色が、何ライン目にどの画素位置からどの画素位置までに存在するのかを示す座標情報と、その目的物体の色と一致する色を有した被写体が何番目の物体であるのかを示す物体識別番号とが記録される。
次に、この物体情報テーブルに関して、さらに第２３図を参照して説明する。第２３図は、第２２図に示される例から得られる物体情報テーブルが示されている。ライン位置とは、目的物体と同じ色を有する物体が存在するラインが何番目のラインであるかをＹ座標で示し、スタート画素位置とは、このライン位置で示されるラインにおいて、目的物体と同じ色を有する物体の最初の画素データの座標位置をＸ座標で示し、エンド画素位置とは、このライン位置で示されるラインにおいて、目的物体と同じ色を有する物体の最後の画素データの座標位置をＸ座標で示し、物体識別番号とは、目的物体と同じ色を有する物体として認識された物体が何番目の物体であるかを示す番号である。
例えば、第２２図に示される物体Ａは、１６１ラインの２４５画素から２４６画素の間に存在するので、物体情報テーブルには、第２３図に示されるように、ライン番号として「１６１」が記憶され、スタート画素位置として「２４５」が記憶され、エンド画素位置として「２４６」が記憶され、さらに、物体Ａを示す物体識別番号として「１」が記憶される。以下の、１６２ラインから１９０ラインに関しても同様であるので、説明は省略する。次に、第２３図に示されるように、１９１ラインにおいては、物体Ａは２２１画素から２５８画素の間に存在し、物体Ｂは３１８画素から３１９画素の間に存在するので、物体情報テーブルには、第２３図に示されるように、物体Ａを示す情報として、ライン番号として「１９１」が記憶され、スタート画素位置として「２２１」が記憶され、エンド画素位置として「２５８」が記憶され、物体識別番号として「１」が記憶される。さらに、被写体情報テーブルには、物体Ｂを示す情報として、ライン番号として「１９１」が記憶され、スタート画素位置として「３１８」が記憶され、エンド画素位置として「３１９」が記憶され、物体識別番号として「２」が記憶される。
ステップＳ３０５では、目的物体と同じ色を有する物体が含まれる最小のウインドウを設定する。第２２図に示される例では、物体Ａが含まれる最小のウインドウとして、２１６≦Ｘ≦２７３，１６１≦Ｙ≦２０２の範囲で定義されるウインドウＷ_Aが設定され、物体Ｂが含まれる最小のウインドウとして、３０９≦Ｘ≦３５８，１９１≦Ｙ≦２３１の範囲で定義されるウインドウＷ_Bが設定される。
ステップＳ３０６では、ｍを物体情報テーブルに記憶された最小の物体識別番号に初期設定する。但し、ｍは単なる変数であって、物体情報テーブルに記憶された最小の物体識別番号から最大の物体識別番号の値を有する。
ステップＳ３０７では、後述する目的物体履歴テーブルに記憶されたウインドウ中心ベクトルに基づいて、ステップＳ３０５において設定されたｍ番目のウインドウの中に、後述する予想位置座標が存在するか否かを判断する。これは、物体Ａと物体Ｂのどちらの物体が、目的物体であるのかを判断するためである。
まず、第２４図を参照して、目的物体履歴テーブルに関して説明する。第２４図は、目的物体履歴テーブルの一例を示している図である。この目的物体履歴テーブルには、各フィールド毎における目的物体と判断された物体の座標位置に関する情報が記憶されている。フィールド番号とは、３０フィールド毎にリセットされる仮の番号であって、フィールド毎に順に付与されていくシーケンシャルな番号である。ウインドウＸ座標とは、ステップＳ３０５において設定されたウインドウのＸ軸方向の範囲をＸ座標値で示したデータである。ウインドウＹ座標とは、ステップＳ３０５において設定されたウインドウのＹ軸方向の範囲をＹ座標値で示したデータである。ウインドウ中心ベクトル（ΔＸ ΔＹ）とは、ステップＳ３０５において設定されたウインドウの中心位置が、撮像画面の中央位置（Ｘ＝３８４，Ｙ＝１２０）に対して、どの方向に、且つ、どれくらい距離ずれているかを表すベクトルである。
例えば、第２４図に示される目的物体履歴テーブルの例では、フィールド番号１７で示される時点においては、目的物体に対して設定されたウインドウの範囲が、３１２≦Ｘ≦３６２、かつ、１８６≦Ｙ≦２２８で規定されていることを示している。また、そのウインドウの中心位置が、撮像画面中央位置に対して、ウインドウ中心ベクトル（−４７ ＋８７）で示される方向及び距離にずれていることを示している。フィールド番号１８及びフィールド番号１９で示される時点において作成されたウインドウＸ座標、ウインドウＹ座標及びウインドウ中心ベクトルに関しても同様であるので、説明は省略する。
ここで、フィールド番号１７、フィールド番号１８及びフィールド番号１９の夫々の時点において夫々記憶されたウインドウ中心ベクトルのデータを取り出してみると、この３つのウインドウ中心ベクトルを示すデータの値に大きな変化はない。これは、目的物体が移動していないのではなくて、このウインドウ中心ベクトルは、前フィールドからの目的物体の移動ベクトルを示すからである。本実施例では、ＣＰＵ４が、１フィールド毎に、移動した目的物体を示すウインドウの中心位置が、撮像画面の中央となるようにパン／チルト駆動機構１６を制御している。従って、ウインドウ中心ベクトルを、撮像画面の中央からのずれの方向及び距離を示すベクトルとすることによって、このウンドウ中心ベクトルが、前フィールドからの目的物体の移動ベクトルを表すことになる。
上述した目的物体履歴テーブルを参照しながら、再度、ステップＳ３０７を説明する。ステップＳ３０７では、まず、物体Ａに対応する１番目のウインドウＷ_A（２１６≦Ｘ≦２７３，１６１≦Ｙ≦２０２）の中に、予想位置座標が存在するかを判断する。この予想位置座標とは、上述の目的物体履歴テーブルに記憶された１フィールド前のウインドウ中心ベクトルから得られる位置座標である。例えば、フィールド番号１９の時点において設定されたウインドウ中心ベクトル（ΔＸ₁₉ ΔＹ₁₉）は、ベクトル（−４９ ＋８９）であるので、フィールド番号２０の時点において得られるウインドウ中心ベクトルに関しても、ベクトル（−４９ ＋８９）の近傍のベクトルとなると予想することができる。従って、目的物体履歴テーブルに記憶されるウインドウ中心ベクトルは、撮像中心座標（３８４，１２０）からの座標のずれ量および方向を表しているので、フィールド番号２０の時点において目的物体に対して設定されるウインドウの中心位置座標は（３３５，２０９）と考えることができる。このウインドウの中心位置座標が予想位置座標である。
具体的には、ステップＳ３０７では、物体Ａが含まれる最小のウインドウとして、２１６≦Ｘ≦２７３かつ１６１≦Ｙ≦２０２の範囲で定義されたウインドウＷ_Aの中に、目的物体履歴テーブルから得られた予想位置座標（３３５，２０９）が存在しない。従って、ＣＰＵ４は、物体Ａは設定された目的物体ではないと判断して、ステップＳ３０８に進む。
ステップＳ３０８では、ｍをインクリメントして、再びステップＳ３０７に戻る。
再びステップＳ３０７に戻ると、今度は、物体Ｂが含まれる最小のウインドウとして、３０９≦Ｘ≦３５８かつ１９１≦Ｙ≦２３１の範囲で定義されたウインドウＷ_Bの中に、予想位置座標（３３５，２０９）が存在するか否かを判断する。このステップにおいて、ウインドウＷ_Bの中に、予想位置座標（３３５，２０９）が存在するので、ＣＰＵ４は、物体Ｂが設定された目的物体であると判断し、ステップＳ３０９に進む。
ステップＳ３０９では、ＣＰＵ４は、３０９≦Ｘ≦３５８かつ１９１≦Ｙ≦２３１の範囲で定義されるウインドウＷ_Bの座標を、ＲＡＭ４ａの目的物体履歴テーブルにおけるフィールド番号２０で示されるエリアに、ウインドウＸ座標及びウインドウＹ座標として記憶する。また、ＣＰＵ４は、ウインドウＷ_Bの座標から、ウインドウＷ_Bの中心座標を演算し、このウインドウの中心座標をウインドウ中心ベクトルとしてＲＡＭ４ａに記憶する。上述した例では、ウインドウ中心ベクトルとして、ベクトル（−５１ ＋９１）が記憶される。
ステップＳ３１０では、ＣＰＵ４は、ステップＳ３０９で新たに記憶されたウインドウ中心ベクトルに基づいて、ウインドウＷ₂の中心が、撮像画面の中央に一致するように、チルト／パン駆動機構１６を制御する。具体的には、ＣＰＵ４は、ウインドウ中心ベクトルに基づいて、制御信号をモータ駆動回路１６ｂに出力する。
ステップＳ３１１では、ＣＰＵ４は、ウインドウ中心ベクトルに基づいて、フォーカス制御回路３４の評価値生成回路６２に対して、オフセット値を供給する。このオフセット値とは、第３図及び第４図に示されるウインドウパルス発生回路６２５、６３５に設けられた各カウンタに供給されるオフセット値である。ウインドウパルス発生回路６２５、６３５の各カウンタにオフセット値が供給されていないときには、第６Ａ図及び第６Ｂ図に示されるように、各ウインドウＷ１〜Ｗ１１の中心座標は、撮像画面の中央の座標に一致している。しかし、ＣＰＵ４からこのオフセット値が、ウインドウパルス発生回路６２５、６３５の各カウンタに供給されると、各カウンタのカウント値がこのオフセット値に基づいて変更される。従って、各ウインドウＷ１〜Ｗ１１の中心座標が、このオフセット値に基づいて変更されることになる。ステップＳ３１１において、フォーカス制御回路３４にオフセット値が供給されると、ステップＳ１００にもどる。
本例においては、以下のような効果を有している。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。
また、本例によれば選択された複数の評価値とこの選択された複数の評価値に対応するレンズ位置に基づいてジャストフォーカス位置Ｘｇを演算例えば重心計算により求めているので、この評価値にノイズが乗っていたり、低輝度の場合でこの評価値にノイズが定常的に乗っていても、このジャストフォーカス位置Ｘｇを計算により求めることができ高精度にフォーカス制御ができる。
またジャストフォーカス位置Ｘｇを演算例えば重心計算により求めているので、フォーカスレンズがジャストフォーカス位置を１回通過するだけで、このジャストフォーカス位置の演算ができ、ジャストフォーカス位置をそれだけ高速で決めることができる。
エリア検索回路３８によって、目的物体と同じ色の画素データが存在するエリアを選択し、その選択されたエリアに存在する画素データのみに対して条件判断処理を行っているので、ＣＰＵ４に対して処理負担をかけることなく、リアルタイムで、目的物体の位置を把握できる。
また、設定された目的物体の色に応じて、被写体モードを設定し、設定された被写体モードに応じて、エリア検出回路３８による条件判断演算と、ＣＰＵ４による条件判断演算を可変しているので、設定された被写体がどのような色を有していようと、的確に被写体を認識することができる。
また、エリア検索回路３８において行われる条件判断処理は、全てハードウエア回路によって条件判断されるので、エンコーダ３７から供給される全ての画素データに対して、リアルタイムで条件判断が行える。
また、目的物体と同じ色を有した物体が複数存在した場合においても、各物体に関する位置情報を有した物体情報テーブルと、目的物体の移動履歴に関する情報を有した目的物体履歴テーブルとを作成するので、的確に目的物体を認識できる。
また、目的物体の移動した位置を演算し、その位置に基づくオフセット値をウインドウパルス発生回路に供給しているので、各ウインドウＷ１〜Ｗ１１の中心座標を目的物体に対応するように変更される。よって、目的物体が移動したとしても、移動した目的物体に対して各ウインドウを的確に設定できるので、移動した目的物体に対しても正確な評価値を得ることができる。よって、精度の高いオートフォーカス制御を行える。

Claims (2)

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の高周波成分を抽出することによって、被写体のフォーカス状態を表す評価値を生成する評価値生成手段と、
   上記評価値生成手段によって生成された評価値が最大となったフォーカスレンズの位置を検出し、上記検出されたフォーカスレンズ位置の近傍のレンズ位置において生成された複数の評価値に基づいて、ジャストォーカス位置を求める制御手段と、
   上記評価値生成手段によって生成された評価値を、連続的に移動するフォーカスレンズのレンズ位置と対応付けて記憶する記憶手段とを備え、
   上記ジャストフォーカス位置は、
   

   

   に基づいて求められることを特徴とするフォーカス制御装置。
   但し、Ｘｇ：ジャストフォーカス位置
   Ｘ ：評価値が最大となったフォーカスレンズの位置の近傍のレンズ位置
   Ｅ（Ｘ）：レンズ位置Ｘにおける評価値
2. 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の高周波成分を抽出することによって、被写体のフォーカス状態を表す評価値を生成する評価値生成手段と、
   上記評価値生成手段によって生成された評価値が最大となったフォーカスレンズの位置を検出し、上記検出されたフォーカスレンズ位置の近傍のレンズ位置において生成された複数の評価値に基づいて、ジャストォーカス位置を求める制御手段と、
   上記評価値生成手段によって生成された評価値を、連続的に移動するフォーカスレンズのレンズ位置と対応付けて記憶する記憶手段とを備え、
   上記制御手段は、
   上記フォーカスレンズが、上記評価値生成手段によって生成された評価値が極大となる第１のレンズ位置から所定フィールドの間に第２のレンズ位置までに移動したときに、上記評価値生成手段によって生成される評価値が連続的に減少する場合には、上記第１のレンズ位置において生成された評価値を、上記評価値生成手段によって生成された評価値の中で最大の評価値であると判断すると共に、上記フォーカスレンズが、上記第２のレンズ位置において生成された第２の評価値と略同じレベルを有する評価値を生成したときのレンズ位置であって上記第２のレンズ位置に対して上記第１のレンズ位置が介在される位置関係にある第３のレンズ位置から、上記第２のレンズ位置までに移動する間に生成された評価値を選択し、
   上記ジャストフォーカス位置は、
   

   

   に基づいて求められることを特徴とするフォーカス制御装置。
   但し、Ｘｇ：ジャストフォーカス位置
   Ｘ₂：第２のレンズ位置
   Ｘ₃：第３のレンズ位置
   ΔＸ：１フィールド間にレンズが移動する距離
   Ｘ ：評価値が最大となったフォーカスレンズの位置の近傍のレンズ位置
   Ｅ（Ｘ）：レンズ位置Ｘにおける評価値

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