JPH0313073A - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動焦点調節装置に係わり、特にビデオカメラ
等に用いて好適な映像信号を利用した自動焦点調節装置
に関するものである。

（従来の技術） 一般にビデオカメラ等における焦点調節範囲は、カメラ
から約１．２ｍ程度の距離を至近端として、そこから無
限大の距離までの範囲に存在する被写体にピントが合う
ように構成されている。

ところが、近年、ビデオカメラが民生機器として家庭内
に普及する・にともない、比較的狭いスペース内におけ
る撮影の機会が増加し、ビデオカメラの最小撮影距離に
ついても従来の１．２ｍよりさらに小さくし、被写体に
対してより接近した撮影が可能なカメラの要望が高まっ
ている。この要望に対してビデオカメラのレンズ設計上
は、フォーカシングレンズの移動量を従来の装置の倍に
増大し、撮影可能な至近端の距離を０．６ｍ程度まで短
縮することは可能である。

またフォーカシングレンズの位置をズームレンズの最後
部あるいは中間の位置に設定した所謂リアフォーカスレ
ンズタイプとすることにより、最小撮影距離をフォーカ
シングレンズの直前まで近づけることも可能である。

一方、近年のビデオカメラにおいては、自動焦点調節機
能が不可欠な特長となっている。そして、最小撮影距離
を従来より短くした場合にも自動焦点調節が良好に行わ
れなければならない。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら、上述のようなビデオカメラ等において、
光学系における至近端の距離を短縮すると、いくつかの
不都合を生じる。

まず、第１に、フォーカシングレンズの移動量が増加す
るため、自動焦点調節装置のレンズ移動範囲全体に対す
る応答束が相対的に悪くなる。たとえば、従来無限遠か
ら１．２ｍの至近端に存在する被写体に対してパンニン
グを行った場合、その合焦までのレンズ移動時間に３秒
要していたとすると、至近端の距離を０．６ｍとして、
その距離の被写体に合焦させるまでには、倍の６秒程度
必要となる。

この所要時間の長さは著しく操作性を劣化させ、実用上
問題となる。

第２の問題は、レンズの偽解像により生ずる焦点調節装
置の誤動作である。すなわちレンズのピントをずらして
行くと、高い空間周波数の被写体に対して、位相の１８
０°ずれた結像現象が発生する。

これが偽解像である。そして映像信号を利用した自動焦
点調節装置にあっては、映像信号中の高周波成分が極大
値をとったとき合焦と判断するものであり、この方法に
よれば、偽解像の状態でも極大値をとる。したがって、
偽解像の状態で合焦と判断し、レンズが停止してしまう
。この現象はレンズのデフォーカス量が多（なる程、発
生頻度が高（なり、最小撮影距離が従来並の１．２ｍで
ある場合に被写界深度の関係で偽解像を発生しなくても
、最小撮影距離が０．６ｍの場合には偽解像を発生し、
ピントがボケたままレンズが停止することがある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述した問題点を解決することを目的としてな
されたもので、その特徴とするところは、結像位置を変
化させる焦点調節手段と、合焦度に応じた信号に基づい
て前記焦点調節手段をその移動領域内において合焦点へ
と移動する第１の焦点調節モードと、前記焦点調節手段
を、至近側の合焦点へと移動する至近優先の第２の焦点
調節モードとを設定可能な制御手段とを備え、前記制御
手段は、前記焦点調節手段の移動範囲を第１の領域と該
第１の領域より至近側の第２の領域とに分割し、前記第
１の焦点調節モードにおいては前記焦点調節手段を前記
第１の領域内で移動可能となし、前記第２の焦点調節モ
ードにおいては前記焦点調節手段を前記第１および第２
の領域において移動可能となすように構成した自動焦点
調節装置にある。

また本発明の他の特徴は合焦度に応じた信号に基づいて
結像位置を変化させて焦点調節を行う焦点調節手段と、
前記焦点調節手段の移動範囲を第１の移動領域と、該第
１の移動領域より至近側に設定された第２の移動領域と
に切り換える手段と、前記焦点調節手段が前記第１の移
動範囲にあるとき、前記第２の移動範囲に強制的に移行
させる手段とを備えてなる焦点調節装置にある。

また、本発明の他の特徴は、結像位置を変化させて焦点
調節を行うべく第１の領域と第２の領域とを移動可能な
焦点調節手段と、前記焦点調節手段の位置する領域を判
別する手段と、前記判別手段によって前記焦点調節手段
の移動領域が変化したことが検知されたとき、前記焦点
調節手段が前記移動後の領域に所定時間以上保持されて
いた場合、前記移動後の領域を移動範囲として焦点調節
動作を行う如く前記焦点調節手段を制御する制御手段と
を備えた自動焦点調節装置にある。

（作用） これによって、通常の距離範囲では従来と同様の自動焦
点調節が行えると共に、ごく近距離の範囲にピントを合
わせる時にも誤動作な（速やかにピントが合い、複雑な
操作を必要としない自動焦点調節装置を実現することが
できる。

また焦点調節を行う際、焦点調節用レンズの位置する距
離範囲を検出して、その距離範囲に適応した焦点調節を
行うことができるため、迅速且つ高精度の焦点調節動作
を行うことができる。

（実施例） 以下、本発明における自動焦点調節装置を、各図を参照
しながらその一実施例について詳細に説明する。

第１図は本発明における自動焦点調節装置の構成を示す
ブロック図である。

同図において、１は焦点調節を行うフォーカシングレン
ズ群（以下、フォーカシングレンズと称す）であり、モ
ータ２によって無限遠位置から至近端ではたとえば０．
６ｍ位置まで合焦し得るように移動可能に構成され、そ
の移動位置情報はフォーカスエンコーダ５によって検出
される。第２図はこのフォーカシングレンズ１の移動領
域を示すものであり、通常の自動焦点調節動作は無限遠
（１）〜至近端１．２ｍの領域、後述する近距離領域は
１．２〜０．６ｍの領域がそれぞれ割り当てられている
。詳しくは後述する。３はバリエータレンズ、４はコン
ベンセータレンズであり、不図示のカムにより、図中点
線で示すカム軌跡でズー・ミンクを行う。このズーミン
グによる焦点距離情報はズームエンコーダ６によって検
出される。

７は後述する撮像素子に対する入射光量を調節する絞り
子ニットで、その絞り値は絞りエンコーダ８によって検
出される。９はマスターレンズ、ＩＯは撮像面に結像さ
れた被写体像を光電変換して映像信号を出力するＣＣＤ
等の撮像素子、１１は撮像素子より出力された映像信号
にガンマ補正、ブランキング処、理、同期信号の付加等
、所定の処理を行って、たとえばＮＴＳＣ等の規格化さ
れた映像信号を出力するカメラ信号出力回路である。

１２は撮像素子１０より出力された映像信号にゲートを
かけ、撮像画面上に合焦検出領域を設定し、この検出領
域内に相当する信号のみを通過させるゲート回路、１３
はゲート回路１２によって抽出された合焦検出領域内に
相当する映像信号中より焦点状態の検出に用いられる高
周波成分を抽出するバイパスフィルタ（以下ＨＰＦと称
す）、１４はＨＰＦ１３より出力された高周波成分を検
波して直流レベル信号を出力する検波回路、１５は検波
回路１４の出力レベルの１フイ一ルド期間におけるピー
ク値を保持するピークホールド回路、１６はピークホー
ルド回路１５の出力を１フイ一ルド期間遅延させる遅延
回路、１７は現在のピークホールド回路１５の出力と遅
延回路１６より出力された１フイールド前のピークホー
ルド回路１５の出力とを比較してその差に応じた信号を
出力する差分回路、１８は差分回路１７のアナログ出力
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、１９は
焦点調節のオート、マニュアル切換スイッチ（以下Ａ／
Ｍスイッチと称す）、２０は後述するワンショットフォ
ーカススイッチ（以下Ｏ５Ｔスイッチと称す）、２１は
後述するシステムコントロール回路の指令にしたがって
フォーカシングレンズ駆動用モータ２を駆動するモータ
駆動回路、２２はフォーカスエンコーダ５．ズームエン
コーダ６、絞りエンコーダ８の各種エンコーダ情報及び
Ａ／Ｄ変換回路１８より出力された合焦度に応じた焦点
信号、さらにＡ／Ｍスイッチ１９、Ｏ３Ｔスイッチ２０
の操作指令情報を入力し、これらの情報を演算し、モー
タ駆動回路２１へとフォーカシングレンズ駆動用モータ
２を制御するための制御情報を出力するシステムコント
ロール回路であり、マイクロプロセッサによって構成さ
れている。

次に本発明における自動焦点調節装置の動作について第
３図、第４図を用いて順を追って説明する。

第３図は本実施例において、Ａ／ＭスイッチとＯＳＴス
イッチの操作状態に応じた焦点調節動作と各動作モード
におけるフォーカシングレンズの移動範囲のパターンを
示す図である。

また第４図はＡ／Ｍスイッチ１９．Ｏ３Ｔスイッチ２０
の操作状態に対する焦点調節動作の制御アルゴリズムを
説明するためのフローチャートである。

（１）Ａ／Ｍスイッチによって自動焦点調節モードが選
択され、Ｏ８Ｔスイッチがオフの場合は、自動焦点調節
動作を行い得るフォーカシングレンズ１の移動範囲は無
限遠から至近端で１．２ｍの範囲に制限され、通常の自
動焦点調節動作を行う。

すなわち、撮像素子ｌＯより出力された映像信号中より
、ゲート回路１２及びＨＰＦ１３によって撮像面上に設
定された合焦検出領域内に相当する映像信号の高周波成
分を抽出し、検波回路１４及びピークホールド回路１５
によってそのピークレベルをフィールド周期で検出する
。このピークレベルの変化を遅延回路１６．差分回路１
７によって検出し、Ａ／Ｄ変換回路１８を介してデジタ
ル信号に変換した後システムコントロール回路２２へと
供給する。またフォーカシングレンズｌの位置情報、絞
り７の絞り値情報もそれぞれフォーカスエンコーダ５．
絞りエンコーダ８によって検出されてシステムコントロ
ール回路へと供給される。

システムコントロール回路２２は、Ａ／Ｄ変換回路１８
より出力−された高周波成分のフィールドごとのピーク
ホールド値の変化及びその変化の方向を解析し、フォー
カシングレンズｌを合焦点へと駆動するよう、駆動回路
２１へ制御信号を出力する。すなわち、フィールドごと
に差分を検出し、その極性から前回より今回のピーク値
が大きくなる方向にフォーカシングレンズｌを駆動し、
差がＯとなり、さらに差分値の極性の反転を検出するこ
とにより、ピークホールド値が最大となる合焦点を検出
することができるわけである。このような合焦検出方法
自体は所謂ｒ山登りサーボ方式」として知られており、
これ以上の説明は省略する。

また後述の至近側にフォーカシングレンズｌを移動して
、至近側の合焦点に停止させる際も、同様にフォーカシ
ングレンズ１の移動に応じて変化する上述の高周波成分
が、ピークとなる位置を合焦点としてフォーカシングレ
ンズ１を停止する。

（２）Ａ／Ｍスイッチが手動側にセットされ、Ｏ３Ｔス
イッチがオフの場合は、手動焦点調節モードであり、フ
ォーカシングレンズ１は停止したまま駆動されず、手動
でのみ焦点調節を行うことができる。

（３）Ａ／Ｍスイッチが手動で、Ｏ８Ｔスイッチがオン
の場合は、所謂ワンショット自動焦点調節モードとなり
、１度自動で合焦してフォーカシングレンズｌが停止し
た後は再起動せず、手動焦点調節モードとなる。この時
のフォーカシングレンズ１の動作範囲は、無限遠から至
近端０．６ｍまでの全域となる。

（４）Ａ／Ｍスイッチが自動モードに切り換えられたと
き、フォーカシングレンズｌが至近側の１．２ｍ〜０．
６ｍの範囲内にあれば、自動的に無限遠〜１．２ｍの領
域内へと引き戻される。

（５）次にＯＳＴスイッチをオンにすると、至近側優先
の自動焦点調節モードとなり、現在のフォーカシングレ
ンズｌの位置より至近側で自動焦点調節動作を行う。

再度Ｏ３Ｔスイッチをオンにすると、さらに至近側へと
フォーカシングレンズを駆動し、より至近側の被写体に
合焦する。

（６）合焦した位置が１　、２　ｍ　％　０　、６　ｍ
の近距離領域内にあるときは、Ｏ３Ｔスイッチをオンに
した時の機能が変わり、通常の無限遠〜１．２ｍのフォ
ーカシングレンズ１の通常移動領域へと復帰させる動作
を行う。この動作はフォーカシングレンズｌが距離０．
６ｍ位置へ到達してから行うようにしてもよい。

尚、近距離範囲内の領域内をサーチして合焦可能な被写
体がない場合は、無限遠■〜１．２ｍの通常の移動領域
へと復帰する。

通常移動領域の自動焦点調節モードから至近側優先自動
焦点調節モードに切り換え、より近距離側に存在する被
写体を探している間、フォーカシングレンズ駆動用モー
タ２を最高速で駆動することにより、応答性を向上させ
ることができる。

また、ｏＳＴスイッチの操作でフォーカシングレンズｌ
の移動範囲を切り換えることがで者るので、偽解像によ
る偽の合焦位置にレンズが停止してしまった場合でも、
Ｏ３Ｔスイッチの操作でフォーカシングレンズをさらに
至近側に移動して合焦点へと設定し、またフォーカシン
グレンズの移動範囲を他の移動領域へと切り換え、真の
合焦位置へとフォーカシングレンズ群を移動することが
できる。

（７）またＡ／Ｍスイッチが自動モードで、無限遠■〜
至近端１．２ｍの通常移動範囲にフォーカシングレンズ
１が位置している場合は、Ｏ３Ｔスイッチをオンするこ
とにより、最高速にて１．２ｍ〜０．６ｍの近距離領域
に移動させるようにしてもよい。

以上の動作について、第４図のフローチャートにもとづ
き、説明する。

同図において、制御フローのスタート後、Ａ／Ｍスイッ
チによって焦点調節動作としてオートが選択されている
かマニュアルが選択されているかを判別しくＳｌ）、オ
ートが選択されていた場合は、フォーカシングレンズｌ
の位置が無限遠ω〜至近１．２ｍの通常領域か、１．２
ｍ〜０．６ｍの近距離領域かを判別する（Ｓ２）。通常
領域でない場合には、通常領域へとフォーカシングレン
ズ１を駆動しくＳ３）、Ｓ２で通常領域となったことが
判別されるまで続けられる。通常領域であった場合には
、Ｏ８Ｔスイッチの０Ｎ１０ＦＦを調べ（Ｓ４）、Ｏ３
ＴスイッチがＯＦＦであった場合には、無限遠（１）〜
至近１．２ｍの通常領域において合焦点をサーチし、自
動焦点調節動作を行い、合焦点にフォーカシングレンズ
を停止する（Ｓ１２．Ｓ１３，５１４）。フォーカシン
グレンズ１を合焦点に停止した後はＳｌに復帰してＡ／
Ｍスイッチの状態に応じて制御を行う。

Ｓ４で、ＯＳ　ＴスイッチがＯＮされていた場合は、至
近側優先自動焦点調節モードとなり、現在の位置より至
近側にフォーカシングレンズ１を駆動しくＳ５）、合焦
点を検出したところで停止する（Ｓ６．Ｓ８）。

この至近優先自動焦点調節モードは、フォーカシングレ
ンズ１を現在位置より至近側に移動し、高周波成分の山
を検出したところでそのピーク値に停止するものである
。続いてＯＳＴスイッチの状態を調べ（Ｓ９）、○ＳＴ
スイッチがＯＮされた場合には、そのときのフォーカシ
ングレンズｌの位置する領域を判別しく５ＩＯ）、通常
領域であった場合にはＳ５へと戻ってさらに至近側の合
焦点位置へとフォーカシングレンズｌを駆動する。また
フォーカシングレンズｌの位置が通常領域でなく近距離
領域内であった場合には、フォーカシングレンズ１を通
常領域側へと駆動しく５ｌｌ）、通常領域内における自
動焦点調節動作に復帰する。

一方、上述の至近側優先の自動焦点調節動作の中で、Ｓ
６において合焦点を検出できなかった場合には０．６ｍ
〜１．２ｍの近距離領域全域についてサーチした結果合
焦点が得られなかったのか、まだ近距離領域内のサーチ
が完了していないのかを判定する（Ｓ７）。そして近距
離領域内をすべてサーチ完了していなければ、Ｓ５へと
戻り、近距離領域内における至近側優先の自動焦点調節
動作を続行し、近距離領域内全域において合焦点を検出
できなけレバ、Ｓｌｌへと移行してフォーカシングレン
ズ１を通常領域へと駆動し、通常領域内におけ、る通常
の自動焦点調節動作を行う。

以上の制御動作をオート、マニュアル切換用のＡ／Ｍス
イッチとＯ３Ｔスイッチの状態に応じて上述の動作を繰
り返し行う。

すなわちマニュアル選択時は、フォーカシングレンズ１
を通常、近距離全領域（０，６ｍ−■）にわたって移動
して焦点調節し、マニュアル時にＯ８ＴスイッチをＯＮ
にすると、自動焦点調節を行い、合焦した後は再起動せ
ず（ワンショットＡＦ）マニュアルモードとなる。

またオート選択時は、Ｏ５ＴスイッチがＯＦＦ状態であ
れば、無限遠（１）〜至近１．２ｍの通常領域で自動焦
点調節を行い、Ｏ８ＴスイッチがＯＮされるとフォーカ
シングレンズを至近側へと駆動して合焦点で停止する至
近側優先の自動焦点調節モードとなる。そして再度Ｏ３
ＴスイッチをＯＮにすると、フォーカシングレンズ１が
通常領域であれば、さらに至近側へとフォーカシングレ
ンズ１を駆動してより至近側の合焦点をサーチし、フォ
ーカシングレンズ１が近距離領域にあった場合にはフォ
ーカシングレンズ１を通常領域へと駆動して通常領域に
おける通常の自動焦点調節モードへと復帰するものであ
る。

第５図は被写界深度及び被写体の状態を考慮して焦点調
節動作を行う場合の制御を説明するフローチャートであ
る。

すなわち、撮影レンズ光学系にズームレンズが用いられ
ており、焦点距離が広角側で且つ絞りの状態が十分小絞
りに設定され、被写界深度が深い場合や、被写体のコン
トラストが低く、フォーカシングレンズの移動領域内に
高周波成分の最大値が検出できない場合の自動焦点調節
動作を示すものである。

すなわち自動焦点調節動作をスタートした後、レンズ光
学系の焦点距離ｆを所定値ｆｔｈと比較しく５２０１）
、ｆｌｈ以上であった場合には、高周波成分が最大とな
る合焦点にフォーカシングレンズｌを移動する通常の山
登り式自動焦点調節動作を行う（，５２０２）。そして
合焦判定を行い（Ｓ２０３）、合焦点が検出された場合
フォーカシングレンズｌを停止して５２０２へと戻る。

また５２０３で合焦してぃながった場合には、フォーカ
シングレンズ１の移動領域全域において合焦点すなわち
高周波成分の最大値が得られなかったのか、移動領域内
をサーチ中なのかを判別し、移動領域内を移動中であれ
ば５２０２へと戻り、自動焦点調節動作を続行する。ま
た被写体が低コントラストで、移動領域全域にわたって
高周波成分の最大値が得られなかった場合には、フォー
カシングレンズｌをその移動領域の中央位置に移動して
５２０１へと戻る。

またフローをスタート後、５２０１で焦点距離ｆが所定
値ｆｔｈ以下すなわち広角側であった場合は、続いて絞
り値Ｆを所定値Ｆ　＋ｈと比較する（Ｓ２０５）。そし
て絞り値ＦがＦｌｈ以下すなわちさほど小絞りでない場
合には、被写界深度の深さによって高周波成分の最大値
を検出可能と判断し、５２０２へと進んで自動焦点調節
動作を行う。絞り値Ｆが所定値Ｆｔｈ以上すなわち十分
小絞りであった場合には、焦点距離ｒとの兼ね合いから
、きわめて被写界深度が深く、高周波成分の最大値が検
出不能となる可能性が大であるため、５２０４へと進ん
でフォーカシングレンズを移動領域の中央位置に移動し
て停止させる。

このようにレンズの焦点距離及び絞り値を検出して被写
界深度、コントラストの状態に応じてレンズの制御を行
うようになっており、合焦検出動作の可能なときは自動
焦点調節動作を行い、合焦検出不能な場合はフォーカシ
ングレンズを無限遠、至近端のどちら側にも非合焦量の
小さい中間の位置に停止するので、誤動作なく迅速且つ
品位の良好な自動焦点調節を行うことができる。

ちなみに本実施例では、無限遠■〜至近端１．２ｍの通
常領域では２，４ｍ位置に、１　、２　ｍ　−０、６ｍ
の近距離領域では０．８ｍ位置に、さらに無限遠〜０．
６ｍの全領域では１．２ｍ位置にそれぞれ各焦点調節モ
ードに応じてフォーカシングレンズを停止させる。

この第５図の制御フローは第４図の各自動焦点調節動作
に並用することができることは言うまでもない。

第６図は本発明における自動焦点調節装置の第２の実施
例を示すブロック図である。本実施例は前述した第１の
実施例におけるＯ５Ｔスイッチを設けず、フォーカシン
グレンズｌの位置を検出してその領域に応じた自動焦点
調節動作を行うようにしたものであり、この機能はシス
テムコントロール回路１１９に格納された制御アルゴリ
ズムによって実現される。また第１図に示す第１の実施
例と同−構成部分については同一符号を付し、その説明
を省略するものとする。

具体的な動作は、フォーカシングレンズ１が手動によっ
て現在位置している領域から他の領域へと移動された場
合、フォーカシングレンズの位置を検知することによっ
て領域の変更を検知し、その移動された領域に適応した
自動焦点調節動作を行うように自動切換を行うものであ
る。

第７図は本実施例におけるシステムコントロール回路１
１９の制御アルゴリズムを示すフローチャートである。

同図において装置の電源をＯＮにすると（Ｓｌｏｔ）、
フォーカシングレンズ群ｌが無限遠■〜至近１．２ｍの
通常領域へと移動され、フォーカシングレンズｌが通常
領域内へと移動したことが確認されたところで通常領域
内における自動焦点調節動作が開始される（Ｓ１０２，
５１０３，５１０４）。続いてフォーカシングレンズ１
の位置が無限遠（１）〜至近端１．２ｍの通常領域であ
るか、１．２ｍ〜０゜６ｍの近距離領域であるかを、た
とえばフォーカスエンコーダ５の検出値より判別する（
Ｓ１０５）。この検出動作は、フォーカシングレンズｌ
の移動によって０Ｎ１０ＦＦされるマイクロス・イツチ
、フォトカプラ等の光学センサ、ホール素子、リードス
イッチ等の磁気センサ等によって行うこともできる。

５１０５において、フォーカシングレンズ１が通常領域
内に位置していれば、合焦しているか否かを判定しく５
１０６）、合焦していなければ５１０４へと戻り、通常
領域内における自動焦点調節動作を続行する。そして８
１０６で合焦したことが確認された場合にはフォーカシ
ングレンズｌを停止して（Ｓ１０７）Ｓ１０４へと戻り
、再び非合焦となった際には再起動を行うべく上述のフ
ローを繰り返し行う。

５Ｉ０８〜５Ｌ２２は上述の通常領域内における自動焦
点調節動作において、５ＩＯ５でフォーカシングレンズ
１が通常領域外に移動した場合の制御動作を示すもので
ある。通常領域内における自動焦点調節動作においてフ
ォーカシングレンズが通常領域より０．６ｍ〜１．２ｍ
の近距離領域へと移動する場合としては、通常領域内で
合焦状態が得られず、近距離領域内へと移動された場合
と、通常領域内に位置しているフォーカシングレンズを
手動で強制的に至近領域内へと移動させた場合とがある
。本発明では、前者の場合は速やかに通常領域内へと復
帰させて再度通常領域内における自動焦点調節動作を行
う。また後者の場合は近距離領域内における自動焦点調
節動作に制御が移行される。

すなわち、フォーカシングレンズが手動で強制的に通常
領域から至近領域へ、あるいはその逆へと移動された場
合には自動焦点調節モードもその移動後の領域に適合し
たものとし、合焦点が得られず一時的に他の領域へと移
動して復帰した場合には自動焦点調節モードを切り換え
ずに領域変更前のモードに保持するように制御される構
成になっている。

そして本実施例では両者の判別を移動後の領域にフォー
カシングレンズが位置している時間をタイマで測定する
ことによって判別している。フォーカシングレンズが通
常領域内にある状態で、その移動の過程で瞬時に至近領
域へと移動した場合はきわめて短時間に復帰動作が行わ
れるため、至近領域にはいっている時間は約１００　ｍ
　ｓ　ｅ　ｃ以下とすることができる。

一方手動による場合は、通常約３００　ｍ　ｓ　ｅ　ｃ
以上は至近領域内へと保持される。したがって、しきい
値をたとえば２００　ｍ　ｓ　ｅ　ｃとし、フォーカシ
ングレンズの移動領域が変更された場合、移動後の領域
内に保持されている時間と比較することによって上述の
パターンの判別を行うことができるわけである。具体的
な制御動作については以下に詳述する通りである。

５１０５でフォーカシングレンズが通常領域から近距離
領域へと移動したことが検知されると、システムコント
ロール回路１１９内に形成されたタイマＴｌｌがスター
トし、カウント動作を開始しく５１０８）、同時にフォ
ーカシングレンズをもとの通常領域へと所定量駆動する
。続いてタイマＴｌｌスタート時からの経過時間Ｔ１を
予め定められた所定のしきい値Ｔｔｈと比較し、経過時
間Ｔ１がしきい値Ｔｔｈ以下（Ｔ、≦７ｔｈ）であった
場合には、フォーカシングレンズの位置している領域を
判別し、近距離領域に位置していれば５１０９に戻って
フォーカシングレンズを通常領域側へとさらに移動し、
５ｌｌＯでタイマＴＩＩの経過時間を、５１１１で領域
の判定動作を繰り返し行う。そしてタイマＴＩ経過時間
Ｔ１がＴｔｈに達する前に５ｉｌｌでフォーカシングレ
ンズが通常領域へと移動したことが判別された場合には
、タイマＴＩＩをリセットして動作を停止し、５１０４
に復帰して上述した通常領域における自動焦点調節動作
を行う。

一方５ｉｌｏでフォーカシングレンズが通常領域へと移
動する・前に、すなわち近距離領域内に位置している状
態で経過時間Ｔ１がしきい値Ｔ＋ｈを越えた場合には、
５１１３以降に示す近距離領域における自動焦点調節動
作を行う。まずタイマＴｌｌをリセットして停止し、フ
ォーカシングレンズを至近領域内において合焦位置へと
移動する（Ｓｌ　１４）。

本発明では近距離領域内において合焦状態が得られない
場合には、再び通常領域へとフォーカシングレンズを移
動するような制御を行うようになっているので、近距離
領域における自動焦点調節動作の中で、フォーカシング
レンズの位置判定を行う（Ｓ１１５）。フォーカシング
レンズが近距離領域内にあれば、合焦か否かの判定を行
い（Ｓｌ　１６）、合焦していれば、フォーカシングレ
ンズを停止して（Ｓ１１７）、５１１４へと戻り、近距
離領域内で非合焦状態となった場合は再度、自動焦点調
節動作を行う。また８１１６で非合焦であった場合には
、至近領域全域にわたって合焦点の山が得られなかった
か、あるいはまだ近距離領域内でフォーカシングレンズ
が移動されているかを判定しく５１２３）、近距離領域
全域にわたって合焦点の山を検知できなかった場合は、
５１０４へと戻って通常領域内における自動合焦動作に
移行する。

また近距離領域をまだ移動中である場合には、５１１４
へと戻って近距離領域内においてさらに合焦点の検出を
行う。

５１１５でフォーカシングレンズが近距離領域内より通
常領域へと移動されたことが判別された場合には、タイ
マＴＩ２を動作しカウントを開始し、タイマＴＩ２の経
過時開Ｔ２をしきい値Ｔｔｈと比較する。Ｔ２がしきい
値Ｔ’ｔｈに達していない場合は現在のフォーカシング
レンズの位置する領域を判別しく５１２０）、至近領域
へと復帰していなければ、５１１９へと戻って通常領域
内にフォーカシングレンズの位置している時間のカウン
トを続行する。５１２０でＴ２がしきい値に達する前に
近距離領域へと復帰していた場合にはタイマＴＩ２を停
止してリセットしく５１２１）、５１１４へと戻って近
距離領域内における自動焦点調節動作を行う。

また５１１９でＴ２＞Ｔｌｈすなわちフォーカシングレ
ンズが通常領域内に移動されてからしきい値Ｔ＋ｈの時
間以上経過した場合は、タイマＴＩ２を停止してリセッ
トして５１０４に戻り、通常領域内における自動焦点調
節動作に移行する。

尚、上述の実施例において、第５図に示す被写界深度、
低コントラストに対応させた制御アルゴリズムを並用可
能である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明における焦点調節装置によれ
ば、フォーカシングレンズの移動範囲を通常の動作で焦
点調節を行う通常領域と通常領域よりさらに近距離側に
焦点合せ可能な近距離領域とに分割し、状況に応じて焦
点調節動作モードを切換えるようにしたので、特に至近
側被写体に対しても迅速に且つ偽解像等が存在しても撮
影時の条件に応じて自動焦点調節動作の最適制御を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における焦点調節装置を適用したビデオ
カメラの一例の構成を示すブロック図、第２図はフォー
カシングレンズの移動領域を説明するための図、 第３図は各焦点調節モードにおけるフォーカシングレン
ズの動作パターンを示す図、 第４図は本発明における焦点調節動作の制御アルゴリズ
ムを示すフローチャート、 第５図は被写界深度を考慮した焦点調節動作を説明する
ためのフローチャート、 第６図は本発明の焦点調節装置の第２の実施例を示すブ
ロック図、 第７図は本発明の第２の実施例における制御アルゴリズ
ムを示すフローチャートである。 賓 窄 ｆ　雰百距髄 Ｖ＝　タシ；りうｉ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）結像位置を変化させる焦点調節手段と、合焦度に
   応じた信号に基づいて前記焦点調節手段をその移動領域
   内において合焦点へと移動する第１の焦点調節モードと
   、前記焦点調節手段を至近側の合焦点へと移動する至近
   優先の第２の焦点調節モードとを設定可能な制御手段と
   を備え、 前記制御手段は、前記焦点調節手段の移動範囲を第１の
   領域と該第１の領域より至近側の第２の領域とに分割し
   、前記第１の焦点調節モードにおいては前記焦点調節手
   段を前記第１の領域内で移動可能となし、前記第２の焦
   点調節モードにおいては前記焦点調節手段を前記第１お
   よび第２の領域において移動可能となすように構成した
   ことを特徴とする自動焦点調節装置。
2. （２）合焦度に応じた信号に基づいて結像位置を変化さ
   せて焦点調節を行う焦点調節手段と、 前記焦点調節手段の移動範囲を第１の移動領域と、該第
   １の移動領域より至近側に設定された第２の移動領域と
   に切り換える手段と、 前記焦点調節手段が前記第１の移動範囲にあるとき、前
   記第２の移動範囲に強制的に移行させる手段とを備えた
   ことを特徴とする焦点調節装置。
3. （３）結像位置を変化させて焦点調節を行うべく第１の
   領域と第２の領域とを移動可能な焦点調節手段と、 前記焦点調節手段の位置する領域を判別する手段と、 前記判別手段によって前記焦点調節手段の移動領域が変
   化したことが検知されたとき、前記焦点調節手段が前記
   移動後の領域に所定時間以上保持されていた場合、前記
   移動後の領域を移動範囲として焦点調節動作を行う如く
   前記焦点調節手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とする自動焦点調節装置。