JPH03259671A - 自動合焦装置 - 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】 の （産業上の利用分野） 本発明はビデオカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置
に用いて好適な自動合焦装置に関するものである。

（従来の技術） 従来より、ビデオカメラ等の撮像装置では、その撮像手
段より出力されるビデオ信号の高周波成分により映像の
精細度を検出し、それが最大となるようにフォーカシン
グレンズ位置を制御して、焦点を合わせる方式が知られ
ている。

また、このような撮像素子により光学像を、電気信号に
変換するカメラにおいて、撮像画面の一部を合焦検出領
域とし、これを被写体の移動に追従させ、合焦状態に自
動調節する方法が提案されている（たとえば、特開昭６
０−２４９４７７号）。

この従来の装置によれば、その合焦検出領域内で被写体
の特徴点を検出することにより、被写体の移動位置を知
り、合焦検出領域をその移動位置を中心とする小さな領
域に再設定するものであり、これによって移動する被写
体に対して焦１点を合わせ続けることができる。

（発明の解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来装置では、現時点におい
て、被写体の自動追尾動作を伴った焦点調節を行なって
いるのか、通常の固定の焦点検出領域による焦点調節を
行なっているのか等の情報を操作者に認識させることが
なされておらず、操作者は現在の動作状態を即座に把握
することができない。

したがって現在焦点を合わせている被写体を正確に把握
することができず、焦点を合わせようとする被写体以外
の被写体を追尾しているのに気付かず、被写体の変化に
追尾できなかったり、止まっている被写体が移動し始め
たとき自動追尾モードになっていなかったり、逆に合焦
検出領域を固定して合焦検出を行なっているつもりが自
動追尾モードとなっていたため、焦点を合わせようとす
る被写体を変更したときに他の被写体に合焦検出領域が
追従してしまい主要被写体に正確に焦点を合わせられな
い等、種々の誤操作、誤動作を生じやすいという問題点
を有しているものであった。

また検出領域をモニタ画面内に表示したとしても、正確
に画面内が煩雑であった場合、目的とする被写体正確に
追尾しているか否かの判別が困難であり、被写体追尾の
精度を上げるための有効な手段が望まれていた。

（問題点喪を解決するための手段） そこで、本発明は、従来の問題点を解決し、現在の焦点
調節動作のモードを明瞭に操作者に認識させることので
きる撮像装置を提供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、撮像画面上に所定の検出
領域を設定する領域設定手段と、前記検出領域内の被写
体像に対して合焦検出する合焦検出手段と、前記被写体
像の移動を検出して前記領域設定手段を制御し、前記検
出領域の設定位置を被写体像に追従して変位させる被写
体追尾手段と、前記合焦検出手段の出力に基づいて前記
被写体追尾手段の動作状態を判別する判別手段と、前記
判別手段による判別結果に基づいて前記被写体追尾手段
の動作状態を表示する表示手段とを備えた自動合焦装置
にある。

（作用） これによって、現在の被写体追尾動作が、正常に目的と
する被写体を追尾しているか否かを電子ビューファイン
ダ等のモニタ画面に明瞭に表示することができ、操作者
に現在の被写体追尾モードの追尾動作状態を正確に認識
させ、種々の誤動作、誤操作を防止することができる。

（実施例） 以下本発明における自動合焦装置を各図を参照しながら
その一実施例について詳述する。

第１図は本発明の自動合焦装置をビデオカメラ等に実施
した場合を示すブロック図である。

同図において、１は撮影レンズ系を示すちので、焦点調
節を行なうためのフォーカシングレンズＩＡ、ズーム動
作を行うズームレンズＩＢを備えている。フォーカシン
グレンズＩＡは、フォーカシングモータ駆動回路９及び
フォーカシングモータ１０を介して駆動制御される。ま
たズームレンズＩＢはズームモータ駆動回路１１及びズ
ームモータ１２を介して駆動制御される。２は入射光量
を制御する絞り（アイリス）で、アイリス駆動回路７及
び絞り駆動用のｉｇメータ８を介して駆動制御される。

３はフォーカシングレンズｌによって撮像面に結像され
た被写体像を光電変換して撮像信号に変換するたとえば
ＣＣＤ等の撮像素子、４は撮像素子３より出力された撮
像信号を所定のレベルに増幅するプリアンプ、５はプリ
アンプ４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の所定の処理を施して規格
化された標準テレビジョン信号に変換し、ビデオ出力端
子より出力するプロセス回路である。プロセス回路５よ
り出力されたテレビジョン信号は図示しないビデオレコ
ーダ、あるいは電子ビューファインダ等によるモニタ２
３へと供給される。

また６はプリアンプ４より出力された映像信号を入力し
、該映像信号のレベルが所定のレベルに一定となるよう
に絞り２の開口量を制御すべくアイリス駆動回路７を介
してｉｇメータ８を自動制御するアイリス制御回路であ
る。

１３はプリアンプ４より出力される映像信号中から被写
体のコントラストの大小を判別できるように設定された
全域フィルタ、１４は同じくプリアンプ４より出力され
た映像信号中より合焦検出を行なうために必要な高周波
成分を抽出するバンドパスフィルタ、１５は映像信号中
より被写体像のボケ幅（被写体像のエツジ部分の幅）を
検出回路で、合焦状態に近付くほど被写体のボケ幅が小
さくなる性質を利用して合焦検出を行なうものである。

このボケ幅検出回路による合焦検出方法自体は、たとえ
ば特開昭６２−１０３６１６号等によって公知となって
いるため、その詳細な説明は省略する。

１６は被写体判別フィルタ１３、バンドパスフィルタ１
４、ボケ幅検出回路１５の出力にゲートをかけ、撮像画
面上の指定領域内に相当する信号のみを通過させるゲー
ト回路で、後述する論理制御装置１８により供給される
ゲートパルスに従い、１フイ一ルド分のビデオ信号中の
指定領域に相当する信号のみを通過させ、これによって
、撮像画面内の任意の位置に高周波成分を抽出する通過
領域すなわち合焦検出を行なう合焦検出領域の設定を行
なうことができる（第４図に撮像画面上に設定された合
焦検出領域を示し、各図の状態については後述する）。

１７はゲート回路１６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高周波成分のピーク値の得
られた撮像画面内における水平、垂直方向の位置を検出
するピーク位置検出回路である。このピーク位置検出回
路は、１フイ一ルド期間において検出されたピーク位置
が、合焦検出領域を水平、垂直方向に所定個数のブロッ
クに分割したどのブロックに位置するかを検出し、その
水平、垂直座標を出力するものである。

また１９はフォーカシングレンズ１Ａの移動位置を検出
するフォーカスエンコーダ、２０はズームレンズＩＢに
よって可変される焦点距離情報を検出するズームエンコ
ーダ、２１は絞り２の開口量を検出するアイリスエンコ
ーダである。これらの検出情報は論理制御装置１８へと
供給される。

１８はシステム全体を統括して制御する論理制御装置で
、たとえばマイクロコンピュータによって構成され、そ
の内部には図示しない入出力ボート、Ａ／Ｄ変換器、リ
ードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）を備えている。この論理制御装置は、ピーク
位置検出回路１７より出力されたバンドパスフィルタ１
４の出力に基づく高周波成分の１フイ一ルド期間内にお
けるピーク値及びそのピーク位置座標、被写体判別フィ
ルタ１３の出力に基づく被写体コントラスト情報、ボケ
幅検出回路１５の出力に基づくボケ幅情報、さらに各エ
ンコーダからの検出情報を取り込んで所定のアルゴリズ
ムにしたがって演算し、これらの時系列的な変化から、
合焦検出領域の撮像画面上における位置、大きさ、移動
方向、移動応答速度の設定すなわち被写体追尾を行なう
とともに、合焦点の得られるフォーカシングレンズの移
動方向及び移動速度等を演算するものである。

すなわち、バンドパスフィルタ１４の出力に基づく高周
波成分の１フイ一ルド期間内におけるピーク値及びその
ピーク位置座標にもとづいて、各フィールドごとに被写
体の移動を検出し、その変化したピーク位置すなわち被
写体位置を中心とする位置に合焦検出領域を設定すべく
ゲート回路１６にゲートパルスを供給してこれを開閉制
御し、映像信号の合焦検出領域内に相当する部分の映像
信号のみを通過させる。

また論理制御装置１８は、設定された合焦検出領域内に
相当する映像信号に基いて、被写体に対する合焦検出を
行い、焦点調節を行う。すなわちボケ幅検出回路１５よ
り供給されたボケ幅情報とバンドパスフィルタ１４より
供給された高周波成分のピーク値情報を取り込み、１フ
イ一ルド期間におけるボケ幅が最小に、高周波成分のピ
ーク値が最大となる位置へとフォーカシングレンズ１Ａ
を駆動すべくフォーカス駆動回路９にフォーカシングモ
ータｌＯの回転方向、回転速度、回転／停止等の制御信
号を供給し、これを制御するものである。

この際、論理制御装置１８は、合焦度に応じて、また絞
りエンコーダ２１、ズームエンコーダ２０によって検出
された絞り値及び焦点距離から７寅算した被写界深度に
応じて、合焦検出領域の大きさ、移動範囲、移動応答速
度を制御する。

このようにして、動きのある被写体像を追尾尾しながら
焦点を合わせ続けることができる。

ここで本発明において、合焦検出にボケ幅検出回路１５
より出力されたボケ幅信号と、バンドパスフィルタ１４
より出力された高周波成分のピーク値を用いているのは
、以下の理由による。

すなわちボケ幅は合焦点に近付くほど小さい値となって
合焦点で最小となり、被写体のコントラストの影響を受
にくいため高い合焦検出精度を得ることが出来る特長を
有する反面、ダイナミックレンジが狭く、合焦点を大き
く外れると十分な検出精度を得ることができない。

これに対して、高周波成分は、ダイナミックレンジが広
く、合焦点を大きく外れても合焦度に応じた出力を得る
ことができる反面、コントラストの影響を大きく受ける
性質があり、ボケ幅情報はどの合焦精度を得ることがで
きない。

したがって、これらを組み合わせることにより、ダイナ
ミックレンジが広く、且つ合焦点近傍で高い検出精度の
得られる合焦検出方法を実現することができる。

また論理制御装置１８は、被写体判別フィルタ１３の出
力に基づいて撮像画面内の合焦検出領域内におけるコン
トラストを取り込んで常時検出し、これによって撮像面
内における被写体の有無を判別している。

すなわち被写体像が撮像面外に出てしまったり、大ボケ
状態で被写体と背景のコントラストがほとんど得られな
い状態では被写体の判別自体困難となりこれを正確に追
尾することができず、誤動作を生じやすく焦点調節も正
確に行なうことはできない。

本発明ではこの点を考慮し、撮像面内のコントラストか
ら被写体の有無を判別し被写体が存在しない場合には、
合焦検出領域の移動すなわち被写体追尾動作を中止し、
合焦検出領域の不自然な移動、被写体以外のものを誤検
出することによる誤動作等を防止している。

また、本発明では、上述の被写体の自動追尾を行うにあ
たり、被写界深度を検出して、合焦検出領域の大きさ、
移動方向、応答速度を制御し、最適な被写体追尾動作を
行えるような構成となっている。

また論理制御装置１８から出力されたゲートパルスは、
ゲート回路１６だけでなく、表示回路２２を介して所定
の信号処理を施された後、プロセス回路５より出力され
るテレビジョン信号に重畳され、モニタ２３へと供給さ
れ、モニタ画面内に合焦検出領域をスーパーインポーズ
することができるように構成されており、焦点調節状態
に応じて合焦検出領域の表示を点灯、点滅等、表示を行
うことができる。

次に本発明の自動合焦装置による総合的な合焦検出領域
の制御動作を、第２図に示すフロチャートを参照しなが
ら順を追って説明する。

尚、本発明における被写体自動追尾動作は、ＡＦ（自動
焦点調節）モードにおいて動作し、マニュアル焦点調節
モードにおいては、非動作状態とされ、合焦検出領域の
モニタ画面への表示も行なわない。

また本発明では、被写体追尾動作を伴うＡＰモードと、
被写体追尾動作を伴わない通常のＡＦモードとが用意さ
れ、動作中のモードはモニタ画面内における表示によっ
て識別される。

第２図において、被写体追尾制御フローをスタートする
と、ステップＳ１において、図示しない撮影モード切換
スイッチによって被写体自動追尾モードが選択されてい
るか否かが判別され、自動追尾モードが選択されていな
ければ、ステップＳ２７へと進み、ゲート回路１６を制
御して合焦検出領域な撮像画面中央部の所定の設定位置
に固定するとともに表示回路２２を制御してモニタ２３
の画面内に点灯表示する。

続いて、ステップ３２８より絞り値Ｆを読み出し、論理
制御装置１８に取り込んで図示しないＲＡＭに記憶する
。同様にステップＳ２９でズームエンコーダ２０より焦
点距離情報ｆを読み出し、論理制御装置１８に取り込ん
で図示しないＲＡＭに記憶する。

ステップＳ３０では論理制御装置１８内に記憶されてい
る絞り値と焦点距離情報から後述する方法により被写界
深度ＤＰを演算する。

ステップＳ３１ではボケ幅検出回路１５よりボケ幅情報
を、ステップＳ３２ではバンドパスフィルタ１４より映
像信号中の高周波成分のピーク値をそれぞれ取り込んで
論理制御装置１８内の図示しないＲＡＭに記憶する。

ステップＳ３３では、上述のように、合焦検出領域を固
定した状態でバンドパスフィルタ１４、ボケ幅検出回路
より夫々出力された高周波成分、ボケ幅情報に基づいて
フォーカシングレンズＩＡの駆動方向、駆動量が演算さ
れ、これらの情報に従い、ステップＳ３４で実際にフォ
ーカシングレンズ１Ａを駆動する。

ＡＰ動作のフローを終了した後は、ステップＳ３５へと
進み、ステップＳ２７で行なった追尾（合焦検出）領域
の点灯表示の設定に従い、表示回路２２を介してモニタ
２３の画面内に追尾領域を表示する。このように被写体
追尾動作を伴わない通常の自動焦点調節動作モードにお
いては、追尾（合焦検出）領域がモニタ画面内に点灯表
示される。

ステップＳ１で、図示しない撮影モード切換スイッチに
より被写体自動追尾モードが設定されていた場合は、ス
テップＳ２へと進み、被写体の移動を撮像画面内におい
て自動追尾しながら焦点を合わせつづける自動被写体追
尾モードであることを示すべく、合焦検出領域（追尾領
域を兼ねる）をモニタ画面内に点滅表示する設定を行な
う。

自動被写体追尾動作に入ると、ステップｓ３でアイリス
エンコーダ２１より絞り値を、ステップＳ４でズームエ
ンコーダ２０より焦点距離情報をそれぞれフィールド周
期で読み出して論理制御装置１８内に取り込み、論理制
御装置１８内のＡ／Ｄ変換器によってたとえば１バイト
のデジタル信号に変換した後、図示しないＲＡＭに記憶
する。

ステップＳ５では、ステップＳ３．Ｓ４で論理制御部１
８内に取り込んだ絞り値Ｆと焦点距離ｆに基づいて被写
界深度ＤＰが演算される。

この被写界深度の演算は、予め論理制御装置１８内のＲ
ＯＭに書き込まれている第３図に示す被写界深度判定テ
ーブルを用いて判別される。

すなわち第３図に示す情報テーブルの例では、絞り値Ｆ
と焦点距離ｆの情報により領域ＤＰｉ、ＤＰ２．ＤＰ３
の３段階に被写界深度を決定するようになっている。同
図において、被写界深度は、ＤＰＩ、ＤＰ２．ＤＰ３の
順に深くなる。

ステップＳ６ではピーク位置検出回路１７の出力から、
１フイ一ルド期間中の輝度信号の高周波成分のピーク位
置の撮像画面内におけるブロック単位の水平、垂直方向
位置の情報が論理制御装置１８に読み込まれる。

ステップＳ７では、被写体判別フィルタ１３より出力さ
れたそのフィールドにおけるアナログのコントラスト情
報をＡ／Ｄ変換し論理制御装置１８内の所定のメモリ領
域に読み込み、ステップＳ８において所定の演算を行い
、被写体のコントラストを判別する。具体的には、被写
体判別フィルタ１３より出力された輝度信号レベルの情
報を所定の閾値と比較して被写体のコントラストを判別
し、高周波成分のピーク値の変化に基づいた精度の高い
自動追尾が可能であるか、あるいは低輝度で被写体追尾
が不可能であるかが判断される。

ステップＳ８で被写体のコントラストが十分高く合焦検
出領域内に被写体が確実に存在し、高精度の被写体追尾
が可能であると判断された場合には、ステップＳ９以降
へと進み、合焦検出領域（被写体追尾領域を兼ねる）の
大きさ。

移動方向、応答速度をステップＳ５で求めた被写界深度
情報ＤＰに基づいて演算する。

すなわち、ステップＳ９では、ステップＳ５で求めた被
写界深度の深さＤＰが判定され、被写界深度がもっとも
深いＤＰ３であった場合にはステップＳ１０へと進み、
合焦検出領域の大きさを最大に設定して撮像画面中央に
固定する。この合焦検出領域の位置及び大きさは、自動
追尾焦点調節開始後の初期設定領域と同じであってもよ
いし、別に適宜設定してもよい。

また被写界深度が中程度のＤＰ２であった場合には、ス
テップＳｌｌへと進み、合焦検出領域の大きさ及び応答
速度を中程度とし、移動方向を水平方向のみとする。

また被写界深度が最も浅いＤＰＩであった場合には、ス
テップＳ１２へと進み、合焦検出領域の大きさを最小、
応答速度を最大とするとともに、その移動方向を水平と
垂直の両方向とする。

ここで被写界深度に基いて、合焦検出領域の大きさ、応
答速度、移動方向を可変制御する理由を第４図を用いて
詳細に説明する。

ステップＳＬ２に示すように、被写界深度がＤＰＩで最
も浅い場合には、第４図（ａ）に示すように、合焦検出
領域の大きさは最小に設定され、具体的には、全画面に
対してｌ１１３０％。

横３０％の領域に設定される。そして移動方向は上下、
左右、斜め方向に移動可能となる。

またステップＳｌｌに示すように、被写界深度がＤＰ２
で中間レベルの場合には、第４図（ｂ）に示すように、
合焦検出領域の大きさは、全画面に対して縦４０％、横
３０％の中間値に設定され、移動方向は水平方向のみ、
応答速度も中間値に設定される。

またステップＳ１０に示すように、被写界深度がＤＰ３
で最も深い場合には、第４図（Ｃ）に示すように、合焦
検出領域の大きさは、全画面に対して縦６０％、横６０
％値と最大に設定される。このとき、合焦検出領域は固
定されて移動しない。

一般に、被写界深度が浅い場合には、撮像画面内におい
て、合焦、非合焦状態で合焦度の変化が大きく、主要被
写体に合焦しやすい状態となり、主要被写体と背景との
識別が明確となるため、主要被写体からの高周波成分を
正確に検出でき、また合焦点のずれや被写体の移動によ
る高周波成分の変化等も正確に検出することができる。

したがって、合焦検出領域は主要被写体を正確にとらえ
、かつこれを正確に追尾するため、大きさが最小に設定
される。また被写界深度が浅い場合には焦点距離が長く
、被写体の撮像画面内に占める割合ら大きい場合が多く
、わずかな移動も撮像画面内において大きく表れるため
、合焦検出領域の応答速度も高速に設定される。

また被写界深度が深いときは、主要被写体に関係なく撮
像画面上の多くの点で合焦しやすくなるため、画像の高
周波成分のピーク点の位置は激しく変化して定まらず、
正常な追尾動作が困難となる。言い換えれば、このよう
に被写界深度が深く焦点が合いやすい状態では、合焦の
ための追尾動作の必要性が少なくなる。また特にズーム
レンズをワイド側へとズーミングして被写界深度を深く
した場合には、画角が広くなり、被写体の動きは相対的
に遅くなり、移動方向も特に垂直方向においては少な（
なってくる。したがって、合焦検出領域の大きさを大き
くして遠近競合による誤動作を回避すべく合焦検出領域
を大きく設定するとともに、合焦検出領域を撮像画面中
央に固定する。

また、被写界深度が上述のステップＳｌｌで示したよう
に、中間レベルの場合は、被写界深度の深い場合と浅い
場合との中間的な状態であるため、合焦検出領域の大き
さ、応答速度を中間値に設定するとともに、合焦検出領
域の移動方向を特に動きの多い水平方向のみとするわけ
である。

このように、被写界深度にまり合焦検出領域の大きさ、
移動方向、応答速度を細かく制御することにより不必要
な追尾動作がなくなり、より滑らかな追尾を実現するこ
とができる。

ここで再び第２図のフローチャートに戻り、説明を続け
ると、上述のステップＳＩＯ，Ｓ１１、Ｓ１２において
その撮影状況に応じた合焦検出領域の設定条件を決定し
た後は、ステップＳ１３へと進み、ステップＳ６におい
て、ピーク位置検出回路６より出力され論理制御装置１
８内の所定のメモリ領域に記憶されていた現フィールド
における高周波成分のピーク点検出位置の水平及び垂直
座標に基き、ステップＳＩＯ〜Ｓ１２で求めた合焦検出
領域の応答速度、移動方向の情報を考慮し、前記ピーク
位置を中心とするような合焦検出領域の次のフィールド
における移動位置が演算される。

この際、合焦検出領域の設定位置を前回のフィールドに
おける情報との比較のみによって決定せず、過去所定数
のフィールドにおける情報の平均をとることにより、ノ
イズ等の影響のない安定した位置設定を行うことができ
る（たとえば本出願人が先に出願した特願平１−２１３
９２１号に開示されている合焦検出領域の設定方法を適
用することができる）。

ステップＳ１４では、前段のステップで求めた次フィー
ルドの画面における合焦検出領域の座標値が、現画面の
座標値に対してどのような方向に変化しているかを監視
し、もし定められた移動方向以外であれば、その方向に
は、移動しないように設定する。

ステップＳ１５では、前述のステップＳ１０〜Ｓ１２で
求められた合焦検出領域の大きさをもとに、合焦検出領
域の大きさを設定する。

ステップＳ１６は以上のフローにより設定された合焦検
出領域の位置及び大きさの情報に基いて、ゲート回路１
６にゲートパルスを併結し、撮像画面内における撮像信
号の抜き取り位置すなわち合焦検出領域（追尾領域）の
設定位置を制御するものである。これによって実際に合
焦検出領域の撮像画面上における位置、大きさが更新さ
れる。

合焦検出領域（追尾領域）の位置及び大きさの設定が完
了すると、ステップＳ１７〜Ｓ２０に示す追尾動作の状
態を表示する表示処理へと移行する。

すなわち本発明によれば、被写体を自動追尾している際
、被写体に合焦した状態で正常に追尾動作が行なわれて
いるときと、合焦点を大きく外れて正常な追尾が行なわ
れていない場合とで合焦検出領域（追尾領域）のモニタ
画面内における表示の点滅周期を変えることにより、操
作者に認識させることができる。

ステップＳ１７へと移行すると、合焦点近傍であるか否
かが判別される。

具体的には、第６図に示すような、フォーカシングレン
ズ位置と、これによって変化する高周波成分ピーク値ま
たはボケ幅情報信号のレベルとの関係を表わす特性曲縁
から、合焦点近傍であるか否かが判定され、フォーカシ
ングレンズＩＡは、合焦点から離間した状態では、同図
の特性曲線に従って山登り制御され、合焦点で停止した
後は、再起動に備えて非合焦の判定が行なわれる。

したがって、本実施例では、合焦状態すなわちフォーカ
シングレンズの制御状態から、被写体追尾が正常に行な
われているか否かを判断する。

具体的には、フォーカシングレンズを山登り制御してい
るときは、被写体にまだ焦点があっていないか、あるい
は被写体が追尾領域内に存在しないかのいずれかであり
、被写体の追尾が正常に行なわれていないと判断する。

一方、非合焦判定を行なっている場合には、現在被写体
に合焦している状態であり、正常に被写体追尾を行なっ
ている状態であると判断するわけである。

そしてこの判断の結果、被写体追尾動作が正常に行なわ
れていれば、追尾領域の点滅を速くし、被写体追尾動作
が正常に行なわれていなければ、追尾領域の点滅を遅く
する。

これによって被写体を自動追尾しながら、その追尾動作
が正常に°行なわれているか否かを常時操作者に明確に
認識させることができる。

以上の動作をフローチャートでみれば、ステップＳ１７
で第６図の合焦特性曲線より、非合焦判定を行なってい
る状態であり、合焦点付近であると判断された場合には
、ステップ３１８へと進んで、合焦検出領域（追尾領域
）のモニタ画面内における点滅周期を速＜　（ｆａｓｔ
）し、ステップＳ１７で山登り制御を行なっており合焦
度より大きく離間した大ボケ状態であると判定された場
合には、ステップＳ１９へと進んで合焦検出領域（追尾
領域）の点滅周期を遅（（ｓｌｏｗ）する。

合焦検出領域の点滅制御の設定を完了した後は、ステッ
プＳ２０へと進み、前述のステップ８１０〜Ｓ１２で設
定された情報とステップ８１８、Ｓ１９の点滅周期の情
報に基づいて表示回路２２を制御し、モニタ２３の画面
内に表示する。

なお、本実施例では、正常に被写体に合焦した状態で追
尾が行なわれているか否かをフォーカシングレンズ１Ａ
を山登り制御しているか、非合焦判定しているかによっ
て判別しているが、この方法によらなくても、第６図に
示す高周波成分あるいはボケ幅情報の出力レベルと合焦
度との関係を示す特性曲線から、そのレベルが所定のレ
ベル以上となったら合焦点近傍であるとして合焦検出領
域（追尾領域）の表示（点滅周期）を変化させるように
してもよい。

ただし、このようなレベルによる判定方法を用いた場合
、単に高周波成分のレベルを用いると、被写体の輝度に
よってレベルが大きく変動するので、輝度変化の形番を
受けに＜＜（被写体像のエツジ部分の幅に関する情報で
あり、輝度値で正規化された値であるため、輝度変化の
影響を受けない）合焦近傍でのみ高い検出感度を呈する
ボケ幅情報を用いて、非合焦判定を行なうようにしたほ
うがよい。

ステップＳ２１ではボケ幅検出回路１５より出力された
そのフィールドにおけるボケ幅情報が、ステップＳ２２
ではバンドパスフィルタ１４より出力されたそのフィー
ルドにおける高周波成分ビーク値情報がそれぞれフィー
ルド周期で論理制御装置１８に取り込まれ、その内部で
Ａ／Ｄ変換されて図示しないＲＡＭに読み込まれる。そ
してステップＳ２３では、それぞれステップＳ５．Ｓ２
１．Ｓ２２で求められた被写界深度情報、ボケ幅情報、
高周波成分ピーク値情報から合焦検出を行い、フォーカ
シングレンズＩＡの駆動方向及び合焦度に応じた駆動速
度を演算して決定する。この際フォーカシングレンズの
速度は、絞り値Ｆ及び焦点距離ｆから求めた被写界深度
ＤＰを考慮して補正される。

この被写界深度及び速度の決定に際しては、前述したよ
うに、論理制御部１６内のＲＯＭにあらかじめ記憶され
た第３図に示した情報テーブルあるいは図示しない合焦
度、被写界深度から速度を決定するための速度設定用の
情報テーブルを参照して決定することにより、演算時間
を短縮し得るとともに、プログラムを簡略化することが
できる。

フォーカシングレンズ駆動情報の演算が終了すると、ス
テップＳ２４へと進み、ステップＳ２３で演算されたフ
ォーカシングレンズ駆動情報（フォーカシングモータ駆
動速度、駆動方向、駆動／停止等の制御信号）をフォー
カスモ−タ駆動回路９に供給してフォーカシングモータ
１０を駆動し、フォーカシングレンズ１Ａを合焦点へと
駆動する。

以上で被写体追尾機能を伴った自動焦点調節動作の制御
フローを終了し、ステップＳ１へと戻り、以後このフロ
ーを１フイールドに１回の周期で繰り返し実行する。

このようにして、動きのある被写体をそのピーク検出位
置の移動を検出することによって自動追尾することがで
き、且つ現在正確に被写体をとらえ、目標とする被写体
に合焦させた状態でこれを追尾することができる。

なお、上述のステップＳ８において、被写体判別フィル
タ１３により取り込んだ被写体輝度の情報を演算した結
果、被写体が低輝度で精度の高い追尾が不可能であると
判断された場合には、被写体が合焦検出領域内に存在し
ないか、あるいは極端な大ボケ状態であって被写体の判
別も困難な状態であり、被写体追尾を続けても誤動作を
生じるばかりか、合焦検出領域の移動が不安定となり合
焦動作自体困難となるため、ステップ５２５へと進んで
合焦検出領域の位置をたとえば撮像画面中央のリセット
位置に強制的に設定し、追尾動作を中止する。このリセ
ット動作は、ステップＳ１で追尾を開始した時に設定し
た撮像画面の略中央部の初期位置座標及び初期状態の大
きさを設定してステップＳ２６へと移行し、そのリセッ
ト位置に応じたゲートパルスをゲート回路１６に出力す
ることによって行われる。

この被写体追尾不能時の合焦検出領域のリセット動作を
行なった後は、ステップＳ２７へと進み、被写体追尾動
作を伴わない通常の自動焦点調節モードに移行し、モニ
タ画面内において固定の合焦検出領域を用いて焦点調節
動作が行なわれる。そしてモニタ２３の画面内において
も固定の合焦検出領域の点灯表示となり、操作者に焦点
調節モードが切り換わったことを認識させることができ
る。

これによって追尾不能時の合焦検出領域の誤動作が防止
され、動きが自然になり、操作者に対しても、現在の撮
影状況を的確に認識させることができる。

なお、上述の実施例では、焦点制御状態に応じて追尾動
作が正常か否かを判定しているが、追尾動作を中止する
前の段階として、被写体判別フィルタ１３の出力から追
尾動作が正常に行なわれているか否かを判定してこれを
表示するようにしてもよい。すなわち被写体判別フィル
タ１３の出力レベルが高いときは、画面のコントラスト
が十分得られているので、被写体追尾動作は正常に行な
われると判断し、このレベルが所定のレベル以下となっ
た場合には、被写体追尾動作が正確に行なわれる確立が
低いと判断し、前述の如く追尾領域の点滅周期等の表示
を変化させる。そしてさらに被写体判別フィルタ１３の
出力し・ベルが定価した場合に、上述のフローチャート
のように、追尾動作自体を中止すればよい。

このように構成すれば、撮影状態をより精密に認識する
ことができる。

以上の制御フローをフィールド周期で繰り返し行うこと
により、動きのある被写体に対して焦点を合わせ続けな
がらこれを自動追尾することができる。

なお、上述の実施例によれば、被写体追尾動作のＯＮ１
０　Ｆ　Ｆを表示するのに、合焦検出領域の点灯９点滅
によって行なっているが、これに限定されることはなく
、点滅以外のたとえば色による表示も可能であり、また
合焦検出領域の表示とと６に、撮影モードの表示を電子
ビューファインダの画面内に独立して行なってちよい。

また上述の実施例によれば、合焦検出領域の設定におい
て、被写界深度が中間レベルであった場合において、合
焦検出領域の移動範囲を水平方向のみとしたが、これに
限定される必要はなく、垂直方向の移動に対する重み付
けが小さくなることを考慮して、たとえば第５図（ａ）
〜（Ｃ）に示すように、水平方向及び上方向に移動可能
としもよい。なお各図の対応関係は、第４図（ａ）〜（
ｃ）と同じである。

また、上述の実施例では、被写界深度を３段階に分けて
制御しているが、これも段階数を限定する必要はなく、
たとえば５段階、２段階でも制御可能である。ただし、
段階数を変更する場合は、合焦検出領域の大きさ、移動
範囲、応答速度は、分割された各被写界深度に応じて最
適化する必要があることは言うまでもない。

また本実施例によれば、被写体を追尾する領域と被写体
の焦点状態を検出するための合焦検出領域とを同一の領
域で構成したが、これらのの領域別個に設け、被写体追
尾領域で被写体の位置を追尾し、その位置に別途合焦検
出領域を設定しても良いこと゛は言うまでもなく、この
ようにすると各領域の大きさを別々に設定することがで
きる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明における自動合焦装置によれ
ば、移動する被写体に追従して焦点を合わせ続ける被写
体自動追尾機能を備えた自動合焦装置において、その被
写体追尾動作状態が正常に行なわれているか否かを焦点
制御系の状態から判別して表示するようにしたので、被
写体追尾が正常に行なわれ移動する被写体に対して合焦
させ続けている状態と、被写体追尾が正常に行なわれて
おらず、追尾する被写体に対して合焦状態が得られてい
ない状態とをそれぞれモニタ画面内に明瞭に表示するこ
とができ、操作者に現在の撮動状態を正確に認識させ、
種々の誤動作、誤操作を防止し得、安定で正確な被写体
追尾を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における自動合焦装置の構成を示すブロ
ック図、第２図は本発明の撮像装置の制御動作を説明す
るためのフローチャート、第３図は本発明の撮像装置に
おける被写界深度演算テーブルを示す図、第４図は本発
明の撮像装置における合焦検出領域の撮像面内における
位置関係を示す図、第５図は本発明の撮像装置における
合焦検出領域の撮像面内における位置関係の他の例を示
す図、第６図は本発明における被写体追尾モードにおけ
る表示を説明するための図である。 （ｂ） （Ｃ） ＰＩ （α） （ｂ） （Ｃ） 第 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像画面上に所定の検出領域を設定する領域設定
   手段と、 前記検出領域内の被写体像に対して合焦検出する合焦検
   出手段と、 前記被写体像の移動を検出して前記領域設定手段を制御
   し、前記検出領域の設定位置を被写体像に追従して変位
   させる被写体追尾手段と、前記合焦検出手段の出力に基
   づいて前記被写体追尾手段の動作状態を判別する判別手
   段と、前記判別手段による判別結果に基づいて前記被写
   体追尾手段の動作状態を表示する表示手段とを備えたこ
   とを特徴とする自動合焦装置。
2. （２）特許請求の範囲第（１）項において、前記表示手
   段は、前記検出領域をモニタ画面内に表示するとともに
   、前記被写体追尾手段の動作状態に応じてその表示を異
   ならせるように構成されていることを特徴とする自動合
   焦装置。
3. （３）特許請求の範囲第（２）項において、前記表示手
   段は、前記検出領域をモニタ画面内に点滅表示するとと
   もに、前記被写体追尾手段の動作状態に応じて前記検出
   領域の点滅周期を異ならせるように構成されていること
   を特徴とする自動合焦装置。