JPH03285467A - オートフォーカス装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明はビデオカメラなどの撮像装置に関し、特にビ
デオカメラなどにおいて被写体の像を常に合焦状態に置
くためのオートフォーカス装置に関する。

［従来の技術］ 従来よりビデオカメラなどの撮像装置は、被写体に自動
的に焦点を合わせるためのオートフォーカス装置を含む
。ビデオカメラなどにおいて用いられるオートフォーカ
ス装置は、山登り制御と呼ばれる手法で動作する。山登
り制御とは、以下のような方法である。

撮像素子から得られた輝度信号から所定の高周波帯域の
信号が取出される。取出された信号の振幅が検波されて
、デジタル信号に変換される。得られたデジタル信号は
１フイ一ルド分、あるいは１フレ一ム分というように１
、一定期間にわたりすべて積算処理される。この結果得
られた値はフォーカス評価値と呼ばれる。フォーカス評
価値は、１フイールドごと、あるいは１フレームごとに
求められる。

このようにして得られたフォーカス評価値は、被写体の
合焦状態を表わすと考えられる。その理由は以下のとお
りである。焦点が合った映像においては、被写体の輪郭
がはっきりと捉えられている。一般的に、はっきりとし
た輪郭を有する映像は、映像信号に変換されたときに高
周波成分を多く含む。一方、焦点のずれた映像において
は、輪郭がぼけている。輪郭がぼけた映像を映像信号に
変換すると、高周波成分が少なく、低周波成分の多い信
号となる。したがって、映像信号に含まれる高周波成分
の変化を調べることにより、合焦状態に近づきつつある
か、あるいは合焦状態から遠ざかりつつあるかが判断さ
れる。

第４図はフォーカスレンズの位置とフォーカス評価値と
の関係を示す図である。第４図を参照して、横軸はフォ
ーカスレンズの位置、縦軸はフォーカス評価値を示す。

図中Ｐ点は焦点がぴったりと合うときのフォーカスレン
ズの位置を示す。

前述のように、フォーカス評価値はフォーカスレンズが
点Ｐにあるときに最大値を示し、その前後ではフォーカ
スレンズの移動に伴い単調増加または、単調減少する。

したがって、以下のような操作を行なうことにより、フ
ォーカスレンズをＰ点に移動させることができる。

フォーカスレンズを図における正方向に移動させなから
１フイールドごとにフォーカス評ｗｊ値を求める。求め
られたフォーカス評価値を１フイールド前のフォーカス
評価値と比較する。現在のフォーカス評価値の方が大き
ければフォーカスレンズをさらに正方向に移動させる。

逆に前フィールドのフォーカス評価値の方が大きければ
、フォーカスレンズの位置が合焦位置Ｐ点を越えてしま
ったと判断できるので、フォーカスレンズをそれまでと
逆方向に移動させる。このようにしてフォーカスレンズ
を移動させることにより、フォーカス評価値が最も大き
くなる点にフォーカスレンズを移動させることができる
。

たとえば、フォーカスレンズが初期状態において図中Ｑ
点にあったとする。フォーカスレンズは当初Ｑ点からＰ
点に向かう方向に移動する。フォーカスレンズがＰ点を
越えるまではフォーカス評価値は単調増加する。フォー
カスレンズが合焦位置Ｐ点を越えると、フォーカス評価
値が減少し始めるため、フォーカスレンズは負方向に移
動し、合焦位置Ｐ点に戻る。被写体が移動して合焦位置
Ｐ点が移動した場合にも、フォーカス評価値を用いた上
述の動作を行なうことにより、フォーカスレンズは合焦
位置に自動的に追従する。

一般的には被写体は画面の中央部に配置されることが多
い。したがって、フォーカス評価値は画面全体ではなく
、画面中央の一部の領域の映像信号から算出される。

しかしながら、フォーカス評価値を求めるために輝度信
号から取口す周波数帯域が単一であった場合法のような
問題が生ずる。被写体の条件によっては、抽出すべき周
波数帯域の成分が輝度信号中に存在しない場合や、存在
したとしても極めて低いレベルの場合がある。このよう
な場合には、フォーカス評価値が得られなかったり、正
確な値でなかったりする。また、抽出される周波数帯域
が高周波数側であるほど、得られるフォーカス評価値は
小さくなる。特に、フォーカスレンズの位置が合焦位置
から大きくずれているほどこの傾向は著しい。したがっ
て、初期状態においてフォーカスレンズの位置が合焦位
置から大きくずれていると、フォーカス評価値が得られ
ずオートフォーカス装置が機能しないという場合も考え
られる。

第５図は、異なる２つの周波数帯域についてのフォーカ
ス評価値とフォーカスレンズの位置との関係を示した図
である。第５図を参照して、横軸はフォーカスレンズの
位置、縦軸はフォーカス評価値を示す。成る高周波数帯
域より得られるフォーカス評価値の変化を示す曲線ａと
、曲線ａの場合よりも低い周波数帯域から得られるフォ
ーカス評価値の変化を示す曲線すを比較すると、以下の
ことがわかる。周波数帯域が高周波数側であるほど曲線
はシャープな山を描く。しかし山の高さは低い。周波数
帯域が低いと曲線は緩やかな山を描く。しかし山の高さ
は高い。そこで、輝度信号から複数の互いに異なる周波
数帯域成分を取出し、各成分ごとにフォーカス評価値を
求める方法が考えられた。

第６図は従来のオートフォーカス装置の一例を示す概略
ブロック図である。第６図を参照して、このオートフォ
ーカス装置は互いに異なる周波数帯域を通過させる帯域
フィルタ（ｂａｎｄ　　Ｉ）ａｓｓ　　ｆｔ１ｔｅｒ：
以下、ＢＰＦと略す）１．２と、入力端子がそれぞれＢ
ＰＦＩ、２に接続されたスイッチＳＷと、スイッチＳＷ
の共通端子に入力が接続されたデジタル絶対値変換回路
４２と、デジタル絶対値変換回路４２に接続された積算
回路３０と、積算回路３０に接続されたＣＰＵ　（中央
演算処理装置）２０と、フォーカスレンズを移動させる
ためのフォーカスモータを制御するフォーカスモータ制
御回路２１と、輝度信号を受け、輝度信号から同期信号
を分離するための同期分離回路１１と、同期分離回路１
１から水平同期信号と垂直同期信号とを受け、デジタル
絶対値変換回路４２の動作タイミングを規定するための
信号を発生するゲート制御回路１２と、ゲート制御回路
１２に接続されたゲート回路１３と、ゲート回路１３に
所定のクロックを供給するための発振回路１４と、ゲー
ト回路１３に接続され、それぞれデジタル絶対値変換回
路４２、積算回路３０を駆動するためのＡ／Ｄ　（アナ
ログ−デジタル）変換パルス発生回路２２、ラッチパル
ス発生回路２３とを含む。

デジタル絶対値変換回路４２は、入力された信号を整流
し、レベルに応じた直流電位（以下、これを絶対値信号
と呼ぶ）に変換するための絶対値化回路３と、絶対値化
回路３からの直流電位をアナログ−デジタル変換するた
めのＡ／Ｄ変換器５とを含む。

積算回路３０は、Ａ／Ｄ変換器５に接続された加算器７
と、加算器７とラッチパルス発生回路２３とに接続され
たラッチ回路８とを含む。加算器７は、Ａ／Ｄ変換器５
から入力される信号の値とラッチ回路８のラッチしてい
る値とを加算し、ラッチ回路８に与えるためのものであ
る。

スイッチＳＷはＣＰＵ２０によって制御される。

ＣＰＵ２０は、積算回路３０から入力されるフォーカス
評価値の値によってスイッチＳＷに接続されるＢＰＦを
ＢＰＦＩ、２のどちらか一方に設定する。

従来の装置は以下のように動作する。ＢＰＦｌ、２は撮
像素子（図示せず）から得られた輝度信号Ｙから、互い
に異なる周波数帯域成分を抽出する。

今、ＢＰＦｌ側の周波数帯域がＢＰＦ２の周波数帯域よ
り低いものとする。ＣＰＵ２０は、当初はＢＰＦＩを絶
対値化回路３に接続するようにスイッチＳＷを設定する
。

ＢＰＦＩによって抽出された第１の周波数帯域成分は、
絶対値化回路３によって整流され絶対値信号に変換され
てＡ／Ｄ変換器５に与えられる。

ゲート制御回路１２は、水平同期信号および垂直同期信
号から、フォーカス評価値を得るための画面上の領域（
フォーカス制御エリア）が走査されているときのみゲー
ト回路１３のゲートを開くような信号を作り、ゲート回
路１３に与える。

ゲート回路１３はフォーカス制御エリアが走査されてい
るときだけ発振回路１４の出力クロックをＡ／Ｄ変換パ
ルス発生回路２２、ラッチパルス発生回路２３に与える
。

Ａ／Ｄ変換パルス発生回路２２は、発振回路１４からの
クロックを変換し、Ａ／Ｄ変換器５を動作させるための
Ａ／Ｄ変換パルスを発生する。同様にラッチパルス発生
回路２３は、発振回路１４のクロックをラッチ回路８を
動作させるためのラッチパルスに変換する。

したがって、ラッチ回路８、Ａ／Ｄ変換器５はフォーカ
ス制御エリアが走査されているときのみ次の動作を行な
う。Ａ／Ｄ変換器５は、絶対値化回路３からの絶対値信
号をデジタル化し、加算器７に与える。加算器７は与え
られた絶対値信号の値とラッチ回路８が保持している値
とを加算し、ラッチ回路８に与える。ラッチ回路８は、
ラッチパルス発生回路２３からのラッチパルスに同期し
て、入力された新しいデータを保持する。

ラッチ回路８は垂直同期信号に同期してリセットされる
。すなわち、ラッチ回路８は１フイールドごとにリセッ
トされる。ラッチ回路８はその際保持していたデータを
ＣＰＵ２０に出力する。したがって上述の一連の動作が
１フイ一ルド期間繰返されることにより、積算回路３０
からは、ＢＰＦｌによって選択された周波数帯域のフォ
ーカス評価値が出力されＣＰＵ２０に入力される。

ＣＰＵ２０は、得られたフォーカス評価値によって、前
述の山登り制御を行ないフォーカスモータ制御回路２１
を動作させる。

山登り制御を成る程度行ない、フォーカスレンズが合焦
点位置に近くなったと判断されると、ＣＰＵ２０はスイ
ッチＳＷの入力をＢＰＦ２に切換える。ＢＰＦ２はＢＰ
ＦＩよりも高周波数側の帯域の信号のみ通過させる。し
たがって、ＣＰＵ２０は以後高周波数側の帯域によりフ
ォーカス評価値によって山登りの制御を実行する。

このようにすることにより、フォーカスレンズが合焦点
位置から大きくずれた位置にある場合にも、フォーカス
レンズを正しい方向に駆動することができる。また、フ
ォーカスレンズが合焦点位置近くにきたときには、より
変化率の大きい高周波数側の帯域のフォーカス評価値を
用いるため、フォーカスレンズの駆動をより精密に行な
うことができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のオートフォーカス装置においては以下のような問
題点があった。フォーカスレンズを合焦位置に精度良く
位置させるためには、山登り制御の間隔を短くシ、その
間のフォーカスレンズの移動量を小さくする必要がある
。しかし、そのような場合合焦位置から遠くはずれた位
置にフォーカスレンズがある場合、合焦位置まで到達す
るのに非常に長い時間がかかつてしまう。一方、早く合
焦位置にフォーカスレンズを到達させるためには、山登
り制御の間のフォーカスレンズの移動量を大きくすれば
よい。しかしながらそのようにすると、合焦位置付近で
フォーカスレンズが大きくオーバランする事態が生じ、
精密にフォーカスレンズを合焦位置に位置させることが
難しかった。

それゆえにこの発明の目的は、より短時間で、かつより
精密にフォーカスレンズを合焦位置に移動させることが
できるオートフォーカス装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るオートフォーカス装置は、フォーカスレ
ンズを含む光学系を有する撮像装置において、フォーカ
スレンズを自動的に移動させることによって光学系のフ
ォーカシングを行なう。オートフォーカス装置は、光学
系により結像された被写体の光学像を撮像して輝度信号
を取出す手段と、輝度信号から複数の互いに異なる帯域
の周波数成分を抽出して、その絶対値を所定期間各々積
算することにより各所定期間ごとの複数のフォーカス評
価値を算出するためのフォーカス評価値算出手段と、複
数のフォーカス評価値に応答してフォーカスレンズを移
動させ、かつ複数のフォーカス評価値の関数として定ま
る速さでフォーカスレンズを移動させるためフォーカス
レンズ移動手段とを含む。

［作用］ 本発明に係るオートフォーカス装置においては、フォー
カスレンズを移動させる方向のみならず、その移動の速
さが複数のフォーカス評価値の値によって変化される。

すなわちフォーカスレンズの速さは、高域成分に対応す
るフォーカス評価値が大きくなれば小さく、逆に小さく
なれば大きくなる様に制御される。一般にフォーカスレ
ンズが合焦位置から遠い位置にある場合、高周波帯域の
フォーカス評価値は相対的に小さく、合焦位置に近いと
高周波帯域のフォーカス評価値は相対的に大きくなる。

したがって、本発明に係るオートフォーカス装置におい
ては、フォーカスレンズが合焦位置から遠くにあるとき
には速く、近くにあるときにはゆっくりと移動される。

［実施例］ 初めに、本発明の基本的思想を説明する。再び第５図を
参照して、成る高周波帯域より得られるフォーカス評価
値の変化を示す曲線ａと、曲線ａの場合よりも低い周波
数帯域から得られるフォーカス評価値の変化を示す曲線
すとを比較した場合、次のことが言える。合焦位置から
フォーカスレンズが大きく離れている場合、第５図の横
軸の領域Ｘにおいては、２つのフォーカス評価値はとも
に“０２である。フォーカスレンズが少し合焦位置に近
づくと、すなわちフォーカスレンズが第５図の領域ｙに
存在すると、低域側のフォーカス評価値が出力される。

フォーカスレンズがさらに合焦位置に近くなり、フォー
カスレンズが領域２に入ると、２つのフォーカス評価値
ともに０でない値をとる。

そこで、領域ｘ、ｙ、ｚにおけるフォーカスレンズの移
動速さを第７図に示される表のように設定する。このよ
うな設定を行なうことにより、以下のような効果が生ず
る。フォーカスレンズが合焦位置から遠い場所にある場
合、フォーカスレンズは大きな速さで移動する。この場
合フォーカスレンズの位置決めの精度は問題でないため
、フォーカスレンズを十分速い速さで合焦位置方向に移
動させることができる。フォーカスレンズが合焦位置に
近づくにつれ、フォーカスレンズの移動の速さは小さく
なる。したがって山登り制御の時間間隔が一定であれば
、合焦位置に近いほどフォーカスレンズの位置決めは精
密に行なわれる。フォーカスレンズが合焦位置を大きく
オーバランする−こともない。したがって、従来より速
い速度で、かつ十分な精度でフォーカスレンズを合焦位
置に到達させることができる。

第１図は本発明の一実施例を示すオートフォーカス装置
の概略ブロック図である。第１図を参照して、このオー
トフォーカス装置は、特定の周波数帯域成分を通過させ
るＢＰＦＩと、ＢＰＦＩの帯域よりも高い周波数帯域成
分を通過させるＢＰＦ２と、２つの入力端子がそれぞれ
ＢＰＦＩ、２に接続された切換回路１６と、切換回路１
６の出力端子に接続されたデジタル絶対値変換回路４２
と、デジタル絶対値変換回路４２の出力に接続された切
換回路１７と、切換回路１７の一方の出力端子に接続さ
れた積算回路３０と、切換回路１７の他方の出力端子に
接続された積算回路３１と、積算回路３０．３１に接続
されたＣＰＵ２０と、ＣＰＵ２０に接続されたフォーカ
スモータ制御回路２１と、輝度信号から水平同期信号と
垂直同期信号とを分離するための同期分離回路１１と、
同期分離回路１１に接続された切換ゲート制御回路１５
と、切換ゲート制御回路１５に接続されたゲート回路１
３と、ゲート回路１３に所定のクロック信号を与えるた
めの発振回路１４と、ゲート回路１３に接続され、デジ
タル絶対値変換回路４２に所定のＡ／Ｄ変換パルスを与
えるためのＡ／Ｄ変換パルス発生回路２２と、ゲート回
路１３に接続され、積算回路３０．３１にそれぞれデー
タをラッチするためのラッチパルスを与えるためのラッ
チパルス発生回路２３とを含む。

切換回路１６．１７はともに切換ゲート制御回路１５に
よって制御される。積算回路３０は、加算回路７とラッ
チ回路８とを含む。加算回路７は切換回路１７の一方端
子から与えられるデジタルデータを、ラッチ回路８に格
納されているデータに加算して、加算結果をラッチ回路
８に与えるためのものである。ラッチ回路８は、ラッチ
パルス発生回路２３からのラッチパルスに応答して、加
算器７の出力をラッチするためのものである。ラッチ回
路８の出力はＣＰＵ２０に与えられている。

積算回路３１は、積算回路３０と同様に加算器９とラッ
チ回路１０とを含む。加算器９は切換回路１７の他方の
出力端子から与えられるデータと、ラッチ回路１０に格
納されているデータとを加算し、加算結果をラッチ回路
１０に与えるためのものである。ラッチ回路１０はラッ
チパルス発生回路２３からのラッチパルスに応答して、
加算器９の出力をラッチするためのものである。ラッチ
回路１０の出力はＣＰＵ２０に与えられる。

本発明に係るオートフォーカス装置は以下のように動作
する。ＢＰＦＩは撮像素子（図示せず）から得られた輝
度信号Ｙから特定の周波数帯域成分を抽出する。ＢＰＦ
２はＢＰＦＩよりも高い周波数帯域成分の信号を抽出す
る。ＢＰＦＩ、２によって抽出された各周波数帯域成分
の信号は切換回路１６の２つの入力端子にそれぞれ入力
される。

切換ゲート制御回路１５は、同期分離回路１１からの水
平同期信号と垂直同期信号とに基づいて、従来と同様に
フォーカス制御エリアが走査されている間だけゲート回
路１３を開くための信号を作り、ゲート回路１３に与え
る。切換ゲート制御回路１５は同時に、切換回路１６．
１７を１水平走査期間ごとに切換えるための切換信号を
生成し、切換回路１６．１７に人力する。切換回路１６
は切換信号に同期して、１水平走査期間ごとに、１水平
走査期間分のＢＰＦＩ、２の出力を交互に絶対値化回路
３に入力する。

デジタル絶対値変換回路４２は、第６図に示されるデジ
タル絶対値変換回路４２と全く同様の動作を行なう。し
たがって、Ａ／Ｄ変換器５の出力するデータは、フォー
カス制御エリアから得られる輝度信号から抽出された、
−水平走査期間ごとに切替わる所定の周波数帯域成分の
大きさをデジタルデータに変換したものである。

Ａ／Ｄ変換器５の出力は切換回路１７の共通端子に与え
られる。切換回路１７は、切換ゲート制御回路１５から
の切換信号に同期して、Ａ／Ｄ変換器５の出力が積算回
路３０．３１に交互に入力されるようにその接続を切換
える。

切換回路１６．１７は同一の切換信号によって動作する
。したがってこれらの動作は互いに同期している。その
結果、フォーカス制御エリアにおいて、ＢＰＦＩによっ
て抽出された周波数帯域成分から得られた絶対値データ
と、ＢＰＦ２により抽出された周波数帯域成分から得ら
れた絶対値データとは、それぞれ積算回路３０．３１に
別々に入力される。

積算回路３０．３１は、第６図に示された積算回路３０
と全く同じ動作を行なう。すなわち、積算回路３０はＢ
ＰＦＩによって抽出された周波数帯域成分によるフォー
カス評価値を出方し、積算回路３１はＢＰＦ２によって
抽出された周波数帯域成分によるフォーカス評価値を出
力する。但し、切換回路１６．１７は１水平走査期間ご
とにその接続を切換える。したがって、積算回路３０１
３１に与えられるデータも１水平走査走査期間ごとのデ
ータとなる。また、ラッチ回路８．１ｏは垂直同期信号
に同期して１フイールドごとに保持しているデータをＣ
ＰＵ２０に与えた後、保持データをリセットする。した
がって、１フイールドごとに積算回路３０．３１がらＣ
ＰＵ２０に与えられるフォーカス評価値は、それぞれ１
／２フイ一ルド分のフォーカス評価値となる。

第２図は画面上の１フイ一ルド分の走査線と、各走査線
から得られる輝度信号に対して行なわれる処理との関係
を示す。第２図を参照して、画面５０の中央付近にはフ
ォーカス制御エリア５１が設定される。第１図に示され
る切換ゲート制御回路１５は、フォーカス制御エリア５
１内において走査がされている場合だけ、ゲート１３を
開く。

したがって、フォーカス制御エリア５１外にある走査線
（図中破線で示される）から得られる輝度信号は処理の
対象とならない。

フォーカス制御エリア５１内にある走査線を走査して得
られる輝度信号に関しては、各走査線ごとに交互にその
絶対値データが積算回路３０．３１に与えられる。した
がって、たとえば図中実線で示される走査線からは積算
回路３０によってそのフォーカス評価値が得られる。ま
た、図中−点鎖線で示される走査線からは、積算回路３
１によってそのフォーカス評価値が得られる。

第２図に示される場合、１フイールドの各走査線が１本
おきに２つのグループに分けられ、それぞれ積算回路３
０．３１によって処理される。したがって、厳密に言え
ば積算回路３０．３１がら得られるフォーカス評価値は
同一画面についての値とは言えない。しかしながら、同
一フィールド内においては隣接する走査線間の相関度は
極めて高いと考えられる。したがって、上述のような方
法で得られた２つのフォーカス評価値は、ともに同−の
画面について得られたものであると考えて差し支えない
。

ＣＰＵ２０は、積算回路３０．３１から得られる２つの
周波数帯域のフォーカス評価値によって、第７図に示さ
れる表に従って、フォーカスモータの動作速度を決定す
る。ＣＰＵ２０は、決定された動作速度に従ってフォー
カスモータ制御部２１に制御信号を送る。これにより、
フォーカスレンズの移動速度は、２つの周波数帯域のフ
ォーカス評価値の変化に従って少なくとも３通りに変化
される。

第３Ａ図は、ＣＰＵ２０において実行されるプログラム
の概略フローチャートである。第３Ａ図を参照して、ス
テップＳ１において積算回路３０から与えられるフォー
カス評価値Ｆ１が取込まれ、レジスタＲ１に格納される
。フォーカス評価値Ｆ１は、ＢＰＦＩ、すなわち低周波
数帯域側の輝度信号から算出されたフォーカス評価値で
ある。

ステップＳ２において、同様に積算回路３１から与えら
れるフォーカス評価値Ｆ２が取込まれ、レジスタＲ２に
格納される。フォーカス評価値Ｆ２は、ＢＰＦ２によっ
て抽出された高周波数帯域成分から算出されたフォーカ
ス評価値である。

ステップＳ３、Ｓ４において、次のフィールドのフォー
カス評価値Ｆ１、Ｆ２がそれぞれ読込まれる。

ステップＳ５において、フォーカス評価値Ｆ１、Ｆ２に
よってフォーカスレンズの移動速度を決定する処理が行
なわれる。

第３Ｂ図はフォーカスレンズの速さを設定するサブルー
チンのフローチャートである。第３Ｂ図を参照して、ま
ずステップ５５０１においてフォーカス評価値Ｆ２が予
め定める値Ｃ２よりも大きいか否かが判定される。第５
図を参照して、既に述べられたように、たとえば曲線８
の場合、領域ｘ、ｙにおいてはフォーカス評価値は０と
なる。

しかしながら、実際にはノイズなどのために完全に０に
なることはあり得ない。したがって、フォーカス評価値
が十分少さな正の定数Ｃ２よりもさらに小さな場合には
、フォーカス評価値はほぼ０であるとみなす。ステップ
５５０１における判断の答がＹＥＳであれば、フォーカ
スレンズは第５図に示される領域２にあると考えられる
から、ステップ５５０２においてフォーカスレンズの移
動速度は低速に定められる。

ステップ５５０１における判断の答がＮＯであれば、フ
ォーカスレンズは第５図に示される領域Ｘ、ｙのいずれ
かにあると考えられる。したがって、制御はステップ８
５０３に進む。

ステップ５５０３において、フォーカス評価値Ｆ１が予
め定める十分少さな正の定数Ｃ１より大きいかどうかが
判断される。この判断も、第５図の曲線すによって示さ
れるフォーカス評価値の値が実質上０と等しいかどうか
を判断するためのものである。この判断の答がＹＥＳで
あれば制御はステップ５５０４に進み、さもなければ制
御はステップ５５０５に進む。

ステップ５５０４においては、フォーカス評価［Ｆ２は
０、フォーカス評価値Ｆ１は０でないものと判断される
から、フォーカスレンズは第５図に示される領域ｙに存
在すると考えられる。したがって、フォーカスレンズの
移動速度は中程度の速度に設定される。

ステップ５５０５においては、フォーカス評価値Ｆ１、
Ｆ２ともに０であるから、フォーカスレンズは領域Ｘに
存在すると考えられる。したがって、フォーカスレンズ
の移動速度は高速に設定される。

ステップ５５０２．５５０４．５５０５の処理が終了す
ると制御はメインルーチンに戻される。

ステップ８６以下は山登り制御によるフォーカスレンズ
の駆動過程を示す。

ステップＳ６においては再びフォーカス評価値Ｆ２が定
数０２より大きいか否かが判断される。

ステップＳ６における判断の答がＹＥＳであれば制御は
ステップＳ１２に進み、さもなければ制御はステップＳ
７に進む。

制御がステップＳ７に進んだ場合には、フォーカスレン
ズは第５図に示される領域２の外にあるものと考えられ
る。したがって曲線すによる山登り制御、すなわちＢＰ
ＦＩによって得られる低い周波数帯域成分によって得ら
れたフォーカス評価値による山登り制御が行なわれる。

ステップＳ７においては、フォーカス評価値Ｆ１の値が
１フイールド前の評価値の値、すなわちレジスタＲ１に
格納されている値と比較して大きいかどうかが判断され
る。答がＹＥＳであれば制御はステップＳ８に進み、さ
もなければ制御はステップＳ９に進む。

ステップＳ８においては、現フィールドの方が前フィー
ルドに比べてフォーカス評価値が増加しているわけであ
るから、フォーカスレンズは同一方向にさらに進められ
る。このときその移動の速さは、ステップＳ５において
定められた速さである。

ステップＳ９においては、合焦位置をフォーカスレンズ
が通り越したと考えられるから、フォーカスレンズは逆
戻りさせられる。このときのフォーカスレンズの移動の
速さも、ステップＳ５で定められた速さとなる。ステッ
プＳ８、Ｓ９の後、制御はステップＳＩＯに進む。

ステップＳ６における判断の答がＹＥＳであれば、制御
はステップ８１２に進むが、ステップＳ１２においては
以下のような動作が行なわれる。

制御がステップＳ１２に来る場合には、ＢＰＦ２を通過
する周波数帯域成分によって得られたフォーカス評価値
が予め定められた正の定数０２より大きいわけであるか
ら、第５図における曲線ａを使用した山登り制御が行な
われる。ステップＳ１２においては、現フィールドのフ
ォーカス評価値Ｆ２が、前フィールドのフォーカス評価
値Ｒ２より大きいかどうかが判断される。この答がＹＥ
Ｓであれば制御はステップ３１３に進み、さもなければ
制御はステップ８１４に進む。

ステップＳ１３においては、フォーカス評価値が増加し
ているわけであるから、レンズはさらに同じ方向に移動
される。このときのレンズの移動速度はステップＳ５に
おいて定められた速さを有する。

ステップ５１４においては、レンズが合焦位置を通り越
したと考えられるから、レンズは逆方向に戻される。こ
のときのレンズの移動の速さも、ステップＳ５において
定められた速さである。

ステップ８１３、Ｓ１４が終了すると、制御はステップ
Ｓ１０に進む。

ステップＳＩＯにおいては、現フィールドにおいてＢＰ
ＦＩを通過する周波数帯域成分によって得られたフォー
カス評価値がレジスタＲ１に退避される。同様にステッ
プＳ１１においては、ＢＰＦ２を通過する周波数帯域成
分によって得られたフォーカス評価値がレジスタＲ２に
退避される。

そして制御は、ステップＳ３に戻り、ＢＰＦ　１を通過
する周波数帯域成分によるフォーカス評価値の算出以下
、前述の動作が繰返される。

ＣＰＵ２０において実行されるプログラムが第３Ａ図、
第３Ｂ図に示されるフローチャートを有することにより
、レンズが合焦位置から非常に遠い場所にあるときには
レンズの移動の速さは大きい。レンズが合焦位置に近づ
くほどレンズの移動の速さは小さくなる。したがって、
レンズが合焦位置から遠い場所にあっても、非常に短時
間で合焦位置付近まで移動することが可能である。しか
も、合焦位置付近においてはレンズの移動速度は小さく
なるため、レンズを精度良く合焦位置に保つことが可能
となる。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、フォーカスレンズが合
焦位置から遠く、高域成分による評価値が小さいほど、
フォーカスレンズの移動の速さは大きい。フォーカスレ
ンズが合焦位置に近く、高域成分によるフォーカス評価
値が大きいほど、フォーカスレンズの移動の速さは小さ
い。したがって、合焦位置から遠い位置にフォーカスレ
ンズがある場合にも、従来より短時間でフォーカスレン
ズを合焦位置付近まで移動させることができる。

合焦位置付近ではフォーカスレンズの移動の速さは小さ
いため、フォーカスレンズを合焦位置に精度良く位置決
めすることができる。

すなわち、短い時間で精密な合焦制御を行なうことがで
きるオートフォーカス装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るオートフォーカス装置のブロック
図であり、 第２図は画面上の走査線とそれから得られる輝度信号に
対する処理との対応関係を示す模式図であり、 第３Ａ図、３８３８図は本発明の一実施例のＣＰＵにお
いて実行されるプログラムのフローチャートであり、 第４図は山登り制御の原理を示すための、レンズ位置と
フォーカス評価値との関係を示す図であり、 第５図は複数の周波数帯域成分によって得られるフォー
カス評価値とレンズ位置との関係を示す模式図であり、 第６図は従来のオートフォーカス装置のブロック図であ
り、 第７図は本発明に係るオートフォーカス装置の動作原理
を説明するための図である。 図中、１．２はＢＰＦ、３は絶対値化回路、５はＡ／Ｄ
変換器、７．９は加算器、８．１０はラッチ回路、１１
は同期分離回路、１３はゲート回路、１５は切換ゲート
制御回路、１６．１７は切換回路、２０はＣＰＵ、２１
はフォーカスモータ制御回路、３０．３１は積算回路、
４２はデジタル絶対値変換回路を示す。 なお、図中同一符号は同一、または相当箇所を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）フォーカスレンズを含む光学系を有する撮像装置
   において、前記フォーカスレンズを自動的に移動させる
   ことにより前記光学系の合焦動作を行なうオートフォー
   カス装置であって、前記光学系により結像された被写体
   の光学像を撮像して輝度信号を取出す手段と、 前記輝度信号から複数の互いに異なる帯域の周波数成分
   を抽出し、その絶対値を所定期間各々積算することによ
   り各前記所定期間ごとに複数のフォーカス評価値を算出
   するためのフォーカス評価値算出手段と、 前記複数のフォーカス評価値に応答して、前記フォーカ
   スレンズを移動させ、かつ前記複数のフォーカス評価値
   の関数として定まる速さで前記フォーカスレンズを移動
   させるためのフォーカスレンズ駆動手段とを含み、 それによって前記複数のフォーカス評価値のうちの、高
   域成分に対応するフォーカス評価値が大きくなるにつれ
   て、前記フォーカスレンズの移動速度を小さくすること
   を特徴とするオートフォーカス装置。