JPH0368280A

JPH0368280A - オートフォーカスカメラ

Info

Publication number: JPH0368280A
Application number: JP1204973A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Murata; 治彦村田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1989-08-08
Filing date: 1989-08-08
Publication date: 1991-03-25
Anticipated expiration: 2013-02-04
Also published as: JP2708904B2

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、オートフォーカス機能を備えた電子スチルカ
メラ等のオートフォーカスカメラに関する。

（ロ）従来の技術カメラのオート７オーカス装置においては撮像素子から
の映像信号自体の高域成分を焦点制御の評価に用いる方
法は、本質的にバララックスが存在せず、また被写界深
度が浅い場合や遠方の被写体に対しても、精度良く焦点
を合わせられる等の優れた点が多い。しかも、オートフ
ォーカス用の特別なセンサも不要で、機構的にも極めて
簡単である。

特開昭６３　１２５９１０号公報（ＧＯ２Ｂ７／　１．
１　）には、前述の所謂山登りオート７オーカス方式の
一例が開示されている。ここで、この従来技術について
、第・１図及び第５図を用いてその骨子を説明する。第
４図は従来技術の全体の回路ブロフク図であり、この図
において、フ才一カスレンズ（１）によって結像した画
像は、撮像素子を含む撮像回路（４）によって映像信号
となり、焦点評価値発生回路（５）に入力される。焦点
評価値発生回路（５）は第５図に示すように溝底される
。映像信号より同期分離回路（５ａ〉によって分離され
た垂直同期信号（＼ＩＤ）、水平同期信号（ＨＤ）は７
オーカスエリアとしてのサンプリングエリアを設定する
ためにゲート制御回路（５ｂ）に入力される。ゲート制
御回路（５ｂ）では垂直同期信号（ＶＤ）、水平同期信
号（ＨＤ）及び撮像素子を駆動する固定の発！ｉ器出力
に基づいて、画面中央部分に長方形のサンプリングエリ
アを設定し、このサンプリングエリアの範囲のみの輝度
信号の通過を許容するゲート開閉信号をゲート回路（５
ｃ）に供給する。

ゲート回路（５ｃ）によって７オーカスエリアの範囲内
に対応する輝度信号のみが、高域通過フィルター（Ｈ，
Ｐ、　Ｆ）（５ｄ）を通過して高域成分のみが分離され
１次段の検波回路（５ｅ）で振幅検波される。この検波
出力はＡ／Ｄ変換回路（５ｆ）に所定のサンプリング周
期でディジタル値に変換されて、順次積算賂（５ｇ）に
入力される。

この積１Ｂ（５ｇ）は、具体的にはＡ７／′Ｄ変換デー
タと後段のラッチ回路のラッチデータとを加算する加９
Ｂと、この加ＩＪ訃をラッチし、１フイールド毎にリセ
ットされるうｌ子回路から成る所謂ディジタル積分益で
あり、１フイ一ルド期間についての全Ａ／Ｄ変換データ
の和が焦点評価値として出力される。従って、焦点評価
値発生回路は７オーカスエリア内での輝度信号を時分割
的に抜き取り、更にこの高域成分を１フイ一ルド期間に
わたってディジタル積分し、この積分値を現フィールド
の焦点評価値として出力することになる。次に第６図の
フローチャートを参照しつつ第１図の動作説明を行なう
。オート７オーカス動作開始ＩＫ後に、最初の焦点評価
値は最大値メモリ（６）と初期値メモリ（７）に保持さ
れる（Ｓｌ）。その後、フォーカスモータ制御回路＜１
０）はレンズ（１）を光軸方向に進退させる７オーカス
モータ（）オーカス制御手段）（３）を予め決められた
方向に回転させ（Ｓ、）第２比較器（９）出力を監視す
る。第２比較器（９）は、７オーカスモータ駆動後の焦
点評価値と初期値メモリ（７）に保持されている初期評
価値を比較しその大小を出力する。

フォーカスモータ制御回路（１０）は、第２比較器（９
）が大または小という出力を発するまで最初の方向にフ
ォーカスモータ（３）を回転せしめ、現在の焦点評価値
が初期の評価値よりも、予め設定さ１１だ変動幅よりも
大であるという出力がなされた場合には、そのままの回
転方向を保持しくＳ、）、現在の評価値が初期評価値に
比べて、上記変動幅よりも小であるという出力がなされ
た場合には７オーカスモータ（３）の回転方向を逆にし
て（Ｓｌ）、第１比較器（８）の出力を監視する（Ｓ、
）。

第１比較益（８）は最大値メモリ（６）に保持されてい
る今までの最大の焦点評価値と現在の焦点評価値を比較
し、現在の焦点評価値が最大値メモリ（６）の内容に比
べて大きい（第１モード）、予め設定した第１の閾値以
上に減少した（第２モード）の２通りの比較信号（ＰＩ
）（Ｐ２）を出力する。ここで最大値メモリく６）は、
第１比較器く８）の出力に基づいて、現在の焦点評価値
が最大値メモリ（６）の内容よりも大きい場合にはその
値が更新さＩ″ｔ　（Ｓ＋　）、常に現在までの焦点評
価値の最大値が保持される（Ｓ、）。

（１３）はレンズ（１）を支持する７オーカスリング（
２）の位置を指示するフォーカスリング位置信号を受け
て、７オ一カスリング位置を記憶する位置メモリであり
、最大値メモリ（６）と同様に第１比較益（８）の出力
に基いて、最大評価値となった場合のフォーカスリング
位置を常時保持するように四断される。ここで、フォー
カスリング（２）はフォーウスモータ（３）により回転
し、この回転に応じてレンズ（１）が光軸方向に進退す
ることは周知の技ｄｉである。尚、７オ一カスリング位
置信号はフォーカスリング位置を検出するポテンショメ
ータにて出力されるが、７オーカスモータ（３）をステ
ップピングモータとし、このモータの近点及び■点方向
への回転量を正及び負のステップ量とし、７オーカスリ
ングあるいはフォーカスモータの位置をこのステップ量
にて表現することも可能である。

フォーカスモータ制御回路（１０）は、第２比較器（９
）出力に基づいて決定された方向に７オーカスモータ（
３）を回転させながら、第１比較器（８）出力を監視し
、評価値の雑音による誤動作を防止するために、第１比
較器（８）出力にて現在の評価値が最大評価値に比して
上記予め設定された第１の閾値（Ａ　ｙ　）より小さい
という第２モードが指示される（第７図のＱに達する）
と同時にフォーカスモータ（３）は逆転される（Ｓ、）
。この逆転後、モータ装置メモリ（１３）の内容と、現
在のフォーカス９フフ位置信号とが第３比較ｗａｎにて
比較され（Ｓ、）、一致するまでフォーカスモータ（３
）を回転せしめるよう制御しくＳ、。）、一致したとき
、即ちフォーカスリング（２）が焦点評価値が最大とな
る位ｆｆｉ　（Ｐ）に戻ったときにフォーカスモータ（
３）を停止させる（Ｓ、）ようにフォーカスモータ制御
回路（１０）は機能する。同時にフォーカスモータ制御
回路（１０）はレンズ停止信号（ＬＳ）を出力する。

（ハ）発明が解決しようとする課題ヒ記ｉ足米Ｊｔ　ｎｉにおけるオートフォーカス動作は
、レンズの合焦可能範囲の至近距離から無限遠までの間
において、常に１散少鼠（１フイールド毎）フォーカス
リングを動じながら１焦動作を行なうものであり、上記
至近距離から無限遠までフォーカスレンズを移動せしめ
るのに２秒要するが、動画の撮影を主たる目的とするビ
デオカメラでは何ら問題はない。

しかしながら、一般に電子スチルカメラでは、−瞬の間
における被写体の画像を静止画として取り込むものであ
り、シャノタボタンを押してからオート７オーカス動作
が完了するまで２秒もかかる上記従来方式では、撮影者
はレリーズタイムラグを感じて、非常に使いづらいばか
りでなく、シャッターチャンスを逃す虞れがあり、実用
的ではない。

そこで、本発明はシャソタボタンが押されるとオートフ
ォーカスの合焦動作を含め撮影が完了するまで、極めて
短時間（例えば０．５秒間）で行なうことができるよう
（こしたオートフォーカスカメラを提供しようとするも
のである。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、撮像素子から得られる撮像映像信号の高域成
分レベルを焦点評価値として所定期間毎に検出すること
によりオート７オーカス動作を行なうよう（こしたオー
トフォーカスカメラ１こおいて、Ｌ記課題を解決すべく
）オーカスレンズを被写体距離の無限遠から至近点に頁
って、比較的粗いステツプで移動せしめ、この各ステッ
プ毎の焦Ｑ評価値を得る第１のサーチ手段と２前記第１
のサーチ手段によって得られる第１の最大焦点評価値に
対応する被写体距離の近傍まで前記７オーカスレンズを
移動せしめた後、更に前記フォーカスレンズを前記被写
体距離の近傍において微少ステノブで移動せしめ、この
各微少ステップ毎の焦点評価値から第２の最大焦点評価
値を得る第２のサーチ手段とを備えたＩｌｌ或とした。

（ホ）作　用上記ｌ１１１威によれば、極ぬで短時間でオート７オー
カスの合焦動作が完了する。

（へ）実施例以ド、本発明のオートフォーカスカメラを第１図〜第３
図を参照しつつ説明する。

第１図はオート７オーカス機能を備えた電子スチルカメ
ラの要部プロ・ソク図を示しており、第４図と同一部分
には同一符号を伺しその説明は省略する。尚、オートフ
才一力、スレンズ（１）はレンズの合焦可能範囲の至近
距離点から無限遠点まで従来動作をさせると２秒間要す
るものとする。そうすると、２秒間で１２０フイールド
の映像信号を得ることができるので、焦点評価値も１２
０ステ・／プ得ることができ、従ってフォーカスレンズ
（１）の合焦精度はレンズの合焦可能範囲の至近距離か
ら無限遠までの′７．６であると考えることができる。

以ド、第２図の動作フローチャート及び第３図の特性図
を参照しつつ第１図の動作を説明する。

まず、カメラ（Ｃａ）がオート７オーカスモード（こな
ると、オートフォーカス動作の開始前に７オーカスリン
グ（２）を無限遠点に移動させる（Ｓｌ）。

オートフォーカス動作が開始されると、その開始１−に
後に得られる最初の焦点評価値が最大値メモリ（１，０
０）に保持され（Ｓ、）、その後フォーカスモータ制卸
回路（Ｎ１４）はフォーカスモータ（３）を駆動し、７
オーカスリング（２）を至近距離の方向に向って上記従
来動作の１０倍の速度、すなわち０．２秒で回転させる
（Ｓ、）。この結果、０．２秒間で１２フイールドの映
像信号を得ることができるので焦点評価値も１２ステッ
プ分得られることになる。」二足フォーカスリング（２
）の回転に伴なって、第１比較５（１０１）は最大値メ
モリ（１００）に保持されている今までの最大の焦点評
価値と現在の焦点評価値を比較しくＳ、）、現在の焦点
評価値が最大値メモリ（１００）の内容に比べて大きい
とき信号を出力する。ここで最大値メモリ（１００）は
、第１比較器（Ｉｆ）１）の出力に基づいて、現在の評
価値が最大値メモリ（１００）の内容よりも大きい場合
にはその値が更新され、常に現在までの焦点評価値の最
大値が保持される（Ｓ、）。

（１０２）はフォーカスリング（２）［または）オーカ
スモータ（３）］にＩｆ置を指示する７オ一カスリング
位置信号［またはモータｆ立置信号］を受けてフォーカ
スリング位置［またはモータ位置］を記憶するＤ　’ｉ
ｌｌメモリであり、この位置メモリ（１０２）は第］（
立置メモリ（１０２ａ）、第２位置メモリ（１０２１）
）、第３位置メモリ（１０２ｃ）から戊り、第１位置メ
モリ（Ｈ）２ａ）は最大値メモリ（１００）と同様に第
１比較誹（１０１）の出力に基づいて焦点評価値が最大
値となっ／こときのフォーカスリング位置データ［また
はモータ位置データ］を常時保持するように更新される
。また、第２位置メモリ（１０２ｂ）は焦点評価値が最
大値となったときの７オ一カスリング位置データ［また
はモータ位置データ］の１ステツプ前のフォーカスリン
グ位置データ（第３図■点）を常時保持するようにデー
タが更新され、第３位置メモリ（１０２ｃ）は焦点評価
値が最大値となったときのフォーカスリングｆ立置デー
タ二またはモータｆ立置データコの１ステツプ後の７オ
一カスノング位置データ（第３図■点）を常時保持する
ようにデータが更新される。

以上のサーチ動作をレンズの合焦可能範囲の無限遠から
至近距離まで行なう（Ｓ、）ことにより、疑似最大焦点
評価値（第１の最大焦点評価値）［第３図０点における
評価値］が見つけ出され、この結果シャッタボタンが押
されてから０．２秒で焦点評価値の真の最大ｆｔ１ｉ　
（第２の最大焦点評価値）［第３図ｆ０点における評価
値コが被写体距離のどの付近にあるか、すなわち被写体
がおよそどれくらいの距離に存在するかを知ることがで
きる訳である。

次に７オ一カスモーク制御回路（１０４）は第３位置メ
モリ（１０２ｃ）に記憶された前記データの内容に従っ
て７オーカスモータ（３）を高速で逆回転させ（Ｓ、）
、これによりフォーカスリング（２）を上記サーチで得
られた第１の最大焦点評価値の１ステ・ｌプ前の位置（
第３図Ｃ点）に瞬時に移動せしめる動作を行ない（Ｓ、
）（Ｓ、）、そのときの最初の焦点評価値（第３図Ｃ点
における焦点評価値）は最大値メモリ（１００）に保持
される（Ｓ、）。この後、第２の最大焦点評価値をサー
チすべく、低速［？に米と同様の１７８．の精度（１フ
イールド毎）〕でフォーカスリングを回転せしめる動作
に移行するが、これについて以下述べる。まずフォーカ
スモータ（３）を無限遠の方向に低速回転させ（Ｓ）［
第３図の■の状態］、第１比較器（１０１）の出力を監
視する。

第１比較器（Ｈ）１）は最大値メモリ（１，００）に保
持されている今までの最大の焦点評価値と現在の焦点評
価値を比較し、現在の焦点評価値が最大値メモＮ１００
）の内容に比べて大きい（第１モード）、あらかじめ設
定した第１の閾値Δｙ（第３図参照）以」二に減少した
（第２モード）の２通りの比較信号を出力する（Ｓ、、
）。ここで最大値メモリ（１，００〉は、第１比較器（
１０１）の出力に基づいて、現在の評価値が最大値メモ
リ（１００）の内容よりも大きい場葎にはその値が更新
され、常に現在までの焦点評価値の最大値が保持される
（Ｓ、〉。

第１位置メモリ（１０２ａ　）は、最大値メモリ（１０
０）と同様に第１比較Ｂ（１０１）の出力に基づいて、
焦点評価値が最大値となった時のフ才一カスリングｆ装
置データを常時保持するように更新される（Ｓ、）。

７オ一カスモータ制御回路（１０４）は第１比較番（１
０１）の出力を監視し、第１比較Ｂ（１０１）出力にて
現在の焦点評価値が最大焦点評価値より小さい［第３図
の■の状！！］　という第２モードが指示されるとフォ
ーカスモータ（３）を逆転する（Ｓ、）［第３図の■の
状態］。この逆転後、第１位置メモリ（１０２ａ　）の
内容と、現在のモータ位置とが第２比１２ｉ５（１，０
３）にて比較され（Ｓ’ｓ）、一致するまでフォーカス
モータ（３）を低速回転せしめるよう制御しくＳ□）、
一致したときにフォーカスリングダ（２）が焦点評価値
の極大点に戻ったとしてフォーカスモータ（３）を停止
させる（Ｓ、、）ように、７オ一カスモーク制御回路（
１０４）は機能する。同時に７オ一カスモータ制御回路
（１０４）はレンズ停止信号（ＬＳ）を出力する［第３
図の■の状態］。

１１　ｈのような動作により、高精度且つ高速オートフ
ォーカス動作を行なわせしめることが可能となる。

尚、１′−詑実施例では、オートフォーカス動作開始１
１ｉ　１ニーｊ’１７オーカスリングを無限遠点に移動
させから至近点に移動させるようにしたが、これとは逆
に一旦フオーカスリングを至近点に移動させてから無限
遠点に移動させるようにしてもよい。

また、オートフォーカス動作開始前にフォーカスリング
を無限遠点または至近煮に必ずしも移動させておく必要
はなく、要するに無限遠点から至近点間に■っで第１の
最大焦点評価値をサーチするようフォーカスリングを移
動させればよく、７オーカスリングの初期位置は限定さ
れるものでよない。

更に、第１図における最大値メモリ（１００）、第１比
較器（１０１）、位置メモリ（１０２）、第２比較器（
１０３）、７オ一カスモーク制御回路（＋０４）は１チ
ツプのマイクロコンピュータにて構成できることは言う
までもない。

（ト）発明の効果以ヒの通り本発明のオートフォーカスカメラは、短時間
で精度の高い合焦状態を得ることができ、電子スチルカ
メラとして使用した場合、特に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のオートフォーカスカメラの一実施例を
示す要部ブロック図、第２図はそのオートフォーカス動
作を説明するためのフローチャートを示す図、第３図は
本発明による合焦動作を説明するための特性図、第４図
は従来のオートフォーカスカメラの要部ブロック図、＠
５図はその要部の詳細を示すブロック図、第６図は従来
のオート７オーカス動作を説明するための７０チヤート
を示す図、第７図は従来の合焦動作を説明するための特
性図である。（１）・・・フォーカスレンズ、（２）・・・フォーカ
スリング、（３）・・・７オーカスモータ、（１）、撮
イ象回路、（５）、焦点評価値発生、（１００）・・・
最大値メモＪ、（１０１）・・・第１比較烙、（１０２
）・・・位置メモリ、（１（）３）・・・第２比＃ｉ器
、（１０４）・・・フォーカスモータ制御回路。桓叫鑑９ゼ第７図し）ス“イ在五

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像素子から得られる撮像映像信号の高域成分レ
ベルを焦点評価値として所定期間毎に検出することによ
りオートフォーカス動作を行なうようにしたオートフォ
ーカスカメラにおいて、フォーカスレンズを被写体距離
の無限遠から至近点に亘って、比較的粗いステップで移
動せしめ、この各ステップ毎の焦点評価値を得る第１の
サーチ手段と、前記第１のサーチ手段によって得られる第１の最大焦点
評価値に対応する被写体距離の近傍まで前記フォーカス
レンズを移動せしめた後、更に前記フォーカスレンズを
前記被写体距離の近傍において微少ステップで移動せし
め、この各微少ステップ毎の焦点評価値から第２の最大
焦点評価値を得る第２のサーチ手段とを備えるオートフ
ォーカスカメラ。