JPH0373682A - 合焦調節装置 - 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］ 本発明は撮像光学系を介して撮像素子上に結像される被
写体像の鮮鋭度を検出して、当該鮮鋭度が高くなるよう
に前記撮像光学系を調節して被写体に対する合焦調節を
行う合焦調節装置に関する。

［従来の技術］ 近時、撮像素子を用いて被写体を電子的に撮像してその
撮像画信号をフロッピーディスクや磁気テープ等の記録
媒体に記録保存し、この記録媒体に記録保存した電子画
信号をＴＶ受像機等を用いて画像再生するようにした電
子カメラシステムが種々開発されている。特に家庭用の
ビデオムービーシステムの普及には目覚ましいものがあ
り、また最近では電子スチルカメラが種々製品化される
に至っている。

このような電子カメラシステムにおけるＡＦ副制御自動
焦点調節）の特徴的な技術として、例えばＣＣＤ等の被
写体の撮像入力に用いられる撮像素子をそのまま上記Ａ
Ｆ副制御為のセンサとして利用し、この撮像素子にて撮
像される被写体像信号のコントラスト成分を検出して撮
像光学系レンズの被写体に対する合焦調節を行なう技術
がある。

即ち、このＡＦ制御技術は、撮像光学系レンズが被写体
に対して合焦状態にある時、上記撮像光学系レンズを介
して撮像素子上に結像される被写体像の鮮鋭度が高くな
り、特にその高周波成分が顕著に生じることを利用した
もので、撮像素子の出力信号（撮像画信号）の高周波成
分を検出し、この画信号の高周波成分で示される被写体
像の鮮鋭度が高くなるように撮像光学系レンズの被写体
に対する焦点位置を調節するものである。

第５図はこの種の従来一般的な合焦調節装置の要部概略
構成図であり、１は撮像光学系レンズ、２は上記撮像光
学系レンズ１により結像される被写体像を電子的に撮像
入力する為のＣＣＤ等からなる撮像素子、３はこの撮像
素子２にて撮像入力された被写体像信号（撮像画信号）
に対して所定の信号処理を施す前処理回路である。この
前処理回路３にて、例えば前記被写体像信号に対するサ
ンプリング処理や、色分離処理等の予め定められた信号
処理が実行される。

ビデオプロセッサ等のカメラ系の信号処理回路（図示せ
ず）は、この前処理回路３を介して所定の信号処理が施
された撮像画信号を入力し、その撮像画信号の記録保存
処理等を実行する。

しかしてこの合焦調節装置が特徴とするところは、上記
前処理回路３を介して所定の処理が施されてカメラ系に
与えられる撮像画信号を人力し、バイパスフィルタ（Ｈ
ＰＦ）またはバンドパスフィルタ（Ｂ　Ｐ　Ｆ）からな
るフィルタ回路４を介して前記撮像画信号中の高周波成
分を選択的１、こ抽出し、この高周波成分を前記撮像光
学系レンズ１の被写体に対する合焦調節に利用するよう
にしている点にある。エリアゲート５はシステムコント
ローラ６の制御を受けてゲーティング動作し、前記撮像
素子２にて撮像入力される画像中の、例えば画面中央部
の所定の領域についてのみ、前記フィルタ回路４にて抽
出された画像信号の高周波成分を抜き出している。

このようにしてエリアゲート５を介して抽出された信号
（所定領域部分についての高周波成分）は検波器７を介
して検波され、積分器８を介して上記所定領域部分に亘
って積分される。そしてその高周波成分の積分値は、Ａ
／Ｄ変換器９を介してディジタル化され、撮像光学系レ
ンズ１の被写体に対する合焦調節を行う為の情報、つま
り被写体像の鮮鋭度（コントラスト）を示す情報として
前記システムコントローラ６のメモリ８ａに書込まれる
。システムコントローラ６はメモリ８ａに書込まれた鮮
鋭度を示す情報に従い、例えば第７図に示す制御手順に
従ってフォーカシング回路ｌＯを駆動し、前記撮像光学
系レンズ１のフォーカシング機構を駆動して当該撮像光
学系レンズｌの被写体に対する合焦調節を行わしめる。

このシステムコントローラ６による撮像光学系レンズ１
の被写体に対する合焦調節は、基本的には第６図（ａ）
に示すように、所謂山登り法によって、或いは第６図（
ｂ）に示すような走査法によって行われる。この山登り
法は撮像光学系レンズ１のフォーカシング機構を駆動し
ながら各フォーカシング位置での前記コントラスト情報
を逐次比較し、第６図（ａ）に示すようにそのコントラ
ストが高くなるようにそのフォーカシング位置を順次可
変し、コントラスト値がピークとなった位置Ｐを合焦位
置として定めるものである。これに対して走査法は、第
６図（ｂ）に示すように撮像光学系レンズｌの全フォー
カシング領域について予めそのコントラスト値をスキャ
ンニング的に調べてコントラスト値が最も高くなるフォ
ーカシング位置を合焦位置Ｐとして求め、その情報に従
って前記撮像光学系レンズ１を合焦調節する方式である
。

いずれの制御方式にしろ、被写体像のコントラストが最
も高くなるように撮像光学系レンズ１のフォーカシング
調節が行われて被写体に対する合焦調節がなされる。

山登り法による合焦調節の手順を第７図を参照して簡単
に説明すると、先ず撮像光学系レンズｌのフォーカシン
グ位置をどちらかの向き（最遠撮影距離側または最短撮
影距離側）に所定量移動させる（ステップａ）。そして
このレンズ移動によって前記コントラスト値が増加した
か否かを判定しくステップｂ）、コントラスト値の増大
が検出される場合には、同じ向きに所定量だけレンズを
移動させる（ステップＣ）。そして同様にしてこのレン
ズ移動によって前記コントラスト値が増加したか否かを
判定しくステップｄ）、コントラスト値の増大がなくな
るまで上記レンズの移動を繰返す。その後、コントラス
ト値の増大が検出されなくなった時点でレンズの移動を
停止させ（ステップｅ）、合焦完了の表示を行って合焦
処理を終了する（ステップｆ）。

これに対して前述したステップｂの処理においてコント
ラスト値の増加が検出されなかった場合には、レンズを
逆向きに所定量だけ移動させる（ステップｇ）。そして
この状態でコントラスト値の増大が検出されるか否かを
判定しくステップｈ）、コントラスト値の増大が検出さ
れる場合には前述したステップＣからの処理手続きに従
って撮像光学系レンズ１を合焦調節駆動する。

尚、撮像光学系レンズｌを逆向きに移動してもコントラ
スト値の増大が検出できなかった場合には、このレンズ
移動の向きの変更を所定の回数内で繰返し行い、コント
ラスト値増大の向きを調べる。そしてこれにも拘らずコ
ントラスト値の増大を検出することが出来なかった場合
には（ステップｉ）、レンズの移動を停止させ（ステッ
プｊ）、合焦動作不能な旨を表示してその合焦動作を中
止する（ステップｋ）。

［発明が解決しようとする課題］ ところで上述した如く撮像素子２から求められる被写体
像の高周波成分、つまりコントラスト情報に従って撮像
光学系レンズ１の被写体に対する合焦調節を行う場合、
被写体照明光にその駆動電源周波数に依存する光のゆら
ぎが含まれていると次のような問題が生じる。

即ち、被写体照明光源が蛍光灯等の放電灯であるとその
照明光に電源周波数に同期した光強度の変動、つまりゆ
らぎが生じることが否めない。例えば電源周波数５０Ｈ
ｚで駆動される放電灯からの照明光には５０Ｈｚまたは
１００Ｈｚに対応する周期で光のゆらぎが存在し、また
電源周波数６０Ｈｚで駆動される放電灯からの照明光に
は６０Ｈｚまたは１２０Ｈｚに対応する周期の光のゆら
ぎが存在する。

これに対して撮像素子２による被写体像の電子的な撮像
は、例えばその撮像画の再生がＮＴＳＣ方式のＴＶ受像
機を用いて行われる場合には、上記ＮＴＳＣ方式におけ
る６０Ｈｚのフィールド周波数に同期して行われ、また
ＰＡＬ方式やＳＥＣＡＭ方式のＴＶ受像機を用いて画像
再生が行われる場合には、その５０Ｈｚのフィールド周
波数に同期して被写体像の撮像が行われる。

しかして５０Ｈｚの電源周波数の下で駆動される放電灯
による照明光条件下にて上記ＮＴＳＣ方式に準拠して被
写体像の電子的撮像を行うと、照明光のゆらぎの周期と
電子カメラによる被写体像の撮像周期との間にずれが生
じ、前述した撮像光学系レンズ１を合焦調節する為に用
いられるコントラスト情報にフリッカの問題を招来する
。同様に、６０Ｈｚの電源周波数の下で駆動される放電
灯による照明光条件下にて前記ＰＡＬ／ＳＥＣＡＭ方式
に準拠した被写体像の電子的撮像を行う場合にも、上述
したフリッカの問題が生じる。

例えば撮像光学系レンズｌを一定の速度でフォーカシン
グ駆動しながら上述した所定の周期で被写体を電子的に
撮像し、その撮像画信号の高周波成分（コントラスト値
）を求めると、第８図に模式的に示すように、そのコン
トラスト値には電源周波数に依存した照明光のゆらぎに
伴う変動分が重畳する。このコントラスト値の照明光の
ゆらぎに伴う変動は前述したコントラスト値を利用した
合焦調節の制御誤りの原因となる。

そこで従来、この種の問題に対処するべく、例えば特公
平１〜２６５８８号公報に開示されるように光電変換部
における撮像走査周波数自体を変えてしまうことが考え
られている。しかしこのような方式は、この公報に示さ
れるファクシミリ装置における撮像走査のように閉じた
系を構成するシステムでは非常に有用であるが、ＴＶ方
式に準拠した撮像周期が設定される電子カメラに適用す
るには問題がある。

また電子カメラにおける合焦調節でのフリッカ対策とし
て、その露光時間を電源周期のｎ／２倍にすることが提
唱されている。しかし露光感度の低下や映像信号へのジ
ャーキネス妨害等の問題が生じることが否めない。更に
は、例えば特開昭５７−３５４８０号公報には合焦調節
に用いる画像信号のサンプリング周期を、そのフリッカ
８期のｌ／ｎ倍にすることでフリッカの影響を除去する
ことが提唱されている。しかしこのようにすると、コン
トラスト情報が得られる周期が長くなるので、合焦調節
動作の速度が遅くなることが否めない。

一方、特開昭５６−１０８４７８号公報には、撮像画信
号の高周波成分を、当該撮像画信号の低周波数成分の微
分値にて除算することでフリッカによるレベル変動分を
吸収することが提唱されている。しかしこのような手法
によると、例えば低域周波数成分の少ない被写体を撮像
するような場合、上述した除算の分母にあたる信号入力
が小さくなり、コントラスト信号のＳ／Ｎが大幅に劣化
すると云う不具合が生じる。しかもこの場合には、高速
動作可能な除算器を必要とするので、そのシステム構成
が大掛かりとなり、高価格化すると云う問題が生じる。

このように従来にあっては、撮像素子から得られる撮像
画信号のコントラスト情報を用いて被写体に対する合焦
調節を行う場合、被写体照明光の電源周波数に依存する
ゆらぎに起因して合焦動作が不安定化したり、またこれ
に対して対策を講じた場合には、その動作速度が遅くな
ったり、高価格な高速除算器を必要とする上、被写体に
よってはＳ／Ｎ劣化に起因して制御性が悪くなる等の問
題が生じた。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、電源周波数に依存する照明光の
ゆらぎに拘ることなく、常に安定に、しかも高速に撮像
画信号のコントラスト情報に従う合焦調節を行なうこと
のできる実用性の高い合焦調節装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段〕 本発明は撮像光学系を介して撮像素子上に結像される被
写体像の高周波成分からその鮮鋭度を検出し、この鮮鋭
度が高くなるように前記撮像光学系を被写体に対して合
焦調節する合焦調節装置に係り、 特に前記撮像素子にて撮像される被写体像信号の高周波
成分を検出する手段に加えて、前記撮像素子にて撮像さ
れる被写体像信号の平均的信号成分を検出する手段を備
え、この被写体像信号の平均的信号成分にて前記高周波
成分を正規化した信号を前記合焦調節の為の鮮鋭度を示
す信号として用いるようにしたことを特徴とするもので
ある。

また被写体像信号の高周波成分については、撮像素子に
て撮像される被写体像中の予め特定された領域（合焦対
象領域）の信号成分から求めるようにし、また前記被写
体像信号の平均的信号成分については、上記高周波成分
を求める領域、または前記高周波成分が求められる領域
からの信号読出しに先立って撮像素子から読出され、且
つ前記高周波成分が求められる領域に関連する所定領域
から求めるようにしたことを特徴とするものである。

特にこの場合、前記高周波成分をディジタル変換するＡ
／Ｄ変換器のディジタル化基準信号として上記平均的信
号成分を用い、当該Ａ／Ｄ変換器を用いて前記高周波成
分をディジタル変換することにより、−膜内にＡ／Ｄ変
換器が持つところの実質的に除算を行う性質を効果的に
利用して高周波成分の正規化を行うようにすることで、
その回路構成規模の簡素化を図り得るようにしたこと特
徴とするものである。

［作　用］ このように構成された本発明に係る合焦調節装置によれ
ば、撮像素子にて撮像された被写体像のコントラスト情
報を示す高周波成分を、当該被写体像の平均的信号成分
にて、例えば除算することにより正規化し、この正規化
された高周波成分を合焦調節の為のコントラスト情報と
して用いるので、電源周波数に依存するフリッカが被写
体照明光に含まれており、これによって前記撮像素子に
て撮像される被写体像に周期的なレベル変動が生じるよ
うな場合であっても、上述した正規化により被写体像の
高周波成分から上記フリッカに起因するレベル変動分を
除去することが可能となる。

つまり高周波成分に含まれるフリッカに起因するレベル
変動要素と、平均的信号成分に含まれるフリッカに起因
するレベル変動要素とを上述した正規化により相殺し、
フリッカの影響を受けることのない被写体像のコントラ
スト情報を求めることが可能となる。

従って本発明によれば、従来のようにフリッカの周期に
応じて被写体像の撮像入力周期を可変する等の対策が不
要となるので、簡易に、しかも高速に合焦調節動作を行
わせることが可能となる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例に係る合焦調節装
置について説明する。

第１図は第１の実施例を示す合焦調節装置の概略構成図
で、第５図に示す従来装置と同一部分について同一符号
を付して示しである。

この実施例装置が特徴とするところは、撮像素子２にて
求められた被写体像信号からその高周波成分を抽出する
為の前述したフィルタ回路４．エリアゲート５．検波器
７．積分器８からなる信号処理回路（第２の手段）に加
えて、上記被写体像信号から高周波成分と同時にその平
均的信号成分を抽出する為のエリアゲート１１．および
積分器１２からなる信号処理回路（第１の手段）を備え
、このエリアゲート１１と積分器１２とを介して前記被
写体像から検出される平均的信号成分にて前記積分器８
にて求められる高周波成分を除算器１３にて除算し、こ
の除算器（３による除算処理により正規化された上記高
周波成分をＡ／Ｄ変換器９を介してディジタル変換して
システムコントローラ６のメモリ６ａに書込むようにし
た点にある。

即ち、エリアゲート１１はシステムコントローラＢの制
御を受けてゲーティング動作し、前述したエリアゲート
５と共に前記被写体画像中の合焦調節対象領域である中
央部領域の画像信号を選択的に抽出している。

尚、このエリアゲート１１が前記エリアゲート５と異に
するところは、エリアゲート５が被写体像信号のフィル
タ回路４を介して抽出された高周波成分を予め定められ
た画面領域に対応して抽出しているのに対し、エリアゲ
ート１１は被写体画像信号そのものを上記予め定められ
た画面領域に対応して抽出している点にある。

しかしてこのエリアゲート１１を介して抽出された所定
の画像領域の被写体画像信号は、その画像領域の全域に
亘って積分器１２により積分され、その平均的な信号成
分が求められている。除算器１３はこの積分器ｉ２によ
り求められる被写体像の平均的信号成分ＳＡを用いて前
述した如くフィルタ回路４から積分器８を経て求められ
る被写体像の高周波成分Ｓａを除算することで、その高
周波成分Ｓ、を正規化している。

この除算処理による高周波成分ＳＢの正規化について説
明すると、被写体像信号を所定の領域に亘うて積分して
求められる平均的信号成分ＳＡは、被写体の所謂絵柄Ｐ
によって定まる係数をＫｌ（ｐ）とし、照明光源のフリ
ッカの影響による第ｎフィールド撮像時のレベル変動要
素をＦｎとするとＳＡ　−Ｋｌ（ｐ）−Ｆｎ　　　　　
　　　−（１）として与えられる。

尚、上記フリッカの影響によるレベル変動要素Ｆｎは、
平均的には［１］なる値をとり、通常−膜内には被写体
照明光の電源周波数に依存するゆらぎの周期と撮像素子
２による被写体像の撮像周期とのずれの影響だけを受け
る。そしてこのレベル変動要素Ｆｎは、その撮像フィー
ルド毎に、例えば周期的に異なる値をとる。

これに対して同じ被写体像信号の所定の領域に亘って積
分される高周波成分ＳＢは、一般的には被写体の所謂絵
柄によって定まるジャストフォーカス時の高周波成分に
対する係数をに２（ｐ）とした場合、 ＳＢ−に２（ｐ）・Ｆｎ　−Ｄ（Ｐ、６）　　　−（２
）で示される。但し、関数りは撮像光学系のデフォーカ
スによる出力変化を示すもので、撮像光学系のジャスト
フォーカス位置にて最大値をとる。そして被写体の絵柄
Ｐに依存した特性で、ジャストフォーカス位置からのデ
フォーカス量δに依存して減少する関数として上記関数
りが定義される。

また被写体の絵柄Ｐについては、成る被写体に対して合
焦調節しようとする場合、これによって被写体の絵柄が
特定されてその合焦動作期間には被写体の変化がないと
層像し得るから、ここでは被写体によって決定される成
る定数として考えることができる。

この第（２）式に示すように被写体像の高周波成分ＳＢ
は、一般的には被写体照明光の電源周波数に依存するゆ
らぎの周期と撮像素子２による被写体像の撮像周期との
ずれに起因したフリッカによるレベル変動要素Ｆｎの影
響を受けて変化すると共に、デフォーカス量δおよび被
写体の絵柄Ｐに大きく依存する関数りの影響を受けて変
化するものとなっている。

ちなみに被写体照明光にゆらぎがない場合には、被写体
像の高周波成分ＳＢは Ｓ　ａ　＝　Ｋ　２（ｐ）・Ｄ　（ｐ）として与えられ
、その値は専らデフォーカス量δのみに依存して変化す
ることになる。従来一般的にはこのような高周波成分Ｓ
Ｒとデフォーカス量δとの関係を利用し、上記高周波成
分ＳＢが最も大きくなるようにしてその合焦調節がなさ
れている。

しかしてフィルタ回路４から積分器８に至る信号処理回
路は、上述した第〈２）式に示されるような被写体像の
高周波成分ＳＢを求めており、一方、新たにこの実施例
装置にて設けられた積分器１２は前述した第（１）式に
示されるような被写体像の平均的信号成分ＳＡを求めて
いる。除算器１３はこのようにして求められる被写体像
の高周波成分ＳＢを上記平均的信号成分ＳＡにて除算し
ており、この除算処理には次のような意味がある。即ち
、除算器１３における除算処理は、 なる結果を求めることを意味する。

この第（３〉式に示されるように、除算器１３により求
められる高周波成分ＳＲの平均的信号成分ＳＡによる除
算結果は、フリッカに起因する第ｎフィールドでのレベ
ル変動要素Ｆｎの影響を全く受けることのないものとな
っており、前述したように合焦動作期間には被写体の変
化がないと層像し得る場合には、デフォーカス量δにの
み依存して変化するものとなる。

つまり被写体の絵柄によるジャストフォーカス時におけ
る高周波成分に対する係数に２（ｐ）、およびその平均
的信号成分に対する係数Ｋｌ（ｐ）は、被写体が一定で
ある時にはそれぞれ特定の値となり、［Ｋ　２（ｐ）／
　Ｋ　１（ｐ）］なる項目は当該被写体に対して一定の
値をとることになる。従って上述した除算結果は、主と
してデフォーカス量δにのみ依存して変化することにな
り、前述した如く被写体像から求められる高周波成分Ｓ
Ｂを正規化してなる情報を示すことになる。

この結果、前記除算器１３にて高周波成分ＳＢを平均的
信号成分ＳＡにて除算するとことにより正規化された高
周波成分［ＳＢ／ＳＡコをＡ／Ｄ変換器９を介してディ
ジタル変換し、撮像光学系に対する合焦調節の為のコン
トラスト情報としてシステムコントローラ６のメモリ６
ａに与えれば、これによって電源周波数に依存する被写
体照明光のゆらぎの影響を受けることなしに、常に安定
に合焦調節を行うことが可能となる。

ところで上述した第１図に示す実施例では、被写体像信
号、およびこの被写体像信号の高周波成分毎にそれぞれ
積分し、その積分値間での除算演算を行う為にアナログ
系の積分器８，１２と除算器１３とを用いた。これ故、
−膜内にそのハードウェア構成が複雑化することが否め
ず、またアナログ系での演算処理精度を確保する上で幾
つかの問題がある。従って上述した演算処理をディジタ
ル的に行い、その演算処理精度等を簡易にして十分高め
るようにすることが望ましい。

第２図はこのような観点に立脚してなされた本発明に係
る合焦調節装置の第２の実施例を示す要部概略構成図で
あり、基本的には先の実施例と同一部分には同一符号を
付して示しである。

この実施例装置が特徴とするところは、フィルタ回路４
からエリアゲート５を介して抽出される所定の画像領域
における被写体の高周波成分と、他方のエリアゲート１
１を介して抽出される所定の画像領域における被写体像
信号とを２つの独立したＡ／Ｄ変換器９ａ、　９ｂを用
いてそれぞれディジタル変換する。そしてこれらのディ
ジタル変換された上記各信号成分を前記システムコント
ローラ６のメモリ６ａにそれぞれ格納し、当該システム
コントローラ６に設けられた演算プロセッサ６ｂを用い
て上記各信号成分に対する積分処理と、それらの積分結
果に対する前述した除算処理（正規化処理）とを実行さ
せるようにしたものである。

このように構成された実施例装置によれば、被写体像信
号およびその高周波成分をそれぞれリアルタイムにＡ／
Ｄ変換し、システムコントローラ６のメモリ６ａに収集
した上で、前記演算プロセッサ６ｂを用いて全ディジタ
ル的にコントラスト情報を求める為の信号処理を実行す
ることができるので、前述した第１の実施例に見られる
ようにアナログ演算処理を行う場合に比較して、アナロ
グ演算素子のばらつきに起因する誤差要素の入り込みが
大幅に少なくなり、高精度にそのコントラスト情報を求
めて合焦調節の制御に供することが可能となる。またア
ナログ信号処理回路を構築することに比較してそのハー
ドウェア構成の大幅な簡略化を図ることが可能となるの
で、実用的利点が多大である。

ところで上述した各実施例では、撮像素子２により撮像
される被写体像の、例えば画面中央部を合焦調節の対象
範囲として定め、エリアゲート５゜１１をそれぞれゲー
ティング制御して上記各領域における被写体像の高周波
成分Ｓ８およびその平均的信号成分ＳＡを求めるように
した。然し乍ら、被写体像の平均的信号成分ＳＡを求め
る為の領域としては、必ずしも上記合焦調節の対象領域
として定める必要はない。例えば被写体像の画面全体か
らその被写体像の平均的信号成分ＳＡを求めるようにし
ても良い。

また第４図に示すように被写体画面Ｘ中の中央部分を合
焦調節の対象領域Ｙとして定めたとき、撮像素子２から
この対象領域Ｙの画像信号の読出しに先立って読み出さ
れるにろの、上記対象領域Ｙに密接に関連した上部領域
２の画像信号からその平均的信号成分ＳＡを求めるよう
にしても良い。

このことは次のようにして示すことができる。

即ち、第（１）〜（３）式を用いてフリッカの影響を除
去し得る作用について説明したが、被写体像信号の抽出
領域を若干異ならせることは、被写体の絵柄Ｐに若干の
違いが生じることを意味する。従ってエリアゲート５．
１１により抽出される画面領域が異なることから、前述
した第（１）　、　（２）式をそれぞれ Ｓ　Ａ　　−Ｋ　１（ｐｉ）　　＃　Ｆ　ｎ　　　　　
　　　　　−（１）’Ｓａ　　−に２（Ｐ２）　　＠　
Ｆｎ　　−Ｄ（Ｐ、６）　　　−（２）として考えるよ
うにすれば良い。但し、Ｐｌは平均的信号成分ＳＡを求
める領域部分での絵柄を示し、Ｐ２は高周波成分ＳＢを
求める領域部分での絵柄を示している。

しかしてこの場合には、前述した第（３）式はとなり、
合焦動作期間には被写体の変化がないと云う前述した仮
定の下では、やはりこの場合でもフリッカの影響を受け
ることがなくデフォーカス量δのみに依存すると云う結
論に至る。

以上をまとめると一般的に撮像素子２にて撮像される被
写体像には、撮像目的とする主要被写体のみならず、そ
の他の背景的な画像成分も種々含まれることから、前述
したように合焦調節の対象範囲として定めた領域からそ
の平均的信号成分ＳＡと高周波成分ＳＲとをそれぞれ求
めることがより好ましい。しかし上記合焦調節の対象領
域に関連する他の領域から平均的信号成分ＳＡを求める
ようにすることも可能である。

第３図はこのような観点に立脚したときに、特にＡ／Ｄ
変換器の性質を利用して回路構成の簡略化を図った第３
の実施例を示す図である。尚、信号抽出の領域としては
既に説明したように第４図に示すように設定されている
ものとする。

即ち、この第３図に示す実施例装置では、エリアゲート
５．１１をそれぞれ独立にゲーティング制御し、エリア
ゲート５を介して上記対象領域Ｙについての被写体像の
高周波成分を抽出するようにしている。そして他方のエ
リアゲート１１では上記エリアゲート５による信号抽出
タイミングに先立つて、対象領域Ｙの画像信号の撮像素
子２からの読出し以前にその信号読出しがなされる上記
領域２の画像信号を抽出し、積分処理によって前記合焦
対象領域Ｙの画像信号が読み出される前に、その被写体
像の平均的信号成分ＳＡを求めるものとなっている。

そしてこの積分器１２にて求められる平均的信号成分Ｓ
ＡをＡ／Ｄ変換器１４に対するディジモル化基準信号Ｖ
ｒｅｆ’、として直接的に与え、その後、前記エリアゲ
ート５を介して抽出される被写体像の高周波成分を上記
ディジタル化基準信号Ｖｒｅｌ’、を用いてディジタル
変換する。そしてこのディジタル変換された高周波成分
を逐次システムコントローラ６のメモリ６ａに格納し、
前述した対象領域Ｙに亘って積分するように構成されて
いる。

ところでＡ／Ｄ変換は、基本的には入力アナログ信号を
所定のディジモル化基準信号Ｖｒｅｆ、を用いて量子化
することによりなされ、通常は予め定められた一定のデ
ィジモル化基準信号Ｖｒｅｆ、を与えた状態で入力アナ
ログ信号のディジタル化処理が行われる。

ここで比較の為に前述した第２図に示すディジタル化信
号処理を振り返って考察してみると、エリアゲート５を
介して抽出される被写体像の高周波成分を変換するＡ／
Ｄ変換器９ａは、その高周波成分（アナログ値Ｓ　ＢＡ
）をディジモル化基準信号Ｖｒｅｆ’、にて量子化し、
［Ｓ　ＢＡ／　Ｖ　ｒｅｆ’　、コ　としてそのディジ
タル値ＳＢＤを求めている。またＡ／Ｄ変換器９ｂは、
上記被写体像信号（アナログ値Ｓ　ＡＡ）をディジモル
化基準信号Ｖｒｅｆ、にて量子化し、［Ｓ　ＡＡ／　Ｖ
　ｒｅｆ、］としてそのディジタル値ＳＡＤを求めてい
る。

しかして積分処理によって求められる被写体像の平向信
号成分ＳＡは［−Σ　Ｓ　ＡＤＩで示され、またその高
周波成分ＳＢは［−Σ　Ｓ　ｓｏｌで示されることから
、その正規化処理は としてなされることを意味する。

一方、この第３の実施例ではディジモル化基準信号Ｖｒ
ｅｆ’、とじて上記平均的信号成分ＳＡ　（アナログ量
）を与えているので、第３図に示したＡ／Ｄ変換器１４
は［ＳＢＡ／Ｓ＾］として、その出力値Ｓｏを求めてい
ることになる。従ってその積分値Ｓをシステムコントロ
ーラ６にてディジタル演算にて求めれば、 なる意味を持つことになる。この結果、Ａ／Ｄ変換器の
特性を利用して前述した高周波成分の正規化を行うこと
が可能となり、簡易に、且つ効率的に被写体像のコント
ラスト情報を求めることが可能となる。

即ち、このようにしてコントラスト情報の算出処理を行
うようにすれば、１つのＡ／Ｄ変換器１４を有効に用い
て信号処理することができ、且つその信号処理演算量も
大幅に少なくなるので、簡易にして効率的にその信号処
理の高速化を図り、またその信号処理負担も大幅に軽減
することが可能となる。またその信号処理精度も十分高
くすることが可能となる。

尚、この例では合焦対象領域Ｙよりも先行して被写体像
信号の読出しがなされる領域として上記合焦対象領域Ｙ
の上部に平均的信号成分ＳＡを求める為の領域２を設定
したが、撮像素子２からの信号読出しを、その画面の下
側から逆向きに行うことが可能なシステムにあっては、
第４図中−点鎖線領域として示すように合焦対象領域Ｙ
の下部に平均的信号成分ＳＡを求める為の領域を定める
ようにすれば良い。

このようにすれば、−膜内な被写体画像にあっては画面
中央部の合焦対象領域Ｙに関連の強い画像領域が画面下
部に多いことから、画面上方部に平均的信号成分ＳＡを
求める為の領域２を設定する場合よりも不確定要素が低
減されるので、より精度の高い信号処理を行うことが可
能となる。

以上、本発明に係る合焦調節装置の幾つかの実施例につ
いて説明したように、本発明では被写体像の高周波成分
をその平均的信号成分にて正規化し、これをコントラス
ト情報として合焦調節に供するものとなっている。

このようにして正規化された被写体像の高周波成分によ
れば、仮に被写体照明光が交流電源周波数の影響を受け
てゆらぎを生じており、この照明光のゆらぎの周波数（
周期）と撮像素子２における被写体像の撮像周期との間
にずれがある場合であっても、上記照明光のゆらぎの影
響を受けることのないコントラスト情報を効果的に求め
ることができる。しかも前述した実施例にて示すように
比較的簡単な処理により、また簡単なハードウェア構成
のシステムにより高速にコントラスト情報を求めて合焦
調節を行うことができる。この結果、撮像素子を用いて
被写体像を電子的に撮像する種々の電子カメラに適用し
て、その撮像光学系の合焦調節を効果的に行わせること
ができる等の実用上多大なる効果が奏せられる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではない
。例えば撮像画面のどの領域を合焦調節の対象領域とす
るか、またその領域の大きさをどの程度に設定するか等
は、電子カメラにおける合焦仕様に応じて定めれば良い
ものである。また被写体像信号の高周波成分をどの程度
の周波数帯域の信号として抽出するか等についても、そ
の仕様に応じて定めれば良いものである。また実施例で
は高周波成分を積分してコントラスト情報を求めたが、
高周波成分に対するピーク検出等によりコントラスト情
報を求めることも勿論可能である。

また合焦調節の為の処理対象とする被写体像信号として
は、前処理回路３を介して求められる色分離信号であっ
ても良く、或いは撮像素子２から読み出された被写体像
信号そのものであっても良い。

更にはγ補正が施された撮像信号等であっても良いこと
は云うまでもない。その他、撮像光学系レンズとしては
単焦点レンズに限らず、所謂ズームレンズであっても良
いことは勿論のことであり、要するに本発明はその要旨
を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる
。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、被写体像信号の高
周波成分をその平均的信号成分にて正規化して合焦調節
の為のコントラスト情報として用いるので、被写体照明
光のゆらぎに起因するフリッカの問題を生じることなし
に効果的に合焦調節を行うことが可能となる。しかも簡
易なハードウェア構成で、簡易な処理により高速に、し
かも高精度に合焦調節を行わせることを可能とする等の
実用上多大なる効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例に係る合焦調節装置の概
略構成図、第２図は第２の実施例に係る合焦調節装置の
概略構成図、第３図は第３の実施例に係る合焦調節装置
の概略構成図、第４図は第３の実施例における合焦調節
対象領域と平均的信号成分検出領域との関係を示す図で
ある。 また第５図は従来提唱されている合焦調節装置の概略構
成図、第６図は被写体像のコントラスト情報に従う合焦
調節の形態を模式的に示す図、第７図は山登り法による
合焦調節の制御手順の例を示す図、第８図は被写体照明
光のゆらぎに起因する被写体像信号のフリッカとこれに
よる問題点を説明する為の模式的な信号図である。 ｌ・・・撮像光学系レンズ、２・・・撮像素子、３・・
・前処理回路、４・・・フィルタ回路（被写体像信号の
高周波成分抽出手段）、５・・・エリアゲート、６・・
・システムコントローラ、６ａ・・・メモリ、６ｂ・・
・演算プロセッサ、７・・・検波器、８・・・積分器、
９，９ａ、９ｂ・・・Ａ／Ｄ変換器、１０・・・フォー
カシング回路、１Ｆ・・エリアゲート、１２・・・積分
器、１３・・・除算器、１４・・・Ａ／Ｄ変換器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像光学系を介して撮像素子上に結像される被写
   体像の鮮鋭度を検出して、当該鮮鋭度が高くなるように
   前記撮像光学系を被写体に対して合焦調節する合焦調節
   装置において、 前記撮像素子にて撮像される被写体像信号の平均的信号
   成分を検出する第１の手段と、前記撮像素子にて撮像さ
   れる被写体像信号の高周波成分を検出する第２の手段と
   、この第２の手段にて検出された高周波成分を前記第１
   の手段にて検出された平均的信号成分にて正規化して前
   記合焦調節の為の鮮鋭度を示す信号を生成する手段とを
   具備したことを特徴とする合焦調節装置。
2. （２）被写体像信号の平均的信号成分、および高周波成
   分は、撮像素子にて撮像される被写体像中の予め特定さ
   れた領域の信号成分からそれぞれ求められることを特徴
   とする請求項（１）に記載の合焦調節装置。
3. （３）被写体像信号の高周波成分は、撮像素子にて撮像
   される被写体像中の予め特定された領域の信号成分から
   求められるものであって、前記被写体像信号の平均的信
   号成分は、上記高周波成分が求められる領域からの信号
   読出しに先立って撮像素子から読出され、且つ前記高周
   波成分が求められる領域に関連する所定領域の信号成分
   から求められることを特徴とする請求項（１）に記載の
   合焦調節装置。