JPH04161912A - 電子カメラの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〕 本発明は電子カメラのオートフォーカス装置に係り、特
に映像信号に基づ′、１て合焦・非合焦を判断Ｌ、フォ
ーカスレンズのピント合わせを行う電子カメラのオート
フォーカス装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、固体撮像素子（ＣＣＤ）などを用いたムービーカ
メラ、電子スチルカメラ等の電子カメラにおいては、超
小型化、高画質化が図られている。

ＣＣＤの小型化に伴い、焦点距離が短くなり、被写界深
度が深くなる一方、撮像面の小型化、高画質化に伴って
最小許容錯乱円も小さくなり、より正確な合焦制御が必
要となっている。

また、倍率も一定に保つオートズームや、撮影距離に応
じて絞りを変えるフラッンニマチック等の機能のために
、撮影距離の算出も高精度が必要である。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ムービーカメラでは、映像信号に基づいて合
焦判断の評価値を求め、この評価値が最大になるように
レンズを移動させて合焦点を検出するコントラス法が用
いちれているが、このコントラスト法は、像の最良の合
焦域をさがすには好適であるか、映像信号のみから得ら
れる情報では直ち：＝前ビンか後ビンかの判断ができず
、その結果、フォーカスレンズ等を任意の方向に移動さ
せて評価値の増減を検出し、これにより合焦方向を決定
してフォーカスレンズを合焦方向ｊご移動させるよう：
ニしてし）るため、速い合焦１ｉ１１１がてきな′、）
とし）う問題がある。

また、上記コントラス法てピント合わせを行ったフォー
カスレンズの位置から撮影距離を求めることができるが
、この場合、前述したように焦点距離が短し）ので被写
界深度が深く、また絞り値によっても深度が変化するた
め、正確な撮影距離を算出することは困難である。

一方、一般のコンパクトカメラのような外部に測距装置
をもつものは、有効基線長を長くとることができるため
、高精度な測距が可能であるが、この距離情報に基づい
てフォーカスレンズを制御する場合には、フォーカスレ
ンズ位置を正確に検出するエンコーダが必要となり、ま
たエンコーダとフォーカスレンズとの関係も高精度に保
たねばならず、コストアップを招き、また接近撮影領域
ではパララックスの問題もある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、映像
信号を用いてピント合わせを行う際に、速い合焦制御が
でき、且つ高精度な測距も可能な電子カメラのオートフ
ォーカス装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

本発明は、前記目的を達成する為に、撮像レンズのフォ
ーカスレンズを光軸方向に電動で移動させるフォーカス
レンズ駆動手段と、前記フォーカスレンズの移動位置を
検出するフォーカスレンズ位置検出手段と、電子カメラ
の撮像素子から得られる映像信号に基づいて合焦判断の
基準となる評価値を生成する評価値生成手段と、測距法
により撮影距離を測定する外部測距手段と、前記フォー
カスレンズ位置検出手段によって検出したフォーカスレ
ンズ位置に基づいて撮影距離を算出する演算手段と、前
記評価値生成手段によって生成される評価値が最大にな
るように前記フォーカスレンズをフォーカスレンズ駆動
手段を介して移動させる制御手段であって、前記評価値
生成手段かちの評（直値が所定の閾値以下の場合には、
前記演算手段によって算出された現在のフォーカスレン
ズ位置に対応する撮影距離が前記外部測距手段によって
測距された撮影距離に近づくように、前記フォーカスレ
ンズの移動方向を決定して山登り制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする。

Ｃ作用〕 本発明によれば、映像信号に基づいて合焦判断の評価値
を生成し、この評価値が最大となるように合焦点を検出
するコントラスト法を用いることにより像の最良の合焦
域をさがすことができ、また外部測距手段を併用するこ
とにより正確な撮影距離を測距できるようにしている。

そして、合焦判定の評価値が所定の閾値以下の場合には
、現在のフォーカスレンズ位置から換算した撮影距離が
前記測距した撮影距離に近づくようにフォーカスレンズ
の移動方向を決定し、これにより速い合焦制（とを可能
にしている。

：実施例： 以下添付図面に従って本発明：二係る電子カメラのオー
トフォーカス装置の好ましい実施例を詳説する。

第１図は本発明に係るオートフォーカス装置を備えた電
子カメラの一実施例を示すブロック図である。

同図に示すように、撮影レンズ１０はフロントレンズ１
０Ａ、変倍レンズＩＯＢ及びフォーカスレンズ１．０　
Ｄのリアフォーカスタイプの４群ズームレンズである。

被写体からの光は、この撮影レンズ１０及び光学ローパ
スフィルタ１２を介して固体撮像素子（ＣＣＤ）１４の
撮像面に結像され、ＣＣＤの各センサで光の強さに応じ
た量の信号電荷に変換される。二〇ＣＣＤ１４で変換さ
れた信号電荷は、順次読み出され、映像信号処理回路１
６に加えられる。

映像信号処理回路１６は入力信号に白バランス調整、Ｔ
補正等の信号処理を施したのち、映像信号をＡＦ検出回
路１８及び図示しない記録系に出力する。

、へＦ検出回路１８は高域ＢＰＦや積分回路等かみ成り
、人力する映像信号の輝度信号中の高周波成分のみを抽
出して積分し、これを合焦判定の評価として中央処理装
置（ＣＰＵ）２０に出力する。

一方、ＣＰＵ２０の他の人力には、撮影距離演算回路２
４及び外部測距部３０からそれぞれ第１及び第２の距離
情報が加えられている。

即ち、フォーカスレンズ位置検出器２２はフォーカスレ
ンズＩＯＤの光軸方向の位置を検出し、この位置情報を
撮影距離演算回路２４に出力する。

また、ズームエンコーダ２６は、変倍レンズ１０Ｂの移
動位置を検出し、この移動位ｆ（ズーム位置）を示すズ
ーム情報を撮影距離演算回路２４に出力する。尚、変倍
レンズＩＯＢのズーミングによるピントのズレは、フォ
ーカスレンズＩＯＤを移動させて補正するようにしてい
る。

撮影距離演算回路２４は上記フォーカスレンズ位置情報
及びズーム情報に基づいて撮影距離を換算し、前記第１
の距離情報をＣＰＵ２０に出力するっ 一方、外部測距部３０１嘘、三角位相差法ｉこよって撮
影距離を測定するもので、所定の基線長だけ離間した受
光レンズ３２Ａ、３２Ｂと、ラインセンサ３４と、受光
レンズ３２Ａ、３２Ｂを通過した被写体からの光を前記
ラインセンサ３１こ導くミラー３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ
１３３Ｄと、測距回路３６とから構成されている。

被写体からの光は、受光レンズ３２Ａ、ミラー３３Ａ、
３３Ｂの受光光学系と、受光レンズ３２Ｂ１ミラー３３
Ｃ，３３Ｄの受光光学系との２つの受光光学系を介して
ラインセンサ３４の図示しない２つの受光部で受光され
、ここで光電変換されて測距回路３６に加えられる。

測距回路３６はラインセンサ３４の２つの受光部からの
信号に基づいて、被写体像の２つの受光パターンの位相
差を算出し、その算出した位相差から撮影距離を換算し
、撮影距離を示す第２の距離情報をＣＰＵ２０にａカす
る。

次に、オートフォーカス時のＣＰＵ２０の動作につし）
で８！門する。

ＣＰＵ２０ｉよＡＦ検出回路１８から加えられる評価値
を所定の周期で人力している。この入力した評価値が所
定の闇値（例えば、合焦に近い状態の評価値）以下の場
合には、撮影距離演算回路２４から加えられる第１の距
離情報と、外部測距部３０かう加えろれる第２の距離情
報に基づいて、合焦点が現在のフォーカスレンズ位置よ
り前にあるか後にあるかを判断する。即ち、第１の距離
情報が第２の距離情報に近づく方向に合焦点があると判
断し、第１の距離情報が第２の距離情報に近づくように
フォーカスレンズ１０Ｄの移動方向を決定する。そして
、ＣＰＵ２０は駆動回路４０及びフォーカスモータ４２
を介してフォーカスレンズＩＯＤを上記決定した移動方
向に高速で移動させる。

このようにしてフォーカスレンズＩＯＤが移動されると
、ＡＦ検出回路１８から入力する評価値は徐々に大きく
なる。この評価値が一定レベル以上になると、ＣＰＵ２
０は合焦点が近いと判断してフォーカスモータ４２のス
ピードを低速に切り蓄え、フォーカスレンズＩＯＤのゆ
きすぎ量を小さく押さえるように制御する。そして、合
焦点を認識した時点でフォーカスモータ４２を逆転させ
てゆきすぎた分だけフォーカスレンズＩＯＤを戻し、合
焦点に戻ったところでフォーカスモータ４２を停止させ
る。このようにして、ＣＰＵ２０はフォーカスレンズＩ
ＯＤをいわゆる山登り制御し、評価値が最大となる位置
で停止させる。

一方、評価値が前述した所定の闇値以上の場合には、第
１、第２の距離情報は使用せずに従来の合焦制御と同様
な動作を行う。即ち、任意の方向にフォーカスレンズＩ
ＯＤを移動させて評価値の増減を調べ、ある一定の増加
量を確認すると、その方向に合焦点があると判断し、ま
た減少を検出した場合には反対の方向に合焦点があるも
のと判断する。そして、合焦方向が決定されると、上記
と同様にして合焦点にフォーカスレンズ１０　Ｄ＋移動
させる。

また、撮影レンズ１０と外部測距部３０とのパララック
スが問題となる近接撮影領域、即ち外部測距部３０から
入力する第２の距離情報が所定の近接撮影領域（外部測
距部３０の測距精度かパララックスによって低下する領
域）の場合には、ＣＰＵ２０は評価値が所定の闇値以下
の場合でも従来の合焦制御と同様な動作を行う。

更に、ＣＰＵ２０はオートズームモードが選択されてい
る場合には、外部測距Ｂ３０から加えられる第２の距離
情報とズームエンコーダ２６かろ得られるズーム情報に
基づいて、被写体の大きさを一定に保つように駆動回路
４４及びズームモータ４６を介して変倍レンズＩＯＢを
移動させる。

尚、本実施例では撮影レンズとして４群ズームレンズを
用いた場合について説明したが、−撮影レンズはこれに
限定されず、例えば変倍レンズによるピントのズレを補
正する補正レンズを有するズームレンズでもよい。但し
、このズームレンズの場合、ズーミングによるピントの
ズレをフォーカスレンズを移動させて補正する必要がな
いため、レンズ位置かみ撮影距離を換算する場合には、
フォーカスレンズ位置情報のみてよい。

また、外部測距手段は、本実施例の三角位相差法による
外部測距手段に限らず、赤外光を被写体に投光しその反
射光の受光位置に基づいて撮影距離を求めるものでもよ
く、要は測距法で撮影距離を求めるものであればいかな
るものでもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る電子カメラのオートフ
ォーカス装置によれば、映像信号に基づいて生成される
合焦判定のための評価値を用いて合焦制御する際に、評
価値が所定の閾値以下のときは、三角測距を行う外部測
距手段から得られる正確な撮影距離と、現在のレンズ位
置から換算される撮影距離とに基づいて合焦点のある方
向、即ちフォーカスレンズの移動すべき方向を決定する
ようにしたため、従来のように任意の方向にレンズを移
動させて評価値の増減に基づいて合焦点のある方向を判
別する場合に比べて速い合焦制御を行うことができる。

また、撮影レンズと外部測距手段とのパララックスによ
って外部測距手段が正確な撮影距離の測定ができない近
接撮影領域の場合には、評価値の大小にかかわらず従来
と同様の合焦制御を行い、レンズ移動方向を誤らないよ
うにしている。

更に、外部測距手段によって正確な撮影距離を測定する
ことができ、この撮影距離は上記レンズの移動方向の判
別以外にも、オートズーム等の種々の制御に利用するこ
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を備えた電
子カメラの一実施例を示すブロック図である。 １０・・撮影レンズ、　　１０Ｄ・・・フォーカスレン
ズ、１４・・・固体撮像素子（ＣＣＤ） １６・・・映像信号処理回路、　１８・・・ＡＦ検出回
路、２０・・・中央処理装置（ＣＰＵ）、 ２２・・・フォーカスレンズ位置検出器、２４・・・撮
影距離演算回路、　３０・・・外部測距部、３２Ａ、３
２Ｂ・受光レンズ、 ３４・・ラインセンサ、　　３６　測距回路、４０・駆
動回路、　　４２・　フォーカスモーフ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）撮像レンズのフォーカスレンズを光軸方向に電動
   で移動させるフォーカスレンズ駆動手段と、前記フォー
   カスレンズの移動位置を検出するフォーカスレンズ位置
   検出手段と、 電子カメラの撮像素子から得られる映像信号に基づいて
   合焦判断の基準となる評価値を生成する評価値生成手段
   と、 測距法により撮影距離を測定する外部測距手段と、 前記フォーカスレンズ位置検出手段によって検出したフ
   ォーカスレンズ位置に基づいて撮影距離を算出する演算
   手段と、 前記評価値生成手段によって生成される評価値が最大に
   なるように前記フォーカスレンズをフォーカスレンズ駆
   動手段を介して移動させる制御手段であって、前記評価
   値生成手段からの評価値が所定の閾値以下の場合には、
   前記演算手段によって算出された現在のフォーカスレン
   ズ位置に対応する撮影距離が前記外部測距手段によって
   測距された撮影距離に近づくように、前記フォーカスレ
   ンズの移動方向を決定して山登り制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする電子カメラのフォーカス装置
   。
2. （２）前記制御手段は、前記外部測距手段と撮影レンズ
   とのパララックスによって該外部測距手段が正確な測距
   ができない所定の近接撮影領域の場合には、前記評価値
   生成手段からの評価値のみに基づいて該評価値が最大に
   なるように前記フォーカスレンズをフォーカスレンズ駆
   動手段を介して移動させることを特徴とする請求項（１
   ）記載の電子カメラのオートフォーカス装置。