JPH0437827A - 撮像装置 - 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 本発明は撮像装置に関し、特に、改良されたオートフォ
ーカス機能を備えた撮像装置に関する。

［従来の技術］ 従来よりビデオカメラ等の撮像装置は、被写体に自動的
に焦点を合せるためのオートフォーカス機能を有する。

多くの場合、撮像装置は、以下のような山登り制御と呼
ばれる映像処理方式の手法で焦点合せを行なう。

まず、撮像素子から得られた輝度信号から所定の高周波
数帯域の信号成分が取出される。次に、取り出された信
号成分の振幅が検波されてデジタル信号に変換される。

このようにして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な一定期間分すべて
積算処理される。この積算処理の結果得られた値がフォ
ーカス評価端と呼ばれる。このフォーカス評価値に基づ
いて、撮像装置のレンズ系に含まれるフォーカスレンズ
あるいは撮像素子が、レンズ系の合焦面が撮像素子の受
光面に一致するような位置まで、レンズ系の光軸に沿っ
て移動される。

第３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。図において、横軸はフォーカス
レンズの光軸上の位置、縦軸はフォーカス評価値を示す
。なお、図において、フォーカスレンズが合焦点Ｐより
も負側にあるときレンズ系の合焦面が撮像素子の受光面
より前方にあり（前ピン）、フォーカスレンズが合焦点
Ｐよりも正側にあるときレンズ系の合焦面は撮像素子の
受光面よりも後方にある（後ピン）とする。図中Ｐは焦
点がぴったりと合うフォーカスレンズ位置（合焦点）を
示す。

図かられかるように、フォーカス評価値は合焦点Ｐにお
いて最大値を示し、その前後では単調増加または単調減
少する。そこで、フォーカスレンズを図における正方向
に移動させながら１フイールド毎にフォーカス評価値を
求め、これを前フィールドのフォーカス評価値と比較す
る。その結果、現フィールドのフォーカス評価値の方が
大きければ、フォーカスレンズをさらにそれまでと同じ
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
点Ｐ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。そして、前フィー
ルドのフォーカス評価値と同じ値のフォーカス評価値が
得られるところでフォーカスレンズを停止させる。

ただし、フォーカスレンズ移動直後のフォーカス評価値
が、フォーカスレンズ移動開始時におけるそれよりも小
さければ、フォーカスレンズが合焦点Ｐに向かわない方
向に移動されていると判断できる。そこで、この場合、
フォーカスレンズの移動方向が逆転され、フォーカスレ
ンズは、移動開始時におけるフォーカス評価値と同じ値
のフォーカス評価値が得られる位置まで戻された後も同
じ方向に移動される。その後、上記のようなフォーカス
評価値比較に基づくフォーカスレンズ移動が行なわれる
。逆に、フォーカスレンズの移動直後におけるフォーカ
ス評価値がフォーカスレンズの移動開始時におけるそれ
よりも大きければ、フォーカスレンズは合焦点Ｐに向か
う方向に移動されていると判断できる。そこで、この場
合、フォーカスレンズの移動方向は逆転されず、以後、
上記のようなフォーカス評価値比較に基づくフォーカス
レンズ移動が行なわれる。

たとえば、フォーカスレンズが初期状態において図中Ｑ
の位置にあったとすると、フォーカスレンズの移動開始
直後におけるフォーカス評価値の変化に基づいてフォー
カスレンズは初め必ず正方向に移動する。そして、フォ
ーカスレンズが合焦点Ｐ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
合焦点Ｐで停止する。以上のようにして、フォーカスレ
ンズは合焦点に自動的に移動する。

このような方式の焦点合せが山登り制御方式と呼ばれる
。

なお、実際には画面の中央部に映し出される映像が焦点
の合ったものとなるようにするため、画面全体ではなく
画面中央の一部の領域が焦点合せの対象領域（フォーカ
スエリア）とされる。

ところで、フォーカス評価値を求めるために輝度信号か
ら取出す周波数帯域が単一であった場合、次のような問
題が生じる。

被写体の明るさ、濃淡などによって、得られる輝度信号
の周波数帯域およびそのレベルは異なる。

したがって、被写体の条件によって、得られた輝度信号
中に抽出すべき周波数帯域か存在しない場合、あるいは
、存在したとしてもそのレベルが極めて低い場合などが
ある。このような場合に、輝度信号から抽出する周波数
帯域が単一であると、フォーカス評価値が得られなかっ
たり、たとえ得られたとしても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、フォーカスレンズが合焦点からはなれた位置にある
ときに得られるフォーカス評価値は小さくなる。

したがって、初期状態においてフォーカスレンズの位置
が合焦点から大きくずれている場合など、フォーカス評
価値が得られずオートフォーカス機能が実現されない可
能性がある。

第４図は、異なる２つの周波数帯域について、フォーカ
ス評価値とフォーカスレンズ位置との関係を示した図で
ある。図において、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得るために輝度信号から抽出さ
れた信号のレベル、またはフォーカス評価値を示す。図
中ａは、ある高周波数帯域の信号成分のレベル変化を示
す曲線であり、ｂはａの場合よりも低い周波数帯域の信
号成分のレベル変化を示す曲線である。これらかられか
るように、フォーカスレンズの位置が合焦点に近付くほ
ど、輝度信号の高域成分のレベルが輝度信号の低域成分
のレベルよりも高くなる。逆に、フォーカスレンズの位
置が合焦点からずれるほど、前記高域成分のレベルは前
記低域成分のレベルよりも低くなる。つまり、周波数帯
域が高周波数側であるほど、フォーカス評価値の変化を
示す曲線は合焦点を頂点とするシャープな山を描く。

これに対し、周波数帯域が低いとフォーカス評価値の変
化を示す曲線は合焦点を中心とする緩やかな山を描く。

そこで、輝度信号から異なる複数の帯域の信号成分を取
出し各帯域ごとにフォーカス評価値を求め、撮影条件に
応じてこれらを使いわけることが考えられた。

たとえば、被写体を撮像して得た輝度信号が高域成分を
含まない場合、つまり、抽出された高域成分のレベルが
極めて低い場合には、低域成分から作成されたフォーカ
ス評価値に基づいて上記のような山登り制御が行なわれ
る。逆に、被写体を撮像して得られた輝度信号が高域成
分を十分に含む場合には、高域成分から作成されたフォ
ーカス評価値に基づいて山登り制御が行なわれる。

また、高域成分から作成されたフォーカス評価値と低域
成分から作成されたそれとは次のように使い分けられる
場合もある。すなわち、フォーカスレンズが合焦点から
大きくずれた位置にある場合には、高域成分よりも高い
レベルを有する低域成分から作成されたフォーカス評価
値に基づいて山登り制御が行われる。そして、フォーカ
スレンズが合焦点に近付くと、レベル変化の大きい高域
成分から作成されたフォーカス評価値に基づいて山登り
制御が行なわれる。

第２図は、上記のようなオートフォーカス機能を備えた
従来のビデオカメラの構成を示す概略ブロック図である
。以下、第２図を参照して、従来のビデオカメラの内部
回路が行なう、オートフォーカスのための動作について
詳細に説明する。

レンズ系１は、図示されない、フォーカスレンズ、撮影
画角を変えるためのズームレンズ、絞りなどを含む。レ
ンズ系１は、被写体からの反射光を取り込み、撮像素子
２の受光面上に被写体の光学像を結ぶ。撮像素子２は、
受光面上に結ばれた光学像を電気信号に変換して信号処
理回路部３に与える。信号処理回路部３は、撮像素子２
から与えられた電気信号に対して、増幅、ブランキング
ガンマ処理等の種々の処理を施し、与えられた電気信号
を所定の形式のビデオ信号に変換する。このビデオ信号
がこのビデオカメラの出力として外部に出力される。

さて、具体的には、信号処理回路部３における処理過程
において、撮像素子２から出力された電気信号からは輝
度信号および色信号が作成される。

そして、この輝度信号がＹ信号処理回路４によって信号
処理回路部３から取出された後、所定の処理を施される
。Ｙ信号処理回路４によって処理された輝度信号は第１
ＢＰＦ　（バンドパスフィルタ５および第２８ＰＦ６に
入力される。第１ＢＰＦおよび第２８ＰＦ６は、入力さ
れた輝度信号から互いに異なる周波数帯域の信号成分を
抽出する。

たとえば、第１ＢＰＦ５の抽出帯域は、１００ｋＨ２〜
ＩＭＨ２と高周波帯域の中でも比較的低域であり、第２
８ＰＦ６の抽出帯域はＩＭＨ２〜２゜５ＭＨ２と高周波
成分の中でも比較的高域である。

第１ＢＰＦ５および第２８ＰＦ６によって各々抽出され
た信号成分はスイッチ回路７に入力される。スイッチ回
路７は、マイクロコンピュータ（以下、マイコンと略す
）１３によって制御されて、策ＩＢＰＦ５および第２８
ＰＦ６のいずれかによって抽出された信号成分を増幅器
８に与える。

増幅器８は、与えられた信号成分を所定の増幅率で増幅
して検波回路９に与える。検波回路９は、増幅回路８に
よって増幅された信号成分の平均レベルを検波する。

次に、Ａ／Ｄ変換器１０が、検波回路９によって検波さ
れた平均レベルをデジタル信号に変換してデジタル積分
回路１１に与える。デジタル積分回路１１は、フォーカ
スエリアゲート１２によって制御されて、撮像画面内の
所定のフォーカスエリアから得られた輝度信号の平均レ
ベルのみを、デジタル値として１画面分ずつすべて加算
する。

具体的には、フォーカスエリアゲート１２が、マイコン
１３によって制御されて、前記所定のフォーカスエリア
に対応する輝度信号の平均レベルが検波回路９およびＡ
／Ｄ変換器１０によって各々、平均レベル検波およびデ
ジタル化される期間にのみデジタル積分回路１１を能動
化−する。さらに、フォーカスエリアゲート１２は、１
フイールド毎または１フレームごとにデジタル積分回路
１１における加算値をリセットする。フォーカスエリア
ゲート１２のこのような動作によって、Ａ／Ｄ変換器１
０から出力されるデジタル値のうち、前記所定のフォー
カスエリアに対応するもののみが、デジタル積分回路１
１において１フイ一ルド期間分または１フレ一ム期間分
ずつ加算される。

デジタル積分回路１１における１画面分ずつの加算値は
マイクロコンピュータ１３によって読取られる。

さて、マイコン１３には、ズーム位置検出回路ｌａ、絞
り値検出回路１ｂ、およびフォーカスレンズ位置検出回
路ＩＣの各検出出力や、フォーカス操作スイッチ１５の
スイッチ出力とが入力される。

ズーム位置検出回路１ａは、レンズ系１内のズームレン
ズの光軸上の位置を検出して、その位置を示す電気信号
を出力する。同様に、絞り値検出回路１ｂは、絞りの開
口径を検出して、その開口径を示す電気信号を出力する
。同様に、フォーカスレンズ位置検出回路ＩＣは、レン
ズ系１内のフォーカスレンズの光軸上の位置を検出して
、その位置を示す電気信号を出力する。

フォーカス操作スイッチ１５は、フォーカス自動０Ｎ１
０ＦＦキー１５０と、フォーカス遠／近キー１５１とを
含む。フォーカス自動０Ｎ１０ＦＦキー１５０は、ユー
ザーが焦点合せを自動で行なうか手動で行なうかを選択
するための操作スイッチである。フォーカス遠／近キー
１５１は、焦点合せが手動で行なわれる手動フォーカス
モードにおいて、ユーザーがフォーカスレンズの移動方
向を選択するための操作スイッチである。フォーカス自
動０Ｎ１０ＦＦキー１５０がＯＮされると、マイコン１
３はこのビデオカメラを焦点合せが自動的に行なわれる
自動フォーカスモードに設定する。

すなわち、マイコン１３は、前述のような山登り制御が
実現されるように、フォーカスレンズ位置検出回路１ｃ
の出力およびデジタル積分回路１１から読取った１画面
ずつの加算値に基づいて、フォーカスドライバ１４およ
びスイッチ回路７を制御する。フォーカスドライバ１４
は、マイコン１３によって制御されて、レンズ系１内の
フォーカスレンズが合焦点まで移動されるようにフォー
カスモータ２４の駆動、停止５回転速度、および回転方
向を制御する。フォーカスモータ２４は、フォーカスレ
ンズに結合される。フォーカスレンズは、フォーカスモ
ータ２４の回転に追従して、レンズ系１内を光軸に沿っ
て移動する。そこで、マイコン１３はたとえば以下のよ
うに動作する。

マイコン１３は、フォーカスｇｏｏ　Ｎ１０　Ｆ　Ｆキ
ー１５０がＯＮされたことに応答して、この時点でのデ
ジタル積分回路１１における加算値をフォーカスレンズ
移動開始時におけるフォーカス評価値として読取り記憶
する。続いてマイコン１３は、フォーカスドライバ１４
に対して、フォーカスレンズが光軸上を前方および後方
のいずれかの方向に移動し始めるように、つまり、レン
ズ系１から遠い距離にある被写体に焦点が合う方向およ
び、レンズ系１から近い距離にある被写体に焦点が合う
方向のいずれかに少し移動するように制御信号を与える
。そして、マイコン１３は、フォーカスレンズの移動後
におけるデジタル積分回路１１での加算値を、フォーカ
スレンズ移動直後のフォーカス評価値として読取る。次
に、マイコン１３は、このフォーカスレンズ移動直後の
フォーカス評価値と先に記憶しておいたフォーカスレン
ズ移動開始時におけるフォーカス評価値とを比較する。

フォーカスレンズ移動開始時におけるフォーカス評価値
がフォーカスレンズ移動開始後のフォーカス評価値より
も小さければ、マイコン１３は現在のフォーカスレンズ
の移動方向が正しいと判断し、フォーカスドライバ１４
に対し、それまでと同じ方向にフォーカスモータ２４を
回転させる制御信号を出力する。これによって、それま
でと同じ方向にフォーカスレンズが移動し続ける。その
後、マイコン１３は、デジタル積分回路１１における１
画面分の加算値をフォーカス評価値として所定のタイミ
ングで順次取り込む。そして、先に読取ったフォーカス
評価値と次に読取ったフォーカス評価値とを比較する動
作を、先に読取ったフォーカス評価値が次に読取ったフ
ォーカス評価値よりも大きくなるまで繰返す。さらに、
マイコン１３は、先に読取ったフォーカス評価値と次に
読取ったフォーカス評価値との大小関係が反転する直前
に読取ったフォーカス評価値および、フォーカスレンズ
位置検出回路１ｃの出力を各々、第３図および第４図に
おける合焦点Ｐにおけるフォーカス評価値およびフォー
カスレンズ位置として記憶する。先に読取ったフォーカ
ス評価値が次に読取ったフォーカス評価値よりも大きく
なると、マイコン１３はフォーカスレンズが合焦点を越
えたと判断し、フォーカスレンズの移動方向を反転させ
るべく、フォーカスドライバ１４にフォーカスモータ２
４をそれまでと逆方向に回転させるための制御信号を出
力する。そして、マイコン１３は、フォーカスレンズ位
置検出回路１ｃの出力が先に記憶しておいた合焦点にお
けるフォーカスレンズ位置検出回路１ｃの出力とを比較
し、これらが一致したことに応答してフォーカスレンズ
を停止させる。つまり、マイコン１３はフォーカスドラ
イバ１４に対して、フォーカスモータ２４をいずれの方
向に回転させるための制御命令も出力しなくなる。

フォーカスレンズ移動開始時におけるフォーカス評価値
がフォーカスレンズ移動開始後のフォーカス評価値より
も大きい場合、マイコン１３は、フォーカスレンズの移
動方向が適正でないと判断し、フォーカスドライバ１４
にフォーカスモータ２４をそれまでと逆方向に回転させ
る制御命令を出力する。その後、マイコン１３は、デジ
タル積分回路１１から１画面分の加算値をフォーカス評
価値として読取り、読取ったフォーカス評価値が先に記
憶したフォーカスレンズ移動開始時のフォーカス評価値
よりも大きくなるまで、フォーカスドライバ１４にフォ
ーカスモータ２４を同じ方向に回転させる制御信号を出
力し続ける。その後、マイコン１３はフォーカスレンズ
の初めの移動方向が適正である場合と同様に動作して、
フォーカスレンズを合焦点で停止させる。

さらに、マイコン１３は自動フォーカスモードにおいて
、フォーカスエリアゲート１２によってデジタル積分回
路１１を前述のように能動化／不能化させるべく、フォ
ーカスエリアゲート１２に対して所定の制御信号を出力
する。また、マイコン１３は、デジタル積分回路１１か
ら読取ったフォーカス評価値の大きさや、ズーム位置検
出回路１ａの出力、絞り値検出回路１ｂの出力、フォー
カスレンズ移動検出回路１ｃの出力等の撮影条件情報に
基づいて第１ＢＰＦ５および第２８ＰＦ６のいずれの出
力からフォーカス評価値を作成するかを決定する。そし
て、マイコン１３はこの決定結果に対応するようにスイ
ッチ回路７の内部接続状態を制御する。

自動フォーカスモードでは、以上のようにして山登り制
御による焦点合せが行なわれる。次に、手動フォーカス
モードにおけるこの撮像装置の動作について簡単に説明
する。

フォーカス自動ＯＮ１０　Ｆ　Ｆキー１５０がＯＦＦさ
れる状態にあるときには、マイコン１３はスイッチ回路
７およびフォーカスエリアゲート１２に対する制御動作
および、デジタル積分回路１１からのフォーカス評価値
の読取り動作等の山登り制御のための一連の動作を行な
わない。手動フォーカスモードにおいて、マイコン１３
はフォーカス遠／近キー１５１へのスイッチ入力に応答
してフォーカスドライバ１４を制御する。すなわち、フ
ォーカス遠／近キー１５１に対して、レンズ系１から遠
い距離にある被写体に焦点が合う方向をフォーカスレン
ズの移動方向として選択するスイッチ入力があると、こ
れに応答して、マイコン１３がフォーカスドライバ１４
に、この選択された方向にフォーカスレンズが移動する
方向にフォーカスモータ２４を回転させる制御信号を出
力する。

フォーカス遠／近キー１５１に対して、レンズ系１から
近い距離にある被写体に焦点が合う方向（先の場合とは
逆の方向）をフォーカスレンズの移動方向として選択す
るスイッチ入力が行なわれると、このスイッチ入力に応
答して、マイコン１３のフォーカスドライバ１４にフォ
ーカスモータ２４を先の場合とは逆の方向に回転させる
制御信号を出力する。したがって、手動フォーカスモー
ドにおいては、ユーザーがビューファインダ（図示せず
）を見ながらフォーカス遠／近キー１５１を操作して、
ビューファインダ画面に映し出される画像が焦点の合っ
たものとなるところにフォーカスレンズを移動させるこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題］ 以上のように、山登り制御方式による焦点合せを行なう
従来の撮像装置では、被写体を撮像して得られた輝度信
号のうちの所定の周波数帯域成分の平均レベルが最大と
なる位置にフォーカスレンズが停止される。ところが、
撮像画面内にレンズ系１からの距離が異なる複数の被写
体が存在する場合、本来撮影したい被写体とは異なる被
写体に焦点が合されてしまうという問題が生じる。

たとえば、野球場においてパックネットの後方からパッ
クネットの前方にいるピッチャ−を撮影した場合、撮像
画面内には撮像装置のレンズから近い距離にあるパック
ネットと撮像装置から遠い距離にあるピッチャ−という
２つの被写体が存在する。したがって、この場合に撮像
装置が得る輝度信号は、パックネット部分を撮像して得
た信号成分とピッチャ−を撮像して得た信号成分とを含
む。ところが、パックネットとピッチャ−とは撮像装置
から互いに異なる距離にあるので、パックネットに焦点
が合うフォーカスレンズ位置とピッチャ−に焦点が合う
フォーカスレンズ位置とは異なる。このため、パックネ
ットを撮像して得られた輝度信号から作成されたフォー
カス評価値とピッチャ−を撮像して得られた輝度信号か
ら作成されたフォーカス評価値とは互いに異なるフォー
カスレンズ位置で最大値を示す。したがって、フォーカ
スレンズの初期位置がピッチャ−に焦点が合う位置より
もパックネットに焦点が合う位置に近いと、得られた輝
度信号には、パックネットに対応する信号成分が高いレ
ベルで含まれる。このため、得られるフォーカス評価値
は、パックネットに対応するものとする。したがって、
撮像装置はパックネットに対応する輝度信号から作成さ
れたフォーカス評価値が最大値を示す方向にフォーカス
レンズを移動させる。この結果、フォーカスレンズは山
登り制御によってパックネットに焦点が合う位置で停止
される。

従来の撮像装置において、このような現象が発生した場
合に山登り制御で目的の被写体に焦点を合わせるには、
ユーザーは以下のような操作を行なう必要があった。

すなわち、自動フォーカスモードと手動フォーカスモー
ドとを切換えるための所定の操作スイッチ（第２図では
フォーカス自動０Ｎ１０ＦＦキー１５０）を操作して、
撮像装置を手動フォーカスモードに切換える。次に、ユ
ーザーはビューファインダ画面を見ながら、フォーカス
レンズの移動方向を選択する操作スイッチ（第２図では
フォーカス遠／近キー１５１）を操作して、フォーカス
レンズを本来撮影したい被写体に焦点が合う位置の付近
まで移動させる。これによって、撮像装置が得る輝度信
号において、ユーザーが本来撮影した被写体に対応する
信号成分のレベルが他の被写体に対応する信号成分のレ
ベルに比べ十分に大きくなる。その後、ユーザーは自動
フォーカスモードと手動フォーカスモードとを切換える
ための操作スイッチを再度操作して、撮像装置を自動フ
ォーカスモードに切換える。これによって、撮像装置の
山登り制御による合焦動作が再開される。このとき、撮
像装置が得る輝度信号において本来撮影されるべき被写
体の輝度信号は他の被写体に対応するそれよりも十分に
高いレベルを有する。したがって、フォーカスレンズ移
動開始時に得られるフォーカス評価値は本来撮影される
べき被写体に対応するものとなる。この結果、撮像装置
は本来撮像されるべき被写体に対応するフォーカス評価
値に基づいて山登り制御を行ない、フォーカスレンズは
本来撮影されるべき被写体に焦点が合う位置で停止され
る。しかし、このような操作はユーザーにとって非常に
面倒である。

それゆえに本発明の目的は上記のような問題点を解決し
、レンズ系からの距離が大きく異なる複数の被写体が撮
像画面内にある場合にも、簡単な操作でユーザーが本来
撮影したい被写体に対する焦点合せを自動的に行なうこ
とのできる撮像装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記のような目的を達成するために、本発明にがかる撮
像装置は、被写体に対する焦点合せを自動モードおよび
手動モードで行なうことができ、フォーカスレンズと、
自動モードおよび手動モードのうちのいずれか一方を選
択するための外部スイッチ手段と、手動モードにおいて
フォーカスレンズの移動を指示するフォーカスレンズ移
動指示手段と、被写体を撮像して得られた輝度信号に基
づいて、フォーカスレンズを移動させるためのフォーカ
スレンズ制御信号を発生する制御信号発生手段と、外部
スイッチ手段の自動モード選択出力に応答して、制御信
号発生手段から発生されたフォーカスレンズ制御信号と
、フォーカスレンズ移動指示手段の指示出力とに基づい
て、フォーカスレンズを移動させる手段とを備える。

［作用］ 本発明にがかる撮像装置は上記のように構成されるため
、外部スイッチ手段によって自動モードが選択されると
、被写体に対する焦点合せか、制御信号発生手段により
発生されたフォーカスレンズ制御信号と、手動モードに
おいて焦点合せを行なうためのフォーカスレンズ移動指
示手段の指示出力との両方に基づいて、行なわれる。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例のビデオカメラの構成を示す
概略ブロック図である。

第１図を参照して、このビデオカメラと第２図に示され
る従来のそれとの相違点は、フォーカスドライバ１４が
自動フォーカスモード１こおいてマイコン１３およびユ
ーザーの外部スイッチ操作の両方に応答して行なわれる
点である。なお、このビデオカメラの加算器１６および
１７ならびにラッチ回路１１３ａおよび１８ｂならびに
焦点合せのための操作スイッチ１９〜２１以外の部分の
構成および動作は、第２図に示される従来のビデオカメ
ラにおけるそれと同様であるので説明は省略する。

以下、このビデオカメラにおける自動フォーカスモード
でのフォーカスドライバ１４に対する制御方式について
説明する。なお、本実施例では、フォーカスドライバ１
４はフォーカスレンズをレンズ系１から遠い距離にある
被写体に焦点が合う方向に移動させるようにフォーカス
モータ２４を制御するための第１の制御信号と、フォー
カスレンズをレンズ系１から近い距離にある被写体に焦
点が合う方向に移動させるようにフォーカスモータ２４
を制御するための第２の制御信号とを受ける。本実施例
では、フォーカスドライバ１４は第１の制御信号として
“Ｈ”レベルの電圧を受けている期間中、フォーカスモ
ータ２４をフォーカスレンズがレンズ系１から遠い距離
にある被写体に焦点が合う方向に移動するようにフォー
カスモータ２４を回転させる。同様に、フォーカスドラ
イバ１４は、第２の制御信号として“Ｈ”　レベルの電
圧を受けている期間中、フォーカスレンズがレンズ系１
から近い距離にある被写体に焦点が合う方向（先とは逆
の方向）に移動するようにフォーカスモータ２４を回転
させるように動作する。

操作スイッチ１９は、ユーザーがフォーカスレンズの移
動方向として、レンズ系１から遠い距離にある被写体に
焦点が合う方向を選択するためのフォーカスレンズ移動
方向選択スイッチである。

操作スイッチ２０は、ユーザーがフォーカスレンズの移
動方向として、レンズ系１から近い距離にある被写体に
焦点が合う方向を選択するためのフォーカスレンズ移動
方向選択スイッチである。操作スイッチ２１は、自動フ
ォーカスモードおよび手動フォーカスモードのうちのい
ずれか一方をユーザーが選択するための、フォーカス自
動／手動切換えスイッチである。移動方向選択スイッチ
１９および２０は各々、′Ｈ″　レベルの基準電圧子Ｂ
を供給する基準電圧源２５とラッチ回路１８ａおよび１
８ｂとの間に設けられる。フォーカス自動／手動切換え
スイッチ２１は前記基準電圧源２５とマイコン１３との
間に設けられる。加算器１６および１７は各々、フォー
カスドライバ１４とラッチ回路１８ａおよび１８ｂの出
力端との間に設けられる。加算器１６および１７にはマ
イコン１３が出力する制御信号も入力される。

加算器１６はラッチ回路１８ａの出力とマイコン１３の
出力とを加算し、この加算した信号を第１の制御信号と
してフォーカスドライバ１４に与える。同様に、加算器
１７は、ラッチ回路１８ｂの出力とマイコン１３の出力
とを加算して、この加算した信号を第２の制御信号とし
てフォーカスドライバ１４に与える。ラッチ回路１８ａ
および１８ｂは各々、マイコン１３によって能動化され
ている期間にのみ動作して、移動方向選択スイッチ１９
および２０から出力が得られるとこの出力を保持して加
算器１６および１７に与える。

本実施例では、フォーカス自動／手動切換えスイッチ２
１がＯＮされて基準電圧源２５の出力電圧子Ｂがマイコ
ン１３に入力された場合に、このビデオカメラは自動フ
ォーカスモードとなるものとする。つまり、本実施例で
は、マイコン１３がフォーカス自動／手動切換えスイッ
チ２１の出力がＨ″　レベルとなったことを検出して、
デジタル積分回路１１からのフォーカス評価値の読取り
。

スイッチ回路７およびフォーカスエリアゲート１２に対
する制御、読取ったフォーカス評価値に基づいた、フォ
ーカスドライバ１４に与えるべき制御信号の発生など、
従来と同様の動作を開始する。

しかしながら、このビデオカメラでは、マイコン１３が
発生した、フォーカスドライバ１４に与えられるべき制
御信号が加算器１６および１７に入力される。具体的に
は、マイコン１３は、フォーカスレンズを、レンズ系１
から遠い距離にある被写体に焦点が合う方向に移動させ
るための制御信号および、フォーカスレンズをレンズ系
１から近い距離にある被写体に焦点が合う方向に移動さ
せるための制御信号を発生・出力する。前者の制御信号
が加算器１６に入力され、後者の制御信号は加算器１７
に入力される。

フォーカス自動／手動切換えスイッチ２１がＯＮされた
ことに応答して、マイコン１３は上述のような山登り制
御のための動作とともに、ラッチ回路１８ａおよび１８
ｂのデータ保持機能を能動化する。これによって、自動
フォーカスモードにおいて移動方向選択スイッチ１９か
ら出力が得られるとラッチ回路１８ａはこの出力を保持
し、その後移動方向選択スイッチ１９から出力が得られ
なくなっても先に保持した出力を加算器１６に与え続け
る。同様に、自動フォーカスモードにおいて移動方向選
択スイッチ２０から出力が得られるとラッチ回路１８ｂ
はこの出力を保持し、その後移動方向選択スイッチ２０
から出力が得られなくなっても、ラッチ回路１８ｂは先
に保持した出力を加算器１７に与え続ける。

さて、移動方向選択スイッチ１９および２０は、いずれ
もＯＮ状態のときに基準電圧源２５の出力電圧子Ｂを対
応するラッチ回路１８ａ　　１８ｂに伝達する。つまり
、移動方向選択スイッチ１９かＯＮ状態であるときにの
み、ラッチ回路１８ａに移動方向選択スイッチ１９の８
力として“Ｈ″レベル電圧が当たられる。同様に、移動
方向選択スイッチ２０がＯＮ状態であるときにのみ、ラ
ッチ回路１８ｂに移動方向選択スイッチ２０の出力とし
て“Ｈ″レベル電圧が与えられる。そして、移動方向選
択スイッチ１９および２０がいずれもＯＦＦ状態であれ
ば、移動方向選択スイッチ１９および２０からはいずれ
も出力が得られない。したがって、ユーザーがこのビデ
オカメラを自動フォーカスモードに設定すると、加算器
１６および１７にはマイコン１３からのみ制御信号が入
力される。つまり、マイコン１３が出力する制御信号が
加算器１６および１７を介してそのままフォーカスドラ
イバ１４に与えられる。この結果、マイコン１３によっ
て従来と同様の山登り制御方式の焦点合せが行なわれる
。

ここで、撮像画面内にレンズ系１から異なる距離にある
複数の被写体が存在する場合を想定する。

そして、ユーザーがフォーカス自動／手動切換えスイッ
チ２１をＯＮして撮像装置を自動フォーカスモードに設
定した結果、フォーカスレンズがマイコン１３によって
ユーザーが本来撮影したい被写体とは異なる被写体に焦
点が合う位置で停止したと仮定する。このとき、マイコ
ン１３はフォーカスレンズをいずれの方向に移動させる
制御信号も出力していない。つまり、このとき加算器１
６および１７への入力信号は各々、ラッチ回路１８ａお
よび１８ｂの出力のみとなる。そこで、フォーカスレン
ズが停止した時点でユーザーが移動方向選択スイッチ１
９および２０のうちのいずれかを一度ＯＮすれば、ラッ
チ回路１８ａおよび１８ｂのうちのいずれかに“Ｈ”　
レベルの電圧信号が保持される。これによって、その後
、加算器１６および１７のいずれか一方を介してフォー
カスドライバ１４に“Ｈ”レベルの電圧が第１の制御信
号または第２の制御信号として付与され続ける。

この結果、フォーカスドライバ１４は、フォーカスレン
ズを現在焦点が合されている被写体よりもレンズ系１に
近い位置にある被写体または遠い位置にある被写体に焦
点が合う方向に移動し続けるようにフォーカスモータ２
４を回転させ続ける。

たとえば、ユーザが本来撮影したい被写体よりもレンズ
系１に遠い被写体に焦点が合う位置でフォーカスレンズ
が停止した場合には、ユーザーが移動方向選択スイッチ
２０をＯＮすればフォーカスレンズはユーザーが本来撮
影したい被写体に焦点が合う方向に移動し始める。逆に
、フォーカスレンズがユーザーが本来撮影したい被写体
よりもレンズ系１に近い被写体に焦点が合う位置で停止
された場合には、ユーザが移動方向選択スイッチ１９を
ＯＮすればフォーカスレンズはユーザーが本来撮影した
い被写体に焦点が合う方向に移動し始める。

一方、マイコン１３は、先の山登り制御によってフォー
カスレンズを停止させた後もデジタル積分回路１１から
所定のタイミングでフォーカス評価値を読取る。フォー
カスレンズ停止後に移動方向選択スイッチ１９または２
０がＯＮされるとフォーカスレンズが現在焦点が合され
ている被写体（以下、第１の被写体と呼ぶ）とは異なる
被写体（以下、第２の被写体と呼ぶ）に焦点が合う位置
に向かって移動し始める。したがって、デジタル積分回
路１１から読取られるフォーカス評価値は、フォーカス
レンズが第１の被写体に焦点が合う位置から離れるにつ
れて始め小さくなるが、第２の被写体に焦点が合う位置
に近付くにつれて再び大きくなり第２の被写体に焦点が
合う位置で最大値を示し、その後再び単調減少する。そ
こで、マイコン１３は、先に読取ったフォーカス評価値
と次に読取ったフォーカス評価値の大小関係を判別して
、先に読取ったフォーカス評価値が次に読取ったフォー
カス評価値との間の大小関係が反転したことを検出する
。この検出に応答して、マイコン１３はフォーカスレン
ズが第２の被写体に焦点が合う位置に近付いたと判断し
て、ラッチ回路１８ａおよび１８ｂのデータ保持動作を
不能化した後、前述の山登り制御のための動作を再開す
る。このとき、移動方向選択スイッチ１９および２０は
ＯＦＦ状態であるからこの“不能化”によってラッチ回
路１８ａおよび１８ｂの保持データがリセットされる。

これによって、ラッチ回路１８ａから加算器１６への入
力信号および、ラッチ回路１８ｂから加算器１７への入
力信号がなくなる。つまり、加算器１６および１７はマ
イコン１３からの制御信号のみを受ける状態となる。一
方、マイコン１３は山登り制御を行うべく加算器１６ま
たは１７に、フォーカスレンズをレンズ系１に遠い距離
にある被写体に焦点が合う方向またはその逆の方向に移
動させるための制御信号を与える。したがって、フォー
カスドライバ１４にはマイコン１３から出力された制御
信号が第１の制御信号または第２の制御信号として与え
られる。この結果、今度は第１の被写体ではなく第２の
被写体に対応するフォーカス評価値に基づいた山登り制
御が実現され、フォーカスレンズは第２の被写体に焦点
が合う位置で自動的に停止する。

このように、本実施例のビデオカメラによれば、自動フ
ォーカスモードにおいてフォーカスレンズがユーザーが
望まない被写体に焦点が合う位置で停止された場合でも
、ユーザーが移動方向選択スイッチ１９および２０のう
ちのいずれか一方を１回ＯＮするだけで、ユーザーの所
望の被写体に焦点が合うような条件で自動的に山登り制
御が再開始される。したがって、ユーザーはビデオカメ
ラを自動フォーカスモードに設定した後、移動方向選択
スイッチでフォーカスレンズの移動方向を１回指定する
だけで、ユーザーは所望の被写体に自動的に焦点を合わ
せることができる。

なお、手動フォーカスモードにおけるフォーカスドライ
バ１４に対する制御方式は、従来のビデオカメラの場合
と実質的に同一である。

手動フォーカスモードにおいては、フォーカス自動／手
動切換えスイッチ２１からマイコン１３にＨ”レベルの
電圧が付与されないように、フォーカス自動／手動切換
えスイッチ２１はＯＦＦ状態とされる。マイコン１３は
、フォーカス自動／手動切換えスイッチ２１から“Ｈ”
　レベルの電圧が付与されないことに応答して、ラッチ
回路１８ａおよび１８ｂのデータ保持動作を不能化して
、ラッチ回路１８ａおよび１８ｂが入力信号を保持せず
そのまま出力するように、ラッチ回路１８ａおよび１８
ｂを制御する。同時に、マイコン１３は山登り制御のた
めの一連の動作をすべて停止する。これによって、加算
器１６および１７のいずれにもマイコン１３から制御信
号が入力されなくなる。したがって、手動フォーカスモ
ードにおいて移動方向選択スイッチ１９および２０の出
力はそのままフォーカスドライバ１４に付与される。

つまり、ユーザーが外部スイッチ１９および２０を操作
してフォーカスレンズを所望の位置に移動させることが
可能となる。

また、本実施例のビデオカメラを以下のように用いれば
、ユーザーは所望の被写体が焦点合せが可能な位置にあ
るか否かを知ることもできる。

撮像画面内にレンズ系１からの距離の大きく異なる複数
の被写体が存在し、かつユーザーの所望の被写体とレン
ズ系１との距離が焦点合せが可能な最短距離よりも短く
、他の被写体のうちの一つのみが焦点合せが可能な距離
範囲内にある場合を想定する。このような場合に、自動
フォーカスモードにおいて焦点合せが可能な距離範囲内
にある被写体に焦点が合う位置でフォーカスレンズが停
止されると、その後ユーザーが移動方向選択スイッチ１
９および２０によってフォーカスレンズをいずれの方向
に駆動しても、ビデオカメラは合焦点を見出だすことが
できない。この結果、樟像画像は、フォーカスレンズが
ユーザのスイッチ操作によって最初の合焦点から離れた
後、常時、非合焦状態のままである。

そこで、自動フォーカスモードにおいて意ｘ的に移動方
向選択スイッチ２０をＯＮすれば、ビューファインダ画
面等に映し出される画像がその後合焦状態となるかいな
かを確認することによって、所望の被写体がレンズ系１
から適正な距離範囲にあるか否かを知ることができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、撮像画面内に撮像装置
からの距離が大きく異なる複数の被写体が存在する場合
でも、ユーザーは従来よりも簡単な操作で、所望の被写
体に対する焦点合せを撮像装置に自動的に行なわせるこ
とが可能となる。この結果、撮像装置の焦点合せに関す
る操作性が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のビデオカメラの構成を示す
概略ブロック図、第２図は従来のオートフォーカス機能
を備えたビデオカメラの構成を示す概略ブロック図、第
３図はフォーカス評価値とフォーカスレンズ位置との一
般的な関係を示すグラフ、第４図は輝度信号から高域成
分を抽出した場合と低域成分を抽出した場合とにおける
フォーカス評価値変化の違いを示すグラフである。 図において、１はレンズ系、２は撮像素子、３は信号処
理回路部、４はＹ信号処理回路、５は第１ＢＰＦ、５第
２ＢＰＦ、７はスイッチ回路、８は増幅器、９は検波回
路、１０はＡ／Ｄ変換器、１１はデジタル積分回路、１
２はフォーカスエリアゲート、１３はマイコン、１４は
フォーカスドライバ、１６および７１は加算器、１８ａ
および１８ｂはラッチ回路、１９および２０はフォーカ
スレンズ移動方向選択スイッチ、２１はフォーカス自動
／受動切換えスイッチ、２４はフォーカスモータ、２５
は基準電圧源である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。 爲３図 島４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被写体に対する焦点合せを、自動モードおよび手動モー
   ドで行なうことができる撮像装置であって、 フォーカスレンズと、 自動モードおよび手動モードのうちのいずれか一方を選
   択するための外部スイッチ手段と、手動モードにおいて
   前記フォーカスレンズの移動を指示するフォーカスレン
   ズ移動指示手段と、前記被写体を撮像して得られた輝度
   信号に基づいて、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制御信号を発生する制御信号発生
   手段と、 前記外部スイッチ手段の自動モード選択出力に応答して
   、前記制御信号発生手段により発生されたフォーカスレ
   ンズ制御信号と、前記フォーカスレンズ移動指示手段の
   指示出力とに基づいて、前記フォーカスレンズを移動さ
   せる手段とを備えた、撮像装置。