JPH05264885A - 合焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の合焦点検出装置にあっては、窓関数
処理により生ずる偽信号を除去するために、隣接する周
波数成分との階差を求めて誤成分を除去することを特徴
とする。 【構成】光学系１１からの光分布を光電変換素子１２で
光電変換し、その変換出力を基に信号変換回路１４がそ
の出力の総和をゼロにするように出力を変換する。マス
ク処理回路１５は、上記出力にマスク形状の重み係数を
乗算し、周波数検出回路１６でマスク処理した画素信号
から連続する複数の周波数成分を検出して記憶する。階
差処理回路１７は、上記連続する周波数成分の階差処理
によりマスクの周波数軸での影響を除去し、階差処理に
て求めた光路差を持つ２点の周波数成分比を周波数成分
比検出回路１８で検出する。デフォーカス算出装置２０
は、上記検出した周波数成分比と、テーブル１９のテー
ブル値を基にデフォーカス量を算出し、これにより駆動
回路２０を駆動して光学系１１の焦点調節を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は映像信号を用いて合焦
点検出を行う合焦点検出装置に関し、特に周波数成分の
検出に際しマスク処理を行う合焦点検出装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光学系を所定の２箇所以上の位置にて周
波数成分を検出し、周波数成分の比を取ることで合焦点
を検出する方式が、特開平２−２７５９１６号公報にて
開示されている。図１４はＭＤカーブ（周波数成分：Ｍ
ＴＦとレンズデフォーカス特性のカーブ）を示した図で
あり、図１５は図１４のＭＤカーブに対しての周波数成
分比とデフォーカス特性の関係を示した図である。この
図１５から、周波数成分比とデフォーカス量は１対１に
対応することがわかる。以下、この合焦点を検出する方
式の説明を簡単に行う。

【０００３】光路長の異なる２箇所での周波数信号をＭ
Ｓ０ａ（ω）、ＭＳ１ａ（ω）、周波数成分比をＭＴＦ
Ｒとすると ＭＳ０ａ（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ０（ω） ＭＳ１ａ（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ１（ω） ＭＴＦＲ（ω）＝ＭＳ１ａ（ω）／ＭＳ０ａ（ω） ＝Ｌ１（ω）／Ｌ０（ω） 但し、Ｏ（ω） ；被写体の周波数成分 Ｌ０（ω），Ｌ１（ω）；レンズの周波数成分 ω；周波数、＊；掛け算とする。

【０００４】上述したように、ＭＴＦＲは被写体の影響
を受けない値となり、ＭＴＦＲはデフォーカス量と１対
１の関係を有するため、被写体の影響を受けることなく
デフォーカス量が求められる。

【０００５】また、離散的な周波数検出（離散フーリエ
変換）に於いては、両端の信号値の差による周波数の誤
検出を防止するために、システムに応じてそのシステム
に最適な固有な窓関数処理（信号列の中心を１として、
両端が滑らかに０に近い値になるよう重み付（重み係
数）をする）を行い、検出周波数の最適化が行われてい
る（デジタル信号処理の理論 １ 基礎・システム・制
御 コロナ社 ｐ７７〜）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記関係式
からデフォーカス量を求める場合、被写体から狭帯域の
周波数成分を検出し、更に狭帯域を検出するときに発生
する偽信号を確実にキャンセルする必要性がある。

【０００７】光電変換素子上の被写体像から狭帯域の周
波数成分を検出する方法としては、アナログ、デジタル
等のフィルタによる周波数検出、または離散的フーリエ
変換による周波数の検出がある。しかしながら、フィル
タによる限られた領域からの周波数検出は、狭帯域の信
号検出が非常に難しいものである。例えば、アナログフ
ィルタの場合は構成各素子の常数設定が困難であり、デ
ジタルフィルタの場合はタップ数が非常に長くなり限ら
れた領域からは信号抽出が困難である。

【０００８】また、離散的フーリエ変換は、限られた領
域の信号列の両端の信号値に大きな差がある場合は、本
来の周波数成分を検出することができない。また、両端
の信号値の差の影響を取り除くために両端の信号値を０
にするように窓処理を行う。しかしながら、窓処理を一
様に行うと両端の信号差が小さい場合も窓処理によって
周波数軸にて隣の周波数成分の影響を受けるため、正確
な周波数検出ができなくなる（デジタル信号処理 電子
通信学会編 ｐ２８−に記載）。

【０００９】この発明は、上記課題に鑑みてなされたも
ので、周波数成分を検出する場合に窓関数の形状による
周波数軸での畳み込みによる偽信号を階差処理により除
去することで、高精度の合焦点検出装置を提供すること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、光
学系の光路長の異なる２箇所において、光学系により形
成される光分布を電気信号に変換する光電変換素子と、
この光電変換素子からの出力を基にその出力の総和がゼ
ロになるように出力を変換する変換装置と、この変換装
置からの出力を基に窓関数を設定する窓関数設定手段
と、この窓関数設定手段により窓関数処理された光電変
換素子の出力から特定周波数成分を抜き出す特定周波数
検出手段と、上記特定周波数成分の特徴に基いて上記光
学系の焦点調節を行う制御手段とを具備し、焦点検出に
用いる上記特定周波数は隣接する周波数列からの階差処
理にて検出されることを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明の合焦点検出装置にあっては、光学系
の光路長の異なる２箇所に於いて、上記光学系により形
成される光分布が光電変換素子により電気信号に変換さ
れ、この光電変換素子からの出力を基に、変換装置にて
その出力の総和がゼロになるように出力が変換される。
窓関数設定手段では、この変換装置からの出力を基に窓
関数が設定され、この窓関数処理された光電変換素子の
出力から特定周波数成分が特定周波数検出手段で抜き出
される。そして、制御手段により、上記特定周波数成分
の特徴に基いて上記光学系の焦点調節が行われる。ま
た、焦点検出に用いる上記特定周波数は、隣接する周波
数列からの階差処理にて検出される。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１３】初めに、図１を参照して、この発明の第１
の実施例としての概念を説明する。同図に於いて、合焦
点検出装置は、光学系１１と、この光学系１１を通過し
た被写体の光分布を電気分布に変換する光電変換素子１
２と、この光電変換素子１２の出力をアナログ／デジタ
ル変換するＡ／Ｄ変換回路１３と、Ａ／Ｄ変換された信
号の総和がゼロになるように信号変換する信号変換回路
１４と、信号変換された信号にマスク形状の重み係数を
乗算するマスク処理回路１５と、マスク処理された画素
信号から連続する複数の周波数成分を検出し、周波数成
分を記憶する周波数検出回路１６とを有している。

【００１４】また、この合焦点検出装置は、階差処理回
路１７と、周波数成分比検出回路１８と、テーブル１９
と、デフォーカス算出装置２０及び駆動回路２１を更に
有した構成となっている。

【００１５】上記階差処理回路１７は、上記周波数検出
回路１６からの周波数成分を用いて、連続する周波数成
分の階差処理によりマスクの周波数軸での影響を除去す
るものである。そして、周波数成分比検出回路１８は、
階差処理にて求まった光路差を持つ２点の周波数成分比
を検出する。

【００１６】また、上記テーブル１９は、上記光学系１
１の周波数成分−デフォーカス（Ｍ−Ｄ）特性から求ま
る各周波数成分比と、デフォーカス量の関係を記憶する
ものである。デフォーカス算出装置２０は、周波数比検
出回路１８にて検出された周波数成分比と、周波数成分
比とデフォーカス量を記憶したテーブル１９のテーブル
値を基にデフォーカス量を算出し、光学系１１の状態を
検出し、光学系１１の駆動量を算出する。更に、駆動回
路２１は、上記デフォーカス算出回路２０にて検出され
たデフォーカス量に基いて光学系１１を駆動するための
ものである。

【００１７】このような構成の合焦点検出装置に於い
て、光学系１１により被写体からの光束が導かれると、
上記被写体の光分布が光電変換素子１２によって電気分
布に変換される。この光電変換された出力の画素信号
は、Ａ／Ｄ変換回路にてＡ／Ｄ変換された後、その信号
の総和がゼロになるように信号変換回路１４で信号変換
される。そして、信号変換された信号は、マスク処理回
路１５でマスク形状の重み係数が乗算され、周波数検出
回路１６にてマスク処理された画素信号から連続する複
数の周波数成分が検出され、周波数成分が記憶される。

【００１８】この周波数成分を用いて、連続する周波数
成分の階差処理によりマスクの周波数軸での影響が階差
処理回路１７で除去され、階差処理にて求まった光路差
を持つ２点の周波数成分比が周波数成分比検出回路１８
で検出される。デフォーカス算出装置２０では、上記検
出された周波数成分比と、テーブル１９のテーブル値を
基にデフォーカス量が算出され、光学系１１の状態が検
出されてその駆動量が算出される。この駆動量により、
駆動回路２０が光学系１１を駆動するようになってい
る。

【００１９】このように構成することにより、マスク形
状に応じて周波数軸に畳み込まれる成分の割合は決定さ
れ、隣接する周波数成分以外の畳み込み成分を極めて小
さくするようにマスク形状が設定される（例えば、ＣＯ
Ｓマスク；０．２５、０．５、０．２５と中心の周波数
成分が畳み込まれる）。そして、隣接する周波数成分
（周波数ゼロを含む）の階差が、マスクの周波数での畳
み込み係数に応じて求められることで、誤った周波数成
分の発生が除去される。次に、この発明の合焦点検出装
置をカメラに応用した第２の実施例について説明する。

【００２０】図２は、カメラの概略構成を示した図であ
る。カメラ２２にて光学系１１を通った光束は、中央周
辺部のみハーフミラーで構成されるメインミラー（Ｍミ
ラー）２３にてファインダ系とＡＦ検出系に分割され
る。ファインダ系に導かれた光束は、ファインダ２４に
導かれる。また、ＡＦ検出系に導かれた光束は、サブミ
ラー（Ｓミラー）２５にて、ビームスプリッタ２６に導
かれ、更にセンサ２７ａ及び２７ｂで電気信号に変換さ
れる。このセンサは、光路長の短い側を２７ａ、光路長
の長い側を２７ｂとする。また、上記電気信号に基い
て、後述するＣＰＵ３１が光学系１１のデフォーカス量
を算出し、駆動部２８にて光学系１１は駆動される。

【００２１】図３は、図２のカメラのブロック構成図で
ある。同図に於いて、このカメラは、レンズ２９と、レ
ンズ２９を通った光束を電気信号に変換するセンサ３０
と、センサ３０の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
回路１３と、ＣＰＵ３１と、このＣＰＵ３１にて与えら
れた画素信号群と検出周波数を基に検出周波数成分をＤ
ＦＴ処理（Discrete Fourier Transform）にて検出する
ＤＦＴ回路３２と、複数の周波数帯域に於いてレンズ２
９の周波数成分比とレンズ２９のデフォーカス量の関係
を記憶するメモリ３３と、ＣＰＵ３１からのレンズ２９
の駆動量に基いて該レンズ２９を駆動するレンズ駆動回
路２１にて構成されている。

【００２２】上記ＣＰＵ３１は、上記Ａ／Ｄ変換回路１
３でＡ／Ｄ変換されたフォーカスエリアの画素情報を前
処理（１次直線での回帰変換）し、前処理後の画素情報
に基づいてマスクの重み付けを決定し、画素信号に重み
付け値を乗算し、その演算値と検出周波数をＤＦＴ回路
３２に送り出す。これと共に、必要な検出周波数をＤＦ
Ｔ回路３２より取り込んで、マスクの周波数への軸への
畳み込み係数を基に階差処理にてマスクによる偽信号を
除去し、光路差の異なる２つの位置での周波数成分比を
算出する。そして、検出像の倍率補正、周波数の最適化
のためにレンズ２９の瞳情報、周波数情報、現在焦点位
置情報、ＭＴＦ情報、焦点距離（ズーム値）を通信し、
センサ３０を制御する。また、上記ＣＰＵ３１は、レン
ズ２９の駆動量をメモリ３３との通信にて算出し、駆動
量を駆動回路２１に伝達する。次に、このように構成さ
れたカメラの動作について、図４のメインシーケンスと
してのフローチャートを参照して説明する。

【００２３】動作が開始されると、ステップＳ１にてイ
ニシャライズされ、次いでステップＳ２にてファースト
レリーズがオンされたか否かが判定される。ここで、フ
ァーストレリーズオフであればこのシーケンスが終了さ
れ、ファーストレリーズオンであれば、ステップＳ３に
進んでセカンドレリーズがオンされたか否かが判定され
る。セカンドレリーズがオンであれば、ステップＳ４に
移行して、シャッタ、巻上げシーケンスがなされた後、
ステップＳ２に戻る。

【００２４】上記ステップＳ３にて、セカンドレリーズ
がオフであれば、ステップＳ５に進んで、合焦点検出サ
ブルーチンプログラムＡＦが実行される。そして、サブ
ルーチンプログラムＡＦが実行されたならば、ステップ
Ｓ６に於いて、合焦フラグＧＦの判定が行われる。ここ
で、フラグＧＦは、レンズ２９が合焦位置にあるときＧ
Ｆ＝１、非合焦でレンズ２９を駆動する必要がある場合
はＧＦ＝０となる。このステップＳ６にて、ＧＦ＝１の
場合はステップＳ２に戻る。一方、ＧＦ＝０の場合は、
ステップＳ７に進んでレンズ２９を上記サブルーチンプ
ログラムＡＦにて指定された位置へ駆動させ、その後ス
テップＳ２に戻る。図５は、図４に示されたサブルーチ
ンプログラムＡＦのシーケンスを示したものである。

【００２５】サブルーチンプログラムＡＦがスタートさ
れると、先ずステップＳ１１にてフォーカスエリアに対
応するセンサ上の情報のイニシャライズが行われる。次
いで、ステップＳ１２にて、センサ３０の積分が実行さ
れる。積分終了後は、ステップＳ１３でセンサ信号が読
出されてこの積分信号がＡ／Ｄ変換によりデジタルデー
タとして記憶される。その後、ステップＳ１４に進ん
で、検出周波数がｆ₁ に設定される。尚、後述する図６
に示されるように、検出周波数ｆ₁ には、検出デフォー
カス範囲に応じてｆ₁₀、ｆ₁₁、ｆ₁₂が選択される。

【００２６】次に、ステップＳ１５にて、画素のデジタ
ル信号の前処理（信号の変換、周波数の検出、周波数の
階差処理）を行うサブルーチンプログラムＡＦＤＣが実
行される。そして、ステップＳ１６で、検出周波数を基
に、所定の光路差を有した２つのセンサからの周波数成
分の比（ＭＴＦＲ１）が検出され、ステップＳ１７に於
いて、このＭＴＦＲ１と所定値ε₁ が比較される。

【００２７】ここで、｜ＭＴＦＲ１−１｜＜ε₁ でない
ならば、ステップＳ１８に進み、ＭＴＦＲ１とレンズ２
９の検出周波数ｆ₁ でのデフォーカス量が記憶されたテ
ーブル表を参照し、補間されてレンズ２９の駆動量Ｌ１
が算出される。一方、上記ステップＳ１７に於いて、｜
ＭＴＦＲ１−１｜＜ε₁ であれば、レンズ２９が合焦点
付近にすでにあることを意味する。したがって、ステッ
プＳ１９に移行して、合焦点検出精度を上げるために検
出周波数の変更が行われ、検出周波数がｆ₁より高い周
波数のｆ₂ （ｆ₂ は、２つのセンサ間隔が図６に示され
るレンズ周波数成分とデフォーカス量の特性のＺ０より
小さくなるような周波数とする）に設定される。

【００２８】そして、ステップＳ２０にて検出周波数ｆ
₂ に関してデジタル処理（ＤＦＴ）にて検出がなされ
る。その後、ステップＳ２１で所定の光路差を有した２
つのセンサからの周波数成分の比（ＭＴＲＦ２）が検出
され、ステップＳ２２に於いてＭＴＦＲ２と所定値ε₂
が比較される。

【００２９】このステップＳ２２にて、｜ＭＴＦＲ２−
１｜＜ε₂ でないならば、ステップＳ２３に進んで、Ｍ
ＴＦＲ２とレンズ２８の検出周波数ｆ₂ でのデフォーカ
ス量が記憶されたテーブル表が参照、補間されて、レン
ズ２９の駆動量Ｌ２が算出される。そして、このステッ
プＳ２９及び上記ステップＳ１８にて、レンズ２９の駆
動量が算出された後、ステップＳ２４で合焦フラグＧＦ
がＧＦ＝０に設定される。

【００３０】また、上記ステップＳ２２に於いて、｜Ｍ
ＴＦＲ２−１｜＜ε₂ であれば、ステップＳ２５に進ん
で合焦フラグＧＦがＧＦ＝１に設定される。こうして、
合焦フラグＧＦが設定された後、サブルーチンプログラ
ムＡＦが終了する。

【００３１】図６は、レンズの特定周波数での周波数成
分とデフォーカス特性を示したものである。同図に於い
て、縦軸はレンズの周波数成分（理想被写体にて合焦点
を１に規格化する）を、横軸はレンズのデフォーカス量
を表している。尚、ノイズを考慮して、レンズ周波数成
分Ｍ０を設定し、その時の合焦点からのデフォーカス量
をＺ０とする。

【００３２】また、図７は、ＭＴＦＲに関する比較値ε
₁ 、ε₂ の設定に関して説明するための図である。同図
に於いて、縦軸は周波数成分比を、横軸はデフォーカス
量を表している。上記ε₁ は、検出周波数ｆ₁ 、ｆ₂ の
切換え点となり、２つの光路差及び信号のＳ／Ｎを考慮
して決定される。ε₂ は、合焦精度（レンズのＦナンバ
により決定される）及び信号のＳ／Ｎを考慮して決定さ
れる。図８は、画素のデジタル信号の前処理のシーケン
スを示すサブルーチンである。

【００３３】サブルーチンプログラムＡＦＤＣがスター
トされると、ステップＳ３１にてセンサデータの読込み
が行われ、前側、後側センサデータがＤ（１，＊）、Ｄ
（２，＊）に取込まれる（ここで＊は１〜６４の変数を
示す）。次いで、ステップＳ３２にて、変数ｉ、ｊが１
にされる。その後、ステップＳ３３で、Ｄ（ｉ，ｊ）の
データがＭ（ｊ）に取込まれる。

【００３４】次に、ステップＳ３４に於いて、ｊの値が
判定がなされる。ここで、ｊ＝６４でない場合はステッ
プＳ３５に移行してｊ＝ｊ＋１とされ、ステップＳ３３
へ戻る。一方、ｊ＝６４の場合はステップＳ３６に進ん
で、１次回帰線にて基準化するサブルーチンプログラム
ＩＪＫが行われる。

【００３５】次いで、ステップＳ３７にて、所定のマス
ク形状が設定されて元の画素信号に乗算（重み付け）す
るサブルーチンプログラムＭＫが実行される。更に、ス
テップＳ３８では、変数がｊ＝１に設定される。そし
て、ステップＳ３９で、Ｍ（ｊ）がＤ（ｉ，ｊ）に格納
される。

【００３６】ステップＳ４０では、ｊの値が判定され、
ここでｊ＝６４でない場合は、ステップＳ４１に移行し
て、ｊ＝ｊ＋１が実行される。その後、ステップＳ３９
に戻る。一方、上記ステップＳ４０にてｊ＝６４の場合
は、ステップＳ４２に進んで更にｉの値が判定される。

【００３７】このステップＳ４２にて、ｉ＝２でない場
合はステップＳ４３に移行する。そして、ｉ＝ｉ＋１、
ｊ＝１が実行された後、ステップＳ３３へ戻る。これに
対し、上記ステップＳ４２にてｉ＝２ならば、ステップ
Ｓ４４に進んで、検出周波数ｆ₁ に関してＤＦＴにて周
波数ゼロから周波数ｆ₁ までが検出され、Ｆ（ｉ，ｋ）
Ｉ格納される。ここで、Ｆ（ｉ，ｋ）のｉは１〜２、ｋ
は０〜ｋ１（ｋ１番目の周波数はｆ₁ に相当し、ｋは最
大３２とする）とする。そして、ステップＳ４５で、マ
スクの影響を除去するための階差処理を行うサブルーチ
ンプログラムＫＪＢが実行された後、本シーケンスを抜
ける。図９は、１次回帰線にて基準化するシーケンスを
示すサブルーチンである。

【００３８】サブルーチンプログラムＩＪＫがスタート
され、先ずステップＳ５１にて、Ｍ（＊）データ（ここ
で＊は１〜６４の変数を示す）で１次回帰の各構成値Ｓ
ｘｘ、Ｓｙｙ、Ｓｘｙ、Ｓｘ、Ｓｙが求められる。次い
で、ステップＳ５２にて、１次回帰線が求められる。そ
の後、ステップＳ５３で、変数ｋがｋ＝１にされ、ステ
ップＳ５４にて、Ｍ（ｋ）にＭ（ｋ）−Ｙ（ｋ）が格納
される。

【００３９】そして、ステップＳ５５に於いて、ｋの値
が判定される。ここで、ｋ＝６４でない場合はステップ
Ｓ５６に移行して、ｋ＝ｋ＋１が行われた後、ステップ
Ｓ５３に戻る。一方、上記ステップＳ５５にてｋ＝６４
の場合は本シーケンスを抜ける。

【００４０】図１０は、マスク処理に関するシーケンス
を示すサブルーチンである。尚、ここではマスク形状を
決定するパラメータａはａ＝１とする（ａは信号パター
ンによって可変可能である）。

【００４１】サブルーチンプログラムＭＫがスタートさ
れると、先ずステップＳ６１にて、変数ｍがｍ＝１に設
定される。次いで、ステップＳ６２にて、マスクの重み
値ＭＫ（ｍ）が求められる。そして、ステップＳ６３に
て、１次回帰線にて基準変換されたデータＭ（ｍ）に、
Ｍ（ｍ）とＭＫ（ｍ）の乗した値が格納される。

【００４２】そして、ステップＳ６４に於いて、変数ｍ
の判定がなされる。ここで、ｍ＝６４でない場合はステ
ップＳ６５に移行して、ｍ＝ｍ＋１が行われ、その後ス
テップＳ６２へ戻る。これに対し、上記ステップＳ６４
でｍ＝６４ならば、本シーケンスを抜ける。

【００４３】図１１は、マスク処理による周波数軸の畳
み込みの様子を示したもので、（ａ）は理想的な周波数
成分を示した図、（ｂ）はマスク処理された信号から検
出された周波数成分を示した図、（ｃ）はマスクによる
周波数の伝達特性（畳み込み係数）を示した図である。
また、図中、ｆ（ｉ）、ｇ（ｉ）は周波数成分、ｋ
（ｊ）は係数、ｉは０〜３２、ｊは−∞〜∞の整数を、
それぞれ示すものとする。

【００４４】図１１（ａ）の周波数ゼロ（ＤＣ）成分ｆ
（０）は、前処理にて信号の総和をゼロにしているの
で、ゼロとなる。また、図１１（ｂ）の各周波数成分ｇ
（ｉ）は、ｆ（ｉ）がマスク処理による畳み込み係数ｋ
（ｊ）によって畳み込みまれた結果となっている。図１
１（ｃ）では、ｊの絶対値が２以上のｋ（ｊ）の値はほ
ぼゼロに、更にｋ（−１）＝ｋ（１）となるようにマス
クが決定される。

【００４５】検出される周波数成分と理想的な周波数成
分との関係は以下のようになる。 ｇ（０）＝ｋ（−１）×ｆ（−１）＋ｋ（０）×ｆ
（０）＋ｋ（１）×ｆ（１） ｇ（１）＝ｋ（−１）×ｆ（０）＋ｋ（０）×ｆ（１）
＋ｋ（１）×ｆ（２） ｇ（２）＝ｋ（−１）×ｆ（１）＋ｋ（０）×ｆ（２）
＋ｋ（１）×ｆ（３） ： ： ｇ（ｉ）＝ｋ（−１）×ｆ（ｉ−１）＋ｋ（０）×ｆ
（ｉ）＋ｋ（１）×ｆ（ｉ＋１）

【００４６】ＤＦＴＦ処理に於いて、ｉの負の周波数成
分はｉの正の成分が折り返ることになり、以下の関係が
成り立つ。 ｆ（−ｉ）＝ｆ（ｉ） ｇ（−ｉ）＝ｇ（ｉ）

【００４７】また、前処理でｆ（０）＝０なるようにし
ているので ｇ（０）＝ｋ（−１）×ｆ（１）＋ｋ（１）×ｆ（１）
＝２×ｋ（１）×ｆ（１） ｇ（１）＝ｋ（−１）×ｆ（０）＋ｋ（０）×ｆ（１）
＋ｋ（１）×ｆ（２）＝ｋ（０）×ｆ（ｆ）＋（１）×
ｆ（２） ｇ（２）＝ｋ（−１）×ｆ（１）＋ｋ（０）×ｆ（２）
＋ｋ（１）×ｆ（３）＝ｋ（１）×ｆ（１）＋ｋ（０）
×ｆ（２）＋ｋ（１）×ｆ（３） これらの関係式より ｆ（１）＝ｇ（０）／（２×ｋ（１）） ｆ（２）＝（ｇ（１）−ｋ（０）×ｆ（１））／ｋ
（１） ｆ（３）＝（ｇ（２）−ｋ（１）×ｆ（１）−ｋ（０）
×ｆ（２））／ｋ（１）

【００４８】ｉが３以上に於いては以下の関係になる ｆ（ｉ＋１）＝（ｇ（１）−ｋ（１）×ｆ（ｉ−１）−
ｋ（０）×ｆ（ｉ）） こうして、ｆ（１）、ｆ（２）が求められるので、ｉが
３以上のｆ（ｉ）も階差処理にて求められる。図１２
は、階差処理のサブルーチンプログラムＫＪＢを示した
ものである。

【００４９】サブルーチンプログラムＫＪＢがスタート
されると、ステップＳ７１にて、ＤＦＴ処理による各周
波数成分Ｆ（ｉ，ｋ）のデータが読込まれる。次いで、
ステップＳ７２にて、マスク処理による畳み込み係数ｋ
（ｉ）（但し、ｉ＝−１、０、１；（ｋ（−１）＝ｋ
（１））が読込まれる。そして、ステップＳ７３で、検
出周波数ｆ₁ に対応するＦ（ｉ，ｋ）のｋがｋ０と設定
される。

【００５０】次に、ステップＳ７４に於いてｋ０＝１の
判定が行われ、新しく検出された周波数はＧ（ｉ，ｋ）
に格納される。上記ステップＳ７４に於いてｋ０＝１で
ない場合は、検出周波数は最低周波数でないことにな
り、ステップＳ７５に進んでｉ＝１、ｋ＝２が設定され
る。次いで、ステップＳ７６にて、初期値 Ｇ（ｉ，０）＝０、Ｇ（ｉ，１）＝Ｆ（ｉ，０）＝Ｆ
（ｉ，０）／（２×ｋ（１））が設定される。

【００５１】そして、ステップＳ７７にて、階差処理 Ｇ（ｉ，ｋ）＝（Ｆ（ｉ，ｋ−１）−ｋ（１）×Ｇ
（ｉ，ｋ−２）−ｋ（０）×Ｇ（ｉ，ｋ−１））／ｋ
（１）が行われる。次いで、ステップＳ７８にて、ｋ＝
ｋ０の判定が行われる。ここでｋ＝ｋ０でない場合は、
まだ検出周波数ｆ₁ に対応する周波数が検出されていな
いことになるので、ステップＳ７９に進んでｋにｋ＋１
が代入される。その後、ステップＳ７７に戻る。一方、
上記ステップＳ７８にてｋ＝ｋ０の場合は、検出周波数
ｆ₁ に対応する周波数が検出されたことになる。したが
って、ステップＳ８０に進んでｉ＝２の判定が行われ
る。

【００５２】このステップＳ８０に於いて、ｉ＝２でな
い場合は、まだ全てのセンサの周波数検出がされていな
いことを意味する。したがって、ステップＳ８１に移行
してｉ＝ｉ＋１、ｋ＝２と設定されてステップＳ７６へ
戻る。上記ステップＳ８０でｉ＝２の場合は、周波数検
出が終了したことを意味し、本サブルーチンを抜ける。

【００５３】また、上記ステップＳ７４に於いて、ｋ０
＝１の場合は、検出周波数が最低周波数であることをを
意味するので、ステップＳ８２に進んで検出周波数が Ｇ（１，１）＝Ｆ（１，０）／（２×ｋ（１）） Ｇ（２，１）＝Ｆ（２，０）／（２×ｋ（１）） とされる。次に、図１３のフローチャートを参照して、
レンズ２９の駆動量算出について説明する。

【００５４】この駆動量は、検出周波数に対応したＭＴ
ＦＲとデフォーカス量の関係を示すテーブル（デフォー
カス点は離散的にサンプルされている）を用いて検出す
る。尚、検出ＭＴＦＲをＭ₁ 、求めるデフォーカス量を
Ｄ１、参照テーブル内でＭ₁に最も近いテーブルＭＴＦ
Ｒの値をＭ₂ 、このＭ₂ に対応するデフォーカス量をＤ
２、次に近いテーブルＭＴＦＲの値をＭ₃ 、Ｍ₃ に対応
するデフォーカス量をＤ３とする。

【００５５】駆動量算出が開始されると、ステップＳ９
１にてＭ₂ が参照テーブルから求められる。次いで、ス
テップＳ９２にて、Ｍ₃ が参照テーブルより求められ
る。そして、ステップＳ９３にて Ｄ１＝Ｄ２＋｜（Ｍ₂ −Ｍ₁ ）／（Ｍ₂ −Ｍ₃ ）｜＊
（Ｄ３−Ｄ２） から、Ｍ₁ のデフォーカス量Ｄ１が求められる。その
後、ステップＳ９４で検出デフォーカス量と現在のレン
ズ位置より駆動量が算出され、本シーケンスを抜ける。

【００５６】上述したように、同実施例によれば、高速
で、簡単な構成にて、ＤＦＴによるマスクの影響を低減
することができ、被写体の状態に依存しない合焦点検出
装置を提供することができる。

【００５７】尚、同実施例に於いては、周波数検出にて
ＤＦＴ処理を用いたが、これに限られずに狭帯域を検出
できる処理（デジタルフィルタ、アナログフィルタ）で
あればよい。また、今回は２回の検出周波数の切り換え
で行ったが、周波数成分の検出を並列処理し、更に検出
周波数を複数回の切換えで行ってもよい。加えて、検出
周波数を図６の条件を満たす範囲に於いて同時に複数用
いてもよい。また、周波数成分比からデフォーカス量を
テーブルにて求めたが簡単な関数にて近似し、計数メモ
リに記憶してもよい。

【００５８】更に、周波数の切換えを周波数成分比にて
行っているが、レンズの現在位置情報を用いてもよい。
加えて、周波数成分比の代わりに２つの周波数成分の差
分を２つの周波数成分の総和で規格化した値を用いても
よい。尚、センサ信号は１次回帰線を基準にしたが、平
均値を基準にしてもよい。また、窓関数（マスク形状）
をＣＯＳ関数を用いたがガウス関数を用いて、その形状
を可変にしてもよい。加えて、関数自信をも可変にして
もよい。

【００５９】更に、センサ配置をフィルム等価面を挟ん
で等間隔に配置したが、必ずしも等間隔に配置しなくて
もよい。また、前側と後側のデフォーカス量が大きく異
なるシステムでは、フィルム面を挟まない方がよい。
尚、センサを１面にして光学系を駆動して時分割にて比
を求めてもよい。

【００６０】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、２つの
合焦状態の異なる映像信号から、光路差による被写体の
周波数の変化分を狭帯域にて忠実に検出することで、理
想的に被写体の周波数成分をキャンセルすることがで
き、簡単な構成にて高精度の合焦点検出装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の合焦点検出装置の第１の実施例とし
ての概念を説明するブロック構成図である。

【図２】この発明の合焦点検出装置をカメラに応用した
第２の実施例でカメラの概略構成を示した図である。

【図３】図２のカメラのブロック構成図である。

【図４】図２のカメラの動作を説明するメインシーケン
スとしてのフローチャートである。

【図５】図４に示されたサブルーチンプログラムＡＦの
シーケンスである。

【図６】レンズ周波数成分とデフォーカス量の特性を示
した図である。

【図７】ＭＴＦＲに関する比較値ε₁ 、ε₂ の設定に関
して説明するための図である。

【図８】図５の画素のデジタル信号の前処理のシーケン
スを示すサブルーチンである。

【図９】１次回帰線にて基準化するシーケンスを示すサ
ブルーチンである。

【図１０】マスク処理に関するシーケンスを示すサブル
ーチンである。

【図１１】マスク処理による周波数軸の畳み込みの様子
を示したもので、（ａ）は理想的な周波数成分を示した
図、（ｂ）はマスク処理された信号から検出された周波
数成分を示した図、（ｃ）はマスクによる周波数の伝達
特性（畳み込み係数）を示した図である。

【図１２】階差処理のサブルーチンプログラムＫＪＢを
示したものである。

【図１３】レンズ２９の駆動量算出について説明するフ
ローチャートである。

【図１４】一般的な周波数成分とデフォーカスの関係を
表すＭＤカーブ（周波数成分とレンズデフォーカス特性
のカーブ）を示した図である。

【図１５】図１４のＭＤカーブに対しての周波数成分比
とデフォーカス特性の関係を示した図である。

【符号の説明】

１１…光学系、１２…光電変換素子、１３…Ａ／Ｄ変換
回路、１４…信号変換回路、１５…マスク処理回路、１
６…周波数検出回路、１７…階差処理回路、１８…周波
数成分比検出回路、１９…テーブル、２０…デフォーカ
ス算出装置、２１…駆動回路、２２…カメラ、２３…メ
インミラー（Ｍミラー）、２４…ファインダ、２５…サ
ブミラー（Ｓミラー）、２６…ビームスプリッタ、２７
ａ、２７ｂ…センサ、２８…駆動部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系の光路長の異なる２箇所におい
   て、光学系により形成される光分布を電気信号に変換す
   る光電変換素子と、 この光電変換素子からの出力を基にその出力の総和がゼ
   ロになるように出力を変換する変換装置と、 この変換装置からの出力を基に窓関数を設定する窓関数
   設定手段と、 この窓関数設定手段により窓関数処理された光電変換素
   子の出力から特定周波数成分を抜き出す特定周波数検出
   手段と、 上記特定周波数成分の特徴に基いて上記光学系の焦点調
   節を行う制御手段とを具備し、 焦点検出に用いる上記特定周波数は隣接する周波数列か
   らの階差処理にて検出されることを特徴とする合焦点検
   出装置。