JPH0575910A - 合焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 より少ないテ−ブルにて高精度、高速の合焦
点検出装置を提供することにある。 【構成】 合焦点付近において所定の周波数よりも低周
波数を用いて２つの周波数成分の比を求め、この比に基
づいて合焦点付近であるか否かを判定する判定回路１０
４と、合焦点付近にないと判断されたときは所定の周波
数を切り換えて合焦点の検出を行うデフォ−カス量算出
装置１０６とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は映像信号を用いて合焦点
検出を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号を用いて合焦点検出を行うもの
としては、ＮＨＫ技報第１７巻、第１号、石田他による
“山登りサーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調
整”の中で開示されている方式（一般に山登り方式と言
われている）がある。

【０００３】この方式は、映像信号の高周波成分が合焦
点付近では、非合焦付近に比べて増加することを用い
て、高周波成分がピークとなる（先鋭度が高くなる）こ
とに着目し、映像信号から周波数成分を抜き出し、より
周波数成分の高い位置へ光学系を駆動する（図１８；周
波数成分とレンズデフォーカスとの関係を示す）もので
ある。山登り方式にて複数の周波数を用い合焦点付近で
は検出周波数を低周波側から高周波側に切り換える、ま
たは低周波と高周波の重み付けを行う等の方式が数多く
提案されている（特開昭第５５−８７１１４号等）。ま
た、検出周波数の帯域を異にした２つの検出帯域成分の
比等を用いて合焦状態を判定する方式も提案されている
（特開平第２−１１４７７４号）。

【０００４】また、光学系を所定の２箇所以上の位置に
移動させて、その位置にて複数の周波数成分を検出し、
周波数成分の比を複数の周波数において取ることで合焦
点を検出する方式が、特開平第２−２７５９１６号にて
開示されている。図１９に図１８の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）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す。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】映像信号の変化に着目
した合焦点検出方式には、山登り方式等の多くの方式が
提案されている。

【０００６】その中で、山登り方式は、逐次撮影光学系
を駆動して、それぞれの周波数成分の差分値に応じて検
出周波数を切り換えて行くために、被写体の検出周波数
成分が低い場合（図２０に示す；（ａ）は周波数成分が
十分ある場合、（ｂ）は周波数成分が少ない場合）は、
合焦付近と誤って周波数を切り換えることが発生し（高
周波成分の誤検出）、合焦精度にも影響を与える。

【０００７】また、帯域が重なってかつ帯域幅が異なる
信号の比を用いて合焦状態を検出する方式ではより広い
帯域信号が利用できるが、山登り方式の被写体の周波数
に依存する問題点の解決にはならない。

【０００８】また、周波数成分比を基に合焦点を検出す
る方式においては、同時に複数の周波数成分の比を求め
ることで合焦精度を高めている。しかし、同時に検出す
る複数の周波数全てにおいて分解能の高いテーブルを持
つ必要があり、その場合大容量のテーブルが必要とな
る。

【０００９】また、テーブルの容量を減らすために検出
周波数を限定した場合、本来の合焦位置以外の光学の位
置で周波数成分比が合焦信号と同じ値を出力する偽合焦
が発生する（図２１（ａ），（ｂ）の実線）。

【００１０】図２１（ａ）の実線にて、横軸デフォーカ
ス量、縦軸周波数成分を示し、光路差ｄ０でのデフォー
カス−周波数成分の関係を示す。また、図２１（ｂ）の
実線にて横軸デフォーカス量、縦軸周波数成分比を示
す。合焦点Ａ付近と非合焦点Ｂ付近において周波数成分
比はほぼ同じ値を有する（Ａ；合焦、Ｂ；ノイズまたは
光学的折り返し等Ｓ／Ｎの悪い所にて発生する）。ま
た、周波数成分の比を求める方式においては絶対値が小
さいと演算誤差等により偽合焦が発生する可能性があ
る。

【００１１】本発明の合焦点検出装置はこのような課題
に着目してなされたもので、その目的とするところは、
ラフな周波数成分比にて、または周波数成分の大きさに
て検出周波数成分比の信頼性を検証し検出周波数を切り
換えることで、より少ないテーブルにて高速、高精度の
合焦点検出装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、光学系によって形成される被
写体像の輝度分布を、上記光学系の光軸上の２箇所にお
いてそれぞれ電気信号に変換する光電変換素子と、上記
電気信号から所定の周波数成分を抜き出す周波数検出手
段と、この周波数検出手段によって抜き出された２つの
周波数成分の比に基づいて上記光学系のデフォ−カス量
を求めるデフォ−カス量算出手段とを具備する合焦点検
出装置において、合焦点付近において、上記所定の周波
数よりも低周波数を用いて上記周波数成分の比を求め、
この比に基づいて合焦点付近であるか否かを判定する判
定手段と、この判定手段によって合焦点付近にないと判
断された場合には、上記所定の周波数を切り換えて合焦
点の検出を行う周波数切り換え手段とを具備する。

【００１３】

【作用】すなわち、本発明においては、合焦点付近にお
いて所定の周波数よりも低周波数を用いて２つの周波数
成分の比を求め、この比に基づいて合焦点付近であるか
否かを判定し、合焦点付近にないと判断された場合には
上記所定の周波数を切り換えて合焦点の検出を行うもの
である。

【００１４】

【実施例】以下、図１を参照して本発明の第１の実施例
を説明する。

【００１５】同図において、光学系１０１は被写体から
の光束を光電変換素子１０２へ導く。光電変換素子１０
２は光学系１０１を通過した被写体の光分布を電気分布
に変換する。周波数検出回路１０３は光電変換素子１０
２の出力から複数の周波数成分を抽出し抽出された周波
数成分を記憶する。周波数成分判定回路１０４は記憶さ
れた周波数成分を所定値と比較することによって検出周
波数の大きさを判定する。

【００１６】周波数成分比検出回路１０５は周波数検出
装置１０３からの出力を受けて、光路長を異にした周波
数成分の比を複数の周波数において求める。デフォーカ
ス量算出装置１０６は、周波数成分判定回路１０４と周
波数成分比検出回路１０５の結果に基づいてデフォーカ
ス量をテーブル１０７を参照して検出するとともに、検
出したデフォーカス量の値の信頼性を周波数成分判定回
路１０４の検出周波数の大きさと、検出周波数成分比検
出回路１０５の検出周波数より低い周波数での周波数成
分比の大きさに基づいて決定し、さらに光学系１０１の
位置を検出し光学系１０１を合焦位置へ駆動する。ま
た、テーブル１０７は周波数成分比とデフォーカス量の
対応を記憶するものである。

【００１７】さらに、デフォーカス算出装置１０６は、
デフォーカス検出に用いる周波数より低い周波数成分
（図２１（ａ），（ｂ）破線に示す）による周波数成分
比の値を所定値ε（評価用検出周波数により決まる）と
比較することによってデフォーカス検出周波数成分比か
ら求まるデフォーカス値の信頼性を評価し、評価値が低
い場合は検出周波数を切り換える。

【００１８】周波数成分比にて合焦点を検出する方式
は、特開平第２−２７５９１６号に詳しく開示されてい
るが、以下に概略式を示す。所定の光路差をおいての２
画面の特定周波数成分の比は、被写体の周波数成分に依
存しない光学系の被写体位置と光学系の位置の関係によ
って決定される。この成分比をテーブル参照することで
デフォーカス量を求めることができる。 Ｓ１（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ１（ω） Ｓ２（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ２（ω） Ｓ１（ω）／Ｓ２（ω）＝Ｌ１（ω）／Ｌ２（ω） 但し、Ｏ（ω）：被写体周波数成分、Ｌ１（ω），Ｌ２
（ω）：光学系周波数伝達特性、Ｓ１（ω），Ｓ２
（ω）：検出周波数成分である。以下に図２を参照して
本発明をカメラに応用した第２の実施例について説明す
る。

【００１９】同図において、カメラ１０７にて光学系１
０３を通った光束は、中央周辺部のみハーフミラーで構
成されるミラー（Ｍミラー）１０１にてファインダー系
とＡＦ検出系に分割される。ファインダー系に導かれた
光束はファインダー１０６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）１０２に
て、ビームスプリッタ１０４に導かれ、更にセンサ１０
５で電気信号に変換される。

【００２０】図３に構成のブロック図を示す。すなわ
ち、レンズ２０１と、レンズ２０１を通った光束を電気
信号に変換するセンサとしてのＣＣＤａ２０２、ＣＣＤ
ｂ２０３と、センサの信号を増幅するアンプ２０４と、
センサのアンプ出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ
回路２０５と、センサからのデジタル信号より特定周波
数成分を抜き出すＤＦＴ回路２０６と、レンズ２０１の
現在位置情報を通信し、センサ２０２、２０３を制御す
ると共に、光路長の異なる２つの周波数成分比を検出
し、レンズ２０１の駆動量をメモリ２０８との通信にて
算出するＣＰＵ２０７と、複数の周波数においてレンズ
２０１の周波数成分比を記憶するメモリ２０８と、合焦
点までレンズ２０１を駆動する駆動回路２０９とによっ
て構成されている。図４にメインシーケンスを示す。

【００２１】まず、ステップＳ１００１においてスタ−
トする。次にステップＳ１００２において、イニシャラ
イズを行い、１ｓｔレリーズがＯＮかどうかのチェック
を行う（ステップＳ１００３）。１ｓｔレリーズがＯＦ
Ｆならばシーケンスを終了し（ステップＳ１０３１）、
１ｓｔレリーズがＯＮならば２ｎｄレリーズがＯＮがど
うかのチェックを行う（ステップＳ１００４）。

【００２２】２ｎｄレリーズがＯＮならばシャッタ、巻
き上げシーケンスを行い（ステップＳ１０２１）、続い
て合焦に関する表示を消去（ステップＳ１０２２）の
後、ステップＳ１００２へもどる。

【００２３】２ｎｄレリーズがＯＦＦならば、サブルー
チンプログラムＡＦを実行し（ステップＳ１００５）、
その後、割り込みに関するフラグＦＩを判定する（ステ
ップＳ１００６）。フラグＦＩがＦＩ＝１の場合はステ
ップＳ１００２にもどる。本実施例においては、例え
ば、サブルーチンプログラムＡＦにてレリ−ズ信号の入
力等の割り込みが発生した場合にＦＩ＝１となる。

【００２４】割り込みに関するフラグＦＩがＦＩ＝０の
場合（サブルーチンプログラムＡＦにて割り込みが発生
していない場合）はステップＳ１００７において、合焦
フラグＧＦの判定を行う（フラグＧＦは、レンズ２０１
が合焦位置にあるときＧＦ＝１、非合焦でレンズ２０１
を駆動する必要がある場合はＧＦ＝０）。

【００２５】ＧＦ＝１の場合、ステップＳ１０１１にお
いて合焦表示を行いステップＳ１００２へもどる。ま
た、ＧＦ＝０の場合、非合焦表示を行い（ステップＳ１
００８）、さらに、レンズ２０１をサブルーチンプログ
ラムＡＦにて指定された位置へ駆動しステップＳ１００
２へもどる（ステップＳ１００９）。図５にＡＦのサブ
ルーチンプログラムのシーケンスを示す。

【００２６】まず、ステップＳ１１０１において、サブ
ルーチンプログラムをスタートさせる。次にステップＳ
１１０２においてイニシャライズを行う。さらに、ステ
ップＳ１１０３において、レンズとの通信（周波数情
報、レンズ位置、絞り情報、状態判定情報、検出デフォ
ーカスレンジなど）を実行する。

【００２７】次に、センサ２０２の積分を行い（ステッ
プＳ１１０４）、積分後、センサ信号を読みだす（ステ
ップＳ１１０５）。さらに、Ａ／Ｄ変換によりディジタ
ルデータとして記憶し（ステップＳ１１０６）、マスク
処理（連続画像から特定エリアを抜きだした場合の両端
の処理を行う、マスクとしてはガウシアン関数等を用い
る）を行う（ステップＳ１１０７）。

【００２８】さらに、検出周波数をｆ１に設定するサブ
ル−チンを実行して（ステップＳ１１０８）、検出周波
数の設定１を行う。次に、検出周波数ｆ１に関してディ
ジタル処理（ＤＦＴ；ディスクリ−トフ−リエ変換）を
施して検出周波数ｆ１を検出する（ステップＳ１１０
９）。

【００２９】次に、割り込み（１ｓｔレリーズＯＦＦ）
フラグＦＩの判定を行い（ステップＳ１１１１）、ＦＩ
＝１（割り込み発生）の場合はステップＳ１１５１へ行
く。ＦＩ＝０（割り込みが発生しない）場合は、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（Ｍ
ＴＦＲ１）を検出する（ステップＳ１１１３）。さら
に、ＭＴＦＲ１と所定値ε１とを比較し（ステップＳ１
１１４）、｜ＭＴＦＲ１−１｜＜ε１でないならば、Ｍ
ＴＦＲ１とレンズ２０１の検出周波数ｆ１でのデフォー
カス量を記憶したテーブル表を参照、補間して正確なデ
フォーカス量を求め（ステップＳ１１４１）、次にデフ
ォーカス量よりレンズ２０１の駆動量Ｌを算出する（ス
テップＳ１１４２）。

【００３０】また、｜ＭＴＦＲ１−１｜＜ε１ならば、
レンズ２０１が合焦点付近にすでにあることを意味し、
合焦点検出精度を上げるために検出周波数の変更を行
い、検出周波数をｆ１より高周波のｆ２（ｆ２は、２つ
のセンサ間隔が図６に示すレンズ周波数成分とデフォー
カス検出範囲量の特性Ｚ０より小さくなるような周波数
とする）に設定するサブル−チン、検出周波数の設定２
を実行する。

【００３１】さらに、検出周波数ｆ２に関してディジタ
ル処理（ＤＦＴ）を施して検出周波数ｆ２を検出し（ス
テップＳ１１１６）、さらに、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（ＭＴＲＦ２）を検出
する（ステップＳ１１１７）。

【００３２】次に、ステップＳ１１１８において、検出
した周波数成分の比の信頼性を評価し、さらに、割り込
み（１ｓｔレリーズＯＦＦ）フラグＦＩの判定を行う
（ステップＳ１１１９）。ＦＩ＝１（割り込み発生）の
場合はステップＳ１１５１へ行き、ＦＩ＝０（割り込み
が発生しない）の場合はフラグＦＭＳ（ここで、ＦＭＳ
は検出精度の信頼性が低い場合、ＦＭＳ＝１となる）の
判定を行う（ステップＳ１１２０）。

【００３３】ここで、ＦＭＳ＝１（検出周波数比ＭＴＦ
Ｒ２の値の信頼性が低い）の場合はステップＳ１１１５
にもどり検出周波数ｆ２を切り換える（低い周波数にか
える）。また、ＦＭＳ＝０（検出周波数比ＭＴＦＲ２の
信頼性が高い）の場合はＭＴＦＲ２と合焦判定の所定値
ε２の比較を行い（ステップＳ１１２１）、｜ＭＴＦＲ
２−１｜＜ε２でないならば、ＭＴＦＲ２とレンズ２０
１の検出周波数ｆ２でのデフォーカス量を記憶したテー
ブル表を参照、補間して正確なデフォーカス量を求める
（ステップＳ１１３１）。さらに、デフォーカス量より
レンズ２０１の駆動量Ｌを算出する（ステップＳ１１３
２）。

【００３４】｜ＭＴＦＲ２−１｜＜ε２ならば、レンズ
２０１が合焦点範囲にすでにあることを意味し、合焦フ
ラグＧＦをＧＦ＝１とする（ステップＳ１１２２）。ま
た、合焦範囲にない場合は合焦フラグＧＦをＧＦ＝０に
して（ステップＳ１１３３）、本サブルーチンプログラ
ムＡＦを抜ける（ステップＳ１１５１）。図６に本方式
に使用するレンズの特定周波数において、特定周波数成
分とレンズのデフォーカス特性を示す。

【００３５】縦軸はレンズの周波数成分（理想被写体に
て合焦時を１に規格化する）を、横軸はレンズのデフォ
ーカス検出範囲量を示す。ノイズを考慮してレンズ周波
数成分Ｍ０（信号成分が少なくなるとＳ／Ｎが悪くなる
ためＭ０にて最低Ｓ／Ｎを確保する）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。つまりデ
フォーカス範囲が決定されると、その範囲においてレン
ズの周波数成分がＭ０を下回らない周波数を用いて合焦
点検出を行う。合焦検出デフォーカス範囲がＺ０の場合
は、検出周波数ｆ１にｆ１０を代入する。また、デフォ
−カス量に応じてｆ１にはｆ１１、ｆ１２が代入され
る。

【００３６】図７を参照してＭＴＦＲに関する比較値ε
１，ε２の設定に関して説明する。ε１は、検出周波数
ｆ１，ｆ２の切り換え点となり２つの光路差、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Ｆｎｏにより決定される）、信号のＳ／Ｎを考慮して
決定される。

【００３７】以下、図８を参照してレンズ２０１のデフ
ォーカス量算出について説明する。ここでは、検出周波
数に対応したＭＴＦＲ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ＭＴＦＲを検出する。また、検出されたＭ
ＴＦＲ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ＭＴＦＲの値をＭ２、
Ｍ２に対応するデフォーカス量をＤ２、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。

【００３８】まず、ステップＳ１２０１において、デフ
ォーカス量算出のフロ−がスタートする。次に、Ｍ２を
参照テーブルより求め（ステップＳ１２０２）、Ｍ３を
参照テーブルより求める（ステップＳ１２０３）。次
に、Ｍ１のデフォーカス量Ｄ１を以下の式より求める
（ステップＳ１０２４）。 Ｄ１＝Ｄ２＋｜（Ｍ２−Ｍ１）／（Ｍ２−Ｍ３）｜＊（Ｄ３−Ｄ２） その後、本シーケンスを抜ける（ステップＳ１２０
６）。以下、図９を参照して検出周波数の設定１につい
て説明をする。

【００３９】まず、ステップＳ１４０１において、検出
周波数の設定１のサブル−チンプログラムをスタ−トさ
せる。次に、レンズの現在位置より検出デフォ−カス量
ｄＬを算出する（ステップＳ１４０２）。次に、検出デ
フォ−カス量ｄＬとＺ０（図６参照）の大きさ判定を行
う（ステップＳ１４０３）。ここで、ｄＬ＞Ｚ０ならば
ｆｌにｆ１０（図６参照）を代入し、ステップＳ１４３
１に行く（ステップＳ１４１１）。

【００４０】また、ｄＬ＞Ｚ０でないならば、検出デフ
ォ−カス量ｄＬとＺ１（図６参照）の大きさ判定を行う
（ステップＳ１４０４）。ここで、ｄＬ＞Ｚ１ならば、
ｆ１にｆ１１（図６参照）を代入し、ステップＳ１４３
１に行く（ステップＳ１４２１）。また、ｄＬ＞Ｚ１で
ないならば、ｆ１にｆ１２（図６参照）を代入し（ステ
ップＳ１４０５）、本シ−ケンスを抜ける（ステップＳ
１４３１）。次に、図１０を参照して検出周波数の設定
２の説明をする。

【００４１】まず、ステップＳ１３０１において、検出
周波数の設定２のサブル−チンプログラムをスタ−トさ
せる。次に、イニシャライズを行い、ｆａにｆ２を代入
する（ステップＳ１３０２）。さらに、ＦＭＳフラグの
判定（信頼性判定；信頼性が低い場合ＦＭＳ＝１）を行
う（ステップＳ１３０３）。ここで、ＦＭＳフラグがＦ
ＭＳ＝１でない時は図６に示したように検出デフォーカ
スレンジをカバーする周波数にてできるだけ高周波帯域
にて検出周波数ｆａ（ｆａの初期値は図６のｆ２に対応
する）を設定しこれをｆ２に代入してやる（ステップＳ
１３０４、Ｓ１３０６）。

【００４２】ＦＭＳフラグがＦＭＳ＝１の時は、検出周
波数を（ｆａ）／ｂに設定し、ｆ２に代入してやる（ス
テップＳ１３１１、Ｓ１３１３）。ここで、ｂは所定値
１＜ｂ＜４）である。その後、本シーケンスを抜ける
（ステップＳ１３２１）。図１１に信頼性判定のフロー
を示す。

【００４３】まず、ステップＳ１５０１において、信頼
性判定のフロ−をスタ−トさせる。次に、信頼性評価用
検出周波数ｆｔ（ｆｔ＝ｆ２／Ｃ；Ｃは所定値１＜Ｃ）
を設定する（ステップＳ１５０２）。次にＤＦＴ演算を
施して検出周波数ｆｔの検出を行う（ステップＳ１５０
３）。次に、２つのセンサのＭＴＦ比（ＭＴＦＲｔ）を
検出する（ステップＳ１５０４）。さらに、｜ＭＴＦＲ
ｔ−１｜＜εｔの判定を行う（ステップＳ１５０５）。
ここで、｜ＭＴＦＲｔ−１｜＜εｔならばＦＭＳフラグ
をＦＭＳ＝０とする（ステップＳ１５０６）。また、｜
ＭＴＦＲｔ−１｜＜εｔでないならばＦＭＳフラグをＦ
ＭＳ＝１とし（ステップＳ１５０７）、本シーケンスを
抜ける（ステップＳ１５１１）。ここで、εｔは評価用
の検出周波数ｆｔの固有な値となる。

【００４４】この様に実施例を構成することで高速で、
新しくテーブルを持つことなくシンプルな構成にて、合
焦状態を常に別の周波数比にてモニタし所定値と比較す
ることで精度の高い合焦点検出装置を提供できる。

【００４５】本実施例においては、周波数検出にてＤＦ
Ｔ処理を用いたが狭帯域を検出できる処理（ディジタル
フィルタ、アナログフィルタ）であれば他の方法でもよ
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さらに検出周波数を
複数回の切り換えで行ってもよい。また、時分割にてレ
ンズを駆動して光路長を変えるなど他の光路長可変手段
を用いてもよい。また、センサを２面にて行ったが更に
図１２（ａ）、（ｂ）に示す様に多面化してもよい。

【００４６】また、２つの周波数成分比を用いたが、｜
２つの周波数成分の差／２つの周波数成分の和｜にてデ
フォーカス検出を行ってもよい。その場合、合焦点判定
にも上記式の値がそのまま使える。以下に本発明の第３
の実施例について述べる。

【００４７】図１３にサブルーチンプログラムＡＦのシ
ーケンスを示す。この実施例においては、第２の実施例
の図５のサブルーチンプログラムにＭＴＦ値の判定を加
える。すなわち、図５のサブルーチンプログラムＡＦに
Ｓ１１１０，Ｓ１１１２のシーケンスが追加されてい
る。

【００４８】まず、ステップＳ１１０１において、サブ
ルーチンプログラムＡＦをスタートさせる。次に、イニ
シャライズを行い（ステップＳ１１０２）、さらに、レ
ンズとの通信（周波数情報、レンズ位置、絞り情報、状
態判定情報、検出デフォーカスレンジなど）を行う（ス
テップＳ１１０３）。

【００４９】次に、センサ２０２の積分を実行し（ステ
ップＳ１１０４）、積分後、センサ信号を読みだす（ス
テップＳ１１０５）。さらに、Ａ／Ｄ変換によりディジ
タルデータとして記憶する（ステップＳ１１０６）。次
に、マスク処理（連続画像から特定エリアを抜きだした
場合の両端の処理を行う、マスクとしてはガウシアン関
数等を用いる）を行う（ステップＳ１１０７）。

【００５０】次に、検出周波数をｆ１に設定するサブル
−チンプログラム、検出周波数の設定１を行う（ステッ
プＳ１１０８）。ここで、ｆａの初期値はサブル−チン
プログラムの中で図６のｆ１０、ｆ１１、ｆ１２から選
択される。さらに、検出周波数ｆ１に関してディジタル
処理（ＤＦＴ；ディスクリ−トフーリエ変換）にて検出
周波数ｆ１を検出する（ステップＳ１１０９）。

【００５１】さらに、検出周波数の大きさ（ＭＴＦ値の
判定）を所定値ε０と比較し（ステップＳ１１１０）、
割り込み（１ｓｔレリーズＯＦＦ）フラグＦＩの判定を
行う（ステップＳ１１１１）。ここで、ＦＩ＝１（割り
込み発生）の場合はステップＳ１１５１へ行く。ＦＩ＝
０（割り込みが発生しない）の場合は、フラグＦＭＤの
判定を行い（ステップＳ１１１２）、ＦＭＤ＝１（検出
周波数が所定の大きさより小さい場合）ならばステップ
Ｓ１１０８にもどる、また、ＦＭＤ＝０（検出周波数が
所定の大きさより大きい場合）の場合は、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（ＭＴＦＲ
１）を検出する（ステップＳ１１１３）。

【００５２】次に、ステップＳ１１１４において、ＭＴ
ＦＲ１と所定値ε１を比較する。ここで、｜ＭＴＦＲ１
−１｜＜ε１でないならば、ＭＴＦＲ１とレンズ２０１
の検出周波数ｆ１でのデフォーカス量を記憶したテーブ
ル表を参照、補間して正確なデフォーカス量を求め（ス
テップＳ１１４１）、さらに、デフォーカス量よりレン
ズ２０１の駆動量Ｌを算出する（ステップＳ１１４
２）。

【００５３】また、｜ＭＴＦＲ１−１｜＜ε１ならば、
レンズ２０１が合焦点付近にすでにあることを意味し、
合焦点検出精度を上げるために検出周波数の変更を行
い、検出周波数をｆ１より高周波のｆ２（ｆ２は、２つ
のセンサ間隔が図６に示すレンズ周波数成分とデフォー
カス検出範囲量の特性Ｚ０より小さくなるような周波数
とする）に設定するサブル−チンプログラム、検出周波
数の設定２（図１０と同様）を行う（ステップＳ１１１
５）。ここで、ｆａの初期値はｆ２となる。

【００５４】次に、検出周波数ｆ２に関してディジタル
処理（ＤＦＴ）を施して検出する（ステップＳ１１１
６）。次に、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（ＭＴＲＦ２）を検出し（ステップＳ１
１１７）、検出した周波数成分の比の信頼性を評価する
（ステップＳ１１１８）。この場合、評価用周波数Ｆｔ
はＣの値が１．２〜２．５（Ｃは所定値）のものを使
う。

【００５５】さらに、割り込み（１ｓｔレリーズＯＦ
Ｆ）フラグＦＩの判定を行い（ステップＳ１１１９）、
ＦＩ＝１（割り込み発生）の場合はステップＳ１１５１
へ行く。また、ＦＩ＝０（割り込みが発生しない）の場
合はフラグＦＭＳの判定を行う（ステップＳ１１２
０）。ここで、ＦＭＳ＝１（検出周波数比ＭＴＦＲ２の
値の信頼性が低い）の場合はステップＳ１１１５にもど
り検出周波数ｆ２を切り換える（低い周波数にかえ
る）。

【００５６】また、ＦＭＳ＝０（検出周波数比ＭＴＦＲ
２の信頼性が高い）の場合はＭＴＦＲ２と合焦判定の所
定値ε２の比較を行い（ステップＳ１１２１）、｜ＭＴ
ＦＲ２−１｜＜ε２でないならば、ＭＴＦＲ２とレンズ
２０１の検出周波数ｆ２でのデフォーカス量を記憶した
テーブル表を参照、補間して正確なデフォーカス量を求
める（ステップＳ１１３１）。さらに、デフォーカス量
よりレンズ２０１の駆動量Ｌを算出する（ステップＳ１
１３２）。

【００５７】また、｜ＭＴＦＲ２−１｜＜ε２ならば、
レンズ２０１が合焦点範囲にすでにあることを意味し、
合焦フラグＧＦをＧＦ＝１とする（ステップＳ１１２
２）。また、合焦範囲にない場合は、合焦フラグＧＦを
ＧＦ＝０にし（ステップＳ１１３３）、本サブルーチン
プログラムＡＦを抜ける（ステップＳ１１５１）。図１
４を参照して検出周波数の設定１について説明する。

【００５８】まず、ステップＳ１３０１において、検出
周波数の設定１のサブル−チンプログラムをスタ−トさ
せる。次に、フラブＦＭＤの判定を行い（ステップＳ１
３０２）、ＦＭＤ＝１ならば、ｆ１にｆ１／ｂ（ｂ：所
定の整数値）を代入し、ステップＳ１３４１へ行く（ス
テップＳ１３３１）。

【００５９】また、ＦＭＤ＝１でないならば、レンズの
現在位置より検出デフォ−カス量ｄＬを算出する（ステ
ップＳ１３０３）。次に、検出デフォ−カス量ｄＬとＺ
０（図６参照）の大きさ判定を行い（ステップＳ１３０
４）、ｄＬ＞Ｚ０ならば、ｆ１にｆ１０（図６参照）を
代入し、ステップＳ１３４１に行く（ステップＳ１３１
１）。

【００６０】また、ｄＬ＞Ｚ０でないならば、検出デフ
ォ−カス量ｄＬとＺ１（図６参照）の大きさ判定を行い
（ステップＳ１３０５）、ｄＬ＞Ｚ１ならば、ｆ１にｆ
１１（図６参照）を代入し、ステップＳ１３４１に行く
（ステップＳ１３２１）。また、ｄＬ＞Ｚ１でないなら
ば、ｆ１にｆ１２（図６参照）を代入し（ステップＳ１
３０６）、本シ−ケンスを抜ける（ステップＳ１３４
１）。

【００６１】また、図１７はこの実施例における検出周
波数の設定２の動作シ−ケンスを示すものであり、図１
０のシ−ケンスにＦＭＤ＝１かどうかを判断するステッ
プを追加したものである。図１５にＭＴＦ値判定のフロ
ーを示す。

【００６２】まず、ステップＳ１４０１において、プロ
グラムをスタ−トさせる。次に、２つのセンサからの検
出周波数成分の小さい方の信号ＭＴＦｓと所定値ε０の
比較判定を行い（ステップＳ１４０２）、ＭＴＦｓ＜ε
０ならばＦＭＤフラグをＦＭＤ＝１とする（ステップＳ
１４０４）。また、ＭＴＦｓ＜ε０でないならば、ＭＦ
ＤフラグをＦＭＤ＝０とし（ステップＳ１４０３）、本
シーケンスを抜ける（ステップＳ１４０５）。

【００６３】この様に実施例を構成することで高速、シ
ンプルな構成にて、合焦状態を常に検出周波数の絶対値
と検出周波数とは別の周波数成分比にてモニタすること
で精度の高い合焦点検出装置を提供できる。

【００６４】本実施例においては、周波数検出にてＤＦ
Ｔ処理を用いたが狭帯域を検出できる処理（ディジタル
フィルタ、アナログフィルタ）であれば他の方法でもよ
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さらに検出周波数を
複数回の切り換えで行ってもよい。また、時分割にてレ
ンズを駆動して光路長を変えるなど他の光路長可変手段
を用いてもよい。また、センサを２面にて行ったが更に
図１２（ａ）、（ｂ）に示す様に多面化してもよい。

【００６５】また、図１６（図１３のＳ１１１６，Ｓ１
１１７間にＭＴＦ値の判定に関するシーケンスを挿入）
に示すように、検出周波数の絶対値と検出周波数成分比
を組み合わせて信頼性を高めてもよい。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
２つの合焦状態の異なる映像信号から空間周波数成分を
抜き出し、その比を用いて合焦点を求める方式で、同一
画像信号より合焦点検出と信頼性の評価を行うため、高
速、高精度な合焦点検出装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す構成図である。

【図２】本発明をカメラに応用した第２の実施例を示す
図である。

【図３】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。

【図４】図３の動作のメインル−チンを説明するための
フロ−チャ−トである。

【図５】図４のサブル−チンプログラムＡＦのシ−ケン
スを示す図である。

【図６】特定周波数成分とレンズのデフォ−カス特性を
示す図である。

【図７】ＭＴＦＲ値とデフォ−カス量との関係を示す図
である。

【図８】レンズのデフォ−カス量算出を説明するための
フロ−チャ−トである。

【図９】検出周波数の設定１のシ−ケンスを示すフロ−
チャ−トである。

【図１０】検出周波数の設定２のシ−ケンスを示すフロ
−チャ−トである。

【図１１】信頼性判定のシ−ケンスを示すフロ−チャ−
トである。

【図１２】図１２（ａ）、（ｂ）はセンサを多面化した
例を示す図である。

【図１３】第３の実施例のサブル−チンプログラムＡＦ
のシ−ケンスを示すフロ−チャ−トである。

【図１４】図１３の検出周波数の設定１のシ−ケンスを
示すフロ−チャ−トである。

【図１５】図１３のＭＴＦ判定のシ−ケンスを示すフロ
−チャ−トである。

【図１６】図１３のシ−ケンスを変形した他の例を示す
フロ−チャ−トである。

【図１７】図１３の検出周波数の設定２のシ−ケンスを
示すフロ−チャ−トである。

【図１８】周波数成分とレンズデフォ−カスとの関係を
示す図である。

【図１９】図１８のＭＤカ−ブに対しての周波数成分比
とデフォ−カス特性の関係を示す図である。

【図２０】図２０（ａ）、（ｂ）は周波数成分が十分あ
る場合と、少ない場合の周波数成分出力とデフォ−カス
量との関係を示す図である。

【図２１】図２１（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、デフォ−
カス量と周波数成分との関係、デフォ−カス量と周波数
成分比との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０１…光学系、１０２…光電変換素子、１０３…周波
数検出回路、１０４…周波数成分判定回路、１０５…周
波数成分比検出回路、１０６…デフォ−カス量算出装
置、１０７…テ−ブル。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年１２月４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００３

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００３】 この方式は、映像信号の高周波成分が合
焦点付近では、非合焦付近に比べて増加することを用い
て、高周波成分がピークとなる（鮮鋭度が高くなる）こ
とに着目し、映像信号から周波数成分を抜き出し、より
周波数成分の高い位置へ光学系を駆動する（図１８；周
波数成分とレンズデフォーカスとの関係を示す）もので
ある。山登り方式にて複数の周波数を用い合焦点付近で
は検出周波数を低周波側から高周波側に切り換える、ま
たは低周波と高周波の重み付けを行う等の方式が数多く
提案されている（特開昭第５５−８７１１４号等）。ま
た、検出周波数の帯域を異にした２つの検出帯域成分の
比等を用いて合焦状態を判定する方式も提案されている
（特開平第２−１１４７７４号）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系によって形成される被写体像の輝
   度分布を、上記光学系の光軸上の２箇所においてそれぞ
   れ電気信号に変換する光電変換素子と、 上記電気信号から所定の周波数成分を抜き出す周波数検
   出手段と、 この周波数検出手段によって抜き出された２つの周波数
   成分の比に基づいて上記光学系のデフォ−カス量を求め
   るデフォ−カス量算出手段と、 を具備する合焦点検出装置において、 合焦点付近において、上記所定の周波数よりも低周波数
   を用いて上記周波数成分の比を求め、この比に基づいて
   合焦点付近であるか否かを判定する判定手段と、 この判定手段によって合焦点付近にないと判断された場
   合には、上記所定の周波数を切り換えて合焦点の検出を
   行う周波数切り換え手段と、 を具備したことを特徴とする合焦点検出装置。
2. 【請求項２】 光学系によって形成される被写体像の輝
   度分布を、上記光学系の光軸上の２箇所において、それ
   ぞれ電気信号に変換する光電変換素子と、 上記電気信号から所定の周波数成分を抜き出す周波数検
   出手段と、 この周波数検出手段によって抜き出された２つの周波数
   成分の比に基づいて上記光学系のデフォ−カス量を求め
   るデフォ−カス量算出手段と、 を具備する合焦点検出装置において、 上記所定の周波数の成分の値の大きさを所定値と比較す
   る比較手段と、 この比較手段によって周波数成分の値が所定値より小さ
   いと判断された場合には、上記周波数検出手段の所定の
   周波数を切り換える周波数切り換え手段と、 を具備したことを特徴とする合焦点検出装置。