JPH06268896A

JPH06268896A - 自動焦点調節装置

Info

Publication number: JPH06268896A
Application number: JP5078857A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suda; 浩史須田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-03-12
Filing date: 1993-03-12
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】撮影条件に左右されずにいかなる状態の被写
体にも安定的に合焦点し得る自動焦点調節装置を提供す
る。【構成】ＣＣＤ３からの撮像信号の中から、ローパス
フィルタ９，１０により、影焦点検出に用いる所定周波
数成分が焦点信号として抽出される。一方、枠生成回路
５４は、マイコン５５からの指令に応答して、一画面内
における焦点検出用の複数の枠を生成する。これら枠で
は、それぞれ積分回路３２〜３７、ピークホールド回路
１９〜２１，２５〜２７，４７〜４９、ラインピークホ
ールド回路３１、ライン最大値ホールド回路４４、ライ
ン最小値ホールド回路４５等により、焦点信号を輝度成
分により補正した各種の合焦度評価値が生成される。そ
して、マイコン５５は、これら各種の合焦度評価値に基
づいて、山登り方式による合焦制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラ等に用い
て好適な、自動焦点調節装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオカメラ等の撮像機器に
用いられている自動焦点調節方式としては、ＣＣＤ等の
撮像素子から出力される映像信号中より焦点状態に応じ
て変化する高周波成分を抽出し、この高周波成分のレベ
ルが最大となるようにフオーカスレンズを駆動して焦点
調節を行う、いわゆる「山登り方式」が知られている。

【０００３】このような「山登り方式」は、例えば、発
光素子等を含む焦点調節用の特殊な光学部材が不要であ
り、被写体との距離によらず遠方でも近くでも正確にピ
ントを合わせることができる等の長所を有する。この
「山登り方式」による自動焦点調節装置を図８に基づい
て説明する。

【０００４】図８において、１はフオーカスレンズであ
って、レンズ駆動用モータ５７によって、光軸方向に移
動させて焦点合わせを行う。このフオーカスレンズ１を
通った光は、撮像素子３の撮像面上に結像されて光電変
換され、電気的な撮像信号として出力される。この撮像
信号は、ＣＤＳ（２重相関サンプリング回路）／ＡＧＣ
（オートゲインコントロール回路）４によりサンプルホ
ールドされ、所定のレベルに増幅された後、Ａ／Ｄ変換
器５によりデジタル撮像信号に変換される。そして、カ
メラのプロセス回路へ入力されて、ＮＴＳＣ方式による
標準テレビジョン信号に変換されるとともに、バンドパ
スフィルタ（以下、ＢＰＦという）１００へ入力され
る。

【０００５】ＢＰＦ１００では、撮像信号から高周波成
分を抽出し、ゲート回路１０１により、画面内に合焦検
出領域として設定された部分に相当する信号のみを抜き
出し、ピークホールド回路１０２で垂直同期信号の整数
倍に同期した間隔でピークホールドを行う。このピーク
ホールドされた値は自動焦点調節（ＡＦ）に利用される
ため、以後、当該ピークホールド値をＡＦ評価値と呼
ぶ。

【０００６】このＡＦ評価値に基づいて、速度判定回路
１０４では、合焦度に応じたフォーカシング速度を設定
する。すなわち、大ボケ時には早く、小ボケ時には遅く
なるように、モータドライバ５６に指示してモータ速度
を可変する。一方、方向判定回路１０３では、ＡＦ評価
値が増加する方向にモータ駆動方向を設定して合焦度を
高めていく。このような制御が上記の山登り制御であ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来の山登り方式による自動焦点調節装置では、画面内
に１つだけ設定された焦点検出領域から抜き出した焦点
検出信号だけを用いて焦点調節を行なうので、被写体や
撮影条件によっては、自動焦点調節動作が不安定になる
という欠点があった。

【０００８】本発明は、このような事情の下になされた
もので、第１の目的は、撮影条件に左右されずにいかな
る状態の被写体に安定的に合焦し得る自動焦点調節装置
を提供することにある。

【０００９】また、第２の目的は、撮影条件に左右され
ずにいかなる状態の被写体に安定的に合焦し得る自動焦
点調節機能をカメラに容易に搭載でき、かつ汎用性を向
上させ得る焦点制御用集積回路を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、第１の発明は、撮像手段より出力された撮像信
号中より、ある周波数成分を取り出すフィルタ手段と、
前記フィルタ手段によって取り出された焦点信号中の画
面内の焦点検出領域のみを取り出す複数のゲート手段
と、前記画面内の複数の焦点検出領域の輝度成分を抽出
する複数の抽出手段と、前記複数のゲート手段によって
取り出された複数の焦点信号を前記複数の抽出手段出力
で補正する補正手段と、前記補正手段出力信号に基づい
て光学系のフォーカスレンズを合焦点へ駆動する駆動手
段を備えている。

【００１１】上記第２の目的を達成するため、第２の発
明は、撮像手段より出力された撮像信号中より、所定の
周波数成分を取り出すフィルタ手段と、前記フィルタ手
段によって取り出された焦点信号中の画面内の焦点検出
領域内に相当する焦点信号を取り出す複数のゲート手段
と、前記ゲート手段によつて取り出された前記焦点検出
領域内に相当する焦点信号に所定の信号処理を施して焦
点状態の評価信号を生成する演算手段と、前記ゲート手
段を制御して前記焦点検出領域の撮影画面内における位
置あるいは数を制御する領域設定手段と、前記各手段を
外部より制御可能とするためのインタフエース手段とを
少なくとも１チップに集積している。

【００１２】

【作用】これにより、あらゆる被写体や撮影条件におい
ても、焦点を合わせようとする目的の主被写体に安定に
合焦させることができる。

【００１３】また、ＡＦ制御に必要な各種機能を１チッ
プに集積することができる上、外部からの制御命令によ
り、複数の測距枠の数及び画面内における位置、さらに
その位置及び数の撮影状態に応じた切換等を任意に行う
ことができ、極めて汎用性が高く、またシステムの設計
に応じたあらゆる対応が可能なＡＦ用１チツプＩＣを実
現することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１５】図１は、本発明の一実施例による自動焦点
調節装置の概略構成を示すブロック図である。同図にお
いて、１はフォーカスレンズであり、レンズ駆動用モー
タ５７によって、光軸方向に移動させて焦点合わせを行
う。このフォーカスレンズ１を通過した光学像は、絞り
２で入射光量を制限され、撮像素子３の撮像面上に結像
され、光電変換されて電気的な撮像信号として出力され
る。

【００１６】この電気的な撮像信号は、基準クロック発
生器６０からの基準クロックＣ０に同期して読み出さ
れ、ＣＤＳ／ＡＧＣ４によりサンプルホールドされると
同時に最適なゲインで増幅され、Ａ／Ｄ変換器５で、基
準クロックＣ０に同期したデジタル信号Ｓ０に変換され
る。このデジタル信号Ｓ０から、１水平期間遅延器（以
下１Ｈ遅延器）６で１水平期間だけ遅れた信号Ｓ１、及
び１Ｈ遅延器７でさらに１水平期間遅れた信号Ｓ２が作
成される。

【００１７】信号Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２は、カメラの色信号
生成回路（図示省略）に入力されると同時に、信号Ｓ０
とＳ２は、加算器８で加算され、ローパスフィルタ（以
下ＬＰＦ）１０により、色信号成分が除去されて輝度信
号成分のみ抽出された後、係数器１１により所定の係数
（０．５倍）を乗ぜられた信号Ｓ３が作成される。ま
た、信号Ｓ０からは、同様にＬＰＦ９により、輝度信号
のみ抽出された信号Ｓ４が生成される。これら信号Ｓ
３，Ｓ４は、カメラの輝度信号生成回路へ入力されると
同時に、加算器１２により加算されて自動焦点調節用信
号Ｓ５が作成される。

【００１８】自動焦点調節用信号Ｓ５は、ガンマ回路１
３へ入力され、図６に示したような特性の折れ線ガンマ
カーブに基づいてガンマ変換される。すなわち、低輝度
成分を強調し高輝度成分を抑圧することによりカメラの
入力光とブラウン管の発光強度を比例させるべくガンマ
変換された信号Ｓ６が作成される。ガンマ変換された信
号Ｓ６は、カットオフ周波数の高いＬＰＦであるＴＥ−
ＬＰＦ１４と、カットオフ周波数の低いＬＰＦであるＦ
Ｅ−ＬＰＦ１５へ入力される。そして、マイクロコンピ
ユータ（以下、マイコンと称す）５５により決定され、
マイクロコンピユータ・インターフェース（以下、マイ
コンインターフエースと称す）５３を介して与えられた
各フィルタ特性値により低域成分が抽出され、ＴＥ−Ｌ
ＰＦ１４の出力信号Ｓ７、およびＦＥ−ＬＰＦ１５の出
力信号Ｓ８が作成される。

【００１９】スイッチ１６は、水平ラインが偶数ライン
か奇数ラインかを識別する信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信
号によつて切り換えられ、信号Ｓ７、および信号Ｓ８を
選択的にハイパスフィルタ（以下、ＨＰＦと称す）１７
へ入力する。すなわち、偶数ラインについては信号Ｓ７
をＨＰＦ１７へ供給し、奇数ラインについては信号Ｓ８
をＨＰＦ１７へ供給する。

【００２０】ＨＰＦ１７では、マイコンインターフェー
ス５３を通してマイコン５５により決定された奇数ライ
ン／偶数ラインそれぞれのフィルタ特性値Ｓ１１，Ｓ１
２により、信号Ｓ７、または信号Ｓ８から高域成分だけ
を抽出した信号Ｓ９が作成され、この信号Ｓ９を絶対値
回路１８にて絶対値化することにより、正の信号Ｓ１０
が作成される。正の信号Ｓ１０は、ピークホールド回路
２５，２６，２７、およびラインピークホールド回路３
１へ入力される。

【００２１】枠生成回路５４は、図５に示したような画
面内の位置に焦点調節用の枠、すなわちＬ枠、Ｃ枠、Ｒ
枠を設定するためのゲート信号を生成する。ピークホー
ルド回路２５には、枠生成回路５４から出力されたＬ枠
形成用ゲート信号と、水平ラインが偶数ラインか奇数ラ
インかを識別する信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力
され、図５に示した焦点調節用Ｌ枠の先頭である左上の
ＬＲ１，ＬＲ２，ＬＲ３の各場所で、ピークホールド回
路２５の初期化を行い、マイコン５５からマイコンイン
ターフェース５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラ
インのどちらかの各枠内の信号Ｓ１０をピークホールド
し、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所で、バッファ２８
に枠内のピークホールド値を転送し、ＴＥ／ＦＥピーク
評価値を生成する。

【００２２】同様に、ピークホールド回路２６には、枠
生成回路５４から出力されたＣ枠形成用ゲート信号とＬ
ｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力され、図５に示した焦点調節用
Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３の各場
所で、ピークホールド回路２６の初期化を行い、マイコ
ン５５からマイコンインターフェース５３を介して指定
した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号
Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の
各場所で、バッファ２９に枠内のピークホールド値を転
送しＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００２３】さらに同様に、ピークホールド回路２７に
は、枠生成回路５４から出力されたＲ枠形成用ゲート信
号とＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力され、図５に示した焦点
調節用Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３
の各場所で、ピークホールド回路２７の初期化を行い、
マイコン５５からマイコンインターフェース５３を介し
て指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内
の信号Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１，ＩＲ２，Ｉ
Ｒ３の各場所で、バッファ３０に枠内のピークホールド
値を転送しＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００２４】ラインピークホールド回路３１には、信号
Ｓ１０、および枠生成回路５４から出力されたＬ枠設定
用ゲート信号，Ｃ枠設定用ゲート信号，Ｒ枠設定用ゲー
ト信号が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期化
され、各枠内の信号Ｓ１０の１ラインのピーク値をホー
ルドする。積分回路３２，３３，３４，３５，３６，３
７には、ラインピークホールド回路３１の出力、および
水平ラインが偶数ラインか奇数ラインかを識別する信号
であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力されると同時に、積分
回路３２，３５には枠生成回路５４から出力されたＬ枠
出力、積分回路３３，３６には枠生成回路５４から出力
されたＣ枠出力、積分回路３４，３７には枠生成回路５
４から出力されたＲ枠出力がそれぞれ入力される。

【００２５】積分回路３２は、焦点調節用Ｌ枠の先頭で
ある左上のＬＲ１，ＬＲ２，ＬＲ３の各場所で、積分回
路３２の初期化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前
で、ラインピークホールド回路３１の出力を内部レジス
タに加算し、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所で、ピー
クホールド値をバッファ３８に転送し、ラインピーク積
分評価値を生成する。

【００２６】積分回路３３は、焦点調節用Ｃ枠の先頭で
ある左上のＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３の各場所で、積分回
路３３の初期化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前
で、ラインピークホールド回路３１の出力を内部レジス
タに加算し、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所で、ピー
クホールド値をバッファ３９に転送し、ラインピーク積
分評価値を生成する。

【００２７】積分回路３４は、焦点調節用Ｒ枠の先頭で
ある左上のＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３の各場所で、積分回
路３４の初期化をおこない、各枠内の偶数ラインの終了
直前でラインピークホールド回路３１の出力を内部レジ
スタに加算し、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所で、ピ
ークホールド値をバッファ４０に転送し、ラインピーク
積分評価値を生成する。

【００２８】積分回路３５，３６，３７は、それぞれ積
分回路３２，３３，３４が偶数ラインのデータについて
加算する代わりに、それぞれ奇数ラインのデータの加算
を行ない、その加算結果をそれぞれバッファ４１，４
２，４３に転送する。

【００２９】また、信号Ｓ７は、ピークホールド回路１
９，２０，２１、ライン最大値ホールド回路４４、およ
びライン最小値ホールド回路４５に入力される。ピーク
ホールド回路１９には枠生成回路５４からのＬ枠形成用
ゲート信号が入力され、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ
１，ＬＲ２，ＬＲ３の各場所で、ピークホールド回路１
９の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ７をピークホールド
し、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所でピークホールド
値をバッファ２２に転送し、Ｙピーク評価値を生成す
る。

【００３０】同様に、ピークホールド回路２０には、枠
生成回路５４からのＣ枠形成用ゲート信号が入力され、
Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３の各場
所で、ピークホールド回路２０の初期化を行い、各枠内
の信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ
３の各場所でピークホールド値をバッファ２３に転送
し、Ｙピーク評価値を生成する。

【００３１】さらに同様に、ピークホールド回路２１に
は、枠生成回路５４からのＲ枠形成用ゲート信号が入力
され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３
の各場所で、ピークホールド回路２１の初期化を行い、
各枠内の信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１，ＩＲ
２，ＩＲ３の各場所でバッファ２４にピークホールド値
を転送し、Ｙピーク評価値を生成する。ライン最大値ホ
ールド回路４４、およびライン最小値ホールド回路４５
には、枠生成回路５４からのＬ枠、Ｃ枠、Ｒ枠形成用ゲ
ート信号が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期
化され、各枠内の信号Ｓ７の１ラインのそれぞれ最大
値、最小値をホールドする。

【００３２】ホールドされた最大値、最小値は、減算器
４６へ入力され、（最大値Ｍａｘ−最小値Ｍｉｎ）なる
減算が行われて信号Ｓ１３が作成され、ピークホールド
回路４７，４８，４９に入力される。ピークホールド回
路４７には、枠生成回路５４からのＬ枠形成用ゲート信
号が入力され、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１，ＬＲ
２，ＬＲ３の各場所で、ピークホールド回路４７の初期
化を行い、各枠内の信号Ｓ１０をピークホールドし、Ｉ
Ｒ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所で、ピークホールド結果
をバッファ５０に転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成
する。

【００３３】同様に、ピークホールド回路４８には、枠
生成回路５４からのＣ枠形成用ゲート信号が入力され、
Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３の各場
所で、ピークホールド回路４８の初期化を行い、各枠内
の信号Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１，ＩＲ２，Ｉ
Ｒ３の各場所で、ピークホールド結果をバッファ５１に
転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ値を生成する。

【００３４】同様に、ピークホールド回路４９には、枠
生成回路５４からのＲ枠形成用ゲート信号が入力され、
Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３の各場
所で、ピークホールド回路４９の初期化をおこない、各
枠内の信号Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１，ＩＲ
２，ＩＲ３の各場所で、ピークホールド結果をバッファ
５２に転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。

【００３５】ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の各場所では、バ
ッファ２２，２３，２４，２８，２９，３０，３８，３
９，４０，４１，４２，４３，５０，５１，５２にデー
タを転送すると同時に、枠生成回路５４からマイコン５
５に対して割込信号を送出する。マイコン５５は、この
割込信号を受けてマイコンインターフェース５３を介し
てバッファ２２，２３，２４，２８，２９，３０，３
８，３９，４０，４１，４２，４３，５０，５１，５２
内の各信号を、下の枠について上記の処理が終了し、こ
れらバッファに次のピークホールド結果が転送されてく
るまでに読取る。マイコン５５は、読込んだ各信号、お
よび絞りエンコーダ５８の出力信号に基づいて、モータ
ドライバ５６を介してモータ５７を駆動することによ
り、フォーカスレンズ１を光軸方向に移動させて合焦制
御を行う。

【００３６】図１において、点線で囲まれた部分は、１
チップＩＣに集積されている。すなわち、撮像素子３か
ら出力された撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
変換器５、Ａ／Ｄ変換器５によってデジタル信号に変換
された撮像信号から輝度信号と色信号とを分離して生成
する符号６〜１２で示される前述の各回路、輝度信号に
ガンマ補正を施すガンマ回路１３等のカメラプロセス系
の回路に加え、撮像信号中より焦点検出に用いる信号、
具体的には撮像信号中の所定の低周波成分及び高周波成
分を抽出するローパスフイルタ，ハイパスフイルタから
なるフイルタ、撮像画面内における焦点信号を抽出する
ための領域（測距枠）を設定すると共にその位置，大き
さ等を撮影状態、或いは操作情報に応じて制御するＬ，
Ｃ，Ｒの各測距枠を発生する枠生成回路５４からなる測
距枠発生回路、各測距枠Ｌ，Ｃ，Ｒ内に相当する焦点信
号を処理して焦点状態を表す評価信号に変換するため
の、複数のピークホールド回路，バッフア，積分回路，
各測距枠内における前記焦点状態を表す信号に所定の演
算、および補正を行う信号処理回路、生成された焦点状
態を表す評価信号をカメラのシステム制御用のマイコン
との間で各種データの授受を行うマイコンインターフエ
ースが１チップＩＣに集積されている。

【００３７】このように、１チップＩＣに集積すること
により、従来のように各機能をすべて別個の回路で構成
し、これらの回路と別個のチップで構成されたマイクロ
コンピユータとをそれぞれ個別のインターフエースで結
合し、データ通信によって各種制御を行うようにしたＡ
Ｆシステムに比較して制御が容易となり、各回路の動作
タイミングを一元的に制御することができる。また、Ａ
Ｆ制御に必要な各種機能を１チップに集積できるので、
複数の測距枠の数、および画面内における位置の外部か
らの制御命令による切換えや、撮影状態に応じた自動切
換えを任意に行うことができる等、システムの設計に応
じたあらゆる対応が１チップＩＣだけで可能となり、極
めて汎用性が高くなる。

【００３８】また、ＩＣの入力段で撮像素子の出力信号
をＡ／Ｄ変換しているので、全体の処理をデジタル演算
処理によって全て行えるようにしたので、演算が容易と
なり、高速化が図れ、信頼性の高い高速のＡＦ用１チツ
プＩＣが実現できるものである。

【００３９】図２は、図１におけるＴＥ−ＬＰＦ１４の
概略構成を示すブロック図である。このＴＥ−ＬＰＦ１
４において、ガンマ回路１３から出力された信号Ｓ６
は、レジスタ７０により、基準クロック発生器６０から
出力された基準クロックＣ０のタイミングでラッチされ
る。加算器７１では、レジスタ７０の入力信号と出力信
号が加算され、その加算結果をスイッチ７９、およびレ
ジスタ７２へ出力する。

【００４０】レジスタ７２，７４，７６は、基準クロッ
クＣ０のタイミングで入力信号をラッチする。そして、
加算器７３は、レジスタ７２の入力信号と出力信号とを
加算し、その加算結果をスイッチ７９とレジスタ７４と
に出力し、加算器７５は、レジスタ７２の入力信号と出
力信号とを加算し、その加算結果をスイッチ７９とレジ
スタ７６とに出力し、加算器７７はレジスタ７６の入力
信号と出力信号とを加算し、その加算結果をスイッチ７
９に出力する。

【００４１】レジスタ７８には、マイコンインターフェ
ース５３を介してマイコン５５から与えられたフィルタ
ー特性値が格納される。スイッチ７９は、レジスタ７８
からのフィルター特性値に基づいて上記加算結果を選択
し、信号Ｓ７として出力する。

【００４２】図３は、図１におけるＦＥ−ＬＰＦ１５の
概略構成を示すブロック図である。このＦＥ−ＬＰＦ１
５において、ガンマ回路１３から出力された信号Ｓ６
は、係数器８０によりＫ倍され、加算器８１へ入力され
る。この加算器８１には、係数器８３の出力信号も入力
され、加算器８１は係数器８０、８３の両出力信号を加
算し、その加算結果をレジスタ８２へ供給する。なお、
上記Ｋ倍における「Ｋ」の値は、後述するフィルター特
性値Ｋを示している（以下、同様）。

【００４３】レジスタ８２は、基準クロック発生器６０
からの基準クロックＣ０に従って、加算器８１から供給
された上記加算結果をラッチし、係数器８３と係数器８
４とへ出力する。係数器８３は、レジスタ８２からの出
力された上記加算結果を（１−Ｋ）倍して、加算器８１
ヘ出力する。係数器８４，８７、加算器８５、レジスタ
８６は、入力信号が信号Ｓ６からレジスタ８２の出力
（上記加算結果）になる以外は、それぞれ係数器８０，
８３、加算器８１、レジスタ８２と同じ機能を果たす。
レジスタ８８へは、マイコン５５から与えられたフィル
ター特性Ｋが格納される。格納され、各係数器８０，８
３，８４，８７へ伝えられる。

【００４４】図４は、図１におけるＨＰＦ１７の概略構
成を示すブロック図である。このＨＰＦ１７では、スイ
ッチ１６により切換・選択された偶数ライン／奇数ライ
ンの輝度信号Ｓ７／Ｓ８は、レジスタ９０と減算器９６
に入力される。そして、レジスタ９０に入力された偶数
ライン／奇数ラインの輝度信号Ｓ７／Ｓ８は、基準クロ
ック発生器６０からの基準クロックＣ０に従って、レジ
スタ９１，９２，９３，９４へと順次転送される。レジ
スタ９１，９２，９３，９４出力は、スイッチ９５によ
り一つだけ選択され、減算器９６へ入力される。そし
て、減算器９６は、偶数ライン／奇数ラインの輝度信号
Ｓ７／Ｓ８とスイッチ９５にて選択された信号との差分
値を計算し、その差分値を示す信号Ｓ９を出力する。

【００４５】レジスタ９８には、それぞれマイコンイン
ターフェース５３を介してマイコン５５から与えられた
偶数ラインのフィルター特性値が格納され、レジスタ９
９には、奇数ラインのフィルター特性値が格納される。
スイッチ９７は、現在の水平ラインが偶数ラインか奇数
ラインかを識別する信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号によ
り切換えられ、偶数ライン（ＬｉｎｅＥ信号）の時は、
レジスタ９８の偶数ラインのフィルター特性値を、奇数
ライン（ＬｉｎｅＯ信号）の時は、レジスタ９９の奇数
ラインのフィルター特性値を、スイッチ９５の選択信号
として出力する。

【００４６】図５は、全体のタイミングを説明するため
の図である。図５の外側の枠は、撮像素子３から出力さ
れた撮像信号の有効画面領域を示している。内側の水平
に３分割された枠は、焦点調節用のゲート枠であり、左
側の列のＬ枠、中央の列のＣ枠、右側の列のＲ枠は、枠
生成回路５４から出力された前述の各ゲート信号により
形成される。

【００４７】さらに、これらＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を垂直方
向に３分割するため、一画面内にリセット信号をＬ枠，
Ｃ枠，Ｒ枠ごとに３回出力し、リセットタイミング信号
ＬＲ１，ＬＲ２，ＬＲ３，ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，Ｃ
Ｒ３，ＲＲ１，ＲＲ２，ＲＲ３を生成し、各積分回路、
各ピークホールド回路等をリセットする。また、データ
転送信号ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３を生成し、各積分値、
各ピークホールド値を各バッファに転送する。また、偶
数フィールドの走査を実線で、奇数フィールドの走査を
点線で示す。偶数フィールド、奇数フィールド共に、偶
数ラインはＴＥ−ＬＰＦ１４の出力を選択し、奇数ライ
ンはＦＥ−ＬＰＦ１５の出力を選択する。

【００４８】図６は、図１のガンマ回路１３の入出力特
性を表わす図である。横軸が入力信号Ｓ５で、縦軸が出
力信号Ｓ６を表わす。なお、この入出力特性を示すデー
タは、ガンマ回路１３内にテーブル形式で記憶されてい
る。

【００４９】次に、各枠内のＴＥ／ＦＥピーク評価値、
ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評
価値、Ｙピーク評価値、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値につい
て、それら評価値の合焦制御上での利用形態を説明す
る。

【００５０】ＴＥ／ＦＥピーク評価値は、合焦度を表わ
す評価値であり、かつ積分されていないピークホールド
値なので比較的被写体依存が少なくカメラのぶれ等の影
響が少なく、合焦度判定、再起動判定に最適である。ま
た、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積
分評価値も合焦度を表わすが、積分効果でノイズの少な
い安定した評価値なので方向判定に最適である。さら
に、ピーク評価値もラインピーク積分評価値も、ＴＥ
（偶数ライン）の方がより高い高周波成分を抽出してい
るので、合焦位置近傍での合焦制御に最適で、逆に、Ｆ
Ｅ（奇数ライン）は合焦位置から遠い大ボケ時に最適で
ある。また、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値は
合焦度にあまり依存せず被写体に依存するので、合焦度
判定、再起動判定、方向判定を確実に行なうために、被
写体の状況把握するのに最適である。つまり、Ｙピーク
評価値で高輝度被写体か低照度被写体かの判定を行な
い、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値でコントラストの大小の判定
を行ない、ＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク
積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値の山の大きさ
を予測し補正することで、最適な合焦制御を行う。

【００５１】次に、自動焦点調節動作を図７のフローチ
ャートに従って説明する。

【００５２】マイコン５５は、システムを起動すると
（ステップＳ１）、ＴＥ／ＦＥピークのレベルで速度制
御をかけ、山の頂上付近では、高い周波数成分のＴＥラ
インピーク積分評価値を用いて検出制度を上げ、山の麓
では、横に広がった山の特性の有る低い周波数成分のＦ
Ｅラインピーク積分評価値を主に使用して方向制御する
ことで、山登り制御を行う（ステップＳ２）。次に、Ｔ
Ｅ／ＦＥピーク評価値の絶対値やＴＥラインピーク積分
評価値の変化量に基づいてレベルの極大値を求めて、山
の頂点判断を行ない（ステップＳ３）、最もレベルの高
い点で停止して再起動待機にはいる（ステップＳ４）。

【００５３】再起動待機では、ＴＥ／ＦＥピーク評価値
のレベルが下がったことを検出して再起動する（ステッ
プＳ５）。この自動焦点調節動作のループの中で、ＴＥ
／ＦＥピークを用いて速度制御をかける度合いや、山の
頂上判断の絶対レベル、ＴＥラインピーク積分評価値の
変化量等は、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値を
用いて被写体を判断することにより、山の大きさの予測
を行ない、この予測に基づいて決定する。

【００５４】さらに、９個の焦点調節用枠のデータを用
いて近距離優先焦点調節を行なう。まず、９個の焦点調
節用枠内のＹピーク評価値を調べ、飽和レベルに達して
いる枠は焦点調節に用いない。Ｙピークが飽和レベルに
達していないすべての焦点調節用枠のＴＥラインピーク
積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値の変化を調
べ、すべての枠の評価値が同じ方向に増加しているとき
は、その中で最もレベルの高い評価値を用いて前述の自
動焦点調節を行なう。しかし、増加方向が異なる場合
は、至近方向に駆動した際に増加する枠のうち最もレベ
ルの高い評価値を用いて自動焦点調節を行なうことで、
近距離優先の焦点調節が可能となる。

【００５５】尚、ステップＳ２において、ＴＥ，ＦＥラ
インピーク積分値を用いて方向制御を行う際、またステ
ップＳ３においてＴＥ／ＦＥピーク評価値やＴＥライン
ピーク積分評価値の変化量に基づいて山の頂点判断を行
う際、被写体の違いや明るさやコントラストの変化によ
って各評価値のレベルが変動するので、各評価値をＭａ
ｘ−Ｍｉｎ評価値で正規化してコントラストの変化を受
けないようにして、焦点検出を行うことにより、より高
精度の焦点検出を実現することができる。

【００５６】また、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値でなくＹピー
ク評価値によって各ＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥライ
ンピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値を正
規化するようにしても良く、被写体の明るさ変化の影響
を除去することができる。

【００５７】また、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の
処理において、各評価値を用いるにあたり９個の焦点調
節用枠それぞれにおけるＹピーク評価値を検出すること
により、輝度レベルが飽和している焦点調節用枠は極め
て高精度で焦点検出のための評価値を得ることができな
いから、これらの枠についてはその検出された評価値を
無視して焦点検出を行うことにより、焦点制御を高精度
且つ安定に行うことができる。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動焦点
調節装置によれば、複数の焦点検出領域内の輝度信号の
ピーク値や（最大値−最小値）を検出し、複数の焦点検
出領域の焦点検出信号を補正することにより、被写体の
状態や撮影条件に左右されずに、あらゆる被写体に安定
的に合焦させることが可能となる。

【００５９】また、ＡＦ制御に必要な上記のような各種
機能を１チップＩＣに集積することにより、被写体の状
態や撮影条件に左右されずに、あらゆる被写体に安定的
に合焦させ得る自動焦点調節機能をカメラに容易に搭載
でき、複数の測距枠の数、および画面内における位置の
外部からの制御命令による切換えや、撮影状態に応じた
自動切換を任意に行うことができる等、システムの設計
に応じたあらゆる対応が可能となり、極めて汎用性が高
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による自動焦点調節装置の概
略構成を示すブロック図である。

【図２】図１におけるＴＥ−ＬＰＦ（偶数ラインのロー
パスフィルタ）の概略構成を示すブロック図である。

【図３】図１におけるＦＥ−ＬＰＦ（奇数ラインのロー
パスフィルタ）の概略構成を示すブロック図である。

【図４】図１におけるＨＰＦ（ハイパスフィルタ）の概
略構成を示すブロック図である。

【図５】複数の焦点調節用のゲート枠（焦点検出領域）
の形成方法等を示す図である。

【図６】図１のガンマ回路の入出力特性を示す図であ
る。

【図７】自動焦点調節動作を示すフローチャートであ
る。

【図８】従来の自動焦点調節装置の概略構成を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

９，１０：ローパスフィルタ１４：ＴＥ−ＬＰＦ（偶数ライン用のローパスフィル
タ）１５：ＦＥ−ＬＰＦ（奇数ライン用のローパスフィル
タ）１７：ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）１９〜２１，２５〜２７，４７〜４９：ピークホールド
回路２２〜２４，２８〜３０，３８〜４３：バッファ３１：ラインピークホールド回路３２〜３７：積分回路４４：ライン最大値ホールド回路４５：ライン最小値ホールド回路５４：枠生成回路５５：マイコン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像手段より出力された撮像信号中よ
り、焦点検出に用いる所定の周波数成分を取り出すフィ
ルタ手段と、前記フィルタ手段によって取り出された焦
点信号中より画面内の焦点検出領域に相当する焦点信号
を取り出す複数のゲート手段と、前記画面内の複数の焦
点検出領域の輝度成分を抽出する複数の抽出手段と、前
記複数のゲート手段によって取り出された複数の焦点信
号を前記複数の抽出手段出力で補正する補正手段と、前
記補正手段出力信号に基づいてフォーカスレンズを合焦
点へ駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする自動焦
点調節装置。
【請求項２】前記抽出手段は、輝度成分を抽出する抽
出手段は、焦点検出領域の輝度成分のピーク値をホール
ドすることを特徴とする請求項１記載の自動焦点調節装
置。
【請求項３】前記抽出手段は、焦点検出領域の輝度成
分の最大値と最小値の差分を抽出することを特徴とする
請求項１記載の自動焦点調節装置。
【請求項４】撮像手段より出力された撮像信号中よ
り、所定の周波数成分を取り出すフィルタ手段と、前記
フィルタ手段によって取り出された焦点信号中の画面内
の焦点検出領域のみを取り出す複数のゲート手段と、前
記画面内の焦点検出領域の輝度成分を抽出する複数の抽
出手段と、前記複数の抽出手段出力のうち輝度成分が一
定値以下の焦点検出領域を通過した焦点信号をのみに基
づいてフォーカスレンズを合焦点へ駆動する駆動手段を
備えたことを特徴とする自動焦点調節装置。
【請求項５】撮像手段より出力された撮像信号中よ
り、所定の周波数成分を取り出すフィルタ手段と、前記
フィルタ手段によって取り出された焦点信号中の画面内
の焦点検出領域内に相当する焦点信号を取り出す複数の
ゲート手段と、前記ゲート手段によつて取り出された前
記焦点検出領域内に相当する焦点信号に所定の信号処理
を施して焦点状態の評価信号を生成する演算手段と、前
記ゲート手段を制御して前記焦点検出領域の撮影画面内
における位置あるいは数を制御する領域設定手段と、前
記各手段を外部より制御可能とするためのインタフエー
ス手段とを少なくとも１チツプに集積してなる焦点制御
用集積回路。