JPH0638089A - 自動合焦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画面中央に設定したエリア内が低コントラスト
になっても、画面内の高コントラストの被写体を捉えて
合焦動作させることができるようにし、かつ、撮影者の
意図する被写体に対する合焦を行えるようにする。 【構成】画面中央のエリア内で映像信号の高周波成分を
積算させる。ここで、前記積算量が所定レベル以下であ
るときには、複数エリアで同時に高周波成分の積算を行
わせる（S6) 。そして、前記複数エリアの中から、高い
コントラストの被写体を含むエリアを１つ選択し(S7)、
そのエリアを合焦対象エリアとするモードに切り換える
(S9)。前記選択されたエリアで合焦が得られると、前記
中央エリアにおける高周波成分の積算を再度行わせ(S1
4) 、中央エリアが高コントラストに戻ったら、中央エ
リアを合焦対象エリアとする通常モードに復帰させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動合焦装置に関し、詳
しくは、映像信号から抽出した高周波成分に基づいて合
焦の度合いを評価して合焦動作を行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ビデオカメラにおける自動合
焦装置として、映像信号から抽出される高周波成分が最
大となるように合焦用レンズの位置を制御する方式が知
られている。この方式の基本は、ＮＨＫ技術研究報告
（昭和40年）の第17巻，第１号，通巻第86号の第21頁〜
第37頁で報告された「山登りサーボ方式によるテレビカ
メラの自動焦点調整」に詳細に述べられている。これ
は、画像の精細度が映像信号の高周波成分によって伝達
されることを利用し、映像信号をハイパスフィルターに
通すことによって高周波成分を抽出し、該抽出される高
周波成分の増大方向に合焦用レンズを動かし、高周波成
分が最大となった点を合焦点として認識するものであ
る。

【０００３】また、撮影者は、意図する被写体を画面の
中央部に位置させる傾向が強いことから、画面の中央エ
リアを合焦対象エリアとして設定し、かかる合焦対象エ
リアから高周波成分を抽出し、該抽出結果に基づいて合
焦制御を行わせることで、背景部に合焦されてしまうこ
とを回避できるようにした装置が提案されている（特公
昭６２−４０９０８号公報参照）。

【０００４】更に、ＳＡＮＹＯ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ
ＲＥＶＩＥＷ ＶＯＬ．21 No.１（1989年２月発行）
には、画面を予め中央部と該中央部を囲む周辺部とに分
割し、前記中央部で通常の自動合焦制御を行う一方、中
央部が低コントラストの被写体のみであった場合に、合
焦対象エリアを、前記中央部と周辺部とからなる広い範
囲に拡大する技術が開示されている。

【０００５】また、特開昭６３−１２８８７７号公報に
開示される自動合焦装置では、多分割されたエリアの被
写体コントラストの高い部分を中心に複数エリアを合焦
対象エリアとし、コントラストの高い被写体を追尾する
ように合焦対象エリアを設定する技術が開示されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に映像信号の高周波成分を抽出して行う自動合焦制御で
は、合焦対象エリア内が低コントラストであると、原理
的に自動合焦動作が行えない。このため、合焦対象エリ
ア内が低コントラストであるときには、合焦用レンズを
制御可能な範囲内で動かし、高周波成分の積分値が大き
くなる位置をサーチしたり、合焦レンズをその場で停止
させたり、いずれにしても不自然な制御が行われること
になってしまう。

【０００７】特に、前記特公昭６２−４０９０８号公報
やＳＡＮＹＯ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬＲＥＶＩＥＷ ＶＯ
Ｌ．21 No.１（1989年２月発行）に開示される自動合
焦装置では、合焦対象エリアが画面内の一部に限定され
るため、画面上に合焦を意図する高コントラストの被写
体が存在するにも関わらず、合焦対象エリア内に高コン
トラストの被写体がない場合には、上記のような不自然
な動きが生じる。特に、パンニング動作をさせたとき
に、一瞬合焦対象エリア内が低コントラストになった場
合でも同様な現象が発生し、自動合焦動作の円滑性を損
なう原因となっていた。

【０００８】また、特開昭６３−１２８８７７号公報に
開示される自動合焦装置では、ある特定の被写体につい
て継続して合焦させるために、合焦対象エリアが移動し
てしまい、撮影者が合焦対象の被写体を変えたいという
意図は反映されないという問題がある。本発明は上記問
題点に鑑みなされたものであり、画面上に高コントラス
トの被写体が存在するにも関わらず、主な合焦対象エリ
アに前記被写体が入っていないために、自動合焦が不自
然な動作を行ってしまうことを回避できると共に、撮影
者の意図を反映した自動合焦を行えるようにすることを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのため本発明にかかる
自動合焦装置は、合焦用レンズを含む撮影レンズを通し
て結像する光学像を光電変換して映像信号を出力する撮
像手段と、前記映像信号の所定の合焦検出エリアにおけ
る高周波成分に基づいて合焦状態を検出する合焦検出手
段と、前記合焦状態の検出結果に基づいて前記撮影レン
ズに含まれる合焦用レンズを合焦位置に移動させる合焦
制御手段と、を備え、画面内の単一のエリアを前記合焦
検出エリアとするモードと、画面内の複数のエリアを同
時に前記合焦検出エリアとするモードとを選択的に実行
するよう構成される。

【００１０】ここで、前記単一のエリアと前記複数のエ
リアとの少なくとも一方において、画面上での位置と大
きさとの少なくとも一方を可変とすることが好ましい。
また、本発明にかかる自動合焦装置では、合焦用レンズ
を含む撮影レンズを通して結像する光学像を光電変換し
て映像信号を出力する撮像手段と、前記映像信号の所定
の合焦検出エリアにおける高周波成分に基づいて合焦状
態を検出する合焦検出手段と、前記合焦状態の検出結果
に基づいて前記撮影レンズに含まれる合焦用レンズを合
焦位置に移動させる合焦制御手段と、を備え、画面内に
設定された１つの主合焦検出エリアにおける高周波成分
の積算量が所定量よりも大きいときには、前記主合焦検
出エリアを合焦対象エリアとして前記合焦制御手段を動
作させる一方、前記主合焦検出エリアにおける高周波成
分の積算量が所定量よりも小さいときには、画面内の複
数のエリアを合焦検出エリアとしてそれぞれのエリアに
おいて前記積算量を求め、前記複数のエリアの中で前記
積算量が所定量よりも大きく、かつ、最大の積算量を得
たエリアを選択し、該選択したエリアを合焦対象エリア
として前記合焦制御手段を動作させるようにした。

【００１１】ここで、前記画面内の複数のエリアから合
焦対象エリアを選択するときに用いる積算量の所定量
を、画面内におけるエリア位置とエリアの大きさとの少
なくとも一方に基づいて変えるよう構成することが好ま
しい。更に、前記複数のエリアから選択されたエリアを
合焦対象エリアとする制御状態から、前記主合焦検出エ
リアを合焦対象エリアとする制御状態への復帰は、前記
合焦制御手段による合焦用レンズの移動制御が停止して
いる状態で、主合焦検出エリアにおける高周波成分の積
算量を求め、該積算量が所定値よりも大きいときに行う
ようにすると良い。

【００１２】また、前記主合焦検出エリアは、画面内の
中央部付近に設定されることが好ましい。

【００１３】

【作用】かかる構成の自動合焦装置によると、画面内の
単一のエリアを前記合焦検出エリアとし、前記単一エリ
アでの高周波成分に基づいて合焦動作させるモードと、
画面内の複数のエリアを同時に前記合焦検出エリアと
し、前記複数のエリアそれぞれでの高周波成分に基づい
て合焦動作させるモードとが選択的に実行される。

【００１４】従って、複数のエリアを合焦検出エリアと
する場合には、画面内に分散する各エリアで合焦状態を
検出することができ、画面内で広く合焦し得る被写体を
検知して合焦動作を行わせることができ、また、単一の
エリアを合焦検出エリアとすれば、該エリアに含まれる
被写体のみを合焦対象とすることができる。ここで、前
記単一のエリアと前記複数のエリアとの少なくとも一方
において、画面上での位置と大きさとの少なくとも一方
を変更できるようにすれば、被写体に対する合焦特性を
変化させることができる。

【００１５】また、主合焦エリアにおける高周波成分の
積算量が所定量よりも小さくなったときに、前記積算量
を複数エリアで求め、この中から高周波成分の積算量が
所定値よりも大きくかつ最大であって、高コントラスト
の被写体が含まれるエリアを選択し、この選択したエリ
アを合焦対象エリアとして合焦動作させれば、主合焦検
出エリア内が低コントラストとなって合焦動作不能とな
っても、画面内の主合焦検出エリア外に含まれる高コン
トラストの被写体を捉えて合焦動作させることができ
る。

【００１６】ここで、複数エリアから合焦対象を選択す
るときに用いる積算量の判定レベル（所定量）を、画面
内におけるエリア位置とエリアの大きさとの少なくとも
一方に基づいて変えれば、合焦制御の特性を画面内で変
化させることが可能となる。更に、複数のエリアから選
択されたエリアを合焦対象エリアとしている状態で、合
焦用レンズの移動が停止しているときに、主合焦検出エ
リアが高コントラストに戻ったことが検出されると、主
合焦検出エリアを合焦対象エリアとする制御状態に復帰
させる。これにより、主合焦検出エリア以外の被写体に
合焦されたままになってしまうことが回避され、主合焦
検出エリアにおける高コントラストの被写体に優先的に
合焦させ得る。

【００１７】また、撮影者は合焦を意図する被写体を画
面の中央付近におく確率が高いから、前記主合焦検出エ
リアを画面内の中央部付近に設定すれば、撮影者の意図
した被写体に合焦させることが可能となる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図１は本
発明に係る自動合焦装置の実施例のシステムブロック図
である。この図１において、１は撮影レンズで、フロン
トレンズ２、変倍用レンズ３、合焦用レンズ４から構成
される。５は撮影用の２次元ＣＣＤセンサ（撮像手
段）、６はカメラ回路であり、被写体の光学像は、撮影
レンズ１を通してＣＣＤセンサ５上に結像され、カメラ
回路６で信号処理が行われる。

【００１９】エリア設定回路７では、カメラ回路６から
の垂直同期信号，水平同期信号及び後述するエリア外部
制御信号を基にＣＰＵ11で作られたエリア信号に基づい
て、自動合焦調節用の信号を抽出するエリア（合焦検出
エリア）を設定する。また、同時に、カメラ回路６から
の輝度信号を高周波成分抽出回路８を通し、被写体の高
周波成分のみを抽出する。この高周波成分抽出回路８通
過後の信号を、Ａ／Ｄ変換器10でＡ／Ｄ変換した後、エ
リア設定回路７で設定された合焦検出エリア内でそれら
を加算回路９で加算する。そして、１フィールド内の高
周波成分の合計値（積算量）を演算し、かかる合計値を
合焦の度合い（合焦状態）を示す合焦評価値とする。
尚、前記高周波成分抽出回路８，Ａ／Ｄ変換器10，加算
回路９によって合焦検出手段が構成される。

【００２０】一般に前記合焦評価値とレンズのデフォー
カス（合焦用レンズの位置）との関係は、図２に示すよ
うになっており、焦点が合っているときは前記合焦評価
値（高周波成分の積算量）が最大になり、デフォーカス
するに従って小さくなっていく。この原理は、特公昭39
−5265号公報や、ＮＨＫ技術研究報告（昭和40年）の第
17巻，第１号，通巻第86号の第21頁〜第37頁の「山登り
サーボ方式によるテレビカメラの自動焦点調整」などに
開示されている。

【００２１】合焦制御手段としてのＣＰＵ11は、ドライ
ブ回路12を通じ合焦用レンズ４を駆動させるモータ14を
制御して、合焦評価値の山を登って行くような制御を行
い、合焦評価値の最大点に合焦用レンズ４を停止させる
ように制御し、自動合焦調節を行う。また、前記ＣＰＵ
11は、ドライブ回路13を通じ変倍用レンズ３を駆動させ
るモータ15を制御する。

【００２２】ここで、本実施例の特徴点は、前記合焦検
出エリア及び合焦対象エリアの設定にあり、この点を図
４及び図５のフローチャートを参照しつつ以下に詳細に
説明する。まず、電源を立ち上げると、初期設定（Ｓ
１）において、自動合焦制御用のＣＰＵ11は、エリア設
定回路７に対し、図３（ａ）に示すように画面中央部付
近に予め設定された単一のエリア（主合焦検出エリア）
に対応するエリア信号を与えることにより、前記中央エ
リアにおける高周波成分の積算量（合焦評価値）を求
め、この中央エリアにおける合焦評価値に基づいて合焦
動作させる通常の合焦動作モード（単一エリアモード）
を設定する。

【００２３】次に、方向判別モード（Ｓ２）において
は、所定方向に所定量だけ合焦用レンズ４を移動させ、
かかる移動前後の合焦評価値の大小関係により合焦用レ
ンズ４の合焦動作における移動方向を決定する。合焦用
レンズ４の移動方向の決定後は、山登りモード（Ｓ３）
に移行する。山登りモードでは、前記決定された方向に
合焦用レンズ４を移動させながら、合焦評価値の変化を
監視し、合焦評価値が前回よりも小さくなったら、合焦
用レンズ４を所定量だけ逆方向に移動させ、微調整モー
ド（Ｓ４）へ移行する。

【００２４】微調整モードでは、モータ14の速度を落と
して、合焦評価値がピークとなる位置を探す。合焦評価
値がピークとなる位置が見つかると、合焦用レンズ４を
駆動するモータ14を停止させ、合焦保持モード（Ｓ５）
に移行する。合焦保持モード（Ｓ５）では、モータ14を
停止させたときの合焦評価値と、最新の合焦評価値との
比較に基づいて合焦検出エリア内における被写体の変化
を判断し、被写体に変化があって合焦評価値が所定レベ
ル以上に変化した場合には、再び方向判別モードに戻っ
て合焦動作を行わせる。

【００２５】上記の動作中に被写体が変化し、図３
（ａ）に示した画面中央のエリア内のコントラストが所
定の低コントラストレベルよりも小さくなり、合焦動作
が不能になったことが合焦評価値に基づいて判別される
と、それまでの中央エリアを単一の合焦検出エリアとす
るモードから、図３（ｂ）に示すように画面内の複数エ
リアを同時に合焦検出エリアとして、各エリアにおける
合焦評価値を１画面（１フィールド）内で検出するモー
ド（マルチエリアモード）に切り換える（Ｓ６）。

【００２６】尚、図３（ｂ）に示す例では、画面を４分
割し、４つの合焦検出エリアを設定しているが、分割の
パターンは前記図３（ｂ）の例に限定されるものではな
い。そして、前記複数エリアそれぞれで合焦評価値を求
め、所定の低コントラストレベルよりも大きく、然も、
各エリアの中で最も大きな合焦評価値を得たエリアを選
択し（Ｓ７）、この選択したエリアを前記中央エリアに
代えて単一の合焦対象エリアとして設定する（Ｓ９）。

【００２７】即ち、中央エリアが低コントラストとなっ
て合焦動作不能になると、複数エリアそれぞれで合焦評
価値を求めることで、画面内で広く高コントラストの被
写体を探し、合焦動作が可能で然も最もコントラストの
高い被写体を含むエリアを選択し、その後は、中央エリ
アに代えて前記複数エリアから選択した単一エリアでの
み合焦評価値を求めて、合焦動作を行わせる。

【００２８】尚、上記に示したように、最大の合焦評価
値をもつエリアを、複数設定されたエリアの中から選択
し、この単一エリアを合焦対象エリアとして設定し、そ
の後は、この選択されたエリアのみで合焦評価値を求め
て合焦動作させるようにするのは、合焦検出エリアに該
当していて高周波成分の積算を行わせる期間（エリア期
間）においてはモータ14を停止させて合焦検出の精度を
確保し、かつ、合焦動作の制御速度を高めるためであ
る。

【００２９】即ち、合焦検出期間中に合焦用レンズを動
かすと、停止被写体であるにも関わらず合焦評価値が変
動して、誤動作の原因となるため、合焦検出期間を除く
期間で合焦用レンズを動かす必要がある。しかしなが
ら、合焦検出エリアとして同時に複数エリアを設定し、
これらのエリアについて１画面内でそれぞれ合焦評価値
を求める構成であると、１画面内における合焦評価値の
算出時間が長くなる分だけモータ制御可能時間が短くな
り、結果、合焦動作の制御速度が遅くなってしまう。

【００３０】そこで、複数エリアから高コントラストの
被写体を含むエリアを１つ選択すると、その後は、前記
選択された単一エリアのみで合焦評価値を求めて合焦動
作を行わせて、中央エリアが低コントラストとなって複
数エリアの中の１つのエリアを用いて合焦動作を行わせ
るときの制御速度を確保できるようにしている。図６の
タイムチャートは、実際の合焦検出期間（エリア期間）
と、モータ制御可能時間とを示す図であり、エリア信号
は中央エリアのみで合焦評価値を求める場合を示し、
エリア信号は複数エリアそれぞれの合焦評価値を１フ
ィールド内で求める場合を示し、エリア信号は複数エ
リアから選択された１つのエリア（４分割の左上のエリ
ア）のみで合焦評価値を求める場合を示す。

【００３１】この図６のタイムチャートに明らかなよう
に、中央エリアのみの単一エリアを合焦検出エリアとす
る場合にはおけるモータ制御可能時間ｔ１に比べ、複数
エリアそれぞれの合焦評価値を１画面内で求めるときの
モータ制御可能時間ｔ２は大幅に短くなってしまい、全
体の制御速度が遅くなってしまう。これに対し、複数エ
リアの中から選択した１つのエリアのみで合焦評価値を
演算させるようにすれば、このときのモータ制御可能時
間ｔ３は、前記ｔ１と同等に長くなり、制御速度も中央
エリアを設定した場合と同等になる。

【００３２】前述のように中央エリア内が低コントラス
トになって、複数エリアの中から合焦評価値が最大であ
るエリアが選択されると、再び方向判別モードに戻り、
前記複数エリアから選択された単一エリアを合焦対象と
する自動合焦制御が始まる。合焦制御後、合焦保持モー
ドで合焦用レンズ４が停止すると、中央エリアの合焦評
価値が所定の低コントラストレベル以上であるか否かを
確認する（Ｓ10）。

【００３３】ここで、中央エリアが依然として低コント
ラストであるときには、合焦対象エリアを複数エリアか
ら選択されているエリアのままとして（Ｓ12）、前記複
数エリアから選択されたエリア内で被写体の変化があっ
か否かを確認し（Ｓ13）、変化がない場合には、再度中
央エリアにおける合焦評価値を確認する（Ｓ13→Ｓ1
0）。

【００３４】そして、中央エリア内が高コントラストに
なった場合には、この中央エリアを合焦対象エリアとす
る制御に復帰させた後（Ｓ11）、方向判別モードに入
り、該中央エリアで求められる合焦評価値に基づく合焦
動作が再起動する。また、中央エリア内が依然として低
コントラストのまま、複数エリアから選択したエリア内
の被写体に変化があった場合にも、再度方向判別モード
に入り、前記選択されたエリアで求められる合焦評価値
に基づく合焦動作が再起動する。

【００３５】即ち、複数エリアから選択したエリアで合
焦が得られると、中央エリアが合焦動作に必要なだけの
高コントラスト状態に復帰したか否かを判別して、中央
エリアを合焦対象エリアとする通常の合焦動作モードに
戻れるか否かを判別するものである。これにより、一時
的に合焦を意図する被写体が中央エリアから外れて、中
央エリア内が合焦動作不能な低コントラストになって
も、画面内の高コントラスト部分を捉えて合焦させるこ
とができ、かつ、撮影者が合焦を意図する被写体を置く
確率の高い中央エリアが高コントラストに戻れば、再度
中央エリアで合焦動作を行わせるから、撮影者が意図す
る被写体以外に合焦されたままになってしまうことを回
避できる。

【００３６】一方、中央エリアが低コントラストである
ために、複数のエリアそれぞれで合焦評価値を求めた結
果、前記複数のエリア全てで合焦評価値が所定の低コン
トラストレベルよりも小さく、前記複数のエリアのいず
れでも合焦動作させることができない場合には、サーチ
モード（Ｓ８）に入る。サーチモードでは、合焦検出エ
リアを中央エリアとして、制御範囲内で合焦用レンズ４
を動かしながら、合焦評価値が所定の低コントラストレ
ベルを越える位置を探す。

【００３７】ここで、所定の低コントラストレベルを越
える合焦評価値が得られたときには、中央エリアを合焦
対象エリアとして方向判別モードに移行する（Ｓ14→Ｓ
２）。一方、サーチモードで所定の低コントラストレベ
ルを越える合焦評価値が得られなかった場合には、レン
ズを停止させ、合焦検出エリアを複数のエリアに切り換
え（Ｓ15）、複数エリアのいずれかで合焦動作可能な合
焦評価値が得られたか否かを判別させる（Ｓ16）。

【００３８】そして、複数エリアのいずれでも所定の低
コントラストレベルを越える合焦評価値が得られなかっ
た場合には、再度合焦検出エリアを中央エリアに切り換
えて、中央エリア内に高コントラストの被写体が含まれ
ているか否かを判別させるが（Ｓ16→Ｓ14）、複数エリ
アのいずれかに高コントラストの被写体が現れたときに
は、そのエリアを合焦対象エリアとする制御に移行させ
る（Ｓ16→Ｓ17→Ｓ２）。

【００３９】即ち、サーチモードで合焦させることがで
きなかった場合には、合焦検出エリアを、複数エリアと
中央エリアとに順次切り換えて、合焦動作に必要な高コ
ントラストの被写体がいずれかのエリアに現れるのを待
ち、高コントラストの被写体が含まれるようになったエ
リアを合焦対象エリアとする制御に移行させる。このよ
うな制御を行えば、例えばパンニングなどによって中央
エリアが一瞬低コントラストになっても、中央エリア以
外の画面内に高コントラスト部分が存在すれば、その高
コントラストの被写体を含むエリアを合焦対象エリアと
して合焦動作させることができ、中央エリアが合焦動作
不能な低コントラストになっても、合焦用レンズが不自
然な動作を示すことを回避できる。

【００４０】また、中央エリアが低コントラストになっ
て、他のエリアでの合焦動作に移行しても、逐次中央エ
リアでの被写体状態が確認され、中央エリアが高コント
ラストになると直ちに中央エリアを合焦対象エリアとす
るモードに移行させることができるから、撮影者の意図
する被写体に合焦させることができる。ここで、上記実
施例では画面中央部付近に設定された単一エリア（主合
焦検出エリア）の位置を、外部からの制御信号に基づい
て変更できるように設定しても良い。

【００４１】通常は、電源の立ち上がって前記外部信号
が入力されるまでは、ＣＰＵ11は、予め設定された図３
（ａ），（ｂ）に示すような単一エリアと複数エリアと
で制御される内部制御モードでエリアを設定する。前記
ＣＰＵ11に対するカメラ本体側からのエリア外部制御信
号の入力は、図７に示すように、４本の双方向データ転
送ラインと、１本のＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ（Ｒ／Ｗ）信
号と、１本の転送タイミング信号（ＴＩＭ）とによって
行われる。

【００４２】カメラ本体側から転送タイミング信号（Ｔ
ＩＭ）が入力すると、自動合焦制御用ＣＰＵ11は、ＲＥ
ＡＤ／ＷＲＩＴＥ（Ｒ／Ｗ）信号の状態を読みに行き、
ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ（Ｒ／Ｗ）信号がＨｉｇｈレベル
であると、カメラ本体側のエリア指示データを入力する
（図８参照）。また、ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥ（Ｒ／Ｗ）
信号がＬｏｗレベルであると、逆にＣＰＵ11が各種デー
タをカメラ本体側に出力する（図９参照）。

【００４３】カメラ本体側からのエリア外部制御信号
は、図８に示すようなタイミングで出力される。尚、前
記図８のタイムチャート中に示されるデータの内容につ
いては図10に示してある。図８のタイムチャートにおい
て、カメラ本体側から出力される最初のデータＭＯＤＥ
１のビットφのＨｉｇｈ，Ｌｏｗで、エリアを自動合焦
制御用のＣＰＵ11で制御させるか（内部制御モード）、
又は、カメラ本体側からの指示でエリアを設定させるか
が選択指示される。ここで、前記データＭＯＤＥ１のビ
ットφがＬｏｗであって、カメラ本体側でエリア指示を
行わせる場合には、以降のエリア指示データＶＳφ〜Ｓ
Ｐが有効になる。

【００４４】前記データＶＳφ〜ＳＰを用いたエリア位
置及び大きさは、図10に示すように、対角の座標、即
ち、垂直方向及び水平方向におけるエリアの開始位置と
終了位置を指定することで行われる。上記の場合は、単
一エリアのみの位置指定を行っているが、カメラ本体側
からの出力データ数を増して複数エリアモードにおける
各エリアの位置・大きさを指定させても良い。

【００４５】カメラ本体側から送られたエリア指定デー
タは、合焦制御用ＣＰＵ11を介してエリア設定回路７に
与えられ、高周波成分の加算エリアが決定される。前記
カメラ本体側のエリア指定データは、撮影者がカメラ本
体に設けられた操作部を操作して任意に変更できるよう
にしてある。エリア位置の変更方法としては、例えばジ
ョイステックのようなものを操作部として用いる一方、
図12に示すように、ビューファインダー上にエリアを示
す表示（例えばエリア中心座標を示す表示）を行い、こ
の表示を前記ジョイステックの操作に従って動かして所
望のエリア位置を選択できるようにする。また、エリア
の大きさについても、カメラ本体に設けられた操作部の
操作によって予め指定できるようにすれば良い。

【００４６】上記のように、合焦検出エリアを任意に指
定できるようにしてあれば、撮影者がビューファインダ
ー内の被写体を見ながら、ジョイステック等の操作部を
操作して被写体の位置変化を追従しながらエリア位置を
変えることによって、合焦状態を保持できるようにな
る。尚、ＣＰＵ11からカメラ本体側に対しては、前記カ
メラ本体側からのエリア指定の信号が入力されるライン
を用いて、図９に示すようなタイミングで合焦状態を示
すデータ，レンズ位置を示すデータ，自動合焦制御のス
ピードを示すデータなど（図11参照）が出力される。

【００４７】ところで、上記実施例では、単一エリア
（中央エリア又は撮影者が位置指定した単一エリア）内
が低コントラストになったときに、合焦評価値を画面内
に分散設定された複数エリアでそれぞれに求め、該合焦
評価値に基づいて前記複数エリアの中から合焦対象エリ
アを選択させるようにしたが、前記複数エリアから合焦
対象エリアを選択するときに、単純に合焦評価値のレベ
ルだけではなく、エリアの位置・大きさを考慮してエリ
アを選択させるようにすると良い。

【００４８】例えは図13（ａ）において、Ａの部分が基
本となる画面中央エリアであり、このＡの部分における
高周波成分の積算量が小さく低コントラストであると判
別されたときは、まず、図13（ａ）に示すように、前記
中央エリアを拡大した中央エリアを４分割する４つのエ
リアＢ−１〜Ｂ−４それぞれで高周波成分の積算量を演
算させる。ここで、前記エリアＢ−１〜Ｂ−４からのエ
リア選択基準としては、例えば基本のＡエリアにおける
低コントラスト判定レベルに対して、前記Ｂエリアの判
定レベルを２倍の値として、より高いコントラストの被
写体が含まれるエリアが合焦対象エリアとして設定され
るようにする。

【００４９】これは、撮影者が合焦を意図する被写体を
画面の中央付近におく傾向があるため、なるべく中央部
分の被写体に対して合焦動作を行わせるためである。前
記エリアＢ−１〜Ｂ−４でコントラスト条件を満たすエ
リアが存在しなかった場合には、図13（ｂ）に示すよう
に、画面の全エリアを４分割する４つのエリアＣ−１〜
Ｃ−４を設定し、これらのエリアそれぞれで合焦評価値
を得る。そして、前記４つのエリアＣ−１〜Ｃ−４から
の合焦対象エリアの選択においても、前述のような理由
により、前記エリアＢにおける判定レベルの更に２倍の
低コントラスト判定レベルを用い、前記エリアＣ−１〜
Ｃ−４から高コントラストの被写体を含む合焦対象エリ
アを選択する。

【００５０】尚、前記エリアＣ−１〜Ｃ−４の中から厳
しい低コントラスト判定レベルで合焦動作を行い得るエ
リアが存在しないと判定された場合には、サーチモード
を実行し、中央エリア又は複数エリアの中で、合焦動作
を行い得る高コントラストのエリアを求める。上記のよ
うにして複数エリアの中から合焦対象エリアを選択させ
るようにすれば、中央部分にある被写体に対しては比較
的コントラストが低くても合焦制御が行われるが、周辺
に行くに従ってコントラストが高くなければ合焦制御を
行わなくなり、より中央に近い被写体、換言すれば、撮
影者が合焦を意図している被写体を優先して合焦させる
ことができる。

【００５１】ところで、合焦動作中にズーミングが行わ
れると、画角の変動によって写し込まれている被写体の
逃げや入り込みで合焦評価値の変化が大きく、合焦状態
の安定化が期待できない。特に、ワイドからテレへ移動
しているときには、合焦評価値が小さくなる傾向があ
る。そこで、ズーミング中に中央エリアが低コントラス
トになっても、中央エリアのみで合焦制御を行わせ、ズ
ーミング終了後に画角が一定になったところで、再度中
央エリアが低コントラストであるか否かを判定させ、こ
こで、低コントラストであると判定されて初めて複数エ
リアでの合焦検出に移行させるようにすると良い。

【００５２】尚、上記実施例では、マルチエリアモード
で画面内の複数エリアの合焦評価値を１画面（１フィー
ルド）内で同時に求める構成としたが、合焦評価値を求
めるエリアを例えば１画面（１フィールド）毎に切り換
えることによって、異なる複数エリアの合焦評価値を時
系列的に求める構成としても良い。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる自
動合焦装置によると、単一のエリア（主合焦検出エリ
ア）内が低コントラストになったときに、複数エリアで
高周波成分を積算させ、高コントラストの被写体を捉え
ることができるから、単一エリア内が低コントラストに
なって合焦動作不能になっても、不自然な合焦動作を生
じることがない。

【００５４】また、複数エリアから選択された単一エリ
アを合焦対象エリアとしているときに、逐次主合焦検出
エリアの被写体状態を確認し、主合焦検出エリアが高コ
ントラストに戻れば、主合焦検出エリアを用いた通常制
御に戻すため、前記主合焦検出エリアを撮影者が意図す
る被写体がおかれる確率の高い中央付近に設定すれば、
撮影者の意図する被写体に合焦させることができる。

【００５５】更に、複数エリアから合焦対象エリアを選
択するときに用いる合焦評価値の判定レベルや、単一エ
リア，複数エリアの位置・大きさを変更することによっ
ても、撮影者の意図する被写体への合焦を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のシステム概要を示すブロック図。

【図２】高周波成分を用いた自動合焦制御の基本特性を
示す線図。

【図３】実施例における合焦検出エリアを示す図。

【図４】実施例の合焦制御を示すフローチャート。

【図５】実施例の合焦制御の合焦保持モードを示すフロ
ーチャート。

【図６】合焦検出期間とモータ制御時間との関係を示す
タイムチャート。

【図７】エリアの外部指定のために設けられた信号ライ
ンを示す図。

【図８】カメラ本体側からのエリア指定データ出力を示
すタイムチャート。

【図９】合焦制御用ＣＰＵからカメラ本体側へのデータ
出力を示すタイムチャート。

【図10】カメラ本体側からの出力データの内容を示す
図。

【図11】合焦制御用ＣＰＵからカメラ本体側への出力デ
ータを示す図。

【図12】エリア位置の外部指示の様子を示す図。

【図13】複数エリアから合焦対象のエリアを選択すると
きの特性を変化させる実施例におけるエリアの状態を示
す図。

【符号の説明】

１ 撮影レンズ ２ フロントレンズ ３ 変倍用レンズ ４ 合焦用レンズ ５ ＣＣＤセンサ ６ カメラ回路 ７ エリア設定回路 ８ 高周波成分抽出回路 ９ 加算回路 10 Ａ／Ｄ変換器 11 ＣＰＵ 12 ドライブ回路 14 モータ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】合焦用レンズを含む撮影レンズを通して結
   像する光学像を光電変換して映像信号を出力する撮像手
   段と、 該撮像手段から出力された映像信号の所定の合焦検出エ
   リアにおける高周波成分に基づいて合焦状態を検出する
   合焦検出手段と、 該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記合焦用レンズ
   を合焦位置に移動させる合焦制御手段と、 を備えた自動合焦装置であって、 画面内の単一のエリアを前記合焦検出エリアとするモー
   ドと、画面内の複数のエリアを同時に前記合焦検出エリ
   アとするモードとを選択的に実行することを特徴とする
   自動合焦装置。
2. 【請求項２】前記単一のエリアと前記複数のエリアとの
   少なくとも一方において、画面上での位置と大きさとの
   少なくとも一方が可変であることを特徴とする請求項１
   記載の自動合焦装置。
3. 【請求項３】合焦用レンズを含む撮影レンズを通して結
   像する光学像を光電変換して映像信号を出力する撮像手
   段と、 該撮像手段から出力された映像信号の所定の合焦検出エ
   リアにおける高周波成分に基づいて合焦状態を検出する
   合焦検出手段と、 該合焦検出手段の検出結果に基づいて前記合焦用レンズ
   を合焦位置に移動させる合焦制御手段と、 を備えた自動合焦装置であって、 画面内に設定された１つの主合焦検出エリアにおける高
   周波成分の積算量が所定量よりも大きいときには、前記
   主合焦検出エリアを合焦対象エリアとして前記合焦制御
   手段を動作させる一方、前記主合焦検出エリアにおける
   高周波成分の積算量が所定量よりも小さいときには、画
   面内の複数のエリアを合焦検出エリアとしてそれぞれの
   エリアにおいて前記積算量を求め、前記複数のエリアの
   中で前記積算量が所定量よりも大きく、かつ、最大の積
   算量を得たエリアを選択し、該選択したエリアを合焦対
   象エリアとして前記合焦制御手段を動作させることを特
   徴とする自動合焦装置。
4. 【請求項４】前記画面内の複数のエリアから合焦対象エ
   リアを選択するときに用いる積算量の所定量を、画面内
   におけるエリア位置とエリアの大きさとの少なくとも一
   方に基づいて変えることを特徴とする請求項３記載の自
   動合焦装置。
5. 【請求項５】前記複数のエリアから選択されたエリアを
   合焦対象エリアとする制御状態から、前記主合焦検出エ
   リアを合焦対象エリアとする制御状態への復帰は、前記
   合焦制御手段による合焦用レンズの移動制御が停止して
   いる状態で、主合焦検出エリアにおける高周波成分の積
   算量を求め、該積算量が所定値よりも大きいときに行う
   ことを特徴とする請求項３又は４のいずれかに記載の自
   動合焦装置。
6. 【請求項６】前記主合焦検出エリアが画面内の中央部付
   近に設定されることを特徴とする請求項３，４又は５の
   いずれかに記載の自動合焦装置。