JPH09181954A - 電子スチルカメラおよびそのフォーカス制御方法 - Google Patents
電子スチルカメラおよびそのフォーカス制御方法Info
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- JPH09181954A JPH09181954A JP7336925A JP33692595A JPH09181954A JP H09181954 A JPH09181954 A JP H09181954A JP 7336925 A JP7336925 A JP 7336925A JP 33692595 A JP33692595 A JP 33692595A JP H09181954 A JPH09181954 A JP H09181954A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子スチルカメラにおいて、ＡＦ専用の光学
系，センサを用いることなく位相差検出方式のＡＦシス
テムを構成する。 【解決手段】 ワンチップＡＦにおいては、撮影用の撮
像系４のＣＣＤ出力画像を用いた位相差検出方式オート
フォーカス制御と、前記ＣＣＤを用いた山登り方式のオ
ートフォーカス制御を行い、サーボＡＦにおいては、前
述の位相差検出方式のオートフォーカス制御を行う。
系，センサを用いることなく位相差検出方式のＡＦシス
テムを構成する。 【解決手段】 ワンチップＡＦにおいては、撮影用の撮
像系４のＣＣＤ出力画像を用いた位相差検出方式オート
フォーカス制御と、前記ＣＣＤを用いた山登り方式のオ
ートフォーカス制御を行い、サーボＡＦにおいては、前
述の位相差検出方式のオートフォーカス制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ等の撮像素
子によって撮影される画像を記録媒体に記録する電子ス
チルカメラに関し、特にそのオートフォーカスに関する
ものである。
子によって撮影される画像を記録媒体に記録する電子ス
チルカメラに関し、特にそのオートフォーカスに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、銀塩フィルムに画像を写す、所謂
一眼レフタイプの銀塩カメラにおいては、位相差検出方
式の自動合焦装置（ＡＦ）が数多くの機種に用いられて
いる。この位相差検出方式のＡＦシステムは、概略以下
のように動作する。
一眼レフタイプの銀塩カメラにおいては、位相差検出方
式の自動合焦装置（ＡＦ）が数多くの機種に用いられて
いる。この位相差検出方式のＡＦシステムは、概略以下
のように動作する。
【０００３】図１０のように、レンズから入射した光
は、メインミラーである４５度ミラーの後ろに取り付け
てある、サブミラーによって、装置下方に反射され、メ
ガネレンズと呼ばれる２次光学系のレンズにより２つの
像に分離されて、ＡＦセンサに入射する。そのＡＦセン
サは図１１のように並べて配置されていて、その出力は
同図のようになり、合焦状態，前ピン状態，後ピン状態
によって、２像の間隔が違う。この像間隔が合焦状態の
間隔になるように、レンズを移動させてピント合わせを
する。そのレンズの移動量、つまり、像面の移動量は２
像の間隔から計算して求める。その計算は次のようなア
ルゴリズムで行う。
は、メインミラーである４５度ミラーの後ろに取り付け
てある、サブミラーによって、装置下方に反射され、メ
ガネレンズと呼ばれる２次光学系のレンズにより２つの
像に分離されて、ＡＦセンサに入射する。そのＡＦセン
サは図１１のように並べて配置されていて、その出力は
同図のようになり、合焦状態，前ピン状態，後ピン状態
によって、２像の間隔が違う。この像間隔が合焦状態の
間隔になるように、レンズを移動させてピント合わせを
する。そのレンズの移動量、つまり、像面の移動量は２
像の間隔から計算して求める。その計算は次のようなア
ルゴリズムで行う。
【０００４】まず、２つのＡＦセンサの出力をデータと
して取り込む。そしてその２つのセンサ出力の相関を取
る。その取り方は、“ＭＩＮアルゴリズム”と呼ばれる
もので、センサ１のデータをＡ［１］−Ａ［ｎ］とし、
センサ２のデータをＢ［１］−Ｂ［ｎ］とすると、相関
量Ｕ０は、
して取り込む。そしてその２つのセンサ出力の相関を取
る。その取り方は、“ＭＩＮアルゴリズム”と呼ばれる
もので、センサ１のデータをＡ［１］−Ａ［ｎ］とし、
センサ２のデータをＢ［１］−Ｂ［ｎ］とすると、相関
量Ｕ０は、
【０００５】
【数１】
【０００６】と表す。まずこのＵ０を計算する。次に、
図１２のように、Ａ像をＡＦセンサの１ビットシフトし
たデータとＢ像のデータの相関量Ｕ１を計算する。この
Ｕ１は、
図１２のように、Ａ像をＡＦセンサの１ビットシフトし
たデータとＢ像のデータの相関量Ｕ１を計算する。この
Ｕ１は、
【０００７】
【数２】
【０００８】となる。このように１ビットずつシフトし
た相関量を次々計算する。２像が一致していれば、この
相関量は最大値をとるので、その最大値を取るシフト量
を求め、その前後のデータから、相関量の真の最大値を
補間して求め、そのシフト量をずれ量とする。光学系に
よってずれ量と像面移動量、所謂デフォーカス量との関
係は決まっているのでそのずれ量からデフォーカス量を
求める。そのデフォーカス量から、レンズの繰り出し量
を求め、レンズを移動し合焦させる。
た相関量を次々計算する。２像が一致していれば、この
相関量は最大値をとるので、その最大値を取るシフト量
を求め、その前後のデータから、相関量の真の最大値を
補間して求め、そのシフト量をずれ量とする。光学系に
よってずれ量と像面移動量、所謂デフォーカス量との関
係は決まっているのでそのずれ量からデフォーカス量を
求める。そのデフォーカス量から、レンズの繰り出し量
を求め、レンズを移動し合焦させる。
【０００９】この位相差検出方式のＡＦシステムを、２
次元の撮像素子で静止画像を取り込み映像信号を何らか
の記録媒体に記録する、所謂電子スチルカメラに使用す
ると、銀塩フィルムと撮像素子の大きさ（面積）の違い
により、ＡＦセンサの１画素に相当する撮像面の割合が
大きくなる、つまり画素が粗くなって、精度が下がるの
で、ＡＦ光学系の倍率を下げたり、ＡＦセンサそのもの
の大きさ（画素ピッチ等）を小さくする必要が生じる。
これらの手法は既に本出願人から提案されている。
次元の撮像素子で静止画像を取り込み映像信号を何らか
の記録媒体に記録する、所謂電子スチルカメラに使用す
ると、銀塩フィルムと撮像素子の大きさ（面積）の違い
により、ＡＦセンサの１画素に相当する撮像面の割合が
大きくなる、つまり画素が粗くなって、精度が下がるの
で、ＡＦ光学系の倍率を下げたり、ＡＦセンサそのもの
の大きさ（画素ピッチ等）を小さくする必要が生じる。
これらの手法は既に本出願人から提案されている。
【００１０】一方、２次元の撮像素子で動画像を取り込
んで、その映像信号を出力あるいは何らかの記録媒体に
記録する、所謂ビデオカメラでは、山登り方式と呼ばれ
るＡＦ（コントラスト方式ともいう）が数多くの機種に
用いられている。この方式の一種として摂動法がある。
このＡＦ法は、概略以下のように動作する。
んで、その映像信号を出力あるいは何らかの記録媒体に
記録する、所謂ビデオカメラでは、山登り方式と呼ばれ
るＡＦ（コントラスト方式ともいう）が数多くの機種に
用いられている。この方式の一種として摂動法がある。
このＡＦ法は、概略以下のように動作する。
【００１１】構成としては、２次元の撮像素子を含む撮
像系と、演算部とレンズの制御信号発生部とを含むシス
テムコントロール部と、光軸方向にレンズを移動させる
ためのレンズ制御部を含むレンズ部とから成る。まず撮
像部において画像光を取り込み、それを映像信号にして
システムコントロール部へ送り、そこで信号の高周波成
分を抽出する。その抽出信号の最大値を記憶しておい
て、レンズをある方向に移動する。その移動が終了する
と、同じように画像光を取り込み、高周波成分抽出を行
う。そして、その最大値が記憶してある値よりも大きか
ったら、レンズの移動方向が合焦面に近づいていると判
断し、今回の値を記憶し直して、レンズを同じ方向に移
動する。また今回の最大値が前回のものより小さかった
ら、レンズの移動方向が合焦面から遠ざかっていると判
断し、今回の値を記憶し直して、レンズを前回と反対方
向に移動させる。そして、レンズの移動終了後、同じよ
うに画像光を取り込み、高周波成分抽出，最大値比較を
行い、最終的には合焦面に像面をもっていく。
像系と、演算部とレンズの制御信号発生部とを含むシス
テムコントロール部と、光軸方向にレンズを移動させる
ためのレンズ制御部を含むレンズ部とから成る。まず撮
像部において画像光を取り込み、それを映像信号にして
システムコントロール部へ送り、そこで信号の高周波成
分を抽出する。その抽出信号の最大値を記憶しておい
て、レンズをある方向に移動する。その移動が終了する
と、同じように画像光を取り込み、高周波成分抽出を行
う。そして、その最大値が記憶してある値よりも大きか
ったら、レンズの移動方向が合焦面に近づいていると判
断し、今回の値を記憶し直して、レンズを同じ方向に移
動する。また今回の最大値が前回のものより小さかった
ら、レンズの移動方向が合焦面から遠ざかっていると判
断し、今回の値を記憶し直して、レンズを前回と反対方
向に移動させる。そして、レンズの移動終了後、同じよ
うに画像光を取り込み、高周波成分抽出，最大値比較を
行い、最終的には合焦面に像面をもっていく。
【００１２】図１３で説明すると、図の横軸は像面の位
置、縦軸は高周波成分の最大値を示しａ点を出発点の像
面位置、ｂ点を合焦面とすると、まずａ点での高周波成
分の最大値がＡであったとして、次に図の右方向、つま
り合焦面に近づく方向にレンズを移動すると、そのａ´
点での高周波成分の最大値はＡ´で、比較するとＡ＜Ａ
´となり、同じ方向にレンズを移動し続ける。そして、
何回目かの比較の時、像面位置がｂ点を過ぎたところ
（ａ″点で最大値はＡ″）で、Ａ＞Ａ″となり、合焦面
から遠ざかる方向になったことが判断でき、レンズ移動
の方向を反転し、合焦面に像面をもっていく。
置、縦軸は高周波成分の最大値を示しａ点を出発点の像
面位置、ｂ点を合焦面とすると、まずａ点での高周波成
分の最大値がＡであったとして、次に図の右方向、つま
り合焦面に近づく方向にレンズを移動すると、そのａ´
点での高周波成分の最大値はＡ´で、比較するとＡ＜Ａ
´となり、同じ方向にレンズを移動し続ける。そして、
何回目かの比較の時、像面位置がｂ点を過ぎたところ
（ａ″点で最大値はＡ″）で、Ａ＞Ａ″となり、合焦面
から遠ざかる方向になったことが判断でき、レンズ移動
の方向を反転し、合焦面に像面をもっていく。
【００１３】また、山登り方式のＡＦの他の一種として
試行法（全域スキャン方式が含まれる）がある。構成と
しては前述の摂動法と同じである。まず、レンズを至近
端あるいは無限遠端に送り、そこを出発点として、レン
ズが移動できる方向に、ある像面間隔で移動させ、撮像
部において画像光を取り込み、それを映像信号にしてシ
ステムコントロール部へ送り、そこで信号の高周波成分
を抽出し、その最大値を記憶しておく。この動作を、出
発点が至近端であれば無限遠端まで、反対に無限遠端で
あれば至近端まで、繰り返し行う。そして、記憶した複
数の最大値の中での最大値、つまり一番コントラストの
高いフォーカス位置を求め、その点に対応したレンズ位
置にレンズを移動させる。摂動法と同様、像面位置と高
周波成分との関係は、図１４のようになり、合焦面はｘ
点となる。基本的には、以上のような動作をする。
試行法（全域スキャン方式が含まれる）がある。構成と
しては前述の摂動法と同じである。まず、レンズを至近
端あるいは無限遠端に送り、そこを出発点として、レン
ズが移動できる方向に、ある像面間隔で移動させ、撮像
部において画像光を取り込み、それを映像信号にしてシ
ステムコントロール部へ送り、そこで信号の高周波成分
を抽出し、その最大値を記憶しておく。この動作を、出
発点が至近端であれば無限遠端まで、反対に無限遠端で
あれば至近端まで、繰り返し行う。そして、記憶した複
数の最大値の中での最大値、つまり一番コントラストの
高いフォーカス位置を求め、その点に対応したレンズ位
置にレンズを移動させる。摂動法と同様、像面位置と高
周波成分との関係は、図１４のようになり、合焦面はｘ
点となる。基本的には、以上のような動作をする。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来例で示した
ように、銀塩カメラ等に使われている、位相差検出方式
のＡＦシステムを電子スチルカメラに用いる場合、新た
なＡＦ光学系やＡＦセンサを作る必要があり、それらは
より精度的に厳しくなるものであり、撮像素子との相対
位置の精度に関しても厳しく、経年変化によるずれの影
響が大きくなる。また前述したような、ビデオカメラに
使われている、山登り方式のＡＦシステムの場合は、新
たな光学系等を作る必要はないが、１回の撮像素子の蓄
積，読出し時間が少なくとも１垂直期間かかることや、
高域抽出フィルタの演算時間等を考えると、合焦時間が
長くなり、シャッタチャンスを逃してしまい、電子スチ
ルカメラのＡＦシステムとしては使用に耐えない、とい
う問題が生ずる。
ように、銀塩カメラ等に使われている、位相差検出方式
のＡＦシステムを電子スチルカメラに用いる場合、新た
なＡＦ光学系やＡＦセンサを作る必要があり、それらは
より精度的に厳しくなるものであり、撮像素子との相対
位置の精度に関しても厳しく、経年変化によるずれの影
響が大きくなる。また前述したような、ビデオカメラに
使われている、山登り方式のＡＦシステムの場合は、新
たな光学系等を作る必要はないが、１回の撮像素子の蓄
積，読出し時間が少なくとも１垂直期間かかることや、
高域抽出フィルタの演算時間等を考えると、合焦時間が
長くなり、シャッタチャンスを逃してしまい、電子スチ
ルカメラのＡＦシステムとしては使用に耐えない、とい
う問題が生ずる。
【００１５】また、動いている被写体にピントを合わせ
続けるサーボＡＦ時には、短時間での合焦が必須とな
る。
続けるサーボＡＦ時には、短時間での合焦が必須とな
る。
【００１６】本発明は、このような問題を解消するため
なされたもので、電子スチルカメラにおいて、ＡＦ専用
の光学系，センサを用いることなく、位相差検出方式の
ワンショットＡＦ，サーボＡＦを行うことを目的とする
ものである。
なされたもので、電子スチルカメラにおいて、ＡＦ専用
の光学系，センサを用いることなく、位相差検出方式の
ワンショットＡＦ，サーボＡＦを行うことを目的とする
ものである。
【００１７】なお、ワンショットＡＦは、ＡＦ完了でＡ
Ｆ動作を終了し撮影を待つモードであり、またサーボＡ
ＦはコンティニュアスＡＦともいい、撮影開始までＡＦ
動作を繰り返すモードで動体撮影に適する。
Ｆ動作を終了し撮影を待つモードであり、またサーボＡ
ＦはコンティニュアスＡＦともいい、撮影開始までＡＦ
動作を繰り返すモードで動体撮影に適する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、撮影用の光学系，撮像素子を用いて位
相差検出方式のＡＦシステムを構成する。詳しくは電子
スチルカメラを次の（１）〜（４）のとおりに構成し、
また電子スチルカメラのフォーカス制御方法を次の
（５）のとおりに構成し、さらに電子カメラを次の
（６）〜（１０）のとおりに構成する。
め、本発明では、撮影用の光学系，撮像素子を用いて位
相差検出方式のＡＦシステムを構成する。詳しくは電子
スチルカメラを次の（１）〜（４）のとおりに構成し、
また電子スチルカメラのフォーカス制御方法を次の
（５）のとおりに構成し、さらに電子カメラを次の
（６）〜（１０）のとおりに構成する。
【００１９】（１）撮影用の撮像素子と、撮影用の光学
系と、この光学系の光軸に対し対称の位置に瞳位置を移
動させる瞳位置移動手段と、この瞳位置移動手段で移動
させた各瞳位置における前記撮像素子の出力画像を取り
込み、その相関演算によりデフォーカス量を求め、この
デフォーカス量にもとづいて前記光学系のフォーカス制
御を行う第１のフォーカス制御手段と、この第１のフォ
ーカス制御手段によるフォーカス制御に続いて、瞳位置
を前記光学系の光軸位置として前記撮像素子の出力画像
を取り込み、その高周波成分が最大になるように前記光
学系のフォーカス制御を行う第２のフォーカス制御手段
と、前記第１のフォーカス制御手段，第２のフォーカス
制御手段を用いるワンショットＡＦモードと前記第１の
フォーカス制御手段を用いるサーボＡＦモードとを切り
替えるＡＦモード切替え手段とを備えた電子スチルカメ
ラ。
系と、この光学系の光軸に対し対称の位置に瞳位置を移
動させる瞳位置移動手段と、この瞳位置移動手段で移動
させた各瞳位置における前記撮像素子の出力画像を取り
込み、その相関演算によりデフォーカス量を求め、この
デフォーカス量にもとづいて前記光学系のフォーカス制
御を行う第１のフォーカス制御手段と、この第１のフォ
ーカス制御手段によるフォーカス制御に続いて、瞳位置
を前記光学系の光軸位置として前記撮像素子の出力画像
を取り込み、その高周波成分が最大になるように前記光
学系のフォーカス制御を行う第２のフォーカス制御手段
と、前記第１のフォーカス制御手段，第２のフォーカス
制御手段を用いるワンショットＡＦモードと前記第１の
フォーカス制御手段を用いるサーボＡＦモードとを切り
替えるＡＦモード切替え手段とを備えた電子スチルカメ
ラ。
【００２０】（２）第２のフォーカス制御手段は、第１
のフォーカス制御手段により移動したフォーカス用レン
ズの位置を中心にして、光学系の光軸方向の前後所要の
範囲の端点から、所定の像面距離分前記フォーカス用レ
ンズを移動する毎に、撮像素子の出力画像を取り込み、
その高周波数成分を抽出する動作を前記所要の範囲の他
方の端点まで繰り返し実行し、その繰り返し抽出した高
域周波数成分群の最大値を検知し、その最大値を示す位
置に前記フォーカス用レンズを移動させるものである前
記（１）記載の電子スチルカメラ。
のフォーカス制御手段により移動したフォーカス用レン
ズの位置を中心にして、光学系の光軸方向の前後所要の
範囲の端点から、所定の像面距離分前記フォーカス用レ
ンズを移動する毎に、撮像素子の出力画像を取り込み、
その高周波数成分を抽出する動作を前記所要の範囲の他
方の端点まで繰り返し実行し、その繰り返し抽出した高
域周波数成分群の最大値を検知し、その最大値を示す位
置に前記フォーカス用レンズを移動させるものである前
記（１）記載の電子スチルカメラ。
【００２１】（３）サーボＡＦモード時において、第２
のフォーカス制御手段を間欠的に用いる前記（１）記載
の電子スチルカメラ。
のフォーカス制御手段を間欠的に用いる前記（１）記載
の電子スチルカメラ。
【００２２】（４）フォーカス制御の時間を計測する計
時手段と、この計測手段が所定時間を計測したとき、前
記フォーカス制御を中断させ撮影可能状態とする制御手
段を備えた前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の
電子カメラ。
時手段と、この計測手段が所定時間を計測したとき、前
記フォーカス制御を中断させ撮影可能状態とする制御手
段を備えた前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の
電子カメラ。
【００２３】（５）ワンショットＡＦモードにおいて、
撮影用の撮像素子の出力画像を用いて位相差検出方式の
オートフォーカス制御を行う第１のステップと、前記撮
像素子の出力画像を用いて山登り方式のオートフォーカ
ス制御を行う第２のステップとによりフォーカス制御を
行い、サーボＡＦモードにおいて、前記第１のステップ
によりフォーカス制御を行う電子スチルカメラのフォー
カス制御方法。
撮影用の撮像素子の出力画像を用いて位相差検出方式の
オートフォーカス制御を行う第１のステップと、前記撮
像素子の出力画像を用いて山登り方式のオートフォーカ
ス制御を行う第２のステップとによりフォーカス制御を
行い、サーボＡＦモードにおいて、前記第１のステップ
によりフォーカス制御を行う電子スチルカメラのフォー
カス制御方法。
【００２４】（６）撮像素子からの映像信号を、記録手
段によって記録する電子カメラであって、前記撮像素子
の露光瞳位置を、レンズ中心に対して、少なくとも２つ
の領域にそれぞれ同じ量偏移した位置に移動し、時間的
に前後して少なくとも２回露光し、そのそれぞれの時間
で取り込まれた画像の相関演算により、デフォーカス量
を求め、その結果に従って像面を合焦面あるいは合焦面
近傍まで移動する第１のフォーカス制御を行い、該第１
のフォーカス制御によって、合焦面近傍に移動した後、
前記撮像素子を露光し、その映像信号の高域周波数成分
を抽出し、その信号を用いて、レンズを合焦面に移動す
る第２のフォーカス制御を行う自動合焦装置を備えた電
子カメラにおいて、連続して自動焦点調節動作を行う場
合には、前記第１のフォーカス制御でレンズを合焦面に
移動する電子カメラ。
段によって記録する電子カメラであって、前記撮像素子
の露光瞳位置を、レンズ中心に対して、少なくとも２つ
の領域にそれぞれ同じ量偏移した位置に移動し、時間的
に前後して少なくとも２回露光し、そのそれぞれの時間
で取り込まれた画像の相関演算により、デフォーカス量
を求め、その結果に従って像面を合焦面あるいは合焦面
近傍まで移動する第１のフォーカス制御を行い、該第１
のフォーカス制御によって、合焦面近傍に移動した後、
前記撮像素子を露光し、その映像信号の高域周波数成分
を抽出し、その信号を用いて、レンズを合焦面に移動す
る第２のフォーカス制御を行う自動合焦装置を備えた電
子カメラにおいて、連続して自動焦点調節動作を行う場
合には、前記第１のフォーカス制御でレンズを合焦面に
移動する電子カメラ。
【００２５】（７）前記（６）記載の電子カメラにおい
て、前記第１のフォーカス制御を終了した後、撮像素子
の露光瞳位置をレンズの光軸中心に移動し、前記第２の
フォーカス制御を開始するように構成した電子カメラ。
て、前記第１のフォーカス制御を終了した後、撮像素子
の露光瞳位置をレンズの光軸中心に移動し、前記第２の
フォーカス制御を開始するように構成した電子カメラ。
【００２６】（８）前記（６）記載の電子カメラにおい
て、前記第１のフォーカス制御により移動した位置を中
心にして、光軸方向の前後ある所定の範囲の端点から所
定の像面距離分レンズを移動する毎に前記撮像素子から
の映像信号を取り込んで、高域周波数成分を抽出する動
作を前記所定の範囲の他方の端点まで繰り返し実行し、
その繰り返し抽出した高域周波数成分群の最大値を示す
位置に前記レンズを移動させるように前記第２のフォー
カス制御を行う自動合焦装置を備えた電子カメラ。
て、前記第１のフォーカス制御により移動した位置を中
心にして、光軸方向の前後ある所定の範囲の端点から所
定の像面距離分レンズを移動する毎に前記撮像素子から
の映像信号を取り込んで、高域周波数成分を抽出する動
作を前記所定の範囲の他方の端点まで繰り返し実行し、
その繰り返し抽出した高域周波数成分群の最大値を示す
位置に前記レンズを移動させるように前記第２のフォー
カス制御を行う自動合焦装置を備えた電子カメラ。
【００２７】（９）撮像素子からの映像信号を、記録手
段に記録する電子カメラであって、前記撮像素子の露光
瞳位置を、レンズ中心に対して、少なくとも２つの領域
にそれぞれ同じ量偏移した位置に移動し、時間的に前後
して少なくとも２回露光し、そのそれぞれの時間で取り
込まれた画像の相関演算により、デフォーカス量を求
め、その結果に従って像面を合焦面あるいは合焦面近傍
まで移動する第１のフォーカス制御を行い、該第１のフ
ォーカス制御によって、合焦面近傍に移動した後、前記
撮像素子を露光し、その映像信号の高域周波数成分を抽
出し、その信号を用いて、レンズを合焦面に移動する第
２のフォーカス制御を行う自動合焦装置を備えた電子カ
メラにおいて、連続して自動焦点調節動作を行う場合に
は、前記第１のフォーカス制御でレンズを合焦面に移動
した後、前記撮像素子を露光して映像信号の高域周波数
成分を抽出してレンズを合焦面に移動する第２のフォー
カス制御を行う電子カメラ。
段に記録する電子カメラであって、前記撮像素子の露光
瞳位置を、レンズ中心に対して、少なくとも２つの領域
にそれぞれ同じ量偏移した位置に移動し、時間的に前後
して少なくとも２回露光し、そのそれぞれの時間で取り
込まれた画像の相関演算により、デフォーカス量を求
め、その結果に従って像面を合焦面あるいは合焦面近傍
まで移動する第１のフォーカス制御を行い、該第１のフ
ォーカス制御によって、合焦面近傍に移動した後、前記
撮像素子を露光し、その映像信号の高域周波数成分を抽
出し、その信号を用いて、レンズを合焦面に移動する第
２のフォーカス制御を行う自動合焦装置を備えた電子カ
メラにおいて、連続して自動焦点調節動作を行う場合に
は、前記第１のフォーカス制御でレンズを合焦面に移動
した後、前記撮像素子を露光して映像信号の高域周波数
成分を抽出してレンズを合焦面に移動する第２のフォー
カス制御を行う電子カメラ。
【００２８】（１０）フォーカス制御の動作を起動する
スイッチを有し、前記スイッチがＯＮになると同時にス
タートするタイマ手段を有し、前記タイマが任意の時間
経過後タイムアウトした際には、フォーカス制御動作
中、合焦，非合焦にかかわらず、撮影可能状態とする電
子カメラ。
スイッチを有し、前記スイッチがＯＮになると同時にス
タートするタイマ手段を有し、前記タイマが任意の時間
経過後タイムアウトした際には、フォーカス制御動作
中、合焦，非合焦にかかわらず、撮影可能状態とする電
子カメラ。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下本発明を実施例により詳しく
説明する。この実施例は、撮影レンズ中心に対して、左
右に位相差検出方式の瞳位置を設定するものであるが、
これに限らず、任意の方向に瞳位置を設定する形、或は
３個以上の瞳位置を設定する形で実施することができ
る。
説明する。この実施例は、撮影レンズ中心に対して、左
右に位相差検出方式の瞳位置を設定するものであるが、
これに限らず、任意の方向に瞳位置を設定する形、或は
３個以上の瞳位置を設定する形で実施することができ
る。
【００３０】また実施例は、映像信号を記録媒体に記録
するものであるが、これに限らず、映像信号をラインを
介してパソコン等に出力する形で実施することができ
る。
するものであるが、これに限らず、映像信号をラインを
介してパソコン等に出力する形で実施することができ
る。
【００３１】また実施例は、位相差検出方式のＡＦを、
山登り方式の一種である試行法で補うものであるが、こ
れに限らず、山登り方式の他の一種である摂動法で補う
形で実施することもできる。
山登り方式の一種である試行法で補うものであるが、こ
れに限らず、山登り方式の他の一種である摂動法で補う
形で実施することもできる。
【００３２】
【実施例】図１は実施例である“電子スチルカメラ”の
構成を示すブロック図である。図１において、１は画像
光が入力される撮影光学系、２は撮影光学系１のフォー
カスレンズおよびズームレンズの移動を行うモータとそ
のドライバ部、３は瞳位置移動機構を含むシャッタ絞り
系、４は画像光を光電変換して映像信号にするＣＣＤ等
撮像信号処理系、５はその映像信号をデジタル化するＡ
−Ｄ変換器、６はＡ−Ｄ変換器５で変換されたデジタル
映像信号の様々なデジタル信号処理を行うデジタル信号
処理部、７はカメラ全体のシステムコントロール部、８
は記録媒体やファンクションカード等と接続されるＰＣ
ＭＣＩＡ準拠のスロットとそのコントローラ部、９はデ
ジタル映像信号を一時記憶しておく等に使われる、例え
ばＤＲＡＭ等のバッファメモリ、１０は電子ビューファ
インダー（ＥＶＦ）、１１はそのＥＶＦのドライバ部、
１２はドライバ部１１へアナログ信号を送るためのＤ−
Ａ変換器、１３はＥＶＦに表示する画像を保持し、Ｄ−
Ａ変換器１２へデジタル信号を出力するＶＲＡＭ、１４
はカメラのモードデータ等の表示をする外部白黒液晶
（ＥＸＴ．ＬＣＤ）、１５はそのＥＸＴ．ＬＣＤ１４の
表示のためのコントローラやドライバ等、１６はシャッ
タボタンやダイヤル等カメラ外部の操作部である。
構成を示すブロック図である。図１において、１は画像
光が入力される撮影光学系、２は撮影光学系１のフォー
カスレンズおよびズームレンズの移動を行うモータとそ
のドライバ部、３は瞳位置移動機構を含むシャッタ絞り
系、４は画像光を光電変換して映像信号にするＣＣＤ等
撮像信号処理系、５はその映像信号をデジタル化するＡ
−Ｄ変換器、６はＡ−Ｄ変換器５で変換されたデジタル
映像信号の様々なデジタル信号処理を行うデジタル信号
処理部、７はカメラ全体のシステムコントロール部、８
は記録媒体やファンクションカード等と接続されるＰＣ
ＭＣＩＡ準拠のスロットとそのコントローラ部、９はデ
ジタル映像信号を一時記憶しておく等に使われる、例え
ばＤＲＡＭ等のバッファメモリ、１０は電子ビューファ
インダー（ＥＶＦ）、１１はそのＥＶＦのドライバ部、
１２はドライバ部１１へアナログ信号を送るためのＤ−
Ａ変換器、１３はＥＶＦに表示する画像を保持し、Ｄ−
Ａ変換器１２へデジタル信号を出力するＶＲＡＭ、１４
はカメラのモードデータ等の表示をする外部白黒液晶
（ＥＸＴ．ＬＣＤ）、１５はそのＥＸＴ．ＬＣＤ１４の
表示のためのコントローラやドライバ等、１６はシャッ
タボタンやダイヤル等カメラ外部の操作部である。
【００３３】以下、図２，図３，図４のフローチャート
を参照し動作を説明する。なお、これらのフローチャー
トの演算，判断はシステムコントロール部７のＣＰＵに
より行われる。
を参照し動作を説明する。なお、これらのフローチャー
トの演算，判断はシステムコントロール部７のＣＰＵに
より行われる。
【００３４】まず、操作部１６のシャッタボタンを半押
し、つまりＳＷ１オンすると（Ｓ１０１，ＹＥＳ）、そ
れをシステムコントロール部７が検知して、ＡＦ動作を
開始する。まずワンショットＡＦかサーボＡＦかを操作
部１６の状態を見て（Ｓ１０３）、瞳時分割位相差ＡＦ
を行う（Ｓ１０４またはＳ１１０）。このＡＦのシーケ
ンスフローを図３に示す。まず、システムコントロール
部７はシャッタ絞り系３に制御信号を送り、シャッタ絞
り系３をＡＦ用の瞳絞りに設定する。これは図５（ａ）
のように、撮影用絞り開口径を水平方向に二等分するた
めの眼鏡状の穴が光軸（撮影用絞り穴中心）に対称に設
けられたもので、そのどちらかの穴、例えば図の右側の
穴を遮光板で塞ぎ（Ｓ１１）、レンズの左側の光束だけ
をＣＣＤ等撮像信号処理系４のＣＣＤに入射するように
し、まず露光条件設定のための測光を行う（Ｓ１２）。
この測光、あるいはＡＦ用データの取り込みのためのデ
ータ読出しは、全画面ではなく１部分であり、それを高
速で行う必要がある。
し、つまりＳＷ１オンすると（Ｓ１０１，ＹＥＳ）、そ
れをシステムコントロール部７が検知して、ＡＦ動作を
開始する。まずワンショットＡＦかサーボＡＦかを操作
部１６の状態を見て（Ｓ１０３）、瞳時分割位相差ＡＦ
を行う（Ｓ１０４またはＳ１１０）。このＡＦのシーケ
ンスフローを図３に示す。まず、システムコントロール
部７はシャッタ絞り系３に制御信号を送り、シャッタ絞
り系３をＡＦ用の瞳絞りに設定する。これは図５（ａ）
のように、撮影用絞り開口径を水平方向に二等分するた
めの眼鏡状の穴が光軸（撮影用絞り穴中心）に対称に設
けられたもので、そのどちらかの穴、例えば図の右側の
穴を遮光板で塞ぎ（Ｓ１１）、レンズの左側の光束だけ
をＣＣＤ等撮像信号処理系４のＣＣＤに入射するように
し、まず露光条件設定のための測光を行う（Ｓ１２）。
この測光、あるいはＡＦ用データの取り込みのためのデ
ータ読出しは、全画面ではなく１部分であり、それを高
速で行う必要がある。
【００３５】そのような読出し方は次のようになる。図
６にインターライン型ＣＣＤの概略図を示す。６１が画
素、６２が垂直電荷転送素子、６４が水平電荷転送素
子、６５が出力部となっている。画素で光電変換された
信号電荷は、垂直電荷転送素子６２に送られ、４相駆動
パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３およびφＶ４により水平
電荷転送素子６４の方向へ順に転送される。水平電荷転
送素子６４は、垂直電荷転送素子６２から転送されて来
た水平１列分の信号電荷を２相駆動パルスφＨ１および
φＨ２により出力部６５に転送し、そこで電圧に変換さ
れ出力される。
６にインターライン型ＣＣＤの概略図を示す。６１が画
素、６２が垂直電荷転送素子、６４が水平電荷転送素
子、６５が出力部となっている。画素で光電変換された
信号電荷は、垂直電荷転送素子６２に送られ、４相駆動
パルスφＶ１，φＶ２，φＶ３およびφＶ４により水平
電荷転送素子６４の方向へ順に転送される。水平電荷転
送素子６４は、垂直電荷転送素子６２から転送されて来
た水平１列分の信号電荷を２相駆動パルスφＨ１および
φＨ２により出力部６５に転送し、そこで電圧に変換さ
れ出力される。
【００３６】図７にＣＣＤの撮像領域の概略図を示す。
本実施例では、読出し動作の高速化のため、必要な読出
し領域のみ通常の速さで読み出し、それ以外は高速に読
み出す掃出し転送を行う。７１が、通常通りに読み出す
領域、７２および７３が、それぞれ前半および後半の高
速掃出し転送領域となっている。図８はＣＣＤの垂直電
荷転送素子６２を４相駆動とした場合の１垂直同期期間
分のタイミングチャートを示している。ＶＤが垂直同期
信号で垂直ブランキング期間をＬＯＷ電位で示し、ＨＤ
が水平同期信号で水平ブランキング期間をＬＯＷ電位で
示す。φＶ１，φＶ２，φＶ３およびφＶ４が、垂直電
荷転送素子の４相駆動パルス、８１および８２が、画素
で光電変換された信号電荷を垂直電荷転送素子に転送す
る読出しパルスを示している。４相駆動パルスのうち８
３および８４は、それぞれ、図７の７２および７３の領
域部分の垂直電荷転送素子６２に読み出された信号電荷
を高速に転送する高速掃出し転送パルスを示している。
このようにして必要な読出し領域以外を高速に掃き出す
ことで、部分読出し動作の高速化を行うことができる。
このようにして読み出された部分データで露光条件を設
定し（Ｓ１４）、ＡＦ用の１回目の露光を行う（Ｓ１
５）。この時、測光値によっては、低輝度で測距不可能
と判断される時があるが（Ｓ１３，ＹＥＳ）、その時
は、シーケンスフローとしては示していないが、図５
（ｂ）のような瞳面積が大きな絞り穴を使う。また、他
の手法として、図示していない補助光を発光する手法が
ある。その時は、補助光用の露光条件の設定を行い（Ｓ
２１）、補助光を発光し（Ｓ２２）、露光を行う。ま
た、そして測光時と同様にして高速読出しを行い、その
データをカメラ内で記憶する（Ｓ２３）。次にまたＣＣ
Ｄをリセットして、塞がれていた絞り穴を開放し、もう
片側の絞り穴を塞ぎ、露光条件の設定を行い（Ｓ１６，
Ｓ２４）、２回目の露光を行う。絞り穴は、１回目に使
用したものと同じ種類すなわち同じ口径のものを使う。
また、１回目の露光の時に補助光を発光している場合
は、２回目も補助光用の露光条件設定を行い、補助光を
発光して露光を行う（Ｓ２４，Ｓ２５）。そして、１回
目と同じ様に部分高速読出しを行い、そのデータを取り
込み（Ｓ１７）、１回目の保持データとの相関演算を行
いデフォーカス量を求める（Ｓ１８）。演算方法として
は、従来からの位相差ＡＦと同じ方法であるが、複数ラ
インをデータとして用いる時は、例えば、各対応したラ
イン毎に相関演算を行い、求められた相関値群の平均を
求めたり、或は、相関演算を行う前に複数ラインデータ
を上下方向に平均化して１ライン分のデータにしてか
ら、その相関演算を行ったりして、デフォーカス量を求
める。そして、求められたデフォーカス量にもとづい
て、レンズ（ズームレンズであればそのフォーカスレン
ズ、単焦点レンズであればレンズ全体、または前玉等フ
ォーカスに関係するレンズを指す、請求項のフォーカス
用レンズに対応する）を光軸方向に移動し（Ｓ１９）、
ＡＦ用瞳絞りを光路から退避させる（Ｓ２０）。もちろ
ん、この退避動作はレンズ移動中でも構わない。以上が
瞳時分割位相差ＡＦの一連の動作である。以上の瞳時分
割位相差ＡＦ動作を、サーボＡＦ時には、像面が合焦の
範囲に入るまで行い（Ｓ１１１）、そこでＡＦ動作は終
了し、合焦表示を行い、撮影スタンバイ状態、つまりＳ
Ｗ２オン可能状態になる（Ｓ１０７）。
本実施例では、読出し動作の高速化のため、必要な読出
し領域のみ通常の速さで読み出し、それ以外は高速に読
み出す掃出し転送を行う。７１が、通常通りに読み出す
領域、７２および７３が、それぞれ前半および後半の高
速掃出し転送領域となっている。図８はＣＣＤの垂直電
荷転送素子６２を４相駆動とした場合の１垂直同期期間
分のタイミングチャートを示している。ＶＤが垂直同期
信号で垂直ブランキング期間をＬＯＷ電位で示し、ＨＤ
が水平同期信号で水平ブランキング期間をＬＯＷ電位で
示す。φＶ１，φＶ２，φＶ３およびφＶ４が、垂直電
荷転送素子の４相駆動パルス、８１および８２が、画素
で光電変換された信号電荷を垂直電荷転送素子に転送す
る読出しパルスを示している。４相駆動パルスのうち８
３および８４は、それぞれ、図７の７２および７３の領
域部分の垂直電荷転送素子６２に読み出された信号電荷
を高速に転送する高速掃出し転送パルスを示している。
このようにして必要な読出し領域以外を高速に掃き出す
ことで、部分読出し動作の高速化を行うことができる。
このようにして読み出された部分データで露光条件を設
定し（Ｓ１４）、ＡＦ用の１回目の露光を行う（Ｓ１
５）。この時、測光値によっては、低輝度で測距不可能
と判断される時があるが（Ｓ１３，ＹＥＳ）、その時
は、シーケンスフローとしては示していないが、図５
（ｂ）のような瞳面積が大きな絞り穴を使う。また、他
の手法として、図示していない補助光を発光する手法が
ある。その時は、補助光用の露光条件の設定を行い（Ｓ
２１）、補助光を発光し（Ｓ２２）、露光を行う。ま
た、そして測光時と同様にして高速読出しを行い、その
データをカメラ内で記憶する（Ｓ２３）。次にまたＣＣ
Ｄをリセットして、塞がれていた絞り穴を開放し、もう
片側の絞り穴を塞ぎ、露光条件の設定を行い（Ｓ１６，
Ｓ２４）、２回目の露光を行う。絞り穴は、１回目に使
用したものと同じ種類すなわち同じ口径のものを使う。
また、１回目の露光の時に補助光を発光している場合
は、２回目も補助光用の露光条件設定を行い、補助光を
発光して露光を行う（Ｓ２４，Ｓ２５）。そして、１回
目と同じ様に部分高速読出しを行い、そのデータを取り
込み（Ｓ１７）、１回目の保持データとの相関演算を行
いデフォーカス量を求める（Ｓ１８）。演算方法として
は、従来からの位相差ＡＦと同じ方法であるが、複数ラ
インをデータとして用いる時は、例えば、各対応したラ
イン毎に相関演算を行い、求められた相関値群の平均を
求めたり、或は、相関演算を行う前に複数ラインデータ
を上下方向に平均化して１ライン分のデータにしてか
ら、その相関演算を行ったりして、デフォーカス量を求
める。そして、求められたデフォーカス量にもとづい
て、レンズ（ズームレンズであればそのフォーカスレン
ズ、単焦点レンズであればレンズ全体、または前玉等フ
ォーカスに関係するレンズを指す、請求項のフォーカス
用レンズに対応する）を光軸方向に移動し（Ｓ１９）、
ＡＦ用瞳絞りを光路から退避させる（Ｓ２０）。もちろ
ん、この退避動作はレンズ移動中でも構わない。以上が
瞳時分割位相差ＡＦの一連の動作である。以上の瞳時分
割位相差ＡＦ動作を、サーボＡＦ時には、像面が合焦の
範囲に入るまで行い（Ｓ１１１）、そこでＡＦ動作は終
了し、合焦表示を行い、撮影スタンバイ状態、つまりＳ
Ｗ２オン可能状態になる（Ｓ１０７）。
【００３７】また、ワンショットＡＦ時には、像面が合
焦近傍の範囲に入るまで行う（Ｓ１０５）。この回数
は、レンズの初期位置や、合焦近傍の範囲設定値にも左
右されるが、レンズの初期位置が合焦近傍にある場合
は、１回、その他の場合は少なくとも２回（１回目で合
焦近傍までレンズを移動し、２回目で合焦近傍に像面が
あることを判定）行われる。像面が合焦近傍にあり、且
つ合焦面にあると判断されると（Ｓ１０６，ＹＥＳ）、
そこでＡＦ動作は終了し、合焦表示を行い、撮影スタン
バイ状態、つまりＳＷ２オン可能状態になる（Ｓ１０
７）。また一方、像面が合焦近傍にあると判断され、し
かし合焦面ではないと判断されると（Ｓ１０６，Ｎ
Ｏ）、次に像面を合焦面へ移動するために部分全域スキ
ャンＡＦを行う（Ｓ１１４）。
焦近傍の範囲に入るまで行う（Ｓ１０５）。この回数
は、レンズの初期位置や、合焦近傍の範囲設定値にも左
右されるが、レンズの初期位置が合焦近傍にある場合
は、１回、その他の場合は少なくとも２回（１回目で合
焦近傍までレンズを移動し、２回目で合焦近傍に像面が
あることを判定）行われる。像面が合焦近傍にあり、且
つ合焦面にあると判断されると（Ｓ１０６，ＹＥＳ）、
そこでＡＦ動作は終了し、合焦表示を行い、撮影スタン
バイ状態、つまりＳＷ２オン可能状態になる（Ｓ１０
７）。また一方、像面が合焦近傍にあると判断され、し
かし合焦面ではないと判断されると（Ｓ１０６，Ｎ
Ｏ）、次に像面を合焦面へ移動するために部分全域スキ
ャンＡＦを行う（Ｓ１１４）。
【００３８】このＡＦシーケンスのフローを図４に示
す。これは、従来例で示した、全域スキャンＡＦ（試行
法）をある像面間で部分的に行うもので、概念としては
図９のようになる。瞳時分割位相差ＡＦでのレンズ移動
位置をａ点とし、それまでのレンズの移動方向が図の右
方向とすると、まずレンズをａ点から左に像面距離でＡ
だけ移動させる。そして、そこを出発点として右方向に
像面距離でＢずつシフトさせ、それぞれの位置で露光を
行う。それをａ点から像面距離でＡ右の点まで行う。Ｂ
ずつのシフト位置をＲ（０），Ｒ（１）……Ｒ（Ｎ），
（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１）＝Ｂ、Ｎ＝２＊Ａ／Ｂ）とし
て、それぞれの位置での最大高周波成分データをＭ
（０），Ｍ（１）……Ｍ（Ｎ）とすると、その最大値デ
ータ群の中の最大値を求め、それがＭ（Ｎ´）とする
と、これに対応する像面位置Ｒ（Ｎ´）が一番コントラ
ストが高いと判断され、つまりＲ（Ｎ´）が合焦面ｘと
なる。
す。これは、従来例で示した、全域スキャンＡＦ（試行
法）をある像面間で部分的に行うもので、概念としては
図９のようになる。瞳時分割位相差ＡＦでのレンズ移動
位置をａ点とし、それまでのレンズの移動方向が図の右
方向とすると、まずレンズをａ点から左に像面距離でＡ
だけ移動させる。そして、そこを出発点として右方向に
像面距離でＢずつシフトさせ、それぞれの位置で露光を
行う。それをａ点から像面距離でＡ右の点まで行う。Ｂ
ずつのシフト位置をＲ（０），Ｒ（１）……Ｒ（Ｎ），
（Ｒ（ｎ）−Ｒ（ｎ−１）＝Ｂ、Ｎ＝２＊Ａ／Ｂ）とし
て、それぞれの位置での最大高周波成分データをＭ
（０），Ｍ（１）……Ｍ（Ｎ）とすると、その最大値デ
ータ群の中の最大値を求め、それがＭ（Ｎ´）とする
と、これに対応する像面位置Ｒ（Ｎ´）が一番コントラ
ストが高いと判断され、つまりＲ（Ｎ´）が合焦面ｘと
なる。
【００３９】このような合焦面を見つけるため、図４の
フローチャートに示すようなシーケンスをとる。まず、
露光瞳位置をレンズ中心に復帰する（Ｓ３１）。これ
は、瞳時分割位相差ＡＦの時のＡＦ用瞳絞りを光路外に
退避させることを意味する。次に、レンズ位置を現時
点、つまり瞳時分割位相差ＡＦによって移動したレンズ
位置から、それまでの移動方向と逆方向に像面距離Ａ移
動させる（Ｓ３２）。この移動距離Ａとしては、例えば
合焦近傍範囲と同じ距離にする等、スキャンする範囲内
に合焦面が必ず含まれるようにしなければならない。そ
して移動後、瞳時分割位相差ＡＦの時と同様に測光を行
う（Ｓ３３）。これはレンズ移動前でも差し支えない。
この測光結果により、露光条件を設定し（Ｓ３５）露光
を行う。そして、その蓄積データを読出し、その信号の
高周波成分を抽出し、その最大値を記憶しておく（Ｓ３
６）。そして、その後レンズを像面距離Ｂ移動させる
（Ｓ３７）。この値Ｂは、本来できるだけ小さい方が精
度としては上がるが、小さければ小さいほどその分露光
回数が多くなり、ＡＦ動作の時間が長くなり、ＡＦのシ
ステムとしては使用に耐えなくなってしまう。反対にＢ
を大きくしすぎると、当然精度が下がり、これもシステ
ムとしては使えなくなってしまう。また、レンズ移動の
速さや、ＣＣＤの読出し速度等もかかわってくるので、
一概に決定できるものではなく、そのシステム全体を見
た上で慎重に決める必要がある。次にレンズをＢ移動さ
せた後のレンズ位置がスキャン範囲内かどうかを判定
し、範囲内であると（Ｓ３８，ＮＯ）、ＣＣＤの露光か
らの一連の動作を繰り返し行う（Ｓ４０，Ｓ３５〜Ｓ３
８）。範囲外になると（Ｓ３８，ＹＥＳ）そこで一連の
繰り返し動作を中止し、それまでに記憶してある高周波
成分最大値データ群を呼び出し、その中での最大値を求
める。その求まった最大値をとる時の像面位置が合焦面
であると判断されるので、その位置にレンズを移動させ
る（Ｓ３９）。測光結果が低輝度と判断された時は（Ｓ
３４，ＹＥＳ）、瞳時分割位相差ＡＦの時と同じよう
に、補助光用の露光条件の設定を行って（Ｓ４１）、補
助光を発光した（Ｓ４２）後に、露光し、一連の動作を
行うようにする（Ｓ４３、Ｓ４４）。以上のような動作
を行い、レンズを合焦させ、そこでＡＦ動作は終了し、
合焦表示を行い、撮影スタンバイ状態、つまりＳＷ２オ
ン可能状態になる（Ｓ１０７）。
フローチャートに示すようなシーケンスをとる。まず、
露光瞳位置をレンズ中心に復帰する（Ｓ３１）。これ
は、瞳時分割位相差ＡＦの時のＡＦ用瞳絞りを光路外に
退避させることを意味する。次に、レンズ位置を現時
点、つまり瞳時分割位相差ＡＦによって移動したレンズ
位置から、それまでの移動方向と逆方向に像面距離Ａ移
動させる（Ｓ３２）。この移動距離Ａとしては、例えば
合焦近傍範囲と同じ距離にする等、スキャンする範囲内
に合焦面が必ず含まれるようにしなければならない。そ
して移動後、瞳時分割位相差ＡＦの時と同様に測光を行
う（Ｓ３３）。これはレンズ移動前でも差し支えない。
この測光結果により、露光条件を設定し（Ｓ３５）露光
を行う。そして、その蓄積データを読出し、その信号の
高周波成分を抽出し、その最大値を記憶しておく（Ｓ３
６）。そして、その後レンズを像面距離Ｂ移動させる
（Ｓ３７）。この値Ｂは、本来できるだけ小さい方が精
度としては上がるが、小さければ小さいほどその分露光
回数が多くなり、ＡＦ動作の時間が長くなり、ＡＦのシ
ステムとしては使用に耐えなくなってしまう。反対にＢ
を大きくしすぎると、当然精度が下がり、これもシステ
ムとしては使えなくなってしまう。また、レンズ移動の
速さや、ＣＣＤの読出し速度等もかかわってくるので、
一概に決定できるものではなく、そのシステム全体を見
た上で慎重に決める必要がある。次にレンズをＢ移動さ
せた後のレンズ位置がスキャン範囲内かどうかを判定
し、範囲内であると（Ｓ３８，ＮＯ）、ＣＣＤの露光か
らの一連の動作を繰り返し行う（Ｓ４０，Ｓ３５〜Ｓ３
８）。範囲外になると（Ｓ３８，ＹＥＳ）そこで一連の
繰り返し動作を中止し、それまでに記憶してある高周波
成分最大値データ群を呼び出し、その中での最大値を求
める。その求まった最大値をとる時の像面位置が合焦面
であると判断されるので、その位置にレンズを移動させ
る（Ｓ３９）。測光結果が低輝度と判断された時は（Ｓ
３４，ＹＥＳ）、瞳時分割位相差ＡＦの時と同じよう
に、補助光用の露光条件の設定を行って（Ｓ４１）、補
助光を発光した（Ｓ４２）後に、露光し、一連の動作を
行うようにする（Ｓ４３、Ｓ４４）。以上のような動作
を行い、レンズを合焦させ、そこでＡＦ動作は終了し、
合焦表示を行い、撮影スタンバイ状態、つまりＳＷ２オ
ン可能状態になる（Ｓ１０７）。
【００４０】以上のように、２次元のＣＣＤで画像を取
り込んで映像信号にし、それを何らかの記録媒体に記録
する、所謂電子スチルカメラのＡＦ動作において、ワン
ショットＡＦ時には、まず、露光瞳位置を時間差をつけ
て左右に動かして、それぞれで露光、読み出された信号
を使って、位相差ＡＦを行う、瞳時分割位相差ＡＦを行
うことによって、新たなＡＦ光学系やＡＦセンサを設け
る必要が無く、また、その瞳時分割位相差ＡＦにより、
レンズを合焦近傍まで移動させてＡＦの粗調整を行う。
次にその移動位置の前後、所要の像面距離分を、ある所
定の像面ピッチで部分的に全域スキャンして、レンズを
合焦面に移動させてＡＦ微調整を行い、撮影スタンバイ
状態にすることにより、スキャンする範囲を狭くするこ
とが可能となり、それに要する時間も短くて済み、ＡＦ
シーケンス全体の所要時間、つまり合焦時間が長くなる
ことを防ぐことができる。
り込んで映像信号にし、それを何らかの記録媒体に記録
する、所謂電子スチルカメラのＡＦ動作において、ワン
ショットＡＦ時には、まず、露光瞳位置を時間差をつけ
て左右に動かして、それぞれで露光、読み出された信号
を使って、位相差ＡＦを行う、瞳時分割位相差ＡＦを行
うことによって、新たなＡＦ光学系やＡＦセンサを設け
る必要が無く、また、その瞳時分割位相差ＡＦにより、
レンズを合焦近傍まで移動させてＡＦの粗調整を行う。
次にその移動位置の前後、所要の像面距離分を、ある所
定の像面ピッチで部分的に全域スキャンして、レンズを
合焦面に移動させてＡＦ微調整を行い、撮影スタンバイ
状態にすることにより、スキャンする範囲を狭くするこ
とが可能となり、それに要する時間も短くて済み、ＡＦ
シーケンス全体の所要時間、つまり合焦時間が長くなる
ことを防ぐことができる。
【００４１】また、サーボＡＦ時には、露光瞳位置を時
間差をつけて左右に動かして、それぞれで露光、読み出
された信号を使って位相差ＡＦを行う、瞳時分割位相差
ＡＦを行うことによって、新たなＡＦ光学系やＡＦセン
サを設ける必要が無く、その瞳時分割位相差ＡＦによ
り、レンズを合焦面に移動させて、撮影スタンバイ状態
にすることにより、より短時間での合焦が可能となる。
間差をつけて左右に動かして、それぞれで露光、読み出
された信号を使って位相差ＡＦを行う、瞳時分割位相差
ＡＦを行うことによって、新たなＡＦ光学系やＡＦセン
サを設ける必要が無く、その瞳時分割位相差ＡＦによ
り、レンズを合焦面に移動させて、撮影スタンバイ状態
にすることにより、より短時間での合焦が可能となる。
【００４２】また、サーボＡＦ時にも時々、その合焦位
置の前後、所定の像面距離分を、ある所定の像面ピッチ
で部分的に全域スキャンして、レンズを合焦面に移動さ
せて、撮影スタンバイ状態にすることにより、より高精
度の合焦が可能となる。
置の前後、所定の像面距離分を、ある所定の像面ピッチ
で部分的に全域スキャンして、レンズを合焦面に移動さ
せて、撮影スタンバイ状態にすることにより、より高精
度の合焦が可能となる。
【００４３】なお、図２に示すように、ＳＷ１を押した
直後にタイマがスタートして（Ｓ１０２）、そのタイマ
がタイムアウトすると（Ｓ１０８，ＹＥＳまたはＳ１１
２，ＹＥＳ）、合焦動作中でも撮影スタンバイ状態（Ｓ
１０９またはＳ１１３）、つまりＳＷ２オン可能状態に
なり、被写体の状態が悪くて合焦時間が長くなる場合で
も、シャッタチャンスを逃すことなく撮影できる。
直後にタイマがスタートして（Ｓ１０２）、そのタイマ
がタイムアウトすると（Ｓ１０８，ＹＥＳまたはＳ１１
２，ＹＥＳ）、合焦動作中でも撮影スタンバイ状態（Ｓ
１０９またはＳ１１３）、つまりＳＷ２オン可能状態に
なり、被写体の状態が悪くて合焦時間が長くなる場合で
も、シャッタチャンスを逃すことなく撮影できる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＡＦ専用の光学系，センサを用いることなく、位相差検
出方式のワンショットＡＦ，サーボＡＦを行うことがで
きる。また、この位相差検出方式のＡＦを部分的な山登
り方式のＡＦで補うことにより、より高精度のＡＦを短
時間で行うことができる。
ＡＦ専用の光学系，センサを用いることなく、位相差検
出方式のワンショットＡＦ，サーボＡＦを行うことがで
きる。また、この位相差検出方式のＡＦを部分的な山登
り方式のＡＦで補うことにより、より高精度のＡＦを短
時間で行うことができる。
【００４５】また、請求項４記載の発明では、シャッタ
チャンスを逃すことなく撮影できる。
チャンスを逃すことなく撮影できる。
【図１】 実施例の構成を示すブロック図
【図２】 実施例の基本的シーケンスを示す図
【図３】 図２における（ａ）瞳時分割位相差ＡＦシー
ケンスを示すフローチャート
ケンスを示すフローチャート
【図４】 図２における（ｂ）部分全域スキャンＡＦシ
ーケンスを示すフローチャート
ーケンスを示すフローチャート
【図５】 実施例で用いる位相差ＡＦ用瞳絞りの構成を
示す図
示す図
【図６】 インターライン型固体撮像素子の概略を示す
図
図
【図７】 固体撮像素子の撮像領域の概略図
【図８】 固体撮像素子の垂直電荷転送素子を４相駆動
とした場合の１垂直同期期間分のタイミングチャート
とした場合の１垂直同期期間分のタイミングチャート
【図９】 部分全域スキャン方式によるレンズの像面位
置と高周波成分との関係を示す図
置と高周波成分との関係を示す図
【図１０】 位相差ＡＦ光学系の概略的構成を示す図
【図１１】 ＡＦセンサとその出力を示す図
【図１２】 相関計算（ＭＩＮアルゴリズム）の説明図
【図１３】 摂動法によるレンズの像面位置と高周波成
分の関係を示す図
分の関係を示す図
【図１４】 試行法によるレンズの像面位置と高周波成
分の関係を示す図
分の関係を示す図
１ 撮影光学系 ３ シャッタ絞り系 ７ システムコントロール部
Claims (10)
- 【請求項１】 撮影用の撮像素子と、撮影用の光学系
と、この光学系の光軸に対し対称の位置に瞳位置を移動
させる瞳位置移動手段と、この瞳位置移動手段で移動さ
せた各瞳位置における前記撮像素子の出力画像を取り込
み、その相関演算によりデフォーカス量を求め、このデ
フォーカス量にもとづいて前記光学系のフォーカス制御
を行う第１のフォーカス制御手段と、この第１のフォー
カス制御手段によるフォーカス制御に続いて、瞳位置を
前記光学系の光軸位置として前記撮像素子の出力画像を
取り込み、その高周波成分が最大になるように前記光学
系のフォーカス制御を行う第２のフォーカス制御手段
と、前記第１のフォーカス制御手段，第２のフォーカス
制御手段を用いるワンショットＡＦモードと前記第１の
フォーカス制御手段を用いるサーボＡＦモードとを切り
替えるＡＦモード切替え手段とを備えたことを特徴とす
る電子スチルカメラ。 - 【請求項２】 第２のフォーカス制御手段は、第１のフ
ォーカス制御手段により移動したフォーカス用レンズの
位置を中心にして、光学系の光軸方向の前後所要の範囲
の端点から、所定の像面距離分前記フォーカス用レンズ
を移動する毎に、撮像素子の出力画像を取り込み、その
高域周波数成分を抽出する動作を前記所要の範囲の他方
の端点まで繰り返し実行し、その繰り返し抽出した高域
周波数成分群の最大値を検知し、その最大値を示す位置
に前記フォーカス用レンズを移動させるものであること
を特徴とする請求項１記載の電子スチルカメラ。 - 【請求項３】 サーボＡＦモード時において、第２のフ
ォーカス制御手段を間欠的に用いることを特徴とする請
求項１記載の電子スチルカメラ。 - 【請求項４】 フォーカス制御の時間を計測する計時手
段と、この計測手段が所定時間を計測したとき、前記フ
ォーカス制御を中断させ撮影可能状態とする制御手段を
備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れかに記載の電子カメラ。 - 【請求項５】 ワンショットＡＦモードにおいて、撮影
用の撮像素子の出力画像を用いて位相差検出方式のオー
トフォーカス制御を行う第１のステップと、前記撮像素
子の出力画像を用いて山登り方式のオートフォーカス制
御を行う第２のステップとによりフォーカス制御を行
い、サーボＡＦモードにおいて、前記第１のステップに
よりフォーカス制御を行うことを特徴とする電子スチル
カメラのフォーカス制御方法。 - 【請求項６】 撮像素子からの映像信号を、記録手段に
よって記録する電子カメラであって、前記撮像素子の露
光瞳位置を、レンズ中心に対して、少なくとも２つの領
域にそれぞれ同じ量偏移した位置に移動し、時間的に前
後して少なくとも２回露光し、そのそれぞれの時間で取
り込まれた画像の相関演算により、デフォーカス量を求
め、その結果に従って像面を合焦面あるいは合焦面近傍
まで移動する第１のフォーカス制御を行い、該第１のフ
ォーカス制御によって、合焦面近傍に移動した後、前記
撮像素子を露光し、その映像信号の高域周波数成分を抽
出し、その信号を用いて、レンズを合焦面に移動する第
２のフォーカス制御を行う自動合焦装置を備えた電子カ
メラにおいて、連続して自動焦点調節動作を行う場合に
は、前記第１のフォーカス制御でレンズを合焦面に移動
することを特徴とする電子カメラ。 - 【請求項７】 請求項６記載の電子カメラにおいて、前
記第１のフォーカス制御を終了した後、撮像素子の露光
瞳位置をレンズの光軸中心に移動し、前記第２のフォー
カス制御を開始するように構成したことを特徴とする電
子カメラ。 - 【請求項８】 請求項６記載の電子カメラにおいて、前
記第１のフォーカス制御により移動した位置を中心にし
て、光軸方向の前後ある所定の範囲の端点から所定の像
面距離分レンズを移動する毎に前記撮像素子からの映像
信号を取り込んで、高域周波数成分を抽出する動作を前
記所定の範囲の他方の端点まで繰り返し実行し、その繰
り返し抽出した高域周波数成分群の最大値を示す位置に
前記レンズを移動させるように前記第２のフォーカス制
御を行う自動合焦装置を備えたことを特徴とする電子カ
メラ。 - 【請求項９】 撮像素子からの映像信号を、記録手段に
記録する電子カメラであって、前記撮像素子の露光瞳位
置を、レンズ中心に対して、少なくとも２つの領域にそ
れぞれ同じ量偏移した位置に移動し、時間的に前後して
少なくとも２回露光し、そのそれぞれの時間で取り込ま
れた画像の相関演算により、デフォーカス量を求め、そ
の結果に従って像面を合焦面あるいは合焦面近傍まで移
動する第１のフォーカス制御を行い、該第１のフォーカ
ス制御によって、合焦面近傍に移動した後、前記撮像素
子を露光し、その映像信号の高域周波数成分を抽出し、
その信号を用いて、レンズを合焦面に移動する第２のフ
ォーカス制御を行う自動合焦装置を備えた電子カメラに
おいて、連続して自動焦点調節動作を行う場合には、前
記第１のフォーカス制御でレンズを合焦面に移動した
後、前記撮像素子を露光して映像信号の高域周波数成分
を抽出してレンズを合焦面に移動する第２のフォーカス
制御を行うことを特徴とする電子カメラ。 - 【請求項１０】 フォーカス制御の動作を起動するスイ
ッチを有し、前記スイッチがＯＮになると同時にスター
トするタイマ手段を有し、前記タイマが任意の時間経過
後タイムアウトした際には、フォーカス制御動作中、合
焦，非合焦にかかわらず、撮影可能状態とすることを特
徴とする電子カメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7336925A JPH09181954A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 電子スチルカメラおよびそのフォーカス制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7336925A JPH09181954A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 電子スチルカメラおよびそのフォーカス制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09181954A true JPH09181954A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18303905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7336925A Withdrawn JPH09181954A (ja) | 1995-12-25 | 1995-12-25 | 電子スチルカメラおよびそのフォーカス制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09181954A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0846972A2 (en) * | 1996-12-09 | 1998-06-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detecting device and camera utilizing the same |
| US6453124B2 (en) | 2000-03-27 | 2002-09-17 | Minolta Co., Ltd. | Digital camera |
| US6697568B1 (en) | 1999-02-08 | 2004-02-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Motion image recording apparatus and digital camera |
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| US6882369B1 (en) | 1999-05-19 | 2005-04-19 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic still camera with capability to perform optimal focus detection according to selected mode |
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| US7515199B2 (en) | 2004-01-30 | 2009-04-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Detachable lens apparatus, camera system and camera for accurate automatic focusing using two driving mechanisms |
| US7565072B2 (en) | 2005-01-25 | 2009-07-21 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera, control method therefor, program, and storage medium |
-
1995
- 1995-12-25 JP JP7336925A patent/JPH09181954A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
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|---|---|---|---|---|
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| US6473126B1 (en) | 1996-12-09 | 2002-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Focusing information detecting device, focus detecting device and camera utilizing the same |
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| US7808544B2 (en) | 1999-05-19 | 2010-10-05 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic still camera with capability to perform optimal focus detection according to selected mode |
| US8077250B2 (en) | 1999-05-19 | 2011-12-13 | Olympus Optical Co., Ltd. | Electronic still camera with capability to perform optimal focus detection according to selected mode |
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