JPH10221594A - オートフォーカス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 合焦点に収束する収束時間を向上すると共に
合焦点までの画面の見栄えがよくなるようにすることを
目的とする。 【解決手段】 カメラレンズを介して被写体の画像信号
を得る画像入力手段と、この画像信号の特定領域の第１
の遮断周波数以上の高周波成分を抽出した第１の評価値
を算出する第１の評価値算出手段と、この画像信号の特
定領域のこの第１の遮断周波数よりも低い第２の遮断周
波数以上の高周波成分を抽出した第２の評価値を算出す
る第２の評価値算出手段と、このカメラレンズのフォー
カスを制御するレンズ駆動手段と、この評価値に応じて
このレンズ駆動手段を制御する制御手段とを有するオー
トフォーカス装置において、この第２の評価値からこの
第１の評価値を引いた値をこの第２の評価値とこの第１
の評価値とを加算した値で割った商に応じてこのレンズ
駆動手段によるこのカメラレンズの移動速度を変更する
ようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、報道用又は業務用
ビデオカメラのオートフォーカス（自動焦点調節以下、
「ＡＦ」と略す。）装置に関する。焦点調節とは、いわ
ゆるジャストピント状態（以下、「ＪＰ」と略す。）を
決定することである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ビデオカメラにおける被写体に対
してフォーカスを自動的に合わせるＡＦ装置に関して
は、既に民生用ビデオカメラの分野で実現されている。

【０００３】このとき、フォーカスがあっているか否か
を検出するためには、撮像信号のコントラストが高いか
低いかを判断すればよいことは良く知られている。即
ち、コントラストが高いとフォーカスが合っており、コ
ントラストが低いとフォーカスがずれていることにな
る。撮像信号の高周波成分を取り出して、画面内の所定
の設定エリア内に存在するこの高周波成分を積分したデ
ータを生成し、この積分したデータを利用することによ
って、コントラストの高低が判断できる。この積分され
たデータは、その設定エリア内にどれだけ高周波成分が
存在するかを示すデータであって、一般に、このデータ
を評価値と呼んでいる。従って、評価値が最大となるよ
うに、即ち、コントラストが最大になるようにフォーカ
スレンズを駆動することにより、ＡＦ装置が実現でき
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】民生用ビデオカメラ
は、その性質上、それほど精密なＡＦ装置は要求されて
いない。現状の民生用ビデオカメラに備えられたＡＦ装
置は、被写体が急激に変化・変動した時、それに追従す
る時間は比較的短いものの、その後、被写体を探るよう
な状態が継続し、映像を精細に観察すればピントが合っ
た状態（ＪＰ）とずれた状態（ボケ状態）が継続的に繰
り返されている。

【０００５】この原因は、現在のＡＦ装置が、目標被写
体のフォーカス状態の変化だけでなく、映像の背景，明
るさ等の種々の要因の変化に対しても評価値が変化して
いることにある。これらの要因を評価値の値から区別す
ることは出来ず、このような方法で抽出された評価値
は、決して被写体のフォーカス状態を表す正確な評価値
ではない。簡易なＡＦ装置でこの問題を解決することは
非常に難しい。

【０００６】また、民生用機器は価格が安いことが大き
なセールスポイントであり、民生用ビデオカメラに関し
て一層精密ではあるが高価なものとなるようなＡＦ装置
を要望する声は聞かれない。

【０００７】しかし、放送局等で使用される業務用又は
プロ用機器は、その性質上、非常に高い精度・精細さが
要求される。例えば、放送局や業務用に使用されるビデ
オカメラにおいては、撮影された映像をライブ中継（生
放送）で家庭に伝送することがある。もし、このような
ライブ中継をおこなっている時に、迅速に且つ精度の良
い評価値を得ることが出来ないならば、ＡＦ操作に時間
がかかってしまい、また、ピントのぼやけた撮像信号を
家庭に伝送してしまうことになる。

【０００８】従って、放送局や業務用に使用されるビデ
オカメラは、民生用ビデオカメラに採用されているよう
な簡易型や廉価な小型のＡＦ装置とは全く異なるもので
あり、現状の民生用ビデオカメラのＡＦ装置をそのまま
導入することは出来ない。

【０００９】更に、民生用ビデオカメラでは、それほど
鮮明な画像は必要ないのでレンズが小さく被写界深度が
非常に深い状態で使用されており、その分フォーカス調
節が容易である。即ち、被写体の距離が１０数ｍを越す
場合レンズから被写体までの距離がＪＰの前後１ｍ強変
化しても、画面上では「ボケ」とは判定されない。

【００１０】これに対して、放送局のカメラは、非常に
鮮明な画像を必要としているためレンズが大きく被写界
深度が非常に浅い状態で使用されいる。即ち、レンズか
ら被写体までの距離が前後にほんの僅かに変化しても、
「ボケ」と判定されてしまう。従って、被写体深度が浅
い分だけ一層精度良くフォーカスを調節しなければなら
ない。

【００１１】ここで、「被写界深度」及び後で出てくる
「焦点深度」について簡単に説明する。被写界深度
（「被写体深度」ともいう。）とは、カメラレンズを或
るレンズセット位置に固定したとき、ボケがなく、鮮明
であると受け入れられるようなカメラから最も近い点と
最も遠い点との距離をいう。即ち、レンズを或る特定の
距離に対して焦点を合わせた時、満足すべき鮮明度が得
られる全体の距離をいう。民生用ビデオカメラに対し
て、業務用ビデオカメラは一層深い被写界深度の撮影条
件がとり得る。一般に、カメラの焦点調節特性は、被写
界深度で表される。ＡＦ機能付きカメラでは、測距誤差
が撮影に用いたビデオカメラの被写界深度内に収まって
いれば（｜被写界深度｜＞｜測距誤差｜）、ピントがあ
ったと思える良い映像が撮れる。

【００１２】これに対して、焦点深度とは、被写界深度
によって包括される物体距離の前後範囲に対応した像距
離の範囲をいう。言い換えれば、焦点を合わせた被写体
の像が、受け入れ可能な鮮鋭さの範囲で許されるレンズ
と撮像面（ＣＣＤ電荷結合装置）との距離をいう。

【００１３】図３９Ａに示すように、物点（被写体）Ｐ
がＰ０の位置でＣＣＤ面に焦点が合っている時、このレ
ンズ及びＣＣＤを固定した状態で、鮮明であると受け入
れられるようなレンズ（カメラ）から最も遠い点Ｐ１と
最も近い点Ｐ２との距離をいう。一方、図３９Ｂに示す
ように、被写界深度によって包括される物体距離の前後
範囲Ｐ１〜Ｐ２に対応した像距離の範囲Ｐ１′〜Ｐ２′
を、焦点深度という。

【００１４】なお、「ボケがなく、鮮明であると受け入
れられるような状態」とは、実際に肉眼で見る判断と、
許容錯乱円を使って定義する場合がある。前者は、いわ
ゆる人間の眼による官能検査である。後者は、図４０Ａ
に示すように、本来一点に収束直径ｄの円形のボケを生
じたとする。このとき、ピント外れ量δは、小円錐ＡＢ
Ｃの高さとなる。最大許容量のボケが生じたときの円錐
底面を許容錯乱円と呼ぶ。放送業務用の２／３インチの
ＣＣＤを用いた場合には、この小円錐ＡＢＣの底面の直
径ｄが２２〔μｍ〕以下である時、ボケがなく、鮮明で
あると受け入れられるような状態とする。従って、ｄ＝
２２〔μｍ〕の時の小円錐ＡＢＣの底面を許容錯乱円と
いい、このときのピント外れ量δは焦点深度となる。

【００１５】許容錯乱円の直径ｄ≦２２〔μｍ〕とする
根拠は、図４０Ｂに示すように、放送局用ビデオカメラ
で使用されている２／３インチＣＣＤの正格子状に並ぶ
画素（ピクセル）間の距離（画素ピッチ）に相当する。
即ち、これ以下であれば、像が結像位置にある画素に隣
接する画像まで拡がって、隣接画素に悪影響を及ぼさな
いからである。

【００１６】一般に、民生用ビデオカメラでは官能検査
で判断する場合が多く、業務用ビデオカメラでは許容錯
乱円で判断する場合が多い。

【００１７】従来より業務用又はプロ用ビデオカメラに
適する非常に高精度のＡＦ装置の開発が望まれている。
現在まで、業務用又はプロ用ビデオカメラに適する高精
度ＡＦ装置の開発が試みられたが、放送局のカメラマン
の高い要求を満足することが出来ず、いずれも失敗に終
わっている。従って、いまなおカメラマンの職人的技能
に頼ったマニュアル焦点調節が行われているのが実状で
ある。

【００１８】一般にビデオカメラ装置のオートフォーカ
ス装置において、フォーカスレンズの移動は、大ぼけの
時は速く移動し、合焦点近くになったら急に減速して滑
らかに移動し、行き過ぎ無しに合焦点に収束することが
収束時間、見栄えの点から好ましい。

【００１９】このようなフォーカスレンズの移動を実現
するためには評価値より合焦点の状況を判断し適切なス
ピードでこのフォーカスレンズが移動するように制御す
る必要がある。

【００２０】ところがフォーカスレンズの移動に対する
評価値曲線は、被写体、シーンによってその形が異な
り、この被写体、シーンは無数にあるので、この被写
体、シーンの全てに対して最適なスピード制御を行うこ
とはできなかった。

【００２１】そこで、多くの被写体、シーンに対する評
価値曲線を測定して実用的に問題の少ない（実用的に許
せる）スピード制御方法を試し、その中からもっとも性
能の良い方法を選んでいるのが現状であり、合焦点に収
束する収束時間、合焦点までの画面の見栄えの点で問題
があった。

【００２２】従って、本発明は、上述した問題点に鑑
み、業務用又はプロ用ビデオカメラに適する非常に精度
の高いＡＦ装置を提供することを目的とする。また本発
明は、業務用又はプロ用ビデオカメラに適する非常に精
度の高いＡＦ装置を備えたビデオカメラを提供すること
を目的とする。

【００２３】更に本発明は、合焦点に収束する収束時間
を向上すると共に合焦点までの画面の見栄えが良くなる
ようにすることを目的とする。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明オートフォーカス
装置はカメラレンズを介して被写体の画像信号を得る画
像入力手段と、この画像信号の特定領域の第１の遮断周
波数以上の高周波成分を抽出した第１の評価値を算出す
る第１の評価値算出手段と、この画像信号の特定領域の
この第１の遮断周波数よりも低い第２の遮断周波数以上
の高周波成分を抽出した第２の評価値を算出する第２の
評価値算出手段と、このカメラレンズのフォーカスを制
御するレンズ駆動手段と、この評価値に応じてこのレン
ズ駆動手段を制御する制御手段とを有するオートフォー
カス装置において、この第２の評価値からこの第１の評
価値を引いた値をこの第２の評価値とこの第１の評価値
とを加算した値で割った商に応じてこのレンズ駆動手段
によるこのカメラレンズの移動速度を変更するようにし
たものである。

【００２５】本発明によれば、カメラレンズを大ぼけの
位置から合焦点近傍までは高速に移動し、合焦点近傍で
急速に減速するスピード制御が多くのシーンで実現で
き、合焦点の収束時間が向上し、合焦点までの画面の見
栄えが向上する。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施例につい
て添付の図面を参照しながら詳細に説明する。本実施例
では、今回開発を行なった放送局又は業務用ビデオカメ
ラのＡＦ装置のハード構成及び動作アルゴリズムの説明
を行なう。更に、ＡＦ装置の各評価値を作成するハード
構成、評価値の種類、性質等の説明も併せて行なう。

【００２７】なお、実施例の記載が長くわたるので、最
初に目次を記し、その後、この目次の順番にしたがって
説明する。また、図面に使用される符号は原則として４
桁での数字で表記し、上位２桁は図面番号に対応し、下
２桁は各要素に対して順に付与されている。但し、図番
番号１〜９に関しては千の位のゼロは省略する。また、
フローチャートの各ステップに関しては、更に最上位に
「Ｓ」を付して識別出来るようにしている。

【００２８】目次 １． ハード構成 ２． 評価値 ３． ＡＦアルゴリズム ３．１ 全体フローチャート ３．２ 揺れ判定（レンズ静止時） ３．３ ウォブリング ３．４ 山登りパラメータの初期化 ３．５ 最大、最小値更新 ３．６ レンズ速度設定 ３．７ 飽和輝度判定 ３．８ 偽山判定 ３．９ 揺れ判定（レンズ動作時） ３．１０ 方向判定（山登り） ３．１１ 逆送判定 ３．１２ 逆送反転処理 ３．１３ 端到達判定 ３．１４ 端反転処理 ３．１５ 途中判断方法 ３．１６ ピーク選定 ３．１７ 山下り判定 ３．１８ ピーク位置算出（重心処理） ３．１９ ピーク位置へ移動 ３．２０ ロングフィルタ

【００２９】１．ハード構成 図１は、本発明の一例を適用したビデオカメラの全体の
構成を示す。ビデオカメラは、入射光を光学的に撮像素
子の全面に集光するためのレンズブロックと、レンズブ
ロックからの入射光をＲ，Ｇ，Ｂ（赤，緑，青）の電気
的な撮像信号に変換する撮像ブロックと、撮像信号に対
して所定の信号処理を行う信号処理ブロックとに別
れ、、制御手段として、レンズブロックを制御するレン
ズブロック制御用ＣＰＵ１１４と、撮像ブロック及び信
号処理ブロックからなるビデオカメラ本体を制御するメ
インＣＰＵ１４１と、撮像信号ＲＧＢからＡＦのために
使用するパラメータである評価値を生成する、ＡＦ専用
ＣＰＵ１３８をもつＡＦブロック１３７とを備えてい
る。

【００３０】このレンズブロックは、光学的要素とし
て、光軸方向に移動させることにより、目標被写体（タ
ーゲット）に対してフォーカスをＪＰに追い込むための
フォーカスレンズ１１１と、ＡＦスタート時にフォーカ
スレンズの進むべき方向を探るため後で説明するウォブ
リング動作に使用されるウォブリングレンズ１１２と、
開口量を調節するアイリス機構１１３とを有している。

【００３１】レンズブロックは、更に、フォーカスレン
ズ１１１に関して、フォーカスレンズの光軸方向のレン
ズ位置を検出するフォーカスレンズ位置検出センサ１１
１ａと、フォーカスレンズを光軸方向に移動させるため
のフォーカスレンズ駆動モータ１１１ｂと、フォーカス
レンズ駆動モータに駆動制御信号を与えるためのフォー
カスレンズ（Ｆ. Ｌ. ）駆動回路１１１ｃとをもってい
る。同様に、ウォブリングレンズ１１２に関しても、ウ
ォブリングレンズの光軸方向のレンズ位置を検出するウ
ォブリングレンズ位置検出センサ１１２ａと、ウォブリ
ングレンズを光軸方向に移動させるためのウォブリング
レンズ駆動モータ１１２ｂと、ウォブリングレンズ駆動
モータに駆動制御信号を与えるためのウォブリングレン
ズ（ＷＯＢ）駆動回路１１２ｃとをもっている。同様
に、アイリス機構１１３に関しても、開口位置を検出す
るアイリス位置検出センサ１１３ａと、アイリス機構を
開閉させるためのアイリス機構駆動モータ１１３ｂと、
アイリス駆動モータに駆動信号を与えるためのアイリス
駆動回路１１３ｃとをもっている。

【００３２】なお、レンズブロック用ＣＰＵ１１４は、
フォーカスレンズ駆動回路１１１ｃ，ウォブリングレン
ズ駆動回路１１２ｃ及びアイリス駆動回路１１３ｃに対
して夫々電気的に接続され、制御信号が供給される。ま
た、フォーカスレンズ位置検出センサ１１１ａ，ウォブ
リングレンズ位置検出センサ１１２ａ及びアイリスレン
ズ位置検出センサ１１３ａからの各検出信号は、常時、
レンズブロック用ＣＰＵ１１４に送られている。また、
レンズブロック用ＣＰＵ１１４は、フォーカスレンズ１
１１及びウォブリングレンズ１１２の焦点距離データ，
口径比データ、レンズブロックの製造メーカ名及び製造
番号等を記録したＲＯＭ（又はＥＥＰＲＯＭ）をもって
おり、これらのデータはレンズブロック用ＣＰＵ１１４
からの読み出しコマンドに基づいて読み出される。更に
このレンズブロック用ＣＰＵ１１４には、ＡＦの起動を
指示するためのＡＦスイッチ１１５が取付けられてい
て、レンズブロック側ＣＰＵ１１４はスイッチ情報をカ
メラ本体側のメインＣＰＵ１４１及びＡＦブロック１３
７に対して通信する。

【００３３】撮像ブロックは、更に、レンズブロックか
らの入射光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色に色分解するための色
分解プリズム１２１と、この色分解プリズムで分離され
たＲ成分，Ｇ成分，Ｂ成分の光が撮像面上に結像され、
結像された各色成分の撮像光を電気的な撮像信号Ｒ，Ｇ
及びＢに夫々変換して出力する撮像素子１２２Ｒ，１２
２Ｇ，１２２Ｂとを有している。例えば、この撮像素子
１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂは、ＣＣＤ（電荷結合素
子）からなる。

【００３４】撮像ブロックは、撮像素子から夫々出力さ
れた撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂのレベルを増幅すると共に、リ
セット雑音を除去するための相関二重サンプリングを行
うためのプリアンプ１２３Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂを有
している。

【００３５】更に、撮像ブロックは、内部に設けられた
基準クロック発生回路からの基準クロックに基づいて、
ビデオカメラ内の各回路が動作する際の基本クロックと
なるＶＤ信号，ＨＤ信号及びＣＬＫ信号を発生するため
のタイミング信号発生回路１２５と、タイミング発生回
路から供給されたＶＤ信号，ＨＤ信号及びＣＬＫ信号に
基づいて、撮像素子１２２Ｒ，撮像素子１２２Ｇ及び撮
像素子１２２Ｂに対して駆動クロックを与えるためのＣ
ＣＤ駆動回路１２４とを有している。なお、ＶＤ信号
は、１垂直期間を表すクロック信号であり、ＨＤ信号
は、１水平期間を表すクロック信号であり、ＣＬＫ信号
は、１画素クロックを表すクロック信号であり、これら
ＶＤ信号，ＨＤ信号及びＣＬＫ信号かなるタイミングク
ロックは、図示してないが、メインＣＰＵ１４１を介し
てビデオカメラの各回路に供給される。

【００３６】信号処理ブロックは、撮像ブロックから供
給される撮像信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して所定の信号処理を
施すためのブロックである。信号処理ブロックは、撮像
信号Ｒ，Ｇ，Ｂをアナログ形式からディジタル形式に夫
々変換するＡ／Ｄ変換回路１３１Ｒ，１３１Ｇ，１３１
Ｂと、メインＣＰＵ１４１からのゲイン制御信号に基づ
いて、ディジタルビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂのゲインを夫々
制御するためのゲイン制御回路１３２Ｒ，１３２Ｇ，１
３２Ｂと、ディジタルビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して所
定の信号処理を行う信号処理回路１３３Ｒ，１３３Ｇ，
１３３Ｂとを有している。これらの信号処理回路は、例
えば、ビデオ信号の或るレベル以上を圧縮するニー回路
と、ビデオ信号のレベルを設定されたγカーブにしたが
って補正するγ補正回路と、所定の黒レベル及び予定レ
ベル以上の白レベルをクリップするＢ／Ｗクリップ回路
とを夫々もっている。なお、この信号処理回路１３３
Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂは、ニー回路，γ補正回路，Ｂ
／Ｗクリップ回路の他に、公知のブラックγ補正回路，
輪郭強調回路，リニアマトリクス回路等をもっていても
よい。

【００３７】信号処理ブロックは、更に、信号処理回路
１３３Ｒ，１３３Ｇ，１３３Ｂから夫々出力されたビデ
オ信号を受け取り、ビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂから輝度信号
Ｙと色差信号（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）を生成するための
エンコーダ１３４を有している。

【００３８】信号処理ブロックは、更に、ゲイン制御回
路１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂから出力されたビデオ
信号Ｒ，Ｇ，Ｂを夫々受け取り、これらビデオ信号１３
２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂに基づいて、ＡＦを行うＡＦ
ブロック１３７と、信号処理回路１３３Ｒ，１３３Ｇ，
１３３Ｂから出力されたビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂを夫々受
け取り、その信号レベルに基づいて撮像素子に入射する
光量が適切な光量となるようにアイリスを制御するアイ
リス制御回路１３５と、信号処理回路１３３Ｒ，１３３
Ｇ，１３３Ｂから夫々出力されたビデオ信号を受け取
り、その信号レベルに基づいてホワイトバランス制御を
行うためのホワイトバランス制御回路１３６とを有して
いる。

【００３９】ＡＦブロック１３７は、新規開発のオート
フォーカス集積回路（ＡＦ−ＩＣ）１３９とＡＦ用ＣＰ
Ｕ（出願人における型番ＳＨ７０３４）１３８とを有
し、この（ＡＦ−ＩＣ）１３９は、輝度信号生成回路
（図示せず。）と各評価値毎に用意された評価値生成回
路（図示せず。）とをもつている。各評価値生成回路
は、輝度信号生成回路からの輝度信号Ｙ及びタイミング
発生回路１２５で生成されるＨＤ，ＶＤ，ＣＫの各タイ
ミング信号が入力され、各評価値を夫々生成する。ＡＦ
用ＣＰＵ１３８は、予め記憶装置（図示せず。）に蓄積
されたＡＦアルゴリズム（後で説明する。）に沿って、
各評価値に対してＡＦアルゴリズムに応じた計算及び各
種の処理を行い、また、計算で算出されたデータを１フ
ィールドに１回更新して蓄積する。評価値の種類、役割
等の詳細に関しては、項目「２．評価値」以降に説明す
る。

【００４０】ＡＦ用ＣＰＵ１３８は、（ＡＦ−ＩＣ）１
３９に対して、速距エリアサイズ（評価枠サイズ），画
像の種類（ＮＴＳＣ／ＰＡＬ、画素のクロック等）等の
データを設定し、（ＡＦ−ＩＣ）１３９より評価値を受
け取る。また、レンズブロック側ＣＰＵ１１４との間
で、シリアル通信を通してカメラの諸データ（フォーカ
ス位置，アイリス値等）を受け取りフォーカス指令デー
タを算出し、シリアル通信を通してレンズブロック側Ｃ
ＰＵ１１４にフォーカス指令データを送出する。ＡＦ用
ＣＰＵ１３８の動作ソフトであるＡＦアルゴリズムに関
しては項目「３．ＡＦソフト」で説明する。

【００４１】アイリス制御回路１３５は、図に示してな
いが、供給されたビデオ信号ＲＧＢの信号の中で信号レ
ベルが最大である信号を選択するＮＡＭ回路と、選択さ
れた信号の画面におけるエリアを分割して、各エリア毎
にビデオ信号を全積分する全積分回路を持っている。ア
イリス制御回路１３５は、この各エリア毎の積分データ
に基づいて、被写体の逆光照明，順光照明，フラット照
明，スポット照明等のあらゆる照明状況を判断して、ア
イリスを制御するためのアイリス制御信号を生成し、こ
のアイリス制御信号をメインＣＰＵ１４１に送出する。
メインＣＰＵ１４１は、このアイリス制御信号に基づい
て、レンズブロック側ＣＰＵ１１２を介してアイリス駆
動回路１１３ｃに対して制御信号を送出する。

【００４２】ホワイトバランス制御回路１３６は、供給
されたビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂから、（Ｒ−Ｙ）＝０，
（Ｂ−Ｙ）＝０となるようにホワイトバランス信号を生
成し、このホワイトバランス信号をメインＣＰＵ１４１
に送出する。メインＣＰＵ１４１は、このホワイトバラ
ンス信号に基づいて、ゲイン制御回路１３２Ｒ，１３２
Ｇ，１３２Ｂに対して、ゲイン制御信号を供給する。

【００４３】一般に、ビデオカメラの内、レンズブロッ
クは光学機器メーカで製造され、他の撮像ブロック及び
信号処理ブロックからなるビデオカメラ本体は本出願人
のような電子機器メーカで製造される。レンズブロック
とビデオカメラ本体は、予め定めたフォーマット，プロ
トコル，コマンドデータ内容に対応していれば、どのメ
ーカのレンズでもカメラ本体に取付けられる交換レンズ
式となっている。即ち、レンズブロック側ＣＰＵ１１４
は、ビデオカメラ本体側から送られる各種情報要求（フ
ォーカス位置、アイリス値等）に応じた情報をシリアル
通信を通してカメラ本体のメインＣＰＵ１４１及びＡＦ
用ＣＰＵ１３８に対して返却する。逆に、レンズブロッ
ク用ＣＰＵ１１４は、シリアル通信ラインを通してカメ
ラ本体側のメインＣＰＵ１４１及びＡＦ用ＣＰＵ１３７
から送られるフォーカス制御指令及びウォブリング制御
指令を受けて、フォーカスレンズ駆動回路１１１ｃ，ウ
ォブリングレンズ駆動回路１１２ｃ及びアイリス駆動回
路１１３ｃを夫々制御する。

【００４４】次に、図２を参照しながら、ＡＦブロック
１３７に関して詳しく説明する。（ＡＦ−ＩＣ）１３９
は、１４種類の評価値（後で説明するように、ＩＤ０〜
ＩＤ１３で特定される。）を生成するため、輝度信号生
成回路２０１と、各評価値に対して評価値生成回路２０
２とをもっている。輝度信号生成回路２０１は、供給さ
れたビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂから輝度信号Ｙを生成する回
路である。フォーカスが合っているかずれているかを判
断するためには、コントラストが高いか低いかを判断す
ればよい。コントラストの変化は色信号のレベルの変化
とは無関係であるので、輝度信号Ｙのレベルのみの変化
を検出することによって、コントラストが高いか低いか
を判断することが出来る。輝度信号生成回路２０１は、
供給されたビデオ信号Ｒ，Ｇ，Ｂに対して、公知の演算
（即ち、Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）を行
うことにより、輝度信号Ｙを生成することが出来る。

【００４５】評価値生成回路２０２には、１４種類の評
価値を生成するため、１４個の評価値生成回路がある。
評価値生成回路には、水平方向評価値算出フィルタ回
路，全積分方式水平方向評価値算出フィルタ回路及び飽
和輝度数算出フィルタがあり、これらの詳細は「２．２
評価値の種類」に関連して説明する。

【００４６】２．評価値 本実施例のＡＦ装置で使用している評価値の性質に関し
て説明を行う。評価値とは基本的には画像の測距エリア
内の高周波成分を合計したものであり、概してＪＰの度
合いに相関を有し、画像のボケの度合い反相関するよう
な量である。このＡＦシステムでは、評価値は専用に開
発されたＡＦ−ＩＣ（オートフォーカス用集積回路）１
３９により算出される。ＡＦは、フォーカスを動かしそ
れに伴う評価値の増減を判断しながらフォーカスをＪＰ
に追い込んで行く動作からなる。

【００４７】本ＡＦ装置で使用している評価値は１４種
類あり、ＩＤ０〜ＩＤ１３で特定される。これらの評価
値を一覧にして示す。なお、評価値ＩＤ７，ＩＤ８，Ｉ
Ｄ１２及びＩＤ１３に関しては、画像データの高周波成
分とは関係がないため上述の評価値の定義からは本来の
評価値とはいえないが、評価値の増減を判断しながらフ
ォーカスをＪＰに追い込んで行く上で補助的な役割を果
たすので、本実施例では評価値として取り扱うことにす
る。ＩＤ＃は、プログラム上で付与された評価値の識別
記号であり、本明細書でも評価値を特定する際に使用す
る。

【００４８】 ＩＤ＃ 評価値名 備考 ０ ： ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨPeak 基本評価値 １ ： ＩＩＲ１―Ｗ２―ＨPeak ２ ： ＩＩＲ４―Ｗ１―ＨPeak ３ ： ＩＩＲ４―Ｗ３―ＨPeak ４ ： ＩＩＲ０―Ｗ１―ＶIntg ５ ： ＩＩＲ３―Ｗ１―ＶIntg ６ ： ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨIntg ７ ： Ｙ―Ｗ１―ＨIntg 輝度加算値 ８ ： Ｙ―Ｗ１―Ｓatul 飽和輝度数 ９ ： ＩＩＲ１―Ｗ３―ＨPeak １０ ： ＩＩＲ１―Ｗ４―ＨPeak １１ ： ＩＩＲ１―Ｗ５―ＨPeak １２ ： Ｙ―Ｗ３―ＨIntg 輝度加算値 １３ ： Ｙ―Ｗ５―ＨIntg 輝度加算値

【００４９】１Ｄ０〜ＩＤ１３の各評価値に付与された
評価値名は、その由来が分かるように、「使用データ−
枠サイズ−評価値算出法」により命名されている。例え
ば、評価値ＩＤ０は、「ＩＩＲ１」で特定されるデータ
を使用し、「Ｗ１」の評価枠サイズを使用し、「ＨPea
k」の評価値算出法を使用して、求めた評価値である。
このように、評価値名がそのままその評価値の属性を示
している。

【００５０】評価値名の使用データには大別して「ＩＩ
Ｒ」及び「Ｙ」がある。輝度信号からＨＰＦ（ハイパス
フィルタ）を使用して取り出した高周波成分のデータを
使用するＩＩＲ４と、ＨＰＦを使用しないで撮像信号の
輝度データをそのまま使用するＹとがある。

【００５１】ＨＰＦを使用する場合は、ＨＰＦとしては
図３に示すように、ＩＩＲ型（無限長インパルス応答
型）のＨＰＦを使用している。ＨＰＦの種類によって、
評価値ＩＩＲ０，ＩＩＲ１，ＩＩＲ３及びＩＩＲ４に分
けられ、これらは夫々異なったカットオフ周波数を持つ
ＨＰＦを表している。

【００５２】異なるカットオフ周波数をもつＨＰＦを設
定する理由は、次の通りである。例えば、カットオフ周
波数の高いＨＰＦは、ＪＰの近傍において非常に適して
いる。ＪＰ近傍におけるレンズの動きに対して、評価値
の変化の割合が比較的大きいからである。反対に、フォ
ーカスが大きくずれているところでは、レンズを移動さ
せたとしても、評価値の変化の割合が小さいので、カッ
トオフ周波数の高いＨＰＦはフォーカスが大きくずれて
いるところでは適していない。

【００５３】一方、カットオフ周波数の低いＨＰＦは、
フォーカスが大きくずれているところにおいて適してい
る。なぜなら、フォーカスが大きくずれているところで
もレンズを移動させると、評価値の変化の割合が比較的
大きいからである。反対に、ＪＰの近傍においてレンズ
を移動させたとしても、評価値の変化の割合が小さいの
で、適しているとは言えない。ＪＰ近傍におけるレンズ
の動きに対して、評価値の変化の割合が比較的小さいの
で、カットオフ周波数の低いＨＰＦはＪＰ近傍において
は適しているとは言えない。

【００５４】このように相反する性質を有する複数のフ
ィルタを使用して性質の異なる評価値を生成し、ＡＦの
過程でその段階で最適な評価値を選択できるようにする
ため、異なるカットオフ周波数をもつＨＰＦを設定して
いる。

【００５５】ＨＰＦをしない場合には、Ｙは、撮像信号
のフィルタ無しの輝度信号Ｙを使用する。

【００５６】次に、枠サイズ、即ち評価枠のサイズは、
評価値生成に用いる画像領域の大きさであり、ＡＦ枠，
評価枠，測距枠，特定領域とも称される。図７に示すよ
うに、本実施例で使用される枠サイズには、Ｗ１（評価
枠１）〜Ｗ５（評価枠５）の５種類の枠サイズがあり、
各々異なったサイズを有する。評価枠Ｗ１〜評価枠Ｗ５
の各中心は、画面中心に一致する。

【００５７】 評価枠 枠サイズ（横×縦 単位：画素） 備考 Ｗ１ １１６× ６０ 基本枠サイズ Ｗ２ ９６× ６０ Ｗ３ ２３２×１２０ Ｗ４ １９２×１２０ Ｗ５ ５７６×１８０ 但し、１フィールドの画面サイズは、７６８画素×２４
０画素である。

【００５８】これらの枠サイズの内、今回開発したＡＦ
ソフトでは、狙った目標被写体に忠実にフォーカスさせ
るために、可能なかぎり最小サイズであるＷ１を用いて
ＡＦ処理を行なっている。Ｗ１は、画面サイズの約１／
６．６程度であり、この枠サイズＷ１を基本枠サイズと
称する。

【００５９】なお、後述するように、Ｗ１又はＷ２を使
用する特定の評価値において、基本的にはＷ１又はＷ２
の設定を行なうが、一定の条件下において、枠サイズＷ
１，Ｗ２を枠サイズＷ３，Ｗ４又は枠サイズＷ５の大き
さに拡大変更して用いる場合がある。即ち、「偽山」
（ぼける方向にフォーカスがすすむと評価値が上昇する
現象。）が発生すると最小枠Ｗ１又はＷ２のままではＪ
Ｐに追い込めない場合があり、このような場合には、そ
の評価値が本来使用している枠サイズを拡大変更して、
再度ＡＦ処理を行なっている。詳細に関しては後で説明
する。

【００６０】このように、複数種の枠サイズを設定する
ことにより、各枠サイズに対応した夫々異なる評価値を
生成することが出来る。従って、目標被写体がどのよう
な大きさであろうとも、評価値ＩＤ０〜ＩＤ１３の内の
いずれかにより、適切な評価値を得ることが出来る。

【００６１】評価値算出法には、ＨPeak，ＨIntg，ＶIn
tg及びＳatulの各方式がある。ＨPeak方式はピーク方式
の水平評価値算出法、ＨIntg方式は全積分方式の水平評
価値算出法、ＶIntg方式は積分方式の垂直方向評価値算
出法、そして、Ｓatul方式は飽和輝度の個数を夫々示
す。各々について説明する。

【００６２】ＨPeak方式は、水平方向の画像信号からＨ
ＰＦを用いて高周波成分を求める評価値算出法である。
評価値ＩＤ０，ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３，ＩＤ９，ＩＤ
１０及びＩＤ１１に使用されている。従って、図２のこ
れらの評価値生成回路には、次に説明する水平方向評価
値算出フィルタを有している。これらの評価値は、夫々
評価値生成に用いるＨＰＦのカットオフ周波数、枠サイ
ズが異なっている。

【００６３】図３Ａは、ＨPeak方式に使用される水平方
向評価値算出フィルタの回路構成を示したものである。
水平方向評価値算出フィルタは、輝度信号生成回路（図
２の符号２０１）の輝度データＹから高周波成分だけを
抜き出すＨＰＦ３０２と、この高周波成分の絶対値をと
る絶対値処理回路３０３と、絶対値化高周波成分に水平
方向の枠制御信号を乗算する乗算回路３０４と、１ライ
ン当たり１つのピーク値を保持するラインピークホール
ド回路３０５と、評価枠内の全てのラインについて各ピ
ーク値を垂直方向に積分する垂直方向積分回路３０６と
を有する。

【００６４】輝度データＹはＨＰＦ３０２により高周波
成分が抜き出され、絶対値処理回路３０３で絶対値化さ
れ全て正のデータとされる。次に、水平方向の枠制御信
号が乗算回路３０４で乗算され、評価枠内の絶対値化高
周波成分にされる。枠制御信号の乗算は、画面上でＡＦ
動作に関し目標被写体に関連して評価の対象となる範囲
を評価枠として特定して、枠内の高周波成分のみを使用
することにより、枠の外又は枠周辺部で出入りする映像
情報による評価値のノイズ，急激な変化等を排除するた
めである。ラインピークホールド回路３０５で枠内の１
〜Ｎの各ライン毎に１つのピーク値ｈp1，ｈp2，…，ｈ
pnが夫々ホールドされる。

【００６５】各ライン当たり１つのピーク値がホールド
され、これを垂直方向積分回路３０６で垂直方向の枠制
御信号に基づき評価枠内のラインに関して垂直方向にｈ
p1〜ｈpnまで加算する。１つの画面の特定の評価枠に対
して、各ピーク値をライン分合計した値Σ（ｈp1＋…＋
ｈpn）を得る。この方式は、水平方向（Ｈ）のピークが
一旦ホールドされるのでＨPeak方式と称する。

【００６６】また、枠制御信号に関しては、次のような
工夫がされている。図４に、評価枠４０３に対応した水
平方向の枠制御信号４０１と垂直方向の枠制御信号４０
２を示す。ここで、垂直方向の枠制御信号４０２は方形
波であるが、水平方向の枠制御信号４０１は単なる方形
でなく家の屋根のような特性を与えて、両端部３０画素
の寄与率を徐々に減衰している。この理由は、フォーカ
スが進むにつれて枠周辺部に位置する枠外エッジ（評価
枠周囲にある高輝度なエッジ）の枠内への侵入の影響及
び被写体の揺れに伴う評価値の変動を軽減するためであ
る。このような枠サイズの設定及び枠信号特性の生成
は、今回開発したＡＦ−ＩＣにより、ＣＰＵから自由に
行えるように構成されている。

【００６７】ここで、ＨＰＦ３０２のカットオフ周波数
の相違は、図３Ｂに示すようにＨＰＦのｚ変換式Ｘ
（ｚ）＝（１−ｚ^-1）／（１−αｚ^-1）における係数α
の値で決定される。各評価値のカットオフ周波数の係数
αの相違は次の通りである。

【００６８】 ＨＰＦ αの値 備考 ＩＩＲ０ １／２ Ｖ方向に使用 ＩＩＲ１ １／２ Ｈ方向に使用 ＩＩＲ３ ７／８（＝１−１／８） Ｖ方向に使用 ＩＩＲ４ ７／８（＝１−１／８） Ｈ方向に使用

【００６９】係数α＝１／２で特定されるＨＰＦのカッ
トオフ周波数は、ｆsc（サブキャリアの周波数であっ
て、サンプリング周波数の１／４。）近辺と比較的高
く、感度は相対的に低いためノイズをあまり拾わない。
一方、係数α＝７／８で特定されるＨＰＦのカットオフ
周波数は、比較的低いため感度は相対的に高いが、反面
ノイズを拾い易い。また、位相遅れが係数α＝１／２の
場合に比較して格段に大きいので枠外の影響を受け易
い。

【００７０】なお、α＝１／２のＩＩＲ０とＩＩＲ１、
またα＝７／８のＩＩＲ３とＩＩＲ４を夫々分けた理由
は、後で説明する評価値算出法におけるＶ方向（垂直方
向）とＨ方向（水平方向）の相違によるものである。そ
の理由は、Ｈ方向は撮像信号のラインに関して連続的で
あるのに対して、Ｖ方向はフィールド単位の飛び越しラ
インなので離散的であるために空間周波数が比較的低く
なってしまうことにある。従って、同じαを使用してい
ても識別可能なように、使用データ名を別なものにして
いる。

【００７１】ＨIntg方式は、全積分方式で求める水平方
向の評価値算出法である。ＨIntg方式は、評価値ＩＤ
６，ＩＤ７，ＩＤ１２及びＩＤ１３に使用されている。
ＨPeak方式と比較すると、ＨPeak方式が１ライン当たり
１つのピーク値ｈｐ1 〜ｈｐnを求めて、それらを垂直
方向に加算Σ（ｈp1＋…＋ｈpn）をしているのに対し
て、ＨIntg方式では各ラインの全ての輝度信号ｙ1 〜ｙ
n 又はその高周波成分ｈ1〜ｈn を用いて、それらを垂
直方向に加算Σ（ｙ1 ＋…＋ｙn ），Σ（ｈ1 ＋…＋ｈ
n ）している点で相違する。ＨIntg方式には、使用デー
タが高周波成分を使用するＩＩＲ１と、輝度信号Ｙ自体
をそのまま使用するＹとに分類される。

【００７２】ＨIntg方式において使用データとしてＩＩ
Ｒ１を使用する場合は、輝度信号からＩＩＲ１で特定さ
れるＨＰＦによって抜き出された高周波成分を全積分し
ている。評価値ＩＤ６に使用される。従って、図２の評
価値ＩＤ６生成回路は、次の全積分方式水平方向評価値
算出フィルタを有している。図５は、この全積分方式水
平方向評価値算出フィルタの回路構成を示す。このフィ
ルタは、輝度信号生成回路（図２の符号２０１）からの
輝度データＹを出力する加算回路と、輝度データＹから
高周波成分だけ抜き出すＨＰＦ５０２と、絶対値処理回
路５０３と、絶対値化高周波成分に水平方向枠制御信号
を乗算する乗算回路５０４と、絶対値化高周波成分を枠
内の全てのラインについて加算する水平方向加算回路５
０５と、垂直方向の枠制御信号に基づき枠内の全てのラ
インの絶対値化高周波成分加算値を垂直方向に積分する
垂直方向積分回路５０６とを有する。

【００７３】図３ＡのＨPeak方式の水平方向評価値算出
フィルタと比較すると、全積分方式水平方向評価値算出
フィルタは、水平方向枠信号乗算回路５０４までは同じ
であるが、水平方向加算回路５０５で乗算後の水平方向
データを全て加算し、その後、垂直方向積分回路５０６
で枠内の全てのラインを垂直方向に積分する点で異なっ
ている。従って、ＨIntg方式は、ＨPeak方式よりも評価
値の値は相対的に高く、低コントラスト被写体に対して
は有効であるが、反面、偽山も発生しやすい欠点も有す
る。そこで、本実施例のＡＦでは、ＨPeak方式とＨIntg
方式を適時の使い分けるのであるが、ＨPeak方式とＨIn
tg方式の使い分けに関しては、後で説明する。

【００７４】ＨIntg方式において使用データとして輝度
データＹを使用する場合は、輝度データＹを水平方向に
全て加算し、設定された評価枠内で全積分している。こ
の場合の評価値は輝度加算値とも称される。評価値ＩＤ
７，ＩＤ１２及びＩＤ１３に使用される。輝度加算値
は、図５の全積分方式水平方向評価値算出フィルタから
ＨＰＦ５０２を取り外した輝度加算値算出フィルタ回路
で得られる。

【００７５】輝度加算値は、高周波成分を抜き出してい
ないので、ボケ現象と直接的に関係する高周波成分を利
用する本来の評価値、即ちＨPeak方式，ＩＩＲを使用す
るＨIntg方式及び次に説明するＶIntg方式の評価値とは
異なっている。実際、被写体に揺れ，外乱（ノイズ）等
がなく被写体が評価枠内に出たり入ったりしない場合
は、輝度加算値は、映像がＪＰ状態の時でもボケ状態の
時でも、ほとんど同じ値となる。しかし、被写体に揺
れ，外乱等が生じて枠内に乱入すると、輝度加算値は大
きく変化する。そこで、輝度加算値は、このような性質
を利用して、主に外乱，揺れ等の監視に用いる評価値と
して有効である。このように、輝度加算値は、ＡＦでＪ
Ｐを追い込む際に補助的であるが有効な役割を果たすの
で、本実施例では評価値として取り扱っている。

【００７６】ＶIntg方式は、全積分方式の垂直方向評価
値算出法である。評価値ＩＤ４及びＩＤ５に使用され
る。従って、図２のこれらの評価値生成回路は、次に説
明する垂直方向評価値算出フィルタを有している。ＨPe
ak方式及びＨIntg方式はいずれも、水平方向に加算して
評価値を生成しているのに対して、ＶIntg方式は高周波
成分を垂直方向に加算して生成された評価値である。例
えば画面の上半分が白色で下半分が黒色の映像，水平線
の映像等シーンによっては垂直方向の高周波成分のみ有
り垂直方向の高周波成分が無い場合は、ＨPeak方式水平
方向評価値は有効に機能しない。そこで、ＶIntg方式の
評価値は、このようなシーンにもＡＦが有効に機能する
ように定めている。

【００７７】一般に、高周波成分を垂直方向に加算しよ
うとすると、高周波成分のデータを一旦ラインメモリ又
はフレームメモリに記憶して、その読み出し順序を工夫
することが必要であり、その回路構成が大規模且つ複雑
となる。しかし、ここで定義したＶIntg方式は、そのよ
うな回路構成を必要としない簡易的なオリジナルな構成
により、垂直方向評価値を得ている。

【００７８】図６Ａは、垂直方向評価値算出フィルタの
回路構成を示す図である。垂直方向評価値算出フィルタ
は、垂直方向評価値算出フィルタ６０１と、ＩＩＲ型Ｈ
ＰＦ６０３と、絶対値回路６０４と、積分回路６０５と
を有する。

【００７９】垂直方向評価値算出フィルタ６０１は、輝
度信号生成回路（図２の符号２０１）からの輝度データ
Ｙの各ラインの評価枠内中心部にある６４画素の平均値
（合計値でも同じ。）を算出し、１Ｈに１回出力する。
ここで、中心部の６４画素としたのは、評価枠周辺部の
ノイズを除去するためである。ここでは、単に６４画素
分だけ逐次蓄積して最終的に１つの合計値を出力してい
るため、ラインメモリ又はフレームメモリ等のメモリ装
置を必要としない簡易な構成となっている。次に、これ
を、ライン周波数で同期を取ってＨＰＦ６０３により高
周波成分を抜き出している。この中心部の高周波成分
は、絶対値回路６０４で絶対値化高周波データとされ、
積分回路６０５で枠内の全てのラインに関して全積分し
ている。

【００８０】垂直方向評価値は水平線のシーンのような
水平方向の変化がない映像で特に有効である。反対に、
水平方向の変化がある映像の場合には、これがノイズと
なり評価値の有効性は低下する。

【００８１】Ｓatul方式は、枠内の飽和した（具体的に
は、輝度レベルが所定量以上の）輝度データＹの個数を
求める算出法である。評価値ＩＤ８に使用され、評価値
ＩＤ８は飽和輝度数とも称する。従って、図２のこれら
のＩＤ８評価値生成回路は、次に説明する飽和輝度数算
出回路を有している。飽和輝度数は、飽和輝度数が多い
場合には偽山が発生することが多く、偽山発生に対して
はＡＦとして特別の処理を必要とするため、高い確率で
偽山が出現する状況を検出するための評価値として定義
している。

【００８２】図６Ｂに、飽和輝度数算出回路の一例を示
す。この飽和輝度数算出回路は、輝度データＹと閾値α
とを比較して、輝度データＹが閾値α以上（飽和輝度）
のとき「１」を出力する比較器６０６と、この比較器の
出力，水平・垂直枠制御信号及び１画素クロックを表す
クロック信号ＣＬＫを入力するＡＮＤ回路６０７と、こ
のＡＮＤ回路の出力をクロック入力端子に入力し、１垂
直期間を表すＶＤ信号をセット端子に入力して、１フィ
ールド分の飽和輝度データの個数を係数するカウンタ６
０８とを有している。次に、各評価値について個別的に
説明する。

【００８３】次に、個別評価値に関して説明する。 (1) ＩＤ０（ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨPeak） 評価値ＩＤ０は、本実施例のＡＦにおいて最も基本とな
る評価値であり、基本評価値とも称する。本実施例のＡ
Ｆは、評価値ＩＤ０の増減を優先的に判断して、実行し
ている。評価値ＩＤ０は、ＩＩＲ１で特定されるＨＰＦ
のカットオフ周波数がｆsc（サブキャリアの周波数であ
って、サンプリング周波数の１／４。）近辺と比較的高
く、評価値ピークがＪＰと一致する確率が高い。

【００８４】これに対して、評価値ＩＤ３（ＩＩＲ４―
Ｗ１―ＨPeak）は、ＩＩＲ４で特定されるのＨＰＦのカ
ットオフ周波数が比較的低いため感度が相対的に高く、
評価枠外の要因等に影響され易く、評価値ピークがＪＰ
と重ならない場合が生じ、その結果、ＪＰの追い込みに
間違いが生じる危険性がある。

【００８５】反対に、評価値ＩＤ０は、感度が相対的に
低いため他の評価値に比べて偽山が発生することが少な
いが、少しのボケ状態でもノイズレベルに対してＪＰの
所在が不明となり、有意な値が得られなくなる欠点も有
する。

【００８６】この評価値を生成する回路構成は図３Ａの
水平方向評価値算出フィルタによる。図３Ｂに示すＨＰ
Ｆの係数αは１／２である。枠の大きさは、基本サイズ
の評価枠Ｗ１（１１６×６０）で、画面サイズの約１／
６．６となっている。評価枠Ｗ１は、民生用ビデオカメ
ラのＡＦに使用される評価枠に比べて相対的に小さな枠
サイズである。民生用ビデオカメラに比較して小さい枠
サイズを選定したのは、狙った目標被写体にきっちりフ
ォーカスさせるためである。反面、枠サイズを小さくす
ると手ぶれ、被写体の揺れ等により評価値が変動し易く
なり、ＡＦは一層困難になる。このため、評価値ＩＤ０
では、評価枠Ｗ１を固定的に使用するのではなく、後で
述べる偽山判定，飽和輝度判定における一定の条件下
で、線分比で２倍，３倍に拡大した別の評価枠に拡大変
更して使用できる工夫も凝らしている。詳細については
後述する。

【００８７】(2) ＩＤ１（ＩＩＲ１―Ｗ２―ＨPeak） 評価値ＩＤ０（ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨPeak）に比較して、
評価値ＩＤ１は、水平方向だけが僅かに小さいサイズの
評価枠Ｗ２（９６×６０）で生成されている。ＩＤ１
は、ＩＤ０に対して枠サイズが若干小さいだけで他の条
件は全て等しいので、評価値曲線の挙動は略同じだが、
ＩＤＯとの水平方向枠サイズの差を利用して、後で述べ
る「偽山判定」を行なうために設けている。

【００８８】(3) ＩＤ２（ＩＩＲ４―Ｗ１―ＨPeak） ＩＤ０（ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨPeak）と比較して、ＩＤ２
は、評価値生成におけるＨＰＦのカットオフ周波数が１
／８となっており、低い周波数成分まで評価値生成に寄
与しているので相対的に感度が高い性質を有する。枠サ
イズに関してはＩＤ０と同じ基本枠サイズＷ１であるの
で、ＩＤ０に比較してボケ状態でも有意な値をとるが、
ＨＰＦの位相遅れがＩＤ０に比較して格段に大きいので
枠外の影響を受け易く偽山が発生しやすいという欠点も
ある。

【００８９】図８に評価値ＩＤ０及び評価値ＩＤ２の傾
向を示す。評価値ＩＤ０曲線はカットオフ周波数が比較
的高い高周波成分しか寄与しないので、シャープな形状
となっている。

【００９０】(4) ＩＤ３（ＩＩＲ４―Ｗ３―ＨPeak） ＩＤ２（ＩＩＲ４―Ｗ１―ＨPeak）と比較して、評価値
ＩＤ３は、枠サイズが異なり縦横共に線分比２倍の評価
枠Ｗ３（２３２×１２０）を使用しているので、その分
だけライン数が多くなり、評価値は相対的に高くなる。
後で説明する「ウォブリング方向判定」，「逆送判定」
及び「チェックダウン判定」に用いる。

【００９１】(5) ＩＤ４（ＩＩＲ０―Ｗ１―ＶIntg） 評価値ＩＤ４は、垂直方向の高周波成分を求める評価値
である。ＩＩＲ型ＨＰＦのフィードバック係数はＩＩＲ
１と同じα＝１／２だが、フィールド単位の飛び越しラ
インなので、空間周波数で考えるとＩＩＲ１よりも低
い。枠サイズはＩＤ０と同じ基本枠サイズＷ１である。
評価値ＩＤ４は、映像に水平方向高周波成分がなく垂直
方向高周波成分がある場合には、被写体のボケ現象と相
関をもつ評価値となるが、反面、水平方向成分が増えて
くると偽山を発生し易くなる性質を有する。

【００９２】(6) ＩＤ５（ＩＩＲ３―Ｗ３―ＶIntg） 評価値ＩＤ５は、ＩＤ４（ＩＩＲ０―Ｗ１―ＶIntg）と
同様の垂直方向の評価値である。但し、本願出願時点で
はこの評価値は用いていない。使用データＩＩＲ３は、
ＩＩＲ型ＨＰＦのフィードバック係数αはＩＩＲ４と同
じα＝７／８だが、フィールド単位の飛び越しラインな
ので空間周波数で考えるとＩＩＲ４よりも低い。枠サイ
ズはＩＤ２と同じ評価枠Ｗ３である。

【００９３】(7) ＩＤ６（ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨIntg） 評価値ＩＤ６は、ＨＰＦに関してはＩＤ０（ＩＩＲ１―
Ｗ１―ＨPeak）と同じだが、この評価値は絶対値処理後
の全てのデータをＨ方向及びＶ方向共に全積分している
ため、評価値の感度が高い。従って、ＩＤ６は、暗いシ
ーンに対して有効である。しかし、評価値の感度が高い
ためノイズを拾いやすく、極端に暗いシーンになると発
生するノイズも全部加算するために偽山が発生しやすい
欠点もある。評価値ＩＤ６は、主に低コントラストの被
写体用に用意している。

【００９４】(8) ＩＤ７（Ｙ―Ｗ１―ＨIntg） 評価値ＩＤ７は、枠内の輝度データＹを単純に合計した
値であり、輝度加算値とも呼ぶ。枠サイズは基本枠サイ
ズＷ１である。被写体が静止していれば、フォーカスが
変化しても輝度加算値はあまり変化しないので、被写体
のボケ状態判断に用いることはない。しかし、輝度加算
値は、被写体の揺れ状態、外乱の枠内への侵入があると
大きく変化する性質を有するので、これらの監視用に用
いる。

【００９５】(9) ＩＤ８（Ｙ―Ｗ１―Ｓatul） 評価値ＩＤ８は、ＣＰＵが設定する所定の輝度レベルよ
りも大きい輝度をもつ画素の数である。ＩＤ８を飽和輝
度数とも呼ぶ。この所定の輝度レベルは、ＣＰＵによっ
て設定され、略最大輝度レベルに近い値が設定される。
枠サイズは基本枠サイズＷ１である。飽和輝度数が大き
い場合には、偽山が発生することが多い。ＡＦソフトで
は、この飽和輝度数ＩＤ８を監視し、所定数を越えたら
特別の処理に切り替えてフォーカスをＪＰに追い込んで
いる。

【００９６】(10)ＩＤ９（ＩＩＲ１―Ｗ３―ＨPeak） 評価値ＩＤ９は、ＩＤ０（ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨPeak）と
比較して、枠サイズのみ異なり、線分比２倍に拡大した
ものを使用する。枠サイズは評価枠Ｗ３（２３２×１２
０）である。「揺れ判定」，「偽山判定」及び「保険モ
ード」時のピーク判定に用いる。

【００９７】(11)ＩＤ１０（ＩＩＲ１―Ｗ４―ＨPeak） 評価値ＩＤ１０は、ＩＤ９（ＩＩＲ１―Ｗ３―ＨPeak）
に比較して、水平方向が僅かに小さいサイズの評価枠Ｗ
４（１９２×１２０）で生成されている。枠サイズに関
して、ＩＤ１０のＩＤ９に対する関係は、ＩＤ１のＩＤ
０に対する関係と同様である。「偽山判定」及び「保険
モード」時のピーク判定に用いる。

【００９８】(12)ＩＤ１１（ＩＩＲ１―Ｗ５―ＨPeak） 評価値ＩＤ１１は、ＩＤ０（ＩＩＲ１―Ｗ１―ＨPeak）
に比較して、枠サイズのみを線分比で横ほぼ５倍，縦３
倍に拡大した評価値である。枠サイズは最大の評価枠Ｗ
５サイズである。評価値ＩＤ１０と同様に、「揺れ判
定」，「偽山判定」及び「保険モード」時のピーク判定
に用いる。

【００９９】(13)ＩＤ１２（Ｙ―Ｗ３―ＨIntg） 評価値ＩＤ１２は、ＩＤ７（Ｙ―Ｗ１―ＨIntg）に比較
して、枠サイズのみを線分比で横縦共に２倍に拡大した
評価値である。。枠サイズは評価枠Ｗ３（２３２×１２
０）である。被写体の揺れ状態及び外乱の枠内への侵入
の判断に用いる。

【０１００】(14)ＩＤ１３（Ｙ―Ｗ５―ＨIntg） 評価値ＩＤ１３は、ＩＤ７（Ｙ―Ｗ１―ＨIntg）に比較
して、枠サイズのみを線分比で横ほぼ５倍，縦３倍に拡
大した評価値である。枠サイズは最大の評価枠Ｗ５であ
る。評価値ＩＤ１２と同様に、被写体の揺れ状態、外乱
の枠内への侵入の判断に用いる。

【０１０１】(15)各評価値の関係 各評価値は、使用データにより輝度データＹから抜き取
った水平方向高周波成分を使用するＨPeak（ＨIntg）
と、輝度データＹを全部使用するＹと、水平方向データ
の中央部をの高周波成分を全部使用して垂直方向に積分
するＶIntgとに大別される。

【０１０２】ＨPeakに関しては、図９Ａに示すように、
基本評価値ＩＤ０に対して、評価枠を面積比４倍に拡大
したＩＤ９と、面積比ほぼ１５倍に拡大したＩＤ１１が
あり、また、ＩＤＯに対して水平方向が若干狭いＩＤ１
と、ＩＤ９に対して水平方向が若干狭いＩＤ１０とが用
意されている。更に、基本評価値ＩＤ０に対してＨＰＦ
のカットオフ周波数が低い（感度が高い）ＩＤ２と、Ｉ
Ｄ９に対してＨＰＦのカットオフ周波数が低いＩＤ３が
用意されている。更に、特別に、基本評価値ＩＤ０と異
なり、全積分ＨIntgするＩＤ６がある。

【０１０３】Ｙに関しては、図９Ｂに示すように、輝度
加算値ＩＤ７と、評価枠を面積比４倍に拡大したＩＤ１
２と、面積比ほぼ１５倍に拡大したＩＤ１３とがある。
ＶIntgに関しては、図９Ｃに示すように、ＩＤ４と、評
価枠を拡大しカットオフ周波数も低いＩＤ５が用意され
ている。その他にＩＤ８が有る。

【０１０４】次に、ビデオカメラの動作を、図１０〜図
３８を用いて説明する。 ３．ＡＦアルゴリズム ３．１ 全体フローチャート 今回開発したＡＦ機構は、ワンショットタイプを採用す
るとの思想で開発されている。ＡＦスイッチ（図１の符
号１１５）がプッシュされたら起動し（ＡＦスター
ト）、フォーカスをＪＰに追い込んだら動作を終了する
「ワンショットタイプＡＦ」の仕様となっている。即
ち、一旦ＡＦ作動スイッチが押されてフォーカスがＪＰ
状態になったレンズは、次にＡＦ作動スイッチが押され
るまで不動状態となる。これは、放映中にフォーカスが
変動する場合の危険性を回避するためである。

【０１０５】実際の放送局スタジオ又は各種イベントに
おける多くの撮影では、複数台のビデオカメラが用意さ
れ、適時切り替えて放映する。従って、特定のカメラと
被写体間の距離はほとんどの場合に一定であり、ワンシ
ョットタイプＡＦは、このような映像に適したモードで
ある。反面、屋外で遠方からこちらに向かって疾走する
列車を撮影するような連続的にカメラとの距離が変化し
ている被写体の撮影に関しては適していない。

【０１０６】図１０に本ＡＦソフトのフローチャートを
示す。本ＡＦソフトは、概して、揺れ判定ステージ、Ｗ
ＯＢステージ、山登りステージ、の３ステージから構成
されている。揺れ判定ステージでは、被写体の揺れを判
定し、それに応じたモードの設定を行なう。ＷＯＢステ
ージでは、ウォブリングレンズのみ動かしてウォブリン
グ処理を行ない、フォーカスレンズが進むべきの初期方
向を決める。ウォブリング処理終了時点までは、フォー
カスレンズは不動である。山登りステージでは、実際に
フォーカスレンズを移動して、それに伴う評価値の増減
を判断してフォーカスをＪＰに追い込む処理を行なう。
このＡＦフローチャートでは、通常、山登りループを１
フィールドで１回の割合で何回か周回しながら評価値ピ
ークを検出し、ＪＰに追い込んでいる。

【０１０７】なお、上記ＡＦフローとは別に毎フィール
ドのデータ処理として、次のデータを所定のループバッ
ファメモリ（３２フィールド分）へ順次更新して記録し
ている。ループバッファに格納されたデータは、ＡＦソ
フトの各種処理、判定に使用される。 (a) 評価値１４種の生データ (b)(a)の各評価値データ各々の３フィールドの移動平均
をとったもの（１４種） (c) レンズ位置 (d) アイリス値及びフォーカス値（１フィールドづつ交
互に記憶）

【０１０８】以下、図１０のＡＦフローのステップに順
番に説明する。

【０１０９】３．２ 揺れ判定（レンズ静止時） レンズに取付けられたスタートスイッチが押されると、
ＡＦ装置が動作開始する。ステップＳ１００１で、レン
ズ静止の時の揺れ判定、即ち、揺れの有無を判定する。
「揺れ」とは、カメラと被写体の相対的な動きである。
この揺れ判定には、ＡＦスイッチが押されてから所定期
間経過するまでの評価値データは、揺れ判定のための計
算には寄与させない特徴を有する。

【０１１０】図１１は、カメラをパンさせて停止し、Ａ
ＦのスイッチをＯＮしたときの評価値の変動を示したも
のである。この揺れ判定では、評価値に対するパン及び
スイッチＯＮによる影響を排除するように揺れ判定期間
を定めている。図１１に示すように、パンによる評価値
が変動する期間１１０５の後、ＡＦ機構のスイッチオン
（ＳＷ ＯＮ）１１０１してから２０フィールド経過後
まで期間を、直後の８フィールドの期間を除き、揺れ判
定期間（９〜２０フィールドの１２フィールド間）１１
０３として定め、この期間の評価値データを用いて揺れ
の状態を判定する。

【０１１１】直後の８フィールド（１１０４）を除外し
ているのは、スイッチプッシュ時のカメラぶれの影響を
とり除くためである。このように、揺れ判定期間１１０
３を設定することにより、スイッチＯＮによる影響の無
い評価値が得られる。なお、「パン」（ｐａｎ，ｐａｎ
ｎｉｎｇ）」とは、カメラワークの一種で、カメラを左
右に移動しながら撮影することである。代表的なパンと
して、フォローパンとサーベイングパン等がある。カー
レースでスピードを出している自動車が止まっているよ
うに見えるが、背景が横に流れている映像は、自動車の
スピードに合わせてカメラをフォローパンした結果であ
る。

【０１１２】揺れ判定の結果、揺れが有ればステップＳ
１００２に進み「揺れモード設定」をする。揺れモード
が設定されると、後で説明するようにフォーカスレンズ
の動かす速度及びウォブリングレンズの動作を変えてい
る。この段階までは、ウォブリングレンズ及びフォーカ
スレンズは不動である。

【０１１３】ここで、各評価値の値はｅで表示し、特に
評価値ＩＤｉの値をｅ［ｉ］と表記する。また、現フィ
ールドの評価値をｅ0 、ｊフィールド前の評価値をｅj
、と表記する。従って、例えば、ｅ2 ［０］は評価値
ＩＤ０の２フィールド前の値を意味するものとする。ま
た、これから説明するようにＡＦの各段階で、各評価値
の値ｅ［ｉ］は所定の閾値によって様々に判断される
が、その閾値をｔｈとし、特に評価値ＩＤｉの閾値をｔ
ｈ［ｉ］と表記する。また、閾値が複数個ある場合、第
１の閾値をｔｈ1 ［ｉ］とし、第２の閾値をｔｈ2
［ｉ］とする。

【０１１４】なお、本実施例においては、各閾値及びそ
の他の判定基準に関して可能な限り具体的数値を挙げて
説明するが、これらの数値は例示でありこれに限定され
るものではない。発明の本質は、特定の性質を有する評
価値に対して、閾値又はその他の判定基準を設けて各段
階のフォーカス状態又はこれに関連する事象を判断して
いるところにあることを承知されたい。

【０１１５】揺れの判定は、評価値ＩＤ０の正規化差分
値及び評価値ＩＤ７（輝度加算値）の正規化差分値を用
いる。評価値ＩＤ０の正規化差分値〔％〕は、現在フィ
ールドの値ｅ0 ［０］、その２フィールド前の値ｅ2
［０］を用いて、 ５０×｜ｅ0 ［０］−ｅ2 ［０］｜／ｅ0 ［０］ で定義する。同様に、評価値ＩＤ７の正規化差分値
〔％〕は、現在フィールドでの値ｅ0 ［７］、その２フ
ィールド前の値ｅ2 ［７］を用いて、 ５０×｜ｅ0 ［７］−ｅ2 ［７］｜／ｅ0 ［７］ で定義する。

【０１１６】正規化差分値は１フィールド当たりの評価
値の変化の割合を意味している。ここで、現在フィール
ドの評価値と２フィールド前の評価値とを比較している
のは、ｏｄｄフィールドとｅｖｅｎフィールドの相違に
よる評価値変動の影響を除去するために、２フィールド
間隔としてｏｄｄ又はｅｖｅｎフィールドの一方だけを
使用するからである。また、百分率であるに拘わらず、
５０倍しているのも同様の理由による。

【０１１７】また、実際に試作したＡＦ装置では、更
に、ｅ0 ［０］，ｅ2 ［０］，ｅ0 ［７］，ｅ2 ［７］
の各々は、３フィールドの移動平均値を採用している。
これは、室内の蛍光灯が５０Ｈｚで点滅し、一方、カメ
ラが６０Ｈｚで動作するため、蛍光灯のフリッカが２０
Ｈｚとなり、この影響を排除するためである。同様に、
これから説明する各評価値の値ｅは、特に断らない限
り、いずれも３フィールドの平均値をとっているため、
蛍光灯のフリッカの影響は無いものと承知されたい。

【０１１８】ループバッファに格納した、揺れ判定期間
の１２フィールドにわたる評価値ＩＤ０を用いて正規化
差分値を計算し、各正規化差分値の中で最大値を最大正
規化差分値（以下、「ndiff ｅ［０］」とする。）と
し、揺れの判定を実行する。

【０１１９】しかし、評価値ＩＤ０の値が低い場合に
は、定常的に存在するノイズ変動により被写体に揺れが
なくとも「ndiff ｅ［０］」が大きな値となり、揺れ判
定の閾値を越えてしまうことがある。

【０１２０】そこで、評価値ＩＤ０の値が低い場合に
は、代わりに輝度加算値ＩＤ７を用いて１２フィールド
の各正規化差分値を計算し、それらの最大値から最大正
規化差分値「ndiff ｅ［７］」を作成し、それを用いて
揺れ判定を行なっている。全ての場合に評価値ＩＤ０の
最大正規化差分値「ndiff ｅ［０］」を用いないのは、
評価値ＩＤ０が或る閾値以下であれば、「ndiff ｅ
［７］」の方が被写体の揺れに対応していると考えるか
らである。揺れ判定の具体的基準を以下に示す。

【０１２１】評価値ＩＤ０の平均値（揺れ判定期間１２
フィールドの平均値）が２００以上なら、 ndiff ｅ［０］〈 3％ → 静止モード ndiff ｅ［０］≧ 3％ → 揺れモード１ ndiff ｅ［０］≧30％ → 揺れモード２ とする。

【０１２２】評価値ＩＤ０の平均値が２００未満なら、 ndiff ｅ［７］〈 7％ → 静止モード ndiff ｅ［７］≧ 7％ → 揺れモード１ ndiff ｅ［７］≧12.5％→ 揺れモード２ とする。

【０１２３】揺れ判定の手順及び判定基準値は、多数の
被写体を撮影して決定した。当初、出来れば全て評価値
ＩＤ０で揺れ判定を行いたかったが、輝度加算値ＩＤ７
をも使用したにのは、輝度が低くてノイズに近いような
シーンの場合（２００未満）には、ＩＤ７に基づく「nd
iff ｅ［７］」を使用した方が好ましい結果が得られた
からである。ここで、基準値として、評価値ＩＤ０の平
均値が２００以上又は未満で分けたこと、３％，３０
％，７％，１２．５％の各閾値を採用したことは、多数
の被写体を撮影して実験的に決定した。

【０１２４】尚、画面が大ボケ状態の場合には画面は均
一に近くなるので、たとえ被写体が揺れていたとしても
その検出は出来にくくなる。従って、ＡＦ動作を大ボケ
状態からスタートすると、この揺れ判定では揺れの有無
に係わらずに「静止モード」と判定してしまう。そこ
で、後で述べるフォーカスレンズが移動する山登りステ
ージにおいても評価値が有意な大きさになったら、揺れ
判定（Ｓ１０１４）を再度行なっている。

【０１２５】次のステップＳ１００３の「ロングフィル
タ判定」及びＳ１００４の「ロングフィルタ処理」に関
しては、説明の都合上最後に説明する。

【０１２６】３. ３ ウォブリング ステップＳ１００５でウォブリング（以下、「ＷＯＢ」
と略す。）が可能か否かを判断し、可能ならばＷＯＢ動
作（Ｓ１００６）に進み、そうでないならば直接山登り
ステージに進む。

【０１２７】先ず、ＷＯＢの有用性について説明する。
ＡＦが要求されたら、直ちにフォーカスレンズを動かす
方法も考えられる。一般に、ＷＯＢレンズは、フォーカ
スレンズと比較して質量が小さいため、比較的短い時間
でフォーカスを焦点深度程度移動することができる。も
ちろんフォーカスレンズでフォーカスを焦点深度相当移
動することもできるが、ＷＯＢレンズよりも長い時間を
要する。更に、焦点深度が深いレンズ撮影条件（アイリ
スが閉じ気味、テレ端）では、ＣＣＤから相対的に遠い
フォーカスレンズは一層大きく動かす必要がある。

【０１２８】ここで「テレ端」とは拡大状態をいい、極
端に狭い範囲でピントが合っている状態をいい、ＦＡＲ
からＮＥＡＲまで評価値が極端に変化する。反対に、
「ワイド端」とは、ズームアップ状態をいい、ワイド端
では広範囲でピントが合っている。そのため、Ｆａｒか
らＮｅａｒまで評価値が変化しない。テレ端の傾向が高
まるにつれ、ＷＯＢは有効となる。

【０１２９】フォーカスレンズを進むべき方向が分から
ないままに移動させ、それが評価値低下の方向であるこ
とが判明した場合には、フォーカスレンズは移動方向を
反転する応答特性が悪く、集束時間が長くかかってしま
う。このような、ぼける方向に進み、その後反転してＪ
Ｐ方向に進む動作は、画面の見栄えが良くなく、進むべ
き方向が分からないままに移動させた場合に発生する確
率は厳密には言えないが半分の確率といってよい。ま
た、ＷＯＢでは、フォーカスレンズを移動する方法に比
較して、画面の変化がほとんど分からずに行えるので、
フォーカスの状態（ジャストピン，小ボケ又は大ボケ）
及び評価値の変化する方向、即ちフォーカスレンズの進
むべき方向が正確にわかるならば、ＷＯＢは有用であ
る。

【０１３０】そこで、フォーカスレズが前玉繰り出し方
式のレンズであり、ＷＯＢレンズを別個有する場合に
は、ＷＯＢ可能であるか否かを判断した上で、予めＷＯ
Ｂ動作を行いフォーカスレンズの進む方向を探ってから
フォーカスレンズを動かすこととしている。

【０１３１】ステップＳ１００５でＷＯＢ可能判断の処
理を行う。ＷＯＢ可能判断の処理では、ＷＯＢが有効
（可能）であるか否か、即ちＷＯＢさせるか否かの判定
を行なう。ＷＯＢは常に有効であるわけではない。ＷＯ
Ｂが無効な場合とは、評価値ＩＤ０が所定閾値（例え
ば、２５０）以下の場合、揺れモードの場合、又は
飽和輝度数ＩＤ８が所定量以上ある場合であり、これら
の場合はＷＯＢを実行しない。

【０１３２】評価値ＩＤ０が所定の閾値（例えば、２
５０）以下の場合 評価値ＩＤＯが低い場合、ＪＰ又は大ボケ状態ではＷＯ
Ｂによって評価値の変化が得られないので、フォーカス
レンズの移動方向を決定する方向判定ができない。そこ
で所定の閾値を設けて、それ以下であればＷＯＢを行わ
ない。この閾値の大きさ２５０は種々の被写体を用いて
実験的に決定した。ここで、例えば、カットオフ周波数
が低く枠サイズの大きいＩＤ３等の他の評価値を用いる
ことも検討したが、偽山発生によりフォーカスレンズの
方向判定が誤る場合が多かったので、結局、評価値ＩＤ
０のみ使用して基準としている。

【０１３３】揺れモードの場合 ステップＳ１００１の揺れ判定（レンズ静止時）で揺れ
モード１又は２と判定された場合には、揺れによる評価
値変動が大きくＷＯＢしても方向判定を誤ることが多く
なるので、ＷＯＢは行なわない。

【０１３４】飽和輝度数ＩＤ８が所定量以上ある場合 評価枠内に飽和輝度データが所定量以上ある場合には、
ＷＯＢしても評価値が変動しない傾向にある。飽和して
いる場合には多少ぼかしても、エッジのシャープさが変
化しないためである。

【０１３５】評価値ＩＤ０が所定の閾値以上あり、静止
モードであり、且つ、飽和輝度数ＩＤ８が所定量以下の
場合（〜のいずれにも該当しない場合）には、ＷＯ
Ｂを行うためＷＯＢ動作（Ｓ１００６）に進む。〜
のいずれかに該当した場合、ＷＯＢは有効でないため、
ＷＯＢを行わずに、直接山登りステージに進む。

【０１３６】ステップＳ１００６でＷＯＢ動作を行う。
これは、ＡＦブロック１３７からレンズブロック側ＣＰ
Ｕ１１４に対してＷＯＢレンズ制御指定を与えることに
より行われる（図１参照）。図１２は、ＷＯＢ動作のフ
ローチャートを示したものである。ＷＯＢルーチンが起
動されたら、ステップＳ１２０１で、１４種類の評価値
の値（ｅ0 ［ｉ］，ｉ＝１〜１３）を全て記憶する。ス
テップＳ１２０２で、ＷＯＢレンズを現在位置からＮｅ
ａｒ方向に向け移動して半焦点深度分だけＮｅａｒ方向
に寄った位置にして、評価値が安定した後、ステップＳ
１２０３で１４種類の評価値（ｅnear［ｉ］，ｉ＝１〜
１３）を記憶する。ステップＳ１２０４で、ＷＯＢレン
ズをＦａｒ方向に向け移動し最初の位置から半焦点深度
分だけＦａｒ方向に寄った位置にして、評価値が安定し
た後、ステップＳ１２０５で１４種類の評価値（ｅfar
［ｉ］，ｉ＝０〜１３）を記憶する。

【０１３７】ステップＳ１２０６で、ＷＯＢレンズをニ
ュートラル位置（最初の位置）に戻し、評価値が安定し
た後、ステップＳ１２０７で１４種類の評価値（ｅneut
ral［ｉ］，ｉ＝０〜１３）を記憶する。なお、再度最
初の位置に戻してニュートラル位置とし、１４種類の評
価値をサンプリングしているのは、ｅfar ［ｉ］との間
で行う演算精度を上げるためである。従って、ステップ
Ｓ１２０６を外して、ステップＳ１２０２のｅ0 ［ｉ］
を変わりに用いてもよい。

【０１３８】ここで、Ｆａｒ方向とＮｅａｒ方向につい
て説明する。レンズをＣＣＤから遠ざける方向（即ち、
被写体に近づける方向。）をＮｅａｒ方向という。換言
すれば、近く（Ｎｅａｒ）にある被写体に対しＪＰにな
るように移動する方向をＮｅａｒ方向という。Ｆａｒ方
向は、Ｎｅａｒ方向の反対方向である。また、Ｎｅａｒ
端とＦａｒ端については、ＪＰ可能な最接近距離にある
被写体がＪＰ状態にあるレンズ位置をＮｅａｒ端にある
といい、無限遠にある被写体がＪＰ状態にあるレンズ位
置をＦａｒ端にあるという。

【０１３９】なお、ＷＯＢ動作のタイムチャートを図１
３に示す。図１３においてｗtimeは、ＷＯＢレンズの移
動時間と移動平均フィルタの位相遅れ時間（１フィール
ド）を足したものである。 ｗtimeは、アイリス値Ｆによって異なった値にしてい
る。ＷＯＢレンズを半焦点深度分動かすには、アイリス
が絞られればそれだけ時間がかかるためである。

【０１４０】なお、ステップＳ１２０２のＮｅａｒ側へ
の移動とステップＳ１２０４のＦａｒ側への移動は、ど
ちらを先に実行してもよい。

【０１４１】このようにして記憶した評価値ｅ0
［ｉ］，ｅfar ［ｉ］，ｅnear［ｉ］，ｅneutral
［ｉ］，（ｉ＝０〜１３）を用いてフォーカスの状態を
判断するステップＳ１２０８の方向判定処理に進む。こ
の方向判定処理の詳細なフローを図１２Ｂに示す。

【０１４２】図１２Ｂに示す方向判定処理のフローは、
第１段階判定と第２段階判定からなる。最初に、カット
オフ周波数の比較的高い使用データＩＩＲ１の評価値を
用いて第１段階判定を実行して方向判定し、ここで方向
が分からなかった場合に、方向判定に寄与する評価値を
変更して、カットオフ周波数の比較的低い使用データＩ
ＩＲ４方式の評価値を用いて第２段階判定を続行する。
方向判定としては、第１段階判定がメインである。第１
段階判定では、ジャストピン（ＪＰ）判定（Ｓ１２０
９）、Ｎｅａｒ判定（Ｓ１２１１）、Ｆａｒ判定（Ｓ１
２１３）の順に、各判定処理を実行する。

【０１４３】ステップＳ１２０９で、フォーカスがＪＰ
であるか否かのＪＰ判定を行う。ＪＰとは、フォーカス
がＪＰ位置から半焦点深度（焦点深度の半分）以内のず
れであることを意味する。ＪＰ判定でＪＰと判定された
ら既にフォーカスは合っておりＡＦの必要はないので、
ステップＳ１２１０で、移動方向は無し（ジャスト），
モードはノーマルと設定して、ＷＯＢルーチンを終了す
る。ＪＰでないと判定されたら、Ｓ１２１１のＮｅａｒ
判定に進む。

【０１４４】ステップＳ１２１２で、評価値の上昇する
方向がＮｅａｒ方向であるか否かのＮｅａｒ判定を行
う。Ｎｅａｒ判定でＮｅａｒと判定されたら、ステップ
Ｓ１２１２で移動方向はＮｅａｒ，モードはノーマルと
設定して、ＷＯＢルーチンを終了する。Ｎｅａｒでない
と判定されたら、ステップＳ１２１３のＦａｒ判定に進
む。

【０１４５】ステップＳ１２１３で、評価値の上昇する
方向がＦａｒ方向であるか否かのＦａｒ判定を行う。Ｆ
ａｒ判定でＦａｒと判定されたら、ステップＳ１２１４
で移動方向はＦａｒ，モードはノーマルと設定して、Ｗ
ＯＢルーチンを終了する。Ｆａｒでないと判定された
ら、第１段階判定を終了し、ステップＳ１２１５の評価
値の重み変更処理に進む。

【０１４６】なお、ステップＳ１２１１のＮｅａｒ判定
とステップＳ１２１３のＦａｒ判定は、どちらを先に実
行してもよい。

【０１４７】第１段階判定でＪＰ，Ｎｅａｒ，Ｆａｒの
いずれとも判定されなく、フォーカスレンズの移動方向
が分からなかった場合には、ステップＳ１２１５で評価
値の重み付けを変更して、第２段階判定に進む。「評価
値の重み」とは、Ｎｅａｒ判定、Ｆａｒ判定で行なって
いるファジーフィルタ型シナプス処理（図１９参照）の
各入力に対する重みである。

【０１４８】第２段階判定では、ステップＳ１２１６
で、再度Ｎｅａｒ判定を行なっている。Ｎｅａｒ判定で
Ｎｅａｒと判定されたら、ステップＳ１２１７で移動方
向はＮｅａｒと暫定的に決定し、モードはフラットと設
定して、ＷＯＢルーチンを終了する。Ｎｅａｒでないと
判定されたら、Ｆａｒ判定を行わずにステップＳ１２１
８に進み、移動方向はＦａｒと暫定的に決定し、モード
はフラットと設定して、ＷＯＢルーチンを終了する。即
ち、Ｎｅａｒ判定でＮｅａｒと判定された場合を除い
て、全てＦａｒとしている。これは、実際にカメラを使
用する場合、被写体としては数ｍ以上離れていることが
多いので、方向が分からないときにはＦａｒに向かえば
それがＪＰに近づく方向である可能性が高いと考えたか
らである。以上により、ＷＯＢ動作を終了して、ＪＰ判
定（Ｓ１００７）に進む。

【０１４９】第１段階判定後、第２段階判定で評価値の
重みを変更して再度同様の判定を行なう理由は、以下の
とおりである。第１段階判定では、実際には評価値の重
みを、 Ｗ［ ］＝｛10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0｝ 但し、｛｝内の各数字は、評価値ＩＤ０〜ＩＤ１３の夫
々の評価の重みとし、カットオフ周波数の比較的高い使
用データＩＩＲ１の評価値ＩＤ０のみを判定に寄与させ
ている。第１段階判定で評価値ＩＤ０のみに絞って判定
しているのは、方向判定を誤るとＡＦ動作に支障が生じ
るため、ＪＰ，Ｎｅａｒ，Ｆａｒの各判定における誤判
定を極力減らすためである。

【０１５０】第１段階判定でＪＰ，Ｎｅａｒ又はＦａｒ
のいずれとも判定されない場合には、フォーカスレンズ
の進むべき方向判定ができない、即ち、大ボケであると
判定する。この場合には、フォーカスをＮｅａｒに動か
すか、又はＦａｒに動かすかは明確な理由をもって決定
できない。そこで、ステップＳ１２１５で、感度を多少
あげるため評価値の重みを変更して、第２段階判定に進
むこととしている。重みは Ｗ［ ］＝｛5,10,20,20,0,0,10,0,0,5,10,5,0,0｝ のように変更する。この重み付けは、カットオフ周波数
の比較的低い使用データＩＩＲ４のＩＤ２（ＩＩＲ４-
Ｗ１- ＨPeak）及び更に枠サイズが異なるＩＤ３（ＩＩ
Ｒ４- Ｗ３- ＨPeak）に重みを置いている。

【０１５１】このように、第１段階判定は、誤判定の確
率は低いが評価値の感度が相対的に低く少しのボケ状態
でも有為な値が得られない。第２段階判定は、感度がよ
い反面、偽山が発生しやすく誤判定を生じやすい。ここ
で、第１段階判定のカットオフ周波数の比較的高い使用
データＩＩＲ１の評価値ＩＤ０と、カットオフ周波数の
比較的低い使用データＩＩＲ４の評価値ＩＤ２又はＩＤ
３とを、両者を加算して方向判定することも考えられ
る。しかし、この場合でも、後者の偽山が発生しやすく
誤判定を生じやすいことが分かった。そこで、本実施例
では先ず第１段階判定を優先させ、ここで方向判定でき
ない場合のみ第２段階判定でバックアップすることによ
り、ＷＯＢの誤判定の確率を低く押さえたまま、ＷＯＢ
の感度を上げることができた。

【０１５２】さて、第１段階判定及び第２段階判定の具
体的内容である、ジャストピン判定，Ｎｅａｒ判定及び
Ｆａｒ判定について説明する。

【０１５３】ジャストピン判定において、ＷＯＢしたと
き評価値がどのように変化した場合に「ＪＰ」と判定す
るかを視覚的に説明する。ＷＯＢを行なうとフォーカス
の状態に応じて評価値は図１５〜図１６に示すような変
化を示す。図１５Ａは、始点(0) がＪＰに一致している
場合の評価値の変化を示す。ＷＯＢ（(0) →→→
）により、評価値の変化は２回低下するＷ字型にな
る。

【０１５４】図１５Ｂは、始点(0) がＪＰから僅かにず
れている場合である。ＷＯＢ（(0)→→→）によ
り、評価値は２回低下するが、１回目と２回目ではアン
バランスになる。図１５Ｂの状態もＪＰとする。

【０１５５】図１５Ｃは、始点(0) が半焦点深度近くず
れている場合である。ＷＯＢ（(0)→→→）によ
り、評価値は、低下後上昇するか又は上昇後低下するの
２通りとなる。いずれの場合でも低下の差が、上昇の差
よりも大きい。低下の差と上昇の差の比率を定め、低下
の差が一定比率以上であればＪＰとする。図１７に示す
ように、本実施例では、低下分（ｂ）：上昇分（ａ）＝
５：１以上を採用する。これも実験値である。

【０１５６】図１６Ｄは、始点がＪＰから半焦点深度を
越えてずれている場合の評価値の変化を示す。ＷＯＢ
（(0) →→→）により、評価値は、低下後上昇す
るか、又は上昇後低下するの２通りとなり、低下の差と
上昇の差の大きさは同程度の大きさとなる。図１６Ｄの
状態はＪＰと判定せずに、ステップＳ１２１１のＮｅａ
ｒ判定に進む。

【０１５７】図１６Ｅは、始点がＪＰから大きくずれた
大ボケ位置にある場合の評価値の変化を示す。この場合
にはＷＯＢ（(0) →→→）を行なっても評価値の
変化はほとんどない。たとえ変化があったとしても、評
価値のもつ定常ノイズ以下となる。

【０１５８】図１６Ｆは、ＪＰの状態であるが、ディテ
ールの少ない被写体の場合の評価値の変化を示す。ディ
テールが少ないとＷＯＢ（(0) →→→）で評価値
の変化はほとんど得られず、図１６Ｅの大ボケと同じよ
うな振る舞いを示す。しかし、ＪＰにある。

【０１５９】ここで、図１６Ｅと図１６Ｆでは評価値の
変化は似ており、評価値の変化だけでは両者を区別する
ことが困難である。これは、ディテールがある被写体の
大ボケ状態と例えば均一に近い壁のようなディテールの
少ない被写体のＪＰ状態をＷＯＢで判断するのは困難で
あることを意味する。この識別不能が画像処理形ＡＦを
困難なものにしている１つの要因である。

【０１６０】この実施例では、図１５Ａ〜図１５Ｃの場
合には、ＷＯＢの結果はＪＰとしてＷＯＢを終了しＡＦ
を行わない。図１６Ｄ〜図１６ＦはＪＰでないと判定
し、Ｎｅａｒ判定に進む。本当は図１６Ｆの場合もＪＰ
と判定すべきであるが、図１６Ｅと見分けがつかないこ
とから、ＪＰでないと判定せざる得ない。以上のＪＰ判
定を計数的に実現するため、ＷＯＢフローで記憶したｅ
0 ，ｅnear，ｅfar ，ｅneutral の各値を使用して、図
１８及び図１９に示す計算方法を実行している。

【０１６１】図１８の方向判定におけるジャストピン判
定を説明する。ＷＯＢレンズのニュートラル位置とＦａ
ｒ方向に焦点深度分離れた位置との評価値差（ｅ0
［０］−ｅnear［０］）１８０１及びニュートラル位置
とＮｅａｒ方向に半焦点深度分離れた位置との評価値差
（ｅneutral ［０］−ｅfar ［０］）１８０８より夫々
の拡張合致度ｍ１、ｍ２を算出する。

【０１６２】図中下部の各拡張合致度算出の詳細に示す
ように、拡張合致度ｍ１の算出は、横軸の評価値差（ｅ
0 ［０］−ｅnear［０］）に対応して縦軸のｍ１とな
る。 (1) 評価値差が０〜第１の第１閾値ｔｈ1 ［０］までの
場合、ｍ１＝０をとる。 (2) 評価値差が第１の閾値ｔｈ1 ［０］の時、ｍ１＝０
をとり、また、評価値差が第２閾値t ｈ2 ［０］の時、
ｍ１＝１００〔％〕をとる。 (3) 評価値差が第１閾値ｔｈ1 ［０］以上の場合、(2)
の条件下で比例配分される。 (4) 評価値差が０以下の場合、縦軸に関して線対称とな
る。

【０１６３】結局、評価値差とｍ１は１次関数にある
が、０付近に幅を持たせ、微妙な差はｍ１をゼロとして
いる。この理由は、評価値の微少な定常的なノイズ（リ
ップル成分）を判定に寄与させないために、ゼロ付近に
幅を持たせているのである。

【０１６４】拡張合致度ｍ２の算出も、横軸の評価値差
（ｅneutral ［０］−ｅfar ［０］）に対応して、同様
に行う。

【０１６５】ｍ１，ｍ２がいずれも１００％以下の場
合、スイッチ１８０３，１８１０はいずれも上のルート
を取り（１８０４，１８１１）、ｍ1 とｍ2 は加算器１
８０７で加算され、その和が比較器１８１４で定数βと
比較される。本実施例では、図１７で説明したように、
低下分：上昇分＝５：１以上より、β≧８０％としてい
る。この和がβより大きい場合には比較結果は「ＪＰ」
となり、β未満であれば結果は「ＪＰでない」となる。

【０１６６】図１５Ｃの例に対応させると、例えば、
(0) から への移動により評価値差（ｅ0 ［０］−ｅne
ar［０］）から合致度ｍ１＝＋９０％、からへの移
動により評価値差（ｅneutral ［０］−ｅfar ［０］）
から合致度ｍ２＝−１０％が得られたとする。両者を加
算すると８０％となり、β≧８０％を満たし、比較結果
は「ＪＰ」となる。

【０１６７】ｍ1 とｍ2 のうちのいずれか一方が１００
％を越えた場合には、比率で見る必要があるため、スイ
ッチ１８０３，１８１０はいずれも下のルートを取り、
ｍ1又はｍ2 の大きい方の絶対値でｍ1 とｍ2 共に正規
化する（１８０５，１８１２）。即ち、ｍ1 又はｍ2 の
絶対値が大きい方を１００とする。その後、加算器１８
０７で和をとり、比較器１８１４で比較演算を行なって
いる。同様に、この和がβより大きい場合には比較結果
は「ＪＰ」となり、β未満であれば結果は「ＪＰでな
い」となる。

【０１６８】図１５Ａ，Ｂ及びＣの場合にはｍ1 とｍ2
共に正となり、ＷＯＢで評価値差が所定以上であれば判
定がＪＰ状態となるよう定数β（例えば、０. ８）を実
験的に定めている。図１６Ｄの場合にはｍ1 とｍ2 のう
ち一方が正となり他方が負となる。ｍ1 とｍ2 共にその
絶対値が１００％以下の場合には、通常（ｍ1 ＋ｍ2）
は相殺されてゼロに近い値となり、よってβ以下となる
ので判定は「ＪＰでない」となる。

【０１６９】ところが、ｍ1 とｍ2 共にその絶対値が１
００％を大きく越し、（ｍ1 ＋ｍ2）が正となる場合に
は｜ｍ1 ／ｍ2 ｜が１に近いにもかかわらず（これは典
型的な小ボケ状態）判定結果はＪＰとでてしまうことが
ある。そこでｍ1 又はｍ2 の大きい方で正規化した後、
和をとり比較することにより誤判定を防いでいる。

【０１７０】図１６Ｅ及びＦの場合には、ｍ1 とｍ2 が
共にゼロもしくは小さな値となり判定は「ＪＰ状態でな
い」となる。尚、係数β＝８０％としているが、この値
では、図１７に示すように評価値低下分（ｂ）と評価値
上昇分（ａ）の比が５：１までＪＰ状態と認めることに
なる。この値は多くの被写体を用いて実験的に調整して
求めたものである。

【０１７１】次に、方向判定に於けるＮｅａｒ判定に関
して説明を行なう。Ｎｅａｒ判定は、図１９Ａに示すフ
ァジーフィルタ型シナプス構成をとっている。一般に、
ファジーとは曖昧なというような意味であり、シナプス
構成とは本来神経細胞間を伝達する接合構成をいうが、
この神経細胞接合構成と似ているためこのように名付け
ている。

【０１７２】この構成は、各評価値ＩＤ［ｉ］（ｉ＝０
〜１３）に関して、ＷＯＢに伴う評価値ＩＤ０［ｉ］の
変化（ｅfar ［ｉ］−ｅnear［ｉ］）（１９０１）に対
して「Ｎｅａｒ方向に評価値が上昇するらしさの」合致
度を求め（１９０２）、これらの結果に対し各評価値Ｉ
Ｄ［ｉ］各々に関して予め定めた重み係数Ｗ［ｉ］を夫
々乗算する（１９０３）。これらの総和を求め（１９０
４）、その後、「係数α×重み合計」（α×ΣＷ
［ｉ］）との比較を行なって（１９０５）、Ｎｅａｒ又
は否の判定を行っている。拡張合致度算出に関しては図
１８の詳細図を参照されたい。この処理は、個々の評価
値より各々の「Ｎｅａｒ方向に評価値が上昇するらし
さ」を求め、重み付け多数決を行なっていることに等し
い。

【０１７３】なお、Ｎｅａｒ判定は、第１段階判定のス
テップＳ１２１１と第２段階判定のステップＳ１２１６
で実行される。両者は、第１段階判定の評価の重みが、 Ｗ［ ］＝｛10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0｝ であるのに対して、第２段階判定の評価の重みが、 Ｗ［ ］＝｛5,10,20,20,0,0,10,0,0,5,10,5,0,0｝ となっている点で相違する。

【０１７４】次に、方向判定に於けるＦａｒ判定に関し
て説明を行なう。図１９Ｂに示すように、Ｆａｒ判定
は、評価値ＩＤ［ｉ］の変化に（ｅneutral ［ｉ］−ｅ
far ［ｉ］）を用いている以外は、Ｎｅａｒ判定と同様
の判定を行っている。

【０１７５】ステップＳ１００７で、ＷＯＢ動作で得ら
れたデータに基づき「ＪＰ判定」を行う。ＷＯＢ動作の
第１段階判定でＪＰと判定されたら、以降フォーカスレ
ンズは動かさずにＡＦ動作を終了する。

【０１７６】これ以外の場合には、山登りステージに進
む。最初のレンズ移動方向はＷＯＢ（Ｓ１００６）で決
定されている。但し、Ｎｅａｒ若しくはＦａｒと判定さ
れたら、ＪＰに近いフォーカス位置にいる「ノーマルモ
ード」（ＪＰが比較的近い状態のモード）として、山登
りステージに進むため、山登りパラメータの初期化（Ｓ
１００８）に進む。ＪＰ，Ｎｅａｒ又はＦａｒのいずれ
とも判定されないで第２段階判定を行ったときは、Ｎｅ
ａｒ又はＦａｒを暫定的に決定し、大ボケ状態の「フラ
ットモード」（方向を決定できないほどＪＰが遠い状態
のモード。）として、山登りステージに進むため、山登
りパラメータの初期化（Ｓ１００８）に進む。「ノーマ
ルモード」と「フラットモード」の違いに関しては後で
説明を行なう。

【０１７７】３. ４ 山登りパラメータの初期化 ステップＳ１００８で、ＡＦ山登りを開始する前に、山
登りに関連するプログラム上の各パラメータの初期化を
行なう。以下に初期化を行なうパラメータを示す。

【０１７８】境界値カウント 端に到達した際、反転指令を出すまでの待ち時間用カウ
ントを０にリセットする。 端到達フラグ 端に到達したことを示すフラグをリセットする。このフ
ラグは、両端到達の判断に用いる。 評価値の最大値 各評価値の最大値を０にする。後で説明する保険モード
のピーク選定で用いる。 評価値の最小値 各評価値の最小値を現フィールドの評価値にセットす
る。後で説明する保険モードのピーク選定で用いる。 評価値の最大値位置 各評価値の最大値位置を現フィールドのレンズ位置にセ
ットする。後で説明する保険モードのピーク選定で用い
る。 鋭角率最大値 各評価値の鋭角率最大値を０にリセットする。後で説明
する保険モードのピーク選定で用いる。 鋭角率最大値位置 各評価値の鋭角率最大値位置を現フィールドのレンズ位
置にセットする。後で説明する保険モードのピーク選定
で用いる。

【０１７９】３. ５ 最大最小値更新処理 ステップＳ１００９で、山登りが開始したら毎フィール
ド毎に評価値の最大値及び最小値の更新処理を行なう
（図１４参照）。ここで、評価値の最大値最小値の更新
処理とは、そのフィールドにおける評価値の最大値がそ
れまでの最大値未満であれば最大値の更新は行なわな
く、同様に、評価値の最小値がそれまでの最小値を越え
ていれば最小値の更新は行なわない。

【０１８０】各評価値（ＩＤ０〜ＩＤ１３の１４種）
の最大値max.ｅ［ｉ］ 各評価値（同１４種）の最小値min.ｅ［ｉ］ 各評価値（同１４種）が最大となったレンズ位置 これらの値は、後で説明する保険モードでのピーク選定
に使用する。

【０１８１】３．６ レンズ速度設定 ステップＳ１０１０で、レンズ速度の設定を行う。フォ
ーカスレンズが移動開始してからピーク位置を検出する
までのレンズ速度を制御する。図２０にレンズ速度決定
のフローを示す。

【０１８２】本実施例のＡＦ装置では、最初、ステップ
Ｓ１００１，１００２で揺れ判定及びモード設定され、
その後１フィールド毎にステップＳ１０１４，１０１５
で揺れ判定及びモード設定された揺れモードの結果の揺
れの有無に対応して、ＡＦ時のレンズ速度を制御してい
る。更に、ＷＯＢ動作（Ｓ１００７）により、第１段階
判定で判明したノーマルモードか第２段階判定まで行っ
たフラットモードであるかが判定されている。この結果
をも利用して、レンズ速度が制御される。

【０１８３】被写体の揺れの有無を判定し、揺れの有る
場合、レンズを高速で動作させ、低速切り替えは行なわ
ない。揺れがない場合、ピーク位置に近づくまでは高速
とし、ピーク位置の近辺に来たら速度を切り替えて低速
としている。レンズ速度は低速と高速の２段階としてい
る。これは高速と低速の間に中間的な速度を設けないこ
とがＡＦ収束時間にとって効率が良く、得策と考えてい
るからである。

【０１８４】低速は、２Ｆｓ／field 、即ち１フィール
ド当たり焦点深度Ｆｓの２倍だけ進む速度である。高速
は、１２Ｆｓ／field 又はそのレンズの持つ最高速度の
内の遅い方である。ここで、最高速度を１２Ｆｓ／fiel
d で制限しているのは、これ以上速くすると評価値曲線
のつぶれが顕著になり、高速から低速への速度切り替え
判定が上手くいかなくなるからである。また、速度切り
替えがうまく働かなかった場合、又は働かせなかった場
合（後で説明するが揺れている場合には速度切り替えを
行なわない。）に、これより速い速度にするとピーク通
過後の行き過ぎ量が大きくなることの理由もあり、この
制限を使用している。２Ｆｓ／field 、１２Ｆｓ／fiel
d の値は、実験的に定めた値である。

【０１８５】図２０のレンズ速度決定フローを説明す
る。ステップＳ２００１で、揺れ判定する。最初はレン
ズ静止時の揺れ判定及び揺れモード設定（Ｓ１００１，
Ｓ１００２）の結果、次回からはレンズ動作時の揺れ判
定及び揺れモード設定（Ｓ１０１４，Ｓ１０１５）の結
果、揺れモード１，２となり揺れの有る場合には、ステ
ップＳ２００２に進み、静止モードの場合には、ステッ
プＳ２００３に進む。ここで予め、レンズ静止時に揺れ
判定及び揺れモード設定を行っていることから、ＡＦ動
作開始前に、レンズ速度を設定することが出来る。

【０１８６】ステップＳ２００２（揺れの有る場合）で
は、レンズを高速で動作させ、低速切り替えは行なわな
い。その理由は、揺れがあるとレンズが静止していても
評価値が変動するので、ＡＦを開始すると、評価値に
は、揺れによる寄与と、レンズを動かしてフォーカ
スが変化することによる評価値変化の寄与、とが合成さ
れることになる。

【０１８７】ＡＦではフォーカスを動かし評価値のピー
クを探索するので、上記の揺れによる寄与が大きいと
「ぼけたフォーカス位置でＡＦが収束する」ような誤動
作を起こしてしまう。カメラ画像処理より評価値を算出
しこれを用いる現在のＡＦシステム構成においては、上
記誤動作を避けるために、レンズの速度を速くして、
のレンズを動かしてフォーカスが変化することによる評
価値変化の寄与分を大きくすることにより、の揺れに
よる寄与分を相対的に減らして、揺れに影響しない評価
値特性を得ている。

【０１８８】そこで、揺れの場合にはピーク位置を検出
するまでは低速切り替えを行なわないようにしている。
低速切り替えを行なうと、低速になった直後から上記
の寄与が大きくなり、揺れによる誤動作の確率が高くな
ってしまうからである。このように揺れている場合に
は、ジャストピン近くにきてもレンズ速度を低下させな
いので、揺れによる誤判定を低減させることが出来る。
その結果、ボケ状態のままＡＦが終了するという誤操作
を低減させることが出来る。

【０１８９】揺れの無い場合にステップＳ２００３で
は、フォーカスレンズの動作開始からの経過時間ｔ1 に
よって分けている。経過時間が、初期低速期間ｔ1 を経
過していればステップＳ２００４に進み、ｔ1 以内であ
ればステップＳ２００５に進み、低速に切り替えてレン
ズを動かす。初期低速期間ｔ1 を設けたのは、ＷＯＢ動
作で方向を誤って判定していた場合に、動作開始当初か
ら高速で進み、行き過ぎてしまうのを回避するためであ
る。ここで、初期低速期間ｔ1 は次の通りである。

【０１９０】 ｔ1 ＝１２field （フラットモードの場合） ＝３６field （ノーマルモードの場合）

【０１９１】フラットモードの場合、ＷＯＢの方向判定
（Ｎｅａｒ，Ｆａｒ）によって方向判定できなかったの
でレンズ動作開始時点では、ＪＰは遠いと判断する。し
かし、ｔ1 ＝ゼロとしないのは、たまたまＪＰにあった
のをフラットと誤判定した場合に対する配慮である。こ
のような誤判定があってもｔ1 ＝１２field と設定して
あれば、ＪＰからレンズ動作開始しても低速で動くので
ＪＰから大きくずれてからＪＰに戻るということがな
い。

【０１９２】ノーマルモードの場合、ＷＯＢで方向判定
結果がでたのでレンズ動作開始時点ではＪＰ位置が近い
と判断する。この場合には、ピークを行き過ぎてしまう
のを避け、低速のままでＪＰまで収束させる方が画像の
見栄えがよいので、低速期間を長くとっている。従っ
て、フォーカスがＪＰの近傍にあるか又は小ボケ状態の
場合には、低速のままＪＰまでフォーカスが進むので、
滑らかなフォーカス追い込みが得られる。また、フォー
カスの移動速度が速すぎて、ピークを行き過ぎるという
ケースが低減する。上記の値１２、３６フィールドは実
験的に定めた数値である。

【０１９３】ステップＳ２００５で、低速切り替え判定
を行う。本ＡＦ装置では上述したようにスタートしてか
ら、初期低速期間を除き、ピーク位置の近くまではレン
ズを高速に進め、ピーク位置近くに到達したら低速に切
り替えることが得策と考えている。即ち、大ボケ状態か
らピーク位置近くまでは高速にレンズを動かし、ピーク
位置近くになったら急に減速して低速にし、滑らかに且
つ行き過ぎることがないようにしてピーク位置に収束す
るようにしている。

【０１９４】そこでレンズの速度を高速から低速に切り
替えるタイミングが問題となる。本ＡＦ装置では、以下
の判別数１，数２で低速に切り替えるか否かの判断を行
ない、数３を満たせば、低速に切り替え、満たさなけれ
ば高速のまま移動する。

【０１９５】

【数１】

【０１９６】

【数２】

【０１９７】数１の第１項は、現フィールドにおける２
つの評価値ＩＤ０（ＩＩＲ１−Ｗ１−ＨPeak）とＩＤ２
（ＩＩＲ４−Ｗ１−ＨPeak）の差と和の比（ｅ0 ［０］
−ｅ0 ［２］）／（ｅ0 ［０］＋ｅ0 ［２］）を４倍し
たものを表している。第２項は、この２つの評価値の差
と和の比を過去４フィールド分加算した量を表してい
る。この数１は、評価値ＩＤ［０］の立ち上がり時点を
検出するための式である。差と和の比（即ち、ＩＤ
［０］をＩＤ［２］で正規化したもの。）は、カットオ
フ周波数が低い（即ち、感度の良い）ＩＤ［２］に対し
て、ＩＤ［０］がどれだけ近づいたかの指標となってい
る。比をとっているので、例え照度が上がっても、各評
価値の値ｅ［ｉ］が夫々所定倍されるので、評価値の差
と和の比は照度と無関係に定まる。数１は、全体を４フ
ィールドで割れば分かるように、現フィールドにおける
指標から過去４フィールドの移動平均の指標を引いた
差、即ち、現在の方が一層近づいているか否かを表して
いる。

【０１９８】数２は、ノイズ除去のために規定され、１
フィールド前のｒｆ（１）の値である。ｒｆ（０）、ｒ
ｆ（１）の２つの指標より、数３の所定の閾値により切
り替えのタイミングを判定している。

【０１９９】

【数３】 ｒｆ（０）＜−２５、且つ、ｒｆ（１）＜−１０、 ならば、低速に切り替え 但し、ｅj ［０］は、ｊフィールド前のＩＤ０の値 ｅj ［２］は、ｊフィールド前のＩＤ２の値

【０２００】図２１に示すようにぼけた位置からレンズ
を動かしていくと、始めのうちはｒｆ（０）、ｒｆ
（１）共に０よりも大きな値を示す。ピーク位置に近づ
くとｒｆ（０）、ｒｆ（１）は急に０以下の値を示す。
本判別式は、このような性質を利用してピーク位置に近
づいたことを判別している。この判別式は、実験を重ね
データ解析を行なうことで求めたが、この判別式を決定
するまでには種々の試行錯誤を繰り返している。

【０２０１】この判別式は、その試行錯誤の中で最も特
性のよいのを選んだに過ぎず、完全なものではない。し
かし、ピーク位置で評価値が大きい被写体、即ちディテ
ールの大きい被写体では、この判別式は有効に働いてい
る。一方、ピーク位置でも評価値ＩＤ０（ＩＩＲ１−Ｗ
１−ＨPeak）の値が小さい（例えば、数１００以下の）
被写体では、ピーク位置近くになっても上記判別式を満
足しないことがある。但し、ディテールの少ないピーク
位置では、ピーク位置を大きく過ぎたとしても目立ちに
くいという救いはある。そこで、閾値の決定に関して
は、ディテールの大きい被写体でうまく高速から低速へ
制動がかかることを第１の目標として決定している。

【０２０２】ＡＦでは、偽山の検出が１つのポイントに
なる。従って、本ＡＦ装置では、偽山発生が評価枠周辺
の高輝度エッジに起因すること、高輝度エッジのため飽
和輝度数ＩＤ８が高くなること、等の評価値の特性に着
目して、以下の偽山判定（Ｓ１０１１）及び飽和輝度判
定（Ｓ１０１２）により偽山の検出をおこない、枠サイ
ズ変更処理（Ｓ１０１３）を行っている。

【０２０３】３．７ 偽山判定 ステップＳ１０１１で、偽山判定を行う。本ＡＦ装置で
は独自に考案した偽山判定方法を行なっており、偽山の
発生により生じるＡＦの誤動作を低減している。

【０２０４】最初に、偽山に関して説明する。偽山と
は、フォーカスがＡＦ枠内にある被写体に対してピーク
位置に近づく時に評価値が低下する現象と定義する。

【０２０５】図２２Ｃは、縦軸に評価値を、横軸にレン
ズの位置（フォーカス）をとった評価値曲線を表してい
る。ＡＦは、評価値が大きくなる方向に動作して（山登
り）ＪＰを探し当てる。しかし、現実には、評価値曲線
が図２２Ｃに示すような特性を示す場合もある。このよ
うな、ＪＰとは無関係な評価値の上昇部分を偽山と称す
る。この場合、ＡＦは、評価値が上昇する方向にフォー
カスを進めるので、時としてレンズはＪＰとは反対向き
に移動しぼける方向に動作し、大きくぼけた位置で停止
してしまう。このように、偽山が発生すると、ぼけた位
置でＡＦが収束したり、ぼける方向にフォーカスが進む
といった誤動作（以後、「偽山トラップ」という。）の
要因となる。偽山の存在が、ＡＦ機能の開発を困難なも
のにしている。

【０２０６】偽山の発生メカニズムは、輝度が飽和して
いる場合には、ＪＰ状態では限られたラインが飽和輝度
となってエネルギ的には無駄な状態となっている。これ
がぼけた状態になると、この無駄となっていたエネルギ
が拡がり周辺のラインにまで有効的に影響して或る一定
レベル以上の輝度状態となる。これはエレルギ的に非常
に高い部分は飽和してしまうＣＣＤの特性に起因してい
る。こうして、ボケ現象が進むと輝度が上昇する現象が
生じるからである。

【０２０７】偽山の画面における発生状況を図２２を用
いて説明する。図２２Ａに示すようにＡＦ枠（評価枠）
内に目標被写体（ターゲット）２２０１があり、評価枠
の外側に被写体よりもディテールの大きい高輝度エッジ
２２０２があるシーンを想定する。ターゲット２２０
１、高輝度エッジ２２０２共に同じ距離にあると仮定す
ると、フォーカスがターゲット２２０１に対してＪＰの
時には高輝度エッジに対してもＪＰとなる。

【０２０８】図２２ＡはＪＰ状態を示している。このＪ
Ｐ状態からフォーカスをずらしていく様子を図２２Ｂに
示す。被写体はボケが進むにつれて徐々に膨らみ、同様
に高輝度差のエッヂが波紋が広がるようにからま
で、更にからまで波紋のように膨らみ、評価枠に侵
入する（実際には、を中心に反対側に，の対応点
が有り、を中止に膨らむのであるが、反対側は評価枠
と関係ないので省略している。）。図２２Ｃは、その際
の評価値の変化を示している。

【０２０９】図２２Ｂ及びＣにおいて はＪＰの状態で
あり、このＪＰ状態からフォーカスを移動させるとター
ゲット２２０１、エッジ２２０２共にボケて周りとの境
がなくなっていき、波紋が広がるように大きくなってい
き、ＪＰ状態から或るボケ状態までは評価値は低下して
いく（図２２Ｃのからの範囲）。そして高輝度エッ
ジ２２０２の波紋が広がり評価枠内にかかるようになる
（図２２Ｂのの状態）。更にフォーカスを移動すると
高輝度エッジの波紋は評価枠内へ侵入し始める（図２２
Ｂのの状態）。

【０２１０】高輝度エッジ２２０２の方がターゲット２
２０１よりもディテールが大きいので、高輝度エッジが
枠内に入っている部分のラインに関しては、被写体２２
０１よりも高輝度エッジ２２０２の波紋が評価値へ大き
く寄与する。エッジの侵入が進行するとＶ方向の侵入範
囲も大きくなり、評価値は増加する（図２２Ｃの→
の範囲）。即ち、フォーカスがぼける方向に進むと評価
値が上昇する範囲が生じることになる。は高輝度エッ
ジ自体でなく高輝度エッジの波紋（陰影）であり、評価
値の高い方向にレンズを移動して追ったとしても、フォ
ーカスが合うことはあり得ない。

【０２１１】次に、本実施例のＡＦ装置で計数的に行な
っている偽山判定方法、偽山トラップ回避方法について
説明する。偽山判定は、評価値ＩＤ０（ＩＩＲ１‐Ｗ１
‐ＨPeak）と評価値ＩＤ１（ＩＩＲ１‐Ｗ２‐ＨPeak）
の比ＩＤ０／ＩＤ１を監視し、この比を用いて判定を行
なう。

【０２１２】偽山発生の判断は、山登りが開始し、上記
比ＩＤ０／ＩＤ１が１. ６以上であり、それが１０フィ
ールド連続した時に、偽山が発生したと判断している。 ｅj ［０］／ｅj ［１］≧１．６ （ｊ＝１〜１０）

【０２１３】評価値ＩＤ０（ＩＩＲ１‐Ｗ１‐ＨPeak）
と評価値ＩＤ１（ＩＩＲ１‐Ｗ２‐ＨPeak）は、図２３
Ａに示すように、ＩＤ０の評価枠Ｗ１がＩＤ１の評価枠
Ｗ２より枠サイズがＨ方向に若干広いだけで他の特性は
同じである。もし評価枠Ｗ１のＨ方向中央部（即ち、評
価枠Ｗ１とＷ２の重複部分）のディテールのみが評価値
ＩＤ０に寄与しているとすれば、評価値ＩＤ０と評価値
ＩＤ１は同一の値となる。実際に、偽山発生のない通常
のシーン、被写体では図２３Ｂに示すように大ボケから
ＪＰに至るまで略同じ値を示している。反対に、評価値
ＩＤ０と評価値ＩＤ１が異なり、評価値ＩＤ０≧評価値
ＩＤ１となる場合は、評価値ＩＤ０に寄与する部分がＨ
方向周辺部（評価枠Ｗ２とＷ１の差の部分）にあること
を意味している。この偽山判定方式は、枠サイズＷ１
（評価値ＩＤ０）と枠サイズＷ２（評価値ＩＤ１）の大
きさの若干異なる２つの評価枠を用いていることより、
「２重枠法」と呼ぶ。

【０２１４】例えば、カメラを移動した場合に、評価値
ＩＤ０≧評価値ＩＤ１の割合が一定以上になると、偽山
が発生している可能性が非常に高い。上記比ＩＤ０／Ｉ
Ｄ１が１を大きく越える場合には、図２２Ｂに示すよう
に評価枠Ｗ１の右端又は左端に評価枠Ｗ１内の最大ディ
テールが集中していることになる。この一例が上に述べ
た高輝度エッジ２２０２が評価枠Ｗ１に端に位置する状
態である。この偽山判定方式では評価枠Ｗ１の端部に枠
内最大のディテールが集中すると偽山発生を引き起こす
と判断する。

【０２１５】ここで、「山登りが開始し、１０フィール
ド連続」としているのは、以下の理由による。揺れてい
る場合には、たとえ偽山が発生しないシーンにおいても
被写体のエッジが評価枠Ｗ２の端を通過する際に上記比
が大きく変化し、１．６を越えてしまうことがある。揺
れによるも以外にも、ネオン光のような間欠的なものを
除くためでもある。偽山が発生するシーンに関しては、
長いフィールドにわたり上記比１. ６をを大きく越え
る。以上より所定の複数フィールドにわたり所定の比を
越えていれば偽山が発生したと判断する。

【０２１６】次に、偽山が発生したと判断した場合の偽
山トラップ回避方法に関して説明する。偽山発生と判断
した場合には、ステップＳ１０１３の枠サイズ変更に進
む。

【０２１７】ステップＳ１０１３で、枠サイズ変更処理
を行う。即ち、一旦フォーカスの移動を停止し、評価値
ＩＤ０，ＩＤ１の評価枠Ｗ１，評価枠Ｗ２を夫々これら
基本サイズから評価枠Ｗ３，評価枠Ｗ４の大きさに拡大
変更する。これはＡＦ用ＣＰＵ（図２の符号２０３）内
で評価値ＩＤ０，ＩＤ１を評価値ＩＤ９，ＩＤ１０と夫
々同じものにする操作による。評価値ＩＤ０，ＩＤ１自
体を評価値ＩＤ９，ＩＤ１０に夫々置換しなかったの
は、評価値ＩＤ０は基本的な評価値であり、その後も使
用されるので、評価値ＩＤ０のまま枠サイズを変更する
こととしている。その後、ＷＯＢ（Ｓ１００５〜１００
７）及び山登り（Ｓ１００８〜１０２１）を開始して拡
大サイズの評価枠で再度偽山判定を行う。上述した評価
枠の説明で、評価枠Ｗ１に対して水平方向に若干狭い評
価枠Ｗ２を、同様に評価枠Ｗ３に対して水平方向に若干
狭い評価枠Ｗ４を用意したのはこの偽山判定のためであ
る。

【０２１８】なお、既にＩＤＯ，ＩＤ１の評価枠Ｗ１、
Ｗ２のサイズが評価枠Ｗ３、Ｗ４のサイズに夫々変更さ
れた状態で、偽山判定を行い偽山発生と判定されたら、
評価値ＩＤ０の評価枠Ｗ３のみを評価枠Ｗ５（最大枠サ
イズ）のサイズに拡大変更する（同様に、ＣＰＵ内で評
価値ＩＤ０を評価値ＩＤ１１と同じにする。）。評価枠
サイズを拡大することにより枠周辺にある高輝度エッジ
を枠中央近くの位置に移動する。たとえ輝度が高いエッ
ジでも、枠中央近くに位置決めすれば、そのエッジはエ
ッジの波紋（虚像）でなく実像であり、これにフォーカ
スが合うようなＪＰに近づく方向に評価値が上昇するこ
とになる。

【０２１９】尚、図２３Ａに示すように、この「２重評
価枠法」では、枠サイズを水平方向に変えた２つの評価
値ＩＤ０（評価枠Ｗ１）とＩＤ１（評価枠Ｗ２）を比較
しているが、縦方向に関しては枠サイズは一定のまま
で、サイズを変更して比較することは行なっていない。
これは、図２３Ｃに示すように、垂直方向に伸びている
垂直エッジ２３０１が右方又は左方から侵入すると、多
くのラインが同時に影響を受けてＨピーク方式の評価値
に対する影響が大きい。これに対して図２３Ｄに示すよ
うに水平方向エッジ２３０２が上又は下から侵入して
も、侵入された限られたライン数しか影響を受けない。
以上より垂直方向に侵入する外乱の影響は、水平方向の
それと比較して比較的小さいとみなし無視している。

【０２２０】３. ８ 飽和輝度判定 ステップＳ１０１２で、飽和輝度判定を行う。通常の被
写体では、フォーカスがぼけると評価値が低下する。し
かし、上述したように、飽和輝度を持つ被写体ではボケ
現象が進むにつれ評価値が上昇する場合がある。これを
解決するために、飽和輝度数が所定数以上有る場合に
は、飽和輝度数を小さくする方向にフォーカスを動かす
方法もある。しかし、飽和している被写体は飽和してい
るが故に、多少ボケても輝度は鈍らず、その波紋は広が
る。一方、ぼけると被写体はボケが進みそのシルエット
は拡がってしまう。このように、飽和輝度数は図３０Ｂ
に示すように一般に双峰形の特性を示すことが多いた
め、このような方法は有効でない。

【０２２１】そこで、飽和輝度判定では評価枠Ｗ１内の
飽和輝度数ＩＤ８（Ｙ‐Ｗ１‐Ｓatul）を用いて、飽和
輝度をもつ被写体の有無を判定する。評価枠内に飽和輝
度の画素があると偽山が発生し易くなり、偽山トラップ
を起こすので、それを防止するためである。もし、所定
期間（例えば、連続５フィールド）にわたって飽和輝度
数が閾値（例えば、６００）を越えれば偽山発生と判定
し、ステップＳ１０１３に進み、各評価値の中で評価枠
Ｗ１を使用するものを枠サイズＷ５に拡大変更する処理
を行なう。連続５フィールドとしたのは、揺れや瞬間的
なノイズによる枠サイズ変更を避けるためである。

【０２２２】図２４を用いて飽和輝度画素が評価枠内に
ある場合に偽山が発生するメカニズムを説明する。目標
被写体（ターゲット）２４０１の領域Ａはフォーカスが
ＪＰの時の飽和輝度を持つターゲットの形状を示す。フ
ォーカスがぼけるとターゲットはボケ始め、ターゲット
のエッジ位置はターゲット中心から波紋が広がるように
中心から遠ざかって膨らむ。飽和輝度を持つ被写体はボ
ケても元々の輝度が高いため飽和輝度を持たない被写体
に比べて波紋は大きく広がる（大きくなってもエッジの
シャープさは衰えない）。領域Ｂは、ターゲットの波紋
が評価枠２４０２と重なるまで広がった状態であり、更
に、領域Ｃは、ターゲットの波紋が広がり評価枠２４０
２の中まで達した状態を示している。

【０２２３】領域Ｄの状態ではターゲットの波紋が広が
っているため評価枠Ｗ１と評価枠Ｗ２による評価値の比
（ＩＤ０／ＩＤ１）はそれほど大きくならず、１．６を
越えない。この場合、前に説明した偽山が生じているに
もかかわらず、偽山判定で偽山と判定できないため偽山
トラップを起こしてしまう。

【０２２４】図２４Ｂは、この飽和輝度判定の結果から
飽和輝度ありと判定して、評価枠Ｗ１を評価枠Ｗ５にサ
イズを拡大した状態を表している。この場合上記の飽和
輝度被写体２４０１自体が全部枠内に納まるため、偽山
の発生を押さえることができる。偽山に関しては、ター
ゲットの波紋だけが評価枠内にある場合が問題になる。

【０２２５】以上の偽山判定（Ｓ１０１１）と飽和輝度
判定（Ｓ１０１２）によって、偽山の発生を押さえてい
る。

【０２２６】３．９ 揺れ判定（レンズ動作時） ステップＳ１０１４でレンズ動作時の揺れ判定を行う。
先に行ったレンズ静止時の揺れ判定（Ｓ１００１）で
は、大ボケの状態で揺れていても評価値の変動が少なく
正規化差分値は、「揺れ無し」の判定結果がでてしま
う。この揺れ判定ではレンズが動きＪＰに近づき、評価
値が上昇して揺れの判断ができるようになった時点で、
再度揺れているか否かの判定を行なう。ここでは、輝度
加算値のみを使用し、評価値ＩＤ７（輝度加算値）の６
フィールド分の最大正規化差分値が２％を越えたら揺れ
あり（揺れモード１）と判定する。

【０２２７】 ndiff ｅ［７］≦２％ → 静止モード ndiff ｅ［７］＞２％ → 揺れモード１

【０２２８】６フィールド分の正規化差分を用いるの
は、ネオン光のような間欠的なものを除くためである。
正規化差分の定義に関しては揺れ判定（レンズ静止時）
で既に説明しているのでここでは省略する。揺れモード
の場合、次回の山登りループにおけるレンズ速度決定
（Ｓ１０１０）で低速切り替えは行わず、高速のままと
する。この判定で「揺れ有り」と判定されたら、ステッ
プＳ１０１５の揺れモード設定へ進み、その後、方向判
定（Ｓ１０１６）に進む。「揺れ無し」と判定したら、
直接、方向判定（Ｓ１０１６）に進む。ステップＳ１０
１５の揺れモード設定は、ステップＳ１００２の揺れモ
ード設定と同様であり、説明を省略する。

【０２２９】３．１０ 方向判定（山登り） ステップＳ１０１６で、山登りにおける方向判定を行
う。山登りステージでは、１フィールドに１回方向判定
を行なっている。この方向判定では、各評価値の増減よ
り評価値が上昇，下降又はフラット状態（Ｕｐ，Ｄｏｗ
ｎ，Ｆｌａｔ）のいずれかを判断し、その判断結果をメ
モリに格納している。方向判定では、個別判定と、
総合判定、の２つの判定計算を行なっている。両者の関
係は、個別判定の重み付け多数決判定が総合判定とな
る。

【０２３０】個別判定は、各評価値ＩＤ個々の判定結
果である。図２５にその計算方法を示す。ここで、ｅ0
［ｉ］は現フィールドでの評価値、ｅfs［ｉ］は１移動
単位（焦点深度Ｆｓ）前の評価値を表す。ｉは評価値の
ＩＤ# である。所定基準値αｆｅは本実施例では０．５
としている。

【０２３１】１移動単位に関しては、焦点深度が深いと
きには焦点深度を越えない場合があるので、焦点深度を
越えた場合に一移動単位と見なして、方向判定を行って
いる。また、フォーカスレンズは、レンズ速度設定で述
べたように最低２Ｆｓ／field の速度で動くので通常は
毎フィールド移動単位を越えているが、レンズの動き始
めでは往々にして一移動単位分動かない場合がある。こ
のような時は１移動単位を越えるまでは方向判定を行な
わない。レンズが所定量移動していないのに方向判定を
行うのは無意味だからである。

【０２３２】図２５に示すように、個別判定のＵＰ判定
では、合致度算出２５０２で、ｅ0〔ｉ〕−ｅfs〔ｉ〕
が第１閾値ｔｈ１〔ｉ〕まではゼロとし、第２閾値ｔｈ
２〔ｉ〕以上なら１００％とし、その間は比例関係とす
る。比較回路２５０３で、この値と、基準値αｆｅ（例
えば、５０％）を比較して、前者が大なら出力１（Ｕ
ｐ）、後者が大なら出力０（Ｎｏｔ Ｕｐ）と判定す
る。同様に、ＤＯＷＮ判定では、ｅfs〔ｉ〕−ｅ0
〔ｉ〕により判定する。ＵｐでなくＤｏｗｎでもないと
きはＦｌａｔである。ＵＰ判定個別判定結果（Ｕｐ，Ｄ
ｏｗｎ，Ｆｌａｔ）は、メモリに記憶され（図１４参
照）、後で述べる逆送判定（Ｓ１０１７）、山下り判定
（Ｓ１０２２）のCHECK DOWN判定で使用される。

【０２３３】総合判定は、図２６の構成で示すように
複数の評価値よりファジー判定を行なう構成となってい
る。図２６の構成及び処理方法は、ＷＯＢで説明したＮ
ｅａｒ判定、Ｆａｒ判定と同じシナプス構成であるが、
各閾値ｔｈ1 ［ｉ］，ｔｈ 2［ｉ］は異なっている。複
数の評価値の個々の判定結果を重み付け多数決する処理
となっている。但し、現時点では評価値の重みを Ｗ［ ］＝｛10,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0｝ とし、評価値ＩＤ０だけが判定に寄与するようにしてあ
り、評価値ＩＤ０の個別判定の結果と同じ結果となって
いる。現時点では、入力が１つだけなのでファジー処理
としては意味がないが、将来の技術開発のためにこの構
成はそのままにしている。

【０２３４】図２７Ａに示すように、総合判定において
２回連続Ｕｐが続いたら、大ボケを意味する「フラット
モード」から山を登り始めＪＰに近づいたことを意味す
る「ノーマルモード」に変更する。

【０２３５】フラットモードとノーマルモードの取り扱
いの相違は、後で述べる山下り判定（Ｓ１０２２）にお
いてフラットモードではＪＰが見つかったとはしていな
い。これは未だ山を登り始めていない大ボケ状態で評価
値にノイズがのってＤｏｗｎが検出され、評価値ピーク
と誤判定するのを避けるためである。一方、ノーマルモ
ードでは、Ｕｐがあった後にＤｏｗｎが検出された場合
のみ、ＪＰが見つかったこととしている。

【０２３６】また、個別判定において、各評価値自体が
EVAL TH ［ｉ］×γ［ｉ］（閾値×輝度加算補正係数）
以下の場合は、強制的にフラットモードとしている。こ
れは、レンズの光学的なノイズ，微少振動に起因する画
面の揺れ等に起因する評価値の定常的なノイズでは簡単
に反応しないように設定する必要があるためである。更
に、次に述べるように輝度加算補正係数γ［ｉ］を変数
としているが、これは評価値が低い場合には定常的なノ
イズで方向判定を誤る場合が多いことと、輝度が高い、
即ちＩＤ７（輝度加算値）が高いシーンでは評価値曲線
全体が上昇し、その定常ノイズレベルの絶対値も一緒に
上昇してＵｐ又はＤｏｗｎの判定結果につながるので、
この閾値を輝度加算値に対応して高くすることが必要で
あるという、実験で得た経験則に基づいている。そこ
で、EVAL TH ［ｉ］×γ［ｉ］（閾値×輝度加算補正係
数）を次のように定めている。

【０２３７】ここで、 EVAL TH ［ｉ］＝｛250,250,400,800,0,0,250,0,0,250,250,250,0,0 ｝ γ［ｉ］＝１ ：ＩＤ７が３００以下 ＝１〜２の間を比例配分：ＩＤ７が３００〜１５００ ＝２ ：ＩＤ７が１５００以上 但し、ＩＤ７はＹ−Ｗ１−ＨIntgである。

【０２３８】このようにノイズレベルを決定する際に、
閾値を輝度加算値に対応して補正してレベルを上げるこ
とにより、被写体を照らす照明が一層明るくなってもフ
ォーカスが大ボケ状態で評価値が大きく変動することに
より生じるＡＦ動作の誤動作を低減することができる。

【０２３９】３．１１ 逆送判定 ステップＳ１０１７で逆送判定を行う。ＷＯＢにおける
第１段階の方向判定でＮｅａｒ又はＦａｒが決定できた
場合には、フォーカスレンズはＪＰに向かって動き始め
ることができる。しかし、ＷＯＢにおいて第２段階の方
向判定に進んだＦｌａｔモードの場合は、第２段階判定
で述べた基準にしたがって動き出す方向を暫定的に決定
している。この場合には、移動方向が誤っておりＪＰか
ら遠ざかる方向に動きだす確率も低くない。

【０２４０】更に、山登りステージにおいても常にジャ
ストピンに向かっているわけではなく、遠ざかる方向に
方向に移動することもある。その理由としては、 ボケているため又は被写体のディテールが低いため評
価値が低く、評価値の上昇する方向が分からない場合に
はフォーカスをＦａｒ方向又はＮｅａｒ方向のどちらか
に定めて評価値の変化するのを待つしかない。 評価値に偽山が生じた場合、その評価値が上昇するよ
うにフォーカスを進めると、結果としてジャストピンか
ら遠ざかることになる。 一般に、カットオフ周波数が高いＨＰＦで高周波成分を
抽出した評価値では、を原因とする逆走が起こりやす
い。反対に、カットオフ周波数が低いＨＰＦで高周波成
分を抽出した評価値では、の原因は低減されるがを
原因とする逆走が起こりやすい。

【０２４１】そこで、この逆送判定では、レンズが動き
だしてから所定の評価値の低下が予め定めた基準を越え
たら、ＪＰから遠ざかる逆方向に進んでいると判定す
る。逆送判定の基準は、レンズが移動開始してから以下
に示す〜が全て成立したらＪＰから遠ざかる逆走と
判断する。 過去に逆送と判定されていないこと ｅ0 ［３］／ｅ0 ［２］ ≦ ８ ｅ0 ［７］ ≦ １１００ ｅ0 ［１２］とｅ5 ［１２］の変化が６％以内である
こと フラットモードであること ＩＤ０の個別方向判定結果が連続５回Ｄｏｗｎ、又は
ＩＤ３の個別方向判定結果が連続５回Ｄｏｗｎしている
こと

【０２４２】ここで、逆送と判定したらステップＳ１０
１８に進み、レンズの進行方向を反転するため逆送処理
を行なう。逆送でないと判定したらステップＳ１０１９
に進み、端到達判定を行う。

【０２４３】各判断基準について説明する。は、図２
７Ｂに示すような反転逆送の無限ループを防ぐためであ
る。評価値ＩＤ３（ＩＩＲ４‐Ｗ３‐ＨPeak）には図２
７Ｂに示すように偽山があるシーンを想定する。ＡＦ山
登り開始フォーカス位置をＡとしＦａｒに向かってフォ
ーカスが移動開始したとする。評価値ＩＤ０（ＩＩＲ１
‐Ｗ１‐ＨPeak）はほとんど変化がないが、位置Ｂで評
価値ＩＤ３は低下し、逆送判定の基準を越えたとする。
するとフォーカスは移動方向を反転し、位置Ａの方向に
戻るようになる。位置Ａを越えると評価値ＩＤ３は低下
を始め、位置Ｃで逆送判定の基準を越えたとする。もし
ここでレンズの移動方向を反転させるとレンズは位置Ｂ
とＣの間を無限に行き来することになる。この無限ルー
プを回避するためにの条件を加え逆送反転を１回に制
限している。

【０２４４】は、ＩＤ３／ＩＤ２が所定の値より小さ
いことを条件としている。ＩＤ３（ＩＩＲ４−Ｗ３−Ｈ
Peak）とＩＤ２（ＩＩＲ４−Ｗ１−ＨPeak）の比によっ
て、同じＩＩＲ４のＨＰＦをもち、枠Ｗ１の評価値ＩＤ
２とＷ３の評価値ＩＤ３とを比較することにより偽山判
定を行なうためである。実験のデータ解析より、この比
が所定値（例えば、８）を越えると、枠１の周辺に高輝
度エッジがあり、評価値に偽山が生じて逆送判定を誤る
ことが多いと判明したので、この条件を設けている。

【０２４５】は、画面が明るいと逆送判定が誤る確立
が高いので、輝度加算値ＩＤ７が所定値（例えば、１１
００）以下の条件を設けている。

【０２４６】は、枠Ｗ３の輝度加算値の変化の条件で
ある。ＩＤ１２（ＩＩＲ４‐Ｗ５‐ＨPeak）の変化が大
きい場合には、のＩＤ３（ＩＩＲ４‐Ｗ３‐ＨPeak）
の変化の原因が揺れによるか、又は外乱乱入の可能性が
高い。この場合には、ＩＤ３で逆走と判定すると誤判定
につながるからである。

【０２４７】ノーマルモードでは逆送を起こしている
ことはまずないので、この条件を加えている。フラット
モードの判定は、ＷＯＢ（Ｓ１００６）及び方向判定
（Ｓ１０１６）で行われる。

【０２４８】この逆送判定は、実質的にＩＤ３を用い
て判定を行なっている。ＩＤ３（ＩＩＲ４‐Ｗ３‐ＨPe
ak）は、感度が高いので多少のボケなら有意な評価値の
増減を得ることができる。しかし、偽山を発生しやすい
のでそのまま信じて判定を行なうと誤った逆送判定とな
ってしまう。そこで〜の付加条件を加えることによ
り誤判定を防止している。

【０２４９】３．１２ 逆送処理 ステップＳ１０１８で逆送処理、即ち、反転処理を行
う。逆送判定（Ｓ１０１７）で逆送と判定されたらレン
ズの移動方向を反転させるためである。この際、開始点
位置、開始評価値、評価値の最大値、最大値位置等の山
登りを開始する時点で初期化するべき各変数を再度初期
化する（図１４参照）。逆送反転した場合は、その位置
から新たに山登り開始と同じ状態にする。

【０２５０】異なるのは、１度逆送反転を行なったこと
を示すフラグがセットされている点である。即ち、フォ
ーカスがＦａｒ端に向かって進行している時に逆送反転
を行なった時は、「Ｆａｒ端到達フラグ」をセットし、
Ｎｅａｒ端に向かって進行時に逆送反転を行なった場合
には「Ｎｅａｒ端到達フラグ」をセットする。この２つ
の端到達フラグは次の端到達判定（Ｓ１０１９）で説明
する。

【０２５１】３．１３ 端到達判定 ステップＳ１０１９で端到達判定を行う。ＡＦ山登りで
は有意な評価値ピークを発見するか、又は逆走判定によ
り方向を反転させられるか、探索を中止するまではフォ
ーカスの進む向きを変更せずに評価値ピークの探索を続
ける。しかし、レンズには物理的なＮｅａｒ端及びＦａ
ｒ端があり、これらの端を飛び越して探索することはで
きないので端に到達した際の処理が必要となる。

【０２５２】端に到達した際、それが最初の端であれば
まだ全域を探索していないのでフォーカスの進む方向を
反転して探索を続ける。この場合には次に説明する「端
反転処理」（Ｓ１０２１）で山登りパラメータの初期
化、方向を表すパラメータの変更処理を行なう。

【０２５３】既にフォーカスがＮｅａｒ端からＦａｒ端
までの全域を探索していれば、探索すべき領域は全て探
索したことになる。この場合、たとえＪＰを検出できな
かったとしてもこれ以上の探索は意味がないので、探索
した範囲内の何処かにＡＦ収束しなければならない。こ
の収束動作を「保険モード」と呼ぶことにする。なお、
全域探索では次のような問題がある。例えば、撮影する
シーンが暗いと、有意な評価値ピークがでにくい場合が
ある。この場合、決められた範囲を探索した後に保険モ
ードでＡＦ収束することになるが、その範囲がＮｅａｒ
端からＦａｒ端までの全域とすると、毎回全域を探索す
ることになり収束するまでに時間がかかり過ぎる。

【０２５４】そこで、物理的なＮｅａｒ端からＦａｒ端
（これらを、「真のＮｅａｒ端」，「真のＦａｒ端」と
呼ぶ。）までの間に仮のＮｅａｒ端を設け、探索時間の
短縮を図っている。即ち、フォーカスが仮のＮｅａｒ端
からＦａｒ端までを探索した時点で、その範囲内にＪＰ
が存在するかを一旦判断する。全域を探索せずに途中で
判断するので途中判断と呼び、仮のＮｅａｒ端位置を
「途中判断位置」と呼び、ここでの判断方法を「途中判
断方法」と呼ぶ。途中判断位置は、真のＮｅａｒ端と真
のＦａｒ端の略中央に設定してある。もし、ＪＰが存在
する場合には、全域探索した場合と比べて相対的に短い
時間でＡＦ収束できる。

【０２５５】途中判断方法では、局部的なピーク（極大
値）を検出できる鋭角率（後で説明する。）を用いてＪ
Ｐが存在するか否かを判断する。図２８Ａに示すよう
に、レンズ移動開始位置から移動し、仮のＮｅａｒ端で
フラグをセットし、次に真のＦａｒ端でフラグをセット
し、フラグが２回セットされた時点で一旦途中判断を行
い、鋭角率を用いてＪＰが存在するかを判断する。ＪＰ
が存在すると判断したら、その位置にフォーカスを移動
させる。このように、Ｆａｒ端とＮｅａｒ端の間に途中
判断位置を設け、フォーカスがその位置に到達した時点
で、それまでのフォーカスの経過の中でＪＰが存在する
か否かを判断し、その結果によりそれ以降の探索を続行
するか否かを判断している。このような途中判断を採用
することにより、これまで全域探索を行った後でＪＰに
集束していたディテールの少ない被写体，暗い被写体等
のかなりの被写体が、全域探索を行わずに収束できるよ
うになる。この結果、ＡＦの平均集束時間を短縮できる
ようになった。なお、途中判断位置は、１つには限られ
ない。所望に応じて複数個設けることが出来る。

【０２５６】途中判断でＪＰが存在しないと判断した
ら、図２８Ｂに示すように（端反転処理Ｓ１０２１で）
反転し、引き続き真のＮｅａｒ端まで探索を続行する。
真のＮｅａｒ端までフォーカスを進めたら、全域を探索
したことになり、フォーカスを収束させる位置を決めな
ければならない。

【０２５７】上記端到達判定の処理フローを図２９に示
す。以下にフローの説明を行なう。ステップＳ２９０１
でレンズの現在位置が端到達であるか判定する。端到達
してなければ、山下り判定に進み（図１０のＳ１０２
２）、端到達してれば、次に進む。ステップＳ２９０２
で、端到達フラッグをセットする。即ち、フォーカス位
置がＦａｒ端ならＦａｒ端到達フラグをセットし、予め
定めた途中判定位置よりもＮｅａｒ端に近ければＮｅａ
ｒ端到達フラグをセットする。ステップＳ２９０３で、
Ｆａｒ及びＮｅａｒの両端を既に通過しているかを判定
する。上記２つの端到達フラグのどちらか一方のみがセ
ットされていれば片端到達と見なし、レンズを停止し、
端反転処理（図１０のＳ１０２１）へ進む。上記のＦａ
ｒ及びＮｅａｒの端到達フラグがセットされていれば、
次に進む。

【０２５８】ステップＳ２９０４では、現フォーカス位
置が既に真のＮｅａｒ端に到達しているかを判定する。
真のＮｅａｒ端に到達している場合（図２８ＢのＱ
点）、ピーク位置選定処理（図１０のＳ１０２０）に進
み、その処理のルールによりピーク位置の選定を行な
う。まだ真のＮｅａｒ端に到達していない場合（図２８
ＡのＰ点）には、次に進む。ステップＳ２９０５では、
探索した範囲内に有意なピークが存在するかを判定す
る。ピークが有れば、ピーク位置選定処理（図１０のＳ
１０２０）に進む。無ければ、次に進む。ステップＳ２
９０６では、処理の都合上、次の途中判断位置に真のＮ
ｅａｒ端を代入し、そこでの途中判断をなくし、Ｎｅａ
ｒ端到達フラッグをリセットして探索動作を継続させ
る。ステップＳ２９０７では、現在位置がＦａｒ端であ
るか否かを判定し、Ｆａｒ端であれば端反転処理（図１
０のＳ１０２１）に進む。Ｆａｒ端でなければ、山下り
判定（Ｓ１０２２）へ進む。途中判断位置であれば進行
方向はそのままとする。

【０２５９】３．１４ 途中判断方法 仮のＮｅａｒ端〜Ｆａｒ端を探索した際にその範囲内に
ＪＰが存在するか否かを判断する途中判断方法は、「鋭
角率」を用いて行なっている。以下に鋭角率の説明を行
なう。

【０２６０】特に暗いシーンで評価枠の周囲からの輝度
の高いエッジが侵入して偽山が発生した場合ようなに
は、フォーカスに対する評価値曲線はＪＰで最大となる
単峰形にはならない場合が少なくない。その一例を図３
０に示す。図３０は横軸に時間を、縦軸に評価値の値を
とった評価値曲線である。フォーカスは等速度でレンズ
を移動させているため、横軸の時間はフォーカス位置と
見ることができる。鋭角率は、短いフィールド内でどれ
だけ上に尖っているか（極大値）の指標であり、図３０
Ａに示すような偽山を含む評価値曲線においてもＪＰを
見つけることができる。

【０２６１】鋭角率は、全ての評価値ＩＤ［ｉ］，（ｉ
＝１〜１３）に対し、現在の評価値ｅ0 ［ｉ］、３フィ
ールド前の評価値ｅ3 ［ｉ］及び６フィールド前の評価
値ｅ6 ［ｉ］を用いて計算し、数４で表わす。

【０２６２】

【数４】

【０２６３】鋭角率の概念は、図３０Ａに示すように、
ｅ3 ［ｉ］とｅ6 ［ｉ］の差分とｅ3 ［ｉ］の比（ｅ3
［ｉ］−ｅ6 ［ｉ］）／ｅ3 ［ｉ］である。但し、ｅ3
［ｉ］を越して単調増加する場合もあるので、両側を取
り、｛（ｅ3 ［ｉ］−ｅ6 ［ｉ］）／ｅ3 ［ｉ］｝×
｛（ｅ3 ［ｉ］−ｅ0 ［ｉ］）／ｅ3 ［ｉ］｝としてい
る。なお、（ｅ3 ［ｉ］−ｅ0 ［ｉ］）と（ｅ3 ［ｉ］
−ｅ6 ［ｉ］）の両方が負の値を取ると、鋭角率として
正の値が出てしまうので、（ｅ3 ［ｉ］−ｅ0 ［ｉ］）
＜０、又は、（ｅ3 ［ｉ］−ｅ6 ［ｉ］）＜０の場合
は、鋭角率はゼロとする。

【０２６４】ここで、実際に用いる数４との相違は、分
母の＋１はｅ3 ［ｉ］がゼロの時に無限大となることを
回避するため（ゼロディバイド防止）である。

【０２６５】鋭角率の計算は毎フィールド行なわれ、鋭
角率の最大値更新及び最大値のレンズ位置更新も毎フィ
ールド行なわれる（図１４Ｂ参照）。そして上記途中判
断において、それまでに記録された各評価値の鋭角率最
大値を調べ、鋭角率最大値が閾値（例えば、２０）を越
えているものがあれば探索した範囲内にＪＰが存在する
として、ステップＳ１０２０のピーク位置選定処理に進
む。どの鋭角率最大値も２０を越えていない場合、ＪＰ
が存在しないと判断する。

【０２６６】この鋭角率の考えを毎フィールドに採用
し、所定の値を越えたらピーク発見とみなす方法は、後
で述べる山下り判定のチェックダウン方式でも用いられ
る。しかし、途中判断で用いる鋭角率とチェックダウン
方式とでは閾値が異なっており、チェックダウン方式の
方が閾値を高くしている。これは途中判断では探索領域
にわたっての鋭角率を用いているのに対してチェックダ
ウン方式では基本的には数フィールド（最大１０フィー
ルド）の情報しか扱かっていないのでノイズに対してＪ
Ｐ存在という結果を出させないためである。

【０２６７】３．１５ 端反転処理 ステップＳ１０２１で端反転処理を行う。端反転処理
は、以下の処理を行なう。 フォーカスの進行方向を反転する。 山登りパラメータの初期化を行なう。但し、端到達フ
ラグのリセットは行なわない。

【０２６８】山登りパラメータの初期化に関しては山登
りループに入る直前に行なう「山登りパラメータの初期
化」と同じ処理であるが、片端に到達したフラグまでリ
セットしてしまうと端反転を無限に繰り返してしまうの
で端到達フラグだけはセットしたままにする。

【０２６９】３．１６ ピーク選定 ステップＳ１０２０でピーク選定処理を行う。即ち、山
下り判定でピークが検出できずにＦａｒとＮｅａｒの両
端に到達した場合、又は、上記途中判断でピークありと
判断した場合には、探索した範囲内でフォーカスを収束
させる位置を選定する。

【０２７０】ピーク選定では、各評価値の鋭角率最大値
から最大の鋭角率を選定し、それが所定の値を越えてい
れば、その際最大鋭角率に対応するフォーカス位置をピ
ーク位置と決定する。越えていなければ、次善の策とし
て、特定の評価値に関して、最大値と最小値の差及び最
大値と最小値の比を求め、いずれも所定量以上ならば、
その評価値に対応するレンズ位置をピーク位置と決定す
る。

【０２７１】図３１にピーク選定のフローを示す。ステ
ップＳ３１０１で、評価値ＩＤＯ〜ＩＤ１３各々に対す
る鋭角率最大値の中から最大の鋭角率及びそれに対応す
るレンズ位置を選定する。ステップＳ３１０２で、選定
された最大の鋭角率が所定値（例えば、２０）を越えて
いたら、ステップＳ３１０３に進む。所定値以下の時
は、ステップＳ３１０４に進む。ステップＳ３１０３
で、最大鋭角率に対応するレンズ位置をピーク位置と決
定する。

【０２７２】ステップＳ３１０４では、最大の鋭角率が
所定値以下の場合であり、この場合には鋭角率ではＪＰ
を決定することが出来ない。そこで、最後の手段とし
て、評価値の最大最小の差が最大であった箇所をＪＰと
決定することとする。即ち、評価値ＩＤ０，ＩＤ６，Ｉ
Ｄ４，ＩＤ９及びＩＤ１１の各評価値に対してこの優先
順位で、 最大値と最小値の差が所定量以上、且つ、 最大値と最小値の比が所定量以上、 の条件を満足するかを順に調べる。これら及びの条
件を満足する評価値が有れば、以降の探索を止め、満足
した評価値の最大値に対応するレンズ位置をピーク位置
と決定する。なお、このピーク位置は、メモリに蓄積さ
れている。なお、及びを満足する評価値が依然とし
て無い場合には、最後の手段として枠サイズが最大枠Ｗ
５である評価値ＩＤ１１の最大値に対応するレンズ位置
をピークとしている。

【０２７３】３．１７ 山下り判定（ピーク検出） ステップＳ１０２２で、山下り判定を行う。画像処理方
式のＡＦでは評価値のピークを通過して初めてＪＰを検
出ができるので、山下り判定は評価値のピーク検出判定
を意味する。従って、山下り、即ち評価値低下の検出方
法が非常に重要である。山下り判定では、差分判定、
チェックダウン判定、の２つ方法でピーク検出判定を
行なっている。

【０２７４】差分判定とチェックダウン判定の相違は、
前者が現在フィールドの評価値と所定フィールド前の評
価値の差を監視し、この差が一定の閾値を越えたらピー
クを検出したとする。一方、後者は、前者が現在フィー
ルドの評価値と所定フィールド前の評価値の比を監視
し、この比が一定の閾値を越えたらピークを検出したと
する。差分判定では、コントラストの低い、従ってＪＰ
においても評価値の低い被写体では評価値の変化が少な
く、ＪＰ検出が出来ない場合がある。チェックダウン判
定は、コントラストの高い、従ってＪＰにおいても評価
値の高い被写体でピーク検出が遅れ、その結果ピークを
行き過ぎるオーバーランが頻発するという欠点を有す
る。このＡＦのピーク検出では、差分判定（差）とチェ
ックダウン判定（比）の両方を用い、前者によりコント
ラストの高い被写体に対しては行き過ぎの増加なしにピ
ークを検出し、後者によりコントラストの低い被写体に
対してもピーク検出の感度を挙げることができるという
特徴を有している。

【０２７５】差分判定は、以下に説明するように１フィ
ールド又は２フィールドの評価値の低下で山下りを判定
するので、ピークを行き過ぎる量が次に述べるチェック
ダウン方式と比較して少ない。しかし、実際問題とし
て、ＪＰにおても評価値が低い（例えば、ＩＤ０で５０
０以下の）被写体では方向判定結果が２回連続してＤｏ
ｗｎとならないケースがある。そのような評価値の低い
被写体に対してＪＰ検出する目的で、チェックダウン方
式を用意している。最初、差分判定を行い、ピーク検出
が出来なかった場合、チェックダウン判定を行う。

【０２７６】差分判定 差分判定は、本ＡＦ装置のピーク検出では基本となる判
定方法である。方向判定（Ｓ１０１６）における評価値
ＩＤ０及びＩＤ１の個別判定結果が連続して閾値回「ｕ
ｐｎｇ ｔｈ」（フィールド）Ｄｏｗｎが続いたらピー
ク検出と判定し、ステップＳ１０２３に進みピーク位置
算出を行う。この閾値「ｕｐｎｇ ｔｈ」は、焦点深度
に応じて変えている。即ち、焦点深度が長い場合には、
１回のＤｏｗｎとし、焦点深度が小さい場合には、評価
値曲線に小さな偽山が生じ易いという経験則にしたがっ
て、２回連続Ｄｏｗｎというルールで偽山トラップを防
止している。

【０２７７】 ここで、「焦点深度が短い」：レンズ最高速度で１フィ
ールドですすめるフォーカス量が焦点深度よりも大きい
ときをいう。 「焦点深度が長い」：レンズ最高速度で１フィールドで
すすめるフォーカス量が焦点深度よりも小さいときとき
をいう。

【０２７８】但し、先に説明したＩＤ７（輝度加算値）
の正規化差分値（５０×｜ｅ0 ［７］−ｅ2 ［７］｜／
ｅ0 ［７］）がピーク検出時に所定値（例えば、１０
％）を越えている場合には、揺れによる誤動作で簡単に
停止するのを防止するため、揺れ又は外乱乱入としてピ
ーク検出判定の差分判定結果を無効に（メモリ内のダウ
ンカウント値をリセット）している。

【０２７９】５０×｜ｅ0 ［７］−ｅ2 ［７］｜／ｅ0
［７］）≧１０％ →差分判定結果を無効

【０２８０】これにより、被写体の揺れや外乱により生
じるピーク検出の誤判定を低減することが出来る。その
結果、ボケ状態のフォーカスのままＡＦ動作が終了する
誤動作を低減できる。

【０２８１】差分判定が前に述べた方向判定の個別判定
を用いているので、各評価値の大きさにかかわらずＤｏ
ｗｎと判定するための差分閾値は同じである。評価値の
低い場合には閾値は小さくし、評価値の高い場合に閾値
は高くしても良いように思える。しかしながら評価値の
高いシーンは、一般にディテールの高い場合が多くわず
かなボケも目立ってしまう。評価値が高いからといって
閾値も高くするとＪＰ頂上での山下りを見逃し、その結
果行き過ぎが目立ってしまう。これに対して評価値の低
いシーンでは、一般にディテールが低いのでフォーカス
がＪＰを多少行き過ぎてもあまり目立たない。従って、
評価値が高いシーンは厳しく、反対に評価位置が低いシ
ーンは緩く判定する必要がある。以上より各評価値の大
きさにかかわらず定数の閾値を採用している。

【０２８２】チェックダウン判定 図３２Ｂを用いてチェックダウン判定方法を示す。チェ
ックダウン判定方法では、各評価値に関してｅ0
［ｉ］、ｅj ［ｉ］、ｅ2j［ｉ］の３つの評価値を用い
てピーク判定を行なう。［ｉ］のｉは評価値のＩＤを示
す。ｅ0 ［ｉ］は現フィールドの評価値、ｅj ［ｉ］は
ｊフィールド前の評価値、ｅ2j［ｉ］は２ｊフィールド
前の評価値を示している。ｊは２から５までの整数であ
り２から始めて順次増加させる。判定の計算式を数５，
数６に示す。

【０２８３】

【数５】ｅｊ

〔０〕＞ａ＊ｅ０〔ｉ〕、且つ、ｅｊ
〔ｉ〕＞ａ＊ｅ２ｊ〔ｉ〕 但し、ｊ＝２，３，４，５ ａ＝１．２（静止モード） ＝２．５（揺れモード１）

【０２８４】

【数６】１／ｂ＜ｅｊ〔７〕／ｅ０〔７〕＜ｂ、且つ、 １／ｂ＜ｅｊ〔７〕／ｅ２ｊ〔７〕＜ｂ ｂ＝１．１

【０２８５】数５は、途中判断方法で説明した鋭角率と
同じ考えであり、サンプル時刻の異なる３つの評価値の
うち中央の評価値ｅj ［ｉ］が他の２つｅ0 ［ｉ］，ｅ
2j［ｉ］より所定倍ａ以上大きければ（ｅj ［ｉ］／ｅ
0 ［ｉ］＞ａ、且つ、ｅj ［ｉ］／ｅ2j［ｉ］＞ａ）、
ピーク検出と判定する。ここで、ｊ＝２，３，４，５な
ので、ｅj ［ｉ］は２，３，４，５フィールド前と順次
拡げ、それに対応してｅ2j［ｉ］も４，６，８，１０フ
ィールド前と順次拡げて判定する。なお、定数ａは、揺
れのない場合には小さくして検出感度を良くしている。
揺れのある場合には、揺れによる評価評価値の変動で誤
検出しないように定数ａを大きくしている。

【０２８６】数６は、評価値ＩＤ７（Ｙ−Ｗ１−ＨInt
g，輝度加算値）の変化率を用いて、チェックダウン判
定に制限を与えた式である。即ち、評価値ＩＤ７の変化
率が数６を満足しない場合には、揺れ又は外乱ありとし
て上記ピーク検出のチェックダウン判定を無効にしてい
る。これにより、被写体の揺れや外乱により生じるピー
ク検出の誤判定を低減することが出来る。その結果、ボ
ケ状態のフォーカスのままＡＦ動作が終了する誤動作を
低減できる。

【０２８７】このチェックダウン判定でもピーク検出で
きない場合には、先に説明を行なった保険モードでＪＰ
に収束することになる。

【０２８８】これら差分判定，チェックダウン判定及び
保険モードの動作の比較を図３２Ａの図表にまとめて示
す。図表において、検出遅延時間とは、評価値がピーク
に達してからピーク検出されるまでの時間を示す。検出
遅延時間は小さければそれだけ行き過ぎ量が小さくて済
む。図表より検出遅延時間は、差分判定＜チェックダウ
ン判定＜保険モード、となっていることがわかる。従っ
て、ピークの検出さえできれば差分判定が望ましい。し
かしながら、評価値が低い場合には差分判定のピーク検
出感度は小さいので、他の判定に頼ることになる。

【０２８９】上記チェックダウン判定に使用している評
価値は以下のとおりである。判定の順番は番号順となっ
ており、ピークが検出できたら残りの判定は行なわな
い。 (1) 揺れのない場合 ＩＤ０（ＩＩＲ１−Ｗ１−ＨPeak） ＩＤ６（ＩＩＲ１−Ｗ１−ＨIntg） ＩＤ３（ＩＩＲ４−Ｗ１−ＨPeak） ＩＤ４（ＩＩＲ０−Ｗ１−ＶIntg）

【０２９０】なお、ここでＩＤ４を使用する場合には、
次の制限がある。 (a) ＩＤ０ ＜ ６００ (b) ＩＤ６ ＜ ６００ (c) ＩＤ３ ＜ １６００ これは、ＶIntg方式を使用する垂直方向評価値ＩＤ４を
使用することにより、水平方向成分が無く、垂直方向成
分だけがある水平線のシーンのようなシーンに対しても
可能になった。しかし、ＩＤ４は、水平方向成分がある
と、フォーカスを動かした際に伴う画角の変更，ボケの
変化によるエッジの侵入等による画素の移動が起こり、
水平方向変化がＩＤ４を算出する際の水平方向６４画素
平均計算に影響し、シーンによっては評価値ＩＤ４に偽
山を発生させることになる。これを回避するために、Ｈ
Peak方式及びＨIntg方式を使用する評価値ＩＤ０，ＩＤ
６及びＩＤ３によって、水平方向成分が或る一定以上あ
る場合には、垂直方向評価値ＩＤ４を使用してピーク検
出を行わないように制限を付したのである。

【０２９１】(2) 揺れている場合 ＩＤ６（ＩＩＲ１−Ｗ１−ＨIntg）

【０２９２】３．１８ ピーク位置算出（重心計算） ステップＳ１０２３で、ピーク位置算出を行う。即ち、
山下り判定でピークが検出されたらピーク位置を算出す
る。

【０２９３】図３３は、フォーカスを一定速度で進め、
１フィールド毎に評価値及びフォーカス位置をサンプル
する様子を示している。レンズ速度が、１フィールドで
進む１焦点深度以内であれば、評価値が最大となるフォ
ーカス位置を選び、その位置にフォーカスを戻せばＪＰ
追い込み精度を１／２焦点深度に納めることもできる。

【０２９４】ところが、「レンズ速度設定」（Ｓ１０１
０）で述べたように高速のままＪＰを通り過ぎることも
あり、概して、１フィールドで進むフォーカス量は焦点
深度よりも大きい。この場合、評価値ピークにサンプル
箇所が一致しなく、飛び越してしまうことが多い。そこ
で、ピーク値をサンプルしたデータの中から単に選ぶの
でなく、補間計算をして正確なＪＰ位置を算出する必要
が生じる。

【０２９５】本ＡＦでは、正確なＪＰ位置を算出のため
の補間計算として重心計算式(7) を用いている。多少の
ノイズがあってもＪＰ算出結果には影響が少ないこと、
最小二乗法と異なりｆ( ｘ) の形を決める必要がないこ
と、から重心計算法を採用した。被写体の形状は無数に
あるので評価値曲線は、最小二乘法のような数式でモデ
リングすることはできないからである。

【０２９６】

【数７】

【０２９７】数７でｘはレンズ位置、ｘ１，ｘ２は積分
範囲、ｆ（ｘ）はレンズ位置ｘにおける評価値の値を示
している。積分範囲の設定方法に関しては後で説明す
る。この重心計算を行なうことにより、図３３に示すよ
うにサンプル点が評価値ピーク、即ちＪＰ位置と重なら
なくともＪＰ位置を算出できるようになる。

【０２９８】重心計算の精度を上げるためには、積分範
囲の設定を適正に選ぶ必要がある。例えば、図３４Ａに
示すように評価値ピークの前後でアンバランスに積分範
囲を設定すると算出結果とＪＰとのずれは大きくなって
しまう。

【０２９９】図３４Ｂに示すように、積分範囲は山下り
を検出した時点のレンズ位置をｘ２とし、それまで経過
したレンズ位置と評価値とで作られる評価値曲線におけ
る山の反対側でｆ（ｘ２）と等しい評価値に対応したレ
ンズ位置ｘ１を探し、それを用いるのが最適である。

【０３００】ここで、実際にはサンプルデータは離散的
（１フィールドに１回サンプル）なので数７のように連
続積分はできない。そこで数８に示すように離散的積分
計算を行なっている。

【０３０１】

【数８】

【０３０２】この場合、積分範囲に関しては、探し出し
たｘ１がバッファに格納したデータと一致している場合
には、離散的積分計算の開始データとしてそのまま用い
る。しかし、通常は一致しない。一致しない場合には、
ｆ（ｘｐ）≦ｆ（ｘ１）で且つｘ１に最も近いレンズ位
置ｘｐを、バッファに格納されているデータの中から検
索して積分開始位置として用いる。

【０３０３】この場合、積分範囲としては若干アンバラ
ンスとなるが、以下の理由により実際にはそれほど影響
がない。その理由は、評価値ピーク前後でレンズの移
動速度が速い場合にはｆ（ｘｐ）は通常評価値ピークと
比べて十分小さく、積分計算の寄与が小さいので、ＪＰ
計算精度にはあまり影響しないこと、評価値ピーク前
後でレンズの移動速度が遅い場合には上記寄与が大きく
なるが、逆に評価値データ間の間隔が狭くなることによ
りＪＰ計算精度が上がるので、結果として相殺されて、
精度低下は相殺されるからである。

【０３０４】以上のピーク位置算出法においても、どの
ようなシーンにおいても算出結果とＪＰとのずれが焦点
深度内に納まっている保証はない。評価値曲線の形がモ
デリングできないので、上記重心計算の精度を算出する
ことができないからである。しかし、今回開発したＡＦ
の実力では、１５倍のレンズで焦点距離１２０ｍｍ、ア
イリス１．７、エクステンダ２倍を挿入した条件下で、
通常のシーンをＡＦさせた場合には、要求仕様を満足し
十分な精度でジャストフォーカスに収束できることを確
認している。

【０３０５】３．１９ ピーク位置移動 ステップＳ１０２４でフォーカスレンズを移動して、ピ
ーク位置移動処理を行う。ＡＦブロック１３７からレン
ズブロック側ＣＰＵ１１４に対し、フォーカスレンズ制
御指令が与えられることにより行われる（図１参照）。
即ち、ピーク位置算（Ｓ１０２３）でピーク位置が算出
できたら、ピーク位置移動処理でピーク位置にフォーカ
スを移動させる。この処理では算出時点でのフォーカス
位置と戻るべきフォーカス位置との差を計算し、もしそ
の差が所定距離以上の場合にはその距離を２５フィール
ドで戻るよう、レンズ速度の算出を行なっている。ピー
ク位置から離れている時は比較的速く、近くに在る時は
比較的遅い速度で移動するためである。速度を算出した
ら、その速度を速度指令としてレンズ側に送信する。レ
ンズが目標に近づいたら位置指令に切り替え、目標位置
に正確に到達させている。

【０３０６】このように、所定距離以上離れている場合
に２５フィールドかけてレンズをピーク位置に戻してい
るのは、あまり高速に戻すと画面の動きが不自然にぎく
しゃくした感じを受けるからである。

【０３０７】次に、未だ説明していないロングフィルタ
判定（Ｓ１００３）及びロングフィルタ処理（Ｓ１００
４）について説明する。鏡面をもつ被写体が揺れながら
ライト，太陽光を反射させている場合やミラーボール等
の発光体が激しく移動している場合には、各評価値，輝
度加算値が激しく変動する。このようなシーンでは、Ｊ
Ｐから離れていても先に説明した山下り判定（ピーク検
出）の条件を簡単に満足してしまい、ぼけた位置でレン
ズが止ってしまう。山下り判定ではＩＤ７（輝度加算
値）の正規化差分（即ち、変化）を調べ、変化が大きい
場合にはピーク検出を無効にしているが、すべての場合
に完全に見抜けるわけではない。

【０３０８】そこで、輝度加算値等の各評価値が激しく
変動する被写体に対してもＡＦさせることを目的とし
て、このロングフィルタモードを設けている。

【０３０９】３．１９ ロングフィルタ判定 先ず、ステップＳ１００３で、ロングフィルタ判定を行
う。図９に示したＡＦフローチャートでは、通常、山登
りループを何回か回りながら評価値ピークを検出してい
る。しかし、異常に揺れが激しい場合には山登りループ
で誤動作してしまう危険性がある。このような誤動作を
回避するため、予め、ロングフィルタ判定を行って揺れ
が異常に激しいか否かを判定し、揺れが激しいと判定さ
れた場合には、ロングフィルタ処理（Ｓ１００４）を行
い、山登りステージに進まないでＡＦ動作を終了する。
ロングフィルタ処理を起動するか又は起動しないで通常
のＡＦ処理を行なうかは、次の条件で判定する。

【０３１０】ロングフィルタ判定において、揺れが激し
いか否かの判定には、レンズ静止時の揺れ判定（Ｓ１０
０１）と同様の手順により行う。但し、レンズ静止時の
揺れ判定では、評価値ＩＤ０とＩＤ７（輝度加算値）の
正規化差分値の最大値である代表正規化差分値を用いて
判断しているが、このロングフィルタ判定では更にこれ
ら評価値に対して評価枠をＷ３に拡げた評価値ＩＤ９と
ＩＤ１２（輝度加算値）を加えて判定している。

【０３１１】評価値ＩＤ０及びＩＤ９の平均値（揺れ判
定期間１２フィールドの平均値）が２００以上なら、 ndiff ｅ［０］≧30％、且つ ndiff ｅ［９］≧30％ → 揺れモード２ とする。

【０３１２】評価値ＩＤ０の平均値が２００未満なら、 ndiff ｅ［７］≧12.5％、且つ ndiff ｅ［１２］≧12.5％ → 揺れモード２ とする。

【０３１３】ロングフィルタ判定において、揺れが大
（揺れモード２）であれば、ロングフィルタ処理（Ｓ１
００４）に移行する。揺れが大でなければ、通常のＡＦ
処理に進む。この条件は、実験的に求めた。

【０３１４】３．２０ ロングフィルタ処理 ロングフィルタモードは、先に説明した山登りステージ
とは異なり、長い移動平均を取りながら等速度でレンズ
を動かして、移動平均が最大となるレンズ位置にレンズ
を戻す方式を採っている。この利点は、評価値の変動の
激しい被写体でも誤動作の確率が少ないことである。欠
点は、移動平均を多数取っているのでピークの検出が比
較的遅く、また、ピーク行き過ぎ量が大きいことであ
る。

【０３１５】図３６にロングフィルタ処理のフローチャ
ートを示す。以下に各処理の説明を行なう。ロングフィ
ルタ処理を開始する。ステップＳ３６０１では、次の条
件で、焦点深度に対応した等速度で動かすレンズ速度を
設定する。 ＦＳ≦全ストローク／1000 → ｖ＝全ストローク／18
0 ／フィールド ＦＳ≧全ストローク／ 200 → ｖ＝全ストローク／ 9
0 ／フィールド 全ストローク／1000 ≦ Ｆｓ ≦ 全ストローク／20
0 → 上記範囲の比例配分した速度 但し、Ｆｓ：焦点深度 全ストローク：フォーカスレンズを物理的なＦａｒ端〜
Ｎｅａｒ端間移動させたときのパルスモータのパルス数
で表したもの。なお、カメラのレンズによって異なる
が、実際の光軸方向移動距離は十数ｍｍ程度であり、こ
れを本実施例では０〜２００００パルスに対応させてい
る。

【０３１６】ステップ３６０２で、レンズの移動方向を
設定する。初期設定であれば図３５に従う。図３５で横
軸はＦａｒ端からＮｅａｒ端までのレンズ位置ＦＰＯＳ
（Focus Position）をパルス数０〜２００００で特定し
ており、ＦＰＯＳはフォーカスリングの回転角と１次関
数の関係となっている。

【０３１７】 レンズ位置 移動方向 ０（Ｆａｒ端）〜 ５０００ → Ｆａｒ端方向 ５０００〜１００００ → Ｎｅａｒ端方向 １００００〜１５０００ → Ｆａｒ端方向 １５０００〜２００００ → Ｎｅａｒ端方向

【０３１８】ステップＳ３６０３，３６０４，３６０
５，３６０６で、ロングフィルタ山下り判定を行う。先
ず、Ｓ３６０３では、毎フィールド輝度正規化評価値の
移動平均（段数１１段）計算及びその最大値更新処理を
行ない、反転回数が１の時に輝度正規化評価値が最大値
の半分（５０％）又は端に到達したならば、ステップＳ
３６０７に進み、反転回数が０の時にＳ３６０５に進み
反転回数を１にセットしてステップ３６０２に戻る。

【０３１９】この輝度正規化評価値とは、評価値ＩＤ０
に、ＩＤ７（輝度加算値）の３２個移動平均を掛け、Ｉ
Ｄ７の３個の移動平均で割ったものである。

【０３２０】ｅ［０］＊｛Σ（ｅ0 ［７］＋…＋ｅ31
［７］）／３２｝÷｛Σ（ｅ0 ［７］＋…＋ｅ2
［７］）／３｝

【０３２１】ここで、（輝度加算値３２個の移動平均／
輝度加算値３個の移動平均）を掛けているのは、ミラー
による強い反射光の影響を減小させるためである。

【０３２２】図３７は、変動の大きい評価値ＩＤ０に
（輝度加算値の３２移動平均／輝度加算の３移動平均）
を掛け、更に段数１１の移動平均を取ることにより変動
が小さく、即ちノイズを減少して、ＪＰ位置が見つけ易
くなる様子を示している。移動平均11段を取ることによ
り評価値ピーク位置が５フィールド遅れる（厳密には、
上述したように評価値自体が３フィールドの移動平均を
とっているため１フィールド遅れ、更に、ＣＣＤは１フ
ィールド蓄積しているので、結局７フィールド遅れる
が、本発明に関しては直接関係ないので省略する。）。

【０３２３】ステップＳ３６０４で、反転回数が０の時
に輝度正規化評価値が最大値の半分（５０％）又は端に
到達したならば、ステップＳ３６０５に進み反転回数を
１にセットし、ステップＳ３６０２に進んで移動方向設
定が行われる。そうでなけらば、ステップＳ３６０６に
進む。

【０３２４】ステップＳ３６０６では、次の移動位置を
レンズに指定して、ステップＳ３６０３に戻る。

【０３２５】ステップＳ３６０７でレンズ位置を算出し
て、ステップＳ３６０８に進む。ステップＳ３６０８で
は、ＪＰ位置算出を行う。ロングフィルタ山下り判定で
輝度正規化評価値が最大値に対して半分に低下し、且つ
それまでに既に反転していればＪＰが見つかったとして
ロングフィルタ処理（Ｓ１００４）に入る。輝度正規化
評価値は先に述べたように１１段の移動平均を取ってい
るのでピークが出現するレンズ位置はそれだけで５フィ
ールド遅れる（実際には７フィールド遅れる。）。従っ
て、レンズ速度×７フィールド分だけレンズ位置を戻す
必要がある。ＪＰ位置算出処理ではこれらの遅れも考慮
してＪＰ位置の算出を行なう。

【０３２６】ステップＳ３６０９では、ＪＰ位置へ移動
を行う。ＪＰ位置算出処理で算出した位置へレンズを移
動させる。

【０３２７】ステップＳ３６１０では、ロングフィルタ
処理を終了する手続きを行ない、今回のＡＦ処理は終了
する。本実施例のＡＦはワンショットタイプであり、次
回ＡＦスイッチがプッシュされるまではアイドリング状
態となる。

【０３２８】図３８にロングフィルタ処理によるレンズ
の動きの一例を示す（図３６のも参照）。図中、
ロングフィルタ処理が起動され、先に述べた移動方向設
定処理で動く方向が決まり、に示すように等速度で動
きだす。この場合、輝度正規化評価値は減少する方向な
ので最大値及び最大値位置は出発点のままとなる。レン
ズは進行して、輝度正規化評価値が最大値の半分にな
り、かつそれまで反転していないので、その位置から反
転して再度スタートする。

【０３２９】反転後レンズは等速度で進み、に示すよ
うに正規化評価値ピークを通過して更に進行する。輝度
正規化評価値が最大値の半分となったら、今度はそれま
でに反転しているので先に述べたＪＰ位置算出処理でＪ
Ｐ位置を算出する。その後、に示すようにＪＰ位置に
戻り、ロングフィルタ処理を終了する。

【０３３０】以上により、本実施例の説明を終了する。

【０３３１】［実施例の効果］以下、本実施例の効果に
関して、項目別に説明する。 (1) レンズ静止時の揺れ判定（Ｓ１００１）において
は、ＡＦスイッチが押されてから所定期間経過するまで
の評価値データは、揺れ判定の計算には寄与させていな
い。即ち、パン及びスイッチＯＮによる影響が生じる所
定期間、揺れ判定の計算に寄与させないことにより、こ
れらの影響を排除した揺れ判定をすることができ、誤判
定を回避できる。もし、この誤判定が生じると、被写体
が揺れていなくとも揺れていると判定され、高速でレン
ズが駆動され、ジャストピンを通り越した後のレンズ行
き過ぎ量が大きいものとなってしまう危険がある。本実
施例では、被写体が揺れていなくとも揺れていると誤判
定する、不都合を解消することが出来る。

【０３３２】(2) 本実施例ではレンズ移動開始前のレン
ズ静止時に予め揺れ判定（Ｓ１００１）を行うことによ
り、前もってレンズ移動速度を決定することが出来る。
更に、レンズ移動開始後も周期的に揺れ判定（Ｓ１０１
４）を行うことにより、レンズ静止時の予め揺れ判定で
は検出できない大ボケ状態での揺れ判定を正確に行うこ
とが出来る。

【０３３３】(3) 本実施例のレンズ速度設定（Ｓ１０１
０）では、揺れの有る場合には、レンズを高速で動作さ
せ、高速で移動させて低速切り替えは行なわない。揺れ
があるとレンズが静止していても評価値が変動するの
で、ＡＦを開始すると、評価値には、揺れによる寄与
と、レンズを動かしてフォーカスが変化することによる
評価値変化の寄与、とが合成される。揺れによる寄与が
大きいと「ぼけたフォーカス位置でＡＦが収束する」よ
うな誤動作を起こしてしまう。この誤動作を避けるため
に、本実施例では、レンズの速度を高速にすることによ
り、揺れによる寄与分を相対的に減らし、フォーカスが
変化することによる評価値変化の寄与分を相対的に大き
くし、揺れに影響しない評価値特性を得ている。

【０３３４】(4) 画像処理方式のＡＦでは評価値のピー
クを通過して初めてＪＰを検出ができる。そこで、本実
施例では、山下り判定（ピーク検出）（Ｓ１０２２）を
行っている。山下り、即ち評価値低下の検出方法が非常
に重要である。山下り判定では、差分判定、チェックダ
ウン判定、の２つ方法でピーク検出判定を行なってい
る。前者は、現在フィールドの評価値と所定フィールド
前の評価値の差を監視し、この差が一定の閾値を越えた
らピークを検出したとする。この方法は、コントラスト
の低い、従ってＪＰにおいても評価値の低い被写体では
評価値の変化が少なく、ＪＰ検出が出来ない場合があ
る。一方、後者は、前者が現在フィールドの評価値と所
定フィールド前の評価値の比を監視し、この比が一定の
閾値を越えたらピークを検出したとする。この方法は、
コントラストの高い、従ってＪＰにおいても評価値の高
い被写体でピーク検出が遅れ、その結果行き過ぎ（ＪＰ
を越えてオーバーラン）が頻発するという欠点を有す
る。このＡＦのピーク検出では、差分判定とチェックダ
ウン判定の両方を用い、前者によりコントラストの高い
被写体に対しては行き過ぎの増加なしに、後者によりコ
ントラストの低い被写体に対してもピーク検出の感度を
挙げることができる。

【０３３５】(5) 山下り判定（Ｓ１０２２）では、差分
判定、チェックダウン判定、の２つ方法でピーク検出判
定を行なっている。前者は、現在フィールドの評価値と
所定フィールド前の評価値の差を監視し、この差が一定
の閾値を越えたらピークを検出したとする。後者は、前
者が現在フィールドの評価値と所定フィールド前の評価
値の比を監視し、この比が一定の閾値を越えたらピーク
を検出したとする。但し、先に説明した評価値ＩＤ７
（輝度加算値）の正規化差分値がピーク検出時に所定値
を越えている場合には、揺れによる誤動作で簡単に停止
するのを防止するため、揺れ又は外乱乱入としてピーク
検出判定の差分判定結果を無効に（メモリ内のダウンカ
ウント値をリセット）している。同様に、評価値ＩＤ７
（輝度加算値）の変化率が数６を満足しない場合には、
揺れ又は外乱ありとして、ピーク検出のチェックダウン
判定結果を無効にしている。これらにより、被写体の揺
れや外乱により生じるピーク検出の誤判定を提言するこ
とが出来る。その結果、ボケ状態のフォーカスのままＡ
Ｆ動作が終了する誤動作を低減できる。

【０３３６】(6) 方向判定（Ｓ１０１６）において、各
評価値自体が所定の閾値以下の場合は、強制的にＦｌａ
ｔとしている。これにより、評価値の定常的なノイズで
は簡単に反応しないようにすることが出来る。更に、評
価値が低い場合には定常的なノイズで方向判定を誤る場
合が多く、また、ＩＤ７（輝度加算値）が高いシーンで
は評価値曲線全体が上昇し、その定常ノイズレベルの絶
対値も一緒に上昇してＵｐ又はＤｏｗｎの判定結果につ
ながる。従って、所定の閾値をEVAL TH ［ｉ］×γ
［ｉ］（閾値×輝度加算補正係数）とし、この閾値を輝
度加算値に対応して順次高くしている。従って、被写体
を照らす照明を一層明るくした際に、フォーカスが大ボ
ケ状態で評価値の変動が大きくなることにより発生する
ＡＦの誤動作を低減することが出来る。

【０３３７】(7) 本実施例の端到達判定（Ｓ１０１９）
では、真のＮｅａｒ端から真のＦａｒ端までの間に仮の
Ｎｅａｒ端を設け、探索時間の短縮を図っている。即
ち、フォーカスが仮のＮｅａｒ端からＦａｒ端までを探
索した時点で、その範囲内にＪＰが存在するかを判断す
る。もし、ＪＰが存在する場合には、全域探索した場合
と比べて短い時間でＡＦ収束できたことになる。途中判
断方法では、局部的なピークを検出できる鋭角率を用い
てＪＰが存在するか否かを判断する。このように、Ｆａ
ｒ端とＮｅａｒ端の間に途中判断位置を設け、フォーカ
スがその位置に到達した時点で、それまでのフォーカス
の経過の中でＪＰが存在するか否かを判断し、その結果
によりそれ以降の探索を続行するか否かを判断してい
る。途中判断を採用することにより、これまで全域探索
を行った後でＪＰに集束していたディテールの少ない被
写体，暗い被写体等のかなりの被写体が、全域探索を行
わずに集束できるようになり、ＡＦの平均集束時間を短
縮できるようになった。

【０３３８】(8) 本実施例の飽和輝度判定（Ｓ１０１
２）を採用することにより、飽和輝度数が所定の閾値を
越えている場合には、評価枠の枠サイズを基本枠サイズ
Ｗ１から最大枠サイズＷ５に強制的に拡大変更してしま
う。こうすることにより、図２４に示すように、飽和輝
度を持つ被写体を枠内に納めてしまうことにより、偽山
の発生を押さえ、誤動作の発生を防止できる。

【０３３９】(9) 本実施例のＷＯＢ（Ｓ１００６）で
は、第１段階判定と第２段階判定を組み合わせて使用す
る。第１段階判定は、カットオフ周波数の比較的高い使
用データＩＩＲ１の評価値ＩＤ０を使用するため誤判定
の確率は低いが評価値の感度が相対的に低く少しのボケ
状態でも有為な値が得られない。第２段階判定は、カッ
トオフ周波数の比較的低い使用データのＩＩＲ４の評価
値ＩＤ２及び更に枠サイズが異なるＩＤ３を使用するた
め、感度がよい反面、偽山が発生しやすく誤判定を生じ
やすい。そこで、本実施例では第１段階判定を先ず優先
させ、ここで方向判定できない場合のみ第２段階判定で
バックアップすることにより、ＷＯＢの誤判定の確率を
低く押さえたまま、ＷＯＢの感度を上げている。

【０３４０】(10)本実施例のレンズ速度設定（Ｓ１０１
０）では、初期低速期間を除き、ピーク位置の近くまで
はレンズを高速に進め、ピーク位置近くに到達したら低
速に切り替えるている。即ち、大ボケ状態からピーク位
置近くまでは高速にレンズを動かし、ピーク位置近くに
なったら急に減速して低速にすることで、迅速且つ滑ら
かに行き過ぎることがなくピーク位置に収束できる。

【０３４１】(11)本実施例のＨPeak方式では輝度データ
Ｙから高周波成分を抜き出している。この場合、例えば
カラーバーを撮影したとき、このＨPeak方式では後で述
べる評価値の変化は均一な壁と同じようになり、評価値
ピークの検出が出来ないことがある。これに対して、
Ｒ，Ｇ，Ｂの画像信号を加算して輝度データを求めるの
ではなく、色信号Ｒ，Ｇ，Ｂに関して夫々独立に水平方
向評価値算出フィルタを設け、各出力を加算して評価値
とすることで、カラーバーのような色は異なるが輝度が
均一な被写体に対しても有為な評価値を得ることが出来
る。

【０３４２】

【発明の効果】本発明によれば、カメラレンズを大ぼけ
の位置から合焦点近傍までは高速に移動し、合焦点近傍
で急速に減速するスピード制御が多くのシーンで実現で
き、合焦点の収束時間が向上し、合焦点までの画面の見
栄えが向上する利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビデオカメラから構成される撮像装置の全体の
構成を示す図である。

【図２】図１のビデオカメラのＡＦブロックの構成を示
す図である。

【図３】水平方向評価値算出フィルタの回路構成を説明
する図である。ここで、図３Ａは水平方向評価値算出フ
ィルタの回路であり、図３ＢはＨＰＦのカットオフ周波
数の相違について説明している。

【図４】評価値生成回路で使用される枠制御信号を説明
する図である。

【図５】全積分方式水平方向評価値算出フィルタの回路
構成を説明する図である。

【図６】図６Ａは、垂直方向評価値算出フィルタの回路
構成、図６Ｂは飽和輝度数算出回路の構成を説明する図
である。

【図７】各評価値の評価枠の枠サイズを説明する図であ
る。

【図８】評価値ＩＤ０とＩＤ２の傾向を示す図である。

【図９】各評価値の関係を説明する図である。

【図１０】本実施例で実行されるＡＦの全体フローチャ
ートを示す図である。

【図１１】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
揺れ判定処理（レンズ静止時の）の揺れ判定期間を説明
する図である。

【図１２】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
ウォブリング処理のフローチャートを示す図である。

【図１３】図１２のウォブリング処理におけるウォブリ
ング動作のタイムチャートを示す図である。

【図１４】図１０のＡＦの全体フローチャートを実行す
る際に使用されるデータを説明する図である。

【図１５】図１６と共に、ウォブリングと評価値の変化
を示す図であり、図１５Ａ，Ｂ及びＣはジャストピント
判定される場合を示している。

【図１６】図１５と共に、ウォブリングと評価値の変化
を示す図であり、図１６Ｃ，Ｄ及びＥはジャストピント
でないと判定される場合を示している。

【図１７】図１５Ｃに関連して、ジャストピンであると
判定される場合の条件を説明する図である。

【図１８】図１５Ａ，Ｂ及びＣに関連して、ジャストピ
ンと判定する判定方法を説明する図である。

【図１９】図１２のウォブリング処理における方向判定
する判定方法を説明する図である。ここで、図１９Ａは
Ｎｅａｒ方向判定を示し、図１９ＢはＦａｒ方向判定を
示す。

【図２０】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
レンズ速度決定処理のフローチャートを示す図である。

【図２１】図２０の低速切り替え判定において使用され
る判別式を説明する図である。

【図２２】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
偽山判定に関連し、偽山の発生過程を説明する図であ
る。ここで、図２２Ａはジャストピン状態を示し、図２
２Ｂはボケの程度が徐々に進む状態を示す図であり、図
２２Ｃはこのときの評価値の推移を示す図である。

【図２３】評価値ＩＤ０とＩＤ１を用いて行う揺れ判定
に関する説明図である。ここで、図２３Ａは２重枠法を
説明し、図２３Ｂは偽山の発生しないシーンの評価値の
振る舞いを説明し、図２３Ｃは垂直エッジの偽山発生に
与える影響を説明し、図２３Ｄは水平エッジの偽山発生
に与える影響を説明している。

【図２４】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
飽和輝度判定に関連し、偽山の発生過程を説明する図で
ある。ここで、図２４Ａは偽山発生に関して説明し、図
２４Ｂは偽山発生と判定された場合の評価枠の拡大に関
して説明している。

【図２５】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
方向判定の個別判定に関する説明図である。

【図２６】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
方向判定の総合判定に関する説明図である。

【図２７】図２７Ａは図２６の方向判定の判定方法、図
２７Ｂは図１０のＡＦの全体フローチャートにおける逆
送判定の判定方法に関する説明図である。

【図２８】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
端到達判定に関する説明図である。ここで、図２８Ａは
途中判断方法が有効に働く場合を示し、図２８Ｂは全域
を探索する場合を示している。

【図２９】図２８の端到達判定のフローチャートを示す
図である。

【図３０】図３０Ａは鋭角率を説明する図であり、ま
た、図３０Ｂは飽和輝度判定を説明する図である。

【図３１】図１０のＡＦの全体フローチャートにおける
ピーク位置選定のフローチャートである。

【図３２】図３２Ａは、差分判定、チェックダウン判定
及び保険モードの動作の比較をした図表である。図３２
Ｂは、図１０のＡＦの全体フローチャートにおける山下
り判定のチェックダウン判定を説明する図である。

【図３３】図３３は、フォーカスを一定速度で進め、１
フィールド毎に評価値及びフォーカス位置をサンプリン
グする様子を示した図である。

【図３４】図３４は、図１０のＡＦの全体フローチャー
トにおけるピーク位置算出の重心計算の積分範囲を説明
する図である。ここで、図３４Ａは積分範囲が適正でな
い場合を示し、図３４Ｂは積分範囲の設定方法を示す図
である。

【図３５】図３５は、図１０のＡＦの全体フローチャー
トにおけるロングフィルタ判定の初期レンズ移動方向の
設定方法を説明する図である。

【図３６】図３６は、図１０のＡＦの全体フローチャー
トにおけるロングフィルタ処理のフローチャートを示す
図である。

【図３７】図３７は、図３６に関連して輝度正規化評価
値を説明する図である。

【図３８】図３７は、図３６に関連してロングフィルタ
モードを説明する図である。

【図３９】図３９は、被写界深度及び焦点深度を説明す
る図である。ここで、図３９Ａは被写界深度を、図３９
Ｂは焦点深度を夫々示す。

【図４０】図４０は、許容錯乱円及びＣＣＤ画素間距離
と許容錯乱円の関係を説明する図である。

【符号の説明】

１１１ フォーカスレンズ、１１１ａ フォーカスレン
ズ位置検出センサ、１１１ｂフォーカスレンズ駆動モー
タ、１１１ｃ フォーカスレンズ駆動回路、１１２ ウ
ォブリングレンズ、１１２ａ ウォブリングレンズ位置
検出センサ、１１２ｂ ウォブリングレンズ駆動モー
タ、１１２ｃ ウォブリングレンズ駆動回路、１１３
アイリス機構、１１３ａ アイリス位置検出センサ、１
１３ｂ アイリス機構駆動モータ、１１３ｃ アイリス
駆動回路、１１４ レンズブロック側ＣＰＵ、１１５
オートフォーカス・スイッチ、１２１ 色分解プリズ
ム、１２２Ｒ，１２２Ｇ，１２２Ｂ 撮像素子、１２３
Ｒ，１２３Ｇ，１２３Ｂ プリアンプ、１２４ ＣＣＤ
駆動回路、１２５ タイミング信号発生回路、１３１
Ｒ，１３１Ｇ，１３１Ｂ Ａ／Ｄ変換回路、１３２Ｒ，
１３２Ｇ，１３２Ｂ ゲイン制御回路、１３３Ｒ，１３
３Ｇ，１３３Ｂ 信号処理回路、１３４ エンコーダ、
１３５ アイリス制御回路、１３６ ホワイトバランス
制御回路、１３７オートフォーカスブロック、１３８
オートフォーカス用ＣＰＵ、１３９ アートフォーカス
専用集積回路（ＡＦ−ＩＣ）、１４１ メインＣＰＵ、
１４２ ＲＯＭ、１４３ ＲＡＭ、１４５ 操作部、２
０１ 輝度信号生成回路、２０２評価値生成回路、２０
３ オートフォーカス用ＣＰＵ、２０４ ＲＯＭ、２０
５ＲＡＭ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カメラレンズを介して被写体の画像信号
   を得る画像入力手段と、前記画像信号の特定領域の第１
   の遮断周波数以上の高周波成分を抽出した第１の評価値
   を算出する第１の評価値算出手段と、 前記画像信号の特定領域の前記第１の遮断周波数よりも
   低い第２の遮断周波数以上の高周波成分を抽出した第２
   の評価値を算出する第２の評価値算出手段と、前記カメ
   ラレンズのフォーカスを制御するレンズ駆動手段と、 前記評価値に応じて前記レンズ駆動手段を制御する制御
   手段とを有するオートフォーカス装置において、 前記第２の評価値から前記第１の評価値を引いた値を、
   前記第２の評価値と前記第１の評価値とを加算した値で
   割った商に応じて前記レンズ駆動手段による前記カメラ
   レンズの移動速度を変更するようにしたことを特徴とす
   るオートフォーカス装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のオートフォーカス装置に
   おいて、前記商の所定期間での平均値と現在の前記商の
   値との差又は比が所定のしきい値を越えたら又は所定の
   しきい値以下になったら前記カメラレンズの移動速度を
   所定の速度に切り替えるようにしたことを特徴とするオ
   ートフォーカス装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のオートフォーカス装置に
   おいて、 ｒｆ（０）＜−２５ かつ ｒｆ（１）＜−１０を満足
   したときに前記カメラレンズの移動速度を低速に切り替
   えるようにしたことを特徴とするオートフォーカス装
   置。但し、ｅｊ〔０〕はｊフィールド前の第１の評価値
   算出手段より得られる評価値、ｅｊ〔２〕はｊフィール
   ド前の第２の評価値算出手段より得られる評価値であ
   る。