JPH1051675A - フォーカス制御装置およびその方法および記憶媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マニュアル操作によってある程度焦点調節の
行われた画像信号に対してフォーカスの最良点を自動的
に求めるカメラのフォーカス制御に関し、より精密に合
焦させること。 【解決手段】 １はカメラ装置、２は周波数変換部、３
はフォーカス制御部である。フォーカス制御部３の制御
プロセッサ３５は、マニュアル操作部３１からのフォー
カス電圧と、マニュアル操作が停止しているときに自身
が発生するフォーカス電圧とを、切替スイッチ３２によ
り切り替えてレンズ駆動部１３に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラのフォーカス
制御装置に関し、特に、手動操作よってある程度の焦点
調節の行われた時点から、撮像信号中の意図する被写体
領域に対してフォーカスの最良点を自動的に求めるカメ
ラのフォーカス制御装置およびフォーカス制御方法およ
び記憶媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のカメラのフォーカス制御装置で
は、画像信号の高域成分に着目してオートフォーカス制
御を行うものが良く知られている。この際、フォーカシ
ングレンズの位置を調節して合焦方向に移動させてゆく
と、画像信号の高域成分が順次単調増加してから最大値
に達し、その後、順次単調減少する曲線を描くとの前提
に立ってオートフォーカス制御を行っている。

【０００３】たとえばテレビジョンカメラでは、オート
フォーカス（ＡＦ）制御を行うためにＤＣＴ（離散コサ
イン変換）処理の手法を使用している。これは、ＤＣＴ
プロセッサに供給する画像データを基に、周波数変換さ
れたＤＣＴ係数の高域成分に注目し、合焦位置でＤＣＴ
係数の高域成分が最大になることを利用したものであ
る。そして、前記した前提に立ってフォーカシングレン
ズの位置を１段階づつ山登り方向（合焦方向）に移動さ
せて行き、画像データのＤＣＴ係数の高域成分の値が単
調増加から一度減少に転ずると、１段階戻った位置を最
大値であると判定し、フォーカス制御を行っていた。

【０００４】たとえば、特開平６−９０３９６号公報で
は、フォーカス制御の為にフォーカシングレンズの駆動
方向を見極めた後に、見極めた方向にフォーカスを移動
させ、且つ、ＤＣＴによるサンプリングを行い、その出
力係数の変化に注目し、係数の減少が始まった直前のフ
ォーカス位置を合焦位置として検出している。

【０００５】また従来は、ＤＣＴ係数を求める領域は画
面上に散在する複数の小領域であり、画面上で連続する
領域ではなかった。したがって、各領域が重複すること
がなく、画面全体をカバーすることはなかった。

【０００６】以上のように合焦状態を検出する場合に、
ＤＣＴ係数はフォーカス制御に応じて単調に変化すると
の想定が前提条件になっている。この方式でも、一般的
にはそれぞれの目的において十分な合焦状態が得られる
場合が多い。

【０００７】しかしながら、テレビジョンカメラで高解
像度の撮像信号を出力することが要求される場合には、
より緻密な合焦状態となるよう制御する必要がある。こ
のような場合は、合焦状態の検出に用いるデータと実際
の合焦状態との関係を考察し、合焦状態検出データのピ
ークと合焦状態の最適位置を如何に一致させるかが大き
な問題になってくる。

【０００８】いわゆる「山の頂上」が意図した被写体の
画像の真の合焦位置であるとする場合には、撮像する被
写体または撮像意図に無関係に予め設定された固定領域
のみのＤＣＴ係数を合焦状態検出に用いる従来の技術で
は真の合焦位置検出は不可能である。

【０００９】従来のカメラにおけるフォーカス制御で
は、カメラを操作するカメラマンが撮像しようと意図し
ている被写体に対して自動的に焦点合わせすることはな
かった。焦点合わせしようとする被写体が画面の何処に
位置するかに関わらず、カメラで撮像する領域全体、ま
たはその中央部分、または予め固定的に設定されている
領域の画像に対して焦点合わせを行っていた。これらの
領域は、カメラマンが焦点を合わせようと意図する被写
体の画像とは、直接は関係のない領域である。この方式
は、一般的な被写体の撮像には向いている場合が多い
が、焦点を合わせようと意図する被写体が画面の一部に
しか存在しない場合やその中央部から大きくずれた位置
にある場合には、期待するフォーカス制御が行われない
ことになる。従来方式には、焦点合わせしようとする被
写体に対応して合焦情報値を得るための領域を設定する
という技術的思想は無かった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】カメラマンが意図する
被写体を正確な合焦状態で撮像するには、たとえばその
被写体の画像部分のみを基にして合焦情報値を得るなど
して、実際の合焦状態と合焦情報値との相関性を高める
ことが必要である。そして、このようにして得た合焦情
報値がフォーカス制御に応じてどう変化するかを細かく
調べ、合焦情報値の真の最大値を得る最良位置にフォー
カスを設定する必要がある。

【００１１】また、フォーカスを自動的に最良位置に設
定する際に合焦状態そのものが変化するが、この変化量
も視聴者が気にならない程度とすることが要求されてい
る。テレビジョンカメラ、特にハイビジョンカメラのよ
うな高解像度のカメラでは、画素と解像度との関係は別
として、撮像素子の１画素当りの面積が小さくなる。こ
のため、ＣＣＤ撮像素子からの画素信号自体のＳ／Ｎが
低下している。また、Ａ／Ｄ変換時に量子化誤差が発生
する。この誤差には、実際には最下位のビットが極く僅
かの入力変動やＡ／Ｄ変換器の誤差により１や０になる
ものが含まれる。 入力画像信号をＡ／Ｄ変換しＤＣＴ
係数により高域成分を抽出する方法では、ＤＣＴ係数の
小刻みなレベル変動が存在する。これには、前述した原
因や撮像素子と撮像素子に結像される光学像との位置関
係の変動も関係している。

【００１２】このため、従来の技術ではテレビジョン画
像のような高解像度の画像を対象とした場合、正確な最
大値（山の頂上）を判定することが困難であった。たと
えば図１１に於いて、上記従来の方法によりＰ０位置か
らＡ方向にフォーカシングレンズの位置を１段階づつ移
動させてゆき、画像データのＤＣＴ係数の高域成分の集
計値Ｈdct が単調増加から一度減少に転じた後にフォー
カスを１段階戻った点が最大値であると判定する制御を
実施する。このとき、Ｐ５の位置でＰ４の位置が合焦位
置として判定し、本来の合焦位置Ｐ８に到達することが
できないことが判る。同様に、フォーカスをＰＦ位置か
らＢ方向に移動するとすれば、真の合焦位置Ｐ８に到達
することなく、ＰＣ位置を合焦位置と誤認することにな
ってしまう。

【００１３】このように従来技術に見られるＤＣＴ利用
のオートフォーカス制御に於いては、入力画像中の僅か
な雑音や量子化誤差により、偶然に発生する高域成分の
係数の僅かな増減により、真の合焦位置に到達すること
なく制御を終了してしまう場合があるという課題があっ
た。

【００１４】通常、カメラマンは画像中で被写体の輪郭
部（物体・人物の縁、辺、線、等を含む）が鮮明となる
ように合焦操作を行う。従って、一般的に焦点の合って
いる部分は輪郭を含んでいる。輪郭部はＤＣＴ高域成分
を多く含み、従来技術はこれを利用してレンズの合焦制
御に利用している。しかし、従来技術では合焦情報を求
める領域が連続して画面全体を覆っていないため、ＤＣ
Ｔ高域成分を多く含む輪郭部分が合焦情報を求める領域
から外れることがあった。

【００１５】この場合、合焦の精度が低下したり、合焦
が困難になる場合もあった。

【００１６】さらに、合焦させたい被写体が移動して合
焦情報を求める領域から外れた場合には、被写体に追従
して焦点を合わせることが不可能であるという課題があ
った。

【００１７】そこで、本発明は上述の点に鑑みてなされ
たものであって、マニュアル操作を補助することでより
真に合焦させるべき領域を確実に検出し、被写体が移動
しても正確なフォーカス制御を行うことができ、また、
合焦させるべき領域の画像を精密に合焦させることので
きるフォーカス制御装置および方法、並びに記憶媒体を
提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】合焦情報値と、焦点合わ
せしようと意図する被写体の画像の合焦状態との相関性
を高めるために、本発明では以下の構成とした。

【００１９】１．テレビジョンカメラのカメラマンが通
常とると想定される構図に対応できるように、互いに少
なくとも一部が重複する領域を、画面内に複数個設け
た。

【００２０】２．オートフォーカス制御に先立って、先
ずカメラマンの意図を自動制御系に与えるために手動操
作で概略の焦点合わせをし、この状態でどの領域の合焦
情報値が大きいかを調べてカメラマンが合焦させようと
する被写体の画像が含まれる領域を特定するようにし
た。

【００２１】３．その後、特定された領域について合焦
情報値がフォーカス制御に応じてどのように変化するか
調べるようにした。

【００２２】４．オートフォーカス制御中の焦点調節の
範囲を限定し、制御中においてもカメラマンが事前に概
略合わせた合焦状態から大きくはずれないようにした。

【００２３】５．以上のために、合焦情報値としては、
ＤＣＴ処理を行い得られた係数のうち高域成分の係数を
用いるようにした。

【００２４】６．撮像して得た画像データが持つ諸特
性、撮像素子が持つノイズや、入力画像の僅かな変化、
Ａ／Ｄ変換時の量子化誤差等に起因した合焦情報値の、
合焦状態とは無関係な揺らぎを前提にした合焦情報値の
最大位置を検出するために、合焦情報値の連続減少傾向
の検出または所定値以上の減少の検出ができた時点でフ
ォーカス移動を中止し、それまでに得た最大の合焦情報
値の位置を最適合焦位置として、その位置により焦点合
わせをするようにした。

【００２５】すなわち、請求項１に記載の本発明の装置
では、撮像画像からディジタル画像データを得る手段
と、前記ディジタル画像データを画面毎に周波数領域デ
ータに変換し、変換された前記周波数領域データを記憶
する手段と、前記周波数領域データの高域成分に基づい
て前記フォーカス駆動電圧を可変してさらに精密に焦点
合わせを自動制御するオートフォーカス制御手段とを具
備したフォーカス制御装置であって、前記オートフォー
カス制御手段は、前記画面に少なくとも一部が重複する
ように設定された複数の領域のうち、それぞれ前記高域
成分に基づいて領域毎に集計した合焦情報値から前記手
動操作により焦点合わせしようと意図した被写体の画像
を含む１つの領域を特定する領域特定手段と、前記フォ
ーカス駆動電圧を所定方向に段階的に可変したときの前
記領域の合焦情報値の増減傾向を判定し、この判定結果
に基づき前記合焦情報値が減少しない合焦方向を設定す
る合焦方向設定手段と、前記フォーカス駆動電圧を設定
された前記合焦方向に段階的に可変する毎に前記領域の
前記合焦情報値を調べ、ｎ回（ｎは予め設定された正の
整数）の可変が終了した場合または前記合焦情報値がｋ
回（ｋは予め設定されたｋ＜ｎなる正の整数）連続して
減少するか前記合焦情報値の最大値に対して合焦情報値
が所定量減少した場合に、前記フォーカス駆動電圧を前
記合焦情報値の最大値を検出した段階における最適の値
に設定することで焦点合わせする合焦最適値設定手段と
を具備した構成とした。

【００２６】また、請求項２に記載の本発明の装置で
は、前記合焦方向設定手段は、前記フォーカス駆動電圧
を前記所定方向に段階的に可変する毎に前記領域の前記
合焦情報値を調べ、前記合焦情報値がｄ回（ｄは予め設
定された正の整数）連続して減少するかＮ回（Ｎは予め
設定されたＮ＞ｄなる正の整数）の可変が終了した時点
で前記合焦情報値の最終値がその初期値を超えないとき
は前記合焦方向を前記所定方向とは逆方向に設定し、そ
の他のときは前記合焦方向を前記所定方向と同方向に設
定する構成とした。

【００２７】また、請求項３に記載の本発明の装置で
は、前記フォーカス駆動電圧に応じて移動して前記画像
を結像させる結像手段の位置情報を生成する位置情報生
成手段をさらに有しており、前記合焦方向設定手段は、
前記フォーカス駆動電圧を前記所定方向に段階的に可変
する毎に前記領域の前記合焦情報値の他に前記位置情報
を調べ、前記合焦情報値が最大値のときと同一の位置情
報を前記位置情報生成手段により生成するように前記フ
ォーカス駆動電圧を制御する構成とした。

【００２８】また、請求項４に記載の本発明の装置で
は、前記合焦最適値設定手段は、前記手動操作が再開さ
れたかを検出する検出手段と、再開された前記手動操作
により生成されたフォーカス駆動電圧に応じて前記結像
手段を制御するように、前記オートフォーカス制御手段
から制御系を切替える切替え手段とを有する構成とし
た。

【００２９】また、請求項５に記載の本発明の装置で
は、前記焦点合わせ手段とは別に手動操作される操作手
段をさらに有しており、前記操作手段が手動操作された
ことを検出すると、前記オートフォーカス制御手段の前
記領域特定手段と前記合焦方向設定手段と前記合焦最適
値設定手段とが動作するように構成とした。

【００３０】また、請求項６に記載の本発明の装置で
は、前記焦点合わせ手段とは別に手動操作される操作手
段をさらに有しており、前記操作手段が手動操作された
ことを検出すると、前記オートフォーカス制御手段のう
ち前記合焦方向設定手段と前記合焦最適値設定手段とが
動作するように構成した。

【００３１】また、請求項７に記載の本発明の方法で
は、撮像画像からディジタル画像データを得るステップ
と、前記ディジタル画像データを画面毎に周波数領域デ
ータに変換し、変換された前記周波数領域データを記憶
するステップと、前記周波数領域データの高域成分に基
づいて前記フォーカス駆動電圧を可変してさらに精密に
焦点合わせを自動制御するオートフォーカス制御ステッ
プとを含むフォーカス制御装置のフォーカス制御方法で
あって、前記オートフォーカス制御ステップは、前記画
面に少なくとも一部が重複するように設定された複数の
領域のうち、それぞれ前記高域成分に基づいて領域毎に
集計した合焦情報値から前記手動操作により焦点合わせ
しようと意図した被写体の画像を含む１つの領域を特定
する領域特定ステップと、前記フォーカス駆動電圧を所
定方向に段階的に可変したときの前記領域の合焦情報値
の増減傾向を判定し、この判定結果に基づき前記合焦情
報値が減少しない合焦方向を設定する合焦方向設定ステ
ップと、前記フォーカス駆動電圧を設定された前記合焦
方向に段階的に可変する毎に前記領域の前記合焦情報値
を調べ、ｎ回（ｎは予め設定された正の整数）の可変が
終了した場合または前記合焦情報値がｋ回（ｋは予め設
定されたｋ＜ｎなる正の整数）連続して減少するか前記
合焦情報値の最大値に対して合焦情報値が所定量減少し
た場合に、前記フォーカス駆動電圧を前記合焦情報値の
最大値を検出した段階における最適の値に設定すること
で焦点合わせする合焦最適値設定ステップとを含む構成
とした。

【００３２】また、請求項８に記載の本発明の方法で
は、前記合焦方向設定ステップにおいて、前記フォーカ
ス駆動電圧を前記所定方向に段階的に可変する毎に前記
領域の前記合焦情報値を調べ、前記合焦情報値がｄ回
（ｄは予め設定された正の整数）連続して減少するかＮ
回（Ｎは予め設定されたＮ＞ｄなる正の整数）の可変が
終了した時点で前記合焦情報値の最終値がその初期値を
超えないときは前記合焦方向を前記所定方向とは逆方向
に設定し、その他のときは前記合焦方向を前記所定方向
と同方向に設定する構成とした。

【００３３】また、請求項９に記載の本発明の方法で
は、前記フォーカス駆動電圧に応じて移動して前記画像
を結像させる結像手段の位置情報を生成する位置情報生
成手段をさらに備えたフォーカス制御装置のフォーカス
制御方法であって、前記合焦方向設定ステップにおい
て、前記フォーカス駆動電圧を前記所定方向に段階的に
可変する毎に前記領域の前記合焦情報値の他に前記位置
情報を調べ、前記合焦情報値が最大値のときと同一の位
置情報を前記位置情報生成手段により生成するように前
記フォーカス駆動電圧を制御する構成とした。

【００３４】また、請求項１０に記載の本発明の方法で
は、前記合焦最適値設定ステップは、前記手動操作が再
開されたかを検出する検出ステップと、再開された前記
手動操作により生成されたフォーカス駆動電圧に応じて
前記結像手段を制御するように、前記オートフォーカス
制御ステップから制御系を切替える切替えステップとを
含む構成とした。

【００３５】また、請求項１１に記載の本発明の方法で
は、前記焦点合わせ手段とは別に手動操作される操作手
段をさらに備えたフォーカス制御装置のフォーカス制御
方法であって、前記操作手段が手動操作されたことを検
出すると、前記オートフォーカス制御ステップの前記領
域特定ステップと前記合焦方向設定ステップと前記合焦
最適値設定ステップとを遂行する他のステップを含む構
成とした。

【００３６】また、請求項１２に記載の本発明の方法で
は、前記焦点合わせ手段とは別に手動操作される操作手
段をさらに備えたフォーカス制御装置のフォーカス制御
方法であって、前記操作手段が手動操作されたことを検
出すると、前記オートフォーカス制御ステップのうち前
記合焦方向設定ステップと前記合焦最適値設定ステップ
とを遂行する他のステップを含む構成とした。

【００３７】また、請求項１３に記載の本発明の方法で
は、撮像画像からディジタルデータを得る前記ステップ
において、焦点合わせ手段の手動操作により生成された
フォーカス駆動電圧に応じて焦点調節する構成とした。

【００３８】また、請求項１４に記載の本発明の記憶媒
体では、請求項７ないし１２のいずれかに記載のオート
フォーカス制御ステップを含むプログラムを読み出し可
能に記憶した構成とした。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態を詳細に説明する。

【００４０】（第１の実施の形態）図１は本発明の第１
の実施の形態を示すブロック図である。

【００４１】まず、図１を参照して全体の構成について
説明すると、１はカメラ装置、２は周波数変換部、３は
フォーカス制御部である。

【００４２】カメラ装置１は、レンズユニット１１、Ｃ
ＣＤなどの撮像素子１２、撮像素子１２の撮像面に合焦
した被写体の画像を結像させるためのレンズ駆動部１
３、撮像素子１２から画像データを出力させる撮像処理
部１４、図示しないビューファインダーなどから構成さ
れる。カメラ装置１は、ムービーカメラであってもスチ
ルカメラであってもよい。ここでは、撮像処理部１４が
動画像データを出力させるように構成されたムービーカ
メラ、特に、ハイビジョンカメラ等のテレビジョン用ム
ービーカメラであるとする。撮像処理部１４からの画像
データと同期信号は、図示しない画像処理部へと送出さ
れる。

【００４３】また、この画像データのうちの輝度信号
（Ｒ，Ｇ，Ｂ等、特定色の信号でもよい）は周波数変換
部２へと送出される。周波数変換部２は、Ａ／Ｄ変換器
２１、フレーム（フィールド）バッファ２２、ＤＣＴ
（Discrete Cosine Transform ）プロセッサ２３、ＤＣ
Ｔ係数バッファ２４から構成される。Ａ／Ｄ変換器２１
は輝度信号をディジタル画像データ（以下、画像デー
タ）に変換し、この画像データは、フレーム或いはフィ
ールド単位の画面毎にフレーム（フィールド）バッファ
２２に記憶され、直ちにＤＣＴプロセッサ２３に供給さ
れる。ＤＣＴプロセッサ２３は、フレーム（フィール
ド）バッファ２２に記憶された画像データを周波数領域
の信号に変換する。ＤＣＴプロセッサ２３の処理を受け
ＤＣＴ係数に変換されたデータは、ＤＣＴ係数バッファ
２４に記憶され、後述する制御プロセッサ３５の管理下
に置かれる。なお、ＬＳＩ化されたＤＣＴプロセッサ２
３を用いることで、回路規模を小さく安価な構成とする
ことが可能となる。

【００４４】フォーカス制御部３は、フォーカスノブ、
アイリスノブ、ズームノブなどを備えたマニュアル操作
部３１、切替スイッチ３２、Ａ／Ｄ変換器３３、Ｄ／Ａ
変換器３４、制御プロセッサ３５、ビットスイッチ３６
などから構成される。マニュアル操作部３１は、操作者
であるカメラマンがフォーカスノブを操作したときの操
作量に相当するフォーカス駆動電圧を生成して切替スイ
ッチ３２へ供給し、さらに、フォーカスノブが操作中で
あるか否かを示す操作状態信号Ｏｐを制御プロセッサ３
５へ供給する。マニュアルフォーカス調整モードにおい
て切替スイッチ３２は、このマニュアル操作部３１から
のフォーカス駆動電圧をレンズ駆動部１３へと出力し、
オートフォーカス制御モードでは、制御プロセッサ３５
が生成したフォーカス駆動データをＤ／Ａ変換器３４に
よりアナログ電圧に変換したものを出力する。Ａ／Ｄ変
換器３３は、レンズ駆動部１３からのフォーカシングレ
ンズの到達位置情報、ズームレンズのズーミング情報、
絞り情報に関するアナログ信号を得てディジタルデータ
に変換し、これらを制御プロセッサ３５に供給する。

【００４５】ここで、レンズ駆動部１３のフォーカス制
御はサーボ制御になっており、駆動電圧に対してフォー
カス制御が行われる。より詳しくは、フォーカス制御電
圧とフォーカシングレンズの到達位置は比例関係にあ
る。しかし精度的な面から、フォーカスサーボ制御にお
けるフォーカシングレンズの到達位置情報をアナログ信
号で得て、この信号をＡ／Ｄ変換したデータを、オート
フォーカス制御における正確なフォーカシングレンズの
到達位置情報として使用している。

【００４６】制御プロセッサ３５は、ＣＰＵなどの制御
・演算部と、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶部を有する一般
的な構成であり、内部にタイマを有している。この制御
プロセッサ３５は、たとえばマイクロコンピュータ等を
用いることで、回路規模の小さな安価な構成とすること
ができる。制御プロセッサ３５には、ビットスイッチ３
６が接続されている。ビットスイッチ３６は、後述のと
おり、カメラマンが、画面上にそれぞれ任意形状の複数
の領域を互いに隣接する領域の少なくとも一部が重複す
るように設定した領域別集計用のビットマップデータの
任意の１セット（図２）を指定し、同時に各領域の領域
別優先係数を設定するために用いられる。また、カメラ
マンは、ビットスイッチ３６により連続モードを設定す
ることができる。

【００４７】次に、図１に示すカメラ装置１の全体の動
作について概略説明すると、通常のマニュアルフォーカ
ス調整モードのフォーカス調整は、カメラマンがマニュ
アル操作部３１のフォーカスノブを操作することで行わ
れる。この状態での制御プロセッサ３５は、マニュアル
操作部３１からの操作状態信号Ｏｐを監視し、マニュア
ル操作部３１のフォーカスノブの操作量に応じた出力電
圧を、マニュアルフォーカス駆動電圧としてレンズ駆動
部１３へ供給するように制御するため切替スイッチ３２
を切替える。

【００４８】一方、制御プロセッサ３５が、操作状態信
号Ｏｐからフォーカスノブの操作中を検出できない場合
には、切替スイッチ３２を経由してＤ／Ａ変換器３４か
らの出力電圧を、オートフォーカス駆動電圧としてレン
ズ駆動部１３に供給するように切替スイッチ３２を切替
える。

【００４９】制御プロセッサ３５、あるいはマニュアル
操作部３１のフォーカスノブの操作によって生成された
各フォーカス駆動電圧は、制御プロセッサ３５が設定し
た切替スイッチ３２の状態により、何れか一方がレンズ
駆動部１３に供袷され、レンズ駆動部１３による駆動結
果は、アナログ電圧としてＡ／Ｄ変換部３３に入力さ
れ、前述のとおりＡ／Ｄ変換部３３を介してディジタル
データとして制御プロセッサ３５に供給される。

【００５０】制御プロセッサ３５は、マニュアル操作部
３１からの操作状態信号Ｏｐと、駆動部１３によるフォ
ーカシングレンズの駆動結果を示すディジタルデータ
と、周波数変換部２のＤＣＴ係数バッファ２４から集計
した高域成分の集計値を基に切替スイッチ３２を切替制
御し、カメラマンがある程度マニュアルにより焦点調整
してからさらに精密にオートフォーカス制御を行い、フ
ォーカシングレンズを最適合焦位置に導く制御を実施す
る。

【００５１】また制御プロセッサ３５のＲＯＭには、画
面上にそれぞれ任意形状の複数の領域を互いに隣接する
領域の少なくとも一部が重複するように設定された領域
別集計用ビットマップデータが予め記憶されている。

【００５２】図２は、このビットマップデータについて
説明するための説明図である。

【００５３】図２に示すように、ビットマップデータは
複数セット（ｉセット）用意されており、たとえば１セ
ット目のビットマップデータＢＭ１は、画面４０上の集
計領域１，２，……，ｊを表す。これらの各集計領域は
それぞれ任意の形状（円形、矩形、楕円形、または他の
形状でよい）を表しており、隣接する各集計領域の少な
くとも一部が重複するようになっている。また、各集計
領域の面積もそれぞれ異なる任意の面積でよい。

【００５４】各集計領域の形状は同一形状、同一面積と
してもよく、この場合の集計領域について図３を参照し
て説明する。

【００５５】図３に示す複数の集計領域はそれぞれ同一
半径の円形であり、全部で９個の集計領域により画面４
０の全ての範囲をカバーしている。また、隣接する各集
計領域の少なくとも一部が重複するようになっている。
たとえば、左上の集計領域４１は、集計領域４２，４
４，４５と互いの一部が重複し、中央の集計領域４５
は、集計領域４１，４２，４３，４４，４６，４７，４
８，４９と互いの一部が重複している。このように、全
画面が何れかの領域によって覆われている。また、破線
で示すように、たとえば集計領域４５の内部に全体が含
まれる集計領域４５ａを更に追加設定してもよい。

【００５６】図４は集計領域を詳細に示す説明図であ
る。

【００５７】図４では、説明を簡単にするために集計領
域４４のみについて示しているが、他の集計領域も同様
の構成である。図４において、小さな矩形は８×８画素
からなるブロックである。集計領域４４は、図において
黒塗りして示したこのブロックが画面４０上でＸ方向お
よびＹ方向にそれぞれ所定ブロック数連続することで、
略円形を呈している。

【００５８】なお、前述したビットスイッチ３６によ
り、図２のビットマップデータの各セットのうち任意の
１セットを指定することができる。また、ビットスイッ
チ３６により、たとえば図３の各集計領域について、領
域別優先係数を任意に設定することができる。一例とし
て、焦点を合わせようとする被写体が在る確率が最も高
い集計領域４５の領域別優先係数を２、次に確率の高い
集計領域４３，４６の領域別優先係数をそれぞれ１．
５、他の集計領域の領域別優先係数をすべて１とするこ
とが考えられる。

【００５９】また、各集計領域の面積が異なるビットマ
ップデータのセットについては、予め面積均等化係数が
用意されている。この係数値は、たとえば、面積がＳ倍
のものに（１／Ｓ）の値が与えられる。これは、複数の
集計領域のＤＣＴ係数を比較するとき、領域の大きさの
相違によるＤＣＴ係数の集計値の相違を考慮して、集計
値を領域の面積で除算して正規化してから比較を行うた
めである。

【００６０】ここで、本発明のオートフォーカス制御装
置のオートフォーカス制御方法について、制御プロセッ
サ３５の動作を概略的に説明する。ここではオートフォ
ーカス制御は、カメラマンがフォーカスノブをマニュア
ル操作することによりマニュアル操作部３１から生成さ
れたフォーカス駆動電圧が変化し、その後所定時間変化
しなかったときに、カメラマンによるマニュアル焦点調
節が終了したものとみなして実行される。

【００６１】まず制御プロセッサ３５は、周波数変換部
２に対してフレーム（或いはフィールド）周期でＤＣＴ
プロセッサ２３からの書き込みを停止させることで、Ｄ
ＣＴ係数バッファ２４に記憶されたＤＣＴ係数の更新を
禁止する。そして、ＤＣＴ係数バッファ２４から所定の
高域成分のＤＣＴ係数データを読み出し、予め指定され
た画面上の各集計領域毎に高域成分を集計する。

【００６２】各集計領域毎に集計された高域成分の集計
値に対して、それぞれの集計領域の面積均等化係数と領
域別優先係数とを乗じてそれぞれの集計領域の合焦情報
値を算出する。そして、この合焦情報値が最大となる画
面上の１つの集計領域を特定し、この集計領域を以降の
オートフォーカス制御のターゲット領域とする。これ
は、カメラマンの肉眼での確認とマニュアルによるフォ
ーカスノブの操作が一旦終了した時点では、カメラマン
がフォーカスを合わせようと意図した被写体を含む集計
領域の合焦情報値は、他の集計領域の合焦情報値と比べ
て最も大きい値になっている筈であるという根拠に基づ
くものである。同時に、マニュアル操作により生成され
たフォーカス駆動電圧とターゲット領域の合焦情報値と
を記憶しておく。なおここでは、説明の便宜上、フォー
カス駆動電圧とフォーカシングレンズの到達位置情報と
は、１：１で対応しているものとして説明する。

【００６３】次に、フォーカス位置を至近側方向に１段
階移動させるように、フォーカス駆動電圧を制御してフ
ォーカス状態が変化した後にターゲット領域のＤＣＴ係
数を得る。このＤＣＴ係数データをＤＣＴ係数バッファ
２４から読み出し、所定の高域成分を集計する。この高
域成分に基づいて、前回と同様に今回の合焦情報値を算
出する。今回と前回の両合焦情報値の大きさを比較し
て、これが大きいときのフォーカス駆動電圧と合焦情報
値を記憶する。

【００６４】以上の処理をフォーカス至近側に複数段
階、例えばＮ（Ｎは正の整数）段階実行したときの合焦
情報値の増減傾向を監視し、ターゲット領域の合焦情報
値が複数段階連続して減少しない方向を見定める。この
方向が至近側であれば至近側を、至近側でなければ無限
側を以後のフォーカス駆動電圧の移動方向として設定す
る。この移動方向は、合焦方向であると判断した方向で
あり、いわゆる山を登る方向になっている。また、以上
の移動方向を設定するまでの各処理中にそれまでに最大
合焦情報値を示したときのフォーカス駆動電圧と合焦情
報値とを記憶しておく。以上の処理は、合焦するフォー
カス移動方向を見定め、現在のフォーカス状態を把握す
ることが主目的である。ここでは、複数（Ｎ）段階の処
理としたが、Ｎの最大の値は予め設定されている。

【００６５】次に、このようにして設定した移動方向
（山登り方向）に上記と同様の処理をたとえばｎ（ｎは
正の整数）段階実行する。この間にそれぞれの段階の処
理において、合焦情報値がたとえばｋ（ｋはｎ＞ｋなる
整数）段階連続して減少した場合、または最大合焦情報
値に対してその段階で得た合焦情報値が所定量、たとえ
ばｍ％減少した場合は次の段階へは進まず過去に検出し
た最大合焦情報値を得た段階が真の合焦位置であったと
判定する。そして、そのときのフォーカス駆動電圧によ
りレンズ駆動部１３を自動的に駆動制御して自動制御を
完了する。この結果、カメラマンのマニュアル操作の結
果到達した任意のフォーカス位置で得られた画像よりも
更に精密に合焦した画像を撮像素子１２に結像させるこ
とができる。

【００６６】なお、上記した自動制御中にマニュアル操
作部３１のフォーカスノブをカメラマンが操作したこと
を検出した場合には、切替スイッチ３２を切替えること
でマニュアル操作部３１によるカメラマンのフォーカス
調節が有効となる。

【００６７】また、上記の構成ではマニュアル操作部３
１のフォーカスノブの操作状態を検出することで自動制
御を開始するようになっているが、フォーカスノブの操
作状態に無関係に自動制御を開始させるための自動制御
実行釦をマニュアル操作部３１に設けてもよい。この釦
として、たとえば２種類の釦を設けることが考えられ
る。そして、マニュアル調整後に自動制御に移行してカ
メラマンが意図した被写体に一旦焦点が合った状態で、
この被写体が徐々に移動したり、あるいは位置関係が微
小変化したことをカメラマンが目視により確認すると、
フォーカスノブを操作してわざわざマニュアル調整を行
わなくとも、いずれかの釦を押圧することにより強制的
に自動制御をやり直すようにする。たとえば第１の釦を
押圧するとターゲット領域の特定から自動制御をやり直
し、第２の釦を押圧するとターゲット領域は変更するこ
となくフォーカス移動方向の設定から自動制御をやり直
すように構成する。このように構成すれば、カメラマン
が画面の状況に応じて自身の経験に基づき釦をマニュア
ル操作することで、マニュアル操作と自動制御を組み合
わせたよりきめ細かなフォーカス制御を行える。

【００６８】次に、本実施の形態におけるオートフォー
カスの制御手順を、図５〜図９に示したフローチャート
に従って説明する。これらのフローチャートの手順を実
行させるプログラムは、制御プロセッサ３５内のＲＯＭ
に予め記憶されている。また、ハードディスクドライブ
装置、フロッピィディスクドライブ装置、ＭＯドライブ
装置、あるいはＣＤ−ＲＯＭドライブ装置などを追加し
て設ければ、これらにより書き込み／読み出し（あるい
は読み出しのみ）可能な記憶媒体に予めこのプログラム
や各種のパラメータ（Ｎ，ｎ，ｋ，ｍ等の予め設定され
た値、および領域別集計用ビットマップデータ）を記憶
させておいてもよい。

【００６９】このプログラムを実行する前に、装置の電
源投入時に、制御プロセッサ３５はカメラマンにより予
め選択された集計領域と、各集計領域の領域別優先係数
をＲＯＭに格納されたプログラムを実行する前に読み込
んでおく。

【００７０】図５および図６は、本実施の形態のフォー
カス制御方法の処理の流れを示すメインルーチンのフロ
ーチャートである。

【００７１】まず、ステップＳ２において、フォーカス
ノブのマニュアル操作が終了したかを判断する。この判
断は、操作状態信号ＯｐがＯＮになりその後ＯＦＦにな
って、このＯＦＦの状態が所定時間変化しなかったこと
をタイマにより計測することで行われる。マニュアル操
作終了と判断するとステップＳ４に進み、マニュアル操
作部３１からのフォーカス駆動電圧に代えてＤ／Ａ変換
器３４からのフォーカス駆動電圧をレンズ駆動部１３に
供給するように切替スイッチ３２を切替える。すなわ
ち、駆動制御系をマニュアル制御系から自動制御系に切
り替える。そして、ステップＳ６において、図７および
図８に示す初動処理のサブルーチン処理を実行する。

【００７２】図７中、ステップＳ７０において、マニュ
アル操作により生成されたフォーカス駆動電圧のときの
現位置での各集計領域のＤＣＴ係数から、所定の高域成
分の係数を各集計領域毎に集計する。次にステップＳ７
２において、各集計領域毎に集計された高域成分の集計
値に対して、それぞれの集計領域の面積均等化係数と領
域別優先係数とを乗じて補正された合焦情報値を算出す
る。そして、この合焦情報値が最大となる画面上の集計
領域を特定し、この集計領域を以降のオートフォーカス
制御のターゲット領域とする。

【００７３】ターゲット領域を特定するとステップＳ７
４において、ターゲット領域の合焦情報値の増減傾向を
示す変数ＴＤを０に初期化し、処理回数を制御するため
の制御変数Ｎを所定の値ｙに初期化する。このｙの値
は、たとえば４とする。

【００７４】初期化を終了するとステップＳ７６におい
て、現在のフォーカス電圧値とターゲット領域の合焦情
報値を初回データとして記憶し、現在のターゲット領域
の合焦情報値を最大値として記憶する。次にステップＳ
７８において、記憶してあるターゲット領域の合焦情報
値を前回のターゲット領域の合焦情報値として新たに記
憶する。そしてステップＳ８０において、至近側に焦点
面が移動する方向にフォーカス電圧を１段階可変する。
この結果、撮像素子１２の撮像面に結像する画像が変化
する。Ａ／Ｄ変換器２１が撮像処理部１４から取り込ん
だ輝度情報をフレームバッファ２２に記憶し、ＤＣＴプ
ロセッサ２３により生成したＤＣＴ係数がバッファ２４
に記億される。続くステップＳ８２では、このバッファ
２４から所定の高域成分の係数を集計しターゲット領域
の合焦情報値を新たに算出する。

【００７５】次に、ステップＳ８４において、図９に示
す最大値更新のサブルーチン処理を実行する。図９中ス
テップＳ８４０において、前回のターゲット領域の合焦
情報値（最大合焦情報値）と、ステップＳ８２で得た今
回の合焦情報値のいずれが大きいかを判断する。（今回
の合焦情報値）＜（最大合焦情報値）であればそのまま
このサブルーチン処理を終了して初動処理ルーチンに戻
る。一方、（今回の合焦情報値）＞（最大合焦情報値）
であればステップＳ８５０に進み、ステップＳ８２で得
た今回の合焦情報値で最大値を更新して記憶し、このと
きのフォーカス電圧値を記憶した後、このサブルーチン
処理を終了して初動処理ルーチンに戻る。

【００７６】移動処理ルーチンのステップＳ８６では、
既に記憶した前回の合焦情報値と今回集計したターゲッ
ト領域の合焦情報値の大きさを比較する。今回の値の方
が大きいか前回と等しい場合は合焦しない方向には移動
していないので、ステップＳ８８〜Ｓ９２の処理を行っ
て、変数ＴＤを増加傾向を示す正の値にする。このと
き、ステップＳ８８でＴＤ＞０の場合は、連続増加回数
を計数するためにＴＤ＝ＴＤ＋１とする。一方、ステッ
プＳ８６で今回の値の方が小さい場合は合焦しない方向
に移動しているので、ステップＳ９４〜Ｓ９８の処理を
行って、変数ＴＤを減少傾向を示す負の値にする。この
とき、ステップＳ９４でＴＤ＜０の場合は、連続減少回
数を示すためにＴＤ＝ＴＤ−１とする。

【００７７】ステップＳ８６〜Ｓ９８に続くステップＳ
１００では、連続増加回数または連続減少回数が所定値
以上か判定する。すなわち、｜ＴＤ｜≧ｄかを判定す
る。ｄの値は、たとえば２としておく。｜ＴＤ｜≧ｄで
なければ、連続増加または連続減少の回数が所定値に達
していないので、ステップＳ１０２，Ｓ１０４の処理を
実行する。

【００７８】ステップＳ１０２では、処理回数Ｎを１デ
ィクリメントする。そして、ステップＳ１０４におい
て、処理回数Ｎが０になったかを判断する。Ｎ＝ｙ＝３
に設定してあれば、最初はＮ＝２となるのでステップＳ
７８に戻る。ステップＳ７８〜Ｓ９８を再び行った結果
ステップＳ１００において｜ＴＤ｜≧ｄ＝２となると、
ステップＳ１０２の処理に進む。

【００７９】また、ステップＳ１００において｜ＴＤ｜
≧ｄでなくともステップＳ１０４においてＮ＝０と判定
されると、初期設定した初動処理の処理回数を終了した
ので、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０の処理を行って変数
ＴＤの値、すなわちターゲット領域の合焦情報値の増減
傾向を一時強制的に決定する。ステップＳ１０６では、
ステップＳ７６で保存した初回のターゲット領域の合焦
情報値と最終の合焦情報値の大きさを比較する。ここで
最終値が初回の値よりも大きいか等しい場合、ステップ
Ｓ１０８においてＴＤ＝０とする。また、最終値が初回
の値よりも小さい場合、合焦情報値は増加または減少方
向にｄ回連続しては変化していないが、全般的に減少傾
向を示すとして、ステップＳ１１０においてＴＤ＝−１
とする。

【００８０】以上のように変数ＴＤの値を強制的に決定
すると、ステップＳ１１２〜Ｓ１１８の処理を行って、
それまでに得た最大合焦情報値となったフォーカス位置
にフォーカシングレンズを移動し、図５のステップＳ１
０で行うフォーカス電圧の移動方向を決定する。ステッ
プＳ１１２では、最大値記憶のメモリに記憶されている
フォーカス駆動電圧とフォーカシングレンズ到達位置情
報値を基にレンズ駆動部１３を駆動制御して、それまで
に得たフォーカスの最良点にフォーカシングレンズを移
動する。続くステップＳ１１４では仮の移動方向を至近
側に設定し、ステップＳ１１６以降の処理により最終的
に移動方向を決定する。

【００８１】すなわち、ステップＳ１１６において変数
ＴＤの値を調べる。このときＴＤ≧０ならばＴＤの値は
正の整数か０であり、連続増加の回数が所定値に達した
か、当該回数が所定値に達してはいないが最終値が初回
の値よりも大きいので、ステップＳ８０での移動方向と
同じ移動方向、すなわちステップＳ１０６で設定した方
向のままとして初動処理ルーチン処理を終了してメイン
ルーチンに戻る。一方、ステップＳ１１６においてＴＤ
＜０ならばＴＤの値は負の整数であり、連続減少の回数
が所定値に達したか、当該回数が所定値に達してはいな
いが最終値が初回の値よりも小さいので、以後の移動方
向を至近側とは逆の無限側として初動処理のサブルーチ
ン処理を終了してメインルーチンに戻る。

【００８２】図５においてステップＳ６の初動処理を終
了すると、ステップＳ８に進み初期設定を行う。すなわ
ち、処理回数ｎの値を設定し、連続減少回数を示す変数
ｉを０に初期化し、初動処理の結果記憶してある合焦情
報の最大値を前回の合焦情報値とする。ここでは処理回
数をｎ＝３０程度に設定する。初期設定が終了するとス
テップＳ１０において、初動処理の結果決定した移動方
向にフォーカス電圧を１段階可変し、フォーカシングレ
ンズを所定距離移動させる。この結果、撮像素子１２の
撮像面に結像する画像が変化する。このため、続くステ
ップＳ１２では、Ａ／Ｄ変換器２が撮像処理部１４から
取り込んだ輝度情報をフレームバッファ２２に記憶し、
ＤＣＴプロセッサ２３により生成しＤＣＴ係数バッファ
２４に記億されたＤＣＴ係数から、所定の高域成分の係
数を集計しターゲット領域の合焦情報値を新たに算出す
る。

【００８３】次に、ステップＳ１４において、図９に示
したものと同様の最大値更新のサブルーチン処理を実行
する。これにより、今回のターゲット領域の合焦情報値
が既に記憶されている最大値よりも大きい場合に、当該
合焦情報値によりこの最大値を更新する。また同時に、
このときのフォーカス電圧値（正確にはフォーカシング
レンズ到達位置情報値も含む。）を記憶する。

【００８４】このサブルーチン処理の後、ステップＳ１
６では、今回の合焦情報値と前回の合焦情報値の大きさ
を比較する。（前回の合焦情報値）≦（今回の合焦情報
値）でなければ、ステップＳ１８において連続減少回数
ｉを１インクリメントし、今回の合焦情報値は前回より
減少しているので処理を所定回数で終了させるため、ｎ
を１ディクリメントしてステップＳ２２に進む。前回の
合焦情報値≦今回の合焦情報値であれば、合焦方向にあ
るとしてステップＳ２０に進み、連続減少回数の積算を
終了させるためにｉ＝０とし、また処理回数ｎのディク
リメントをしないでステップＳ２２へ進む。

【００８５】ステップＳ２２では、操作状態信号Ｏｐに
基づいてカメラマンによりフォーカスノブの操作が開始
されたかを判断する。ステップＳ２２において、操作が
開始されていればステップＳ３８に進み、Ｄ／Ａ変換器
３４からのフォーカス駆動電圧に代えてマニュアル操作
部３１からのフォーカス駆動電圧をレンズ駆動部１３に
供給するように切替スイッチ３２を切替える。すなわ
ち、駆動制御系を自動制御系からマニュアル制御系に切
り替えた後、図５のステップＳ２に戻る。

【００８６】一方、操作が開始されていなければ、オー
トフォーカス制御を行うためにステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４では、連続減少傾向を監視するためｉ≧
ｋかを判断する。ｋの値は、たとえば１０程度に任意に
設定しておく。ｉ≧ｋでなければ、ステップＳ２６に進
んで今回の合焦情報値が記憶されている最大値より所定
量（ｍ％）小さいかを判断する。今回の合焦情報値が最
大値よりｍ％小さくなければ、ステップＳ２８に進んで
処理回数ｎが０になっているかを判断する。処理回数ｎ
が０でなければステップＳ３０に進み、前回のターゲッ
ト領域の合焦情報値を今回の合焦情報値と置き換える。

【００８７】そして、ステップＳ１０に戻り、ステップ
Ｓ１０〜Ｓ３０の処理を繰り返し実行する。この間に、
ステップＳ２４においてｉ≧ｋであれば、合焦情報値が
ｋ回以上連続減少している。すなわち、山登りを行って
検出した頂上からｋ回連続減少しており、所定の終了条
件を満たしているとして後述するステップＳ３２以降の
処理を行う。また、ステップＳ２６において、今回の合
焦情報値が最大値よりｍ％小さければ、山登りを行って
その頂上からｋ回連続減少はしていないが、急激に合焦
情報値が減少しているので、所定の終了条件を満たして
いるとして後述するステップＳ３２以降の処理を行う。
また、ステップＳ２８において、処理回数ｎが０なら
ば、設定した回数だけ処理した結果、山の頂上からｋ回
連続減少しておらず、急激な減少傾向も示してはいない
が、これ以上フォーカシングレンズ位置を変化させるこ
ともできないので、ステップＳ１１２で設定した位置は
最適合焦位置でなくとも好適合焦位置であるとして後述
するステップＳ３２以降の処理を行う。

【００８８】ステップＳ３２では、最大合焦情報値と共
に記憶しているフォーカス駆動電圧値とフォーカシング
レンズ到達位置情報値を基にフォーカス駆動電圧を制御
し、レンズ駆動部１３を駆動制御して、フォーカシング
レンズの位置を合焦位置に移動させる。この位置は、初
動処理も含めて得られた最大合焦情報値を出したフォー
カシングレンズ到達位置である。この結果、画像データ
をＤＣＴ処理した出力の高域成分のレベルに小刻みな変
動があるときでも正確に最大値に到達することができ、
マニュアル操作よりも精密に自動的にフォーカス調整す
ることができる。

【００８９】続くステップＳ３４では、連続モードに設
定されているかを判断する。連続モードでなければステ
ップＳ３６に進み、操作状態信号Ｏｐに基づいてカメラ
マンによりフォーカスノブの操作が再び開始されたかを
判断する。操作が再び開始されていればステップＳ３８
に進み、Ｄ／Ａ変換器３４からのフォーカス駆動電圧に
代えてマニュアル操作部３１からのフォーカス駆動電圧
をレンズ駆動部１３に供給するように切替スイッチ３２
を切替える。すなわち、駆動制御系を自動制御系からマ
ニュアル制御系に切り替える。一方、操作が再び開始さ
れていなければ、自動制御で求めたフォーカシングの状
態が維持される。

【００９０】ステップＳ３４において連続モードに設定
されていると判断すると、ステップＳ４の初動処理に戻
る。初動処理では、前述したとおりにターゲット領域の
特定を行うので、カメラマンが焦点を合わせようと意図
した被写体が画面内で移動している場合には、最初のタ
ーゲット領域と異なる他の集計領域を新たにターゲット
領域として特定し、このターゲット領域についてオート
フォーカス制御を行うことになる。すなわち、カメラマ
ンが一度焦点を合わせようとした被写体が画面内で移動
しても、この被写体を含むターゲット領域についてオー
トフォーカス制御を行うことができる。

【００９１】図１０は、連続モードの場合に移動する被
写体についてオートフォーカス制御する様子を説明する
ための説明図である。

【００９２】図１０において、集計領域４６に在る被写
体Ｏｂにカメラマンがマニュアルで焦点を合わせた場
合、上記したとおりにオートフォーカス制御によってさ
らに精密に被写体Ｏｂに合焦する。そして、この被写体
ＯｂがＯｂ１→Ｏｂ２→Ｏｂ３→Ｏｂ４のように移動す
ると、連続モードでターゲット領域の特定を繰り返すこ
とにより、ＯｂおよびＯｂ１およびＯｂ２の場合には、
集計領域４６がターゲット領域として特定される。ま
た、Ｏｂ３およびＯｂ４の場合には、集計領域４５がタ
ーゲット領域として特定される。

【００９３】これは、隣接する集計領域４５と４６が、
比較的広い範囲にわたって重複する斜線で示す領域５０
があるためである。Ｏｂ２の位置では、両集計領域４５
と４６の両方に被写体が含まれているが、集計領域４６
の方により多く含まれているので、このときは集計領域
４６がターゲット領域である。しかし、被写体が更に移
動したＯｂ３の位置では、両集計領域４５と４６の両方
に被写体が含まれているが、集計領域４５の方により多
く含まれるようになるので、集計領域４６が新たなター
ゲット領域として特定されることになる。

【００９４】この様に本実施の形態によれば、カメラマ
ンの自由なフォーカス操作制御の結果得られた任意のフ
ォーカス位置から、その時点の領域別高域成分の合焦情
報値から、最大となる合焦情報値の持つ領域をターゲッ
ト領域として特定し、このターゲット領域の合焦情報値
がの最大値を検出し、この最大値のときのフォーカス電
圧によりフォーカシングレンズを最適合焦位置に確実に
導くことが可能となる。したがって、テレビカメラ等の
フォーカス制御において、装置の構成を複雑にすること
無く、比較的安価な最適のフォーカス制御を構築するこ
とができる。かつ、カメラマンは、自動制御をなんら意
識する必要がなくマニュアル操作も行うことができ、快
適で確実なフォーカスの合焦操作ができる。

【００９５】なお、重複させる各領域の高域成分の論理
和等を用いて、高域成分が存在する領域を検出すること
もできる。

【００９６】また、上記した各フローチャートに示され
る処理の実行中に、前述の第１の釦の押圧を検出すると
強制的にステップＳ７２のターゲット領域決定処理か
ら、第２の釦の押圧を検出すると強制的にステップＳ７
８の処理からやり直すようにしてもよい。これにより、
自動制御実行中に、カメラマンが画面の状況に応じて自
身の経験に基づき釦をマニュアル操作することで、マニ
ュアル操作と自動制御を組み合わせたよりきめ細かなフ
ォーカス制御を行える。

【００９７】前者の場合は、現在の合焦状態がフォーカ
スノブにより焦点調節されたと同様な画面の場合にオー
トフォーカス制御をやり直す場合は、特に有効である。

【００９８】後者の場合は、以上説明してきた方法で合
焦状態が最適になっていたが、対象の被写体がターゲッ
ト領域の内で若干位置を遠近方向に変えたような場合
は、有効に機能することは明白である。

【００９９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、カメラマンの手動によるフォーカス調整を補助し
て、この調節によるよりもさらに精密にオートフォーカ
ス制御を行うことができ、手動から自動、自動から手動
への制御系の移行も自由に行えるため、より高性能で操
作性のよいフォーカス制御を行うことが出来るという効
果が得られる。

【０１００】また、通常のテレビジョンカメラの焦点調
節は、電子ビューファインダ、すなわち小型のテレビジ
ョンモニタ画面を見て行われるが、このモニタ画面の解
像度と、撮像した画像の解像度が異なる場合、特にこの
モニタ画面の解像度のほうが低い場合でも、本発明を用
いれば、より精密な焦点合わせを行うことができる。

【０１０１】また、前景越しに遠方の被写体に焦点を合
わせるような撮像を行う場合でも、カメラマンの意図す
るこの被写体を、事前のマニュアルによる焦点調節を行
うことでフォーカス制御装置に対して伝えることができ
る。

【０１０２】また、自動制御中の調節範囲を限定してい
るので、自動制御による焦点調節中においても良好な画
像を撮像することができ、不必要に焦点調節をしてしま
うようなこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】領域設定のためのビットマップデータについて
説明するための説明図である。

【図３】画面上に設定された複数の集計領域の一例を示
す説明図である。

【図４】集計領域を詳細に示す説明図である。

【図５】本発明の焦点制御方法の処理の流れを示すメイ
ンフローチャートである。

【図６】本発明の焦点制御方法の処理の流れを示すメイ
ンフローチャートである。

【図７】初動処理ルーチンの流れを示すフローチャート
である。

【図８】初動処理ルーチンの流れを示すフローチャート
である。

【図９】最大値更新のサブルーチンの流れを示すフロー
チャートである。

【図１０】連続モードの場合に移動する被写体について
オートフォーカス制御する様子を説明するための説明図
である。

【図１１】従来の技術の問題点を説明するための説明図
である。

【符号の説明】

１ カメラ装置 ２ 周波数変換部 ３ フォーカス制御部 １１ レンズユニット １２ 撮像素子 １３ レンズ駆動部 １４ 撮像処理部 ２１ Ａ／Ｄ変換器 ２２ フレーム（フィールド）バッファ ２３ ＤＣＴプロセッサ ２４ ＤＣＴ係数バッファ ３１ マニュアル操作部 ３２ 切替スイッチ ３３ Ａ／Ｄ変換器 ３４ Ｄ／Ａ変換器 ３５ 制御プロセッサ ３６ ビットスイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 克共 東京都大田区池上５丁目６番16号 池上通 信機株式会社内 (72)発明者 武内 好男 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 大関 健二 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内 (72)発明者 河内 博司 東京都渋谷区神南二丁目２番１号 日本放 送協会 放送センター内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像画像からディジタル画像データを得
   る手段と、 前記ディジタル画像データを画面毎に周波数領域データ
   に変換し、変換された前記周波数領域データを記憶する
   手段と、 前記周波数領域データの高域成分に基づいて前記フォー
   カス駆動電圧を可変してさらに精密に焦点合わせを自動
   制御するオートフォーカス制御手段とを具備したフォー
   カス制御装置であって、 前記オートフォーカス制御手段は、 前記画面に少なくとも一部が重複するように設定された
   複数の領域のうち、それぞれ前記高域成分に基づいて領
   域毎に集計した合焦情報値から前記手動操作により焦点
   合わせしようと意図した被写体の画像を含む１つの領域
   を特定する領域特定手段と、 前記フォーカス駆動電圧を所定方向に段階的に可変した
   ときの前記領域の合焦情報値の増減傾向を判定し、この
   判定結果に基づき前記合焦情報値が減少しない合焦方向
   を設定する合焦方向設定手段と、 前記フォーカス駆動電圧を設定された前記合焦方向に段
   階的に可変する毎に前記領域の前記合焦情報値を調べ、
   ｎ回（ｎは予め設定された正の整数）の可変が終了した
   場合または前記合焦情報値がｋ回（ｋは予め設定された
   ｋ＜ｎなる正の整数）連続して減少するか前記合焦情報
   値の最大値に対して合焦情報値が所定量減少した場合
   に、前記フォーカス駆動電圧を前記合焦情報値の最大値
   を検出した段階における最適の値に設定することで焦点
   合わせする合焦最適値設定手段とを具備したことを特徴
   とするフォーカス制御装置。
2. 【請求項２】 前記合焦方向設定手段は、前記フォーカ
   ス駆動電圧を前記所定方向に段階的に可変する毎に前記
   領域の前記合焦情報値を調べ、前記合焦情報値がｄ回
   （ｄは予め設定された正の整数）連続して減少するかＮ
   回（Ｎは予め設定されたＮ＞ｄなる正の整数）の可変が
   終了した時点で前記合焦情報値の最終値がその初期値を
   超えないときは前記合焦方向を前記所定方向とは逆方向
   に設定し、その他のときは前記合焦方向を前記所定方向
   と同方向に設定することを特徴とする請求項１に記載の
   フォーカス制御装置。
3. 【請求項３】 前記フォーカス駆動電圧に応じて移動し
   て前記画像を結像させる結像手段の位置情報を生成する
   位置情報生成手段をさらに有しており、 前記合焦方向設定手段は、前記フォーカス駆動電圧を前
   記所定方向に段階的に可変する毎に前記領域の前記合焦
   情報値の他に前記位置情報を調べ、前記合焦情報値が最
   大値のときと同一の位置情報を前記位置情報生成手段に
   より生成するように前記フォーカス駆動電圧を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載のフォーカス制御装
   置。
4. 【請求項４】 前記合焦最適値設定手段は、 前記手動操作が再開されたかを検出する検出手段と、 再開された前記手動操作により生成されたフォーカス駆
   動電圧に応じて前記結像手段を制御するように、前記オ
   ートフォーカス制御手段から制御系を切替える切替え手
   段とを有することを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れかに記載のフォーカス制御装置。
5. 【請求項５】 前記焦点合わせ手段とは別に手動操作さ
   れる操作手段をさらに有しており、 前記操作手段が手動操作されたことを検出すると、前記
   オートフォーカス制御手段の前記領域特定手段と前記合
   焦方向設定手段と前記合焦最適値設定手段とが動作する
   ように構成されたことを特徴とする請求項１ないし４の
   いずれかに記載のフォーカス制御装置。
6. 【請求項６】 前記焦点合わせ手段とは別に手動操作さ
   れる操作手段をさらに有しており、 前記操作手段が手動操作されたことを検出すると、前記
   オートフォーカス制御手段のうち前記合焦方向設定手段
   と前記合焦最適値設定手段とが動作するように構成され
   たことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載
   のフォーカス制御装置。
7. 【請求項７】 撮像画像からディジタル画像データを得
   るステップと、 前記ディジタル画像データを画面毎に周波数領域データ
   に変換し、変換された前記周波数領域データを記憶する
   ステップと、 前記周波数領域データの高域成分に基づいて前記フォー
   カス駆動電圧を可変してさらに精密に焦点合わせを自動
   制御するオートフォーカス制御ステップとを含むフォー
   カス制御装置のフォーカス制御方法であって、 前記オートフォーカス制御ステップは、 前記画面に少なくとも一部が重複するように設定された
   複数の領域のうち、それぞれ前記高域成分に基づいて領
   域毎に集計した合焦情報値から前記手動操作により焦点
   合わせしようと意図した被写体の画像を含む１つの領域
   を特定する領域特定ステップと、 前記フォーカス駆動電圧を所定方向に段階的に可変した
   ときの前記領域の合焦情報値の増減傾向を判定し、この
   判定結果に基づき前記合焦情報値が減少しない合焦方向
   を設定する合焦方向設定ステップと、 前記フォーカス駆動電圧を設定された前記合焦方向に段
   階的に可変する毎に前記領域の前記合焦情報値を調べ、
   ｎ回（ｎは予め設定された正の整数）の可変が終了した
   場合または前記合焦情報値がｋ回（ｋは予め設定された
   ｋ＜ｎなる正の整数）連続して減少するか前記合焦情報
   値の最大値に対して合焦情報値が所定量減少した場合
   に、前記フォーカス駆動電圧を前記合焦情報値の最大値
   を検出した段階における最適の値に設定することで焦点
   合わせする合焦最適値設定ステップとを含むことを特徴
   とするフォーカス制御装置のフォーカス制御方法。
8. 【請求項８】 前記合焦方向設定ステップにおいて、前
   記フォーカス駆動電圧を前記所定方向に段階的に可変す
   る毎に前記領域の前記合焦情報値を調べ、前記合焦情報
   値がｄ回（ｄは予め設定された正の整数）連続して減少
   するかＮ回（Ｎは予め設定されたＮ＞ｄなる正の整数）
   の可変が終了した時点で前記合焦情報値の最終値がその
   初期値を超えないときは前記合焦方向を前記所定方向と
   は逆方向に設定し、その他のときは前記合焦方向を前記
   所定方向と同方向に設定すること特徴とする請求項７に
   記載のフォーカス制御装置のフォーカス制御方法。
9. 【請求項９】 前記フォーカス駆動電圧に応じて移動し
   て前記画像を結像させる結像手段の位置情報を生成する
   位置情報生成手段をさらに備えたフォーカス制御装置の
   フォーカス制御方法であって、 前記合焦方向設定ステップにおいて、前記フォーカス駆
   動電圧を前記所定方向に段階的に可変する毎に前記領域
   の前記合焦情報値の他に前記位置情報を調べ、前記合焦
   情報値が最大値のときと同一の位置情報を前記位置情報
   生成手段により生成するように前記フォーカス駆動電圧
   を制御することを特徴とする請求項７に記載のフォーカ
   ス制御装置のフォーカス制御方法。
10. 【請求項１０】 前記合焦最適値設定ステップは、前記
    手動操作が再開されたかを検出する検出ステップと、 再開された前記手動操作により生成されたフォーカス駆
    動電圧に応じて前記結像手段を制御するように、前記オ
    ートフォーカス制御ステップから制御系を切替える切替
    えステップとを含むことを特徴とする請求項７ないし９
    のいずれかに記載のフォーカス制御装置のフォーカス制
    御方法。
11. 【請求項１１】 前記焦点合わせ手段とは別に手動操作
    される操作手段をさらに備えたフォーカス制御装置のフ
    ォーカス制御方法であって、 前記操作手段が手動操作されたことを検出すると、前記
    オートフォーカス制御ステップの前記領域特定ステップ
    と前記合焦方向設定ステップと前記合焦最適値設定ステ
    ップとを遂行する他のステップを含むことを特徴とする
    請求項７ないし１０のいずれかに記載のフォーカス制御
    装置のフォーカス制御方法。
12. 【請求項１２】 前記焦点合わせ手段とは別に手動操作
    される操作手段をさらに備えたフォーカス制御装置のフ
    ォーカス制御方法であって、 前記操作手段が手動操作されたことを検出すると、前記
    オートフォーカス制御ステップのうち前記合焦方向設定
    ステップと前記合焦最適値設定ステップとを遂行する他
    のステップを含むことを特徴とする請求項７ないし１０
    のいずれかに記載のフォーカス制御装置のフォーカス制
    御方法。
13. 【請求項１３】 撮像画像からディジタルデータを得る
    前記ステップにおいて、焦点合わせ手段の手動操作によ
    り生成されたフォーカス駆動電圧に応じて焦点調節する
    ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載
    のフォーカス制御方法。
14. 【請求項１４】 請求項７ないし１３のいずれかに記載
    のオートフォーカス制御ステップを含むプログラムを読
    み出し可能に記憶したことを特徴とする記憶媒体。