JPS6317415A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、撮影レンズを通過した被写体光を受光して
撮影レンズの合焦状態を検出するカメラ及びビデオカメ
ラの焦点検出装置に関する。

〔従来の技術〕

カメラなどに用いられる自動焦点検出装置では、焦点検
出エリアが画面中央の被写体を捕捉するために比較的狭
い範囲に設定されているものや、被写体のローコントラ
ストによる焦点検出不能状態を避けるため、あるいは画
面中央から少々はずれた被写体に対しても一応の焦点検
出を可能とするためにかなり広い範囲に設定されている
もの等がある。

前者は画面中央に被写体がない場合には焦点検出不能と
なり、又、動きの速い被写体では画面中央に被写体を常
時捕捉することができず、しばしば焦点検出不能となる
ことがあった。後者では逆に画面中央の被写体のまわり
に他の被写体がある場合にどの被写体を選択するか判断
ができず、ねらった被写体に合焦しないことが多々発生
する。

このため、焦点検出エリアを複数設定しておき、まず画
面中央部の検出エリアで焦点検出をおこない、焦点検出
が不能の場合、その他の第２、第３の焦点検出エリアに
自動的に切換えてゆく焦点検出装置が本出願人により提
案されている（特開昭６０−２４３６１８号公報参照）
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記した焦点検出エリアを複数設定して
おき、焦点検出の結果により検出エリアを自動的に切換
えるようにしたものでは、先に焦点検出をおこなう画面
中央部の被写体に合焦すると、その左右に合焦させたい
被写体があっても合焦させることができず、多様な複数
の被写体の位置に対して撮影者の作画意図に合致した画
像を撮影することができないことになり、従来の焦点検
出装置のもつ欠点をすべて解決することはできなかった
。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上記した従来の焦点検出装置の改善を目的と
するもので、撮影画面中央部にある被写体に対して優先
的に焦点検出と撮影レンズの合焦をおこなうスポット優
先方式と、距離の異なる複数の被写体に対して順次焦点
検出をおこない、そのうち最も近距離にある被写体に対
して撮影レンズの合焦をおこなう遠近判別方式との２種
類の焦点検出方式とを備え、これを撮影者の意図により
任意に切換えるようにしたものである。

そこで、この発明の焦点検出装置は、撮影レンズを通過
した被写体光を受光して撮影レンズの焦点検出をおこな
う焦点検出エリアおいて、焦点検出用受光手段と、前記
焦点検出用受光手段上に複数の焦点検出ゾーンを設定す
ると共に、撮影画面中央部に対応する焦点検出ゾーンに
よる焦点検出とその検出信号に基づく撮影レンズの合焦
状態の検出を優先しておこなう第１の焦点検出手段と、
前記焦点検出用受光手段上に複数の焦点検出ゾーンを設
定して順次焦点検出ゾーンで焦点検出をおこない、その
検出結果に基いて最も近距離の被写体を検出した検出ゾ
ーンの検出信号に基いて撮影レンズの合焦状態の検出を
おこなう第２の焦点検出手段と、前記第１．第２の焦点
検出手段を選択する焦点検出手段選択手段とを備えたこ
とを特徴とするものである。

〔作　　用〕

焦点検出用受光手段はＣＣＤラインセンサ等から構成さ
れる。また、第１．第２の焦点検出手段はマイクロプロ
セッサのプログラム忙より構成され、前記焦点検出用受
光手段上に焦点検出ゾーンの設定、焦点検出動作を実行
する。

第１の焦点検出手段であるスポット優先方式の焦点検出
手段は、撮影画面中央部の被写体に対して優先的に焦点
検出をおこなうもので、主要被写体の撮影に適している
。一方、第２の焦点検出手段である遠近判別方式の焦点
検出手段は前記複数の焦点検出ゾーンに対応した複数の
焦点検出エリアにつ、いて、それぞれ焦点検出をおこな
い、その中から最も近距離にある被写体に合焦させるも
のであるから、第１の焦点検出手段では焦点検出のでき
ないような中央以外にも撮影したい被゛写体が存在する
場合などもこれに合焦させることができる。

〔実　施　例〕

以下、この発明の実施例について説明する。

まず、この実施例で採用した焦点検出手段から説明する
。焦点検出手段はスポット優先方式と遠近判別方式との
２種類が備えられる。

第１の焦点検出手段であるスポット優先方式は第１図（
ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ）に示すように焦点検出エ
リアとしてＡａ、　Ｂａ、　Ｃａ、　Ｄａの４個が用意
されており、通常は中央のエリーアＡａを用いて焦点検
出をおこなう。エリアＡａに被写体がない場合、又は被
写体コントラストが低い等の理由から焦点検出不能の場
合にエリアＢａを選択し、このエリアによっても焦点検
出不能の場合にエリアＧ’ａを選択して焦点検出をおこ
なう。そしてエリアＡａ、　Ｂａ、　Ｃａいづれによっ
ても焦点検出不能の場合に焦点検出エリアを拡大してエ
リアＢａとエリアＣａを合せたエリアＤａにより焦点検
出をおこなうものである。

一方、第２の焦点検出手段である遠近判別方式は第２図
に示すように焦点検出範囲を一部分重複させて３個に分
割して焦点検出エリアＩａ＋Ｉ［ａ＋璽ａを設定してお
き、撮影に際しては同一の焦点検出エリア内に可能な限
り遠方被写体と近側被写体とが混在しないようにしてか
ら、順次エリアＩａ、　Ｉｌａ。

１１ａについてそれぞれ焦点検出をおこない、それぞれ
のエリアで捕捉した被写体のうち最も近距離側に位置す
る被写体を選択するものである。

次に焦点検出部の構成九ついて説明する。

第３図は焦点検出部の構成を光学系を含めて示したもの
で、１０は撮影レンズ、１１はコンデンサレンズ、１２
は１対の再結像レンズ、１３はＣＣＤラインセンサ、１
４は絞りマスクである。

撮影レンズＩＯの所定の瞳位置を通過した被写体光は絞
りマスク１４を通過して一対の再結像レンズ１２により
ＣＣＤラインセンサ１３上に設定された基準部りと参照
部Ｒの２つの領域に結像する。ＣＣＤ上に結像した２つ
の像間隔は、第４図に示すように合焦時を１０とすると
前ピンの場合はｌ。より小さく、また後ピンの場合はｌ
。より犬となる。そしてこの像間隔はデフォーカス量に
ほぼ比例する。したがって、この像間隔を検出すること
により、合焦、非合焦、非合焦にあってはデフォーカス
量を知ることができる。

次にＣＣＤラインセンサ１３上に設定される基準部りと
参照部Ｒ１及びこの上に設定される焦点検出ゾーンの関
係を第５図により説明する。

焦点検出ゾーンはＣＣＤラインセンサ上に設定すれるが
、これは被写界の焦点検出エリアに対応するものであっ
て、第１図に示す焦点検出エリアＡａＫは焦点検出ゾー
ンＡが、エリアＢａにはゾーンＢが、エリアＣａにはゾ
ーンＣが、エリアＩａにはゾーン■が、エリアｎａには
ゾーン…が、エリアＩａにはゾーン■がそれぞれ対応す
る。

なお、基準部、参照部、焦点検出ゾーン等はＣＯＤの出
力信号を処理するマイクロプロセッサのプログラム上で
設定されるものである。

基準部りは一本のＣＣＤラインセンサを構成するｌｌ乃
至１３５のあ個の画素が割当てられている。また参照部
ＲはＣＣＤラインセンサを構成するｒ□乃至１３ｇの３
９個の画素が割当てられている。

焦点検出ゾーンは、スポット優先方式ではゾーンＡはＡ
’ＩＯ乃至１２６の１７個の画素が割当てられており、
これはＣＣＤ画素の中３画素を隔てた２つの画素２１０
と６１４の出力差分データ６５１０から同じく画素ムと
ムの出力差分データｌ、２２までの１３個のデータを使
用する範囲であって、第５図で′Ａ＃とじて示されたデ
ータ使用範囲である。

ゾーンＢはｌ□乃至／１７の１７個の画素が割当てられ
ており、これはＣＣＤ画素の中３画素を隔てた２つの画
素１１と）、の出力差分データ１５□がら同じく画素右
、とｌ□７の出力差分データ！８．３までの１３個、の
データを使用する範囲であって、第５図で“Ｂ″として
示されたデータ使用範囲である。

ゾーンＣは１１９乃至Ａ３５の１７個の画素が割当てら
れており、ＣＣＤ画素の中３画素を隔てた２つの画素ｌ
□９とムの出力差分データ１５□、から同じく画素７３
１とムの出力差分データ！、３□までの１３個のデータ
を使用する範囲であって、第５図でＣ”として示された
データ使用範囲である。

遠近判別方式の焦点検出ゾーンは、第５図に示すとおり
３つに分割設定される各焦点検出ゾーンが、それぞれス
ポット優先方式の３つの焦点検出ゾーンに対応しており
、ゾーン■はゾーンＢに、ゾーン■はゾーンＡに、ゾー
ン■はゾーンＣに等しく同一のＣＣＤ画素、差分データ
範囲をもつ。したがって、各ゾーンに属する画素、差分
データ範囲についての説明は省略する。

なお、ＣＣＤ画素の差分データをとるのは、ＣＣＤの時
系列出力から誤差の多い低周波成分の影響を除くためで
あり、また中３画素を隔てた２つの画素の出力の差をと
りだしているのは良好な実験結果を得たことから決めら
れたものであって、必らずしもこれに限定されるもので
はない。

次に、各焦点検出ゾーンにおける焦点検出と検出ゾーン
の選択に関する演算について説明する。

なお、ここではスポット優先方式の場合について説明す
るが、遠近優先方式の場合も各検出ゾーンにおける演算
は同じである。

焦点検出ゾーンとして先に説明したゾーンＡ１ゾーンＢ
１ゾーンＣのいづれを選択するかはそれぞれのゾーンに
対応した焦点検出エリア内にある被写体について焦点検
出が可能か否かにより決定される。被写体に向けた撮影
レンズが合焦か非合焦かを判断するにはＣＣＤラインセ
ンサ上に設定された基準部と参照部の出力信号から、そ
の位相のずれを調べることによりおこなわれるが、被写
体の明暗の差が小さなものであるとき、即ちコントラス
トが低いとき、あるいは被写体が暗いときはＣＯＤの各
画素の出力差が小さく、したがって基準部と参照部の出
力差の相関がとりにくくなり、これにノイズ等が加わる
ので合焦の判定が困難になる。そこで基準部と参照部の
最良相関量を求めた際、これをコントラストで正規化し
た値が所定値に達しないときはその最良相関量に信頼性
がない、即ち焦点検出不能と判断し、焦点検出ゾーンを
他のゾーンに切換えたり、拡大して再度焦点検出を試み
るのである。

以下、その演算内容を説明する。

まず、ＣＣＤ画素のうち、中３個を隔てた２個の画素の
出力差分データを基準部、参照部のそれぞれについて求
める。

即ち、基準部の差分データ１ｓｋ １５に＝ｌｋ　　　４＆＋４）　　　　但し、ｋ＝１〜
３１参照部の差分データｒｓｋ　　’ ’ｓｋ　＝　ｒｋ　　　”（ｋ＋４）　　　　但し１に
＝１〜３５次に、基準部の隣接する２つの差分データの
差を加算したものをコントラストとして求める。

即ち、ゾーンＡ上の像のコントラストＣＡはゾーンＢ上
の像のコントラストＣＢは ゾーンＣ上の像のコントラストＣｏは ゾーンＢとＣと合せたゾーンＤ上の像のコントラストＣ
Ｄは 更に、基準部の出力と参照部の出力の相関量を求める・
。

即ち、ゾーンＡの相関量Ｈ〃）は ＨＡ（１）＝ΣＩ　ｌ５（ｋ＋９）　　’ｓ（＆＋Ａり
　ｌ　−−・・”・・（５１ト１ （５）式でｌ＝０〜２２の各について求めた相関量ＨＡ
（０）〜ＨＡ＠のうち、最小のものＨＡ（重量大）を最
も相関度の高い部分として求める。即ち、 ＨＡ（重量大）二ＭｉｎＣＨＡ（０）、・・・・・・Ｈ
Ａ（２ツ〕・・・・・・・・・（６）次に、このように
して求めた最良相関量が信頼できるか否か、換言すると
、それに基づく像間隔並びにデフォーカス量算出（焦点
検出結果）が信頼できるか否かの判断をするが、このた
めには前記（６）式で求めた最良相関量ＨＡ（重量大）
を先に（１）式で求めた基準部のコントラストＣＡで正
規化する。正規化するのは被写体輝度に応じてＣＣＤの
電荷蓄積量が変化してＨＡ（７，ＩＡ）の値が変動して
も常に４定レベルで判断できるようにするためである。

正規化した最良相関量は、 ＹＭＡ＝ＨＡ（ｉｔＭＡ）ｌＣＡ　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（７）で表
わされ、これをあらかじめ設定しである所定の基準レベ
ルＹ８と比較する。この結果Ｙ　　≦　Ｉ８　　　　・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（８）Ａ であればゾーンＡで焦点検出可能（焦点検出結果が信頼
できる）であると判断される。また、ＹＭＡ＞Ｉ８　　
　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・（９）であれば、エリアＡでは焦
点検出不能（焦点検出結果に信頼性が乏しい）であると
判断される。即ち、一般的に云って被写体輝度が低いと
きはＣＣＤ出力のＳ／Ｎ比が劣化し、焦点検出結果が不
安定になる場合であり、（７）式ではＣＡが・／トさく
なるからＹＭＡは大きくなる。また、被写体が模様の無
い壁などでもＣＣＤ出力の差分データの差が小さくなり
、ＣＡが小さくなるからＹＭＡは太き（なる。

焦点検出可能か否かを判断した結果、前記（８）式に示
したものとなり、焦点検出可能であればこのゾーンＡで
合焦演算をおこなう。合焦基準位置からのラインセンサ
上の２つの像のずれ量ＸＭＡはＸＭＡ　＝　　１Ｍｈ　
−１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・叩であり、ＪＭＡは基準部の画素単位での左右シフ
ト景（０，・・・・・・ｎのいづれか）であって、合焦
時にハｌ！ＭＡ＝　１１　、　ＸＭＡ　＝　０となる。

一方、焦点検出可能か否かを判断した結果、前記（９）
式に示すものとなり、焦点検出不可能となったときは焦
点検出ゾーンを他のゾーンに切換える。

他のゾーンについての演算内容もゾーンＡに準するもの
であるから演算式のみを示す。

まず、ゾーンＢについては、 相関量ＨＢ（１）は ＨＢ（１）＝ΣＩ　ｌｓｋ　　ｒ＝、（＆＋ｇｌ　　　
−・−・・・・・・αυ　　・ｋ＝１ １＝０〜２２ 相関量の最小値ＨＢ（１ＭＢ）は ＨＢ（ＩＭＤ）　＝　Ｍｚｎ（Ｈａ（０）＋　−＝　Ｈ
Ｂ（２３：Ｉ　・・・・”　・”α２これを正規化した
値ＹＭＢは・ ＹＭＢ　＝　ＨＢ（１ＭＢ）／ＣＢ　　　　　　・・・
・・・・・・・・・・・・・・・０３）合焦基準位置か
らのラインセンサ上の２つの像のずれ量ＸＭＢ＆裏、 ＸＭＢ　＝　１ｙｔＢ２　　　・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（Ｉ４）合焦
時は１ＭＢ　”　２、ＸＭＢ＝Ｏとなる。

また、ゾーンＣについては 相関量Ｈａ（１）は Ｈｏ（１）＝　ΣＩ　ｌｓ（＆＋ｔｓ）　　’ｓ（＆＋
ｊ）Ｉ　　・＋・＋・＋＋＋＋＋＋＋α９に＝１ １Ｍｃ　＝　Ｏ〜２２ 相関量の最小値Ｈｃ（Ａ’ｘ＜ａ）は Ｈｃ（１Ｍｃ）　＝　ＭｉｎＣＨｅ（０）　＋　−−Ｈ
ｃ（２２）　−−（１ｅこれを正規化した値ＹＭＯは ＹＭＯ＝　Ｈａ（１Ｍｃ）／Ｃｃ　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・αη合焦基準
位置からのラインセンナ上の２つの像のずれ量ＸＭｃは ＸＭＯ”　１Ｍ０−加　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（１８合焦時ＩＭ
ｃ　＝　２０１　　ＸＭＯ＝　Ｏとなる。

さらに、ゾーンＤについては 相関量ＨＤ（１）は ＨＤ（、ｆｌ’）＝Σｌ　１５ｋ　　ｒｓ＜ｋ＋ｔｔ）
Ｉ　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・α９に＝
ｔ 、ｄ＝Ｑ〜４ 相関量の最小値ＨＤ（Ａｉｎ）は ＨＤ（）ＭＤ）　”　ＭｉｎＣＨＤ（０）　＃　”　”
’　ＨＤ（４）　］　　・’・Ｃ’［）これを正規化し
た値ＹＭＤは ＹＭＤ　＝　ＨＤ（〜Ｄ）／ＣＤ　　・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・Ｉ２１）合焦
基準位置からのラインセンサ上の２つの像のずれ量ＸＭ
Ｄは、 ｘＭＤ＝１ＭＤ−２・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（２２）合焦時はＩＭＤ　”　
２　ｔ　　ＸＭＤ　＝　Ｏとなる。

以上説明した焦点検出に関する演算内容はスポット優先
方式の場合のゾーンＡ、Ｂ、Ｃについて説明したが、遠
近判別方式のゾーンＩ、ｎ、Ｉについても全く同様であ
る。

なお、デフォーカス量ΔＬは基本的にはΔＬ＝α・Ｘ（
αは光学系固有の常数、Ｘは上記（ＩＧ　、αａ。

α棒、＠式のＸＭＡ　＋　ＸＭＢ　ｒ　ＸＭＯ＋　ＸＭ
Ｄ　）で与えられる。

スポット優先方式の焦点検出ゾーンと遠近判別方式の焦
点検出ゾーンとの対応関係は先に説明したとおりゾーン
Ａはゾーン「に、ゾーンＢはゾーンＩに、ゾーンＣはゾ
ーン■に対応するものであるから、遠近判別方式の場合
の演算式は前記各式における添字Ａを…に、Ｂを■忙、
Ｃを■に置きかえたものとする。

次に焦点検出に関する信号処理回路の概略を説明する。

第６図はこの発明の焦点検出装置を適用したビデオカメ
ラの焦点検出関連部分の回路ブロック図である。１３は
ＣＣＤラインセンサ、ｎはＣＣＤ駆動制御回路、羽はマ
イクロプロセッサで、焦点検出に関する各種の演算制御
、撮影レンズの合焦制御をおこなう。２４は撮影レンズ
駆動用モータの制御回路、５は撮影レンズ駆動用そ一タ
、２６はシステムコントローラ、ｎは表示駆動回路、田
は電子式ファインダを構成するＣＲＴである。またＳＷ
Ｉは複数の焦点検出エリアにそれぞれ焦点検出可能な被
写体が捕捉されたとき、カメラに近い側の被写体を選ん
で合焦させるか、遠い側の被写体を選んで合焦させるか
あらかじめ選択決定しておくための遠近選択スイッチ、
ＳＷ　２は焦点検出モード選択スイッチで、スポット優
先方式か、遠近判別方式かを選択するものである。

回路の動作の概略を説明すると、まず、撮影に先立って
撮影者がカメラ外部から操作できる焦点検出モード選択
スイッチＳＷ２を操作して、スポット優先方式か遠近判
別方式かを選択する。また遠近選択スイッチＳＷＩを操
作して近側、あるいは遠側のいづれの被写体に合焦させ
るかを選択する。

図示していないカメラの操作スイッチを投入すると、マ
イクロプロセッサηは前記スイッチＳＷＩ、。

ＳＷ２から選択された情報を読取る。ついで、マイクロ
プロセッサ羽からＣＣＤＣＤ駆動制御回路側御信号が出
力され、これに応じてＣＣＤＣＤ駆動制御回路側ＣＤ　
２１を駆動して焦点検出エリア内の被写体の明るさの分
布を検出し、マイクロプロセッサ乙に入力する。マイク
ロプロセッサおはこの入力信号に基いて各焦点検出ゾー
ン（これはマイクロプロセッサのプログラムによりＣＣ
Ｄを構成している画素の上に形成されている）について
、先に説明した演算式によってコントラスト、相関量な
どを算出し、焦点検出可能か否かの判断、焦点検出不能
の場合の検出ゾーンの変更、選択の処理、最終的に決定
された焦点検出ゾーンでの合焦演算をおこなう。そして
この演算結果に基いて撮影レンズ駆動用モータ制御回路
２４を経て撮影レンズ駆動用モータな作動させ、撮影レ
ンズを合焦させる。また最終的に焦点検出不能となった
場合は、その旨の警告表示をシステムコントローラ２６
、表示駆動回路ｎを経てＣＲＴ２８に表示する。ＣＲＴ
２８にはその他必要な撮影情報も表示される。

次に、焦点検出動作に関してマイクロプロセッサ内でお
こなわれる処理を第７図（ａ）　、　（ｂ）　、　（ｃ
）のフローチャートにより説明する。

スタートすると、まず焦点検出モードと合焦させるべき
被写体の遠側、近側の選択情報をスイッチＳＷ２　　、
　ＳＷｌより読込む（ステップＳｌ　）。なお、ここで
は説明の都合上、スイッチＳＷＩはカメラに近い被写体
に合焦させる近側か選択されているものとする。

次に、焦点検出モードの判定をおこなう（ステップＳ２
　）。その結果、スポット優先方式の場合はステップＳ
３に進み、ゾーンＡを選択する。そして、先に説明した
ＣＯＤ画素の差分データを算出し、これに基いてゾーン
Ａのコントラストを（１）式により算出、さらに相関量
とその最小値、そしてこれを正規化した値ＹＭＡを式ｆ
５１　、　（６＋　、　＋７１により求める。

次に、（７）式で求めたＹＭＡをあらかじめ設定しであ
る所定の基準レベルＹｓと比較してゾーンＡで焦点検出
可能か否かの判断をおこなう（ステップ８４　）。

この結果、ＹＭＡ　＞　ＹＳ　＋即ち焦点検出不能のと
きはステップＳ５に進み、ゾーンＢを選択する。

そしてゾーンＡと同じく先に説明した式Ｕυ、αの。

αりにより相関量を算出し、これを正規化した値ＹＭＢ
を求める。

ゾーンＡの場合と同様にゾーンＢで焦点検出可能か否か
の判断をおこない（ステップＳ６）、この結果、ＹＭＢ
＞Ｙｓ、即ち焦点検出不能のときはステップＳ７に進み
、ゾーンＣを選択する。そしてゾーンＡと同じく先に説
明した式α９．αｅ、αηにより相関量を算出し、これ
を正規化した値ＹＭＯを求める０ゾーンＡの場合と同様
にゾーンＣで焦点検出可能か否かの判断をおこない（ス
テップｓ８）、この結果、ＹＭｃ＞Ｙｓ、即ち焦点検出
不能のときはステップＳ９に進み、ゾーンＤを選択する
。

ゾーンＤはゾーンＢとゾーンＣとを合せた範囲の焦点検
出ゾーンであって、ゾーンＢ１ゾーンＣではそれぞれコ
ントラスト不足であった場合でも、両前点検出範囲全体
でみると少しづつコントラストが変化していて焦点検出
可能なコントラストが捕捉できる場合があり、ゾーンＤ
で焦点検出結果の信頼性を判別する意義がある。ゾーン
Ｄにおいてもゾーンへの場合と同様に先に説明した式α
ｌ。

（イ）、Ｑυにより相関量を算出し、これを正規化した
値ＹＭＤを求める（ステップ８９　）。そして焦点検出
可能か否かの判断をおこない（ステップ５１ｏ）、この
結果ＹＭＤ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であればステップ
５ＩＩＫ進み、ゾーンＤで合焦演算をおこなう。また、
ステップ８１０での焦点検出可能か否かの判断の結果、
ＹＭＤ＞Ｙｓ、即ち焦点検出不能のときはステップＳ　
１２に進み、焦点検出不能の警告表示などの処理をおこ
なう。

ステップＳ８における焦点検出可能か否かの判断の結果
、ＭＭＣ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であればステップＳ
　１３に進み、ゾーンＣで合焦演算をおこなう。

ステップＳ６における焦点検出可能か否かの判断の結果
、ＹＭＢ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であればステップＳ
　１４に進み、ゾーンＣを選択し、ステップＳ７におけ
ると同一の演算をおこない、正規化した相関量ＹＭＯを
求める。そして焦点検出可能か否かの判断をおこなう（
ステップＳ　１５　）。

この結果、ＭＭＣ＞　Ｙ；　、即ち焦点検出不能であれ
ばゾーンＢＫしか焦点検出可能な被写体が存在しないこ
とになるから、ステップＳ　１７に進み、ゾーンＢで合
焦演算をおこなう。またＭＭＣ≦Ｙｓ　のときは、ゾー
ンＢ、シーｙＣのいづれでも焦点検出可能な被写体が存
在することになるから、どちらのゾーンで焦点検出をお
こなうか選択が必要となる。この選択はカメラに近い側
の被写体に合焦させることにするものとし、その判定は
次のようにしておこなう。即ち、合焦時に被写体からＣ
ＣＤ面に入射する光の位置を基準としてみると、これよ
り近距離にある被写体からＣＣＤ面に入射する光は、基
準部と参照部の中間位置側に寄り、遠距離にある被写体
からの入射光はこれと反対側忙寄り、これは先に説明し
たＱｌ　、　（１４）　、　Ｑｌ式におけるＸＭＡ　、
ＸＭＢ　。

ＸＭＯが負側に大きい方がより近い側にある被写体を示
し、正側に大きい方がより遠い側にある被写体を示すこ
とになる。したがって、ＸＭＢとＸＭｏとの大小関係を
判定し、ＸＭＢ　＜　ＸＭＯのときはゾーンＢに近側の
被写体があることになるのでゾーンＢを選択し、ＸＭＢ
≧ＸＭＯのときはゾーンＣを選択する（ステップ５１６
）。そしてゾーンＢを選択したときはステップＳ　１７
に進み、エリアＣを選択したときはステップＳ　１３に
進み合焦演算をおこなう。

またステップＳ４において焦点検出可能か否かの判断の
結果、ＹＭＡ≦ＹＳ、即ち焦点検出可能であればステッ
プ８１８に進み、ゾーンＡで合焦演算をおこなう。

ステップＳ２において焦点検出モードを判定した結果、
遠近判別方式の場合はステップＳ　２１に進み、ゾーン
■を選択する。そしてスポット優先方式の場合と同じ＜
　ＣＯＤ画素の差分データの算出をおこない、更にゾー
ン■のコントラスト、相関量そして正規化した値ＹＭＩ
を式αυ、α２．α段により求める。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステップ５２２
）、ＹＭＩ＞ＹＳＩ即ち焦点検出不能であればゾーン■
を選択し、先と同様に正規化した相関量ＹＭＩＩを式＋
５１　、　＋６１　、　＋７１１ｃより求める（ステッ
プ５２３）。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステップ５２４
）、ＹＭＩＩ　＞　Ｙ６；を即ち焦点検出不能であれば
ゾーン■を選択し、先と同様に正規化した相関量ＹＭ１
１１を式α５）、（ｌＧ、（１７）Ｋより求メル（ステ
ップ５２５）。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステラ７’　Ｓ
　２６　’）、ＹＭｌｌ［＞　ＹＢ　＋即ち焦点検出不
能であればステップＳ２７に進み、警告表示など焦点検
出不能表示処理をおこなう。またＹＭＩＩＩ≦ＹＳ、即
ち焦点検出可能であればステップＳ２８に進み、ゾーン
■で合焦演算をおこなう。

ステップＳ　２４において、ＹＭｆｆ≦ＹＳ、即ち焦点
検出可能であればステップ８２９に進み、ゾーン■を選
択し、ステップ８２５におけると同様の演算をおこなっ
て正規化した相関量ＹＭＩを求める。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステップ８３０
）、ＹＭＩｉ　＞　ｙｓ、即ち焦点検出不能であれば、
ここではゾーンＨのみに焦点検出可能な被写体が存在す
ることになるのでステップＳ　３２に進み、合焦演算を
おこなう。また、ＹＭＩＩ≦Ｙｓ、即ち無点検検出可能
であれば、ここではゾーン■とゾーン■のいずれにも焦
点検出可能な被写体が存在することになるから、どちら
のゾーンで焦点検出をおこなうかの選択をおこなう。

この選択は先に説明したスポット優先方式の場合のステ
ップＳ　１６での選択と同様、カメラに近い側の被写体
の存在するゾーンを選択するものとし、先に説明したＸ
ＭＩＩとＸＭＩＨの大小関係を判定してＸＭｒｉ〈ＸＭ
ＩＩＩのときはゾーン■を、ＸＭＩＩ≧ＸＭＩＩのとき
はゾーン■を選択し、それぞれステップＳ　３２、又は
Ｓ２８に進み合焦演算をおこなう。

スｆ　ツ７’　Ｓ　２２において焦点検出可能か否かの
判断をした結果、ｙＭｒ≦ＹＳ、即ち焦点検出可能であ
ればステップ８３３に進み、ゾーン■を選択して、ステ
ップ８２３におけると同様に演算をおこなって正規化し
た相関量ＹＭｎを求める。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステップ５３４
）、ＹＭＩＩ　＞　ＹＳＴ即ち焦点検出不能であれば、
ゾーン■を選択しくステップ５３５）、ステップＳ四と
同様の演算をおこなって正規化した相関量ＹＭｆｌｌを
求め、焦点検出可能か否かの判断をおこなう（ステップ
５３６）。その結果、ＹＭＩｉ　＞　ＹＳＩ即ち焦点検
出不能であれば、ここではゾーン■のみに焦点検出可能
な被写体が存在することになるから、ステップＳ　３７
に進み、合焦演算をおこなう。また、ＹＭＩＩＩ≦ＹＳ
、即ち焦点検出可能であれば、ここではゾーンＩとゾー
ンＩのいづれにも焦点検出可能な被写体が存在すること
になる。そこでステップＳ３１における判断と同様に、
近側被写体の存在するゾーンを選択するものとし、ＸＭ
Ｉ　＜　ＸＭＩｌｌのときはゾーン■を、ＸＭＩ≧ＸＭ
ＩＩＩＦ）嶋・衾はゾーン■を選択し、それぞれステッ
プＳ３７．又はＳ２８に進み、合焦演算をおこなう。

ステップ８３７にの判断の結果、焦点検出可能のときは
ステップ４０に進み、ゾーン■を選択し、ステップ８３
５におけると同様の演算をおこなって正規化した相関量
ＹＭｒｆｉを求める。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステップ５４１
）、ＹＭＩ！Ｉ≦ＹＳ、即ち焦点検出可能であれば、こ
こではゾーン１．ＩＩ、Ｉのいづれにも焦点検出可能な
被写体が存在することになるから、ステップＳ　４２に
進み、まずゾーン■と■とのいづれに近側の被写体が存
在するかをｘＭＩとＸＭＩＩとの大小関係から判断し、
ゾーンＩに存在すると判断されたときは、ゾーンＩとＩ
とのいづれに近側の被写体が存在するかを調べるため、
先に説明したステップＳ３８に移る。また、ゾーンＨに
存在すると判断されたときは、ゾーン■と１とのいづれ
に近側の被写体が存在するかを調べるため、先に説明し
たステップ８３１　Ｋ移る。

ステップＳ４１の判断の結果、ＹＭＩｉ　＞　Ｙｓｔ即
ち焦点検出不能であれば、ここではゾーンＩとゾーン…
のいづれにも焦点検出可能な被写体が存在することにな
るから、ステップＳ　４３に進み、ゾーンＩとゾーン■
のいづれに近側の被写体が存在するかをＸＭＩとＸＭＩ
Ｉの大小関係から判断し、ゾーンＩに存在すると判断さ
れたときはステップＳ　３７に進み、ゾーンＨに存在す
ると判断されたときはステップＳ　３２に進み、合焦演
算をおこなう。

か（して、合焦演算が完了したならば、そのデフォーカ
ス量に基いてレンズ駆動回路を作動させ、撮影レンズを
合焦させる（ステップ５４４）。

モして合焦完了のとき、および焦点検出不能処理をおこ
なったときはレンズ駆動回路を停止させ（ステップＳ　
４５　）　、次の処理に備えてステップＳ１にコントロ
ールを戻す。

なお、ステップ８１２．Ｓ２７で行なわれた焦点検出不
能処理によりなされた警告表示等は、焦点検出が可能と
なるまで継続される。

以上説明した実施例では遠近選択スイッチＳＷ１が近側
選択の場合を示した。すなわち、スポット優先方式では
エリアＢａ　、エリアＣａのどちらの焦点検出エリアに
も検出可能な被写体があるときは、ステップＳ　１６に
おいてゾーンＢ、Ｃについて算出した相関係数が最小と
なるＸＭＢ　＋　ＸＭＯのうち小さい方を選択し、カメ
ラに近い側の被写体に対して合焦させている。

しかしながら、カメラから遠い側の被写体に合焦させた
い場合には遠近選択スイッチＳＷ１を遠側に選択し、ス
テップＳ　１７において、ＸＭＢ　、　ｘＭｃのうち大
きい方を選択すればよい。

遠近判別方式の場合も同様で、前記実施例においては遠
近選択スイッチＳ′ｗ１が近側選択の場合を示しており
、エリアＩａ、　Ｉｌａ、　Ｈａのいづれにも焦点検出
可能な被写体が存在するときは焦点検出エリアの選択の
ため各焦点検出ゾーンで算出した相関係数が最小となる
ＸＭＩ　Ｉ　ＸＭｆｆ　ｌ　ＸＭＩＩのうち最小のもの
を選んでカメラに最も近い被写体に対して合焦させてい
る。これをカメラから最も遠い被写体に合焦させたいと
きは遠近選択スイッチＳＷＩを遠側に選択し、ＸＭＩＩ
　ＸＭＩＩＩ　ＸＭ工のうち最大のものを選択すればよ
い。

では次に、以上説明したスポット優先方式と遠近判別方
式のもつ焦点検出の特徴を、撮影すべき被写体の配置と
検出エリア、そして焦点検出される被写体を例示して説
明する。

第８図から第１０図まではスポット優先方式と遠近判別
方式の焦点検出の違いを説明する図であって、ここでは
被写体は近側か選択されているものとする。

第８図はスポット優先方式による焦点検出の例で、同図
（ａ）はエリアＡａを使用して人物のみに合焦させてい
る。このとき遠近判別方式を用いると左手前にある電柱
に合焦してしまう。

また、同図（１））は、中央から片寄った位置の被写体
にもエリアＢａを用いて合焦させることができる例で、
同図（Ｃ）は、各エリアＢａ、　Ｃａにそれぞれ被写体
があるときは近側の被写体に合焦させることができる例
である。

第９図は遠近判別方式による焦点検出の例で、遠い被写
体、近い被写体が混在している場合でも同図（ａ）のよ
うに中央に近側の被写体があるときはエリアＩ［ａによ
り焦点検出され、同図（ｂ）のように左側に近側の被写
体があるときはエリアＩａにより焦点検出される。

第１０図はスポット優先方式と遠近判別方式とによる焦
点検出の違いを示したもので、図のような被写体の配置
のとき、スポット優先方式のときは同図（ａ）に示すよ
うに中央の遠側の被写体に合焦してしまうが、遠近判別
方式を用いるときは同図（ｂ）Ｋ示すように近側の被写
体に合焦させることができる。

以上、この発明の一実施例について説明したが、上記実
施例におけるスポット優先方式および遠近判別方式での
焦点検出ゾーン（従って焦点検出エリア）の設定の仕方
は一例を示したにすぎず、必要に応じて変更できること
はもちろんである。また、各焦点検出ゾーンを用いて焦
点検出可能か否かの判断は、単に（１１、＋２１　、　
（３１、＋４１式で表わされるコントラスト値が所定の
閾値よりも大きいか否かを判断する（即ちコントラスト
値が所定の閾値よりも小さければ焦点検出不能とする）
ようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明の焦点検出装置は複数の
焦点検出エリアの中央部を優先的に焦点検出するスポッ
ト優先方式の第１の焦点検出手段と、複数の焦点検出エ
リアを備えた遠近判別方式の第２の焦点検出手段を備え
、被写体の配置状況に応じてこれらの焦点検出手段の中
から適切なものを選択するものである。第１の焦点検出
手段は撮影したい被写体に焦点検出をおこなう場合に適
しており、第２の焦点検出手段は撮影すべき被写体が画
面中央にないときや、カメラから近い被写体、遠い被写
体が混在しているような場合に適しており、焦点検出方
式の異なる複数の焦点検出手段を備え、選択自在とする
ことにより、遠近の被写体の混在による焦点検出の誤り
や焦点検出不能となる可能性を著しく減らすことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はスポット優先方式の焦点検出エリアの配置例を
示す図、第２図は遠近判別方式の焦点検出エリアの配置
例を示す図、第３図は焦点検出部の構成を示す図、第４
図は焦点検出状態の説明図、第５図はＣＣＤラインセン
サとその上に設定される基準部、参照部、焦点検出ゾー
シの説明図、第６図はこの発明を適用したビデオカメラ
の焦点検出関連部分の回路ブロック図、第７図は焦点検
出動作に関するフローチャート、第８図はスポット優先
方式の場合の被写体と焦点検出エリアの関係を示す図、
第９図は遠近判別方式の場合の被写体と焦点検出エリア
の関係を示す図、第１０図は両前点検出方式の違いを説
明する図である。 １０：撮影レンズ、１１：リレーレンズ、１２：再結像
レンズ、１３　：　ＣＣＤラインセンサ、１４：絞りマ
スク、２３二マイクロプロセツサ、Ｓｗｌ：遠近選択ス
イッチ、ＳＷ２：焦点検出モード選択スイッチ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 第１図 第　　４　　図 ■ 第　　６　　図 第　　７　　ｒｙＪ（ａ） （ａ） （ｂ） 第８図 （ａ） （ｂ） 第　　９　　図 （ｂ） 第１０図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６２年７月２９１ 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１３１７７４号 ２、発明の名称 焦点検出装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ３０番地　　大阪国際ビル 名　称　　（６０７）ミノルタカメラ株式会社東京都港
区赤坂１丁目１１番４１ 第−興和ビル５階大谷特許事務 ５、補正命令の日付 ヨ　　　　　　　　　　　自　　発　　補　　正６・補
正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 （１）明細書第１２頁第１２行乃至第１３行、「所定値
に達しない」を、「所定値を越える」と補正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮影レンズを通過した被写体光を受光して撮影レンズの
   焦点検出をおこなう焦点検出装置において、焦点検出用
   受光手段と、前記焦点検出用受光手段上に複数の焦点検
   出ゾーンを設定すると共に、撮影画面中央部に対応する
   焦点検出ゾーンによる焦点検出とその検出信号に基づく
   撮影レンズの合焦状態の検出を優先しておこなう第１の
   焦点検出手段と、前記焦点検出用受光手段上に複数の焦
   点検出ゾーンを設定して順次各焦点検出ゾーンで焦点検
   出をおこない、その検出結果に基いて最も近距離の被写
   体を検出した検出ゾーンの検出信号に基いて撮影レンズ
   の合焦状態の検出をおこなう第２の焦点検出手段と、前
   記第１、第２の焦点検出手段を選択する焦点検出手段選
   択手段とを備えたことを特徴とする焦点検出装置。