JPS6317417A - 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、しばしば測距不能となること
があった。後者では逆に画面中央の被写体のまわり忙他
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〕

この発明の焦点検出装置は上記問題点を解決することを
目的とするもので、 撮影レンズを通過した被写体光に基いて焦点検出エリア
内の被写体に対する撮影レンズの合焦状態を検出する焦
点検出装置において、 焦点検出用受光手段と、 位置の異なる複数の焦点検出エリアを設定し、これに対
応して複数の焦点検出ゾーンを前記焦点検出用受光手段
上に設定する焦点検出ゾーン設定手段と、 合焦可能な被写体が複数の焦点検出ゾーンにおいて検出
された場合に遠近いづれの被写体に合焦させるかを設定
する手動操作部材と、この手動操作部材の設定に応じて
焦点検出ゾーンを選択する信号を出力する遠近選択手段
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。そしてマイクロプロセッサのプログラムにより構
成される焦点検出ゾーン設定手段により前記焦点検出用
受光手段上に撮影画面に設定された位置の異なる焦点検
出エリアに対応して焦点検出ゾーンが設定される。

焦点検出は設定された複数の焦点検出ゾーンについて実
行され、合焦可能な被写体が複数の焦点検出エリアで検
出された場合は手動操作部材の設定に応じた選択信号に
より遠近いづれかの被写体に対する焦点検出信号を出力
する。以上の焦点検出動作はマイクロプロセッサのプロ
グラムにより構成される焦点検出手段で実行される。

〔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）ＩＩＣ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、このエリアたよっても焦点
検出不能の場合にエリアＣａ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ＤａＫより焦点検
出をおこな５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１．ａ、…ａ＋Ｉａ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、項次エリア■ａｒ　Ｄａ。

Ｉａ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について説明する。

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１０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！。より小さく、また後ピンの場合は１
０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。したがりて、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されるが
、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Ａａには焦点検出ゾー
ン人が、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ＩａＫはゾーン■が、エリアｌ１ａＫ
はン°−ン■が、エリア璽ａＫ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ＣＣＤ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１１乃
至１３５の３５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ｒｌ乃至ｒ３Ｇの
３９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１
１０乃至１２ｓ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
１１４の出力差分データＡ’５１０から同じ（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″として示されたデ
ータ使用範囲である。

ゾーンＢは１１乃至１１７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１！５の出力差分データ７！＋５、から同じく
画素Ｘｔ３と１１７の出力差分データ！、１３までの１
３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１３．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４
９とムの出力差分データｌｓ□、から同じく画素１３１
とムの出力差分データｌ、３１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Ｉ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ＣＣＤ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　　　ｌ（ｋヤ４）　　　但し、ｉ＝ｌ
〜３１参照部の差分データｒｓｋ ’ｓｋ　：　ｒｋ　　　”（ｋ＋４）　　　　但し、ｋ
＝１〜３５次Ｋ、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ｃＡ　＝Σ
Ｉ　ｌｓｋ　　Ｊｓ（＆＋ｔ）Ｉ　　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（１）ｋ＝１０ 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Ｃｃ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 凹 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、ゾーンへの相関量Ｈぶｌ）は ＨＡ（ｌｌ）＝Σｆ　Ａ’Ｓ（＆＋９）　　ｒｓ＜ｋｉ
ｔ）’　”””””・・・・・（５）細 （５）式で７＝＝Ｑ−２２の各九ついて求めた相関量Ｈ
Ａ（０）〜ＨＡ（２ａのうち、最小のものＨＡ（ＩＭＡ
）を最も相関度の高い部分として求める。即ち、 ＨＡ（ＩＭＡ）＝Ｍｉル［：ＨＡ（０）、・・・・・・
ＨＡ（２２）・・・・・・・・・（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忙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（ＩＭＡ
）を先ＩＣ［１１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ＣＣ
Ｄの電荷蓄積量が変化してＨＡ（ＩＭＡ）の値が変動し
ても常に一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：Ｈ＾（ｌへ４Ａ　）／ＣＡ　　・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（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　　≦　Ｙ８　　　　・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（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　＞　ｙ８
　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・（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
が不女定になる場合であり、（７）式ではＣＡが小さく
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は大きくなる。

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Ｘλ法はＸＭＡ　　”　　ＩＭｋ
　−１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・１１Ｇであり、ｉ！ＭＡは基準部の画素単位での
左右シフト量（０，・・・・・・ｎのいづれか）であっ
て、合焦時にはｌｐ、ｆ）、　＝　１１　、　Ｘｙ、ｆ
Ａ＝　０　トなる。

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ＡＫ準するもの
であるから演算式のみを示す。

まず、ゾーンＢｉＣついては、 相関量ＨＢ（１）は ＨＢ（１）＝ΣＩ　ｌｓｋ　　ｒｓ（＆＋ｇｌ　　　−
・・・・・・・・・・・αυ＆＝１ Ｊ＝Ｏ〜２２ 相関量の最小値ＨＢ（Ａ’ＭＢ）は ＨＢ（ＩＭＢ）＝ＭＬ７ＬＣＨＢ（Ｏ）、・・・・・・
ＨＢ（２２）〕　・・・・・・・・・（１２１これを正
規化した値ｙｘｉＢは、 ＹＭＢ　＝　ＨＢ（ＩＭＢ）ｌＣＤ　　　　　　・・・
・・・・・・・・・・・・・・・Ｑ３１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ＸΔ１８’尖、 ｘｈ＋ｎ　＝　ＩＭＢ　　　２　　　　°°°゛°゛°
°°°°°°“−°−−−−°−°°°°−−−−（１
４）合焦時はＩＭＢ　”　２、ｘＮｉａ　＝　Ｏとなる
。

また、ゾーンＣＫついては 相関量Ｈｃ（１）は Ｈ（、（ｌり　＝　ΣＩ　Ａ’５．（＆＋ｔｓ）−’ｓ
ｃｋ＋ｌ）’　　”・”’　”’　”’０９ｗ１ １Ｎ、＋ｃ　＝＝　Ｏ−η 相関Ｉの最小値Ｈａ（Ａ’ＭＯ）は Ｈｃ（ＪＭｃ）　＝　ＭｉｎＣＨＣ（０）　ｔ　−・・
・Ｈｃ＠）　−・・・α０これを正規化した値ＹＭＯは ＹＭＯ＝　Ｈａ（ＪＭｃ）／Ｃｃ　　・旧・・・・・・
・・・・・・・・・・団・用αη合焦基準位置からのラ
インセンサ上の２つの像ノずれ量ＸＭｃは ＸＭＣ”　ＪＭｃ　　２０　　　・・・・・・・・・川
・・・・・・・・０旧・・用α騰合焦時ＩＭＯ”加ｔＸ
Ｍｃ＝ｏとなる。

さらに、ゾーンＤについては 相関量ＨＤ　（ｌ　）は ＨＤＣｌ）＝Σｌ　ｌｓｋ　　’ｓｃｋ＋ｌ）ｌ　　−
−”・−・・・・・・Ｑ！Ｊ＆＝１ １＝ｏ〜４ 相関量の最小値ＨＤ（ＩＭＢ）は ＨＤ（ＩＭＢ）　＝　ＭｉｎＣＨＤ（０）　−・・・＝
　ＨＤ（４）　）　　−ＱＱこれを正規化した値ＹＭＤ
は ＹＭＤ＝ＨＤ（ＩＭＢ）ｌＣＤ　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ＣＤ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ＸＭＤは、 ＸＭＤ　”　ＩＭＤ　　２　　　　・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・の合焦時は１Ｍ
Ｄ＝２．ＸＭＤ＝０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１，１．Ｉｔについズも全く同様で
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＋１０１　、α滲。

０１１０　、　（２２１式のＸＭＡ　＋　ＸＭＢ　＋　
ＸＮ（ｃ　＋　Ｘｈ＋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］ｆｆＫ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Ｉ
Ｋ、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、乙はマ
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モータ
、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
　１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、撮影陀先立って
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５）Ｖ２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ｎは前記スイッチＳＷ１゜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
ｎからＣＣＤＣＣ駆動制御回路制御信号が出力され、こ
れ忙応じてＣＣＤＣＣ駆動制御回路ＣＣＤ　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ηに入力する。マイクロプロセッ
サｎ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ＣＣＤ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
した演算式によりてコントラスト、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υを経てＣＲＴ２８に表示する。ＣＲＴ２８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．．
　ＳＷＩより読込む（ステップ８１　）。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８２
　）。その結果、スポット優先方式の場合はステップ３
３　Ｋ進み、ゾーンＡを選択する。そして、先に説明し
たＣＣＤ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
＋５１　、　（６１、（７１１ｃより求める。

次に、＋７１式で求めたＹ、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Ｓ４　’）。

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ａυ、α２゜ａ
３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、ＹＭｎ
　＞　ＹＳ　、即ち焦点検出不能のときはステップ８７
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（１５）　、　（１６）　、αηにより
相関量を算出し、これを正規化した値ＹＭＣを求めるＯ
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　ｌ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Ｂ、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、画然点検出範囲全体
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Ａの場合と同様忙先に説明した式（
１１。

艶、　（２１）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５１０）、こ
の結果ＹＭＤ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であればステッ
プＳｏに進み、ゾーンＤで合焦演算をおこなう。また、
ステップＳＩＯ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３１２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
、ＹＭＣ≦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で合焦演算ヲオこなう。

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５１５）。

この結果、ＹＭＯ＞ＹＳ、即ち焦点検出不能であればゾ
ーンＢに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ＹＭＣ≦ＹＳ　のときは、ゾーンＢ
、ゾーンＣ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Ｋ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ＣＣＤ
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に寄り、これは先に説明した叩
、θ◇、ａυ式におけるＸＭＡ、Ｘい（Ｂ。

ＸＭＣが負側九人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Ｋなる。したがって、ＸＭＢとＸＭＣとの大小関係を
判定し、ＸＭＢ　＜　ＸＭＣのときはゾーンＢに近側の
被写体があること処なるのでゾーンＢを選択し、ＸＭＢ
≧ＸＭｃのときはゾーンＣを選択する（ステップ８１６
）。そしてゾーンＢを選択したときはステップ８１７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≦Ｙ５．即ち焦点検出可能であればステッ
プＳ　１８に進み、ゾーンＡで合焦演算をおこなう。

ステップ５２ＶＣ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Ｉを選択する。そしてスポット優先方式の場合と同じ
（ＣＣＤ画素の差分データの算出をおこない、更忙シー
７１のコントラスト、相関量そして正規化した値ＹＭ　
Ｅを式ａυ、　ａ’ｓ　、　（１３１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＞Ｙｓ、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ＹＭ１１を式（
５）、（６）、［７）Ｋ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
）、ＹＭｎ　＞　ｙ５．即ち焦点検出不能であればゾー
ン１を選択し、先と同様に正規化した相関量ＹＭｒＩヲ
式１５１．Ｑｆ９．（ＦＫＪ、り求メル（ステップ５２
５）。

焦点検出可能か否かの判断をおこない（ステップ８２６
）、ＹＲ４１１１＞　ｙｓ　、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ＹＭｎｌ≦ＹＳ、即ち焦点検出
可能であればステップ８２８に進み、ゾーン■で合焦演
算をおこな５゜ ステップＳ２４において、　ＹＳｉｌｌ≦Ｙ５．即ち焦
点検出可能であればステップＳ２９に進み、ゾーン■を
選択し、ステップＳ２５におけると同様の演算をおこな
って正規化した相関量ｙＭｍ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５３０
）、Ｙ■＞’ｙ５．即ち焦点検出不能であれば、ここで
はゾーンＢ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、ＹＭＩＩＩ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であれ
ば、ここではゾーン■とゾーン■のいずれＫ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
ＭｎとＸＭＩＩＩの大小関係を判定してＸｈｔｎ　＜　
ＸＭＩＩＩのときはゾーン■を、ＸＭＩＩ≧ＸＭＩＩＩ
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。

ステップＳ２２において焦点検出可能か否かの判断をし
た結果、ＹＭ　Ｉ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であればス
テップＳ　３３に進み、ゾーン■を選択して、ステップ
Ｓ２３におけると同様に演算をおこなって正規化した相
関量ＹＭＩＩ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＞ＹＳＩ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ＹＭｆｆｌを求め
、焦点検出可能か否かの判断をおこなう（ステップ８３
６）。その結果、ＹＭｍ　＞　ＹＳ　ｌ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、ｙＭｍ≦Ｙ５．即ち焦
点検出可能であれば、ここではゾーン■とゾーン１の〜
・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忙、近側被
写体の存在するゾーンを選択するものとし、Ｘｈ４ｓ　
＜　Ｘｈｉｍのときはゾーン１を、ＸＭＩ≧ＸＭＩＩＩ
のときはゾーン■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Ｓ３４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Ｉを選択し、ステップ８３５
におけると同様の演算をおこなって正規化した相関量Ｙ
ＭＩＩＩ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
）、ＹＭｆｆｌ≦Ｙｓ、即ち焦点検出可能であれば、こ
こではゾーン１．ｎ、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Ｓ４２に進み
、まずゾーンＩ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ＩＫ存在すると判断されたときは、ゾーンＩと■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８３８に移る。また、ゾーン■に存在
すると判断されたときは、ゾーン■と■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に移る。

ステイグＳ４１の判断の結果１、ＹＭｍ　＞　ＹＳ＋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Ｋも焦点検出可能な被写体が存在すること忙な
るから、ステップ８４３に進み、ゾーン■とゾーン■の
いづれに近側の被写体が存在するかをＸＭＩとＸＭＩＩ
の大小関係から判断し、ゾーンＩＫ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■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。

かくして、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）。

そ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Ｓ１２．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、焦点検出が苛能と
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ＳＷＩ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　、　ｘＭｃ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ＳＷＩを遠側に選択し、ス
テップＳ　１７において、ＸＭＢ、ＸＮ（ｃ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ＳＷＩが近側選択の場合を示しており、
エリアｌａ、■ａ、　ｌａ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ｘｈｕ
　ｌ　ＸＭｆｆ　ｌ　Ｘユ、Ｉ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Ｓ■１を遠側に選択し、ＸＭＩ　＋　Ｘ
ＭＩＩ　＋　ＸＮ１ｍ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モノとする。

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６）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■ａＫ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ＩａＫ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Ｋ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撮影画
面内の焦点検出エリアを複数に区分して各区分された焦
点検出エリア内の被写体について別々に焦点検出をおこ
ない、各焦点検出エリア内に合焦可能な被写体が存在す
るときは手動操作部材により、あらかじめ設定しである
遠近いづれの被写体に合焦させるかの指定に応じて、指
定された被写体に合焦させることができるものであるか
ら、撮影画面内に遠近さまざまな態様で複数の被写体が
存在するような場合や、中央部分以外に被写体が存在す
るような場合にも希望の被写体に合焦させることができ
、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限、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
ンの説明図、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図はスポラ）［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図は画然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：マイクロプロセッサ、ＳＷＩ：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３図 第　　４　図 ■ 第　　６　　図 （ａ）　　　　　　　　　　　　　　（ａ）（ｂ）　　
　　　　　　　　　　　　　（ｂ）第　　９［Ａ 第　　８　　図 （ｂ） 第　１０　　　図 手　　続　　補　　正　　書 昭和６２年７月２・ 特許庁長官　　小　川　邦　夫　殿 １、事件の表示 昭和６１年特許願第１３１７７６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 住　所　　大阪府大阪市東区安土町２丁１３０番地　　
大阪国際ビル 名　称　　（６０７）ミノルタカメラ株式会：代表者　
１）嶋　英　雄 ４、代理人 住所　〒１０７ 東京都港区赤坂１丁目１１番１ 第−與和ビル５階大谷特許事； ５、補正命令の日付 ９日　　　　　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。 目 辻 １１号 携所へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 撮影レンズを通過した被写体光に基いて焦点検出エリア
   内の被写体に対する撮影レンズの合焦状態を検出する焦
   点検出装置において、焦点検出用受光手段と、位置の異
   なる複数の焦点検出エリアを設定し、これに対応して複
   数の焦点検出ゾーンを前記焦点検出用受光手段上に設定
   する焦点検出ゾーン設定手段と、合焦可能な被写体が複
   数の焦点検出ゾーンにおいて検出された場合に遠近いづ
   れの被写体に合焦させるかを設定する手動操作部材と、
   この手動操作部材の設定に応じて焦点検出ゾーンを選択
   する信号を出力する遠近選択手段とを備えたことを特徴
   とする焦点検出装置。