JP3174124B2

JP3174124B2 - 合焦点検出装置

Info

Publication number: JP3174124B2
Application number: JP06569992A
Authority: JP
Inventors: 晋一児玉
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1992-03-24
Filing date: 1992-03-24
Publication date: 2001-06-11
Anticipated expiration: 2016-06-11
Also published as: JPH05264886A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は映像信号を用いて合焦
点検出を行う合焦点検出装置に関し、特に周波数成分の
割当にて合焦点を検出する合焦点検出装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】光学系を所定の２箇所以上の位置にて周
波数成分を検出し、周波数成分の比を取ることで合焦点
を検出する方式が、特開平２−２７５９１６号公報にて
開示されている。図１３はＭＤカーブ（周波数成分：Ｍ
ＴＦとレンズデフォーカス特性のカーブ）を示した図で
あり、図１４は図１３のＭＤカーブに対しての周波数成
分比とデフォーカス特性の関係を示した図である。この
図１４から、周波数成分比とデフォーカス量は１対１に
対応することがわかる。以下、この合焦点を検出する方
式の説明を簡単に行う。

【０００３】光路長の異なる２箇所での周波数信号をＭ
Ｓ０ａ（ω）、ＭＳ１ａ（ω）、周波数成分比をＭＴＦ
ＲとするとＭＳ０ａ（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ０（ω）ＭＳ１ａ（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ１（ω）ＭＴＦＲ（ω）＝ＭＳ１ａ（ω）／ＭＳ０ａ（ω）＝Ｌ１（ω）／Ｌ０（ω）但し、Ｏ（ω）；被写体の周波数成分Ｌ０（ω），Ｌ１（ω）；レンズの周波数成分 ω；周波数、＊；掛け算とする。

【０００４】上述したように、ＭＴＦＲは被写体の影響
を受けない値となり、ＭＴＦＲはデフォーカス量と１対
１の関係を有するため、被写体の影響を受けることなく
デフォーカス量が求められる。

【０００５】また、離散的な周波数検出（離散フーリエ
変換）に於いては、両端の信号値の差による周波数の誤
検出を防止するために、システムに応じてそのシステム
に最適な固有な窓関数処理（信号列の中心を１として、
両端が滑らかに０に近い値になるよう重み付（重み係
数）をする）を行い、検出周波数の最適化が行われてい
る（デジタル信号処理の理論１基礎・システム・制
御コロナ社ｐ７７〜）。更に、本出願人により、信
号列の両端の信号に着目して窓関数を設定する方式が特
願平４−１０８０９号に開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記関係式
からデフォーカス量を求める場合、被写体から狭帯域の
周波数成分を検出し、更に狭帯域を検出するときに発生
する偽信号を確実にキャンセルする必要性がある。

【０００７】光電変換素子上の被写体像から狭帯域の周
波数成分を検出する方法としては、アナログ、デジタル
等のフィルタによる周波数検出、または離散的フーリエ
変換による周波数の検出がある。しかしながら、フィル
タによる限られた領域からの周波数検出は、狭帯域の信
号検出が非常に難しいものである。例えば、アナログフ
ィルタの場合は構成各素子の常数設定が困難であり、デ
ジタルフィルタの場合はタップ数が非常に長くなり限ら
れた領域からは信号抽出が困難である。

【０００８】一方、離散的フーリエ変換は、限られた領
域の信号列の両端の信号値に大きな差がある場合は、本
来の周波数成分を検出することができない。また、両端
の信号値の差の影響を取り除くために両端の信号値を０
にするように窓処理を行う。しかしながら、窓処理を一
様に行うと両端の信号差が小さい場合も窓処理によって
周波数軸にて隣の周波数成分の影響を受けるため、正確
な周波数検出ができなくなる（デジタル信号処理電子
通信学会編ｐ２８−に記載）。更に、窓関数を信号列
の両端の信号に基いて変える場合も、窓関数の周波数軸
での畳み込み影響を完全に除去することはできない。

【０００９】この発明は上記課題に鑑みてなされたもの
で、正確な周波数成分を検出するために、信号列の両端
の信号情報に応じて信号列に畳み込み処理を行う畳み込
み係数を切り換えることで高精度の合焦点検出装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、光
学系の光路長の異なる２箇所において、上記光学系によ
り形成される光分布を電気信号に変換する光電変換素子
と、この光電変換素子より特定の領域を切り出すフォー
カスエリア設定手段と、上記フォーカスエリア設定手段
にて設定された、光電変換素子からの出力を基に畳み込
み係数を設定する畳み込み係数設定手段と、上記畳み込
み係数に基いて上記フォーカスエリア設定手段にて設定
された、光電変換素子からの出力に畳み込み処理を行う
畳み込み処理手段と、この畳み込み処理された上記フォ
ーカスエリア設定手段にて設定された、光電変換素子か
らの出力より特定周波数を抜き出す特定周波数検出手段
と、上記特定周波数の特徴に基いて上記光学系の焦点調
整を行う制御手段と、を具備し、上記フォーカスエリア
設定手にて設定された、光電変素子からの出力の少なく
とも両端信号の差分値と１次微分値の差分値とに基い
て、上記畳み込み係数を変更するようにしたことを特徴
とする。

【００１１】

【作用】この発明はの合焦点検出装置にあっては、光学
系の光路長の異なる２箇所において、上記光学系により
形成される光分布が光電変換素子により電気信号に変換
され、この光電変換素子よりフォーカスエリア設定手段
により特定の領域が切り出される。また、上記フォーカ
スエリア設定手段にて設定された、光電変換素子からの
出力を基に、畳み込み係数設定手段で畳み込み係数が設
定される。そして、畳み込み処理手段にて、上記畳み込
み係数に基いて上記フォーカスエリア設定手段にて設定
された、光電変換素子からの出力に畳み込み処理が行わ
れ、この畳み込み処理された上記フォーカスエリア設定
手段にて設定された、光電変換素子からの出力から特定
周波数が特定周波数検出手段で抜き出される。上記光学
系の焦点調節は、特定周波数の特徴に基いて行われる。
そして、上記畳み込み係数は、フォーカスエリア設定手
にて設定された、光電変素子からの出力の少なくとも両
端信号の差分値と１次微分値の差分値とに基いて変更さ
れるようにする。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。

【００１３】初めに、図１を参照して、この発明の第１
の実施例としての概念を説明する。同図に於いて、合焦
点検出装置は、光学系１１と、この光学系１１を通過し
た被写体の光分布を電気分布に変換する光電変換素子１
２と、この光電変換素子１２の出力をアナログ／デジタ
ル変換を行うＡ／Ｄ変換回路１３と、Ａ／Ｄ変換された
信号より畳み込み係数を設定する畳み込み係数設定回路
１４と、畳み込み係数設定回路１４にて設定された係数
をＡ／Ｄ変換された画素信号に畳み込み（乗算、加減）
処理する畳み込み処理回路１５と、畳み込み処理された
画素信号から複数の周波数成分を検出し、周波数成分を
記憶する周波数検出回路１６と、この周波数検出回路１
６からの周波数成分を用いて、２つの周波数成分比を検
出する周波数成分比検出回路１７とを有している。

【００１４】また、この合焦点検出装置は、テーブル１
８、デフォーカス量算出回路１９及び駆動回路２０を更
に有した構成となっている。上記テーブル１８は、上記
光学系１１の周波数成分−デフォーカス（Ｍ−Ｄ）特性
から求まる各周波数成分比と、デフォーカス量の関係を
記憶するものである。また、上記デフォーカス量算出回
路１９は、上記周波数成分比検出回路１７にて検出され
た周波数成分比と、上記テーブル１８のテーブル値を基
にデフォーカス量を算出し、光学系１１の状態を検出
し、光学系１１の駆動量を算出する。更に、駆動回路２
０は、上記デフォーカス量算出回路１９にて検出された
デフォーカス量に基いて光学系１１を駆動するためのも
のである。

【００１５】このような構成の合焦点検出装置に於い
て、光学系１１により被写体からの光束が導かれると、
上記被写体の光分布が光電変換素子１２によって電気分
布に変換される。この光電変換された出力の画素信号
は、Ａ／Ｄ変換回路にてＡ／Ｄ変換された後、畳み込み
係数設定回路１４にて設定された畳み込み係数により、
畳み込み処理回路１５にて畳み込み処理される。畳み込
み処理された画素信号は、周波数検出回路１６にて複数
の周波数成分が検出されて記憶され、この周波数成分を
用いて、２つの周波数成分比が周波数成分比検出回路１
７で検出される。そして、デフォーカス量算出回路１９
に於いて、検出された周波数成分比と、テーブ１８のテ
ーブル値を基にデフォーカス量が算出され、光学系１１
の状態が検出されて光学系１１の駆動量が算出される。
この駆動量により、駆動回路２０が光学系１１を駆動す
るようになっている。

【００１６】つまり、この合焦点検出装置は、上記畳み
込み係数設定回路１４に於いて、誤った周波数成分を発
生する原因となるＡ／Ｄ変換されたフォーカスエリアの
両端部の信号に着目し、両端の信号値の差分値と両端部
の１次微分値の差分値に応じて畳み込みの係数を可変す
るようにしたものである。

【００１７】ここで、合焦点検出の方式の説明を簡単に
述べる。いま、信号列の畳み込み処理Ｐ（ｘ）を行い、
信号列の両端にて１次微分値及び絶対値が等しくなるよ
うに信号列を変換する。信号列上での畳み込み処理は周
波数軸にて乗算となるため、光路長の異なる２箇所での
周波数信号をＭＳ０ａ（ω）、ＭＳ１ａ（ω）、周波数
成分比をＭＴＦＲとするとＭＳ０ａ（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ０（ω）＊Ｐ（ω）ＭＳ１ａ（ω）＝Ｏ（ω）＊Ｌ１（ω）＊Ｐ（ω）ＭＴＦＲ（ω）＝ＭＳ１ａ（ω）／ＭＳ０ａ（ω）＝Ｌ１（ω）／Ｌ０（ω）但し、Ｏ（ω）；被写体の周波数成分Ｐ（ω）；畳み込み係数の周波数成分（畳み込
み処理は検出周波数ωでＰ（ω）０にならないように設
定する）Ｌ０（ω）、Ｌ１（ω）；レンズの周波数成分 ω；周波数、＊；掛け算とする。検出されるＭＴＦＲ（ω）には畳み込みの影響がキャン
セルされて、既に説明したようにデフォーカス量が求ま
る。次に、この発明の合焦点検出装置をカメラに応用し
た第２の実施例について説明する。

【００１８】図２は、カメラの概略構成を示した図であ
る。カメラ２１にて光学系１１を通った光束は、中央周
辺部のみハーフミラーで構成されるメインミラー（Ｍミ
ラー）２２にてファインダ系とＡＦ検出系に分割され
る。ファインダ系に導かれた光束は、ファインダ２３に
導かれる。また、ＡＦ検出系に導かれた光束は、サブミ
ラー（Ｓミラー）２４にて、ビームスプリッタ２５に導
かれ、更にセンサ２６ａ及び２６ｂで電気信号に変換さ
れる。このセンサは、光路長の短い側を２６ａ、光路長
の長い側を２６ｂとする。また、上記電気信号に基い
て、後述するＣＰＵ３０が光学系１１のデフォーカス量
を算出し、駆動部２７にて光学系１１は駆動される。

【００１９】図３は、図２のカメラのブロック構成図で
ある。同図に於いて、このカメラは、レンズ２８と、レ
ンズ２８を通った光束を電気信号に変換するセンサ２９
と、センサ２９の信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
回路１３と、ＣＰＵ３０と、このＣＰＵ３０にて与えら
れた画素信号群と検出周波数を基に検出周波数成分をＤ
ＦＴ処理（Discrete Fourier Transform）にて検出する
ＤＦＴ回路３１と、複数の周波数帯域に於いてレンズ２
８の周波数成分比とレンズ２８のデフォーカス量の関係
を記憶するメモリ３２と、ＣＰＵ３０からのレンズ２８
の駆動量に基いて該レンズ２８を駆動するレンズ駆動回
路２０にて構成されている。

【００２０】上記ＣＰＵ３０は、上記Ａ／Ｄ変換回路１
３でＡ／Ｄ変換されたフォーカスエリアの画素情報に基
いて畳み込みの係数を決定し、画素信号に畳み込みの係
数を用いて畳み込み処理を行う。また、その演算値と検
出周波数を、周波数を検出するＤＦＴ回路３１に送り出
すと共に、必要な検出周波数をＤＦＴ回路３１より取り
込んで、光路差の異なる２つの位置での周波数成分比を
演算する。そして、検出像の倍率補正、周波数の最適化
のために、レンズ２８の瞳情報、周波数情報、現在焦点
位置情報、撮影時の絞り値、ＭＴＦ情報、焦点距離（ズ
ーム値）を通信し、センサ２９を制御する。更に、レン
ズ２８の駆動量をメモリ３２との通信にて算出し、駆動
量をレンズ駆動回路２０に伝達するようになっている。
次に、このように構成されたカメラの動作について、図
４のメインシーケンスとしてのフローチャートを参照し
て説明する。

【００２１】動作が開始されると、ステップＳ１にてイ
ニシャライズされ、次いでステップＳ２にてファースト
レリーズがオンされたか否かが判定される。ここで、フ
ァーストレリーズオフであればこのシーケンスが終了さ
れ、ファーストレリーズオンであれば、ステップＳ３に
進んでセカンドレリーズがオンされたか否かが判定され
る。セカンドレリーズがオンであれば、ステップＳ４に
移行して、シャッタ、巻上げシーケンスがなされた後、
ステップＳ２に戻る。

【００２２】上記ステップＳ３にて、セカンドレリーズ
がオフであれば、ステップＳ５に進んで、合焦点検出サ
ブルーチンプログラムＡＦが実行される。そして、サブ
ルーチンプログラムＡＦが実行されたならば、ステップ
Ｓ６に於いて、合焦フラグＧＦの判定が行われる。ここ
で、フラグＧＦは、レンズ２８が合焦位置にあるときＧ
Ｆ＝１、非合焦でレンズ２８を駆動する必要がある場合
はＧＦ＝０となる。このステップＳ６にて、ＧＦ＝１の
場合はステップＳ２に戻る。一方、ＧＦ＝０の場合は、
ステップＳ７に進んでレンズ２８を上記サブルーチンプ
ログラムＡＦにて指定された位置へ駆動させ、その後ス
テップＳ２に戻る。図５は、図４に示されたサブルーチ
ンプログラムＡＦのシーケンスを示したものである。

【００２３】サブルーチンプログラムＡＦがスタートさ
れると、先ずステップＳ１１にてフォーカスエリアに対
応するセンサ上の情報のイニシャライズが行われる。次
いで、ステップＳ１２にて、センサ２９の積分が実行さ
れる。積分終了後は、ステップＳ１３でセンサ信号が読
出されてこの積分信号がＡ／Ｄ変換によりデジタルデー
タとして記憶される。その後、ステップＳ１４に進ん
で、検出周波数がｆ₁に設定される。尚、後述する図６
に示されるように、検出周波数ｆ₁には、検出デフォー
カス範囲に応じてｆ₁₀、ｆ₁₁、ｆ₁₂が選択される。

【００２４】次に、ステップＳ１５にて、画素のデジタ
ル信号を前処理するサブルーチンプログラムＡＦＤＣが
行われる。そして、ステップＳ１６で、検出周波数ｆ₁
に関してデジタル処理にて検出周波数ｆ₁が検出され
る。更に、ステップＳ１７では、所定の光路差を有した
２つのセンサからの周波数成分の比（ＭＴＦＲ１）が検
出され、ステップＳ１８に於いて、このＭＴＦＲ１と所
定値ε₁が比較される。ここで、｜ＭＴＦＲ１−１｜＜
ε₁でないならば、ステップＳ１９に進み、ＭＴＦＲ１
とレンズ２８の検出周波数ｆ₁でのデフォーカス量が記
憶されたテーブル表を参照し、補間されてレンズ２８の
駆動量Ｌ１が算出される。その後、ステップＳ２０にて
駆動量Ｌ１がＬ０に格納される。

【００２５】一方、上記ステップＳ１８に於いて、｜Ｍ
ＴＦＲ１−１｜＜ε₁であれば、レンズ２８が合焦点付
近にすでにあることを意味する。したがって、ステップ
Ｓ２１に移行して、合焦点検出精度を上げるために検出
周波数の変更が行われ、検出周波数がｆ₁より高い周波
数のｆ₂（ｆ₂は、２つのセンサ間隔が図６に示される
レンズ周波数成分とデフォーカス量の特性のＺ０より小
さくなるような周波数とする）に設定される。

【００２６】そして、検出周波数ｆ₂に関し、ステップ
Ｓ２２にて上記ステップＳ１６と同様のデジタル処理
（ＤＦＴ）にて検出がなされる。その後、ステップＳ２
３で所定の光路差を有した２つのセンサからの周波数成
分の比（ＭＴＲＦ２）が検出され、ステップＳ２４に於
いてＭＴＦＲ２と所定値ε₂が比較される。

【００２７】このステップＳ２４にて、｜ＭＴＦＲ２−
１｜＜ε₂でないならば、ステップＳ２５に進んで、Ｍ
ＴＦＲ２とレンズ２８の検出周波数ｆ₂でのデフォーカ
ス量が記憶されたテーブル表が参照、補間されて、レン
ズ２８の駆動量Ｌ２が算出される。そして、このステッ
プＳ２６及び上記ステップＳ２０にて、レンズ２８の駆
動量が算出された後、ステップＳ２７で合焦フラグＧＦ
がＧＦ＝０に設定される。

【００２８】また、上記ステップＳ２４に於いて、｜Ｍ
ＴＦＲ２−１｜＜ε₂であれば、ステップＳ２８に進ん
で合焦フラグＧＦがＧＦ＝１に設定される。こうして、
合焦フラグＧＦが設定された後、サブルーチンプログラ
ムＡＦが終了する。

【００２９】図６は、レンズの特定周波数での周波数成
分とデフォーカス特性を示したものである。同図に於い
て、縦軸はレンズの周波数成分（理想被写体にて合焦点
を１に規格化する）を、横軸はレンズのデフォーカス量
を表している。尚、ノイズを考慮して、レンズ周波数成
分Ｍ０を設定し、その時の合焦点からのデフォーカス量
をＺ０とする。

【００３０】また、図７は、ＭＴＦＲに関する比較値ε
₁、ε₂の設定に関して説明するための図である。同図
に於いて、縦軸は周波数成分比を、横軸はデフォーカス
量を表している。上記ε₁は、検出周波数ｆ₁、ｆ₂の
切換え点となり、２つの光路差及び信号のＳ／Ｎを考慮
して決定される。ε₂は、合焦精度（レンズのＦナンバ
により決定される）及び信号のＳ／Ｎを考慮して決定さ
れる。図８は、画素のデジタル信号の前処理のシーケン
スを示すサブルーチンである。

【００３１】サブルーチンプログラムＡＦＤＣがスター
トされると、ステップＳ３１にてセンサデータの読込み
が行われ、前側、後側センサデータがＤ（１、＊）、Ｄ
（２、＊）に取込まれる（ここで＊は１〜６４の変数を
示す）。次いで、ステップＳ３２にて、センサデータの
差分値の絶対値ＡＳ１、ＡＳ２が求められる。そして、
ステップＳ３３では、センサデータの各センサ毎の両端
の微分値ＢＳ１１、ＢＳ１２、ＢＳ２１、ＢＳ２２が求
められる。

【００３２】次に、ステップＳ３４に於いて、ステップ
Ｓ３３で求められた微分値の判定処理（ＢＳ１１＝ＢＳ
１２且つＢＳ２１＝ＢＳ２２）が行われる。ここで、微
分値が一致した場合は、センサ両端にて１次微分したセ
ンサ信号列が連続と判断され、ステップＳ３５に進んで
差分値判定処理（ＡＳ１＝０且つＡＳ２＝０）が行われ
る。このステップＳ３５にて、差分値が等しい場合は、
センサ両端にて連続であり、ステップＳ３６に進んでデ
ータ変換のサブルーチンプログラムＤＣＡが実行され
る。

【００３３】一方、上記ステップＳ３５にて差分値が等
しくない場合は、ステップＳ３７に進んで、センサ両端
が連続になるような畳み込み処理によるデータ変換が行
われるサブルーチンプログラムＤＣＢが実行される。

【００３４】更に、上記ステップＳ３４にて、センサ両
端の微分値が等しくない場合は、ステップＳ３８に進ん
で、センサ両端が連続になるような畳み込み処理による
データ変換が行われるサブルーチンプログラムＤＣＣが
実行される。図９は、データ変換を行うサブルーチンプ
ログラムＤＣＡのシーケンスを示したものである。

【００３５】サブルーチンプログラムＤＣＡがスタート
されると、先ずステップＳ４１で信号列の平均値ＡＶ
１、ＡＶ２が求められる。次に、ステップＳ４２にて、
変数ｉがｉ＝１に設定される。ステップＳ４３では、画
素信号列のデータ変換（元の信号より平均値を引く）が
行われる。その後、ステップＳ４４に於いて、変数ｉの
判定（ｉ＝６４）が行われる。

【００３６】ここで、ｉ＝６４でない（まだ画素信号列
の全ての処理が終了していない）場合は、ステップＳ４
５へ移行してｉ＝ｉ＋１が行われてステップＳ４３に戻
る。一方、ステップＳ４４にて、ｉ＝６４の場合（画素
信号列の全ての処理が終了）、ステップＳ４６に進んで
両画素信号列全てのＭＡＸ、ＭＩＮの検出が行われる。

【００３７】次いで、ステップＳ４７にて、規格化変数
ｋ（ｋ＝Ｋ／（ＭＡＸ−ＭＩＮ）；ここでＫは所定の規
格値）が求められる。そして、ステップＳ４８にて、変
数ｉがｉ＝１に設定される。その後、ステップＳ４９に
於いて、画素信号列の規格化（元の信号にｋを掛ける）
が行われる。

【００３８】次いで、ステップＳ５０にて、変数ｉの判
定（ｉ＝６４）が行われる。ここで、ｉ＝６４でない
（まだ画素信号列の全ての処理が終了していない）場合
は、ステップＳ５１に移行してｉ＝ｉ＋１が行われた
後、ステップＳ４９へ戻る。一方、上記ステップＳ５０
で、ｉ＝６４の場合（画素信号列の全ての処理が終了）
は、本シーケンスを抜ける。図１０は、画素信号列の素
両端の変化分が等しい場合の畳み込み処理に関するサブ
ルーチンプログラムＤＣＢのシーケンスを示すものであ
る。

【００３９】サブルーチンプログラムＤＣＢがスタート
されると、ステップＳ６１にて、畳み込み処理のため検
出周波数に影響をあまり与えないように、新しくＤ
（１、０）、Ｄ（２、０）のデータが仮に作成される
（作成されるデータはＤ（１、１）、Ｄ（２、１）とそ
れぞれ連続性を有している）。次に、ステップＳ６２に
て、変数ｉがｉ＝１に設定される。更に、ステップＳ６
３では、畳み込み処理（畳み込み変数１、−１とする）
が画素信号列に対して行われる。

【００４０】そして、ステップＳ６４に於いて、変数ｉ
の判定（ｉ＝６４）が行われる。このステップＳ６４に
於いて、ｉ＝６４でない（まだ画素信号列の全ての処理
が終了していない）場合は、ステップＳ６５に移行して
ｉ＝ｉ＋１が行われ、ステップＳ６３へ戻る。一方、上
記ステップＳ６４でｉ＝６４の場合（画素信号列の全て
の処理が終了）は、ステップＳ６６に進んでサブルーチ
ンプログラムＤＣＡが行われる。その後、本シーケンス
を抜ける。図１１は、画素信号列の両端の変化分が等し
くない場合の畳み込み処理に関するサブルーチンプログ
ラムＤＣＣを示したものである。

【００４１】サブルーチンプログラムＤＣＣがスタート
されると、先ずステップＳ７１にて、畳み込み処理のた
め検出周波数に影響をあまり与えないように、新しくＤ
（１、０）Ｄ（１、６５）、Ｄ（２、０）、Ｄ（２、６
５）のデータが仮に作成される（作成される新しいデー
タはＤ（１、１）、Ｄ（１、６４）、Ｄ（２、１）、Ｄ
（２、６４）と、それぞれ連続性を有している）。次い
で、ステップＳ７２にて、変数ｉがｉ＝１に設定され
る。そして、ステップＳ７３にて、畳み込み処理（畳み
込み変数１、−２、１とする）が画素信号列に対して行
われる。そして、ステップＳ７４に於いて、変数ｉの判
定（ｉ＝６４）が行われる。

【００４２】ここで、ｉ＝６４でない（まだ画素信号列
の全ての処理が終了していない）場合は、ステップＳ７
５に移行してｉ＝ｉ＋１が行われ、その後ステップＳ７
３に戻る。一方、ステップＳ７４でｉ＝６４の場合（画
素信号列の全てが終了）は、次のステップＳ７６に進ん
でサブルーチンプログラムＤＣＣが行われる。その後、
本シーケンスを抜ける。次に、図１２のフローチャート
を参照して、レンズ２８の駆動量算出について説明す
る。

【００４３】この駆動量は、検出周波数に対応したＭＴ
ＦＲとデフォーカス量の関係を示すテーブル（デフォー
カス点は離散的にサンプルされている）を用いて検出す
る。尚、検出ＭＴＦＲをＭ₁、求めるデフォーカス量を
Ｄ１、参照テーブル内でＭ₁に最も近いテーブルＭＴＦ
Ｒの値をＭ₂、このＭ₂に対応するデフォーカス量をＤ
２、次に近いテーブルＭＴＦＲの値をＭ₃、Ｍ₃に対応
するデフォーカス量をＤ３とする。

【００４４】駆動量算出が開始されると、ステップＳ８
１にてＭ₂が参照テーブルから求められる。次いで、ス
テップＳ８２にて、Ｍ₃が参照テーブルより求められ
る。そして、ステップＳ８３にてＤ１＝Ｄ２＋｜（Ｍ₂−Ｍ₁）／（Ｍ₂−Ｍ₃）｜＊
（Ｄ３−Ｄ２）から、Ｍ₁のデフォーカス量Ｄ１が求められる。その
後、ステップＳ８４で検出デフォーカス量と現在のレン
ズ位置より駆動量が算出され、本シーケンスを抜ける。

【００４５】このように構成することで、高速で、簡単
な構成にて、ＤＦＴ処理による信号の両端の偽信号の発
生を防止し、被写体の状態に依存しない合焦点検出装置
を提供することができる。上述した実施例に於いては、
周波数検出にてＤＦＴ処理を用いたが、狭帯域を検出で
きる処理（デジタルフィルタ、アナログフィルタ）であ
ればよい。尚、今回は２回の検出周波数の切換えで行っ
たが、周波数成分の検出を並列処理し、更に検出周波数
を複数回の切換えで行ってもよい。加えて、検出周波数
を図６の条件を満たす範囲に於いて同時に複数用いても
よい。また、周波数成分比からデフォーカス量をテーブ
ルにて求めたが簡単な関数にて近似し、計数メモリに記
憶してもよい。

【００４６】更に、周波数の切換えを周波数成分比にて
行っているが、レンズの現在位置情報を用いてもよい。
加えて、周波数成分比の代わりに２つの周波数成分の差
分を２つの周波数成分の総和で規格化した値を用いても
よい。また、センサを２面用いず撮影光学系を駆動し
て、次分割で信号を取り込んでもよい。尚、２つのセン
サ信号の光量差をそれぞれのセンサ信号の総和にて規格
化する等の前処理をしてもよい。更に、センサ信号を平
均値を基準に処理したが、１次回帰線を基準にしてもよ
い。

【００４７】また、畳み込み係数を１次の微分係数まで
処理したが、更にに高次の処理を行ってもよい（検出周
波数にて畳み込み処理の値が“０”にならない範囲に於
いて使用）。

【００４８】尚、センサ配置をフィルム等価面を挟んで
等間隔に配置したが、必ずしも等間隔に配置しなくても
よい。また、前側と後側のデフォーカス量が大きく異な
るシステムではフィルム面を挟まない方がよい。更に、
ＤＦＴ処理にて周波数を検出するシステムで相対的な周
波数変化を検出するものであれば、本方式以外（山登り
方式等）にも使用することができる。

【００４９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、２つの
合焦状態の異なる映像信号から、光路差による被写体の
周波数の変化分の比を狭帯域にて忠実に検出すること
で、理想的に被写体の周波数成分をキャンセルすること
ができ、簡単な構成にて高精度の合焦点検出装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の合焦点検出装置の第１の実施例とし
ての概念を説明するブロック構成図である。

【図２】この発明の合焦点検出装置をカメラに応用した
第２の実施例でカメラの概略構成を示した図である。

【図３】図２のカメラのブロック構成図である。

【図４】図２のカメラの動作を説明するメインシーケン
スとしてのフローチャートである。

【図５】図４に示されたサブルーチンプログラムＡＦの
シーケンスである。

【図６】レンズ周波数成分とデフォーカス量の特性を示
した図である。

【図７】ＭＴＦＲに関する比較値ε₁、ε₂の設定に関
して説明するための図である。

【図８】図５の画素のデジタル信号の前処理のシーケン
スを示すサブルーチンである。

【図９】データ変換を行うサブルーチンプログラムＤＣ
Ａのシーケンスを示したものである。

【図１０】画素信号列の素両端の変化分が等しい場合の
畳み込み処理に関するサブルーチンプログラムＤＣＢの
シーケンスを示すものである。

【図１１】画素信号列の両端の変化分が等しくない場合
の畳み込み処理に関するサブルーチンプログラムＤＣＣ
を示したものである。

【図１２】レンズ２８の駆動量算出について説明するフ
ローチャートである。

【図１３】一般的な周波数成分とデフォーカスの関係を
表すＭＤカーブ（周波数成分とレンズデフォーカス特性
のカーブ）を示した図である。

【図１４】図１３のＭＤカーブに対しての周波数成分比
とデフォーカス特性の関係を示した図である。

【符号の説明】

１１…光学系、１２…光電変換素子、１３…Ａ／Ｄ変換
回路、１４…畳み込み係数設定回路、１５…畳み込み処
理回路、１６…周波数検出回路、１７…周波数成分比検
出回路、１８…テーブル、１９…デフォーカス量算出回
路、２０…駆動回路、２１…カメラ、２２…メインミラ
ー（Ｍミラー）、２３…ファインダ、２４…サブミラー
（Ｓミラー）、２５…ビームスプリッタ、２６ａ、２６
ｂ…センサ、２７…駆動部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 G02B 7/36 H04N 5/232

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光学系の光路長の異なる２箇所におい
て、上記光学系により形成される光分布を電気信号に変
換する光電変換素子と、この光電変換素子より特定の領域を切り出すフォーカス
エリア設定手段と、上記フォーカスエリア設定手段にて設定された、光電変
換素子からの出力を基に畳み込み係数を設定する畳み込
み係数設定手段と、上記畳み込み係数に基いて上記フォーカスエリア設定手
段にて設定された、光電変換素子からの出力に畳み込み
処理を行う畳み込み処理手段と、この畳み込み処理された上記フォーカスエリア設定手段
にて設定された、光電変換素子からの出力より特定周波
数を抜き出す特定周波数検出手段と、上記特定周波数の特徴に基いて上記光学系の焦点調整を
行う制御手段と、を具備し、上記フォーカスエリア設定手にて設定された、光電変素
子からの出力の少なくとも両端信号の差分値と１次微分
値の差分値とに基いて、上記畳み込み係数を変更するよ
うにしたことを特徴とする合焦点検出装置。