JPH083579B2

JPH083579B2 - 自動合焦装置

Info

Publication number: JPH083579B2
Application number: JP61161053A
Authority: JP
Inventors: 貴子渡辺; 健馬場; 雄吉丹羽
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-07-09
Filing date: 1986-07-09
Publication date: 1996-01-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPS6317413A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明はビデオカメラ等に好適な自動合焦装置に関す
る。

＜従来の技術＞従来、ビデオカメラ等において、撮像素子より得られ
る画像信号より撮像面上の被写体像の鮮鋭度を検出し、
鮮鋭度が最も高くなるよう光学系を駆動することによ
り、焦点合わせを行う方式が知られている。この方式は
基本的にはハイパスフイルタあるいは微分回路等によっ
て抽出した画像信号の高周波成分の強度を像の鮮鋭度の
評価値とし、光学系を駆動して得られる結像状態の異な
る２つの像の鮮鋭度を比較することにより光学系の駆動
方向を決定し、鮮鋭度が最大となった位置で光学系を停
止するものである。

＜発明が解決しようとする問題点＞前述の方式では、鮮鋭度の最大となる位置で光学系を
停止すると例えば、被写体が前後に移動して鮮鋭度が変
化し、被写体像がぼけてもピントの合う方向の判断（被
写体が移動した方向の判断）がつかないため、一旦光学
系をどちらかに動かして、ピントの合う方向を求めるこ
とになる。これは1/2の確立でさらにぼける方向に駆動
することになり、前後に移動する被写体に追従した焦点
合わせの応答が低下するだけでなく、ビデオカメラやTV
カメラ等の連続して被写体を撮影する装置においては見
苦しい画像となる。

この発明の目的は、一旦合焦と判断され、光学系が停
止した後で光学系を駆動しなくても被写体が前後に移動
したときのピントの方向の判断が可能で、高速に焦点合
わせを行なうことができる自動合焦装置を提供すること
にある。

＜問題点を解決する手段＞本発明は上述の目的を達成するために、撮像光学系に
より撮像面に結像された被写体像の鮮鋭度を検出する検
出手段と、前記検出手段によつて検出される前記鮮鋭度
が大きくなる方向へ前記撮像光学系を駆動するととも
に、合焦範囲内で前記鮮鋭度が最大となる位置から所定
の方向にずらした位置に前記撮像光学系を停止させると
ともに前記方向を記憶する第１の制御手段と、前記撮像
光学系の停止後、前記撮像光学系を駆動する際、前記検
出手段により検出された前記鮮鋭度の情報と前記方向の
情報とから前記撮像光学系の駆動方向を決定する第２の
制御手段とを具備する。

＜作用＞上記構成に於いて撮像光学系の停止位置が鮮鋭度が最
大となる位置と異なるために、停止後の鮮鋭度が例えば
停止時の鮮鋭度より小さくなった時には、鮮鋭度が最大
となる位置の方向、大きくなった時には、最大となる位
置の逆方向がピントのあう方向であると判断して撮像光
学系の駆動方向を決定する。

＜実施例＞初めに第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）、第２図
（ａ），（ｂ），（ｃ）を用いて本発明の原理を説明す
る。

ここで、各図の横軸ｘは撮影レンズの位置で、第１図
（ａ）、あるいは第２図（ａ）に示されている焦点深度
は撮像光学系によって決まり、撮像面上の被写体像がピ
ントがあっているといえる範囲を示す。縦軸ｑは被写体
像の鮮鋭度である。また、図に示されるように鮮鋭度は
ピントがあうにつれて大きくなり、一番ピントがあった
状態で最大値をとる。

焦点合わせは、第１図（ａ）に示すように、まず、撮
影レンズをピントの合う方向、すなわち、鮮鋭度が大き
くなる方向に動かしていき、焦点深度以内で、鮮鋭度が
最大となる位置を越えたところで停止する。このように
撮影レンズを鮮鋭度最大となる位置と異なる位置に停止
し、停止時の鮮鋭度を記憶しておくことによって、その
後、第１図（ｂ）の点線で示すように、検出される鮮鋭
度が大きくなる方向に被写体が移動した時には、ピント
の合う方向は、鮮鋭度が最大であった位置の逆方向であ
ると判断できる。また、第１図（ｃ）の点線で示すよう
に、検出される鮮鋭度が小さくなる方向に被写体が移動
した時には、ピントの方向は鮮鋭度が最大となった位置
の方向であると判断できる。

また、第２図（ａ）に示すように撮影レンズの停止位
置を鮮鋭度が最大となる位置を越えない位置としても、
鮮鋭度が第２図（ｂ）、あるいは第２図（ｃ）の点線で
示されるように被写体が移動した場合に、同様なピント
方向の判断が可能である。

ここで示した第１図（ａ），第２図（ａ）のように焦
点深度の範囲内で鮮鋭度が最大となる位置と異なる位置
に撮影レンズを停止させる方法には以下のようなものが
ある。

第１の方法は第１図（ａ）のように、鮮鋭度が大きく
なる方向に撮影レンズを駆動していって、鮮鋭度が極大
となる位置を検出し、その位置から撮影レンズの焦点距
離、Ｆナンバーより算出される焦点深度相当の距離だ
け、撮影レンズの駆動を続けた後、停止させるものであ
る。

第２の方法は、第２図（ａ）のように、鮮鋭度が大き
くなる方向に撮影レンズを駆動し、その際の鮮鋭度の変
化状態から鮮鋭度が最大となる位置を予測することによ
り、鮮鋭度が最大となる位置を越えずに焦点深度以内で
停止するものである。

鮮鋭度が最大となる位置を予測するには、例えば、特
願昭61−46869号等に示された方法を用いることができ
る。

第３の方法は、被写体の輝度やコントラスト、パター
ン等に依存しない、被写体像の鮮鋭度評価方式を用いる
方法である。このような鮮鋭度評価方式の具体例は特願
昭60−245239号に示されており、これは被写体像のエツ
ジ部分の幅を検出することにより被写体のコントラスト
等によらず、被写体像のボケ具合のみを評価することが
できる。また、他の簡易的な評価方法としては画像信号
の高周波成分の強度を低周波成分で正規化するもの、あ
るいは特開昭61−7443号に示されたものなどがある。

このような鮮鋭度評価方式を用いた場合には、検出さ
れた鮮鋭度は被写体像のボケ具合を直接表しているた
め、鮮鋭度が増加する方向に、撮影レンズを駆動し、鮮
鋭度が所定のしきい値を越えたところで、駆動を停止す
ることにより、第２図（ａ）のように焦点深度の範囲内
で鮮鋭度が最大となる位置の手前で撮影レンズを停止で
きる。

以下、以上の原理を用いた本発明の実施例について説
明する。また、実施例の説明の前に前述した第３の方法
の原理について図面を用いて詳述する。

尚、本発明が鮮鋭度を検出する方法に限定されるもの
ではないことは勿論である。

まず、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）乃至第４図（ａ）
（ｂ）（ｃ）を用いて上述の第３の方法の原理を説明す
る。第３図（ａ）のような白黒パターンから成るエツヂ
図形が被写体であったとする。ｘ′は光学系の光軸と直
交方向の空間座標を示す。かかるエツヂ図形の像を光電
変換する撮像素子より得られる画像信号のレベルＩ
（ｘ）は光学系が合焦の場合には第３図（ｂ）のように
鋭いエツヂを持つが、非合焦の場合には第３図（ｃ）の
ようになだらかなエツヂになる。なおｘは第３図（ａ）
に示したｘ′に対応した撮像素子の撮像面上の座標であ
る。また画像信号は通常撮像素子の電気的走査によって
時系列信号として取り出されるが、説明の都合上、ここ
では撮像面上の座標ｘに関する信号とみなす。

第３図（ｂ），（ｃ）において、画像信号Ｉ（ｘ）と
エツヂ部分の幅Δｘは合焦状態で最も小さな値Δx₀とな
り、非合焦になるにつれて増大する。Δｘは光学系の錯
乱円径，撮像素子の解像力，画像信号処理回路の帯域幅
によって定まるが、後者の２つは光学系の合焦状態に無
関係であるから、画像信号のエツヂ部分の幅Δｘを検出
することにより光学系の合焦・非合焦を判定できる。即
ちΔｘx₀なら合焦、Δｘ＞Δx₀なら非合焦であり、こ
の判定は被写体であるエツヂ図形の平均明るさ、或いは
コントラストによらない。換言すれば被写体のエツヂ部
分における幅を検出し、該幅が大きい場合には非合焦、
該幅が小さい場合には合焦と判断することができるわけ
である。

また、第４図（ａ）に示す一般的な被写体の場合で
も、人物や物体等の輪郭部分においては不連続な明るさ
の変化が生じており、その近傍では第３図のエツヂ図形
の場合と良く似た明るさ分布を持つ。従って第４図
（ｂ），（ｃ）のように画像を信号Ｉ（ｘ）のエツヂ部
分の幅Δｘを求め、既知の値Δx₀、即ち光学系が合焦時
となった際のエツヂ部分の幅の大きさと比較することに
より合焦・非合焦が判断できる。尚、第５図のように微
細なパターンを持つ被写体においては、第５図（ｃ）の
ように非合焦時においても２つのエツヂ部分からの寄与
が重なってΔｘが増大せず、合焦検出ができない。従っ
て合焦検出を行えるためには第３図に示すように、エツ
ヂを形成する白・黒部分の幅ＬがΔx₀に比して少し大き
いこと、例えばΔx₀の２倍〜数倍程度必要である。Δx₀
は光学系の最小錯乱円径程度の大きさであるから、Ｌは
全画面の大きさに比してかなり小さく、このようなエツ
ヂ部分はほとんどの被写体において存在している。従っ
てほとんどの場合は合焦検出を行うことが出来る。

そして、前述のエツヂ部分の幅Δｘは、画像信号Ｉ
（ｘ）よりエツヂ部分の輝度の勾配dI/dxと、第３図，
第４図に示すエツヂ部分における輝度差ΔＩを算出し、
その比Ｐ＝（dI/dx）／ΔＩを算出することにより、間
接的にエツヂ部分の幅Δｘを求めることができる。即ち
Ｐはエツヂ部分の幅Δｘの逆数に相当し、エツヂ部分の
鋭さを表わす。ここで、エツヂ部分における輝度差ΔＩ
は第３図（ｂ），（ｃ）のように、光学系が多少非合焦
であっても合焦時と変わらない値を持つから、非合焦
時、即ち合焦時の画像信号の波形がわからない場合にお
いても検出可能であり、このΔＩによって合焦・非合焦
によって鋭敏に変化するエツヂ部分の勾配dI/dxを正規
化することによって、エツヂ部分の幅Δｘを求めること
が出来、更にかかる幅Δｘは被写体の平均明るさやコン
トラストに依存せず、光学系の合焦・非合焦を判定でき
る。

次に以上の原理に基づいて合焦検出を行う第３の方法
を詳述する。

第６図は前述の第３の方法を実現するための装置の第
１の例のブロツク図を示す。

この実施例においては、前述のＰ＝（dI/dx）／ΔＩ
を求めるに際して撮像面上の各点ｘについてＰ（ｘ）＝
（dI/dx）／ΔＩ（ｘ）を求め、これを所定の閾値P₀1
/Δx₀と比較することにより、ピントの合ったエツヂの
数を計数し、所定数以上あれば合焦と判断する。また、
ΔＩ（ｘ）の算出はにより行っている。ここでＬは前述のように光学系の最
小錯乱円径の２〜数倍程度の大きさであり、従ってこの
積分は撮像素子の数画素〜10画素程度の領域で行う。か
かるΔＩ（ｘ）は第３図（ｂ），（ｃ）に示したような
エツヂ部分に対してはそのエツヂの前後所定範囲におけ
る最高輝度と最低輝度の差ΔＩを与えるが、第５図のよ
うな微細なパターンに対しては常にその最高輝度と最低
輝度の差より大きい値をとるため、結果的にＰ（ｘ）の
値が小さくなるので誤って合焦と判断されることがな
い。

第６図において、１は撮像素子、２は撮像素子より得
られる画像信号Ｉ（ｔ）を微分して、画像信号の勾配dI
/dtを求める微分あるいは差分回路、３は絶対値回路で
あり、４は前述のΔＩ（ｘ）に対応する信号ΔＩ（ｔ）
を算出する回路である。尚、ｔは撮像素子１から信号を
読み出す際における読み出し開始時からの時間を示す。
第７図にはΔＩ（ｔ）算出回路４の構成を示す。第７図
において、14は時間Ｔだけ信号を遅延させる遅延回路、
15は減算回路、16は積分回路であり、この両回路により
入力信号の遅延差信号を積分することにより出力信号を得る。第６図に示す６はを時間T/2程度遅延させる回路、5,7は対数回路、８は減
算回路であり、対数の差をとることによりを得る。

Ｐ（ｔ）は予め与えられた前述の閾値P₀と比較回路９
によって比較され、ワンシヨツト回路10はＰ（ｔ）＞P₀
のときに比較回路９の出力に基づきパルスを発生し、そ
のパルス数がカウンタ11によって計数される。12は撮像
素子１の駆動クロツク及び全系のタイミング信号を発生
するタイミング発生回路であり、カウンタ11は垂直同期
信号によってリセツトされ、１フイールドあるいは１フ
レーム内の閾値P₀をこえる鋭さを持つエツヂ部分の数を
計数し、計数値が所定値以上ならば合焦、その他のとき
は非合焦と判断される。閾値P₀は固定でも良いが、光学
系の結像性能が絞り値やズーム状態によってかなり変動
する場合には、それらのパラメータを検出し、P₀を最適
な値に設定する手段を設けることが望ましい。例えば絞
り値が大きくなるほど光学系の性能が悪化し、錯乱半径
が大きくなるときには、絞り値が大きくなるほど閾値P₀
を小さくする。尚通常のNTSC信号の場合、微分ないしは
差分回路２の時定数は100nsec〜500nsec程度遅延回路14
の遅延時間Ｔは500nsec〜２μsec程度の値が適当であ
る。またΔＩ（ｔ）の求め方を例えばと変更しても良い。この場合が小さい部分はΔＩ（ｔ）の値にほとんど寄与しなくな
るため、第４図（ｂ）のように多少リツプルがのったエ
ツヂ部分に対しても第３図（ｂ）のような理想的なエツ
ヂの場合と同様にエツヂ部の輝度差ΔＩが算出できる。
この場合には第６図に示した絶対値回路３を２乗回路に
置換えれば良い。また、第６図の絶対値回路３とΔＩ
（ｔ）算出回路４の間にリミツタを設け、が所定値以下のときにはΔＩ（ｔ）算出回路４の入力信
号を強制的に０とすることによっても同様の効果が得ら
れる。

また、ΔＩ（ｔ）算出回路４によって算出されたΔＩ
（ｔ）の値が小さい場合には、対数回路７に入力されるの値には画像信号のノイズ成分によって誤差が含まれて
いるため、検出されるＰ（ｔ）の精度が悪化する。これ
を除去するには、入力信号ΔＩ（ｔ）が小さいほど出力
信号がlogΔＩ（ｔ）より大きな方向にずれるように、
対数回路８の特性を変えて検出されるＰ（ｔ）の値が小
さくなるようにすればよい。

第８図は前述の第３の方法を実現するための装置の第
２の例のブロツク図であり、自動合焦装置に適用した場
合を示す。尚第８図においては、メモリのアドレスカウ
ンタやメモリ、A/D変換器の制御線等はわかりやすくす
るために省略されている。第８図において、撮像素子１
より得られる画像信号はゲート回路17によって制御信号
Ｇに応じて、画面の所定の検出領域に対応した部分のみ
通過させられる。18はハイパスフイルターであり、19は
検波回路、20は積分回路であり、１フレームあるいは１
フイールドにおける検出領域中の画像信号の高周波成分
の強度を検出する。21はA/D変換器であり、検出された
高周波成分の強度をA/D変換し、信号Ｂとしてマイクロ
プロセサ30に送出する。13は第６図に示したエツヂの鋭
さＰ（ｔ）を算出する回路、22はピークホールド回路で
あり、１水平走査線中のＰ（ｔ）の最大値Piを保持し、
１水平走査毎にレベルが切り換わる信号f_Hによりリセツ
トされる。ここでｉは検出領域中の走査線の番号であ
る。23はA/D変換器であり、水平走査ごとのＰ（ｔ）の
最大値PiをA/D変換し、メモリ24に順次記録していく。
メモリ24の内容は１フレームあるいは１フイールドの垂
直帰線期間内にマイクロプロセサ30によって読み出され
る。25〜29は被写体像の移動速度を算出するために設け
られており、特にビデオカメラの場合、手ぶれや被写体
の動きによって自動合焦装置が誤動作したり、あるいは
不安定になったりするのを防止するために設けられてい
る。即ち、手ぶれや被写体の移動によってピントの合っ
ていた被写体が一時的に画面の検出領域から出てしまう
と、非合焦と判断されてモータが駆動されてしまうし、
また被写体が検出領域内にとどまっていても振動したり
していると、撮像素子１の蓄積作用によって検出される
エツヂの鋭さＰ（ｔ）が減少して合焦であるにもかかわ
らず、非合焦と判断してしまうという欠点が生じる。25
〜29はかかる欠点を解消するため、像の移動速度を検出
するために設けられた基本的な回路である、25は画像信
号を２値化することにより画像のパターンを抽出する２
値化回路、26はマルチプレクサ、27,28は画像のパター
ンを記憶するメモリであり、抽出されたパターンは１フ
レームあるいは１フイールドごとにレベルの切り換わる
信号f_Vに応じてマルチプレクサによりメモリ27,28に交
互に記録される。メモリ27,28には継続する２つのフレ
ームないしはフイールドの画像パターンが記録されてい
るから、速度検出回路29によってそのパターン間の相関
演算がなされ、１フレームないしは１フイールド間の像
の移動ベクトルＶが算出され、マイクロプロセツサ30へ
送出される。尚、特願昭60−111472号では像の移動ベク
トルＶを検出する具体的な手段が詳述されている。

31は光学系内のフオーカシングレンズを移動させるた
めのモータであり、マイクロプロセサ30からの信号V_Mに
よってその速度及び方向が制御される。

次にマイクロプロセサ30により実行されるフローにつ
いて第９図乃至第12図を用いて説明する。

第９図はエツヂの幅を評価する評価値ｑ（以後、鮮鋭
度と呼ぶ）を検出し、高周波成分の強度Ｂ、像の移動ベ
クトルＶを取り込むサブルーチンのフローチヤートであ
り、第10図は、本実施例の動作を説明するための図、第
11図は本実施例の自動合焦装置の動作の流れを示すフロ
ーチヤート、第12図は合焦が検出された際の自動合焦装
置の動作を示すフローチヤートである。まず、第９図に
示すサブルーチンについて説明する。

Ｓ−２において設定されている検出領域内の画像信号
を抽出するためにフレームの開始時点でゲート回路17に
制御信号Ｇを送出する。続いてＳ−３ではフレームの終
了時点でメモリ24に記録されるP₁,……P_Nの値、A/D変換
器21より高周波成分の強度Ｂ、速度検出回路29より像の
移動ベクトルＶを入力し、次いでＳ−4,S−５でエツヂ
の鋭さの評価値ｑを算出する。

かかるステツプＳ−３〜Ｓ−５においてはマイクロプ
ロセサ30は以下のような動作を行う。まずメモリ24の内
容P₁,P₂,……,P_Nを順次読み出し、更にA/D変換器21によ
り高周波成分の強度Ｂ、速度検出回路29により像の移動
ベクトルＶを入力する。ここでＮは検出領域中に含まれ
る走査線の数である。これらP₁,P₂,……_NP_Nに対し、をｉ＝Ｍ＋１〜Ｎ−Ｍについて算出し（Ｓ−４）、さら
にqiの最大値ｑを求める（Ｓ−５）。ここでＭはＭ＜Ｎ
なる整数である。Pkは第ｋ走査線中で検出されたエツヂ
の鋭さＰ（ｔ）の最大値のであるから、qiは連続するＭ
本の走査線各々におけるＰ（ｔ）の最大値の平均であ
り、従って第３図（ａ）のように画面垂直方向にある程
度長さをもった最も鋭いエツヂ部分の鋭さがｑとして算
出され、この鮮鋭度ｑを光学系の合焦状態の尺度として
使用する。換言すればＳ−４で得たエツヂの鋭さの最大
値、換言すれば最もエツヂの幅の小さい箇所のエツヂの
幅を検出することになる。

なお通常のビデオカメラの場合、検出領域の走査線の
数Ｎは50〜100、平均をとる走査線の数Ｍは５〜10程度
が適当である。

第10図は本実施例の動作を説明するための図面で、横
軸ｘはレンズ位置、縦軸は前述のｑを表わすものであ
る。ここで、鮮鋭度ｑは前述した様にできるだけ被写体
の輝度やコントラストによらないものが望ましく、q_L2
は合焦と非合焦の閾値、q_L1はq_L1＞q_L2となる値であ
る。そして、本実施例はピントが合ってから撮影レンズ
を焦点深度内でｑが最大となる位置を越えず、q_L1とq_L2
の間の値となる位置に停止するものである。

またq₂は鮮鋭度ｑのノイズレベルである。

次いで第11図を用いて自動合焦装置の動作の流れを説
明する。自動合焦装置の動作が開始されると（Ｓ−
７）、まず検出領域として標準域（通常画面の中央部
分）を設置し（Ｓ−８）即ち前述の第９図に示したＳ−
２においてゲート回路における制御信号Ｇに応じてゲー
ト回路17の動作する範囲を設定し、鮮鋭度ｑの値を第９
図に示したフローに基づいて算出し（Ｓ−９）、ノイズ
レベルq₃と比較する（Ｓ−10）。ｑ＜q₃ならば即ち評価
値ｑが所定値よりも小さい場合換言すれば被写体のうち
で最も狭いエツヂの幅においても像のボケによりかかる
エツヂが大きい場合にはＳ−11〜Ｓ−16により高周波成
分の強度Ｂが増大する方向にｑ＞q₃となるまで光学系を
駆動する。即ちｑの値は光学系が合焦よりはずれるに従
い急激に減少するため、いわゆる大ボケ状態ではノイズ
の影響で検出不可能になる。第８図18〜21に示した回路
はこの場合のために設けられており、ｑの値が所定のノ
イズレベルを示すq₃以下の場合には、画像信号の高周波
成分の強度Ｂの値を取りこみ、かかる強度Ｂに基づいて
山登り制御が行われる。即ちＳ−11で任意方向にモータ
が駆動し、次に得られたＢの値を前の値と比較して（Ｓ
−13）、Ｂが減少したならばモータを逆転させ（Ｓ−1
4）、検出されるｑの値がq₃をこえるまでモータの駆動
を続け（Ｓ−15,S−16）、ある程度合焦に近づきｑ＞q₃
となれば即ち被写体のうちで最も狭いエツヂ部分の幅が
所定よりも狭くなった場合にはＳ−27へ移行する。

また一方Ｓ−10においてｑ＞q₃であた場合、即ち被写
体のうちで最も幅の狭いエツヂの幅が所定よりも小さい
場合にはＳ−11〜Ｓ−16に示す山登り制御を行わずＳ−
17〜Ｓ−26で鮮鋭度ｑが大きくなるように制御を行う。

まず所定量以上の移動ベクトルＶが検出された場合に
はＳ−17において被写体の移動に追従して移動ベクトル
Ｖだけ検出領域が移動されるようマイクロプロセツサ30
はゲート回路17に制御信号Ｇを与える。続いてＳ−18に
おいては第９図に示すフローを実行し、鮮鋭度ｑ、移動
ベクトルＶを検出し、次いでＳ−19において移動ベクト
ルＶに応じて鮮鋭度ｑを補正する。即ち像が水平方向に
速度V_Hで移動している場合、検出されるエツヂの幅はお
およそV_HΔｔだけ増大する。ここでΔｔは撮像素子１の
蓄積時間である。従って算出した値ｑに対してこの分を
補正し、新たにｑとする。ｑ−20で、この時のｑをq₁と
する。

次いで、撮影レンズのピント位置を制御するモータを
任意方向に駆動し（Ｓ−21）、検出されるｑの値が増加
する方向へモータを駆動する（Ｓ−22,S−26）。尚Ｓ−
22〜Ｓ−24はＳ−17〜Ｓ−19と同様のステツプである。

Ｓ−27においてその時点におけるモータの駆動方向を
Ａに記憶する。ここでＡは撮影光学系が無限端より至近
端に向かうとき１、その逆のときを−１とする。

Ｓ−28〜Ｓ−36は合焦を検出し、光学系の駆動を停止
させる過程である。Ｓ−28〜Ｓ−30によりｑの値の検出
を行い、Ｓ−31においてはｑの値が第10図に示した閾値
q_L1より大きいか否かを判別し、大きい場合にはＳ−32
へ大きくない場合には、Ｓ−35へフローは分岐する。

Ｓ−35においては検出されたｑの値が第10図に示した
閾値q_L2より大きいか否かを判別し、大きい場合にはＳ
−37へ、大きくない場合にはＳ−36へ分岐する。

したがって、鮮鋭度ｑがq_L1より小さく、q_L2より大き
い時Ｓ−37において合焦とされる。また、鮮鋭度ｑがq
_L1よりも大きい時には、Ｓ−32においてモータの駆動方
向Ｃを前述のフローで設定した駆動方向Ａと逆の方向と
し、鮮鋭度ｑがq_L2よりも小さい時には、Ｓ−36におい
てモータの駆動方向Ｃを前述で設定した駆動方向Ａと同
じ方向とする。Ｓ−33においてＣ方向にモータを駆動
し、ｑの値がq_L1或いはq_L2に近づくほどモータ速度を遅
くなるように変更し、再びｑの値の検出を行い、合焦と
判定されるまでＳ−28〜Ｓ−36のステツプをくり返す。

以上のような手順により光学系が合焦状態に達した後
の自動焦点合わせのフローを第12図を用いて説明する。

まず、合焦状態となった場合には直ちにモータの駆動
を停止する（Ｓ−38）。次いで像が動いている場合には
それに応じて検出領域を変更し（Ｓ−39）、前述の第９
図に示す様に鮮鋭度ｑを検出し（Ｓ−40）、像の動きに
応じてｑを補正する（Ｓ−41）。尚、像が動いてなけれ
ば検出領域の変更は行われない。そして、鮮鋭度ｑがq
_L1より小さくq_L2より大きい状態ではＳ−38〜Ｓ−45を
くり返し、モータは停止しつづける。

この状態で被写体像と撮像光学系との間の距離が変化
し、鮮鋭度ｑがq_L1より大きくなった場合にはＳ−43か
らＳ−44へフローは分岐し、前述のモータ駆動方向Ａと
は逆の方向をモータ駆動方向Ｃとし（Ｓ−43）、Ｓ−44
において撮像光学系を合焦方向とは反対の非合焦となる
方向に移動する様モータを駆動する。

また、鮮鋭度ｑがq_L2より小さくなった場合にはＳ−4
5からＳ−46へフローは分岐し、さらにＳ−46において
ｑが前述のq₃よりも大きい場合には、Ｓ−47へフローは
分岐して、前述のモータ駆動方向Ａと同じ方向をモータ
の駆動方向Ｃとして、Ｓ−44において、撮像光学系を合
焦方向に移動する様モータを駆動する。Ｓ−46において
ｑが前述のq₃よりも小さい場合には、ぼけ量が大きい場
合あるいは被写体が他へ移った場合であるから再びスタ
ート（Ｓ−７）に戻って焦点合わせをやり直す。

したがって本実施例においては、被写体が第５図に示
す様な被写体の場合であっても常に確実に合焦動作を行
わせることが出来る。

本実施例において、撮像面上の被写体像が合焦になっ
て、撮像光学系を停止した後、光学系を駆動しないでも
ピントの合う方向の判断ができることにより、ビデオカ
メラ、TVカメラ等の連続して被写体を撮影する系におい
て、前後に動く被写体に対して追尾可能となり、ビデオ
カメラ等の自動合焦装置として好適である。

＜発明の効果＞本発明に依れば合焦範囲内で鮮鋭度が最大となる位置
から所定の方向にずらして停止させ、該方向と鮮鋭度の
情報とから駆動方向を決定したので、従来の様に鮮鋭度
が最大となる位置に撮像光学系を駆動する方法に比して
駆動方向を直ちに決定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図は本発明の原理を説明するための図、第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）、第４図（ａ），
（ｂ），（ｃ）は鮮鋭度を検出するための本実施例の方
法を説明するための図、第５図（ａ），（ｂ），（ｃ）は微細パターンを持つ被
写体を対象とした場合に合焦検出が困難であることを説
明するための図、第６図は本発明の一実施例の構成を示す図、第７図は第６図に示したΔＩ（＋）回路４の構成を示す
図、第８図は本発明の他の実施例の構成を示す図、第９図は鮮鋭度ｑを検出するフローを示す図、第10図は鮮鋭度ｑと閾値q_L1,q_L2との関係を示す図、第11図，第12図はマイクロプロセツサ30の動作を説明す
るフローチヤートである。１……撮像素子、４……ΔＩ（ｔ）算出回路、 30……マイクロプロセツサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像光学系により撮像面に結像された被写
体像の鮮鋭度を検出する検出手段と、前記検出手段によつて検出される前記鮮鋭度が大きくな
る方向へ前記撮像光学系を駆動するとともに、合焦範囲
内で前記鮮鋭度が最大となる位置から所定の方向にずら
した位置に前記撮像光学系を停止させるとともに前記方
向を記憶する第１の制御手段と、前記撮像光学系の停止後、前記撮像光学系を駆動する
際、前記検出手段により検出された前記鮮鋭度の情報と
前記方向の情報とから前記撮像光学系の駆動方向を決定
する第２の制御手段と、を具備したことを特徴とする自動合焦装置。