JP3423381B2 - 自動焦点調節装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はスチルビデオカメラ等の
撮影装置における、自動焦点調節装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来スチルビデオカメラ等の撮影装置に
おける自動焦点調節装置の方式として、撮影素子からの
映像信号を直接評価して行う方式は、合焦精度が高く、
特別なセンサーが不要である等の理由から広く利用され
ている。中でも山登り方式による合焦手段及び自己相関
方式による合焦手段は特に有名であり、以下この２つの
合焦手段について説明する。

【０００３】図４は山登り方式による合焦装置の構成ブ
ロック図である。

【０００４】レンズ２０によって被写体像は光電変換素
子２１に結像され撮像回路２２によって映像信号とな
り、この中の輝度信号が演算回路２３に入力される。こ
の演算回路２３は、例えば図５に示す様に構成される。

【０００５】輝度信号は、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
２３−ｃを通過して高域成分のみが分離され、次段の検
波回路２３−ｄにて振幅検波される。この検波出力は、
Ａ／Ｄ変換回路２３−ｅにてデジタル値に変換され、ゲ
ート回路２３−ｆで画面中央に設定されたフォーカスエ
リアの信号だけが抜き取られて、積分回路２３−ｇで映
像信号のフィールド毎に積分され、現フィールドの焦点
評価値が得られる。

【０００６】このとき、輝度信号より同期分離回路２３
−ａによって分離された垂直及び水平同期信号は、垂
直、水平同期信号及び固定の発振器出力に基づいて、画
面中央部分に長方形のフォーカスエリアを設定し、この
エリアの範囲のみの輝度信号の通過を許容するゲート開
閉信号をゲート回路２３−ｆに供給している。

【０００７】この様にして積分回路２３−ｇより常時、
１フィールド分の焦点評価値を出力する。

【０００８】この装置において、撮影時のフローチャー
トを図１０に示し、合焦動作を中心に説明する。スイッ
チ１、スイッチ２で構成される、不図示のレリーズスイ
ッチのスイッチ１がＯＮすると（Ｓ１）、不図示の測光
装置により被写体輝度を測定し（Ｓ１８）、山登り方式
の合焦手段及び撮影に適した、光電変換素子の電子シャ
ッタースピードを求め、その後合焦動作が開始される。

【０００９】合焦動作開始直後に、最初の焦点評価値は
最大値メモリ２３−ｈと初期値メモリ２３−ｉに保持さ
れる（Ｓ２）。その後ＣＰＵ２４は、ステッピングモー
ターであるフォーカスモーター２５を予め決められた方
向に回転させ、レンズ２０を光軸方向に変位させ（Ｓ
３）、演算回路２３はフォーカスモーター駆動後の焦点
評価値を出力し（Ｓ４）、初期値メモリ２３−ｉに保持
されている初期評価値と比較し、その大小を出力する
（Ｓ５）。

【００１０】ＣＰＵ２４は、上記演算回路２３が大また
は小という出力を発するまで、最初の方向にフォーカス
モーター２５を回転して、現在の焦点評価値が初期評価
値に比べ大であるという出力がなされた場合には合焦方
向であると判断してそのままの回転方向を保持し、現在
の評価値が初期評価値よりも小さいと判断された場合に
は非合焦方向であると判断し、フォーカスモーターの回
転方向を逆にして、以後演算回路２３の出力を監視する
（Ｓ７）。

【００１１】演算回路２３は、最大値メモリ２３−ｈに
保持されている今迄の最大の焦点評価値と現在の評価値
を比較し、現在の評価値が最大値メモリ２３−ｈの内容
に比べ大きい（第１モード）、現在の評価値が最大値メ
モリ２３−ｈの内容に比べて予め設定した第１の閾値以
上減少した（第２モード）の２通りの比較信号を出力す
る。

【００１２】ここで最大値メモリ２３−ｈは積算回路２
３−ｇの出力に基づいて、現在の評価値が最大値メモリ
２３−ｈの内容よりも大きい場合には、その値が更新さ
れ、常に現在までの焦点評価値の最大値が保持される
（Ｓ６）。

【００１３】２６はモーター位置検出回路であり、具体
的には、合焦動作の開始時点でリセットされ、ステッピ
ングモーターであるフォーカスモーター２５のステップ
量を、近点方向に正、遠点方向に負としてカウントアッ
プあるいはダウンするアップダウンカウンタで構成され
ている。このモーター位置検出回路２６は、モーター位
置を記憶する位置メモリでもあり、最大値メモリ２３−
ｈと同様に、ＣＰＵ２４の出力に基づいて最大評価値と
なった場合のモーター位置を常時保持するように更新さ
れる（Ｓ９）。

【００１４】ＣＰＵ２４は、演算回路２３の出力に基づ
いて決定された方向にフォーカスモーター２５を回転さ
せながら（Ｓ８）、演算回路２３の出力を監視し（Ｓ１
０）、焦点評価値が最大評価値に比べて予め設定された
第１の閾値（Ｍ）以上減少したという第２モードが指示
される（Ｓ１１）と同時にフォーカスモーター２５は逆
転される（Ｓ１２）。

【００１５】このフォーカスモーター２５の逆転によ
り、レンズ２０の移動方向は、例えば撮像素子２１に接
近する方向から離れる方向へ、あるいはその逆に離れる
方向から接近する方向に変わる。

【００１６】この逆転後、モーター位置検出回路２６に
保持されている最大評価値となったモーター位置（レン
ズ位置）と現在のモーター位置（レンズ位置）がＣＰＵ
２４にて比較され（Ｓ１３）、一致した時、即ちレンズ
２０が焦点評価値が最大となる位置に戻った時に、フォ
ーカスモーター２５を停止させるようにＣＰＵ２４レン
ズ停止信号を出力しレンズ２０が停止し合焦となる（Ｓ
１４）。この山登り合焦動作のレンズ位置の変化を、図
６に示す。

【００１７】又上記のように合焦動作が終了して、レン
ズ停止信号が発せられると同時に、その時点での焦点評
価値がＣＰＵ２４に保持される（Ｓ１９）。この保持内
容は現在の焦点評価値と比較され、現在の評価値が保持
内容に比較して、予め設定された第２の閾値以上減少し
た時、被写体が変化したと判断され、再び山登り合焦動
作をやり直して被写体の変化に追従する（Ｓ１５）。こ
こで合焦時に、不図示のレリーズスイッチのスイッチ２
がＯＮすると（Ｓ１６）、撮影が行われる（Ｓ１７）。

【００１８】この様に、この山登り方式の合焦手段は、
光電変換素子２１面上での結像状態を毎フィールドごと
に比較する事で合焦を行う為、被写体の変化にもリアル
タイムに対応でき、かつ合焦精度が高いものになってい
る。

【００１９】次に自己相関方式による合焦装置について
説明する。

【００２０】図７は自己相関方式による合焦手段の要部
概略図である。

【００２１】３１は撮影レンズ、３２は撮像手段であ
り、ＣＣＤ等の光電変換素子よりなっている。同図では
撮像手段３２が合焦位置にあるときを示している。

【００２２】１０１は２つの開口部を有した遮光部材
（絞り）であり、撮影光路中に挿脱可能に装着してお
り、光路中に配置して撮影レンズ３１の瞳を大きさの異
なる２つの領域３３，３４に分割している。

【００２３】１０２は撮影レンズ３１が後ピン状態にあ
る時の撮像手段３２の位置を示し、１０３は撮影レンズ
３１が前ピン状態にある時の撮像手段３２の位置を示し
ている。３７は演算回路であり、撮像手段３２で得られ
る２つの画像情報より自己相関を演算している。３８は
フォーカスレンズ駆動用モーターであり、演算回路３７
からの合焦信号に基づいて撮影レンズ３１のフォーカス
レンズ（不図示）を光軸上移動させて被写体の撮像手段
３２の面上での合焦を行っている。

【００２４】ここで撮影レンズ３１が合焦状態にある時
（撮像手段３２が実線の位置にある時）、瞳領域３３を
通過した光束と瞳領域３４を通過した光束は、撮像手段
３２面上の同じ位置Ｐに結像する。

【００２５】撮影レンズ３１が後ピン状態にあるとき
（撮像手段３２が位置１０２にあるとき）、瞳領域３３
を通過した光束は撮像手段３２の位置ｉに、瞳領域３４
を通過した光束は撮像手段３２の位置ｊにややボケた状
態で結像する。また、撮影レンズ３１が前ピン状態にあ
るとき（撮像手段３２が位置１０３にあるとき）、瞳領
域３３を通過した光束は撮像手段３２の位置ｍに、瞳領
域３４を通過した光束は撮像手段３２の位置ｋにややボ
ケた状態で結像する。この撮像手段３２の面上に結像し
た被写体像に基づく自己相関を演算回路３７で計算する
事により、撮影レンズ３１が合焦状態にあるか否か、さ
らに合焦状態にない場合には、ピントのズレ方向とズレ
量を推定している。

【００２６】即ち撮像手段３２面上に結像した被写体像
に基づく信号は、時間軸ｔを変数とする電気信号として
出力される。この信号をｘ（ｔ）とすると、自己相関Ｃ
（τ）は次の式で表される。

【００２７】 Ｃ（τ）＝１／Ｔ×∫₀ ^Tｘ（ｔ）×ｘ（ｔ＋τ）ｄｔ …（１） （１）式による計算結果をさらにＣ（０）で正規化する
事により、τ＝０で最大値１をもつ自己相関係数Ｃ
（τ）が得られる。

【００２８】図８、図９は演算回路３７で演算される自
己相関係数の説明図である。

【００２９】図８、図９に示すように、自己相関係数Ｃ
（τ）はそれぞれａ，ｂ，ｃの３つのピークを持つ、こ
こでａはτ＝０の位置であり、常に最大の値をとる。ピ
ントがずれている状態では、このａの他にピントのズレ
量に対応した位置にピークが表れる。ピークａを除く最
大のピーク位置に対応するτを求めると、図８において
はτｂが、図９においてはτｃが求まる。τｂ、τｃは
図８、図９においてそれぞれ、撮像手段３２の転送時間
τｂ、τｃに対応する画素間隔のところで強い相関を持
つことを示しており、この画素間隔が図７における撮像
手段３２面上の点ｉ−ｊ、あるいは点ｋ−ｍの間隔に相
当する。

【００３０】以上のように画像情報の自己相関のピーク
を演算回路３７で検出する事により、撮像手段３２面上
に結像した異なる瞳領域を通った光束に基づく被写体像
の間隔を求めている。この間隔を撮影レンズ３１の焦点
距離によって換算する事により、ピントのズレ量が求ま
る。

【００３１】ピントのズレ方向の検出は、撮影レンズ３
１の瞳を二つに分割する領域３３・３４の瞳径が異なっ
ている事で判定できる。例えば、領域３３の瞳径を領域
３４の瞳径より小さく設定すると、瞳領域３３を通過す
る光束よりも光りが弱い。撮像手段３２が位置１０２の
位置即ち後ピンの場合、撮像手段３２の出力信号ｘの大
小関係は、 ｘ（τ（ｉ））＜ｘ（τ（ｊ）） となる。一方、撮像手段３２が位置１０３即ち前ピンの
場合、上記の関係は、 ｘ（τ（ｋ））＞ｘ（τ（ｍ）） となる。

【００３２】即ち、前ピンか後ピンかによって、撮像手
段３２の上方の位置にある信号ｉ，ｋと下方の位置にあ
る信号ｊ，ｍの相対強度が逆転する。これにより前ピ
ン、後ピンが判断できピントのズレ方向が求まる。この
ようにして求まったピントのズレ量、ピントのズレ方向
を基に、フォーカスレンズ駆動用モーター３８によりフ
ォーカスレンズ（不図示）を光軸上移動させ、合焦動作
を行っている。

【００３３】次に、この装置における撮影時のフローチ
ャートを図１１に示し、合焦動作を中心に説明する。ス
イッチ１、スイッチ２で構成される不図示のレリーズス
イッチのスイッチ１がＯＮすると（Ｓ１）、不図示の測
光装置により被写体輝度を測定し（Ｓ１０）、自己相関
方式の合焦手段及び撮影に適した、撮像手段３２の電子
シャッタースピードを求める、その後合焦動作が開始さ
れる。

【００３４】最初に遮光部材１０１が光路中に挿入さ
れ、撮影レンズ３１の瞳を２つに分割する（Ｓ２）。次
に、撮像手段３２面上の被写体像が１フィールド分、演
算回路３７に取り込まれる（Ｓ３）。

【００３５】この取り込まれた情報を基に、演算回路３
７は結像した被写体像に基づく自己相関を計算し、被写
体像を合焦させる為の、フォーカスレンズ（不図示）の
移動方向・移動量を求める（Ｓ４）。この求められた、
フォーカスレンズの移動方向・移動量を基に、フォーカ
スレンズ駆動用モーター３８によりフォーカスレンズを
駆動し（Ｓ５）、合焦となる（Ｓ６）。

【００３６】その後、不図示のレリーズスイッチのスイ
ッチ２がＯＮすると（Ｓ７）、上記瞳を分割した遮光部
材１０１が除去され（Ｓ８）、撮影が行われる（Ｓ
９）。

【００３７】この様に、この自己相関方式の合焦手段
は、撮像手段３２の面上に結像した被写体像に基づく自
己相関を、最初の１フィールドの演算だけで求めフォー
カスレンズを合焦位置に駆動する為、高速な合焦が可能
となっている。

【００３８】又上記従来例とは趣を別とする従来例とし
て、複合型の自動焦点調節装置が知られている。この複
合型の自動焦点調節装置の一例として、公知の赤外線ア
クティブ方式と上記山登り方式を組み合わせた合焦装置
がある。

【００３９】図１２は上記複合型の合焦装置の構成ブロ
ック図である。

【００４０】４０はＩＲＥＤ等からなる投光素子、４１
は上記投光素子の光を被写体に投光する投光レンズ、４
２はＰＳＤ等からなる受光素子、４３は上記投光素子の
被写体からの反射光を上記受光素子に導く受光レンズ、
４４は上記受光素子からの情報を基に被写体距離を演算
する距離演算回路であり、その他の構成要素は上記山登
り方式で説明したものと同じである。

【００４１】この装置において、まず最初に上記赤外線
アクティブ方式で合焦を行う。投光素子４０はＣＰＵ２
４の制御により投光レンズを通し被写体に赤外光を発光
する、この投光された赤外光の被写体からの反射光を受
光レンズにより受光素子面上に集光する。ここで距離演
算回路４４は、上記受光素子面上の集光された位置より
被写体までの距離を演算で求める。この求められた距離
を基に、ＣＰＵ２４は被写体像が光電変換素子２１面上
で合焦となるレンズ２０の位置を求め、モーター位置検
出回路２６の情報と照らし合わせながらフォーカスモー
ター２５を駆動し、レンズ２０を上記合焦位置に移動さ
せる。

【００４２】この赤外線アクティブ方式にて合焦を行っ
た後、上記山登り方式の合焦を行う。この山登り方式の
合焦手段については前述している為、ここでは省略す
る。

【００４３】この様に、この複合型の合焦装置は赤外線
アクティブ方式にて合焦を行う事で高速に、なおかつ山
登り方式で合焦を行う事で合焦精度が高いものになって
いる。

【００４４】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来例の、山登り方式による合焦手段、自己相関方式に
よる合焦手段及び複合型の合焦手段を、スチルビデオ等
の撮像装置における合焦手段として使用した場合、以下
のような欠点がある。

【００４５】まづ山登り方式による合焦手段において
は、光電変換素子２１面上での結像状態を、フォーカス
レンズを動かしながら毎フィールドごとに比較しながら
合焦動作を行う為、特に初期の結像状態が合焦位置より
大きくズレている場合には、合焦までに時間がかかり、
結果として撮影チャンスを逃がしてしまうという欠点が
ある。

【００４６】次に、自己相関方式による合焦手段におい
ては、最初の１フィールドの信号にて合焦位置を計算で
求め、フォーカスレンズをその計算で求めた合焦位置に
駆動する。しかしながら、実際はレンズ性能の設計上、
加工上のばらつきにより、実際の合焦位置と上記計算で
求めた合焦位置との間に微小な差が生じてしまう。現
在、撮影装置の小型化が進み、それに伴いレンズの小型
化が進んでいる為、上記フォーカスレンズの微小な差が
ピント面では無視出来ないレベルとなってしまい、結果
としてピントの甘い画が撮影されてしまうという欠点が
ある。

【００４７】上記欠点を補う為に、１度合焦位置にフォ
ーカスレンズを駆動させた後、自己相関を再度求める事
も考えられる。しかしながら、図８からわかる様に、τ
が０の時は自己相関関数の値が最大になり、それに比べ
ピントのズレ量に対応するτがｂの位置でのピークは小
さい。よってこのτが０の位置とτがｂの位置が近い、
即ちピントのズレ量の小さい合焦近傍では、τがｂの位
置でのピークがτが０の位置でのピークに隠れてしまう
為、検出が困難になり、合焦近傍での合焦精度が落ちて
しまうという欠点がある。

【００４８】次に、複合型の合焦手段においては、山登
り方式による合焦手段に必要な構成要素とは別に、赤外
線アクティブ方式専用の構成要素、たとえば投光・受光
レンズ、投光・受光素子が必要であり、装置の小型化の
妨げとなるという欠点がある。

【００４９】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載のように、光学系を介して結像された被写体像を電気
信号に変換する光電変換素子と、１つの開口部からなる
絞り部と複数の開口部からなる絞り部を有し、該光学系
内に退避可能に配置される絞りと、該絞りの複数の絞り
部の一つを該光学系の光路中に位置するように選択的に
切換え可能な絞り切換え手段と、該光電変換素子より出
力される電気信号を基に被写体像の結像状態を求める演
算手段と、上記光電変換素子上に対して被写体像のフォ
ーカシング動作を行わせるフォーカス手段とを有する自
動焦点調節装置において、該絞りを１つの開口部からな
る絞り部が該光学系の光路中に位置するように該絞り切
換え手段を駆動制御すると共に、該光電変換素子に導か
れる１つの被写体像の信号を基に、該演算手段より得ら
れる情報を用いて、該フォーカス手段により該光電変換
素子面上に被写体像の合焦を行わせる第１の合焦手段
と、該絞りを複数の開口部からなる絞り部が該光学系の
光路中に位置するように該絞り切換え手段を駆動制御す
ると共に、該光電変換素子面上に導かれる複数の被写体
像の信号を基に、該演算手段より得られる情報を用い
て、該フォーカス手段により該光電変換素子面上に被写
体像の合焦を行わせる第２の合焦手段とを有し、前記第
２の合焦手段にて光電変換素子面上に被写体像の合焦を
行った後、前記第１の合焦手段にて該光電変換素子面上
に被写体像の合焦を行うことを特徴とする自動焦点調節
装置とするものである。このように、最初に第２の合焦
手段にて合焦を行い、次に第１の合焦手段にて合焦を行
なうことで、高速でなおかつ合焦精度が高く、装置の小
型化にも適する。

【００５０】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図で
ある。

【００５１】１は被写体像を後記する光電変換素子面上
に導く撮影レンズ、１−ａはそのなかでもフォーカス機
能を有すフォーカスレンズ、２は撮影レンズ１により導
かれた光を電気信号に変換する光電変換素子、３は光電
変換素子２に最適な被写体光量を導く為の絞り、４は被
写体の輝度情報を得る為の測光素子、５は光電変換素子
２よりえられた電気信号を後記する記録装置や、演算回
路に適した信号に変換して出力する撮像回路、６は撮像
回路５より出力された信号を記録する記録装置、７は撮
像回路５より出力された信号を基に、光電変換素子２の
面上における被写体像の結像状態を求める演算回路、８
は後記するＣＰＵの指令に基づきフォーカスレンズ１−
ａを撮影光軸方向に駆動させるフォーカスレンズ駆動用
モーター、１３は上記フォーカスレンズ駆動用モーター
の位置（フォーカスレンズ）を検出し、後記するＣＰＵ
に情報をフィードバックするモーター位置検出回路、９
は後記するＣＰＵの指令に基づき絞り３を切り換える絞
り切り換え用アクチュエーター、１０は撮影装置全体の
電源のＯＮ／ＯＦＦ、撮影・再生等のモードを切り換え
るメイン電源／モード切り替えスイッチ、１１は撮影時
において撮影動作のタイミングを入力する、第１のスト
ロークでスイッチ１、第１のストロークより大きい第２
のストロークでスイッチ２がＯＮするように構成された
レリーズスイッチ、１２はメイン電源／モード切り替え
スイッチの信号を基に設定されたモードに必要なブロッ
クに電源を入れたり、レリーズスイッチ１１の信号を基
に記録装置６・撮像回路５・測光素子４・演算回路７の
作動タイミングを指示したり、演算回路７の信号を基に
フォーカスレンズ駆動用モーター８を制御したり、測光
素子４・演算回路７の信号を基に絞り切り換え用アクチ
ュエーターを制御したり等各ブロックの信号を基に必要
なブロックに作動信号を与えるＣＰＵである。

【００５２】図２に上記絞り３の詳細図を示す。

【００５３】この絞り３は、撮影レンズ１により導かれ
る光束に対し少なくとも大きさの異なる２つの開口部を
有し被写体像を光電変換素子２の面上に２つの像として
導くゾーン３−ａと、光軸を中心に円形の１つの開口部
を有し被写体像を１つの像として光電変換素子２の面上
に導き、開口部の面積が異なる、開口径の大きいゾーン
３−ｂ・開口径の小さいゾーン３−ｃより成る。この３
つのゾーンは、ステッピングモーター等で構成される絞
り切り換え用アクチュエーター９により上記光束中に１
ゾーンづつ任意に挿入可能に構成されている。

【００５４】上記構成の撮影装置において、撮影時のフ
ローチャートを図３に示し、被写体の合焦動作を中心に
以下説明する。

【００５５】まずメイン電源／モード切り換えスイッチ
が撮影モードに設定されると（Ｓ１）、ＣＰＵ１２の作
動信号により、記録装置６が撮像回路５より出力される
信号を記録可能状態にイニシャライズされる（Ｓ２）。
次に撮影者は不図示で公知の外部ファインダーで撮影被
写体の構図を決める。次にレリーズスイッチ１１のスイ
ッチ１がＯＮされると（Ｓ３）、ＣＰＵ１２の作動信号
により絞り切り換え用アクチュエーター９が駆動され、
絞り３のゾーン３−ａが撮影レンズ１の光束中に挿入さ
れる（Ｓ４）。同時に光電変換素子２・撮像回路５・演
算回路７の電源がＯＮされる（Ｓ５）。次に測光素子４
により被写体輝度が測光され、その情報がＣＰＵ１２に
送られる（Ｓ６）。次に上記被写体測光情報を基に、従
来例で述べた自己相関方式による合焦手段に適した電子
シャッターのスピードをＣＰＵ１２が求める。上記求め
られたシャッタースピードにて被写体像が光電変換素子
２に蓄積され、次に１フィールドすなわち１画面１／６
０秒のテレビ信号レートの電気信号として撮像回路５に
取り込まれる。

【００５６】撮像回路５に取り込まれたこの信号は、従
来例で述べた自己相関方式による合焦手段に適した信号
に変換され演算回路７に入力される。この入力された信
号を基に演算回路７は、上記自己相関方式により、被写
体像を光電変換素子２の面上に合焦させる位置からのフ
ォーカスレンズ１−ａのズレ量とズレ方向を演算で求め
る（Ｓ７）。上記求められたフォーカスレンズ１−ａの
ズレ量・ズレ方向を基に、ＣＰＵ１２はフォーカスレン
ズ１−ａを、図１３に示す様に、現在位置Ｘから、合焦
点Ｙに対し一定量Ｚ手前の、位置Ｏに駆動させる信号
を、フォーカスレンズ駆動用モーター８に出力し、この
モーター８の駆動によりフォーカスレンズ１−ａが上記
Ｏの位置に駆動される（Ｓ８）。

【００５７】ここで合焦点Ｙに対し一定量Ｚ手前の、位
置Ｏにフォーカスレンズ１−ａを駆動する理由は、下記
山登り方式による合焦手段に移行した際、フォーカスレ
ンズ１−ａの駆動方向を、改めて求める必要が無い様に
である。

【００５８】次に上記被写体輝度情報を基にＣＰＵ１２
は、従来例で述べた山登り方式による合焦手段に適した
電子シャッタースピードと、絞り３のゾーン３−ｂ又は
ゾーン３−ｃを選択・決定する。上記決定された絞り３
のゾーンに絞りが切り換わるよう、ＣＰＵ１２が絞り切
り換えようアクチュエーター９を駆動する（Ｓ９）。こ
の絞り３の切り換えのタイミングは、図１４のタイミン
グチャートに示す様に、上記光電変換素子２からテレビ
信号レート・１画面１／６０秒で撮像回路５に取り込む
被写体映像信号に影響を及ぼさないよう、映像信号の垂
直帰線消去期間の間に行われる。次に上記決定された電
子シャッタースピードにて被写体像が光電変換素子２に
蓄積され、１画面１／６０秒のテレビ信号レートの映像
信号として、逐次撮像回路５に取り込まれる。撮像回路
５に取り込まれたこの信号は、従来例で述べた山登り方
式による合焦手段に適した信号に変換され、演算回路７
に入力される。

【００５９】この入力された信号を基に、演算回路７は
上記従来例で述べた山登り方式による合焦手段により被
写体像の光電変換素子２の面上での焦点状態を評価し、
ＣＰＵ１２はこの評価値を基にフォーカスレンズ駆動用
モーター８を制御し、フォーカスレンズ１−ａが被写体
像を光電変換素子２の面上に合焦となる位置に駆動され
る（Ｓ１０）。

【００６０】この時、上記した様に、既にフォーカスレ
ンズ１−ａの駆動方向はわかっている為、この山登り方
式による合焦手段は、図１０のフローチャートのＳ６よ
り行われる事となる。

【００６１】次にレリーズスイッチ１１のスイッチ２が
ＯＮされると（Ｓ１１）、光電変換素子２に蓄積された
被写体像が撮像回路５に取り込まれる。撮像回路５に取
り込まれたこの信号は、記録装置６に記録するのに適し
た信号に変換され、記録装置６に記録される（Ｓ１
２）。この様にして被写体が記録された後、次の撮影に
備えスタンバイ状態となる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、１
つの開口部と複数の開口部を形成する絞りを、下記光電
変換素子に被写体像を導く光路中に挿脱・切り換えする
ことで、自己相関方式の合焦手段である第２の合焦手段
と、山登り方式の合焦手段である第１の合焦手段とを、
１つの光電変換素子を用いて可能とし、被写体に対する
合焦動作をまず最初に上記第２の合焦手段で合焦を行
い、次に上記第１の合焦手段で合焦を行う事で、高速で
なおかつ合焦精度が高く、装置の小型化にも適した合焦
手段を可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】図１の絞りの斜視図。

【図３】図１の実施例の動作を示すフローチャート。

【図４】山登り方式の合焦装置のブロック図。

【図５】図４の演算回路のブロック図。

【図６】山登り方式における合焦動作のレンズ位置の変
化を示す図。

【図７】自己相関方式の合焦装置のブロック図。

【図８】自己相関方式の自己相関係数を示す図表。

【図９】自己相関方式の自己相関係数を示す図表。

【図１０】従来の自動焦点調節装置のフローチャート。

【図１１】従来の自動焦点調節装置の撮影時のフローチ
ャート。

【図１２】従来の複合型の自動焦点調節装置のブロック
図。

【図１３】図１の実施例の山登り方式の合焦動作を示す
図表。

【図１４】図１の実施例の絞り切換えタイミングを示す
タイミングチャート。

【符号の説明】

１，２０，３１…撮影レンズ ２，２１，３１…
光電変換素子 ７，２３，３７…演算回路 １２，２４…ＣＰ
Ｕ ３，１０１…絞り ６…記録装置 １１…レリーズスイッチ ４…測光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 敏信 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (72)発明者 猿渡 浩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−60409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−194008（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/222 - 5/257

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学系を介して結像された被写体像を電
   気信号に変換する光電変換素子と、１つの開口部からな
   る絞り部と複数の開口部からなる絞り部を有し、該光学
   系内に退避可能に配置される絞りと、該絞りの複数の絞
   り部の一つを該光学系の光路中に位置するように選択的
   に切換え可能な絞り切換え手段と、該光電変換素子より
   出力される電気信号を基に被写体像の結像状態を求める
   演算手段と、上記光電変換素子上に対して被写体像のフ
   ォーカシング動作を行わせるフォーカス手段とを有する
   自動焦点調節装置において、該絞りを１つの開口部から
   なる絞り部が該光学系の光路中に位置するように該絞り
   切換え手段を駆動制御すると共に、該光電変換素子に導
   かれる１つの被写体像の信号を基に、該演算手段より得
   られる情報を用いて、該フォーカス手段により該光電変
   換素子面上に被写体像の合焦を行わせる第１の合焦手段
   と、該絞りを複数の開口部からなる絞り部が該光学系の
   光路中に位置するように該絞り切換え手段を駆動制御す
   ると共に、該光電変換素子面上に導かれる複数の被写体
   像の信号を基に、該演算手段より得られる情報を用い
   て、該フォーカス手段により該光電変換素子面上に被写
   体像の合焦を行わせる第２の合焦手段とを有し、前記第
   ２の合焦手段にて光電変換素子面上に被写体像の合焦を
   行った後、前記第１の合焦手段にて該光電変換素子面上
   に被写体像の合焦を行うことを特徴とする自動焦点調節
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第２の合焦手段
   の合焦動作は、前記演算手段により得られた合焦位置に
   対して合焦光学系を一定方向にずらした位置に移動させ
   ることを特徴とする自動焦点調節装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記絞りの１つの開
   口部からなる絞り部と複数の開口部からなる絞り部との
   切換は、前記光電変換素子が結像された被写体像の情報
   を電気信号に変換するのに障害のないタイミングで行う
   ことを特徴とする自動焦点調節装置。