JPH0993481A - 交換レンズ式カメラシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのようなレンズユニットを装着しても、あ
らゆる被写体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦
する交換レンズ式カメラシステムを提供することにあ
る。 【解決手段】 レンズユニット１２７と、該レンズユニ
ットを着脱可能なカメラ本体１２８とからなり、前記カ
メラ本体側には、撮像素子１０６〜１０８と、画面内に
おける注視点を検出する視線検出装置（１３５〜１４
０）と、撮像手段より出力された画像信号及び視線位置
情報を前記レンズユニット側へと供給する手段（信号ラ
インＳ４と、本体マイコン１１４とレンズマイコン１１
６間の通信）とを備え、レンズユニット側には、視線位
置情報にもとづいて画面内における焦点検出領域の設定
位置を制御する測距枠制御部１２９と、焦点検出領域内
に相当する画像信号中より焦点状態を表す焦点信号を抽
出するＡＦ信号処理回路１１３と、該焦点信号に基づい
て焦点調節を行うレンズマイコン１１６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ交換可能な
ビデオカメラ等に用いて好適な、撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ビデオカメラ等の映像器に用
いられている自動焦点調節（ＡＦ）装置として、ＣＣＤ
等撮像素子から得られる映像信号中の高周波成分を抽出
し、この高周波成分が最大となるように撮影レンズを駆
動して焦点調節行う、いわゆる山登り方式が知られてい
る。このような自動焦点調節方式は、焦点調節用の特殊
な光学部材が不要であり、遠方で近くでも距離によらず
に正確にピントを合わせることができる等の長所を有す
る。この種の自動焦点調節方式をレンズが交換できるビ
デオカメラに使用された例について、図９を用いて説明
する。

【０００３】従来の変倍可能なレンズユニットは、変倍
レンズ９０２と補正レンズ９０３がカムで機械的に結ば
れており、変倍動作を手動や電動で行うと変倍レンズ９
０２と補正レンズ９０３が一体となって移動する。

【０００４】これらの変倍レンズ９０２と補正レンズ９
０３とをあわせてズームレンズと呼ぶ。

【０００５】このようなレンズシステムでは、前玉レン
ズ９０１がフォーカスレンズとなっており、光軸方向に
移動することにより焦点を合わせを行う。

【０００６】これらのレンズ群を通った光は、撮像素子
９０４の撮像面上に結像されて電気信号に光電変換さ
れ、映像信号として出力される。

【０００７】この映像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路９０
５でサンプルホールドされてから所定のレベルに増幅さ
れ、Ａ／Ｄ変換器９０６でデジタル映像データへと変換
されて不図示のカメラのプロセス回路へ入力され、標準
テレビジョン信号に変換される。

【０００８】一方、Ａ／Ｄ変換器９０６でデジタル映像
データは、バンドパスフィルタ９０７（以下ＢＰＦと称
す）へと入力される。

【０００９】ＢＰＦ９０７では、焦点状態に応じて変化
する映像信号中の高周波成分を抽出し、ゲート回路９０
８で画面内の焦点検出領域に設定された部分に相当する
信号のみを抜き出し、ピークホールド回路９０９で垂直
同期信号の整数倍に同期した間隔でピークホールドを行
い、ＡＦ評価値を生成する。

【００１０】このＡＦ評価値はカメラ本体のＡＦマイコ
ン９１０に取り込まれ、本体ＡＦマイコン９１０内で合
焦度に応じたフォーカシング速度、及びＡＦ評価値が増
加するようなモータ駆動方向を決定し、そのフォーカス
モータの速度及び方向をレンズマイコン９１１に送る。

【００１１】レンズマイコン９１１は、本体マイコン９
１０に指示された通りにモータドライバ９１２を介して
モータ９１３を駆動し、フォーカスレンズ９０１を光軸
方向に動かすことで焦点調節を行う。

【００１２】また、ズームスイッチ９１８の操作状態に
応じて、ＡＦマイコン９１０はズームレンズ９０２、９
０３の駆動方向、駆動速度を決定し、レンズユニット９
１６内のズームモータドライバ９１４に送り、ズームモ
ータ９１５を介してズームレンズ９０２、９０３を駆動
する。カメラ本体９１７は、レンズユニット９１６を切
り離すことが可能な、所謂交換レンズシステムであり、
別のレンズユニットを接続することで撮影範囲が広が
る。

【００１３】ところでＡＦは、カメラ等の撮像機器が云
わば「勝手に」撮影状況を判断し、その状況に適するで
あろう状態にレンズ位置を調節する機構であるから、撮
影者の撮影意図が映像に反映されない場合も発生する。

【００１４】例えば、遠くの被写体と近くの被写体が撮
像画面内に共存している場合、撮像画面全体の情報でＡ
Ｆ動作を実行すると、上記複数の被写体の内の何れかに
は合焦するであろうが、撮像機器にはそれが果たしてピ
ントを合わせたい主被写体であるかどうかの判断がつか
ない。このような状況を出来るだけ回避する為、主とし
て撮像画面の中央にある被写体について重点的に測距し
（中央固定測距方式）、その結果をもとにＡＦを実行す
る手法を採っている。

【００１５】これは撮影者が撮影するとき、主被写体を
画面中央に据える場合が多いことを根拠としているが、
この手法では、主被写体を画面中央以外の場所に置いた
場合、ピントを主被写体に対して適切に調節できない場
合があるという欠点を有している。

【００１６】これに対し、主被写体が撮像画面内のどこ
にあってもそれに最適なピントが得られる様、ファイン
ダを見ている撮影者が、視線で主被写体を選択すること
が出来る撮影装置が提案されており（特願平４−１５４
１６５号）、この視線位置検出測距方式によれば測距領
域を限定しながら、主被写体の位置を自由に変更するこ
とが可能となる。

【００１７】中央固定測距方式の測距領域は、中央以外
に被写体がいても適切にピント合わせができるよう、画
面に対して大きめに設定するのが一般的であるが、この
視線位置検出測距方式では、主被写体が撮像画面内のど
こにあっても、そこに移動でき、最適なピントが得られ
るよう、特に測距領域内に遠近競合する被写体が存在し
ないように、測距領域は画面に対して小さめに設定され
ている。

【００１８】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
の例では、レンズ交換可能であることから、自動焦点調
節の制御をカメラ本体に持つため、特定のレンズで最適
になるように自動焦点調節の応答性等を決定すると、他
のレンズでは最適にならないことがあり、脱着できるす
べてのレンズに対して最適な性能を出すのは難しかっ
た。特に視線位置検出測距方式での焦点調節制御では、
測距領域が中央固定測距方式に比べ小さくなり、そこか
ら抽出される焦点信号は、カメラ操作や焦点距離変化や
被写体の変化の影響を受けやすくなるので、接続可能な
全てのレンズに対して、中央固定測距方式時と変わらな
い性能を引き出すことは極めて困難であった。

【００１９】そこで本発明の課題は上述の問題点を解消
し、どのようなレンズユニットを装着しても、あらゆる
被写体や撮影条件で目的の主被写体に安定に合焦する撮
像装置を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願における請求項１に記載の発明によれば、レン
ズユニットと、該レンズユニットを着脱可能なカメラ本
体とからなり、前記カメラ本体側には、撮像手段と、画
面内における任意の位置を指示する指示手段と、前記撮
像手段より出力された画像信号及び前記指示手段によっ
て設定された位置情報を前記レンズユニット側へと供給
する手段とを備え、前記レンズユニット側には、前記カ
メラ本体側より出力された前記位置情報にもとづいて画
面内における画像情報取り込み領域の設定位置を制御す
る領域設定手段と、前記カメラ本体側より供給された画
像信号中より、前記画像情報取り込み領域内に相当する
画像信号に基づいて、撮像状態を制御する制御手段とを
備えた交換レンズ式カメラシステムを特徴とする。

【００２１】また本願における請求項２に記載の発明に
よれば、内部に所定の画像信号処理手段を内蔵したレン
ズユニットを着脱可能なカメラであって、撮像手段と、
前記撮像手段より出力された画像信号を前記レンズユニ
ット側の前記画像信号処理手段へと供給する手段と、前
記レンズユニット側の前記画像信号処理手段によって処
理される画像信号の範囲を指定して前記画像信号処理手
段へと供給する手段とを備えたカメラを特徴とする。

【００２２】また本願における請求項３に記載の発明に
よれば、撮像手段と、画面内における任意の位置を指示
する指示手段とを備えたカメラ本体に対して着脱可能な
レンズユニットであって、前記カメラ本体側の前記指示
手段より出力された位置情報にもとづいて画面内におけ
る画像情報取り込み領域の設定位置を制御する領域設定
手段と、前記撮像手段より出力された画像信号中より、
前記画像情報取り込み領域内に相当する画像信号を抽出
して撮像状態を制御する制御手段とを備えたレンズユニ
ットを特徴とする。

【００２３】また本願における請求項４に記載の発明に
よれば、レンズユニットと、該レンズユニットを着脱可
能なカメラ本体とからなり、前記カメラ本体側には、撮
像手段と、画面内における任意の位置を指示する指示手
段と、前記撮像手段より出力された画像信号及び前記指
示手段によって設定された位置情報を前記レンズユニッ
ト側へと供給する手段とを備え、前記レンズユニット側
には、前記カメラ本体側より出力された前記位置情報に
もとづいて画面内における焦点検出領域の設定位置を制
御する領域設定手段と、前記レンズユニット側に設けら
れ、前記カメラ本体側より供給された画像信号の、前記
焦点検出領域内に相当する画像信号中より焦点状態を表
す焦点信号を抽出する抽出手段と、該焦点信号に基づい
て焦点調節を行う焦点制御手段とを備えた交換レンズ式
カメラシステムを特徴とする。

【００２４】また本願における請求項５に記載の発明に
よれば、内部に画像信号中より焦点状態を表す焦点信号
を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって前記焦点
信号を抽出する範囲を指定する領域設定手段とを備えた
レンズユニットを着脱可能なカメラであって、撮像手段
と、画面内における任意の位置を指示する指示手段と、
前記撮像手段より出力された画像信号を前記レンズユニ
ット側の前記抽出手段へ、前記指示手段によって設定さ
れた位置情報を前記レンズユニット側の前記領域設定手
段へとそれぞれ供給する手段とを備えたカメラを特徴と
する。

【００２５】また本願における請求項６に記載の発明に
よれば、撮像手段と、画面内における任意の位置を指示
する指示手段とを備えたカメラ本体に対して着脱可能な
レンズユニットであって、前記レンズユニット側には、
前記カメラ本体側より出力された前記位置情報にもとづ
いて画面内における焦点検出領域の設定位置を制御する
領域設定手段と、前記カメラ本体側より供給された画像
信号中より前記焦点検出領域内に相当する画像信号を抽
出して焦点状態を検出する抽出手段と、該抽出手段の出
力に基づいて焦点調節を行う焦点制御手段とを備えたレ
ンズユニットを特徴とする。

【００２６】また本願における請求項７乃至９に記載の
発明によれば、前記カメラ本体側には、撮像手段より出
力された撮像信号をファインダに撮しだす表示手段を備
え、前記指示手段は、前記ファインダの画面内における
撮影者の注視点位置を検出する手段で構成する。

【００２７】また本願における請求項１０または１１に
記載の発明によれば、請求項４において、前記指示手段
を動作状態と非動作状態に切り換える選択手段と、前記
選択手段によつて前記指示手段が動作状態に切り換えら
れているときには前記指示手段によって指示された位置
情報を前記レンズユニット側へと伝送し、前記選択手段
によって前記指示手段が非動作状態に切り換えられてい
るときには予め決められた設定位置情報を前記レンズユ
ニット側へと送信する手段とを備えた構成とする。

【００２８】また本願における請求項１２に記載の発明
によれば、前記カメラ本体側より前記レンズユニット側
へと供給される画像信号を、規格化された画像信号とし
た。

【００２９】

【発明の実施の形態】

《第１の実施の形態》以下、図面を参照し、本発明の実
施の形態について説明する。

【００３０】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る構成を示す図である。レンズユニット１２７とカメラ
本体１２８は切り離すことが可能になっており、所謂交
換レンズシステムを構成している。

【００３１】本実施例は、装着可能なあらゆるレンズに
対して、レンズ個々の特性に０応じて最適な、かつ撮影
者の意図を適切に反映した高性能な視線位置検出測距方
式のＡＦを提供するため、撮影者の視線位置を検出する
視線入力手段により決定された撮像画面内の被写体位置
情報及び視線入力モードＯＮ／ＯＦＦスイッチの状態を
レンズユニット内の自動焦点調節制御部に引き渡すとと
もに、撮像画面の撮像信号もレンジユニットに引き渡す
ことにより、レンズ個々に対するＡＦ制御の最適化を図
るものである。

【００３２】図１において、被写体からの光は、固定さ
れている第１のレンズ群１０１、変倍を行う第２のレン
ズ群（以下変倍レンズと称す）１０２、絞り１０３、固
定されている第３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変
倍による焦点面の移動を補正するコンペンセータ機能と
を兼ね備えた第４のレンズ群１０５（以下フォーカスレ
ンズと称す）を通り、本発明の撮像手段を構成するＣＣ
Ｄ等の撮像素子１０６〜１０８の撮像面上に結像され
る。

【００３３】また３原色中の赤の成分は撮像素子１０６
上に、緑の成分は撮像素子１０７上に、青の成分は撮像
素子１０８の上にそれぞれ結像される。

【００３４】撮像素子１０６〜１０８の撮像面上に結像
されたそれぞれの像は光電変換されて撮像信号に変換さ
れ、増幅器１０９、１１０、１１１でそれぞれ最適なレ
ベルに増幅され、カメラ信号処理回路１１２へと入力さ
れて標準テレビ信号に変換され、増幅器１３２で所定レ
ベルまで増幅され、ＬＣＤ表示回路１３３を介して、液
晶モニタ１３４のファインダに撮像画像として表示され
る。

【００３５】また本例では、操作者のファインダ画面内
における視線を検出する視線検出装置を備えており、フ
ァインダ上を見る注視点は、次のように検出される。

【００３６】ＩＲＥＤドライバ１３６が視線検出回路１
４０からの制御信号によってＩＲＥＤ１３５を駆動す
る。ＩＲＥＤ１３５から発せられた赤外光は眼球１４２
で反射し、その反射赤外光は赤外光だけを反射するダイ
クロイックミラーを介して、光路を変更され、視線検出
用に設けられたＣＣＤ等のイメージセンサ１３７に入射
される。

【００３７】１３８はイメージセンサであるところのＣ
ＣＤを駆動する回路であり、眼球１４２で反射した赤外
光は１３７を経て電気信号に変換され、増幅器１３９を
介して再び視線検出回路１４０に至る。

【００３８】眼球１４２は撮像画面を表示している液晶
モニタ１３４を見ており、ＩＲＥＤ１３５から視線検出
回路１４０によって構成される視線検出装置（本発明に
おける指示手段に相当する）によって、眼球１４２が液
晶モニタ１３４の表示画面上のどの位置を見ているのか
を検出することができる。

【００３９】上述の視線検出装置によって、視線検出回
路１４０では増幅器１３９の出力信号から視線位置座標
を検出し、視線位置座標情報として視線検出回路１４０
から本体マイコン１１４へと伝送する。

【００４０】本体マイコン１１４は、視線位置情報及び
視線モードスイッチ１４１の状態をレンズユニット１２
７内のレンズマイコン１１６へと送るとともに、視線モ
ード時の現在の注視点を撮影者に認識させるため、ＬＣ
Ｄ表示回路１３３で映像信号と注視点位置情報とを混合
し、液晶モニタ１３４の画面に視線位置の表示を行う。

【００４１】視線モードスイッチ１４１で非視線モード
が選択されている場合には、本体マイコン１１４は、視
線検出回路１４０へ視線入力機能禁止情報を送るととも
に、視線位置表示を禁止し、レンズマイコン１１６へ
は、撮像画面内の中央位置を疑似視線位置として視線ス
イッチ情報とともに引き渡す。

【００４２】一方、カメラ信号処理回路１１２へと入力
される映像信号は標準テレビ信号に変換すると同時に、
Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号が混合されたガンマのかかっていな
い映像信号Ｓ３が出力され、映像信号規格化回路１４３
へと入力される。

【００４３】映像信号規格化回路１４３では、すべての
カメラが、同じ被写体を撮影したときは、同じ映像信号
レベルになるように規格化され、規格化映像信号Ｓ４が
出力される。

【００４４】規格化映像信号Ｓ４は、カメラ本体１２８
からレンズマウントを介してレンズユニット１２７に送
られる。

【００４５】レンズユニット１２７では、カメラ本体１
２８からの規格化映像信号Ｓ４をＡＦ信号処理回路１１
３へと入力する。ＡＦ信号処理回路１１３で生成された
ＡＦ評価値は、レンズマイコン１１６内のデータ読み出
しプログラム１１５で読み出される。ＡＦ信号処理回路
１１３は、本発明における焦点信号を抽出する抽出手段
に相当する。

【００４６】レンズマイコン１１６内の測距枠制御部１
２９は、本体マイコン１１４から送られる視線位置情報
及び視線モードスイッチ１４１の状態に応じ、焦点検出
領域（測距枠）の位置及び大きさを決定し、決定された
測距枠情報をデータ読み出しプログラム１１５を介して
ＡＦ信号処理回路１１３を制御することで、カメラ本体
から送られる規格化された映像信号からの注視点位置に
対応したＡＦ評価値の抽出を行う。

【００４７】また本体マイコン１１４からは、ズームス
イッチ１３０及びＡＦスイッチ１３１の状態がレンズマ
イコン１１６に転送される。

【００４８】レンズマイコン１１６では、本体マイコン
１１４からの情報で、ＡＦスイッチ１３１がオフで、か
つズームスイッチ１３０が押されているときは、コンピ
ュータズームプログラム１１９が、テレまたはワイドの
押されている方向に駆動すべく、ズームモータドライバ
１２２に信号を送ることで、ズームモータ１２１を介し
て変倍レンズ１０２を駆動すると同時に、レンズカムデ
ータ１２０を参照してボケのないコンペンセータ動作を
実行できるようフォーカスモータドライバ１２６に信号
を送りフォーカスモータ１２５を介してフォーカスレン
ズ１２５を動かすことで変倍動作を行なう。またフォー
カスレンズ１０５、フォーカスモータドライバ１２６、
フォーカスモータ１２５は本発明における駆動手段に相
当する。

【００４９】すなわちインナーフォーカスタイプのレン
ズユニットでは、変倍レンズを駆動してズーム動作を行
うと、変倍レンズの駆動に伴って焦点位置が変化するた
め、フォーカスレンズを駆動してその焦点位置の変化を
補正するコンペンセータ機能が必要となる。

【００５０】レンズカムデータ１２０は、変倍レンズを
駆動したときの、各被写体距離ごとの焦点位置の変化を
示す複数のカム曲線が記憶されており、コンピュータズ
ームブロック１１９は、変倍レンズ位置とフォーカスレ
ンズ位置とから、レンズカムデータ１２０内に記憶され
ている複数のカム曲線から、対応するものを特定してフ
ォーカスレンズの駆動速度及び駆動方向を決定するため
のものである。

【００５１】またレンズカムデータ１２０に記憶されて
いない位置にフォーカスレンズが位置している場合に
は、複数のカム曲線からその間のカム曲線を演算によっ
て仮想的に設定し、制御を行う。

【００５２】ＡＦスイッチ１３１がオンで、かつズーム
スイッチ１３０が押されているときは、合焦状態を保ち
つづける必要があるので、コンピュータズームプログラ
ム１１９が、本体マイコン１１４から送られたＡＦ評価
値信号を参照にして、ＡＦ評価値が最大になる位置を保
ちつつ変倍動作を行う。

【００５３】また、ＡＦスイッチ１３１がオンでかつズ
ームスイッチ１３０が押されていないときは、ＡＦプロ
グラム１１７が本体マイコンから送られたＡＦ評価値信
号が最大になるようにフォーカスモータドライバ１２６
に信号を送りフォーカスモータを介してフォーカスコン
ペレンズ１２５を動かすことで自動焦点調節動作を行な
う。

【００５４】次に図２を用いてカメラ信号処理回路１１
２内のＡＦ信号処理回路１１３について説明する。この
ＡＦ信号処理回路１１３は本発明における焦点評価値を
抽出する抽出手段に相当する。

【００５５】カメラ本体１２８から受け取った規格化映
像信号Ｓ４は、Ａ／Ｄ変換来２１２でデジタル信号に変
換され、自動焦点調節用輝度信号Ｓ５が生成される。

【００５６】輝度信号Ｓ５は、ガンマ回路２１３へと入
力され、予め設定されているガンマカーブにしたがつて
ガンマ変換され、低輝度成分を強調し高輝度成分を抑圧
した信号Ｓ６が作られる。ガンマ変換された信号Ｓ６
は、カットオフ周波数の高いローパスフィルタ（以下Ｌ
ＰＦと称する）であるＴＥ−ＬＰＦ２１４と、カットオ
フ周波数の低いＬＰＦであるＦＥ−ＬＰＦ２１５へと入
力され、本体マイコン１１４がマイコンインターフェー
ス２５３を通して決定したそれぞれのフィルタ特性で低
域成分が抽出され、ＴＥ−ＬＰＦ２１４の出力信号Ｓ７
とＦＥ−ＬＰＦ２１５の出力信号８が生成される。

【００５７】信号Ｓ７及び信号Ｓ８は、スイッチ２１６
で水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する信号で
あるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号で選択的に切り換えられ、ハイ
パスフィルタ（以下ＨＰＦと称する )２１７へと入力さ
れる。

【００５８】つまり、偶数ラインについては信号Ｓ７を
ＨＰＦ２１７へと供給し、奇数ラインについては信号Ｓ
８をＨＰＦ２１７へと供給する。

【００５９】ＨＰＦ２１７では、レンズマイコン１１６
がマイコンインターフェース２５３を介して決定した奇
数／偶数それぞれのフィルタ特性で高域成分のみを抽出
され、絶対値回路２１８で絶対値化することによつて正
の信号Ｓ９が生成される。すなわちＳ９は偶数ライン、
奇数ラインとでそれぞれ異なるフィルタ特性のフィルタ
によつて抽出された高周波成分のレベルを交互に示す信
号である。これによつて１画面の走査で異なる周波数成
分を得ることができる。

【００６０】信号Ｓ９は、それぞれＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠内
における信号のピーク値を検出するためのピークホール
ド回路２２５，２２６，２２７へと供給されて、それぞ
れの枠内における高周波成分のピーク値が検出されると
ともに、ラインピークホールド回路２３１へと入力さ
れ、各水平ラインごとのピーク値が検出される。

【００６１】ここで枠生成回路２５４は、マイコンイン
ターフェース２５３を介して、マイコン１１４より供給
された指令にしたがって、図３で示されるような画面内
の位置に焦点調節用のゲートＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を形成す
るためのゲート信号Ｌ，Ｃ，Ｒを生成する。

【００６２】ピークホールド回路２２５には枠生成回路
２５４より出力されたＬ枠を毛市営するためのゲート信
号Ｌ及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する
信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号（マイコン１１４によつ
て生成される）が入力され、図３で示されるように焦点
調節用Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１の場所で、ピーク
ホールド回路２２５の初期化をおこない、マイコン１１
４からマイコンインターフェース２５３を通して指定し
た偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号Ｓ
９をピークホールドし、右下のＩＲ１で、すなわち焦点
調節用の全領域の走査を終了した時点で、エリアバッフ
ァ２２８に枠内のピークホールド値を転送しＴＥ／ＦＥ
ピーク評価値を生成する。

【００６３】同様に、ピークホールド回路２２６には枠
生成回路２５４出力のＣ枠及びＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入
力され、図３で示される焦点調節用Ｃ枠の先頭である左
上のＣＲ１で、ピークホールド回路２２６の初期化をお
こない、マイコンからマイコンインターフェース２５３
を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの
各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１で、すな
わち焦点調節用の全領域の走査を終了した時点で、エリ
アバッファ２２９に枠内のピークホールド値を転送しＴ
Ｅ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００６４】さらに同様に、ピークホールド回路２２７
には枠生成回路２５４出力のＲ枠及びＬｉｎｅＥ／Ｏ信
号が入力され、図３で示される焦点調節用Ｒ枠の先頭で
ある左上のＲＲ１で、ピークホールド回路２２７の初期
化をおこない、マイコンからマイコンインターフェース
２５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどち
らかの各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１
で、すなわち焦点調節用の全領域の走査を終了した時点
で、バッファ２３０にに枠内のピークホールド値を転送
しＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。

【００６５】ラインピークホールド回路２３１には、信
号Ｓ９及び枠生成回路２５４出力のＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠を
生成するためのゲート信号が入力され、各枠内の水平方
向の開始点で初期化され、各枠内の信号Ｓ９の水平の１
ラインのピーク値をホールドする。

【００６６】積分回路２３２，２３３，２３４，２３
５，２３６，２３７には、ラインピークホールド回路２
３１出力及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別
する信号であるＬｉｎｅＥ／Ｏ信号が入力されると同時
に、積分回路２３２，２３５には、枠生成回路２５４よ
り出力されたＬ枠生成用のゲート信号が、積分回路２３
３，２３６には枠生成回路出力２５４より出力されたＣ
枠生成用のゲート信号が、積分回路２３４，２３７には
枠生成回路２５４より出力されたＲ枠生成用のゲート信
号が入力される。

【００６７】積分回路２３２は、焦点調節用Ｌ枠の先頭
である左上のＬＲ１で、積分回路２３２の初期化をおこ
ない、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホ
ールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ
１で、エリアバッファ２３８にピークホールド値を転送
しラインピーク積分評価値を生成する。

【００６８】積分回路２３３は、焦点調節用Ｃ枠の先頭
である左上のＣＲ１の各場所で、積分回路２３３の初期
化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピー
クホールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、
ＩＲ１でバッファ２３９にピークホールド値を転送しラ
インピーク積分評価値を生成する。

【００６９】積分回路２３４は、焦点調節用Ｒ枠の先頭
である左上のＲＲ１で積分回路２３４の初期化をおこな
い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホー
ルド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ１
で、エリアバッファ２４０にピークホールド値を転送し
ラインピーク積分評価値を生成する。

【００７０】積分回路２３５，２３６，２３７は、それ
ぞれ積分回路２３２，２３３，２３４偶数ラインのデー
タについて加算する代わりに、それぞれ奇数ラインのデ
ータの加算を行なう以外は、それぞれ積分回路２３２，
２３３，２３４と同様の動作を行い、エリアバッファ２
４１，２４２，２４３にその結果を転送する。

【００７１】また信号Ｓ７は、ピークホールド回路２１
９，２２０，２２１及びライン最大値ホールド回路２４
４及びライン最小値ホールド回路２４５に入力される。

【００７２】ピークホールド回路２１９には枠生成回路
２５４より出力されたＬ枠生成用のゲート信号が入力さ
れ、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド
回路２１９の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ７をピ
ークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２２にピークホ
ールド結果を転送し、輝度レベル（以下Ｙ信号と称す）
のピーク評価値を生成する。

【００７３】同様に、ピークホールド回路２２０は枠生
成回路２５４より出力されたＣ枠生成用のゲート信号が
入力され、Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホ
ールド回路２２０の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ
７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２３にピ
ークホールド結果を転送し、Ｙ信号ピーク評価値を生成
する。

【００７４】さらに同様に、ピークホールド回路２２１
は枠生成回路２５４より出力されたＲ枠生成用のゲート
信号が入力され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピ
ークホールド回路２２１の初期化をおこない、各枠内の
信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２
４にピークホールド結果を転送し、Ｙ信号ピーク評価値
を生成する。

【００７５】ライン最大値ホールド回路２４４及びライ
ン最小値ホールド回路２４５には、枠生成回路２５４よ
り出力されたそれぞれＬ枠，Ｃ枠，Ｒ枠生成用のゲート
信号が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期化さ
れ、各枠内の信号Ｓ７の水平１ラインのＹ信号のそれぞ
れ最大値及び最小値をホールドする。

【００７６】これらのライン最大値ホールド回路２４４
及びライン最小値ホールド回路２４５で、それぞれホー
ルドされたＹ信号の最大値及び最小値は、引算器２４６
へと入力され、（最大値ー最小値）信号すなわちコント
ラストを表す信号Ｓ１０が計算され、ピークホールド回
路２４７，２４８，２４９に入力される。

【００７７】ピークホールド回路２４７には枠生成回路
２５４よりＬ枠生成用のゲート信号が入力され、Ｌ枠の
先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド回路２４７
の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０をピークホー
ルドし、ＩＲ１で、バッファ２５０にピークホールド結
果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。

【００７８】同様にピークホールド回路２４８には枠生
成回路２５４よりＣ枠生成用のゲート信号が入力され、
Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホールド回路
２４８の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０をピー
クホールドし、ＩＲ１、バッファ２５１にピークホール
ド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ値を生成する。

【００７９】さらに同様にピークホールド回路２４９に
は枠生成回路２５４よりＲ枠生成用のゲート信号が入力
され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピークホール
ド回路２４９の初期化をおこない、各枠内の信号Ｓ１０
をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２５２にピー
クホールド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成
する。

【００８０】Ｌ枠，Ｃ枠，Ｒ枠からなる焦点検出用の全
領域の走査を終了したＩＲ１の時点では、それぞれバッ
ファ２２２，２２３，２２４，２２８，２２９，２３
０，２３８，２３９，２４０，２４１，２４２，２４
３，２５０，２５１，２５２にそれぞれ各枠内のデータ
を転送するのと同時に、枠生成回路２５４から、マイコ
ン１１４に対して割り込み信号を送出し、各バッファ内
に転送されたデータをマイコン１１４へと転送する処理
を行う。

【００８１】すなわちマイコン１１４は、前記割り込み
信号を受けてマイコンインターフェース２５３を通して
バッファ２２２，２２３，２２４，２２８，２２９，２
３０，２３８，２３９，２４０，２４１，２４２，２４
３，２５０，２５１，２５２内の各データを、次のＬ
枠，Ｃ枠，Ｒ枠内の走査を終了して各バッファに次のデ
ータが転送されるまでに読み取り、後述のごとく、垂直
同期信号に同期してレンズマイコン１１６に転送する。

【００８２】レンズマイコン１１６はこれらの焦点評価
値を演算して、焦点状態を検出し、フォーカスモータ駆
動速度及び駆動方向等の演算を行い、フォーカスモータ
を駆動制御してフオーカシングレンズを駆動する。

【００８３】ここで図３の画面内における焦点検出のた
めの各領域のレイアウトを示す図を用いて、ＡＦ信号処
理回路１１３内の各種情報の取り込みタイミングを説明
する。外側の枠は撮像素子１０６，１０７，１０８の出
力の有効撮像画面である。

【００８４】内側の３分割された枠は焦点検出用のゲー
ト枠で、左側のＬ枠、中央のＣ枠、右側のＲ枠が枠生成
回路２５４から出力される各Ｌ枠生成用ゲート信号、Ｃ
枠生成用ゲート信号、Ｒ枠生成用ゲート信号にしたがつ
て形成されている。

【００８５】そして、これらのＬ，Ｃ，Ｒ枠の開始位置
でそれぞれリセット信号をＬ，Ｃ，Ｒ各枠ごとに出力
し、初期化（リセツト）用信号ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１
を生成し、各積分回路２３２〜２３７、ピークホールド
回路２１９〜２２１，２２５〜２２７，２４７〜２４９
等をリセットする。

【００８６】またＬ，Ｃ，Ｒ枠からなる焦点検出用の領
域の走査終了時にデータ転送信号ＩＲ１を生成し、各積
分回路の積分値、各ピークホールド回路のピークホール
ド値を各バッファに転送する。

【００８７】また偶数フィールドの走査を実線で、奇数
フィールドの走査を点線で示し、偶数フィールド、奇数
フィールド共に、偶数ラインはＴＥ−ＬＰＦ出力を選択
し、奇数ラインはＦＥ−ＬＰＦ出力を選択する。

【００８８】次に図４，図５を用いてＬ，Ｃ，Ｒ各枠毎
のリセット信号ＬＲ１，ＣＲ２，ＲＲ１の発生位置、及
びデータ転送信号ＩＲ１の発生位置の設定方法について
説明する。

【００８９】視線検出回路１４０より得られる注視点位
置は、画面内の位置座標（図４の画面左上を原点とした
座標軸上の点４０１＝(x,y) ）に対応しており、本体マ
イコン１１４を介してレンズマイコン１１６内の測距枠
制御部１２９に送られる。

【００９０】転送された注視点位置情報がＣ枠の中央と
なるように測距枠制御部１２９は測距枠制御を行う。

【００９１】また測距枠の大きさは、測距枠制御部１２
９で、図４に図示した様にａ×ｂ（各測距枠の水平方向
幅ａ、垂直方向幅ｂ）として決定される。

【００９２】測距枠制御部１２９では下記の（１）式に
より、ＬＲ１，ＣＲ１，ＲＲ１，ＩＲ１の画面内の座標
を決定し、ＡＦ信号処理回路１１３内のゲート回路２５
４に送ることで測距枠Ｌ，Ｃ，Ｒの制御を行っている。

【００９３】 ＬＲ１＝(x-3a/2,y-b/2) ＣＲ１＝(x-a/2,y-b/2) ＲＲ１＝(x+a/2,y-b/2) ＩＲ１＝(x+3a/2,y+b/2) ----- (1)

【００９４】非視線モードが選択されている場合、測距
枠位置（ｘ，ｙ）は画面中央に設定しており、測距枠の
サイズは、変数ａ，ｂは中央重点測距方式を行った際、
中央以外に存在する被写体にも安定してピント合わせが
可能なよう大きめに設定されている。

【００９５】一方、視線モードが選択されている場合、
注視点位置は画面内を自由に動くことができ、撮影者の
意図を反映できるよう測距枠サイズを小さめにして被写
体の限定を行っている。視線モード時の測距枠位置が変
化する際、Ｌ，Ｃ，Ｒ各枠が１組になって画面内を移動
するので、注視点位置が画面の端にあるときなど、Ｃ枠
中央位置が注視点位置に一致しない場合が生じ、上述の
（１）式のままではＬ，Ｃ，Ｒ枠毎のリセット信号発生
位置及びデータ転送信号発生位置を決定できなくなって
しまう。

【００９６】図５は、視線モード時に注視点の変化に応
じて、測距枠を決定するリセット信号発生位置及びデー
タ転送信号発生位置をどのように定義するのかを説明す
るための図面である。

【００９７】図５において、４０１は注視点位置であ
り、５０１は画面左上端の点（x0,y0)、５０２は画面右
下端の点(x1,y1) である。

【００９８】今、撮影者の注視点４０１が画面左下（ｘ
座標がx0≦x ＜x0+aの範囲、ｙ座標がy1-b/2≦y ≦y1の
範囲）にいる場合、測距枠位置は図示したように画面左
下端に設定され、注視点の存在する測距枠はＬ枠にな
る。この時、測距枠位置決定信号発生位置はそれぞれ、 LR1=(x0,y1-b) CR1=(x0+a,y1-b) RR1=(x0+2a,y1-b) IR1=(x0+3a,y1) ----- (2) と表せる。これは上記の（１）式で、x=x0+3a/2 、y=y1
-b/2と変換したのに等しい。

【００９９】同様に注視点が画面内の任意の点に存在す
る場合、測距枠位置決定信号発生位置と注視点の存在す
る測距枠の関係は、注視点のｘ座標、ｙ座標それぞれの
位置により、５×３＝１５の領域に分類できる（図５の
画面内の濃淡で区分した１５領域）。

【０１００】注視点のｘ座標、ｙ座標位置により、
（１）式を変換して得る測距枠位置決定信号発生位置座
標の変換式を以下に記す。

【０１０１】 ｘの範囲 ｘ座標変換式 注視点が存在する測距枠 x0≦x ＜ x0+a x=x0+3a/2 Ｌ枠 x0+a≦x ＜ x0+3a/2 x=x0+3a/2 Ｃ枠 x0+3a/2 ≦x ＜x1-3a/2 x=x Ｃ枠 x1-3a/2 ≦x ＜x1-a x=x1-3a/2 Ｃ枠 x1-a≦x ≦x1 x=x1-3a/2 Ｒ枠

【０１０２】 y の範囲 y 座標変換式 y0≦ｙ＜y0+b/2 y=y0+b/2 y0+b/2≦ｙ＜y1-b/2 y=y y1-b/2≦ｙ≦y1 y=y1-b/2

【０１０３】このように注視点の存在領域に応じて、
（１）式を変換すれば、測距枠位置決定信号発生位置座
標が決定でき、且つ注視点を含む測距枠がＬ，Ｃ，Ｒの
いずれかがわかる。

【０１０４】以上のように決定された、測距枠の状態の
情報をレンズマイコン１１６へと供給し、交換レンズシ
ステムの視線／非視線モードでの、安定した高性能なＡ
Ｆの実現を図っている。

【０１０５】次に位置／サイズの決定された各測距枠内
のＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価
値、ＦＥラインピーク積分評価値、Ｙ信号ピーク評価
値、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を使用してマイコンがどのよ
うに自動焦点調節動作をするかんいついて説明する。
尚、これらの評価値は、レンズユニット内のレンズマイ
コン１１６へと送信され、実際の制御はレンズマイコン
１１６にて行われる。

【０１０６】ここで各評価値の特性及び用途について説
明する。

【０１０７】ＴＥ／ＦＥピーク評価値は合焦度を表わす
評価値で、ピークホールド値なので比較的被写体依存が
少なくカメラのぶれ等の影響が少なく、合焦度判定、再
起動判定に最適である。

【０１０８】ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥライン
ピーク積分評価値も合焦度を表わすが、積分効果でノイ
ズの少ない安定した評価値なので方向判定に最適であ
る。

【０１０９】さらにピーク評価値もラインピーク積分評
価値も、ＴＥの方がより高い高周波成分を抽出している
ので合焦近傍に最適で、逆にＦＥは合焦から遠い大ボケ
時に最適である。したがつてこれらの信号を加算して、
あるいはＴＥのレベルに応じて選択的に切り換えて用い
ることにより、大ぼけから合焦点近傍までダイナミツク
レンジの広いＡＦを行うことができる。

【０１１０】またＹ信号ピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ
評価値は合焦度にあまり依存せず被写体に依存するの
で、合焦度判定、再起動判定、方向判定を確実に行なう
ために、被写体の変化、動き等の状況を把握するのに最
適である。また焦点評価値が明るさの変化による影響を
除去するために正規化するために用いられる。

【０１１１】つまりＹ信号ピーク評価値で高輝度被写体
か低照度被写体かの判定を行ない、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価
値でコントラストの大小の判定を行ない、ＴＥ／ＦＥピ
ーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥライン
ピーク積分評価値の山の大きさを予測し補正すること
で、最適なＡＦ制御を行うことができる。

【０１１２】ここで、図６を用いて、ある特定のレンズ
ユニットでの自動焦点調節方法の一例を説明する。

【０１１３】図６に示したフローチャートはレンズユニ
ット内のレンズマイコン１１６内で実行される処理で、
変倍動作が行われていないときの、特定の焦点距離に於
けるＡＦプログラム１１７の自動焦点調節動作のアルゴ
リズムについて記載したものであり、高性能な視線ＡＦ
を実現するために、主として以下に挙げるような問題点
を補う制御がなされている。 （１）視線モード／非視線モード別に測距枠の多き際を
変えているんおで（上記従来例で述べた理由による）、
測距枠内を走査するライン数が変化し、ＡＦ評価値も影
響を受ける。従って測距枠サイズの小さい視線モードの
ＡＦ評価値の方が、わずかな被写体変化でも敏感に反応
するので、ＡＦ制御を非視線モードと同様に行うと安定
性に欠けるＡＦとなる。 （２）注視点の変化に応じ測距枠が移動中の場合には、
主被写体の距離変化が無くともＡＦ評価値は、激しく変
動するので、この解きの評価値を基にＡＦ制御を行うと
誤動作してしまい、わざわざ合焦状態からボケるなど、
撮影者に不快感を与えてしまう。

【０１１４】また図示していないが、図６の処理とは別
の処理ルーチンで、本体マイコン１１４から引き渡され
る注視点位置情報に応じて、３つの測距枠の設定が行わ
れ、どの測距枠から得られた評価値を重視して焦点調節
すべきかが選択・処理されている。

【０１１５】６０１はＡＦ制御処理の開始を示してい
る。まず、６０２の処理で本体マイコン１１４から引き
渡される情報から、視線モードであるか否かを判別す
る。

【０１１６】非視線モードならば、６０６の処理へ行き
非視線モード用のウォブリング動作を行う。

【０１１７】６０２の処理で、視線モードと判断された
場合には、本体マイコン１１４から引き渡される注視点
情報に基づき、現在測距枠が移動中であるのかを判断し
（６０３の処理）、移動中であればフォーカスレンズを
停止させたまま待機し、移動完了後、６０４の処理を実
行して視線モード用のウォブリング動作を行う。

【０１１８】ここで視線モード／非視線モード時のウォ
ブリング動作について図７を用いて説明する。

【０１１９】図７（ａ）はある被写体に対してフォーカ
スレンズを無限から至近まで移動させたときに得られる
ＡＦ評価値レベルの変化の様子（７０１）を示した図で
あり、横軸にフォーカスレンズ位置、縦軸にＡＦ評価値
レベルとっている。

【０１２０】合焦点はＡＦ評価値が最大レベルとなる７
０２で示した点であり（合焦フォーカスレンズ位置は７
０８）、常にＡＦ評価値レベルが最大となるようにフォ
ーカスレンズ位置を制御している。合焦点が至近方向／
無限方向どちら側に存在するのかを判断する為に行うの
がウォブリング動作である。

【０１２１】ウォブリング動作はフォーカスレンズを微
小駆動しながら、ＡＦ評価値を取り込む事により、現
在、合焦状態にあるのか、ボケているのか（ボケている
ときは前ピン・後ピンいずれなのか）を判断する動作で
ある。例えば現在のフォーカス位置が合焦点に対して無
限側にある場合（７０９の位置）、ウォブリング動作を
実行し、無限方向からレンズの微小駆動を行うと（７０
３に示したようにフォーカスレンズ位置を移動させる：
時間軸は紙面に対して上から下方向）、その時得られる
ＡＦ評価値は７０４のようになる。

【０１２２】一方、フォーカスレンズ位置が合焦点に対
し至近側にいた場合（７１０の位置）では、７０５のよ
うにレンズの微小駆動を行うと、ＡＦ評価値は７０６の
ように得られる。

【０１２３】７０４と７０６とでは同じフォーカスレン
ズ駆動方向変化に対する信号レベル変化の位相が逆とな
るので、これを判別する事により合焦点の存在するフォ
ーカスレンズ駆動方向を知ることができる。

【０１２４】また、７０１の山の頂上でレンズの微小駆
動を行うと（７１１）、得られるＡＦ評価値（７１２）
は振幅が小さく、その形状が異なるので、ボケているの
か合焦なのかを知る事が出来る。

【０１２５】合焦点付近でのウォブリングでは、微小駆
動させる駆動振幅量（図７（ａ）のα）によっては、ボ
ケが見えてしまうので、評価値が十分に得られる最低振
幅量にする必要がある。

【０１２６】一方、７０１の山のすそ野付近では、フォ
ーカスレンズを微小駆動しても、方向判断するのに十分
な評価値の振幅が得られない場合があるので、レンズ駆
動の振幅を大きめにしておく事が望ましい。

【０１２７】非視線モードの場合には、撮影者によるパ
ンニング等のカメラ操作により、撮影する被写体が大き
く変化する事が想定され、その時ＡＦ評価値は、ある被
写体に合焦している山の頂上から、別の被写体の山のす
そ野付近のレベルまで変化する事になるので、ウォブリ
ング動作の微小駆動振幅αはある程度大きくしておく必
要がある。

【０１２８】これに対し視線モードの場合には、撮影者
はファインダ内に映っている被写体に対して注視点を移
動する事が想定され、主被写体を移動してもある程度の
ＡＦ評価値レベルを得る事が出来るで、微小駆動振幅α
は出来るだけ小さい方が望ましい。

【０１２９】そこで、視線／非視線モード別にウォブリ
ング動作の駆動振幅αを、被写界深度（絞り値）に応じ
て、図７（ｂ）の様に設定する。

【０１３０】ここでδは最小錯乱円を示しており、１δ
分だけフォーカスレンズ位置を合焦点から移動しても、
ボケが見えない量である。つまり、図６の処理６０６で
は図７（ｂ）の非視線モード時のαを用いて、ウォブリ
ングを行い、処理６０４では視線モード時のαで設定さ
れたウォブリング振幅としている。

【０１３１】ここで図６に戻る。処理６０３の説明で、
測距枠移動中にはウォブリング動作を実行させないこと
は上述の通りである。

【０１３２】これは、撮影者が意図する主被写体まで注
視点を移動させている途中で、その途中に存在する被写
体にわざわざピントを合わせようとするのは撮影者の意
図に反する事、また視線測距枠移動中には、測距枠内に
被写体が存在しなかったり、存在していても測距エリア
が移動しているため合焦評価信号の出力が十分に得られ
なかったり、該信号の変動も激しいので、この状態でウ
ォブリング動作しても、正しく方向判定が出来ずに誤動
作してしまい、ボケを誘発してしまう事を防止するため
に行っている。

【０１３３】また、測距枠の移動終了時にウォブリング
を行うのは、注視点の移動に伴って、主被写体が変わっ
ていいる可能性が高いので、合焦状態かを確認する意味
で実行している。

【０１３４】図６の６０５の処理は視線モード時の山登
り用のフォーカス移動速度を設定する処理である。

【０１３５】一方、６０２の処理で非視線モードと判別
された場合には、６０６の処理で上述したウォブリング
を行い、６０７の処理で、非視線モード時の山登り用の
フォーカス速度を設定する。

【０１３６】既に説明したが、非視線モード時はパンニ
ング等のカメラ操作により、大ボケ状態になり易い事か
ら、図７の合焦評価値の特性曲線７０１の山のすそ野か
ら合焦点に至らねばならず、合焦までに要する時間を短
くするためにも、出来るだけ高速にフォーカスレンズを
駆動する事が望ましい。

【０１３７】一方、視線モード時はＡＦ評価値の変動幅
が非視線時に比べ小さく（変動頻度は測距枠が小さい事
から、多い）、７０１の山の中腹程度からの山登りなの
で、山登り速度を高速にし過ぎると、山登り方向を誤っ
た場合に、大きなボケを伴ってしまい、合焦方向を過っ
た事が撮影者にわかってしまう（非視線時には、合焦点
方向と逆方向に誤ったとしても既に大ボケ状態なので、
撮影者は気づきにくい）。このため図７に（ｄ）に示す
ように、視線／非視線モードに応じて、山登り用フォー
カス移動速度を設定している。

【０１３８】６０８の処理は、６０４或いは６０６の処
理のウォブリング動作の結果、現在の撮影状態が合焦状
態にあるのか、ボケているのかを判別する処理であり、
合焦であると判定した場合にはフォーカスレンズを停止
し、６１３の処理からの再起動監視処理ルーチンへと移
行する。

【０１３９】６０８の処理で非合焦と判断した場合に
は、６０９の処理へと進み、ウォブリング動作による判
定結果の方向へ、６０５或いは６０７の処理で設定され
たフォーカス速度で山登りを実行する。

【０１４０】６１０の処理は合焦点即ち合焦評価信号の
頂点を越えたか否かの判定で、越えていなければ山登り
を続け、越えていたならばその頂点にフォーカスレンズ
を戻す（６１１，６１２）。

【０１４１】しかし頂点に戻す動作をしている間にパン
ニング等により被写体が変化する場合もあるので、頂点
にフォーカスレンズが辿り着いたならば、今いるところ
が本当に頂点、即ち合焦点であるのかを判定するため、
６０２からの処理へ戻り、視線枠の移動監視を行い、再
びウォブリング動作を行う。

【０１４２】６０８の処理で合焦と判定された場合に
は、６１３の処理からの再起動監視ルーチンへ移行す
る。

【０１４３】まず６１３の処理で合焦時のＡＦ評価値レ
ベルを記憶する。次に６１４の処理で６０２の処理と同
様の判別を行い、非視線モードであれば６１７の処理で
非視線モード用の再起動判定を行う。

【０１４４】視線モードと判断された場合には６１５で
測距枠が移動しているのかを判断し、移動中ならば６０
３の処理へ戻り、移動終了後合焦状態確認の処理から実
行する。

【０１４５】６１５の処理で移動していなければ６１６
の処理で視線モード用の再起動判定を行う。６１６の処
理では、測距枠が小さい為に、枠内への被写体の出入り
等により、ＡＦ評価値レベルの変動が頻繁になる事を考
慮して、非視線時の中央固定測距枠の場合よりも、再起
動動作をしにくくして、視線ＡＦ動作の安定性向上を図
っている。

【０１４６】図７を用いて詳しく説明する。図７（ａ）
に示したように、フォーカスレンズが７０８の位置にあ
り、その時のＡＦ評価値レベルが７０２であったとす
る。この７０２のレベルが図６の６１３の処理で記憶し
たＡＦ評価値レベルに相当する。

【０１４７】今、被写体等の変化により、評価値レベル
が７０２から７０７へと低下したとする。この時再起動
を実行するかどうかの判断は次のように行われる。

【０１４８】すなわち７０２のレベルから図示した再起
動判断しきい値β以上、評価値レベルが変化したら再起
動を実行すると判断し、評価値の変動量が再起動判断し
きい値βより少ないならば再起動を非実行と判断する。

【０１４９】そして、しきい値βは視線モードと非視線
モード（図６の６１６と６１７の処理）とで、図７
（ｃ）に示した様にβを別々に設定しており、６１３の
処理で記憶した合焦時のＡＦ評価値レベルを基準とし
て、そこから、視線時には４０％以上変化したら、非視
線時には２０％以上変化したら、それぞれ再起動を実行
すると設定している。

【０１５０】図６に戻る。図６の６１５の処理について
は前述した通りである。６１５の処理で測距枠移動中
に、６１６の再起動判定処理を実行しないのは、すでに
説明してきたように、測距枠移動中には測距枠内から得
られるＡＦ評価信号が変動することになるので、注視点
を移動する度に再起動してしまわない様にするためであ
る。

【０１５１】例えば視線枠移動中に再起動判定を許可す
ると、距離変化がない被写体に対して視線を移動させた
場合など、フォーカシレンズを動かす必要がないのに、
測距枠移動によってＡＦ評価値が変動し、その結果再起
動してしまうことになり、ボケの発生を伴う事になる。

【０１５２】６１６または６１７の処理で判断された結
果を６１８で判別する。非再起動の場合にはそのままフ
ォーカスレンズを停止させ（６１９）、６１４の処理へ
戻り、再び再起動監視を行う。

【０１５３】６１８で再起動と判別された場合には６０
２へ戻り、再びウォブリング動作を行い、移動方向判定
を行う。このような動作を繰り返す事で絶えず合焦を維
持するようにフォーカスレンズは動作する。

【０１５４】この自動焦点調節動作のループの中で、Ｔ
Ｅ／ＦＥピークを用いて速度制御をかける度合いや、山
の頂上判断の絶対レベル、ＴＥラインピーク積分評価値
の変化量等は、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値
を用いた被写体判断より山の大きさの予測を行ない、こ
れに基づいて決定する。

【０１５５】以上、ある特定のレンズユニットでの焦点
調節動作のアルゴリズムを説明したが、他のレンズユニ
ットの場合には、速度制御をかける度合いやウォブリン
グ振幅量や合焦判断・再起動判断に用いるパラメータ等
を、装着されたレンズユニット個々の特性に応じて最適
化することにより、装着可能なすべてのレンズに対し
て、あらゆる被写体や撮影条件で主被写体に安定して合
焦するＡＦ装置を実現することが可能となる。

【０１５６】《第２の実施の形態》図８は、本発明の第
２の実施形態の構成を示す図である。本例は、第１の実
施形態においては、測距枠設定位置を視線を検出するこ
とによって行っていたが、指示手段として、視線入力の
代わりに外部入力手段で映像情報取り込み領域を決定す
る例である。

【０１５７】そして撮影位置情報をレンズユニット内の
自動焦点調節制御部に引き渡すと共に、規格化された撮
像信号もレンズユニットに引き渡すことで、装着可能な
レンズ個々の特性に最適な、且つ撮影者の意図を反映し
た高性能なＡＦを実現するようにしたものである。

【０１５８】撮影位置設定装置８０１で設定されたファ
インダ画面内における撮影位置は、撮影位置検出設定回
路８０２で処理され、本体マイコン１１４へ伝えられ
る。

【０１５９】本体マイコン１１４は、撮影位置可変モー
ド移行スイッチ８０３にあわせて、８０２からの撮影位
置情報を使うか使わないかを決定し、撮影位置可変モー
ドの場合には８０２からの位置情報を、撮影位置固定モ
ードの場合には撮像画面中央の位置を、モード移行スイ
ッチ８０３の状態と共に、レンズマイコン１１６内の測
距枠制御部１２９でに送り、以下第１の実施形態に等し
い制御をする。

【０１６０】映像情報取り込み領域位置設定装置８０１
とは、例えば、コンピュータの入力装置として一般的
な、キーボードでも良いし、マウスでも良いし、トラッ
クボールでも良いし、ジョイスティックでもよい。

【０１６１】尚、本願の請求項と実施例との対応関係を
以下に示す。

【０１６２】請求項１〜３において、指示手段は、カメ
ラ本体側に設けられた視線検出装置（符号１３７〜１４
０）に相当し、カメラ側よりレンズユニット側へと画像
信号及び位置情報を供給する手段は、本体マイコン１１
４とレンズマイコン１１６巻の通信及び信号ラインＳ４
に相当し、領域設定手段は、レンズユニット内の測距枠
制御部１２９に相当し、制御手段は、ＡＦ信号処理回路
１１３，レンズマイコン１１６内のデータ読み出しプロ
グラム１１５，ＡＦプログラム１１７，モータ制御プロ
グラム１１８に相当する。

【０１６３】また撮像手段は、撮像素子１０６〜１０８
に相当し、画像信号処理手段はＡＦ信号処理回路１１
３，レンズマイコン１１６内のデータ読み出しプログラ
ム１１５，ＡＦプログラム１１７，モータ制御プログラ
ム１１８に相当する。

【０１６４】画像信号の範囲を指定する手段は、カメラ
本体側に設けられた視線検出装置（符号１３７〜１４
０）に相当する。

【０１６５】また請求項４〜６において、撮像手段は撮
像素子１０６〜１０８に相当し、指示手段はカメラ本体
側に設けられた視線検出装置（符号１３７〜１４０）に
相当し、カメラ側よりレンズユニット側へと画像信号及
び位置情報を供給する手段は、本体マイコン１１４とレ
ンズマイコン１１６巻の通信及び信号ラインＳ４に相当
し、領域設定手段は、レンズユニット内の測距枠制御部
１２９に相当し、抽出手段はＡＦ信号処理回路１１３に
相当し、焦点制御手段は、レンズマイコン１１６内のデ
ータ読み出しプログラム１１５，ＡＦプログラム１１
７，モータ制御プログラム１１８に相当する。

【０１６６】また請求項１０，１１において、選択手段
は、視線モードスイッチ１４１に相当する。

【０１６７】

【発明の効果】本願における請求項１に記載の発明によ
れば、カメラ本体側より、画像信号と、画面内における
指示位置情報とをレンズユニット側へと供給し、レンズ
ユニット側において、前記位置情報にもとづいて画面内
における画像情報取り込み領域を制御し、前記画像情報
取り込み領域内に相当する画像信号に基づいて撮像状態
を制御するようにしたので、交換レンズシステムにおい
て、レンズユニットごとに最適な制御特性、機能、応答
性等を設定でき、カメラ本体側において個々のレンズユ
ニットごとの情報を記憶したり、各レンズユニットごと
に制御を異ならせる必要がなく、カメラ側の負担を増加
させることなく、いかなるレンズユニットが装着されて
も、個々のレンズユニットごとに、最適な応答性を決定
できるので、あらゆる被写体や撮影条件で目的の主被写
体に的確に且つ安定に撮像状態を制御することが可能な
カメラシステムを実現することができる。

【０１６８】また本願における請求項２、３に記載の発
明によれば、内部に所定の画像信号処理手段を内蔵した
レンズユニットを着脱可能なカメラにおいて、撮像手段
より出力された画像信号と、前記レンズユニット側の前
記画像信号処理手段によって処理される画像信号の範囲
を指定して前記レンズユニットへと供給するようにした
ので、レンズユニットごとに最適な機能、応答性等を設
定でき、カメラ本体側において個々のレンズユニットご
との情報を記憶したり、各レンズユニットごとに制御を
異ならせる必要がなく、カメラ側の負担を重くせず、い
かなるレンズユニットが装着されても、個々のレンズユ
ニットごとに、最適な特性を決定できるので、あらゆる
被写体や撮影条件で目的の主被写体に的確に且つ安定に
画像処理を行うことが可能なカメラ、レンズユニットを
実現することができる。

【０１６９】また本願における請求項４乃至６に記載の
発明によれば、カメラ本体側より、画像信号及び画面内
における指定位置情報をレンズユニット側へと供給し、
前記レンズユニット側において、前記位置情報にもとづ
いて画面内における焦点検出領域の設定位置を制御し、
該焦点検出領域内に相当する画像信号中より焦点状態を
検出するようにしたので、レンズユニットごとに最適な
焦点検出特性等を設定でき、カメラ本体側において個々
のレンズユニットごとの情報を記憶したり、各レンズユ
ニットごとに制御を異ならせる必要がなく、カメラ側の
負担を増加させることなく、いかなるレンズユニットが
装着されても、個々のレンズユニットごとに、応答性等
において、最適な焦点検出特性を決定でき、あらゆる被
写体や撮影条件で目的の主被写体に的確に且つ安定に焦
点調節を行うことが可能なカメラシステム、カメラ、レ
ンズユニットを実現することができる。

【０１７０】また通常の中央固定測距方式等のＡＦ性能
を落とすことなく、視線検出等の外部入力位置限定測距
方式の特徴を生かし、ピントを撮影者の意図する主被写
体に対して的確且つ安定に調節できる、レンズ交換可能
な撮像装置を提供することが可能になる。

【０１７１】また本願における請求項７乃至９に記載の
発明によれば、前記カメラ本体側には、撮像手段より出
力された撮像信号をファインダに撮しだす表示手段を備
え、前記指示手段は、前記ファインダの画面内における
撮影者の注視点位置を検出する手段で構成したので、操
作性が向上するとともに、カメラ側において行った視線
による画像信号処理領域や焦点検出領域の位置設定に対
し、いかなるレンズユニットが装着されても、誤動作な
くその個々のレンズユニットごとに最適に領域設定動作
を行うことができる。

【０１７２】また本願における請求項１０、１１に記載
の発明によれば、指示手段の機能を動作／非動作制御す
るスイッチの状態をレンズユニットに引き渡すことで、
撮影者の注視点に自動合焦するＡＦ制御手段はレンズユ
ニットにあるにもかかわらず本体で指示手段が動作して
いるときと、動作していないときとで、それぞれ最適な
制御を行うことができ、通常の中央固定測距方式等のＡ
Ｆ性能を落とすことなく、視線検出等の外部入力位置指
定の測距方式の特徴を生かし、ピントを撮影者の意図す
る主被写体に対して的確且つ安定に調節できる、レンズ
交換可能な撮像装置を提供することが可能になる。

【０１７３】また撮影者の注視点に自動合焦する焦点制
御機能がレンズユニット側にあるにもかかわらず、カメ
ラ本体側において、視線ＡＦ等の指示手段の操作が可能
となる。

【０１７４】また本願における請求項１２に記載の発明
によれば、カメラ本体よりレンズユニットへと規格化さ
れた画像信号を供給するようにしたので、カメラ本体と
レンズユニットとの組み合わせにかかわらず、レンズユ
ニットを正確かつ安定に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を交換レンズ式ビデオカメラに適用した
第１の実施の形態を示すブロック図である。

【図２】レンズユニット内のＡＦ信号処理回路の名部構
成を示すブロック図である。

【図３】各種焦点評価値の検出タイミングを説明するた
めの図である。

【図４】画面内に設定された各種測距枠内の信号のリセ
ット及びデータ転送タイミングを説明するための図であ
る。

【図５】画面内における視線検出位置の変化に応じた測
距枠のリセット動作及びデータ転送動作のタイミングを
説明するための図である。

【図６】レンズユニット側で行われるＡＦ制御動作を示
すフローチャートである。

【図７】フォーカスレンズの動きの対する焦点評価値の
変化及びウォブリング動作を説明するための図である。

【図８】本発明の第２の実施形態を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明に先行する交換レンズ式ビデオカメラの
一例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１０５ フォーカスレンズ １０６ 撮像素子 １０７ 撮像素子 １０８ 撮像素子 １１２ カメラ信号処理回路 １１３ ＡＦ信号処理回路 １１４ （カメラ）本体マイコン １１６ レンズマイコン １１７ ＡＦ制御回路 １１８ モータ制御回路 １１９ コンピユータズームプログラム １２０ レンズカムデータ １２５ フォーカスモータ １２６ モータドライバ １２７ レンズユニット １２８ カメラ本体 １２９ 測距枠制御部 １３０ ズームスイツチ １３１ ＡＦスイッチ １３４ 液晶モニタ １３５ ＩＲＥＤ １３７ （視線検出用）ＣＣＤセンサ １４０ 視線検出回路 １４１ 視線モードスイッチ １４２ 眼 １４３ 映像信号規格化回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｋ Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズユニットと、該レンズユニットを
   着脱可能なカメラ本体とからなり、 前記カメラ本体側には、撮像手段と、画面内における任
   意の位置を指示する指示手段と、前記撮像手段より出力
   された画像信号及び前記指示手段によって設定された位
   置情報を前記レンズユニット側へと供給する手段とを備
   え、 前記レンズユニット側には、前記カメラ本体側より出力
   された前記位置情報にもとづいて画面内における画像情
   報取り込み領域の設定位置を制御する領域設定手段と、
   前記カメラ本体側より供給された画像信号中より、前記
   画像情報取り込み領域内に相当する画像信号に基づい
   て、撮像状態を制御する制御手段と、を備えたことを特
   徴とする交換レンズ式カメラシステム。
2. 【請求項２】 内部に所定の画像信号処理手段を内蔵し
   たレンズユニットを着脱可能なカメラであって、 撮像手段と、 前記撮像手段より出力された画像信号を前記レンズユニ
   ット側の前記画像信号処理手段へと供給する手段と、 前記レンズユニット側の前記画像信号処理手段によって
   処理される画像信号の範囲を指定して前記画像信号処理
   手段へと供給する手段と、を備えたことを特徴とするカ
   メラ。
3. 【請求項３】 撮像手段と、画面内における任意の位置
   を指示する指示手段とを備えたカメラ本体に対して着脱
   可能なレンズユニットであって、 前記カメラ本体側の前記指示手段より出力された位置情
   報にもとづいて画面内における画像情報取り込み領域の
   設定位置を制御する領域設定手段と、前記撮像手段より
   出力された画像信号中より、前記画像情報取り込み領域
   内に相当する画像信号を抽出して撮像状態を制御する制
   御手段と、を備えたことを特徴とするレンズユニット。
4. 【請求項４】 レンズユニットと、該レンズユニットを
   着脱可能なカメラ本体とからなり、 前記カメラ本体側には、撮像手段と、画面内における任
   意の位置を指示する指示手段と、前記撮像手段より出力
   された画像信号及び前記指示手段によって設定された位
   置情報を前記レンズユニット側へと供給する手段とを備
   え、 前記レンズユニット側には、前記カメラ本体側より出力
   された前記位置情報にもとづいて画面内における焦点検
   出領域の設定位置を制御する領域設定手段と、前記レン
   ズユニット側に設けられ、前記カメラ本体側より供給さ
   れた画像信号の、前記焦点検出領域内に相当する画像信
   号中より焦点状態を表す焦点信号を抽出する抽出手段
   と、該焦点信号に基づいて焦点調節を行う焦点制御手段
   と、を備えたことを特徴とする交換レンズ式カメラシス
   テム。
5. 【請求項５】 内部に画像信号中より焦点状態を表す焦
   点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段によって前
   記焦点信号を抽出する範囲を指定する領域設定手段とを
   備えたレンズユニットを着脱可能なカメラであって、 撮像手段と、 画面内における任意の位置を指示する指示手段と、 前記撮像手段より出力された画像信号を前記レンズユニ
   ット側の前記抽出手段へ、前記指示手段によって設定さ
   れた位置情報を前記レンズユニット側の前記領域設定手
   段へとそれぞれ供給する手段と、を備えたことを特徴と
   するカメラ。
6. 【請求項６】 撮像手段と、画面内における任意の位置
   を指示する指示手段とを備えたカメラ本体に対して着脱
   可能なレンズユニットであって、 前記レンズユニット側には、前記カメラ本体側より出力
   された前記位置情報にもとづいて画面内における焦点検
   出領域の設定位置を制御する領域設定手段と、 前記カメラ本体側より供給された画像信号中より前記焦
   点検出領域内に相当する画像信号を抽出して焦点状態を
   検出する抽出手段と、 該抽出手段の出力に基づいて焦点調節を行う焦点制御手
   段と、を備えたレンズユニット。
7. 【請求項７】 請求項１及び４において、 前記カメラ本体側には、撮像手段より出力された撮像信
   号をファインダに撮しだす表示手段を備え、前記指示手
   段は、前記ファインダの画面内における撮影者の注視点
   位置を検出する手段であることを特徴とするカメラシス
   テム。
8. 【請求項８】 請求項２及び５において、 前記カメラ本体側には、撮像手段より出力された撮像信
   号をファインダに撮しだす表示手段を備え、前記指示手
   段は、前記ファインダの画面内における撮影者の注視点
   位置を検出する手段であることを特徴とするカメラ。
9. 【請求項９】 請求項３及び６において、 前記カメラ本体側には、撮像手段より出力された撮像信
   号をファインダに撮しだす表示手段を備え、前記指示手
   段は、前記ファインダの画面内における撮影者の注視点
   位置を検出する手段であることを特徴とするレンズユニ
   ット。
10. 【請求項１０】 請求項４において、 前記指示手段を動作状態と非動作状態に切り換える選択
    手段と、 前記選択手段によつて前記指示手段が動作状態に切り換
    えられているときには前記指示手段によって指示された
    位置情報を前記レンズユニット側へと伝送し、前記選択
    手段によって前記指示手段が非動作状態に切り換えられ
    ているときには予め決められた設定位置情報を前記レン
    ズユニット側へと送信する手段と、を備えたことを特徴
    とするカメラシステム。
11. 【請求項１１】 請求項５において、 前記指示手段を動作状態と非動作状態に切り換える選択
    手段と、 前記選択手段によつて前記指示手段が動作状態に切り換
    えられているときには前記指示手段によって指示された
    位置情報を前記レンズユニット側へと伝送し、前記選択
    手段によって前記指示手段が非動作状態に切り換えられ
    ているときには予め決められた設定位置情報を前記レン
    ズユニット側へと送信する手段と、を備えたことを特徴
    とするカメラ。
12. 【請求項１２】 請求項１，２，４，５において、 前記カメラ本体側より前記レンズユニット側へと供給さ
    れる画像信号は、規格化された画像信号であることを特
    徴とするカメラシステムあるいはカメラ。