(57)【要約】【課題】低照度などでフォーカシング性能が低かった。【解決手段】フォーカスが合うにつれ撮像信号（画像信号）の特定周波数帯域の信号成分が増大することを利用してフォーカシングを行うオートフォーカス装置であり、前記画像信号の特定周波数帯域の信号成分を取り出すフィルターの整流検波出力において、その信号レベルは合焦位置で頂点になる。フォーカスレンズをウォブリングすることによって、フィールド毎の合焦方向を示す合焦方向指示信号を得て、この信号を基に制御信号を発生し、フォーカスレンズを移動させるフォーカスモータに供給し、前記合焦位置にフォーカスレンズを移動させ、保持するオートフォーカス装置である。【選択図】図１
2006163024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスが合うにつれ撮像信号（画像信号）の特定周波数帯域の信号成分が増大することを利用してフォーカシングを行うオートフォーカス装置において、幾つかのレンズを組み合わせて構成されるレンズ群と、フォーカスを合わせるため前記レンズ群の中のフォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスモータ等からなるレンズユニットと、前記レンズユニットを通して得られる被写体光学像を画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子より得られる画像信号から前記フォーカスレンズを動かした時、フォーカスレンズの位置に対して、フォーカスが合うにつれ、増大する特定周波数帯域の信号成分を広い周波数範囲で抽出し、フォーカス情報信号を得る第1のフィルター（低域フィルター（ＬＰＦ））と、フォーカスが合うにつれ合焦付近で急峻に増大する特定周波数帯域の信号成分を抽出し、フォーカス情報信号を得る特定周波数帯の第２のフィルター（帯域フィルター（ＢＰＦ））と、第1のフィルター（ＬＰＦ）の出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第1のフォーカス信号を得るための第1の検波器と、第２のフィルターの出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第２のフォーカス信号を得るための第２の検波器と、第1のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号からフォーカスレンズを動かすフォーカスモータに対する制御信号及びウォブリング信号を発生するコントローラとを有し、前記コントローラからの制御信号及びウォブリング信号を前記フォーカスモータに供給することにより、前記第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点、場合によっては前記第1のフォーカス信号における信号レベルの頂点であるフォーカスが合った位置（合焦位置）へ前記フォーカスレンズを移動させ、合焦位置でフォーカスレンズを保持し、保持位置でフォーカスがずれれば、保持を解除し、前記コントローラによりフォーカスレンズを新合焦位置への移動させ、保持することを特徴とするオートフォーカス装置
【請求項２】
前記コントローラは、前記撮像素子の出力信号である画像信号の２フィールド周期（フレーム周期）の信号（フレーム信号）に同期した振幅ｋの正弦波のウォブリング（ｗｏｂｂｌｉｎｇ）信号を発生するウォブリング信号発生器と、前記ウォブリング信号を前記フォーカスモータに加え、正弦波状にフォーカスレンズを動かすことによって受ける前記第1のフォーカス信号の変動より、合焦位置へフォーカスレンズを動かす方向を検出し、その方向を指示する信号（第1の合焦方向指示信号）を得る第1の検出器及び第２のフォーカス信号の変動より、合焦位置へフォーカスレンズを動かす方向を検出し、その方向を指示する信号（第２の合焦方向指示信号）を得る第２の検出器と、信号レベル検出器によって、フォーカスレンズの在る位置の第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にあるかどうかを検出し、レベルＡ以下の場合は前記第1の合焦方向指示信号を通す第１のゲート回路と、レベルＡより大きい場合は前記第２の合焦方向指示信号を通す第２のゲート回路とを有する信号ルート設定手段と、前記第1の合焦方向指示信号における過去の方向履歴より前記第1のフォーカス信号の傾斜を検出する第１の傾斜検出手段から得られる傾斜情報が増加傾向にあれば、前記第1の合焦方向指示信号を通す第３のゲート回路と、増加傾向になければ、前記第1の合焦方向指示信号を通す第４のゲート回路とを有する第１の傾斜検出信号ルート設定手段と、前記第２の合焦方向指示信号における過去の方向履歴より前記第２のフォーカス信号の傾斜を検出する第２の傾斜検出手段から得られる傾斜情報が増加傾向にあれば、前記第２の合焦方向指示信号を通す第５のゲート回路と、増加傾向になければ、前記第２の合焦方向指示信号を通す第６のゲート回路とを有する第２の傾斜検出信号ルート設定手段と、前記第1のフォーカス信号における信号レベルの頂点において、定められた確認時間フォーカスレンズが留まれば、その位置が合焦位置と判定する第１の合焦位置確認判定手段と、前記第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点において、定められた確認時間フォーカスレンズが留まれば、その位置が合焦位置と判定する第２の合焦位置確認判定手段と、合焦位置保持手段と、前記合焦方向指示信号の指示方向に従って、データテーブルからフォーカスレンズを合焦方向へ移動させる必要移動量ａを選択し、選択された前記必要移動量ａを表す制御信号を発生する制御信号発生器とを有し、前記信号レベル検出器によって、前記第２のフォーカス信号２の信号レベルがレベルＡ以下にあるフォーカスレンズ位置の範囲を検出し、フォーカスレンズの位置がその範囲にあれば、前記第１の傾斜検出手段によりフォーカス信号１の傾きを検出し、増加傾向にあれば、前記第１のゲート回路及び第３のゲート回路を通して、前記第1の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第1の合焦方向指示信号１の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、合焦方向にフォーカスレンズを移動させ、前記信号レベル検出器によって、前記第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡより大きい範囲を検出し、フォーカスレンズの位置がその範囲に到達し���ならば、前記第２の傾斜検出手段により第２のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあれば、前記第２のゲート回路及び第５のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、第２のフォーカス信号の信号レベルの頂点までフォーカスレンズを移動させ、第２の傾斜検出手段によりその位置が増加傾向でないことが検出されたら、前記第２のゲート回路及び第６のゲート回路を通して、前記合焦方向指示信号２が前記第２の合焦位置確認判定手段に加えられ、定められた確認時間その位置に留まれば、前記第２の合焦位置判定手段により、頂点であることの判定を行い、前記合焦位置保持手段にてその位置を合焦位置として保持し、前記合焦位置でフォーカスがずれれば、前記合焦位置保持手段による合焦位置の保持を解除し、前記コントローラを動作させ、フォーカスレンズを新合焦位置に移動させ保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス装置  
【請求項３】
前記第２のフォーカス信号の信号レベルが全範囲でレベルＡ以下にある場合、前記信号ルート設定手段により、前記第１の合焦方向指示信号が全範囲で第１のゲート回路を通過し、前記第１の傾斜検出手段により第１のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあれば、前記第１のゲート回路及び第３のゲート回路を通して、前記第１の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第１の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、第１のフォーカス信号における信号レベルの頂点付近までフォーカスレンズを移動させ、前記第１の傾斜検出手段によりその位置が増加傾向でないことが検出されたら、前記第１のゲート回路及び第４のゲート回路を通して、前記第１の合焦方向指示信号が前記第１の合焦位置確認判定手段に加えられ、定められた確認時間その位置に留まれば、前記第１の合焦位置確認判定手段により頂点であることの判定を行い、前記合焦位置保持手段にてその位置を合焦位置として保持し、前記合焦位置でフォーカスがずれれば、前記合焦位置保持手段による合焦位置の保持を解除し、前記コントローラを動作させ、フォーカスレンズを新合焦位置に保持するようにしたことを特徴とする請求項２に記載のオートフォーカス装置  
【請求項４】
前記コントローラは、前記撮像素子の出力信号である画像信号の２フィールド周期（フレーム周期）の信号（フレーム信号）に同期した振幅ｋの正弦波のウォブリング（ｗｏｂｂｌｉｎｇ）信号を発生するウォブリング信号発生器と、前記ウォブリング信号を前記フォーカスモータに加え、正弦波状にフォーカスレンズを動かすことによって受ける前記第１のフォーカス信号の変動より、合焦位置へフォーカスレンズを動かす方向を検出し、その方向を指示する信号（第１の合焦方向指示信号）を得る第１の検出器及び第２のフォーカス信号の変動より、合焦位置へフォーカスレンズを動かす方向を検出し、その方向を指示する信号（第２の合焦方向指示信号）を得る第２の検出器と、信号レベル検出器によって、フォーカスレンズの在る位置における第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にあるかどうかを検出し、レベルＡ以下の場合は前記第１の合焦方向指示信号及び第２の合焦方向指示信号各々を通す第１のゲート回路及び第９のゲート回路と、レベルＡより大きい場合は前記第２の合焦方向指示信号を通す第２のゲート回路とを有する信号ルート設定手段と、前記第１の合焦方向指示信号における過去の方向履歴より前記第１のフォーカス信号の傾斜を検出する第１の傾斜検出手段から得られる傾斜情報が増加傾向にあれば、前記第２の合焦方向指示信号を通す第３のゲート回路と、増加傾向になければ、前記第１の合焦方向指示信号を通す第４のゲート回路とを有する第１の傾斜検出信号ルート設定手段と、前記第２の合焦方向指示信号における過去の方向履歴より前記第２のフォーカス信号の傾斜を検出する第２の傾斜検出手段から得られる傾斜情報が増加傾向にあれば、前記第２の合焦方向指示信号を通す第１０のゲート回路及び第５のゲート回路と、増加傾向になければ、前記第１の合焦方向指示信号及び前記第２の合焦方向指示信号各々を通す第１１のゲート回路及び第６のゲート回路とを有する第２の傾斜検出手信号ルート設定手段と、前記第１のフォーカス信号における信号レベルの頂点において、定められた確認時間、フォーカスレンズが留まるとその位置が合焦位置と判定する第１の合焦位置確認判定手段と、前記第２のフォーカス信号が前記合焦ルートに入り、信号レベルの頂点で、定められた確認時間、フォーカスレンズが留まるとその位置が合焦位置と判定する第２の合焦位置確認判定手段と、合焦位置保持手段と、前記第２の合焦方向指示信号又は第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って、データテーブルからフォーカスレンズを合焦方向へ移動させる必要移動量ａを選択し、選択された前記必要移動量ａを表す制御信号を発生する制御信号発生器とを有し、前記信号レベル検出器により前記第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にあるフォーカスレンズ位置の範囲を検出し、フォーカスレンズの位置がその範囲にあれば、前記第１の傾斜検出手段により第１のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあって、前記第２の傾斜検出手段により第２のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向になければ、前記第１のゲート回路及び第１１のゲート回路を通して、前記第１の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第１の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、合焦方向にフォーカスレンズを移動させ、前記第１及び第２の傾斜検出手段において、共に増加傾向になれば、前記第９のゲート回路、第１０のゲート回路並びに第３のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、合焦方向にフォーカスレンズを移動させ、前記信号レベル検出器により前記第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡより大きい範囲を検出し、フォーカスレンズの位置がその範囲に到達したならば、前記第２の傾斜検出手段により第２のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあれば、前記第２のゲート回路及び第５のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、第２のフォーカス信号の信号レベルの頂点までフォーカスレンズを移動させ、前記第２の傾斜検出手段によりその位置が増加傾向でないことが検出されたら、前記第２のゲート回路及び第６のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記第２の合焦位置確認判定手段に加えられ、定められた確認時間その位置に留まれば、前記第２の合焦位置確認判定手段により、頂点であることの判定を行い、前記合焦位置保持手段にてその位置を合焦位置として保持し、前記合焦位置でフォーカスがずれれば、前記合焦位置保持手段による合焦位置の保持を解除し、前記コントローラを動作させ、フォーカスレンズを新合焦位置に保持するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のオートフォーカス装置  
【請求項５】
前記第２のフォーカス信号の信号レベルが全範囲でレベルＡ以下にある場合、前記信号ルート設定手段により、前記第１の合焦方向指示信号及び第２の合焦方向指示信号各々が全範囲で第１及び第９のゲート回路を通過し、前記第１の傾斜検出手段により第１のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあり、前記第２の傾斜検出手段により第２のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向になければ、前記第１のゲート回路及び第１１のゲート回路を通して、前記第１の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第１の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、合焦方向にフォーカスレンズを移動させ、前記第１及び第２の傾斜検出手段において、共に増加傾向になれば、前記第９のゲート回路、第１０のゲート回路並びに第３のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第２の合焦方向指示信号２の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、合焦方向にフォーカスレンズを移動させ、第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点付近まで到達すれば、前記第１の傾斜検出手段によりその位置が増加傾向でないことが検出されたら、前記第１のゲート回路及び第４のゲート回路を通して、前記第１の合焦方向指示信号が前記第１の合焦位置確認判定手段に加えられ、前記第１の傾斜検出手段によりその位置が増加傾向でないことが検出され、定められた確認時間その位置に留まれば、前記第１の合焦位置確認判定手段により頂点（合焦位置）であることの判定を行い、前記合焦位置保持手段にてその位置を合焦位置として保持し、前記合焦位置でフォーカスがずれれば、前記合焦位置保持手段による合焦位置の保持を解除し、前記コントローラを動作させ、フォーカスレンズを新合焦位置に保持するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のオートフォーカス装置  
【請求項６】
前記ウォブリング信号発生器は定められたマトリックス状のデータテーブルを有し、毎フィールド毎に前記第1のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号のＤＣ信号レベルが幾つかの信号レベルで定められたレベルゾーン（高い順から第１のレベルゾーン、第２のレベルゾーン、第３のレベルゾーン・・・とする）のどのゾーンにあるか、ズームレンズの位置がＷＩＤＥ側にあるかＴＥＬＥ側にあるか、絞りの状態が開いた側（屋内）にあるか閉じた側（屋外）にあるかにより、前記定められたマトリックス状のデータテーブルから毎フィールド毎に前記正弦波の振幅ｋが選択され、選択された振幅ｋの正弦波のウォブリング信号がフォーカスモータに供給されて、フォーカスレンズが正弦波状に振動され、前記第１の検出器並びに第２の検出器は、前記振動によって前記第1のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号が受ける信号変動におけるフィールド期間のピークｔｏピークの信号振幅を検出し、隣合ったフィールドの前記信号振幅を比較することによって、毎フィールド毎の前記第1の合焦方向指示信号並びに第２の合焦方向指示信号を得ることを特徴とする請求項２から請求項５に記載のオートフォーカス装置
【請求項７】
前記第１及び第２の傾斜検出信号ルート設定手段における前記第１の傾斜検出手段並びに第２の傾斜検出手段は前記第１の検出器並びに第２の検出器から得られる毎フィールド毎の前記第１の合焦方向指示信号並びに第２の合焦方向指示信号において、現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの合焦方向指示信号が示す方向がｎ（＝１１）フィールド同じ方向であれば、その方向が増加傾向にあると判定し、現フィールドの前記第１の合焦方向指示信号並びに第２の合焦方向指示信号各々を通す前記ゲート回路に対するゲート信号を発生し、ｎ（＝１１）未満であれば、増加傾向にないと判定し、現フィールドの前記第１の合焦方向指示信号並びに第２の合焦方向指示信号各々を通す前記ゲート回路に対するゲート信号を発生することを特徴とする請求項２から請求項６に記載のオートフォーカス装置
【請求項８】
前記第１の合焦位置確認判定手段並びに前記第２の合焦位置確認判定手段は第１の合焦位置判定器及び第２の合焦位置判定器と現フィールドの前記第1の合焦方向指示信号並びに第２の合焦方向指示信号を通す第７のゲート回路及び第８のゲート回路とを有し、前記第１の傾斜検出手段並びに第２の傾斜検出手段において検出された増加傾向にないフィールドがｅ（＝３２）回（フィールド）連続に続き、フォーカスレンズがフォーカス信号の頂点の極近傍に、前記ｅフィールドの定められた確認時間Ｔｄ（＝ｅ・Ｔｆ（１フィールド期間））留まれば合焦位置と判定し、前記第１の合焦位置判定器からは第1の合焦保持指令信号が出力され、前記第２の合焦位置検出器からは第２の合焦保持指令信号が出力され、前記第１の合焦位置判定器又は第２の合焦位置判定器による前記判定までの確認時間Ｔｄ内は、前記第1の合焦方向指示信号が前記第７の合焦位置判定器ゲート回路を通して前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第1の合焦方向指示信号の指示方向に従って制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、フォーカスレンズを第1のフォーカス信号における信号レベルの頂点に留まらせ、前記第２の合焦位置判定手段による前記判定までの確認時間Ｔｄ内は、前記第２の合焦方向指示信号が前記第８のゲート回路を通して前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、フォーカスレンズを第２のフォーカス信号の頂点に留まらせることを特徴とする請求項２から請求項７に記載のオートフォーカス装置
【請求項９】
前記合焦位置保持手段はＲＳフリップフロップ（ＲＳＦＦ）、第１の焦点ずれ検出器並びに第２の焦点ずれ検出器等を有し、第１のフォーカス信号における信号レベルの頂点の合焦位置になると、前記第１の合焦位置判定器から出力される第１の合焦保持指令信号により、前記ＲＳＦＦはセット（Ｓ）され、第１の焦点ずれ検出器は合焦位置である前記第１のフォーカス信号における信号レベルの頂点の信号レベルＬｈ1をメモリーし、フォーカス（焦点）がずれ、第１のフォーカス信号の信号レベルが前記信号レベルＬｈ1のｂ（＝５０）％になれば第１の合焦解除指令信号を発生し、前記第１の合焦解除指令信号によって、前記ＲＳＦＦはリセット（Ｒ）され、ＲＳＦＦの出力（Ｑ）からは合焦中フォーカスレンズの動きを停止させるためウォブリング信号の振幅を０に指定し、制御信号の必要移動量を０に指定する指定信号を発生し、第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点の合焦位置になると、前記第２の合焦位置判定器から出力される第２の合焦保持指令信号により、前記ＲＳＦＦはセット（Ｓ）され、第２の焦点ずれ検出器は合焦位置である前記第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点の信号レベルＬｈ2をメモリーし、フォーカス（焦点）がずれ、第２のフォーカス信号の信号レベルが前記信号レベルＬｈ2のｂ（＝５０）％になれば第２の合焦解除指令信号を発生し、前記第２の合焦解除指令信号によって、前記ＲＳＦＦはリセット（Ｒ）され、ＲＳＦＦの出力（Ｑ）からは合焦中フォーカスレンズの動きを停止させるためウォブリング信号の振幅を０に指定し、制御信号の必要移動量を０に指定する指定信号を発生することを特徴とする請求項２から請求項８に記載のオートフォーカス装置
【請求項１０】
前記制御信号発生器は定められたマトリックス状のデータテーブルを有し、前記ゲート回路を通して前記制御信号発生器に供給された前記第１の合焦方向指示信号又は第２の合焦方向指示信号の方向指示に従って、毎フィールドでの前記第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号のＤＣ信号レベルが幾つかの信号レベルで定められたレベルゾーン（高い順から第１のレベルゾーン、第２のレベルゾーン、第３のレベルゾーン３・・・とする）のどのゾーンにあるか、ズームレンズの位置がＷＩＤＥ側にあるかＴＥＬＥ側にあるか、絞りの状態が開いた側（屋内）にあるか閉じた側（屋外）にあるかにより前記定められたマトリックス状のデータテーブルから毎フィールド毎に必要移動量ａが選択され、選択された必要移動量ａを表す制御信号をフォーカスモータに供給することによって、フォーカスレンズを前記第１の合焦方向指示信号又は第２の合焦方向指示信号の指示方向に動かすことを特徴とする請求項２から請求項９に記載のオートフォーカス装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオカメラ等における蛍光灯等の光源を直接被写体とした時でも確実に合焦できるオートフォーカス装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小型民生ビデオカメラ等においては撮影が簡単にできるようにホワイトバランス、アイリス、シャッタースピード、ピント（フォーカス）等の設定は自動的に設定されるように
なっている。この中でもフォーカスの自動化すなわちオートフォーカスシステムは使用者
にとっていちいちピントを合わせる必要がなく便利な機能である。
【０００３】
このオートフォーカスシステムは数枚のレンズ群の中にあるフォーカス用レンズを光軸方向にフォーカスモータによってフォーカスが合う（合焦）位置まで動かすことでなされる。その際のフォーカス情報は撮像素子から得られる画像信号において特定帯域の高周波信号成分のレベルを検出することによって得られる。
【０００４】
図３は撮像素子より得られる画像信号を基にしたオートフォーカスシステムの従来例を示すものである。レンズ群１０１は撮像素子１０３の撮像面に被写体像を結像させるものである。レンズ群１０１の中にはフォーカスレンズ１０２があり、光軸方向にフォーカスモータ１１２によって移動され、フォーカシングがおこなわれる。
【０００５】
撮像素子１０３の撮像面に撮られた光学像はここで光電変換され、画像信号に変換され、出力される。撮像素子１０３より得られる画像信号は２重相関サンプリング（ＣＤＳ）／ＡＧＣ回路（ＡＧＣ）１０４でサンプルホールドしてから所定のレベルに増幅される。ＣＤＳ／ＡＧＣ１０４で増幅された画像信号はＡ／Ｄ変換器１０５によりデジタル画像信号に変換される。デジタル画像信号は信号処理回路１０６により信号処理され、規定の映像信号として出力端子１０７に出力される。ムービーカメラにおいては液晶表示装置が設けられているので前記出力端子１０７の映像信号を液晶表示装置に供給すれば撮影画像を確認することができる。
【０００６】
一方Ａ／Ｄ変換器１０５からのデジタル画像信号は前記したように、特定帯域の高周波成分を得るための帯域フィルター（ＢＰＦ）１０８によりフォーカス情報がえられる。ＢＰＦ１０８から得られるフォーカス情報をもとに制御信号発生器１０９は前記フォーカスレンズ１０２を合焦位置へと前記フォーカスモータ１１２にて移動させる制御信号を発生する。その際制御信号には合焦方向等を検出するために正弦波のウォブリング信号１１０が制御信号とともにフォーカスモータ駆動手段１３１加えられ、フォーカスモータ１３２が駆動される。よって、所謂フィードバック制御ループが形成され、フォーカスレンズ１０２が合焦点に移動される。
【０００７】
前記したオートフォーカスシステムにおける課題は撮影被写体がコントラストの強いものはフォーカッシングを取り易いがコントラストの弱い被写体や特殊な被写体に対しては必ずしもフォーカッシングがならない場合がある。特許文献１は被写体や環境の状況に影響されず、被写体の変化に迅速かつ確実にフォーカス情報を検出し、あらゆる被写体や撮影条件で安定に合焦させる自動焦点調節装置が述べられており、特許文献２は業務用ビデオカメラの場合であるが複数個のフィルターからのフォーカスデータ、焦点をあてる画像範囲（枠）の設定を変えることによるフォーカスデータ等をもとに、色々な評価算出方法により、合焦にもっていくための精緻な制御方法が述べられている。さらにウォブリングによってもさらに細かな制御がおこなわれている。
【特許文献１】特開平７−２９８１２０号公報（３〜６頁、図１）
【特許文献２】特開平１０−２１５４０３号公報（４〜７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、これらのオートフォーカスシステムはどのような被写体にでも対応するため非常に複雑な操作をしなければならないので、回路規模及びマイコンのソフトウエアも複雑且つ膨大なものになる。特に業務用の場合ピントを合わせるまでの時間の短さを重要視している。本発明は特許文献２に示されているような業務用ビデオカメラではなく、民生用のものであり、色々の被写体に対応できるものであり、被写体が蛍光灯のような光源であった場合でも、対応できるオートフォーカス装置を提供しようとするものである。
【０００９】
撮影画面に蛍光灯等の光源が入ると画像信号の中のフォーカス情報である高周波成分が
少なくなり且つ複雑に変化するので、前記した従来のオートフォーカスシステムでは合焦が得難い課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はフォーカスが合うにつれ撮像信号（画像信号）の特定周波数帯域の信号成分が増大することを利用してフォーカシングを行うオートフォーカス装置において、幾つかのレンズを組み合わせて構成されるレンズ群と、フォーカスを合わせるため前記レンズ群の中のフォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスモータ等からなるレンズユニットと、前記レンズユニットを通して得られる被写体光学像を画像信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子より得られる画像信号から前記フォーカスレンズを動かした時、フォーカスレンズの位置に対して、フォーカスが合うにつれて増大する特定周波数帯域の信号成分を広い周波数範囲で抽出し、フォーカス情報信号を得る第１のフィルター（低域フィルター（ＬＰＦ））と、フォーカスが合うにつれ合焦付近で急峻に増大する特定周波数帯域の信号成分を抽出し、フォーカス情報信号を得る特定周波数帯の第２のフィルター（帯域フィルター（ＢＰＦ））と、前記第１のフィルター（ＬＰＦ）の出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第１のフォーカス信号を得るための第１の検波器と、前記第２のフィルターの出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第２のフォーカス信号を得るための第２の検波器と、コントローラとを有し、前記コントローラは、前記撮像素子の出力信号である画像信号の２フィールド周期（フレーム周期）の信号（フレーム信号）に同期した振幅ｋの正弦波のウォブリング（ｗｏｂｂｌｉｎｇ）信号を発生するウォブリング信号発生器と、前記ウォブリング信号を前記フォーカスモータに加え、正弦波状にフォーカスレンズを動かすことによって受ける前記第１のフォーカス信号の変動より、合焦位置へフォーカスレンズを動かす方向を検出し、その方向を指示する信号（第１の合焦方向指示信号）を得る第１の検出器及び第２のフォーカス信号の変動より、合焦位置へフォーカスレンズを動かす方向を検出し、その方向を指示する信号（第２の合焦方向指示信号）を得る第２の検出器と、信号レベル検出器によって、フォーカスレンズの在る位置において第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にあるかどうかを検出し、レベルＡ以下の場合は前記第１の合焦方向指示信号を通す第１のゲート回路と、レベルＡより大きい場合は前記合焦方向指示信号２を通す第２のゲート回路とを有する信号ルート設定手段と、前記第１の合焦方向指示信号における過去の方向履歴より前記第１のフォーカス信号の傾斜を検出する第１の傾斜検出手段から得られる傾斜情報が増加傾向にあれば、前記第１の合焦方向指示信号を通す第３のゲート回路と、増加傾向になければ、前記第１の合焦方向指示信号を通す第４のゲート回路とを有する第１の傾斜検出信号ルート設定手段と、前記合焦方向指示信号２の過去の方向履歴より前記フォーカス信号２の傾斜を検出する第２の傾斜検出手段から得られる傾斜情報が増加傾向にあれば、前記第２の合焦方向指示信号を通す第５のゲート回路と、増加傾向になければ、前記第２の合焦方向指示信号を通す第６のゲート回路とを有する第２の傾斜検出信号ルート設定手段と、前記第１のフォーカス信号における信号レベルの頂点において、定められた確認時間フォーカスレンズが留まれば、その位置が合焦位置と判定する第１の合焦位置確認判定手段と、前記第２のフォーカス信号の信号レベルの頂点で、定められた確認時間フォーカスレンズが留まれば、その位置が合焦位置と判定する第２の合焦位置確認判定手段と、合焦位置保持手段と、前記合焦方向指示信号の指示方向に従って、データテーブルからフォーカスレンズを合焦方向へ移動させる必要移動量ａを選択し、選択された前記必要移動量ａを表す制御信号を発生する制御信号発生器とを有し、前記信号レベル検出器によって、前記第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にあるフォーカスレンズ位置の範囲を検出し、フォーカスレンズの位置がその範囲にあれば、前記第１の傾斜検出手段により第１のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあれば、前記第１のゲート回路及び第３のゲート回路を通して、前記第１の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第１の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、合焦方向にフォーカスレンズを移動させ、前記信号レベル検出器によって、前記第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡより大きい範囲を検出し、フォーカスレンズの位置がその範囲に到達したならば、前記第２の傾斜検出手段により第２のフォーカス信号の傾きを検出し、増加傾向にあれば、前記第２のゲート回路及び第５のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記制御信号発生器に加えられ、前記制御信号発生器より前記第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点までフォーカスレンズを移動させ、前記第２の傾斜検出手段によりその位置が増加傾向でないことが検出されたら、前記第２のゲート回路及び第６のゲート回路を通して、前記第２の合焦方向指示信号が前記第２の合焦位置確認判定手段に加えられ、定められた確認時間その位置に留まれば、前記第２の合焦位置判定手段により、頂点であることの判定を行い、前記合焦位置保持手段にてその位置を合焦位置として保持し、前記合焦位置でフォーカスがずれれば、前記合焦位置保持手段による合焦位置の保持を解除し、前記コントローラを動作させ、フォーカスレンズを新合焦位置に移動させ保持するように構成したものである。  
【発明の効果】
【００１１】
本発明はフォーカスが合うにつれ撮像信号（画像信号）の特定周波数帯域の信号成分が増大することを利用してフォーカシングを行うオートフォーカス装置である。前記画像信号から前記特定周波数帯域の信号成分を取り出すための高周波部の帯域通過フィルター（ＢＰＦ）と前記帯域フィルターの帯域を含む低域通過フィルター（ＬＰＦ）各々のフィルターの出力を整流検波したＤＣ信号（前記フォーカス信号）の信号レベルはフォーカスレンズの現在ある位置に対するフォーカス度合を示し、合焦位置でその信号レベルがピークになるが、前記ＢＰＦ出力の整流検波したＤＣ信号は合焦位置付近で信号レベルが急激に増加する。本発明は、この特性を利用し、フォーカスレンズをウォブリングすることによる前記ＤＣ信号の変動からフォーカスレンズを合焦位置へ動かすフォーカスモータに対する制御信号を発生させ、前記制御信号をフォーカスモータに加えることにより、フォーカスレンズをその合焦位置まで移動させ、合焦位置を確認し、フォーカスレンズをその位置に保持し、その合焦保持位置においてフォーカスがずれれば保持を解除し、新合焦位置にフォーカスレンズを移動させ、新合焦位置を確認し、フォーカスレンズをその新合焦位置に保持するようにしたオートフォーカス装置であり、この装置は
（１）被写体のコントラストが低くても、合焦に至る確立が高い。
（２）合焦が外れても新しい被写体に自動的に合焦させることができる。
（３）正確な合焦位置が決められる。
等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図９を用いて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本発明からなる実施の形態の全体回路ブロック図である。
【００１４】
図１において、１は被写体像を結像させるためのレンズユニットである。レンズユニット１は、ズームレンズ３並びにフォーカスレンズ４等のレンズを組み合わせて構成されるレンズ群２、ズームレンズ位置検出器６２並びにフォーカスモータ２０等からなる。前記レンズ群２の中のズームレンズ３は光軸方向にズームモータ（図示せず）を駆動することによって手動で動かされる。そうすることによってズームイン、ズームアウトができる。ズームレンズ位置検出器６２はズームレンズ６０の位置を検出するものでズームインした位置をＷＩＤＥ側、ズームアウトした位置をＴＥＬＥ側とする。前記レンズ群２の中のフォーカスレンズ４は被写体に対してフォーカスを合わせるため、光軸方向にフォーカスモータ２０によって移動される。このフォーカスモータ２０には、＋の電流量を与えれば＋側に電流量相当分進み、−の電流量を与えれば−側に電流量相当分進み、電流量を与えなければ、その位置で停止する動作をするリニアーモータが使われる。前記レンズユニット１を通して得られる被写体光学像は、さらに絞り調整機構５を通して光量が調節される。６４は絞りの状態を検出する絞り状態検出器である。通常絞りはＯｐｅｎからＣｌｏｓｅまでをＦ値で表わす。前記レンズユニット１及び絞り調整機構５を通った光学像は画像信号に変換する撮像素子６の撮像面に結像される。ＳＧ６３は撮像素子６を動作させるクロック信号を発生するものであり、前記画像信号の水平同期信号、垂直同期信号（１フィールド周期の信号）並びにフレーム信号（奇数フィールド＋偶数フィールドの２フィールド周期の信号）等も発生する信号発生器（ＳＧ）である。前記撮像素子６より得られる画像信号はＣＤＳ回路を含むＡＧＣ増幅器７により適正レベルに調整され、次にアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）８に供給され、デジタル信号に変換される。得られたデジタル画像信号はγ補正信号処理等を行う信号処理回路９に加えられる。前記信号処理回路７にはγ補正信号処理等を行ったデジタル画像信号を標準の映像信号に変換する信号処理回路も含まれていて、これにより出力端子８には標準の映像信号が得られるので、ビデオカメラにおいては、この出力端子１０は液晶表示装置に接続されているので、撮影している画像を見ることができる。
次に前記信号処理回路７においてγ補正信号処理等を行ったデジタル画像信号は第1のフィルター１１及び第２のフィルター１２に供給され、コントローラ１５にも供給される。そして、第１のフィルター及び第２のフィルターの出力はそれぞれ第１の検波器及び第２の検波器に供給され、ここで各フィルター出力は整流検波される。各検波器出力にはフォーカス情報信号であるフォーカス信号１及び２が得られ、これらのフォーカス信号はコントローラ１５に加えられる。前記コントローラ１５は被写体に焦点を合わせる（合焦）ため、前記フォーカスレンズ４を動かすフォーカスモータ２０に加えるウォブリング信号及び制御信号を前記フォーカス信号１及び２等から以下の実施例１及び２に述べるプロセスにより発生させるものである。コントローラ１５はマイクロコントローラ（マイコン）で構成されていて、予め、設定されたプログラムされたプロセスによって制御信号を発生し、制御信号をフォーカスモータ駆動手段１９に供給し、フォーカスモータ２０を駆動することによってフォーカスレンズ２を動かし、合焦を得ようとする制御を行うものである。
ところで、前記ＡＧＣ増幅器５のゲイン設定は前記信号処理回路７からのデジタル画像信号をコントローラ１５に供給することによって、その信号レベルを見ながらゲイン設定信号をゲイン制御手段に加えることによって制御ループが構成され適正なゲイン値になされる。又絞り制御も同様にコントローラ１５によって発生される絞り制御信号を絞り制御手段１８に加えることによって、制御ループが構成され、適正な絞りに調整される。シャッタについてもシャッタ制御手段１７にコントローラ１５からの制御信号により制御ループが構成され、撮像素子６にて適正な露出に調整される。絞り及びシャッタ時間は撮影状況により手動でも調整できるようにもなっている。
【００１５】
本発明はフォーカスが合うにつれ撮像信号（画像信号）の特定周波数帯域の信号成分が増大することを利用してフォーカシングを行うオートフォーカス装置である。
【００１６】
本オートフォーカス装置は、幾つかのレンズを組み合わせて構成されるレンズ群と、フォーカスを合わせるため前記レンズ群の中のフォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスモータ等からなるレンズユニット１と、前記レンズユニット１を通して得られる被写体光学像を画像信号に変換する撮像素子６と、前記撮像素子６より得られる画像信号から前記フォーカスレンズを動かした時、フォーカスレンズの位置に対して、フォーカスが合うにつれ、増大する特定周波数帯域の信号成分を広い周波数範囲で抽出し、フォーカス情報信号を得る第1のフィルター（低域フィルター（ＬＰＦ））１１と、フォーカスが合うにつれ合焦付近で急峻に増大する特定周波数帯域の信号成分を抽出し、フォーカス情報信号を得る特定周波数帯の第２のフィルター（帯域フィルター（ＢＰＦ））１２と、前記第1のフィルター（ＬＰＦ）の出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第1のフォーカス信号を得るための第1の検波器１３と、前記第２のフィルター１２の出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第２のフォーカス信号を得るための第２の検波器１４と、第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号からフォーカスレンズを動かすフォーカスモータに対する制御信号を発生するコントローラ１５とを有するものである。
【００１７】
本発明の目的は、前記コントローラからの制御信号を前記フォーカスモータに供給することにより、前記第２のフォーカス信号における信号レベルの頂点、場合によっては前記第１のフォーカス信号における信号レベルの頂点であるフォーカスが合った位置（合焦位置）へ前記フォーカスレンズを移動させ、合焦位置でフォーカスレンズを保持し、保持位置でフォーカスがずれれば、前記コントローラによる新合焦位置への移動を行い、合焦を得ることにある。
【００１８】
（実施例１）
図２は図１に示すコントローラ１５の詳細な内部回路ブロックをも含めた全体のブロック図である。コントローラ１５は前記したようにマイコンで構成されているので動作をプログラムのフローチャートで示すことができるが、わかりやすく説明するため回路ブロック的に提示した。図２のブロック番号は図１と同じものは同一番号が付けてある。コントローラ１５は鎖線内のブロックで示されている。
【００１９】
まず、第1のフィルター１１及び第２のフィルター１２について図３を用いて説明する。図３のグラフは所謂フィルターの周波数特性を示すものであり、横軸は周波数、縦軸はフィルターの出力信号レベルを示している。３０１に示す曲線は第1のフィルター１１の周波数特性であり、カットオフ周波数がｆ４の低域通過型フィルター（ＬＰＦ）である。ｆ４は2.5ＭＨｚ程度に選ばれ、低周波部は映像信号の同期成分が大きいのでこの影響を避けるためｆ１＝２００ＫＨｚ程度以下を遮断している。３０２に示す曲線は第２のフィルター１２の周波数特性であり、カットオフ周波数が高い方（ＬＰＦサイド）がｆ３＝２ＭＨｚ、低い方（ＨＰＦサイド）がｆ２＝1.3ＭＨｚの帯域通過型フィルターである。図4は前記第1のフィルター及び第２のフィルターの出力を前記第1の検波器及び第２の検波器にて整流検波した出力特性である。横軸はフォーカスレンズの位置を示すが、フォーカスモータ２０により定速度でフォーカスレンズ４を動かした場合の横軸は時間である。縦軸は前記検波器の出力レベルを示す。前記したように前記撮像素子６からの画像信号はピントが合うにつれ、被写体画像の輪郭が明確になるので特定周波数帯域の成分が増加する。前記フォーカスレンズ４は焦点を合わせるため光軸方向にフォーカスモータ２０によって、図４に示すように近（Ｎｅａｒ）方向から遠（Ｆａｒ）方向、遠方向から近方向へとどちらの方向にも自在に動かすことができるようになっている。図4はある被写体を撮影し、フォーカスモータ２０にて遠方向から近方向へ定速度で動かした場合の第1の検波器１３及び第２の検波器１４の出力信号レベルを示したものである。図４の７０に示す曲線は第1の検波器の出力信号である第１のフォーカス信号を示し、７１に示す曲線は第２の検波器の出力信号である第２のフォーカス信号を示している。両曲線共に焦点が合った位置（合焦位置）でピークになるがピークになるまでの途中の信号増加の傾向とピーク点（図４のピーク点８４及び８９）での信号がフラットな幅（頂点の幅）が違っている。図から分るように７０の第１のフォーカス信号は合焦位置から離れた位置から合焦位置（図４の直線７９の位置Ｐ４（ｔ４））まで徐々にレベルが増加するような特性になるが、７１の第２のフォーカス信号は合焦位置に近くになると急にレベルが増加するような特性になる。また、ピークの位置はピントを合わせる被写体が遠くにある場合は９５の点線で示すように遠方向に移動し、図にはないが近くにあれば近方向に移動する。前記したピークの幅は曲線７１で示す第２のフォーカス信号の方が幅は狭いので合焦位置が正確に判断できる。図６に示すように被写体の形状、コントラスト等の違いにより第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の特性が変わる。図６の曲線７０３で示す特性は蛍光灯等のコントラストが低い被写体を撮影した時の第１のフォーカス信号である。図４に示した特性はティピカルなものであり、図６における曲線７０１が図４における曲線７０の第１のフォーカス信号に相当し、曲線７１１が曲線７１で示す第２のフォーカス信号に相当する。前記したように第1のフィルター１１は図３に示したように帯域の広いＬＰＦであるので広い範囲のフォーカス情報が得られ、第1の検波器に得られるフォーカス信号１は図４の７０に示すようにフォーカスが合う前から増加する。所が第２のフィルター１０は図３に示したように狭い帯域のＢＰＦであるので、特定の周波数帯のフォーカス情報がえられ、第２の検波器に得られる第２のフォーカス信号は図４の７１に示すようにフォーカスが合う付近で急激に増加するわけである。
【００２０】
本発明は図４に示す前記フォーカスレンズ４の位置と検波器出力である前記フォーカス信号の関係を利用してフォーカスレンズ４を前記合焦位置Ｐ４（ｔ１）にもってくる制御を行うものである。
【００２１】
今、フォーカスレンズ４の位置が図４の直線７６で示す位置Ｐ１（ｔ１）にあるとすれば、直線７９で示す合焦位置（時点）にはフォーカスレンズ４をＰ１（ｔ１）から右方向に移動させればよい。すなわち、近方向に移動させれよい。（直線８０で示すＰ５（ｔ５）の位置にある時は前記合焦位置Ｐ４（ｔ４）へはＰ５（ｔ５）の位置から左方向に移動させればよい。）そこで、この合焦位置へフォーカスレンズ４を移動させるには、まず移動させる方向が近方向であることを知る必要がある。本発明はその方向を知るために、フォーカスレンズを正弦波のウォブリング信号によって振動させることを行う。前記ウォブリング信号は図２に示すコントローラ１５の中にあるウォブリング信号発生器４３より発生される。前記フレーム信号（ＳＧ６３の出力信号）に同期した後述するデータテーブルから決まる振幅ｋの正弦波のウォブリング信号が前記フォーカスモータ駆動手段を介して、フォーカスモータ２０に供給され、フォーカスレンズ４が正弦波状に振動される。
【００２２】
コントローラ１５の中にある第1の検出器はこの振動によって受けた第1の検波器の出力である第１のフォーカス信号の信号変化を検出し、合焦位置へ向かうための移動方向が近方向か遠方向かを前記画像信号のフィールド周期に合わせて、フィールド毎に検出するものである。
【００２３】
検出方法を以下に説明する。
【００２４】
前記したように、このウォブリング信号は撮像素子６より得られる画像信号のフレーム信号に同期した図５のＡに示す振幅ｋの正弦波信号であり、半周期が１フィールドである。説明の便宜上、図に示すようにサインウエーブの９０°位置（山）から２７０°位置（谷）までをｎ−１番目フィールド、次の２７０°（谷）から４５０°（９０°）（山）までをｎ番目フィールド、さらに次のフィールドをｎ＋１番目フィールドのように番号を付けておく。このウォブリング信号は前記ウォブリング信号発生器４３から得られる。フォーカスモータ駆動手段１９に、このウォブリング信号が供給されると、フォーカスモータ２０によってフォーカスレンズ２は正弦波状に振動され、第1の検波器の出力（図４の曲線７０で示す第1のフォーカス信号）には、この信号のＤＣ信号にウォブリングによって変調された図５のＢに示すようなフォーカス信号（フィルター出力の検波成分）が得られる。
【００２５】
このことをもう少し判りやすく説明すると、フォーカスモータ駆動手段１９に加えられたウォブリング信号によってフォーカスレンズ２は図５のＡに示すウォブリング信号と同じように振動される。よって、例えば図４においてｎ番目フィールドのフォーカスレンズの位置（時刻）が直線７６で示す位置Ｐ１（動いている場合はｔ１時刻）付近にある場合、Ｐ１（ｔ１）位置と曲線７０で示す第１のフォーカス信号との交点付近の信号レベルに対して、ウォブリングによって、９１に示すような変動が生ずる。（９１に示す波形は分りやすくするため拡大して示してある。）この変動を拡大して示したものが図５のＢである。この図において前記ｎ−１番目フィールド（９０°位置（山）から２７０°位置（谷）まで）の動きの方向（矢印５０１で示す）を遠（−）方向に動いている方向とし、ｎ番目フィールド（２７０°（谷）から４５０°（９０°）（山）まで）の動きの方向（矢印５０２で示す）を近（＋）方向に動いている方向とした場合、ｎ−１番目フィールドのフォーカス信号１（検波器（１）の出力）のウォブリングによって生ずる振幅ＶＬ（ｎ−１）はウォブリングの９０°位置（山）の信号レベルＶＭ（ｎ−１）と２７０°位置（谷）の信号レベルＶＶ（ｎ−１）差であるので、
ＶＬ（ｎ−１）＝ＶＭ（ｎ−１）−ＶＶ（ｎ−１）
であり、ｎ番目のフィールドのウォブリングによって生ずる振幅ＶＬ（ｎ）は
ＶＬ（ｎ）＝ＶＭ（ｎ）−ＶＶ（ｎ−１）
であり、次のｎ＋１番目フィールドは
ＶＬ（ｎ＋１）＝ＶＭ（ｎ）−ＶＶ（ｎ）
のように表される。図５のＣにはＢの表示に合わせて各フィールドのウォブリングによって生じる振幅を示している。
【００２６】
合焦位置（時点）は図４の直線７９で示す位置Ｐ４（時刻ｔ４）であるので、前記Ｐ１（ｔ１）位置においては合焦の方向は近（＋）方向にある。各フィールドにおける振幅はピントが合う（合焦）方向（矢印５０２の方向）に動かされた時には曲線７０で示す第１のフォーカス信号のＰ１（ｔ１）位置における右肩あがりの傾斜により変調を受け、振幅は増大され、ピントが合わない方向（矢印５０１の方向）に動かされた時は前記傾斜とは逆になるので振幅は小さくなる。これらのことから隣り合ったフィールドの振幅の大小を比較すれば合焦させるためのフォーカスレンズ２の移動方向が判明する。
【００２７】
図５のＢに示した波形からｎ−１番目フィールドの振幅ＶＬ（ｎ−１）とｎ番目のフィールドの振幅ＶＬ（ｎ）を比較すると  ＶＬ（ｎ）＞ＶＬ（ｎ−１）であるので、ｎ番目のフィールドは近（＋）方向に動かせば合焦に近くなる。次にｎ番目のフィールドの振幅ＶＬ（ｎ）とｎ＋１番目フィールドの振幅ＶＬ（ｎ＋１）とを比較すると  ＶＬ（ｎ＋１）＜ＶＬ（ｎ）であるのでｎ＋１番目フィールドはやはり近（＋）方向に動かせば合焦に近くなる。
【００２８】
図５のＢにおいてｎ＋４番目フィールドまでは合焦方向が近（＋）方向であるがｎ＋５番目フィールドから被写体の合焦位置が突然遠方向（−）に変わった場合にはこのような信号になる。ｎ＋４番目フィールドまでは図４の曲線７０で示す第１のフォーカス信号は前記したＰ１（ｔ１）位置から見て右側に合焦位置（時点）Ｐ４（ｔ４）があるがｎ＋５番目フィールドから被写体が突然遠方向に変わると図４に示す点線９５のようなフォーカス信号（第１の検波器の出力信号）が得られることになる。つまり合焦位置（曲線９５のピーク位置）を今度は左に見ることになる。この場合は遠（−）方向にフォーカスレンズ２を移動させれば合焦がえられることになるので図５のＡに示したウォブリング信号においてｎ＋５番目フィールドでは９０°位置（山）から２７０°位置（谷）に動く方向（矢印方向）すなわち遠（−）方向にフォーカスレンズ２を動かせることになるので合焦方向であり、図５のＢに示すようにｎ＋４番目フィールドの振幅より大きくなる。次にｎ＋６番目フィールドは合焦方向と逆にフォーカスレンズ２を動かすことになるので位相が変わる過渡期で振幅は殆ど出なくなる。そしてｎ＋６番目フィールドでは出力の位相が反転された信号が得られる。以降、ウォブリング信号とは位相が反転したフォーカス信号がえられる。振幅関係は遠（−）方向に動かした時の方が近（＋）方向に動かした時より大きくなるので合焦方向は遠方向と判定される。なお、図４の直線８０に示すＰ５（ｔ５）の位置は前期した合焦位置を左に見た位置であるのでｎ＋６番目フィールドがＰ５（ｔ５）付近にあることとおなじである。この場合は、Ｐ５（ｔ５）位置と曲線７０で示す第１のフォーカス信号との交点のＤＣレベルＬ１−２に対して、ウォブリングによって、９２に示すような変動が生ずる。つまり、合焦位置（時点）は図４の８４に示す位置Ｐ４（時刻ｔ４）であるので、前記Ｐ５（ｔ５）位置においては合焦の方向は遠（―）方向にある。各フィールドにおける振幅はピントが合う（合焦）方向（図５の矢印５０１の方向）に動かされた時には曲線７０で示す第１のフォーカス信号のＰ５（ｔ５）位置における左肩あがりの傾斜により変調を受け、振幅は増大され、ピントが合わない方向（矢印５０２の方向）に動かされた時、前記傾斜とは逆になるので振幅は小さくなる。この信号が図５のＢに示すｎ＋６番目フィールド以降のフォーカス信号であり、この変動から合焦方向が遠方向と判定される。これらのことから隣り合ったフィールドの振幅の大小を比較すれば合焦させるためのフォーカスレンズ２の移動方向が判明する。
【００２９】
このようにして、各フィールドで合焦方向の判別が行われる。
【００３０】
以上が図４の曲線７０に示す第1の検波器の出力である第1のフォーカス信号を基にしたウォブリングによる各フィールドにおける合焦方向の検出方法である。
この合焦方向の判別信号を以下合焦方向指示信号とする。第1の検出器の出力を第1の合焦方向指示信号とし、第２検出器の出力を第２の合焦方向指示信号とする。
【００３１】
このようにして毎フィールド毎の合焦に向う方向が判定され、前記第1の合焦方向指示信号及び第２の合焦方向指示信号が得られるが、次にこれらの信号の方向指示に従って、フォーカスレンズ４をフォーカスモータ２０の駆動によって、合焦位置に移動させ、合焦位置にフォーカスレンズ４が保持されるまでを説明する。
【００３２】
図４において、フォーカスレンズ４が直線７６の位置Ｐ１（ｔ１）にあり、そこから直線７９の合焦位置Ｐ４（ｔ４）にフォーカスレンズを移動させることを考える。
【００３３】
位置Ｐ１（ｔ１）の直線７６と曲線７０の交点８１における第1のフォーカス信号の傾き（傾斜）と位置Ｐ１（ｔ１）の直線７６と曲線７１の交点８６におけるフォーカス信号２の傾きを比較すると前者が右肩あがりに増加しているのに対して後者はフラットである。この位置では前記したように第1の検出器から近方向（＋方向）にフォーカスレンズを動かせば合焦位置になる毎フィールド毎の近方向への第1の合焦方向指示信号が得られる。ところが第２の検出器からはその位置の第２のフォーカス信号がフラットであるため遠方向、近方向交互に指示するような第２の合焦方向指示信号が得られる。つまりこの信号ではどちらに動かせばよいかわからない。そこでフォーカスレンズがここらにあるときは第1の合焦方向指示信号の指示に従って動かせば合焦位置に移動できる。第1の合焦方向指示信号の指示に従ってフォーカスレンズを動かす範囲は図４の曲線７１で示す第２のフォーカス信号のレベルを見ればわかる。直線７２で示すレベルＡ以下にある第２のフォーカス信号（曲線７１）は合焦位置に近づけば少しは上昇するが殆どフラットである。よってレベルＡを示す直線７２と曲線７１で示す交点８７を通る直線９８で示す位置Ｐ２（ｔ２）までは第１の合焦方向指示信号の方向指示に従ってフォーカスレンズを動かせばよい。そして位置Ｐ２（ｔ１）から合焦位置Ｐ４（ｔ４）までは急峻に増加する第２のフォーカス信号のウォブリングによる信号変化から第２の検出器２２より得られる第２の合焦方向指示信号の指示に従ってフォーカスレンズを動かせばよい。
【００３４】
信号ルート設定手段５７は第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にある範囲を検出し、図４のＹに示す区間ゲート信号を発生する第１の信号レベル検出器２３と、前記区間ゲート信号により前記第１の合焦方向指示信号を通過させる第１のゲート回路２５と、前記区間ゲート信号の極性を反転する反転器２４と、反転器２４から得られる極性反転された区間ゲート信号により前記第２の合焦方向指示信号を通過させる第２のゲート回路２６とから構成されている。
【００３５】
よって、フォーカスレンズが位置Ｐ２（ｔ２）より左側にある範囲（第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下にある範囲すなわち区間ゲート信号がＨの範囲）は第１のゲート回路２５を通って前記第１の合焦方向指示信号が第１の傾斜検出信号ルート設定手段に供給される。
【００３６】
第１の傾斜検出信号ルート設定手段は、第１の傾斜検出手段２７により、毎フィールド毎の第１のフォーカス信号における傾き（傾斜）を検出して、そのフィールドが増加方向にあれば、前記第１のゲート回路を通った前記毎フィールド毎の第１の合焦方向指示信号を制御信号発生器４４に伝達する第３のゲート回路２８に対するゲート信号を発生し、増加傾向になければ、前記毎フィールド毎の第１の合焦方向指示信号を第１の合焦位置確認判定手段６０に伝達する第４のゲート回路２９に対するゲート信号を発生するものである。
【００３７】
第１の前記傾斜検出手段２７は以下のようにして毎フィールド毎の第１のフォーカス信号における傾斜を検出する。前記第１の検出器からの毎フィールド毎の第１の合焦方向指示信号が傾斜検出手段２７に供給されている。第１の検出器から得られる毎フィールド毎の前記第１の合焦方向指示信号において、現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの合焦方向指示信号が示す方向がｎ（＝１１）フィールド同じ方向であれば、その方向が増加傾向にあると判定し、現フィールドの前記第１の合焦方向指示信号を通す第３のゲート回路２８に対するゲート信号を発生し、ｎ（＝１１）未満であれば、増加傾向にないと判定し、現フィールドの前記第１の合焦方向指示信号を通す第４のゲート回路２９に対するゲート信号を発生する。ところで、前記ｍの値は１６を選んでいるのは過去の値を記憶させるためのマイコンのメモリーが１６ビット（２バイト）で構成でき、記憶の時間的長さも頃合であるからである。ｎについては、１１であれば７０％弱が同じ方向であるので、増加方向にあると考えられるからである。ｍ、ｎの値については前記値に近い値であれば判定が可能であり、値としては幅をもっている。
【００３８】
図４において直線９８の位置Ｐ２（ｔ２）より左の範囲における曲線７０で示す第１のフォーカス信号の傾斜は右肩上がりの増加傾向にある。すなわちこの範囲においては、各フィールドにおいて現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの合焦方向指示信号が示す方向がｎ（＝１１）フィールド以上同じ方向であるので、毎フィールドにおいて、第１の合焦方向指示信号を通過させる第３のゲート回路２８に対するゲート信号が第１の傾斜検出手段２７から得られる。かくしてフォーカスレンズの位置が位置Ｐ２（ｔ２）より左にある範囲においては、第１の合焦方向指示信号は前記第１のゲート回路２５及び第３のゲート回路２８を通り、信号を集める集合器３７を通して制御信号発生器４４に供給される。
【００３９】
前記制御信号発生器４４はフォーカスレンズを合焦位置に移動させるためのフォーカスレンズを動かすフォーカスモータ２０に供給するフォーカスレンズを必要距離移動させる毎フィールド毎の必要移動量ａを示す制御信号を発生するものである。
【００４０】
フォーカスモータ２０は前記したように与えられた電流量に比例した距離進むものであり、しかも進む方向も指定できるものである。そこで、前記合焦方向指示信号の指示に従って、フォーカスレンズを移動させるに必要なフォーカスモータ２０に与える毎フィールド毎の移動に必要な電流量（＝進める必要距離＝必要移動量ａ）を決め、適切にフォーカスレンズを移動させば合焦位置に至る。前記必要移動量ａは１フィールド毎に一定の値に決めて動かしても、フォーカスレンズは合焦位置に近づいて行くが、合焦位置から遠く離れた位置にフォーカスレンズがある場合には少しでも早く合焦位置にもってくることが望ましく、フォーカス信号が増加傾向にある部分はフォーカスモータの応答性の範囲で大きくフォーカスレンズを動かし、合焦位置付近では木目細かく動かしてやれば、フォーカスレンズを正確に合焦位置に移動させることができる。曲線７０で示す第１のフォーカス信号を見てわかるように、第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルはフォーカスレンズ合焦位置Ｐ４から離れた位置になればなるほど低くなる。よって、第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号のレベルを検出すれば合焦位置からどのくらい離れているかわかるので、フォーカスレンズがある位置における第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルが３レベルゾーンのどのゾーンにあるかにより前記必要移動量ａを決定する。このようにすればフォーカスレンズが適切に移動される。さらに前記ズームレンズ３の位置がＷＩＤＥ側（ズームイン側）にあるかＴＥＬＥ側（ズームアウト側）にあるかによって前記必要移動量ａを変える必要がある。それはＴＥＬＥ側の方が焦点距離は長くなるからであり、こちらの方を大きく動かす必要がある（ほぼ２倍程度）。さらにもう一つの要素として前記したアイリス（絞り）５の状態によっても前記必要移動量ａを変えた方が適切にフォーカスレンズを移動できる。屋外のような明るい場所での撮影では、アイリスは閉じられる（Ｆ値でいえばＦ８以上にある場合）。それに対して、屋内のような暗い場所での撮影では、アイリスは開けられる（Ｆ８未満にある場合）。すなわち、アイリスが閉じるにつれて、被写界深度は深くなり、開くにつれて、被写界深度は浅くなるので、屋外での撮影に際しては前記必要移動量ａを大きくした方が適切にフォーカスレンズを移動できる（ほぼ２倍程度）。
以上のことは前記ウォブリング信号の振幅ｋについても同じことが言える。その理由はフォーカス信号の信号レベルが低いところでは第１の検波器１３及び第２の検波器１４に得られるウォブリングによって受ける変動振幅は小さくなる。そこで、第１の検出器２１及び第２の検出器２２での正確な方向検出を行うには信号レベルの低いところでは振幅ｋを大きくした方がよい。ズームレンズの位置についても前記説明よりＴＥＬＥ側の方を大きくした方がよい。またアイリスについても同様に屋外の方を大きくした方が良い。
【００４１】
制御信号発生器４４は前記したようにフォーカスレンズ４が在る位置における第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルから決まる３レベルゾーン、ズームレンズ３の在る位置（ＷＩＤＥ側、ＴＥＬＥ側）並びに絞り５の状態（屋内、屋外）によって前記必要移動量ａを決めるための図８のＡに示すマトリックスのデータテーブルを有している。前記必要移動量ａは、このデータテーブルから取り出される。
【００４２】
図８のＡに示すデータテーブルは1フィールドで動かすフォーカスレンズの必要移動量ａを示すもので単位はμｍである。このデータテーブルの必要移動量ａ１−１１、ａ２−１１、ａ３−１１、ａ１−１２、ａ２−１２、ａ３−１２、ａ１−２１、ａ２−２１、ａ３−２１、ａ１−２２、ａ２−２２、ａ３−２２の実際の値として一例を示せば、前記ａ１−１１から順番に1.56μｍ、4.68μｍ、6.25μｍ、4.68μｍ、6.25μｍ、10.93μｍ、3.12μｍ、7.81μｍ、12.5μｍ、4.68μｍ、14.06μｍ、20.31μｍのような値である。
【００４３】
ウォブリング信号発生器４３は前記したようにフォーカスレンズ４が在る位置における第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルから決まる３レベルゾーン、ズームレンズ３の在る位置（ＷＩＤＥ側、ＴＥＬＥ側）並びに絞り５の状態（屋内、屋外）によって、前記ウォブリング信号の振幅ｋを決めるための図８のＢに示すマトリックスのデータテーブルを有している。前記ウォブリング信号の振幅ｋは、このデータテーブルから取り出される。
【００４４】
図８のＢに示すデータテーブルはウォブリング信号の振幅ｋを示すもので単位はμｍである。このデータテーブルの必要移動量ｋ１−１１、ｋ２−１１、ｋ３−１１、ｋ１−１２、ｋ２−１２、ｋ３−１２、ｋ１−２１、ｋ２−２１、ｋ３−２１、ｋ１−２２、ｋ２−２２、ｋ３−２２の実際の値として一例を示せば、前記ｋ１−１１から順番に25μｍ、31.25μｍ、37.5μｍ、25μｍ、31.25μｍ、50μｍ、31.25μｍ、40.62μｍ、56.25μｍ、50μｍ、68.75μｍ、118.75μｍのような値である。
【００４５】
この必要移動量ａ及びウォブリング信号の振幅ｋはこれらのデータテーブルから次のようにして取り出される。
【００４６】
前記したように、フォーカスレンズが今在る位置における第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルが３レベルゾーンのどのレベルゾーンに在るかによって、そのフィールドの必要移動量ａを前記データテーブルから選ぶわけである。すなわち、レベルゾーン指定信号発生器４６はフォーカスレンズが今在る位置における第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルがどのレベルゾーンにあるかを検出し、前記データテーブルから必要移動量ａを選び出す指定信号を発生するものである。
【００４７】
前記レベルゾーン指定信号発生器４６は、図２に示すように第２の信号レベル検出器４７、第３の信号レベル検出器４９、第４の信号レベル検出器５１、並びにＯＲ回路（論理和）、ＡＮＤ回路（論理積）、反転器等から構成されている。
【００４８】
第２の信号レベル検出器４７は図７において、第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＢ以下にある範囲を検出して、その範囲（区間）を示す第１の区間信号を発生する。その範囲は曲線７１で示す第２のフォーカス信号と直線７３で示すレベルＢとの交点を通る直線９４の左側の範囲と、もう一つの交点を通る直線１１５より右側の範囲である。前記第１の区間信号を反転器４８に供給して得られる反転第１の区間信号の示す範囲は直線９４の右側で合焦位置（直線７９）までの範囲と直線１１５より左側で合焦位置（直線７９）までの範囲である。
【００４９】
第３の信号レベル検出器４９は、第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＣ以下にある範囲を検出して、その範囲（区間）を示す第２の区間信号を発生する。その範囲は曲線７１で示す第２のフォーカス信号と直線７４で示すレベルＣとの交点を通る直線９６の左側の範囲ともう一つの交点を通る直線９７より右側の範囲である。前記第２の区間信号を反転器５０に供給して得られる反転第２の区間信号の示す範囲は直線９６の右側で合焦位置（直線７９）までの範囲と直線９７より左側で合焦位置（直線７９）までの範囲である。
【００５０】
第４の信号レベル検出器５１は、第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＤ以下にある範囲を検出して、その範囲（区間）を示す第３の区間信号を発生する。その範囲は曲線７１で示すフォーカス信号２と直線７５で示すレベルＤとの交点を通る直線９３の左側の範囲と、もう一つの交点を通る直線１１６より右側の範囲である。前記第３の区間信号を反転器５２に供給して得られる反転第３の区間信号の示す範囲は直線９３の右側で合焦位置（直線７９）までの範囲と直線１１６より左側で合焦位置（直線７９）までの範囲である。
【００５１】
前記第２の信号レベル検出器４７、第３の信号レベル検出器４９並びに第４の信号レベル検出器５１から得られる第１の区間信号，第２の区間信号並びに第３の区間信号及び反転器から得られる反転第１の区間信号、反転第２の区間信号並びに反転第３の区間信号から第１のレベルゾーン，第２のレベルゾーン、並びに第３のレベルゾーンを示す第１の指定信号、第２の指定信号並びに第３の指定信号は次のようにして得られる。
【００５２】
第１のレベルゾーンは曲線７１で示す第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＣ以上にあるゾーン１１１であり、反転器５０からの前記反転第２の区間信号そのものである。フォーカスレンズの位置がこのゾーンにあれば第１の指定信号が発生される。第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＣを超えなければこのレベルゾーンはないことになる。前記した図６における曲線７１２に示すような第２のフォーカス信号の信号レベルが直線７４で示すレベルＣを超えない場合である。
【００５３】
第２のレベルゾーンは第１のフォーカス信号の信号レベルがレベルＤ以上にあって、第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＣ以下にあるゾーン１１２であり、フォーカスレンズの位置がこのゾーンにあれば第２の指定信号が発生される。すなわち、反転器５２からの前記反転第３の区間信号と第２の区間信号の論理積を得るＡＮＤ５４から、第２の指定信号が得られる。ところが図６の曲線７０３に示すような第１のフォーカス信号の場合は直線７５で示すレベルＤを超えないので、曲線７１２で示す第２のフォーカス信号のレベルＢを超えた区間がが第２のレベルゾーン１１２となる。この場合、前記第３の区間信号と反転器４８からの前記反転第１の区間信号の論理積を得るＡＮＤ回路５５から第２の指定信号が発生される。ＯＲ回路５６は前記二つの場合に得られる第２の指定信号の論理和を得るものであり、よってＯＲ回路５６の出力には前記した第２の指定信号の何れかが得られる。
【００５４】
第３のレベルゾーンは第１のフォーカス信号の信号レベルがレベルＤ以下にあって、第２のフォーカス信号の信号レベルもレベルＢ以下にあるゾーン１１３であり、フォーカスレンズの位置がこのゾーンにあれば第３の指定信号が発生される。前記第３の区間信号と前記第１の区間信号の論理積を得るＡＮＤ回路５３から第３の指定信号が発生される。図６に示す前記した曲線７０３で示す第１のフォーカス信号の場合は第１のフォーカス信号の信号レベルはレベルＤを超えないので、第２のフォーカス信号が曲線７１２である場合、第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＢ以下にある範囲にフォーカスレンズが在れば、第３の指定信号が発生される。
【００５５】
以上のようにしてレベルゾーンを示す指定信号が得られる。第１のレベルゾーンは第２のフォーカス信号における信号レベルの最も高い部分で、合焦位置の近傍である。第２のレベルゾーンは中間レベルであり、合焦位置に近づきつつある第１のフォーカス信号の信号レベルがレベルＤ以上にあるゾーンを示す。第３のレベルゾーンは低いレベルで合焦位置から離れているゾーンを示す。
【００５６】
フォーカスレンズが在る現位置を示す第１の指定信号（第１のレベルゾーン）、第２の指定信号（第２のレベルゾーン）並びに第３の指定信号（第３のレベルゾーン）は前記制御信号発生器４４に供給され、図８のＡに示す前記データテーブルに示す第１のレベルゾーン又は第２のレベルゾーン又は第３のレベルゾーンの何れかの行を指定する。行のサフィックスｘ＝１は第１のレベルゾーン、ｘ＝２は第２のレベルゾーンそしてｘ＝３は第３のレベルゾーンであることを意味する。
【００５７】
一方このデータテーブルの列は前記したようにズームレンズ３の在る位置（ＷＩＤＥ側、ＴＥＬＥ側）並びに絞り５の状態（屋内、屋外）によって指定される。
【００５８】
ズームレンズ３の在る位置は図1及び図２に示すズームレンズ位置検出器６２から得られる。ズームレンズ位置検出器６２からはズームレンズ３が動く範囲の中心からズームレンズ３の在る位置がＷＩＤＥ側にあれば、ＷＩＤＥ側の指定信号が発生され、ＴＥＬＥ側にあれば、ＴＥＬＥ側の指定信号が発生される。これらの指定信号によって、図８のＡに示す前記データテーブルに示すＷＩＤＥ側とＴＥＬＥ側の列を指定する。列のサフィックスｙ＝１はＷＩＤＥ側であり、ｙ＝２はＴＥＬＥ側であることを意味する。
【００５９】
アイリス（絞り）５の状態は通常Ｆナンバーで表示され、その中心Ｆ８以上にある状態を屋外（絞りが絞られている状態（閉側））として、Ｆ８未満にある状態を屋内（絞りが開いている状態（開側））として、前記絞り状態検出器６４より各指定信号が発生される。これらの指定信号によって、図８のＡに示す前記データテーブルに示す屋内と屋外の列を指定する。列のサフィックスｚ＝１は屋内（開側）であり、ｚ-＝２は屋外（閉側）であることを意味する。
【００６０】
以上のようにして得られた各指定信号はそれぞれ制御信号発生器４４及びウォブリング信号発生器４３に供給され、前記した各データテーブルから必要移動量ａｘ−ｙｚ及びウォブリング信号の振幅ｋｘ−ｙｚが選びだされる。
【００６１】
以上のようにして制御信号発生器４４におけるデータテーブルから現フィールドにおけるレベルゾーン、ズームレンズ位置及び絞り状態により指定された必要移動量ａｘ−ｙｚが得られる。
【００６２】
フォーカスレンズを移動させるフォーカスモータ２０は前記したようにその移動量は電流量に比例するので、制御信号発生器４４からは前記必要移動量ａｘ−ｙｚに比例した電流量を示す制御信号が得られる。前記制御信号がフォーカスモータ駆動手段１９に供給されフォーカスモータ２０が駆動され、フォーカスレンズ４が必要移動量ａｘ−ｙｚ移動される。また、ウォブリング信号発生器４３からは、指定されたウォブリング信号の振幅ｋｘ−ｙｚに見合う電流量を示すウォブリング信号が得られる。前記制御信号がフォーカスモータ駆動手段１９に供給されフォーカスモータ２０が駆動され、フォーカスレンズ４は振幅ｋｘ−ｙｚの正弦波状のウォブリング（振動）を与えられる。よって前記した第１の検出器１３及び第２の検出器１４によって、第１の合焦方向指示信号及び第２の合焦方向指示信号が得られる。
【００６３】
図４において、フォーカスレンズの位置が直線９８（位置Ｐ２）より左側（第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下の範囲）では、前記したように制御信号発生器４４に供給された第１の合焦方向指定信号の指定方向に従って、前記データテーブルから決まる必要移動量ａｘ−ｙｚを示す制御信号がフォーカスモータ２０に供給されるので、フォーカスレンズは位置（Ｐ２）まで移動される。
【００６４】
フォーカスレンズが直線９８（位置Ｐ２）まで移動して、この位置より右側入ると、フォーカス信号２の信号レベルは直線７２で示すレベルＡより高くなるので、前記信号ルート設定手段５７の信号レベル検出器２３から図４のＹに示す区間ゲート信号７７が得られる。すなわち直線９８（位置Ｐ２）まで区間ゲート信号７７はＨであるが直線９８（位置Ｐ２）を過ぎるとＬになる。よって、この時点から第１の検出器１３からの第１の合焦方向指示信号は前記第１のゲート回路２５を通過できなくなる。この時点で第１の合焦方向指示信号による制御は終了する。
【００６５】
一方、反転器２４によって反転された前記区間ゲート信号７７はフォーカスレンズが直線９８（位置Ｐ２）を過ぎるとＨになるので、この反転区間ゲート信号によって、第２のゲート回路２６が開かれ、第２の合焦方向指示信号が第２の傾斜検出信号ルート設定手段５９に伝達される。この時点から第２の合焦方向指示信号による制御が始まる。
【００６６】
第２の傾斜検出信号ルート設定手段５９における第２の傾斜検出手段３０は第１のフォーカス信号の傾斜を検出する第１の前記傾斜検出手段２７と機能的に全く同じであり、第２のフォーカス信号２の傾斜を検出するものである。第２の傾斜検出手段３０には第２の検出器１４からの第２の合焦方向指示信号が常時供給されている。傾斜の検出方法は前記したように現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの第２の合焦方向指示信号の方向指示がｎ（＝１１）フィールド以上同一方向であれば、第２の傾斜検出手段３０はその方向が増加方向、すなわち合焦位置へ向かう方向として、第５のゲート回路３１を通して第２の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号を発生する。かくて第２の合焦方向指示信号は前記第２のゲート回路２６、第５のゲート回路３１並びに集合器３７を通って前記制御信号発生器４４に供給される。図４の曲線７１に示す第２のフォーカス信号においては、直線９８で示す位置Ｐ２（ｔ２）から頂点の合焦位置Ｐ４（ｔ４）付近までは急激に信号レベルが増加しているので、頂点付近までは制御信号発生器４４から毎フィールド前記データテーブルから選ばれた必要移動量ａｘ−ｙｚの制御信号が発生される。
【００６７】
このようにしてフォーカスレンズは合焦位置付近まで到達するが頂点付近の傾斜はフラットになってくるので、前記第２の傾斜検出手段３０では、現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの第２の合焦方向指示信号における方向指示がｎ（＝１１）フィールド以上同一方向にはならない。よって傾斜が増加傾向にないとして、その辺りが合焦位置に近いと判断し、第６のゲート回路３２を通して第２の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号を発生する。そのゲート信号によって、第２の合焦方向指示信号は第６のゲート回路３２を通って第２の合焦位置確認判定手段６１に伝達される。
【００６８】
第２の合焦位置確認判定手段６１は第２の合焦位置判定器３５及び第８のゲート回路３６から構成されている。
【００６９】
第２の合焦位置判定器３５は、第２の傾斜検出手段３０において検出された増加傾向にないフィールドの第２の合焦方向指示信号がｅ（＝３２）回（フィールド）連続に続き、フォーカスレンズが第２のフォーカス信号における頂点の極近傍に、前記ｅフィールドの定められた確認時間Ｔｄ（＝ｅ・Ｔｆ（１フィールド期間））留まれば合焦位置と判定し、第２の合焦保持指令信号を発生するものである。前記第２の合焦位置確認判定手段６１による前記判定までの確認時間Ｔｄ内は、前記第２の合焦方向指示信号が前記第８のゲート回路３６及び集合器３７を通して前記制御信号発生器４４に加えられ、前記制御信号発生器４４より前記第２の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記データテーブルから選ばれた必要移動量ａｘ−ｙｚの制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、フォーカスレンズを動かすが、フォーカスレンズが前記確認時間Ｔｄの間、第２のフォーカス信号の頂点に留まっていれば合焦位置と判定する。頂点付近では、傾斜がフラットであるので前記確認時間Ｔｄ内での第２の合焦方向指示信号が指示する方向は近方向（＋方向）、遠方向（−方向）が前記ｅ（＝３２）フィールドでは半分、半分であり、フォーカスレンズは頂点付近では殆ど動かない状態になる。よって前記した合焦位置の確認と判定ができるわけである。
【００７０】
第２の合焦位置判定器３５は、合焦位置と判定すると、前記したように、第２の合焦保持指令信号を発生する。前記第２の合焦保持指令信号はフォーカスレンズ４をその位置に保持する操作を行う合焦位置保持手段４５に供給される。前記合焦位置保持手段４５はＲＳフリップフロップ（ＲＳＦＦ）４２、ＯＲ回路４０、ＯＲ回路４１、第１の焦点ずれ検出器３８並びに第２の焦点ずれ検出器３９から構成されている。前記第２の合焦保持指令信号によって前記ＲＳＦＦ４２はセットされる。前記ＲＳＦＦ４２がセットされた時点でＲＳＦＦ４２からは合焦中である指定信号が前記制御信号発生器４４及びウォブリング信号発生器４３に供給される。前記指定信号によって、合焦位置に来ると前記制御信号の前記必要移動量ａを０（ゼロ）にすると共に前記正弦波のウォブリング信号の振幅ｋも０（ゼロ）にする。よってその位置でフォーカスレンズは保持され、フォーカスの合った状態が保たれる。（前記したようにフォーカスレンズを動かすフォーカスモータ２０は与えるエネルギーを０にすると停止するリニア−モータで構成されている。）
しかし、撮影中は撮影者の意思により被写体位置が変わるので、再度フォーカスを取り直さなければならない。そこでまず、フォーカスがずれた（アウトフォーカス）ことを検出し、前記ＲＳＦＦ４２をリセットし、フォーカスレンズの保持を停止し、別位置にある合焦位置へ動かすための前記した制御に戻す必要がある。
前記合焦位置保持手段４５の中にある第２の焦点ずれ検出器３９はフォーカスがずれたことを検出し、前記ＲＳＦＦ４２をリッセットするものである。第２の焦点ずれ検出器３９には、合焦位置に達した時、第２の合焦位置判定器３５から得られる前記第２の合焦保持指令信号が供給されている。この信号によって、第２の焦点ずれ検出器３９においては、合焦位置での第２の検波器１４の出力である第２のフォーカス信号の信号レベルがメモリーされる。すなわち図４の頂点８９付近のフォーカスレンズが保持されている位置での信号レベルＬｈ２がメモリーされる。そして前記した焦点ずれが生ずると例えば遠方向にずれ曲線１１８のようなフォーカス信号が得られるとすればフォーカスレンズの今ある位置は直線７９で示される前の合焦位置Ｐ４（ｔ４）にあるので、直線７９と曲線１１８の交点の信号レベルは前記Ｌｈ２に比べるとかなり低くなる。これを検出すればフォーカスずれがわかる。
【００７１】
第２の焦点ずれ検出器３９は合焦位置でメモリーされた頂点の信号レベルＬｈ２とフォーカスがずれることによって変わって行く第２のフォーカス信号の信号レベルとを比較しておき、これが信号レベルＬｈ２のｂ（＝５０）％になったら、第２の焦点ずれ検出器３９は、前記ＲＳＦＦ４２をリセットする第２の合焦解除指令信号を発生する。よってフォーカスレンズは合焦位置に達した時点から焦点ずれが検出されるまでの間、フォーカスモータ２０に供給する前記制御信号の前記必要移動量ａが０、ウォブリング信号の振幅ｋも０に設定されるので合焦位置に保持されている。第２の焦点ずれ検出器３９によって焦点ずれが検出されると前記ＲＳＦＦ４２がリセットされるので前記した新しい合焦位置への制御が開始され、新しい合焦位置に到達する。
【００７２】
以上は図４の曲線７０で示す第１のフォーカス信号及び曲線７１で示す第２のフォーカス信号が得られるような被写体を撮影した場合における本発明からなるティピカルなオートフォーカスシステムである。しかし被写体の状態は色々ある。図６に示すように被写体の形状、コントラスト等の違いにより第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の特性が変わる。図４に示した特性はティピカルなものであり、図６における曲線７０１が図４における曲線７０の第１のフォーカス信号に相当し、曲線７１１が曲線７１の第２のフォーカス信号に相当する。
【００７３】
図６の曲線７０２で示す第１のフォーカス信号と曲線７１３で示す第２のフォーカス信号をもった被写体を撮影した場合、前記ティピカルの場合と異なるのは、曲線７１３で示す第２のフォーカス信号の信号レベルが、全範囲において直線７２で示すレベルＡより低いレベルにあることである。この場合、前記信号ルート設定手段５７における第１の信号レベル検出器２３からは図４のＹに示す区間ゲート信号は全区間Ｈとなるので、第１の合焦信号指示信号が第１のゲート回路２５を通り、第１の傾斜検出信号ルート設定手段５８に供給されることになる。前記ティピカルの場合のように合焦位置から離れた範囲では第１の合焦方向指示信号による制御を行い第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡを超えた時点から第２の合焦方向指示信号２による制御に変わったが、この場合は全ての範囲で第１の合焦方向指示信号による制御となる。具体的に図２の回路ブロックで説明する。
【００７４】
前記第１のゲート回路２５を通った第１の合焦方向指示信号は前記第１の傾斜検出信号ルート設定手段５８における前記第３のゲート回路２８及び第４のゲート回路２９に供給されている。一方、第１の傾斜検出手段２７には常時、第１の合焦方向指示信号が供給され、前記したように第１のフォーカス信号の傾斜を検出する。図６の曲線７０２で示す第１のフォーカス信号を見てわかるように合焦位置Ｐ４の頂点付近までは傾斜は増加傾向にある。前記したように現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの合焦方向指示信号２の方向指示がｎ（＝１１）フィールド以上同一方向であれば、第１の傾斜検出手段２７はその方向が増加方向、すなわち合焦位置へ向かう方向として、第３のゲート回路２８を通して第１の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号を発生する。このゲート信号によって、第１の合焦方向指示信号は第３のゲート回路２８を通り、さらに集合器３７を通り、制御信号発生器４４に供給される。よって、第１の合焦方向指示信号の方向指示に従って、制御信号発生器４４から毎フィールド前記データテーブルから選ばれた必要移動量ａｘ−ｙｚの制御信号が発生され、この制御信号はフォーカスモータ駆動手段１９に供給されフォーカスモータ２０は駆動されるので、フォーカスレンズは合焦位置へと移動される。
【００７５】
このようにしてフォーカスレンズは合焦位置付近まで到達するが頂点付近の傾斜はフラットになってくるので、前記第１の傾斜検出手段２７では、現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの合焦方向指示信号１の方向指示がｎ（＝１１）フィールド以上同一方向にはならないので、傾斜が増加傾向にないとして、その辺りが合焦位置に近いと判断し、第４のゲート回路２９を通して第１の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号を発生する。そのゲート信号によって、第１の合焦方向指示信号は第４のゲート回路２９を通って第１の合焦位置確認判定手段６０に伝達される。
【００７６】
前記第１の合焦位置確認判定手段６０は第１の合焦位置判定器３３及び第７のゲート回路３４から構成されている。
【００７７】
第１の合焦位置判定器３３は、第１の傾斜検出手段２７において検出された増加傾向にないフィールドの第１の合焦方向指示信号がｅ（＝３２）回（フィールド）連続に続き、フォーカスレンズがフォーカス信号１の頂点の極近傍に、前記ｅフィールドの定められた確認時間Ｔｄ（＝ｅ・Ｔｆ（１フィールド期間））留まれば合焦位置と判定し、第１の合焦保持指令信号を発生するものである。前記第１の合焦位置判定来３３による前記判定までの確認時間Ｔｄ内は、前記第１の合焦方向指示信号が前記第７のゲート回路３４及び集合器３７を通して前記制御信号発生器４４に加えられ、前記制御信号発生器４４より前記第１の合焦方向指示信号の指示方向に従って前記データテーブルから選ばれた必要移動量ａｘ−ｙｚの制御信号を発生させ、フォーカスモータに加えることによって、フォーカスレンズを動かすが、フォーカスレンズが前記確認時間Ｔｄの間、第１のフォーカス信号の頂点付近に留まっていれば合焦位置と判定する。頂点付近では、傾斜がフラットであるので前記確認時間Ｔｄ内での第１の合焦方向指示信号が指示する方向は近方向（＋方向）、遠方向（−方向）が前記ｅ（＝３２）フィールドでは半分、半分であり、フォーカスレンズは頂点付近では殆ど動かない状態になる。よって前記した合焦位置の確認と判定ができるわけである。
【００７８】
第１の合焦位置判定器３３は、合焦位置と判定すると、前記したように、第１の合焦保持指令信号を発生する。前記第１の合焦保持指令信号はフォーカスレンズ４をその位置に保持する操作を行う合焦位置保持手段４５に供給される。前記合焦位置保持手段４５はＲＳフリップフロップ（ＲＳＦＦ）４２、ＯＲ回路４０、ＯＲ回路４１、第１の焦点ずれ検出器３８並びに第２の焦点ずれ検出器３９から構成されている。前記第１の合焦保持指令信号によって前記ＲＳＦＦ４２はセットされる。前記ＲＳＦＦ４２がセットされた時点でＲＳＦＦ４２からは合焦中である指定信号が前記制御信号発生器４４及びウォブリング信号発生器４３に供給される。前記指定信号によって、合焦位置に来ると前記制御信号の前記必要移動量ａを０（ゼロ）にすると共に前記正弦波のウォブリング信号の振幅ｋも０（ゼロ）にする。よってその位置でフォーカスレンズは保持され、フォーカスの合った状態が保たれる。（前記したようにフォーカスレンズを動かすフォーカスモータ２０は与える電流量を０にすると停止するリニア−モータで構成されている。）
しかし、撮影中は撮影者の意思により被写体位置が変わるので、再度フォーカスを取り直さなければならない。そこでまず、フォーカスがずれた（アウトフォーカス）ことを検出し、前記ＲＳＦＦ４２をリセットし、フォーカスレンズの保持を停止し、別位置にある合焦位置へ動かすための前記した制御に戻す必要がある。
前記合焦位置保持手段４５の中にある第１の焦点ずれ検出器３８はフォーカスがずれたことを検出し、前記ＲＳＦＦ４２をリッセットするものである。第１の焦点ずれ検出器３８には、合焦位置に達した時、第１の合焦位置判定器３３から得られる前記第１の合焦保持指令信号が供給されている。この信号によって、第１の焦点ずれ検出器３８においては、合焦位置での第１の検波器１３の出力である第１のフォーカス信号の信号レベルがメモリーされる。すなわち図４の頂点８４付近のフォーカスレンズが保持されている位置での信号レベルＬｈ１がメモリーされる。そして前記した焦点ずれが生ずると例えば遠方向にずれ曲線９５のようなフォーカス信号が得られるとすればフォーカスレンズの今ある位置は直線７９で示される前の合焦位置Ｐ４（ｔ４）にあるので、直線７９と曲線９５の交点の信号レベルは前記Ｌｈ１に比べるとかなり低くなる。これを検出すればフォーカスずれがわかる。
【００７９】
第１の焦点ずれ検出器３８は合焦位置でメモリーされたフォーカス信号１の頂点の信号レベルＬｈ１とフォーカスがずれることによって変わって行く第１のフォーカス信号の信号レベルとを比較しておき、これがメモリー時の値のｂ（＝５０）％になったら、第１の焦点ずれ検出器３８は、前記ＲＳＦＦ４２をリセットする第１の合焦解除指令信号を発生する。よってフォーカスレンズは合焦位置に達した時点から焦点ずれが検出されるまでの間、フォーカスモータ２０に供給する前記制御信号の前記必要移動量ａが０、ウォブリング信号の振幅ｋも０に設定されるので合焦位置に保持されている。第１の焦点ずれ検出器によって焦点ずれが検出されると前記ＲＳＦＦ４２がリセットされるので前記した新しい合焦位置への制御が開始され、新しい合焦位置に到達する。
【００８０】
（実施例２）
本発明は前記したように第２のフォーカス信号の信号レベルの頂点である合焦位置へフォーカスレンズ移動し、その合焦位置でフォーカスレンズを保持するシステムである。
【００８１】
実施例２は、第２のフォーカス信号の信号レベルが図６の曲線７１１に示すティピカルの場合より信号レベルが低いような被写体に対してより正確にフォーカスレンズ合焦位置に移動させるようにするものである。すなわち図６の曲線７１２及び７１３で示されるようなフォーカス信号２の被写体を撮影した場合、前記した実施例１では第２のフォーカス信号の信号レベルが直線７２で示すレベルＡより低いレベルの範囲が広く、第２の合焦方向指示信号によって、制御できる範囲が限られてしまう。曲線７１３で示される第２のフォーカス信号の場合は全範囲がレベルＡより低いレベルであるので実施例１では第２の合焦方向指示信号による制御は行われなくなる。実施例２は前記第２のフォーカス信号のレベルが低くても、第２の合焦方向指示信号による制御ができるようにしたものである。
【００８２】
図９は本発明からなるオートフォーカス装置の実施例２の回路ブロック図である。実施例２の全体回路ブロック図は、前記した図１に示す本発明からなる実施の形態の全体回路ブロック図と同じである。実施例２はコントローラ１５において、図２に示す実施例１に対して、信号ルートを設定するゲート回路が追加されている点と一部ブロックの動作定義が少し変わる点がある。具体的に図９の回路ブロック図で説明する。図２に示す実施例１と同じブロックは同一番号が付いている。
【００８３】
図９の実施例２は構成上において、図２の実施例１に対して、第９のゲート回路１２１、第１０のゲート回路１２２並びに第１１のゲート回路１２３が追加されている。
【００８４】
図４の曲線７０で示す第１のフォーカス信号及び曲線７１で示す第２のフォーカス信号の特性をもつティピカルな被写体を撮影した場合で説明する。
【００８５】
実施例１では第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下の範囲は第１のフォーカス信号から得られる第１の合焦方向指示信号による制御を行い、レベルＡを超えた範囲では第２のフォーカス信号から得られる第２の合焦方向指示信号による制御によって、フォーカスレンズを合焦位置に移動し、保持した。実施例２では第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下の範囲においても第２の合焦方向指示信号による制御を行えるようにしたものである。
【００８６】
前記第９のゲート回路１２１、第１０のゲート回路１２２並びに第１１のゲート回路１２３はレベルＡ以下の範囲において、第２の合焦方向指示信号を制御信号発生器４４に伝達するためのものである。前記第９のゲート回路１２１はレベルＡ以下の範囲において、第２の合焦方向指示信号を通過するものである。前記第１の信号レベル検出器２３から得られる図４のＹに示す区間ゲート信号によってゲートされる。しかし、曲線７１で示す第２のフォーカス信号はレベルＡ以下の範囲では前記したように信号レベルはかなりの範囲がフラットであるが曲線７１のポイント１１９辺りから増加傾向になる。前記第２の傾斜検出手段３０は常時、第２の合焦方向指示信号が供給されているので、前記したように第２のフォーカス信号の傾斜を検出し、毎フィールド毎のゲート信号を発生する。現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの第２の合焦方向指示信号の方向指示がｎ（＝１１）フィールド以上同一方向であれば、第２の傾斜検出手段３０はその方向が増加方向、すなわち合焦位置へ向かう方向として、第１０のゲート回路１２２を通して合焦方向指示信号２を通過させるフィールド毎のゲート信号（ｙｅｓ）を発生する。前記第２の傾斜検出手段３０では、現フィールドから過去ｍ（＝１６）フィールドの第１の合焦方向指示信号の方向指示がｎ（＝１１）フィールド以上同一方向になければ、傾斜が増加傾向にないとして、第１１のゲート回路１２３を通して第１の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号（ｎｏ）を発生する。
【００８７】
図４の直線７６で示すＰ１（ｔ１）位置では曲線７１で示す第２のフォーカス信号は、フラットであるので、傾斜が増加方向にないとして、第２の傾斜検出手段３０は第１１のゲート回路１２３を通して第１の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号（ｎｏ）を発生する。よって、第１のゲート回路２５を通過した第１の合焦方向指示信号は第１１のゲート回路１２３及び集合器３７を通り、制御信号発生器４４に供給される。第１の合焦方向指示信号の方向指示に従って、制御信号発生器４４から毎フィールド前記データテーブルから選ばれた必要移動量ａｘ−ｙｚの制御信号が発生され、この制御信号はフォーカスモータ駆動手段１９に供給されフォーカスモータ２０は駆動されるので、フォーカスレンズは合焦位置の方向へと移動される。そして、前記した曲線７１で示すフォーカス信号２の信号レベルが増加傾向になり始めるポイント１１９を過ぎると、第２の傾斜検出手段３０はその方向が増加方向、すなわち合焦位置へ向かう方向として、第１０のゲート回路１２２を通して第２の合焦方向指示信号を通過させるフィールド毎のゲート信号（ｙｅｓ）を発生する。
【００８８】
一方、第１の傾斜検出手段２７には常時、第１の合焦方向指示信号が供給されているので、フォーカスレンズの在る位置の第１のフォーカス信号が増加傾向にあれば第３のゲート回路２８に対するゲート信号（ｙｅｓ）を発生する。よって、前記第９のゲート回路１２１を通り、さらに前記第１０のゲート回路１２２を通った第２の合焦方向指示信号は前記第３のゲート回路２８及び集合器３７を通って、制御信号発生器４４に供給される。第１の合焦方向指示信号の方向指示に従って、制御信号発生器４４から毎フィールド前記データテーブルから選ばれた必要移動量ａｘ−ｙｚの制御信号が発生され、この制御信号はフォーカスモータ駆動手段１９に供給されフォーカスモータ２０は駆動されるので、フォーカスレンズは合焦位置の方向へと移動され、第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡを超えるポイント８７まで移動する。その後、フォーカスレンズは第２のフォーカス信号から得られる第２の合焦方向指示信号により、実施例１と同じように第２のフォーカス信号に沿って頂点８９の合焦位置まで移動され、その位置で保持される。
【００８９】
以上、実施例２はフォーカスレンズが合焦位置から離れた位置にあるときは実施例１と同じく第１のフォーカス信号から得られる第１の合焦方向指示信号による制御によって、第１のフォーカス信号に沿ってポイント１２０まで移動される。（この範囲ではフォーカス信号２の傾斜はフラット）ポイント１２０はポイント１１９上の直線１１４で示される位置Ｐ６（ｔ６）であり、この位置から第２のフォーカス信号が増加傾向になる。この位置Ｐ６（ｔ６）から第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡを超えるポイント８７の位置Ｐ２（ｔ２）までは第２のフォーカス信号から得られる第２の合焦方向指示信号による制御によって、第２のフォーカス信号に沿って移動される。実施例１ではこの区間は第１のフォーカス信号から得られる第１の合焦方向指示信号による制御であった。このように曲線７０で示す第１のフォーカス信号と曲線７１で示すフォーカス信号２のティピカルな特性を持つ被写体の撮影の場合は、フォーカスレンズが合焦位置に移動され保持されるまでの過程において、合焦方向指示信号２による制御が実施例１では位置Ｐ２（ｔ２）から始まるが実施例２では位置Ｐ６（ｔ６）から始まり、位置Ｐ６（ｔ６）から合焦位置Ｐ４（ｔ４）まで連続的に第２の合焦方向指示信号による制御がされる。実施例２の特徴はこのように第２のフォーカス信号の信号レベルがレベルＡ以下の範囲においても第２のフォーカス信号の傾斜が増加傾向にあれば第２のフォーカス信号から得られる第２の合焦方向指示信号による制御を優先的に行うようにしたものであり、前記した図６の曲線７１２及び７１３で示すような第２のフォーカス信号の特性を持つ被写体の撮影の場合、効率的なフォーカスレンズの移動が可能となる。曲線７１２の第２のフォーカス信号の場合は前記した曲線７１１のティピカルの場合と比べ信号レベルがレベルＡ以下にある範囲が広くなるのでフォーカスレンズが合焦位置へ向かう場合早期に第２のフォーカス信号から得られる第２の合焦方向指示信号による制御に入り、フォーカスレンズは確実に合焦位置に移動され保持される。
【００９０】
曲線７１３で示す第２のフォーカス信号の場合は全範囲で信号レベルがレベルＡ以下にあるので実施例１では、第１のフォーカス信号から得られる第１の合焦方向指示信号による制御となり、合焦位置は本来の合焦位置から少しずれる可能性があった。しかし実施例２では曲線７１３で示すフォーカス信号の頂点付近まではフォーカス信号２から得られる合焦方向指示信号２による制御となるので実施例１の場合より本来の合焦位置に近づく、ただし頂点付近に達すると第１の傾斜検出手段により、第１のフォーカス信号の傾斜が増加傾向にないとして第４のゲート回路２９を開くゲート信号（ｎｏ）を発生する。よって第１のゲート回路２５を通った第１の合焦方向指示信号が前記第４のゲート回路２９を通り、第１の合焦位置確認判定手段６０に供給される。以降は実施例１で述べたように合焦位置の確認及び保持がおこなわれる。
【００９１】
以上本発明は被写体光学像を画像信号に変換する撮像素子より得られる前記画像信号からフォーカスが合うにつれ、増大する特定周波数帯域の信号成分を広い周波数範囲で抽出し、フォーカス情報信号を得る第１のフィルター（低域フィルター（ＬＰＦ））と、フォーカスが合うにつれ合焦付近で急峻に増大する特定周波数帯域の信号成分を抽出し、フォーカス情報信号を得る特定周波数帯の第２のフィルター（帯域フィルター（ＢＰＦ））と、前記第１のフィルター（ＬＰＦ）の出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第１のフォーカス信号を得るための第１の検波器と、前記第２のフィルターの出力を整流検波して、フォーカス情報信号として、前記フォーカスレンズの位置に対する前記特定周波数帯域の信号成分をＤＣレベル信号に変換した第２のフォーカス信号を得るための第２の検波器と、第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号からフォーカスレンズを動かすフォーカスモータに対する制御信号を発生するコントローラとを有するオートフォーカス装置である。その制御システムは前記第２のフォーカス信号の信号レベルの頂点（合焦位置）にフォーカスレンズを移動させ、その位置に保持させることにある。しかし、前記第１の検波器及び第２の検波器の出力である前記第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号が、撮影している被写体のコントラスト、明るさ等により、その信号レベルが多様に変わる。本発明はそれらの変化に対応して正確に合焦を得るオートフォーカス装置であり、ビデオカメラばかりでなく、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等の光学系を持つカメラに適応できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置のフォーカス制御に利用して有効なものである。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明からなるオートフォーカス装置のレンズユニット等の光学機構部と全体回路ブロック図
【図２】本発明からなる実施例１の詳細回路ブロック図
【図３】図１及び図２における第１のフィルター及び第２のフィルターの周波数特性図
【図４】第１の検波器及び第２の検波器の出力信号である第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルとフォーカスレンズの位置（時間）との特性図
【図５】ウォブリングにより変動を受けた第１のフォーカス信号又は第２のフォーカス信号から第１の合焦方向指示信号又は第２の合焦方向指示信号を得る場合の説明図
【図６】種々の被写体を撮影した場合に得られる第１のフォーカス信号及び第２のフォーカス信号の信号レベルとフォーカスレンズの位置（時間）との特性図
【図７】必要移動量及びウォブリングの振幅を決めるためのレベルゾーンとフォーカスレンズの位置（時間）との関係図
【図８】１フィールドで動かすフォーカスレンズの必要移動量ａｘ−ｙｚのデータテーブルとウォブリングの振幅ｋｘ−ｙｚのデータテーブルを示す図
【図９】本発明からなる実施例２の詳細回路ブロック図
【図１０】従来例を示すブロック図
【符号の説明】
【００９４】
１    レンズユニット
２    レンズ群
３    ズームレンズ
４    フォーカスレンズ
５    絞り調整機構
６    撮像素子
７    ＡＧＣ増幅器
８    Ａ／Ｄ
９    信号処理回路
１１    第１のフィルター（ＬＰＦ）
１２    第２のフィルター（ＢＰＦ）
１３    第１の検波器
１４    第２の検波器
１５    コントローラ
１６    ゲイン制御手段
１７    シャッタ制御手段
１８    絞り制御手段
１９    フォーカスモータ駆動手段
２０    フォーカスモータ
２１    第１の検出器
２２    第２の検出器
２３    第１の信号レベル検出器
２４    反転器
２５    第１のゲート回路
２６    第２のゲート回路
２７    第１の傾斜検出手段
２８    第３のゲート回路
２９    第４のゲート回路
３０    第２の傾斜検出手段
３１    第５のゲート回路
３２    第６のゲート回路
３３    第１の合焦位置判定器
３４    第７のゲート回路
３５    第２の合焦位置判定器
３６    第８のゲート回路
３７    集合器
３８    第１の焦点ずれ検出器
３９    第２の焦点ずれ検出器
４０    ＯＲ回路
４１    ＯＲ回路
４２    ＲＳＦＦ
４３    ウォブリング信号発生器
４４    制御信号発生器
４５    合焦位置保持手段
４６    レベルゾーン指定信号発生器
４７    第２の信号レベル検出器
４８    反転器
４９    第３の信号レベル検出器
５０    反転器
５１    第４の信号レベル検出器
５２    反転器
５３    ＡＮＤ回路
５４    ＡＮＤ回路
５５    ＡＮＤ回路
５６    ＯＲ回路
５７    第１の信号ルート設定手段
５８    第２の信号ルート設定手段
５９    信号ルート設定手段（３）
６０    第１の合焦位置確認判定手段
６１    第２の合焦位置確認判定手段
６２    ズームレンズ位置検出器
６３    ＳＧ
６４    絞り状態検出器
１２１    第９のゲート回路
１２２    第１０のゲート回路
１２３    第１１のゲート回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006163024.tif 000011
【図１０】
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