JPH11337814A

JPH11337814A - 光学装置

Info

Publication number: JPH11337814A
Application number: JP15998198A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Oonoda; 仁大野田; Terutake Kadohara; 輝岳門原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-10
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JP4011738B2

Abstract

(57)【要約】【課題】焦点合わせに用いる対象領域を必要十分な領
域に効率よく限定し、焦点合わせに使用する情報を得る
為の時間の短縮を図る。【解決手段】測距又はデフォーカス量の２次元分布を
観察画面内の複数の領域で測定する測定手段と、移動中
の対象物に対して焦点を合わせ続ける追従動作を行う
際、焦点合わせに用いる対象領域を、前記複数の領域か
ら前回の追従動作での合焦領域Ｂ又はＥを中心とした所
定の領域Ｃ，Ｄ又はＦ，Ｇに限定し、この所定の領域に
対してのみ測距又はデフォーカス量の２次元分布の測定
を前記測定手段に行わせ、得られる情報に基づいて前記
追従動作を行う焦点調節手段を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
カメラや監視カメラなどの自動焦点調節機能を有した光
学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラ等に代表される焦点検出機能は中
央１点の検出領域から３点，５点へと進歩し、撮影領域
に対してその検出範囲が確実に拡がっている。これには
検出光学系の進歩のみならず、それに見合ったセンサ、
更に制御を司るマイクロコンピュータなどの進歩が不可
欠となっている。

【０００３】検出領域の多点化は、通常の撮影において
は、被写体ではなく背景にピントが合ってしまう状態、
いわゆる「中抜け」の防止に大いに効果がある。更に動
いている被写体を撮影する場合は、被写体から焦点検出
領域を外してしまうのを少なくできる。

【０００４】図１４（ａ）は、撮影画面Ａに対し、Ｂの
様に狭い一次元的な１点の範囲を焦点検出領域とした図
である。一方、図１４（ｂ）は焦点検出領域の拡大を行
った例で、撮影画面Ａに対して検出領域Ｂが３つの領域
になっている。これは図１４（ａ）での検出領域に対し
て直交方向に３箇所検出領域を増したものである。

【０００５】焦点検出領域が中央１点から３点へ増加し
たことにより、被写体に対して常に中央でピントを合わ
せる必要がなくなり、撮影上の自由度が向上している。

【０００６】これをもっと発展させると、図１４（ｃ）
の様に、撮影画面Ａに対して検出領域Ｂもある２次元の
領域を持った（実際には多数の焦点検出領域がある程度
密に集まった）、エリアＡＦへとなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】カメラの焦点検出領域
が多数集まったエリアＡＦは、従来のような中抜け、外
れが無く、撮影者が本来の撮影に集中できるメリットが
ある反面、エリア全部の焦点検出点に対し焦点検出演算
を行っていては時間的にかかり過ぎ、いわゆるシャッタ
チャンスを逃してしまう事が十分に考えられる。

【０００８】特に被写体が動いている場合には影響が大
きく、いかにして演算時間を短くするかが大きな課題と
なる。

【０００９】（発明の目的）本発明の目的は、焦点合わ
せに用いる対象領域を必要十分な領域に効率よく限定
し、焦点合わせに使用する情報を得る為の時間の短縮を
図ることのできる光学装置を提供しようとするものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、測距又はデフォーカス量の２次元分布を
観察画面内の複数の領域で測定する測定手段を有する光
学装置において、移動中の対象物に対して焦点を合わせ
続ける追従動作を行う際、焦点合わせに用いる対象領域
を、前記複数の領域から前回の追従動作での合焦領域を
中心とした所定の領域に限定し、この所定の領域に対し
てのみ測距又はデフォーカス量の２次元分布の測定を前
記測定手段に行わせ、得られる情報に基づいて前記追従
動作を行う焦点調節手段を有した光学装置とするもので
ある。

【００１１】上記構成においては、移動中の対象物に対
して焦点を合わせ続ける追従動作を行う際には、焦点合
わせに用いる対象領域を、例えば前回の追従動作での合
焦領域を中心とした予め決められた十字とみなせる領域
や、前回の追従動作での合焦領域を中心とした予め決め
られた一方向の領域に限定し、これらの領域のみにて測
距又はデフォーカス量の２次元分布の情報を測定し、得
られる情報に基づいて移動中の対象物に対して焦点を合
わせ続けるようにしている。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。

【００１３】二次元的な領域での焦点検出が可能な自動
焦点調節カメラを例に、動体撮影での焦点検出領域の限
定、選択方法について説明を行う。

【００１４】図１は本発明の実施の一形態に係るカメラ
の基本構成要素のブロック図であり、同図において、５
１は被写界中の任意の場所の距離を測定する距離分布測
定回路、５２は撮影画面内から主被写体が存在する領域
を検出する主被写体領域検出回路、５３は前記主被写体
領域検出回路５２で自動に決定された前回の主被写体領
域に従って今回の焦点検出領域範囲を設定する選択領域
設定回路、５４は決定された主被写体領域の情報に従っ
て撮影光学系に対する焦点調節距離決定回路、５５は撮
影光学系、５６はレンズを駆動して焦点を調節するレン
ズ駆動装置である。５７の制御装置であり、実際にはマ
イクロコンピュータのＣＰＵ及びＲＡＭとＲＯＭ等で具
現化される。この中で、距離分布測定回路５１はマイク
ロコンピュータと測定用光学系で具現化されることか
ら、点線を跨いだ表現となっている。

【００１５】図２〜図５は、上記図１のカメラの具体的
な構成例を示す図である。

【００１６】図２は、被写界の距離を検出する為のカメ
ラの光学構成要素の配置図であり、図中、１は撮影レン
ズ、８はフィールドレンズ、９は二次結像レンズ、１０
はエリアセンサである。

【００１７】前記エリアセンサ１０の二つの撮影画面１
０ａ，１０ｂ上には各々撮影レンズ１のお互いに異なる
瞳位置からの光束が導かれ、フィールドレンズ８、二次
結像レンズ９により定まる結像倍率で再結像される。こ
のエリアセンサ１０は撮影レンズ１に対して撮影フィル
ム面と光学的に等価な位置にあり、撮影画面１０ａ，１
０ｂは各々撮影画面の一部または撮影画面に等しい視野
を有している。

【００１８】図３は、図２に示した検出光学系をカメラ
に適した場合のレイアウトを示したもので、図中、６は
クイックリターンミラー、１８はペンタプリズム、１９
は分割プリズム、２０は反射ミラーであり、他は図３と
同様である。又図４は、図３のレイアウトをカメラ上部
方向より見た図である。

【００１９】以上の様な構成により、所定の視差を持っ
た撮影画像１０ａ，１０ｂが得られる。

【００２０】尚、前述の構成を有するカメラについて
は、特願平５−２７８４３３等で詳細に開示されてい
る。

【００２１】図５は、上記図２の如き各部品を備えたカ
メラの構成を示すブロック図であり、先ずその構成につ
いて説明する。

【００２２】図５において、ＰＲＳは図１の制御装置５
７に相当するカメラの制御装置で、例えば、内部にＣＰ
Ｕ（中央処理装置），ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換機能
を有する１チップのマイクロコンピュータである。この
カメラの制御装置（以下、マイコンと記す）ＰＲＳはＲ
ＯＭに格納されたカメラのシーケンス・プログラムに従
って、自動露出制御機能，自動焦点調節機能，フィルム
の巻上げ・巻戻し等のカメラの一連の動作を行ってい
る。その為にマイコンＰＲＳは、通信用信号ＳＯ，Ｓ
Ｉ，ＳＣＬＫ、通信選択信号ＣＫＣＭ，ＣＤＤＲ，ＣＩ
ＣＣを用いて、カメラ本体内の周辺回路及びレンズ内制
御装置と通信を行って、各々の回路やレンズを制御す
る。

【００２３】ＳＯはマイコンＰＲＳから出力されるデー
タ信号、ＳＩはマイコンＰＲＳに入力されるデータ信
号、ＳＣＬＫは信号ＳＯ，ＳＩの同期クロックである。

【００２４】ＬＣＭはレンズ通信バッファ回路であり、
カメラが動作中のときにはレンズ用電源端子ＶＬに電力
を供給するとともに、マイコンＰＲＳからの選択信号Ｃ
ＬＣＭが高電位レベル（以下、‘Ｈ’と記し、低電位レ
ベルは‘Ｌ’と記す）のときには、カメラとレンズ間の
通信バッファトなる。

【００２５】マイコンＰＲＳがＣＬＣＭを‘Ｈ’にし
て、ＳＣＬＫに同期して所定のデータをＳＯから送出す
ると、レンズ通信バッファ回路ＬＣＭはカメラ・レンズ
間通信接点を介して、ＳＣＬＫ，ＳＯの各々のバッファ
信号ＬＣＫ，ＤＣＬをレンズへ出力する。それと同時に
レンズからの信号ＤＬＣのバッファ信号をＳＩに出力
し、マイコンＰＲＳは同期してＳＩからレンズのデータ
を入力する。

【００２６】ＤＤＲは各種のスイッチＳＷＳの検知及び
表示回路であり、信号ＣＤＤＲが‘Ｈ’のとき選択さ
れ、ＳＯ，ＳＩ，ＳＣＬＫを用いてマイコンＰＲＳから
制御される。即ち、マイコンＰＲＳから送られてくるデ
ータに基づいてカメラの表示部材ＤＳＰの表示を切り換
えたり、カメラの各種操作部材のオン・オフ状態を通信
によってマイコンＰＲＳに報知する。ＯＬＣはカメラ上
部に位置する外部液晶表示装置であり、ＩＬＣはファイ
ンダ内部液晶表示装置である。

【００２７】ＳＷ１，ＳＷ２は不図示のレリーズボタン
に連動したスイッチで、レリーズボタンの第１階段の押
下によりスイッチＳＷ１がオンし、引き続いて第２段階
の押下でスイッチＳＷ２がオンする。マイコンＰＲＳは
スイッチＳＷ１のオンで測光，自動焦点調節を行い、ス
イッチＳＷ２のオンをトリガとして露出制御とその後の
フィルムの巻上げを行う。

【００２８】尚、スイッチＳＷ２はマイコンＰＲＳの
「割り込み入力端子」に接続され、スイッチＳＷ１のオ
ン時のプログラム実行中でも、該スイッチＳＷ２のオン
によって割り込みがかかり、直ちに所定の割り込むプロ
グラムへ制御を移すことができる。

【００２９】ＭＴＲ１はフィルム給送用の、ＭＴＲ２は
ミラーアップ・ダウン及びシャッタばねチャージ用の、
それぞれモータであり、各々の駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤ
Ｒ２により正転、逆転の制御が行われる。マイコンＰＲ
Ｓから駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２に入力されている信
号Ｍ１Ｆ，Ｍ１Ｒ、Ｍ２Ｆ，Ｍ２Ｒはモータ制御用の信
号である。

【００３０】ＭＧ１，ＭＧ２は各々シャッタ先幕・後幕
走行開始用マグネットで、信号ＳＭＧ１，ＳＭＧ２、増
幅トランジスタＴＲ１，ＴＲ２で通電され、マイコンＰ
ＲＳによりシャッタ制御が行われる。

【００３１】尚、モータ駆動回路ＭＤＲ１，ＭＤＲ２、
シャッタ制御は、本発明と直接関りがないので、詳しい
説明は省略する。

【００３２】レンズ内制御回路ＬＰＲＳにＬＣＫと同期
して入力される信号ＤＣＬは、カメラからレンズＬＮＳ
に対する命令のデータであり、命令に対するレンズの動
作は予め決められている。このレンズ内制御回路ＬＰＲ
Ｓは、所定の手続きに従ってその命令を解析し、焦点調
節や絞り制御の動作や、出力ＤＬＣからレンズの各部動
作状況（焦点調節光学系の駆動状況や、絞りの駆動状態
等）や、各種パラメータ（開放Ｆナンバー，焦点距離，
デフォーカス量対焦点調節光学系の移動量の係数，各種
ピント補正量等、距離情報）の出力を行う。

【００３３】この実施の形態では、ズームレンズを例を
示しており、カメラから焦点調節の命令が送られた場合
には、同時に送られてくる駆動量・方向に従って焦点調
節用モータＬＴＭＲを信号ＫＭＦ，ＬＭＲによって駆動
して、光学系を光軸方向に移動させて焦点調節を行う。
光学系の移動量は光学系に連動して回動するパルス板の
パターンをフォトカプラにて検出し、移動量に応じた数
のパルスを出力するエンコーダ回路ＥＮＣＦのパルス信
号ＳＥＮＣＦでモニタし、レンズ内制御回路ＬＰＲＳ内
のカウンタで係数しており、所定の移動が完了した時点
でＬＰＲＳ自身が信号ＬＭＦ、ＬＭＲを‘Ｌ’にしてモ
ータＬＭＴＲを制動する。

【００３４】このため、一旦カメラ焦点調節の命令が送
られた後は、マイコンＰＲＳはレンズの駆動が終了する
まで、レンズ駆動に関して全く関与する必要がない。ま
た、カメラから要求が合った場合には、上記カウンタの
内容をカメラに送出することも可能な構成になってい
る。

【００３５】カメラから絞り制御の命令が送られた場合
には、同時に送られてくる絞り段数に従って、絞り駆動
用としては公知のステッピング・モータＤＭＴＲを駆動
する。尚、ステッピング・モータはオープン制御が可能
なため、動作をモニタするためのエンコーダを必要とし
ない。

【００３６】ＥＮＣＺはズーム光学系に付随したエンコ
ーダ回路であり、レンズ内制御回路ＬＰＲＳはこのエン
コーダ回路ＥＮＣＺからの信号ＳＥＮＣＺを入力してズ
ーム位置を検出する。レンズ内制御回路ＬＰＲＳ内には
各ズーム位置におけるレンズ・パラメータが格納されて
おり、カメラ側のマイコンＰＲＳから要求が合った場合
には、現在のズーム位置に対応したパラメータをカメラ
に送出する。

【００３７】ＩＣＣは、ＣＣＤ等から構成される焦点検
出と露出制御用測光エリアセンサ及びその駆動回路であ
り、信号ＣＩＣＣが‘Ｈ’のとき選択されて、ＳＯ，Ｓ
Ｉ，ＳＣＬＫを用いてマイコンＰＲＳから制御される。

【００３８】φＶ，φＨ，φＲはエリアセンサ出力の読
み出し、リセット信号であり、マイコンＰＲＳから信号
に基づいてＩＣＣ内の駆動回路によりセンサ制御信号が
生成される。センサ出力はセンサ部からの読み出し後増
幅され、出力信号ＩＭＡＧＥとしてマイコンＰＲＳのア
ナログ入力端子に入力され、マイコンＰＲＳは同信号を
Ａ／Ｄ変換後、そのデジタル値をＲＡＭ上の所定アドレ
スへ順次格納して行く。これらデジタル変換された信号
を用いて被写界の距離分布測定と焦点調節あるいは測光
を行う。

【００３９】尚、上記図５ではカメラとレンズが別体
（レンズ交換が可能）となるもので表現されているが、
本発明はカメラ・レンズ一体なるものでも何等問題な
く、これ等に限定されるものではない。

【００４０】次に、上記マイコンＰＲＳによる一連の動
作について説明する。

【００４１】図６は全体の処理の流れを示すフローチャ
ートであり、以下これにしたがって説明する。

【００４２】撮影者が不図示のシャッタボタンなどを押
すことにより、ステップ（１００）を経由して撮影処理
が開始される。

【００４３】ステップ（１０１）において、まず現在の
自動焦点調節モードとして、動体撮影モードに設定され
ているかを判定する。動体撮影モードが設定されていな
ければそのままステップ（１０２）に移り、今回の焦点
検出演算対象領域を焦点検出領域の全領域に設定する。
一方、動体撮影モードが設定されているならばステップ
（１０３）へ移り、今回の焦点検出動作が動体撮影モー
ドでの最初であるかの判定を行う。これは、最初である
ならば、どこに主被写体が存在するかが未だ明確に検知
されていないので、まずは焦点検出領域全域での検出が
必要になるためである。従って、該ステップ（１０３）
にて今回の焦点検出動作が最初であると判定したなら
ば、非動体撮影モードと同じようにステップ（１０２）
へ進み、今回の焦点検出演算対象領域を焦点検出領域の
全領域に設定する。

【００４４】また、今回の焦点検出動作が最初でないな
らば、ステップ（１０３）からステップ（１０４）へ進
み、検出対象とする領域を設定する選択領域設定サブル
ーチンを呼び出す。この選択領域設定サブルーチンにお
ける概要について、図７を用いて説明する。なお、この
選択領域設定は、マイコンＰＲＳ内の図１に示す選択領
域設定回路５３に相当する部分が行うことになる。

【００４５】図７（ａ）において、Ａは、縦５分割，横
７分割で構成された全３５点の焦点検出領域全域を表わ
している。又Ｂは、前回の焦点検出動作にて主被写体領
域であると決定された領域である。つまり、前回は領域
Ｂの焦点検出結果に基づいて焦点調節動作が行われた事
になる。

【００４６】図７（ｂ）は、今回の焦点検出演算対象領
域の設定状態を示したもので、縦方向に領域Ｃ、横方向
に領域Ｄが設定される。これは、前回の主被写体領域で
ある図７（ａ）における領域Ｂを中心として十字とみな
せる領域を選択したもので、領域数としては「１１」、
つまり、全領域の１／３以下の数に絞り込んでいる事に
なる。これは、同一の被写体に対して撮影者がフレーミ
ングを追従させているので、次の主被写体領域として考
慮すべき領域は前回の主被写体領域を中心とした十字領
域で必要十分との考えからである。

【００４７】例えば、今回の主被写体領域が図７（ｃ）
に示した領域Ｅとなった場合は、同様に次回の焦点検出
演算対象領域の設定は、図７（ｄ）に示した領域Ｆ，Ｇ
となる。

【００４８】以上がステップ（１０４）にて行われる、
検出対象とする領域を設定する選択領域設定サブルーチ
ンの内容である。

【００４９】続くステップ（１０５）においては、上記
のように設定された焦点検出領域に対して、被写界の距
離分布を測定するサブルーチンを呼び出す。この距離分
布測定について、図８のフローチャートにしたがって説
明する。なお、この距離分布の測定は、マイコンＰＲＳ
内の図１に示した距離分布測定回路５１に相当する部分
が行うことになる。

【００５０】ステップ（２０１）においては、センサ画
像の取り込みを行う。センサ画像の取り込みは次のよう
に実施される。

【００５１】まず、センサのリセットを行う。具体的に
は、制御信号φＶ，φＨ，φＲをマイコンＰＲＳにて同
時に一定時間“Ｈ”にすることで、ＩＣＣ内部でリセッ
ト動作が行われる。次にマイコンＰＲＳから蓄積開始命
令を送り蓄積を開始し、後に蓄積終了を検知する。そし
て、制御信号φＶ，φＨを駆動してセンサ出力ＩＭＡＧ
Ｅを順次読み出し、マイコンＰＲＳにてＡ／Ｄ変換して
ＲＡＭに格納し、ステップ（２０１）のセンサの出力信
号の取り込みが完了する。

【００５２】二つのセンサの出力信号データは、ＲＡＭ
上の所定領域ＩＭＧ１，ＩＭＧ２に格納される。

【００５３】次にステップ（２０２）以降では、「ｍ×
ｎ」ブロック（ｍ，ｎは１以上の正数）で構成される距
離分布情報（距離マップ）の作成を行う。

【００５４】ステップ（２０２）においては、ブロック
の座標を指示する変数х，уの初期化を行い、次のステ
ップ（２０３）において、ブロック（х，у）の距離演
算に必要な信号をＲＡＭ上の画像データＩＭＧ１の中よ
り抽出して、ＲＡＭ上の所定アドレスＡにコピーする。
続くステップ（２０４）においては、ブロック（х，
у）の距離演算に必要なもう一方の信号を画像データＩ
ＭＧ２の中より抽出して、ＲＡＭ上の所定アドレスＢに
コピーする。

【００５５】次のステップ（２０５）においては、アド
レスＡとアドレスＢに記憶された輝度分布信号に対して
公知の相関演算ＣＯＲ（Ａ，Ｂ）を実施し、二つの像信
号のずれ量δを算出する。続くステップ（２０６）にお
いては、像ずれ量δから距離値の算出を公知の関数ｆ
（δ）により実施し、ＲＡＭ上の距離分布記録用に確保
された所定のアドレスＤ（х，у）に距離値を格納す
る。そして、ステップ（２０７）において、хの値を一
つ増加して、処理対象を隣接ブロックに移す。

【００５６】次のステップ（２０８）においては、ｘと
距離マップのｘ方向の解像度ｍとの比較を行い、ここで
「ｘ＜ｍ」が真と判定した場合はステップ（２０３）へ
戻り、ｘ方向の隣のブロックに対して前述と同様に距離
値の演算と格納を行う。また、「ｘ＜ｍ」が偽と判定し
た場合はステップ（２０９）へ移り、ｘを初期化し、ｙ
を１増加する。

【００５７】続くステップ（２１０）においては、ｙの
値を評価し、「ｙ＜ｎ」が真と判定したときは再びステ
ップ（２０３）へ戻り、次のブロック列に対す演算を開
始する。また、「ｙ＜ｎ」が偽と判定したときは、すべ
てのブロックに対する距離算出を完了し、この距離分布
作成サブルーチン（図６のステップ（１０１）での動
作）を終了する。

【００５８】なお、検出対象領域が十字領域に設定され
ている場合は、上記ｘ，ｙの初期値及び解像度ｍ，ｎが
それぞれ位置毎に変化する事となる。これらは前回の主
被写体領域の場所に関する関数として、あるいは数値テ
ーブルとして記憶し個々に参照する事となる。

【００５９】次に、図６のステップ（１０６）におい
て、主被写体領域の検出サブルーチンを呼び出す。ここ
でも、まず検出対象領域が全域の場合についての主被写
体領域検出サブルーチンの内容について、図９のフロー
チャートにしたがって説明する。なお、この主被写体領
域検出は、マイコンＰＲＳ内の図１に示す主被写体領域
検出回路５２に相当する部分が行うことになる。

【００６０】再び図６に戻って、ステップ（１０６）に
おいては、主被写体領域の検出サブルーチンを呼び出
す。この主被写体領域検出サブルーチンの内容を、図９
のフローチャートにしたがって説明する。なお、この主
被写体領域の検出は、マイコンＰＲＳ内の図１の主被写
体領域検出回路５２に相当する部分が行うことになる。

【００６１】図９のステップ（３０１）において、被写
界を構成する各物体（グループ）毎に番号付けを行う。
例えば図１０の様に、画面の左上のブロックから図中の
矢印のようにラスタ・スキャンしながら分割処理を行う
場合、注目ブロックＧ（ｘ，ｙ）の上のブロックＧ
（ｘ，ｙ−１）と、左ブロックＧ（ｘ−１，ｙ）との間
で、同じグループかどうかの判定を行えば、結果的にす
べての隣接ブロック間で同一ブロックかどうかの判定を
行うことができる。このとき、画面の上辺（ｙ＝０）と
左辺（ｘ＝０）のブロックは、それぞれ上のブロックと
左のブロックが存在しないので、それらに対する処理は
行わない。また、判定の結果はＲＡＭ上のメモリＧ
（０，０）〜Ｇ（ｍ−１，ｎ−１）に記録する。

【００６２】まず、（ｘ，ｙ）＝（０，０）のブロック
はグループ番号「ｇ＝１」として登録して、領域が異な
るグループが検出されればｇの数を一つ増やしてそのブ
ロックのグループ番号とする。この処理により、例えば
図１１（ａ）のような撮影シーンは、図１１（ｂ）のよ
うに各グループ毎に番号が与えられる。こうした、番号
付けの処理自体は「ラベリング法」と呼ばれる公知技術
であるので、領域分け全体のフローチャートは省略す
る。

【００６３】また、各ブロック間で同一ブロックかどう
かの判定方法に関しては、本出願人から開示されている
特願平８−３２５３２７号に詳述されているので、ここ
では省略する。

【００６４】次に、ステップ（３０２）において、上記
ステップ（３０１）にて検出された被写体の数を変数Ｇ
num に設定する。ステップ（３０３）以降においては、
撮影空間を構成する各グループの特性を評価して、この
特性からすべてのグループの中から主被写体を表わすグ
ループを決定する。

【００６５】ステップ（３０３）においては、演算対象
のグループを表わす変数Ｇcur に１を設定する。次のス
テップ（３０４）においては、現在の自動焦点調節モー
ドとして、動体撮影モードに設定されているかを判定
し、動体撮影モードが設定されているならばステップ
（３０５）へ進み、被写体像面速度の変化量と変化率と
いった動体追従での評価に必要な特性を演算する。これ
ら被写体像面速度の変化量と変化率に関しては、特願昭
６２−３２８２３号又は特願平１−２７２０６号にて公
開されているので詳細な説明は省略する。そして、ステ
ップ（３０６）へ進む。

【００６６】また、動体撮影モードが設定されていなけ
ればそのままステップ（３０６）へ移り、ここではグル
ープ番号Ｇcur の被写体領域の主被写体度Ｓ（Ｇcur ）
を演算する。この主被写体度は平均的な距離や、領域の
幅、高さ、画面上の位置などの特性をそれぞれ演算し
て、それらを総合評価して主被写体と考えられる領域を
判定する。例えば、主被写体度評価関数Ｓ（Ｇcur ）と
しては、以下の式が考えられる。

【００６７】Ｓ（Ｇcur )=Ｗ₁ × (幅）×（高さ）＋Ｗ
₂ ／（画面中心からの距離）＋Ｗ₃ ／（平均距離）上記式において、Ｗ₁ ，Ｗ₂ ，Ｗ₃ は重み付けの定数、
画面中心からの距離は画面中心と領域の重心位置との距
離であり、また、平均距離は領域内の全ブロックの平均
距離を表わしている。この主被写体度をすべての領域に
対して演算して、この主被写体度が最も大きい被写体を
主要被写体として判定する。

【００６８】一方、動体撮影の場合には、上記関数に先
述の被写体像面速度の変化量と変化率をも考慮した評価
関数を用いることとなる。

【００６９】次のステップ（３０７）においては、Ｇcu
r の値を一つ増やし、演算対象を次のグループに移す。
続くステップ（３０８）においては、Ｇcur とＧnum の
値を比較し、全てのグループに対して演算が終了したか
どうかチェックする。この結果、「Ｇcur ≦Ｇnum 」で
あれば、全てのグループに対する演算が終了していない
のでステップ（３０４）に戻り、同様の動作を行う。

【００７０】一方、「Ｇcur ＞Ｇnum 」であればステッ
プ（３０９）へ移り、ここでは演算した全ての主被写体
度Ｓ（１）〜Ｓ（Ｇnum ）の中で最も大きい値となるグ
ループ番号を求める関数ＭＡＸにより、最も主被写体度
が高いグループの番号を変数Ｇmainに代入する。Ｇmain
の表わす番号と一致する領域が主被写体領域を表わす。
そして、次のステップ（３１０）において、主被写体領
域検出のサブルーチン（図６のステップ (１０６）の動
作）を終了する。

【００７１】続く図６のステップ（１０７）において
は、焦点調節すべき距離を決定するサブルーチンを呼び
出す。ここでは、現在の主被写体領域から焦点調節すべ
き距離を決定するサブルーチンを実行する。これについ
て、図１２のフローチャートにしたがって説明する。な
お、この焦点調節距離の検出は、マイコンＰＲＳ内の図
１に示す焦点調節距離検出回路５４に相当する部分が行
うことになる。

【００７２】ステップ（４０１）においては、現在主被
写体領域と設定されているグループ番号に従って、被写
界内での対象領域を設定する。まず最初は、先の主被写
体領域検出サブルーチンの結果に従った領域設定が行わ
れる事になる。次のステップ（４０２）においては、現
在の自動焦点調節モードが動体撮影モードに設定されて
いるかを判定する。動体撮影モードが設定されていなけ
ればステップ（４０３）へ進み、先に設定した領域内で
の情報から、焦点調節のための距離情報を算出する。こ
こでは、同一被写体領域内では至近優先とするアルゴリ
ズムを採用したため、領域内の最至近距離を求めてい
る。

【００７３】一方、動体撮影モードが設定されていれば
ステップ（４０４）へ進み、動体撮影モードに必要な動
体追従演算を行う。これは、主被写体領域に対しての焦
点調節量にレリーズタイムラグ等の撮影動作による遅れ
分を補正する駆動量を付加した調節量を求めるものであ
る。これも特願昭６２−３２８２３号又は特願平１−２
７２０６号にて公開されているので詳細な説明は省略す
る。

【００７４】次のステップ（４０５）においては、上記
最至近距離あるいは動体追従調節距離を最終的な焦点調
節距離として設定し、焦点調節距離決定サブルーチンを
終了する。

【００７５】そして、図６のステップ（１０８）におい
て、マイコンＰＲＳから図１のレンズ駆動装置５６を具
備したレンズＬＮＳに対して焦点調節の命令を送り、こ
れによりレンズ内制御回路ＬＰＲＳがモータＬＭＴＲを
制御して現時点での焦点調節（図６のステップ（１０
７）の動作）を終了する。

【００７６】以後は、上記を繰り返して静止あるいは動
体の被写体に対しての焦点調節動作が行われる事とな
る。

【００７７】上記の例においては、図７で説明した様
に、前回の主被写体領域を中心として十字とみなせる領
域を今回の選択対象領域に設定した。この設定領域に対
してはいくつか他の形状が考えられる。これらを図１３
を用いて説明する。

【００７８】図１３（ａ）は、通常のカメラを横位置に
した場合に、より領域を限定して設定する場合、つまり
前回の追従動作での合焦領域（前回の焦点検出動作にて
主被写体領域と決定された黒塗りの領域Ｂ）を中心とし
た予め決められた一方向の領域（横位置での撮影と言う
事で横方向のみに限定した、灰色の領域Ｈ）の一例であ
る。図中、図３と同様に、Ａは、縦５分割，横７分割で
構成された全３５点の焦点検出領域全域を表わしてい
る。流し撮りなどの時にはこれで十分となる。

【００７９】図１３（ｂ）は縦位置撮影での図１３
（ａ）と同様な考えによる領域設定である。また、図１
３（ｃ）は、十字の領域ながら、対象領域をやや少な目
に、小さな十字の領域としたものである。被写体を十分
に追えるならばこれでも十分と考えられる。逆に図１３
（ｄ）は、十字の領域に対し中心部分をより充実させた
領域設定にしている。つまり、図７（ｂ）に対し、更に
前回の焦点検出動作にて主被写体領域と決定された黒塗
りの領域に隣接する全ての領域を加えた設定している。
追従するのがやや困難な被写体に対しては有効なものと
なる。

【００８０】他には、図１３（ｅ），（ｆ）といった様
に、例えば領域を１つ置きに減らしつつも全体として対
象領域範囲が十分取れるような領域設定などでも有効で
ある。

【００８１】以上の実施の各形態によれば、動体被写体
に対して焦点を合わせ続ける動体追従動作を行う際、焦
点検出対象領域を複数の被写体領域から前回の追従動作
での合焦領域を中心とした十字とみなせる領域等に限定
し、これらの領域に対してのみ焦点検出演算を行い、被
写体追従動作を行う。これにより、被写体追従に必要な
演算等が十分削減可能となり、焦点検出領域の拡大の有
効性を引き出す事が可能になる。

【００８２】また、単純な十字のみならず、撮影者、被
写体あるいは撮影条件等により十字の形状を基本にした
様々な領域設定も有効となる。

【００８３】（変形例）上記実施の形態では、光学装置
として一眼レフカメラに適用した例を述べているが、こ
れに限定されるものではなく、多数の測距領域を有する
レンズシャッタカメラ等や、その他、測距又は焦点検出
領域を有し、これら領域にて得られる情報によって焦点
合わせを行う機能を有した光学装置にも適用可能であ
る。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
焦点合わせに用いる対象領域を必要十分な領域に効率よ
く限定し、焦点合わせに使用する情報を得る為の時間の
短縮を図ることができる光学装置を提供できるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの基本
構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの光学
系の配置図である。

【図３】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの光学
系の配置を示す斜視図である。

【図４】図３の光学系を上面より見た図である。

【図５】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの内部
構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの一連
の動作を示すフローチャートである。

【図７】本発明の実施の第１の形態に係る焦点検出対象
領域について説明する図である。

【図８】本発明の実施の第１の形態に係る距離分布測定
動作を示すフローチャートである。

【図９】本発明の実施の第１の形態に係る主被写体領域
検出動作を示すフローチャートである。

【図１０】本発明の実施の第１の形態に係る領域分割方
法についての説明図である。

【図１１】本発明の実施の第１の形態においてラベリン
グの結果例である。

【図１２】本発明の実施の第１の形態に係る焦点調節距
離決定動作を示すフローチャートである。

【図１３】本発明の実施の第２の形態に係る焦点検出対
象領域について説明する図である。

【図１４】従来の焦点検出対象領域について説明する図
である。

【符号の説明】

５１距離分布測定回路５２主被写体領域検出回路５３選択領域設定回路５４焦点検出距離決定回路５６レンズ駆動回路５７制御回路ＰＲＳマイコンＬＰＲＳレンズ内制御回路ＬＮＳレンズＩＣＣ焦点検出及び測光用センサ及び駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測距又はデフォーカス量の２次元分布を
観察画面内の複数の領域で測定する測定手段を有する光
学装置において、移動中の対象物に対して焦点を合わせ
続ける追従動作を行う際、焦点合わせに用いる対象領域
を、前記複数の領域から前回の追従動作での合焦領域を
中心とした所定の領域に限定し、この所定の領域に対し
てのみ測距又はデフォーカス量の２次元分布の測定を前
記測定手段に行わせ、得られる情報に基づいて前記追従
動作を行う焦点調節手段を有したことを特徴とする光学
装置。
【請求項２】前記所定の領域とは、前回の追従動作で
の合焦領域を中心とした予め決められた十字とみなせる
領域であることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項３】前記所定の領域とは、前回の追従動作で
の合焦領域を中心とした予め決められた十字とみなせる
少なくとも一つの領域置きの領域であることを特徴とす
る請求項１記載の光学装置。
【請求項４】前記所定の領域とは、前回の追従動作で
の合焦領域を中心とした予め決められた一方向の領域で
あることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項５】前記所定の領域とは、前回の追従動作で
の合焦領域を中心とした予め決められた一方向の少なく
とも一つの領域置きの領域であることを特徴とする請求
項１記載の光学装置。
【請求項６】前記所定の領域とは、前回の追従動作で
の合焦領域とこれに隣接する全ての領域を含む予め決め
られた十字とみなせる領域であることを特徴とする請求
項１記載の光学装置。
【請求項７】前記所定の領域とは、前回の追従動作で
の合焦領域とこれに隣接する一部の領域、及び、予め決
められた十字とみなせる少なくとも一つの領域置きの領
域であることを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項８】前記焦点合わせに用いる領域を選択する
のが最初である場合は、前記測定手段により得られる全
領域からの情報に基づいて前記焦点合わせに用いる領域
を決定することを特徴とする請求項２，３，４，５，６
又は７記載の光学装置。
【請求項９】前記領域は、測距領域又は焦点検出領域
であることを特徴とする請求項１記載の光学装置。