JPH1138313A

JPH1138313A - 光学装置及びカメラ

Info

Publication number: JPH1138313A
Application number: JP20833397A
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: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】被写界深度優先撮影を行う際に、主被写体に
複数回ピントを合わせなければならないといった煩わし
い操作を不要とすると共に、必要以上に深い深度や長い
露光時間となってしまうことを防止する。【解決手段】画面内の距離又はデフォーカス量の二次
元分布を測定する分布情報測定手段（ステップ（１０
１））と、前記分布情報に基づき画面内を複数の被写体
領域に分割し、これら複数の被写体領域から主被写体領
域を少なくとも１つ以上検出する領域検出手段（ステッ
プ１０２）と、前記検出された主被写体領域全域が合焦
状態となるように、光学系の焦点位置と絞りを調節する
調節手段（ステップ（１０３）〜（１０６））とを有し
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、自動焦点調節と深
度調節の機能を有した光学装置及びカメラの改良に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】自動露出調節機能と自動焦点調節機能を
有するカメラにおいて、被写界深度優先という撮影モー
ドが特公平７−８２１８０号等により開示されている。
これは撮影者が意図した複数の被写体すべてに対してピ
ントが合うように撮影可能とするもので、カメラの焦点
検出領域が１つの場合は一番手前と一番奥に位置する被
写体それぞれに自動焦点調節機能を用いてピントを合わ
せ、その時の被写界輝度と２つの被写体の奥行き差から
最適な撮影ピント位置と絞りをカメラが自動的に設定す
るものである。

【０００３】一方、複数の焦点検出領域を備えたカメラ
においては、複数の焦点検出領域からの一番手前と一番
奥の検出結果を用いる事で、上記撮影動作を一度の動作
へと簡略化したものが知られている。

【０００４】他方、複数の方向に存在する物体までの距
離を光学的に測定する技術が、本出願人より特公平４−
６７６０７号により開示されている。これは、被写界に
存在する物体の距離分布情報を得た後、物体の距離分布
情報に基づき被写界中の主被写体の存在領域を推測する
といった技術である。

【０００５】ここで、従来行われていた典型的な主被写
体領域推測方法について説明する。

【０００６】図１７（ａ）のシーンをＣＣＤなどを用い
たステレオカメラなどで撮影する。ステレオカメラで得
られる互いに視差を伴った二つの画像を、それぞれ「ｍ
×ｎ」個のブロックに分割する。一方の画像のあるブロ
ック内の信号と、他方のカメラで撮影した対応するブロ
ック内に信号の間で公知の相関演算を行うと、三角測量
の原理により、前ブロック内の物体までの距離やデフォ
ーカスを測定することができる。この測定をすべてのブ
ロックに対して行うことにより、図１７（ｂ）のような
「ｍ×ｎ」ブロックからなる距離分布情報が得られる。

【０００７】次に、被写界を構成する各物体を画面上で
分離するために領域分割（グルーピング）を行う。グル
ーピングが行われると前述の「ｍ×ｎ」ブロックから成
る被写界空間は、図１７（ｃ）のように物体毎に領域分
割される。（図中の斜線部分は像信号のコントラスト不
足などで、相関演算結果の信頼性が低いと判別された領
域である。）領域分割（グルーピング）の手法として、被写界空間を
構成するブロックと、これに隣接するブロックに関する
二つのパラメータの類似度を比較して、類似度が高けれ
ば同一物体、類似度が低ければ別の物体と判別する方法
が存在する。前記パラメータとして用いられる情報は、
緻密な距離分布データが得られる場合には面の法線ベク
トルであることが多く、この従来例のように比較的荒い
距離分布データの場合には単純に距離値やデフォーカス
値などが用いられる。

【０００８】例えば、図１７（ｂ）の各ブロックの距離
情報に対して、隣接する二つのブロックの距離情報を比
較してこの距離の差が所定のしきい値以内であれば「二
つのブロックを構成する物体は同一物体を形成する」と
判別し、また距離の差が所定のしきい値より大きければ
「二つのブロックを構成する物体は別物体である」と判
別する。すべてのブロックとその隣接関係にあるブロッ
クとの間で、前述の判別を行うことで、画面全体を物体
毎に領域分けすることができ、分割された各領域は一つ
の物体を表すグループとして扱うことができる。

【０００９】次に、撮影空間を構成する各領域（各グル
ープ）の特性を評価して、すべてのグループの中から主
被写体を表すグループを決定する。

【００１０】例えば図１７（ｃ）の場合、図示した１〜
７の各グループすべてについて、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
判別する。

【００１１】例えば、以下の（１）式のような主被写体
度評価関数が考えられる。

【００１２】（主被写体度）＝Ｗ₁ ×（幅）×（高さ）＋Ｗ₂ ／（画面上中心からの距離）＋Ｗ₃ （平均距離）…（１）上記（１）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、又平均距離は領域内の全ブロックの平
均距離を表している。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
主被写体として判別する。

【００１３】次の主被写体として判別された領域に焦点
が合うように、主被写体領域内の距離情報に基づき一つ
の焦点調節距離を決定した後、レンズを駆動して焦点を
合わせる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、カメラの焦
点検出領域が１点のみの場合での被写界深度優先撮影モ
ードでは、上記のように複数回被写体にピントを合わせ
る撮影方法となってしまい、初心者レベルの撮影者には
煩わしいものとなっていた。

【００１５】一方、複数の焦点検出領域を備えていたと
しても実際にピントを合わせたい被写体位置に焦点検出
領域が合わないと、必要以上に深度が深くなったり、露
光時間が長くなり手振れの原因になるなどの問題があっ
た。

【００１６】（発明の目的）本発明の第１の目的は、主
要対象物に複数回ピントを合わせるといった煩わしい操
作を不要とすると共に、必要以上に深い深度となってし
まうことを防止することのできる光学装置を提供しよう
とするするものである。

【００１７】本発明の第２の目的は、自動設定された主
要対象領域数に対して、必要に応じて撮影者の意志を反
映させた領域数に変更す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。

【００１８】本発明の第３の目的は、被写界深度優先撮
影を行う際に、主被写体に複数回ピントを合わせなけれ
ばならないといった煩わしい操作を不要とすると共に、
必要以上に深い深度や長い露光時間となってしまうこと
を防止することのできるカメラを提供しようとするする
ものである。

【００１９】本発明の第４の目的は、自動設定された主
被写体領域数に対して、必要に応じて撮影者の意志を反
映させたその領域数に変更し、撮影者の意志を反映させ
た被写界深度優先撮影を行うことのできるカメラを提供
しようとするものである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１〜３記載の本発明は、画面内の距離
又はデフォーカス量の二次元分布を測定する分布情報測
定手段と、前記分布情報に基づき画面内を複数の対象領
域に分割し、これら複数の対象領域から主要対象領域を
少なくとも１つ以上検出する領域検出手段と、前記検出
された主対象領域全域が合焦状態となるように、光学系
の焦点位置と絞りを調節する調節手段とを有した光学装
置とするものである。

【００２１】また、上記第２の目的を達成するために、
請求項２記載の本発明は、領域検出手段により自動的に
検出された、順位付きで検出された主要対象物領域に対
して、外部操作によりその主要対象領域数を変更するた
めの操作部材を有した光学装置とするものである。

【００２２】また、上記第３の目的を達成するために、
請求項４〜８記載の本発明は、画面内の距離又はデフォ
ーカス量の二次元分布を測定する分布情報測定手段と、
前記分布情報に基づき画面内を複数の被写体領域に分割
し、これら複数の被写体領域から主被写体領域を少なく
とも１つ以上検出する領域検出手段と、前記検出された
主被写体領域全域が合焦状態となるように、光学系の焦
点位置と絞りを調節する調節手段とを有したカメラとす
るものである。

【００２３】また、上記第４の目的を達成するために、
請求項５記載の本発明は、領域検出手段により自動的に
検出された、順位付きで検出された主被写体領域に対し
て、外部操作によりその主被写体域数を変更するための
操作部材を有したカメラとするものである。

【００２４】

【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。

【００２５】自動焦点調節カメラの被写界深度優先撮影
モードを例に、主要被写体自動選択結果に対して一軸の
回転操作部材（いわゆるダイヤル）を用いて任意に主被
写体領域候補数を変更可能なシステムの、本発明の実施
の第１の形態について以下に詳述する。

【００２６】図１は本発明の実施の第１の形態に係るカ
メラの基本構成要素のブロック図である。

【００２７】図中、５１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部、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部、５
３は前記主被写体領域検出手段５２で自動的に決定され
た主被写体領域の数を手動の入力に従って変更する主被
写体領域数変更部材、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部、
５５は被写体輝度を測定する測光手段、５７は前記主被
写体領域検出部５２で検出された各主被写体領域それぞ
れに対する焦点調節情報から必要な被写界深度を求める
被写界深度決定部、５６は前記被写界深度決定部５７で
求められた撮影に必要な被写界深度と前記測光手段５５
で求められた輝度情報から実際に撮影する際のシャッタ
速度を決定するシャッタ速度決定部、５９は撮影光学
系、５８はレンズを駆動して焦点を調節するレンズ駆動
装置、６０の点線は、実際にはマイクロコンピュータの
ＣＰＵ及びＲＡＭとＲＯＭで具現化される領域を表して
いる。この中で、距離分布測定部５１と測光部５５は該
マイクロコンピュータと測定用光学系から、そして主被
写体領域数変更部材５３は該マイクロコンピュータと操
作部材から具現化されることから、点線を跨いだ表現と
なっている。

【００２８】以下に各部の詳しい動作と全体の処理の流
れを、図２を用いて説明する。

【００２９】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。

【００３０】ステップ（１０１）において、距離分布測
定部５１により被写界の距離分布を測定するサブルーチ
ンが呼び出される。この距離分布の測定は、光学系とマ
イクロコンピュータにより実施される。以下に、光学系
の構成及びマイクロコンピュータによるサブルーチンの
実施内容について説明する。

【００３１】図３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。

【００３２】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。

【００３３】図４は、図３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あり、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は反射ミラであり、他は図３
と同様である。

【００３４】又図５は、図４のレイアウトをカメラ上部
方向より見た図である。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】図６は、上記の如き各部を備えたカメラの
具体的な構成の一例を示す回路図であり、先ずその構成
について説明する。

【００３８】図６に於て、ＰＲＳはカメラの制御装置
で、例えば、内部にＣＰＵ（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ＲＯＭ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，ＳＩ，ＳＣＬＫ、通信選択信号ＣＫＣ
Ｍ，ＣＤＤＲ，ＣＩＣＣ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。

【００３９】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。

【００４０】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’と略記し、低電位
レベルは‘Ｌ’と略記する）のときには、カメラとレン
ズ間の通信バッファトなる。

【００４１】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。

【００４２】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。本実施の形態にお
ける主被写体領域数変更部材である回転操作部材の状態
もここで検知される。

【００４３】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。

【００４４】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一階段の押
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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】尚、上記図６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。

【００５７】以上の構成の基に、図７のフローチャート
に基づき、距離分布の測定が行われる。

【００５８】ステップ（２０１）では、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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】次にステップ（２０２）以降に於て、「ｍ
×ｎ」ブロック（ｍ，ｎは１以上の整数）で構成される
デフォーカス分布情報（デフォーカスマップ）の作成が
行われる。

【００６２】ステップ（２０２）では、ブロックの座標
を指示する変数х，уが初期化される。次のステップ
（２０３）では、ブロック（х，у）の距離演算に必要
な信号がＲＡＭ上の画像データＩＭＧ１の中から抽出さ
れ、ＲＡＭ上の所定アドレスＡにコピーされる。続くス
テップ（２０４）では、ブロック（х，у）の距離演算
に必要なもう一方の信号がＩＭＧ２の中から抽出され、
ＲＡＭ上の所定アドレスＢにコピーされる。

【００６３】次のステップ（２０５）では、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）が実施され、二つの像信号の
ずれ量δが算出される。続くステップ（２０６）では、
像ずれ量δから距離値の算出が公知の関数ｆ（δ）によ
り実施され、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）に距離値又はデフォーカスが
格納される。そして、ステップ（２０７）に於て、хの
値を一つ増加して、処理対象を隣接ブロックに移す。

【００６４】ステップ（２０８）では、ｘと距離マップ
のｘ方向の解像度ｍとの比較が行われ、ここで「ｘ＜
ｍ」が真と判定された場合はステップ（２０３）に戻
り、ｘ方向の隣のブロックに対して前述と同様に距離値
の演算と格納が行われる。また、「ｘ＜ｍ」が偽と判定
された場合はステップ（２０９）に移り、ｘを初期化
し、ｙを１増加する。

【００６５】ステップ（２１０）では、ｙの値が評価さ
れ、「ｙ＜ｎ」が真と判定されたときは再びステップ
（２０３）に戻り、次のブロック列に対す演算が開始さ
れる。また、「ｙ＜ｎ」が偽と判定されたときは、すべ
てのブロックに対する距離算出が完了となり、距離分布
作成サブルーチンは終了して、図２のステップ（１０
１）が完了する。

【００６６】次に、ステップ（１０３）に於て主被写体
領域の検出サブルーチンが呼び出される。

【００６７】主被写体領域検出部５２にて行われる主被
写体領域検出サブルーチンの実施内容を図８を用いて説
明する。

【００６８】図８のステップ（３０１）に於て、被写界
を構成する各物体（グループ）毎に番号付けが行われ
る。

【００６９】例えば図９のように、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、左ロックＧ（ｘ−１，ｙ）
との間で、同じグループかどうかの判別を行えば、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
判別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。

【００７０】また、判別の結果はＲＡＭ上のメモリＧ
（０，０）〜Ｇ（ｍ−１，ｎ−１）に記録する。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。

【００７１】この処理により、例えば図１０（ａ）のよ
うな撮影シーンは、図１０（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。

【００７２】また、各ブロック間で同一ブロックかどう
かの判別方法に関しては、特願平０８−３２５３２７号
に詳述されているので、ここでは省略するが、例えば隣
り合うブロックでのデフォーカス量（距離値）の差が所
定範囲内の時に同一ブロックとして処理する方法が取ら
れる。

【００７３】次に、ステップ（３０２）では、上記ステ
ップ（３０１）で検出された被写体の数を変数Ｇnum に
設定する。

【００７４】ステップ（３０３）以降では、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すグループを決定
する。

【００７５】ステップ（３０３）では、演算対象のグル
ープを表す変数Ｇcur に１を設定する。次のステップ
（３０４）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別する。例えば、主被写体度評価
関数Ｓ（Ｇcur ）としては先述した（１）式が考えられ
る。

【００７６】ステップ（３０５）では、変数Ｇcur の値
を一つ増やし、演算対象を次のグループに移す。次のス
テップ（３０６）では、変数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、「Ｇcur ＞Ｇnum 」であれば、
ステップ（３０７）に移る。

【００７７】ステップ（３０７）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の表す番号と一致する領域が主被写体領域を
表す。そして、ステップ（３０８）で、主被写体領域検
出のサブルーチンを終了し、図２のステップ（１０２）
が完了する。

【００７８】続く図２のステップ（１０３）では、測光
部５５により被写体（界）の輝度（分布）を測定するサ
ブルーチンが呼び出される。先述したように、本実施の
形態では、距離分布測定部５１で用いる光学系及びエリ
アセンサを用いて被写体あるいは被写界の輝度（分布）
を測定している。エリアセンサを用いることにより、被
写界全体の輝度分布が細かく得られ、被写界全域やステ
ップ（１０２）で求めた主被写体領域を含む各領域毎の
平均輝度を求めている。これにより、複数の被写体領域
の平均輝度なども簡単に得られることとなる。

【００７９】測光部５５にて行われる測光サブルーチン
の実施内容を図１１を用いて説明する。

【００８０】図１１のステップ（４０１）においては、
まず、被写界全域の輝度情報から全体の平均輝度を求め
ている。実際には、図２のステップ（１０１）の距離分
布測定サブルーチンで用いたセンサ画像を輝度出力とし
て扱い、全部の平均値を算出している。

【００８１】次に、ステップ（４０２）では、図２のス
テップ（１０２）で検出された被写体領域の数を変数Ｇ
num に設定する。そして、ステップ（４０３）以降で、
撮影空間を構成する各グループ領域毎の平均輝度を求め
ていく。

【００８２】ステップ（４０３）では、測光対象のグル
ープを表わす変数Ｇcur に１を設定する。次のステップ
（４０４）では、グループ番号Ｇcur の被写体領域毎の
平均輝度を演算する。続くステップ（４０５）では、Ｇ
cur の値を一つ増やし、測光演算対象を次のグループに
移す。そして、ステップ（４０６）において、Ｇcurと
Ｇnum の値を比較し、全てのグループに対して測光演算
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（４０４）に戻り、「Ｇcur
＞Ｇnum 」であればステップ（４０７）に移り、測光の
サブルーチンを終了し、図２のステップ（１０３）が完
了する。

【００８３】次に、図２のステップ（１０４）の被写界
深度決定サブルーチンを実行する。

【００８４】ここでは、現在設定、選択されている主被
写体領域全てに対し、ピントが合うような被写界深度、
具体的には必要な撮影光学系の絞り値を求めている。

【００８５】被写界深度決定部５７にて行われる被写界
深度決定サブルーチンの実施内容を、図１２を用いて説
明する。

【００８６】図１２（ａ）のステップ（５０１）におい
ては、まず、ピントを合わせる必要のある被写体領域中
の最もカメラ側に近いデフォーカス量Ｄｎを求めてい
る。ここで、被写体として選択されている領域が１つの
場合はその領域内で最もカメラ側に近いデフォーカス量
となり、被写体が複数選択されている場合はすべての選
択されている領域内で最もカメラ側に近いデフォーカス
量となる。

【００８７】尚、本実施の形態では、選択領域数の初期
値を１（従って、実際は主被写体のみが選択されている
状態で、被写界深度優先撮影ではない）とし、必要に応
じて選択数を増やす（即ち、自動的に被写界深度優先撮
影になる）システムとしている。

【００８８】次のステップ（５０２）においては、ピン
トを合わせる必要のある被写体領域中の最もカメラ側に
遠いデフォーカス量Ｄｆを求めている。ここでも、被写
体として選択されている領域が１つの場合はその領域内
で最もカメラ側に遠いデフォーカス量となり、被写体が
複数選択されている場合はすべての選択されている領域
内で最もカメラ側に遠いデフォーカス量となる。

【００８９】続くステップ（５０３）では次式の演算を
行う。

【００９０】Ｆ＝（Ｄｆ−Ｄｎ) ・Ａ／Δ ここで、Ａは図１２（ｂ）に示したような係数で、カメ
ラに対して近い被写体ｎと遠い被写体ｆとを両端とする
被写界深度をα対βに内分する点（ｃ）に対するデフォ
ーカス量を求めるためのものである。この内分比率は撮
影モード等により自由に設定可能である。このデフォー
カス量を最小錯乱円の大きさΔ（３５μｍとしている）
で割り、必要な絞り値Ｆを求めている。

【００９１】そして、ステップ（５０４）に移り、被写
界深度決定のサブルーチンを終了し、図２のステップ
（１０４）が完了する。

【００９２】図２のステップ（１０５）では、焦点調節
距離決定部５４にて焦点調節すべき距離を決定してい
る。

【００９３】本実施の形態では、先のステップ（１０
４）にて決められた被写界深度を内分する目標点（図１
２（ｂ）のｃ点）に対して焦点調節するため、実際には
ステップ（１０４）で調節すべきデフォーカス量は求ま
っている。従って、ここでは撮影光学系の焦点調節レン
ズを駆動すべき駆動量の演算が行われる。

【００９４】図２のステップ（１０６）では、撮影露光
動作におけるシャッタ速度を決めるサブルーチンを実行
する。これは、ステップ（１０３）で求めた測光結果と
ステップ（１０４）で求めた絞り値及びフィルム感度と
から決まるもので、測光結果から選択されている被写体
領域すべての平均、すなわち各領域の平均値の平均を求
め、ＡＰＥＸ方式なる次の関係式より導き出される。

【００９５】ＴＶ＋ＡＶ＝ＢＶ＋ＳＶ但し、ＴＶは露光時間（シャッタスピード）、ＡＶは絞
り値、ＢＶは輝度、ＳＶはフィルム感度の各対応値であ
る。

【００９６】シャッタ速度決定部５６にて行われるシャ
ッタ速度決定サブルーチンの実施内容を図１３を用いて
説明する。

【００９７】図１３のステップ（６０１）において、ま
ず、選択領域の合計領域数と選択領域の合計輝度情報を
初期化（＝０）している。次のステップ（６０２）で
は、図２のステップ（１０２）で検出された被写体領域
の数を変数Ｇnum に設定する。続くステップ（６０３）
では、輝度情報の対象グループを表わす変数Ｇcur に1
を設定する。そして、ステップ（６０４）において、現
在の対象グループが選択されている領域かを判断する。
選択されている領域ならそのままステップ（６０５）
へ、非選択領域ならステップ（６０７）へ移行する。

【００９８】ステップ（６０５）では、現時点での選択
領域数を示す変数Ｇsum の値を一つ増やしている。次の
ステップ（６０６）では、選択領域の合計輝度情報を示
す変数Ｂsum に現在の対象領域の輝度情報Ｂcur を加え
ている。続くステップ（６０７）では、Ｇcur の値を一
つ増やし、演算対象を次のグループに移す。そして、ス
テップ（６０８）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測光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（６０４）に戻り、「Ｇcur ＞Ｇnum 」であ
ればステップ（６０９）に移り、選択領域の合計輝度情
報を選択領域数で割って平均輝度情報を求めている。

【００９９】そして、ステップ（６１１）にて先述のＡ
ＰＥＸ演算を行い、シャッタ速度を決定している。そし
てステップ（６１２）に移り、シャッタ速度決定のサブ
ルーチンを終了し、図２のステップ（１０６）が完了す
る。

【０１００】以上のような図２におけるステップ（１０
１）〜（１０６）のマイコンＰＲＳ内での演算を経て、
ステップ（１０７）で、先のステップ（１０５）で決定
した目標点に焦点が合うようにマイコンＰＲＳから図６
のレンズＬＮＳに対して焦点調節の命令が送られ、レン
ズ内制御回路ＬＰＲＳがモータＬＭＴＲを制御して現時
点での焦点調節が完了する。

【０１０１】次のステップ（１０８）では、現在の被写
体領域数、即ち選択されている主被写体領域の数に異存
が無いかが問われている。本実施の形態では、主被写体
領域数変更部材５３である回転操作部材あるいは撮影開
始となるレリーズボタンの操作に応答するスイッチＳＷ
２の状態検知により、撮影者が設定数を変更したいかど
うかを調べている。即ち、前記スイッチＳＷ２が押され
る前に主被写体領域数変更部材５３である回転操作部材
が操作されたならば、撮影者が被写体領域の数を変更し
たいものとし、一方そのままスイッチＳＷ２が押された
ならば現在の設定で満足していると判断している。

【０１０２】まず、ここでは変更しない場合として説明
を続けると、続くステップ（１１０）にて、マイコンＰ
ＲＳよりシャッタ先幕・後幕走行開始用ＭＧ１，ＭＧ２
に対して、信号ＳＭＧ１，ＳＭＧ２がステップ（１０
６）で決められたシャッタ速度での時間間隔で発生し、
露光動作が行われ撮影が完了することとなる。

【０１０３】一方、ステップ（１０８）にて選択被写体
領域数の設定変更が要求された場合は、ステップ（１０
９）にて被写体領域数選択サブルーチンが呼び出され
る。このサブルーチンの動作を図１４を用いて説明す
る。

【０１０４】上記のようにステップ（１０８）で主被写
体領域の変更が要求された、即ち回転操作部材が操作さ
れたならば、ステップ（７０１）にて、その回転方向を
検出している。本実施の形態では、現在設定されている
選択領域数から変更したい場合、増加させる場合は右回
転、減少させたい場合は左回転を不図示の一軸の回転操
作部材（いわゆるダイヤル）で入力するシステムを採用
しており、上記検出結果に従って、左方向ならステップ
（７０２）へ、右方向ならステップ（７０４）へと移行
する。ステップ（７０２）とステップ（７０４）では、
ステップ（７０１）で検出された回転方向に従い、被写
体領域数を現在設定されている値に対して変更可能かの
判断を行っている。

【０１０５】即ちステップ（７０２）では選択数を減ら
すので、選択領域数が０になってしまうエラーを避ける
ため選択領域数が１かどうかの判定を行っている。一
方、ステップ（７０４）では選択領域数を増やすので被
写界内の最大領域数を超えるエラーを避けるため最大値
かどうかの判定を行っている。ステップ（７０２），
（７０４）ともにエラー状態にならなければ、それぞれ
ステップ（７０３），（７０５）へ進み、選択領域数の
増減変更を行う。逆にエラー状態になる場合はそのまま
変更入力を無視し、本サブルーチンを終了する。

【０１０６】ステップ（７０６）では、変更された選択
領域数に応じた選択領域の設定を行う。具体的には増加
させる場合、非選択領域で上記（１）式にて得られる主
被写体度評価関数Ｓ( Ｇcur ) の高い領域を選択領域に
追加し、減少させる場合は選択領域から上記（１）式に
て得られる主被写体度評価関数Ｓ( Ｇcur ) の低い領域
を削除する。

【０１０７】以上のように変更された選択領域数に対応
した領域選択を行い、ステップ（７０７）に移り、被写
体領域数選択サブルーチンを終了し、図２のステップ
（１０９が完了する。

【０１０８】上記のようにステップ（１０９）の被写体
領域数選択サブルーチンが行われると、再びステップ
（１０４）に戻り、現在の被写体選択領域から必要な被
写界深度を決定し、ステップ（１０５），（１０６）で
焦点調節距離、シャッタ速度を決定し、ステップ（１０
７）でレンズを駆動し、再びステップ（１０８）にて変
更動作か撮影動作かの検出を行う。

【０１０９】以上ステップ（１０８）からの一連の主被
写体領域の変更動作を、図１０（ａ）の撮影シーンで説
明するならば、最初自動的に同図（ｂ）のグループナン
バー３のみの被写体領域が選択されていた場合、図１４
のステップ（７０１）にてダイヤルの右方向回転が検出
されたならば、新たな選択被写体領域として同図のグル
ープナンバー４を追加し、この領域を含めての被写界深
度設定、焦点調節、シャッタ速度設定が行われ、再びス
テップ（７０１）でダイヤルの右方向回転が検出された
ならば、今度は同図グループナンバー６の被写体領域が
新たに選択被写体領域として追加選択、設定される事と
なる。撮影者は、自分の意図する被写体全てにピントが
合った時点でスイッチＳＷ２がオンするまで押し込む事
で意図した通りの撮影が可能となる。

【０１１０】以上の実施の第１の形態においては、距離
分布情報から検出される主被写体領域の中から例えば最
もカメラ側に近い距離情報又はデフォーカス情報を得
（尚ここで得られる情報は、従来の様に一番手前と一番
奥のそれぞれ一つの情報ではなく、図１０（ｂ）からも
明らかな様に多数の測距点に対応する複数の情報が得ら
れている）、該情報を対象とした被写界深度優先撮影を
自動的に行うようにしているため、焦点検出領域を１点
のみ持つ従来のカメラの様に、初心者には容易に被写界
深度優先撮影を行えないといったことや、複数の焦点検
出領域を持つ従来のカメラの様に、被写体位置に焦点検
出領域がない為に必要以上に深度が深くなったり、露光
時間が長くなって手振れの原因になってしまうといった
問題点を解消することができる。

【０１１１】また、自動的に設定された被写体領域数に
対して、所定の（回転）操作部材により撮影者が任意の
数に変更をする事が可能となっているため、撮影者の意
図した被写界深度優先撮影をより簡単に行うことができ
るといった利点を有している。

【０１１２】尚、入力手段として一軸の回転操作部材一
個を想定していたが、これに限らず、例えば二つのプッ
シュスイッチやスライドレバーなどで構成しても良い。

【０１１３】（実施の第２の形態）上記の実施の第１の
形態の説明においては、初期の選択被写体領域数を１と
し、必要に応じて選択数を増加することで自動的に被写
界深度優先撮影になるシステムを例にして説明を行って
きた。しかし、いわゆる各撮影モード（ポートレート，
風景など）に応じて初期値を変更して設定しておけばよ
り応答良い撮影が行える。

【０１１４】図１５に本実施の第２の形態における全体
の処理の流れを示している。上記実施の第１の形態（図
２）と異なるところは、ステップ（８０４）、つまり撮
影モードに応じた選択領域数設定サブルーチンが追加さ
れたところのみである。

【０１１５】図１６でこの選択領域数設定サブルーチン
を説明する。

【０１１６】このサブルーチンでは、まずステップ（９
０１）にて現在風景撮影モードであるかの判定を行って
いる。同様にステップ（９０３）でもスポーツ撮影モー
ドであるかの判定を行っている。この二つのモード以外
は基本的設定値としてステップ（９０５）にて初期領域
数を「１」とし、一方、風景，スポーツの両モードでは
それぞれステップ（９０２），（９０４）にて初期設定
数「２」としている。

【０１１７】ここでは風景，スポーツの両モードでのみ
初期設定値を変更したが、各モードにて個別に細かく設
定しても良く、更に初期設定値自体を可変にしても良
い。

【０１１８】以上の実施の第２の形態によれば、自動的
に設定する初期値を撮影モードにより変更可能としてい
る。従って、撮影における様々な被写体の状態や撮影側
の状況に適応した焦点調節及び被写界深度設定が可能な
カメラを実現することができる。

【０１１９】（変形例）上記の実施の形態においては、
距離分布情報から主被写体領域を検出するようにしてい
るが、これに限定されるものではなく、デフォーカス分
布情報を基に主被写体領域を検出する様な構成であって
もよい。

【０１２０】上記の実施の形態では、主被写体領域数を
外部操作によって増減可能な構成を想定しているため
に、ＴＴＬ方式の一眼フレカメラに適用した例を示して
いるが、その他のカメラ、例えばビデオカメラや電子ス
チルカメラ等への適用も可能である。但しこの種のカメ
ラの場合、撮影者の意志によって主被写体領域数の変更
はできないが、その他の効果は発揮できるものである。
さらには、カメラ以外の焦点調節と深度調節の両機能を
備えた光学装置への適用も可能である。

【０１２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
主要対象物に複数回ピントを合わせるといった煩わしい
操作を不要とすると共に、必要以上に深い深度となって
しまうことを防止することができる光学装置を提供でき
るものである。

【０１２２】また、本発明によれば、自動設定された主
要対象領域数に対して、必要に応じて撮影者の意志を反
映させた領域数に変更することができる光学装置を提供
できるものである。

【０１２３】また、本発明によれば、被写界深度優先撮
影を行う際に、主被写体に複数回ピントを合わせなけれ
ばならないといった煩わしい操作を不要とすると共に、
必要以上に深い深度や長い露光時間となってしまうこと
を防止することができるカメラを提供できるものであ
る。

【０１２４】また、自動設定された主被写体領域数に対
して、必要に応じて撮影者の意志を反映させたその領域
数に変更し、撮影者の意志を反映させた被写界深度優先
撮影を行うことができるカメラ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概略
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概略
動作を示すフローチャートである。

【図３】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの光学
系の配置の概略を示す図である。

【図４】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５】図４の光学系を上面より見た図である。

【図６】本発明の実施の第１の形態に係るカメラの内部
構成を示すブロック図である。

【図７】図２のステップ（１０１）における距離分布測
定の動作を示すフローチャートである。

【図８】図２のステップ（１０２）における主被写体領
域検出の動作を示すフローチャートである。

【図９】図８の動作において実際に領域を分割する方法
を説明する為の図である。

【図１０】図８の動作においてラベリングの結果例を示
す図である。

【図１１】図２のステップ（１０３）における測光動作
を示すフローチャートである。

【図１２】図２のステップ（１０４）における被写界深
度決定の動作を示すフローチャート及びその動作説明を
助けるための図である。

【図１３】図２のステップ（１０６）におけるシャッタ
速度決定の動作を示すフローチャートである。

【図１４】図２のステップ（１０９）における被写体領
域選択の動作を示すフローチャートである。

【図１５】本発明の実施の第２の形態に係るカメラの概
略動作を示すフローチャートである。

【図１６】図１５のステップ（８０４）における選択領
域数設定の動作を示すフローチャートである。

【図１７】ある撮影シーンとその距離分布測定結果と距
離分布測定結果から各領域の特性毎にグプープ分けした
状態を示す図である。

【符号の説明】

５１距離分布測定部５２主被写体領域検出部５３主被写体領域変更部材５４焦点調節距離決定部５５測光部５６シャッタ速度決定部５７被写界深度決定部５８レンズ駆動装置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】画面内の距離又はデフォーカス量の二次
元分布を測定する分布情報測定手段と、前記分布情報に
基づき画面内を複数の対象領域に分割し、これら複数の
対象領域から主要対象領域を少なくとも１つ以上検出す
る領域検出手段と、前記検出された主要対象領域全域が
合焦状態となるように、光学系の焦点位置と絞りを調節
する調節手段とを有したことを特徴とする光学装置。
【請求項２】前記領域検出手段は、複数の対象領域か
ら主要対象領域を順位付きで少なくとも１つ以上検出す
るものであり、前記自動的に検出された主要対象領域数に対して、外部
操作によりその主要対象領域数を変更するための操作部
材を有したことを特徴とする請求項１記載の光学装置。
【請求項３】前記領域検出手段によって検出される主
要対象領域の個数は、予め設定されていることを特徴と
する請求項１又は２記載の光学装置。
【請求項４】画面内の距離又はデフォーカス量の二次
元分布を測定する分布情報測定手段と、前記分布情報に
基づき画面内を複数の被写体領域に分割し、これら複数
の被写体領域から主被写体領域を少なくとも１つ以上検
出する領域検出手段と、前記検出された主被写体領域全
域が合焦状態となるように、光学系の焦点位置と絞りを
調節する調節手段とを有したことを特徴とするカメラ。
【請求項５】前記領域検出手段は、複数の被写体領域
から主被写体領域を少なくとも１つ以上検出するもので
あり、前記自動的に検出された主被写体領域数に対して、外部
操作によりその主被写体領域数を変更するための操作部
材を有したことを特徴とする請求項４記載のカメラ。
【請求項６】前記領域検出手段によって検出される主
被写体領域の個数は、予め設定されていることを特徴と
する請求項４又は５記載のカメラ。
【請求項７】前記領域検出手段によって検出される主
被写体領域の個数は、撮影モードに応じて設定されてい
ることを特徴とする請求項４又は５記載のカメラ。
【請求項８】画面を通して各領域の焦点状態を観察で
きる構造をしていることを特徴とする請求項５記載のカ
メラ。