JP2801981B2

JP2801981B2 - 焦点距離及びアスペクト比の自動設定カメラ

Info

Publication number: JP2801981B2
Application number: JP3221046A
Authority: JP
Inventors: 豊吉田; 博小松崎
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1991-08-06
Filing date: 1991-08-06
Publication date: 1998-09-21
Anticipated expiration: 2013-09-21
Also published as: JPH0540292A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦点距離及びアスペク
ト比を自動的に設定するカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アスペクト比が変更できるカメラが先に
考案されている。また、被写体である人物をフイルムの
露光面上に最適な大きさで写し込むためのオートズーム
カメラも考案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記２
つの考案を組み合わせたものはなかった。このように２
つの考案を組み合わせることで、アスペクト比が可変で
しかも被写体である人物をフイルムの露光面上に最適な
大きさで写し込むような焦点距離にズームを自動的に移
動させることが可能になる。ところが、最適な焦点距離
は、ユーザーが選んだアスペクト比に従って変化する。
このため、アスペクト比に従った最適な焦点距離を見つ
けるには、新たな方法が必要になる。さらに、前記アス
ペクト比も被写体である人物の画面上での位置や、人物
の距離、人物の並び方などにより最適なものとそうでな
いものがあり、それらを選択するのはユーザーにとって
煩わしい作業となる。また、オートズームとは別に、被
写体が人物である場合にはユーザーが選んだ焦点距離に
対し、最適なアスペクト比が存在するが、それらを選択
することも、ユーザーにとって煩わしい作業となる。

【０００４】本発明は前記課題を解決するためのもので
あり、焦点距離及びアスペクト比を自動的に設定するこ
とができるカメラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ
機構から得られた情報により主要被写体の距離とその位
置を解析し、その結果によりユーザーが選んだアスペク
ト比に対して最適な焦点距離を選択するフレーム優先モ
ードを備えたものである。

【０００６】また、別の発明は、広域ＡＦ機構から得ら
れた情報により主要被写体の距離とその位置を解析し、
その結果によりユーザーが選んだ焦点距離に対して最適
なアスペクト比を選択するズーム優先モードを備えたも
のである。

【０００７】また、別の発明は、ズームスイッチを操作
したときにはズーム優先モードとして働き、フレーム切
替えスイッチを操作したときにはフレーム優先モードと
して働くズームとフレームとの両優先モードを備えたも
のである。

【０００８】また、別の発明は、予め決定しておいた最
適な焦点距離とアスペクト比との組み合わせを記録して
おき、広域ＡＦ機構から得られた情報により主要被写体
の距離とその位置を解析し、その結果から前記組み合わ
せから最適なものを選択するプログラムモードを備えた
ものである。

【０００９】また、別の発明は、広域ＡＦ機構から得ら
れた情報により主要被写体の距離とその位置を解析し、
その結果から最適な焦点距離とアスペクト比及び焦点距
離の組み合わせの関係を学習し、その結果から最適な焦
点距離とアスペクト比を選択する復習モードを備えたも
のである。

【００１０】また、別の発明は、前記フレーム優先モー
ドと、ズーム優先モードと、プログラムモードと、復習
モードとを備えたものである。

【００１１】

【実施例】本発明の実施例であるカメラの外観を示す図
２において、カメラ本体２の前面の中央部には撮影レン
ズ３が設けられ、その上方中央部にファインダ４，上方
左方部に測距窓５ａ，５ｂ，上方右方部にストロボ発光
部６が設けられている。また、カメラ本体２の上面には
シャッタレリーズボタン７が設けられている。更に、カ
メラ本体２の裏面には、図３に示すようなジョイスティ
ック式の切替えスイッチ８が設けられている。このスイ
ッチ８は、撮影レンズ３の焦点距離を切り替えるズーム
スイッチ８ａと、アスペクト比を切り替えるフレームス
イッチ８ｂとを複合させたものであり、スティック９を
左側に倒すと焦点距離がワイド側に切り替わり、右側に
倒すと焦点距離がテレ側に切り替わる。また、スティッ
ク９を上側に倒すと、アスペクト比が大となるように、
画面サイズをＬ，Ｈ，Ｃ，Ｐの順に変化させ、下側に倒
すとアスペクト比が小となるように、Ｐ，Ｃ，Ｈ，Ｌの
順に変化させる。

【００１２】Ｌは画面サイズが２１．２mm×３１mmでア
スペクト比が１．４６の３５ミリフルサイズ相当画面，
Ｈは画面サイズが２１．２mm×３７．７mmでアスペクト
比が１．７８のハイビジョン画面，Ｃは画面サイズが１
６．４mm×３７．７mmでアスペクト比が２．３０のシネ
マスコープ画面，Ｐは画面サイズが１３．２mm×３７．
７mmでアスペクト比が２．８６のパノラマサイズ画面を
それぞれ示している。なお、ハイビジョン画面とは高品
位テレビジョン画面のことであり、このサイズ画面で撮
影した画像は、例えば電子スチル画像等の電子画像に変
換する際にトリミングを行う必要がなく有利である。

【００１３】切替えスイッチ８及びシャッタレリーズス
イッチ１８は、図１に示すように、コントローラ１０に
接続されている。コントローラ１０は、周知のマイクロ
コンピュータから構成されており、プログラムを記憶し
たＲＯＭ１１，ＲＡＭ１２の他に、ＬＣＤドライバ１３
等を備えている。コントローラ１０には、広域ＡＦ装置
としてのマルチビームＡＦ装置１５と、露光枠切替え装
置１６と、モータドライバ１７とが接続されている。モ
ータドライバ１７は、フイルムの巻き取り及び巻き戻し
を行う給送用モータ１９と、撮像系レンズ群２０及びフ
ァインダー系レンズ群２１の焦点距離を調節するズーム
モータ２２とを駆動する。

【００１４】ファインダ４は、図４に示すように、ケプ
ラータイプの実像式ファインダであり、対物レンズ２３
と接眼レンズ２４との間に設けられたポロプリズム２５
の入射面側に視野枠を示す液晶表示板２６が設けられて
いる。この液晶表示板２６の周縁部には、図５に示すよ
うに、前記Ｐ，Ｃ，Ｈ，Ｌに対応して各々駆動されるラ
イン状の液晶表示部２７〜３１が設けられている。

【００１５】これらの表示部２７〜３１は、撮影画面の
アスペクト比を選択しやすくするために、撮影者が他の
視野と識別できる程度に各々うっすら濃度を有してい
る。画面サイズ切替えノブ８を操作してファインダ視野
を選択すると、選択されたファインダ視野の濃度が他の
視野の濃度よりやや高くなり、試みに撮影画面を変更し
てみることができる。そして、シャッタボタン７を半押
しすると、選択したファインダ視野の濃度がさらに高く
なって撮影範囲が明瞭に示されるようになる。

【００１６】即ち、画面サイズ切替えスイッチ８を操作
して、Ｐ，Ｃ，Ｈ，Ｌのいずれかの画面モードを選択す
ると、これに連動して、各液晶表示部２７〜３１がＬＣ
Ｄドライバ１３により駆動され、各画面モードに対応し
たファインダ視野となる。例えば、図６に示すように、
Ｌの３５ミリフルサイズ画面モードでは、表示部２９〜
３１がオンとなり、視野枠の左右縁部が濃度を有した状
態となる。これにより、３５ミリフルサイズのファイン
ダ視野３３が表示される。また、図７に示すように、Ｈ
のハイビジョン画面モードでは、全ての表示部２７〜３
１がオフとなり、視野枠サイズが最大となる。これによ
り、ハイビジョンサイズのファインダ視野３４が表示さ
れる。また、図８に示すように、Ｃのシネマスコープ画
面モードでは、液晶表示部２７，３１のみがオンにな
り、視野枠の上下縁部が狭い幅で濃度を有した状態にな
る。これにより、シネマスコープサイズのファインダ視
野３５が表示される。また、図９に示すように、Ｐのパ
ノラマサイズ画面モードでは、液晶表示部２７，２８，
３０，３１がオンとなり、視野枠の上下縁部が広い幅で
濃度を有した状態になる。これにより、パノラマサイズ
のファインダ視野３６が表示される。

【００１７】また、視野枠の切替え後にシャッターレリ
ーズボタン７を半押しにすると、図１０に示すように、
露光枠切替え装置１６が働き、露光開口４０をそれぞれ
の画面サイズに切り替える。露光枠４１は、平行状態で
移動自在とされた１対の上下辺マスク４２，４３と、１
対の左右辺マスク４４，４５とから構成されている。上
下辺マスク４２，４３は、一端が無端ベルト４６に固定
されており、ステッピングモータ４７の回転により、上
下方向で移動して、互いが接近又は離反する。左右辺マ
スク４４，４５も同様に構成されており、図示省略のス
テッピングモータにより左右方向で互いが接近又は離反
する。これにより、Ｌでは２１．２mm×３１mmの開口サ
イズとなり、Ｈでは２１．２mm×３７．７mm、Ｃでは１
６．４mm×３７．７mm、Ｐでは１３．２mm×３７．７mm
の開口サイズになる。なお、ベルトとステッピングモー
タによるマスク４２〜４５の移動の他に、ソレノイドや
リンク装置、ラックとピニオン等によりこれらマスクを
平行移動させてもよい。

【００１８】次に、コントローラ１０における制御につ
いて説明する。先ず、各種モードに共通な事項を説明し
た後に、それぞれのモードについて説明し、その後、構
図評価関数、学習モードについて説明する。本実施例で
扱うモードとしては、（１）フレーム優先モード（最大画角法）（２）フレーム優先モード（構図評価法）（３）ズーム優先モード（４）ズーム＋フレーム両優先モード（５）プログラムモード（６）復習モード（７）学習モードがある。

【００１９】〔１〕各種モードに共通な事項被写体である人物がフォーカス露光面上に適当な大きさ
で写されるためには、被写体までの距離と画角との関係
が次の数式１を満たす必要がある。

【００２０】

【数１】

【００２１】ここで、θは撮影レンズの焦点距離及びフ
イルム露光面サイズから定まる画角、Ｌは被写体までの
距離、Ｂは人物の大きさ、ｒは被写体である人物の上下
まはは左右にどの程度余裕を持って写し込むかを決定す
るパラーメタである。ｒについて述べると、例えばｒ＝
１の場合は画面いっぱいに人物が写し込まれ、ｒ＝２の
場合は上下または左右に人物のサイズの０．５倍の余裕
が取られる事になる。一般に上下又は左右に人物のサイ
ズの（ｒ−１）／２倍の余裕が取られる。以上の関係を
図１１に示す。

【００２２】ここで数式１に実際の数値を代入してその
関係をグラフにしてみると、図１２のようになる。ただ
し、グラフの縦軸は次式で示されるτを採用している。

【００２３】

【数２】

【００２４】τを使うと、数式１は次のように表せる。

【数３】

【００２５】以後、このτを画角正接と呼び、撮影画角
に対応する量として用いることにする。ところで、数式
１の関係は、画面の垂直、水平、対角方向どれにでも適
用できる。しかし、通常の画面フォーマットが横に長
く、しかも人物が縦長であることからして、人物が画面
の中央に存在する場合は、垂直方向についてのみ考えれ
ばよいことがわかる。ところが、人物が画面の中央にな
い場合はこの限りではない。なぜならば、被写体が中央
から外れると、人物の右または左部分が画面から外れる
場合があるからである。従来のように、アスペクト比の
大きくない画面の場合は被写体が画面の中央から著しく
外れる場合を考慮しなくても良かったが、本件のように
アスペクト比の大きい画面が選択され、画面の中央から
著しく離れた位置にある人物を撮影する可能性がある場
合は、この点を考慮しなければならない。本実施例で
は、画面の中央以外の人物の存在及び距離を認識するた
めに、マルチビームＡＦシステムを搭載することを前提
としている。そこで、ＡＦのビームが撮影レンズの光軸
となす角をφとすると距離Ｌの人物が左右の余裕を含め
て画面の水平方向に納まるための条件は数式４のように
なる。

【００２６】

【数４】

【００２７】数式４を簡単にするためにφの正接tan φ
をＭとおくと、数式５のようになる。

【００２８】

【数５】

【００２９】これに対し距離Ｌの人物が上下の余裕を含
めて画面の垂直方向に納めるための条件は数式３によ
り、数式６のようになる。

【００３０】

【数６】

【００３１】ここで、τｈ、τｖは画面の水平、垂直方
向各々の画角正接である。数式５，数式６とも等号の成
り立つ場合が最も適当な構図となりうる。数式５，数式
６を図で表すと、図１３のようになる。ここでは、図１
４に示すように、ビームとして次の４種類（計７本）を
採用している。 Center (Ｍ＝0) Side (Ｍ＝0.16) Edge (Ｍ＝0.32) Special (Ｍ＝0.64)

【００３２】ところで、τｈ, τｖはフイルム露光面の
水平、垂直方向のサイズＮｖ, Ｎｈと撮影レンズの焦点
距離Ｆから次式のように定まる。

【００３３】

【数７】

【００３４】

【数８】

【００３５】数式７，数式８を図で表すと図１５のよう
になる。ここでは、次の４つの露光面サイズを想定して
いる。

【００３６】数式５，数式６，数式７，数式８から、Ｌ
とＦとの関係が次のように定まる。

【００３７】

【数９】

【００３８】

【数１０】

【００３９】被写体を画面の垂直、水平方向ともに、正
しく納めるためには、数式９，数式１０ともに、成り立
たねばならない。両式とも等号の成り立つ場合が最も適
当な構図となるので、距離Ｌの被写体に最も敵した焦点
距離Ｆは、数式１１のようになる。

【００４０】

【数１１】ただし、ｍｉｎ（ａ，ｂ）は、ａ，ｂの内、値の小さな
ものを結果とする関数である。

【００４１】数式９，数式１０は図１６のように表せ
る。図１６において、数式９は細線で、数式１０は太線
で表している。

【００４２】以後、説明を簡単にするために、次のよう
に定義する。・フイルム露光面サイズの種類をフレームと呼ぶ。・フレームのラベルをｎ_j（ｊ＝０，１，２，３，・・
・）・前記ｎ_jを総称してｎと呼ぶ。・フレームの総数を〔ｎ〕と表す。・ｎ_jの垂直方向、水平方向の長さをＮｖ_j，Ｎｈ_jと
呼ぶ。・マルチビームＡＦの各ビームのラベルをｍ_i（ｉ＝
０，１，２，３，・・・）と表す。・前記ｍ_iを総称してｍと呼ぶ。・マルチビームの総数を〔ｍ〕と表す。・ビームｍ_iとレンズ光軸のなす角度φの正接tan φを
Ｍ_iと表す。・ビームｍ_iにより測定された距離をＬ_iと表す。・取り得る焦点距離の最大値をＦla、最小値をＦsmと表
す。・全てのビームから得られた距離情報を鑑みて、焦点距
離Ｆ、フレームｎを選択したときに、構図の適正度を評
価する関数をε（Ｆ，ｎ）と表す。これは後にいくつか
のものを提示する。・変数ｐをCondition の満たす範囲で変化させたときの
関数ｇ（ｐ）の最小値をｍｉｎｉｍｕｍ（ｇ（ｐ））^condition そのときの変数ｐの値をｐ｜ｗｈｅｎｍｉｎ( ｇ（ｐ））^condition 最大値についても同様にｍａｘｉｍｕｍ（ｇ（ｐ））^condition そのときのｐの値をｐ｜ｗｈｅｎｍａｘ( ｇ（ｐ））^condition とする。

【００４３】(1) フレーム優先モード（最大画角法）ユーザーがフレームを選択し、各ビームの測距結果から
最適な焦点距離をカメラユーザーが選択するモードであ
る。ビームｍ_iで測距した被写体をフレームｎ_jで撮影
するときの最適焦点距離ｆｏ（ｎ_j，ｍ_i）は数式１１
により、次式のようになる。

【００４４】

【数１２】

【００４５】シャッタレリーズが半押しされるたび、又
はユーザーによりフレームが切り換えられるたびに測距
を行い、次式で求めたＦに焦点距離を合わせる。ただ
し、このとき、フレームはｎ_jに設定されているものと
する。このときのフローチャートを図１７，図１８に示
す。

【００４６】

【数１３】

【００４７】このモードではユーザーによるズーミング
操作はいっさい禁止されているが、このモードで選択さ
れた焦点距離がユーザーにとって気にいらない場合に備
えて、ズームスイッチ操作時には自動的にこのモードが
解除されズーミング操作が可能な別のモード、例えばズ
ーム優先画角固定モード、又は完全なマニュアルモード
等に移るようにしてもよい。この場合のフローチャート
を図１９に示す。

【００４８】（２）フレーム優先モード（構図評価法）ユーザーがフレームを選択し、各ビームの測距結果から
最適な焦点距離をカメラが選択するモードである。シャ
ッタレリーズの半押しのたびに又はユーザーによりフレ
ームが切り換えられるたびに測距を行い、次式で求めた
ｆｏに焦点距離を合わせる。ただし、フレームはｎ_jに
設定されているものとする。このときのフローチャート
を図１７，図１８に示す。

【００４９】

【数１４】

【００５０】このモードではユーザーによるズーミング
操作はいっさい禁止されているが、このモードで選択さ
れた焦点距離がユーザーにとって気にいらない場合に備
えて、ズームスイッチ８ａの操作時には自動的にこのモ
ードが解除され、ズーミング操作が可能な別のモード、
例えばズーム優先画角固定モード、又は完全なマニュア
ルモード等に移るようにしてもよい。この場合のフロー
チャートを図１９に示す。

【００５１】（３）ズーム優先モードユーザーがズーミングにより焦点距離を選択し、各ビー
ムの測距結果から最適なフレームをカメラが選択するモ
ードである。シャッタレリーズボタンの半押しのたびに
又はユーザーによりズーミングが行われるたびに測距を
行い、次式で求めたｎｏにフレームを合わせる。ただ
し、焦点距離はＦに設定されているものとする。このと
きのフローチャートを図２０，図２１に示す。

【００５２】

【数１５】

【００５３】このモードではユーザーによるフレーム切
換え操作はいっさい禁止されているが、このモードで選
択されたフレームがユーザーにとって気にいらない場合
に備えて、フレームスイッチ８ｂの操作時には自動的に
このモードが解除され、フレーム切換え操作が可能な別
のモード、例えばフレーム優先画角固定モード、又は完
全なマニュアルモード等に移るようにしてもよい。この
場合のフローチャートを図２２に示す。

【００５４】（４）ズーム＋フレーム両優先モードフレームスイッチ操作時には前記（１）又は（２）のよ
うに動作し、ズーミング操作時には前記（３）のように
動作するモードである。この場合のフローチャートを図
１８，図２１，図２３に示す。

【００５５】（５）プログラムモード各ビームの測距距離から最適な焦点距離及びフレームを
カメラが選択するモードである。シャッタレリーズの半
押しのたびに測距を行い、εを最大にするフレームと焦
点距離の組み合わせを求める。まず、各フレーム毎にε
が最大となるＦを求め、それをｆｏ（ｎ_j）とする。こ
の場合のフローチャートを図２４，図２５に示す。

【００５６】

【数１６】更に、ｆｏ（ｎ_j）の中でεが最大となるｎ_jを求め、
これをｎｏとする。

【００５７】

【数１７】

【００５８】このとき得られたｎｏをフレームとして設
定し、ｆｏ（ｎｏ）を焦点距離として設定する。このモ
ードではユーザーによるフレーム切換え操作及びズーミ
ング操作はいっさい禁止されているが、このモードで選
択されたフレームまたは焦点距離がユーザーにとって気
にいらない場合に備えて、ズームスイッチ８ａの操作時
又はフレームスイック８ｂの操作時には自動的にこのモ
ードが解除され、フレーム切換え操作が可能な別のモー
ド、例えばズーム優先画角固定モード、フレーム優先画
角固定モード、または完全なマニュアルモード等に移る
ようにしてもよい。

【００５９】（６）復習モード過去に蓄積された最適な構図作成条件と各ビームの測距
結果を基に後述する学習を行い、その学習結果と現在の
各ビームの測距結果から、最適な焦点距離及びフレーム
をカメラが選択するモードである。シャッタレリーズの
半押しのたびに測距を行い、得られた各ビームの測距距
離Ｌ_iを後述するＡＡＮ（人工ニューラルネットワー
ク）に入力し、同じＡＡＮから出力された焦点距離Ｆと
フレームｎ_jにセットする。この場合のフローチャート
を図２６，図２７に示す。

【００６０】また、前記最適であるとカメラが想定した
設定がユーザーにとっては最適でない場合も考えられる
ので、他の適した設定を順次設定することができるよう
にする。例えば、復習ボタンを押すごとに１番適した設
定、２番目に適した設定、３番目に適した設定・・・と
いう具合に順次選択できるようにする。

【００６１】このモードではユーザーによるフレーム切
換え操作及びズーミング操作はいっさい禁止されている
が、このモードで選択されたフレーム又は焦点距離がユ
ーザーにとって気にいらない場合に備えて、フレームス
イッチ操作時又はズーミングスイッチ操作時には自動的
にこのモードが解除され、フレーム切換え操作が可能な
別のモード、例えばズーム優先画角固定モード、フレー
ム優先画角固定モード、又は完全なマニュアルモード等
に移るようにしてもよい。

【００６２】〔２〕構図評価関数ビームｍ_iにより測定された被写体に最適な画角正接
は、数式５，数式６で示したとおり、水平、垂直方向の
各々について、次式のようになる。

【００６３】

【数１８】

【００６４】

【数１９】

【００６５】これに対して焦点距離Ｆ、フレームｎ_jを
選択したときの実際の画角は次式のようになる。

【００６６】

【数２０】

【００６７】

【数２１】

【００６８】ここで、最適な画角と実際の画角との比の
対数値を図２８に示すような関数ｖに与えた結果を、被
写体にとってどの程度適当な画角かを示す評価関数とす
る。

【００６９】

【数２２】

【００７０】

【数２３】

【００７１】ｅｈ、ｅｖが「０」の時は最も適している
ことを示し、「−１」の時は最も適していない（禁止状
態に近い）ことを示す。また、「０」の時はどちらでも
ない（画角判定基準に影響しない）ことを示す。具体的
には、τがτｏと等しい時、最大値「１」をとる。この
場合、被写体は最も適当な大きさでフイルム上に写し込
まれることになる。また、τがτｏより大きくなるに従
って「０」に近づく。この場合、被写体は前記最も適当
な大きさよりも小さな大きさで写し込まれる。また、τ
がτｏに小さい時はおおむね最小値「−１」をとる。こ
の場合、被写体はフイルム露光面からはみ出してしまう
ことになる。さらに、τがτｏより余りに小さい時は再
び「０」に近づいていく。これは設定した焦点距離及び
フレームに対して被写体が余りにも近くにあり、他の被
写体とは同時に写す必要性の無いものか、そうでなくと
も、被写界深度の関係上同時に写し込むべきでない場合
など、あるいは被写体が人物ではないと想定できる場合
などに相当する。各ビームに当たった被写体ごとの評価
関数ｅは全てのビームについて加え合わせたものをεと
する。

【００７２】

【数２４】

【００７３】前記例では、各ビームに同じ関数ｖを用い
て評価値を算出しているが、ビーム毎に異なる評価関数
を用いてもよい。例えば、図２９のように、ビームＭ_i
の値により異なる評価関数を用いることもできる。同図
（ａ）に示すように、Ｍ_iの大きいビームについては、
τがτｏより余りにも小さいときは再び「０」に近づく
関数を用いる。また、同図（ｂ），（Ｃ）に示すよう
に、Ｍ_iの小さなビームについては、τがτｏよりも小
さいときでもなかなか「０」に近づかない関数を用い
る。これは、画面中央にある被写体ほど主要被写体であ
る可能性が高く、τがτｏよりも余りに小さい場合は画
角判定基準に影響しないという前記仮定が成り立たない
可能性が大きいからである。

【００７４】〔３〕学習モード前記（１）〜（６）の種々のモードで選ばれた焦点距離
・フレームと、各ビームの測距距離結果との関係を構図
関連情報と呼ぶことにする。カメラが学習モードにセッ
トされている場合は、レリーズボタン７の半押し時又は
全押し時又は学習ボタンの押し下げによる学習スイッチ
５０（図１参照）のオン時（これらを学習タイミングと
呼びことにする。）にそのときの構図関連情報をカメラ
内に記憶し、過去に記録された構図関連情報と今回の構
図関連情報を基に学習を行う。前述したように、（６）
復習モードでは、レリーズボタン７の半押し時又は全押
し時又は復習ボタンの押し下げによる復習スイッチ５１
のオン時に、学習結果と各ビームの測距結果からカメラ
が最適と判断した焦点距離とフレームに設定される。更
に、前記最適であるとカメラが想定した設定がユーザー
にとっては最適ではない場合も考えられるので、他の適
した設定を順次選択できるようにする。例えば、学習ボ
タンを押す毎に１番適した設定、２番目に適した設定、
３番目に適した設定・・・という具合に順次選択できる
ようにする。この場合のフローチャートを図３２に示
す。

【００７５】前記構図関連情報を基に学習を行うために
ＡＡＮを用いる。ＡＡＮを用いた学習法の一つとして、
誤差逆伝搬学習（バックプロパゲーション）が知られて
いる。この方法について、以下説明する。

【００７６】まず、図３１に示すような入力層、出力
層、及び一つ以上の中間層で構成され、しかも入力層の
各ユニットは中間層の各ユニットに、中間層の各ユニッ
トは出力層の各ユニットに一方向結合しているネットワ
ークを用意する。このネットワークの入力層に入力信号
ベクトルを与えると、ネットワーク内の各ユニットの結
合係数及びしきい値に従って、何らかの出力信号ベクト
ルが得られる。更に、入力信号ベクトルとその入力信号
ベクトルに対し最も適した（あるいは最も期待される）
出力信号ベクトル（これを教師信号ベクトルという）の
組み合わせをいくつか用意する。前記入力層に入力信号
ベクトルを与えた時に実際に出力層に現れる出力信号ベ
クトルと理想的な教師信号ベクトルとの差から、各ユニ
ットの結合係数及びしきい値を変更する操作を行う（こ
れを学習という）。学習を繰り返す事により、どのよう
な入力信号ベクトルに対しても教師信号に近い最適な出
力信号ベクトルが得られるように結合係数及びしきい値
を変化させていく。

【００７７】本実施例では、入力信号ベクトルとして前
記学習タイミングに各ビームが測距した距離Ｌ_iを正規
化した値Ｉ_iを与えることにする。Ｉ_iは次のようにし
て求める。

【００７８】

【数２５】

【００７９】Ｌmin は測距可能な最低距離である。この
ようにすると、最近距離では、Ｉ_iは「１」となり、無
限大距離ではＩ_iは「０」となる。この間では、焦点距
離を一定とした場合Ｉ_iはフイルム上での被写体の大き
さに比例した値をとる。出力信号ベクトルとしては、考
えられる焦点距離とフレームの組み合わせすべてについ
て、構図の適合性を表す値Ｏ_kを出力させることにす
る。前記組み合わせは次のように定める。

【００８０】まず、焦点距離の逆数が均等になるような
代表的な焦点距離を選び、それをＺ０、Ｚ１、Ｚ２、・
・・とする。例えば２８mmから１１０mmまでの焦点距離
が撮影可能なカメラにおいて、代表値を選ぶ場合は次の
ようにする。焦点距離焦点距離の逆数Ｚ₀＝２８ mm ０．０３６Ｚ₁＝３０ mm ０．０３３Ｚ₂＝３３ mm ０．０３０Ｚ₃＝３７ mm ０．０２７Ｚ₄＝４２ mm ０．０２４Ｚ₅＝４８ mm ０．０２１Ｚ₆＝５６ mm ０．０１８Ｚ₇＝６７ mm ０．０１５Ｚ₈＝８３ mm ０．０１２Ｚ₉＝１１０mm ０．００９

【００８１】前記Ｚ_p（ｐ＝０，１，２，・・・）を焦
点距離代表値と呼び、これらの総数を〔Ｚ〕とする。ま
た、Ｚ_pを総称してＺとする。これらをフレームｎ_jと
組み合わせて、考えられる全ての組み合わせとする（図
３２参照）。具体的には、焦点距離代表値Ｚ_pとフレー
ムｎ_jを選択したときの構図の評価値がＯ_{p・ [n]+j}と
なるように割り当てる。

【００８２】教師信号ベクトルＴ_kとしては、出力信号
ベクトルと同様な焦点距離とフレームの組み合わせを考
える。前記学習タイミング時にフレームｎ_jと焦点距離
Ｆが選択されているとする。まず、Ｆに最も近い焦点距
離代表値を選びその添字をｑとする。

【００８３】

【数２６】

【００８４】ただし、ａｂｓ（ｘ）はｘの絶対値を結果
とする関数である。特に、前述したように逆数が均等に
なるように焦点距離代表値を設定した場合は、次の条件
を満たすＺ_qを探せばよい。

【００８５】

【数２７】

【００８６】要素Ｔ_kのうち代表焦点距離Ｚ_qとフレー
ムｎ_jの組み合わせに該当する唯一の要素を「１」、そ
れ以外を「０」とする。

【００８７】

【数２８】

【００８８】次に、このように定められたＡＡＮの学習
手順を説明する。はじめに次のように定義する。Ｉ_i 入力層のユニットｉの出力（数式２５のＩ_iと
等価）Ｕ_j 中間層のユニットｊの入力Ｈ_j 中間層のユニットｊの出力Ｓ_k 出力層のユニットｋの入力Ｏ_k 出力層のユニットｋの出力（先に定義したＯ_k
と等価）Ｔ_k 出力層のユニットｋに対する教師信号（先に定
義したＴ_kと等価）Ｗ_ji 入力層のユニットｉから中間層のユニットｊへ
の結合係数Ｖ_jk 中間層のユニットｊから出力層のユニットｋへ
の結合係数 θ_j 中間層のユニットｊのしきい値 γ_k 出力層のユニットｋのしきい値〔Ｈ〕中間層のユニットの数また、中括弧｛｝は囲まれた部分の全ての集合を意味す
る。

【００８９】（１）ネットワークの各係数としきい値と
を適当な値で初期化する。（２）記憶されている中で一番新しい構図関連情報をも
とに入力信号ベクトル｛Ｉ_i｝及び教師信号ベクトル
｛Ｔ_k｝を算出する。（３）入力信号ベクトル｛Ｉ_i｝から中間層ユニットｊ
への入力｛Ｕ_j｝を求める。

【００９０】

【数２９】

【００９１】（４）中間層ユニットの出力｛Ｈ_j｝を求
める。

【００９２】

【数３０】

【００９３】ここで、関数ｇ（ｘ）は、ユニットに入力
された値ｘをそのユニットの出力値に変換する関数であ
る（以下、ユニット関数と呼ぶ）。ユニット関数は出力
値が「０」から「＋１」へ単調増加する関数で通常シグ
モイド関数（図３３，数式３１参照）が採用される。

【００９４】

【数３１】

【００９５】（５）｛Ｈ_j｝から出力層ユニットｋへの
入力｛Ｓ_k｝を求める。

【００９６】

【数３２】

【００９７】（６）出力層ユニットの出力｛Ｏ_k｝を求
める。

【００９８】

【数３３】

【００９９】（７）Ｏ_kとＴ_kとの差から、出力層のユ
ニットｋにつながる結合係数と出力層ユニットｋのオフ
セットに対する誤差δ_kを求める。

【数３４】

【０１００】（８）δ_kと｛Ｖ_kj｝とＨ_jから、中間層
のユニットｊにつながる結合係数と中間層ユニットｊの
オフセットに対する誤差δ_jを求める。

【数３５】

【０１０１】（９）δ_kを用いてＶ_kjを適当な係数αで
修正する。同様にγ_kを抵当な係数βで補正する。

【０１０２】

【数３６】

【０１０３】

【数３７】

【０１０４】（１０）σ_jを用いてＷ_jiを適当な係数α
で修正する。同様にθ_jを適当な係数βで補正する。

【０１０５】

【数３８】

【０１０６】

【数３９】

【０１０７】前記（９），（１０）のα，βは学習の速
度を決めるパラメータで、大きいほど早く学習が行われ
るが精度は下がる。

【０１０８】（１１）次に新しい構図関連情報があれ
ば、それを基に入力信号ベクトル｛Ｉ_i｝及び教師信号
｛Ｔ_k｝を算出して（３）から繰り返す。今回参考にし
た構図関連情報が記憶されている中で最も古いものであ
れは（１２）に進む。

【０１０９】（１２）（３）〜（１１）の繰り返し数が
制限回数を越えた場合は終了する。そうでない場合は
（２）から繰り返す。

【０１１０】前記（１）〜（１２）の手順でＡＡＮの学
習がなされる。学習手順の詳細及びＡＡＮの一般的な知
識としては、「入門と学習ニューロコンピュータ」技
術評論社刊等に詳しく説明されている。復習モードでは
シャッタレリーズ半押しのたびに測距を行い、その結果
を学習がなされたＡＡＮに入力し、その結果得られた出
力ベクトル｛Ｏ_k｝の値（構図の適合性を表す値）が最
も大きい要素に対応したフレームと焦点距離の組み合わ
せにセットする。すなわち、

【０１１１】

【数４０】

【０１１２】とすると、焦点距離は次式で示すＺｏに、
またフレームはｎｏにセットする。

【０１１３】

【数４１】

【０１１４】

【数４２】

【０１１５】ただし、ｄｉｖは整数の除算を表し、ｍｏ
ｄは剰余を表す。また、Ｚｏとｎｏの設定がユーザーに
とっては最適でなく、他の適した設定を選択すべく、学
習ボタンの押し下げ等が成された場合は、出力ベクトル
｛Ｏ_k｝の値が２番目に大きい要素に対応したフレーム
と焦点距離の組み合わせにセットする。さらに、学習ボ
タンが押されたら、押されるごとに２番目に大きな値の
要素に対応した組み合わせ、３番目に大きな値の要素に
対応した組み合わせ・・・という具合に、構図の適合性
が大きい値を示す組み合わせの順に順次セットしていく
（図３０参照）。

【０１１６】なお、上記実施例では、露光枠切替え装置
１６により画面サイズを切り替えて撮影するようにした
が、この他に、全て撮影は１つの画面サイズで撮影して
おき、この他に、画面サイズを示すトリミング情報をフ
イルムの磁気記録層やパトローネのＩＣメモリ等に記録
するようにして、疑似トリミング撮影を行うようにして
もよい。この場合には、プリント時に、トリミング情報
を読み取り、これに基づきトリミングプリントを行う。
また、本発明は、前記アスペクト比の数値や画面の数に
限定されないのは勿論である。また、本実施例ではファ
インダ４としてケプラータイプの実像式ファインダを採
用したが、採光式ファインダや他の実像式ズームファイ
ンダ等でもよい。さらに、撮影画面の複数個所を測距す
る機能をもった広域ＡＦ機構としては、上述したマルチ
ビームＡＦ機構だけでなく、例えば撮影画面に水平ある
いは対角線方向に長いスリット光を投光し、その範囲内
の複数個所から戻ってきた反射光によって測距を行うス
リットビームＡＦ機構を用いてもよい。

【０１１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広域ＡＦ機構から得られた情報により主要被写体の距離
とその位置を解析し、その結果によりユーザーが選んだ
アスペクト比に対して最適な焦点距離を選択するフレー
ム優先モードを備えたから、アスペクト比を設定するこ
とで自動的に最適な焦点距離が選択され、主要被写体を
最適な大きさで簡単に撮影することができる。

【０１１８】また、広域ＡＦ機構から得られた情報によ
り主要被写体の距離とその位置を解析し、その結果によ
りユーザーが選んだ焦点距離に対して最適なアスペクト
比を選択するズーム優先モードを備えたから、焦点距離
を設定することで自動的に最適なアスペクト比が選択さ
れ、主要被写体を最適な大きさで簡単に撮影することが
できる。

【０１１９】また、前記両モードを備えることにより、
ユーザーが焦点距離を設定する場合には、これに最適な
アスペクト比が自動的に選択され、また、ユーザーがア
スペクト比を設定する場合には、これに最適な焦点距離
が自動的に選択され、常に主要被写体を最適な大きさで
撮影することができる。

【０１２０】また、予め決定しておいた最適な焦点距離
とアスペクト比との組み合わせを記録しておき、広域Ａ
Ｆ機構から得られた情報により主要被写体の距離とその
位置を解析し、その結果により前記組み合わせから最適
なものを選択するプログラムモードを備えることで、同
じように主要被写体を最適な大きさで撮影することがで
きる。

【０１２１】また、前記各モードの結果により得られた
焦点距離とアスペクト比との組み合わせを逐次記憶して
おき、過去に記憶された組み合わせから広域ＡＦの測距
個所と最適な焦点距離とアスペクト比とを選択する復習
モードを備えることにより、学習効果が発揮され、主要
被写体の大きさをより一層最適なものとして、簡単に写
真撮影を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部を示す概略図である。

【図２】本発明の実施例の外観を示す斜視図である。

【図３】本発明の実施例に係る切替えスイッチを示す正
面図である。

【図４】本発明の実施例に係るファインダの構造を示す
斜視図である。

【図５】図３に示したファインダの内部に設けられた液
晶表示板を示す平面図である。

【図６】３５ミリフルサイズ相当画面のファインダ視野
を示す平面図である。

【図７】ハイビジョン画面のファインダ視野を示す平面
図である。

【図８】シネマスコープ画面のファインダ視野を示す平
面図である。

【図９】標準のパノラマ画面のファインダ視野を示す平
面図である。

【図１０】露光枠切替え装置の要部を示す斜視図であ
る。

【図１１】画角θと、被写体から撮影レンズまでの距離
Ｌと、人物の大きさＢと、パラメータｒとの関係を示す
説明図である。

【図１２】数式１を、被写体から撮影レンズまでの距離
と最適画角との関係で示す線図である。

【図１３】数式５，数式６を、被写体から撮影レンズま
での距離と最適画角との関係で示す線図である。

【図１４】本発明のマルチビームＡＦの各ビームを示す
説明図である。

【図１５】数式７，数式８を、焦点距離と最適画角との
関係で示す線図である。

【図１６】ビームSpecial の被写体をフレームＨで撮影
する場合に、数式９，数式１０を距離Ｌと最適焦点距離
との関係で示す線図である。

【図１７】フレーム優先モードにおいて、シャッターレ
リーズボタンを半押しにした場合のフローチャートであ
る。

【図１８】フレーム優先モードにおいて、フレーム切替
えを行う場合のフローチャートである。

【図１９】フレーム優先モードにおいて、ズーミング操
作をした場合のフローチャートである。

【図２０】ズーム優先モードにおいて、シャッターレリ
ーズボタンを半押しにした場合のフローチャートであ
る。

【図２１】ズーム優先モードにおいて、ズーミング操作
を行う場合のフローチャートである。

【図２２】ズーム優先モードにおいて、フレーム切替え
操作をした場合のフローチャートである。

【図２３】ズーム＋フレーム優先モードにおいて、シャ
ッターレリーズボタンを半押しにした場合のフローチャ
ートである。

【図２４】プログラムモードにおいて、シャッターレリ
ーズボタンを半押しにした場合のフローチャートであ
る。

【図２５】プログラムモードにおいて、ズーミング操作
及びフレーム切替え操作を行う場合のフローチャートで
ある。

【図２６】復習モードにおいて、シャッターレリーズボ
タンを半押しにした場合のフローチャートである。

【図２７】復習モードにおいて、ズーミング操作及びフ
レーム切替え操作を行う場合のフローチャートである。

【図２８】被写体にとってどの程度適当な画角かを示す
評価関数Ｖ（ｘ）を示す線図である。

【図２９】ビームＭ_iの値に応じて設けた３個の評価関
数の一例を示す線図である。

【図３０】学習モードにおいて、学習ボタンを押した場
合のフローチャートである。

【図３１】入力層、中間層、出力層で構成された人工ニ
ューラルネットワークを示す概略図である。

【図３２】同ニューラルネットワークにおける、構図適
合性出力とこれに対応する焦点距離代表値Ｚ_pとフレー
ムｎ_jとの組み合わせを示す説明図である。

【図３３】シグモイド関数を示す線図である。

【符号の説明】

８切替えスイッチ８ａズームスイッチ８ｂフレームスイッチ１０コントローラ１５マルチビームＡＦ機構１６露光枠切替え装置２６液晶表示板２７〜３１表示部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03B 17/28 G03B 37/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ機構
から得られた情報により主要被写体の距離とその位置を
解析し、その結果によりユーザーが選んだアスペクト比
に対して最適な焦点距離を選択するフレーム優先モード
を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ機構
から得られた情報により主要被写体の距離とその位置を
解析し、その結果によりユーザーが選んだ焦点距離に対
して最適なアスペクト比を選択するズーム優先モードを
備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項３】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ機構
から得られた情報により主要被写体の距離とその位置を
解析し、その結果によりユーザーが選んだアスペクト比
に対して最適な焦点距離を選択するフレーム優先モード
と、前記解析結果によりユーザーが選んだ焦点距離に対
して最適なアスペクト比を選択するズーム優先モードと
を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項４】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ機構
から得られた情報により主要被写体の距離とその位置を
解析し、その結果によりユーザーが選んだアスペクト比
に対して最適な焦点距離を選択するフレーム優先モード
と、前記解析結果によりユーザーが選んだ焦点距離に対
して最適なアスペクト比を選択するズーム優先モードと
を備え、ズームスイッチを操作したときには前記ズーム
優先モードとして働き、フレーム切換えスイッチを操作
したときには前記フレーム優先モードとして働くように
したことを特徴とするカメラ。
【請求項５】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、予め決定しておいた最適な焦点距離とアスペ
クト比との組み合わせを記録しておき、撮影画面の複数
個所を測距する広域ＡＦ機構から得られた情報により主
要被写体の距離とその位置を解析し、その結果により前
記組み合わせから最適なものを選択するプログラムモー
ドを備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項６】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ機構
から得られた情報により主要被写体の距離とその位置を
解析し、その結果によりユーザーが選んだアスペクト比
に対して最適な焦点距離を選択するフレーム優先モード
と、前記解析結果によりユーザーが選んだ焦点距離に対
して最適なアスペクト比を選択するズーム優先モード
と、予め決定しておいた最適な焦点距離とアスペクト比
との組み合わせを記録しておき、前記解析結果に基づき
前記組み合わせから最適なものを選択するプログラムモ
ードとを備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項７】アスペクト比が変更可能なズームカメラ
において、撮影画面の複数個所を測距する広域ＡＦ機構
から得られた情報により主要被写体の距離とその位置を
解析し、その結果によりユーザーが選んだアスペクト比
に対して最適な焦点距離を選択するフレーム優先モード
と、前記解析結果によりユーザーが選んだ焦点距離に対
して最適なアスペクト比を選択するズーム優先モード
と、予め決定しておいた最適な焦点距離とアスペクト比
との組み合わせを記録しておき、前記解析結果に基づき
前記組み合わせから最適なものを選択するプログラムモ
ードと、前記各モードの結果により得られた焦点距離と
アスペクト比の組み合わせを逐次記憶しておき、過去に
記憶された組み合わせから広域ＡＦ機構の測距個所と最
適な焦点距離とアスペクト比とを選択する復習モードと
を備えたことを特徴とするカメラ。