JP4011738B2

JP4011738B2 - Optical device

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Publication number: JP4011738B2
Application number: JP15998198A
Authority: JP
Inventors: 仁大野田; 輝岳門原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2018-05-26
Also published as: JPH11337814A

Description

【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、観察画面内の複数の測定領域で測距又はデフォーカス量の測定を行う測定手段と、前記測定手段により得られる情報に基づいて焦点合わせを行う焦点調節手段とを有し、前記測定手段が、移動中の対象物に対して焦点を合わせるためのモードの場合には、前記観察画面内の複数の測定領域から選択した、前記移動中の対象物に対して焦点を合わせるためのモードでない場合に比べて前記測定領域の少ない、前回の焦点合わせに用いられた合焦領域を含む測定領域群を対象として測距又はデフォーカス量の測定を行う光学装置とするものである。
【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、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１０ａ，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，１０ｂ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５７に相当する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ＣＬＣＭ，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。
【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ＣＬＣＭ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となる。
【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み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，ＭＤＲ２により正転、逆転の制御が行われる。マイコンＰＲＳ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ＰＲＳ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ＬＰＲＳ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ＬＭＴＲを信号ＬＭＦ，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内のカウンタで計数しており、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、カメラから要求があった場合には、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，ＳＩ，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ＩＭＡＧＥ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ＩＭＧ２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Ｇnum 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】

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、Ｇcur 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１−２７２０６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（１０７）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１３（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[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical apparatus having an automatic focus adjustment function such as an autofocus camera or a surveillance camera.
[0002]
[Prior art]
The focus detection function typified by a camera or the like has progressed from a detection point at the center to three points and five points, and the detection range is surely expanded with respect to the photographing region. For this purpose, not only the progress of the detection optical system but also the progress of a sensor corresponding to the detection optical system and a microcomputer for controlling the same are indispensable.
[0003]
The increase in the number of detection areas is greatly effective in preventing a so-called “slow-out” state where the background is not the subject but the background in normal shooting. Further, when shooting a moving subject, the focus detection area can be reduced from being removed from the subject.
[0004]
FIG. 14A is a diagram in which a narrow one-dimensional range of one point, such as B, is set as a focus detection area on the shooting screen A. FIG. On the other hand, FIG. 14B is an example in which the focus detection area is enlarged, and the detection area B is three areas with respect to the shooting screen A. This is obtained by adding three detection areas in a direction orthogonal to the detection areas in FIG.
[0005]
Since the focus detection area is increased from one point at the center to three points, it is not necessary to always focus on the subject at the center, and the degree of freedom in shooting is improved.
[0006]
When this is further developed, as shown in FIG. 14 (c), the imaging screen A has a two-dimensional area having a detection area B (in fact, a large number of focus detection areas are gathered to some extent). To the area AF.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The area AF where many focus detection areas of the camera are gathered has the merit that the photographer can concentrate on the original shooting without the hollow and out of the conventional area, but the focus detection calculation is performed on the focus detection points of the entire area. It is considered that it takes too much time to go and miss a so-called photo opportunity.
[0008]
In particular, when the subject is moving, the influence is large, and how to shorten the calculation time is a big problem.
[0009]
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide an optical apparatus that can efficiently limit the target area used for focusing to a necessary and sufficient area and reduce the time for obtaining information used for focusing. is there.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides: In multiple measurement areas in the observation screen Ranging or defocus amount Measure Measuring means When , By the measuring means Based on the information obtained Focus Focus adjustment means And when the measuring means is in a mode for focusing on the moving object, the moving object is selected from a plurality of measurement areas in the observation screen. The distance measurement or defocus amount measurement is performed on a measurement area group including the focus area used for the previous focus adjustment, which has a smaller measurement area than the case where the focus adjustment mode is not used. An optical device is provided.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
[0013]
A focus detection area limitation and selection method in moving body imaging will be described by taking an automatic focus adjustment camera capable of focus detection in a two-dimensional area as an example.
[0014]
FIG. 1 is a block diagram of basic components of a camera according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 51 is a distance distribution measuring circuit for measuring the distance of an arbitrary place in the object field, and 52 is a photographing. A main subject area detection circuit for detecting an area where the main subject exists from within the screen, 53 is a selection area for setting the current focus detection area range according to the previous main subject area automatically determined by the main subject area detection circuit 52 A setting circuit 54 is a focus adjustment distance determination circuit for the photographing optical system in accordance with the determined main subject area information, 55 is a photographing optical system, and 56 is a lens driving device that drives the lens to adjust the focus. The control device 57 is actually embodied by a CPU, RAM, ROM, and the like of a microcomputer. Among these, the distance distribution measuring circuit 51 is embodied by a microcomputer and a measuring optical system, and thus is expressed across a dotted line.
[0015]
2 to 5 are diagrams showing specific configuration examples of the camera shown in FIG.
[0016]
FIG. 2 is an arrangement diagram of optical components of the camera for detecting the distance of the object field. In the figure, 1 is a photographing lens, 8 is a field lens, 9 is a secondary imaging lens, and 10 is an area sensor. It is.
[0017]
On the two photographing

screens

10a and 10b of the area sensor 10, light beams from different pupil positions of the photographing lens 1 are guided and recombined at an imaging magnification determined by the field lens 8 and the secondary imaging lens 9, respectively. Imaged. The area sensor 10 is optically equivalent to the photographing film surface with respect to the photographing lens 1, and the photographing

screens

10a and 10b each have a part of the photographing screen or a field of view equal to the photographing screen.
[0018]
FIG. 3 shows a layout when the detection optical system shown in FIG. 2 is suitable for a camera. In the figure, 6 is a quick return mirror, 18 is a pentaprism, 19 is a splitting prism, and 20 is a reflecting mirror. Others are the same as in FIG. FIG. 4 is a view of the layout of FIG. 3 as viewed from above the camera.
[0019]
With the above configuration, the captured

images

10a and 10b having a predetermined parallax are obtained.
[0020]
The camera having the above-described configuration is disclosed in detail in Japanese Patent Application No. 5-278433.
[0021]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a camera provided with each component as shown in FIG. 2. First, the configuration will be described.
[0022]
In FIG. 5, PRS is a camera control device corresponding to the control device 57 of FIG. 1, and is, for example, a one-chip microcomputer having a CPU (central processing unit), ROM, RAM, and A / D conversion function. . This camera control device (hereinafter referred to as microcomputer) PRS performs a series of camera operations such as automatic exposure control function, automatic focus adjustment function, film winding and rewinding according to the camera sequence program stored in ROM. Is going. For this purpose, the microcomputer PRS uses communication signals SO, SI, SCLK, and a communication selection signal. CLCM , CDDR, and CICC are used to communicate with peripheral circuits in the camera body and the in-lens control device to control each circuit and lens.
[0023]
SO is a data signal output from the microcomputer PRS, SI is a data signal input to the microcomputer PRS, and SCLK is a synchronous clock of the signals SO and SI.
[0024]
An LCM is a lens communication buffer circuit that supplies power to the lens power supply terminal VL when the camera is in operation, and a selection signal CLCM from the microcomputer PRS is at a high potential level (hereinafter referred to as “H”, a low potential level). Is denoted as “L”), the communication buffer between the camera and the lens When Become.
[0025]
When the microcomputer PRS sets CLCM to “H” and sends predetermined data from the SO in synchronization with SCLK, the lens communication buffer circuit LCM receives the buffer signals LCK of SCLK and SO via the camera-lens communication contact. , DCL is output to the lens. At the same time, the buffer signal of the signal DLC from the lens is output to SI, and the microcomputer PRS inputs lens data from SI synchronously.
[0026]
DDR is a detection and display circuit for various switches SWS, and is selected when the signal CDDR is 'H', and is controlled from the microcomputer PRS using SO, SI, and SCLK. That is, the display of the display member DSP of the camera is switched based on data sent from the microcomputer PRS, and the on / off state of various operation members of the camera is notified to the microcomputer PRS by communication. The OLC is an external liquid crystal display device located above the camera, and the ILC is a finder internal liquid crystal display device.
[0027]
SW1 and SW2 are interlocked with a release button (not shown), and the switch SW1 is turned on when the first step of the release button is pressed, and subsequently the switch SW2 is turned on when the second step is pressed. The microcomputer PRS performs photometry and automatic focus adjustment when the switch SW1 is turned on, and performs exposure control and subsequent film winding with the switch SW2 turned on as a trigger.
[0028]
Note that the switch SW2 is connected to the “interrupt input terminal” of the microcomputer PRS. Even when the program is executed when the switch SW1 is turned on, an interrupt is generated when the switch SW2 is turned on. interrupt Control can be transferred to the program.
[0029]
MTR1 is a film feed motor, MTR2 is a mirror up / down motor and a shutter spring charge motor, and forward drive and reverse drive are controlled by respective drive circuits MDR1 and MDR2. Signals M1F, M1R, M2F, and M2R input from the microcomputer PRS to the drive circuits MDR1 and MDR2 are motor control signals.
[0030]
MG1 and MG2 are shutter front curtain and rear curtain travel start magnets, which are energized by signals SMG1 and SMG2 and amplification transistors TR1 and TR2, respectively, and shutter control is performed by the microcomputer PRS.
[0031]
Since the motor drive circuits MDR1 and MDR2 and the shutter control are not directly related to the present invention, detailed description thereof is omitted.
[0032]
The signal DCL input in synchronization with LCK to the in-lens control circuit LPRS is command data from the camera to the lens LNS, and the lens operation for the command is determined in advance. This in-lens control circuit LPRS analyzes the command in accordance with a predetermined procedure, and performs the focus adjustment and aperture control operations, the operation status of each part of the lens from the output DLC (the drive status of the focus adjustment optical system, the drive status of the aperture, etc.) ) And various parameters (opening F number, focal length, defocus amount vs. moving amount coefficient of the focusing optical system, distance information such as various focus correction amounts, etc.) are output.
[0033]
In this embodiment, a zoom lens is shown as an example, and when a focus adjustment command is sent from the camera, a focus adjustment motor according to the drive amount and direction sent simultaneously. LMTR The signal LMF , LMR to adjust the focus by moving the optical system in the optical axis direction. The amount of movement of the optical system is monitored by a pulse signal SENCF of an encoder circuit ENCF that detects the pattern of a pulse plate that rotates in conjunction with the optical system with a photocoupler, and outputs a number of pulses corresponding to the amount of movement. With the counter in the internal control circuit LPRS Counting When the predetermined movement is completed, the LPRS itself sets the signals LMF and LMR to 'L' to brake the motor LMTR.
[0034]
For this reason, once the camera focus adjustment command is sent, the microcomputer PRS need not be involved in lens driving at all until the lens driving is completed. Also, there is a request from the camera there were In this case, the contents of the counter can be sent to the camera.
[0035]
When an aperture control command is sent from the camera, a known stepping motor DMTR for driving the aperture is driven according to the number of aperture stages sent simultaneously. Since the stepping motor can be controlled open, an encoder for monitoring the operation is not required.
[0036]
ENCZ is an encoder circuit associated with the zoom optical system, and the in-lens control circuit LPRS receives the signal SENCZ from the encoder circuit ENCZ and detects the zoom position. Lens parameters at each zoom position are stored in the in-lens control circuit LPRS, and when a request is met from the microcomputer PRS on the camera side, a parameter corresponding to the current zoom position is sent to the camera.
[0037]
The ICC is a focus detection and exposure control photometric area sensor composed of a CCD or the like and its drive circuit. The ICC is selected when the signal CICC is 'H' and is controlled from the microcomputer PRS using SO, SI, and SCLK. The
[0038]
φV, φH, and φR are area sensor output readout and reset signals, and a sensor control signal is generated by a drive circuit in the ICC based on the signal from the microcomputer PRS. The sensor output is amplified after being read from the sensor unit, and is input to the analog input terminal of the microcomputer PRS as an output signal IMAGE. The microcomputer PRS sequentially stores the digital value at a predetermined address on the RAM after A / D conversion of the signal. Go. Using these digitally converted signals, distance distribution measurement and focus adjustment or photometry are performed.
[0039]
In FIG. 5, the camera and the lens are represented as separate bodies (lens exchangeable). However, the present invention is not limited to these, even if the camera and the lens are integrated. Absent.
[0040]
Next, a series of operations by the microcomputer PRS will be described.
[0041]
FIG. 6 is a flow chart showing the overall processing flow, which will be described below.
[0042]
When the photographer presses a shutter button (not shown) or the like, the photographing process is started via step (100).
[0043]
In step (101), it is first determined whether or not the moving object shooting mode is set as the current automatic focus adjustment mode. If the moving body shooting mode is not set, the process proceeds to step (102) as it is, and the current focus detection calculation target area is set to the entire focus detection area. On the other hand, if the moving body shooting mode is set, the process proceeds to step (103), and it is determined whether or not the current focus detection operation is the first in the moving body shooting mode. This is because, if it is the first time, it has not yet been clearly detected where the main subject exists, and therefore, it is first necessary to detect the entire focus detection area. Accordingly, if it is determined in step (103) that the current focus detection operation is the first, the process proceeds to step (102) in the same manner as in the non-moving object shooting mode, and the current focus detection calculation target area is set as the focus detection area. Set to all areas.
[0044]
If the current focus detection operation is not the first, the process proceeds from step (103) to step (104) to call a selection area setting subroutine for setting an area to be detected. An outline of this selection area setting subroutine will be described with reference to FIG. This selection area setting is performed by a portion corresponding to the selection area setting circuit 53 shown in FIG. 1 in the microcomputer PRS.
[0045]
In FIG. 7 (a), A represents the entire focus detection area of all 35 points constituted by 5 vertical divisions and 7 horizontal divisions. B is an area determined to be the main subject area in the previous focus detection operation. That is, the focus adjustment operation was performed based on the focus detection result of the region B last time.
[0046]
FIG. 7B shows the current setting state of the focus detection calculation target area, in which the area C is set in the vertical direction and the area D is set in the horizontal direction. This is a selection of an area that can be regarded as a cross centered on the area B in FIG. 7A, which is the previous main subject area, and the number of areas is “11”, that is, a number equal to or less than 1/3 of the total area. It will be narrowed down to. This is because the photographer follows framing for the same subject, so the area to be considered as the next main subject area is a cross area centered on the previous main subject area. is there.
[0047]
For example, if the current main subject region is the region E shown in FIG. 7C, similarly, the next focus detection calculation target region is set to the regions F and G shown in FIG. Become.
[0048]
The above is the content of the selection area setting subroutine for setting the area to be detected, which is performed in step (104).
[0049]
In the following step (105), a subroutine for measuring the distance distribution of the object scene is called for the focus detection area set as described above. This distance distribution measurement will be described with reference to the flowchart of FIG. The distance distribution is measured by a portion corresponding to the distance distribution measuring circuit 51 shown in FIG. 1 in the microcomputer PRS.
[0050]
In step (201), a sensor image is captured. The capturing of the sensor image is performed as follows.
[0051]
First, the sensor is reset. Specifically, the reset operation is performed inside the ICC by simultaneously setting the control signals φV, φH, and φR to “H” for a predetermined time by the microcomputer PRS. Next, an accumulation start command is sent from the microcomputer PRS to start accumulation, and later the end of accumulation is detected. Then, the sensor signals IMAGE are sequentially read out by driving the control signals φV and φH, A / D converted by the microcomputer PRS and stored in the RAM, and the capture of the sensor output signal in step (201) is completed.
[0052]
The output signal data of the two sensors are stored in predetermined areas IMG1 and IMG2 on the RAM.
[0053]
Next, in step (202) and subsequent steps, distance distribution information (distance map) composed of “m × n” blocks (m and n are positive numbers of 1 or more) is created.
[0054]
In step (202), variables х and у indicating the coordinates of the block are initialized, and in the next step (203), signals necessary for the distance calculation of the block (х, у) are transferred to the image data on the RAM. Extracted from IMG1 and copied to a predetermined address A on the RAM. In the following step (204), the other signal necessary for the distance calculation of the block (х, у) is extracted from the image data IMG2 and copied to a predetermined address B on the RAM.
[0055]
In the next step (205), a known correlation calculation COR (A, B) is performed on the luminance distribution signals stored in the addresses A and B, and a shift amount δ between the two image signals is calculated. In the following step (206), the distance value is calculated from the image shift amount δ by a known function f (δ), and the predetermined address D (х, у) reserved for recording the distance distribution on the RAM is used. Stores the distance value. In step (207), the value of х is incremented by 1, and the processing target is moved to the adjacent block.
[0056]
In the next step (208), the x is compared with the resolution m in the x direction of the distance map. If “x <m” is determined to be true, the process returns to the step (203) and the next in the x direction. The distance value is calculated and stored in the same block as described above. If “x <m” is determined to be false, the process proceeds to step (209), where x is initialized and y is incremented by one.
[0057]
In the following step (210), the value of y is evaluated, and when “y <n” is determined to be true, the process returns to step (203) again, and the operation for the next block sequence is started. If it is determined that “y <n” is false, distance calculation for all blocks is completed, and this distance distribution creation subroutine (operation in step (101) in FIG. 6) is terminated.
[0058]
When the detection target area is set to a cross area, the initial values of x and y and the resolutions m and n change for each position. These are stored as a function related to the location of the previous main subject area or as a numerical table and individually referenced.
[0059]
Next, in step (106) of FIG. 6, a main subject area detection subroutine is called. Also here, the contents of the main subject area detection subroutine when the detection target area is the entire area will be described with reference to the flowchart of FIG. This main subject area detection is performed by a portion corresponding to the main subject area detection circuit 52 shown in FIG. 1 in the microcomputer PRS.
[0060]
Returning to FIG. 6 again, in step (106), the main subject area detection subroutine is called. The contents of this main subject area detection subroutine will be described with reference to the flowchart of FIG. The main subject area is detected by a portion corresponding to the main subject area detection circuit 52 in FIG. 1 in the microcomputer PRS.
[0061]
In step (301) in FIG. 9, numbering is performed for each object (group) constituting the object scene. For example, as shown in FIG. 10, when division processing is performed from the upper left block of the screen while performing raster scanning as indicated by an arrow in the figure, the block G (x, y−1) above the target block G (x, y). ) And the left block G (x-1, y), it is possible to determine whether or not they are the same group among all adjacent blocks. At this time, the blocks on the upper side (y = 0) and the left side (x = 0) of the screen do not have an upper block and a left block, respectively, and therefore no processing is performed on them. The determination result is recorded in the memories G (0, 0) to G (m−1, n−1) on the RAM.
[0062]
First, a block of (x, y) = (0, 0) is registered as a group number “g = 1”. If a group having a different area is detected, the number of g is increased by one and the group number of the block is increased. And By this processing, for example, a shooting scene as shown in FIG. 11A is given a number for each group as shown in FIG. 11B. Since the numbering process itself is a known technique called “labeling method”, the flowchart of the entire area division is omitted.
[0063]
The method for determining whether or not the blocks are the same block is described in detail in Japanese Patent Application No. 8-325327 disclosed by the present applicant, and is omitted here.
[0064]
Next, in step (302), the number of subjects detected in step (301) is set as a variable Gnum. In step (303) and subsequent steps, the characteristics of each group constituting the photographing space are evaluated, and a group representing the main subject is determined from all the groups based on the characteristics.
[0065]
In step (303), 1 is set to the variable Gcur representing the group to be calculated. In the next step (304), it is determined whether the moving body shooting mode is set as the current automatic focus adjustment mode. If the moving body shooting mode is set, the process proceeds to step (305), where the subject image plane speed is set. The characteristics necessary for evaluation by moving object tracking, such as the amount of change and rate of change, are calculated. Since the change amount and change rate of the subject image plane speed are disclosed in Japanese Patent Application No. 62-32823 or Japanese Patent Application No. 1-227206, detailed description thereof will be omitted. Then, the process proceeds to Step (306).
[0066]
If the moving body shooting mode is not set, the process proceeds to step (306), where the main subject degree S (Gcur) of the subject area of the group number Gcur is calculated. The main subject degree is calculated by calculating characteristics such as average distance, area width, height, position on the screen, etc., and comprehensively evaluating them to determine an area considered as the main object. For example, the following expression can be considered as the main subject degree evaluation function S (Gcur).
[0067]

In the above formula, W ₁ , W ₂ , W _Three Is a weighting constant, the distance from the center of the screen is the distance between the center of the screen and the center of gravity of the area, and the average distance represents the average distance of all blocks in the area. The main subject degree is calculated for all regions, and the subject having the largest main subject degree is determined as the main subject.
[0068]
On the other hand, in the case of moving body photography, the above-described evaluation function is used in consideration of the change amount and change rate of the subject image plane speed.
[0069]
In the next step (307), the value of Gcur is incremented by 1, and the operation target is moved to the next group. In the following step (308), the values of Gcur and Gnum are compared, and it is checked whether the operation has been completed for all groups. As a result, if “Gcur ≦ Gnum”, since the calculation for all the groups has not been completed, the process returns to step (304) and the same operation is performed.
[0070]
On the other hand, if “Gcur> Gnum”, the process proceeds to step (309), where the function MAX is used to obtain the largest group number among the calculated main subject degrees S (1) to S (Gnum). The number of the group having the highest main subject degree is assigned to the variable Gmain. A region corresponding to a number represented by Gmain represents a main subject region. In the next step (310), the main subject area detection subroutine (the operation in step (106) in FIG. 6) is terminated.
[0071]
In the following step (107) in FIG. 6, a subroutine for determining the distance to be adjusted is called. Here, a subroutine for determining the distance to be adjusted from the current main subject area is executed. This will be described with reference to the flowchart of FIG. The focus adjustment distance is detected by a portion corresponding to the focus adjustment distance detection circuit 54 shown in FIG. 1 in the microcomputer PRS.
[0072]
In step (401), a target area in the object scene is set according to the group number set as the current main subject area. First, the area setting is performed in accordance with the result of the previous main subject area detection subroutine. In the next step (402), it is determined whether or not the current automatic focus adjustment mode is set to the moving object photographing mode. If the moving body shooting mode is not set, the process proceeds to step (403), and distance information for focus adjustment is calculated from the information in the previously set area. Here, since an algorithm that gives priority to closeness is adopted in the same subject area, the closest distance in the area is obtained.
[0073]
On the other hand, if the moving body shooting mode is set, the process proceeds to step (404), and the moving body tracking calculation necessary for the moving body shooting mode is performed. This is to obtain an adjustment amount obtained by adding a drive amount for correcting a delay due to a photographing operation such as a release time lag to the focus adjustment amount for the main subject region. Since this is also disclosed in Japanese Patent Application No. 62-32823 or Japanese Patent Application No. 1-227206, detailed description thereof will be omitted.
[0074]
In the next step (405), the closest distance or moving object tracking adjustment distance is set as the final focus adjustment distance, and the focus adjustment distance determination subroutine is terminated.
[0075]
Then, in step (108) of FIG. 6, a command for adjusting the focus is sent from the microcomputer PRS to the lens LNS having the lens driving device 56 of FIG. 1, whereby the in-lens control circuit LPRS controls the motor LMTR. The current focus adjustment (operation in step (107) in FIG. 6) is terminated.
[0076]
Thereafter, the above operation is repeated to perform a focus adjustment operation on a stationary or moving object.
[0077]
In the above example, as described with reference to FIG. 7, an area that can be regarded as a cross centered on the previous main subject area is set as the current selection target area. Several other shapes are conceivable for this set area. These will be described with reference to FIG.
[0078]
FIG. 13A shows a case where the normal camera is set to the horizontal position and the area is set more limited, that is, the focus area in the previous follow-up operation (the main subject area in the previous focus detection operation). This is an example of a predetermined one-direction area (a gray area H limited to only the horizontal direction by shooting in the horizontal position) centering on the determined black-painted area B). In the figure, as in FIG. 3, A represents the entire focus detection region of all 35 points configured by 5 vertical divisions and 7 horizontal divisions. This is sufficient for panning.
[0079]
FIG. 13B shows the region setting based on the same idea as in FIG. Further, FIG. 13C shows a small cross area in which the target area is slightly smaller, although it is a cross area. This can be considered sufficient if the subject can be sufficiently tracked. On the other hand, FIG. 13D shows an area setting in which the central portion is more substantial than the cross area. That is, the setting is made by adding all the areas adjacent to the black area determined as the main subject area in the previous focus detection operation to FIG. 7B. This is effective for subjects that are somewhat difficult to follow.
[0080]
In addition, as shown in FIGS. 13E and 13F, for example, it is also effective to set an area in which a target area range can be sufficiently obtained as a whole while reducing every other area.
[0081]
According to each of the embodiments described above, when performing a moving body tracking operation that keeps focusing on a moving subject, the focus detection target region is changed from a plurality of subject regions to the focus region in the previous tracking operation. The focus detection calculation is performed only on these areas, and the subject tracking operation is performed. This makes it possible to sufficiently reduce computations necessary for subject tracking and to extract the effectiveness of expanding the focus detection area.
[0082]
In addition to simple crosses, various region settings based on the cross shape are also effective depending on the photographer, subject, or shooting conditions.
[0083]
(Modification)
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a single-lens reflex camera as an optical device has been described. However, the present invention is not limited to this, and a lens shutter camera having a large number of distance measurement areas, etc. The present invention can also be applied to an optical apparatus that has detection areas and has a function of performing focusing using information obtained in these areas.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently limit the target area used for focusing to a necessary and sufficient area, and to shorten the time for obtaining information used for focusing. It can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a camera according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a layout diagram of an optical system of the camera according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing the arrangement of the optical system of the camera according to the first embodiment of the present invention.
4 is a view of the optical system of FIG. 3 as viewed from above. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the camera according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a series of operations of the camera according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a focus detection target area according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a distance distribution measurement operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a main subject area detection operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is an explanatory diagram of an area dividing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an example of the result of labeling in the first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing a focus adjustment distance determining operation according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a focus detection target area according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating a conventional focus detection target region.
[Explanation of symbols]
51 Distance distribution measurement circuit
52 Main subject area detection circuit
53 Selection area setting circuit
54 Focus Detection Distance Determination Circuit
56 Lens drive circuit
57 Control circuit
PRS microcomputer
LPRS In-lens control circuit
LNS lens
ICC focus detection and photometric sensor and drive circuit

Claims

A measuring unit for measuring the distance measurement or the defocus amount in a plurality of measurement regions in the observation window,
Focusing means for performing focusing based on information obtained by the measuring means ,
In the case of the mode for focusing on the moving object, the measuring means focuses on the moving object selected from a plurality of measurement areas in the observation screen. An optical apparatus for measuring a distance or a defocus amount with respect to a measurement area group including a focus area used for previous focusing, which has a smaller measurement area than in the case of the non-mode .

When it is the first time to select a measurement area to be used for focusing in the mode for focusing on the moving object, based on information from all measurement areas obtained by the measurement means The optical apparatus according to claim 1 , wherein a measurement region used for the focusing is determined .

The measurement region group, the optical device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the optical device is different from the measurement area group depending on whether the lateral position or the vertical position.