JPH01180188A - 焦点検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、焦点検出装置、さらに詳しくは、？Ｉｌｌ＋
距視野内の所望の被写体に焦点調節を行うための焦点検
出装置に関する。

［従来の技術］ 撮像素子の出力映像信号中、測距視野からの映像信号を
用いて焦点検出を行うカメラ等において、測距睨野位置
を任意に選択することにより、全視野周辺部にある目標
被写体や全視野内を移動する目標被写体についても自動
焦点検出または、自動焦点調節を可能とし、従来装置に
おける構図を定める際の制約を除去しようとする技術手
段が、特開昭６０−２２６２８０号公報により開示され
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記技術手段においては、目標とする被写体に
手動でフォーカスエリアを設定することにより同フォー
カスエリア内の信号で焦点検出を行っていたので、焦点
検出に手間がかかり、例えば、移動する物体（以下、動
体という）に焦点を合わせることが困難であった。また
無人撮影で、所望の被写体を撮影することが極めて難し
かった。

本発明は、このような問題点に鑑み、撮影者によって予
めプログラムされたフォーカス対象を自動的に検出し、
撮影目的に応じてより高速で手間のかからない焦点検出
を行うようにした焦点検出装置を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段および作用］本発明の焦点
検出装置は、画面内に被写体を表示する電子ビューファ
インダ等の表示手段と、焦点調節を行う対象を選択する
フォーカス対象選択手段と、このフォーカス対象選択手
段により選択される対象の特徴を予め記憶しておく記憶
手段と、上記画面内で上記選択された対象の特徴と一致
する被写体を抽出する特徴抽出手段と、上記抽出された
被写体を含む所定領域の像信号に基づいて焦点を検出す
る焦点検出手段とを具備してなり、フォーカス対象選択
手段によって焦点調節を行う対象を選択すると、この選
択された対象の特徴と一致する被写体が電子ビューファ
インダの画面内で抽出され、この被写体を含む所定領域
の像信号に基づき焦点検出が行われる。

［実　施　例］ 第１図に本発明の焦点検出装置を適用したスチルビデオ
カメラの一実施例を示す。固体撮像索子１の受光面には
、同受光面を赤、青、緑の３色に分解する色モザイク状
の色分解フィルター２が配置され、さらにその前方には
、赤外カットフィルター３が配置されている。したがっ
て、撮影レンズ４によって被写体５の光像を固体撮像素
子１の受光面に結像させるとき、被写体光は赤外光を上
記赤外カットフィルター３によって除外された後、色分
解フィルター２を透過して固体撮像素子１の各画素に受
光される。固体撮像素子１は駆動パルス発生回路６から
発する駆動パルスによって走査されることにより各画素
から光電変換信号が色信号として読み出される。この色
信号は、赤（Ｒ）信号、緑（Ｇ）信号および青（Ｂ）信
号に区分されプリアンプ７に導かれてそれぞれ増幅され
る。

Ｇ信号とＢ信号は固体撮像素子１からプリアンプ７へ線
順次式で入力され、こののち、それぞれサンプルホール
ド回路（以下、Ｓ／Ｈ回路と略記する）９．１０によっ
て連続した信号となる。その後、Ｒ，Ｇ、Ｂの各色信号
は、ゲイン調整回路１１を経てゲート回路１２．１３お
よび電子ビューファインダ１４に導かれる。電子ビュー
ファインダ１４には、撮影すべき被写体の画像が写し出
されるとともに、後述する画面内の焦点を合わすべき領
域であるフォーカスエリアがスーパーインボーズ表示さ
れる。また電子ビューファインダ１４にはフォーカス対
象（例えば、人、車、動体など）を探索する領域も同時
に表示される。フォーカス対象は予めＣＰＵ２２内にプ
ログラムされており、撮影者の選択操作によりフォーカ
ス対象選択回路１５によって所望のフォーカス対象が選
択設定される。

同期信号発生回路１６は上記駆動パルス発生回路６の出
力を受け、上記電子ビューファインダ１４にゲート回路
１３を通じて水平同期信号および垂直同期信号を送出す
るとともに、上記Ｓ／Ｈ回路９．１０および画像記録装
置２５にもタイミングパルスを発生するなど、殆ど全回
路にタイミングパルスを供給している。０ＳＣ１７は基
準パルス発生回路である。

探索領域選択回路１８は、撮影者の選択操作により上記
フォーカス対象を探索する領域を選択設定するための回
路で、ゲート回路１２を制御することにより探索領域内
の信号のみを次段の混合回路（ＭＩＸ回路）１９に通過
させる。ＭＩＸ回路１９はゲート回路１２を通過した上
記探索領域内のＲ，Ｇ、Ｂ信号を混合する回路である。

ＭＩＸ回路１９の出力信号は、Ａ／Ｄコンバータ２０で
Ａ／Ｄ　（アナログ／ディジタル）変換された後、画像
メモリ２１にストアされる。ＣＰＵ２２においては、後
述する物体のパターン認識、動体の検出および焦点検出
等の演算が実行される。フォーカス対象選択回路１５に
よって選択設定されたフォーカス対象が探索領域選択回
路１８によって選択設定された領域内に存在するとき、
電子ビューファインダ１４の上記フォーカス対象を含む
所定領域にフォーカスエリアをスーパーインポーズ表示
する。フォーカスエリア表示回路２３は、電子ビューフ
ァインダ１４の表示画面上に上記フォーカスエリアをス
ーパーインポーズ表示させるための制御回路である。レ
ンズ駆動装置２４はＣＰＵ２２からの焦点検出信号に基
づいて撮影レンズ４を駆動させるための装置である。

第２図は、フォーカス対象選択回路１５によって選択さ
れたフォーカス対象が上記探索領域内に存在するかどう
かを検出したり、焦点検出のアルゴリズムを実行したり
するＣＰＵ２２の動作を説明するためのフローチャート
である。次に、この第２図に基づいて本実施例装置の動
作を詳細に説明する。

まず、撮影者は、探索領域とフォーカス対象の選択を行
う。本実施例においては、フォーカス対象選択回路１５
により、フォーカス対象が静止物体であればそれらを種
別にシンボル化したパターン（例えば、人、車、木、鳥
など）の選択が、また動体であればその旨の選択が行わ
れるようになっている。さらにフォーカス対象選択回路
１５では、後述する“フォーカスエリア固定“のモード
選択も可能である。また、探索領域選択回路１８により
探索領域が選択設定されると、電子ビューファインダ１
４の表示画面上に、例えば、第３図（Ａ）、　　（Ｂ）
に破線で示すような探索領域ＳＡの表示が行われる。画
像メモリ２１には上記探索領域ＳＡの輝度信号のレベル
が予め決められた配列でストアされている。ＣＰＵ２２
は画像メモリ２１からデータを入力すると、次に前処理
を実行する。画像メモリ２１にメモリされているデータ
は一般に各種の歪みやノイズを含んでいるので、画像の
特徴抽出を行う前にまずこれらを除去する必要がある。

ここでは、ノイズ除去フィルタリングまたは画像強調な
どが前処理として行われる。

またこの前処理では、濃淡画像に閾値を設けて多値画像
から２値画像に変換し、認識対象とする物体の骨格線を
抽出する細線化操作などを行う。

次にＣＰＵ２２はフォーカス対象選択回路１５によって
“フォーカスエリア固定”のモードが選択されているか
否かを判別する。もし、“フォーカスエリア固定”のモ
ードであれば、フォーカスエリア表示回路２３を介して
電子ビューファインダ１４の表示画面上の中央付近の所
定領域に、第３図（Ｄ）に示すようにフォーカスエリア
ＦＡ。

をスーパーインポーズ表示する。次にレンズ駆動を行い
ながら、このフォーカスエリアＦＡｏ内の信号に基づい
てコントラスト演算を繰り返し行い、コントラストがピ
ークになったところでレンズ駆動を停止させる。次にレ
リーズスイッチ２６が閉成されているかどうかを判別す
る。もし、レリーズスイッチ２６が閉じていれば、ゲー
ト回路１３に信号を送出し、磁気記録媒体などよりなる
画像記録装置２５に画像を記録する。したがって、この
場合は、視野画面の中央付近に合焦した画像か得られる
。

今、“フォーカスエリア固定″のモードでないとき、次
にフォーカス対象選択回路１５によって選択されたフォ
ーカス対象が“動体°か否かを検出する。ここで、仮に
“動体”が選択されているとすると、次に公知の時間微
分法により上記探索領域ＳＡ内に“動体”が存在するか
否かを判別する。動体を検出する時間微分法は、時間的
に連続したエリアの中で隣接エリア間の差分をとり、画
面の濃淡が時間的に変化した部分、つまり、“動体”と
思われる領域の抽出を行う方法である。もし“動体”が
存在しない場合は、第３図（Ｃ）に示すように、電子ビ
ューファインダ１４の表示画面を妨げない下方位置にお
いて発光ダイオード３０の点滅等により警告表示を行っ
た後、フォーカスエリアを固定する。したがって、この
場合は、“フォーカスエリア固定”のモードを選択した
ときと同様に、画面中央付近の所定領域のフォーカスエ
リアＦＡｏの信号に基づきコントラストがピーク値に達
するまでレンズを駆動して焦点検出を行うことになる（
第３図（Ｄ）参照）。

また、探索領域ＳＡ内で“動体”が存在する場合は、次
にこの“動体”のフォーカス対象が複数存在するか否か
を判別する。このとき、もしフォ−カス対象が１つのと
きは、第３図（Ａ）に示すように、フォーカス対象を含
む所定領域をフォーカスエリアＦＡとしてスーパーイン
ポーズ表示する。また、もしフォーカス対象が複数存在
する場合は、第３図ＣＢ）に示すように、複数のフォー
カス対象のうち、この焦点検出装置を適用したスチルビ
デオカメラに最も近い被写体を含む所定領域をフォーカ
スエリアＦＡとしてスーパーインポーズ表示する。これ
は、探索領域ＳＡ内に同一物体が遠、近に複数が存在す
るとき、経験上、最も近い距離の物体に焦点を合わせて
いるケースが多いことに基づくものである。このように
、選択された被写体を含む所定領域が電子ビューファイ
ンダ１４の画面上にスーパーインポーズ表示されるので
、撮影者は、視野画面のどの部分に合焦しているかを容
易に確認するこ生かできる。そして、画面内に予めプロ
グラムしたフォーカス対象が複数存在するときには、焦
点検出装置に最も近い被写体に焦点を合わせるので、殆
ど塩点検出対象を誤ることがない。

このあとは、前述したように、スーパーインポーズ表示
されたフォーカスエリアＦＡ内の物体に基づいてそのコ
ントラストを検出することにより焦点検出が行われる。

したがって、レリーズによって、上記フォーカスエリア
ＦＡの物体に合焦した画像が記録される。

また、静止物体がシンボル化したパターンにより選択さ
れていて、ＣＰＵ２２が“動体“ではないと判断したと
きは、次に、このフォーカス対象選択回路１５により選
択されている“人“、　“人の目”、　“鳥”、　“車
”などのフォーカス対象のパターン情報に基づいてフォ
ーカスエリアを決定する。この場合は、まず画像メモリ
２１のデータから、そのデータに関する特徴を抽出する
。画像の特徴を忠実に表すパラメータを特徴パラメータ
といい、その形状を特徴パターンと呼ぶ。また、これら
の特徴パターンを求める作業を特徴抽出という。公知の
特徴抽出法としては、例えば、物体の稜線や輪郭などの
線要素を求め、線の構造的な情報により特徴パターンを
求める方法かある。特徴抽出が終了すると、次にパター
ンマツチング処理が行われる。コンピュータを用いて画
像認識を行う場合、入力された画像から求まった特徴パ
ラメータが、コンピュータ内に前もって用意しである標
準パターンと一致するかどうかを見る必要がある。これ
がパターンマツチングである。そのためにＣＰＵ２２内
にフォーカス対象選択回路１５によって選択されるパタ
ーンと一致する標準パターンを予め蓄えておく。したが
って、その標準パターンと、入力した未知パターンの特
徴とが一致したときにフォーカス対象を認識したことに
なる。

パターン認識の方法については多くの文献があり、詳細
については本発明の趣旨ではないので省略する。

パターン認識の結果、フォーカス対象が複数存在したと
きには、次に、上述した“動体″の場合と同様に、複数
のフォーカス対象のうち、焦点検出装置に最も近い被写
体を含む所定領域をフォーカスエリアとしてスーパーイ
ンポーズ表示を行う。

また、フォーカス対象が１つのときはこのフォーカス対
象を含む所定領域をフォーカスエリアとしてスーパーイ
ンポーズ表示を行う。そして、このあとは、上述したよ
うにスーパーインポーズ表示されたフォーカスエリアの
焦点検出動作を実行する。

上述したように、この実施例においては、フォーカス対
象を含む所定領域がスーパーインポーズ表示によって撮
影者にも容易に認識できるようになっているが、撮影時
の操作としては、“パターン”や“動体”等のフォーカ
ス対象の選択を行うだけでよく、あとは、ＣＰＵ２２が
この選択されたフォーカス対象を自動的に視野画面内で
捕らえて合焦させるので、無人撮影が十分にｉｉＪ能で
ある。

なお、上記実施例はスチルビデオカメラに適用したもの
であるが、ムービービデオカメラや銀塩フィルムカメラ
にも同様にして容易に適用することができる。

［発明の効果コ 以上述べたように本発明によれば、フォーカス対象を予
めプログラムできるので、フォー力シングのためのフレ
ーミングの手間か省略され、迅速な焦点検出動作が可能
になる。特に動体の撮影や無人撮影のときの効果が大き
い。また画面内において、フォーカス対象の探索領域を
予め選択できるようになっているので、撮影者のフレー
ミングに対する意思をも十分に反映させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す焦点検出装置の電気
回路のブロック図、 第２図は、上記第１図中のＣＰＵの焦点検出動作を説明
するフローチャート、 第３図（Ａ）〜（Ｄ）は、電子ビューファインダの画面
上に表示された各状態を示す正面図である。 １４・・・・・・電子ビューファインダ（表示手段）１
５・・・・・・フォーカス対象選択回路１８・・・・・
・探索領域選択回路 ２２・・・・・・ＣＰＵ　（記憶手段、特徴抽出手段、
焦点検出手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）画面内に被写体を表示する表示手段と、焦点調節
   を行う対象を選択するフォーカス対象選択手段と、 このフォーカス対象選択手段により選択される対象の特
   徴を予め記憶しておく記憶手段と、上記画面内で上記選
   択された対象の特徴と一致する被写体を抽出する特徴抽
   出手段と、上記抽出された被写体を含む所定領域の像信
   号に基づいて焦点を検出する焦点検出手段と、を具備し
   たことを特徴とする焦点検出装置。
2. （２）上記画面を複数の領域に分割し、この分割された
   領域から１つの領域を選択する探索領域選択手段をさら
   に具備し、上記特徴抽出手段は、上記探索領域選択手段
   により選択された領域内において抽出を行うことを特徴
   とする請求項（１）記載の焦点検出装置。